説明

ワーク起立装置および扁平容器起立整列装置

【課題】傷を付けるおそれがなく、かつ、その起立、整列が安定したものとなるワークの起立整列装置を提供すること。
【解決手段】垂直面内を周回するチェーン13上に、チェーン13の幅方向に所定の対向間隔をもって、かつ、それぞれがチェーン13の周回方向に平行な軸の周りに回転自在に取り付けられた左右一対のバケット55をチェーン13の長さ方向に多数組と、そのチェーン13の所定の周回区間に、左右一対のバケット55を回転させて、倒れた状態から起立した状態に矯正するガイド棒70とを設け、各左右一対のバケット55は、チェーン13の周回中、ガイド棒70が設けられていない区間では倒れており、ガイド棒70が設けられている区間に進入すると、ガイド棒70によって起立して、ガイド棒70の上流側で左右一対のバケット55の一方に載置された、ワークたる容器100をバケット55の対向面間で挟んで起立、整列させる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ワーク起立装置およびワーク(扁平容器)起立整列装置に関する。
【背景技術】
【0002】
ワーク(容器)に内容物を注入する場合、あるいは、容器にラベルなどを貼り付けたり、表示を施したりする場合の自動工程では、その工程の前に、対象の容器を起立させたり、所定の方向に向けて整列させる必要ある場合がある。そのような容器の起立整列装置として様々なものが知られているが、下記の公知文献に開示されたものもその一つである。
【0003】
この起立整列装置は先ず、前工程から第一搬送コンベアで搬送されてきた多数の容器を第二搬送コンベア上に移送し、その第二搬送コンベア上を移動する際に、係合部材によって起立整列操作を加えるものであって、その係合部材およびそれによる起立整列操作は以下のようなものである。
【0004】
この係合部材は、水平面内で環状に周回するエンドレスの係合部材保持用搬送コンベアの外周面に、横断面がコの字形を成す三つの係合片を備えたものである。そのエンドレスの搬送コンベアの二つの直線部の一方が前記第二搬送コンベアの周回路に平行に近接しており、その第二搬送コンベアの上面を前記コの字形の係合部材が移動するようになっている。
【0005】
そして、第二搬送コンベアには、そのコの字形の係合部材が第二搬送コンベア上を移動する際、平面視コの字の開口部を閉じる形で配設された係合棒を備えている。こうして、その係合棒の配設区間では、その係合棒と、その区間を移動するコの字形の係合部材とで、実質、方形の係合部材を構築している。
【0006】
そして、ロボットにより、水平な姿勢で把持してきた第一搬送コンベア上の横転容器を、その方形の係合部材の中に自由落下させる。このとき、容器は係合部材に当接して水平な姿勢が直立姿勢に矯正されて方形の中で起立する。こうして、横転状態にあった容器が起立した形で、かつ、その表面、あるいは裏面も所定の向きに整えられて、第二搬送コンベアでもって後工程に移送される。
【特許文献1】特許第3255207号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、前記公知文献に開示された容器の起立整列機構には、以下のような問題がある。すなわち、ロボットで水平に把持した容器を起立、整列させる時に、自由落下の状態でコの字形の係合部材、あるいは、そのコの字の開口部を横切る前記係合棒に衝突するので、容器に傷が付くおそれがあり、また、自由落下ゆえ、着地の際の起立姿勢が、例えば、容器周面の向きが定まらない、といった不安定な状態であったり、着地位置が所望の位置からずれるおそれもある。
【0008】
特に、その着地位置が所望の位置より大きくずれた場合には、容器を囲んでいるコの字形の係合部材が、その周回途中、環状のコーナー部において、搬送コンベアで移動している容器に触れて、その裏表の向きを変えたり、さらには転倒させてしまうおそれもある。
【0009】
そこで、本発明の課題は、容器の起立整列の際、容器に傷が付くおそれがなく、また、その起立整列状態が安定したものになるような起立整列装置を提供することにある。
【0010】
なお、本発明では、その対象とするワークは、主に容器(あるいは箱)であるが、容器にかかわらず、中身の詰まったものでもよい。ただし、その形状については、直方体、円柱、扁平した円柱、角柱など、容器に使われるような標準的な三次元形状をなすものである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
前記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、先ず、垂直面内を周回する無端チェーンと、この無端チェーンに取り付けられた多数の基台と、これら多数の基台の各々に対し、前記無端チェーンの幅方向に所定の対向間隔をもって、かつ、それぞれが前記無端チェーンの周回方向に平行な軸の周りに回転自在に取り付けられた左右一対のバケットと、前記無端チェーンが周回する所定の区間に設けられ、前記左右一対のバケットを前記軸の周りに回転させて、倒れた状態から起立した状態に矯正する左右一対の矯正手段とを備えたワーク起立装置であって、前記左右一対のバケットは、前記無端チェーンの周回中、前記左右一対の矯正手段が設けられていない区間では倒れており、前記左右一対の矯正手段が設けられた区間に進入すると、前記左右一対の矯正手段によって起立して、前記左右一対の矯正手段が設けられていない区間で前記左右一対のバケットの一方に載置されたワークを、前記左右一対のバケットの対向面間で挟んで前記基台上に起立させる構成を採用したのである。
【0012】
請求項2に記載の発明は、前記左右一対のバケットが前記基台に取り付けられている形態として、前記基台の、前記無端チェーンの幅方向両側面それぞれから前記無端チェーンの周回方向に直角に複数本の摺動軸が突設されており、前記両側面の一側面に突設された前記複数本の摺動軸には、前記左右一対のバケットの一方を保持する左右一対の保持部材の一方が摺動自在に取り付けられ、前記両側面の他側面に突設された前記複数本の摺動軸には、前記左右一対のバケットの他方を保持する前記左右一対の保持部材の他方が摺動自在に取り付けられており、前記左右一対のバケットの一方は、前記左右一対の保持部材の一方に取り付けられた前記無端チェーンの周回方向に平行な軸に回転自在に保持され、前記左右一対のバケットの他方は、前記左右一対の保持部材の他方に取り付けられた前記無端チェーンの周回方向に平行な軸に回転自在に保持されていることを特徴とする請求項1に記載のワーク起立装置の構成を採用したのである。
【0013】
請求項3に記載の発明は、前記無端チェーンを挟んで左右一対のガイドレールが配設されており、この左右一対のガイドレールのそれぞれは、前記左右一対の保持部材のそれぞれをガイドするようになっており、かつ、必要な場合には、前記無端チェーンの幅方向に独立して移動自在となっていることを特徴とする請求項2に記載のワーク起立装置の構成を採用したのである。
【0014】
そのようにすれば、起立させるワークの厚み方向の寸法が異なる場合にも対応することができる。
【0015】
さらに、請求項4に記載の発明は、前記ワークが裏表の規定された扁平容器であり、この扁平容器を起立、整列させる扁平容器起立整列装置であって、前記扁平容器を搬送する搬送コンベアと、前記搬送コンベアで搬送される扁平容器を撮像するカメラと、前記カメラの撮像データを画像処理する画像処理手段と、前記扁平容器の位置信号を出力する第一のエンコーダと、前記扁平容器を把持し、その把持した扁平容器を前記左右一対のバケット側に移送するロボットと、前記第一のエンコーダの出力に基づき、前記ロボットの起動を指令する第一のコントローラと、前記左右一対のバケットの位置信号を出力する第二のエンコーダと、前記ロボットが把持した扁平容器を、前記画像処理手段で得られた扁平容器の姿勢データと、あらかじめ入力されている基準データとに基づいて定められる所定の載置姿勢で、かつ、前記第二のエンコーダの出力に基づいた所定のタイミングで前記左右一対のバケットに載置するように前記ロボットに指令する第二のコントローラとで構成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のワーク起立装置を用いた構成を採用したのである。
【0016】
そのようにすれば、バケット上への容器の載置がロボットによって正確に、スムーズに行われる。
【0017】
請求項5に記載の発明は、前記第二のエンコーダに光センサを組み合わせたことを特徴とする請求項4に記載の扁平容器起立整列装置の構成を採用したのである。
【0018】
そのようにすれば、その光センサによって、第二エンコーダの出力データの誤差を補正することができる。
【発明の効果】
【0019】
請求項1または2に記載の発明によれば、前記のような構成を採用して、左右一対のバケット上に載置したワークを、その左右一対のバケットで挟む形で起立させるようにしたので、ワークに傷が付くおそれがなく、かつ、安定して起立、整列できる、という効果がある。
【0020】
請求項3に記載の発明によれば、厚みの異なる容器に対応できる、という効果がある。
【0021】
請求項4に記載の発明によれば、バケットに対する容器の載置がロボットにより自動化され、人手で行う場合のように、バケットへ載置する際の容器の置き方に誤りがなくなり、生産効率が向上する、という効果がある。
【0022】
請求項5に記載の発明によれば、ロボットによるバケットに対する容器の載置がより正確に行われる、という効果がある。
【0023】
なお、本発明は、ワークを起立、整列し、搬送させるという機能のみならず、ワークを単に起立し、搬送させるという機能もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【0024】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図1は本実施形態の装置の構成要素の配置関係を平面図で模式的に示したものである。また、図2は正面図、図3は右側面図である。
【0025】
図1の下側に、第一搬送コンベア10が、その周回路を左右方向に向けて設置されており、ここに前工程から、起立整列の対象となるワークが搬送されてくる。
【0026】
本実施形態では、対象とするワークとして扁平容器を取り扱う。本実施形態で用いた扁平容器は、図4(a)において符号100を付して示したようなものである。この扁平容器100は、その断面が楕円形になっているが、本発明で対象とする扁平容器は非円形の横断面を有するものであればよく、その横断面の形状は長方形のものであってもよい。なお、以下では、図4(a)に符号100を付した扁平容器を単に容器100ともいう。
【0027】
前記第一搬送コンベア10は、図1および図2に示すように、左右一対の駆動軸1aと従動軸1bとの間にベルト2が掛けまわされたエンドレスのベルト搬送コンベアで、ベルト2はその上面が図の左から右に周回するようになっている。すなわち、図の左側がこの第一搬送コンベア10の上流側となる。第一搬送コンベア10の周回路の途中には、ベルト2の表面に当接して、第一ロータリーエンコーダ3が取り付けられている。
【0028】
第一搬送コンベア10上には、容器100は、その裏表、高さ方向、口107の向きが全くランダムな状態で搬送されてくる。以上のような第一搬送コンベア10の図1の上側に隣接して、図の左右方向に、すなわち第一搬送コンベア10に平行に配設された第二搬送コンベア20がある。この第二搬送コンベア20は、図1の右から左に向けて周回し、第一搬送コンベア10の周回の向きとは反対になっている。第二搬送コンベア20では、図1の右側が上流側である。
【0029】
この第二搬送コンベア20の上流側の図1の上側には、第二搬送コンベア20に沿った所定位置にロボット30が配設されている。このロボット30は前記第一搬送コンベア10上に載置された容器100を第二搬送コンベア20上の、後に詳述する容器の挟持機構に移送するためのものである。
【0030】
このロボット30には、図3に模式的に示すように、第一コントローラ301と第二コントローラ302が接続されている。第一コントローラ301は、前記第一ロータリーエンコーダ3の出力に基づき、ロボット30に、第一搬送コンベア10上を流れてくる容器100を把持する際の起動指令を出力する。第二コントローラ302の作用は本装置の動作の説明の際に詳述する。
【0031】
ロボット30の操作端31には容器100を把持するための吸着パッド32が装着されている。この吸着パッド32の吸着作用をもたらすエアの吸着機構はロボット30に内蔵されている。ロボット30が容器100を把持する際は、このエアの吸着機構を働かせ、把持を解除するときは、この吸着機構の作用を解除して行う。
【0032】
図1〜図3に示すように、このロボット30による容器100の移送に関連して、前記第一搬送コンベア10の周回路の途中、コンベアの上方にはCCDカメラ40が設置されている。このCCDカメラ40は第一搬送コンベア10上を移動してゆく容器100を前記第一ロータリーエンコーダ3からのパルス信号を受けて撮像するものであり、前記第一コントローラ301に付設された画像処理装置(図示省略)に接続されており、撮像データはこの画像処理装置で画像処理される。この画像処理により、第一搬送コンベア10上の容器100一つ一つに対し、それが裏表のどちらを表面に向けているか、また容器100の高さ方向はどの方向にあるか、そして、その高さ方向において、容器100の口107はどの向きに向いているか、といった容器の姿勢に関する情報を得ることができる。
【0033】
容器100の姿勢のデータは、前記第二コントローラ302に入力され、ロボット30が、後述する第二搬送コンベア20上の容器の挟持機構に所定の姿勢で容器100を載置する際に、その所定の姿勢について、あらかじめ第二コントローラ302に入力されている基準データと比較して動作するために使用される。
【0034】
次に、本装置の主たる構成の一つである第二搬送コンベア20と容器の挟持機構について説明する。図5は前出の図1から第一搬送コンベア10を取り除いた状態で第二搬送コンベア20を正面に観た図である。また、図6は、その図5の第二搬送コンベア20の平面図、図7は、図6の線VI−VIによる矢視図である。
【0035】
図5に示すように、この第二搬送コンベア20は、その主体構成が、一対の駆動軸11aと従動軸11bとの間にスプロケット12を介して無端チェーン13(以下、単にチェーン13ともいう)が掛けまわされたものである。このチェーン13はその駆動軸11aの一端に取り付けられたモータ15で駆動される。
【0036】
また、図6に示すように、駆動軸11aの、前記モータ15が取り付けられた側の端部とは反対側の端部には第二ロータリーエンコーダ16が取り付けられている。この第二ロータリーエンコーダ16は、その出力信号が前記第二コントローラ302に入力され、ロボット30が、チェーン13上の、次に述べるバケットに容器100を載置するタイミングを制御するものである。
【0037】
さらに、図6に示すように、この第二搬送コンベア20の上流側の所定位置に、前記チェーン13を挟んで、左右一対の反射型の光センサ17が配設されている。この光センサ17の作用については後述する。なお、この光センサの外観の一部を、図7において二点鎖線で示している。
【0038】
第二搬送コンベア20のチェーン13の上に容器の挟持機構50が取り付けられている。挟持機構50は、前記チェーン13の上面に、チェーン13の全長に亘って、等間隔で多数組配設されている。本実施形態では隣接する挟持機構50間の間隔は略ゼロとしている。この単位の挟持機構50を取り出したものを図8〜図10に示す。図8は斜視図、図9は正面図、図10は平面図である。
【0039】
図8〜図10に示すように、この挟持機構50として、先ず、樹脂で形成された同一形状の直方体の基台51が多数、チェーン13の外周面に等間隔で取り付けられている。基台51のチェーン13に対する取り付けは、図10に示すように、アタッチメント14が付設されたチェーンリンクの、そのアタッチメント14に固定されてなされている。チェーン13は、図8に示すように、アタッチメント14が付設されたチェーンリンクとアタッチメント14が付設されていないチェーンリンクとが交互に連結されて構成されている。基台51は、この交互に付設されたアタッチメント14のそれぞれに取り付けられるが、図8では、図が煩雑になるのを防ぐため、両隣の基台51は描いていない。基台51の幅方向、すなわち、チェーン13の幅方向の両側面に、図8に示すような形状の左右一対のバケット55の保持部材52が取り付けられている。
【0040】
なお、本実施形態のアタッチメント14は、図8に示すような形状であり、四個のビス穴が穿孔されており、図10に示すように、これらのビス穴を介してビス止めすることで基台51をアタッチメント14に固定しているが、基台51の天面が水平に維持されるものであれば、アタッチメント14の形状やビス穴の数は、本実施形態のものに限定されるものではない。
【0041】
前記保持部材52も樹脂で形成されており、その下部が、前記基台51の、チェーン13の幅方向の両側面のそれぞれから突出した二本の摺動軸53に取り付けられ、その摺動軸53に沿って、基台51の側面に対して進退自在に取り付けられている。この保持部材52が、基台51の側面に対して進退自在となっていることの意味については後述する。
【0042】
なお、本実施形態の摺動軸53は二本であるが、保持部材52が、基台51の側面に対して円滑に進退自在となるのであれば、三本、あるいは四本等、複数本であってもよい。材料コストの観点から、また、この摺動軸53を含む挟持機構50の組み立て効率の観点から、摺動軸53は二本とするのが好ましい。
【0043】
この保持部材52の上部寄りには、チェーン13の周回方向に平行に回転軸54が配設されている。左右一対のバケット55は、その下端寄りの部分がこの回転軸54に取り付けられ、その回転軸54の周りに回転自在となっている。
【0044】
さらに、この左右一対のバケット55と保持部材52の間には、前記回転軸54の途中にコイルバネ56が装着されており、このコイルバネ56によって、左右一対のバケット55の上端同士は常に離反する向きに付勢されている。このことにより、図8(a)に示すように、左右一対のバケット55は、通常は前記保持部材52の表面上に水平に倒れた形態になっている。また、図8(b)は左右一対のバケット55が起立した状態を示している。
【0045】
こうして、左右一対のバケット55は、図8(a)に示す水平に倒れた状態と、図8(b)に示す起立した状態とを採ることができ、倒れた状態の時に、その表面に容器100の表面または裏面が当接して載置される。そして、その倒れた状態で、後述する矯正手段で左右一対のバケット55が起立されることにより、容器100は、左右一対のバケット55の対向面で挟持されて、基台51の天面上に起立する。その左右一対のバケット55の容器100の載置面は容器100を安定して載置でき、また、起立時にも安定して挟持でき、かつ、横断面の厚みや形状の異なる容器にも対処できるよう、図8(a)に示すように、左右一対のバケット55の幅中心が溝中心となったV溝55a面となっている。なお、このような図8〜図10に示した挟持機構50は、図5や図6では、図が煩雑になるのを防ぐため、チェーン13上の一部のものしか描いていない。例えば、図6においては、図の中央で容器100を挟持しているもの以外は、全て、基台51を代表にして描いているだけである。
【0046】
なお、この基台51について、本実施形態では直方体の形状のものを採用したが、立方体でもよく、また、これら立方体や直方体のような六面体に限らず、基台をチェーン13に取り付けた際、そのチェーン13に対する取り付け状態が安定し、かつ、水平な天面を持つような形状のものであればよい。
【0047】
例えば、他の基台形状の例として、チェーン13の周回方向に垂直な、断面形状が台形、逆台形などの角材のものも適用できる。この場合、台形角材の上底面と下底面がそれぞれ、チェーン13への取り付け面と、容器100が起立する天面となる。要するに、基台51は、本実施形態のような直方体のものには限られない。
【0048】
以上のような挟持機構50が取り付けられた第二搬送コンベア20として、本実施形態では、一台の搬送コンベアの無端チェーン13上に、基台51を介して、左右一対のバケット55を多数組並べる構成を採ったが、二台の搬送コンベアを用い、その二台の搬送コンベアのそれぞれのチェーン上に、左右一対のバケット55の一方を取り付け、前記挟持機構50に相当する構成を組むこともできる。しかしながら、その場合、二台の搬送コンベアの無端チェーンの周回の同期を採るのは困難であり、その点からも、本実施形態のように、一台の搬送コンベアの無端チェーン13を用いて、前記のような挟持機構50を構築することが装置構成の点で優れている。
【0049】
さて、前記挟持機構50が取り付けられた第二搬送コンベア20のチェーン13の幅方向両側には、図6や図7に示すように、長手の角材の表面にガイド溝61が形成された左右一対のガイドレール60が配設されている。また、その左右一対のガイドレール60の上流側と下流側のそれぞれに、ガイド溝66が形成されたガイドレール65が配設されている。
【0050】
これら左右一対のガイドレール60とガイドレール65それぞれのガイド溝61、66に、図7に示すように、前記基台51の両側に張り出した左右の保持部材52の下部の嵌入部52aが嵌入するようになっている。左右の保持部材52は、チェーン13の周回中、それぞれの嵌入部52aが、これら左右一対のガイドレール60とガイドレール65それぞれのガイド溝61、66にガイドされて周回する。
【0051】
ここで、ガイドレール65のガイド溝66(上流側と下流側)とガイドレール60のガイド溝61(上流側と下流側)のそれぞれは、図6に示すように、斜め壁面部67、62を有した形になっている。これらの斜め壁面部67、62の機能をガイド溝66、61の機能との関連において、以下に説明する。すなわち、第二搬送コンベア20の上流側では、ガイド溝66が、第二搬送コンベア20の下面から上昇してきた前記挟持機構55の左右一対の保持部材52の対向間隔を斜め壁面部67で最大限に押し広げて、以降のバケット55起立の準備態勢に入る。そして、上流側のガイド溝61は、上流側の斜め壁面部62によって、前記挟持機構55の左右一対の保持部材52の対向間隔を、同じ61の符号を付したガイド溝の中央寄りの区間、すなわち、後述の、バケット55を起立させる矯正手段(ガイド棒70)が設けられた区間に向けて、徐々に所定の幅に狭めてゆく溝である。
【0052】
次に、第二搬送コンベア20の下流側の斜め壁面部67、62についてであるが、先ず、下流側ガイド溝61の斜め壁面部62によって、左右一対の保持部材52の嵌入部52aの、下流側ガイド溝66の斜め壁面部67への導入部として、下流側ガイド溝61の幅は下流側に向けて広がるようになっている。
【0053】
そして、下流側ガイド溝66の斜め壁面部67は、左右一対のバケット55が第二搬送コンベア20の下面をスムーズに周回してゆくように、左右一対のバケット55の対向間距離を最大限に押し広げるためのものである。
【0054】
なお、後述するように、左右一対のガイドレール60は、自身の長さ方向に直交する方向に移動自在となっている。他方、左右一対のガイドレール65は、上流側、下流側とも固定されている。本実施形態では、これら左右一対のガイドレール60とガイドレール65を樹脂で形成したが、これら左右一対のガイドレール60とガイドレール65は、本装置においては構造体としての機能もあるので、金属で形成してもよい。
【0055】
さて、第二搬送コンベア20の周回路の途中には、図5および図6に示すように、その周回路に沿う所定の区間に渡って、搬送コンベアの両側に左右一対のガイド棒70が配設されている。この左右一対のガイド棒70が、本発明におけるバケット55を起立させる矯正手段である。この左右一対のガイド棒70は、それが設けられた区間に前記挟持機構50が進入してくると、その内側にあるバケット55を起立させるべく、次のような曲線形状を描いている。
【0056】
その曲線は、図5および図6に示すように、周回路の所定の位置を開始端として、その開始端の位置から下流側に向かって斜め上向きに徐々に立ち上がりつつ、かつ、第二搬送コンベア20の周回路の幅方向内寄りに向いつつ、所定の高さに達したところで、その高さを保ちながら第二搬送コンベア20の幅中心線に平行な直線上を所定の距離進み、その終端から、今度は、先ほどの立ち上がりの場合と同じ割合で斜め下向きに徐々に下がりつつ、かつ、第二搬送コンベア20の周回路の幅方向外寄りに戻りつつ、その終端の高さは開始端と同じ高さになるような経路を描いている。以上のような左右一対のガイド棒70と第二搬送コンベア20上の挟持機構50とで本実施形態の扁平容器の起立整列装置が構成される。本実施形態のワーク起立整列装置を第二搬送コンベアと呼ぶこともある。次に、この装置の動作を説明する。
【0057】
先ず、この装置を稼動させると、図1〜図3において、第一、第二搬送コンベア10、20が両方とも周回する。前工程から第一搬送コンベア10上に搬送されてくる容器100は、裏表、高さ方向、口107の向きがランダムに第一搬送コンベア10上を流れてゆく。
【0058】
第一コントローラ301は、第一ロータリーエンコーダ3の出力信号を受けて、CCDカメラ40に撮像指令を出す。CCDカメラ40により撮像された撮像データは、第一コントローラ301に接続された前記画像処理装置で画像処理される。その際の画像処理データの内容は、容器100の裏表、高さ方向、その高さ方向における口107の向き、という三つの姿勢に係るものである。
【0059】
次に、前記第一ロータリーエンコーダ3からの信号により、第一コントローラ301がロボット30に起動指令を出し、ロボット30が容器100を把持する。容器100の把持は、前記操作端31の吸着パッド32で吸着して把持する。
【0060】
次に、ロボット30の操作端31は、第二搬送コンベア20側に移動し、第二搬送コンベア20上の各左右一対のバケット55の載置面上で、吸着パッド32の吸着作用を解除して、容器100を所定の姿勢で載置する。このとき、載置位置は、各左右一対のバケット55のV溝55a中心に設定されている。
【0061】
なお、本発明でいう所定の載置姿勢とは、左右一対のバケット55の一方にのみ容器100を載置し、かつ、左右一対のバケット55の一方の並びには容器100の表を表面に向けて、他方の並びには、容器100の裏を表面に向けて載置する。また、容器100の口107の向きは、バケットが起立した際の、その高さ方向、上向きに一致させた姿勢である。このような容器100の載置の仕方は、左右一対のバケット55で一つの容器100を挟んで起立させるためである。
【0062】
今述べた通り、本実施形態および本発明において、容器100は、左右一対のバケット55の一方にのみ載置するのであるが、本実施形態および本発明を説明する便宜上、容器100のこの載置の仕方を左右一対のバケット55に容器100を載置すると表現することもある。
【0063】
ロボット30が容器100を左右一対のバケット55上に載置する際、前記第二コントローラ302は、その所定の載置姿勢に関するデータを基準データとして保持しているので、その基準データと、第一搬送コンベア10上で容器100を把持した際の容器100の姿勢のデータ、すなわち前記画像処理データとの差に基づいた動作信号をロボット30に出力し、ロボット30はその動作信号に基づいて、各左右一対のバケット55上に、前記のような載置姿勢で容器100を載置する。
【0064】
ロボット30が容器100を左右一対のバケット55上に載置する際は、バケット上の離れた位置で把持動作を解除するのではなく、すなわち、容器100を自然落下させるのではなく、ロボット30が容器100を把持したまま、容器100側の当接面がバケット側の載置面に当接した段階で把持動作を解除するようにしている。把持動作の解除は、前記した、把持機構たるエアの吸着機構の吸着作用を解除して行う。載置のタイミングは、前記第二ロータリーエンコーダ16の出力に基づき、第二コントローラ302によって制御される。
【0065】
ここで、先述した光センサ17の作用について述べると、この左右一対の光センサ17は、それらから発する光で、チェーン13の周回方向に隣接する左右一対の挟持機構50の基台51間の隙間を検出する。その基台51間の隙間の出力データが前記第二ロータリーエンコーダ16の出力と組み合わされ、第二ロータリーエンコーダ16の信号に含まれている各左右一対のバケット55のV溝55a中心の位置データの誤差を補正する。こうして、容器100がより正確に左右一対のバケット55のV溝55a中心に載置される。
【0066】
左右一対のバケット55上に載置された容器100は、その載置位置では、左右一対のバケット55が倒れた状態であるので、容器100も倒れた状態にあるが、挟持機構50がチェーン13の周回と共に前記ガイド棒70が設けられた区間に進入してくると、左右一対のバケット55は、そのガイド棒70に押し上げられて徐々に起立してゆき、左右一対のバケット55上に載置された容器100も徐々に起立してゆくようになる。その様子を、左右一対のバケット55の流れの方向から観たところの図11の(a)〜(c)に示す。図は左側の左右一対のバケット55、保持部材52、ガイドレール60、ガイド棒70およびその周辺部材のみを描いている。
【0067】
容器100は、左右一対のバケット55が完全に起立する区間で、左右一対のバケット55に挟まれて基台51の天面上に完全に起立し、しばらくその状態で第二搬送コンベア20上を進むので、その間に、起立姿勢も安定したものとなる。
【0068】
その後、左右一対のバケット55は、挟持機構50がガイド棒70の傾斜曲線が斜め下向き、かつ、外向きとなってゆく区間に入ると、前記保持部材52との間に設けられたコイルバネ56の付勢力によって倒れてゆくが、容器100の方は、左右一対のバケット55とは独立していて、そのような力を受けないので、起立したまま、下流側に進んでゆく。以上が、この起立整列装置の基本的な動作であるが、この装置は、対象ワークたる容器100の種類が替わって、その厚みが変化した場合にも対応できる構成を有している。以下、その構成について説明する。
【0069】
先ず、図6に示した本実施形態の前記左右一対のガイドレール60、65の内、中央の長手の左右一対のガイドレール60のそれぞれは、自身の長さ方向に直交する方向に移動自在となっている。その構成は、先ず、図7に示すように、第二搬送コンベア20のベース枠21の上に、左右一対のガイドレール60の長さ方向に直交するシャフト68が配設されている。このシャフト68には、二つの軸受63が装着されており、この二つの軸受68のそれぞれに、図の下側から接続板69aと、その上のベース部材69bとを介して左右一対のガイドレール60の片側が接続されている。
【0070】
こうして、左右一対のガイドレール60は、それぞれがこのシャフト68に沿って、自身の長さ方向に直交する方向に移動自在で、その対向距離を変えることができ、かつ、それぞれが独立して移動自在となったものである。なお、前記接続板69aに取り付けられたクランプ64は、このガイドレール60の位置が決まった後にそれを固定しておくためのものである。
【0071】
他方、この左右一対のガイドレール60のガイド溝61に嵌入して周回する保持部材52は、先述したように、それが挟持機構50の基台51の側面に対し、摺動軸53を介して進退自在となっている。従って、左右一対のガイドレール60を幅方向に移動させると、左右一対の保持部材52もその対向間隔を変化させることができる。すなわち、その左右一対の保持部材52に取り付けられている左右一対のバケット55も、その対向間隔を変化させることができる。こうして、左右一対のバケット55の対向間隔を変化させることによって、厚みの異なる容器100を挟持することができる。
【0072】
また、容器100の厚みが異なる場合だけでなく、図4(b)に符号105を付して示すような、容器の口106の位置が容器105の厚み方向において非対称な位置にある形状の容器105を把持する場合にも適用できる。
【0073】
このような非対称な容器105を起立、整列させ、その起立、整列工程の後工程で、容器105内に内容物を注入する場合、容器105の口106の空間位置は一定にしておく必要がある。それには、左右一対のガイドレール60の移動量はそれぞれで異ならせる必要があり、それぞれは独立して移動できるようになっている必要があるが、本実施形態では、前記したように、左右一対のガイドレール60のそれぞれが独立して移動できる構成となっている。
【0074】
以上が本実施形態の扁平容器の起立整列装置の構成とその動作の説明であり、本実施形態では、起立、整列させる対象容器を、その横断面が楕円や長方形などの扁平容器としたが、本発明は、扁平ではない正方形の容器や、円のように裏表の整列を必要としない容器の、単なる起立装置にも適用可能である。
【0075】
また、本実施形態では対象とするワークとして容器(扁平容器)を採り挙げたが、本発明のワーク起立整列装置は、例えば、そのワークとして、焼きおにぎりのような、容器以外の扁平形状物体を扱うこともでき、その自動生産ラインでの適用も可能である。
【産業上の利用可能性】
【0076】
本発明は、ワーク起立整列装置として広く利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0077】
【図1】本実施形態の概略の装置構成を示す模式平面図である。
【図2】本実施形態の概略の装置構成を示す模式正面図である。
【図3】本実施形態の概略の装置構成を示す模式右側面図である。
【図4】(a)に本実施形態が対象とするワークの扁平容器の斜視図を示し、(b)に本発明の適用が自在である横断面が非対称な容器を示したものである。
【図5】第二搬送コンベアの正面図である。
【図6】図5の平面図である。
【図7】図6の線VI−VIによる矢視図である。
【図8】容器の挟持機構の単位ブロックの斜視図であり、(a)はバケットが倒れた状態を示し、(b)はバケットが起立した状態を示している。
【図9】容器の挟持機構の平面図であり、(a)は左右一対のバケットがその対向間隔を広げた状態を示し、(b)は左右一対のバケットが接近した状態を示している。
【図10】容器の挟持機構の正面図であり、(a)は左右一対のバケットが倒れた状態を示し、(b)は左右一対のバケットが起立した状態を示している。
【図11】(a)〜(c)に、バケットが上流側から下流側に流れてゆくにつれて矯正手段(ガイド棒)によって起こされてゆく様子を示したものである。
【符号の説明】
【0078】
3 第一ロータリーエンコーダ
10 第一搬送コンベア
13 無端チェーン
16 第二ロータリーエンコーダ
17 光センサ
20 第二搬送コンベア
30 搬送ロボット
40 CCDカメラ
50 (容器の)挟持機構
51 基台
52 左右一対の保持部材
55 左右一対のバケット
60、65 左右一対のガイドレール
61、66 ガイド溝
63 軸受
68 シャフト
70 左右一対のガイド棒
100 扁平容器
301 第一コントローラ
302 第二コントローラ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
垂直面内を周回する無端チェーンと、
この無端チェーンに取り付けられた多数の基台と、
これら多数の基台の各々に対し、前記無端チェーンの幅方向に所定の対向間隔をもって、かつ、それぞれが前記無端チェーンの周回方向に平行な軸の周りに回転自在に取り付けられた左右一対のバケットと、
前記無端チェーンが周回する所定の区間に設けられ、前記左右一対のバケットを前記軸の周りに回転させて、倒れた状態から起立した状態に矯正する左右一対の矯正手段とを備えたワーク起立装置であって、
前記左右一対のバケットは、前記無端チェーンの周回中、前記左右一対の矯正手段が設けられていない区間では倒れており、前記左右一対の矯正手段が設けられた区間に進入すると、前記左右一対の矯正手段によって起立して、前記左右一対の矯正手段が設けられていない区間で前記左右一対のバケットの一方に載置されたワークを、前記左右一対のバケットの対向面間で挟んで前記基台上に起立させることを特徴とするワーク起立装置。
【請求項2】
前記左右一対のバケットが前記基台に取り付けられている形態として、
前記基台の、前記無端チェーンの幅方向両側面それぞれから前記無端チェーンの周回方向に直角に複数本の摺動軸が突設されており、前記両側面の一側面に突設された前記複数本の摺動軸には、前記左右一対のバケットの一方を保持する左右一対の保持部材の一方が摺動自在に取り付けられ、前記両側面の他側面に突設された前記複数本の摺動軸には、前記左右一対のバケットの他方を保持する前記左右一対の保持部材の他方が摺動自在に取り付けられており、前記左右一対のバケットの一方は、前記左右一対の保持部材の一方に取り付けられた前記無端チェーンの周回方向に平行な軸に回転自在に保持され、前記左右一対のバケットの他方は、前記左右一対の保持部材の他方に取り付けられた前記無端チェーンの周回方向に平行な軸に回転自在に保持されていることを特徴とする請求項1に記載のワーク起立装置。
【請求項3】
前記無端チェーンを挟んで左右一対のガイドレールが配設されており、この左右一対のガイドレールのそれぞれは、前記左右一対の保持部材のそれぞれをガイドするようになっており、かつ、必要な場合には、前記無端チェーンの幅方向に独立して移動自在となっていることを特徴とする請求項2に記載のワーク起立装置。
【請求項4】
前記ワークが裏表の規定された扁平容器であり、この扁平容器を起立、整列させる扁平容器起立整列装置であって、
前記扁平容器を搬送する搬送コンベアと、
前記搬送コンベアで搬送される扁平容器を撮像するカメラと、
前記カメラの撮像データを画像処理する画像処理手段と、
前記扁平容器の位置信号を出力する第一のエンコーダと、
前記扁平容器を把持し、その把持した扁平容器を前記左右一対のバケット側に移送するロボットと、
前記第一のエンコーダの出力に基づき、前記ロボットの起動を指令する第一のコントローラと、
前記左右一対のバケットの位置信号を出力する第二のエンコーダと、
前記ロボットが把持した扁平容器を、前記画像処理手段で得られた扁平容器の姿勢データと、あらかじめ入力されている基準データとに基づいて定められる所定の載置姿勢で、かつ、前記第二のエンコーダの出力に基づいた所定のタイミングで前記左右一対のバケットに載置するように前記ロボットに指令する第二のコントローラとで構成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のワーク起立装置を用いた扁平容器起立整列装置。
【請求項5】
前記第二のエンコーダに光センサを組み合わせたことを特徴とする請求項4に記載の扁平容器起立整列装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【公開番号】特開2009−154975(P2009−154975A)
【公開日】平成21年7月16日(2009.7.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−331395(P2007−331395)
【出願日】平成19年12月25日(2007.12.25)
【新規性喪失の例外の表示】特許法第30条第3項適用申請有り 平成19年10月16日〜20日 社団法人 日本包装機械工業会発行の「2007日本国際包装機械展(ジャパンパック2007)」に出品
【出願人】(599060847)株式会社ウイスト (5)
【Fターム(参考)】