搬送装置及び搬送方法
【課題】収容物の出し入れを行う面を下側とし、その面のフラップの封止を行うことなく、かつ、収容物の脱落を防止しつつ箱体を搬送する。
【解決手段】開閉自在な左右一対のフラップ２０１を底面に有する箱体２００の搬送装置であって、前記箱体２００を保持する保持ユニット１０と、保持ユニット移動手段とを備え、前記保持ユニット１０は、前記箱体２００の上面又は側面において前記箱体２００を保持し、前記箱体２００を昇降させる昇降手段１１と、前記一対のフラップ２０１のそれぞれに当接し前記フラップ２０１の開放を規制する一対の当接部材１４と、前記一対の当接部材１４が前記箱体の下方において互いに近接して前記フラップ２０１の開放を規制する開放規制位置と、前記一対の当接部材が前記箱体の下方において互いに離間して前記フラップの開放を許容する開放許容位置と、の間で前記一対の当接部材を移動させる当接部材開閉作動手段１２とを備えた。
【解決手段】開閉自在な左右一対のフラップ２０１を底面に有する箱体２００の搬送装置であって、前記箱体２００を保持する保持ユニット１０と、保持ユニット移動手段とを備え、前記保持ユニット１０は、前記箱体２００の上面又は側面において前記箱体２００を保持し、前記箱体２００を昇降させる昇降手段１１と、前記一対のフラップ２０１のそれぞれに当接し前記フラップ２０１の開放を規制する一対の当接部材１４と、前記一対の当接部材１４が前記箱体の下方において互いに近接して前記フラップ２０１の開放を規制する開放規制位置と、前記一対の当接部材が前記箱体の下方において互いに離間して前記フラップの開放を許容する開放許容位置と、の間で前記一対の当接部材を移動させる当接部材開閉作動手段１２とを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は箱体を搬送する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
搬送対象物の搬送にあたり、メカニカルハンドで搬送対象物を把持して搬送する搬送装置が提案されている（特許文献１及び２）。この種の搬送装置では、搬送対象物を直接把持して搬送するものの他、搬送対象物を収容した箱体を搬送するものもある。箱体を搬送する装置は、例えば、フレーク状の原材料を収容したダンボール箱等の箱体を搬送する。そして、複数の箱体をパレット上に積み重ね、パレット毎一括して所定の位置に搬送し、積み重ねられた箱体を上から順に取り出して下流工程へ搬送する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２５６５８２号公報
【特許文献２】特開昭６１−２６３５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
箱体に搬送対象物を収容して搬送する場合、一般には、搬送対象物の脱落防止等の理由から搬送対象物の出し入れを行う面を上側とし、その面のフラップをテープや金具等で封止する。しかし、フラップをテープや金具等で封止すると、開封時にテープ等を剥がす際に箱体が損傷する場合があり、箱体の再利用性が悪い上に開封作業が必須となり手間もかかる。また、箱体を、搬送対象物の出し入れを行う面を上側にして、その面のフラップを封止せずにパレット上に積み重ねる場合、上側に積み重ねられる箱体の上面のフラップが自然に開く方向に起き上がることもある。このため、その上に異なる箱体を積み重ねる場合は、フラップを閉じてから積み重ねる必要があり積み重ね作業の効率が低下する。更に、最上段に積み重ねられた箱体のフラップが開かないように最上段のフラップの開き防止の工夫を施す必要が発生する。
【０００５】
本発明の目的は、収容物の出し入れを行う面を下側とし、その面のフラップの封止を行うことなく、かつ、収容物の脱落を防止しつつ箱体を搬送することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、開閉自在な左右一対のフラップを底面に有する箱体の搬送装置であって、前記箱体を保持する保持ユニットと、前記保持ユニットを移動させる保持ユニット移動手段と、を備え、前記保持ユニットは、前記箱体の上面又は側面において前記箱体を保持し、前記箱体を昇降させる昇降手段と、前記一対のフラップのそれぞれに当接し前記フラップの開放を規制する一対の当接部材と、前記一対の当接部材が前記箱体の下方において互いに近接して前記フラップの開放を規制する開放規制位置と、前記一対の当接部材が前記箱体の下方において互いに離間して前記フラップの開放を許容する開放許容位置と、の間で前記一対の当接部材を移動させる当接部材開閉作動手段と、を備えたことを特徴とする搬送装置が提供される。
【０００７】
また、本発明によれば、開閉自在な左右一対のフラップを底面に有する箱体の搬送方法であって、前記箱体を保持し、前記箱体をその載置面から前記一対のフラップが開放しない範囲で上昇させる上昇工程と、前記一対のフラップにそれぞれ当接する一対の当接部材のそれぞれを、前記フラップの開放を規制する開放規制位置に配置する第１配置工程と、前記一対の当接部材が前記開放規制位置に配置された状態で、前記箱体を搬送先に搬送する搬送工程と、前記箱体が前記搬送先に到達した後、前記一対の当接部材のそれぞれを、前記フラップが開放される開放許容位置に配置する第２配置工程と、を備えたことを特徴とする箱体の搬送方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、収容物の出し入れを行う面を下側とし、その面のフラップの封止を行うことなく、かつ、収容物の脱落を防止しつつ箱体を搬送することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る搬送装置Ａの平面図。
【図２】搬送装置Ａの側面図。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は箱体２００の斜視図。
【図４】（Ａ）乃至（Ｃ）は箱体２００の使用例の説明図。
【図５】保持ユニット１０の側面図。
【図６】（Ａ）は図５の線Ｉ−Ｉに沿う断面図、（Ｂ）は開閉作動ユニット１２の説明図。
【図７】（Ａ）乃至（Ｃ）は開閉作動ユニット１２の説明図。
【図８】位置決め部材１０９の斜視図。
【図９】制御部３０のブロック図。
【図１０】（Ａ）及び（Ｂ）は保持ユニット１０の動作説明図。
【図１１】（Ａ）及び（Ｂ）は保持ユニット１０の動作説明図。
【図１２】（Ａ）及び（Ｂ）は保持ユニット１０の動作説明図。
【図１３】（Ａ）乃至（Ｃ）は開閉作動ユニット１２の動作説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜全体構成＞
図１は本発明の一実施形態に係る搬送装置Ａの平面図、図２は搬送装置Ａの側面図である。図中、Ｘ、Ｙは互いに直交する水平方向を、Ｚは垂直方向を示す。搬送装置Ａは、箱体２００を搬送する装置であって、箱体２００を保持する保持ユニット１０と、保持ユニット１０を移動させるガントリ式の移動装置２０と、を備える。図１及び図２の例は、搬送装置Ａが、段積みされた箱体２００を処理装置１上に搬送し、箱体２００の収容物を処理装置１のホッパ１ａに落下させ、その後、空となった箱体２００を回収箱２に搬送する例を示す。処理装置１は、例えば、射出成形機であり、箱体２００内には射出成形の原材料となるフレーク状の樹脂材料が収容される。
【００１１】
移動装置２０は、Ｙ方向に延設され、Ｘ方向に離間した一対のガイドフレーム２１を備える。ガイドフレーム２１は支柱２４により支持されている。一対のガイドフレーム２１には、Ｘ方向に延設された可動フレーム２２が架設されている。可動フレーム２２は、不図示の駆動機構（例えばラック＆ピニオン機構）により、ガイドフレーム２１、２１に案内されながらガイドフレーム２１上をＹ方向に移動される。
【００１２】
可動フレーム２２には、移動ユニット２３が設けられている。移動ユニット２３は不図示の駆動機構（例えばラック＆ピニオン機構）により、可動フレーム２２に案内されながら可動フレーム２２上をＸ方向に移動する。移動ユニット２３は、吊り下げ軸２３ａを昇降する不図示の昇降機構（例えばボールネジ機構）を備え、吊り下げ軸２３ａの下端部に保持ユニット１０が支持されている。しかして、可動フレーム２２のＹ方向の移動、移動ユニット２３のＸ方向の移動及び吊り下げ軸２３ａの昇降によって、保持ユニット１０を三次元で移動できる。
【００１３】
なお、保持ユニット１０はＺ軸回りの旋回機能を有していることが好ましい。また、本実施形態ではガントリ式の移動装置２０により保持ユニット１０を移動する構成としたが、多関節ロボット式の移動装置により保持ユニット１０を移動する構成としてもよい。
【００１４】
＜箱体２００＞
図３（Ａ）及び（Ｂ）は箱体２００の斜視図である。箱体２００は、本実施形態の場合、プラスチックダンボール箱であり、搬送時に上面となる面は封止されていて、その上面４隅に係合孔２０２が形成されている。搬送時に底面となる面には開閉自在な左右一対のフラップ２０１が設けられており、フラップ２０１を閉じると収容物が箱体２００内に保持され、フラップ２０１を開放すると収容物が箱体２００から脱落する。図３（Ａ）及び（Ｂ）はいずれも、フラップ２０１が開放状態の場合を示している。
【００１５】
なお、本実施形態では、フラップ２０１は、搬送時に底面となる面の対向する２辺に設けて合計２つとしているが、対向する４辺に設けて合計４つとしてもよい。また、箱体２００は紙製でもよいが、再利用性の点でプラスチック製の方が有利である。
【００１６】
箱体２００の側面のうちの対向する２側面（フラップ２０１が設けられていない２側面）には、それぞれ、係止部２０３が設けられている。係止部２０３は、箱体２００の上面側が箱体２００に固着され、底面側がフラップ状に外向きに折り曲げられた帯片（横長の条片）である。係止部２０３は、前述した箱体２００の対向する２側面にＵ字状の切り込みを入れ、そのＵ字状の切り込み部を外向きに折り曲げて形成するようにしても良い。
【００１７】
図４（Ａ）乃至（Ｃ）は箱体２００の使用例の説明図である。同図の例は、フレーク状の材料４をビニール製の内袋３に収容した上で、これを箱体２００に収容する例を示す。図４（Ａ）に示すように、材料４は内袋３に収容され、材料４がこぼれないように内袋３は何層にも折り畳まれる。なお、必要に応じて、材料４の酸化、劣化を防ぐガス（例えば窒素ガス）を内袋３内に注入してもよい。内袋３の先端は箱体２００から出して係止部２０３に係止する。その後、フラップ２０１を閉じると共に図４（Ｂ）に示すように箱体２００の上下を反転する。フラップ２０１は閉じただけとして、これをテープ等で留めて封止することはしない。封止しないことで、テープ等の剥離時の箱体２００の破損等が無く、箱体２００の再利用性を向上できる。
【００１８】
箱体２００はこの状態で保管等される。搬送装置Ａによる搬送の際も、箱体２００は図４（Ｂ）の状態で搬送される。そして、搬送装置Ａは、後述するように箱体２００を処理装置１上に搬送して、フラップ２０１を開放し、図４（Ｃ）に示すように材料４が落下してホッパ１ａに投入される。
【００１９】
＜保持ユニット１０＞
図５は保持ユニット１０の側面図、図６（Ａ）は図５の線Ｉ−Ｉに沿う断面図である。保持ユニット１０は、吊り下げ軸２３ａの下端部に接続される接続部１０１を備える。接続部１０１の下部には接続プレート１０２が略水平に固定されており、接続プレート１０２の下面の略中央から、下方向に支持フレーム１０３が伸びている。支持フレーム１０３の下端部には、ガイドプレート１０４が略水平に固定されている。
【００２０】
ガイドプレート１０４には、ガイド孔１０４ｂが設けてあり、このガイド孔１０４ｂには、ガイドシャフト１０５が挿通している。ガイドシャフト１０５の上端はフランジ状になっており、ガイドシャフト１０５がガイド孔１０４ｂから抜け落ちないようにしている。ガイドシャフト１０５の下端部には上部固定プレート１０６が略水平に固定されている。上部固定プレート１０６上には、複数本のガイドピン１０７が立設されており、これらのガイドピン１０７は、ガイドプレート１０４の孔１０４ａ、接続プレート１０２の孔１０２ａを挿通してその先端が接続プレート１０２上に突出している。
【００２１】
ガイドプレート１０４には、ブラケット１５ａを介してセンサ１５が支持されている。このセンサ１５は、複数のガイドピン１０７のうちの１つの先端近傍に配設され、この１つのガイドピン１０７の先端の、接続プレート１０２上への突出高さが規定高さに達したか否かを検出する。センサ１５は、例えば、反射型の光センサである。ガイドプレート１０４には、また、撮像装置１６が下向きに支持されている。撮像装置１６は例えばＣＣＤセンサであり、保持ユニット１０の下方の画像を撮像する。
【００２２】
上部固定プレート１０６には、支柱１０８ａを介して下部固定プレート１０８が略水平に固定されている。ガイドプレート１０４と下部固定プレート１０８との間にはファインロックシリンダ１７が設けられている。ファインロックシリンダ１７は、ガイドプレート１０４と下部固定プレート１０８との間の間隔を調整するものであり、該間隔が変動しないように一定とする場合にロックされる。また、下部固定プレート１０８の下面には、Ｙ方向に延設され、Ｘ方向に離間した一対のガイドレール１０８ｂが設けられる。
【００２３】
下部固定プレート１０８には、シャフト１８が垂直方向に挿通する孔１０８ｄが形成されている。シャフト１８の上端部には鍔部が設けられて、孔１０８ｄからシャフト１８が抜け落ちないようにしている。下部固定プレート１０８には、シャフト１８の上端近傍にセンサ１９が配設されている。センサ１９は、シャフト１８の先端の、下部固定プレート１０８上への突出高さが規定高さに達したか否かを検出する。センサ１９は、例えば、反射型の光センサである。
【００２４】
保持ユニット１０は、箱体２００の上面を保持し、箱体２００を昇降させる昇降ユニット１１を備える。昇降ユニット１１は、エアシリンダ１１１と、係合爪１１３を開閉する爪開閉装置１１２と、を備える。エアシリンダ１１１は、上部固定プレート１０６の下面に固定され、下部固定プレート１０８の開口部１０８ｃを通過して下部固定プレート１０８の下方に延びている。
【００２５】
爪開閉装置１１２はエアシリンダ１１１のロッド部１１１ａの下端部に固定されており、エアシリンダ１１１の伸縮により昇降する。爪開閉装置１１２は係合爪１１３をＹ方向に近接又は離間させる機構（例えば、エアシリンダ）を有する。係合爪１１３は、Ｌ字型をなし、箱体２００の４つの係合孔２０２に合わせた位置に、かつ、係合孔２０２を貫通できる大きさで４つ設けられている。
【００２６】
しかして、昇降ユニット１１は、箱体２００の係合孔２０２に係合爪１１３を係合させてエアシリンダ１１１を伸縮することで箱体２００を昇降することができる。本実施形態では、箱体２００の係合孔２０２を、搬送時に上面となる面に設けたが、側面に設けるようにしてもよい。この場合、係合爪１１３は箱体２００側に向かって湾曲され、これらの係合爪１１３を箱体２００の側面に設けた係合孔２０２に係合させ、箱体２００の側面を保持する構成としてもよい。尤も、本実施形態のように、箱体２００の搬送時の上面を保持する構成とすることで、複数の箱体２００が密に隣接している場合にも、箱体２００を保持し易いという利点がある。また、本実施形態では、係合孔２０２と係合爪１１３との係合により箱体２００を保持する構成としたが、昇降ユニット１１に吸着装置を設けて箱体２００を吸着することで保持する構成としてもよい。この場合、箱体２００に係合孔２０２を設ける必要はない。
【００２７】
次に、下部固定プレート１０８の下面には、Ｚ方向に延びる４つの位置決め部材１０９の上端部が固定されている。図８は、下部側から見た位置決め部材１０９の斜視図である。各位置決め部材１０９の下部には、箱体２００の上面の４隅の縁部がそれぞれ当接する当接面１０９ａと、当接面１０９ａよりも下方に突出されたＬ字型の下端面１０９ｃと、下端面１０９ｃと当接面１０９ａを連絡する傾斜面１０９ｂと、を備える。各当接面１０９ａは、箱体２００の上面の４隅の縁部の配置に対応した位置に配置されている。
【００２８】
昇降ユニット１１が箱体２００を保持して上昇させた場合、箱体２００に位置ずれが生じていると、箱体２００の上面の各縁部は、まず、下端面１０９ｃ或いは傾斜面１０９ｂに当接され、その後傾斜面１０９ｂに沿って各下端面１０９ｃで囲まれた領域に案内され、当接面１０９ａに当接されることで、箱体２００の位置決めがなされる。なお、本実施形態では、箱体２００の上面の４隅の縁部にそれぞれ対応して、位置決め部材１０９を４つ設けたが、箱体２００の上面の４隅の縁部のうち、対向する２つの縁部（上面の対向線上の２つの縁部）に対応して少なくとも２つ設ければ足りる。
【００２９】
図５及び図６に戻り、保持ユニット１０は、一対の当接部材１４と、一対の当接部材１４をＸ方向に移動させる開閉作動ユニット１２と、開閉作動ユニット１２と共に一対の当接部材１４をＹ方向に移動させる移動ユニット１３と、を備える。
【００３０】
移動ユニット１３は、昇降ユニット１１に対向して垂設される支持プレート１２７と、支持プレート１２７の昇降ユニット１１側の面（図５中では左側面）に設けられ、Ｘ−Ｙ面上に延びる水平面を有するスライドプレート１３１と、同じく支持プレート１２７の昇降ユニット１１側の面（図５中では左側面）に設けられ、スライドプレート１３１を下方から支持するサイドフレーム１３２、１３２と、を備える。
【００３１】
スライドプレート１３１は、後述するスライド時、エアシリンダ１１１との干渉を防止すべく、例えば、平面視でＣ字型（図６（Ａ）では逆Ｃ字型に見える。）とされ、中央凹部１３１ａを有する。また、各サイドフレーム１３２は、スライドプレート１３１の下面における両外側に設けられる。各サイドフレーム１３２は、後述するスライド時、昇降ユニット１１との干渉を防止すべく、例えば、Ｌ字型（図５では逆Ｌ字型に見える。）とされる。
【００３２】
スライドプレート１３１の上面には、下部固定プレート１０８の下面に設けられた一対のガイドレール１０８ｂにそれぞれ係合される一対のスライダ１３４が設けられる。スライダ１３４は、片側に少なくとも１個ずつ配置される。一対のスライダ１３４が両ガイドレール１０８ｂに沿ってそれぞれスライドすることで、移動ユニット１３はＹ方向に移動可能となっている。
【００３３】
移動ユニット１３は、下部固定プレート１０８上に設けられたエアシリンダ１３５を備える。エアシリンダ１３５のロッド部１３５ａの先端はブラケット１３６に接続されている。このブラケット１３６は支持プレート１２７に接続される。したがって、エアシリンダ１３５の伸縮により、スライドプレート１３１、サイドフレーム１３２及び支持プレート１２７がＹ方向に移動することになる。
【００３４】
次に、開閉作動ユニット１２について、図５、図６（Ｂ）、図７（Ａ）乃至（Ｃ）を参照して説明する。これらの図は開閉作動ユニット１２の説明図である。開閉作動ユニット１２は、上下に反転して連結されたエアシリンダ１２１、１２２を備える。エアシリンダ１２１のロッド部１２１ａの先端はブラケット１２１ｂを介して支持プレート１２７に連結されており、エアシリンダ１２２のロッド部１２２ａの先端はカム部材１２４に連結されている。
【００３５】
開閉作動ユニット１２は、エアシリンダ１２１、１２２と並設されたファインロックシリンダ１２３を備える。ファインロックシリンダ１２３はブラケット１２３ｂを介して支持プレート１２７に固定されており、そのロッド部１２３ａの先端はカム部材１２４に連結されている。支持プレート１２０は、軸１２０ａを介してと支持プレート１２７に固定されている。支持プレート１２０、１２７は開閉作動ユニット１２の各構成を支持する支持部材をなしている。
【００３６】
支持板１２５、１２６は、支持プレート１２０と支持プレート１２７との間に配置され、それぞれ当接部材１４の端部が接続されて当接部材１４を支持する。一対の当接部材１４は、箱体２００の一対のフラップ２０１のそれぞれに当接しフラップ２０１の開放を規制する。一対の当接部材１４は、本実施形態の場合、Ｘ方向に互いに離間し、Ｙ方向に延びる棒状の部材であるが、例えば、長板状の部材でもよい。
【００３７】
図７（Ａ）は支持プレート１２０を取り外した状態を示す。支持プレート１２０における支持板１２５側の面には、同図において左下から右上へ斜めに延びるガイドレール１２５ｂが固定されており、支持板１２５における支持プレート１２０側の面にはガイドレール１２５ｂに係合されるスライダ１２５ａが固定されている。つまり、支持板１２５とこれに支持された当接部材１４は、ガイドレール１２５ｂに案内されて、ガイドレール１２５ｂの長手方向と平行な矢印ｄ１方向に移動可能となっている。また、支持板１２５における支持プレート１２７側の面にはピン状のカムフォロア１２５ｃが装着されている。
【００３８】
図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の状態から、更に、支持板１２５に関わる構成を取り外した状態を示す。カム部材１２４は、板状をなし、カム孔１２４ａ、１２４ｂが形成されている。カム孔１２４ａ、１２４ｂは、それぞれ細長い長孔であり、上端部が離間され、下端部が近接されるよう、図７（Ｂ）中では略Ｖ字状に配置される。カムフォロア１２５ｃはカム孔１２４ａに挿入され、係合する。
【００３９】
図７（Ｃ）は、図７（Ｂ）の状態から、更に、カム部材１２４を取り外した状態を示す。支持プレート１２７における支持板１２６側の面には、同図において右下から左上へ斜めに延びるガイドレール１２６ｂが固定されており、支持板１２６における支持プレート１２７側の面にはガイドレール１２６ｂに係合されるスライダ１２６ａが固定されている。つまり、支持板１２６とこれに支持された当接部材１４は、ガイドレール１２６ｂに案内されて、ガイドレール１２６ｂの長手方向と平行な矢印ｄ２方向に移動可能となっている。また、支持板１２６におけるカム部材（図示せず）側の面にはピン状のカムフォロア１２６ｃが装着されている。カムフォロア１２６ｃはカム孔１２４ｂに挿入され、係合する。
【００４０】
係る構成からなる開閉作動ユニット１２は、エアシリンダ１２１、１２２及びファインロックシリンダ１２３の伸縮によるカム部材１２４の移動により、支持板１２５とこれに支持された当接部材１４は矢印ｄ１方向に、支持板１２６とこれに支持された当接部材１４は矢印ｄ２方向に、それぞれ移動することができる。つまり、カム部材１２４の移動により、カムフォロア１２５ｃ、１２６ｃがカム孔１２４ａ、１２４ｂに案内されて支持板１２５、１２６に移動力が付勢され、ガイドレール１２５ｂ、１２６ｂに沿って支持板１２５、１２６が移動することになる。
【００４１】
なお、開閉作動ユニット１２の構成は、当接部材１４を移動可能であれば本実施形態のものに限られないが、本実施形態ではカム部材１２４、スライダ１２５ａ、１２６ａ及びガイドレール１２５ｂ、１２６ｂを用いたことにより、比較的簡易な構成で、一対の当接部材１４を同期的に、かつ、所定の軌道上で移動させることができる。
【００４２】
＜制御部３０＞
図９は搬送装置Ａを制御する制御装置３０のブロック図である。制御装置３０は、ＣＰＵ等の処理部３１と、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等の記憶部３２と、外部デバイスと処理部３１とをインターフェースするインターフェース部３３と、を備える。処理部３１は、記憶部３２に記憶されたプログラムを実行して、各種センサ３４の検出結果に基づいて、各種アクチュエータ３５を制御する。各種センサ３４には、センサ１５、撮像装置１６、センサ１９等が含まれる。各種アクチュエータ３５には、移動装置２０が備えるモータ等のアクチュエータ、ファインロックシリンダ１７、１２３、エアシリンダ１１１、１２１、１２２、１３５等が含まれる。
【００４３】
処理部３１は、例えば、撮像装置１６が撮像した画像データに基づいて、保持ユニット１０と箱体２００との位置を演算し、その演算結果に基づいて、保持ユニット１０の係合爪１１３が箱体２００の４つの係合孔２０２に合わせた位置に位置決めすべく、移動装置２０が備えるモータを制御する。また、この位置決めを行ったのち、記憶部３２に記憶された保持ユニット１０の制御プログラムを実行して箱体２００の搬送を行う。センサ１５やセンサ１９の検出結果は、処理部３１において、制御プログラム実行の継続の有無、他の制御プログラムの切り替え等を判断するトリガー情報として処理され、制御部３１は各種アクチュエータ３５に対する制御指令を出力する。
【００４４】
＜搬送装置Ａの動作例＞
制御装置３０により制御される搬送装置Ａの動作例を説明する。ここでは、図１において、図４（Ｂ）の状態で段積みされた箱体２００を、図４（Ｂ）の状態を維持しつつ処理装置１のホッパ１ａ上に搬送し、図４（Ｃ）に示すようにフラップ２０１を開放して収容物である材料４をホッパ１ａに落下させる場合の保持ユニット１０の動作を説明する。
【００４５】
なお、前提として箱体２００は、一対のフラップ２０１の合わせ目方向がＹ方向の状態（つまり、当接部材１４の長手方向と平行）で段積みされているものとする。これにより、当接部材１４はフラップ２０１の合わせ目方向に沿って延びている状態となる。尤も、保持ユニット１０にＺ軸回りに旋回させる機構を設けた場合には、フラップ２０１の合わせ目方向と当接部材１４の長手方向とが合致するように保持ユニット１０の向きを旋回機構にて調整すればよいので、箱体２００の段積みの方向は問われない。
【００４６】
図１０乃至図１２は保持ユニット１０の動作説明図である。保持ユニット１０は、最上段に位置し、かつ、Ｙ方向で処理装置１から最も離れた箱体２００から順に保持して搬送する。まず、移動装置２０により、保持ユニット１０を、搬送対象とする箱体２００上に移動する（図１０（Ａ））。その際、まず、箱体２００上に撮像装置１６が位置するように保持ユニット１０を移動し、保持ユニット１０の下方の画像を撮像する。そして、撮像した画像に基づいて保持ユニット１０の位置補正量を演算し、保持ユニット１０が箱体２００上の適切な位置に位置するように保持ユニット１０を移動する。続いて、搬送対象とする箱体２００の係合孔２０２と、係合爪１１３とを係合させる。図１０（Ａ）の状態では、エアシリンダ１１１は伸長して爪開閉装置１１３が降下した状態にあり、また、エアシリンダ１３５は伸長して、当接部材１４は、箱体２００の下方から外れてフラップ２０１の合せ目方向に後退した待機位置に位置している。
【００４７】
次に、移動ユニット２３により保持ユニット１０を、搬送対象の箱体２００のＺ方向の位置に応じて予め定めた高さまで降下させ、係合爪１１３が係合孔２０２に挿入されるようにする。このとき、ファインロックシリンダ１７はフリーの状態としておく。そうすると、仮に、係合爪１１３と係合孔２０２との位置がずれており、係合爪１１３が箱体２００の上面に当接すると、保持ユニット１０の降下にしたがって、図１０（Ｂ）に示すように接続部１０１、接続プレート１０２及びガイドプレート１０４に対して、上部固定プレート１０６以下の構成が相対的に上昇する。このとき、上部固定プレート１０６に立設されたガイドピン１０７の、接続プレート１０２上への突出高さが増大し、規定高さに達すると、センサ１５によりこれが検知される。センサ１５にてガイドピン１０７の突出が検知されると、係合爪１１３の係合孔２０２への挿入が失敗と判断され、処理が中断される。
【００４８】
センサ１５によりガイドピン１０７の突出が検知されずに、保持ユニット１０が予め定めた高さまで降下した場合、係合爪１１３の係合孔２０２への挿入が成功と判断され、処理が継続される。
【００４９】
挿入成功と判断した場合、まず、ファインロックシリンダ１７をロックしてガイドプレート１０４と下部固定プレート１０８との間隔が変動しないようにする。続いて、図１１（Ａ）に示すように爪開閉装置１１２を作動させて爪１１３を互いにＸ方向に離間させ、係合爪１１３を係合孔２０２に係合させる。続いて、エアシリンダ１１１を収縮させて爪開閉装置１１２を上昇させる。これにより、図１１（Ｂ）に示すように箱体２００が上昇する。
【００５０】
このときの箱体２００は、箱体２００の載置面（図１１（Ａ）（Ｂ）の例の場合は、真下に位置する箱体２００の上面）から、当接部材１４の高さ以上で、かつ、フラップ２０１が開放しない範囲の高さまで上昇される。つまり、図１１（Ｂ）に示すように、箱体２００の上昇により、そのフラップ２０１が収容物の重さで開き始めるが、箱体２００の上昇量は、上下に位置する箱体２００同士の間に、当接部材１４を差し込めるスペースが生じ、収容物が脱落してしまわない程度に留められる。
【００５１】
また、本実施形態の場合、図１１（Ｂ）に示すように、箱体２００の上昇により、箱体２００の上面が位置決め部材１０９の下端に当接し、箱体２００の位置決めが同時に行われる。更に、箱体２００が上昇すると、シャフト１８の下端に箱体２００の上面が当接し、シャフト１８が持ち上げられる。シャフト１８の先端の、下部固定プレート１０８上への突出高さが規定高さに達すると、これがセンサ１９（図６（Ａ）参照）により検出され、箱体２００の上昇が完了したと判断される。
【００５２】
次に、エアシリンダ１３５を収縮させ、図１２（Ａ）に示すように、開閉作動ユニット１２をＹ方向（図１２（Ａ）中では左方向）に移動させ、当接部材１４は待機位置から、箱体２００の下方に位置した作業位置にフラップ２０１の合わせ目方向に前進する。図１３（Ａ）は、このときの各当接部材１４の位置及びフラップ２０１の位置を示す。同図に示すように、各当接部材１４は、箱体２００の下方で幅方向の両端部近傍に位置しており、フラップ２０１は開き始めてはいるものの開放してはいない。この状態で、エアシリンダ１２１及びファインロックシリンダ１２３は伸長状態、エアシリンダ１２２は収縮状態にある。
【００５３】
次に、図１３（Ｂ）に示すように、エアシリンダ１２１及びファインロックシリンダ１２３を収縮する。これによりカム部材１２４が上昇し、図１２（Ｂ）に示すように、支持板１２５、１２６は互いに近接する方向でかつ上昇する方向に移動する。この結果、一対の当接部材１４は、箱体２００の下方において互いに近接して上昇した、フラップ２０１の開放を規制する開放規制位置に位置する。ファインロックシリンダ１２３は収縮後にロックする。
【００５４】
この状態で、移動装置２０により保持ユニット１０を処理装置１のホッパ１ａ上に移動する。フラップ２０１は当接部材１４により開放が規制されているので、フラップ２０１がテープ等で封止されていなくても収容物が途中で脱落することが防止される。
【００５５】
保持ユニット１０がホッパ１ａ上に到達すると、図１３（Ｃ）に示すように、エアシリンダ１２１、１２２及びファインロックシリンダ１２３を全て伸長する。これによりカム部材１２４が降下し、支持板１２５、１２６は互いに離間する方向でかつ降下する方向に移動する。この結果、一対の当接部材１４は、箱体２００の下方において互いに離間してフラップ２０１の開放を許容する開放許容位置に位置する。図１３（Ａ）乃至（Ｃ）で当接部材１４の位置を比較すると、図１３（Ｂ）で一対の当接部材１４が最も近接し、かつ、上昇した位置にあり、図１３（Ｃ）で一対の当接部材１４が最も離間し、かつ、降下した位置にある。
【００５６】
当接部材１４が開放許容位置に位置すると、図１３（Ｃ）に示すようにフラップ２０１が開放し、収容物を落下させることができる。その後、空きの箱体２００を回収箱２に搬送し、係合爪１１３と係合孔２０２の係合を解除することで箱体２００を回収箱２に回収できる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は箱体を搬送する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
搬送対象物の搬送にあたり、メカニカルハンドで搬送対象物を把持して搬送する搬送装置が提案されている（特許文献１及び２）。この種の搬送装置では、搬送対象物を直接把持して搬送するものの他、搬送対象物を収容した箱体を搬送するものもある。箱体を搬送する装置は、例えば、フレーク状の原材料を収容したダンボール箱等の箱体を搬送する。そして、複数の箱体をパレット上に積み重ね、パレット毎一括して所定の位置に搬送し、積み重ねられた箱体を上から順に取り出して下流工程へ搬送する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２５６５８２号公報
【特許文献２】特開昭６１−２６３５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
箱体に搬送対象物を収容して搬送する場合、一般には、搬送対象物の脱落防止等の理由から搬送対象物の出し入れを行う面を上側とし、その面のフラップをテープや金具等で封止する。しかし、フラップをテープや金具等で封止すると、開封時にテープ等を剥がす際に箱体が損傷する場合があり、箱体の再利用性が悪い上に開封作業が必須となり手間もかかる。また、箱体を、搬送対象物の出し入れを行う面を上側にして、その面のフラップを封止せずにパレット上に積み重ねる場合、上側に積み重ねられる箱体の上面のフラップが自然に開く方向に起き上がることもある。このため、その上に異なる箱体を積み重ねる場合は、フラップを閉じてから積み重ねる必要があり積み重ね作業の効率が低下する。更に、最上段に積み重ねられた箱体のフラップが開かないように最上段のフラップの開き防止の工夫を施す必要が発生する。
【０００５】
本発明の目的は、収容物の出し入れを行う面を下側とし、その面のフラップの封止を行うことなく、かつ、収容物の脱落を防止しつつ箱体を搬送することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、開閉自在な左右一対のフラップを底面に有する箱体の搬送装置であって、前記箱体を保持する保持ユニットと、前記保持ユニットを移動させる保持ユニット移動手段と、を備え、前記保持ユニットは、前記箱体の上面又は側面において前記箱体を保持し、前記箱体を昇降させる昇降手段と、前記一対のフラップのそれぞれに当接し前記フラップの開放を規制する一対の当接部材と、前記一対の当接部材が前記箱体の下方において互いに近接して前記フラップの開放を規制する開放規制位置と、前記一対の当接部材が前記箱体の下方において互いに離間して前記フラップの開放を許容する開放許容位置と、の間で前記一対の当接部材を移動させる当接部材開閉作動手段と、を備えたことを特徴とする搬送装置が提供される。
【０００７】
また、本発明によれば、開閉自在な左右一対のフラップを底面に有する箱体の搬送方法であって、前記箱体を保持し、前記箱体をその載置面から前記一対のフラップが開放しない範囲で上昇させる上昇工程と、前記一対のフラップにそれぞれ当接する一対の当接部材のそれぞれを、前記フラップの開放を規制する開放規制位置に配置する第１配置工程と、前記一対の当接部材が前記開放規制位置に配置された状態で、前記箱体を搬送先に搬送する搬送工程と、前記箱体が前記搬送先に到達した後、前記一対の当接部材のそれぞれを、前記フラップが開放される開放許容位置に配置する第２配置工程と、を備えたことを特徴とする箱体の搬送方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、収容物の出し入れを行う面を下側とし、その面のフラップの封止を行うことなく、かつ、収容物の脱落を防止しつつ箱体を搬送することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る搬送装置Ａの平面図。
【図２】搬送装置Ａの側面図。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は箱体２００の斜視図。
【図４】（Ａ）乃至（Ｃ）は箱体２００の使用例の説明図。
【図５】保持ユニット１０の側面図。
【図６】（Ａ）は図５の線Ｉ−Ｉに沿う断面図、（Ｂ）は開閉作動ユニット１２の説明図。
【図７】（Ａ）乃至（Ｃ）は開閉作動ユニット１２の説明図。
【図８】位置決め部材１０９の斜視図。
【図９】制御部３０のブロック図。
【図１０】（Ａ）及び（Ｂ）は保持ユニット１０の動作説明図。
【図１１】（Ａ）及び（Ｂ）は保持ユニット１０の動作説明図。
【図１２】（Ａ）及び（Ｂ）は保持ユニット１０の動作説明図。
【図１３】（Ａ）乃至（Ｃ）は開閉作動ユニット１２の動作説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜全体構成＞
図１は本発明の一実施形態に係る搬送装置Ａの平面図、図２は搬送装置Ａの側面図である。図中、Ｘ、Ｙは互いに直交する水平方向を、Ｚは垂直方向を示す。搬送装置Ａは、箱体２００を搬送する装置であって、箱体２００を保持する保持ユニット１０と、保持ユニット１０を移動させるガントリ式の移動装置２０と、を備える。図１及び図２の例は、搬送装置Ａが、段積みされた箱体２００を処理装置１上に搬送し、箱体２００の収容物を処理装置１のホッパ１ａに落下させ、その後、空となった箱体２００を回収箱２に搬送する例を示す。処理装置１は、例えば、射出成形機であり、箱体２００内には射出成形の原材料となるフレーク状の樹脂材料が収容される。
【００１１】
移動装置２０は、Ｙ方向に延設され、Ｘ方向に離間した一対のガイドフレーム２１を備える。ガイドフレーム２１は支柱２４により支持されている。一対のガイドフレーム２１には、Ｘ方向に延設された可動フレーム２２が架設されている。可動フレーム２２は、不図示の駆動機構（例えばラック＆ピニオン機構）により、ガイドフレーム２１、２１に案内されながらガイドフレーム２１上をＹ方向に移動される。
【００１２】
可動フレーム２２には、移動ユニット２３が設けられている。移動ユニット２３は不図示の駆動機構（例えばラック＆ピニオン機構）により、可動フレーム２２に案内されながら可動フレーム２２上をＸ方向に移動する。移動ユニット２３は、吊り下げ軸２３ａを昇降する不図示の昇降機構（例えばボールネジ機構）を備え、吊り下げ軸２３ａの下端部に保持ユニット１０が支持されている。しかして、可動フレーム２２のＹ方向の移動、移動ユニット２３のＸ方向の移動及び吊り下げ軸２３ａの昇降によって、保持ユニット１０を三次元で移動できる。
【００１３】
なお、保持ユニット１０はＺ軸回りの旋回機能を有していることが好ましい。また、本実施形態ではガントリ式の移動装置２０により保持ユニット１０を移動する構成としたが、多関節ロボット式の移動装置により保持ユニット１０を移動する構成としてもよい。
【００１４】
＜箱体２００＞
図３（Ａ）及び（Ｂ）は箱体２００の斜視図である。箱体２００は、本実施形態の場合、プラスチックダンボール箱であり、搬送時に上面となる面は封止されていて、その上面４隅に係合孔２０２が形成されている。搬送時に底面となる面には開閉自在な左右一対のフラップ２０１が設けられており、フラップ２０１を閉じると収容物が箱体２００内に保持され、フラップ２０１を開放すると収容物が箱体２００から脱落する。図３（Ａ）及び（Ｂ）はいずれも、フラップ２０１が開放状態の場合を示している。
【００１５】
なお、本実施形態では、フラップ２０１は、搬送時に底面となる面の対向する２辺に設けて合計２つとしているが、対向する４辺に設けて合計４つとしてもよい。また、箱体２００は紙製でもよいが、再利用性の点でプラスチック製の方が有利である。
【００１６】
箱体２００の側面のうちの対向する２側面（フラップ２０１が設けられていない２側面）には、それぞれ、係止部２０３が設けられている。係止部２０３は、箱体２００の上面側が箱体２００に固着され、底面側がフラップ状に外向きに折り曲げられた帯片（横長の条片）である。係止部２０３は、前述した箱体２００の対向する２側面にＵ字状の切り込みを入れ、そのＵ字状の切り込み部を外向きに折り曲げて形成するようにしても良い。
【００１７】
図４（Ａ）乃至（Ｃ）は箱体２００の使用例の説明図である。同図の例は、フレーク状の材料４をビニール製の内袋３に収容した上で、これを箱体２００に収容する例を示す。図４（Ａ）に示すように、材料４は内袋３に収容され、材料４がこぼれないように内袋３は何層にも折り畳まれる。なお、必要に応じて、材料４の酸化、劣化を防ぐガス（例えば窒素ガス）を内袋３内に注入してもよい。内袋３の先端は箱体２００から出して係止部２０３に係止する。その後、フラップ２０１を閉じると共に図４（Ｂ）に示すように箱体２００の上下を反転する。フラップ２０１は閉じただけとして、これをテープ等で留めて封止することはしない。封止しないことで、テープ等の剥離時の箱体２００の破損等が無く、箱体２００の再利用性を向上できる。
【００１８】
箱体２００はこの状態で保管等される。搬送装置Ａによる搬送の際も、箱体２００は図４（Ｂ）の状態で搬送される。そして、搬送装置Ａは、後述するように箱体２００を処理装置１上に搬送して、フラップ２０１を開放し、図４（Ｃ）に示すように材料４が落下してホッパ１ａに投入される。
【００１９】
＜保持ユニット１０＞
図５は保持ユニット１０の側面図、図６（Ａ）は図５の線Ｉ−Ｉに沿う断面図である。保持ユニット１０は、吊り下げ軸２３ａの下端部に接続される接続部１０１を備える。接続部１０１の下部には接続プレート１０２が略水平に固定されており、接続プレート１０２の下面の略中央から、下方向に支持フレーム１０３が伸びている。支持フレーム１０３の下端部には、ガイドプレート１０４が略水平に固定されている。
【００２０】
ガイドプレート１０４には、ガイド孔１０４ｂが設けてあり、このガイド孔１０４ｂには、ガイドシャフト１０５が挿通している。ガイドシャフト１０５の上端はフランジ状になっており、ガイドシャフト１０５がガイド孔１０４ｂから抜け落ちないようにしている。ガイドシャフト１０５の下端部には上部固定プレート１０６が略水平に固定されている。上部固定プレート１０６上には、複数本のガイドピン１０７が立設されており、これらのガイドピン１０７は、ガイドプレート１０４の孔１０４ａ、接続プレート１０２の孔１０２ａを挿通してその先端が接続プレート１０２上に突出している。
【００２１】
ガイドプレート１０４には、ブラケット１５ａを介してセンサ１５が支持されている。このセンサ１５は、複数のガイドピン１０７のうちの１つの先端近傍に配設され、この１つのガイドピン１０７の先端の、接続プレート１０２上への突出高さが規定高さに達したか否かを検出する。センサ１５は、例えば、反射型の光センサである。ガイドプレート１０４には、また、撮像装置１６が下向きに支持されている。撮像装置１６は例えばＣＣＤセンサであり、保持ユニット１０の下方の画像を撮像する。
【００２２】
上部固定プレート１０６には、支柱１０８ａを介して下部固定プレート１０８が略水平に固定されている。ガイドプレート１０４と下部固定プレート１０８との間にはファインロックシリンダ１７が設けられている。ファインロックシリンダ１７は、ガイドプレート１０４と下部固定プレート１０８との間の間隔を調整するものであり、該間隔が変動しないように一定とする場合にロックされる。また、下部固定プレート１０８の下面には、Ｙ方向に延設され、Ｘ方向に離間した一対のガイドレール１０８ｂが設けられる。
【００２３】
下部固定プレート１０８には、シャフト１８が垂直方向に挿通する孔１０８ｄが形成されている。シャフト１８の上端部には鍔部が設けられて、孔１０８ｄからシャフト１８が抜け落ちないようにしている。下部固定プレート１０８には、シャフト１８の上端近傍にセンサ１９が配設されている。センサ１９は、シャフト１８の先端の、下部固定プレート１０８上への突出高さが規定高さに達したか否かを検出する。センサ１９は、例えば、反射型の光センサである。
【００２４】
保持ユニット１０は、箱体２００の上面を保持し、箱体２００を昇降させる昇降ユニット１１を備える。昇降ユニット１１は、エアシリンダ１１１と、係合爪１１３を開閉する爪開閉装置１１２と、を備える。エアシリンダ１１１は、上部固定プレート１０６の下面に固定され、下部固定プレート１０８の開口部１０８ｃを通過して下部固定プレート１０８の下方に延びている。
【００２５】
爪開閉装置１１２はエアシリンダ１１１のロッド部１１１ａの下端部に固定されており、エアシリンダ１１１の伸縮により昇降する。爪開閉装置１１２は係合爪１１３をＹ方向に近接又は離間させる機構（例えば、エアシリンダ）を有する。係合爪１１３は、Ｌ字型をなし、箱体２００の４つの係合孔２０２に合わせた位置に、かつ、係合孔２０２を貫通できる大きさで４つ設けられている。
【００２６】
しかして、昇降ユニット１１は、箱体２００の係合孔２０２に係合爪１１３を係合させてエアシリンダ１１１を伸縮することで箱体２００を昇降することができる。本実施形態では、箱体２００の係合孔２０２を、搬送時に上面となる面に設けたが、側面に設けるようにしてもよい。この場合、係合爪１１３は箱体２００側に向かって湾曲され、これらの係合爪１１３を箱体２００の側面に設けた係合孔２０２に係合させ、箱体２００の側面を保持する構成としてもよい。尤も、本実施形態のように、箱体２００の搬送時の上面を保持する構成とすることで、複数の箱体２００が密に隣接している場合にも、箱体２００を保持し易いという利点がある。また、本実施形態では、係合孔２０２と係合爪１１３との係合により箱体２００を保持する構成としたが、昇降ユニット１１に吸着装置を設けて箱体２００を吸着することで保持する構成としてもよい。この場合、箱体２００に係合孔２０２を設ける必要はない。
【００２７】
次に、下部固定プレート１０８の下面には、Ｚ方向に延びる４つの位置決め部材１０９の上端部が固定されている。図８は、下部側から見た位置決め部材１０９の斜視図である。各位置決め部材１０９の下部には、箱体２００の上面の４隅の縁部がそれぞれ当接する当接面１０９ａと、当接面１０９ａよりも下方に突出されたＬ字型の下端面１０９ｃと、下端面１０９ｃと当接面１０９ａを連絡する傾斜面１０９ｂと、を備える。各当接面１０９ａは、箱体２００の上面の４隅の縁部の配置に対応した位置に配置されている。
【００２８】
昇降ユニット１１が箱体２００を保持して上昇させた場合、箱体２００に位置ずれが生じていると、箱体２００の上面の各縁部は、まず、下端面１０９ｃ或いは傾斜面１０９ｂに当接され、その後傾斜面１０９ｂに沿って各下端面１０９ｃで囲まれた領域に案内され、当接面１０９ａに当接されることで、箱体２００の位置決めがなされる。なお、本実施形態では、箱体２００の上面の４隅の縁部にそれぞれ対応して、位置決め部材１０９を４つ設けたが、箱体２００の上面の４隅の縁部のうち、対向する２つの縁部（上面の対向線上の２つの縁部）に対応して少なくとも２つ設ければ足りる。
【００２９】
図５及び図６に戻り、保持ユニット１０は、一対の当接部材１４と、一対の当接部材１４をＸ方向に移動させる開閉作動ユニット１２と、開閉作動ユニット１２と共に一対の当接部材１４をＹ方向に移動させる移動ユニット１３と、を備える。
【００３０】
移動ユニット１３は、昇降ユニット１１に対向して垂設される支持プレート１２７と、支持プレート１２７の昇降ユニット１１側の面（図５中では左側面）に設けられ、Ｘ−Ｙ面上に延びる水平面を有するスライドプレート１３１と、同じく支持プレート１２７の昇降ユニット１１側の面（図５中では左側面）に設けられ、スライドプレート１３１を下方から支持するサイドフレーム１３２、１３２と、を備える。
【００３１】
スライドプレート１３１は、後述するスライド時、エアシリンダ１１１との干渉を防止すべく、例えば、平面視でＣ字型（図６（Ａ）では逆Ｃ字型に見える。）とされ、中央凹部１３１ａを有する。また、各サイドフレーム１３２は、スライドプレート１３１の下面における両外側に設けられる。各サイドフレーム１３２は、後述するスライド時、昇降ユニット１１との干渉を防止すべく、例えば、Ｌ字型（図５では逆Ｌ字型に見える。）とされる。
【００３２】
スライドプレート１３１の上面には、下部固定プレート１０８の下面に設けられた一対のガイドレール１０８ｂにそれぞれ係合される一対のスライダ１３４が設けられる。スライダ１３４は、片側に少なくとも１個ずつ配置される。一対のスライダ１３４が両ガイドレール１０８ｂに沿ってそれぞれスライドすることで、移動ユニット１３はＹ方向に移動可能となっている。
【００３３】
移動ユニット１３は、下部固定プレート１０８上に設けられたエアシリンダ１３５を備える。エアシリンダ１３５のロッド部１３５ａの先端はブラケット１３６に接続されている。このブラケット１３６は支持プレート１２７に接続される。したがって、エアシリンダ１３５の伸縮により、スライドプレート１３１、サイドフレーム１３２及び支持プレート１２７がＹ方向に移動することになる。
【００３４】
次に、開閉作動ユニット１２について、図５、図６（Ｂ）、図７（Ａ）乃至（Ｃ）を参照して説明する。これらの図は開閉作動ユニット１２の説明図である。開閉作動ユニット１２は、上下に反転して連結されたエアシリンダ１２１、１２２を備える。エアシリンダ１２１のロッド部１２１ａの先端はブラケット１２１ｂを介して支持プレート１２７に連結されており、エアシリンダ１２２のロッド部１２２ａの先端はカム部材１２４に連結されている。
【００３５】
開閉作動ユニット１２は、エアシリンダ１２１、１２２と並設されたファインロックシリンダ１２３を備える。ファインロックシリンダ１２３はブラケット１２３ｂを介して支持プレート１２７に固定されており、そのロッド部１２３ａの先端はカム部材１２４に連結されている。支持プレート１２０は、軸１２０ａを介してと支持プレート１２７に固定されている。支持プレート１２０、１２７は開閉作動ユニット１２の各構成を支持する支持部材をなしている。
【００３６】
支持板１２５、１２６は、支持プレート１２０と支持プレート１２７との間に配置され、それぞれ当接部材１４の端部が接続されて当接部材１４を支持する。一対の当接部材１４は、箱体２００の一対のフラップ２０１のそれぞれに当接しフラップ２０１の開放を規制する。一対の当接部材１４は、本実施形態の場合、Ｘ方向に互いに離間し、Ｙ方向に延びる棒状の部材であるが、例えば、長板状の部材でもよい。
【００３７】
図７（Ａ）は支持プレート１２０を取り外した状態を示す。支持プレート１２０における支持板１２５側の面には、同図において左下から右上へ斜めに延びるガイドレール１２５ｂが固定されており、支持板１２５における支持プレート１２０側の面にはガイドレール１２５ｂに係合されるスライダ１２５ａが固定されている。つまり、支持板１２５とこれに支持された当接部材１４は、ガイドレール１２５ｂに案内されて、ガイドレール１２５ｂの長手方向と平行な矢印ｄ１方向に移動可能となっている。また、支持板１２５における支持プレート１２７側の面にはピン状のカムフォロア１２５ｃが装着されている。
【００３８】
図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の状態から、更に、支持板１２５に関わる構成を取り外した状態を示す。カム部材１２４は、板状をなし、カム孔１２４ａ、１２４ｂが形成されている。カム孔１２４ａ、１２４ｂは、それぞれ細長い長孔であり、上端部が離間され、下端部が近接されるよう、図７（Ｂ）中では略Ｖ字状に配置される。カムフォロア１２５ｃはカム孔１２４ａに挿入され、係合する。
【００３９】
図７（Ｃ）は、図７（Ｂ）の状態から、更に、カム部材１２４を取り外した状態を示す。支持プレート１２７における支持板１２６側の面には、同図において右下から左上へ斜めに延びるガイドレール１２６ｂが固定されており、支持板１２６における支持プレート１２７側の面にはガイドレール１２６ｂに係合されるスライダ１２６ａが固定されている。つまり、支持板１２６とこれに支持された当接部材１４は、ガイドレール１２６ｂに案内されて、ガイドレール１２６ｂの長手方向と平行な矢印ｄ２方向に移動可能となっている。また、支持板１２６におけるカム部材（図示せず）側の面にはピン状のカムフォロア１２６ｃが装着されている。カムフォロア１２６ｃはカム孔１２４ｂに挿入され、係合する。
【００４０】
係る構成からなる開閉作動ユニット１２は、エアシリンダ１２１、１２２及びファインロックシリンダ１２３の伸縮によるカム部材１２４の移動により、支持板１２５とこれに支持された当接部材１４は矢印ｄ１方向に、支持板１２６とこれに支持された当接部材１４は矢印ｄ２方向に、それぞれ移動することができる。つまり、カム部材１２４の移動により、カムフォロア１２５ｃ、１２６ｃがカム孔１２４ａ、１２４ｂに案内されて支持板１２５、１２６に移動力が付勢され、ガイドレール１２５ｂ、１２６ｂに沿って支持板１２５、１２６が移動することになる。
【００４１】
なお、開閉作動ユニット１２の構成は、当接部材１４を移動可能であれば本実施形態のものに限られないが、本実施形態ではカム部材１２４、スライダ１２５ａ、１２６ａ及びガイドレール１２５ｂ、１２６ｂを用いたことにより、比較的簡易な構成で、一対の当接部材１４を同期的に、かつ、所定の軌道上で移動させることができる。
【００４２】
＜制御部３０＞
図９は搬送装置Ａを制御する制御装置３０のブロック図である。制御装置３０は、ＣＰＵ等の処理部３１と、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等の記憶部３２と、外部デバイスと処理部３１とをインターフェースするインターフェース部３３と、を備える。処理部３１は、記憶部３２に記憶されたプログラムを実行して、各種センサ３４の検出結果に基づいて、各種アクチュエータ３５を制御する。各種センサ３４には、センサ１５、撮像装置１６、センサ１９等が含まれる。各種アクチュエータ３５には、移動装置２０が備えるモータ等のアクチュエータ、ファインロックシリンダ１７、１２３、エアシリンダ１１１、１２１、１２２、１３５等が含まれる。
【００４３】
処理部３１は、例えば、撮像装置１６が撮像した画像データに基づいて、保持ユニット１０と箱体２００との位置を演算し、その演算結果に基づいて、保持ユニット１０の係合爪１１３が箱体２００の４つの係合孔２０２に合わせた位置に位置決めすべく、移動装置２０が備えるモータを制御する。また、この位置決めを行ったのち、記憶部３２に記憶された保持ユニット１０の制御プログラムを実行して箱体２００の搬送を行う。センサ１５やセンサ１９の検出結果は、処理部３１において、制御プログラム実行の継続の有無、他の制御プログラムの切り替え等を判断するトリガー情報として処理され、制御部３１は各種アクチュエータ３５に対する制御指令を出力する。
【００４４】
＜搬送装置Ａの動作例＞
制御装置３０により制御される搬送装置Ａの動作例を説明する。ここでは、図１において、図４（Ｂ）の状態で段積みされた箱体２００を、図４（Ｂ）の状態を維持しつつ処理装置１のホッパ１ａ上に搬送し、図４（Ｃ）に示すようにフラップ２０１を開放して収容物である材料４をホッパ１ａに落下させる場合の保持ユニット１０の動作を説明する。
【００４５】
なお、前提として箱体２００は、一対のフラップ２０１の合わせ目方向がＹ方向の状態（つまり、当接部材１４の長手方向と平行）で段積みされているものとする。これにより、当接部材１４はフラップ２０１の合わせ目方向に沿って延びている状態となる。尤も、保持ユニット１０にＺ軸回りに旋回させる機構を設けた場合には、フラップ２０１の合わせ目方向と当接部材１４の長手方向とが合致するように保持ユニット１０の向きを旋回機構にて調整すればよいので、箱体２００の段積みの方向は問われない。
【００４６】
図１０乃至図１２は保持ユニット１０の動作説明図である。保持ユニット１０は、最上段に位置し、かつ、Ｙ方向で処理装置１から最も離れた箱体２００から順に保持して搬送する。まず、移動装置２０により、保持ユニット１０を、搬送対象とする箱体２００上に移動する（図１０（Ａ））。その際、まず、箱体２００上に撮像装置１６が位置するように保持ユニット１０を移動し、保持ユニット１０の下方の画像を撮像する。そして、撮像した画像に基づいて保持ユニット１０の位置補正量を演算し、保持ユニット１０が箱体２００上の適切な位置に位置するように保持ユニット１０を移動する。続いて、搬送対象とする箱体２００の係合孔２０２と、係合爪１１３とを係合させる。図１０（Ａ）の状態では、エアシリンダ１１１は伸長して爪開閉装置１１３が降下した状態にあり、また、エアシリンダ１３５は伸長して、当接部材１４は、箱体２００の下方から外れてフラップ２０１の合せ目方向に後退した待機位置に位置している。
【００４７】
次に、移動ユニット２３により保持ユニット１０を、搬送対象の箱体２００のＺ方向の位置に応じて予め定めた高さまで降下させ、係合爪１１３が係合孔２０２に挿入されるようにする。このとき、ファインロックシリンダ１７はフリーの状態としておく。そうすると、仮に、係合爪１１３と係合孔２０２との位置がずれており、係合爪１１３が箱体２００の上面に当接すると、保持ユニット１０の降下にしたがって、図１０（Ｂ）に示すように接続部１０１、接続プレート１０２及びガイドプレート１０４に対して、上部固定プレート１０６以下の構成が相対的に上昇する。このとき、上部固定プレート１０６に立設されたガイドピン１０７の、接続プレート１０２上への突出高さが増大し、規定高さに達すると、センサ１５によりこれが検知される。センサ１５にてガイドピン１０７の突出が検知されると、係合爪１１３の係合孔２０２への挿入が失敗と判断され、処理が中断される。
【００４８】
センサ１５によりガイドピン１０７の突出が検知されずに、保持ユニット１０が予め定めた高さまで降下した場合、係合爪１１３の係合孔２０２への挿入が成功と判断され、処理が継続される。
【００４９】
挿入成功と判断した場合、まず、ファインロックシリンダ１７をロックしてガイドプレート１０４と下部固定プレート１０８との間隔が変動しないようにする。続いて、図１１（Ａ）に示すように爪開閉装置１１２を作動させて爪１１３を互いにＸ方向に離間させ、係合爪１１３を係合孔２０２に係合させる。続いて、エアシリンダ１１１を収縮させて爪開閉装置１１２を上昇させる。これにより、図１１（Ｂ）に示すように箱体２００が上昇する。
【００５０】
このときの箱体２００は、箱体２００の載置面（図１１（Ａ）（Ｂ）の例の場合は、真下に位置する箱体２００の上面）から、当接部材１４の高さ以上で、かつ、フラップ２０１が開放しない範囲の高さまで上昇される。つまり、図１１（Ｂ）に示すように、箱体２００の上昇により、そのフラップ２０１が収容物の重さで開き始めるが、箱体２００の上昇量は、上下に位置する箱体２００同士の間に、当接部材１４を差し込めるスペースが生じ、収容物が脱落してしまわない程度に留められる。
【００５１】
また、本実施形態の場合、図１１（Ｂ）に示すように、箱体２００の上昇により、箱体２００の上面が位置決め部材１０９の下端に当接し、箱体２００の位置決めが同時に行われる。更に、箱体２００が上昇すると、シャフト１８の下端に箱体２００の上面が当接し、シャフト１８が持ち上げられる。シャフト１８の先端の、下部固定プレート１０８上への突出高さが規定高さに達すると、これがセンサ１９（図６（Ａ）参照）により検出され、箱体２００の上昇が完了したと判断される。
【００５２】
次に、エアシリンダ１３５を収縮させ、図１２（Ａ）に示すように、開閉作動ユニット１２をＹ方向（図１２（Ａ）中では左方向）に移動させ、当接部材１４は待機位置から、箱体２００の下方に位置した作業位置にフラップ２０１の合わせ目方向に前進する。図１３（Ａ）は、このときの各当接部材１４の位置及びフラップ２０１の位置を示す。同図に示すように、各当接部材１４は、箱体２００の下方で幅方向の両端部近傍に位置しており、フラップ２０１は開き始めてはいるものの開放してはいない。この状態で、エアシリンダ１２１及びファインロックシリンダ１２３は伸長状態、エアシリンダ１２２は収縮状態にある。
【００５３】
次に、図１３（Ｂ）に示すように、エアシリンダ１２１及びファインロックシリンダ１２３を収縮する。これによりカム部材１２４が上昇し、図１２（Ｂ）に示すように、支持板１２５、１２６は互いに近接する方向でかつ上昇する方向に移動する。この結果、一対の当接部材１４は、箱体２００の下方において互いに近接して上昇した、フラップ２０１の開放を規制する開放規制位置に位置する。ファインロックシリンダ１２３は収縮後にロックする。
【００５４】
この状態で、移動装置２０により保持ユニット１０を処理装置１のホッパ１ａ上に移動する。フラップ２０１は当接部材１４により開放が規制されているので、フラップ２０１がテープ等で封止されていなくても収容物が途中で脱落することが防止される。
【００５５】
保持ユニット１０がホッパ１ａ上に到達すると、図１３（Ｃ）に示すように、エアシリンダ１２１、１２２及びファインロックシリンダ１２３を全て伸長する。これによりカム部材１２４が降下し、支持板１２５、１２６は互いに離間する方向でかつ降下する方向に移動する。この結果、一対の当接部材１４は、箱体２００の下方において互いに離間してフラップ２０１の開放を許容する開放許容位置に位置する。図１３（Ａ）乃至（Ｃ）で当接部材１４の位置を比較すると、図１３（Ｂ）で一対の当接部材１４が最も近接し、かつ、上昇した位置にあり、図１３（Ｃ）で一対の当接部材１４が最も離間し、かつ、降下した位置にある。
【００５６】
当接部材１４が開放許容位置に位置すると、図１３（Ｃ）に示すようにフラップ２０１が開放し、収容物を落下させることができる。その後、空きの箱体２００を回収箱２に搬送し、係合爪１１３と係合孔２０２の係合を解除することで箱体２００を回収箱２に回収できる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開閉自在な左右一対のフラップを底面に有する箱体の搬送装置であって、
前記箱体を保持する保持ユニットと、
前記保持ユニットを移動させる保持ユニット移動手段と、を備え、
前記保持ユニットは、
前記箱体の上面又は側面において前記箱体を保持し、前記箱体を昇降させる昇降手段と、
前記一対のフラップのそれぞれに当接し前記フラップの開放を規制する一対の当接部材と、
前記一対の当接部材が前記箱体の下方において互いに近接して前記フラップの開放を規制する開放規制位置と、前記一対の当接部材が前記箱体の下方において互いに離間して前記フラップの開放を許容する開放許容位置と、の間で前記一対の当接部材を移動させる当接部材開閉作動手段と、
を備えたことを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
前記昇降手段は前記箱体の上面において前記箱体を保持して昇降し、
前記一対の当接部材が、前記一対のフラップの合せ目方向に沿って延びる棒状の部材であり、
前記一対の当接部材が前記箱体の下方に位置した作業位置と、前記一対の当接部材全体が、前記箱体の下方から前記一対のフラップの合せ目方向に後退した待機位置と、の間で前記一対の当接部材を前記合せ目方向に移動させる当接部材移動手段を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
【請求項３】
前記当接部材開閉作動手段は、
前記当接部材移動手段により移動される支持部材と、
前記一対の当接部材をそれぞれ支持する一対の支持板と、
前記一対の支持板に装着されたカムフォロアと、
前記一対の当接部材が前記開放規制位置と前記開放許容位置との間を移動するように、前記一対の支持板の移動をそれぞれ案内する一対の案内手段と、
前記一対の当接部材を近接、離間自在に移動させるべく、前記カムフォロアと係合するカム部材と、
前記プレートに固定され、前記カム部材を移動させる駆動手段と、
を備え、
前記一対の案内手段は、それぞれ、前記支持部材に固定されたガイドレールと、前記支持板に固定され、前記ガイドレール上を移動するスライダと、を備えたことを特徴とする請求項２に記載の搬送装置。
【請求項４】
前記昇降手段は、前記箱体の上面に設けられる係合孔と係合される係合爪を備え、該係合爪を前記係合孔に係合させることで前記昇降手段にて前記箱体を保持し、
前記昇降手段にて前記箱体を保持して上昇させる位置に対応して設けられ、前記箱体の前記上面における少なくとも対向する２つの縁部に当接され、前記箱体の位置決めをする位置決め部材を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の搬送装置。
【請求項５】
開閉自在な左右一対のフラップを底面に有する箱体の搬送方法であって、
前記箱体を保持し、前記箱体をその載置面から前記一対のフラップが開放しない範囲で上昇させる上昇工程と、
前記一対のフラップにそれぞれ当接する一対の当接部材のそれぞれを、前記フラップの開放を規制する開放規制位置に配置する第１配置工程と、
前記一対の当接部材が前記開放規制位置に配置された状態で、前記箱体を搬送先に搬送する搬送工程と、
前記箱体が前記搬送先に到達した後、前記一対の当接部材のそれぞれを、前記フラップが開放される開放許容位置に配置する第２配置工程と、
を備えたことを特徴とする箱体の搬送方法。
【請求項６】
前記第１配置工程が、
前記一対の当接部材を、前記箱体から後退した待機位置から前記箱体の下方の作業位置へと前進させる前進工程と、
前記一対の当接部材を、前記箱体の下方において互いに離間した状態から前記箱体の下方において互いに近接した状態にする接近工程と、
を含み、
前記第２配置工程が、少なくとも、前記一対の当接部材を、前記箱体の下方において互いに近接した状態から前記箱体の下方にて互いに離間した状態にする離間工程を含むことを特徴とする請求項５に記載の箱体の搬送方法。
【請求項７】
前記上昇工程では、
上昇された前記箱体の上面を位置決めして、位置決めした状態を維持することを特徴とする請求項５項に記載の箱体の搬送方法。
【請求項１】
開閉自在な左右一対のフラップを底面に有する箱体の搬送装置であって、
前記箱体を保持する保持ユニットと、
前記保持ユニットを移動させる保持ユニット移動手段と、を備え、
前記保持ユニットは、
前記箱体の上面又は側面において前記箱体を保持し、前記箱体を昇降させる昇降手段と、
前記一対のフラップのそれぞれに当接し前記フラップの開放を規制する一対の当接部材と、
前記一対の当接部材が前記箱体の下方において互いに近接して前記フラップの開放を規制する開放規制位置と、前記一対の当接部材が前記箱体の下方において互いに離間して前記フラップの開放を許容する開放許容位置と、の間で前記一対の当接部材を移動させる当接部材開閉作動手段と、
を備えたことを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
前記昇降手段は前記箱体の上面において前記箱体を保持して昇降し、
前記一対の当接部材が、前記一対のフラップの合せ目方向に沿って延びる棒状の部材であり、
前記一対の当接部材が前記箱体の下方に位置した作業位置と、前記一対の当接部材全体が、前記箱体の下方から前記一対のフラップの合せ目方向に後退した待機位置と、の間で前記一対の当接部材を前記合せ目方向に移動させる当接部材移動手段を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
【請求項３】
前記当接部材開閉作動手段は、
前記当接部材移動手段により移動される支持部材と、
前記一対の当接部材をそれぞれ支持する一対の支持板と、
前記一対の支持板に装着されたカムフォロアと、
前記一対の当接部材が前記開放規制位置と前記開放許容位置との間を移動するように、前記一対の支持板の移動をそれぞれ案内する一対の案内手段と、
前記一対の当接部材を近接、離間自在に移動させるべく、前記カムフォロアと係合するカム部材と、
前記プレートに固定され、前記カム部材を移動させる駆動手段と、
を備え、
前記一対の案内手段は、それぞれ、前記支持部材に固定されたガイドレールと、前記支持板に固定され、前記ガイドレール上を移動するスライダと、を備えたことを特徴とする請求項２に記載の搬送装置。
【請求項４】
前記昇降手段は、前記箱体の上面に設けられる係合孔と係合される係合爪を備え、該係合爪を前記係合孔に係合させることで前記昇降手段にて前記箱体を保持し、
前記昇降手段にて前記箱体を保持して上昇させる位置に対応して設けられ、前記箱体の前記上面における少なくとも対向する２つの縁部に当接され、前記箱体の位置決めをする位置決め部材を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の搬送装置。
【請求項５】
開閉自在な左右一対のフラップを底面に有する箱体の搬送方法であって、
前記箱体を保持し、前記箱体をその載置面から前記一対のフラップが開放しない範囲で上昇させる上昇工程と、
前記一対のフラップにそれぞれ当接する一対の当接部材のそれぞれを、前記フラップの開放を規制する開放規制位置に配置する第１配置工程と、
前記一対の当接部材が前記開放規制位置に配置された状態で、前記箱体を搬送先に搬送する搬送工程と、
前記箱体が前記搬送先に到達した後、前記一対の当接部材のそれぞれを、前記フラップが開放される開放許容位置に配置する第２配置工程と、
を備えたことを特徴とする箱体の搬送方法。
【請求項６】
前記第１配置工程が、
前記一対の当接部材を、前記箱体から後退した待機位置から前記箱体の下方の作業位置へと前進させる前進工程と、
前記一対の当接部材を、前記箱体の下方において互いに離間した状態から前記箱体の下方において互いに近接した状態にする接近工程と、
を含み、
前記第２配置工程が、少なくとも、前記一対の当接部材を、前記箱体の下方において互いに近接した状態から前記箱体の下方にて互いに離間した状態にする離間工程を含むことを特徴とする請求項５に記載の箱体の搬送方法。
【請求項７】
前記上昇工程では、
上昇された前記箱体の上面を位置決めして、位置決めした状態を維持することを特徴とする請求項５項に記載の箱体の搬送方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−４６５２４（Ｐ２０１１−４６５２４Ａ）
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９８９９６（Ｐ２００９−１９８９９６）
【出願日】平成２１年８月２８日（２００９．８．２８）
【出願人】（３９１０３２３５８）平田機工株式会社 (107)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２８日（２００９．８．２８）
【出願人】（３９１０３２３５８）平田機工株式会社 (107)
【Ｆターム（参考）】
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