移載装置およびケーサーシステム
【課題】ワークにストレスをかけることなく、かつ小型で高速にワークをケースに移載できる移載装置およびケーサーシステムを提供すること。
【解決手段】所定の梱包位置である第二位置Ｐ３０２を通過するように連続供給されるケースＣにワークＷを移載する移載装置であって、ワークＷが供給されるマガジン部４０と、マガジン部４０に供給されたワークＷを把持可能な把持体と、前記把持体に把持されたワークＷをマガジン部４０から空中へと離間させた後に、ワークＷを把持した前記把持体を第二位置Ｐ３０２を通過中のケースＣへ移送する移送機構３０と、を備え、移送機構３０は、前記把持体をケースＣの移動に追従させてワークＷをケースＣに案内する追従手段２０を有する。
【解決手段】所定の梱包位置である第二位置Ｐ３０２を通過するように連続供給されるケースＣにワークＷを移載する移載装置であって、ワークＷが供給されるマガジン部４０と、マガジン部４０に供給されたワークＷを把持可能な把持体と、前記把持体に把持されたワークＷをマガジン部４０から空中へと離間させた後に、ワークＷを把持した前記把持体を第二位置Ｐ３０２を通過中のケースＣへ移送する移送機構３０と、を備え、移送機構３０は、前記把持体をケースＣの移動に追従させてワークＷをケースＣに案内する追従手段２０を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移載装置及びケーサーシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体飲料を充填した紙パック容器やペットボトル、ビール壜、牛乳壜およびアイスクリームやヨーグルトなどを充填したカップ容器等（以下「ワーク」と称する。）は、所定個数ずつプラスチックやダンボール箱等の流通箱（以下「ケース」と称する。）に箱詰めされて出荷されている。
【０００３】
ワークをケースへ移載する技術としては、例えば、コンベア上に一列に流れてきたワークを所定個数ずつプッシャで押し出すことにより、ワークを整列・集積させてワークの配列をケースの形状に適した配列に変換することが知られている。また、所定の行および列に集積されたワークを、挟み込みまたは吸盤等を有するヘッドにより捕捉して持ち上げて、別のコンベアによって供給されたケース上に移動し、ワークをケースに箱詰めすることが知られている。この際、ワークを捕捉したヘッドを降下させる方法、およびワークに対してケースを上昇させる方法が知られている。
【０００４】
このようにワークをケースに箱詰めする方法として、特許文献１には、ゲーブルトップ型紙製容器の箱詰め方法が開示されている。この特許文献１に記載の方法では、液体充填後のカートンを複数個集積させた後にカートンをグリッパーによって吊り上げてケースに移載している。また、上述の集積は、コンベアによって直列状態で供給されるワークを、プッシャによって所定個数づつ押出して整列させることが記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、商品を整列・集積できる商品集積装置が開示されている。この特許文献２に記載の商品集積装置は、所定個数の商品が収容される櫛歯状の整列ガイドと、整列ガイドに収容された商品を載置しておくためのテーブルとを備えている。この商品集積装置によれば、整列ガイドを上述の櫛歯の１ピッチ分移動させるだけで、整列ガイドの溝内に商品を導入することができ、商品の流れを停滞させることなく商品を整列・集積できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２３９３０５号公報
【特許文献２】特開平８−１３３２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、プッシャによってワークの胴体部が押されながらワークが移動するため、ワークの胴体部にストレスがかかり、またワークの底が擦れたりするため、紙カートンに損傷を与える場合があった。さらに、ワークを所定の行および列に整列・集積させた後に、それらを捕捉してケースに移載するという２段階の動作を要するので、ワーク処理能力を向上させることが困難であった。
また、特許文献２に記載の装置では、商品がテーブルに対して摺動されるので、商品にストレスあるいは損傷を与える場合があった。
さらに、これらの装置・方法では１ケースに収容可能なワークを一度に移載するものであったため、ワークを移載するためにワークを把持する部分の構成が大型になってしまう可能性があった。
【０００８】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ワークにストレスをかけることなく、かつ小型で高速にワークをケースに移載できる移載装置およびケーサーシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の移載装置は、所定の梱包位置を通過するように連続供給されるケースに被梱包物品を移載する移載装置であって、前記被梱包物品が供給されるマガジン部と、前記マガジン部に供給された前記被梱包物品を把持可能な把持体と、前記把持体に把持された前記被梱包物品を前記マガジン部から空中へと離間させた後に、前記被梱包物品を把持した前記把持体を、前記梱包位置を通過中の前記ケースへ移送する移送機構と、を備え、前記移送機構は、前記把持体を前記ケースの移動に追従させて前記被梱包物品を前記ケースに案内する追従手段を有することを特徴としている。
【００１０】
また、前記マガジン部には前記被梱包物品が直列配置され、前記移送機構は前記ケースの各々に対して２回以上前記移送を行うことが好ましい。
【００１１】
また、前記追従手段は、前記ケースの光学像を取得する撮像部と、前記光学像に基づいて前記ケースにおける前記被梱包物品の配置目標位置を認識する認識手段と、前記ケースの移動にともなう前記配置目標位置の移動を追跡するとともに前記追跡の結果に基づいて前記移送機構における前記案内の動作を制御する制御部と、を有することが好ましい。
【００１２】
また、前記追従手段は、前記ケースの移動量を計測する計測部と、前記移動量に基づいて前記ケースの位置を算出する算出部と、前記ケースの移動にともなう前記位置の変化に追従して前記ケースにおける所定位置を追跡するとともに前記追跡の結果に基づいて前記案内の動作を制御する制御部と、を有していてもよい。
【００１３】
本発明のケーサーシステムは、本発明の移載装置と、少なくとも前記梱包位置を通過するように前記ケースを定速搬送するケース搬送手段と、前記ケース搬送手段の軌道上に位置し前記ケースに梱包された前記被梱包物品が格納される格納手段と、を備えることを特徴としている。
【００１４】
また、前記格納手段は、前記被梱包物品が要冷蔵の場合は、前記被梱包物品を冷蔵する冷蔵庫を有することが好ましい。
【００１５】
また、前記格納手段は、前記被梱包物品が要冷凍の場合は、前記被梱包物品を冷凍する冷凍庫を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の移載装置及びケーサーシステムによれば、ワークの胴体を押したり、底部をこすったりする動作が抑制されているので、ワークにストレスあるいは損傷を与えることを抑制できる。
また、従来必要であったワークの整列・集積が不要になるので、ワークを集積するための集積スペースが不要となるとともにワーク処理能力を高めることができる。
さらに、ワークの整列・集積が不要になる分だけ従来の方式に比べて工程が単純化され、機械装置の構成や構造も簡素化され、装置全体の形状としても大幅に小型化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態のケーサーシステムのレイアウトを示す構成図である。
【図２】同ケーサーシステムにおける移載装置付近の構成を一部破断して示す平面図である。
【図３】同移載装置の正面図である。
【図４】同移載装置の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態の移載装置および移載装置を搭載するケーサーシステムについて図１ないし図４を参照して説明する。
図１は、本実施形態の移載装置３００を搭載するケーサーシステム１のレイアウトを示す図である。図１に示すケーサーシステム１は、液体飲料等が充填された紙容器（カートン）がワークＷであり、所定個数のワークＷをまとめてケースＣに収容するための設備である。本実施形態では、ワークＷの形状として牛乳などの飲料を充填するために広く用いられているゲーブルトップ型の容器形状を示しているが、ワークＷの形状はこれに限られるものではない。
【００１９】
本実施形態では、ケースＣの形状として、ワークＷを４×３の行列で収容可能な形状を例示し、ケースＣに対して最大１２個のワークＷを収容可能な装置構成について説明する。
【００２０】
ケーサーシステム１は、ワークＷを供給するワーク供給部１００と、ワークＷを収容するためのケースＣを搬送するケース搬送部２００と、ワークＷをケースＣに移載する移載装置３００と、を備えている。
【００２１】
本実施形態では、ワーク供給部１００は、ワークＷに液体を充填・密封する液体充填装置であり、周知の液体充填装置を適宜採用することができる。また、ワーク供給部１００は、ワークＷを移載装置３００へ搬送するためのワーク供給コンベア１０１を備えている。ワーク供給コンベア１０１には、周知のコンベア装置を適宜採用することができる。
【００２２】
ケース搬送部２００は、所定のケース保管位置Ｐ２０１と所定の製品保管庫Ｐ２０２との間にコンベアベルト２００ａを有する周知のコンベア装置を適宜採用することができる。また、ケース搬送部２００は、新規なケースＣあるいは回収されたリサイクルケースＣ（以下あわせて「ケースＣ」と称する。）などを搬送可能である。
【００２３】
図２は、ケーサーシステム１の一部の構成を一部破断して示す平面図である。図２に示すように、ケース搬送部２００には、コンベアベルト２００ａの移動速度を検知してコンベアベルト２００ａの移動速度を一定に保つための検知部２００ｂが設けられている。なお、検知部２００ｂの位置は図２に示す位置に限らずコンベアベルト２００ａの軌道における適宜の位置とすることができる。
【００２４】
また、コンベアベルト２００ａの軌道上には移載装置３００が配置されている。移載装置３００には、ワーク供給コンベア１０１が接続されてワークＷが供給される第一位置Ｐ３０１と、ケース搬送部２００の軌道上に位置しておりワークＷをケースＣに収容する位置である第二位置Ｐ３０２と、が設定されている。
【００２５】
第二位置Ｐ３０２は、コンベアベルト２００ａの軌道方向に延びる所定長さＬを有する領域である。所定長さＬは、ケース搬送部２００におけるケースＣの搬送速度などに基づいて好適な長さを適宜設定することができる。また、第二位置Ｐ３０２におけるケースＣへのワークＷの移載は、ケース搬送部２００上のケースＣが移載装置３００に対して連続的に相対移動している状態で行われる。すなわち、本実施形態の移載装置３００は、第二位置Ｐ３０２を通過するように連続供給されるケースＣに被梱包物品であるワークＷを移載する装置である。
【００２６】
図３は、移載装置３００の正面図である。なお、図３では図２において符号ＣＢで示す部分の記載を省略している。図２及び図３に示すように、移載装置３００は、ワークＷが供給されるマガジン部４０と、マガジン部４０に供給されたワークＷを把持可能なチャックユニット１０（把持体）と、チャックユニット１０に把持されたワークＷをマガジン部４０から空中へと離間させた後に第二位置Ｐ３０２を通過中のケースＣへ移送する移送機構３０と、を備えている。
【００２７】
マガジン部４０は、ワーク供給部１００によって供給されたワークＷを直線上に最大４個整列させて配置することができる。なお、マガジン部４０には必要に応じて、ワークＷに対してマガジン部４０を挟んで対向して配置され、ワークＷの側壁部（胴部）に接触してワークＷの姿勢を修正する図示しない姿勢修正機構を有していてもよい。なお、姿勢修正機構を有する構成を採用する場合には、姿勢修正機構によるワークＷの側壁部への摩擦や衝撃を抑えるように留意することが好ましい。
マガジン部４０には、ワーク供給コンベア１０１上を搬送されてきたワークＷの流れをせき止めるためのストッパ４１が設けられている。
【００２８】
チャックユニット１０は、ワークＷを個別に把持可能な同形同大のチャック部１１〜１４を有している。本実施形態におけるチャック部１１〜１４は、ゲーブルトップ型のワークＷにおける頂部ＷＴを把持可能な詳細は図示しない挟み込み（開閉動作）型のグリップ機構を有し、ワークＷの底部を空中に引き上げるように把持するものである。また、本実施形態では、チャック部１１〜１４のそれぞれは個別に開閉動作可能であり、チャックユニット１０はワークＷを最大４個まで把持することができる。また、チャック部１１〜１４の開閉動作を同期させて、単一の駆動信号でチャック部１１〜１４の開閉動作を制御することもできる。
【００２９】
移送機構３０には、フレームＦに設置可能な構成を有する周知の産業用ロボットが設けられた構成を採用することができ、特に水平多関節ロボットを好適に採用することができる。本実施形態では、移送機構３０には汎用ロボット３２が備えられた構成を採用した。また、汎用ロボット３２の作用軸３１には、上述のチャックユニット１０が接続されている。また、移送機構３０は、チャックユニット１０をケースＣの移動に追従させてワークＷをケースＣに案内する追従手段２０を有している。
【００３０】
追従手段２０は、ケースＣの光学像を取得する撮像部２１と、光学像に基づいてケースＣにおけるワークＷの配置目標位置Ｔを認識する認識手段２２と、ケースＣの移動にともなう配置目標位置Ｔの移動を追跡して移送機構３０における上述の案内動作を制御する制御部２３と、を有している。
【００３１】
撮像部２１は、上述の第二位置Ｐ３０２を撮像領域とするデジタルカメラである。撮像部２１におけるフレームレート（撮像の頻度）はケースＣの移動速度に基づいて適宜選択することができ、撮像部２１は例えばデジタルビデオカメラであっても良い。
【００３２】
また、撮像部２１には、ＣＣＤやＣＭＯＳ等のエリアイメージセンサを搭載した固体撮像装置を採用することができ、撮像部２１にＣＣＤカメラが採用された場合には、対象物を高精度に撮像することができる。
【００３３】
認識手段２２は、撮像部２１と電気的に接続された回路であり、上述の光学像に基づいて光学像に含まれる所定のパターンを認識するパターン認識ブロック２２ａと、例えば上述のケースＣなどのケースにおいてワークＷが配置される位置(上述の配置目標位置Ｔ)があらかじめ記憶されたパターン記憶部２２ｂと、を有している。
認識手段２２では、撮像部２１において撮像されて認識手段２２に送信された画像から、ケースＣの形状パターンにマッチする領域を注目領域として識別する。また、本実施形態では、パターン記憶部２２ｂには配置目標位置Ｔとして、ケースＣの形状に対応して第一列Ｔ１・第二列Ｔ２・第三列Ｔ３が設定されている（図４参照）。第一列Ｔ１・第二列Ｔ２・第三列Ｔ３のそれぞれは各列あたり４個のワークＷが配列可能な領域である。
【００３４】
制御部２３は、詳細は図示しないが上述の認識手段２２と一体にフレームＦの制御ボックスＣＢ内に格納されている。
【００３５】
制御部２３は、チャックユニット１０をケースＣ内の第一列Ｔ１・第二列Ｔ２・第三列Ｔ３に案内するようにチャックユニット１０の軌道を指示する駆動信号を汎用ロボット３２に対して送信可能である。汎用ロボット３２は、制御部２３から受信した上述の駆動信号を含む所定の駆動信号に基づいて指示された動作を行う。
【００３６】
また、制御部２３においては、汎用ロボット３２の動作をコンベアベルト２００ａ上のケースＣに追従させるために、コンベアベルト２００ａの移動速度と、コンベアベルト２００ａによって搬送されるケースＣの位置と、汎用ロボット３２に接続されたチャックユニット１０の位置と、の位置情報に基づき、コンベアベルト２００ａ上を移動するケースＣとチャックユニット１０との間における距離の時間変化を検出して出力フィードバックを行う。これにより、チャックユニット１０とケースＣとの相対位置関係をリアルタイムでフィードバック制御してオフセットの残らない追従制御ができる。
【００３７】
さらに、本実施形態では、上記位置情報の観測値に含まれる誤差に起因する追従制御の精度低下を抑制するために、誤差を含む前述の観測値を用いてチャックユニット１０とケースＣとの真の相対位置関係を推定することができる。具体的には、ケーサーシステム１あるいは移載装置３００におけるシステムノイズ及び観測ノイズを、ガウス分布に従う主要なノイズ群と想定し、カルマンフィルタ等を用いて上記ノイズの影響を低減する事ができる。
【００３８】
以上に説明する構成の、本実施形態のケーサーシステム１全体の使用時の動作及び移載装置３００の作用について図１から図４を参照して説明する。
まず、図１に示すように、ワーク供給部１００において所定の加工が行われたワークＷは、ワーク搬送コンベア１０１によってワーク移載装置３００のマガジン部４０に供給される。マガジン部４０では、ストッパ４１によってワークＷがせき止められる。すると、第一位置Ｐ３０１には、ワークＷが４個直列配置される。必要に応じて、マガジン部４０においてワークＷの位置調整を行い、ワークＷが整列されるように位置修正を行っても良い。
【００３９】
次に、図２及び図３に示すように制御部２３によって汎用ロボット３２が駆動され、汎用ロボット３２の作用軸３１に取り付けられたチャックユニット１０がマガジン部４０まで搬送される。続いてチャックユニット１０が第一位置Ｐ３０１においてワークＷを把持するための所定のチャック位置まで下降し、続いてチャック部１１〜１４によりワークＷの頂部ＷＴが把持される。なお、所定のチャック位置は、ワークＷの形状の差異（例えば容器の容量の違いによる形状の差異など）によって予め設定されており、ワークＷの種類によって切り換えて動作可能である。
【００４０】
続いて、上述のチャック部１１〜１４のそれぞれが閉動作され、チャック部１１〜１４のそれぞれによってワークＷの頂部ＷＴが把持される。さらに、移送機構３０によってチャックユニット１０が鉛直上方に移動されて、ワークＷはチャック部１１〜１４によって空中に引き上げられる。このとき、図３に示すようにワークＷの底部および胴体部はマガジン部４０等の部材から離間している。ワークＷがマガジン部４０から離間した後、マガジン部４０には新たなワークＷが供給され、直列配置された状態で待機する（この新たなワークＷを便宜的に「ワークＷ２」と称する）。
【００４１】
一方、ケース搬送部２００においては、図１に示すようにケースＣがケース保管位置Ｐ２０１から第二位置Ｐ３０２までコンベアベルト２００ａによって連続供給されており、所定の一定速度で第二位置Ｐ３０２における始点Ｐ３０２ａに達する。すると、ケースＣは撮像部２１の視野に進入しているため、撮像部２１によってケースＣの光学像を含む光学像が取得される。
【００４２】
認識手段２２では、撮像部２１において撮像された上記ケースＣを含む光学像において上述の注目領域を認識し、コンベアベルト２００ａの移動にともなう注目領域の移動を追跡する。
【００４３】
さらに、制御部２３は、ケースＣにおける第一列Ｔ１・第二列Ｔ２・第三列Ｔ３の位置を認識する。なお、第一列Ｔ１・第二列Ｔ２・第三列Ｔ３のうち一箇所以上の位置の認識に失敗した場合には第一列Ｔ１・第二列Ｔ２・第三列Ｔ３の検出を所定回数だけ再試行する。所定回数の再試行後になお認識に失敗した場合にはケースＣに不良があるか、あるいはケースＣ内に異物があるなどのエラーメッセージを外部に出力する。
【００４４】
第一列Ｔ１・第二列Ｔ２・第三列Ｔ３の位置が認識されたら、図２に示すように、最初にワークＷを第一列Ｔ１へと移送する。このとき、ケースＣはコンベアベルト２００ａによって連続的に移動しているが、撮像部２１によって所定の時間幅で光学像が繰り返し撮像されており、第一列Ｔ１の位置は、所定間隔で更新されている。したがって、汎用ロボット３２の作用軸３１に取り付けられたチャックユニット１０は、ワークＷを把持した状態でケースＣを追跡するように移動し、ケースＣ内の第一列Ｔ１へと案内される。
さらに、ワークＷがケースＣに収容された状態でチャック部１１〜１４のそれぞれが開動作され、ケースＣの第一列Ｔ１へのワークＷの移載が完了する。
【００４５】
ワークＷが第一列Ｔ１へ移載された後、汎用ロボット３２は、チャックユニット１０を第二位置Ｐ３０２から第一位置Ｐ３０１まで搬送する。このとき、撮像部２１で撮像された光学像に基づいてケースＣの位置が認識され、チャックユニット１０およびチャック部１１〜１４がケースＣに干渉しない軌道でチャックユニット１０が搬送される。
【００４６】
続いて、図２及び図３に示すように、マガジン部４０において待機している上述のワークＷ２をチャックユニット１０によって上述と同様に把持する。なお、チャックユニット１０にワークＷ２が把持されてワークＷ２がマガジン部４０から離間した後に、マガジン部４０には新たなワークＷ（ワークＷ３）が供給される。
【００４７】
制御部２３においては、配置目標位置Ｔを第一列Ｔ１から第二列Ｔ２に切り換え、第二列Ｔ２へチャックユニット１０を移送するように汎用ロボット３２に対して駆動信号を送信する。すると、上述の第一列Ｔ１へのワークＷの移送と同様にワークＷ２が第二列Ｔ２の移動を追跡しつつ第二列Ｔ２へと移送され、ケースＣ内の第二列Ｔ２にワークＷ２が移載される。
【００４８】
ワークＷ２が第二列Ｔ２へ移載された後、上述と同様にチャックユニット１０が第一位置Ｐ３０１へ戻され、マガジン部４０において待機している上述のワークＷ３をチャックユニット１０によって把持する。なお、チャックユニット１０にワークＷ３が把持されてワークＷ３がマガジン部４０から離間した後に、撮像部２１によってコンベアベルト２００ａ上で後続の他のケースＣの存在が認識されていれば、後続のケースＣへのワークＷの移載のためにさらなるワークＷがマガジン部４０に供給される。
【００４９】
制御部２３においては、配置目標位置Ｔを第二列Ｔ２から第三列Ｔ３に切り換え、第三列Ｔ３へチャックユニット１０を移送するように汎用ロボット３２に対して駆動信号を送信する。すると、上述の第一列Ｔ１へのワークＷの移送と同様にワークＷ３が第三列Ｔ３の移動を追跡しつつ第三列Ｔ３へと移送され、ケースＣ内の第三列Ｔ３にワークＷ３が移載される（図４参照）。
【００５０】
第三列Ｔ３へのワークＷの移載は、ケースＣが第二位置Ｐ３０２の終点Ｐ３０２ｂを通過してケースＣが第二位置Ｐ３０２の領域から出る前に完了する。ワークＷが収納されたケースＣは、図１に示すようにケース搬送部２００によって製品保管庫Ｐ２０２の所定の位置まで搬送される。製品保管庫Ｐ２０２は、ワークＷに適した特性を有する格納手段を採用することができる。具体的には、常温保管が好ましいワークに対しては常温保管庫、例えば飲料等であって冷蔵保管が好ましいワークに対しては冷蔵庫、さらに例えばアイスクリーム等であって冷凍保管が好ましいワークに対しては冷凍庫を備えることができる。
【００５１】
ワークＷおよびケースＣが供給されている間は上述の一連の工程を繰り返し、ケース搬送部２００によって搬送されるケースＣのそれぞれに対して順次ワークＷを収容してゆく。
【００５２】
以上説明したように、本発明の移載装置３００及びケーサーシステム１によれば、マガジン部４０に供給されたワークＷを直接ケースＣへ移載することができるため、従来必要であったワークＷの整列・集積が不要となる。このため、ワークＷを集積させるための集積スペースが不要となるとともに、整列・集積に要していた時間を削減して処理能力を向上させることができる。
【００５３】
また、ケースＣ内の領域を第一列Ｔ１・第二列Ｔ２・第三列Ｔ３に分割し、一列に相当する個数（４個）ずつケースに移載するため、チャックユニット１０の小型軽量化ができる。
このように、本実施形態のケーサーシステム１及び移載装置３００によれば、従来の方式に比べて工程が単純化され、機械装置の構成や構造も簡素化され、装置全体の形状としても大幅に小型化することが可能となる。
【００５４】
さらに、従来のようにプッシャによってワークを押し出して整列・集積させる構成に代えて、ワークＷをマガジン部４０から引き上げて空中でケースＣまで移送可能な構成を有しているので、ワークＷの底部をこすったりすることによるワークＷへの物理的刺激（ストレス）を与えることが抑制され、ワークＷの損傷を抑制できる。
【００５５】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上述の実施形態では、コンベアベルト２００ａ上でのケースＣの移動を撮像部２１によって認識してケースＣを追跡する構成を採用したが、これに限らず、たとえば図２に示す検知部２００ｂにおいてコンベアベルト２００ａの移動量を検出するエンコーダー（計測部）を設けることでケースＣの移動量を間接的に認識する構成を採用することもできる。この場合、制御部２３に代えて、エンコーダーにおける上記移動量を参照してケースＣの位置を算出する算出部を有し、ケースＣにおける第一列Ｔ１・第二列Ｔ２・第三列Ｔ３にワークＷを案内する駆動信号を汎用ロボット３２に対して送信可能な制御部を備えることで本発明の効果を奏することができる。
さらに、追従手段２０にエンコーダーを採用することで、装置構成が簡略化できるとともにケーサーシステム１及び移載装置３００の製造コストを低く抑えることができる。
【００５６】
また、上述のエンコーダーと上述の撮像部２１とを併用することもできる。この場合、コンベアベルト２００ａの伸び等によるエンコーダーの誤差が撮像部２１によって補正可能であり、追従手段２０の精度をさらに高めることができる。
【００５７】
また、本発明の移載装置は、上述の実施形態において説明したゲーブルトップ型の容器以外のワークを移載する装置にも適用することができる。例えば、アイスクリームやヨーグルト等を充填したカップ容器をケースに移載する装置に本発明を適用する場合には、チャックユニット１０におけるチャック部１１、１２、１３、１４に代えて、上記カップ容器の一部に吸着可能な吸着ヘッドを備えればよい。このような吸着ヘッドは、例えば真空エゼクタ（ＳＭＣ ＺＨ１０ＢＳ−０６−０１）あるいはバキュームパット（妙徳 ＰＪＧ−４０−Ｓ）などの部品で構成することができる。また、チャック部１１、１２、１３、１４に代えてワークを把持する二つ割のチャックを採用することで、牛乳壜をケースに移載する移載装置にも本発明を適用することができる。
【００５８】
また、上述の実施形態においてマガジン部４０におけるワークＷの配列は１列で計４個配列された形態を示し、ケースＣ内におけるワークＷの配列は４×３の行列に計１２個配列された形態を示したが、ワークＷの数量及び配列は適宜選択することができる。例えば、第二位置Ｐ３０２における上記所定長さＬの範囲で３回以上ワークＷの移送を行って、１２個以上のワークＷを収容可能なケースにワークＷを移載することもできる。
【符号の説明】
【００５９】
１ ケーサーシステム
１０ チャックユニット（把持体）
２０ 追従手段
２１ 撮像部
２２ 認識手段
２３ 制御部
３０ 移送機構
４０ マガジン部
２００ ケース搬送部（ケース搬送手段）
３００ 移載装置
Ｃ ケース
Ｐ２０２ 製品保管庫（格納手段）
Ｐ３０２ 第二位置（梱包位置）
Ｔ 配置目標位置
Ｗ ワーク（被梱包物品）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移載装置及びケーサーシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体飲料を充填した紙パック容器やペットボトル、ビール壜、牛乳壜およびアイスクリームやヨーグルトなどを充填したカップ容器等（以下「ワーク」と称する。）は、所定個数ずつプラスチックやダンボール箱等の流通箱（以下「ケース」と称する。）に箱詰めされて出荷されている。
【０００３】
ワークをケースへ移載する技術としては、例えば、コンベア上に一列に流れてきたワークを所定個数ずつプッシャで押し出すことにより、ワークを整列・集積させてワークの配列をケースの形状に適した配列に変換することが知られている。また、所定の行および列に集積されたワークを、挟み込みまたは吸盤等を有するヘッドにより捕捉して持ち上げて、別のコンベアによって供給されたケース上に移動し、ワークをケースに箱詰めすることが知られている。この際、ワークを捕捉したヘッドを降下させる方法、およびワークに対してケースを上昇させる方法が知られている。
【０００４】
このようにワークをケースに箱詰めする方法として、特許文献１には、ゲーブルトップ型紙製容器の箱詰め方法が開示されている。この特許文献１に記載の方法では、液体充填後のカートンを複数個集積させた後にカートンをグリッパーによって吊り上げてケースに移載している。また、上述の集積は、コンベアによって直列状態で供給されるワークを、プッシャによって所定個数づつ押出して整列させることが記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、商品を整列・集積できる商品集積装置が開示されている。この特許文献２に記載の商品集積装置は、所定個数の商品が収容される櫛歯状の整列ガイドと、整列ガイドに収容された商品を載置しておくためのテーブルとを備えている。この商品集積装置によれば、整列ガイドを上述の櫛歯の１ピッチ分移動させるだけで、整列ガイドの溝内に商品を導入することができ、商品の流れを停滞させることなく商品を整列・集積できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２３９３０５号公報
【特許文献２】特開平８−１３３２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、プッシャによってワークの胴体部が押されながらワークが移動するため、ワークの胴体部にストレスがかかり、またワークの底が擦れたりするため、紙カートンに損傷を与える場合があった。さらに、ワークを所定の行および列に整列・集積させた後に、それらを捕捉してケースに移載するという２段階の動作を要するので、ワーク処理能力を向上させることが困難であった。
また、特許文献２に記載の装置では、商品がテーブルに対して摺動されるので、商品にストレスあるいは損傷を与える場合があった。
さらに、これらの装置・方法では１ケースに収容可能なワークを一度に移載するものであったため、ワークを移載するためにワークを把持する部分の構成が大型になってしまう可能性があった。
【０００８】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ワークにストレスをかけることなく、かつ小型で高速にワークをケースに移載できる移載装置およびケーサーシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の移載装置は、所定の梱包位置を通過するように連続供給されるケースに被梱包物品を移載する移載装置であって、前記被梱包物品が供給されるマガジン部と、前記マガジン部に供給された前記被梱包物品を把持可能な把持体と、前記把持体に把持された前記被梱包物品を前記マガジン部から空中へと離間させた後に、前記被梱包物品を把持した前記把持体を、前記梱包位置を通過中の前記ケースへ移送する移送機構と、を備え、前記移送機構は、前記把持体を前記ケースの移動に追従させて前記被梱包物品を前記ケースに案内する追従手段を有することを特徴としている。
【００１０】
また、前記マガジン部には前記被梱包物品が直列配置され、前記移送機構は前記ケースの各々に対して２回以上前記移送を行うことが好ましい。
【００１１】
また、前記追従手段は、前記ケースの光学像を取得する撮像部と、前記光学像に基づいて前記ケースにおける前記被梱包物品の配置目標位置を認識する認識手段と、前記ケースの移動にともなう前記配置目標位置の移動を追跡するとともに前記追跡の結果に基づいて前記移送機構における前記案内の動作を制御する制御部と、を有することが好ましい。
【００１２】
また、前記追従手段は、前記ケースの移動量を計測する計測部と、前記移動量に基づいて前記ケースの位置を算出する算出部と、前記ケースの移動にともなう前記位置の変化に追従して前記ケースにおける所定位置を追跡するとともに前記追跡の結果に基づいて前記案内の動作を制御する制御部と、を有していてもよい。
【００１３】
本発明のケーサーシステムは、本発明の移載装置と、少なくとも前記梱包位置を通過するように前記ケースを定速搬送するケース搬送手段と、前記ケース搬送手段の軌道上に位置し前記ケースに梱包された前記被梱包物品が格納される格納手段と、を備えることを特徴としている。
【００１４】
また、前記格納手段は、前記被梱包物品が要冷蔵の場合は、前記被梱包物品を冷蔵する冷蔵庫を有することが好ましい。
【００１５】
また、前記格納手段は、前記被梱包物品が要冷凍の場合は、前記被梱包物品を冷凍する冷凍庫を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の移載装置及びケーサーシステムによれば、ワークの胴体を押したり、底部をこすったりする動作が抑制されているので、ワークにストレスあるいは損傷を与えることを抑制できる。
また、従来必要であったワークの整列・集積が不要になるので、ワークを集積するための集積スペースが不要となるとともにワーク処理能力を高めることができる。
さらに、ワークの整列・集積が不要になる分だけ従来の方式に比べて工程が単純化され、機械装置の構成や構造も簡素化され、装置全体の形状としても大幅に小型化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態のケーサーシステムのレイアウトを示す構成図である。
【図２】同ケーサーシステムにおける移載装置付近の構成を一部破断して示す平面図である。
【図３】同移載装置の正面図である。
【図４】同移載装置の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態の移載装置および移載装置を搭載するケーサーシステムについて図１ないし図４を参照して説明する。
図１は、本実施形態の移載装置３００を搭載するケーサーシステム１のレイアウトを示す図である。図１に示すケーサーシステム１は、液体飲料等が充填された紙容器（カートン）がワークＷであり、所定個数のワークＷをまとめてケースＣに収容するための設備である。本実施形態では、ワークＷの形状として牛乳などの飲料を充填するために広く用いられているゲーブルトップ型の容器形状を示しているが、ワークＷの形状はこれに限られるものではない。
【００１９】
本実施形態では、ケースＣの形状として、ワークＷを４×３の行列で収容可能な形状を例示し、ケースＣに対して最大１２個のワークＷを収容可能な装置構成について説明する。
【００２０】
ケーサーシステム１は、ワークＷを供給するワーク供給部１００と、ワークＷを収容するためのケースＣを搬送するケース搬送部２００と、ワークＷをケースＣに移載する移載装置３００と、を備えている。
【００２１】
本実施形態では、ワーク供給部１００は、ワークＷに液体を充填・密封する液体充填装置であり、周知の液体充填装置を適宜採用することができる。また、ワーク供給部１００は、ワークＷを移載装置３００へ搬送するためのワーク供給コンベア１０１を備えている。ワーク供給コンベア１０１には、周知のコンベア装置を適宜採用することができる。
【００２２】
ケース搬送部２００は、所定のケース保管位置Ｐ２０１と所定の製品保管庫Ｐ２０２との間にコンベアベルト２００ａを有する周知のコンベア装置を適宜採用することができる。また、ケース搬送部２００は、新規なケースＣあるいは回収されたリサイクルケースＣ（以下あわせて「ケースＣ」と称する。）などを搬送可能である。
【００２３】
図２は、ケーサーシステム１の一部の構成を一部破断して示す平面図である。図２に示すように、ケース搬送部２００には、コンベアベルト２００ａの移動速度を検知してコンベアベルト２００ａの移動速度を一定に保つための検知部２００ｂが設けられている。なお、検知部２００ｂの位置は図２に示す位置に限らずコンベアベルト２００ａの軌道における適宜の位置とすることができる。
【００２４】
また、コンベアベルト２００ａの軌道上には移載装置３００が配置されている。移載装置３００には、ワーク供給コンベア１０１が接続されてワークＷが供給される第一位置Ｐ３０１と、ケース搬送部２００の軌道上に位置しておりワークＷをケースＣに収容する位置である第二位置Ｐ３０２と、が設定されている。
【００２５】
第二位置Ｐ３０２は、コンベアベルト２００ａの軌道方向に延びる所定長さＬを有する領域である。所定長さＬは、ケース搬送部２００におけるケースＣの搬送速度などに基づいて好適な長さを適宜設定することができる。また、第二位置Ｐ３０２におけるケースＣへのワークＷの移載は、ケース搬送部２００上のケースＣが移載装置３００に対して連続的に相対移動している状態で行われる。すなわち、本実施形態の移載装置３００は、第二位置Ｐ３０２を通過するように連続供給されるケースＣに被梱包物品であるワークＷを移載する装置である。
【００２６】
図３は、移載装置３００の正面図である。なお、図３では図２において符号ＣＢで示す部分の記載を省略している。図２及び図３に示すように、移載装置３００は、ワークＷが供給されるマガジン部４０と、マガジン部４０に供給されたワークＷを把持可能なチャックユニット１０（把持体）と、チャックユニット１０に把持されたワークＷをマガジン部４０から空中へと離間させた後に第二位置Ｐ３０２を通過中のケースＣへ移送する移送機構３０と、を備えている。
【００２７】
マガジン部４０は、ワーク供給部１００によって供給されたワークＷを直線上に最大４個整列させて配置することができる。なお、マガジン部４０には必要に応じて、ワークＷに対してマガジン部４０を挟んで対向して配置され、ワークＷの側壁部（胴部）に接触してワークＷの姿勢を修正する図示しない姿勢修正機構を有していてもよい。なお、姿勢修正機構を有する構成を採用する場合には、姿勢修正機構によるワークＷの側壁部への摩擦や衝撃を抑えるように留意することが好ましい。
マガジン部４０には、ワーク供給コンベア１０１上を搬送されてきたワークＷの流れをせき止めるためのストッパ４１が設けられている。
【００２８】
チャックユニット１０は、ワークＷを個別に把持可能な同形同大のチャック部１１〜１４を有している。本実施形態におけるチャック部１１〜１４は、ゲーブルトップ型のワークＷにおける頂部ＷＴを把持可能な詳細は図示しない挟み込み（開閉動作）型のグリップ機構を有し、ワークＷの底部を空中に引き上げるように把持するものである。また、本実施形態では、チャック部１１〜１４のそれぞれは個別に開閉動作可能であり、チャックユニット１０はワークＷを最大４個まで把持することができる。また、チャック部１１〜１４の開閉動作を同期させて、単一の駆動信号でチャック部１１〜１４の開閉動作を制御することもできる。
【００２９】
移送機構３０には、フレームＦに設置可能な構成を有する周知の産業用ロボットが設けられた構成を採用することができ、特に水平多関節ロボットを好適に採用することができる。本実施形態では、移送機構３０には汎用ロボット３２が備えられた構成を採用した。また、汎用ロボット３２の作用軸３１には、上述のチャックユニット１０が接続されている。また、移送機構３０は、チャックユニット１０をケースＣの移動に追従させてワークＷをケースＣに案内する追従手段２０を有している。
【００３０】
追従手段２０は、ケースＣの光学像を取得する撮像部２１と、光学像に基づいてケースＣにおけるワークＷの配置目標位置Ｔを認識する認識手段２２と、ケースＣの移動にともなう配置目標位置Ｔの移動を追跡して移送機構３０における上述の案内動作を制御する制御部２３と、を有している。
【００３１】
撮像部２１は、上述の第二位置Ｐ３０２を撮像領域とするデジタルカメラである。撮像部２１におけるフレームレート（撮像の頻度）はケースＣの移動速度に基づいて適宜選択することができ、撮像部２１は例えばデジタルビデオカメラであっても良い。
【００３２】
また、撮像部２１には、ＣＣＤやＣＭＯＳ等のエリアイメージセンサを搭載した固体撮像装置を採用することができ、撮像部２１にＣＣＤカメラが採用された場合には、対象物を高精度に撮像することができる。
【００３３】
認識手段２２は、撮像部２１と電気的に接続された回路であり、上述の光学像に基づいて光学像に含まれる所定のパターンを認識するパターン認識ブロック２２ａと、例えば上述のケースＣなどのケースにおいてワークＷが配置される位置(上述の配置目標位置Ｔ)があらかじめ記憶されたパターン記憶部２２ｂと、を有している。
認識手段２２では、撮像部２１において撮像されて認識手段２２に送信された画像から、ケースＣの形状パターンにマッチする領域を注目領域として識別する。また、本実施形態では、パターン記憶部２２ｂには配置目標位置Ｔとして、ケースＣの形状に対応して第一列Ｔ１・第二列Ｔ２・第三列Ｔ３が設定されている（図４参照）。第一列Ｔ１・第二列Ｔ２・第三列Ｔ３のそれぞれは各列あたり４個のワークＷが配列可能な領域である。
【００３４】
制御部２３は、詳細は図示しないが上述の認識手段２２と一体にフレームＦの制御ボックスＣＢ内に格納されている。
【００３５】
制御部２３は、チャックユニット１０をケースＣ内の第一列Ｔ１・第二列Ｔ２・第三列Ｔ３に案内するようにチャックユニット１０の軌道を指示する駆動信号を汎用ロボット３２に対して送信可能である。汎用ロボット３２は、制御部２３から受信した上述の駆動信号を含む所定の駆動信号に基づいて指示された動作を行う。
【００３６】
また、制御部２３においては、汎用ロボット３２の動作をコンベアベルト２００ａ上のケースＣに追従させるために、コンベアベルト２００ａの移動速度と、コンベアベルト２００ａによって搬送されるケースＣの位置と、汎用ロボット３２に接続されたチャックユニット１０の位置と、の位置情報に基づき、コンベアベルト２００ａ上を移動するケースＣとチャックユニット１０との間における距離の時間変化を検出して出力フィードバックを行う。これにより、チャックユニット１０とケースＣとの相対位置関係をリアルタイムでフィードバック制御してオフセットの残らない追従制御ができる。
【００３７】
さらに、本実施形態では、上記位置情報の観測値に含まれる誤差に起因する追従制御の精度低下を抑制するために、誤差を含む前述の観測値を用いてチャックユニット１０とケースＣとの真の相対位置関係を推定することができる。具体的には、ケーサーシステム１あるいは移載装置３００におけるシステムノイズ及び観測ノイズを、ガウス分布に従う主要なノイズ群と想定し、カルマンフィルタ等を用いて上記ノイズの影響を低減する事ができる。
【００３８】
以上に説明する構成の、本実施形態のケーサーシステム１全体の使用時の動作及び移載装置３００の作用について図１から図４を参照して説明する。
まず、図１に示すように、ワーク供給部１００において所定の加工が行われたワークＷは、ワーク搬送コンベア１０１によってワーク移載装置３００のマガジン部４０に供給される。マガジン部４０では、ストッパ４１によってワークＷがせき止められる。すると、第一位置Ｐ３０１には、ワークＷが４個直列配置される。必要に応じて、マガジン部４０においてワークＷの位置調整を行い、ワークＷが整列されるように位置修正を行っても良い。
【００３９】
次に、図２及び図３に示すように制御部２３によって汎用ロボット３２が駆動され、汎用ロボット３２の作用軸３１に取り付けられたチャックユニット１０がマガジン部４０まで搬送される。続いてチャックユニット１０が第一位置Ｐ３０１においてワークＷを把持するための所定のチャック位置まで下降し、続いてチャック部１１〜１４によりワークＷの頂部ＷＴが把持される。なお、所定のチャック位置は、ワークＷの形状の差異（例えば容器の容量の違いによる形状の差異など）によって予め設定されており、ワークＷの種類によって切り換えて動作可能である。
【００４０】
続いて、上述のチャック部１１〜１４のそれぞれが閉動作され、チャック部１１〜１４のそれぞれによってワークＷの頂部ＷＴが把持される。さらに、移送機構３０によってチャックユニット１０が鉛直上方に移動されて、ワークＷはチャック部１１〜１４によって空中に引き上げられる。このとき、図３に示すようにワークＷの底部および胴体部はマガジン部４０等の部材から離間している。ワークＷがマガジン部４０から離間した後、マガジン部４０には新たなワークＷが供給され、直列配置された状態で待機する（この新たなワークＷを便宜的に「ワークＷ２」と称する）。
【００４１】
一方、ケース搬送部２００においては、図１に示すようにケースＣがケース保管位置Ｐ２０１から第二位置Ｐ３０２までコンベアベルト２００ａによって連続供給されており、所定の一定速度で第二位置Ｐ３０２における始点Ｐ３０２ａに達する。すると、ケースＣは撮像部２１の視野に進入しているため、撮像部２１によってケースＣの光学像を含む光学像が取得される。
【００４２】
認識手段２２では、撮像部２１において撮像された上記ケースＣを含む光学像において上述の注目領域を認識し、コンベアベルト２００ａの移動にともなう注目領域の移動を追跡する。
【００４３】
さらに、制御部２３は、ケースＣにおける第一列Ｔ１・第二列Ｔ２・第三列Ｔ３の位置を認識する。なお、第一列Ｔ１・第二列Ｔ２・第三列Ｔ３のうち一箇所以上の位置の認識に失敗した場合には第一列Ｔ１・第二列Ｔ２・第三列Ｔ３の検出を所定回数だけ再試行する。所定回数の再試行後になお認識に失敗した場合にはケースＣに不良があるか、あるいはケースＣ内に異物があるなどのエラーメッセージを外部に出力する。
【００４４】
第一列Ｔ１・第二列Ｔ２・第三列Ｔ３の位置が認識されたら、図２に示すように、最初にワークＷを第一列Ｔ１へと移送する。このとき、ケースＣはコンベアベルト２００ａによって連続的に移動しているが、撮像部２１によって所定の時間幅で光学像が繰り返し撮像されており、第一列Ｔ１の位置は、所定間隔で更新されている。したがって、汎用ロボット３２の作用軸３１に取り付けられたチャックユニット１０は、ワークＷを把持した状態でケースＣを追跡するように移動し、ケースＣ内の第一列Ｔ１へと案内される。
さらに、ワークＷがケースＣに収容された状態でチャック部１１〜１４のそれぞれが開動作され、ケースＣの第一列Ｔ１へのワークＷの移載が完了する。
【００４５】
ワークＷが第一列Ｔ１へ移載された後、汎用ロボット３２は、チャックユニット１０を第二位置Ｐ３０２から第一位置Ｐ３０１まで搬送する。このとき、撮像部２１で撮像された光学像に基づいてケースＣの位置が認識され、チャックユニット１０およびチャック部１１〜１４がケースＣに干渉しない軌道でチャックユニット１０が搬送される。
【００４６】
続いて、図２及び図３に示すように、マガジン部４０において待機している上述のワークＷ２をチャックユニット１０によって上述と同様に把持する。なお、チャックユニット１０にワークＷ２が把持されてワークＷ２がマガジン部４０から離間した後に、マガジン部４０には新たなワークＷ（ワークＷ３）が供給される。
【００４７】
制御部２３においては、配置目標位置Ｔを第一列Ｔ１から第二列Ｔ２に切り換え、第二列Ｔ２へチャックユニット１０を移送するように汎用ロボット３２に対して駆動信号を送信する。すると、上述の第一列Ｔ１へのワークＷの移送と同様にワークＷ２が第二列Ｔ２の移動を追跡しつつ第二列Ｔ２へと移送され、ケースＣ内の第二列Ｔ２にワークＷ２が移載される。
【００４８】
ワークＷ２が第二列Ｔ２へ移載された後、上述と同様にチャックユニット１０が第一位置Ｐ３０１へ戻され、マガジン部４０において待機している上述のワークＷ３をチャックユニット１０によって把持する。なお、チャックユニット１０にワークＷ３が把持されてワークＷ３がマガジン部４０から離間した後に、撮像部２１によってコンベアベルト２００ａ上で後続の他のケースＣの存在が認識されていれば、後続のケースＣへのワークＷの移載のためにさらなるワークＷがマガジン部４０に供給される。
【００４９】
制御部２３においては、配置目標位置Ｔを第二列Ｔ２から第三列Ｔ３に切り換え、第三列Ｔ３へチャックユニット１０を移送するように汎用ロボット３２に対して駆動信号を送信する。すると、上述の第一列Ｔ１へのワークＷの移送と同様にワークＷ３が第三列Ｔ３の移動を追跡しつつ第三列Ｔ３へと移送され、ケースＣ内の第三列Ｔ３にワークＷ３が移載される（図４参照）。
【００５０】
第三列Ｔ３へのワークＷの移載は、ケースＣが第二位置Ｐ３０２の終点Ｐ３０２ｂを通過してケースＣが第二位置Ｐ３０２の領域から出る前に完了する。ワークＷが収納されたケースＣは、図１に示すようにケース搬送部２００によって製品保管庫Ｐ２０２の所定の位置まで搬送される。製品保管庫Ｐ２０２は、ワークＷに適した特性を有する格納手段を採用することができる。具体的には、常温保管が好ましいワークに対しては常温保管庫、例えば飲料等であって冷蔵保管が好ましいワークに対しては冷蔵庫、さらに例えばアイスクリーム等であって冷凍保管が好ましいワークに対しては冷凍庫を備えることができる。
【００５１】
ワークＷおよびケースＣが供給されている間は上述の一連の工程を繰り返し、ケース搬送部２００によって搬送されるケースＣのそれぞれに対して順次ワークＷを収容してゆく。
【００５２】
以上説明したように、本発明の移載装置３００及びケーサーシステム１によれば、マガジン部４０に供給されたワークＷを直接ケースＣへ移載することができるため、従来必要であったワークＷの整列・集積が不要となる。このため、ワークＷを集積させるための集積スペースが不要となるとともに、整列・集積に要していた時間を削減して処理能力を向上させることができる。
【００５３】
また、ケースＣ内の領域を第一列Ｔ１・第二列Ｔ２・第三列Ｔ３に分割し、一列に相当する個数（４個）ずつケースに移載するため、チャックユニット１０の小型軽量化ができる。
このように、本実施形態のケーサーシステム１及び移載装置３００によれば、従来の方式に比べて工程が単純化され、機械装置の構成や構造も簡素化され、装置全体の形状としても大幅に小型化することが可能となる。
【００５４】
さらに、従来のようにプッシャによってワークを押し出して整列・集積させる構成に代えて、ワークＷをマガジン部４０から引き上げて空中でケースＣまで移送可能な構成を有しているので、ワークＷの底部をこすったりすることによるワークＷへの物理的刺激（ストレス）を与えることが抑制され、ワークＷの損傷を抑制できる。
【００５５】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上述の実施形態では、コンベアベルト２００ａ上でのケースＣの移動を撮像部２１によって認識してケースＣを追跡する構成を採用したが、これに限らず、たとえば図２に示す検知部２００ｂにおいてコンベアベルト２００ａの移動量を検出するエンコーダー（計測部）を設けることでケースＣの移動量を間接的に認識する構成を採用することもできる。この場合、制御部２３に代えて、エンコーダーにおける上記移動量を参照してケースＣの位置を算出する算出部を有し、ケースＣにおける第一列Ｔ１・第二列Ｔ２・第三列Ｔ３にワークＷを案内する駆動信号を汎用ロボット３２に対して送信可能な制御部を備えることで本発明の効果を奏することができる。
さらに、追従手段２０にエンコーダーを採用することで、装置構成が簡略化できるとともにケーサーシステム１及び移載装置３００の製造コストを低く抑えることができる。
【００５６】
また、上述のエンコーダーと上述の撮像部２１とを併用することもできる。この場合、コンベアベルト２００ａの伸び等によるエンコーダーの誤差が撮像部２１によって補正可能であり、追従手段２０の精度をさらに高めることができる。
【００５７】
また、本発明の移載装置は、上述の実施形態において説明したゲーブルトップ型の容器以外のワークを移載する装置にも適用することができる。例えば、アイスクリームやヨーグルト等を充填したカップ容器をケースに移載する装置に本発明を適用する場合には、チャックユニット１０におけるチャック部１１、１２、１３、１４に代えて、上記カップ容器の一部に吸着可能な吸着ヘッドを備えればよい。このような吸着ヘッドは、例えば真空エゼクタ（ＳＭＣ ＺＨ１０ＢＳ−０６−０１）あるいはバキュームパット（妙徳 ＰＪＧ−４０−Ｓ）などの部品で構成することができる。また、チャック部１１、１２、１３、１４に代えてワークを把持する二つ割のチャックを採用することで、牛乳壜をケースに移載する移載装置にも本発明を適用することができる。
【００５８】
また、上述の実施形態においてマガジン部４０におけるワークＷの配列は１列で計４個配列された形態を示し、ケースＣ内におけるワークＷの配列は４×３の行列に計１２個配列された形態を示したが、ワークＷの数量及び配列は適宜選択することができる。例えば、第二位置Ｐ３０２における上記所定長さＬの範囲で３回以上ワークＷの移送を行って、１２個以上のワークＷを収容可能なケースにワークＷを移載することもできる。
【符号の説明】
【００５９】
１ ケーサーシステム
１０ チャックユニット（把持体）
２０ 追従手段
２１ 撮像部
２２ 認識手段
２３ 制御部
３０ 移送機構
４０ マガジン部
２００ ケース搬送部（ケース搬送手段）
３００ 移載装置
Ｃ ケース
Ｐ２０２ 製品保管庫（格納手段）
Ｐ３０２ 第二位置（梱包位置）
Ｔ 配置目標位置
Ｗ ワーク（被梱包物品）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の梱包位置を通過するように連続供給されるケースに被梱包物品を移載する移載装置であって、
前記被梱包物品が供給されるマガジン部と、
前記マガジン部に供給された前記被梱包物品を把持可能な把持体と、
前記把持体に把持された前記被梱包物品を前記マガジン部から空中へと離間させた後に、前記被梱包物品を把持した前記把持体を前記梱包位置を通過中の前記ケースへ移送する移送機構と、
を備え、
前記移送機構は、
前記把持体を前記ケースの移動に追従させて前記被梱包物品を前記ケースに案内する追従手段を有する、
移載装置。
【請求項２】
前記マガジン部には前記被梱包物品が直列配置され、
前記移送機構は前記ケースの各々に対して２回以上前記移送を行う請求項１に記載の移載装置。
【請求項３】
前記追従手段は、
前記ケースの光学像を取得する撮像部と、
前記光学像に基づいて前記ケースにおける前記被梱包物品の配置目標位置を認識する認識手段と、
前記ケースの移動にともなう前記配置目標位置の移動を追跡するとともに前記追跡の結果に基づいて前記移送機構における前記案内の動作を制御する制御部と、
を有する請求項１または２に記載の移載装置。
【請求項４】
前記追従手段は、
前記ケースの移動量を計測する計測部と、
前記移動量に基づいて前記ケースの位置を算出する算出部と、
前記ケースの移動にともなう前記位置の変化に追従して前記ケースにおける所定位置を追跡するとともに前記追跡の結果に基づいて前記案内の動作を制御する制御部と、
を有する請求項１または２に記載の移載装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の移載装置と、
少なくとも前記梱包位置を通過するように前記ケースを定速搬送するケース搬送手段と、
前記ケース搬送手段の軌道上に位置し前記ケースに梱包された前記被梱包物品が格納される格納手段と、
を備えるケーサーシステム。
【請求項６】
前記格納手段は、前記被梱包物品が要冷蔵の場合は、前記被梱包物品を冷蔵する冷蔵庫を有する請求項５に記載のケーサーシステム。
【請求項７】
前記格納手段は、前記被梱包物品が要冷凍の場合は、前記被梱包物品を冷凍する冷凍庫を有する請求項５に記載のケーサーシステム。
【請求項１】
所定の梱包位置を通過するように連続供給されるケースに被梱包物品を移載する移載装置であって、
前記被梱包物品が供給されるマガジン部と、
前記マガジン部に供給された前記被梱包物品を把持可能な把持体と、
前記把持体に把持された前記被梱包物品を前記マガジン部から空中へと離間させた後に、前記被梱包物品を把持した前記把持体を前記梱包位置を通過中の前記ケースへ移送する移送機構と、
を備え、
前記移送機構は、
前記把持体を前記ケースの移動に追従させて前記被梱包物品を前記ケースに案内する追従手段を有する、
移載装置。
【請求項２】
前記マガジン部には前記被梱包物品が直列配置され、
前記移送機構は前記ケースの各々に対して２回以上前記移送を行う請求項１に記載の移載装置。
【請求項３】
前記追従手段は、
前記ケースの光学像を取得する撮像部と、
前記光学像に基づいて前記ケースにおける前記被梱包物品の配置目標位置を認識する認識手段と、
前記ケースの移動にともなう前記配置目標位置の移動を追跡するとともに前記追跡の結果に基づいて前記移送機構における前記案内の動作を制御する制御部と、
を有する請求項１または２に記載の移載装置。
【請求項４】
前記追従手段は、
前記ケースの移動量を計測する計測部と、
前記移動量に基づいて前記ケースの位置を算出する算出部と、
前記ケースの移動にともなう前記位置の変化に追従して前記ケースにおける所定位置を追跡するとともに前記追跡の結果に基づいて前記案内の動作を制御する制御部と、
を有する請求項１または２に記載の移載装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の移載装置と、
少なくとも前記梱包位置を通過するように前記ケースを定速搬送するケース搬送手段と、
前記ケース搬送手段の軌道上に位置し前記ケースに梱包された前記被梱包物品が格納される格納手段と、
を備えるケーサーシステム。
【請求項６】
前記格納手段は、前記被梱包物品が要冷蔵の場合は、前記被梱包物品を冷蔵する冷蔵庫を有する請求項５に記載のケーサーシステム。
【請求項７】
前記格納手段は、前記被梱包物品が要冷凍の場合は、前記被梱包物品を冷凍する冷凍庫を有する請求項５に記載のケーサーシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２８５１８３（Ｐ２０１０−２８５１８３Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４０２１７（Ｐ２００９−１４０２１７）
【出願日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【出願人】（０００２２３１４８）株式会社トーワテクノ (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【出願人】（０００２２３１４８）株式会社トーワテクノ (10)
【Ｆターム（参考）】
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