(57)【要約】【課題】包装物品を刺身の盛り付け状態のように並べるのに適した包装物品のハンドリング装置を提供する。【解決手段】物品をピロー袋２に封入した縦横に比べて厚さの薄い包装物品１を、搬入コンベア１０上に１列に並べて搬入する。移載ロボット３０により三次元移動するピッキングヘッド２０には、包装物品１を１個ずつ吸着する吸着具２２が複数個、１列に並べて配置されている。制御装置３１は、吸着具２２を、搬入コンベア１０上の包装物品１の中で、包装物品１の並びの方向において一方に偏った箇所に当て、吸着具２２に真空吸引力を働かせる。ピッキングヘッド２０を上昇させると、包装物品１は吸着具２２から斜めに垂れ下がる。吸着具２２の間隔を縮めると包装物品１同士に重なりが生じるので、その状態の包装物品１を目的地に置く。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦横に比べて厚さの薄い包装物品をハンドリング対象とする包装物品ハンドリング装置であって、
複数の前記包装物品を１列に並べて搬入する搬入コンベアと、
前記搬入コンベア上の前記包装物品を１個ずつ吸着する吸着具を複数、１列に並べて配置し、前記吸着具の相互間隔を変更可能なピッキングヘッドと、
前記ピッキングヘッドを三次元移動させる移載ロボットと、
前記ピッキングヘッド及び前記移載ロボットの制御装置を備え、
前記制御装置は、前記ピッキングヘッドと前記移載ロボットに、
前記複数の吸着具を、前記搬入コンベア上の前記包装物品の配置間隔に対応する間隔に散開させる第１ステップの動作と、
前記複数の吸着具を、前記搬入コンベア上の前記包装物品の中で、前記包装物品の並びの方向において一方に偏った箇所に当てた上、当該吸着具に真空吸引力を働かせる第２ステップの動作と、
前記ピッキングヘッドを上昇させて、前記複数の吸着具に吸着された前記包装物品を前記搬入コンベアから持ち上げる第３ステップの動作と、
前記複数の吸着具の間隔を縮め、それらから斜めに垂れ下がっている前記包装物品同士に重なりを生じさせる第４ステップの動作と、
前記重なりを生じた状態の包装物品を目的地に置く第５ステップの動作と、
を遂行させるものであることを特徴とする包装物品ハンドリング装置。
【請求項２】
前記吸着具は、蛇腹状の吸盤を備えることを特徴とする請求項１に記載の包装物品ハンドリング装置。
【請求項３】
前記吸着具は、前記吸盤を挟むように複数設けられた、弾性体からなる包装物品吸着姿勢安定具を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の包装物品ハンドリング装置。
【請求項４】
前記移載ロボットはパラレルリンクロボットであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の包装物品ハンドリング装置。
【請求項５】
前記包装物品は包装箱に箱詰めされるものであり、前記包装箱底面の鋸歯状載置面がハンドリングの目的地であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の包装物品ハンドリング装置。
【請求項６】
前記包装物品は包装箱に箱詰めされるものであり、前記包装箱底面の平坦載置面がハンドリングの目的地であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の包装物品ハンドリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は包装物品のハンドリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
物品の大量生産を行う製造ラインでは、完成した物品の箱詰めも自動化装置で行われる。最近ではロボットを用いた箱詰め装置も多く見受けられるようになっている。その例を特許文献１、２に見ることができる。
【０００３】
特許文献１には、包装体を吸着する吸着部と包装体の耳部を折り曲げる耳折り部を備えたロボットハンドによりガゼット付き包装体を箱に供給する箱詰め装置が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、起函用ハンドで起函したケースに、集積された物品を保持用ハンドで保持して充填するロボット式ケーサが記載されている。
【０００５】
物品のハンドリングに、最近ではパラレルリンクロボットが利用されるケースが多くなっている。パラレルリンクロボットの例を特許文献３、４に見ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１２７０２７号公報
【特許文献２】特開２００５−１１９７３０号公報
【特許文献３】特開２００３−９４２６６号公報
【特許文献４】特開２００５−２８４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
包装済みの物品（本明細書ではこのような物品を「包装物品」と称する）を製造工場から出荷する際、物品の種類によって様々な梱包形態が採用される。物品が煎餅やクッキーのような焼菓子であれば、包装物品は一般的に縦横に比べて厚さの薄いものとなる。そして焼菓子類の場合、店頭での陳列効果を高めるため、平たい梱包箱の中に鋸歯状の載置面を形成し、刺身の盛り付け状態のように、あるいはドミノが倒された状態のように、包装物品を並べることが多い。本発明は、このような形に包装物品を並べるのに適した包装物品のハンドリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は、縦横に比べて厚さの薄い包装物品をハンドリング対象とする包装物品ハンドリング装置であって、複数の前記包装物品を１列に並べて搬入する搬入コンベアと、前記搬入コンベア上の前記包装物品を１個ずつ吸着する吸着具を複数、１列に並べて配置し、前記吸着具の相互間隔を変更可能なピッキングヘッドと、前記ピッキングヘッドを三次元移動させる移載ロボットと、前記ピッキングヘッド及び前記移載ロボットの制御装置を備え、前記制御装置は、前記ピッキングヘッドと前記移載ロボットに、前記複数の吸着具を、前記搬入コンベア上の前記包装物品の配置間隔に対応する間隔に散開させる第１ステップの動作と、前記複数の吸着具を、前記搬入コンベア上の前記包装物品の中で、前記包装物品の並びの方向において一方に偏った箇所に当てた上、当該吸着具に真空吸引力を働かせる第２ステップの動作と、前記ピッキングヘッドを上昇させて、前記複数の吸着具に吸着された前記包装物品を前記搬入コンベアから持ち上げる第３ステップの動作と、前記複数の吸着具の間隔を縮め、それらから斜めに垂れ下がっている前記包装物品同士に重なりを生じさせる第４ステップの動作と、前記重なりを生じた状態の包装物品を目的地に置く第５ステップの動作と、を遂行させることを特徴としている。
【０００９】
吸着具に包装物品の重心付近でなく偏った箇所を吸着させると、ピッキングヘッドが上昇したとき、包装物品は吸着具から斜めに垂れ下がる。この状態で吸着具同士の間隔を縮めれば、包装物品同士に重なりが生じる。これを目的地に下ろせば刺身の盛り付け状態が自然に達成される。このように本発明の構成によると、複数の包装物品を一挙に刺身の盛り付け状態にすることができるから、梱包箱に包装物品を１個ずつ運んで刺身の盛り付け状態を形成するのに比べ、箱詰めの効率を大幅に向上させることができる。
【００１０】
また本発明は、上記構成の包装物品ハンドリング装置において、前記吸着具は、蛇腹状の吸盤を備えることを特徴としている。
【００１１】
この構成によると、吸盤がたわみやすい蛇腹状であるため、軽量の包装物品であっても斜め状態を確実に実現できる。
【００１２】
また本発明は、上記構成の包装物品ハンドリング装置において、前記吸着具は、前記吸盤を挟むように複数設けられた、弾性体からなる包装物品吸着姿勢安定具を備えることを特徴としている。
【００１３】
この構成によると、包装物品吸着姿勢安定具の存在により、望んでいない方向に包装物品が傾くことを防止できる。
【００１４】
また本発明は、上記構成の包装物品ハンドリング装置において、前記移載ロボットがパラレルリンクロボットにより構成されることを特徴としている。
【００１５】
この構成によると、パラレルリンクロボットの特徴である可動域の広さを生かして、広い領域で包装物品のハンドリングを行うことができる。
【００１６】
また本発明は、上記構成の包装物品ハンドリング装置において、前記包装物品は包装箱に箱詰めされるものであり、前記包装箱底面の鋸歯状載置面がハンドリングの目的地であることを特徴としている。
【００１７】
この構成によると、包装箱底面の鋸歯状載置面に包装物品を効率的に並べることができる。
【００１８】
また本発明は、上記構成の包装物品ハンドリング装置において、前記包装物品は包装箱に箱詰めされるものであり、前記包装箱底面の平坦載置面がハンドリングの目的地であることを特徴としている。
【００１９】
この構成によると、包装箱底面の平坦載置面に包装物品を効率的に並べることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、搬入コンベア上の複数の包装物品を、ピッキングヘッドの吸着具で吸着して引き上げ、目的地に下ろすという一連の動作を通じて、一挙に刺身の盛り付け状態にすることができるから、包装物品を１個ずつ運んで刺身の盛り付け状態を形成するのに比べ、効率を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】包装物品ハンドリング装置の概略図である。
【図２】図１と同様の概略図であって、搬入コンベア上の包装物品にピッキングヘッドの吸着部を当てた状態を示すものである。
【図３】図２の状態に対応する搬入コンベアの平面図である。
【図４】包装物品吸着引き上げ状態のピッキングヘッドの概略図である。
【図５】図４と同様の概略図であって、吸着具同士の間隔を縮めた状態を示すものである。
【図６】梱包箱に包装物品を下ろした状態を示す概略図である。
【図７】包装物品を入れた梱包箱の断面図である。
【図８】梱包箱の平面図である。
【図９】包装物品を入れた梱包箱の平面図である。
【図１０】吸着具の拡大正面図である。
【図１１】包装物品吸着状態の吸着具の拡大正面図である。
【図１２】第２態様の梱包箱に包装物品を下ろす状態を示す概略図である。
【図１３】包装物品を入れた第２態様梱包箱の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図に基づき説明する。包装物品１は、複数種類のフィルムを積層した気密性ラミネートフィルムからなるピロー袋２の中に、図示しない物品を封入したものである。物品としては焼菓子を想定する。１枚のピロー袋２に入れられる焼菓子の数は、１枚であってもよく、複数枚であってもよい。小粒のあられやおかきのようなものを多数封入することとしてもよい。包装物品１は、縦横に比べて厚さが薄くなっている。ちなみに、図１の左右方向が縦方向、図３の上下方向が横方向、図１の上下方向が厚さ方向である。
【００２３】
包装物品１のハンドリング装置を構成するのは、搬入コンベア１０と、ピッキングヘッド２０と、ピッキングヘッド２０を三次元移動させる移載ロボット３０である。
【００２４】
搬入コンベア１０はベルトコンベアであり、包装物品１を１列に並べて搬入する。包装物品１は、手に取ったとき下になる側が進行方向を向くようにして置かれる。また、多少の誤差は許容するものの、等ピッチで並べられる。
【００２５】
ピッキングヘッド２０は、細長い水平な本体２１と、本体２１の下面から下向きに突き出した複数の吸着具２２を備える。吸着具２２は図１０のように構成される。すなわち、吸着具２２は、ベース２３と、ベース２３の下面から突き出した蛇腹状の吸盤２４を有する。吸盤２４は軟質ゴムまたは軟質合成樹脂で形成され、伸縮と曲げが容易な構造となっている。
【００２６】
ベース２３の両側にはブラケット２５が固定され、ブラケット２５には吸盤２４を挟むように包装物品吸着姿勢安定具２６が固定されている。包装物品吸着姿勢安定具２６も軟質ゴムまたは軟質合成樹脂により形成された蛇腹状部品であるが、吸引機能はない。図１１に示すように、吸盤２４が包装物品１を吸着して収縮すると、両側の包装物品姿勢安定具２６が包装物品１に当たる。このため、包装物品１は図１１において左右に傾きにくくなる。
【００２７】
ピッキングヘッド２０は３個の吸着具２２を１列に並べて配置している。３個という数は一例であり、それに限定される訳ではない。３個の吸着具２２は相互間隔変更可能となっている。具体的には、中央の吸着具２２を不動とし、両側の吸着具２２を、本体２１内の図示しない動力源（モータやエアシリンダなど）により、中央の吸着具２２に接近させたり、引き離したりする構成となっている。
【００２８】
ピッキングヘッド２０は、移載ロボット３０（図１に示すのはロボットアーム先端のエンドエフェクタ取り付け部分であり、これをもってロボットを代表させている）にエンドエフェクタとして取り付けられている。移載ロボット３０には、ピッキングヘッド２０を三次元移動させることができる産業用ロボット（例えば直角座標形式、水平多関節形式、パラレルリンク形式）を用いる。パラレルリンクロボットを用いることとすれば、その特徴である可動域の広さを生かして、広い領域で包装物品１のハンドリングを行うことができる。移載ロボット３０の動きと、ピッキングヘッド２０における吸着具２２の吸着動作、また吸着具２２の相互間隔変更は、制御装置３１によって制御される。
【００２９】
制御装置３１は、移載ロボット３０とピッキングヘッド２０を次のように動作させて包装物品１のハンドリング動作を行わせる。まず第１ステップの動作として、ピッキングヘッド２０の３個の吸着具２２を、搬入コンベア１０上の包装物品１の配置間隔に対応する間隔に散開させる。図１がこの状態を示す。
【００３０】
次いで制御装置３１は、第２ステップの動作として、搬入コンベア１０に載置されて移動中の包装物品１の列の中で、先頭のもの、２番目のもの、及び３番目のものに対し、ピッキングヘッド２０を接近させ、各包装物品１に吸着具２２を当てる。図２と図３がこの状態を示す。当てる箇所は、包装物品１が並ぶ方向において進行方向後方に偏った箇所、すなわち包装物品１を手に取ったとき上寄りになる箇所である。そして吸着具２２に接続している真空吸引回路（図示せず）を開き、吸着具２２に真空吸引力を働かせる。これにより包装物品１は、各々上寄りの箇所で吸着具２２に吸着されることになる。
【００３１】
次いで制御装置３１は、第３ステップの動作として、ピッキングヘッド２０を上昇させ、吸着した包装物品１を搬入コンベア１０から引き上げる。図４がこの状態を示す。引き上げられた包装物品１は、吸着された箇所が偏っていることにより、また吸着具２２がたわむことにより、吸着具２２から斜めに垂れ下がる。
【００３２】
次いで制御装置３１は、第４ステップの動作として、吸着具２２の相互間隔を縮める。この状態を図５に示す。斜めに垂れ下がった包装物品１同士は、間隔が縮まったことにより、一方の包装物品１の高くなった部分の下に、隣接する包装物品１の低くなった部分が入り込む形で、重なりを生じる。
【００３３】
次いで制御装置３１は、第５ステップの動作として、ピッキングヘッド２０を目的地まで移載ロボット３０で移動させる。図６に示す梱包箱４０の底面の、鋸歯状載置面４１が目的地となる。
【００３４】
梱包箱４０は菓子箱として通常用いられている厚紙からなる箱であり、鋸歯状載置面４１も厚紙の中敷きにより構成されている。鋸歯状載置面４１には、吸着具２２の数が３個であることに対応して、３個の斜面が１列に並んでいる。図８に示す通り、梱包箱４０の内部には３列の鋸歯状載置面４１が横並びに並んでいる。各列の間は仕切板４２で仕切られる。仕切板４２も厚紙である。
【００３５】
制御装置３１は、３列並んだ鋸歯状載置面４１のうち、まだ包装物品１が載置されていない列の上にピッキングヘッド２０を位置させ、次いでそれを降下させて、図６に示すように、鋸歯状載置面４１に包装物品１を載置する。そして吸着具２２の真空を遮断し、包装物品１を解放する。ピッキングヘッド２０が引き上げられると、図７に示すように、鋸歯状載置面４１の３個の斜面に包装物品１が１個ずつ取り残されることになる。
【００３６】
制御装置３１は、梱包箱４０の中の３列の鋸歯状載置面４１が全て包装物品１で埋められるまで、上記作業を繰り返す。作業完了時点では、図９に示す通り、計９個の包装物品１が梱包箱に並べられることになる。この後梱包箱４０は次行程に送られ、栞を入れられたり、蓋を被せられたり、シュリンクフィルムで包まれたりするなどして、包装完成に至る。ピッキングヘッド２０は原点位置に戻され、次回のピッキング作業を行う。
【００３７】
図１２と図１３には第２態様の梱包箱４０を示す。この梱包箱４０は底面が平坦載置面４３となっている。本発明の装置によれば、このような平坦載置面４３に対しても、図１２から図１３に示すように、刺身の盛り付け状態で包装物品１を並べることができる。
【００３８】
以上本発明の実施形態を説明したが、この他、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、包装物品のハンドリング装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１    包装物品
２    ピロー袋
１０  搬入コンベア
２０  ピッキングヘッド
２１  本体
２２  吸着具
２４  吸盤
２６  包装物品吸着姿勢安定具
３０  移載ロボット
３１  制御装置
４０  梱包箱
４１  鋸歯状載置面
４３  平坦載置面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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