JP2003182845A - パレタイザ用シート材挿入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】パレット上に積み付けた物品についての識別情
報を表示するための、カンバンと称するシート材を、機
械で自動的に取り付けることができるようにすること。 【解決手段】物品３に関する情報を表示したシート材４
を保持する保持手段５を、上記シート材４が提供される
提供位置から、パレタイザが積み付ける物品３にシート
材４の一部を重ねる挿入位置まで往復動する移送手段１
２で支持し、これら保持手段５と移送手段１２に、所定
数の物品３を順に積み付けるパレタイザが物品３を途中
まで積み付ける第一次積み付けが完了した後で、上記保
持手段５でシート材４を保持し、上記移送手段１２で挿
入位置に移送してシート材４を離す駆動制御を行う制御
手段５５を備えたパレタイザ用シート材挿入装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、パレタイザで物
品を積み付けるときに、その物品に関する情報を表示し
たシート材を取り付けるための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上述のようなシート材は、一般にカンバ
ンと称され、積み付ける物品が例えばラップラウンドケ
ース用の段ボールシートであれば、その段ボールシート
の納入先や包装するものの商品名、製造番号など、必要
なすべての情報が表示されている。このシート材の取り
付けは、所定数の物品をすべて積み付けた後、上下に重
なった物品間に人手で隙間を空けて、シート材の一部を
差し込んで行っている。

【０００３】つまり取り付け作業は人手によって行うも
ので、手間がかかる上に、一度積み付けた物品間に隙間
を空けるので、綺麗な積み付け状態を損ねたり、作業員
がけがをしたりする恐れがあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこでこの発明は、パ
レタイザによる積み付けに必要なシート材挿入作業を自
動で行えるようにして、積み付け作業を簡単にし、安全
性を確保することを主たる課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そのための手段は、物品
に関する情報を表示したシート材を保持する保持手段
を、上記シート材が提供される提供位置から、パレタイ
ザが積み付ける物品にシート材の一部を重ねる挿入位置
まで往復動する移送手段で支持し、これら保持手段と移
送手段に、所定数の物品を順に積み付けるパレタイザが
物品を途中まで積み付ける第一次積み付けが完了した後
で、上記保持手段でシート材を保持し、上記移送手段で
挿入位置に移送してシート材を離す駆動制御を行う制御
手段を備えたパレタイザ用シート材挿入装置であること
を特徴とする。

【０００６】すなわち、パレタイザによる物品の積み付
けが進み、第一次積み付けが完了すると、制御手段の駆
動制御により保持手段が、提供位置にあるシート材を保
持し、移送手段が、そのシート材を挿入位置まで移送す
る。シート材は、トレイに収納するなどして提供するほ
か、必要情報をプリントするプリンタから直接提供する
もよく、保持手段による保持は、例えば吸着などで行え
ばよい。挿入位置ではシート材の一部が、第一次積み付
けの完了した物品の上に、重なるように位置する。

【０００７】シート材の挿入の仕方が、シート材の大部
分を物品に重ねた状態である場合には、挿入位置に移送
した段階で離してもよいが、シート材のごく一部を挟む
挿入の仕方の場合には、保持手段でシート材を保持した
まま挿入位置で待機する。そして、パレタイザによる残
りの物品の積み付け、少なくともシート材の上への積み
付けを待って、シート材を離して、保持手段と移送手段
を初期位置に戻す。

【０００８】パレタイザにより残りの物品が積み付けら
れたならば、挿入位置に移送されたシート材は、積み付
けられた物品の間に挿入された形となる。

【０００９】なお、前記移送手段を、前記保持手段を水
平方向に回転可能に支持するリスト部と、該リスト部を
水平方向に旋回するアーム部とで構成し、該アーム部を
駆動する駆動部と上記リスト部との間に、アーム部が旋
回するときその旋回方向と反対方向に上記リスト部をア
ーム部と同一またはそれに近い角度回転させる動力伝達
部を設けると、シート材の挿入位置を、必要に応じて変
更できるのでよい。

【００１０】すなわち、物品を積み付けるときの台とな
るパレットには方向性があるので、パレット上の物品を
取り扱う工場によってシート材の挿入位置が異なるが、
上述のように構成すると、例えばアーム部の基端部をパ
レットの対角線の延長線に近い位置に設置した場合、ア
ームを９０度回転することで、パレット上に積み付ける
物品の一側面だけではなく、その面と隣り合う他の面に
シート材を挿入することもできる。つまり、物品の一側
面に沿う姿勢のアーム部が９０度回転して物品における
上記一側面と隣り合う他の側面に沿う姿勢になったと
き、リスト部は、逆方向に９０度またはそれに近い角度
回転するので、アーム部の回転前と比べても、物品の側
面に向かう保持部の姿勢に変化はなく、アーム部の回転
前も後も、同様に挿入位置に位置させることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】この発明の一実施の形態を、以下
図面を用いて説明する。図１は、パレタイザ用シート材
挿入装置１（以下、挿入装置という）の断面図、図２は
その一部断面平面図であり、この挿入装置１は、積み付
けロボット２や搬送コンベア等で構成したパレタイザに
組み込んで使用する。より詳しくは、図３に示したよう
に積み付けロボット２と対峙するように設置して使用す
る。すなわち積み付けロボット２は、図４に示したよう
にパレタイザのシステム構成例に例示したようなライン
で物品３の積み付けを行うが、この積み付けに際して、
挿入装置１がシート材４を図５に示したように物品３間
に挿入するのである。

【００１２】この例では、上記物品３として、例えばラ
ップラウンドケースに用いられる段ボールシートのよう
に、所定枚数堆積しただけで結束していないばらばら
の、無結束積層シートで説明するが、他の立体的な様々
な物品であるもよい。

【００１３】また、上記シート材４とは、積み付ける物
品を特定するための情報を表示したもので、例えば納入
先や包装対象物品名、製造番号などの必要情報が記入さ
れたカンバンと称される紙である。

【００１４】このシート材４を保持するため、挿入装置
１は保持手段５を備えている。図６がその保持手段５の
斜視図であり、垂下された保持軸６の下端に、水平に延
びる保持板７を取り付け、この保持板７の下方に、吸引
装置（図示せず）に接続された４個の吸着パッド８，９
を配設している。吸着パッド８，９は、長方形をなすシ
ート材４の反挿入側部分を吸着保持するような間隔で配
置する。

【００１５】上記シート材４は、図１に示したように上
面が開口した皿状のトレイ１０に重ねて収納しており、
上のものから順に一枚ずつ取り出される。このため４つ
の吸着パッド８，９のうち一つの吸着パッド９は、重な
ったシート材４の連れ出しを防止するため、分離用エア
シリンダ１１を介して取り付けている。

【００１６】すなわち、その吸着パッド９は、分離用エ
アシリンダ１１を駆動してピストンロッドを延ばしたと
きに、他の吸着パッド８と同じ高さになるように設定し
ておく。シート材４の吸着に際してピストンロッドを伸
ばしてから吸着をし、吸着後に保持手段５を上昇する前
に、分離用エアシリンダ１１のピストンロッドを収め
る。

【００１７】そして、このような保持手段５は、上記ト
レイ１０のある提供位置から、積み付けロボット２が積
み付ける物品３にシート材４の挿入側を重ねる挿入位置
まで往復動する移送手段１２で支持している。

【００１８】この移送手段１２は、図１に示したよう
に、上記保持軸６を枢着して保持手段５を水平方向に回
転可能に支持するリスト部１３と、このリスト部１３を
水平方向に旋回するアーム部１４を有しており、このア
ーム部１４を回転駆動する駆動部１５と、上記リスト部
１３との間に、アーム部１４が旋回する時その旋回方向
と反対方向に上記リスト部１３をアーム部１４と同一ま
たはそれに近い角度回転させる動力伝達部を設けてい
る。

【００１９】アーム部１４は、所定長さの細長い箱状に
形成し、先端部に、上記保持軸６が下に垂れるように枢
着して上記リスト部１３を構成している。保持軸６に
は、第１プーリ１６を設け、上記動力伝達部を構成する
ベルト１７の一端をかけている。

【００２０】アーム部１４の基端部は、縦長の箱状の昇
降部材１８で支持しており、昇降部材１８内に縦に延ば
した回転軸１９の回転でアーム部１４が回転するように
上記駆動部１５を構成する。上記回転軸１９を回転する
のは、昇降部材１８の下端に設けた正逆転モータ２０
で、減速機２１を介して取り付けている。回転軸１９の
上端部には、第１ギャ２２を取り付け、この第１ギャ２
２と噛合する同じ大きさの第２ギャ２３をアーム部１４
内の基端部に枢着している。

【００２１】これによって、上記モータ２０の回転力
は、回転軸１９を通して第１ギャ２２、第２ギャ２３と
伝達する。

【００２２】第２ギャ２３の上には、上記保持軸６の第
１プーリ１７と同じ高さに第２プーリ２４を一体に取り
付けて上記ベルト１７の他端をかけている。第２プーリ
の径は第２ギャの回転速度と同一の回転速度を得られる
ように同一またはそれに近い径に設定する。

【００２３】すなわち第２ギャ２３が回転されるとベル
ト１７と第１プーリ１６を介して保持軸６が回転し、保
持手段５が回転する。第１ギャ２２が回転する方向がア
ーム部１４の回転する方向であり、第２ギャ２３の回転
はそれとは反対に行われる。このため、保持軸６の回転
もアーム部１４の回転とは反対方向に行われ、第１ギャ
２２と第２ギャ２３と第２プーリ２４は同じ回転速度で
あるので、回転量は同一である。

【００２４】このため、挿入装置１を、物品３を積み付
ける台としてのパレットＰに対して、図２に示したよう
に、パレットＰの対角線の延長線近傍に設置すると、ア
ーム部１４の９０度の回転で、パレットＰ上に積み付け
る物品３の一側面だけではなく、その面と隣り合う他の
側面にシート材４を挿入することもできる。つまり、物
品３の一側面に沿う姿勢のアーム部１４を少し回転させ
ると、保持手段５は前進し、第１の挿入位置に位置す
る。物品３の一側面に沿う姿勢のアーム部１４を先と同
一の方向に９０度回転して物品３における上記一側面と
隣り合う他の側面に沿う姿勢にすると、リスト部１３
は、逆方向に９０度またはそれに近い角度回転するの
で、保持手段５は第２の挿入位置に位置する。アーム部
１４の回転前と比べても、物品３の側面に向かう保持手
段５の姿勢に変化はなく、図７に示したような挿入が可
能となる。

【００２５】上記昇降部材１８は、シート材４をトレイ
１０から剥がし取るのに必要な適宜高さ上昇するための
昇降用エアシリンダ２５を介して支持部材２６に取り付
けている。支持部材２６は、回転可能に立設した支持ボ
ルト２７に保持し、上下方向での高さを変更できるよう
にしている。支持ボルト２７の回転機構は、例えば、か
さ歯車を用いて構成すればよく、図中２８が高さ調節ハ
ンドルである。高さを固定するストッパを付設するもよ
い。

【００２６】また、支持ボルト２７を立設する支持部材
２９の昇降部材１８側の側面には、スライドレール３０
を設けて、このスライドレール３０と、昇降部材１８の
対向面に取り付けたスライダ３１とで、両者の位置関係
を規制できるようにしている。

【００２７】上記トレイ１０は、例えばラックとピニオ
ンなどの適宜の上下動機構３２を介して、上記上昇部材
１８に取り付けている。

【００２８】このような挿入装置１と組み合わせる積み
付けロボット２は、図４に示したように、ローラコンベ
ア等で構成され物品３を供給する物品供給ライン３３で
供給された物品３を、パレット供給ライン３４で供給さ
れたパレットＰ上に積み付ける。物品３のほか、合紙供
給部３５から供給される合紙３５や、天板供給部３７か
ら供給される天板３８も乗せる。

【００２９】ここで、上記物品供給ライン３３では、一
定枚数重ねた段ボールシートを打ち抜いて物品を製造し
た後、積み付け作業の効率を向上すべく二段重ねにする
段重ね装置３９を設け、この後段に、物品の縦横を揃え
る整列装置４０を設けている。

【００３０】上記段重ね装置３９は、搬送されてきた物
品３をエアシリンダ等により持ち上げて、次に搬送され
てくる物品３を待ち、持ち上げていた物品３を搬送され
てきた物品３の上に下ろして重ねるように構成すればよ
い。

【００３１】また整列装置４０は、搬送されてきた物品
をゆるく保持して物品の側面が水平になるように回転す
る構成を採用すれば、一回で縦横を揃えられる。搬送に
従って横の側面を規制して揃えてから、突き当てて縦の
側面を揃えるもよい。

【００３２】上記パレット供給ライン３４では、搬送方
向上段がわにパレット供給マガジン３４ａを設け、パレ
ットＰが順に供給されるようにしている。

【００３３】このようにして搬送されてきた物品３を積
み付ける積み付けロボット２は、図３に示したように、
上部が旋回するとともに、アーム４１の先端部を前後お
よび上下に所定範囲動作させ、取り付け部材４２を介し
て固定されたハンド４３をモータ４４により水平方向に
回転させる。物品３を積み付ける時の物品を放す解放位
置の設定は、物品３の厚みや積み付け高さ、積み付け位
置などの必要データをコンピュータに入力して、プログ
ラムに基づいて自動的に算出されるように行えばよい。

【００３４】図８はハンド４３の斜視図、図９はその側
面図である。このハンド４３は、無結束の積層シートを
移送するためのもので、長方形枠上をなすハンド本体４
５に、物品３の一端部の下部を支えるべく水平方向に進
退するＬ字型プレート４６と、該Ｌ字型プレート４６に
対向して物品３の他端部の側面に当接すべく水平方向に
進退するＩ字型プレート４７を垂設している。そしてま
た、該Ｌ字型プレート４６の受け部４６ａの上方に対応
する位置に、保持した物品３に対して昇降して、降下時
に物品３の上面を押圧する押圧プレート４８も垂設して
いる。

【００３５】上記Ｌ字型プレート４６は、上端のランナ
４６ｂと、ハンド本体４５下面の一方側に固定したガイ
ドレール４５ａとを介して摺動可能に取り付けている。
このＬ字型プレート４６の水平方向の進退は、ハンド本
体４５の内側に水平に固定した進退用の第１シリンダ４
９で行う。

【００３６】また、このＬ字型プレート４６の前進位置
において、物品３の一端部の端面に当接するとともに、
Ｌ字型プレート４６の下端部の水平な受け部４６ａのみ
の侵入を許容する規制板部材５０を従属させている。

【００３７】前記Ｉ字型プレート４７は、上端のランナ
４７ａと、ハンド本体４５の下面に他方側に固定したガ
イドレール４５ｂとを介して進退可能に取り付けてい
る。進退はハンド本体４５の内側に水平に固定した進退
用の第２シリンダ５１で行う。

【００３８】前記押圧プレート４８は、ハンド本体４５
の両端部に固定したガイドつきの昇降用の第１シリンダ
５２を介してハンド本体４５の下方に垂設している。

【００３９】そしてこの、保持する物品の厚みに対応し
た所定位置まで、降下する押圧プレート４８の両側部に
はさらに、補助押圧手段としての押圧パッド５３を収納
保持している。これは、ハンド４３が物品３を放して上
昇するときに、物品３の上面を押圧してハンド４３の上
昇時に物品３の整列状態が乱れるのを阻止するためであ
る。その動作は、押圧プレート４８が上昇するのに同期
して、昇降用の第２シリンダ５４のピストンロッドが押
圧プレート４８の下面から突出し、先端の押圧パッド５
３で物品３の上面を押圧する。

【００４０】このような積み付けロボット２と挿入装置
１は、図１０に示したように適宜の制御装置５５により
接続されている。制御装置５５は、シーケンス回路で構
成するほか、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを用いて構成する
もよい。この場合、ＲＯＭに格納されたプログラムに沿
ってＣＰＵが積み付けロボット２と挿入装置１を制御
し、ＲＡＭには必要な動作データを記憶する。

【００４１】上記制御装置５５の制御動作を、図１１の
フローチャートを用いて説明する。物品３から搬送され
てきて、パレットＰが所定位置に供給されると、制御装
置５５は初期設定（ステップｎ１）にある積み付けロボ
ット２に駆動指令を出力する（ステップｎ２）。これに
基づいて、積み付けロボット２が物品３の積み付けを開
始して（ステップｎ３）、予め設定した順序で所定個数
積み付けて第一次積み付けが完了する（ステップｎ４）
と、挿入装置１に駆動指令を出力する（ステップｎ
５）。挿入装置１は、シート材４を吸着して保持し、２
つの挿入位置のうち、所定の挿入位置までシート材４を
移送する。

【００４２】搬送方向に沿った側面に取り付ける場合に
は、図２に示したように、移送手段１２をトレイ１０の
ある提供位置から９０度に満たない所定角度回転し、シ
ート材４を前進させる。搬送方向に垂直な側面に取り付
ける場合には、移送手段１２を提供位置から９０度回転
する。

【００４３】このシート材４のセットを行って、その状
態のまま待機する（ステップｎ６、図１２参照）。シー
ト材セット信号を受けて積み付けロボット２は、まずシ
ート材４の上に物品の積み付けを行う（ステップｎ
７）。この積み付け完了信号を積み付けロボット２から
受けて挿入装置１の保持手段５はシート材４を解放し
（ステップｎ８、図１３参照）、移送手段１２で初期位
置に戻る。挿入装置からのシート材解放信号を受けて積
み付けロボット２は、残る物品３の積み付けを行う（ス
テップｎ９）。所定数すべての物品３の積み付けを行う
（ステップｎ１）と終了する。

【００４４】このように積み付けロボット２による積み
付け途中に、挿入装置１によりシート材４を挟み込んで
所定の挿入状態を得る。つまり挿入作業は機械で行える
ので、省力化が図れ、作業は簡単であり、積み付け作業
に必要な作業の全自動化を図ることもできる。その上、
積み付け後に物品間にシート材を挟み込むのではないの
で、物品３の積み付け状態を乱してしまうこともなく、
作業の安全性も高い。

【００４５】また、挿入位置は２箇所のうち必要な位置
を選べるので、顧客の要求にも対応できる。

【００４６】以上の説明において、制御装置５５はこの
発明の制御手段に対応し、第１プーリ１６、ベルト１
７、第１ギャ２２、第２ギャ２３、第２プーリ２４が動
力伝達部を構成するも、この発明は上記構成に限定され
るものではない。

【００４７】例えばパレタイザが上述のように積み付け
ロボット２と他の複数の装置で構成されるものではない
場合など、上記積み付けロボットに相当する積み付け作
業を行う部分に一体、または取り付け可能に構成するも
よい。

【００４８】

【発明の効果】以上のようにこの考案によれば、パレタ
イザで複数の物品を積み付けるその途中でシート材を挿
入位置に位置させて、物品が積み付けられた時にシート
材が挿入された状態に、機械で自動的にするので、作業
は簡単である。その上、積み付けがすべて完了した状態
の物品を動かしたりする必要はなく、積み付け状態を損
なったり、作業員がけがをしたりする恐れもない。

【００４９】また、シート材の挿入を自動化できるの
で、パレタイズ設備の全自動化を実現でき、省力化など
の利点を得ることができる。

【００５０】さらに、挿入位置に移送したシート材の上
に物品が積み付けられるのを待ってシート材を離すよう
に構成すると、物品を積み付けるときにシート材がずれ
ようとしてもそれを抑えることができ、シート材の挿入
ミスを防止できる。この他、タイミングの取り方が簡単
であり、構成を簡素にでき、装置を安価に製造できると
いう利点も有する。

【００５１】また、移送手段を、相対回転するリスト部
とアーム部で構成し、リスト部がアーム部とは逆の方向
にアーム部の回転と同程度回転するように設定すると、
積み付けられる物品の異なる面に対して、同じように挿
入位置を取ることができ、シート材の挿入位置について
の顧客の要求にも応えることができ、完全な自動化に貢
献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 パレタイザ用シート材挿入装置の断面図。

【図２】 パレタイザ用シート材挿入装置の一部断面平
面図。

【図３】 パレタイザ用シート材挿入装置設置部の側面
図。

【図４】 積み付け設備の平面図。

【図５】 物品の積み付け状態の斜視図。

【図６】 保持手段の斜視図。

【図７】 物品の積み付け状態の斜視図。

【図８】 積み付けロボットのハンドの斜視図。

【図９】 積み付けロボットのハンドの側面図。

【図１０】 制御回路ブロック図。

【図１１】 制御回路の処理動作を示すフローチャー
ト。

【図１２】 作用状態の説明図。

【図１３】 作用状態の説明図。

【符号の説明】

１…パレタイザ用シート材挿入装置 ２…積み付けロボット ３…物品 ４…シート材 ５…保持手段 １２…移送手段 １３…リスト部 １４…アーム部 １５…駆動部 １６…第１プーリ １７…ベルト ２２…第１ギャ ２３…第２ギャ ２４…第２プーリ ５５…制御装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】物品に関する情報を表示したシート材を保
   持する保持手段を、上記シート材が提供される提供位置
   から、パレタイザが積み付ける物品にシート材の一部を
   重ねる挿入位置まで往復動する移送手段で支持し、これ
   ら保持手段と移送手段に、所定数の物品を順に積み付け
   るパレタイザが物品を途中まで積み付ける第一次積み付
   けが完了した後で、上記保持手段でシート材を保持し、
   上記移送手段で挿入位置に移送してシート材を離す駆動
   制御を行う制御手段を備えたパレタイザ用シート材挿入
   装置。
2. 【請求項２】前記制御手段による制御動作が、挿入位置
   に移送したシート材の上に物品が積み付けられるのを待
   ってシート材を離すものである請求項１に記載のパレタ
   イザ用シート材挿入装置。
3. 【請求項３】前記移送手段を、前記保持手段を水平方向
   に回転可能に支持するリスト部と、該リスト部を水平方
   向に旋回するアーム部とで構成し、該アーム部を駆動す
   る駆動部と上記リスト部との間に、アーム部が旋回する
   時その旋回方向と反対方向に上記リスト部をアーム部と
   同一またはそれに近い角度回転させる動力伝達部を設け
   た請求項１または請求項２に記載のパレタイザ用シート
   材挿入装置。