JPH106257A - 物品移載装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 移載速度が速く、かつ、物品の高さや積載段
数などが変わっても長期間の信頼性をもって運転可能な
物品の移載装置を提供する。 【解決手段】物品を保持する物品保持部２３と、物品保
持部２３を鉛直方向へ移動させる鉛直方向移動部と、前
記物品保持部を水平方向へ移動させる水平方向移動部
と、を備えてなる物品の移載装置において、前記鉛直方
向移動部が物品保持部によって保持した物品を水平移動
の際の高さまで鉛直方向に移動させるための高速移動手
段と、物品保持部を鉛直方向に位置決めの為に調整移動
する調整移動手段とを備えていることを特徴とする。高
速移動手段としては、ピストンロッド２２ａを有するエ
アシリンダ２２が、調整移動手段としては、ボールねじ
１９が用いられる。

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、主に、物品を段
ボールなどに詰める際に利用される物品の移載装置に関
し、より詳しくは、物品の高さ、積載段数に無関係に物
品の移動及び積載が行える移載装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】物品を段ボールなどの箱に詰める際に利
用される物品の移載装置としては、例えば、物品を保持
する保持手段と、該保持された物品を目的の箱の中まで
移動させることが必要である。ここで、例えば特開昭５
５−１５４２０１号公報に記載されているように、移動
手段を鉛直方向の移動手段および水平方向の移動手段に
分解し、二つの移動手段を用いて移動させるものが知ら
れている。

【０００３】この例の移載装置は図４〜図６に示すよう
に物品供給コンベア１上を移送されてくる物品Ａを別の
箱供給コンベア２上を移送されてくる箱Ｂに詰める装置
である。

【０００４】この移載装置の構成は、チャンバー３と、
チャンバー３に吊下げられているベローズ型の吸盤４
と、鉛直方向移動手段である昇降用シリンダ５および水
平方向移動手段である水平送り用シリンダ６とからな
り、昇降用シリンダ５は、基台７上を一対のガイド棒７
ａに案内されて摺動できる水平方向移動部８に取り付け
られており、そのピストンロッド５ａは水平方向移動部
８を貫通して下方に延び、ピストンロッド５ａの先端に
上記チャンバー３が取り付けられている。また、水平方
向移動部８には、水平送り用シリンダ６のピストンロッ
ド６ａの先端が連結されていて、この水平送り用シリン
ダ６は、ガイド棒７ａの両端において動作が制御され、
ピストンロッド６ａにより往復運動する水平方向移動部
８の位置が規制されている。

【０００５】また、チャンバー３上にガイド棒９を立設
し、このガイド棒９上を水平方向移動部８に緩く貫通し
てチャンバー３が正しく安定した状態で昇降できるよう
に考慮してある。

【０００６】この移載装置による物品Ａの箱Ｂへの箱詰
め移載工程は次のとおりである。

【０００７】まず、物品Ａを保持して移動させるため
に、物品Ａの上空までベローズ型の吸盤よりなる吸着ハ
ンド４が水平送り用シリンダ６の作用により水平移動さ
れる。つぎに、吸着ハンド４により物品Ａが吸着される
距離まで、昇降用シリンダ５の作用により前記吸着ハン
ド４が下降される。次いで、吸着ハンド４により物品Ａ
が吸着され（図４参照）、物品Ａを吸着した吸着ハンド
４は昇降用シリンダ５にて上昇される（図５）。上昇さ
れた物品Ａを保持した吸着ハンド４は水平送り用シリン
ダ６にて水平方向へ箱Ｂの上部位置まで水平移動される
（図６）。前記工程にて水平移動された物品Ａを保持し
た吸着ハンド４は昇降用シリンダ５の作用にて下降さ
れ、箱Ｂ内に物品Ａは下降される。ついで、吸着ハンド
４の吸着が解除され、物品Ａは箱Ｂの中に載置される。
その後、昇降用シリンダ５にて吸着ハンド４が上昇さ
れ、箱Ｂの上空に吸着ハンド４は移動される。これらの
工程を順次繰り返すことにより、箱詰めが行なわれる。

【０００８】上述の移載装置は鉛直方向移動手段が昇降
用シリンダ５によっているが、昇降用シリンダに替えて
サーボモータによる回転をボール軸やラック＆ピニオン
による直線運動に変換させて利用する物品移載装置も知
られている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
昇降用シリンダよりなる昇降装置での移動は、その高さ
調節をシリンダのストローク長によって行なっているの
で、微小な高さ調節が困難である。また、昇降用シリン
ダを用いるものは、微小移動による調節ができないの
で、物品の高さが異なったり、また薄い物品を積み重ね
て移動させるには適さない。ストロークの中間にリミッ
トスイッチを設けて、この欠点を補うこともできるが、
一般に市販されるリミットスイッチは約５ｃｍの高さが
あり、それ以下のピッチにて調節することはできない。

【００１０】一方、後者のサーボモータにより昇降させ
る物品移載装置では、吸着ハンドが物品に当接した時点
で、昇降が停止するので、微小運動による調節は容易
で、物品の高さが異なったり、また、薄い物品を積み重
ねて移動させることも容易にできるものの、昇降距離が
長い場合には、移動速度が遅いという問題点がある。一
般に移動速度のみを重視すれば、サーボモータの容量を
増大させ、その回転速度を増大させればよいが、サーボ
モータの回転速度を増大させると、サーボモータに取り
付けられたギアとボール軸との間の摩耗やラック＆ピニ
オン等の摩耗が激しくなり、長期間の運転において信頼
性を確保するのが困難となる。また、重量物の移動に
は、この傾向が高い。さらに、容量の大きなサーボモー
タの使用は、装置全体のコスト高の原因ともなる。

【００１１】そこで、この発明は、移載速度が速く、か
つ、物品の高さや積載段数などが変わっても長期間の信
頼性をもって運転可能な物品の移載装置を提供すること
を課題としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本願発明の請求項１に記載されたものでは、物品を保持
する物品保持部と、該物品保持部を略鉛直方向へ移動さ
せる鉛直方向移動部と、前記物品保持部を水平方向へ移
動させる水平方向移動部とを備えてなる物品の移載装置
において、前記鉛直方向移動部が、前記物品保持部によ
って保持した物品を水平移動の際の高さまで鉛直方向に
移動させる高速移動手段と、前記物品保持部を位置決め
すべく鉛直方向に調整移動する調整移動手段とを有して
なることを特徴とする。

【００１３】また、請求項２に記載されたものでは、前
記高速移動手段が、流体の給排出により鉛直方向に摺動
するピストンロッドを有する流体アクチュエータからな
ることを特徴とする。本発明で用いる流体アクチュエー
ターとは、エアシリンダー、油圧シリンダーなどの流体
の給排出により摺動するピストンロッドを有するものを
いう。

【００１４】さらに、請求項３に記載されたものでは、
前記調整移動手段が、回転駆動アクチュエータの回転駆
動量に応じて、略鉛直方向に前記物品保持部を所定量移
動させるボールねじを有していることを特徴とする。

【００１５】

【作用】このように構成された請求項１記載のもので
は、例えば、高速移動手段により物品保持部は物品非保
持の状態で上昇位置から下降位置近傍まで下降され、次
に調整移動手段により微下降されて下降位置で物品を保
持する。次いで物品保持部高速移動手段により高速上昇
され上昇位置で停止され、次いで、水平方向に移動され
て所定箇所で停止され、次いで下降される。

【００１６】また、前記のように構成された請求項２記
載によれば、前記高速移動手段が、流体の給排出により
鉛直方向に摺動するピストンロッドを有する流体アクチ
ュエータで構成されているので、流体の給排出により長
い作動距離を短い時間で移動させることができる。

【００１７】さらに、前記のように構成された請求項３
に記載のものでは、前記調整移動手段に回転駆動アクチ
ュエータを用いたので、物品の高さが異なる場合や積み
重ね高さが異なる場合といった微小な移動量の調節が容
易に制御される。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態について、図面を参照しつつ説明する。

【００１９】図１及び図２は、この発明の実施の形態を
示すものである。なお、従来の物品移載装置と同一乃至
均等な部分については、同一符号を付して説明する。

【００２０】まず構成を説明すると、この実施の形態の
物品移載装置１１は、図１に示すように、該物品移載装
置全体１１を支える４本の支持フレーム１２の上方に一
対の水平方向のガイドレール１３が敷設され固定されて
おり、該ガイドレール１３の上面には、水平移動台１４
が水平ガイド１３ａを介して固定されている。該水平移
動台１４は、ベルト１５にも固定されている。

【００２１】一対の支持フレーム１２の一側の上方には
ブラケット１６が固定され、そのブラケット１６の上に
水平移動台１４を制御する水平送り用サーボモータ１７
が固定され、この水平送り用サーボモータ１７の回転に
直結してベルトプーリ１８が設けられている。また、他
側の一対の支持フレーム１２の上方には、ブラケット１
６’が固定され、その上にベルトプーリ１８’が固定さ
れ、一対のベルトプーリ１８，１８’にベルト１５が掛
かっている。このベルト１５は、ベルト固定金具１５ａ
にてベルトがぶれないように固定されている。

【００２２】この水平送り用サーボモータ１７の回転に
直結したベルトプーリ１８の回転運動を直線運動に変換
することによりベルト１５が駆動され、水平移動台１４
が水平方向に移動可能となる。この水平移動台１４は、
水平方向に動くベルト１５を駆動力として、ガイドレー
ル１３に沿って水平方向に移動する。

【００２３】水平移動台１４のほぼ中央には雌ねじ溝が
あり、このねじ溝に雄ねじ部を有するボール軸１９が水
平移動台１４のほぼ中央に支持される。このボール軸１
９の下端は、鉛直方向の調整移動手段を制御する回転駆
動アクチュエータとしてのサーボモータ２０を載置した
支持台２１がスラスト玉軸受やアンギュラーコンタクト
玉軸受などの軸受により回転自在に支えられている。サ
ーボモータ２０によりボール軸１９が回動され、前記ボ
ール軸に嵌合するねじ溝によりボール軸１９が鉛直方向
に移動され、回転運動が直線運動へ変換される。ボール
軸１９の鉛直方向の移動に伴い、前記軸受けにより固定
された支持台２１も鉛直方向に移動され、物品保持部２
３の位置決めが行われる。

【００２４】支持台２１のほぼ中央にボール軸１９を挟
んで前後一対の流体アクチュエータとしてのエアシリン
ダ２２が固定されている。該エアシリンダ２２は高速移
動手段の駆動を制御し、その下方に支持台２１を貫通し
てピストンロッド２２ａを延ばし、そのピストンロッド
２２ａの下端にはハンド部２３が固定されている。

【００２５】前記ハンド部２３の下方には物品Ａの移動
に際して物品Ａを吸着して保持する一対の吸着ハンド２
３ａなどの物品保持部が固定されている。また、ハンド
部２３上にガイド棒２４が立設されている。このガイド
棒２４は支持台２１を貫通し、さらに水平移動台１４に
載置されるブッシュ２４ａを介して水平移動台１４に対
して摺動可能に挿通され、ハンド部２３が、図中、前
後、左右方向に傾斜することなく、安定した状態で昇降
されるように構成されている。

【００２６】また、移載するべき物品Ａは、４本の支持
フレーム１２の下方中間部に固定された平板よりなる台
座２５の上に置かれている。

【００２７】次に、この実施の形態の作用について説明
する。

【００２８】この物品移載装置による物品の移載の動き
につき全体の作業を図１〜図３を参照しつつその動作に
ついて説明する。なお、図２および図３は、説明の便宜
上、吸着ハンド２３ａの鉛直方向の位置（Ｐａ〜Ｐｃ）
で移載装置の動きを説明する。なお、ここでｌは水平移
動距離、ｈは垂直移動距離を示しており、また、ｅは回
転駆動アクチュエータによる作動、ｆは流体アクチュエ
ータによる作動を表わしている。

【００２９】物品Ａが位置Ｐ１から位置Ｐ２へ移動さ
れ、載置されるには、水平送り用サーボモータ１７が回
動され、ベルト１５により水平移動台１４が位置Ｐ１の
上空に移動される（位置Ｐａ１）。次に高速移動手段で
あるエアシリンダ２２のピストンロッド２２ａが下方に
延ばされることにより支持台２１の位置は固定されたま
まハンド部２３は作動距離ｈｆ１だけ高速で下降される
（位置Ｐｂ１）。つぎに、サーボモータ２０によるボー
ル軸１９が回動され、支持台２１がハンド部２３ととも
に降下し、物品Ａに、吸着ハンド２３ａが当接した時点
で、前記ハンド部２３は停止する（位置Ｐｃ１）。次い
で、吸着ハンド２３ａが作動され、物品Ａが吸着ハンド
２３ａにて吸着されて保持される。

【００３０】物品Ａを吸着後、順次サーボモータ２０お
よびエアシリンダ２２が作動され、吸着ハンド２３ａが
下降された動作の逆の動作が行われ、物品Ａは位置Ｐ１
の上空へ移動される（位置Ｐｃ１→位置Ｐｂ１→位置Ｐ
ａ１）。

【００３１】高速移動手段により物品Ａが持ち上げられ
た状態で、水平送り用サーボモータ１７が回動され、ベ
ルト１５に固定した水平移動台１４は作動距離ｌだけ移
動され、位置Ｐ２の上空まで移動される（位置Ｐａ
２）。物品Ａが吸着されるときと同様にまずエアシリン
ダ２２によって、ハンド部２３は高速で降下し、次にサ
ーボモータ２０が操作されて、ハンド部２３が下降され
（位置Ｐａ２→位置Ｐｂ２→位置Ｐｃ２）、物品Ａが台
座２５に当接した時点で降下は停止する。ついで吸着ハ
ンド２３ａの吸着が解除されることにより、物品Ａは位
置Ｐ２に載置される。

【００３２】再びサーボモータ２０および高速移動手段
であるエアシリンダ２２が順次作動されることにより、
吸着ハンド２３ａは上昇される（位置Ｐｃ２→位置Ｐｂ
２→位置Ｐａ２）。

【００３３】次の物品Ａを移載させるために、水平送り
用サーボモータ１７が回動され、ベルト１５により水平
移動台１４が位置Ｐ１の上空に移動される（位置Ｐａ２
→Ｐａ１）。同様な操作を繰り返すことにより、物品Ａ
は位置Ｐ１より位置Ｐ２へ移送され、載置される。

【００３４】図２に示すように物品Ａを単に移送し、載
置する場合は、サーボモータ２０の作動によるボール軸
１９が回動されて移動される距離が一定に調整される
（図２においてｈｅ２）。また、図３に示すように物品
Ａを重ねて移載する場合は、エアシリンダ２２の作動距
離ｈｆは一定に保ったまま、サーボモータ２０の作動を
調節することによりボール軸１９が回動されて鉛直方向
に移動される距離が短く調整される（図３においてｈｅ
２’）。また、積載された物品Ａを移送し、載置する場
合又は物品Ａの高さが変化する場合などは、予め又は適
宜その高さ方向の変化に合わせてボール軸１９の作動距
離ｈｅが調整される。このため、作動距離は、いずれの
場合も短く、サーボモータ２０の駆動時間も短縮され
る。

【００３５】物品Ａを保持する吸着ハンド２３ａによ
り、移送するべき物品Ａが保持されたり解除される。鉛
直方向移動部により、物品Ａを保持した状態で、該物品
Ａを上昇させ又は下降させ、水平方向移動部により、物
品Ａを保持した状態で、該物品Ａを水平方向に移動さ
せ、これらの操作を組み合わせることにより、物品Ａを
ある位置より別の位置まで移送させ、載置させることが
出来る。

【００３６】また、前記鉛直方向移動部に高速移動手段
と調整移動手段とを有し、高速移動手段により物品保持
部２３により保持された物品Ａは水平移動の際の高さま
で鉛直方向に移動される。従って、鉛直方向の距離が長
い場合でも、流体の給排出を速やかに行なうことによ
り、エアシリンダ２２のピストンロッド２２ａを、鉛直
方向に沿って高速で摺動させて、物品保持部２３にて保
持された物品Ａが速やかに移動できる。また、サーボモ
ータ２０により物品保持部２３の位置が短時間で調整移
動されると共に、物品保持部２３の位置決めが正確に行
える。したがって、物品Ａの移動に必要とされる時間は
大幅に短縮される。

【００３７】また、前記高速移動手段が、鉛直方向に摺
動するピストンロッド２２ａを有するエアシリンダ２２
であるので、従来のようにストロークを大きく設定する
ことにより高価なものになってしまうサーボモータを用
いなくても、ストロークを小さく設定する安価なサーボ
モータを用いることができるので、製造コストの増大を
抑制できる。

【００３８】さらに、サーボモータ２０の回転駆動量に
応じて略鉛直方向に移動されるボールねじ１９により、
物品保持部２３が所定量移動され調整されるので、積み
重ね高さの違いといった微小な移動量が容易に制御され
る。

【００３９】また、前記調整移動手段は、長いストロー
クの移動に用いる場合のように、高速で運転する必要が
なく、またその作動距離も短距離でよいので、モータ等
の回転数を比較的低く設定することができる。従って、
この装置を長時間に渡って作動させても、ボール軸やモ
ータに取り付けられたギアの総回転数が減少し、これら
の間で生じる摩耗等も少なく済む。従って、長期間の運
転を安定性、信頼性をもって、低コストで行なうことが
出来る。

【００４０】以上、この発明の実施の形態を図面により
詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限ら
ず、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等が
あってもこの発明に含まれる。

【００４１】例えば、前記実施の形態では、高速移動手
段として、エアシリンダ２２を用いたものを示している
が、特にこれに限らず、例えば、油圧シリンダ等、流体
の給排出によりピストンロッドを略移動方向に沿って摺
動させるものであるならばよい。

【００４２】また、前記実施の形態では、調整手段とし
て、サーボモータ２０を用いたものを示して説明してい
るが、特にこれに限らず、例えば、高さセンサを用いて
停止位置をフィードバックする三相誘導モータ等、回転
駆動量を制御できるものであるならば、どのようなもの
であってもよい。

【００４３】例えば、移動されるべき物品Ａが置かれて
いる状態は、実施の形態では、支持フレームに固定され
た平板よりなる台座２５の上であるが、連続されて流れ
てくるベルトコンベアの上であってもよく、また、移載
される場所も、例えば別のベルトコンベア上であっても
よい。また、移載される場所に、任意の箱Ｂを載置すれ
ば、物品Ａを箱詰めすることもできる。

【００４４】物品保持部は、物品を支持したり、把持等
することにより物品を保持できればよく、実施の形態に
用いられたものの他、例えば、吊上げ磁石、あるいは、
マジックハンドのような把持装置であってもよい。

【００４５】また、水平方向移動部も実施の形態にて例
示された手段に限定されず目的に合致した従来の手段よ
り任意に選択できる。例えば、流体の給排出により略水
平方向に摺動するピストンロッド２２ａを有するエアシ
リンダ、油圧シリンダなどの流体アクチュエータであっ
てもよく、その場合、その水平方向の移動量を規制する
ために、両端若しくは任意の位置にリミットスイッチを
備えていてもよい。

【００４６】さらに、実施の形態では移動手段の操作順
序の一例を示しているが、２種類の鉛直移動手段の作動
順序や動作時期は自由である。例えば、高速移動手段は
ピストンロッドのストローク長さやリミットスイッチな
どを付すことにより一定長さを正確に高速で動くように
セットすることは容易であるので、調整移動手段を用い
て予め所定距離を移動後、前記高速手段により、一定距
離を高速にて移動させることにより、物品保持部を目的
の位置まで移動させることが出来る。この場合、調整量
に変化がなく、繰り返しエアシリンダ２２を単に往復動
作させるのみの調整移動に用いる場合の作動時間を短縮
できる。また、水平移動手段の動作時に、調整用サーボ
モータを駆動させるなど、水平移動手段と鉛直移動手段
とを併行的に作動させて全体の作動時間を短縮すること
もできる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明の請
求項１記載のものによれば、例えば、高速移動手段によ
り物品保持部は物品非保持の状態で上昇位置から下降位
置近傍まで下降され、次に調整移動手段により微下降さ
れて下降位置で物品を保持するので、鉛直方向の移動距
離が長い場合でも、移載速度が速く、かつ、物品の高さ
や積載段数などが変わっても長期間の信頼性をもって運
転可能な物品の移載装置が提供される。

【００４８】また、この発明の請求項２記載のものによ
れば、前記高速移動手段が、流体の給排出により鉛直方
向に摺動するピストンロッドを有する流体アクチュエー
タで構成されているので、流体の給排出により長い作動
距離を短い時間で移動させることができる。

【００４９】さらに、この発明の請求項３記載のものに
よれば、前記調整移動手段に回転駆動アクチュエータを
用いたので、物品の高さが異なる場合や積み重ね高さの
違いといった微小な移動量の制御や高さ調節が容易にで
きる、という実用上有益な効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の物品移送載装置の基本構
成を示す正面図である。

【図２】実施の形態の物品移載装置の作動の状態を説明
する説明図である。

【図３】実施の形態の物品移載装置の別の作動の状態を
説明する説明図である。

【図４】従来例の物品移載装置およびその動作を説明す
る正面図である。

【図５】従来例の物品移載装置の動作を説明する正面図
である。

【図６】従来例の物品移載装置の動作を説明する正面図
である。

【符号の説明】

１１ 物品移載装置 １４ 水平移動台 １７ 水平送り用サーボモータ（水平方向移動部） １９ ボール軸（ボールねじ） ２０ サーボモータ（回転駆動アクチュエータ） ２２ エアシリンダ（流体アクチュエータ） ２２ａ ピストンロッド ２３ ハンド部（物品保持部）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物品を保持する物品保持部と、該物品保
   持部を略鉛直方向へ移動させる鉛直方向移動部と、前記
   物品保持部を水平方向へ移動させる水平方向移動部とを
   備えてなる物品の移載装置において、 前記鉛直方向移動部が、前記物品保持部によって保持し
   た物品を水平移動の際の高さまで鉛直方向に移動させる
   高速移動手段と、前記物品保持部を位置決めすべく鉛直
   方向に調整移動する調整移動手段とを有してなることを
   特徴とする物品移載装置。
2. 【請求項２】 前記高速移動手段は、流体の給排出によ
   り鉛直方向に摺動するピストンロッドを有する流体アク
   チュエータからなることを特徴とする請求項１記載の物
   品移載装置。
3. 【請求項３】 前記調整移動手段は、回転駆動アクチュ
   エータの回転駆動量に応じて、略鉛直方向に前記物品保
   持部を所定量移動させるボールねじを有していることを
   特徴とする各請求項１又は２記載の物品移載装置。