WO2023042830A1 - 移載装置及び移載方法 - Google Patents

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WO2023042830A1
WO2023042830A1 PCT/JP2022/034303 JP2022034303W WO2023042830A1 WO 2023042830 A1 WO2023042830 A1 WO 2023042830A1 JP 2022034303 W JP2022034303 W JP 2022034303W WO 2023042830 A1 WO2023042830 A1 WO 2023042830A1
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WO
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holding
conveying
holding hand
movement
transfer
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PCT/JP2022/034303
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English (en)
French (fr)
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史典 酒井
佳明 浜田
隆司 鈴木
慎也 山▲崎▼
涼平 関根
裕介 ▲高▼橋
Original Assignee
凸版印刷株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/08—Gripping heads and other end effectors having finger members
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B35/00—Supplying, feeding, arranging or orientating articles to be packaged
    • B65B35/30—Arranging and feeding articles in groups
    • B65B35/36—Arranging and feeding articles in groups by grippers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G47/00—Article or material-handling devices associated with conveyors; Methods employing such devices
    • B65G47/74—Feeding, transfer, or discharging devices of particular kinds or types
    • B65G47/90—Devices for picking-up and depositing articles or materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65G47/74—Feeding, transfer, or discharging devices of particular kinds or types
    • B65G47/90—Devices for picking-up and depositing articles or materials
    • B65G47/91—Devices for picking-up and depositing articles or materials incorporating pneumatic, e.g. suction, grippers

Definitions

  • the present invention relates to a transfer device and a transfer method for transferring objects such as agricultural products.
  • Agricultural crops such as vegetables and fruits are harvested from cultivated land, aggregated at collection and shipping sites, and delivered to consumers by being delivered to wholesale and retail stores. During this distribution process, agricultural products are washed, inspected, sorted, and the like at the collection and shipment site. After the crops are arranged in an arbitrary number of individuals, they are subjected to operations such as cleaning, inspection, and fruit sorting, and then transferred into packaging containers and packed. In general, such work is done manually, but in order to achieve a certain level of processing capacity, ensure quality, and reduce the number of workers, it is possible to carry out a series of these works while conveying agricultural products on a conveyor or the like. being considered. Some crops have fragile properties and complex shapes.
  • an object of the present invention is to provide a transfer device and a transfer method that can transfer an object to be conveyed without applying a load to it.
  • a transfer device is a transfer device that transfers an object transported on a first transport path from a first position on the first transport path to a second position of a transfer destination, and a holding hand configured to be capable of holding and releasing the object and capable of being brought into contact with and separated from the first transport path, wherein the holding hand is used to transport the object at the first position. moving in the same direction as the movement, bringing the object closer to the first transport path to hold the object on the first transport path; It is separated from the first conveying path while being moved in the same direction.
  • FIG. 1 is a plan view of a packaging device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. The side view of the same packing apparatus.
  • FIG. 1 is a plan view of a packing device 1 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a side view of the packing device 1.
  • FIG. 3 is a side view of the holding hand 41 of the transfer device 40
  • FIG. 4 is a front view of the holding hand 41
  • FIG. 5 is a front view showing the holding state of the holding hand 41.
  • FIG. 6 to 8 are explanatory diagrams showing the operation of the packing apparatus 1.
  • FIG. 6 shows pick-up processing
  • FIG. 7 shows movement
  • FIG. 8 shows release processing.
  • FIG. 6 shows pick-up processing
  • FIG. 7 shows movement
  • FIG. 8 shows release processing.
  • the packing device 1 shown in FIGS. 1 and 2 is a device that transfers and packs an object 2 such as vegetables on the first transport path A1 to a container 3.
  • the packing apparatus 1 includes a conveying device 20 that conveys the object 2 along the first conveying path A1, a container conveying device 30 that supplies the container 3, and a transfer device that holds the object 2 and arranges it in the container 3. It includes a device 40, a detection device 50, and a control device 60 that controls the operation of each part.
  • the target object 2 is, for example, agricultural products with fragile properties or complex shapes, such as vegetables and fruits.
  • the target object 2 is, for example, agricultural products with fragile properties or complex shapes, such as vegetables and fruits.
  • Japanese ginger is used as the target object 2. As shown in FIG.
  • the container 3 is a tray having a placement portion 3a on which the object 2 is placed, for example.
  • the container 3 is opened at the top, and after the object 2 is transferred from above, the container 3 is covered with a cover from above.
  • the transport device 20 is configured to transport the object 2 along the first transport path A1.
  • the transport device 20 is, for example, a belt conveyor type transport mechanism.
  • the conveying device 20 includes a guide member 25 installed along a predetermined conveying path A1, a conveying belt 26 supported by the guide member 25 and arranged along the conveying path, and a conveying belt 26 provided on the back side of the conveying belt 26. It includes a plurality of conveying rollers for feeding, and a motor serving as a drive source for rotationally driving the conveying rollers.
  • the conveying device 20 conveys the object 2 placed on the conveying belt 26 along the conveying path A1.
  • the transport path A1 is arranged along the Y direction in the figure.
  • a detecting device 50 having a position sensor and an image sensor for detecting the position and state of the object 2 is provided at a predetermined position on the first conveying path A1.
  • a first position P1 which is a pick-up position, is arranged on the secondary side of the detection device 50 on the transport path A1, and a first position P1, which is a holding completion position, is located downstream of the first position P1 on the transport path A1.
  • 3 position P3 is set.
  • a pre-processing area 70 is provided on the primary side of the transport path A1 relative to the detection device 50 for carrying-in processing and sorting processing before transfer.
  • the primary side of the first transport path A1 may be connected to another transport path.
  • the conveying device 20 guides and conveys the object 2 placed on the conveying belt 26 along the first conveying path A1 in a recumbent state by the feeding movement of the conveying belt 26 accompanying the rotation of the conveying roller. do.
  • the container conveying device 30 includes a container supply unit 31 that intermittently pushes out the containers 3 toward the second position P2, and a conveyor-type second conveying unit that conveys the containers 3 after the transfer process to the downstream side. and a mechanism 32 for transporting the container 3 along the transport path A2.
  • the transport path A1 is provided on the side of the first transport path A1.
  • a second position P2, which is a transfer destination, is arranged on the second transport path A2.
  • the container supply unit 31 includes a container rack 31a that holds a plurality of stacked containers 3, and a supply arm 31b that supplies the containers 3 held by the container rack 31a one by one to the transport path A2 or the second position P2. And prepare.
  • the container supply unit 31 sequentially supplies the containers 3 one by one at a predetermined timing.
  • the containers 3 are placed one by one at the second position P2 with the container 3 opened upward, and wait at the second position P2 until the target object 2 is placed.
  • the second transport mechanism 32 includes a guide member 35 installed along the second transport path A2, a transport belt 36 supported by the guide member 35 and arranged over the transport path A2, and a transport belt 26 provided behind the transport belt 26. and a motor serving as a driving source for rotating the conveying rollers.
  • the second transport mechanism 32 is arranged, for example, on the downstream side of the second position P2 or on a path passing through the second position P2, and transports the container 3 after transfer, that is, the object, along the same direction as the first transport path A1.
  • the container 3 in which the object 2 is arranged is conveyed downstream.
  • the second transport path A2 transports the container 3 from one side to the other side in the Y direction.
  • the downstream side of the second transport path A2 is connected to a subsequent area 80 provided with various processing devices for performing subsequent processing such as inspection processing after transfer, sorting processing, or processing for attaching a cover to the container 3.
  • the container 3 is sequentially subjected to subsequent processing by various processing devices.
  • the secondary side of the second transport path A2 may be connected to another transport path. It should be noted that each transport path A1, A2 can be set as appropriate, and may be curved, curved, or inclined.
  • the transfer device 40 includes a holding hand 41 that can hold and release the object 2, and a transfer arm 42 as a hand moving mechanism that supports and moves the holding hand 41.
  • the holding hand 41 shown in FIGS. 2 to 8 includes a base portion 43, and a holding member 44 and a pressing member 45 extending downward from the base portion 43.
  • the holding hand 41 includes a plurality of holding members 44 arranged to face each other and capable of holding the object 2 therebetween, and a pressing member 45 arranged between the plurality of holding members 44 .
  • the holding hand 41 is configured to be able to hold and release the object 2 and to come into contact with and separate from the first conveying path.
  • the holding members 44 are arranged on both sides sandwiching the object 2 . In this embodiment, a total of four holding members 44 are supported by the base portion 43, two holding members 44 on each side of the object 2 therebetween.
  • the holding member 44 is made of a cushioning material such as an elastomer resin material that is flexible and elastically deformable.
  • the holding member 44 has an air flow path 44a inside and is configured to be expandable.
  • Each holding member 44 has a finger-like member configured to be bendable at a plurality of locations.
  • the holding member 44 has a blade portion 44b arranged on the surfaces facing each other, and a bellows-like elastic portion 44c arranged on the outer surface opposite to the blade portion 44b and capable of expanding and contracting.
  • the air flow path 44a is connected to an air supply mechanism 45d as a drive mechanism, and is configured such that the amount of air therein can be adjusted.
  • the air supply mechanism 45 d is connected to the control unit 61 and supplies air to the holding member 44 under the control of the control unit 61 to bend and deform the holding member 44 to open and close the holding hand 41 .
  • the holding member 44 has different expansion/contraction behavior between the blade portion 44b and the expandable portion 44c, and the expansion/contraction portion 44c on the outside expands more than the blade portion 44b on the inside as the amount of air increases or decreases.
  • the blade portion 44b is formed with a deformation-permitting groove on the opposing surface side thereof so as to facilitate bending deformation of the blade portion 44b inward.
  • Each of the holding members 44, 44 is configured to be curved and deformable by the expansion and contraction of the expansion and contraction portion 44c according to the state of air supply to the internal air flow path 44a.
  • the holding members 44 are arranged two by two on each side in the short direction of the object 2 whose longitudinal direction is arranged along the transport path A1. are arranged opposite to each other. That is, the two sets of holding members 44 face each other in a direction orthogonal to the transport direction, and a gap extending along the transport direction is formed.
  • the plurality of holding members 44 are configured to be switchable between a holding state in which the object 2 is held when the tip portions are close to each other, and a release state in which the object 2 is released when the tip portions are separated from each other. . That is, the holding member 44 becomes an active manipulator that is driven by the air supply mechanism 45d as a drive mechanism to actively operate.
  • each holding member 44 may be configured to be detachable from the base portion 43 .
  • the holding member 44 can be exchanged according to characteristics such as the shape of the object. For example, by changing the size, shape, or number of the holding members 44, a configuration that matches the shape of the target object 2 can be obtained.
  • the pressing member 45 is arranged between a plurality of holding members 44 arranged to face each other.
  • the pressing member 45 includes a shaft portion 45a extending downward from the base portion 43 of the holding hand 41 and supported so as to move forward and backward relative to the base portion 43, and a head portion 45b provided at the tip of the shaft portion 45a.
  • the shaft portion 45a is supported by the base portion 43 so as to be vertically movable forward and backward.
  • the shaft portion 45a moves upward when an upward external force is applied, and returns to the initial position when the external force is removed.
  • the shaft portion 45a has resilience to return to a free state protruding toward the distal end by gravity.
  • the pressing member 45 presses the object 2 in the distal direction with a predetermined pressing force, and is configured to be retracted or retracted by the force received from the object 2 . That is, the pressing member 45 is a driven manipulator that passively operates in response to the movement of the object accompanying the movement of the holding member 44 .
  • the head 45b is made of a flexible and elastically deformable cushioning material such as elastomer resin.
  • the pressing member 45 protrudes downward from the tip of the holding member 44 in a free state in which no object is held.
  • the pressing member 45 presses the object toward the tip side with a predetermined pressing force due to the weight of the pressing member 45 itself.
  • This pressing force is configured to be smaller than the holding force of the holding member 44 .
  • the pressing force is configured to be a force that causes the object 2 to come into contact with and be pushed when the object 2 is held by closing the holding member 44 , thereby causing the object 2 to retreat.
  • the pressing member imparts a force that stabilizes the posture of the object 2 without pushing the object against or damaging it when the object 2 is scooped up by the holding member 44 .
  • the pressing member 45 may further include an urging member such as a spring that has resilience and assists the pressing force.
  • the holding hand 41 is supported by a transfer arm 42 as a moving device and configured to be movable and rotatable.
  • the transfer arm 42 supports the holding hand 41 so that it can move forward and backward along one axis and can rotate about at least two axes.
  • the transfer arm 42 extends upward and across the transfer path from a base end disposed adjacent to the first transfer path A1, for example, and moves and rotates, for example, the base portion 43 of the holding hand 41. Support if possible.
  • the transfer arm 42 includes a column portion 46 , a first rotating arm 47 , a second rotating arm 48 , a rotating mechanism portion 49 , and an elevating mechanism portion 51 .
  • the column portion 46 is erected upward from, for example, a base end position adjacent to a side portion of the first transport path A1 or an end point position of the first transport path A1, and rotates the first rotating arm 47 in the Z direction. It is rotatably supported around an axis.
  • the first rotating arm 47 is connected to the upper end of the strut portion 46, and includes an arm portion 47a extending perpendicularly to the Z-axis, which is the extending direction of the strut portion 46, and a rotation motor rotating the arm portion 47a. and a driving source 47b such as A second rotating arm 48 is connected to the tip of the arm portion 47a.
  • the second rotating arm 48 is connected to the tip of the arm portion 47a of the first rotating arm 47, and includes an arm portion 48a extending perpendicularly to the Z axis and a rotating motor or the like for rotating the arm portion 48a. and a drive source 48b.
  • the base portion 43 of the holding hand 41 is connected to the tip of the arm portion 48a via the rotation mechanism portion 49 and the lifting mechanism portion 51. As shown in FIG.
  • the rotation direction and amount of rotation of the rotation arms 47 and 48 are determined based on the information detected by the detection device 50 . That is, at the time of transfer, by adjusting the amount of rotation according to the correction condition calculated according to the detected position of the object 2, it is possible to move the object to a position suitable for each individual object.
  • the rotation mechanism section 49 is provided at the tip of the second rotation arm 48 and supports the base section 43 of the holding hand 41 so as to be rotatable around the rotation axis along the Z direction.
  • the rotation operation of the rotation mechanism section 49 is controlled by the control section.
  • the direction of rotation and the amount of rotation are determined based on information detected by the detection device 50 on the transport path A1. That is, the rotation mechanism unit 49 rotates the base unit 43 under a correction condition calculated according to the detected orientation of the target object 2 at the time of transfer, thereby moving the holding hand 41 to the posture of each target object 2 . Correct the direction accordingly.
  • An example of the orientation of the holding hands 41 in accordance with the object 2 is, for example, a posture in which two sets of holding members 44 are arranged at positions sandwiching both sides of the object 2 .
  • the lifting mechanism part 51 supports the base part 43 of the holding hand 41 so as to be movable in the Z direction with respect to the tip part of the second rotating arm 48 .
  • the elevating mechanism 51 has a linearly movable cylinder mechanism and an elevating shaft that can move in the Z direction.
  • the lifting mechanism part 51 supports the holding hand 41 so as to move up and down by supporting the base part 43 at the lower end of the lifting shaft.
  • the elevating operation of the elevating mechanism section 51 is controlled by the control section.
  • the stroke of the up-and-down motion is determined based on information detected by the detection device 50 . That is, the lifting mechanism unit 51 lifts and lowers the holding hand 41 under the correction condition calculated according to the detected position of the object 2 during transfer.
  • the transfer arm 42 configured as described above can position the holding hand 41 at an arbitrary position within a predetermined movable plane and movable range determined by the stroke of a plurality of arms from the base adjacent to the transport path A1. , and the holding hand 41 is configured to be vertically movable and rotationally movable.
  • the transfer arm 42 is driven under the control of the control unit to bring the holding hand 41 closer to the first transport path while moving in the same direction as the transport movement at the first position. Further, the transfer arm 42 moves the holding hand 41 in the same direction as the transportation movement at the first position until the holding hand 41 is closed and holds the object 2 . Further, the transfer arm 42 separates the holding hand 41 from the first transport path while moving the holding hand 41 in the same direction as the transport movement at the first position.
  • the detection device 50 includes, for example, an imaging device with an image sensor and a lighting device.
  • the detection device 50 is connected to the control unit 61 , captures an image of an object on the transport path A ⁇ b>1 from above, acquires image information, and sends the acquired image information to the control unit 61 .
  • the control device 60 is connected to each drive mechanism and various sensors of each device 20, 30, 40.
  • the control device 60 includes a control section (data processing section) 61 that performs data processing such as calculation and determination based on identification information and controls the operation of each section, and a storage section that stores various types of information.
  • the control unit 61 has a processing circuit including a processor, for example, and controls each unit to realize various functions of the packing apparatus 1 according to an operating system or an application program.
  • control unit 61 drives the conveying device 20 to carry out a conveying process of conveying the object 2 along the first conveying path A1. Further, the control unit 61 drives the imaging device at a predetermined timing to capture an image of the object 2 and obtain an image. Further, the control unit 61 detects the position and state of the object 2 on the transport path A1 based on the image captured by the imaging device and the detection data from the various sensors S.
  • control unit 61 drives the transfer device 40 to move and open/close the holding hand 41, pick up the object 2 from the first position P1, move it to the second position P2, and move it to the second position P2. 2. Perform transfer processing to release at position P2.
  • the packing process of this embodiment includes a transport process for sending the object 2 by the transport device 20, a detection process for detecting the state such as the posture of the object 2 by the detection device, and a transfer for holding and transferring the object 2. load processing;
  • the transfer process includes a pick-up process in which the holding hand 41 is brought close to the transport path A1 while moving in the transport direction, and the object 2 is held and pulled up; A movement process for moving to P2 and a release process for releasing the holding hand 41 are provided.
  • an object carrying-in process is performed in which a plurality of objects 2 are carried one by one into the conveying route on the upstream side of the conveying route A1.
  • the myoga ginger which is the object 2
  • the transport path A1 in a state where the axial direction from the stem-side end to the tip of the leaf lies along the transport surface.
  • a container supply process of supplying the containers 3 one by one is performed as the container supply process.
  • the control unit 61 operates the container conveying device 30 at predetermined time intervals to supply the tray-shaped containers 3 one by one to the second position P2.
  • control unit 61 feeds and stops the transport belt 26 at predetermined time intervals.
  • the object 2 is sent downstream by driving the belt.
  • the axial direction connecting the tip of the leaf and the stem may be inclined with respect to the conveying direction. Perform correction processing.
  • the control unit 61 drives the detection device 50 to capture an image of the object 2 when the object 2 passes through the inspection position upstream of the first position P1, which is the pick-up position. Detects posture and other states. Then, the control unit 61 detects the attitude condition of the object 2 from the image of the object 2 on the transport path A1, and calculates the operation condition of the holding hand 41 in the transfer process.
  • the operating conditions include the orientation of the holding hand 41 when holding, the amount of correction to rotate during movement to the second position, and the like.
  • the control unit 61 may also determine various items related to the commercial value of the object 2 based on the detected image of the object 2 .
  • the control unit 61 drives the transfer device 40 under the calculated operating conditions, and sequentially performs pick-up process, move process, and release process.
  • the holding hand 41 at the standby position is moved to the preparation position P0 (standby position) above the first position P1.
  • the preparation position P0 is set at a predetermined position that can reach the first position P1 by performing a subsequent close movement, such as immediately above a position that is shifted to the upstream side of the transport path A1 from the first position P1.
  • the holding hand 41 moves downward in the Z direction, which is the contact and separation direction, toward the first position P1 and moves in the conveying direction.
  • the object 2 and the tip of the holding hand 41 reach the first position P1, and switch to the closed state.
  • the control unit 61 also moves the holding hand 41 in the same direction at the same speed as the transport path A1 until the holding hand 41 changes from the open state to the closed state and holds the object 2 .
  • a holding end position P3 where holding of the object 2 by the holding hands 41 is completed is on the secondary side in the transport direction.
  • the control unit 61 moves the holding hand 41 from the holding completion position P3 on the secondary side of the first position P1 while holding the object 2 along a path combining a lifting operation and a moving operation in the conveying direction. It moves and pulls up to the pull-up position P4 (retreat position).
  • the transfer arm 42 simultaneously moves up and down in the Z direction by the lifting mechanism 51 and moves in the same direction and at the same speed as the transport movement caused by the rotation of the rotating arms 47 and 48.
  • the movement trajectory of the holding hand 41 viewed from the side (Y direction) direction of the transport path becomes a trajectory that draws an arcuately curved pan bottom shape so that the upper side is open with respect to the transport path A1.
  • the holding hands 41 are closed at the lowest point of the curved movement path to hold the object 2, they move in the same direction and at the same speed as the transport path A1.
  • the extensible portion 44c expands, so that the distal end portions move inward and come close to each other. It bends like a closed state.
  • the tip ends of the plurality of holding members 44 enter the gaps formed between the transport surface of the transport path A1 and the two sides. , holds object 2 .
  • the object 2 is held by a plurality of holding members 44
  • the object 2 is scooped up by one or a plurality of holding members 44
  • the holding member 45 and the holding member 44 hold the object 2 . 2 may be retained.
  • the pressing member 45 protruding from the holding member 44 temporarily fixes the object 2 by pressing it toward the transport path A1 with a predetermined force. It is possible to stably scoop up while maintaining the posture of 2. That is, when the holding member 44 enters the lower part of the object 2, the pressing member 45 presses the object 2 from above, so that the object 2 can be prevented from being flipped up and failed to be gripped.
  • the pressing force of the pressing member 45 is weaker than the holding force and can be retracted by being pressed by the object 2, so that the object is not damaged.
  • the holding hand 41 is in a holding state in which the object 2 is held by the plurality of holding members 44 and pressing members 45 . Furthermore, the holding hand 41 pulls up the holding hand 41 upward in the Z direction by driving the transfer arm 42 while synchronizing with the operation in the transport direction.
  • the control unit 61 moves the holding hand 41 in the X direction or the X and Z directions from the lifting position P4 to immediately above the second position P2 where the container 3 is arranged.
  • the control unit 61 corrects the orientation and position of each target object 2 by moving and rotating the holding hand 41 under conditions corresponding to the initial posture of the target object 2 detected from the image.
  • the control unit 61 moves the holding hand 41 so that the tip of the leaf and the end on the stem side face forward or backward in the conveying direction, respectively, and store the leaves in the container 3 .
  • the posture of the object 2 is determined so that it becomes a posture that That is, immediately before the release process, the control unit 61 is arranged directly above the second position in a state in which the tip of a plurality of leaves of myoga is oriented in one direction in the conveying direction and the stem side is oriented in the other direction.
  • control unit 61 switches the holding hand 41 from the state of holding the object 2 directly above the second position P2 where the empty container 3 is set in advance to the open state.
  • the air supply mechanism 45d which is a drive mechanism, reduces the amount of air in the air flow path 44a from the state in which the object 2 is held between the plurality of holding members 44 in the closed state
  • the holding members 44 releases the object 2 by contracting the extensible portion 44c, moving the tip portions outward, and deforming into an open state in which they are separated from each other.
  • the pressing member 45 is restored. That is, when the target object 2 drops and the force causing the pressing member 45 to move backward is released, the pressing member 45 follows the drop of the target object 2 and protrudes toward the target object 2 below.
  • the pressing member 45 presses the object 2 downward, which restricts the object 2 from bouncing on the mounting portion 3 a of the container 3 . can be prevented.
  • the pressing member 45 can retreat when pushed by the object 2, even if the object 2 collides, the force can be released without damaging the object 2. ⁇ The transfer operation is completed as described above.
  • control unit 61 moves the transfer arm 42 to the preparation position P0 again.
  • the transfer process is sequentially performed in parallel with the transport process.
  • the object 2 can be picked up from the transport path A1 without applying a load to the object 2.
  • the pick-up process can be performed while releasing the inertial force due to transportation. That is, in the above-described embodiment, the holding hand 41 moves in synchronization with the transport movement of the object 2 in the Y direction during the pick-up process of contacting and separating from the transport path A1. Inertial force applied in the direction can be released and excessive stress can be prevented. Therefore, it is not necessary to stop the transport and intermittently operate for the pick-up process, and the process efficiency can be improved.
  • the apparatus since the same movement as the transportation movement is added to the contact and separation operation by lifting, the apparatus can be realized with a simple device configuration without requiring a special mechanism.
  • the object 2 is held by the holding member 44 that switches between holding and releasing and the pressing member 45 that can be retracted, so that excessive force applied to the object 2 can be absorbed. That is, since the holding member 45 of the holding hand 41 is configured to be able to retreat under the force of the object 2 while temporarily fixing the object in the Z direction, the posture can be adjusted while releasing excessive stress on the object. can be stabilized. Therefore, an appropriate holding force can be achieved without using a complicated feedback mechanism for adjusting the holding force. Therefore, for example, agricultural products having fragile properties and complicated shapes can be transferred stably and undamaged.
  • peach has a thin and soft outer skin, myodium whose leaf sheath is the edible part, and okra whose commercial value is determined by the fur of the fruit. At the same time, it is possible to transfer irregularly-shaped product types without damaging them, thereby avoiding loss of consumption value due to damages.
  • the holding member 44 releases the object 2 above the second position P2
  • the movement of the object 2 can be restricted by the pressing member 45 having resilience, and the object 2 can be prevented from bouncing on the container 3. Even in this case, the object 2 can be accommodated in the transfer destination, and the transfer accuracy can be improved.
  • the present invention is not limited to the above embodiments, and can be modified as appropriate.
  • the holding hands 41 are configured to hold the object by a plurality of holding members that hold the object and the pressing member that serves as a passive manipulator, but the present invention is not limited to this.
  • a holding member and a passive manipulator may be configured to sandwich an object.
  • the movement is performed in synchronization with the transport movement, and in the subsequent movement process in the X direction, the synchronized movement is performed.
  • the transportation movement and the parallel movement may be used together until the movement to the second position.
  • movement in the Z direction that is, processing to descend directly above the second position may be performed.
  • the object 2 is not limited to Japanese ginger.
  • it can be applied to peach having a thin and soft outer skin, Japanese ginger whose leaf sheath is an edible part, okra, flower petals and other agricultural products whose commercial value is determined by the fur of the fruit.
  • the configuration of the transfer arm 42 is not limited to the two-axis rotation arm described above, and may be configured to be capable of moving in three-axis directions by a three-axis linear movement mechanism.
  • an encoder device for calculating the transport speed a device for automatically washing the object, a hopper and alignment device for automating the input of the object, a device for receiving defective products judged by the imaging device, etc. may be provided.
  • each component exemplified in the above embodiment may be deleted, and the shape, structure, etc. of each component may be changed. Further, various inventions may be formed by appropriate combinations of a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments.
  • Control device 61 Control unit 70... Pretreatment area 80... Subsequent area A1... Conveyance path A2... Second conveyance path P0... Preparation position (standby position) P1... Pick up position (first position) P2... Second Positions, P3: holding completion position (third position), P4: lifting position (retraction position).

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Abstract

搬送経路の対象物に負荷をかけずにピックアップできる移載装置及び移載方法を提供する。一実施形態にかかる移載装置は、第１の搬送経路において搬送される対象物を、第１の搬送経路上の第１位置から移載先の第２位置に移載する移載装置であって、前記対象物を保持及び解放可能であるとともに前記第１の搬送経路に対して接離可能に構成される保持ハンドと、を備え、前記保持ハンドを、前記第１位置における前記対象物の搬送移動と同方向に移動させながら前記第１の搬送経路に近接させて前記第１の搬送経路上の対象物を保持させ、前記対象物を保持した前記保持ハンドを、前記第１位置における搬送移動と同方向に移動させながら前記第１の搬送経路から離間させる。

Description

移載装置及び移載方法
　本発明は、農作物などの対象物を移載する、移載装置及び移載方法に関する。
　野菜や果実といった農作物は耕地から収穫された後、集出荷場に集約され、卸売り、小売り各店舗まで配送されることで消費者の元に届けられる。この流通過程において集出荷場では、農作物に対し、洗浄、検査、選果等の作業が行われている。農作物は、任意の個体数に整列された後、洗浄や検査、選果といった作業を受け、包装容器内に移設され梱包される。一般的に、この様な作業は人力にて行われているが、一定の処理能力、品質確保、少人化を図るため、これら一連の作業を、農作物をコンベア等で搬送しつつ行うことが検討されている。農作物の中には、脆弱な性状と複雑な形状を有する種類がある。例えば、薄柔な外皮を持つ桃、葉鞘が可食部となるみょうが、果実の柔毛が商品価値を左右するオクラ等である。これらは外皮や葉鞘の最外層や柔毛が商品価値の一部であるとともに、不定形な形状であるため、加傷されやすく、また傷によって消費価値を損じてしまう。このため、搬送される対象物を無傷で移載する技術が求められる。
日本国特開２０１９－１８５５０２号公報
　そこで、本発明は搬送される対象物への負荷をかけずに移載することができる移載装置及び移載方法を提供することを目的とする。
　一形態にかかる移載装置は、第１の搬送経路において搬送される対象物を、第１の搬送経路上の第１位置から移載先の第２位置に移載する移載装置であって、前記対象物を保持及び解放可能であるとともに前記第１の搬送経路に対して接離可能に構成される保持ハンドと、を備え、前記保持ハンドを、前記第１位置における前記対象物の搬送移動と同方向に移動させながら前記第１の搬送経路に近接させて前記第１の搬送経路上の対象物を保持させ、対象物を保持した前記保持ハンドを、前記第１位置における搬送移動と同方向に移動させながら前記第１の搬送経路から離間させる。
　本発明によれば搬送される対対象物への負荷をかけずに移載することができる移載装置及び移載方法を提供することができる。
本発明の実施形態にかかる梱包装置の平面図。 同梱包装置の側面図。 同梱包装置の移載装置の保持ハンドの側面図。 同保持ハンドの正面図。 同保持ハンドの保持状態を示す正面図。 同保持ハンドの動作を示す説明図。 同保持ハンドの動作を示す説明図。 同保持ハンドの動作を示す説明図。
　以下、本発明の実施形態にかかる農作物の移載装置及び移載方法について、図１乃至図８を参照して説明する。図１は本発明の実施形態にかかる梱包装置１の平面図であり、図２は梱包装置１の側面図である。図３は移載装置４０の保持ハンド４１の側面図であり、図４は保持ハンド４１の正面図、図５は保持ハンド４１の保持状態を示す正面図である。図６乃至図８は、梱包装置１の動作を示す説明図であり、図６はピックアップ処理、図７は移動、図８は解放処理を、それぞれ示している。なお、図６においては、移動経路と保持ハンド４１の開閉動作を説明しやすくするために、保持ハンド４１と対象物２の姿勢を９０度回転した姿勢として示している。図中矢印Ｘ，Ｙ，Ｚは互いに直交する３方向を示している。各図において説明のため、適宜構成を拡大、縮小または省略して示している。
　図１及び図２に示す梱包装置１は、第１の搬送経路Ａ１上にある野菜などの対象物２を、容器３に移載し、梱包する装置である。梱包装置１は、対象物２を第１の搬送経路Ａ１に沿って搬送する搬送装置２０と、容器３を供給する容器搬送装置３０と、対象物２を保持して容器３に配置する移載装置４０と、検出装置５０と、各部の動作を制御する制御装置６０と、を備える。
　本実施形態において、対象物２は例えば野菜や果物などの脆弱な性状または複雑な形状を有する農作物である。本実施形態では脆弱な性状または複雑な形状を有する農作物の一例としてみょうがを対象物２とした例を示す。
　図１，図７，及び図８に示すように、容器３は、例えば対象物２が載置される載置部３ａを有するトレイである。例えば容器３は、上側が開口し、上方から対象物２が移載された後に、上方からカバーが被せられる。
　搬送装置２０は、第１の搬送経路Ａ１に沿って対象物２を搬送可能に構成される。搬送装置２０は、例えばベルトコンベヤ式の搬送機構部である。搬送装置２０は、所定の搬送経路A1に沿って設置されたガイド部材２５と、ガイド部材２５に支持され搬送経路にわたって配置された搬送ベルト２６と、搬送ベルト２６の裏側に設けられ搬送ベルト２６を送る複数の搬送ローラと、搬送ローラを回転駆動する駆動源となるモータと、を備える。なお、この搬送装置２０は搬送ベルト２６上に配された対象物２を搬送経路A1に沿って送る。搬送経路A1は一例として図中Ｙ方向に沿って配設される。
　たとえば搬送装置２０において、第１の搬送経路Ａ１上の所定箇所に、対象物２の位置や状態を検出するための位置センサや画像センサを有する検出装置５０が設けられている。また、搬送経路A１上において検出装置５０の二次側には、ピックアップ位置となる第１位置P1が配され、搬送経路A1の第１位置P1よりも下流側には、保持完了位置である第３位置P３が設定される。なお搬送経路Ａ１の検出装置５０よりも一次側には、移載前の搬入処理や選別処理などを行う前処理エリア７０が設けられている。第１の搬送経路Ａ１の一次側は他の搬送経路に接続されていてもよい。
　搬送装置２０は、搬送ローラの回転に伴う搬送ベルト２６の送り移動により、搬送ベルト２６上に載置された対象物２を、横臥状態のまま第１の搬送経路Ａ１に沿って案内し、搬送する。
　容器搬送装置３０は、第２位置Ｐ２に向けて間欠的に容器３を押し出す容器供給部３１と、移載処理が行われた後の容器３を下流側に搬送するコンベヤ式の第２の搬送機構３２と、を備え、容器３を、搬送経路Ａ２に沿って搬送する。搬送経路Ａ１は、第１の搬送経路Ａ１の側部に設けられる。第２の搬送経路Ａ２には、移載先となる第２位置Ｐ２が配置される。
　容器供給部３１は、容器３を複数枚積層された状態で保持する容器ラック３１ａと、容器ラック３１ａに保持された容器３を１つずつ搬送経路Ａ２または第２位置Ｐ２に供給する供給アーム３１ｂと、を備える。容器供給部３１は、容器３を１つずつ所定のタイミングで順次供給する。容器３が上側に開口した状態で１枚ずつ第２位置Ｐ２に配置され、対象物２が配置されるまで第２位置Ｐ２にて待機する。
　第２の搬送機構３２は、第２の搬送経路Ａ２に沿って設置されたガイド部材３５と、ガイド部材３５に支持され搬送経路Ａ２にわたって配置された搬送ベルト３６と、搬送ベルト２６の裏側に設けられる複数の搬送ローラと、搬送ローラを回転駆動する駆動源となるモータと、を備える。第２の搬送機構３２は、例えば第２位置Ｐ２の下流側あるいは第２位置Ｐ２を通る経路に配置され、第１の搬送経路Ａ１と同方向に沿って、移載後の容器３、すなわち対象物２が配置された状態の容器３を、下流側に搬送する。
　一例として、第２の搬送経路Ａ２は、Ｙ方向の一方側から他方側に向けて、容器３を搬送する。例えば第２の搬送経路Ａ２の下流側は、移載後の検査処理、仕分処理、あるいは容器３へのカバー装着処理などの後続処理を行う各種の処理装置が設けられた後続エリア８０に接続され、各種処理装置より、容器３に順次後続処理が行われる。第２の搬送経路Ａ２の二次側は他の搬送経路に接続されていてもよい。
　なお、各搬送経路Ａ１，Ａ２は適宜設定可能であり、湾曲または屈曲、あるいは傾斜していてもよい。
　移載装置４０は、対象物２を挟持可能かつ解放可能に構成された保持ハンド４１と、保持ハンド４１を支持するとともに移動させるハンド移動機構としての移載アーム４２と、を備える。
　図２乃至図８に示す保持ハンド４１は、ベース部４３と、ベース部４３から下方に延出する保持部材４４及び押さえ部材４５と、を備える。一例として、保持ハンド４１は、互いに対向配置されるとともにその間に対象物２を保持可能な複数の保持部材４４と、複数の保持部材４４の間に配される押さえ部材４５と、を備える。保持ハンド４１は対象物２を保持及び解放可能であるとともに第１の搬送経路に対して接離可能に構成される。保持部材４４は対象物２を挟む両側部にそれぞれ配される。本実施形態においては対象物２を挟む両側部にそれぞれ２つずつ、合計４つの保持部材４４がベース部４３に支持されている。
　保持部材４４は柔軟性を有するとともに弾性変形可能なエラストマー樹脂材等の緩衝材料で形成される。保持部材４４は、内部にエア流路４４ａを有し、膨張可能に構成される。各保持部材４４は、複数箇所において屈曲変形可能に構成された指状部材を備える。例えば保持部材４４は、互いに向い合う対向面に配されるブレード部４４ｂと、ブレード部４４ｂとは反対側の外側面に配され伸縮変形可能な蛇腹状の伸縮部４４ｃと、を有する。エア流路４４ａは、駆動機構としてのエア供給機構４５ｄに接続され、内部の空気量が調節可能に構成されている。例えばエア供給機構４５ｄは、制御部６１に接続され、制御部６１の制御によって、保持部材４４へ空気を供給することで、保持部材４４を湾曲変形させ、保持ハンド４１を開閉駆動する。
　保持部材４４はブレード部４４ｂと伸縮部４４ｃとで伸縮の挙動が異なり、空気量の増減によって、外側の伸縮部４４ｃが内側のブレード部４４ｂよりも大きく伸長する。またブレード部４４ｂは、対向面側に、ブレード部４４ｂを内側に湾曲変形しやすくする変形許容溝が形成される。各保持部材４４，４４は、内部のエア流路４４ａへのエアの供給状態に応じて伸縮部４４ｃが伸縮することで、湾曲変形可能に構成されている。例えば、保持部材４４は、エア供給により内部の空気量が増えると、伸縮部４４ｃが伸長するとともに、ブレード部４４ｂの先端が内方に向かって変位するように、湾曲変形する。
　保持部材４４は、長手方向が搬送経路Ａ１に沿って配される対象物２の短手方向の両側部にそれぞれ２つずつ配置され、互いに対向する複数の保持部材４４間の隙間に対象物２を挟むように、対向配置される。すなわち、２組の保持部材４４は搬送方向と直交する方向に対向し、搬送方向に沿って延出する隙間が形成される。
　複数の保持部材４４は、先端部が互いに近接することで対象物２を保持する保持状態と、先端部が互いに離間することで対象物２を解放する解除状態とで、切替可能に構成される。すなわち保持部材４４は駆動機構としてのエア供給機構４５ｄに駆動されて能動的に動作する能動マニピュレータとなる。
　なお、各保持部材４４はベース部４３に対して着脱可能に構成されていてもよい。例えば対象物の形状等の特性に応じて、保持部材４４が交換可能である。例えば保持部材４４のサイズや形状、あるいは数を変更することで、対象物２の形状に合わせた構成とすることができる。
　押さえ部材４５は、対向配置される複数の保持部材４４の間に配される。押さえ部材４５は保持ハンド４１のベース部４３から下方に延出するとともにベース部４３に対して進退動可能に支持される軸部４５ａと、軸部４５ａの先端に設けられる頭部４５ｂと、を備える。軸部４５ａは上下方向に進退動作可能にベース部４３に支持されると。軸部４５ａは、上方への外力の印加により上方へ移動し、外力の印加が解除されると初期位置へ復元する。例えば軸部４５ａは重力によって先端方向に突出する自由状態に戻る復元性を有する。したがって、押さえ部材４５は、対象物２を所定の押さえ力で先端方向に押圧するとともに、対象物２から受ける力によって後退すなわち退避可能に構成される。すなわち、押さえ部材４５は保持部材４４の動作に伴う対象物の挙動を受けて受動的に動作する従動マニピュレータである。
　例えば頭部４５ｂはエラストマー樹脂などの柔軟性を有するとともに弾性変形可能な緩衝体で構成される。押さえ部材４５は、対象物を保持していない自由状態において、保持部材４４の先端部よりも下方に向けて突出する。押さえ部材４５は、押さえ部材４５の自重による所定の押さえ力で、対象物を先端側に押圧することになる。この押さえ力は、保持部材４４による保持力よりも小さく構成されている。例えば、押さえ力は、保持部材４４を閉じる動作によって対象物２を保持する際に、対象物２に当接して押されることで、後退する程度の力に構成されている。すなわち、押さえ部材は、対象物２が保持部材４４によって掬い上げられる時に、対象物を反対に押しつけたり、傷つけたりせずに、対象物２の姿勢を安定させる程度の力を付与する。なお、押さえ部材４５は復元性を有し押さえ力を補助するばねなどの付勢部材をさらに備えていてもよい。
　保持ハンド４１は移動装置としての移載アーム４２に支持され、移動可能及び回転可能に構成される。例えば移載アーム４２は、保持ハンド４１を、１軸に沿う進退動作及び少なくとも２軸以上の回動動作可能に支持する。
　移載アーム４２は、例えば第１の搬送経路Ａ１に隣接して配置された基端部から上方及び平面方向において搬送経路を跨いで延出し、保持ハンド４１の例えばベース部４３を移動可能かつ回転可能に、支持する。具体例として、移載アーム４２は、支柱部４６と、第１の回動アーム４７と、第２の回動アーム４８と、回転機構部４９と、昇降機構部５１とを備える。
　支柱部４６は、例えば第１の搬送経路Ａ１の側部または第１の搬送経路Ａ１の終点位置に隣接する基端位置から上方に立設され、第１の回動アーム４７をＺ方向の回転軸周りに回転可能に支持する。
　第１の回動アーム４７は支柱部４６の上端部に接続され、支柱部４６の延出方向であるＺ軸に直交して延出するアーム部４７ａと、アーム部４７ａを回動させる回転モータ等の駆動源４７ｂと、を備える。アーム部４７ａの先端に、第２の回動アーム４８が連結される。
　第２の回動アーム４８は第１の回動アーム４７のアーム部４７ａの先端に接続され、Ｚ軸に直交して延出するアーム部４８ａと、アーム部４８ａを回動させる回転モータ等の駆動源４８ｂと、を備える。アーム部４８ａの先端に、回転機構部４９及び昇降機構部５１を介して、保持ハンド４１のベース部４３が連結される。
　例えば回動アーム４７，４８の、回動方向及び回動量は、検出装置５０で検出された情報に基づいて決定される。すなわち、移載時に、検出された対象物２の位置に応じて算出された補正条件で回動量を調整することで、個々の対象物に適した位置に移動させることができる。
　回転機構部４９は、第２の回動アーム４８の先端部に設けられ、保持ハンド４１のベース部４３をＺ方向に沿う回動軸を中心として回転可能に支持する。回転機構部４９の回動動作は制御部によって制御される。例えば回動の方向及び回転量は、搬送経路Ａ１において検出装置５０で検出された情報に基づいて決定される。すなわち、回転機構部４９は、移載時に、検出された対象物２の向きに応じて算出された補正条件でベース部４３を回転させることで、保持ハンド４１を個々の対象物２の姿勢に合わせて向きに補正する。保持ハンド４１の対象物２に合わせた向きの一例は、例えば対象物２の両側部を挟める位置に２組の保持部材４４が配置される姿勢である。
　昇降機構部５１は、保持ハンド４１のベース部４３を、第２の回動アーム４８の先端部に対して、Ｚ方向に移動可能に支持する。昇降機構部５１、直線運動可能なシリンダ機構を備え、Ｚ方向に移動可能な昇降軸を有する。昇降機構部５１は、昇降軸の下端部にベース部４３を支持することで、保持ハンド４１を昇降可能に支持する。
　昇降機構部５１の昇降動作は制御部によって制御される。例えば昇降動作のストロークは、検出装置５０で検出された情報に基づいて決定される。すなわち、昇降機構部５１は、移載時に、検出された対象物２の位置に応じて算出された補正条件で保持ハンド４１を昇降させる。
　以上のように構成された移載アーム４２は、搬送経路Ａ１に隣接する基部から、複数のアームのストロークによって定まる所定の可動面及び可動範囲において、保持ハンド４１を任意の位置に位置付けることが可能であるとともに、保持ハンド４１の昇降移動及び回転移動が可能に構成される。
　例えば、移載アーム４２は、制御部の制御によって駆動されることで、保持ハンド４１を第１位置における搬送移動と同方向に移動させながら、第１の搬送経路に近接させる。また、移載アーム４２は、保持ハンド４１が閉状態となり対象物２を保持するまでの間も、保持ハンド４１を第１位置における搬送移動と同方向に移動させる。また、移載アーム４２は、保持ハンド４１を、第１位置における搬送移動と同方向に移動させながら、第１の搬送経路から離間させる。
　検出装置５０は、例えば画像センサを備える撮像装置や照明装置を備える。検出装置５０は、制御部６１に接続され、搬送経路Ａ１上の対象物を上から撮像して、画像情報を取得するとともに、取得した画像情報を制御部６１に送る。
　制御装置６０は、各装置２０，３０，４０の各駆動機構や各種センサに接続される。制御装置６０は、識別情報などに基づき演算・判定などのデータ処理を行い、各部の動作を制御する制御部（データ処理部）６１と、各種情報を記憶する記憶部と、を備える。制御部６１は、例えばプロセッサを含む処理回路を有し、オペレーティングシステムまたはアプリケーションプログラムに従って梱包装置１の各種の機能を実現するべく各部を制御する。
　例えば制御部６１は、搬送装置２０を駆動し、対象物２を第１の搬送経路Ａ１に沿って搬送する搬送処理を実行させる。また、制御部６１は、所定のタイミングで撮像装置を駆動することにより、対象物２を撮像して画像を取得する。また、制御部６１は、撮像装置にて撮像した画像や各種センサＳによる検出データに基づき、搬送経路Ａ１上の対象物２の位置や状態を検出する。
　また、制御部６１は、移載装置４０を駆動することにより、保持ハンド４１の移動及び開閉動作を行わせ、対象物２を第１位置Ｐ１からピックアップし、第２位置Ｐ２に移動させ、第２位置Ｐ２において解放する、移載処理を行う。
　次に、本実施形態に係る梱包処理について説明する。本実施形態の梱包処理は、搬送装置２０により対象物２を送る搬送処理と、検出装置により対象物２の姿勢等の状態を検出する検出処理と、対象物２を保持して移載する移載処理と、を備える。
　なお、本実施形態においては３本のみょうがを、トレイ状の容器３の載置面に３列に配置し、真ん中のみょうがの葉先の方向が、両側のみょうがとは異なる向きとなるように、配置する。なお、容器３の載置部の中央には予めスペーサが配置され、最初の２つのみょうがを配置した際に、スペーサによってみょうがが両端にセットされるように構成されている。
　本実施形態においては、一例として、移載処理は、保持ハンド４１を搬送方向に移動しながら搬送経路Ａ１に近接させて対象物２を保持して引き上げるピックアップ処理と、保持ハンド４１を第２位置Ｐ２に移動させる移動処理と、保持ハンド４１を解放する解放処理と、を備える。なお、一例としてピックアップ処理と、移動処理と、解放処理に分けて３段階で説明するが、個々の処理の条件は適宜変更可能である。例えば、ピックアップ処理におけるＺ方向及びＹ方向の動作と、移動処理におけるＸ方向の動作とを、一連の移動動作として、同時に行ってもよい。
　これらの複数の処理は制御部６１によって制御され、個々の対象物２に対して、搬入、搬送、検出、保持、移動、解放、の一連の処理が順次行われる。
　まず、前工程として、搬送経路Ａ１の上流側において、複数の対象物２を一本ずつ搬送経路に搬入する対象物搬入処理が行われる。例えば本実施形態において、搬送経路Ａ１上において対象物２であるみょうがは、茎側の端部から葉先に向かう軸方向が搬送面に沿って横臥した状態で搬送される。一方で、第２の搬送経路Ａ２の上流側において、容器供給処理として、容器３を１つずつ供給する容器供給処理を行う。具体的には、制御部６１は、所定の時間間隔で容器搬送装置３０を動作させることで、トレイ状の容器３を１つずつ、第２位置Ｐ２に供給する。
　制御部６１は、対象物２の搬送処理として、所定の時間間隔で搬送ベルト２６の送り運動及び停止を行う。対象物２はベルトの運転により下流側に送られるなお、葉先と茎を結ぶ軸方向は、搬送方向に対して傾斜していることもあり、この場合には移載処理と同時に姿勢を揃える補正処理を行う。
　制御部６１は、対象物２がピックアップ位置である第１位置Ｐ１よりも上流側の検査位置を通過する際に、検出装置５０を駆動し、対象物２を撮像し、個々の対象物２の姿勢等の状態を検出する。そして、制御部６１は、搬送経路Ａ１上の対象物２の画像から、対象物２の姿勢条件を検出し、移載処理における保持ハンド４１の動作条件を算出する。例えば、動作条件として、保持の際の保持ハンド４１の向きや、第２位置への移動中に回転させる補正量等である。なお、制御部６１は、この対象物２の検出画像に基づいて、対象物２の商品価値に関わる各種項目の判定等をあわせて行ってもよい。
　移載処理として、制御部６１は、算出された動作条件にて移載装置４０を駆動し、ピックアップ処理、移動処理、解放処理、を順番に行う。まず、ピックアップ処理として、待機位置にある保持ハンド４１を、第１位置Ｐ１の上方の準備位置Ｐ０（待機位置）に移動する。なお準備位置Ｐ０は例えば第１位置Ｐ１よりも搬送経路Ａ１の上流側にずれた位置の直上など、後の近接移動を行うことで、第１位置Ｐ１に到達できる所定の位置に設定される。保持ハンド４１は、搬送経路Ａ１の第１位置Ｐ１に対象物２が搬送される前の所定のタイミングで、第１位置Ｐ１に向けて接離方向となるＺ方向の下降動作と搬送方向の移動動作とを組み合わせた湾曲経路にて移動し、対象物２及び保持ハンド４１の先端が第１位置Ｐ１に到達するタイミングで閉状態に切替える。また制御部６１は保持ハンド４１が開状態から閉状態となり対象物２を保持するまでの間も、保持ハンド４１を搬送経路Ａ１と同速で同方向に移動する。例えば保持ハンド４１により対象物２の保持が完了する保持完了位置Ｐ３は、搬送方向の二次側にある。そして、制御部６１は、保持ハンド４１を、対象物２を保持した状態で第１位置Ｐ１よりも二次側の保持完了位置Ｐ３から、上昇動作と搬送方向の移動動作とを組み合わせた経路で移動して、引き上げ位置Ｐ４（退避位置）まで、引き上げる。これら一連のピックアップ処理において、移載アーム４２は、昇降機構部５１によるＺ方向の昇降動作と、回動アーム４７，４８の回動による搬送移動と同じ方向及び同じ速度での移動とを、同時に行うことで、搬送経路の側面（Ｙ方向）方向から見た保持ハンド４１の移動軌跡は、搬送経路Ａ１に対して上側が開口するように弓状に湾曲した鍋底形状を描く軌跡となる。そして、この湾曲形状の移動経路の最下点において保持ハンド４１が閉じられて対象物２を保持する間も、搬送経路Ａ１と同方向及び同速度で移動する。
　対象物２が開状態にある複数の保持部材４４の間に配置された状態から、閉状態に変形すると、例えば伸縮部４４ｃが伸長することで、先端部が内側に向かって移動し互いに近接するように湾曲する、閉状態となる。対象物２が搬送経路Ａ１の搬送面に横臥状態で置かれている時に、搬送経路Ａ１の搬送面との間に形成される両側部の隙間に、複数の保持部材４４の先端が入り込むことで、対象物２を保持する。例えば対象物２の保持として、複数の保持部材４４により対象物２を把持持する他、１つあるいは複数の保持部材４４により対象物２を掬い上げ、押さえ部材４５と保持部材４４とで対象物２を保持してもよい。
　このとき、保持部材４４よりも突出した押さえ部材４５が、対象物２を所定の力で搬送経路Ａ１側に押しつけて仮固定しているため、複数の保持部材４４と押さえ部材４５とによって対象物２の姿勢を保持しながら安定してすくい上げることができる。すなわち、保持部材４４が対象物２の下部に入り込んだ場合に、押さえ部材４５が上部から対象物２を抑えつける動作を行うため、対象物２を跳ね上げて把持ししそこなうことが防止できる。
　なお、押さえ部材４５の押さえ力は、保持力よりも弱く、対象物２に押されることによって後退可能であることから、対象物を傷つけることがない。
　以上により、保持ハンド４１が、複数の保持部材４４と押さえ部材４５とで対象物２を把持した保持状態となる。さらに保持ハンド４１は、搬送方向の動作と同期しながら、移載アーム４２を駆動することで、保持ハンド４１をＺ方向上方向に引き上げる。
　ここまでの動作において、対象物２に加えられる応力は、押さえ部材４５の移動により逃がすことができ、対象物２が加傷されることは無い。以上によりピックアップ動作が完了する。
　続いて、移動処理として、制御部６１は、引き上げ位置Ｐ４から、保持ハンド４１をＸ方向あるいはＸ方向及びＺ方向に移動し、容器３が配される第２位置Ｐ２の直上に移動する。なお、移動処理においては解放位置の条件に応じて、Ｘ方向の移動のみ、あるいはＸ方向の移動に加えＺ方向の移動を行ってもよく、さらにＹ方向の移動を組み合わせてもよい。
　このとき、制御部６１は画像から検出した対象物２の初期姿勢に応じた条件で、保持ハンド４１を移動及び回動させることで、個々の対象物２の向きや位置を補正する。例えば、制御部６１は、１パックに３つ移載する場合において、葉先と茎側の端部がそれぞれ搬送方向の前方あるいは後方に向くように、保持ハンド４１を移動させ、容器３に収容する姿勢となるように、対象物２の姿勢を定める。すなわち、制御部６１は、解放処理の直前において、みょうがの複数の葉の先が搬送方向の一方に向き、茎側が他方に向く姿勢に保持した状態で、第２位置の直上に配置される。
　解放処理として、制御部６１は、予め空の容器３がセットされている第２位置Ｐ２の直上で、対象物２を保持した状態から、保持ハンド４１を開状態に切替える。
　解放処理において、閉状態において対象物２が複数の保持部材４４の間に保持された状態から、駆動機構であるエア供給機構４５ｄによってエア流路４４ａ内の空気量を減少させると、保持部材４４は、伸縮部４４ｃが縮み、先端部が外側に向かって移動し、互いに離間する開状態に変形することで、対象物２を解放する。そして解放にともない対象物２が落下すると、押さえ部材４５が復元する。すなわち対象物２が落下して押さえ部材４５を後退させる力が解除されることにより、対象物２の落下に追従して、押さえ部材４５が下方の対象物２に向けて突出する。このため、押さえ部材４５が対象物２を下方に押しつけることで対象物２が容器３の載置部３ａでバウンドする移動が規制されるため、対象物２の位置ずれや容器３からの飛出しを防ぐことが出来る。なお、押さえ部材４５は、対象物２に押された場合には後退可能であることから、対象物２が衝突したとしても、対象物２を傷つけずに、力を逃がすことができる。以上により移載動作が完了する。
　制御部６１は、対象物２の移載動作の終了後、再び移載アーム４２を準備位置Ｐ０に移動させる。そして、所定のタイミングで対象物２の保持、移動、解放処理を繰り返すことで、搬送処理と並行して、移載処理を順次行う。
　本実施形態にかかる移載装置及び移載方法によれば、搬送経路Ａ１上から、対象物２に負荷をかけずに、対象物２をピックアップすることができる。すなわち、搬送による慣性力を逃がしながら、ピックアップ処理を行える。すなわち、上記実施形態において、保持ハンド４１は、搬送経路Ａ１に接離するピックアップ処理の際、Ｙ方向においては対象物２の搬送移動と同期して移動することにより、搬送によって対象物２にＹ方向に加わる慣性力を逃がし、過剰な応力が加わることを防止できる。したがって、ピックアップ処理のために搬送を停止させて間欠動作をさせる必要が無く、処理効率を向上できる。また、昇降による接離動作に搬送移動と同様の移動を加えるだけであるため、特別な機構を必要とせず、単純な装置構成で実現可能である。
　また、上記実施形態においては保持及び解除を切替える保持部材４４と、後退可能な押さえ部材４５とによって、対象物２を保持するため、対象物２にかかる過剰な力を吸収できる。すなわち、保持ハンド４１の押さえ部材４５は、対象物をＺ方向に仮固定しつつ、対象物２の力をうけて後退可能に構成されているため、対象物への過剰な応力を逃がしながら姿勢を安定させることができる。よって把持力を調整する為の複雑なフィードバック機構を用いることなく、適度な保持力を実現できる。したがって、例えば、脆弱な性状と複雑な形状を有する農作物を、安定的に、無傷で、移載することが可能である。例えば特に、薄柔な外皮を持つ桃、葉鞘が可食部となるみょうが、果実の柔毛が商品価値を左右するオクラ等、外皮や葉鞘の最外層や柔毛が商品価値の一部であるとともに、不定形な形状である品種を、加傷せずに、移載でき、傷によって消費価値を損じてしまうことを回避できる。
　また、保持部材４４が第２位置Ｐ２の上部で対象物２を放出する場合に、復元性を有する押さえ部材４５により対象物２の移動を規制でき、対象物２が容器３でバウンドする等の場合にも、対象物２を移載先に収め、移載精度を向上できる。
　なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、適宜変更可能である。例えば、上記実施形態において保持ハンド４１は対象物を挟持する複数の保持部材と、受動マニピュレータとなる押さえ部材とで保持する構成を示したが、これに限られるものではない。例えば保持部材と、受動マニピュレータとで、対象物を挟持する構成としてもよい。
　上記実施形態においては、保持の直前及び直後に搬送経路Ａ１対して保持ハンド４１を近接させるピックアップ処理の間、搬送移動と同期した移動を行い、その後のＸ方向の移動処理においては同期した移動を伴わない例を示したが、これに限られるものではない。例えば第２位置に移動するまで、搬送移動と並行した移動を併用してもよい。また、移動処理において、Ｘ方向の移動に加えＺ方向の移動、すなわち第２位置の直上への下降処理を行ってもよい。
　また、対象物２はみょうがに限られない。例えば他に、薄柔な外皮を持つ桃、葉鞘が可食部となるみょうが、果実の柔毛が商品価値を左右するオクラ、花弁その他の農産物に適用できる。
　なお、移載アーム４２の構成は上述の２軸の回動アームに限らず、３軸の直線移動機構によって３軸方向の移動が可能に構成されていてもよい。
　その他、搬送速度を演算する為のエンコーダー装置、対象物を自動で洗浄する装置、対象物の投入を自動化する為のホッパーや整列装置、撮像装置で判定された不良品を受理する為の装置等が設けられていてもよい。
　また、各部の具体的構成や材質等は上記実施形態に例示したものに限られるものではなく適宜変更可能である。
　この他、上記実施形態に例示された各構成要素を削除してもよく、各構成要素の形状、構造等を変更してもよい。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成してもよい。
１…梱包装置、２…対象物、３…容器、３ａ…載置部、２０…搬送装置、２５…ガイド部材、２６…搬送ベルト、３０…容器搬送装置、３１…容器供給部、３１ａ…容器ラック、３１ｂ…供給アーム、３２…第２の搬送機構、３５…ガイド部材、３６…搬送ベルト、４０…移載装置、４１…保持ハンド、４２…移載アーム、４３…ベース部、４４…保持部材、４４ａ…エア流路、４４ｂ…ブレード部、４４ｃ…伸縮部、４５…押さえ部材、４５ａ…軸部、４５ｂ…頭部、４５ｄ…エア供給機構、４６…支柱部、４７…回動アーム、４７ａ…アーム部、４７ｂ…駆動源、４８…回動アーム、４８ａ…アーム部、４８ｂ…駆動源、４９…回転機構部、５０…検出装置、５１…昇降機構部、６０…制御装置、６１…制御部、７０…前処理エリア、８０…後続エリア、Ａ１…搬送経路、Ａ２…第２の搬送経路、Ｐ０…準備位置（待機位置）、Ｐ１…ピックアップ位置（第１位置）、Ｐ２…第２位置、Ｐ３…保持完了位置（第３位置）、Ｐ４…引き上げ位置（退避位置）。

Claims (9)

  1. 　第１の搬送経路において搬送される対象物を、第１の搬送経路上の第１位置から移載先の第２位置に移載する移載装置であって、
    　前記対象物を保持及び解放可能であるとともに前記第１の搬送経路に対して接離可能に構成される保持ハンドと、を備え、
    　前記保持ハンドを、前記第１位置における前記対象物の搬送移動と同方向に移動させながら前記第１の搬送経路に近接させて前記第１の搬送経路上の対象物を保持させ、前記対象物を保持した前記保持ハンドを、前記第１位置における搬送移動と同方向に移動させながら前記第１の搬送経路から離間させる、移載装置。
  2. 　前記保持ハンドを移動可能に支持する移動装置と、
    　前記移動装置及び前記保持ハンドの動作を制御する制御部と、を備え、
    　前記制御部は、少なくとも前記保持の直前及び直後において、前記近接及び離間の方向の動作と前記搬送移動の同方向の移動を同時に行い、前記第１位置における前記対象物の搬送移動と同じ速度で前記保持ハンドを移動させる、請求項１に記載の移載装置。
  3. 　前記保持ハンドは、対象物を把持する閉状態と対象物を解放する開状態とで切り替え可能に構成された複数の保持部材と、
    　複数の保持部材の間に配され、前記対象物を先端方向に押圧するとともに前記対象物から受ける力によって後退可能に構成された押さえ部材と、を備える請求項１または２に記載の移載装置。
  4. 　前記押さえ部材は、前記対象物を保持していない状態において前記保持部材よりも前記保持ハンドの先端側に突出し、
    　前記保持部材の保持力が前記押さえ部材の押さえ力より大きい、請求項３に記載の移載装置。
  5. 　前記保持ハンドを前記搬送移動と同方向に移動させながら前記第１の搬送経路から離間させた後、前記保持ハンドを前記第２位置に向けて移動させ、前記第２位置の直上において前記保持ハンドの保持を解除する解放処理を行う制御部を備え、
    　前記押さえ部材は、押さえ方向に復元する復元性を有し、前記保持ハンドが前記第１の搬送経路へ近接して対象物を保持する際に、前記対象物を前記第１の搬送経路に向けて押し付け、
    　前記押さえ部材は、前記保持ハンドが対象物を解放した際には前記対象物の解放に追従して押さえ方向に突出することで、前記対象物の前記第２位置から離れる移動を規制する、
    　請求項３または請求項４に記載の移載装置。
  6. 　前記第１の搬送経路の側部に配され、前記第２位置に前記対象物を収容する容器を供給する容器供給部を備える、請求項１乃至５のいずれか記載の移載装置。
  7. 　前記移動装置は、前記保持ハンドを、１軸に沿う進退動作及び少なくとも２軸以上の回動動作可能に支持する、請求項２記載の移載装置。
  8. 　対象物を把持する閉状態と対象物を解放する開状態とで切り替え可能に構成された保持部材と、前記対象物を押圧するとともに前記対象物から受ける力によって前記対象物から退避する方向に移動可能に構成された押さえ部材と、を備える、保持ハンドを有し、第１の搬送経路において搬送される対象物を、第１の搬送経路上の第１位置から移載先の第２位置に移載する移載装置。
  9. 　第１の搬送経路において搬送される対象物を、第１の搬送経路上の第１位置から移載先の第２位置に移載する移載方法であって、
    　対象物を保持及び解放可能であるとともに前記第１の搬送経路に対して接離可能に構成される保持ハンドを、前記第１位置における搬送移動と同方向に移動しながら前記第１の搬送経路に近接して前記第１の搬送経路上の対象物を保持させ、前記対象物を保持した前記保持ハンドを前記第１位置における搬送移動と同方向に移動しながら前記第１の搬送経路から離間させる、移載方法。
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