JP2019094158A - 物品送出しユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ピックアンドプレイス装置の制御を複雑にすることなく、スピィーディーに効率良く、表裏のある物品を整列させて次工程に送り出すことのできる物品送出しユニットを提供する。【解決手段】ピックアンドプレイス装置であるロボット３０は、チューブ容器２０の表裏を判別して、表側２０ａとは逆側の裏側２０ｂを上に向けているチューブ容器２０を、裏側２０ｂを上に向けたままの状態で、送出し装置１２のコンベア部１３の側方に配置された表裏反転機構１４に移送して置くようになっている。表裏反転機構１４は、置かれたチューブ容器２０を、当該チューブ容器２０のコンベア部１３側の部分２０ｃとは反対側の部分２０ｄを持ち上げることで、コンベア部１３側の部分の上方を通過させてコンベア部１３側に倒すことにより、反転させた状態でコンベア部１３の上に載置させる。【選択図】図１

Description

本発明は、物品送出しユニット及び物品送出し方法に関し、特に、物品供給部に供給された表裏のある複数の物品を、表側又は裏側を上に向けて揃えた状態で一列に並べて送り出せるようにする物品送出しユニット及び物品送出し方法に関する。

近年、少子高齢化による労働力の不足により、人手による包装作業を自動化することが求められている。一方で、包装対象の物品である例えば容器は、多品種少量生産が一般化しており、その材質や形状、サイズも多種多様となっている。現在のロボット等の自動機械による包装技術では、内容物を収容する自動化機械による１次包装が行われたチューブ容器やボトル容器などの各種の容器を、さらに袋や小箱に収納する２次包装を自動化することは、１次包装後の容器の形状やサイズが多種多様であり、さらに２次包装する袋や小箱についても同様に材質や形状やサイズが多種多様であるため、２次包装については、自動化はほとんど行われておらず、通常は人手による作業となっている。

また、自動化された１次包装の直後に、続けて２次包装を行うことは、高効率で１次包装が行われた物品に対して、同程度以上の高い能力で２次包装を行う人手や包装材料を用意することが困難であるため、行われておらず、一般的には、例えば１次包装が行われた物品を一時置き用の箱にまとめてストックしておき、人手や包装材料などの用意が整った状態で、２次包装を行なう工程に送り出すようになっている。また、２次包装を自動化して行なう場合も、例えば１次包装が行われた物品をまとめてストックしておき、ストックされた１次包装後の物品を、２次包装を行なう工程に送り出すようにすることが、１次包装の能力以下の能力でも以上の能力でも実施可能であるので好ましい。

例えば一時置き用の箱にまとめてストックされた１次包装後の物品を、２次包装を行なう次工程に供給する際に、１次包装後の物品が一時置き用の箱にきちんと整列された状態でまとめてストックされていれば、ロボット等の自動機械で取り出して、２次包装を行なう工程にスムーズに供給することが容易であるが、１次包装後の物品はランダムな向きで一時置き用の箱の内部にストックされていることが一般的であるため、特に表裏のある物品については、このようなランダムな向きで供給された状態から、人手や自動機械による作業によって２次包装を効率良く行うことができるように、物品を整列させた状態で、２次包装を行なう工程に送り出すことが望ましい。

これに対して、物品の供給部にランダムな向きで供給された物品を、ロボットのハンド部によって、所定の姿勢に整列させて送り出す整列装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の整列装置では、ランダムな向きで供給されて送られてくる物品である、各種の形状や寸法のキャップを、ロボットのハンド部によって把持して、必要に応じて表裏を反転させながら、所定の姿勢で一列に整列させた状態で、排出コンベアを介して次工程に送り出すようになっている。

特開２００６−８９０９３号公報

しかしながら、特許文献１の整列装置では、ロボットは、単に物品をハンド部によってピックした後に向きを変えて所定の場所にプレイスするといった、ピックアンドプレイス装置としての機能の他に、物品を把持したままの状態で必要に応じて表裏を反転させるといった機能を要することになるため、個々の物品を把持している時間が長くなって、ピックアンドプレイス装置としてのスピードに影響を与えることになると共に、把持した物品の表裏を反転させるための制御が複雑になる。このようなことから、よりスピィーディーに効率良く表裏のある物品を整列させて、次工程に送り出すことができるようにすると共に、物品を把持するハンド部の制御を容易にする技術の開発が望まれている。

本発明は、ピックアンドプレイス装置の制御を複雑にすることなく、ピックアンドプレイス装置によって、スピィーディーに効率良く表裏のある物品を整列させて、次工程に送り出すことのできる物品送出しユニット及び物品送出し方法を提供することを目的とする。

本発明は、物品供給部に供給された表裏のある複数の物品を、ピックアンドプレイス装置により各々取り上げて移送し、搬送方向に移動するコンベア部を備える送り出し装置に置くことにより、表側又は裏側を上に向けて揃えた状態で一列に並べて送り出せるようにする物品送出しユニットであって、前記ピックアンドプレイス装置は、物品の表裏を判別して、揃える側とは逆側を上に向けている物品を、逆側を上に向けたままの状態で、前記送出し装置の前記コンベア部の側方に配置された表裏反転機構に移送して置くようになっており、前記表裏反転機構は、置かれた物品を、当該物品の前記コンベア部側の部分とは反対側の部分を持ち上げることで、前記コンベア部側の部分とは反対側の部分を前記コンベア部側の部分の上方を通過させて前記コンベア部側に倒すことにより、反転させた状態で前記コンベア部の上に載置させる物品送出しユニットを提供することにより、上記目的を達成したものである。

また、本発明は、物品供給部に供給された表裏のある複数の物品を、ピックアンドプレイス装置により各々取り上げて移送し、搬送方向に移動するコンベア部を備える送り出し装置に置くことにより、表側又は裏側を上に向けて揃えた状態で一列に並べて送り出す物品送出し方法であって、前記ピックアンドプレイス装置は、画像認識によって表裏を判別した物品のうち、揃える側とは逆側を上に向けた物品を、逆側を上に向けたままの状態で、前記送出し装置の前記コンベア部の側方に配置された表裏反転機構に移送して置くことにより、当該表裏反転機構によって反転させた状態で前記コンベア部の上に載置させ、揃える側を上に向けた物品を、揃える側を上に向けたままの状態で、前記コンベア部の上に載置させる物品送出し方法を提供することにより、上記目的を達成したものである。

本発明の物品送出しユニット又は物品送出し方法によれば、ピックアンドプレイス装置の制御を複雑にすることなく、ピックアンドプレイス装置によって、スピィーディーに効率良く表裏のある物品を整列させて、次工程に送り出すことができる。

本発明の好ましい一実施形態に係る物品送出しユニットの構成を説明する、（ａ）は略示平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａに沿った略示正面図である。 物品であるチューブ容器を例示する、（ａ）は表側上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は裏側上面図、（ｄ）は（ｂ）を左側から見た端部側面図、（ｅ）は（ｂ）のＢ−Ｂに沿った断面図である。 （ａ）は、物品であるチューブ容器を、反転プレートに置いた状態を説明する部分正面図、（ｂ）は、傾斜滑りプレートに置いた状態を説明する部分正面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、反転プレートに置いた物品であるチューブ容器を反転させてコンベア部の上に載置させる状況を説明する略示断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、傾斜滑りプレート置いた物品であるチューブ容器を滑らせてコンベア部の上に載置させる状況を説明する略示断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、物品であるチューブ容器が斜めに傾斜することなくコンベア部に載置された際の不具合を説明する、本発明の好ましい一実施形態とは異なる比較例の略示側面図である。 他の物品を例示する、（ａ）は表側上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ｂ）を左側から見た端部側面図、（ｄ）は（ｂ）を右側から見た端部側面図である。 他の物品を例示する、（ａ）は表側上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は裏側上面図、（ｄ）は（ｂ）を左側から見た端部側面図、（ｅ）は（ｂ）を右側から見た端部側面図である。 他の物品を例示する、（ａ）は表側上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ｂ）を左側から見た端部側面図、（ｄ）は（ｂ）を右側から見た端部側面図である。 他の物品を例示する、（ａ）は表側上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。 他のピックアンドプレイス装置を例示する、（ａ）は略示平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃに沿った略示正面図である。

図１（ａ）、（ｂ）に示す発明の好ましい一実施形態に係る物品送出しユニット１０は、例えば物品の製品化工場等において、例えば化粧品類等を製品化するシステムに組み込まれて用いられ、内容物である化粧品類等を収容して１次包装したチューブ容器２０を、例えば人手や自動機械による作業によって箱や袋に収納する２次包装を行なうための次工程に送り出す際に、２次包装を効率良く行なえるように、チューブ容器２０を、表裏や向きを揃えた状態で一列に送り出すことができるようにするためのユニットとして組み込まれたものである。本実施形態の物品送出しユニット１０は、表裏や向きをランダムにして物品供給部１１に供給された、表裏のある物品である複数のチューブ容器２０を、ピックアンドプレイス装置として機能するロボット３０により各々ピックして（取り上げて）、コンベア部１３を備える送り出し装置１２にスピーディーにプレイスする（定められた位置および方向に置く）ことを可能にすると共に、チューブ容器２０の表裏の反転は送り出し装置１２に設けた表裏反転機構１４で行うことで、ロボット３０の制御を複雑にすることなく、ロボット３０によって効率良く表裏のある物品２０を整列させながら、次工程に送り出せるようにする機能を備えている。

そして、本実施形態の物品送出しユニット１０は、物品供給部１１に供給された表裏のある物品である複数のチューブ容器２０を、ピックアンドプレイス装置として機能する好ましくはロボット３０により各々取り上げて移送し、搬送方向Ｘに移動するコンベア部１３を備える送り出し装置１２に置くことにより、表側２０ａ又は裏側２０ｂ（本実施形態では表側２０ａ）を上に向けて揃えた状態で一列に並べて送り出せるようにする、例えば化粧品類を製品化するシステムに組み込まれて用いられるユニットである。ピックアンドプレイス装置であるロボット３０は、物品であるチューブ容器２０の表裏を判別して、揃える側である例えば表側２０ａとは逆側の裏側２０ｂを上に向けているチューブ容器２０を、裏側２０ｂを上に向けたままの状態で、送出し装置１２のコンベア部１３の側方に配置された表裏反転機構１４に移送して置くようになっている（図１（ａ）、図３参照）。表裏反転機構１４は、図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、置かれたチューブ容器２０を、当該チューブ容器２０のコンベア部１３側の部分２０ｃとは反対側の部分２０ｄを持ち上げることで、コンベア部１３側の部分（以下「反転基部」とも称する。）２０ｃとは反対側の部分２０ｄを当該チューブ容器２０の反転基部２０ｃの上方を通過させてコンベア部１３側に倒すことにより、反転させた状態でコンベア部１３の上に載置させるようになっている。

また、本実施形態では、表裏反転機構１４は、送り出し装置１２のコンベア部１３の側方に、送り出し方向Ｘに沿って配置される回転軸部１５と、回転軸部１５に一体として接合されて回転軸部１５を中心に回動する反転プレート１６とを備えており、反転プレート１６は、図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、回転軸部１５からの張出し長さが長い長面部１６ａと、長面部１６ａの回転軸部１５側の端縁部から折曲がって延設する、回転軸部１５からの張出し長さが短い短面部１６ｂとからなる。反転プレート１６は、チューブ容器２０のコンベア部１３側の部分である反転基部２０ｃを短面部１６ｂに係止し、長面部１６ａの上に置かれた裏側２０ｂを上にしたままのチューブ容器２０を（図４（ａ）参照）、反転プレート１６を回動することで、表裏反転機構１４によって、物品２０における反転基部２０ｃとは反対側の部分２０ｄを持ち上げて（図４（ｂ）参照）、反転基部２０ｃの上方を通過させてコンベア部１３側に倒すことにより（図４（ｃ）参照）、表側が上に向くように反転させた状態でコンベア部１３の上に載置させるようになっている（図４（ｄ）参照）。

さらに、本実施形態では、送出し装置１２のコンベア部１３の側方に、図１（ａ）、（ｂ）及び図３に示すように、送り出し方向Ｘに表裏反転機構１４と一列に並べて配置されて、傾斜滑りプレート１７が設けられている。この傾斜滑りプレート１７は、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、ピックアンドプレイス装置であるロボット３０によって移送されて置かれた（図５（ａ）参照）、揃える側である表側２０ａを上に向けたチューブ容器２０を滑らせて（図５（ｂ）参照）、表側２０ａを上に向けたままの状態で、コンベア部１３の上に載置させるようになっている（図５（ｃ）参照）。

さらにまた、本実施形態では、送出し装置１２のコンベア部１３の搬送面の上方に、図１（ａ）、（ｂ）及び図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、一対の搬送ガイド１３ａが、搬送方向である送り出し方法Ｘと垂直な方向に間隔をおいて、搬送方向Ｘに延設して設けられている。これらの一対の搬送ガイド１３ａは、送り出される物品であるチューブ容器２０の最大幅Ｗ1よりも、小さい間隔Ｗ2をおいて設けられている（図４（ｄ）、図５（ａ）参照）。

本実施形態では、物品送出しユニット１０を構成するピックアンドプレイス装置３０は、水平面方向への移動を可能にする水平移動機構と、垂直方向への移動を可能にする垂直移動機構と、物品２０を把持するハンド部３２の旋回を可能にする旋回機構とを備える公知の装置であり、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、好ましくはロボット３０を用いることができる。また、ロボッット３０は、左右両側に一対のアーム部３１及びハンド部３２を備える、双腕形ロボットであることが好ましい。ピックアンドプレイス装置を構成するロボット３０として、双腕形ロボットを用いることにより、後述するように表裏反転機構１４と傾斜滑りプレート１７の組を２式以上（本実施形態では２式）設置する場合でも、ロボット３０によるピックアンドプレイス装置を、よりコンパクトに高密度に設けることが可能になると共に、チューブ容器２０を並べて配置する処理能力を高めることが可能になる。

ここで、ピックアンドプレイス装置を構成するロボット３０の種類は特に限定されず、例えば垂直多関ロボット、水平多関節ロボット（スカラロボット）などのシリアルリンクロボット、パラレルリンクロボット等を好ましく用いることができる。垂直多関節ロボットは、広範囲な動作が可能で、ハンド部３２の方向を自在にすることができことから、本実施形態で要求される全ての動作を行うことが可能である。水平多関節ロボット（スカラロボット）は、高速動作が可能で、安価である。水平多関節ロボットは、追加の回転軸をアーム部３１の先端に設けることにより、ハンド部３２の傾きを自在にすることができる。パラレルリンクロボットは、特に高速動作が可能である。パラレルリンクロボットは、追加の回転軸をアーム部３１の先端に設けたり、追加の駆動部からの駆動を追加の回転ロッドによってアーム部３１に伝達するなどの回転軸数の多いロボットを選定することにより、ハンド部３２の傾きを自在にすることができる。

これらのロボット３０は、表裏反転機構１４と傾斜滑りプレート１７の組を２式以上設けた場合には、各々の組に対してロボット３０を各々配置して物品２０のプレイスを行うことにより、チューブ容器２０を並べて配置する処理能力を高めることが可能になる。各々のロボット３０は、ピック時にハンド部３２同士が干渉しないようにするために、ピックのタイミングをずらしたり、ピックの領域を制御によって制限したりすることが好ましい。また各々のロボット３０に、独立した物品２０の供給部を設けることもできる。各々のロボット３０に独立した物品２０の供給部を設ける場合、送出し装置１２のコンベア部１３による搬送方向Ｘの下流側に配置されたロボット３０は、上流側のロボット３０によりプレイスされて送出し装置１２によって下流側に搬送される物品２０と干渉しないタイミングで、傾斜滑りプレート１７からコンベア部１３の上に物品２０が載置されるように、傾斜滑りプレート１７に物品２０をプレイスすることが必要である。また、上流側から下流側に搬送される物品２０と干渉しないタイミングで、表裏反転機構１４からコンベア部１３の上に物品２０が載置されるように、表裏反転機構１４に物品２０をプレイスすることが必要である。

表裏反転機構１４と傾斜滑りプレート１７の組を２式以上設けた場合には、上述のように、ロボット３０を、左右両側に一対のアーム部３１及びハンド部３２を備える双腕形ロボットとすることが、複数のピックアンドプレイス装置をコンパクトに高密度に設置できるため好ましい。物品２０をピックするタイミングをずらしたり、ピックの領域を互いに制限する制御は、双腕形ロボットに容易に組み込むことができる。ピックアンドプレイス装置として、垂直多関節ロボットを左右のアーム部３１として備えた双腕形ロボット３０を用いることが、本実施形態で要求される動作を容易に行うことができ、かつ複数のピックアンドプレイス装置をよりコンパクトに設けることができるので、より一層好ましい。

ロボット３０のハンド部３２には、物品２０を把持する手段や機構が設けられるが、その方式は特に限定されることなく、公知の種々の把持手段や把持機構を用いることができる。一例として、バキュームパッド、エアー駆動式や電動式の開閉式チャック、電磁石式の把持機構などを用いることができる。バキュームパッドは物品２０と接触するだけで把持できるので、把持動作を短時間に行うことが可能である。エアー駆動式や電動式の開閉式チャックは、吸着が容易な面が物品２０に無い場合でも、物品２０を挟み込むことで物品２０を容易に把持することが可能である。また物品２０が磁性体により吸着可能な物性を備えている場合には、物品２０の形状や表面の状態にかかわらず、電磁石式の把持機構によって把持することが可能である。把持機構や把持手段は、通常は１つのハンド部３２に１式設置されるが、２式以上の把持機構や把持手段を備えることにより、物品２０をピックした位置からプレイスする位置までの移動回数を低減することができるので、短時間で多数の物品２０を移送することが可能になる。

また、本実施形態では、ピックアンドプレイス装置として機能するロボット３０は、物品供給部１１に供給された物品であるチューブ容器２０を、撮像装置３３によって撮像できるようになっている。撮像した画像を画像処理装置（図示せず）に送って画像処理を行なうことにより、チューブ容器２０の位置と方向、及び表裏を画像認識し、認識された画像の情報が再びロボット３０に送られることで、ロボット３０は、目標とするチューブ容器２０を個々に取り上げる（ピックする）ことができる。撮像装置３３は、物品２０を撮像することが可能な公知の種々の装置を用いることができ、設置する位置は特に限定されないが、例えば双腕形ロボットであるロボット３０の一対のアーム部３１の付け根の中央部分である、頭部３４に設置することが、両方の腕で作業できる範囲を撮像可能になるため好ましい（図１（ｂ）参照）。撮像装置３３を双腕形ロボット３０の頭部３４に設置することで、アーム部３１と撮像装置３３の相対的な位置関係を一定に保つことが可能になり、また撮像された画像とアーム部３１の位置関係をマーカー等を利用して容易に調整することが可能になるので、例えばロボット３０を移動した場合でも、撮像装置３３からの情報とハンド部３２との動きに関する微調整を最小にすることが可能になる。

また、撮像装置は、物品供給部１１の上方に設けることもできる。物品供給部１１の上方に撮像装置を設けることにより、物品供給部１１の全体を少ない歪で撮像することが可能になるので、物品であるチューブ容器２０の位置や方向や表裏を、さらに容易に且つ正確に画像認識することが可能になる。

物品であるチューブ容器２０を画像認識することで行なわれる表裏の判断は、画像処理装置でチューブ容器２０の位置や方向を認識する際に、同時に行っても良く、別の撮像装置や画像処理装置を用いて行っても良い。物品２０によっては、バーコードリーダーによってバーコードのあるべき場所を確認して、バーコードが読めたか読めないかにより表裏を判断したり、表裏の色を判別するセンサにより表裏を判断したり、物品の表裏の形状差を確認可能な、簡易に対象物の有無を検知できるセンサを介して表裏を判断したりすることもできる。

本実施形態では、１次包装した複数のチューブ容器２０が供給される物品供給部１１は、撮像装置３３によって撮像することが可能で、且つロボット３０のハンド部３２によりピックできる範囲に、多数の物品２０を存在させることが可能な領域を備えていることが好ましい。物品供給部１１は、例えば画像処理を行なう際に物品が互いに接触したり重なり合うことで誤認識が生じないように、また、ピックの際にピック対象の物品に重なった物品によって吸着が外れてピックが失敗したり、さらには、ピック対象の物品に重なった物品が飛ばされて物品ロスとなったり、飛ばされた物品により周辺装置に危険が生じたりしないように、物品２０同士が重なったり接触したりするのを回避できるように、適度に分散させて物品２０を存在させることが可能な機能を備えることが好ましい。物品供給部１１は、図１（ａ）に示すように、１次包装後のチューブ容器２０が搬送されるベルトコンベア部１１ａと、ベルトコンベア部１１ａを介して供給された物品２０を分散させる分散部１１ｂとを含んで構成されている。ベルトコンベア部１１ａは、例えば撮像装置や分散部１１ｂに設けられた、物品２０の有無を検知するセンサによって、物品２０が分散部１１ｂに無いことが認識されると、ストックされている１次包装後の物品２０を搬送して、適量の物品２０を分散部１１ｂに供給する。

分散部１１ｂは、ベルトコンベア部１１ａの下流側端部に一方の短辺部分を重ねるようにして、ベルトコンベア部１１ａに隣接して一段下がった位置に配置される、物品が区画外に落下しないように周囲を区画壁１１ｃによって囲まれた、矩形の平面形状を有する板状部分となっている。分散部１１ｂの上面は、適度に滑りの良い面となっていることで、ベルトコンベア部１１ａから供給された物品２０が、分散部１１ｂの全域に容易に散らばるようになっている。分散部１１ｂの上面を摩擦係数の小さい樹脂で形成したり、分散部１１ｂの上面に滑り易いテープを貼ったり、分散部１１ｂの全域に複数のローラーを配置することなどによって、分散部１１ｂの上面を、適度に滑りの良い面とすることができる。分散部１１ｂの上面の滑りが悪いと、供給された物品２０は他の供給された物品２０に押される形でベルトコンベア部１１ａの下流側端部付近に集まってしまい、相互に重なったり接触した状態となり易い。滑りが良過ぎると、物品２０は分散部１１ｂの周縁部分に集まってしまい、同様に、相互に重なったり接触した状態となり易い。このため、分散部１１ｂの上面の滑り易さは、物品２０の形状や表面の状態、ベルトコンベア部１１ａによる供給速度等の状況に応じて、適宜調整することが好ましい。分散部１１ｂにおける物品２０の分散性を高めるために、分散部１１ｂを振動させる機構や、水平方向や垂直方向に揺さぶる機構を設けることもできる。これらの機構を適宜組み合わせて設けることもできる。

また、本実施形態では、ピックアンドプレイス装置は、ロボット３０により構成されているので、好ましくはロボット３０のハンド部３２を、物品供給部１１の分散部１１ｂの直上部分で移動させることにより、例えばハンド部３２に設けられた把持機構の先端部によって物品２０を散らして、物品分散部１１に供給された物品２０が重ならないように分散させることもできる。分散部１１ｂにおいて、物品２０が密着していたり、重なり合ったりしていると、撮像装置３３によって撮像された画像からでは、個々の物品２０を正確に画像認識することが困難になる場合がある。また複数のピックアンドプレイス装置３０や複数のハンド部３２を使用する際に、例えば分散部１１ｂにおけるベルトコンベア部１１ａの下流側端部付近にばかり物品２０が存在していて、ベルトコンベア部１１ａと離れた側には物品２０が存在していないと、ベルトコンベア部１１ａとは離れた側のピックアンドプレイス装置３０やハンド部３２が、物品２０をピックできなくなる場合がある。このような場合に、ハンド部３２を分散部１１ｂの直上部分で移動させて、物品２０に作用させることで、バキュームパッド等の把持機構の先端部を介して物品２０を散らし、物品２０の間に距離を持たせたり、分散部１１ｂの全域に物品を分散させたりすることで、撮像装置３３によって撮像された画像から、個々の物品２０を容易に且つ正確に画像認識できるようにし、これにより複数のピックアンドプレイス装置３０やハンド部３２の各々によって、個々の物品２０を容易にピックできる状態とすることが可能になる。

ロボット３０のハンド部３２を、分散部１１ｂの直上部分で移動させて物品２０を散らす際の、例えば把持機構による作用方向は、特に限定されないが、物品２０の存在が密なところから疎な方向に作用させることが好ましい。本実施形態では、例えば物品２０が、ベルトコンベア部１１ａによって、矩形の平面形状を備える分散部１１ｂの一短辺部側から供給されている場合には、好ましくは分散部１１ｂの長辺部における明らかに物品２０が存在していない箇所から進み、ベルトコンベア部１１ａから物品２０が供給される部分である物品の存在が密になっている一短辺部の付近に移動させ、さらに物品２０の存在が疎になっているベルトコンベア部１１ａによる供給方向の延長側へと移動させることにより、複数の物品２０を、分散部１１ｂの全域に効率良く散らすことが可能になる。

また、ロボット３０のハンド部３２に設けられた把持機構が、バキュームパッドによるものである場合は、バキュームパッドを物品２０に作用させることで、物品２０を散らすことが可能である。把持機構が開閉式チャックによるものである場合は、その先端部を物品２０に作用させることで、物品２０を散らすことが可能である。また物品２０を散らすための、例えば板状や棒状の分散用の部材をハンド部３２に取り付けて、物品２０を散らすことも可能である。バキュームパッドは柔らかい素材からなるので、バキュームパッドを使用する場合は、物品２０を傷つけることなく分散でき、しかも追加の分散用部材が不要であるため特に好ましい。開閉式チャックの先端部や分散用の部材を用いる際は、物品２０に作用させる部分に弾性のあるゴムやスポンジなどを取付けることで、物品２０が傷つくのを防止できる。

本実施形態では、物品供給部１１の分散部１１ｂは、搬送方向Ｘに移動するコンベア部１３を備える後述する送り出し装置１２を挟んで、ロボット３０によるピックアンドプレイス装置３０とは反対側に配置されて、矩形の平面形状の長辺方向を搬送方向Ｘに沿わせるようにして設けられていることが好ましい。分散部１１ｂとロボット３０がこのように配置されることで、ロボット３０のハンド部３２は、分散部１１ｂから物品であるチューブ容器２０を持ち上げるようにしてピックし、ピックしたチューブ容器２０をロボット３０側に引き戻した後に、下降して送り出し装置１２の表裏反転機構１４や傾斜滑りプレート１７やベルトコンベア部１１ａにプレイスし、さらに分散部１１ｂに次のチューブ容器２０を取りに行くといったような、例えば搬送方向Ｘの下流側から見て、時計方向に円運動するような動作を繰り返して、各々のチューブ容器２０を送り出し装置１２に置くことが可能になる。これによって、さらに効率良く、チューブ容器２０の表裏と前後の方向を揃えて一列に整列させる作業を行うことが可能になる。

分散部１１ｂが配置される高さは、特に限定されないが、分散部１１ｂからピックされたチューブ容器２０が、移送されて送り出し装置１２にプレイスされる際に、分散部１１ｂに残された他のチューブ容器２０と干渉しない最小の高さであって、しかもその高さが、送り出し装置１２におけるプレイス時の高さと概ね一致する高さとすることが好ましい。これによって、ロボット３０のハンド部３２のピック時における高さ方向の移動時間を最小とし、かつプレイス時におけるチューブ容器２０の高さ調整の時間を最小とすることが可能になる。

ここで、本実施形態では、物品供給部１１の分散部１１ｂから取り出されて、送り出し装置１２のコンベア部１３に置かれることで、例えば箱や袋に収納する２次包装を行なう次工程に送り出される物品は、１次包装により内容物として例えば化粧品類を収容した、チューブ容器２０となっている。チューブ容器２０は、図２（ａ）〜（ｅ）に示すように、可撓性を有する合成樹脂製のシート材料を用いて形成されたチューブ本体２０ｅと、チューブ本体２０ｅの一端部に取り付けられた注出口部材（図示せず）を覆って着脱可能に装着される合成樹脂製のキャップ部材２０ｆとを含んで形成されている。チューブ本体２０ｅは、注出口部材が取り付けられた側とは反対側の他端部が、薄く平坦に押し潰されるようにしてシール接合部２０ｇとしてシール接合されており、シール接合部２０ｇは直線形状の部分となっており、その他の部分は、楕円状の断面形状を備えている。これによって、チューブ本体２０ａは、チューブ容器２０の表側２０ａとなる部分と、裏側２０ｂとなる部分とを備えることになり、チューブ容器２０は、表裏のある物品となっている。またチューブ容器２０は、例えばキャップ部材２０ｆが装着された側を前側、シール接合部２０ｇの側を後側として、前後のある物品となっている。

チューブ容器２０のチューブ本体２０ａによる表側２０ａの表面には、例えば印刷によって装飾、商品名、また商品特長などが目立つように施されており、裏側２０ｂの表面には、商品名、使用方法、原材料などの能書きが細かい文字で施されていたり、製造番号やバーコードが表示されている。これによって、物品供給部１１で撮像装置３３により撮像されたチューブ容器２０の画像から、画像処理装置による画像認識によって、各々のチューブ容器２０の表裏や前後を、容易に判別できる。

本実施形態では、物品供給部１１においてロボット３０によりピックされたチューブ容器２０がプレイスされる送り出し装置１２は、プレイスされた表裏や前後のある物品であるチューブ容器２０を、例えば表側２０ａを上に向けて揃えると共に、キャップ部材２０ｆ側を搬送方向Ｘの前方側に配置して前後を揃えた状態で、次工程に向けて一列に並べて送り出す装置である。送り出し装置１２は、搬送面である上面を搬送方向Ｘに所定の速度で移動させる帯状のコンベア部１３と、コンベア部１３を挟んだ両側に配置されて、回転ローラ等を介してコンベア部１３を回動可能に支持する一対の支持フレーム部１８とを含んで構成されている。支持フレーム部１８には、搬送方向Ｘに所定の間隔をおいて、複数の支持プレート片１８ａが、支持フレーム部１８の上方まで突出した状態で接合固定されている。これらの支持プレート片１８ａの突出部分に一端部が固定されて、張出し支持ロッド１８ｂが、コンベア部１３の上方に至るまで内側に張り出した状態で各々取り付けられている（図４（ａ）〜（ｄ）参照）。これらの張出し支持ロッド１８ｂに支持されて、一対の搬送ガイド１３ａが、搬送方向である送り出し方法Ｘと垂直な方向に間隔をおくと共に、搬送方向Ｘに延設して、コンベア部１３の搬送面の上方に配置されて設けられている。ここで、コンベア部１３の搬送面は、水平面に沿って配置されるのが一般的であるが、必要に応じて搬送方向Ｘに登りや下りの傾斜面としても良い 。

ここで、本実施形態では、好ましくは一対の搬送ガイド１３ａの内幅である搬送方向Ｘと垂直な方向の間隔Ｗ2は、チューブ容器２０の最大幅Ｗ1よりも小さくなっている（図４（ｄ）、図５（ａ）参照）。これによって、図４（ｄ）及び図５（ｃ）に示すように、チューブ容器２０の一方の側部を一方の搬送ガイド１３ａの内側面に沿わせ、他方の側部を他方の搬送ガイド１３ａに乗り上げさせた、斜めに傾斜した状態で、チューブ容器２０をコンベア部１３に載置することが可能になる。またこれによって、例えばコンベア部１３の終端部において、コンベア部１３を搬送方向Ｘに移動させたまま、コンベア部１３に置かれたチューブ容器２０の移動をストッパ部１３ｂによってストップさせた際に、前方のチューブ容器に後方のチューブ容器が乗り上げて上下に重なり、次工程で行なわれる例えば上方への取り出し作業などに支障を来すことになるのを効果的に回避できる。図６（ａ）、（ｂ）は比較例であって、搬送方向Ｘと垂直な方向の間隔Ｗ2が、チューブ容器２０の最大幅Ｗ1よりも大きくなっている。この場合に、チューブ容器２０が斜めに傾斜することなくコンベア部１３に平坦に載置されることになり、ストッパ部１３ｂによってストップさせた際に、前方のチューブ容器２０の、厚さが薄くなっているシール接合部２０ｇ側の後端部の上に、後方のチューブ容器２０の先端部が乗り上げることで上下に重なることになって、次工程で行なわれる作業に支障を来すことがある。

このような支障を来さないようにする観点から、一対の搬送ガイド１３ａの搬送方向Ｘと垂直な方向の間隔Ｗ2は、チューブ容器２０の最大幅Ｗ1の６０〜８０％程度とすることが好ましい。一対の搬送ガイド１３ａの間隔Ｗ2が、チューブ容器２０の最大幅Ｗ1の６０％以上となっていることにより、確実に且つ安定的に、斜めに傾斜させた状態で物品２０を送り出し方向Ｘに搬送することが可能になる。一対の搬送ガイド１３ａの間隔Ｗ2が、チューブ容器２０の最大幅Ｗ1の８０％以内となっていることにより、チューブ容器２０が傾斜する角度が大きくなり過ぎて、チューブ容器２０が起立したり逆方向に転倒したりするのを効果的に回避することが可能になる。

また、本実施形態では、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、コンベア部１３の側方に設けられた一対の支持フレーム部１８のうち、ロボット３０が配置された側の一方の支持フレーム部１８に支持させて、送出し装置１２に表裏反転機構１４が設けられている。表裏反転機構１４は、ロボット３０の頭部３４が配置される部分の両側に、一対設けられている。表裏反転機構１４は、図３及び図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、一方の支持フレーム部１８に固定される、内部に回転軸部１５の駆動制御機構を備える取付け基台部１９と、基台部１９からコンベア部１３による送り出し方向Ｘと平行に延設して、コンベア部１３の側方に沿って配置される回転軸部１５と、回転軸部１５に一体として固着されて、回転軸部１５を中心に回動する反転プレート１６とを含んで構成されている。

表裏反転機構１４の反転プレート１６は、回転軸部１５からの張出し長さが長い長面部１６ａと、長面部１６ａの回転軸部１５側の端縁部から９０°未満の角度θ1（図４（ａ）参照）で折曲がって延設する、回転軸部１５からの張出し長さが短い短面部１６ｂとからなる、略Ｌ形の断面形状を備える板状の部材となっている。反転プレート１６は、長面部１６ａにおける、短面部１６ｂが折れ曲って連設する側の端縁部と近接する部分において、短面部１６ｂが折曲る側とは反対側の背面部に、回転軸部１５が接合されていることにより、短面部１６ｂと間の折曲り部を回転軸部１５と平行に配置して、回転軸部１５に一体として固定されている。

ここで、短面部１６ｂの長面部１６ａに対する折曲り角度θ1は、好ましくは９０°未満２０°以上となっており、物品２０の厚みや形状に応じて、最適な角度を適宜選択することができる。また、短面部１６ｂの長面部１６ａに対する折曲り角度θ1は、３０〜６０°となっていることが特に好ましい。短面部１６ｂの折曲り角度θ1を６０°以下とすることにより、置かれた物品２０が短面部１６ｂと長面部１６ａとの間の部分からはみ出し易くなって、反転プレート１６の回転中に物品２０にがたつきか生じることで物品２０の表裏の反転が不安定になるのを、効果的に回避するが可能になる。短面部１６ｂの折曲り角度θ1を３０°以上とすることにより、置かれた物品２０が短面部１６ｂと長面部１６ａとの間の部分に納まり難くなって、反転させながら物品２０をコンベア部１３にプレイスする際に、物品２０が反転プレート１６から反転が不十分な状態で落下し易くなるのを、効果的に回避することが可能になる。

また、ピックされた裏側２０ｂを上に向けているチューブ容器２０がプレイスされる反転プレート１６の長面部１６ａの、反転プレート１６を回転させる前のコンベア部１３の搬送面に対する傾斜角度θ2（図４（ａ）参照）は、２０〜６０°となっていることが好ましい。反転プレート１６の長面部１６ａの搬送面に対する傾斜角度θ2が、２０°以上となっていることにより、プレイスされたチューブ容器２０が、長面部１６ａに沿って下方に滑り易くなるので、チューブ容器２０のプレイス位置が長面部１６ａの上の方になったり、チューブ容器２０が斜めの状態でプレイスされても、長面部１６ａを容易に滑らせて、反転プレート１６の下端部の短面部１６ｂに、プレイスされたチューブ容器２０のコンベア部１３側の部分である反転基部２０ａを容易に係止させて、支持させることが可能になる。反転プレート１６の長面部１６ａの搬送面に対する傾斜角度θ2が、６０°以下となっていることにより、チューブ容器２０をプレイスした際に、チューブ容器２０が急斜面となった長面部１６ａによって予期せぬ方向に倒れ易くなるのを、効果的に回避することが可能になる。

反転プレート１６にプレイスされたチューブ容器２０を反転させてコンベア部１３の上に載置させる際に、反転プレート１６を回転させる回転角度は、反転プレート１６の短面部１６ｂと長面部１６ａとの折曲り角度θ1や、回転させる前の反転プレート１６の長面部１６ａのコンベア部１３の搬送面に対する傾斜角度θ2等を鑑みて、チューブ容器２０が確実に反転する角度となるように適宜調整することができる。また反転プレート１６を回転させる回転角度は、７０〜１１０°とすることが好ましい。反転プレート１６の回転角度を７０°以上とすることにより、チューブ容器２０のプレイス時と反転後とで、長面部１６ａの傾きに差をつけることができるので、プレイス時の安定性、及び反転時のチューブ容器２０の挙動の安定性を向上させることが可能になる。反転プレート１６の回転角度を１１０°以下とすることにより、目標時間における回転角度が小さくなり、その結果、回転角速度を小さくすることができるので、チューブ容器２０の表裏の反転が安定した状態で行われるようにすることが可能になる。

さらに、本実施形態では、反転プレート１６の好ましくは矩形形状を備える長面部１６ａの、短面部１６ｂとの折曲り部からの長さは、物品であるチューブ容器２０の最大幅Ｗ1の１．５〜３．０倍の長さとなっていることが好ましい。長面部１６ａの折曲り部からの長さが、物品２０の最大幅Ｗ1の１．５倍以上となっていることにより、プレイス時に物品が長面部１６ａからはみ出して落下したり、長面部１６ａの上に正確に物品をプレイスするためのプレイス時間が長くなって、処理能力が低下し易くなるのを、効果的に回避することが可能になる。長面部１６ａの折曲り部からの長さが、物品２０の最大幅Ｗ1の３．０倍以下となっていることにより、物品であるチューブ容器２０の表裏を反転させるために反転プレート１６を回転させる際に、長面部１６ａの先端が物品供給部１１の分散部１１ｂ側に大きな軌跡を描くことになって、分散部１１ｂでチューブ容器２０をピックしているロボット３０のハンド部３２と干渉するのを、効果的に回避することが可能になる。

反転プレート１６の好ましくは矩形形状を備える短面部１６ｂの、長面部１６ａとの折曲り部からの長さは、チューブ容器２０の表裏を反転させるために反転プレート１６を回転させる際の、搬送方向Ｘの上流側又は下流側から見たチューブ容器２０の重心位置Ｇとの関係を鑑みて、適宜設定することができる。例えば図４（ｂ）に示すように、反転プレート１６を所定の回転角度で回転させた際に、物品であるチューブ容器２０の重心位置Ｇから鉛直方向に引いた線Ｚと、短面部１６ｂの先端が干渉しない長さとなうように短面部１６ｂを設けることによって、チューブ容器２０の表裏の反転がスムーズに行われるようにすることが可能になる。

さらにまた、本実施形態では、反転プレート１６を形成する長面部１６ａ及び短面部１６ｂの、コンベア部１３による搬送方向Ｘの長さは、物品であるチューブ容器２０の長さＬ（図２（ａ）参照）の８０〜１５０％とすることが好ましい。長面部１６ａ及び短面部１６ｂの搬送方向Ｘの長さをチューブ容器２０の長さＬの８０％以上とすることにより、プレイス時のずれによって、チューブ容器２０が長面部１６ａ及び短面部１６ｂの長さ方向に大きくはみ出すことになるのを抑制し、はみ出した側の動きが反転時に不安定になって、うまく反転させることができなくなるのを、効果的に回避することが可能になる。１５０％以下の長さとすることにより、物品であるチューブ容器２０に対して反転プレート１６の長さ方向のサイズが大きくなり過ぎるのを防止し、後述する傾斜滑りプレート１７の部分を含めた、ロボット３０のハンド部３２によって行われるチューブ容器２０のプレイス範囲が広くなり過ぎないようにして、ピックアンドプレイス装置として、より小型のロボット３０を使用できるようにすることが可能になる。

本実施形態では、ロボット３０のハンド部３２によってピックされた、裏側を上に向けている物品であるチューブ容器２０を、表裏反転機構１４の反転プレート１６にプレイスするには、プレイスされるチューブ容器２０のコンベア部１３側の部分である反転基部２０ａが、短面部１６ｂに係止されて支持されるように、長面部１６ａの下部にチューブ容器２０を直接プレイスすることができる。また、チューブ容器２０を、短面部１６ｂと離間させて長面部１６ａの上部にプレイスした後に、長面部１６ａに沿って下方に滑らせて、コンベア部１３側の部分である反転基部２０ａが短面部１６ｂに係止されるようにすることもできる。反転基部２０ａが短面部１６ｂに係止されるように、チューブ容器２０を長面部１６ａの下部に直接プレイスすることにより、反転プレート１６を回転させるまでは、チューブ容器２０は反転プレート１６上で動かないことになるので、反転プレート１６を回転させる前に位置ずれが生じて不安定な状態になるのを、回避することが可能になる。チューブ容器２０を、短面部１６ｂと離間させて長面部１６ａの上部にプレイスすることにより、プレイス時の位置決めを正確に行う必要が無くなるので、プレイスの時間を短縮して、複数のチューブ容器２０を、効率良く送り出し装置１２のコンベア部１３に並べて配置することが可能になる。

また、本実施形態では、図３（ａ）に示すように、チューブ容器２０をプレイスする際に、物品であるチューブ容器２０は、その重心位置Ｇが、当該チューブ容器２０の長手方向においては、片側（キャップ部材２０ｆ側）に偏っていることから、重心位置Ｇが偏ったキャップ部材２０ｆ側を下方にして斜めに傾けた状態で、反転プレート１６の長面部１６ａにプレイスすることが好ましい。プレイスされた重心位置Ｇが偏ったチューブ容器２０は、キャップ部材２０ｆ側を下方に配置して斜めに傾けられた状態のまま、反転プレート１６の長面部１６ａを滑り落ちる。これによって、例えば反転プレート１６の長面部１６ａへのプレイス時にチューブ容器２０の位置にずれが生じても、チューブ容器２０は長面部１６ａを安定的に滑り、まず重心位置Ｇのあるキャップ部材２０ｆ側が短面部１６ｂに接触して係止され、しかる後に反対のシール接合部２０ｇ側が短面部１６ｂに接触して係止されるので、長面部１６ａを滑る際に、チューブ容器２０が自ら回転したり、反転プレート１６から飛び出したりすることになるのを効果的に回避することが可能になると共に、チューブ容器２０を安定的な動きとすることが可能になる。

ここで、反転プレート１６を形成する長面部１６ａや短面部１６ｂのチューブ容器２０がプレイスされる側の表面は、物品であるチューブ容器２０を傷つけることがないように、平滑な面とすることが好ましい。平滑な面は、例えば、ステンレス製の磨き板や、表面の摩擦係数が小さいエンジニアリングプラスチック等を用いて形成することができる。また、反転プレート１６が一体として取り付けられた回転軸部１５の駆動を制御する、取付け基台部１９の内部に設けられた駆動制御機構は、回転軸部１５と共に反転プレート１６を回転駆動させることのできる公知の種々の機構を採用することができる。例えば、減速機及びモーターからなる機構や、エアーシリンダーなどによる直線駆動をリンク機構を介して回転駆動に変換する機構等を用いることができる。モーターを用いた駆動機構の場合は、回転量により回転角度を容易に調整することが可能であり、直線駆動をリンク機構を介して回転駆動に変換する機構の場合は、直線駆動の直線移動距離やリンク機構のアームの長さを変更することなどによって、回転角度を容易に調整することが可能である。本実施形態では、回転軸部１５は、好ましくは、例えばブラケットによって固定された減速機を介してモーターを回転させる駆動機構によって、その回転が駆動制御されるようになっている。

本実施形態では、送り出し装置１２には、さらに、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、好ましくはピックアンドプレイス装置であるロボット３０によって移送されて置かれ、揃える側である表側２０ｃを上に向けたチューブ容器２０を滑らせてコンベア部１３の上に載置させる、傾斜滑りプレート１７が設けられている。傾斜滑りプレート１７は、送出し装置１２のコンベア部１３の側方において、コンベア部１３による送り出し方向Ｘに沿って、表裏反転機構１４と一列に並べて配置されて設けられている。すなわち、傾斜滑りプレート１７は、コンベア部１３の上方に設けられた一対の搬送ガイド１３ａのうち、ロボット３０が配置された側の一方の搬送ガイド１３ａに支持させて(図５（ａ）〜（ｃ）参照）、ロボット３０の頭部３４が配置される部分の送り出し方向Ｘの両側に、各々の表裏反転機構１４の下流側に隣接させて、一対設けられている。これによって、本実施形態では、上述のように、双腕形ロボットとなっているロボット３０の左右に配された各ハンド部３２に対して、表裏反転機構１４と傾斜滑りプレート１７の組がそれぞれ設けられることになる。

傾斜滑りプレート１７は、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、矩形の正面形状を備えるプレート部材の一方の長辺部に沿った縁部分を、折曲げ縁部１７ｂとして折り曲げて形成された、への字状の断面形状を有する板状部材となっている。傾斜滑りプレート１７は、折曲げ縁部１７ｂの折り曲げ側の面を、一方の搬送ガイド１３ａの上部内側面に密着させて接合固定することにより、折曲げ縁部１７ｂから延設する本体部１７ａを、一方の搬送ガイド１３ａの上端部から外側に向けて斜め上方に所定の角度で張り出させた状態で、一方の搬送ガイド１３ａに取り付けられる。

ここで、傾斜滑りプレート１７の本体部１７ａのコンベア部１３の搬送面に対する傾斜角度θ3（図５（ａ）参照）は、２０〜６０°となっていることが好ましい。本体部１７ａの傾斜角度θ3を２０°以上とすることにより、プレイスされたチューブ容器２０が本体部１７ａを滑り落ち易くなるので、表側２０ｃを上に向けたまま、チューブ容器２０をコンベア部１３まで容易に移動させることが可能になる。本体部１７ａの傾斜角度θ3を６０°以下することにより、プレイスされたチューブ容器２０が、急斜面となった本体部１７ａによって予期せぬ方向に倒れ易くなるのを、効果的に回避することが可能になる。

また、傾斜滑りプレート１７の下端部は、一方の搬送ガイド１３ａの上端面よりも下方まで延設していることが好ましい。本実施形態では、傾斜滑りプレート１７の本体部１７ａの下端に折れ曲がって連続する折曲げ縁部１７ｂが、一方の搬送ガイド１３ａの上部内側面に接合固定されていることで、傾斜滑りプレート１７の下端部は、搬送ガイド１３ａの上端面よりも下方まで延設している。これによって、表側２０ｃを上に向けたチューブ容器２０は、段差のない傾斜滑りプレート１７の本体部１７ａを介して、搬送ガイド１３ａまで滑り落ちることができるので、表側２０ｃを上に向けたまま、安定した状態でコンベア部１３の上に移動させることが可能になる。一方の搬送ガイド１３ａの上部内側面に接合される傾斜滑りプレート１７の折曲げ縁部１７ｂは、その厚さをできるだけ薄くしたり、上流側の部分をテーパー加工したりすることによって、搬送方向Ｘの上流側から流れてくる、表裏反転機構１４によって表裏が反転されてコンベア部１３に載置された物品であるチューブ容器２０や、上流側の傾斜滑りプレート１７を滑り落ちてコンベア部１３に載置されたチューブ容器２０が、折曲げ縁部１７ｂの上流側端部に引っ掛かって、コンベア部１３による複数のチューブ容器２０の搬送状態が不安定になるのを、効果的に回避することが可能になる。

傾斜滑りプレート１７の本体部１７ａの一方の搬送ガイド１３ａの上端部からの張り出し長さは、反転プレート１６の長面部１６ａの、短面部１６ｂとの折曲り部からの長さと同様に、物品であるチューブ容器２０の最大幅の１．５〜３．０倍の長さとなっていることが好ましい。傾斜滑りプレート１７の本体部１７ａの搬送ガイド１３ａの上端部からの張り出し長さが、物品２０の最大幅の１．５倍以上となっていることにより、プレイス時に物品が本体部１７ａからはみ出して落下したり、本体部１７ａの上に正確に物品をプレイスするためのプレイス時間が長くなって、処理能力が低下し易くなったりするのを、効果的に回避することが可能になる。本体部１７ａの搬送ガイド１３ａの上端部からの張り出し長さが、物品２０の最大幅の３．０倍以下となっていることにより、送り出し装置１２が占める占有面積を、小さく留めることが可能になる。

また、傾斜滑りプレート１７のコンベア部１３による搬送方向Ｘの長さは、反転プレート１６の搬送方向Ｘの長さと同様に、物品であるチューブ容器２０の長さＬの８０〜１５０％となっていることが好ましい。傾斜滑りプレート１７の搬送方向Ｘの長さをチューブ容器２０の長さＬの８０％以上とすることにより、プレイス時のずれによって、チューブ容器２０が傾斜滑りプレート１７の本体部１７ａの長さ方向に大きくはみ出すことになるのを抑制し、チューブ容器２０が本体部１７ａを滑る際に、物品の動きが不安定になって表裏が入れ換わってしまうのを、効果的に回避することが可能になる。１５０％以下の長さとすることにより、物品であるチューブ容器２０に対して本体部１７ａの長さ方向のサイズが大きくなり過ぎるのを防止し、上述の表裏反転機構１４の部分を含めた、ロボット３０のハンド部３２によって行われるチューブ容器２０のプレイス範囲が広くなり過ぎないようにして、ピックアンドプレイス装置として、より小型のロボット３０を使用できるようにすることが可能になる。

また、本実施形態では、図３（ｂ）に示すように、チューブ容器２０をプレイスする際に、物品であるチューブ容器２０は、上述のように、その重心位置Ｇが、当該チューブ容器２０の長手方向においては、片側（キャップ部材２０ｆ側）に偏っていることから、重心位置Ｇが偏ったキャップ部材２０ｆ側を下方にして斜めに傾けた状態で、傾斜滑りプレート１７の本体部１７ａにプレイスすることが好ましい。プレイスされた重心位置Ｇが偏ったチューブ容器２０は、キャップ部材２０ｆ側を下方に配置して斜めに傾けられた状態のまま、傾斜滑りプレート１７の本体部１７ａを滑り落ちる。これによって、例えば傾斜滑りプレート１７の本体部１７ａへのプレイス時にチューブ容器２０の位置にずれが生じても、チューブ容器２０は本体部１７ａを安定的に滑り、まず重心位置Ｇのあるキャップ部材２０ｆ側が一方の搬送ガイド１３ａの内側面に沿ってコンベア部１３の上に載置され、しかる後に反対のシール接合部２０ｇ側が一方の搬送ガイド１３ａの内側面に沿ってコンベア部１３の上に載置されるので、本体部１７ａを滑る際に、チューブ容器２０が自ら回転したり、本体部１７ａから飛び出したりすることになるのを効果的に回避することが可能になると共に、チューブ容器２０を安定的な動きとすることが可能になる。

そして、本実施形態では、上述の構成を備える物品送出しユニット１０において、物品供給部に供給された表裏のある物品であるチューブ容器２０を、ピックアンドプレイス装置であるロボット３０により各々取り上げて移送し、搬送方向Ｘに移動するコンベア部１３を備える送り出し装置１２に置くことにより、例えば表側２０ａを上に向けて揃えた状態で一列に並べて送り出すようになっている。また、本実施形態では、表裏のある物品であるチューブ容器２０は、前後のある物品となっており、ピックアンドプレイス装置であるロボット３０は、チューブ容器２０の前後を揃えた状態で、表裏反転機構１４、コンベア部１３、又は傾斜スライドプレート１７の上に載置して、一列に並べて送り出すようになっている。

すなわち、本実施形態では、撮像装置３３によって物品供給部１１の分散部１１ｂに供給された各々のチューブ容器２０を撮像し、画像処理装置で画像処理を行なうことにより、位置と方向、及び表裏が画像認識されたチューブ容器２０のうち、揃える側である表側２０ａとは逆側の裏側２０ｂを上に向けたチューブ容器２０を、ロボット３０のハンド部３２によって把持することによりピックし、裏側２０ｂを上に向けたままの状態で、且つキャップ部材２０ｆ側を搬送方向Ｘの上流側に向けて前後を揃えた状態で、送出し装置１２のコンベア部１３の側方に配置された表裏反転機構１４に移送して反転プレート１６に上にプレイスする。チューブ容器２０がプレイスされた表裏反転機構１４の反転プレート１６は、図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、チューブ容器２０のコンベア部１３側の部分である反転基部２０ｃを短面部１６ｂに係止した状態で、長面部１６ａの上に置かれた裏側２０ｂを上にしたままのチューブ容器２０を（図４（ａ）参照）、反転プレート１６を回動することで、当該チューブ容器２０の反転基部２０ｃとは反対側の部分２０ｄを持ち上げさせて、チューブ容器２０の重心位置Ｇから鉛直方向に引いた線Ｚが短面部１６ｂの先端から外れるようにし（図４（ｂ）参照）、反対側の部分２０ｄを反転基部２０ｃを超えさせてチューブ容器２０をコンベア部１３側に倒すことにより（図４（ｃ）参照）、表側に反転させた状態でコンベア部１３の上に載置させる（図４（ｄ）参照）。

また、本実施形態では、位置と方向、及び表裏が画像認識されたチューブ容器２０のうち、揃える側である表側２０ａを上に向けたチューブ容器２０を、ロボット３０のハンド部３２によって把持することによりピックし、表側２０ａを上に向けたままの状態で、且つキャップ部材２０ｆ側を搬送方向Ｘの上流側に向けて前後を揃えた状態で、送出し装置１２のコンベア部１３の側方に配置された傾斜滑りプレート１７に移送して当該反転プレート１６に上にプレイスする。チューブ容器２０がプレイスされた傾斜滑りプレート１７は、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、揃える側である表側２０ａを上に向けたチューブ容器２０を滑らせて（図５（ｂ）参照）、表側２０ａを上に向けたままの状態で、コンベア部１３の上に載置させる（図４（ｃ）参照）。

これらによって、本実施形態では、物品供給部１１に供給された表裏のある物品である複数のチューブ容器２０を、図１（ａ）に示すように、表側２０ａを上に向けて揃えた状態で、且つキャップ部材２０ｆ側を搬送方向Ｘの上流側に向けて前後を揃えた状態で、次工程に向けて一列に並べて順次搬送方向Ｘに送り出すことができるようになっている。

そして、上述の構成を備える本実施形態の物品送出しユニット１０又は物品送出し方法によれば、ピックアンドプレイス装置であるロボット３０のみの動きでチューブ容器２０の表裏を反転するといった複雑な動作を行うことなく、ロボット３０の単純な動きによって、スピィーディーに効率良く表裏のある物品を整列させて、次工程に送り出すことが可能になる。

すなわち、本実施形態によれば、ロボット３０は、表裏が判別されて、揃える側である表側２０ａとは逆側の裏側２０ｂを上に向けているチューブ容器２０を、裏側２０ｂを上に向けたままの状態で、表裏反転機構１４に移送してプレイスするようになっており、表裏反転機構１４は、プレイスされたチューブ容器２０を、当該チューブ容器２０のコンベア部１３側の部分を反転基部２０ｃとして、この反転基部２０ｃとは反対側の部分２０ｄを持ち上げることで、反転基部２０ｃとは反対側の部分２０ｄを反転基部２０ｃの上方を通過させてコンベア部１３側に倒すことにより、反転させた状態でコンベア部１３の上に載置させるようになっている。

これによって、本実施形態によれば、ピックアンドプレイス装置であるロボット３０は、把持したチューブ容器２０を、表裏を反転させる複雑な動作を要することなく、選択された表裏反転機構１４又は傾斜滑りプレート１７の上にチューブ容器２０の前後を揃えてプレイスするといった、ピックアンドプレイス装置としての本来の機能のための動きに専念することが可能になり、チューブ容器２０の表裏を反転させる操作は、ロボット３０により選択されてチューブ容器２０がプレイスされた、ロボット３０とは別の簡易な構成の表裏反転機構１４によって行うようになっているので、ロボット３０の制御を複雑にすることなく、ロボット３０によって、スピィーディーに効率良く、表裏のある１次包装されたチューブ容器２０を整列させて、例えば２次包装するための次工程に送り出すことが可能になる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば送出し装置のコンベア部の側方に、表裏反転機構と並べて配置して、傾斜滑りプレートを設ける必要は必ずしも無く、揃える側を上に向けた物品は、傾斜滑りプレートを介することなく、揃える側を上に向けたままの状態で、ピックアンドプレイス装置によってコンベア部の上に直接載置させるようにすることもできる。このようにした場合でも、揃える側とは逆側を上に向けている物品は、表裏反転機構によって反転させることができるので、上述と同様の作用効果が奏される。

また、物品送出しユニットにより表側又は裏側を上に向けて揃えた状態で送り出される物品は特に限定されない。送り出される物品は、内容物を収容して１次包装したチューブ容器である必要は必ずしも無く、例えば図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、平坦な底部２５ｂに向けて断面積を徐々に減少させている、本体部２５ａが楕円の断面形状を備える内容物が入っていないボトル容器２５や、図８（ａ）〜（ｄ）に示すように、平坦な底部２６ｂまで本体部２６ａが同様の楕円の断面形状を備えているボトル容器２６等であっても良い。内容物は、上記の実施形態で示した化粧品類に限らず、例えば、紫外線防止剤、液体せっけん、シャンプーやリンス、洗剤、食品などであっても良いし、液体以外の粉末や固液混合品であっても良い。また、物品は、１次包装で内容物を収容する、前後のある容器である必要は必ずしも無く、図９（ａ）〜（ｄ）に示すように、表裏はあるが前後のない平板状の箱や板などの物品２７や、図１０（ａ）〜（ｄ）に示すように、上下（表裏）はあるが前後のない円形の平面形状を備えるキャッ部材２８等であっても良い。

なお、上記の実施形態では物品の表側を上向きに揃えて送り出したが、裏側を上向きに揃えて送り出しても良い。

さらに、ピックアンドプレイス装置は、ロボットである必要は必ずしも無く、例えば図１１（ａ）、（ｂ）に示すような、水平面方向への移動を可能にする水平移動機構４０，４１と、垂直方向への移動を可能にする垂直移動機構４２と、物品２０を把持するハンド部４３の旋回を可能にする旋回機構４４とを備える、公知の種々のピックアンドプレイス装置を用いることもできる。

１０ 物品送出しユニット
１１ 物品供給部
１１ａ ベルトコンベア部
１１ｂ 分散部
１１ｃ 区画壁
１２ 送出し装置
１３ コンベア部
１３ａ 搬送ガイド
１４ 表裏反転機構
１４ａ 側面シート部
１４ｂ 底面シート部
１５ 回転軸部
１６ 反転プレート
１６ａ 長面部
１６ｂ 短面部
１７ 傾斜滑りプレート
１７ａ 本体部
１７ｂ 折曲げ縁部
１８ 支持フレーム部
１９ 基台部
２０ チューブ容器（物品）
２０ａ 表側
２０ｂ 裏側
２０ｃ プレイスされた物品のコンベア部側の部分（反転基部）
２０ｄ プレイスされた物品のコンベア部側の部分とは反対側の部分
２０ｅ チューブ本体
２０ｆ キャップ部材
２０ｇ シール接合部
２１ 搬送コンベア
２２ 上下移動装置
２３ ロボットアーム
２３ａ 吸着装置
３０ ロボット（ピックアンドプレイス装置）
３１ アーム部
３２ ハンド部
３３ 撮像装置
３４ 頭部
Ｌ チューブ容器の長さ
Ｘ 搬送方向（送り出し方向）
Ｗ1 チューブ容器の最大幅
Ｗ2 一対の搬送ガイドの間隔
θ1 短面部の長面部に対する折曲り角度
θ2 長面部の傾斜角度
θ3 傾斜滑りプレートの本体部の傾斜角度

Claims (13)

1. 物品供給部に供給された表裏のある複数の物品を、ピックアンドプレイス装置により各々取り上げて移送し、搬送方向に移動するコンベア部を備える送り出し装置に置くことにより、表側又は裏側を上に向けて揃えた状態で一列に並べて送り出せるようにする物品送出しユニットであって、
   前記ピックアンドプレイス装置は、物品の表裏を判別して、揃える側とは逆側を上に向けている物品を、逆側を上に向けたままの状態で、前記送出し装置の前記コンベア部の側方に配置された表裏反転機構に移送して置くようになっており、
   前記表裏反転機構は、置かれた物品を、当該物品の前記コンベア部側の部分とは反対側の部分を持ち上げることで、前記コンベア部側の部分とは反対側の部分を前記コンベア部側の部分の上方を通過させて前記コンベア部側に倒すことにより、反転させた状態で前記コンベア部の上に載置させる物品送出しユニット。
2. 前記表裏反転機構は、前記送り出し装置の前記コンベア部の側方に、送り出し方向に沿って配置される回転軸部と、該回転軸部に一体として接合されて該回転軸部を中心に回動する反転プレートとを備えており、該反転プレートは、前記回転軸部からの張出し長さが長い長面部と、該長面部の前記回転軸部側の端縁部から折曲がって延設する、前記回転軸部からの張出し長さが短い短面部とからなり、前記物品のコンベア部側の部分を前記短面部に係止し、前記長面部の上に置かれた逆側を上にしたままの前記物品を、前記反転プレートを回動することで前記コンベア部側の部分とは反対側の部分を持ち上げて、前記コンベア部側の部分の上方を通過させて前記コンベア部側に倒すことにより、反転させた状態で前記コンベア部の上に載置させる請求項１記載の物品送出しユニット。
3. 前記反転回動プレートの前記短面部の前記長面部に対する折れ曲がり角度は、９０°未満である請求項２記載の物品送出しユニット。
4. 前記送出し装置の前記コンベア部の側方に、送り出し方向に前記表裏反転機構と一列に並べて配置されて、傾斜滑りプレートが設けられており、該傾斜滑りプレートは、前記ピックアンドプレイス装置によって移送されて置かれた、揃える側を上に向けた物品を滑らせて、揃える側を上に向けたままの状態で、前記コンベア部の上に載置させる請求項１〜３のいずれか１項記載の物品送出しユニット。
5. 前記送出し装置の前記コンベア部の搬送面の上方に、一対の搬送ガイドが、搬送方向と垂直な方向に間隔をおいて、搬送方向に延設して設けられている請求項１〜４のいずれか１項記載の物品送出しユニット。
6. 前記一対の搬送ガイドは、送り出される物品の最大幅よりも、小さい間隔をおいて設けられている請求項５記載の物品送出しユニット。
7. 前記ピックアンドプレイス装置は、ロボットにより構成されている請求項１〜６のいずれか１項記載の物品送出しユニット。
8. 前記ロボットが、双腕ロボットである請求項７記載の物品送出しユニット。
9. 前記ロボットが、前記コンベア部の側方に配置されており、前記物品供給部が、前記コンベア部を挟んで前記ロボットが配置された側とは反対側に配置されている請求項７又は８記載の物品送出しユニット。
10. 物品供給部に供給された表裏のある複数の物品を、ピックアンドプレイス装置により各々取り上げて移送し、搬送方向に移動するコンベア部を備える送り出し装置に置くことにより、表側又は裏側を上に向けて揃えた状態で一列に並べて送り出す物品送出し方法であって、
    前記ピックアンドプレイス装置は、画像認識によって表裏を判別した物品のうち、揃える側とは逆側を上に向けた物品を、逆側を上に向けたままの状態で、前記送出し装置の前記コンベア部の側方に配置された表裏反転機構に移送して置くことにより、当該表裏反転機構によって反転させた状態で前記コンベア部の上に載置させ、揃える側を上に向けた物品を、揃える側を上に向けたままの状態で、前記コンベア部の上に載置させる物品送出し方法。
11. 前記ピックアンドプレイス装置は、画像認識によって表裏を判別した物品のうち、揃える側を上に向けた物品を、揃える側を向けたままの状態で、前記送出し装置の前記コンベア部の側方に配置された傾斜滑りプレートに移送して置くことにより、当該傾斜滑りプレート上で揃える側を向けた物品を滑らせて、揃える側を上に向けたままの状態で、前記コンベア部の上に載置させる請求項１０記載の物品送出し方法。
12. 前記ピックアンドプレイス装置は、画像認識によって前後を判別された前後のある物品を、前後を揃えた状態で前記表裏反転機構、前記コンベア部、又は前記傾斜スライドプレートの上に載置させる請求項１０又は１１記載の物品送出し方法。
13. 前記ピックアンドプレイス装置は、ロボットにより構成されており、該ロボットのハンド部を物品供給部の物品分散部の直上部分で移動させて、物品に作用させることにより、物品分散部に供給された物品が重ならないように分散させる請求項１０〜１２のいずれか１項記載の物品送出し方法。

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