JPH07196165A - パレタイジング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】コンパクトかつ高速作業を行うパレタイジング
装置を提供することを目的とする。 【構成】前後移動機構の前後移動自在な移動台８に上下
移動機構を取り付け、この上下移動機構の上下移動自在
なロボット取付け台１２にワーク保持具を備えた水平多
関節ロボット１４を取り付けてパレタイジングロボット
２を構成する。このパレタイジングロボット２の周辺位
置にはパレット載置部３と、ワークを搬送するコンベア
ライン４とを設置し、コンベアライン４末端付近には上
下移動手段により上下に移動するワーク位置決め台２７
を設置するように構成されている。 【効果】パレタイジングロボットを前後退及び上下動可
能な水平多関節ロボットにより構成したため、パレタイ
ジング装置を極めてコンパクトに製作することが可能と
なる。また、ワーク位置決め台が上下動して、ワークの
高さ位置を位置決めするため、作業の高速化をはかるこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水平多関節ロボットを
パレタイジングロボットとして使用することによってコ
ンパクトかつ高速に物品の移載積み付け作業を可能とし
たパレタイジング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、コンベアラインにより移送されて
くる梱包物あるいは箱物等のワークのパレット等への移
載段積み作業はコンベアラインの終端に作業者を置いて
送られてくるワークを作業者が一個一個パレットへ移載
し積み上げていたが、この作業は特にワークが重量物の
場合には作業者の負担が大きく、腰、膝その他の関節部
を傷めてしまうことが多々あった。この改善策として、
コンベアラインの終点あるいは中途位置に作業者に代わ
ってロボットを配置し、ロボットにより物品の移載段積
み作業を行うパレタイジング装置の開発がなされ市場に
出回るようになった。このパレタイジング装置の一例を
図４に示し、その構成を以下に述べる。図４のパレタイ
ジング装置５０はリンク機構５１ａと油圧機構５１ｂと
により上下に昇降が自在なパレット保持用治具５１を備
えており、このパレット保持用治具５１にはパレット５
２が載置保持されている。また、このパレット保持用治
具５１の隣接位置には、複数のアーム５３ａを備えてな
るパレタイジングロボット５３が配置されている。この
パレタイジングロボット５３は垂直方向に回動するアー
ム５３ａを備え、このアーム５３ａ先端にはワークを保
持する保持具５３ｃが取り付けられている。また、この
パレタイジングロボット５３は取付け部５３ｂで回転が
自在である。さらに、このパレタイジングロボット５３
の隣接位置にはワークを搬送するコンベアライン５４が
敷設されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記パレタイジング装
置５０において、コンベアライン５４を送られてきたワ
ークはパレタイジングロボット５３により把持されて、
パレタイジングロボット５３脇のパレット５２に移載さ
れる。ところがこのパレタイジング装置５０において
は、パレタイジングロボット５３が取付け部５３ｂで固
定されているため、取付け部５３ｂ周辺位置に、保持具
５３ｃの到達不可能な領域が生じる。このため、コンベ
アライン５４及びパレット保持用治具５１はパレタイジ
ングロボット５３から所定間隔を置いて設置せねばなら
ず、パレタイジング装置５０が大型化してしまい、工場
等に設置する場合にはかなりの設置場所を確保しなけれ
ばならない等の問題が発生している。また、コンベアラ
イン５４上のワークをパレタイジングロボット５３の動
作のみによってパレット５２に移載しているため、パレ
タイジングロボット５３のアーム５３ａを毎回コンベア
ライン５４上に旋回移動させねばならず、このことが原
因となってワークの積み付け作業時間が長くなってしま
うといった問題も指摘されている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
し、コンパクトかつ高速作業を行うパレタイジング装置
を提供することを目的とする。この目的を達成するため
に本発明のパレタイジング装置は次のような構成となっ
ている。即ち、本発明は平面上を前後移動自在な移動台
を有する前後移動機構を設置し、この前後移動機構の移
動台に上下移動するロボット取付け台を有する上下移動
機構を取り付ける。この上下移動機構のロボット取付け
台には水平に旋回自在な複数のアームを備えてなる水平
多関節ロボットが連結されており、この水平多関節ロボ
ットのアーム先端には回転及び昇降が自在なワーク保持
具が取り付けられている。このように構成したパレタイ
ジングロボットの周辺位置にパレットを載置してこれを
保持するパレット載置部と、ワークを搬送するコンベア
ラインとを設置し、コンベアライン末端付近に上下移動
手段を取り付け、この上下移動手段と一体に上下に移動
自在なワーク位置決め台を設置する構成となっている。

【０００５】

【作用】上記パレタイジング装置において、コンベアラ
イン先端にワークが搬送されると、コンベアライン先端
は所定の位置に上昇して停止する。続いて、前後移動機
構及び上下移動機構がそれぞれ作動し、水平多関節ロボ
ットを上下及び前後に移動せしめ、水平多関節ロボット
のアーム先端のワーク保持具によりコンベアライン先端
上のワークを保持する。ワークを保持した水平多関節ロ
ボットは水平旋回してワークをパレット載置部に保持さ
れるパレット上に移動せしめ、ワークの方向を正確に位
置合わせして後、ワーク保持具によるワークの保持を開
放する。このような動作を繰り返し行うことによってパ
レット上にワークを正確に積み付けることができる。ま
た、このパレタイジング装置においては、前後移動機構
と水平多関節ロボットの組み合わせによって水平多関節
ロボットのアームを最小限に短く設定できる利点を備え
ている。

【０００６】

【実施例】以下本発明に係る一実施例を添付図面に基づ
き説明する。図１乃至図３において１はパレタイジング
装置であり、上下移動機構及び前後移動機構を介して取
り付けられた水平多関節型ロボット１４を備えたパレタ
イジングロボット２と、このパレタイジングロボット２
の両側方に位置するパレット載置部３と、パレタイジン
グロボット２の前方まで延び、箱型のワークを搬送する
コンベアライン４とを備えてなる。

【０００７】前記パレタイジングロボット２は平面上に
設置された長方形状のベース５を有し、このベース５の
上面両側にはベース５の長辺と平行にリニアガイド６が
敷設されるとともに、後端部には後記第１サーボモータ
９の出力軸に一体に取り付けられるピニオンギア１０と
噛合するラック７が固定されている。前記リニアガイド
６には長方形状の移動台８が前後移動自在に嵌合されて
いる。この移動台８の上面後部には第１サーボモータ９
が取り付けられておリ、この第１サーボモータ９の出力
軸には前記ラック７に噛合するピニオンギア１０が一体
に回転可能に取り付けられている。これらベース５、リ
ニアガイド６、ラック７、移動台８、第１サーボモータ
９、ピニオンギア１０によりパレタイジングロボット２
の前後移動機構が構成される。また、移動台８上面には
モータ取付けフレーム８ａが一体に取り付けられてお
り、このモータ取付けフレーム８ａ上面には第２サーボ
モータ１１が取り付けられている。この第２サーボモー
タ１１の出力軸はモータ取付けフレーム８ａ内部に突出
しており、そこにはモータ取付けフレーム８ａ内部にそ
の縦方向全長に渡って延びるように内蔵された図示を省
略するボールねじ機構が一体に連結されている。このボ
ールねじ機構の図示しない軸受ナットはモータ取付けフ
レーム８ａの前面に位置するロボット取付け台１２の後
面部に連結されて、第２サーボモータ１１の駆動でロボ
ット第１２を上下に案内するように構成されている。こ
れらモータ取付けフレーム８ａ、第２サーボモータ１
１、ボールねじ機構、ロボット取付け台１２によりパレ
タイジングロボット２の上下移動機構が構成される。

【０００８】前記ロボット取付け台１２の前面には、後
記パレット１９の幅一杯の水平旋回半径を有するアーム
を備える水平多関節ロボット１４（以下、ロボットとい
う。）が取り付けられている。このロボット１４は、ロ
ボット取付け台１２に固定される取付け部１４ａ上面に
設置される第１アーム１４ｂと、この第１アーム１４ｂ
先端下面側に連結される第２アーム１４ｃとを有してお
り、それぞれの連結部には第３サーボモータ１５、第４
サーボモータ１６が取り付けられて、第３サーボモータ
１５は第１アーム１４ｂを、また第４サーボモータ１６
は第２アーム１４ｃをそれぞれ水平旋回させる構成とな
っている。さらに、第２アーム１４ｃ先端上面には第５
サーボモータ１７が取り付けられるとともに、その出力
軸には、第２アーム１４ｃ先端下面に位置するワーク保
持具１８が一体に回転可能に連結されている。このワー
ク保持具１８は、交換使用が可能であるが、本実施例で
は箱型のワーク上面に当接してエア吸引によってワーク
を吸着保持する吸着装置１８ａを備えたエア吸引式のワ
ーク保持具１８を採用する。

【０００９】一方、パレタイジングロボット２を挟む位
置、即ちパレタイジングロボット２の両脇にはそれぞれ
前記パレット載置部３が設置される。このパレット載置
部３はは前記パレタイジングロボット２によってワーク
の積み付けが行われるパレット１９を載置保持するパレ
ット保持治具２０と、これを支える昇降機構２１とから
なり、昇降機構２１はリンク２１ａと油圧シリンダ（図
示せず）とから構成されている。またパレット載置部３
にはそれぞれ上下２段に移送路の配されたコンベア２２
が連接されており、空のパレット１９を下段移送路２２
ａでパレット載置部３に搬入し、ワークの積み付けが完
了したパレット１９を上段移送路２２ｂにより搬出する
構成となっている。

【００１０】また、パレタイジングロボット２の前方に
は前記コンベアライン４の末端が延びている。このコン
ベアライン４は一般に周知のローラコンベアであり、フ
レーム板４ａ間に回転自在かつ連続的に敷き詰められた
円柱状のころ４ｂによりワークの搬送を円滑に行うこと
ができるものである。このコンベアライン４の先端には
上方に突出するゲート２３が設けられており、このゲー
ト２３の上部にはモータ（図示せず）が内蔵されるとと
もに、出力軸には後記第１スプロケ軸２４のギア部（図
示せず）と噛合するギア（図示せず）が取り付けられて
いる。またゲート２３上部には、中間部付近に前記ギア
と噛合するギア部を有し両端にスプロケット２４ａが取
付けられた第１スプロケ軸２４が回転自在かつ両端のス
プロケット２４ａ，２４ａがゲート２３両側面から突出
するように配設されている。またこの第１スプロケ軸２
４の垂直下方位置のフレーム板４ａにも第１スプロケ軸
２４と同様両端部にスプロケット２５ａが一体に固定さ
れた第２スプロケ軸２５が回転自在に配設されている。
これら第１、第２スプロケ軸２４，２５は垂直に対応す
るスプロケット２４ａ，２５ａ間にチェーン２６を巻回
してモータの駆動により一体に回転するように構成され
ており、後記ワーク位置決め台２７を上下に駆動する上
下移動手段となるように構成されている。

【００１１】前記ゲート２３前面側、即ちコンベアライ
ン先端部となる位置には、ワーク位置決め台２７がリニ
アガイド２８を介して上下移動自在に配設されている。
このワーク位置決め台２７はコンベアライン４同様、側
板２７ａ間にころ２７ｂが連続的に配されており、コン
ベアライン４から移載されるワークが円滑に台上に導入
されるように構成されている。また、このワーク位置決
め台２７の両側板２７ａはそれぞれ前記チェーンに連結
されており、ワーク位置決め台２７はモータが駆動する
と上下に移動するよう構成されている。

【００１２】次に実施例の動作について説明する。上記
構成のパレタイジング装置１において、パレタイジング
ロボット２前方のワーク位置決め台２７がコンベアライ
ン４の移送面と同一平面に位置し、かつパレット載置部
３の両パレット保持治具２０にパレット１９がコンベア
２２により搬送供給されて保持された状態で、コンベア
ライン４より箱型のワークが搬送されてくると、ワーク
は連続動作でワーク位置決め台２７上に移載され、ワー
クが載置されるとワーク位置決め台２７はモータの駆動
により昇降して所定の位置で停止する。この停止位置
は、パレット載置部３に載置されるパレット１９上に積
み上げられたワークの高さに応じてパレタイジングロボ
ット２が作業し易い位置に都度変化する。

【００１３】ワーク位置決め台２７が停止して後、パレ
タイジングロボット２の第１サーボモータ９及び第２サ
ーボモータ１１が駆動する。このことによって移動台８
がラック７とピニオンギア１０との噛合によって前後方
向に、またロボット取付け台１２がボールねじ機構によ
り上下方向にそれぞれ移動して水平多関節ロボット１４
（以下、ロボット１４という）の前後及び上下の位置決
めを行う。次に第３サーボモータ１５及び第４サーボモ
ータ１６が駆動し、ロボット１４の第１、第２アーム１
４ｂ，１４ｃを水平旋回させて第２アーム１４ｃ先端の
ワーク保持具１８をワーク位置決め台２７上に載置され
ているワークの上方に移動せしめる。

【００１４】その後、第５サーボモータ１７が駆動し、
ワーク保持具１８を回転させ、ワーク位置決め台２７上
のワークの方向にワーク保持具１８を一致させるととも
に、第２サーボモータ１１が再駆動してロボット１４
を、ワーク保持具１８下面がワーク上面に当接する程度
下降せしめる。このことによってワーク保持具１８の下
面に設けられた吸着装置１８ａはワーク上面に当接し、
同時になされるエア吸引によってワークを確実に吸着保
持する。ワーク保持具１８にワークが保持されると、ロ
ボット１４が僅かに上昇して後、ロボット１４の第１、
第２アーム１４ｂ，１４ｃは、パレタイジングロボット
２両脇に載置保持された一方のパレット１９方向に水平
旋回を開始し、ワークをパレット１９上方に移送する。

【００１５】その後、第５サーボモータ１７が駆動し、
ワークの向きを所定方向に修正するとともに、ワークの
方向修正終了後、ロボット１４は第２サーボモータ１１
の駆動によって下降し、パレット１９上にワーク下面が
接地した時点で吸着装置１８ａのエア吸引を停止してワ
ークをパレット１９上で開放する。ワークをロボット１
４によりパレット１９上に移送載置する際に、パレット
１９上の載置位置がロボット１４の第１、第２アーム１
４ｂ，１４ｃの旋回範囲から外れている場合には、第１
サーボモータ９の駆動によって移動台８が適正な位置ま
で移動してロボット１４の動作範囲を補う。このため、
保持具の到達が不可能な領域がなくなる。

【００１６】一方、ワーク位置決め台２７はロボット１
４にワークを移載して後、コンベアライン４と同一平面
上に復帰し、次のワークを載置するとともに、所定位置
に上昇あるいは下降して、次のワークをロボット１４に
移載し、ワークを受け取ったロボット１４は前述の動作
を繰り返し行って、パレット１９上にワークを複数段複
数列積み重ねる。このようにしてパレット１９上に所定
量のワークが積み付けられると、パレット載置部３の油
圧機構（図示せず）が作動し、パレット保持治具２０を
コンベア２２の上段移送路２２ｂの移送面と同一面上に
上昇させるとともに、保持していたパレット１９を開放
し、パレット１９をコンベア２２の上段移送路２２ｂに
搬出する。パレット保持治具２０はパレット１９をコン
ベア２２の上段移送路２２ｂに搬出して後、下段移送路
２２ａの移送面と同一面上まで下降して停止するととも
に、下段移送路２２ａを搬送されてくる空のパレット１
９を載置保持して次の作業に備える。

【００１７】このパレット１９の入替え作業が開始され
るとパレタイジングロボット２は他方のパレット載置部
３のパレット１９にワークの積み付けを開始する。この
ように、一方のパレット１９に所定量のワークが積み付
けられると、ロボット１４による段積み作業は他方のパ
レット１９で前述した同様の動作によって行われ、無駄
のないワークの積み付け作業を行うことが可能である。

【００１８】尚、本実施例においてパレタイジングロボ
ット２両脇にそれぞれパレット保持治具２０を１台ずつ
設置したが、何もこれに限定されるものではなく、２台
または３台あるいはそれ以上の台数をそれぞれ設置して
も効果は同じであり、また両脇でなく片側のみのパレッ
ト保持治具２０でも作業上何ら支障はない。さらに、パ
レット１９上に積み付けられるワークは箱型形状に限定
されるものではない。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、平面上を
前後移動自在な移動台を有する前後移動機構を取り付
け、この移動台に上下移動するロボット取付け台を有す
る上下移動機構を取り付け、このロボット取付け台に水
平に旋回自在な複数のアームを備えてなる水平多関節ロ
ボットを連結し、この水平多関節ロボットのアーム先端
に回転及び昇降が自在なワーク保持具を取り付けてパレ
タイジングロボットを構成し、このパレタイジングロボ
ットの周辺位置にパレットを載置してこれを保持するパ
レット載置部と、ワークを搬送するコンベアラインとを
設置し、コンベアライン末端付近に上下移動手段を取り
付け、この上下移動手段と一体に上下に移動自在なワー
ク位置決め台を設置したパレタイジング装置である。こ
のパレタイジング装置においては、パレタイジングロボ
ットを前後移動機構及び上下移動機構の作動により前
後、上下に移動自在な水平多関節ロボットを備えて構成
したため、パレタイジングロボットのひざ元の保持具の
到達が不可能な領域をなくすことができ、コンベアライ
ン及びパレット載置部をパレタイジングロボットの近接
位置に配置することが可能になり、パレタイジング装置
を極めてコンパクトに製作することが可能となる。ま
た、ワーク位置決め台が上昇あるいは下降して、次にパ
レタイジングロボットによってパレット上に移載積み付
けされるワークを常にパレット上に積み上げられたワー
クの高さに対応する位置に位置決めしているため、次の
ワークを取りに行くためにパレタイジングロボットをコ
ンベアライン上まで移動させるといったパレタイジング
ロボットの余分な動作が必要なくなり、作業を効率良く
進めることができ、作業の高速化をはかることができ
る。このように本発明は本願独自の効果を有するもので
あり、業界に顕著に貢献し得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るパレタイジング装置の平面図で
ある。

【図２】 本発明に係るパレタイジング装置の片方のパ
レット載置部を図示しない側面図である。

【図３】 パレタイジング装置の動作状態を示す平面図
である。

【図４】 従来例の説明図である。

【符号の説明】

１ パレタイジング装置 ２ パレタイジングロボット ３ パレット載置部 ４ コンベアライン ４ａ フレーム板 ４ｂ ころ ５ フレーム ６ リニアガイド ７ ラック ８ 移動フレーム ８ａ モータ取付けフレーム ９ 第１サーボモータ １０ ピニオンギア １１ 第２サーボモータ １２ ロボット取付け台 １３ リニアガイド １４ 水平多関節ロボット １４ａ 取付け部 １４ｂ 第１アーム １４ｃ 第２アーム １５ 第３サーボモータ １６ 第４サーボモータ １７ 第５サーボモータ １８ ワーク保持具 １８ａ 吸着装置 １９ パレット ２０ パレット保持治具 ２１ 昇降装置 ２１ａ リンク ２２ コンベア ２２ａ 下段移送路 ２２ｂ 上段移送路 ２３ ゲート ２４ 第１スプロケ軸 ２４ａ スプロケット ２５ 第２スプロケ軸 ２５ａ スプロケット ２６ チェーン ２７ ワーク位置決め台 ２７ａ 側板 ２７ｂ ころ ２８ リニアガイド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平面上を前後移動自在な移動台を有す
   る前後移動機構を取り付け、この移動台に上下移動する
   ロボット取付け台を有する上下移動機構を取り付け、こ
   のロボット取付け台に水平に旋回自在な複数のアームを
   備えてなる水平多関節ロボットを連結し、この水平多関
   節ロボットのアーム先端に回転及び昇降が自在なワーク
   保持具を取り付けてパレタイジングロボットを構成し、
   このパレタイジングロボットの周辺位置にパレットを載
   置してこれを保持するパレット載置部と、ワークを搬送
   するコンベアラインとを設置し、コンベアライン末端付
   近に上下移動手段を取り付け、この上下移動手段と一体
   に上下に移動自在なワーク位置決め台を設置したことを
   特徴とするパレタイジング装置。