JP6499742B1 - 物品仕分け装置 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、特許文献1には、加工機から搬出されてテーブルに載置された製品を吸着手段により吸着し、隣接配置された第1及び第2の集積ステーションそれぞれの集積パレット上に仕分け移送する製品仕分け集積装置が記載されている。
また、搬出作業スペースは、集積ステーションに対応してその隣接位置に確保する必要があるため、装置の正面側のみならず、裏側に確保せざるを得ない場合もあった。そのため、作業者やフォークリフトの移動経路を確保し難く、搬出作業の利便性の観点で改善が望まれていた。
1) 物品を載せるパレットを支持し、基準位置と前記基準位置よりも高い上昇位置との間で昇降するパレットステーションと、
前記パレットステーションが支持した前記パレットに載置された物品を、前記パレットステーションの一方の側の第1エリアに移送可能な移送装置と、
前記第1エリアと、前記第2エリアとの間を移動可能な第1の台車と、
前記第1エリアと、前記パレットステーションの他方側の第2エリアとの間を移動可能であると共に、前記第1の台車の内側をくぐり抜け可能な第2の台車と、
を備え、
前記基準位置にある前記パレットステーションの内側を、前記第1の台車はくぐり抜け不能、かつ前記第2の台車はくぐり抜け可能であり、
前記上昇位置にある前記パレットステーションの内側を、前記第1の台車及び前記第2の台車ともにくぐり抜け可能である物品仕分け装置である。
2) 前記移送装置は、前記物品を、前記第2エリアに移送可能であることを特徴とする1)に記載の物品仕分け装置である。
3) 前記パレットステーションと前記第2エリアとの間にシャッタ装置を備えたことを特徴とする1)に記載の物品仕分け装置である。
4) 前記第1の台車及び前記第2の台車の少なくとも一方が自走可能であり、前記第1の台車と前記第2の台車との連結及び非連結を選択実行する台車リンク部を備えていることを特徴とする1)〜3)のいずれか一つに記載の物品仕分け装置である。
5) 前記第2エリアは、前記物品を搬出する搬出エリアであることを特徴とする1)〜4)のいずれか一つに記載の物品仕分け装置である。
まず、実施例1の仕分け装置51の構成を、図1〜図4を参照して説明する。
図1は、仕分け装置51の構成を示すブロック図である。
図2は、仕分け装置51とレーザ加工機91とを含む加工システムST1を示す前面図である。以下、説明の便宜のため、上下左右の各方向を、図1の矢印で規定する。前後方向は、図2の紙面の表裏方向に対応する。
図3は、加工システムST1を示す上面図であり、図4は、加工システムST1を示す前右斜め上方から見た模式的斜視図であり、図面の煩雑化を避けるため一部の部材を非表示としてある。
レーザ加工機91は、レーザ加工ヘッド91aからレーザ光Lsを照射して、製品パレット71に載置された素材の板材Wから製品WPを切り出すものである。
仕分け装置51は、パレットステーション1を有し、レーザ加工機91の右側方に並設されている。
仕分け装置51は、パレット移動装置52とテイクアウトローダユニット装置(以下、TKユニット装置)53sと、制御装置54と、を有して構成されている。
制御装置54は外部のコンピュータであってもよいが、ここでは仕分け装置51が備えるものとする。
制御装置54は、図1に示されるように、中央処理装置(CPU)54a,台車位置管理部54b,台車動作制御部54c,及びTKユニット動作制御部54dを含んで構成されている。
軌道は、パレットステーション1が下降した基準位置にあるときに、パレットステーション1とレーザ加工機91との間を実質的に接続し、製品パレット71のパレットステーション1とレーザ加工機91との間の往復移動を可能としている。
一対のガイドレール3a,3aには、フレーム3bが、前後移動可能に(図3:矢印DRc)掛けわたされている。
フレーム3bの前後移動範囲は、仕分け装置51の概ね前後両端間である。詳しくは、図3に示されるように、パレットステーション1に対応したセンタエリアCと、センタエリアCの前方側の前エリアAと、センタエリアCの後方側の後エリアBと、を含む範囲である。
フレーム3bは、TKユニット53を左右移動可能に(図2及び図3:矢印DRd)支持している。
TKユニット53の左右移動範囲は、少なくとも、パレットステーション1に支持された製品パレット71の左右方向全範囲を含む。
連結部53aは、基支柱53bを、吸着部53cを含めて上下軸まわりに回動可能(図3:矢印DRf)に支持している。
吸着部53cの下部には、板材を吸着するための吸盤を備えた吸着ユニット53dが、複数備えられている。
また、吸着ユニット53dでの空気吸引は、ポンプ53fで発生させた負圧によって行う。
次に、この複数の集積用パレットについて説明する。
一つ目は、前エリアAの床に下段として設置された床パレット72である。
残りの二つは、中段パレット73及び上段パレット74である。
床パレット72,中段パレット73,及び上段パレット74は、フォークリフトでの移動が可能なように、前方側からフォークを挿抜するためのフォークポケット(不図示)を有している。
中段パレット73及び上段パレット74は、床パレット72を左右方向に挟んで設置されたレール上を、車輪75a,76aを用いて前後に移動する中段台車75及び上段台車76の上面に設置されている。
レールは、図2〜図4に示されるように、床パレット72の左右外側において、前後方向に延びる4本が設置されている。
具体的には、床パレット72に近い一対が、中段台車75を支持するレール4,4であり、レール4,4の外側の一対が、上段台車を支持するレール5,5である。
中段台車75は、車軸75bを回転駆動するモータを、台車駆動部52cとして備えている。これにより、中段台車75は、制御装置54の台車動作制御部54cの制御の下、中段パレット73を載せて前後に自走可能となっている。
また、中段台車75は、棒状の連結ピン52d1を、エアシリンダなどの動作によって図5の左方に突出するよう往復動させる台車リンク部52dを備えている。図5では、中段台車75と上段台車76との非連結状態が実線で示されており、連結ピン52d1は、左方に突出して連結状態とする位置が破線で示されている。
図5に示されるように、上段台車76は、中段台車75の連結ピン52d1が挿入可能な係合孔76b1を有するピン係合部76bを備える。
連結ピン52d1は、中段台車75が上段台車76と前後方向の同じ位置で重なったときに、中段台車75の台車リンク部52dの動作により突出して係合孔76b1に挿入可能となっている。
連結ピン52d1が係合孔76b1に挿入されると、中段台車75と上段台車76とは、前後方向の相対移動が禁止されて一体的に前後動する。
台車リンク部52dの連結ピン52d1を出入りさせる動作は、台車動作制御部54cにより制御される。すなわち、台車リンク部52dは、中段台車75と上段台車76との連結及び非連結を、台車動作制御部54cの制御によって選択実行する。
一方、パレット移動装置52は、上段台車76が前エリアA及び後エリアBそれぞれの所定位置にあるときに、ロックピン係合部76cの係合孔76c1に係合挿入可能なロックピン52e1を突出させる台車ロック部52eを、前エリアA及び後エリアBそれぞれに備えている(図3も参照)。
これは、パレットステーション1に載置される製品パレット71の高さ位置が、レーザ加工機91のいわゆるパスラインに対応した位置にあること。そして、それに対し、下から3段目の上段台車76の上段パレット74の高さ位置は、一つのパレットに集積する製品集積体WPT(図4参照)の一般的に好ましい上限高さ仁基づき、パレットステーション1の高さに近い位置に設定されることによる。
すなわち、パレットステーション1が基準位置において、中段台車75とそれに載置された中段パレット73は、パレットステーション1をくぐって前後に通過できるが、上段台車76及びそれに載置された上段パレット74は、少なくとも一方がパレットステーションにぶつかってくぐり抜けることができない。
これにより、上段台車76及び上段パレット74は、上昇位置にあるパレットステーション1をくぐり抜けて前エリアAと後エリアBとの間を移動できる(図3及び図4:矢印DRh)。
そして、パレット移動装置52は、前エリアAには床パレット72が配置され、パレットステーション1が基準位置及び上昇位置のいずれにあっても、前エリアAと後エリアBとの間を移動できる中段台車75と、パレットステーション1が上昇位置にあるときのみ前エリアAと後エリアBとの間を移動できる上段台車76とを備えている。
また、中段台車75を後エリアBに移動することで(矢印DRg)、パレットステーション1上の製品パレット71に載置された製品WPを、中段台車75の中段パレット73に移送経路B2によって移送することができる。
また、パレットステーション1上の製品パレット71に載置された製品WPを、中段台車75の中段パレット73に対し、前エリアA及び後エリアBのいずれにおいてもそれぞれ移送経路A2,B2で移送することができる。
さらに、中段台車75及び上段台車76を後エリアBに移動することで、床パレット72の上方が開放されるので、パレットステーション1上の製品パレット71に載置された製品WPを、移送経路A1で移送することができる
また、製品WPが載置された三つのパレットのいずれについても、作業者やロボットなどによる製品WPの外部への搬出を、一つのエリア(前エリアA)から行うことができる。
各図において、仕分けする製品WPは、床パレット72に仕分けする製品WP2(四角形表示),中段パレット73に仕分けする製品WP3(丸形表示),及び上段パレット74に仕分けする製品WP4(三角形表示)の3種で記載してある。
また、描画の煩雑さを防ぐため、製品パレット71,床パレット72,中段パレット73,及び上段パレット74のみ記載し、他の部材(中段台車75及び上段台車76,パレットステーション1,並びに、TKユニット53など)は不図示としてある。
各駆動装置の動作は、制御装置54によって制御される。
すなわち、中段パレット73及び上段パレット74が後エリアBに位置し、製品パレット71はパレットステーション1が基準位置に位置した状態である。また、床パレット72は、上方に他のパレットがない状態にある。
次いで、図10に示されるように、パレットステーション1を、製品パレット71と共にパレットステーション昇降駆動部2(図2など)によって上昇位置に上昇させ、(白抜き矢印)、上段台車76及び上段パレット74が前エリアAへ通過できるようにする。
一方、製品パレット71上の製品WP3を、後エリアBにある中段パレット73に移送する。
さらに、図14で示されるように、中段パレット73を上段パレット74と共に後エリアBへ移動し、連結を解除して中段パレット73のみ前エリアAへ移動する(折り返し矢印)。
そして、作業者又はロボットなどにより、中段パレット73上の製品WP3を作業者等により外部に搬出する。
その後、中段パレット73を後エリアBに戻して動作初期状態とする。
また、仕分け集積用の三つのパレットを備えながら、それら三つのパレットに集積された製品WPを、すべて前エリアAから搬出できるので、搬出作業スペースも省スペース化されている。
台車位置管理部54bは、把握している台車の絶対位置の情報を台車位置情報として、逐次、台車動作制御部54c及びTKユニット動作制御部54dに供給する。台車動作制御部54c及びTKユニット動作制御部54dは、供給された台車位置情報に基づき、中間台車75の動作,台車リンク部52d及び台車ロック部52eでの連結及びロック動作、並びに、TKユニットの動作、の制御を行う。
次に、実施例2の仕分け装置151について、図15〜図18を参照して説明する。仕分け装置151は、多くの構成が実施例1の仕分け装置51と同じであるので、異なる部分を主に説明する。
また、共通する部分の部材符号は、原則として仕分け装置51の符号に100を加えた符号としてある。
また、実施例1において、図5を参照して説明した中段台車の駆動構造、及び中段台車と上段台車との連結構造は、実施例2においても共通である。
a) 床パレット72が備えられていない。従って、仕分けに供されるパレットは中段パレット173及び上段パレット174の二つである。
b) ガイドレール13aは、センタエリアC及び後エリアBに配置され、前エリアAには配置されていない。従って、仕分け装置151におけるTKユニット153は、センタエリアC及び後エリアBとの間で移動し、前エリアAには進入しない。
c) 前エリアAとセンタエリアCとの境界位置に、シャッタ装置17が配置されている。シャッタ装置17は、中段台車175及び上段台車176の前エリアAとセンタエリアC間の移動の際に開状態となり、他の状態で閉状態とされる。
シャッタ駆動部17cの開閉動作は、CPU54aにより制御される。
図16及び図18に示されるように、シャッタ装置17は、前エリアAとセンタエリアCとの間に配置されている。
シャッタ装置17は、仕分け装置151の幅に概ね対応した幅を有し、閉じた状態(閉状態)で、その幅でほぼ床に近い位置からフレーム13bを超える高さまでの範囲を遮断している。
シャッタ装置17は、少なくとも加工システムST2の動作中に閉状態となるよう制御される。これにより、主に前エリアAで作業する作業者の四肢や、手で把持した部材或いは工具などがセンタエリアCに進入するのを防止する。
固定シャッタ17a及び可動シャッタ17bは、主な部分が透明材料で形成されており、外部から内部の状態を視認把握可能である。
シャッタ駆動部17cにより可動シャッタ17bが上昇すると、上段台車76と、それに載置された上段パレット74と、それに積層された製品集積体WPTが前後に通過できる開口部が形成される。
そして、後エリアBに移動させた中段台車175に載置された中段パレット173に対し、TKユニット153は、製品WPを移送経路B2によって移送することができる。
またパレット移動装置152は、図20に示されるように、パレットステーション1が上昇位置にあるときには、上段台車176は、中段台車175に帯同して前エリアAと後エリアBの間で移動可能となっている。
従って、後エリアBに移動させた上段パレット174に対し、TKユニット153は、製品WPを移送経路B3によって移送することができる。もちろん、上段台車176のみを前エリアAに位置させることで、後エリアBの中段パレット173に対し、移送経路B2によって製品WPを移送することができる。
また、製品WPが載置された二つのパレットのいずれについても、作業者やロボットなどによる製品WPの外部への搬出を、一つエリア(前エリアA)から行うことができる。
また、仕分け装置151は、シャッタ装置17を備えて少なくとも前エリアAから外部への製品WPの搬出実行中に、シャッタ装置17を閉状態にする。シャッタ装置17が閉状態では、作業者のパレット移動装置152に対する安全が確保されるので、レーザ加工機91の動作が可能となる。
これにより、製品WPを前エリアAから外部へ搬出しているときにも、レーザ加工機91を動作させて、製品パレット171をレーザ加工機91とパレットステーション11との間に安全に往復移動できる。もちろんTKユニット153も動作可能である。
各図において、仕分けする製品WPは、中段パレット173に仕分けする製品WP3(丸形表示),及び上段パレット174に仕分けする製品WP4(三角形表示)の3種で記載してある。
また、描画の煩雑さを防ぐため、製品パレット171,パレットステーション11,中段パレット173,及び上段パレット174のみ記載し、他の部材(各台車及びTKユニット153など)は不図示としてある。
各駆動装置の動作は、制御装置154によって制御される。
すなわち、中段パレット173及び上段パレット174が後エリアBに位置し、パレットステーション11が基準位置に位置し、シャッタ装置17が閉となっている状態である。
図21は、パレットステーション11に対し、レーザ加工機91から、そこで切り出された製品WP4が載せられた製品パレット171が搬送されてきた(白抜き矢印)状態が示されている。
その後、空になった製品パレット171は、パレットステーション11からレーザ加工機91へ戻る。
また、シャッタ装置17を開位置にする(矢印DRg1)。
次いで、図24に示されるように、台車リンク部152dを作動させて中段台車175及び上段台車176を連結ピン152d1で連結し、台車駆動部152cを動作させて前エリアAへ移動後、連結を解除する。
次いで、図26に示されるように、シャッタ装置17を閉状態にして作業者の安全を確保した上で、前エリアAにある中段パレット174に載っている製品WP4を、作業者(又はロボット)により外部へ搬出する。
一方、シャッタ装置17が閉状態においてレーザ加工機91は既述のように加工動作可能であり、この加工で素材から切り出された製品WP3を載せた製品パレット171が、パレットステーション11に搬送され、不図示のTKユニット153によって後エリアBにある中段パレット173に移送される。
そして、台車駆動部152cを動作させて中段台車175及び中段パレット173を、前エリアAに移動し、前エリアAにある空の上段パレット174を載せた上段台車176と連結ピン152d1により連結する。
そして、シャッタ装置17を閉状態にして(矢印DRj1)、中段パレット173に載置されている製品WP3を、作業者又はロボットにより、外部に搬出する。
すなわち、シャッタ装置17を開状態にして(図28:矢印DRj2)、図29に示されるように、中段パレット173を載せた中段台車175を後エリアBに移動したら再びシャッタ装置17を閉状態とする。また、パレットステーション11は基準位置に下降させる。
また、仕分け集積用の二つのパレットを備えながら、前エリアAから二つのパレットに集積された製品WPをすべて搬出できるので、搬出作業エリアも省スペース化されている。
台車位置管理部154bは、把握している台車の絶対位置の情報を台車位置情報として、逐次、台車動作制御部54c及びTKユニット動作制御部154dに供給する。台車動作制御部154c及びTKユニット動作制御部154dは、供給された台車位置情報に基づき、中間台車175の動作,台車リンク部152d及び台車ロック部152eでの連結及びロック動作、並びに、TKユニット153の動作、の制御を行う。
従って、パレット移動装置52,152の上流側の装置は、レーザ加工機91に限定されず、パンチ加工機などの加工機、或いは、加工を行わない物品ストッカなどの保管棚であってもよい。
また、台車駆動部52cを各台車に備えて、各台車が自走できるものであってもよい。ただし、台車駆動部52cの設置スペース及びコストの抑制の観点では、実施例1、2で説明したように、一つの台車に備え、リンク装置で他の台車を帯同させる構造は望ましい。
すなわち、実施例1の仕分け装置51において、前エリアAとセンタエリアCとの間に、実施例2で説明したシャッタ装置17を設置する。そして、前エリアAとセンタエリアCとの間を、中段台車75及び上段台車76、並びに、TKユニット53が移動する際にシャッタ装置17を開け、前エリアAから製品を外部に搬出する際にシャッタ装置17を閉じるようにする。シャッタ装置17が閉じた状態では、TKユニット53は、実施例2のTKユニット153と同様に、センタエリアCと後エリアBとの間を移動して製品の仕分け移送を行うように制御する。
これにより、例えば、前エリアAから上段台車76,176を退避させる場合に、後エリアBまで移動させず、より短い移動で済むセンタエリアCで退避維持させることができ、台車の移動効率が向上する。
また、各台車の移動手順は、上述の手順に限定されるものではない。
例えば、実施例1において、自走不能な上段台車76の通常置かれる位置を後エリアBとし、中段台車75の通常置かれる位置をセンタエリアCとすることで、まずは台車を移動させることなく、床パレット72と上段パレット74との両方に製品パレット71から製品を移送させることができる。
詳しくは、中段台車75,175に支持された中段パレット73,173に載置された物品(製品WP3及びその製品集積体WPT)及び上段台車76,176に支持され上段パレット74,174に載置された物品(製品WP4及びその製品集積体WPT)は、それぞれ中段台車75,175及び上段台車76,176が前エリアAにあるときに、外部に搬出可能である。もちろん、中段パレット73,173及び上段パレット74,174をフォークリフトなどで移動可能であれば、各パレット自体を搬出可能である。
この場合、搬出のために作業者やフォークリフトが出入りする搬出作業スペースは、パレットステーション1,11の奥側(加工システムST1,ST2の裏側)となる後エリアBに対しては不要であって、前エリアAに隣接してその前側(加工システムST1,ST2の正面側)に確保すればよい。これにより、省スペース化が図れると共に搬出作業の利便性が向上する。
例えば制御装置54において、台車位置管理部54b,台車動作制御部54c,及びTKユニット動作制御部54dの少なくとも一つが、中央処理装置(CPU)54aの内部に構成されていてもよい。制御装置154についても同様である。
2,12 パレットステーション昇降駆動部(昇降柱)
3a ガイドレール、 3b,13b フレーム
4,5 レール
17 シャッタ装置
17a 固定シャッタ、 17b 可動シャッタ
17c シャッタ駆動部
51,151 仕分け装置
52,152 パレット移動装置
52a 製品パレット駆動部、 52c,152c 台車駆動部(モータ)
52d,152d 台車リンク部、 52d1,152d1 連結ピン
52e,152e 台車ロック部、 52e1 ロックピン
53,153 テイクアウトローダユニット(TKユニット)
53a 連結部、 53b 基支柱、 53c 吸着部
53d 吸着ユニット、 53e TKユニット駆動部
53f ポンプ、 53s TKユニット装置
54,154 制御装置
54a 中央処理装置(CPU)、 54b,154b 台車位置管理部
54c 台車動作制御部、 54d,154d TKユニット動作制御部
71,171 製品パレット
72 床パレット
73,173 中段パレット
74,174 上段パレット
75,175 中段台車、 75a 車輪、 75b 車軸
76,176 上段台車
76a 車輪、 76b ピン係合部、 76b1 係合孔
76c ロックピン係合部、 76c1 係合孔
91 レーザ加工機、 91a レーザ加工ヘッド
A 前エリア(搬出エリア)、 A1,A2,A3 移送経路
B 後エリア、 B2,B3 移送経路
C センタエリア
Ls レーザ光
ST1,ST2 加工システム
W 板材、 WP,WP1〜WP4 製品、 WPT 製品集積体
Claims (5)
- 物品を載せるパレットを支持し、基準位置と前記基準位置よりも高い上昇位置との間で昇降するパレットステーションと、
前記パレットステーションが支持した前記パレットに載置された物品を、前記パレットステーションの一方の側の第1エリアに移送可能な移送装置と、
前記第1エリアと前記パレットステーションの他方側の第2エリアとの間を移動可能な第1の台車と、
前記第1エリアと前記第2エリアとの間を移動可能であると共に、前記第1の台車の内側をくぐり抜け可能な第2の台車と、
を備え、
前記基準位置にある前記パレットステーションの内側を、前記第1の台車はくぐり抜け不能、かつ前記第2の台車はくぐり抜け可能であり、
前記上昇位置にある前記パレットステーションの内側を、前記第1の台車及び前記第2の台車ともにくぐり抜け可能である物品仕分け装置。 - 前記移送装置は、前記物品を、前記第2エリアに移送可能であることを特徴とする請求項1記載の物品仕分け装置。
- 前記パレットステーションと前記第2エリアとの間にシャッタ装置を備えたことを特徴とする請求項1記載の物品仕分け装置。
- 前記第1の台車及び前記第2の台車の少なくとも一方が自走可能であり、前記第1の台車と前記第2の台車との連結及び非連結を選択実行する台車リンク部を備えていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の物品仕分け装置。
- 前記第2エリアは、前記物品を搬出する搬出エリアであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の物品仕分け装置。
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