説明

物品把持装置

【課題】 複数の物品を把持する物品把持装置において、それらの物品の組合せの変更に簡易に対応でき、各物品の包装体に対する容積比を高くし得るようにそれらの物品を把持すること。
【解決手段】 主物品1を把持する第1把持手段40と、第1把持手段40により把持された主物品1の側部との間にサブ物品2を挟んで把持する第2把持手段50とを有する物品把持装置30であって、前記第2把持手段50は、第1把持手段40により把持されて相隣る2個の主物品1の側部によって形成される凹状部に、該主物品1の側部の形状に倣うサブ物品2を挟み付けるもの。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、詰め合せセット商品の包装等に用いて好適な物品把持装置に関する。
【背景技術】
【0002】
複数種の物品を詰め合せて商品価値を高めた詰め合せセット商品の包装では、内容物をサイズ的にきつめの包装体に押し込み、内容物の包装体に対する容積比を高めることにより、商品の小型化を図ることが必要とされる。包装商品の小型化は、包装材料コストの低減と包装材料資源の最小化、無駄な空間をなくすことによる物流コストの低減と予想エネルギーの省エネ化に寄与する。
【0003】
また、詰め合せセット商品の内容物の組合せは、消費者ニーズに応えて定期的に変更される。従って、詰め合せ商品の包装を機械化しようとするときには、内容物の組合せの変更に対応でき、しかも内容物の包装体に対する容積比を高くすることが望まれる。
【0004】
従来、複数の物品の包装技術として、特許文献1〜3に記載のものがある。
特許文献1に記載の容器の箱詰め方法は、複数のチャックのそれぞれに把持された複数の容器を箱に挿入する過程で、複数の容器を幅寄せし、両外側に位置する容器の挿入先端部を箱内側向きに傾斜させて挿入するものである。
【0005】
特許文献2に記載の容器の箱詰め方法は、物品操作手段の操作体が備えるグリッパにより容器を把持して箱に詰めるとき、操作体のグリッパの配列を、今回一度に箱詰めしようとする容器の配列に適合するように設定替えし、容器を所望の配列で箱詰めするものである。
【0006】
特許文献3に記載の容器の包装方法は、異なる品種の容器A〜Eを一定の配列となるように整列手段上に合流させて整列し、整列された容器A〜Eを外側から巻き込む包装シートによりマルチパックするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開平6-16235
【特許文献2】特開平6-156423
【特許文献3】特開2007-161315
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
特許文献1に記載の容器の箱詰め方法は、複数のチャックのそれぞれにより把持した容器を幅寄せし、両外側の容器を箱の開口部の縁に接触させることなく挿入できる。しかしながら、複数の容器の組合せが変更になるときには、それらの容器の個々に対応する全てのチャックを交換する改造が必要になる。また、各容器の側部の凹状部等が単なる空所になり、箱に対する容積比を低くする。
【0009】
特許文献2に記載の容器の箱詰め方法は、グリッパにより容器を所望の配列で把持して箱詰めできる。しかしながら、容器の配列が変更になるときには、グリッパの配列を設定替えする必要がある。また、各容器の側部の凹状部等が単なる空所になり、箱に対する容積比を低くする。
【0010】
特許文献3に記載の容器の包装方法は、異なる品種の容器A〜Eを整列し、包装シートにより外側から巻き込み包装できる。しかしながら、複数の容器を把持して箱詰めするものでなく、それらの容器をサイズ的にきつめの箱に挿入し得るように把持するところがない。また、各容器の側部の凹状部等が単なる空所になり、包装シートに対する容積比を低くする。
【0011】
本発明の課題は、複数の物品を把持する物品把持装置において、それらの物品の組合せの変更に簡易に対応でき、各物品の包装体に対する容積比を高くし得るようにそれらの物品を把持することにある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
請求項1の発明は、主物品を把持する第1把持手段と、第1把持手段により把持された主物品の側部との間にサブ物品を挟んで把持する第2把持手段とを有する物品把持装置であって、前記第2把持手段は、第1把持手段により把持されて相隣る2個の主物品の側部によって形成される凹状部に、該主物品の側部の形状に倣うサブ物品を挟み付けるようにしたものである。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、複数の物品を把持する物品把持装置において、それらの物品の組合せの変更に簡易に対応でき、各物品の包装体に対する容積比を高くし得るようにそれらの物品を把持することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】図1は詰め合せ包装装置の全体を示す模式斜視図である。
【図2】図2は物品把持装置を示す模式斜視図である。
【図3】図3は物品投入装置を示す模式斜視図である。
【図4】図4は第1チャック装置と第2チャック装置を示す模式図である。
【図5】図5は第2チャック装置によるサブ物品の把持原理を示す模式図である。
【図6】図6は物品テーブル上における主物品とサブ物品の配置例を示す模式図である。
【図7】図7は第2チャック装置における感圧センサの配置例を示す模式図である。
【図8】図8は詰め合せ包装装置の構成1を示す模式図である。
【図9】図9は詰め合せ包装装置の構成2を示す模式図である。
【図10】図10は詰め合せ包装装置の構成3を示す模式図である。
【図11】図11は詰め合せ包装装置の構成4を示す模式図である。
【図12】図12は詰め合せ包装装置の構成5を示す模式図である。
【図13】図13は詰め合せ包装装置の構成6を示す模式図である。
【図14】図14は詰め合せ包装装置の構成7を示す模式図である。
【図15】図15は詰め合せ包装装置の構成8を示す模式図である。
【図16】図16は詰め合せ包装装置の構成9を示す模式図である。
【図17】図17は詰め合せ包装装置の構成10を示す模式図である。
【図18】図18は詰め合せ包装装置の構成11を示す模式図である。
【図19】図19は第2チャック装置の変形例を示す模式図である。
【図20】図20は第2チャック装置の変形例を示す模式図である。
【図21】図21は第2チャック装置の変形例を示す模式図である。
【図22】図22は第2チャック装置に付帯させた上部チャック装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
図1に示す詰め合せ包装装置10は、1個以上の主物品1と1個以上のサブ物品2からなる1セットの商品を包装体3に詰め合せするものである。
【0016】
主物品1は、キャップ付ボトル、スタンディングチューブ、スタンディングパウチ、スパウトパウチ等の起立可能な物品であることが好ましい。起立できない主物品1は、後述する物品テーブル31にその主物品1の起立を補助する部材があれば取り扱いできる。サブ物品2とともに1セットを構成する主物品1が2個以上あるとき、それらの主物品1同士は同種物品、又は異種物品であっても良い。
【0017】
サブ物品2は、主物品1と同様の起立可能な容器等の他、主物品1の側部に立てかけることができる容器、能書、ピロー包装されたシート製品等の板状物品であることが好ましい。起立できないサブ物品2は、後述する物品テーブル31にそのサブ物品2の起立を補助する部材があれば取り扱いできる。複数のサブ物品2を予めまとめた状態で主物品1とともに詰め合せても良く、複数のサブ物品2を主物品1の側部で縦に積み上げて詰め合せても良い。主物品1とともに1セットを構成するサブ物品2が2個以上あるとき、それらのサブ物品2同士は同種物品、又は異種物品であっても良い。
【0018】
本実施例では、2個の同種物品からなる主物品1の側部に、1個のサブ物品2を添わせる状態で構成される1セットの商品を包装体3に詰め合せる例について説明する。
【0019】
詰め合せ包装装置10は、図1〜図3に示す如く、物品供給装置20と物品把持装置30と物品投入装置60と包装品排出装置70を有して構成される。以下、詰め合せ包装装置10を構成する各装置20、30、60、70について説明する。
【0020】
(A)物品供給装置20(図1)
物品供給装置20は、詰め合せ包装装置10の物品把持装置30、物品投入装置60が設置される架台11の周辺に配置される。物品供給装置20は、製品箱4、5のそれぞれに入った主物品1とサブ物品2を物品供給コンベア21によりそのコンベア端である物品供給場へ搬入し、2個の主物品1と1個のサブ物品2を例えばロボット22により物品把持装置30の物品テーブル31へ供給する。物品位置検出器を構成する例えばカメラ23が箱4、5内における物品1、2の取り出し位置を検出したとき、ロボット22はその物品取り出し位置に基づいてそれらの物品1、2を箱4、5から取出し、それらの物品1、2を物品テーブル31の上の所定位置へ供給する。ロボット22は各物品1、2を把持するチャックハンド22Aを有する。物品供給コンベア21により物品供給場へ搬入された箱4、5が空になると、その空箱は後続する他の箱4、5により空箱排出コンベア24へ押出され、排出される。
【0021】
ロボット22は、特に限定されないが、例えば直交座標ロボット、スカラロボット、垂直多関節ロボット等を採用できる。ロボット22は、自動機械や人手に代えることもできる。
【0022】
(B)物品把持装置30(図2、図4〜図7)
物品把持装置30は、架台11に支持される前後移動装置32、前後移動装置32の前後移動体33に設けられる上下移動装置34、上下移動装置34に吊下げられるチャック昇降装置35、チャック昇降装置35に吊下げられる昇降台36、昇降台36に設けられる幅寄せ装置37、幅寄せ装置37に設けられる第1把持手段40と第2把持手段50を有する。物品把持装置30は、物品テーブル31上の2個の主物品1を第1把持手段40により把持し、物品テーブル31上の1個のサブ物品2を第1把持手段40により把持された2個の主物品1の側部との間に挟んで把持し、これらの主物品1とサブ物品2を物品投入装置60が用意する包装体3に封入する。
【0023】
前後移動装置32は、架台11の前後方向に延在されて設けられるリニアガイド32Aに前後移動体33を前後移動可能に支持し、架台11と前後移動体33の間に設けたエアシリンダ32Bにより、前後移動体33を後退位置(投入作業位置)と前進位置(把持作業位置)の間で移動可能にする。前後移動体33は上下移動装置34を内蔵している。上下移動装置34(移動ストロークS1)はチャック昇降装置35(移動ストロークS2)を吊下げ、このチャック昇降装置35を上方待機位置と包装体3に対する物品投入作業位置の間で移動可能にする。チャック昇降装置35は昇降台36を吊下げ、この昇降台36を上方待機位置と物品テーブル31上の物品1、2に対する把持作業位置の間で移動可能にする(S2<S1)。
【0024】
昇降台36は幅寄せ装置37を内蔵する。幅寄せ装置37は、昇降台36の左右方向に延在されて設けられるリニアガイド37Aに左側移動体38Lと右側移動体38Rを移動可能に支持する。幅寄せ装置37は、左側移動体38Lと右側移動体38Rをラック・アンド・ピニオン機構部39を介して互いに接近/離隔するように対向移動可能に連結し、昇降台36と左側移動体38L(右側移動体38Rでも可)の間に設けたエアシリンダ37Bにより、左側移動体38Lと右側移動体38Rをそれらの待機位置から把持作業位置に幅寄せ移動可能にする。ラック・アンド・ピニオン機構を用いずに、独立した駆動にて、互いに接近/離隔するようにしても良い。
【0025】
幅寄せ装置37は、第1把持手段40と第2把持手段50を有する。このとき、第1把持手段40は、主物品1のキャップからなる頭部1Aを把持する第1チャック装置40Aからなる。第2把持手段50は、サブ物品2を主物品1の側部に押圧して挟み付ける第2チャック装置50Aからなる。尚、第2把持手段50(第2チャック装置50A)は、第1把持手段40(第1チャック装置40A)により把持されて相隣る2個の主物品1の側部が互いに形成する凹状部に、サブ物品2を挟み付ける。第2把持手段50(第2チャック装置50A)は、第1把持手段40(第1チャック装置40A)に把持される主物品1の側部に、該主物品1の側部の形状(へこみ形状等)に倣うサブ物品2を挟み付けることもできる。
【0026】
更に、第1チャック装置40Aは、図4に示す如く、相隣る2個の主物品1の並びの一方側に配置される第1左側チャック41Lと、それら2個の主物品1の並びの他方側に配置される第1右側チャック41Rとからなる。第1左側チャック41Lは幅寄せ装置37の左側移動体38Lに設置され、エアアクチュエータ42により開閉される一対のチャック片43、44を有し、両チャック片43、44により一方側の主物品1の頭部1Aを把持する。第1右側チャック41Rは幅寄せ装置37の右側移動体38Rに設置され、エアアクチュエータ42により開閉される一対のチャック片43、44を有し、両チャック片43、44により他方側の主物品1の頭部1Aを把持する。第1チャック装置40A(41L、41R)の一対のチャック片43、44が主物品1の頭部1Aの周方向に沿うチャック幅は、頭部1Aの周方向に大きく設定することにより、ロボット22等により物品テーブル31上に主物品1を供給するときの目標供給位置に対する許容ずれ量を大きくとれる。
【0027】
第2チャック装置50Aは、図4に示す如く、相隣る2個の主物品1の並びの一方側に配置される第2左側チャック51Lと、それら2個の主物品1の並びの他方側に配置される第2右側チャック51Rとからなる。第2左側チャック51Lは、幅寄せ装置37の左側移動体38Lに設置され、エアアクチュエータ52により開閉される一対のチャック片53、54を有し、両チャック片53、54により一方側の主物品1の一側部(正面側)に位置付けられるサブ物品2の左側縁部と、該主物品1の他側部(背面側)とを把持し、換言すればサブ物品2を一方側の主物品1だけに挟み付ける。同時に、第2右側チャック51Rは、幅寄せ装置37の右側移動体38Rに設置され、エアアクチュエータ52により開閉される一対のチャック片53、54を有し、両チャック片53、54により他方側の主物品1の一側部(正面側)に位置付けられるサブ物品2の右側縁部と、該主物品1の他側部(背面側)とを把持し、換言すればサブ物品2を他方側の主物品1だけに挟み付ける。尚、図4(B)は、主物品1で隠れたチャック片44やチャック片54が見えるように、左側の主物品1を仮想的に除いた図である。
【0028】
従って、昇降台36がチャック昇降装置35により物品把持作業位置に位置付けられ、幅寄せ装置37の左側移動体38Lと右側移動体38Rが、物品テーブル31上に支持されている2個の主物品1と1個のサブ物品2に対し、所定の把持作業位置まで幅寄せ移動されたとき、図5(A)、(B)に示す如く、第1チャック装置40Aの第1左側チャック41Lと第1右側チャック41Rが2個の主物品1のそれぞれの頭部1Aを把持するとともに、第2チャック装置50Aの第2左側チャック51Lと第2右側チャック51Rがサブ物品2の左右両側縁部(図5(A)の斜線部)のそれぞれを、2個の主物品1の各側部に押圧して挟み付ける。尚、図5(B)は第2チャック装置50Aの第2左側チャック51L(第2右側チャック51Rも同じ)の一対のチャック片53、54のうち、サブ物品2を主物品1の一側部(正面部)に押圧する一方のチャック片53だけを示し、他方のチャック片54を図示省略している。
【0029】
従って、物品把持装置30によれば以下の作用効果を奏する
(a)第2把持手段50は、第1把持手段40により把持された主物品1の側部との間にサブ物品2を挟んで把持する(図4、図5)。主物品1とサブ物品2の組合せが変更したとき、第2把持手段50は変更後のサブ物品2を主物品1の側部との間に単に挟むことにて把持できるものであり、それらの物品1、2の組合せの変更に簡易に対応できる。
【0030】
サブ物品2は主物品1の側部との間に挟まれて把持され、主物品1がその側部に単なる空所を伴なって包装体3に挿入される如き状態がなくなり、それらの物品1、2をサイズ的にきつめの包装体3にスムースに挿入でき、それらの物品1、2の包装体3に対する容積比を高くし得るようにそれらの物品1、2を把持できる。
【0031】
(b)第2把持手段50は、第1把持手段40により把持されて相隣る2個の主物品1の側部が互いに形成する凹状部に、サブ物品2を挟み付ける(図4)。第2把持手段50は、サブ物品2を相隣る2個の主物品1の側部が互いに形成する凹状部に挟み付けることにより、サブ物品2を確実かつ安定的に把持できるし、その凹状部の利用によりそれらの物品1、2の包装体3に対する容積比を高くし得るようにそれらの物品1、2を把持できる。
【0032】
(c)第2把持手段50は、第1把持手段40に把持される主物品1の側部に、該主物品1の側部の形状に倣うサブ物品2を挟み付ける。第2把持手段50は、サブ物品2を主物品1の側部の形状に倣うように挟み付けることにより、サブ物品2を確実かつ安定的に把持できるし、その主物品1の側部の形状の利用により、それらの物品1、2の包装体3に対する容積比を高くし得るようにそれらの物品1、2を把持できる。
【0033】
(d)第1把持手段40は主物品1の頭部1Aを把持する第1チャック装置40Aからなるものとすることにより(図4、図5)、主物品1を確実に把持できる。
【0034】
(e)第2把持手段50はサブ物品2を主物品1の側部に押圧して挟み付ける第2チャック装置50Aからなるものとすることにより(図4、図5)、サブ物品2を確実に把持できる。第2チャック装置50Aの押圧力により、第2チャック装置50Aとサブ物品2の摩擦力による保持力F1と、主物品1とサブ物品2の摩擦力による保持力F2の合計が、サブ物品2の自重Wを落下に対して保持する(図5(B))。
【0035】
第2チャック装置50A(第2左側チャック51L、第2右側チャック51R)とサブ物品2の摩擦力による保持力F1を増大化し、サブ物品2を一層確実に把持できる点で、第2チャック装置50Aのチャック片53、54がサブ物品2に接する把持面に摩擦力増加処理を付することが好ましい。例えば、第2チャック装置50Aのサブ物品2に接する把持面に、天然ゴム、ウレタンゴム、エラストマー樹脂等の摩擦力を増加させる材料を貼ったり、その把持面に摩擦力増加のための凹凸加工を施す。
【0036】
(f)第1チャック装置40Aと第2チャック装置50Aのそれぞれは、相隣る2個の主物品1の並びの一方側に配置される第1左側チャック41Lと第2左側チャック51Lのそれぞれと、それら2個の主物品1の並びの他方側に配置される第1右側チャック41Rと第2右側チャック51Rのそれぞれからなる(図2)。第1チャック装置40Aの第1左側チャック41Lと第1右側チャック41Rにより、主物品1の頭部1Aを把持し、第2チャック装置50Aの第2左側チャック51Lと第2右側チャック51Rにより、サブ物品2を主物品1の側部に確実に押圧して挟み付ける。
【0037】
(g)第1左側チャック41Lと第2左側チャック51Lは幅寄せ装置37の左側移動体38Lに設置され、前記第1右側チャック41Rと第2右側チャック51Rは幅寄せ装置37の右側移動体38Rに設置される(図2)。物品テーブル31上に主物品1とサブ物品2を隣接して配置し、幅寄せ装置37の左側移動体38Lと右側移動体38Rを移動し、それらの第1左側チャック41L及び第2左側チャック51Lの組と第1右側チャック41R及び第2右側チャック51Rの組を、主物品1とサブ物品2の両外側の待機位置から主物品1とサブ物品2に対する把持作業位置に位置付けるように、所定の幅寄せストロークだけ幅寄せする。物品テーブル31上に当初配置される2個の主物品1の間、主物品1とサブ物品2の間に間隔G1、G2があっても、それらの間隔G1、G2は幅寄せ装置37による上述の幅寄せ動作、及び第2左側チャック51Lと第2右側チャック51Rによる押圧挟み付け動作により解消される。
【0038】
2個の主物品1の当初間隔G1は、0〜20mm程度以下とすることが、幅寄せ装置37による左側移動体38Lと右側移動体38Rの幅寄せ時に、それら主物品1の転倒を防止する点で好ましい。主物品1に対するサブ物品2の当初間隔G2は0〜20mm以下とすることが、第2チャック装置50A(第2左側チャック51L、第2右側チャック51R)でこのサブ物品2を主物品1の側部に容易に挟み付ける点で好ましい。即ち、主物品1とサブ物品2は物品テーブル31に対する目標供給位置から±10mm程度のずれ量の範囲で載置でき、高度な位置検出装置等を用いる複雑な供給位置修正制御を行なう必要がない。
【0039】
尚、物品テーブル31に載置されるサブ物品2の平面視で、物品テーブル31の形状に長手、短手があるときには、サブ物品2の長手方向を2個の主物品1の並びの方向に平行に配置することが、第2チャック装置50A(第2左側チャック51L、第2右側チャック51R)による挟み付け時に、2個の主物品1に対するサブ物品2の接触範囲が大きくなり、サブ物品2を主物品1の側部に安定的に保持できる点で好ましい。
【0040】
(h)第2チャック装置50Aは、第2左側チャック51Lがサブ物品2を一方側の主物品1だけに挟み付け、第2右側チャック51Rがサブ物品2を他方側の主物品1だけに挟み付ける(図4)。前述(g)の幅寄せ装置37による幅寄せストロークを最小にでき、装置のコンパクトを図ることができる。第2左側チャック51Lと第2右側チャック51Rのそれぞれがサブ物品2に加える押圧位置が該サブ物品2の上下方向で同一位置になるときに適する。
【0041】
(i)第2チャック装置50Aは、主物品1の一側部に位置付けられるサブ物品2と、主物品1の他側部とを挟持する(図4)。第2チャック装置50Aにより主物品1及びサブ物品2を主物品1の一側部と他側部の両方から押圧して挟み付けるものになり、サブ物品2を一層確実に把持できる。
【0042】
(C)物品投入装置60(図3)
物品投入装置60は、物品把持装置30の前後移動体33が後退位置に位置付けられ、第1把持手段40(第1チャック装置40A)と第2把持手段50(第2チャック装置50A)が把持した2個の主物品1と1個のサブ物品2が位置付けられる投入作業位置の下方に、漏斗昇降装置61に支持されて昇降する漏斗62が配置される。
【0043】
物品投入装置60は、漏斗62の下方の包装作業位置の両側に、包装体吸着供給装置64と、包装体吸着排出装置65を対向配置する。包装体吸着供給装置64は、包装作業位置の一方側に配置され、ロータリアクチュエータ63に支持されて180度旋回する旋回台64Aに、エアシリンダ64Bにより進退する吸着具46Cを備える。包装体吸着排出装置65は、包装作業位置の他方側に配置され、固定台65Aに、エアシリンダ65Bにより進退する吸着具65Cを備える。包装作業位置に対する反対側にまで旋回した包装体吸着供給装置64の吸着具64Cが相対して臨む位置には、包装体供給マガジン66が配置され、多数枚の袋状の包装体3が縦置き積層状態でストックされている。包装体吸着供給装置64は、マガジン66に相対する吸着具64Cをエアシリンダ64Bにより前進させてマガジン66内の最前部に位置する包装体3の一側面を該吸着具64Cにより吸着し、この吸着具64Cに吸着した包装体3をマガジン66から取出し、旋回台64Aの旋回により包装体吸着排出装置65に相対する位置に位置付ける。包装体吸着排出装置65は、吸着具65Cをエアシリンダ65Bにより前進させて包装体3の他側面を該吸着具65Cにより吸着する。包装体吸着供給装置64は、エアシリンダ64Bにより吸着具64Cを後退させ、包装体吸着供給装置64と包装体吸着排出装置65の各吸着具64C、65Cが吸着している包装体3の開口部を開く。
【0044】
物品投入装置60は、包装体吸着供給装置64と包装体吸着排出装置65の間の包装作業位置の直下に包装体支持プレート67を配置している。包装体吸着供給装置64と包装体吸着排出装置65が包装体3の開口部を開いたとき、包装体支持プレート67が不図示のエアシリンダの作動により待機位置から上昇して包装体3の底部を支える。物品投入装置60は、包装体支持プレート67が包装体3の底部を支えたとき、漏斗昇降装置61により漏斗62を下降させ、包装体3の開口部に漏斗62を挿入する。この後、物品把持装置30の上下移動装置34が上方待機位置から包装体3に対する物品投入作業位置に下降すると、上下移動装置34に吊下げられているチャック昇降装置35の昇降台36が備える幅寄せ装置37の第1把持手段40(第1チャック装置40A)、第2把持手段50(第2チャック装置50A)が把持している2個の主物品1と1個のサブ物品2が、漏斗62にガイドされて包装体3に投入される。
【0045】
(D)包装品排出装置70(図3)
包装品排出装置70は、物品投入装置60の包装作業位置の直下に配置されている包装体支持プレート67の側傍に、包装品排出コンベア71を配置している。
【0046】
包装体支持プレート67に支持されている包装体3に主物品1とサブ物品2が投入された後、包装体吸着供給装置64の吸着具64Cが吸着解除され、包装体吸着排出装置65の吸着具65Cが包装体3を吸着したままエアシリンダ65Bにより吸着具65Cを後退させ、包装体3を包装体支持プレート67の上から包装品排出コンベア71の上に移載するように引き寄せる。主物品1とサブ物品2が投入された包装体3が包装品排出コンベア71により下行程へと排出される。
【0047】
以下、詰め合せ包装装置10により主物品1とサブ物品2からなる1セットの商品を包装体3に詰め合せする手順について説明する(図7〜図17)。
【0048】
(工程1)(図7)
物品供給装置20の物品供給コンベア21により物品供給場へ搬入された箱4、5内の主物品1とサブ物品2が、ロボット22により物品把持装置30の物品テーブル31へ供給される。2個の主物品1と1個のサブ物品2が、物品テーブル31上におけるそれらの概ね目標供給位置に載置される。
【0049】
前後移動装置32により、前後移動体33が後退位置(投入作業位置)から前進位置(把持作業位置)に前進移動される。
【0050】
(工程2)(図8)
チャック昇降装置35により、昇降台36を上方待機位置から把持作業位置に下降させる。
【0051】
続いて、幅寄せ装置37により、左側移動体38Lと右側移動体38Rを待機位置から把持作業位置に幅寄せする。
【0052】
(工程3)(図9)
幅寄せ装置37の左側移動体38Lと右側移動体38Rに設けてある第1把持手段40(第1チャック装置40A)と第2把持手段50(第2チャック装置50A)により、物品テーブル31上の主物品1とサブ物品2を把持する。具体的には、左側移動体38Lの第1左側チャック41L、第2左側チャック51Lと、右側移動体38Rの第1右側チャック41R、第2右側チャック51Rにより、物品テーブル31上の主物品1とサブ物品2を前述の如くに把持する。
続いて、チャック昇降装置35により、昇降台36を上方待機位置にまで上昇させる。
【0053】
(工程4)(図10)
前後移動装置32により、前後移動体33を後退位置(投入作業位置)にまで後退させる。
【0054】
同時に、包装体支持プレート67に支えられ、かつ包装体吸着供給装置64と包装体吸着排出装置65により開口されている包装体3に対し、漏斗昇降装置61により漏斗62を下降させ、包装体3の開口部に漏斗62を挿入する。
【0055】
(工程5)(図11)
上下移動装置34によりチャック昇降装置35を上方待機位置から物品投入作業位置にまで下降し、チャック昇降装置35が昇降台36を介して支持している幅寄せ装置37の左側移動体38Lと右側移動体38Rに設けてある第1把持手段40(第1チャック装置40A)と第2把持手段50(第2チャック装置50A)が把持している主物品1とサブ物品2を漏斗62に挿入する。
【0056】
(工程6)(図12)
第1把持手段40(第1チャック装置40A)と第2把持手段50(第2チャック装置50A)が把持している主物品1とサブ物品2を漏斗62から包装体3に投入する。具体的には、左側移動体38Lの第1左側チャック41L、第2左側チャック51Lと、右側移動体38Rの第1右側チャック41R、第2右側チャック51Rによる主物品1とサブ物品2の把持を解除する。
続いて、上下移動装置34によりチャック昇降装置35を上方作業位置にまで上昇させる。
【0057】
(工程7)(図13)
漏斗昇降装置61により漏斗62を上昇させる。
同時に、包装体吸着供給装置64の吸着具64Cによる包装体3の吸着を解除し、包装体吸着排出装置65の吸着具65Cが吸着している包装体3を包装体支持プレート67の上から包装品排出コンベア71の上に移載する。包装体吸着排出装置65の吸着具65Cによる包装体3の吸着も解除する。
【0058】
(工程8)(図14)
主物品1とサブ物品2が包装体3に投入された詰め合せ包装品は包装品排出コンベア71により排出される。
【0059】
同時に、包装体吸着供給装置64を包装体供給マガジン66に相対して臨む位置に旋回させ、包装体吸着供給装置64の吸着具64Cによりマガジン66内の包装体3の一側面を吸着して取出す。
【0060】
(工程9)(図15)
包装体吸着供給装置64を包装作業位置を介して包装体吸着排出装置65に臨む位置に旋回させる。
【0061】
(工程10)(図16)
包装体吸着排出装置65の吸着具65Cにより包装体3の他側面を吸着する。包装体吸着供給装置64の吸着具64Cを後退させ、包装体吸着供給装置64と包装体吸着排出装置65の各吸着具64C、65Cが吸着している包装体3の開口部を開く。
【0062】
(工程11)(図17)
包装体支持プレート67が待機位置から上昇して包装体3の底部を支える。包装体3は、工程4の状態になる。
【0063】
尚、詰め合せ包装装置10は、工程1〜工程4と、工程8〜工程11を、処理時間短縮のために同時並行処理しても良い。
【0064】
また、詰め合せ包装装置10は、前後移動装置32及び前後移動体33を撤去し、物品テーブル31を前後移動させる装置を有しても良い。物品テーブル31を、第1把持手段40(第1チャック装置40A)と第2把持手段50(第2チャック装置50A)が主物品1とサブ物品2を把持する前進位置と、物品供給装置20寄りの後退位置との間で前後移動させる。後退した物品テーブル31にロボット22や人手等で主物品1、サブ物品2を供給する。物品テーブル31が前進したとき、工程2と工程3を行ない、物品テーブル31が後退した後に、工程4へと進む。
【0065】
以下、物品把持装置30における第2把持手段50(第2チャック装置50A)の変形例について説明する。
【0066】
図18に示す第2把持手段50(第2チャック装置50A)は、幅寄せ装置37の左側移動体38Lに設けられる第2左側チャック51Lと幅寄せ装置37の右側移動体38Rに設けられる第2右側チャック51Rの双方とも、1個のチャック片53だけを有する(主物品1を挟んでチャック片53に対するチャック片54を有しない)。従って、第2左側チャック51Lは、そのチャック片53により一方側の主物品1の一側部(正面側)に位置付けられるサブ物品2の左側縁部を、該主物品1の一側部に挟み付ける。第2右側チャック51Rは、そのチャック片53により他方側の主物品1の一側部(正面側)に位置付けられるサブ物品2の右側縁部を、該主物品1の一側部に挟み付ける。尚、図18(B)は、主物品1で隠れたチャック片44が見えるように、また、チャック51Lの形状が判るように、左側の主物品1を仮想的に除いた図である。
【0067】
図18に示す第2把持手段50(第2チャック装置50A)にあっても、第2チャック装置50A(第2左側チャック51L、第2右側チャック51R)のチャック片53がサブ物品2に対する把持面に摩擦力増加処理を付すことが好ましい。
【0068】
図18に示す第2把持手段50(第2チャック装置50A)にあっては、第2チャック装置50A(第2左側チャック51L、第2右側チャック51R)のチャック片53が主物品1の側部との間でサブ物品2に対して付与した挟み力を検出する感圧センサ53A(図19(A))、53B(図19(B))、53C(図19(C))を備えることができる。また、図4の如く、第2チャック装置50Aにより主物品1及びサブ物品2を主物品1の一側部と他側部の両方から押圧して挟み付ける場合にも感圧センサ53Aを備えることができる。
【0069】
図19(A)に示した第2チャック装置50A(第2左側チャック51L、第2右側チャック51R)にあっては、チャック片53のサブ物品2に接する把持面に長尺1個の感圧センサ53Aを設け、この圧力の値が一定となるように、又は圧力の変動値から、エアアクチュエータ52がチャック片53をしてサブ物品2を押圧する押し付け力を制御する。適切な押し付け力によって、サブ物品2を圧縮力で潰したりしないようにしつつ、サブ物品2が滑り落ちないように把持できる。感圧センサ53Aとしては、例えば、圧力によってその電気抵抗値が変化する導電性ゴムを採用できる。
【0070】
図19(B)に示した第2チャック装置50A(第2左側チャック51L、第2右側チャック51R)にあっては、チャック片53のサブ物品2に接する把持面に多数個の感圧センサ53Bを設け、全感圧センサ53Bのうちのいずれか所定の感圧センサ53Bのみに一定の圧力の値が生ずるように、エアアクチュエータ52がチャック片53をしてサブ物品2を押圧する押し付け力を制御する。
【0071】
図19(C)に示した第2チャック装置50A(第2左側チャック51L、第2右側チャック51R)にあっては、エアアクチュエータ52に対するチャック片53の付根に、この付根の曲げ量を検知する曲げセンサからなる感圧センサ53Cを設ける。チャック片53の付根の曲げ量は、エアアクチュエータ52がチャック片53をしてサブ物品2を押圧する押し付け力との相関が強いから、その曲げセンサを感圧センサ53Cとするものである。感圧センサ53Cの圧力の値に基づき、エアアクチュエータ52がチャック片53をしてサブ物品2を押圧する押し付け力を制御する。曲げセンサとしては、例えば歪ゲージを採用できる。
【0072】
図20に示す第2把持手段50(第2チャック装置50A)にあっては、第2チャック装置50A(第2左側チャック51L、第2右側チャック51R)のチャック片53を一方側の主物品1〜他方側の主物品1に渡るように長尺化したものである。これにより、第2左側チャック51Lはサブ物品2を一方側と他方側の両方の主物品1に挟み付ける。第2右側チャック51Rもサブ物品2を一方側と他方側の両方の主物品1に挟み付ける。
【0073】
図20に示す第2把持手段50(第2チャック装置50A)にあっては、幅寄せ装置37が左側移動体38Lの第2左側チャック51Lと右側移動体38Rの第2右側チャック51Rを主物品1とサブ物品2の両外側の待機位置から主物品1とサブ物品2に対する把持作業位置に位置付ける幅寄せストロークを大きくとる必要がある。ところが、サブ物品2の厚みが上下方向で大きく変化する等、第2左側チャック51Lと第2右側チャック51Rのそれぞれがサブ物品2に加える押圧位置を該サブ物品2の上下方向で変化させる必要があるときに適する。
【0074】
図21に示す第2把持手段50(第2チャック装置50A)にあっては、幅寄せ装置37による左側移動体38Lの第2左側チャック51Lと右側移動体38Rの第2右側チャック51Rの各チャック片53の幅寄せ方向の先端部に、サブ物品2の左右の側縁部をその幅寄せ方向から差込み保持、又は押え込み保持するコの字状保持部55を設けた。第2左側チャック51Lと第2右側チャック51Rにより、サブ物品2を相隣る2個の主物品1の並びの方向に沿う両側から保持する。主物品1に対するサブ物品2の把持位置を相隣る2個の主物品1の並びの方向で安定化できる。
【0075】
図22に示す第2把持手段50(第2チャック装置50A)にあっては、サブ物品2の上部を把持する上部チャック装置56を付帯的に備える。上部チャック装置56は、昇降台36に設けられている幅寄せ装置37におけるリニアガイド37Aの幅寄せ方向の中央部にエアアクチュエータ57を固定的に設置し、このエアアクチュエータ57により開閉される一対のチャック片58、59を有する。両チャック片58、59によりサブ物品2の上部を把持する。第2チャック装置50Aにより把持されるサブ物品2が特に滑り落ち易い場合に、そのサブ物品2を安定的に把持できる。
【0076】
図22に示す第2把持手段50(第2チャック装置50A)において、サブ物品2を把持する上部チャック装置56は、サブ物品2の品種変更に応じて形状変更する必要があり、エアアクチュエータ57を幅寄せ装置37のリニアガイド37Aから着脱可能にし、又はチャック片58、59をエアアクチュエータ57に対して着脱可能にする。
【産業上の利用可能性】
【0077】
本発明によれば、複数の物品を把持する物品把持装置において、それらの物品の組合せの変更に簡易に対応でき、各物品の包装体に対する容積比を高くし得るようにそれらの物品を把持することができる。
【符号の説明】
【0078】
1 主物品
1A 頭部
2 サブ物品
30 物品把持装置
37 幅寄せ装置
38L 左側移動体
38R 右側移動体
40 第1把持手段
40A 第1チャック装置
41L 第1左側チャック
41R 第1右側チャック
50 第2把持手段
50A 第2チャック装置
51L 第2左側チャック
51R 第2右側チャック
53A、53B、53C 感圧センサ
56 上部チャック装置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
主物品を把持する第1把持手段と、
第1把持手段により把持された主物品の側部との間にサブ物品を挟んで把持する第2把持手段とを有する物品把持装置であって、
前記第2把持手段は、第1把持手段により把持されて相隣る2個の主物品の側部によって形成される凹状部に、該主物品の側部の形状に倣うサブ物品を挟み付ける物品把持装置。
【請求項2】
前記第1把持手段は主物品の頭部を把持する第1チャック装置からなり、
前記第2把持手段はサブ物品を主物品の側部に押圧して挟み付ける第2チャック装置からなる請求項1に記載の物品把持装置。
【請求項3】
前記第1チャック装置と第2チャック装置のそれぞれは、相隣る2個の主物品の並びの一方側に配置される第1左側チャックと第2左側チャックのそれぞれと、それら2個の主物品の並びの他方側に配置される第1右側チャックと第2右側チャックのそれぞれとからなり、
前記第1左側チャックと第2左側チャックは幅寄せ装置の左側移動体に設置され、前記第1右側チャックと第2右側チャックは幅寄せ装置の右側移動体に設置される請求項2に記載の物品把持装置。
【請求項4】
前記第2チャック装置は、相隣る2個の主物品の並びの方向に沿う片側から、第2左側チャックがサブ物品を一方側の主物品だけに、又は一方側と他方側の両方の主物品に挟み付け、第2右側チャックがサブ物品を他方側の主物品だけに、又は一方側と他方側の両方の主物品に挟み付ける請求項3に記載の物品把持装置。
【請求項5】
前記第2チャック装置は、第2左側チャックと第2右側チャックによりサブ物品を、相隣る2個の主物品の並びの方向に沿う両側から保持する請求項3又は4に記載の物品把持装置。
【請求項6】
前記第2チャック装置は、主物品の側部との間でサブ物品に対して付与した挟み力を検出する感圧センサを備えてなる請求項1〜5のいずれかに記載の物品把持装置。

【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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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【図20】
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【図21】
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【図22】
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【公開番号】特開2012−1236(P2012−1236A)
【公開日】平成24年1月5日(2012.1.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−137249(P2010−137249)
【出願日】平成22年6月16日(2010.6.16)
【出願人】(000000918)花王株式会社 (8,290)
【Fターム(参考)】