JP7229878B2

JP7229878B2 - 容器搬送システム、容器搬送方法

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Publication number: JP7229878B2
Application number: JP2019137280A
Authority: JP
Inventors: 英嗣吉冨
Original assignee: Tokan Kogyo Co Ltd
Current assignee: Tokan Kogyo Co Ltd
Priority date: 2019-07-25
Filing date: 2019-07-25
Publication date: 2023-02-28
Anticipated expiration: 2039-07-25
Also published as: JP2021020265A

Description

本発明は、複数の容器が積み重ねられた容器スタックを所望の位置まで搬送する容器搬送システム、容器搬送方法に関するものである。

容器を上下に積み重ねて構成された容器スタックを形成し、搬送ロボットにより、これを搬送する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献の開示技術１によれば、収納箱内に収納されている容器スタックを、搬送ロボットにより把持し、充填機に順次搬送する技術が開示されている。

特許第３８２７５５３号公報

ところで、上述した特許文献１の開示技術とは逆に、工場内において製造された容器が複数段に亘り積み重ねられた容器スタックの状態でベルトコンベアを介して搬送されてくる場合がある。この搬送されてくる容器スタックを収納箱に収納して出荷する上で、この容器スタックの長さが収納箱の内径よりも短くなってしまう場合がある。このような容器スタックを収納箱に収納すると、収納箱内に余分なスペースが生じてしまい、物流効率が低下してしまう。このため、ちょうど収納箱の内径に合致する高さまで容器スタック同士を互いに積み重ねることで、収納箱内における余分スペースが形成されないように制御し、物流効率を高める必要がある。しかしながら、容器スタックを互いに積み重ねて搬送しようとすると、積み重ねられた容器の数が増すほど容器スタックの安定性が悪くなり、容器スタックが傾いたり、倒れやすくなるという問題点があった。

そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、複数の容器を積み重ねた容器スタックを収納箱に収納する上で、収納箱内に余分なスペースが生じることなく、物流効率を向上させることが可能な容器搬送システム、容器搬送方法を提供することにある。

本発明者らは、上述した問題点を解決するために、第１の把持部、第２の把持部、第３の把持部を有するロボットアームにより、搬送方向上流側から送出されてくる上下に積み重ねた第１の容器群及び第２の容器群のうち、第１の容器群の最上段の容器を第１の把持部により把持するとともに、最下段の容器を第２の把持部により把持し、第２の容器群に、持ち上げた第１の容器群を上下に積み重ねるとともに、第２の容器群の最下段の容器を第３の把持部により把持し、積み重ねた容器群のうち、少なくとも最上段の容器を第１の把持部により把持するとともに最下段の容器を第３の把持部により把持した状態でこれを搬送する容器搬送システム、容器搬送方法を発明した。

第１発明に係る容器搬送システムは、長手部材の一端側から順に設けられた第１の把持部、第２の把持部、第３の把持部とを有し、搬送方向上流側から送出されてくる上下に積み重ねた第１の容器群及び第２の容器群のうち、前記第１の容器群の最上段の容器を前記第１の把持部により把持するとともに、最下段の容器を前記第２の把持部により把持することにより当該第１の容器群を持ち上げるロボットアームを備え、前記ロボットアームは、前記第２の容器群に、前記持ち上げた前記第１の容器群を上下に積み重ねるとともに、前記第２の容器群の最下段の容器を前記第３の把持部により把持し、前記積み重ねた容器群のうち、少なくとも最上段の容器を第１の把持部により把持するとともに最下段の容器を前記第３の把持部により把持した状態でこれを搬送することを特徴とする

第２発明に係る容器搬送システムは、第１発明において、前記ロボットアームは、前記第３の把持部を前記第２の容器群の一部に接触させることにより前記第２の容器群の位置ずれを修正することを特徴とする。

第３発明に係る容器搬送システムは、第１発明又は第２発明において、前記ロボットアームは、前記第２の容器群に持ち上げた前記第１の容器群を積み重ねる際に、前記第２の容器群の積み重ね方向に対して前記第１の容器群を傾斜させながら積み重ねることを特徴とする。

第４発明に係る容器搬送システムは、第１発明～第３発明の何れかにおいて、搬送方向上流側から送出されてくる前記第１の容器群及び前記第２の容器群のそれぞれの停止位置を調整する位置決め部をさらに備えることを特徴とする。

第５発明に係る容器搬送システムは、長手部材の一端側から順に設けられた第１～第ｎ（ｎは４以上の整数）の把持部を有し、搬送方向上流側から送出されてくる上下に積み重ねられた第１～第ｎ－１の容器群のうち、前記第１の容器群の最上段の容器を前記第１の把持部により把持するとともに、最下段の容器を第２の把持部により把持することにより当該第１の容器群を持ち上げるロボットアームを備え、前記ロボットアームは、第ｋ－１の容器群に、前記持ち上げた第ｋ－２の容器群を上下に積み重ねるとともに、前記第ｋ－１の容器群の最下段の容器を第ｋの把持部により把持することにより当該第ｋ－１の容器群を持ち上げる動作をｋ＝３からｋ＝ｎまで繰り返し実行し、前記積み重ねた容器群のうち、少なくとも最上段の容器を前記第１の把持部により把持するとともに最下段の容器を前記第ｎの把持部により把持した状態でこれを搬送することを特徴とする。

第６発明に係る容器搬送方法は、長手部材の一端側から順に設けられた第１の把持部、第２の把持部、第３の把持部とを有するロボットアームにより、搬送方向上流側から送出されてくる上下に積み重ねられた第１の容器群及び第２の容器群のうち、前記第１の容器群の最上段の容器を前記第１の把持部により把持するとともに、最下段の容器を前記第２の把持部により把持することにより当該第１の容器群を持ち上げる持ち上げ工程と、前記第２の容器群に、前記持ち上げ工程で持ち上げた前記第１の容器群を上下に積み重ねるとともに、前記第２の容器群の最下段の容器を前記第３の把持部により把持する積み重ね工程と、前記積み重ね工程で積み重ねた容器群のうち、少なくとも最上段の容器を第１の把持部により把持するとともに最下段の容器を前記第３の把持部により把持した状態でこれを搬送する搬送工程と、を有することを特徴とする。

第７発明に係る容器搬送方法は、第６発明において、前記積み重ね工程では、前記第３の把持部を前記第２の容器群の一部に接触させることにより前記第２の容器群の位置ずれを修正することを特徴とする。

第８発明に係る容器搬送方法は、第６発明又は第７発明において、前記把持工程では、前記第２の容器群に持ち上げた前記第１の容器群を積み重ねる際に、前記第２の容器群の積み重ね方向に対して前記第１の容器群を傾斜させながら積み重ねることを特徴とする。

第９発明に係る容器搬送方法は、第６発明～第８発明の何れかにおいて、前記持ち上げ工程の前に、前記搬送方向上流側から送出されてくる前記第１の容器群及び前記第２の容器群のそれぞれの停止位置を調整する位置決め工程をさらに有することを特徴とする。

第１０発明に係る容器搬送方法は、長手部材の一端側から順に設けられた第１～第ｎ（ｎは４以上の整数）の把持部を有するロボットアームにより、搬送方向上流側から送出されてくる上下に積み重ねた第１～第ｎ－１の容器群のうち、前記第１の容器群の最上段の容器を前記第１の把持部により把持するとともに、最下段の容器を前記第２の把持部により把持することにより当該第１の容器群を持ち上げる持ち上げ工程と、第ｋ－１の容器群に、前記持ち上げ工程で持ち上げた第ｋ－２の容器群を上下に積み重ねるとともに、前記第ｋ－１の容器群の最下段の容器を第ｋの把持部により把持することにより当該第ｋ－１の容器群を持ち上げる動作をｋ＝３からｋ＝ｎまで繰り返し実行する積み重ね工程と、前記積み重ね工程で積み重ねた容器群のうち、少なくとも最上段の容器を前記第１の把持部により把持するとともに最下段の容器を前記第ｎの把持部により把持した状態でこれを搬送する搬送工程と、を有することを特徴とする。

上述した構成からなる本発明によれば、搬送方向上流側から送出されてくる第１の容器群の最上段の容器を第１の把持部により把持するとともに、最下段の容器を第２の把持部により把持する。次に第２の容器群に、持ち上げた第１の容器群を上下に積み重ねるとともに、第２の容器群の最下段の容器を第３の把持部により把持した積み重ね後の容器群の状態でこれを搬送し、収納箱に収納させる。このとき、積み重ねられた容器群の長さ（高さ）をちょうど収納箱の内径に見合うサイズになるように、第１の容器群、第２の容器群の長さ（高さ）を予め設定しておく。これにより、積み重ねられた容器群を収納箱に収納することにより、収納箱内に余分なスペースが生じてしまうことを防止することができ、物流効率をより向上させることが可能となる。また、第１の容器群、第２の容器群のように複数の容器群に分けて搬送することにより、個々の容器群の高さが高くなることを抑制することができるため、容器スタックを安定して搬送することができる。
このとき、第２の容器群の最下段の容器を第３の把持部により把持する前の段階において、第３の把持部を第２の容器群の一部に接触させることにより、第２の容器群の位置ずれを修正することが可能となる。
また、第２の容器群に持ち上げた前記第１の容器群を積み重ねる際に、第２の容器群の積み重ね方向に対して第１の容器群を傾斜させながら積み重ねることで、第３の把持部を第２容器群に接触させてしまうのを防止し、ひいては第２容器群を倒さないようにすることが可能となる。
また搬送方向上流側から送出されてくる第１の容器群及び前記第２の容器群のそれぞれの位置を位置決め部材に設けられた切り欠き部を介して案内することにより、位置調整を行うことが可能となる。なお、積み重ねる容器群が２個の場合のみならず、３個以上であっても同様の効果を奏することとなる。

本発明が適用される搬送システムの全体図である。搬送システムの概略平面図である。位置決め部材を説明するための図である。搬送対象の容器を説明するための図である。ロボットを説明するための図である。ロボットの把持機構の詳細を示す図である。ロボットのブロック図である。容器群を搬送するための処理手順を示すフローチャートである。位置決め工程を説明するための図である。容器群を積み重ねる手順の概要を示す図である。容器群の位置ずれの修正を説明するための図である。容器群を収納箱に搬送する工程を説明するための図である。容器群を積み重ねる手順の概要を示す他の図である。

以下、本発明を適用した容器搬送システムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１及び図２に、本実施形態の容器搬送システム１００の全体図を示す。図１は容器搬送システム１００の全体図（斜視図）、図２は容器搬送システム１００の概要平面図である。容器搬送システム１００は、ロボット１と、供給機構５０とを有して構成される。容器搬送システム１００を使用することにより、搬送対象としての複数の容器Ｗを、順次収納箱７０内に収納することができる。

供給機構５０は、上部供給機構５１と、下部供給機構５２と、受け渡し装置５３と、位置決め部材６０を有している。

上部供給機構５１は、供給機構５０における上部側に位置し、例えば容器Ｗを順次搬送するコンベヤを有して構成される。上部供給機構５１は、図示しない供給源から供給された容器Ｗを、搬送方向上流側から搬送方向下流側へ１個ずつ供給する。上部供給機構５１は、この搬送方向下流側へ供給する容器Ｗを供給位置Ｐ１、Ｐ２へそれぞれ案内する。供給位置Ｐ１、Ｐ２は、受け渡し装置５３により容器Ｗを下部供給機構５２側に受け渡すための目印位置である。

受け渡し装置５３は、供給位置Ｐ１、Ｐ２に案内されてきた容器Ｗを下部供給機構５２側に順次受け渡し、或いは降下させる。受け渡し装置５３は、供給位置Ｐ１、Ｐ２から、下部供給機構５２における積み重ね位置Ｐ１’、Ｐ２’に、例えば容器Ｗを１０個単位で受け渡す。供給位置Ｐ１と積み重ね位置Ｐ１’は、上下方向において平面視で略一致し、供給位置Ｐ２と積み重ね位置Ｐ２’は、上下方向において平面視で略一致する。その結果、積み重ね位置Ｐ１’には、容器Ｗが積み重ねられた第１容器群ＷＧ１１が形成され、積み重ね位置Ｐ２’には、容器Ｗが積み重ねられた第２容器群ＷＧ１２が形成される。第１容器群ＷＧ１１及び第２容器群ＷＧ１２を構成する容器Ｗの積み重ね段数は、後述するように収納箱７０の内径のサイズに応じて予め決定される。なお第１容器群ＷＧ１１と第２容器群ＷＧ１２を構成する容器Ｗの積み重ね段数は、互いに異なる段数であってもよい。

下部供給機構５２は、供給機構５０における下部側に位置し、上述した第１容器群ＷＧ１１及び第２容器群ＷＧ１２を搬送方向上流側から搬送方向下流側へ順次搬送するコンベヤを有して構成される。下部供給機構５２が第１容器群ＷＧ１１及び第２容器群ＷＧ１２を積み重ね位置Ｐ１’Ｐ２’から搬送基準位置Ｑに向けて送出するタイミングは、同時であってもよいし、第１容器群ＷＧ１１と第２容器群ＷＧ１２との間で互いに異なるものであってもよい。また搬送される容器群ＷＧ１１、ＷＧ１２は２列で構成される場合に限定されるものではなく、３列以上であってもよい。

下部供給機構５２における搬送基準位置Ｑには、位置決め部材６０が設けられている。図３（ａ）に示すように、位置決め部材６０は、例えば断面コ字状に形成され、下部供給機構５２のコンベヤを上下から挟むようにして設定されている。位置決め部材６０は、例えば金属製の部材であってもよいが、これに限定されるものではなく、いかなる素材で構成されていてもよい。位置決め部材６０は、下部供給機構５２のコンベヤを上側から覆う上板６０－１と、下部供給機構５２のコンベヤを下側から覆う下板６０－２と、上板６０－１と下板６０－２とを接続する接続板６０－３とを有する。

上板６０－１には、切り欠き部６０ａ、切り欠き部６０ｂが左右に並んで形成されている。切り欠き部６０ａ、切り欠き部６０ｂは、搬送方向に向けて凹形状で、かつ搬送方向に向かうにつれて徐々に狭小化される形状に切り欠かれている。切り欠き部６０ａ、切り欠き部６０ｂの開口幅は、いずれも容器Ｗの最大径よりも大きく構成されている。なお、切り欠き部６０ａ、切り欠き部６０ｂの形状は第１容器群ＷＧ１１及び第２容器群ＷＧ１２における位置ずれを修正可能な凹形状とされていれば、いかなる形状であってもよい

図３（ｂ）は、位置決め部材６０を上方から視認した平面図である。この位置決め部材６０は、下部供給機構５２に対して図中搬送方向及び逆搬送方向に向けて前後にシフト自在に構成されている。この位置決め部材６０の前後のシフトは、例えば図示しないシリンダを介して駆動させるようにしてもよい。

図４は、搬送対象の容器Ｗを示す斜視図である。容器Ｗは、円形の底部Ｗ１と、底部Ｗ１から上側に向かうに従い径が大きくなる側壁Ｗ２と、側壁Ｗ２の上端部に形成される開口Ｗ３を有している。開口Ｗ３の周囲には、径方向外側に突出するフランジＷ４が形成されている。即ち、容器Ｗにおいて、フランジＷ４が最外周に位置している。供給機構５０により容器Ｗを搬送方向に搬送する際には、図１に示すように、開口Ｗ３が下向きとなるように搬送するようにしてもよいが、開口Ｗ３が上向きの状態で搬送するようにしてもよい。なお、容器Ｗは、PP（ポリプロピレン）、EVOH（エチレン・ビニルアルコール共重合体）、PPの多層構成により形成されているが、これらに限定されることなく、アルミ等の金属、紙、樹脂等の他の素材により形成されてもよい。また容器Ｗの形状、大きさは特に限定されるものではない。

図５に、ロボット１の全体図を示す。図示するように、ロボット１は、基台２と、基台２上に設けられた回転台３と、回転台３上に設けられたロボットアーム４と、ロボットアーム４に接続された把持機構２０とを有する。基台２は、例えば工場等の床面に配置され、回転台３を支持する。回転台３は、回転軸Ｘ１が鉛直方向となるように基台２に取り付けられている。回転台３が基台２に対して回転軸Ｘ１を中心に回転すると、この回転台３上に設けられたロボットアーム４も同様に、時計回り（図２中Ｒ１方向）あるいは反時計回り（図２中Ｒ２方向）のいずれの方向にも回転させることが可能となる。

ロボットアーム４は、第１アーム１１と、第１アーム１１に接続された第２アーム１２と、第２アーム１２に接続された第３アーム１３と、第３アーム１３に接続された接続部１４とを有する。第１アーム１１は、回転軸Ｘ２が水平方向（紙面奥行き方向）となるように回転台３に取り付けられている。第１アーム１１は、回転台３に対して回転軸Ｘ２を中心に、時計回り（Ｒ３方向）あるいは反時計回り（Ｒ４方向）のいずれの方向にも回転自在に構成されている。第２アーム１２は、回転軸Ｘ３が水平方向（紙面奥行き方向）となるように第１アーム１１に取り付けられている。第２アーム１２は、第１アーム１１に対して回転軸Ｘ３を中心に、時計回り（Ｒ５方向）あるいは反時計回り（Ｒ６方向）のいずれの方向にも回転自在に構成されている。第３アーム１３は、回転軸Ｘ４が水平方向（紙面奥行き方向）となるように第２アーム１２に取り付けられている。第３アーム１３は、第２アーム１２に対して回転軸Ｘ４を中心に、時計回り（Ｒ７方向）あるいは反時計回り（Ｒ８方向）のいずれの方向にも回転する。

接続部１４は、回転軸Ｘ５が水平方向（紙面奥行き方向）となるように第３アーム１３に取り付けられている。接続部１４は、第３アーム１３に対して回転軸Ｘ５を中心に、時計回り（Ｒ９方向）あるいは反時計回り（Ｒ１０方向）のいずれの方向にも回転する。
上述の構成からなるロボットアーム４は、基台２を基準として鉛直方向、水平方向に回動することができるともに、回転軸Ｘ１を中心軸として時計回り又は反時計回りに旋回することができる。

把持機構２０は、回転軸Ｘ６が水平方向（紙面左右方向）となるように接続部１４に取り付けられている。上述の通り、ロボットアーム４が鉛直方向、水平方向、更には回転軸Ｘ１を中心軸として時計回り又は反時計回りに旋回することに応じて、把持機構２０も同様に旋回可能とされる。

把持機構２０の詳細を図６に示す。図６（ａ）に示すように、把持機構２０は、接続部１４に対して回転軸Ｘ６を中心に、時計回り（Ｒ１１方向）あるいは反時計回り（Ｒ１２方向）のいずれの方向にも回転する。

図６（ａ）に示すように、把持機構２０は、支持部材２０－１を有する。支持部材２０－１は、例えば長手方向に延びる板状の部材により形成されている。支持部材２０－１は、第１の把持部２１、第２の把持部２２、第３の把持部２３を有している。以下では、紙面上下方向において、第１の把持部２１が位置する側を上側とし、第３の把持部２３が位置する側を下側としたとき、支持部材２０－１の表面２０－１ａに第１の把持部２１、第２の把持部２２、第３の把持部２３が上側から下側へ、順に取り付けられている。

第１の把持部２１と、第２の把持部２２と、第３の把持部２３は、支持部材２０－１の表面２０－１ａに、ほぼ等間隔に配置されている。第１の把持部２１と第２の把持部２２との間隔は、第１容器群ＷＧ１１のうちの最下段の容器Ｗと最上段の容器Ｗ間の高さに相当し、第２の把持部２２と第３の把持部２３との間隔は、第２容器群ＷＧ１２のうちの最下段の容器Ｗと最上段の容器Ｗ間の高さに相当するように設計されている。なお、支持部材２０－１に対する第１の把持部２１、第２の把持部２２、第３の把持部２３の取り付け位置は、第１容器群ＷＧ１１あるいは第２容器群ＷＧ１２の積み重ね段数に応じて随時設計されることとなる。

図６（ａ）に示すように、第１の把持部２１は、一対の把持爪２１－１、２１－２を有する。同様に、第２の把持部２２は、一対の把持爪２２－１、２２－２を有し、第３の把持部２３は、一対の把持爪２３－１、２３－２を有する。

図６（ｂ）は、これら把持部２１～２３のうち、第１の把持部２１における平面図である。第１の把持部２１における把持爪２１－１、２１－２は、平面視円弧状に形成された部材である。把持爪２１－１、２１－２は、互いに近接するように動作することで、容器Ｗの側壁Ｗ２を内側に向けて把持する。第１の把持部２１は、容器Ｗを把持している把持爪２１－１、２１－２を互いに離間させることにより容器Ｗの把持を解除することができる。なお、把持爪２２－１、２２－２、及び把持爪２３－１、２３－２は、把持爪２１－１、２１－２と同様の形状、機能を有しているため、詳しい説明は省略する。

支持部材２０－１は、発光部２４ａ及び受光部２４ｂを有する。図中の例では、発光部２４ａ及び受光部２４ｂが第２の把持部２２と第３の把持部２３との間に配置されている例を示す。発光部２４ａは、第１容器群ＷＧ１１あるいは第２容器群ＷＧ１２に向けて光を照射する。受光部２４ｂは、第１容器群ＷＧ１１あるいは第２容器群ＷＧ１２の容器Ｗから反射される反射光の有無を検出する。

ロボット１の制御ブロックを図７に示す。ロボット１は、主制御部３０と、主制御部にそれぞれ接続された発光部２４ａと、受光部２４ｂと、メモリ３１と、入力部３２とを有する。また、ロボット１は、主制御部３０に接続された把持制御モータ３３と、アーム制御モータ３４とを有する。

主制御部３０は、例えばマイクロコンピュータ（ＣＰＵ：Central Processing Unit）により形成された演算処理装置であり、把持制御部３０ａと、アーム制御部３０ｂと、発光制御部３０ｃとを有する。把持制御部３０ａは把持制御モータ３３を制御し、第１の把持部２１～第３の把持部２３の開閉を制御する。アーム制御部３０ｂはアーム制御モータ３４を制御し、ロボットアーム４の上下動及び旋回を制御する。発光制御部３０ｃは発光部２４ａを制御する。また主制御部３０は、更に受光部２４ｂにおいて光電変換された電気信号に基づいて、第１容器群ＷＧ１１や第２容器群ＷＧ１２の積み重ね高さや現在位置等を判別する。

メモリ３１は、主制御部３０が各種制御で用いるＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＥＥＰ－ＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）等の不揮発性メモリ等の記憶領域を総括的に示している。

入力部３２は、例えば搬送システム１００を操作する作業者が、搬送予定の容器Ｗの積み重ね段数、収納箱７０の大きさ等、搬送条件を入力するための端末であり、これらの情報は主制御部３０に送られる。入力部３２は、タッチパネルにより構成されていてもよく、あるいは操作キーや、リモートコントローラ等により構成されていてもよい。

把持制御モータ３３は、モータ３３ａ、モータ３３ｂ、モータ３３ｃを有して構成されている。モータ３３ａは第１の把持部２１の開閉を駆動し、モータ３３ｂは第２の把持部２２の開閉を駆動し、モータ３３ｃは第３の把持部２３の開閉を駆動する。

アーム制御モータ３４は、モータ３４ａ、モータ３４ｂ、モータ３４ｃ、モータ３４ｄ、モータ３４ｅ、モータ３４ｆをそれぞれ制御する。モータ３４ａは回転軸Ｘ１を中心とし、モータ３４ｂは回転軸Ｘ２を中心とし、モータ３４ｃは回転軸Ｘ３を中心とし、モータ３４ｄは回転軸Ｘ４を中心とし、モータ３４ｅは回転軸Ｘ５を中心とし、モータ３４ｆは回転軸Ｘ６を中心とし、それぞれ回転駆動を行う。

次に、本実施形態における搬送システム１００の処理手順の一例について説明する。図８は、搬送システム１００の主制御部３０が実行する各種工程を示すフローチャートである。

＜位置決め工程：Ｓ１１０＞
搬送システム１００では、第１容器群ＷＧ１１を第２容器群ＷＧ１２に積み重ねる前に、この位置決め工程Ｓ１１０において、第１容器群ＷＧ１１及び第２容器群ＷＧ１２の位置決めを行う。

図９に示すように、第１容器群ＷＧ１１の径方向における中心線をＬａとし、第２容器群ＷＧ１２の径方向における中心線をＬｂとし、切り欠き部６０ａの幅方向における中心線を基準線Ｌ１とし、切り欠き部６０ｂの幅方向における中心線を基準線Ｌ２とする。図９（ａ）に示す例では、第１容器群ＷＧ１１及び第２容器群ＷＧ１２がいずれも精度良く搬送されてきた例である。この場合は、第１容器群ＷＧ１１の中心線Ｌａと基準線Ｌ１が一致し、第２容器群ＷＧ１２の中心線Ｌｂと基準線Ｌ２が一致する。

一方、第１容器群ＷＧ１１あるいは第２容器群ＷＧ１２のいずれか一方又は両方が左右方向にずれて搬送されることがある。図９（ｂ）は、第２容器群ＷＧ１２は精度良く搬送され、第１容器群ＷＧ１１が右側にずれて搬送されてきた例である。図に示すように、第１容器群ＷＧ１１の中心線Ｌａと基準線Ｌ１は一致せず、中心線Ｌａは基準線Ｌ１に対して右側に偏っている。この場合であっても、第１容器群ＷＧ１１の最下段の容器Ｗが切り欠き部６０ａに案内されることで中心線Ｌａと基準線Ｌ１が一致し、第１容器群ＷＧ１１の位置ずれが修正される。これにより、搬送基準位置Ｑにおいて、第１容器群ＷＧ１１及び第２容器群ＷＧ１２の位置決めを精度良く行うことができる。

位置決め工程Ｓ１１０の終了時には、この位置決め部材６０を図３（ｂ）に示すように、図中搬送方向に向けてシフトさせるようにしてもよい。これにより、第１容器群ＷＧ１１及び第２容器群ＷＧ１２と位置決め部材６０における切り欠き部６０ａ、切り欠き部６０ｂとを互いに離間させることができる。これにより、第１容器群ＷＧ１１及び第２容器群ＷＧ１２を持ち上げる際に、これらが位置決め部材６０における切り欠き部６０ａ、切り欠き部６０ｂに引っ掛かり、持ち上げの妨げになるのを防止することができる。位置決め工程Ｓ１１０を終了させた後、持ち上げ工程Ｓ１２０に移行する。なお、この図中搬送方向に向けてシフトされた位置決め部材６０は、次回の位置決め工程Ｓ１１０までには再び元の位置に戻すように制御されることとなる。

＜持ち上げ工程：Ｓ１２０＞
図１０（ａ）に示すように、第１の把持部２１が第１容器群ＷＧ１１の最上段の容器Ｗの高さに位置し、第２の把持部２２が第１容器群ＷＧ１１の最下段の容器Ｗの高さに位置するように、アーム制御部３０ｂはアーム制御モータ３４を制御し、ロボットアーム４に取り付けられている把持機構２０の高さを調整する。

次に図１０（ｂ）に示すように、アーム制御部３０ｂはアーム制御モータ３４を制御し、把持機構２０を第１容器群ＷＧ１１に近づける。このとき、把持機構２０における支持部材２０－１の長手方向が鉛直方向となるように制御される。これにより、第１の把持部２１、第２の把持部２２を第１容器群ＷＧ１１に対して略垂直方向から近接させることができる。また、把持制御部３０ａは把持制御モータ３３を駆動し、第１の把持部２１に第１容器群ＷＧ１１の最上段の容器Ｗを把持させ、第２の把持部２２に第１容器群ＷＧ１１の最下段の容器Ｗを把持させる。

次に図１０（ｃ）に示すように、アーム制御部３０ｂはアーム制御モータ３４を駆動し、供給機構５０から離間しつつ、把持機構２０を持ち上げる制御を行う。この段階において、第１の把持部２１及び第２の把持部２２を介して第１容器群ＷＧ１１を把持しているため、これを構成する容器Ｗが落下してしまうことが無い。

次に図１０（ｄ）に示すように、第１容器群ＷＧ１１の最下段の容器Ｗが、第２容器群ＷＧ１２の最上段の容器Ｗよりも高い位置となるようにロボットアーム４を制御する。

＜積み重ね工程：Ｓ１３０＞
次に積み重ね工程Ｓ１３０に移行し、図１０（ｅ）示すようにロボットアーム４を制御することにより、第２容器群ＷＧ１２の最上段の容器Ｗに、持ち上げた第１容器群ＷＧ１１の最下段の容器Ｗを積み重ねる。このとき、アーム制御部３０ｂによる制御の下、把持機構２０における支持部材２０－１の長手方向を鉛直方向から僅かに傾斜させることにより、第２容器群ＷＧ１２の積み重ね方向に対して第１容器群ＷＧ１１を傾斜させながら積み重ねるようにしてもよい。これにより、第３の把持部２３を第２容器群ＷＧ１２に接触させて第２容器群ＷＧ１２を倒さないようにすることを防止することができる。
次に、図１０（ｆ）に示すように、把持機構２０における支持部材２０－１の長手方向が鉛直方向となるように戻した後、把持制御部３０ａは把持制御モータ３３を駆動し、第３の把持部２３に第２容器群ＷＧ１２の最下層の容器Ｗを把持させる。これにより、全ての第１の把持部２１、第２の把持部２２、第３の把持部２３により積み重ねられた容器群ＷＧ２０が把持され、第１容器群ＷＧ１１が第２容器群ＷＧ１２に積み重ねられて両者が一体化した容器群ＷＧ２０が形成されて、積み重ね工程Ｓ１３０が終了する。

なお、第３の把持部２３により容器群ＷＧ２０が把持された段階においては、少なくとも第１の把持部２１、第３の把持部２３により容器群ＷＧ２０を把持していればよく、第２の把持部２２の把持は解除してもよい。第１の把持部２１及び第３の把持部２３のみで容器群ＷＧ２０を把持した状態でも、容器群ＷＧ２０から一部の容器Ｗが脱落することを防止することができる。

なお、この積み重ね工程Ｓ１３０に入る前において、図１１に示すように、第３の把持部２３を第２容器群ＷＧ１２の一部に接触させることにより第２容器群ＷＧ１２の位置ずれを修正するようにしてもよい。例えば、第２容器群ＷＧ１２の最上段の容器Ｗに対して、第３の把持部２３を図中矢印方向に閉める方向に動作させることにより、容器Ｗの外周に接触させ、その後第３の把持部２３を離間させる。これにより、搬送基準位置Ｑにおいて、第２容器群ＷＧ１２を精度良く配置させることができる。なお、この位置決め工程Ｓ１１０は、省略することができる。

＜搬送工程：Ｓ１４０＞
搬送工程では、図１２に示すように、少なくとも第１の把持部２１、第３の把持部２３に容器群ＷＧ２０を把持させた状態で、アーム制御部３０ｂを介してロボットアーム４を駆動し、容器群ＷＧ２０を収納箱７０側に搬送させる。図１２に示すように、ロボットアーム４は、容器群ＷＧ２０を収納箱７０に順次収納する。実際にこの収納箱７０においては、図１２に示すように収納方向が予め設定されている。収納時には、容器群ＷＧ２０の積み重ね方向がこの収納方向と一致するようにロボットアーム４を制御する。最後に、第１の把持部２１～第３の把持部２３による把持の解除を行うことで、これらにより把持されていた容器群ＷＧ２０が収納箱７０の収納方向に向けて収納されることとなる。以上より、搬送工程Ｓ１４０が終了となる。この搬送工程Ｓ１４０が終了すると再び、ステップＳ１１０の位置決め工程に戻り、同様の動作を繰り返し実行していくことになる。

容器群ＷＧ２０を収納箱７０に収納する段階では、支持部材２０－１のうち第１の把持部２１、第２の把持部２２、第３の把持部２３が配置されている表面２０－１ａが下を向いた状態となる。このように、把持機構２０における支持部材２０－１の長手方向が略上下方向から略水平方向に回転した場合であっても、少なくとも第１の把持部２１が容器群ＷＧ２０の最上段の容器Ｗを把持し、第３の把持部２３が容器群ＷＧ２０の最下段の容器Ｗを把持しているため、容器Ｗが脱落することを防止することができる。

上述した構成からなる本発明によれば、搬送方向上流側から送出されてくる第１容器群ＷＧ１１の最上段の容器Ｗを第１の把持部２１により把持するとともに、最下段の容器Ｗを第２の把持部２２により把持する。次に第２容器群ＷＧ１２に、持ち上げた第１容器群を上下に積み重ねるとともに、第２容器群ＷＧ１２の最下段の容器Ｗを第３の把持部２３により把持した容器群ＷＧ２０の状態でこれを搬送し、収納箱７０に収納させる。このとき、容器群ＷＧ２０の長さ（高さ）をちょうど収納箱７０の内径に見合うサイズになるように、第１容器群ＷＧ１１、第２容器群ＷＧ１２の長さ（高さ）設定していく。これにより、積み重ねられた容器群ＷＧ２０を収納箱７０に収納することにより、収納箱７０内に余分なスペースが生じてしまうことを防止することができ、物流効率をより向上させることが可能となる。

また、積み重ねられた容器群ＷＧ２０の積み重ね方向に支持部材２０－１の長手方向を合わせ、当該支持部材２０－１の長手方向に沿って順に設けられた第１の把持部２１～第３の把持部２３を介して、当該容器群ＷＧ２０を把持することができる。この支持部材２０－１は、上下方向に動作自在とされ、また回転軸Ｘ１を中心に旋回自在とされたロボットアーム４を介して細かい搬送動作が制御自在とされている。このため、この支持部材２０－１に把持されている容器群ＷＧ２０の細かい搬送動作もロボットアーム４を介して自在に制御することができ、これを所望の収納箱７０に、所望の方向へ収納させることが可能となる。

なお、上述した例では、積み重ねられる容器群ＷＧは２個であり、把持機構２０が有する把持部は３個であることとしたが、これに限定されるものではない。例えば、図１３（ａ）に示すように、第１の把持部２１が第１容器群ＷＧ１１の最上段の容器Ｗを把持し、第２の把持部２２が第１容器群ＷＧ１１の最下段の容器Ｗを把持し、第３の把持部２３が第２容器群ＷＧ１２の最下段の容器Ｗを把持している。この状態では、第ｋ－２容器群ＷＧには容器Ｗが積み重ねられていない。

次いで、図１３（ｂ）に示すように、第ｋ－２容器群ＷＧに、持ち上げた第１容器群ＷＧ１１、第２容器群ＷＧ１２・・・を上下に積み重ねるとともに、第ｋ－２容器群ＷＧの最下段の容器を第ｋ－１の把持部２５により把持する動作をｋ＝３からｋ＝ｎまで繰り返し実行する。図に示した例では、少なくとも３個以上の容器群ＷＧを対象としているため、第３容器群ＷＧすなわちｋ＝５からｋ＝ｎまで持ち上げ及び積み重ね処理を繰り返し実行することとなる。但し、本発明によれば、第ｋ－１容器群に、持ち上げた第ｋ－２容器群を上下に積み重ねるとともに、第ｋ－１容器群の最下段の容器を第ｋの把持部により把持する動作を第１容器群ＷＧ１１、すなわちｋ＝３からｋ＝ｎまで繰り返し実行すればよい。そして、この処理を繰り返し実行した結果、図１３（ｃ）に示すように、第ｎ－１容器群ＷＧの上に第ｎ－２容器群ＷＧが積み重ねられ、第ｋ－１容器群ＷＧの上に第ｋ－２容器群ＷＧが積み重ねられ、第２容器群ＷＧ１２の上に第１容器群ＷＧ１１が積み重ねられた状態の容器群ＷＧが得られることとなる。

なお、図１３（ｃ）には、第１の把持部２１が第１容器群ＷＧ１１の最上段の容器Ｗを把持し、第２の把持部２２が第１容器群ＷＧ１１の最下段の容器Ｗを把持し、第３の把持部２３が第２容器群ＷＧ１２の最下段の容器Ｗを把持し、第ｋ－１の把持部２５が第ｋ－２容器群ＷＧの最下段の容器Ｗを把持し、第ｋの把持部２５が第ｋ－１容器群ＷＧの最下段の容器Ｗを把持し、第ｎ－１の把持部２５が第ｎ－２容器群ＷＧの最下段の容器Ｗを把持し、第ｎの把持部２５が第ｎ－１容器群ＷＧの最下段の容器Ｗを把持した状態を示す。容器群ＷＧを搬送する場合には、少なくとも第１の把持部２１が第１容器群ＷＧ１１の最上段の容器Ｗを把持し、第ｎの把持部２５が第ｎ－１容器群ＷＧの最下段の容器Ｗを把持していればよい。但し、容器群を構成する容器Ｗの個数が多くなれば、容器群を搬送する際にそれだけ不安定となりかねない。そこで、搬送工程において容器群を傾ける必要性が生じた場合であっても、容器群の安定性を考慮し、例えば第２の把持部２２から第ｎ－１の把持部２５のうちの奇数番目あるいは偶数番目の把持部のみにより容器Ｗを把持させる等、一部の把持部のみが容器Ｗを把持することとしてもよい。

１ロボット
２基台
３回転台
４ロボットアーム
１１第１アーム
１２第２アーム
１３第３アーム
１４接続部
２０把持機構
２０－１支持部材
２１第１の把持部
２１－１把持爪
２１－２把持爪
２２第２の把持部
２２－１把持爪
２２－２把持爪
２３第３の把持部
２３－１把持爪
２３－２把持爪
２４ａ発光部
２４ｂ受光部
２５把持部
３０主制御部
３０ａ把持制御部
３０ｂアーム制御部
３０ｃ発光制御部
３１メモリ
３２入力部
３３把持制御モータ
３３ａモータ
３３ｂモータ
３３ｃモータ
３４アーム制御モータ
３４ａモータ
３４ｂモータ
３４ｃモータ
３４ｄモータ
３４ｅモータ
３４ｆモータ
５０供給機構
５１上部供給機構
５２下部供給機構
５３受け渡し装置
６０位置決め部材
６０－１上板
６０－２下板
６０－３接続板
６０ａ切り欠き部
６０ｂ切り欠き部
７０収納箱
１００容器搬送システム
Ｌ１基準線
Ｌ２基準線
Ｌａ中心線
Ｌｂ中心線
Ｐ１供給位置
Ｐ２供給位置
Ｐ１’ 積み重ね位置
Ｐ２’ 積み重ね位置
Ｑ搬送基準位置
Ｗ容器
Ｗ１底部
Ｗ２側壁
Ｗ３開口
Ｗ４フランジ
ＷＧ容器群
ＷＧ１１第１容器群
ＷＧ１２第２容器群
ＷＧ２０容器群
Ｘ１回転軸
Ｘ２回転軸
Ｘ３回転軸
Ｘ４回転軸
Ｘ５回転軸
Ｘ６回転軸

Claims

長手部材の一端側から順に設けられた第１の把持部、第２の把持部、第３の把持部とを有し、搬送方向上流側から送出されてくる上下に積み重ねられた第１の容器群及び第２の容器群のうち、前記第１の容器群の最上段の容器を前記第１の把持部により把持するとともに、最下段の容器を前記第２の把持部により把持することにより当該第１の容器群を持ち上げるロボットアームを備え、
前記ロボットアームは、
前記第２の容器群に、前記持ち上げた前記第１の容器群を上下に積み重ねるとともに、前記第２の容器群の最下段の容器を前記第３の把持部により把持し、
前記積み重ねた容器群のうち、少なくとも最上段の容器を第１の把持部により把持するとともに最下段の容器を前記第３の把持部により把持した状態でこれを搬送すること
を特徴とする容器搬送システム。
前記ロボットアームは、前記第３の把持部を前記第２の容器群の一部に接触させることにより前記第２の容器群の位置ずれを修正すること
を特徴とする請求項１に記載の容器搬送システム。
前記ロボットアームは、前記第２の容器群に持ち上げた前記第１の容器群を積み重ねる際に、前記第２の容器群の積み重ね方向に対して前記第１の容器群を傾斜させながら積み重ねること
を特徴とする請求項１又は２に記載の容器搬送システム。
搬送方向上流側から送出されてくる前記第１の容器群及び前記第２の容器群のそれぞれの停止位置を調整する位置決め部をさらに備えること
を特徴とする請求項１～３に記載の容器搬送システム。
長手部材の一端側から順に設けられた第１～第ｎ（ｎは４以上の整数）の把持部を有し、搬送方向上流側から送出されてくる上下に積み重ねられた第１～第ｎ－１の容器群のうち、前記第１の容器群の最上段の容器を前記第１の把持部により把持するとともに、最下段の容器を第２の把持部により把持することにより当該第１の容器群を持ち上げるロボットアームを備え、
前記ロボットアームは、
第ｋ－１の容器群に、前記持ち上げた第ｋ－２の容器群を上下に積み重ねるとともに、前記第ｋ－１の容器群の最下段の容器を第ｋの把持部により把持することにより当該第ｋ－１の容器群を持ち上げる動作をｋ＝３からｋ＝ｎまで繰り返し実行し、
前記積み重ねた容器群のうち、少なくとも最上段の容器を前記第１の把持部により把持するとともに最下段の容器を前記第ｎの把持部により把持した状態でこれを搬送すること
を特徴とする容器搬送システム。
長手部材の一端側から順に設けられた第１の把持部、第２の把持部、第３の把持部とを有するロボットアームにより、搬送方向上流側から送出されてくる上下に積み重ねた第１の容器群及び第２の容器群のうち、前記第１の容器群の最上段の容器を前記第１の把持部により把持するとともに、最下段の容器を前記第２の把持部により把持することにより当該第１の容器群を持ち上げる持ち上げ工程と、
前記第２の容器群に、前記持ち上げ工程で持ち上げた前記第１の容器群を上下に積み重ねるとともに、前記第２の容器群の最下段の容器を前記第３の把持部により把持する積み重ね工程と、
前記積み重ね工程で積み重ねた容器群のうち、少なくとも最上段の容器を第１の把持部により把持するとともに最下段の容器を前記第３の把持部により把持した状態でこれを搬
送する搬送工程と、を有すること
を特徴とする容器搬送方法。
前記積み重ね工程では、前記第３の把持部を前記第２の容器群の一部に接触させることにより前記第２の容器群の位置ずれを修正すること
を特徴とする請求項６に記載の容器搬送方法。
前記把持工程では、前記第２の容器群に持ち上げた前記第１の容器群を積み重ねる際に、前記第２の容器群の積み重ね方向に対して前記第１の容器群を傾斜させながら積み重ねること
を特徴とする請求項６又は７に記載の容器搬送方法。
前記持ち上げ工程の前に、前記搬送方向上流側から送出されてくる前記第１の容器群及び前記第２の容器群のそれぞれの停止位置を調整する位置決め工程をさらに有すること
を特徴とする請求項６～８に記載の容器搬送方法。
長手部材の一端側から順に設けられた第１～第ｎ（ｎは４以上の整数）の把持部を有するロボットアームにより、搬送方向上流側から送出されてくる上下に積み重ねた第１～第ｎ－１の容器群のうち、前記第１の容器群の最上段の容器を前記第１の把持部により把持するとともに、最下段の容器を前記第２の把持部により把持することにより当該第１の容器群を持ち上げる持ち上げ工程と、
第ｋ－１の容器群に、前記持ち上げ工程で持ち上げた第ｋ－２の容器群を上下に積み重ねるとともに、前記第ｋ－１の容器群の最下段の容器を第ｋの把持部により把持することにより当該第ｋ－１の容器群を持ち上げる動作をｋ＝３からｋ＝ｎまで繰り返し実行する積み重ね工程と、
前記積み重ね工程で積み重ねた容器群のうち、少なくとも最上段の容器を前記第１の把持部により把持するとともに最下段の容器を前記第ｎの把持部により把持した状態でこれを搬送する搬送工程と、を有すること
を特徴とする容器搬送方法。