JP4750762B2 - グリッパー装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、製品を把持して搬送する搬送／処理装置において使用されるグリッパー装置に関する。

上記特性のグリッパー装置は、それ自体、多数が公知であり、多数の単一グリッパーが組み合わされているグリッピングヘッド（しばしばサクションヘッド（suction head）として形成されている）として形成されていることが多い。多数のグリッパーがフレームに設けられており、グリッパーはフレームによって一緒に動く、すなわち、具体的には、つかみ上げる製品まで下降し、製品をつかんだ状態で持ち上がり、側面まで動く。この機能を達成できるようにするためには、グリッパーの間隔と、移動させる製品の間隔とが正確に一致していなければならない。しかしながら、搬送および移送作業において、製品間の間隔を縮小あるいは拡大しなければならないことがある。

本発明の目的は、製品の間隔を変更する、構造的に単純かつ効果的な装置を提供することである。

この目的は、請求項１に記載の特徴によって解決される。

本発明による実施形態では、間隔の変更は、いずれのケースにおいても対象物を移動させるグリッパー装置によって実行される。従って、本発明による実施形態は、例えば、充填されている飲料パウチまたは類似する製品を搬送するときなど、高い搬送速度が必要である搬送作業に特に適している。

有利なさらなる発展形態は、従属請求項に記載してある。

以下では、本発明の実施形態について、図面に基づいてさらに詳しく説明する。

図１および図２には、本発明に従って形成されているグリッパー装置１を搬送装置２の一部として示してある。しかしながら、このグリッパー装置１は、生産機械あるいは類似する機械・設備などの一部とすることもできる。

搬送装置２は、対象物（図示していない）（例：食品のパッケージング、特に、充填されているプラスチックパウチ、例えば、公知の飲料用スタンディングパウチ）を高速で搬送するように特に設計されている。この場合、グリッパー装置１は、例えば、搬送装置２から対象物を取り出して、それらを例えば外装（outer packaging）に降ろすのに適している。

搬送装置２は、多数のコンベアレーン３を含んでおり、この実施形態においては、６本のコンベアレーン３．１〜３．６を示してある。図示した実施形態においては、コンベアレーン３は、上部が開いているコンベアベルトとして形成されており、このベルトの上で対象物が搬送される。コンベアレーン３は、搬送方向Ｆに駆動される。

グリッパー装置１は、少なくとも水平方向Ｈ（搬送方向Ｆを横切る方向、もしくは搬送方向Ｆと同じ方向、またはその両方）に移動するように、コンベアレーン３の上方に配置されており、従って、グリッパー装置１は、コンベアレーン３の上方の図示したポジションから、対象物をコンベアレーン３の外側に降ろすことのできるポジションまで動くことができる。グリッパー装置１は、多数のグリッパー５が好ましくは１つの共通平面に配置されているフレーム４を含んでいる。グリッパー装置１は、グリッパー５を対象物まで下降させる、対象物から上昇させる、または対象物とともにコンベアレーン３から上昇させることができるように、グリッパー５を垂直方向Ｖに動かすことができるように形成されていることが好ましい。両方向矢印Ｖの方向の動きは、１つのグリッパー５もしくはフレーム４、またはその両方によって実施することができる。

グリッパー５は、グリッパー装置に関してすでに公知であるように、サクションヘッドとして形成されており空気圧によって作動させ得ることが好ましい。

グリッパー５はグループ５．１〜５．６に組み合わされており、グループ５．１〜５．６のそれぞれは、互いの所定の間隔ａ、ｂにてキャリア６に配置されている複数のグリッパー５を含んでいる。図示した実施形態においては、それぞれのキャリア６．１〜６．６に配置されている６つのグリッパーグループ５．１〜５．６が設けられており、グループの数およびキャリアの数は、コンベアレーン３の数に一致している。

グループ５．１〜５．６のそれぞれは、同じ数のグリッパー５を含んでいる。図示した実施形態においては、グループ５．１〜５．６のそれぞれは、コンベアレーン３の搬送方向Ｆにそれぞれの後ろに配置されている２列のグリッパーを含んでいる。２列の中のグリッパー５は、対として互いに向かい合っており、列間の固定間隔ａと、列の中のグリッパー間の固定間隔ｂ（図２に一例としてのみ示してある）は、各グループ内のすべてのグリッパー５と、すべてのグループとについて同じである。グループ５．１〜５．６のそれぞれのキャリア６．１〜６．６は、コンベアレーン３．１〜３．６の方向に、本質的に平行に延びている。

図示した実施形態においては、グリッパー５のグループ５．１〜５．６は、搬送装置２のコンベアレーン３．１〜３．６のそれぞれに割り当てられており、キャリア６．１〜６．６のそれぞれが、１つのコンベアレーン３に割り当てられているグリッパー５のすべてを含んでいる。しかしながら、コンベアレーン３あたりのキャリア６の数、グループあたりのグリッパーの数、グリッパーの配置編成の少なくとも１つは、変更することができ、搬送する対象物に適合させることができる。極端な場合、グループのそれぞれがただ１つのグリッパーを含んでいることもできる。

図示した実施形態においては、グループ５．１〜５．６またはそれらのキャリア６．１〜６．６は、搬送方向Ｆを横切る方向に第１の間隔Ａを有し、この間隔は、グループ５．１〜５．６が矢印Ｖの方向にコンベアレーン３まで下降したときに、グループ５．１〜５．６それぞれのグリッパー５が、割り当てられているコンベアレーン３．１〜３．６上の到着した対象物に、何ら拘束されずに接触するように、コンベアレーン３の間隔Ａ’に合わせてある。

本発明によるグリッパー装置１では、搬送方向Ｆを横切る方向のグループ間の間隔を変更することが可能である。この変更は、駆動装置７を使用して行われ、グループ５．１〜５．６間の間隔が増減するように、駆動装置７の作用によってグリッパー５がフレーム４に対して動く。

図示した実施形態においては、この変更は、少なくとも部分的に機械的に動作する駆動装置７を通じて行われる。この駆動装置７は、シリンダ８、特に空気圧シリンダと、好ましくはキャリア６のそれぞれにおける機械的伝達連接器９とを備えており、この駆動装置７により、グリッパーグループ５．１〜５．６またはそれらのキャリア６．１〜６．６を、フレーム４に対して両方向矢印Ｓの方向に互いに近づく方向および互いに離れる方向に動かすことができる。しかしながら、キャリアのうちの１つをフレーム４に固定して配置し、残りのキャリアをその固定キャリアに近づく方向および離れる方向に動かすことも可能である。

図示した実施形態においては、キャリア６はグループに組み合わされており、グループのそれぞれは共通の駆動手段（この実施形態では空気式シリンダおよび伝達連接器）によって駆動される。従って、キャリア６．１〜６．３が１つ以上の第１の空気式シリンダ８．１によって一緒に駆動され、キャリア６．４〜６．６が１つ以上の第２の空気式シリンダ８．２によって一緒に駆動される。伝達連接器９は、グリッパーグループ５．１〜５．６またはそれらのキャリア６．１〜６．６が、それぞれ必ず所定の変位量Ｗだけ動くようにし、この変位量Ｗは、グリッパーグループごとに異なることができる。実際に、大きい間隔Ａと小さい間隔Ｂの両方が、すべてのキャリア６またはすべてのグリッパーグループの間で同じであるように、変位量Ｗはグリッパーグループごとに異なる。

図示した実施形態においては、伝達連接器９は、異なる運動経路Ｗを提供する運動変換器（movement translation）１０を含んでいる。図示した実施形態においては、伝達連接器９は、キャリア６あたり少なくとも１本、好ましくは２本の連接棒を含んでいるレバー装置（lever gear）として形成されている。図３および図４では、概要がよく理解できるように、グリッパー装置１の半分のみを示してあり、以下ではこの半分について説明するが、残りの半分については、図１および図２から容易に理解できるように、鏡像として同じに形成されている。伝達連接器９は、キャリア６あたり１本の、好ましくは２本の連接棒９．１、９．２、９．３、９．４、９．５、９．６を含んでいる。連接棒９．１〜９．６のそれぞれは、フレーム４における第１の旋回ポイント１１と、キャリア６における第２の旋回ポイント１２とに連結されている。キャリア６に割り当てられている２本の連接棒９．１および９．２と、９．３および９．４と、９．５および９．６は、それぞれ互いに平行に配置されている。連接棒９．１〜９．６は、すべて長さが等しい。それぞれキャリア６に割り当てられている旋回ポイント１１または１２の間隔は、すべてのキャリア６について同じである。従って、キャリア６のそれぞれ、またはグリッパーグループのそれぞれを、割り当てられている連接棒の旋回ポイント１１または１２を中心に旋回させることができ、従って平行に移動させることができる。

図示した実施形態においては、駆動装置７の空気式シリンダ８．１は、中央のキャリア６．２に連結されている。この連結は、連接棒のうちの１本、連接棒９．３の延長部分（フレーム４における連結ポイント１１．３を超えている部分）を通じて行われており、従って、連接棒９．３は両側レバー（double-sided lever）を形成している。空気式シリンダ８．１は、旋回ポイント８ａを介して連接棒９．３に連結されており、連接棒９．３を旋回ポイント１１．３を中心に旋回させて、中央のキャリア６．２を直接的に旋回駆動する。

直接的に駆動されるキャリア６．２は、動きを伝達するように他の２つのキャリア６．１および６．３に連結されており、従って、これら３つのキャリア６．１、６．２、６．３のすべてを空気式シリンダ８．１によって旋回させることができる。この連結は、運動変換器１０の連結要素１０．１および１０．２を介して行われている。連結要素１０．１は、被駆動キャリア６．２を、隣接するキャリアのうちの１つ、すなわち外側キャリア６．１に連結しているのに対して、連結要素１０．２は、被駆動キャリア６．２を、他方の隣接するキャリア６．３に連結している。この場合、連結要素１０．１は、キャリア６．２の旋回ポイント１２．３と、隣接するキャリア６．１の、取り付けられている連接棒９．２における自身の旋回ポイント１３とに連結されている。連結要素１０．２は、他方の隣接するキャリア６．３の旋回ポイント１２．５を中心に旋回することができ、かつ、被駆動キャリア６．２の隣接する連接棒９．４における自身の旋回ポイント１４に連結されており旋回することができる。

可動連接棒９．２および９．４のそれぞれの旋回ポイント１１．２または１１．４に対する連結ポイント１３および１４の位置は、空気式シリンダ８．１によって被駆動キャリアが動くときに、可動連接棒９．２および９．４が連結されているキャリアが動く変位量Ｗを決定する。図示した実施形態においては、連結要素１０．１の旋回ポイント１３から、連接棒９．２の旋回ポイント１１．２までの連接棒９．２沿いの間隔はＸであり、連結要素１０．２の連接棒９．４における旋回ポイント１４から、連接棒９．４の旋回ポイント１１．４までの間隔はＹである。間隔Ｘは間隔Ｙよりも大きく、従って、２本の連接棒９．３および９．２が同じ角度だけ旋回するとき、旋回ポイント１３が旋回ポイント１１．２を中心に移動しなければならない経路は、旋回ポイント１４が旋回ポイント１１．４を中心に移動する経路よりも長い。すなわち、キャリア６．１はキャリア６．２よりも長い経路を移動し、キャリア６．３はキャリア６．２よりも短い経路を移動する。旋回後の間隔Ｂが、すべてのキャリア６．１、６．２、および６．３の間で同じであるようにするには、間隔Ａの大きさが同じであるとすると、キャリア６．１、６．２、および６．３が移動する経路の比を５：３：１とする必要があり、すなわち、空気式シリンダ８．１が、図３に示した右側限界停止ポジションから、図４に示した左側限界停止ポジションまで動くとき、内側のキャリア６．３が移動しなければならない経路（ＡとＢの差の１／２）が１であるとき、中央のキャリア６．２は３倍の経路を動かなくてはならず、外側のキャリア６．１は５倍の経路を動かなくてはならない。

シリンダ８の限界停止ポジションと、運動変換器１０を備えた伝達連接器９とは、キャリア６．１〜６．３が、間隔Ａと間隔Ｂの間で、重力によって定められるそれらの基準ポジション（zero position）を中心に対称的に旋回し、従って間隔Ａおよび間隔Ｂのいずれにおいても、コンベアレーン３からキャリア６までの垂直間隔が同じであるように、調和（match）させる必要がある。図３および図４に示したように、これは、異なる大きな初期変位（a varyingly large dimensioned initial deviation）によって達成される。移動する経路長Ｗが異なることに起因する垂直高さの差は、コンポーネント、例えばグリッパー５を異なる高さに設計することによって補正することができる。従って、対象物を把持するときのグリッパー５のすべてが、本質的に搬送平面に平行に延びる平面内に必ず位置する。

例えば、大きな間隔Ａにて到着する対象物を、本発明によるグリッパー装置１によってコンベアレーン３から取り出す場合、グリッパーグループ５．１〜５．６がコンベアレーン３．１〜３．６の上方に、平行であるように、グリッパー装置１を位置合わせする。グリッパー装置１またはグリッパー５を対象物まで下降させて、対象物をつかむ。次いで、グリッパー５またはグリッパー装置１を上昇させて、コンベアレーン３から対象物を持ち上げる。次いで、グリッパー装置１を水平方向Ｈに、好ましくは搬送方向Ｆを横切る方向に動かして、搬送装置２の領域から対象物を搬出する。小さい間隔Ｂにて対象物を降ろす場合、駆動装置７を作動させる。この場合、シリンダを、図４に示した限界停止ポジションまで動かし、グリッパーグループ間の間隔が、小さい間隔Ｂまで最小化される、または間隔が完全になくなるまで、グリッパーグループ５．１〜５．６をグリッパー装置の長手中央平面の方向に一緒に動かす。この場合、好ましい実施形態においては、間隔Ｂの寸法は、隣接するグリッパーグループにおける互いに向かい合っているグリッパー５間の間隔が、グリッパーグループそれぞれの中でのグリッパー５間の間隔ａと同じであるように決定する。

次いで、例えばより大きな外装に対象物を降ろすことができる。次いで、コンベアレーン上でグリッパー装置を再び動かし、コンベアレーン３の間隔と位置が合うようにグリッパーグループを大きな間隔Ａにする。

説明および図示した実施形態の変形形態として、本発明によるグリッパー装置は、すべてのグリッパーの間の、搬送方向を横切る方向の間隔を変えることができるように形成することができ、このことは、グループのそれぞれが１つのみのグリッパーまたは１列のみのグリッパーから成ることを意味する。本発明によるグリッパー装置は、最も変化の大きい作業に適合させることができ、グリッパーのタイプおよび構造を変更することができる。さらには、間隔ＡおよびＢを設定する、あるいはＡとＢとの間の最も変化の大きい中間間隔も設定することのできるコントローラを設けることができる。

本発明によるグリッパー装置を備えている搬送装置の一部の概略正面図である。 図１の平面図である。 図１によるグリッパー装置の部分図であり、グリッパー間の間隔が第１の間隔である。 図１によるグリッパー装置の部分図であり、グリッパー間の間隔が第２の間隔である。

符号の説明

１ グリッパー装置
２ 搬送装置
３ コンベアレーン
４ フレーム
５ グリッパー
６ キャリア
７ 駆動装置
８ シリンダ
９ 伝達連接器
１０ 運動変換器
１１、１２ 旋回ポイント
１３、１４ 連結ポイント

Claims (5)

1. 互いに第１の所定の間隔（Ａ）にある、第１のポジションに配置されている複数のグリッパー（５）と、
   前記グリッパー（５）を少なくとも１つの第２のポジションに動かす駆動装置（７）であって、前記第２のポジションにおいて、前記グリッパー（５）が互いに第２の所定の間隔（Ｂ）に配置される、前記駆動装置（７）と、
   を備え、
   前記駆動装置（７）は、前記グリッパー（５）に対する機械的な伝達連接器（９）を有し、
   前記伝達連接器（９）は、レバー装置を有し、
   それぞれのグリッパー（５．１〜５．６）の前記伝達連接器（９）は少なくとも１本の連接棒（９．１〜９．６）を含んでおり、前記連接棒に、前記グリッパー（５．１〜５．６）が、旋回できるように懸架されており、前記駆動装置が、前記グリッパーのうちの１つ（５．２）の前記連接棒（９．３）に作用し、少なくとも１つの別のグリッパー（５．１、５．３）の連接棒（９．２、９．５）が、前記駆動される連接棒（９．３）に連結要素（１０．１、１０．２）を介して連結されており、
   連接棒（９．１〜９．６）のそれぞれがフレーム（４）上の固定された位置に第１の旋回点（１１）を有し、前記駆動装置（７）は、２つの隣接するグリッパー（５）を異なる長さの経路（Ｗ）だけ動かす運動変換器（１０）を含み、異なる長さの経路（Ｗ）を定めるために前記連結要素（１０．１、１０．２）が旋回点（１３、１４）を介して、他のグリッパー（５．１、５．３）の前記連接棒（９．２、９．５）に連結しており、前記旋回点（１３、１４）は前記連接棒（９．１〜９．６）の前記第１の旋回点（１１）に対して間隔（Ｘ、Ｙ）を有し、ＸとＹとは長さが異なる、グリッパー装置（１）。
2. 複数のグリッパー（５）が、キャリア（６）に、互いに固定の間隔（ａ、ｂ）にてグループ（５．１、５．２、５．３、５．４、５．５、５．６）に配置されており、前記キャリア（６．１、６．２、６．３、６．４、６．５、６．６）を前記駆動装置（７）によって動かすことができる
   ことを特徴とする請求項１に記載のグリッパー装置（１）。
3. 前記グリッパー（５）が少なくとも１列に配置されていることと、前記グリッパー（５）を列単位で一緒に動かすことができることと、
   を特徴とする請求項２に記載のグリッパー装置（１）。
4. フレーム（４）と、
   前記フレーム（４）に、互いに可変距離に配置されている複数のキャリア（６）であって、グリッパー（５）のグループ（５．１〜５．６）が互いに固定の間隔（ａ、ｂ）にてキャリア（６）に配置されている、前記キャリア（６）と、
   少なくとも１つのキャリア（６）における機械的な伝達装置（９、１０）を備えており、前記キャリア（６）の間の前記間隔（Ａ、Ｂ）を変更する駆動装置（７）と、
   を備えているグリッピングヘッド、
   として形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のグリッパー装置（１）。
5. グリッパーのグループ（５．１〜５．６）のそれぞれの前記伝達連接器（９）が少なくとも１本の連接棒（９．１〜９．６）を含んでおり、前記連接棒に、前記グリッパーのグループ（５．１〜５．６）が、旋回できるように懸架されており、前記駆動装置が、前記グリッパーのグループのうちの１つ（５．２）の前記連接棒（９．３）に作用し、少なくとも１つの別のグリッパーのグループ（５．１、５．３）の前記連接棒（９．２、９．５）が、前記駆動される連接棒（９．３）に連結要素（１０．１、１０．２）を介して連結されている
   ことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載のグリッパー装置（１）。

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