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技術 容器処理装置

出願人 キユーピー株式会社澁谷工業株式会社
発明者 赤塚直嗣西納幸伸中井一雄村浜政貴高瀬達也
出願日 2016年6月29日 (4年6ヶ月経過) 出願番号 2016-129260
公開日 2018年1月11日 (2年11ヶ月経過) 公開番号 2018-002364
状態 特許登録済
技術分野 コンベア上の物品の姿勢制御 特殊移送3
主要キーワード 両板バネ 起立機構 受け渡しコンベヤ 上下一組 両吸着パッド 係合ブロック 横転状態 段部端面
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年1月11日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (14)

解決手段

容器処理装置1は、横転状態容器2を搬送する供給コンベヤ3と、容器2を把持して揺動可能な多数の把持機構5を有する受け渡しコンベヤ6と、供給コンベヤ3上の横転状態の容器2を保持して受け渡しコンベヤ6の把持機構5へ受け渡す2台のロボット7A(7B)を備えている。 2台のカメラ4A、4Bの撮影画像を基にして、各ロボット7A(7B)のハンド12は、供給コンベヤ3上で横転状態の容器2を保持してから第1受け渡し領域Aまで移送し、移動中の把持機構5に横転状態の容器2を受け渡す。 容器2を把持した把持機構5は、第1受け渡し領域Aから姿勢変更領域Bに移動すると水平状態から鉛直方向に切り換えられるので、把持機構5に把持された容器2が正立されてから搬送ホイール9に受け渡される。

効果

処理能力が高く、位置決め精度の優れた容器処理装置1を提供できる。

概要

背景

従来、自立できない軟質容器マヨネーズケチャップ充填する充填システムにおいては、横転状態で供給される軟質の容器をアンスクランブラ等により起立させてから充填装置へ受け渡すようにしている。
また、従来、自立できない軟質の容器をカップ状のハカマ容器ホルダ)に挿入して正立させた状態で搬送しながら軟質の容器にマヨネーズ等を充填するようにした充填システムは周知である。しかしながら、ハカマを用いた軟質の容器の搬送方式においては、容器の形状に応じた複数の種類のハカマが必要となり、また、多数のハカマの保管スペースが必要になる等の問題が指摘されていた。そこで、従来、ハカマを用いないで軟質の容器を搬送して所要の処理を行う装置が提案されている(例えば特許文献1、特許文献2参照)。
特許文献1の装置においては、容器のネック部を把持する把持手段を備えており、正立状態の軟質の容器のネック部を把持手段で把持して容器を搬送するようになっている。
他方、特許文献2の装置には、アンスクランブラから回転体へ容器を受け渡す受け渡し機構が開示されており、横転状態の容器をロボット吸着保持した後、起立させてから受け渡し機構の走行体に設けた保持手段に容器を受け渡し、その後、回転体の保持手段へ受け渡すようになっている。

概要

容器処理装置1は、横転状態の容器2を搬送する供給コンベヤ3と、容器2を把持して揺動可能な多数の把持機構5を有する受け渡しコンベヤ6と、供給コンベヤ3上の横転状態の容器2を保持して受け渡しコンベヤ6の把持機構5へ受け渡す2台のロボット7A(7B)を備えている。 2台のカメラ4A、4Bの撮影画像を基にして、各ロボット7A(7B)のハンド12は、供給コンベヤ3上で横転状態の容器2を保持してから第1受け渡し領域Aまで移送し、移動中の把持機構5に横転状態の容器2を受け渡す。 容器2を把持した把持機構5は、第1受け渡し領域Aから姿勢変更領域Bに移動すると水平状態から鉛直方向に切り換えられるので、把持機構5に把持された容器2が正立されてから搬送ホイール9に受け渡される。処理能力が高く、位置決め精度の優れた容器処理装置1を提供できる。

目的

したがって、本実施例によれば、処理能力が高く、しかも容器2の受け渡し時の位置決め精度に優れた容器処理装置1を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

容器横転状態で搬送する供給コンベヤと、容器を保持するハンドを備えて上記供給コンベヤ上の横転状態の容器を保持して移送するロボットと、容器を把持して移送しながら姿勢変更領域において該容器を横転状態から正立状態もしくは倒立状態姿勢を変更させる受け渡しコンベヤとを備え、上記受け渡しコンベヤは、循環走行される無端状チェーンと、この無端状チェーンの走行方向の複数箇所に設けられるとともに容器を把持して回転可能な把持機構と、所定位置で上記把持機構を水平状態から鉛直状態に位置を切り換え切り換え機構とを備え、上記ロボットは、上記供給コンベヤ上の横転状態の容器を保持してから上記受け渡しコンベヤの第1受け渡し領域において上記把持機構に横転状態の容器を受け渡し、横転状態の容器を把持した把持機構は、上記第1受け渡し領域よりも下流側となる上記姿勢変更領域において上記切り換え機構によって水平状態から鉛直状態に位置を切り換えられて、該把持機構に把持された容器が横転状態から正立状態もしくは倒立状態となることを特徴とする容器処理装置

請求項2

上記受け渡しコンベヤの姿勢変更領域の隣接位置に、回転体からなる搬送ホイールが配置されており、この搬送ホイールは円周方向複数箇所に容器を把持するグリッパを備えており、上記姿勢変更領域の端部となる第2受け渡し領域において、上記把持機構が保持する容器を搬送ホイールのグリッパによって把持して取り外すことを特徴とする請求項1に記載の容器処理装置。

請求項3

上記受け渡しコンベヤの把持機構は、常時閉鎖方向に付勢された一対の把持部と、これら把持部と連動するガイド部とを備えており、上記ロボットのハンドは、容器を吸着保持する吸着部と、上記把持機構のガイド部と係合して上記把持部を拡開させる係合部とを備えており、上記把持機構の上方から横転状態の容器を保持したハンドが下降することで、上記ガイド部に上記係合部を係合して上記把持部が拡開し、次にハンドが水平方向に移動されることで、上記容器がガイド部に案内されながら該容器の上部が把持部内に位置してから上記ガイド部と係合部との係合が解除されると、容器の上部が上記把持部によって把持されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の容器処理装置。

技術分野

0001

本発明は容器処理装置に関し、より詳しくは、横転状態容器正立させてから下流側の装置へ受け渡すように構成された容器処理装置に関する。

背景技術

0002

従来、自立できない軟質の容器にマヨネーズケチャップ充填する充填システムにおいては、横転状態で供給される軟質の容器をアンスクランブラ等により起立させてから充填装置へ受け渡すようにしている。
また、従来、自立できない軟質の容器をカップ状のハカマ容器ホルダ)に挿入して正立させた状態で搬送しながら軟質の容器にマヨネーズ等を充填するようにした充填システムは周知である。しかしながら、ハカマを用いた軟質の容器の搬送方式においては、容器の形状に応じた複数の種類のハカマが必要となり、また、多数のハカマの保管スペースが必要になる等の問題が指摘されていた。そこで、従来、ハカマを用いないで軟質の容器を搬送して所要の処理を行う装置が提案されている(例えば特許文献1、特許文献2参照)。
特許文献1の装置においては、容器のネック部を把持する把持手段を備えており、正立状態の軟質の容器のネック部を把持手段で把持して容器を搬送するようになっている。
他方、特許文献2の装置には、アンスクランブラから回転体へ容器を受け渡す受け渡し機構が開示されており、横転状態の容器をロボット吸着保持した後、起立させてから受け渡し機構の走行体に設けた保持手段に容器を受け渡し、その後、回転体の保持手段へ受け渡すようになっている。

先行技術

0003

特開2013−79149号公報
特許第4873287号公報

発明が解決しようとする課題

0004

ところで、特許文献2の装置においては次のような問題があった。すなわち、特許文献2の構成では、受け渡し機構の走行体に設けられた保持手段は容器を吸着保持する構成であるため、受け渡し時において確実に受け渡すために受け渡し機構の走行体から隣接位置の回転体への受け渡し区間を回転体の移動軌跡に倣った円弧状として時間を稼ぐ必要があり、構成部材レイアウトに制限があった。
また、ロボット側で容器を横転状態から正立状態に起立させているため、ロボットのハンド起立機構が必要となり、ハンドの重量が増加して処理能力アップの妨げとなっていた。さらに、走行体の保持手段は容器を吸着して保持するようになっているので、容器の位置決め精度が低いという問題があった。

課題を解決するための手段

0005

上述した事情に鑑み、本発明は、容器を横転状態で搬送する供給コンベヤと、容器を保持するハンドを備えて上記供給コンベヤ上の横転状態の容器を保持して移送するロボットと、容器を把持して移送しながら姿勢変更領域において該容器を横転状態から正立状態もしくは倒立状態姿勢を変更させる受け渡しコンベヤとを備え、
上記受け渡しコンベヤは、循環走行される無端状チェーンと、この無端状チェーンの走行方向の複数箇所に設けられるとともに容器を把持して回転可能な把持機構と、所定位置で上記把持機構を水平状態から鉛直状態に位置を切り換え切り換え機構とを備え、
上記ロボットは、上記供給コンベヤ上の横転状態の容器を保持してから上記受け渡しコンベヤの第1受け渡し領域において上記把持機構に横転状態の容器を受け渡し、
横転状態の容器を把持した把持機構は、上記第1受け渡し領域よりも下流側となる上記姿勢変更領域において上記切り換え機構によって水平状態から鉛直状態に位置を切り換えられて、該把持機構に把持された容器が横転状態から正立状態もしくは倒立状態となることを特徴とするものである。

発明の効果

0006

このような構成によれば、ロボットのハンドに従来のような起立機構を設ける必要がないので、ハンドを軽量化することができ、また、ロボットのハンドは、横転状態の容器を把持機構に受け渡すことができる。そして、把持機構は、姿勢変更領域において容器を横転状態から正立状態もしくは倒立状態に姿勢を変更させることができる。したがって、従来と比較して処理能力が高い容器処理装置を提供できる。

図面の簡単な説明

0007

本発明の一実施例を示す全体の平面図。
図1のロボットのハンドの側面図。
図2の右側面図。
図1の第1受け渡し領域における容器の受け渡し過程を示す図であり、図4(a)はロボットのハンドの下降前の状態を示し、図4(b)はハンドが下降された状態を示し、図4(c)はハンドが水平方向に移動されて容器が受け渡しコンベヤの把持機構に把持された状態を示している。
図1の要部の斜視図。
図5の要部の正面図。
図5の要部の平面図。
図1の要部の縦断面図。
図8のIX—IX線に沿う要部の断面図。
図1のX—X線に沿う要部の断面図。
図10グリッパの平面図を示し、図11(a)はグリッパの閉鎖状態を示し、図11(b)はグリッパの開放状態を示している。
図10の要部の平面図。
図10の要部の縦断面図。

実施例

0008

下図示実施例について本発明を説明すると、図1において1は容器処理装置であり、この容器処理装置1は、横転状態の容器2を正立状態に姿勢を変更(起立)させてから下流側の装置へ受け渡すようになっている。
容器処理装置1は、横転状態の容器2を載置して矢印方向に搬送する供給コンベヤ3と、供給コンベヤ3の搬送経路の上方に順次配置されて容器2の載置状態撮影する2台のカメラ4A、4Bと、複数の把持機構5を備えて各把持機構5を介して容器2を姿勢変更領域Bで横転状態から正立状態に起立させる受け渡しコンベヤ6と、供給コンベヤ3上の容器2を保持してから第1受け渡し領域Aまで移送して受け渡しコンベヤ6の把持機構5へ受け渡す2台のロボット7A、7Bと、第2受け渡し領域Cにおいて上記各把持機構5から正立状態の容器2を取り外してから下流側の中間ホイール8へ受け渡す搬送ホイール9を備えている。また、容器処理装置1は制御装置10を備えており、この制御装置10によって上記供給コンベヤ3、ロボット7A、7B、受け渡しコンベヤ6等の作動が制御されるようになっている。

0009

本実施例において処理対象となる容器2は、マヨネーズが充填される軟質で透明な容器であり、それ自体では自立することはできない。図2ないし図3に示すように、容器2は、マヨネーズが充填される扁平な本体部2Aと、本体部2Aの上端側となる肩部2Bの隣接上方側に位置するネジ部2Cと、さらにネジ部2Cから連続して容器2全体の上端となる頭部2Dとを備えている。頭部2Dによって容器2内が封かんされるとともに、全体形状が維持されるようになっている。このように頭部2Dがついた状態の容器2が供給コンベヤ3上に供給されるようになっており、本実施例の容器処理装置1は、頭部2Dが付いた状態の横転状態の容器2を正立させてから下流側の装置(中間ホイール8)へ受け渡すようになっている。なお、容器2の頭部2Dは、図示しない下流側の装置によって切り離されるようになっており、その後、充填装置によって容器2内にマヨネーズが充填されるようになっている。

0010

図1ないし図3に示すように、各ロボット7A、7Bは同様の構成を有するハンド12を備えており、各ロボット7A、7Bのハンド12の作動は制御装置10によって制御されるようになっている。
供給コンベヤ3によって矢印方向に搬送される容器2は、搬送過程において各カメラ4A、4Bによって撮影されるようになっており、それらによる撮影画像は制御装置10に送信されるようになっている。
制御装置10は、各カメラ4A、4Bの撮影画像に基づいて各ロボット7A、7Bのハンド12を制御して、該ハンド12を供給コンベヤ3上と受け渡しコンベヤ6側の第1受け渡し領域Aとにわたって交互に往復移動させて容器2の受け渡しを行わせる。つまり、第1のロボット7Aのハンド12により供給コンベヤ3上の横転状態の3個の容器2を順次方向を揃えて吸着保持し(図2図3)、次に第2のロボット7Bのハンド12によって供給コンベヤ3上の横転状態の3個の容器2を順次、方向を揃えて吸着保持する。
その後、先ず、第1のロボット7Aのハンド12が第1受け渡し領域Aまで移動されて受け渡しコンベヤ6の相前後する3個の把持機構5の移動に追従しながらそれらに横転状態の3個の容器2を同時に受け渡す。この後、空になった第1のロボット7Aのハンド12が供給コンベヤ3上に復帰して新たな容器2を吸着保持する間に、第2のロボット7Bのハンド12が第1受け渡し領域Aまで移動されて受け渡しコンベヤ6の相前後する3個の把持機構5の移動に追従しながらそれらに横転状態の3個の容器2を同時に受け渡す。このように、2台のロボット7A、7Bのハンド12、12が交互に供給コンベヤ3上と第1受け渡し領域Aとを移動することで、各ハンド12に横転状態で保持された3個の容器2が3台の把持機構5に同時に受け渡されるようになっている。それによって、第1受け渡し位置Aを移動する把持機構5に漏れなく容器2が受け渡されるようになっている。
なお、2台のロボット7A、7Bによって保持できなかった横転状態の容器2を回収するために、供給コンベヤ3の下流端の隣接位置と搬送方向の一側にわたって回収コンベヤ11が配置されている。両方のロボット7A、7Bのハンド12によって保持できなかった容器2は、供給コンベヤ3の下流端から排出されて回収コンベヤ11によって回収されるようになっている。

0011

図2ないし図3に示すように、ロボット7A(7B)のハンド12は、鉛直方向に維持された状態で回動する鉛直方向軸13と、この鉛直方向軸13の下端部に水平に連結された支持部材14と、この支持部材14に設けられた一組の吸着部15とチャック16とを備えている。本実施例では、ハンド12によって同時に3個の容器2を保持するために、吸着部15とチャック16は支持部材14の長手方向に等間隔位置で3組配置されている。
吸着部15は、支持部材14の長手方向と直交する方向に配置された2つの吸着パッド15A、15Bからなり、それらは支持部材14に取り付けたエアシリンダ17によって上昇端と下降端との間で昇降されるようになっている。吸着パッド15A、15Bには導管18を介して所要時に負圧源から負圧を供給できるようになっている。
ハンド12によって供給コンベヤ3上の容器2を保持する際には、供給コンベヤ3上の容器2の移動にハンド12全体が追従させながらエアシリンダ17によって吸着パッド15A、15Bが下降されるとともに、両吸着パッド15A、15Bに負圧が供給されるので、それらによって容器2の本体部2Aが上方側から吸着保持される。本実施例では、容器2の軸心2aが支持部材14の長手方向と直交方向となり、かつ容器2の頭部2Dが同じ側となるように、各吸着パッド15A、15Bで容器2を保持するようにしている。つまり、横転状態の3個の容器2が同じ向きに揃えられてハンド12に保持されるようになっている。他方、その保持状態から吸着パッド15A、15Bへの負圧の供給を停止すると、容器2の保持状態が解放されるようになっている。なお、図3では省略しているが、各吸着部15毎にエアシリンダ17が配置されており、エアシリンダ17によって各吸着部15毎に昇降されるようになっている。

0012

また、支持部材14の長手方向の等間隔位置の3箇所には、ブラケット21を介して鉛直下方に向けてチャック16が取り付けられている。チャック16は、板状をした左右一対把持部材16A、16Bと、図示しない駆動機構を介して把持部材16A,16Bを同期して開閉させるエアシリンダ22を備えている。把持部材16A、16Bは所定距離を隔てて相互に対向しており、それらの下部は対向位置の把持部材に向けてV字形に折り曲げられている。そのV字形となった箇所が容器2の肩部2Bを挟むための把持部16a、16aとなっている。エアシリンダ22によってこれら一対の把持部材16A、16Bが開閉されるようになっており、エアシリンダ22は所要時に制御装置10によって作動されるようになっている。
図3に示すように、エアシリンダ22が作動されていない状態では、チャック16の把持部材16A、16Bは最も離隔した開放位置に位置しており、エアシリンダ22が作動されると両把持部材16A、16Bは同期して近接方向に移動されて閉鎖されるようになっている。
また、ハンド12には、チャック16の裏面の位置にブラケットを介して係合ブロック23が固定されている。係合ブロック23は横長のブロック状となっており、水平な底面23A及び鉛直方向となる左右の側面23B、23Bを備えている。係合ブロック23の高さと幅(両側面23Bの間の距離)及び厚さは、後述する把持機構5側の一対の板バネ24、24を押し広げることができる寸法に設定されている(図4図5)。
また、係合ブロック23の長手方向は支持部材14の長手方向と平行になっており、係合ブロック23の底面23Aの高さは、チャック16の把持部16a、16aよりも高く、かつ、上昇端に位置した吸着パッド15A、15Bの下端部よりも低い高さに維持されている。また、係合ブロック23の両側面23B、23Bは、開放状態のチャック16の把持部材16A、16Bよりも外方側張り出した状態となっている(図3参照)。

0013

以上のように構成されたロボット7A(7B)のハンド12は、カメラ4A、4Bの画像を基にして制御装置10によって以下のように作動を制御されて供給コンベヤ3上の容器2を保持するようになっている。
すなわち、図2に示すように吸着部15である吸着パッド15A、15Bが上昇端位置にある状態で、かつ、チャック16が開放された状態においてハンド12が供給コンベヤ3上に位置している。そして、第1のロボット7Aのハンド12は供給コンベヤ3によって移動する最初の容器2に追従しながら鉛直方向軸13を中心に所要量回動し、かつエアシリンダ17により第1の吸着部15を下降させるとともに吸着パッド15A、15Bに負圧を供給する。これにより、横転状態の最初の容器2の本体部2Aが吸着パッド15A、15Bによって吸着保持される(図2破線参照)。その直後にエアシリンダ17が上昇端まで復帰されるので、吸着パッド15A、15Bとそれに保持された容器2が上昇されて、容器2の肩部2Bが開放状態のチャック16の把持部16a、16aの間に下方から入り込む(図2実線の状態、図3参照)。その直後にエアシリンダ22が作動されるので、チャック16の把持部材16A、16Bが閉鎖される。これにより、把持部材16a、16bによって容器2の肩部2Dが両側から把持される。これにより、吸着部15に保持された容器2の軸心2aが正確に水平となり、かつ支持部材14の長手方向と直交方向となるように正確にセンタリングされる。
このようにして、最初の容器2が第1の吸着部15とチャック16によって横転状態で吸着保持されるようになっており、これと同様にしてハンド12における残り2組の吸着部15、16によって順次横転状態の容器2が向きを揃えて保持され、かつ対応するチャック16によって把持される(図2図3)。このようにして、ハンド12に合計3個の容器2が横転状態で頭部2Dが同じ側となるように向きを揃えて保持され、3つの容器2の軸心2aは相互に平行となっており、かつ水平に維持される。
そして、このように3個の容器2を保持したハンド12が供給コンベヤ3上から第1受け渡し領域Aまで移動し、該第1受け渡し領域Aにおいて、ハンド12は受け渡しコンベヤ6側の相前後する3台の把持機構5の移動に追従しながら、それらに横転状態の3個の容器2を同時に受け渡すようになっている。

0014

次に、図1図4図9により、受け渡しコンベヤ6とその把持機構5の構成について説明する。
受け渡しコンベヤ6は、搬送端となる上流端と下流端の位置にそれぞれ配置された一対のスプロケット26、26と、これらにわたって掛け渡されて循環走行される無端状チェーン27と、この無端状チェーン27の走行方向の等間隔位置に取り付けられた走行体28と、各走行体28に揺動可能に設けられて容器2を保持して移動する把持機構5と、各把持機構5を姿勢変更領域Bで水平状態から鉛直状態に切り換える切り換え機構29とを備えている。

0015

無端状チェーン27には、走行方向の等間隔位置に上下一組ローラ31が多数取り付けられるとともに、無端状チェーン27の内方側の側面(裏面)には走行方向等間隔位置に支持ローラ32が回転自在に設けられている。無端状チェーン27に沿って帯状レール33が配置されており、各支持ローラ32はレール33に転動自在に載置されている。
上下一組のローラ31,31は、スプロケット26の係合凹部26Aと係合するようになっている。また、無端状チェーン27に沿って、その上下位置には2対のガイド部材35A、35B、36A、36Bが水平に配置されている。上方側のガイド部材35A、35Bは、上方側のローラ31を内外位置から挟むように配置されており、下方側のガイド部材36A、36Bは、下方側のローラ31を内外位置から挟むように配置されている。これにより、無端状チェーン27が内外方向に位置ずれすることなく、走行されるようになっている。なお、姿勢変更領域Bを含めた各スプロケット26の外周に沿った領域には、上下位置のガイド部材35A,35B、36A、36Bは設けていない。

0016

制御装置10によって図示しない駆動モータを介してスプロケット26が所定方向に回転されると、無端状チェーン27が矢印方向に循環走行される。それにともなって、各支持ローラ32はレール33上を転動し、かつ上下位置のローラ31、31が上下位置のガイド部材35A,35B、36A、36Bの側面を転動しながら循環走行されるので、無端状チェーン27に連結された走行体28及びそれに設けられた把持機構5が無端状チェーン27の移動軌跡に沿って循環走行されるようになっている。
供給コンベヤ3に隣接する無端状チェーン27の直線状の移動軌跡となる領域が第1受け渡し領域Aとなっており、その下流端から連続する円弧状の移動軌跡となる領域が容器2を起立させる姿勢変更領域Bとなっており、その下流端が第2受け渡し領域Cとなっている(図1参照)。第1受け渡し領域Aにおいて上記ロボット7A(7B)のハンド12から横転状態の容器2が移動中の把持機構5に受け渡されるようになっており、姿勢変更領域Bにおいては、移動中の把持機構5が水平状態から鉛直状態に切り換わるので、容器2が横転状態から正立状態に起立され、第2受け渡し領域Cにおいて搬送ホイール9へ容器2が受け渡されるようになっている(図1図8参照)。

0017

次に、走行体28及びそれに設けた把持機構5について説明する。図4図8に示すように、無端状チェーン27における外面の走行方向等間隔位置にブラケット37を介して走行体28を連結してあり、この走行体28の上部に把持機構5を揺動可能に取り付けている(図5図8)。
走行体28は、上記ブラケット37によって鉛直方向に支持された平板状の本体部28Aと、本体部28Aの裏面の位置に上下方向に昇降可能に設けた昇降部材38と、本体部28Aの上端に取り付けられてラック39とピニオン40を収容したケーシング41とを備えている。
ケーシング41の上部に水平な支持軸42を介して把持機構5が鉛直方向に揺動可能に取り付けられている。ケーシング41内に位置する昇降部材38の上端にラック39が鉛直方向に取り付けられており、このラック39は、上記支持軸42に固定されたピニオン40に噛合させている。
本体部28Aの裏面と昇降部材38とにわたってスプリング45を設けてあり、このスプリング45の弾発力によって昇降部材38及びラック39は、本体部28Aに対して常時鉛直下方に押し下げられている。
昇降部材38の下端部には、カムフォロア43を取り付けてあり、このカムフォロア43は、無端状チェーン27に沿って配置されたレール状のカム44に載置されている。このカム44は、無端状チェーン27が直線状の移動規軌跡となる領域、つまり、第1受け渡し領域A及びそれに平行な領域及びそれらを接続する一方のスプロケット26の領域では高さが低く設定されており、他方、姿勢変更領域B、第2受け渡し領域Cでは高さが高くなっている。また、姿勢変更領域Bと第1受け渡し領域Aとの境界部分ではカム44の高さは徐々に高くなっており、そこと対応する第2受け渡し領域Cの隣接下流側の箇所ではカム44は徐々に高さが低くなっている(図8参照)

0018

無端状チェーン27が所定速度で循環走行されると、各走行体28のカムフォロワ43はカム44の載置面を転動するようになっており、カム44の高さの低い領域、つまり、第1受け渡し領域A及びそれよりも上流側となる非受け渡し領域Dでは、スプリング45の弾発力によって昇降部材38が下降端に位置するので、昇降部材38に設けたラック39とそれに噛合したピンオン40、支持軸42を介して把持機構5が水平状態に維持される(図4図5参照)。
これに対して、姿勢変更領域Bにおいては、カム44の高さが最大高さまで高くなるので、カムフォロア43を介して昇降部材38とラック39が下降端から上昇端まで上昇される。これにより、支持軸42を揺動中心として把持機構5が水平状態から鉛直方向となる鉛直状態まで90°揺動されるようになっている(図8図10参照)。
このようにして姿勢変更領域Bにおいて、水平状態から鉛直状態まで把持機構5を揺動させることで、把持機構5に把持された容器2が水平状態から正立状態に起立するようになっている。後に詳述するが、把持機構5を介して正立状態に起立された容器2は、第2受け渡し領域Cにおいて搬送ホイール9が備えるグリッパ51によって強制的に把持機構5から取り外されるようになっている。
なお、走行体28とともに把持機構5が受け渡し領域Cを通過すると、カム44の高さに沿って昇降部材38、ラック39が下降されるので、ピニオン40、支持軸42を介して把持機構5が鉛直状態から水平状態まで90°揺動されて戻るので、その水平状態において把持機構5が第1受け渡し領域Aに移動するようになっている。
このように、第1受け渡し領域Aを移動する水平状態の把持機構5に対して、ロボット7A、7Bのハンド12によって横転状態の容器2が受け渡されるようになっている。
なお、第1受け渡し領域Aにおいては、ロボット7A、7Bのハンド12によって把持機構5に容器2を受け渡す際に、把持機構5とラック39、ピニオン40を介して昇降部材38を浮き上がらせるような負荷が掛かる。そのため、第1受け渡し領域Aには、上記カム44と対向する上方側位置に抑え用のカム46を配置している(図8参照)。これにより、第1受け渡し領域Aにおいては、ロボット7A、7Bのハンド12によって把持機構5に容器2を受け渡す際に、把持機構5等が浮き上がるのを防止している。
各把持機構5を水平状態と鉛直状態とに切り換える切り換え機構29は、カム44、カムフォロワ43、昇降部材38、ラック39、ピニオン40、スプリング45等から構成されている。

0019

次に、図4ないし図7に示すように、本実施例の把持機構5は、相互に対向させて平行に配置された一対の板バネ24と、これら板バネ24の基部が連結されるとともに上記支持軸42の両端部に連結された連結部材48と、両板バネ24の中央部に近接させて設けられた把持部5A、5Aと、そこよりも先端側となる各板バネ24に対向させて取り付けられた載置部5B、5Bとを備えている。また、把持機構5は、両板バネ24の先端部に前方側(先端側)が拡開するように傾斜させた第1ガイド部24Aと、その隣接位置に上方側が拡開するように突出させた第2ガイド部24Bとを備えている。
板バネ24、24の長手方向と連結部材48は90°の角度をなしており、連結部材48の下部の両側部は上記支持軸42の両端に嵌着されている。そのため、前述したように、把持機構5は、切り換え機構29によって第1受け渡し領域A及びそれよりも上流側の非受け渡し領域Dでは水平状態に維持される。他方、姿勢変更領域B、第2受け渡し領域Cにおいては、把持機構5は切り換え機構29によって水平状態から鉛直状態に切り換えられるようになっている(図8図10参照)。

0020

把持部5A、5Aは左右対称となる2部材を近接させて構成されており、それら一対の把持部5A、5Aは一対の板バネ24、24によって常時近接する方向に付勢されている。そして、上記把持部材5A、5Bにわたって容器2の頭部2Dを把持する係合凹部5aが形成されている。
載置部5Bは、容器2の首部2Dが係合凹部5aに把持された際に、容器2の本体部2Aを下方側から支持するようになっている。第1ガイド部24Aは、容器2を保持したヘッド12が上方側から下降された際に、ヘッド12側の係合ブロック23の側面23Bと係合するようになっており、その際に板バネ24が押し開かれて一対の把持部5A、5Aが板バネ24の弾性に抗して拡開されるので、拡開された係合凹部5aに容器2の頭部2Dを挿入できるようになっている。第2ガイド部24Bは、容器2の本体部2Aが載置部5Bに支持された際に本体部2Aを左右両側から案内した後に挟持するようになっている。

0021

第1受け渡し領域Aを把持機構5が移動される際には、把持機構5は水平状態に維持されるようになっており、その把持機構5の移動に追従しながら上記ロボット7A(7B)のハンド12によって容器2が次のようにして受け渡される。
つまり、図4に示すように、前述したように横転状態の3個の容器2を把持したハンド12が把持機構5の上方位置から所要量下降されると、先ず係合ブロック23の側面23Bが把持機構5の第2ガイド部24Bに上方側から係合することで左右の板バネ24が押し広げられる。すると、把持部5A、5Aが拡開されて係合凹部5aが容器2の頭部2Dを挿入できるように拡開される(図4(a)、図4(b)、図5参照)。
その状態から容器2を保持したヘッド12が、さらに把持部5A、5Aに向けて水平に移動されると、拡開された係合凹部5a内に容器2の頭部2Dが挿入されるとともに、頭部2Dとネジ部2Cと間の段部端面が把持部5Aの端面に当接して停止される。それまでの間に、係合ブロック23の側面23Bと第2ガイド部24Bとの係合が外れるので、板バネ24の弾性によって係合凹部5aが縮径して容器2の頭部2Dが係合凹部5aによって把持される(図4(a)〜図4(c)参照)。この時には載置部5Aによって容器2の本体部2Aが下方から支持される(図4(C)、図6図7参照)。
この後、ロボット7A(7B)のハンド12による容器2の保持状態が解除される。このようにして、ロボット7A(7B)のハンド12から第1受け渡し領域Aを移動している把持機構5に横転状態の容器2が受け渡されるようになっている。前述したように、本実施例では、ハンド12によって3個の容器2を同じ向きで相前後する3つの把持機構5に同時に受け渡すようになっている。そのため、相前後する3個の把持機構5に把持された容器2は、それらの軸心2aが相互に平行になり、かつ水平となっている。
第1受け渡し領域Aにおいて、上述したようにして各把持機構5に横転状態の容器2がハンド12から受け渡されてから各把持機構5が姿勢変更領域Bに移動すると、上記切り換え機構29によって把持機構5が水平状態から鉛直状態に切り換えられるので、把持機構5に把持された容器2は水平状態から正立状態に起立されるようになっている(図1図8図10参照)。
この後、正立状態の容器2を把持した把持機構5が第2受け渡し領域Cを移動する際に、搬送ホイール9側のグリッパ51によって容器2のネジ部2Cと肩部2Bが把持されてから強制的に把持機構5の把持部5A及び板バネ24から取り外される。つまり、第2受け渡し領域Cにおいて、各把持機構5から搬送ホイール9の各グリッパ51に正立状態の容器2が順次受け渡されるようになっている。

0022

次に、図10図13により搬送ホイール9とそのグリッパ51について説明する。搬送ホイール9は、上記スプロケット26と同期して回転される回転体52と、この回転体52の円周方向所定位置毎に設けられた一対の回転軸53と、これら回転軸53の上部に連結された左右一対の把持部材51A、51Bからなるグリッパ51を備えている。
各回転軸53の下方外周部にはギヤ54を嵌着させてあり、隣り合う回転軸53のギヤ54を相互に噛合させている。一方の回転軸53の下端部に嵌着したアーム55と回転体52の底部とにわたってスプリング56が設けられており、引っ張りばねからなるこのスプリング55によって両回転軸53に設けた把持部材51A、51Bは常時閉鎖状態となるように付勢されている。
一方の回転軸53には支持アーム57を介してカムフォロア58を回転自在に取り付けている。回転体52の上方となる第2受け渡し位置Cと対応する箇所には、カムフォロア58と係合するカム59が配置されている。
カム59が配置されていない回転体52の回転領域においては、カムフォロア58はカム59と係合しないので、スプリング56の引っ張り力によってグリッパ51の把持部材51A、51Bが閉鎖するようになっている(図11(a)参照)。他方、回転体52が回転する際の上記第2受け渡し領域Cの直前の回転領域では、カムフォロア58がカム59と係合するので、グリッパ51の把持部材51A、51Bが開放される。そのため、その開放状態の把持部材51A、51Bが上記把持機構5側の容器2のネジ部2C、肩部2Bの前後に位置し、その直後に、カムフォロワ58がカム59から離隔することで正立状態の容器2のネジ部2C、肩部2Bがグリッパ51によって把持され、その後、回転体52の回転に伴って把持機構5からグリッパ51によって強制的に取り外されるようになっている。
その際、把持機構5の両板バネ24が弾性変形して把持部5A、5A、板バネ24が少し拡開されるので、第2受け渡し領域Cにおいて各把持機構5から搬送ホイール9の各グリッパ51へ円滑に正立状態の容器2が受け渡されるようになっている。第2受け渡し領域Cで把持機構5から順次搬送ホイール9のグリッパ51に受け渡された正立状態の容器2は、正立状態を保って隣接位置の中間ホイール8へ受け渡されるようになっている。

0023

以上の構成において、供給コンベヤ3、受け渡しコンベヤ6が作動されるとともに受け渡しコンベヤ6が矢印方向に循環走行され、かつ搬送ホイール9が矢印方向に回転されている状態において、供給コンベヤ3に載置された横転状態の容器2が搬送されてくると、それらの横転状態の容器2は各カメラ4A、4Bによって撮影される。
すると、カメラ4A、4Bの撮影画像に基づいて各ロボット7A、7Bのハンド12が供給コンベヤ3上と第1受け渡し領域Aとを交互に移動させて容器2を受け渡す。つまり、先ずハンド12は、供給コンベヤ3上の横転状態の3個の容器2を追従して移動しながら順次方向を揃えて横転状態のままで吸着保持する(図1図3)。
その後、第1受け渡し領域Aにおける把持機構5の上方側までハンド12が移動して、第1受け渡し領域Aを移動する把持機構5に追従して移動しながらハンド12が下降されると、ハンド12側の係合ブロック23により把持機構5の板バネ24を介して把持部5A(係合凹部5a)が拡開されるとともに、容器2の頭部2Dの高さが把持機構5の係合凹部5aと同じ高さに支持される(図4(a)、図4(b)参照)。
この後、容器2を保持したハンド12が把持機構5の把持部5Aに向けて水平に移動されるので、容器2の頭部2Dが係合凹部5a内に挿入されるとともに、頭部2Dとネジ部2Cの境界となる段部端面が把持部5Aの端面に当接する。また、この過程において係合ブロック23と第2ガイド部24Bとの係合が外れる(図4(c)参照)。そのため、容器2の頭部2Dが係合凹部5a(把持部5A)により把持されるとともに、本体部2Aは把持機構5の載置部5Bに支持され、本体部2Aの両側は第1ガイド部2Aによって左右両側から挟持される。
この直後に、ハンド12側の吸着部15による保持状態が解放されるとともに、チャック16による容器2の肩部2Bの把持が解放される。
このようにして、第1受け渡し領域Aにおいて、ハンド12に保持した横転状態の3個の容器2が、移動している相前後する3つの把持機構5に受け渡されるようになっている。このように、水平状態の把持機構5によって保持された横転状態の容器2は、その軸心2aが水平となり、かつ相前後する容器2の軸心2aは平行となっている。また、2台のロボット7A(7B)のハンド12が交互に3個の容器2を把持機構5に受け渡すことにより、第1受け渡し位置Aを移動していく各把持機構5に漏れなく容器2が受け渡されるようになっている(図1参照)。

0024

第1受け渡し領域Aにおいて水平状態で横転状態の容器2を受け渡された把持機構5は、第1受け渡し領域Aから姿勢変更領域Bに移動するので、切り換え機構29によって水平状態から鉛直状態へ90°揺動されるようになっている。このように姿勢変更領域Bにおいて把持機構5が鉛直状態となることで、把持機構5に保持された容器2が水平状態から鉛直上方を向けた正立状態に起立されるようになっている(図1図8図10)。
この後、正立状態となった容器2を保持した把持機構5が第2受け渡し領域Cに移動すると、搬送ホイール9のグリッパ51によって容器2の肩部2Bとネジ部2Cが把持された後に把持機構5から強制的に取り外される(図10)。このようにして第2受け渡し領域Cにおいて、搬送ホイール9のグリッパ51によって受け渡しコンベヤ6の各把持機構5から正立状態の容器2が順次受け渡されるようになっている。
搬送ホイール9のグリッパ51に把持された正立状態の容器2は、搬送ホイール9の回転に伴って隣接位置の中間ホイール8に正立状態の容器2を順次受け渡すようになっている。中間ホイール8は、搬送ホイール9から受けった容器2を隣接下流側に配置された図示しない装置へ正立状態で受け渡すようになっている。

0025

以上のように、本実施例においては、ロボット7A(7B)のハンド12によって横転状態の容器2を吸着保持してから横転状態のまま第1受け渡し領域Aにおいて受け渡しコンベヤ6の把持機構5に受け渡すことができる。ハンド12自体は、容器2を正立させる起立機構を備えていないので、前述した従来のロボットのハンドと比較して構成が簡略化されており、重量も軽くなっている。そのため、供給コンベヤ3上と第1受け渡し領域Aとの間を従来品よりも高速で往復移動することができる。
また、第1受け渡し領域Aにおいて、水平状態の各把持機構5にハンド12から横転状態のまま容器2を受け渡すようになっている。そして、横転状態の容器2を把持機構5によって横転状態から正立状態に起立させてから第2受け渡し領域Cで搬送ホイール9に受け渡すことができる。その受け渡しの際に、搬送ホイール9のグリッパ51は、把持機構5が保持した容器2を把持して強制的に取り外すようになっている。
このような特徴を備える本実施例によれば、横転状態の容器2を正立させてから下流側の装置への受け渡しを従来の装置よりも高速で処理することができる。また、把持機構5に把持された容器2は頭部2Dを把持されており、頭部2Dの把持位置は把持機構5の把持部5Aで把持する際に正確に位置決めされるので、容器2を正確に位置決めした状態で把持機構5から搬送ホイール9に受け渡すことができる。したがって、本実施例によれば、処理能力が高く、しかも容器2の受け渡し時の位置決め精度に優れた容器処理装置1を提供することができる。また、装置を設置する際のレイアウトの制限も緩和される。

0026

なお、上記実施例においては、横転状態から正立状態に容器2の姿勢を変更させるように構成しているが、横転状態から倒立状態に容器2の姿勢を変更させるように構成してもよい。

0027

1‥容器処理装置2‥容器
3‥供給コンベヤ5‥把持機構
5A‥把持部6‥受け渡しコンベヤ
7A、7B‥ロボット9‥搬送ホイール
12‥ハンド23‥係合ブロック(係合部)
24A‥第1ガイド部 24B‥第2ガイド部
27‥無端状チェーン29‥切り換え機構
51‥グリッパA‥第1受け渡し領域
B‥姿勢変更領域C‥第2受け渡し領域

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