JPH06270922A - 粉体および粒状物質の袋詰自動化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 タンカル、セメント等の粉体の袋詰めを自動
化し、人件費を大幅に低減するとともに、作業員への発
塵の影響を少なくする。 【構成】三次元運動を行うアームを備える産業用ロボッ
ト本体の前記アームにロボットハンド１０を取り付け、
このロボットハンド１０が、作業杆１２に支持されかつ
真空系に接続された袋吸着用吸着パッド１３と、杆体１
４に支持されかつ真空系に接続された袋口開き用吸着パ
ッド１８とを備え、さらに積み重ねた袋束を上下動可能
に保持する袋リフターと、粉状体の噴出ノズルを備えた
粉体充填機とを配置し、前記袋吸着用吸着パッド１３が
袋リフターに保持された袋束のうち最上側の袋を吸着
し、その袋の口部の少なくとも１部を袋口開き用吸着パ
ッド１８により開け、かく広げた袋口部がロボット本体
および（または）前記アームの移動により前記粉体充填
機のノズルに嵌まるように、該袋を充填機にセットし、
ついで粉体を前記袋内に充填する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タンカル、セメント等
の粉体および粒状物質の袋詰自動化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、タンカル、セメント等の粉体は、
紙袋またはビニール袋に詰められている。その袋詰作業
では、従業員が手動によりこれらの袋を充填機に装着し
てタンカル、セメント等を充填している。この充填作業
の際に漏粉があり、無駄が生ずるとともに、発塵による
作業環境の悪化が避けられない。

【０００３】また、紙袋を用いるときは、床上に立てた
状態の紙袋に充填機のノズルにより前記粉体を詰めるこ
とができるが、ビニール袋は紙袋のように自立性がない
ので、人手により床上に立てて保持し、これに充填機の
ノズルにより粉体を詰めている。いずれの場合も、充填
作業は人手により行われ、特に大量生産の場合、多くの
作業員と作業時間を要し、人件費の節約と省エネルギー
の要請に充分に応えることはできなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の粉体
等の袋詰作業における前述の不都合を解消して、袋詰作
業を自動化することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記の課題は、本発明に
より、三次元運動を行うアームを備える産業用ロボット
本体の前記アームにロボットハンドを取り付け、このロ
ボットハンドが、作業杆に支持されかつ真空系に接続さ
れた袋吸着用吸着パッドと、杆体に支持されかつ真空系
に接続された袋口開き用吸着パッドとを備え、さらに積
み重ねた袋束を上下動可能に保持する袋リフターと、粉
体の噴出ノズルを備えた粉体充填機とを配置し、前記袋
吸着用吸着パッドが袋リフターに保持された袋束のうち
最上側の袋を吸着し、その袋の口部の少なくとも１部を
袋口開き用吸着パッドにより開け、かく広げた袋口部を
有する袋をロボット本体および（または）前記アームの
移動により前記粉体充填機にセットし、ついで粉体をノ
ズルを介して前記袋内に充填することにより解決され
る。

【０００６】また、本発明は、前記の課題を解決するた
め、前記作業杆がその中心軸線の周りに９０°回転可能
であり、袋口開き用吸着パッドを支持する前記杆体が袋
吸着用吸着パッドを支持する前記作業杆に近接離隔可能
であることを提案する。

【０００７】さらに、本発明は、前記の課題を解決する
ため、前記袋リフターが、合体して１つの載置テーブル
を形成する複数のテーブル部分と、各テーブル部分の高
さ位置を個別に調整するための位置調整機構と、前記テ
ーブル上に載置した袋束の最上側面をテーブル部分の各
範囲にて検知するための複数の検知装置とを有すること
を提案する。

【０００８】

【作用】作業員は、紙袋またはビニール袋の束を袋リフ
ターのテーブル部分上に載置した後、袋リフターを起動
すると、袋束はロボットの吸着レベルまで上昇させら
れ、リミットスイッチにより袋束の最上側面の位置を検
出し、この最上側面が同じ高さ位置にあるか否かをチェ
ックする。前記最上側面が同じ高さ位置にないとき、駆
動モータを駆動することにより各ねじ軸を回し、各テー
ブル部分範囲における袋束の最上側面の高さ位置を調整
し、袋束の最上側の全面がほぼ同一水平面上にあるよう
にする。

【０００９】次に、ロボット本体を起動すると、ロボッ
ト本体はロボットハンドが袋リフターの袋吸着位置にく
るように移動し、袋吸着用吸着パッドを袋リフターに載
置された袋束の最上側面に押しつける。真空系の弁を開
けることにより、前記吸着パッドは最上側の１枚の袋を
吸着する。袋を吸着した吸着パッドは袋リフターに邪魔
されない位置に移動し、ここで作業杆は自己の中心軸線
の周りの９０°の回転を行い、それによって袋吸着用吸
着パッドは吸着した袋を垂直に保持することとなる。こ
のとき、袋口開き用吸着パッドが袋吸着用吸着パッドの
吸着位置の反対側で袋に近接しており、袋口開き用吸着
パッドへの真空系の弁が開けられることにより、袋口開
き用吸着パッドは袋の前記反対側を吸着し、ついで袋吸
着用吸着パッドより若干離隔することにより袋の充填口
を開ける。つづいて、ロボット本体のアームが適宜動い
て、指定された噴出ノズルが袋の充填口に挿入されるよ
うに、充填機に袋をセットする。充填機は袋に粉体を充
填し、袋は自動的に搬送コンベアに供給される。

【００１０】前述した充填機への袋のセットが確認され
ると、ロボット本体は、ロボットハンドをノズルより離
して袋リフターの袋吸着位置に移動させ、次の袋の充填
のため、前述したと同じ工程を繰り返す。

【００１１】

【実施例】以下、図に示す本発明の実施例を説明する。

【００１２】図１において、産業用ロボット本体１のア
ーム２は、ロボット本体１の中心軸心１ａの周りの回転
運動と、アーム２の支軸３の軸線３ａの周りの上下旋回
運動と、アーム２自身の軸線２ａの周りの自転運動とを
行うことができる。また、アーム２の自由端部には、取
付部材４が固定されている。

【００１３】図１に示すように、前記産業用ロボット本
体１の周りには、後述する袋リフター５と粉体充填機６
とが配置されている。７は粉体充填機６に設けた粉体の
噴出ノズル、そして８は充填を終えた袋のための搬送コ
ンベアである。

【００１４】図２において、前記取付部材４に取付ける
べきロボットハンド１０は、取付部材４への取付面１１
ａを有するハンド頭１１と、複数の吸着パッド１３を担
持する作業杆１２と、この作業杆に平行に延びるように
前記ハンド頭１１に取付けられた袋口開き用杆体１４と
よりなる。前記作業杆１２は、ハンド頭１１内に配置し
たシリンダ１５に連結され、同シリンダにより自己の中
心軸線の周りに９０°回転するようになっている。ま
た、杆体１４は、作業杆１２に対し平行関係を維持して
近接離隔するように、摺動軸１４ａによりハンド頭１１
に摺動可能に装着されている。

【００１５】前記ハンド頭１１は、その取付面１１ａに
てロボット本体１のアーム２の取付部材４に固定して取
付けられているので、ロボットハンド１０は、アーム２
の前述せる回転運動と上下旋回運動と自転運動をアーム
２とともに行い、さらにロボットハンド１０の作業杆１
２は前述の自己の中心軸線の周りの９０°の回転を行う
ことができる。

【００１６】各吸着パッド１３には、それぞれ導管１５
が接続しており、これら導管１５が支片１６を介して作
業杆１２に取付けられている。前記袋口開き用杆体１４
には、導管１７を介して吸着パッド１８が取付けられて
いる。前記導管１５と導管１７は、可撓性導管１５ａ、
１７ａを介しかつ図示しない弁を経て、同じく図示しな
い真空源に接続されている。

【００１７】図３に示す袋リフター５は、そのケーシン
グ２０の４つの隅角部に、上端部と下端部とを軸受２１
ａ、２１ｂにより支持された４個のねじ軸２１が垂直に
設けられている。また、各ねじ軸２１の下端部に近接し
て駆動モータ２２が配置され、その駆動軸は傘歯車列２
３を介して各ねじ軸２１に連結されている。それによっ
て、各ねじ軸２１は付属の駆動モータ２２により個別に
回転することができる。

【００１８】各ねじ軸２１には、それぞれフランジナッ
ト２４が螺着され、そして各フランジナット２４には袋
載置用テーブル部分２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄが
水平に位置するように固定されている。４つのテーブル
部分２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄは同一水平面に位
置するとき１つのテーブルを形成し、そのテーブル面積
は、タンカル、セメント等の充填用袋を載置するに適し
た大きさである。そして、これらのテーブル部分２５
ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄは、それぞれの駆動モータ
２２を個別に制御して駆動することにより、それぞれ異
なる高さ位置に調整することができる。２６ａ、２６
ｂ、２６ｃ、２６ｄは、テーブル上に載置した袋束の最
上側面の高さ位置を各テーブル部分の範囲にて検出する
ためのリミットスイッチである。

【００１９】以下に、前述した本発明による装置の動作
を説明する。

【００２０】先ず、作業員は紙袋またはビニール袋の束
を袋リフター５のほぼ同一水平面に位置する袋載置用テ
ーブル部分２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ上に載置す
る。リフター５を自動で起動すると、袋束はロボットの
吸着レベルまで上昇させられる。このとき、リミットス
イッチ２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄにより各テーブ
ル部分の範囲において袋束の最上側面の位置を検出し、
この最上側面が同じ高さ位置にあるか否かをチェックす
る。袋束の最上側面が同一水平面にあることが、次の工
程における吸着パッド１３による袋の効果的な吸着に大
きな影響を及ぼす。

【００２１】袋は、その開口部に蓋として機能する折り
返し片その他を取付けられているので、数多くの袋を束
として積み重ねると、前記取付け部の部分が膨らみ、袋
束の最上側面が同じ高さ位置にないことが多い。前記最
上側面が同じ高さ位置にないとき、各駆動モータ２２を
駆動して各ねじ軸２１を回し、各リミットスイッチにて
チェックしながら各テーブル部分２５ａ、２５ｂ、２５
ｃ、２５ｄの高さ位置を調整し、袋束の最上側面がほぼ
同じ水平面にあるようにする。

【００２２】ついで、ロボット本体１を自動で起動す
る。ロボット本体１は、ロボットハンド１０が袋リフタ
ー５の袋吸着位置にくるように移動し、図４に示すよう
に、各吸着パッド１３を袋束の最上側面に押しつける。
導管１５に通ずる真空系の弁を開けることにより、吸着
パッド１３に負圧による吸着作用が生じ、吸着パッド１
３は最上側の１枚の袋を吸着する。アーム２の適宜の運
動により、袋を吸着した吸着パッド１３は袋リフター５
に邪魔されない位置に移動し、ここで作業杆１２は自己
の中心軸線の周りの９０°の回転を行い、それによって
吸着パッド１３は、図５に示すように、吸着した袋を垂
直に保持することとなる。このとき、袋口開き用杆体１
４に設けた吸着パッド１８が吸着パッド１３の吸着位置
の反対側で袋に近接しており、吸着パッド１８への真空
系の弁が開けられることにより、該吸着パッド１８は負
圧作用の下に袋の前記反対側を吸着し、図６に示すよう
に、杆体１４が作業杆１２より若干離隔することにより
吸着パッド１８が吸着パッド１３より離れ、それによっ
て袋の充填口が開けられる。

【００２３】つづいて、ロボット本体１のアーム２が適
宜動いて、指定された噴出ノズル７（図１）が袋の充填
口に挿入されるように、充填機６に前記袋をセットす
る。充填機６は、袋に例えばタンカルを充填し、その重
さが３０ kg に計量されると、袋は自動的に搬送コンベ
ア８に供給される。

【００２４】前述のように、充填機６への袋のセットが
確認されると、ロボット本体１は、ロボットハンド１０
をノズル７の位置より離して袋リフター５の袋吸着位置
に移動させ、次の袋の充填のため、前述したと同じ工程
を繰り返す。

【００２５】図１に示すように、ノズル７を複数個設け
ているので、同一工程で複数の袋を同時に充填すること
も可能である。

【００２６】

【発明の効果】前述のように、本発明による袋詰自動化
方法は、タンカル、セメント等の粉体の袋詰めを自動的
に行うので、人件費を大幅に減ずるとともに、作業員へ
の発塵の影響を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の装置におけるロボット本体、粉
体充填機、袋リフターの配置を示す平面図である。

【図２】図２はロボットハンドの斜視図である。

【図３】図３は袋リフターの構成を説明するための図式
斜視図である。

【図４】図４はロボットハンドによる袋の吸着工程を示
す説明図である。

【図５】図５はロボットハンドによる袋口開放の初期工
程を示す説明図である。

【図６】図６は前記袋口開放の終期工程を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１ ロボット本体 ２ アーム ５ 袋リフター ６ 粉体充填機 ７ 噴出ノズル １０ ロボットハンド １２ 作業杆 １３ 袋吸着用吸着パッド １８ 袋口開き用吸着パッド ２１ ねじ棒 ２２ 駆動モータ ２５ａ〜２５ｄ 袋載置用テーブル部分 ２６ａ〜２６ｄ リミットスイッチ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 三次元運動を行うアームを備える産業用
   ロボット本体の前記アームにロボットハンドを取り付
   け、このロボットハンドが、作業杆に支持されかつ真空
   系に接続された袋吸着用吸着パッドと、杆体に支持され
   かつ真空系に接続された袋口開き用吸着パッドとを備
   え、さらに積み重ねた袋束を上下動可能に保持する袋リ
   フターと、粉体の噴出ノズルを備えた粉体充填機とを配
   置し、前記袋吸着用吸着パッドが袋リフターに保持され
   た袋束のうち最上側の袋を吸着し、その袋の口部の少な
   くとも１部を袋口開き用吸着パッドにより開け、かく開
   けた袋口部を有する袋をロボット本体および（または）
   前記アームの移動により前記粉体充填機にセットし、つ
   いで粉体をノズルを介して前記袋内に充填することを特
   徴とする、粉体および粒状物質の袋詰自動化装置。
2. 【請求項２】 前記作業杆がその中心軸線の周りに９０
   °回転可能であり、袋口開き用吸着パッドを支持する前
   記杆体が袋吸着用吸着パッドを支持する前記作業杆に近
   接離隔可能であることを特徴とする、請求項１に記載の
   袋詰自動化装置。
3. 【請求項３】 前記袋リフターが、合体して１つの載置
   テーブルを形成する複数のテーブル部分と、各テーブル
   部分の高さ位置を個別に調整するための位置調整機構
   と、前記テーブル上に載置した袋束の最上側面をテーブ
   ル部分の各範囲にて検知するための複数の検知装置とを
   有することを特徴とする、請求項１または請求項２に記
   載の袋詰自動化装置。