(57)【要約】【課題】包装機の入口部コンベアに、所定個数の包装対象物品を所定の集積形態に確実に集積し、個数不足包装が発生しないようにすることができる物品供給装置を提供する。【解決手段】ピロー包装機１の入口部コンベア２に包装対象物品Ｗを包装時荷姿に積み上げる物品供給装置１０は、一定速度で移動し、包装装対象物品Ｗを不定間隔で搬入する搬入コンベア２０と、所定ピッチで配置された複数のバケット３１を有し、上流側部分においてバケット３１の１個１個に搬入コンベア２０が搬入した包装対象物品Ｗを所定個数ずつ受け入れ、各バケット３１が所定個数の包装対象物品Ｗを受け入れたことを条件として所定ピッチ分の走行を行うバケットコンベア３０と、バケットコンベア３０の下流側部分において、バケット３１から包装対象物品Ｗをピッキングヘッド４０で取り上げて入口部コンベア２に載置する三次元移動の移載ロボット５０を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
包装機の入口部コンベアに、所定個数の包装対象物品を所定の集積形態に集積する物品供給装置であって、
一定速度で移動し、前記包装対象物品を不定間隔で搬入する搬入コンベアと、
所定ピッチで設定された複数の受け入れ箇所を有し、上流側において前記各受け入れ箇所に前記搬入コンベアが搬入した前記包装対象物品を所定個数ずつ受け入れ、前記各受け入れ箇所が所定個数の前記包装対象物品を受け入れたことを条件として前記所定ピッチ分の走行を行う中継コンベアと、
前記中継コンベアの下流側部分において、前記受け入れ箇所から前記包装対象物品をピッキングヘッドで取り上げて前記包装機の入口部コンベアに載置する移載ロボットを備え、
前記移載ロボットは前記ピッキングヘッドを三次元移動させるものであることを特徴とする物品供給装置。
【請求項２】
前記中継コンベアはバケットコンベアにより構成され、そこに含まれる複数のバケットが前記受け入れ箇所となることを特徴とする請求項１に記載の物品供給装置。
【請求項３】
前記中継コンベアはベルトコンベアにより構成されることを特徴とする請求項１に記載の物品供給装置。
【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項に記載の物品供給装置。
【請求項５】
前記包装機はピロー包装機であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の物品供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包装機の入口部コンベアに、包装対象物品を所定の集積形態に集積する
物品供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
包装機には様々な種類のものがある。特許文献１−３に記載されたピロー包装機もその一種である。
【０００３】
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４、５に見ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３３３３６９５号公報
【特許文献２】特許第４０９９２６０号公報
【特許文献３】特公平２−２０４８７号公報
【特許文献４】特開２００３−９４２６６号公報
【特許文献５】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】
【０００５】
ピロー包装機のような包装機では、包装対象物品を複数個一まとめにして包装することが可能である。但しそのためには、包装機の入口部コンベアに、所定個数の包装対象物品を所定の集積形態に集積する必要がある。一方で、包装機のところまで包装対象物品を搬入する搬入コンベアに、包装対象物品がきちんと一定間隔で並んでいるとは限らない。ばらばらな間隔で運ばれてくるのがむしろ普通である。搬入コンベアから包装対象物品を移載装置でピッキングして包装機の入口部コンベアに載置するとき、次に到着する包装対象物品までの間隔が広すぎると、所定個数の包装対象物品の集積が完了する前に入口部コンベアが先に進んでしまう。これにより、個数不足の包装対象物品しか入っていない、個数不足包装が生まれることになる。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであって、包装機の入口部コンベアに、所定個数の包装対象物品を所定の集積形態に確実に集積し、個数不足包装が発生しないようにすることができる物品供給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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、包装機の入口部コンベアに、所定個数の包装対象物品を所定の集積形態に集積する物品供給装置であって、一定速度で移動し、前記包装対象物品を不定間隔で搬入する搬入コンベアと、所定ピッチで設定された複数の受け入れ箇所を有し、上流側において前記各受け入れ箇所に前記搬入コンベアが搬入した前記包装対象物品を所定個数ずつ受け入れ、前記各受け入れ箇所が所定個数の前記包装対象物品を受け入れたことを条件として前記所定ピッチ分の走行を行う中継コンベアと、前記中継コンベアの下流側部分において、前記受け入れ箇所から前記包装対象物品をピッキングヘッドで取り上げて前記包装機の入口部コンベアに載置する移載ロボットを備え、前記移載ロボットは前記ピッキングヘッドを三次元移動させるものであることを特徴としている。
【０００８】
この構成によると、ベルトコンベアにより不定間隔で運ばれてきた包装対象物品は中継コンベアに所定ピッチで並んだ受け入れ箇所に受け止められ、各受け入れ箇所を埋める形でピッキング個所に運ばれるから、ピッキングヘッドは、所定個数の包装対象物品がピッキング個所に溜まったことを確認してから、所定個数の包装対象物品を確実にピッキングすることができ、個数不足包装が生まれなくなる。
【０００９】
また本発明は、上記構成の物品供給装置において、前記中継コンベアはバケットコンベアにより構成され、そこに含まれる複数のバケットが前記受け入れ箇所となることを特徴としている。
【００１０】
この構成によると、包装対象物品を受け入れるのがバケットであるから、中継コンベア上における包装対象物品の位置が安定し、確実なピッキングが可能となる。
【００１１】
また本発明は、上記構成の物品供給装置において、前記中継コンベアはベルトコンベアにより構成されることを特徴としている。
【００１２】
この構成によると、中継コンベアを安価に構成することができる。
【００１３】
また本発明は、上記構成の物品供給装置において、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している。
【００１４】
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、包装機入口部コンベアと中継コンベアとの動きのずれが大きくなった場合でも、中継コンベアから包装機入口部コンベアへ、確実に包装対象物品を移載することができる。
【００１５】
また本発明は、上記構成の物品供給装置において、前記包装機はピロー包装機であることを特徴としている。
【００１６】
この構成によると、内容物に個数不足のないピロー包装を製造できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、必ず一定間隔で運ばれてくるとは限らない包装対象物品を、包装機の入口部コンベアに載置するためピッキングヘッドがピッキングする時点では、所定個数の包装対象物品がピッキング個所に溜まったことを確認してから、所定個数の包装対象物品を確実にピッキングすることができ、個数不足包装が生まれなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態に係る物品供給装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】図１の物品供給装置を正面側から見た概略構成図である。
【図３】包装対象物品の集積形態の説明図である。
【図４】第２実施形態に係る物品供給装置の概略構成を示す平面図である。
【図５】図４の物品供給装置を正面側から見た概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の第１実施形態を図１から図３に基づき説明する。図１において、１はピロー包装機である。ピロー包装機１は入口部コンベア２を備える。入口部コンベア２はベルトコンベアであり、その表面には、包装対象物品Ｗを背後から支え、包装対象物品Ｗが入口部コンベア２に対し滑らないようにするプッシャ３が所定間隔で形成されている。包装対象物品Ｗとしては、無包装の、あるいは個別包装された焼菓子のようなものを想定することができる。
【００２０】
包装対象物品Ｗは、物品供給装置１０により入口部コンベア２に載置される。物品供給装置１０を構成するのは、搬入コンベア２０、中継コンベアであるバケットコンベア３０、ピッキングヘッド４０、及び移載ロボット５０である。
【００２１】
搬入コンベア２０はベルトコンベアであり、図示しない物品製造装置から、包装対象物品Ｗを１列に並べた形で搬入する。１列に並んではいるものの、包装対象物品Ｗの間隔は一定していない。
【００２２】
中継コンベアであるバケットコンベア３０は、包装対象物品Ｗの受け入れ箇所を所定ピッチで並べている。バケットコンベア３０の場合、軌道上に所定ピッチで配置された複数のバケット３１が受け入れ箇所ということになる。バケット３１は無端チェーン３２で移動せしめられるものであり、無端チェーン３２は、一方が原動側で他方が従動側である１対のスプロケット３３に巻き掛けられている。一方のスプロケット３３の軸にはエンコーダ３４が連結されている。
【００２３】
図１及び図２において、図の右側がバケットコンベア３０の上流側部分、図の左側がバケットコンベア３０の下流側部分となる。バケットコンベア３０は、搬入コンベア２０が搬入した包装対象物品Ｗを1個１個のバケット３１で受け取るべく、上流側部分をベルトコンベア２０の端部の下に入り込ませており、また、バケット３１内の包装対象物品Ｗをピロー包装機１の入口部コンベア２に引き渡すべく、下流側部分を入口部コンベア２と平行に走行させている。
【００２４】
入口部コンベア２と搬入コンベア２０は一定速度で連続的に走行するが、バケットコンベア３０の速度はその時々で変わる。バケット３１が搬入コンベア２０から包装対象物品Ｗを受け取る個所には、バケット３１が所定個数の包装対象物品Ｗを受け入れたかどうかを監視するセンサ３４が設けられている。バケットコンベア３０の制御装置３５は、その時点で監視対象となったバケット３１が所定個数の包装対象物品Ｗを受け入れた旨の信号が、早い時点でセンサ３４より伝えられれば、バケットコンベア３０をそのままの速度で走行させる。バケットコンベア３０の速度はエンコーダ３４の出力信号として制御装置３５に伝えられる。
【００２５】
バケット３１が所定個数の包装対象物品Ｗを受け入れた旨の信号が遅れれば、制御装置３５はバケットコンベア３０の走行速度を遅らせる。あるいは、バケット３１同士の配置ピッチの半分程度走行したところで、バケットコンベア３０を停止させてしまう。バケット３１が所定個数の包装対象物品Ｗを受け入れた旨の信号を受け取ってから、制御装置３５はバケットコンベア３０の速度を通常速度に戻し、あるいは、バケットコンベア３０を再起動する。いずれにせよ、各バケット３１が所定個数の包装対象物品Ｗを受け入れたことを条件として、バケットコンベア３０は所定ピッチ、すなわちバケット３１同士の配置ピッチ分だけ走行することが可能となる。
【００２６】
ピッキングヘッド４０は移載ロボット５０（図２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る。ピッキングヘッド４０は、水平なベース４１から下向きに３本の真空吸着ノズル４２を突出させている。ベース４１には、移動中に真空吸着ノズル４２の間隔を変えることができる機構が組み込まれている。
【００２７】
移載ロボット５０には、ピッキングヘッド４０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。実施形態の移載ロボット５０にはパラレルリンクロボットが用いられている。図１には仮想線でピッキングヘッド可動域５１が示されている。
【００２８】
物品供給装置１０の動作は次の通りである。搬入コンベア２０が搬入した包装対象物品Ｗは、搬入コンベア２０の端からバケット３１に所定個数ずつ落とし込まれる。本実施形態では、所定個数は１個となっているが、複数個数に設定することも可能である。バケット３１が包装対象物品Ｗを１個受け入れたことをセンサ３４が検知したら、制御装置３５はバケットコンベア３０をバケット配置ピッチ分だけ下流側に走行させる。搬入コンベア２０が搬入する包装対象物品Ｗの間隔が一定していないので、前述の通り、バケットコンベア３０の走行速度は一定しない。但し、バケット３１に包装対象物品Ｗが入らない限り、バケットコンベア３０がバケット配置ピッチ分だけ下流側に進むことはない。
【００２９】
バケットコンベア３０の下流側部分では、ピッキング個所、すなわちバケットコンベア３０とピッキングヘッド可動域５１が重なる領域に、所定個数の包装対象物品Ｗが溜まった（入り込んだ）ことを確認してから、ピッキングヘッド４０がピッキングを開始する。ピッキング個所に所定個数の包装対象物品Ｗが溜まったことの確認は、バケットコンベア３０の走行データと、それまでに実施したピッキングのデータを照合して行うことができる。
【００３０】
ピッキングヘッド４０は、包装対象物品Ｗを入れたバケット３１の列の先頭から包装対象物品Ｗを３個、真空吸着によりピッキングし、包装機１の入口部コンベア２へと向かう。ピッキングヘッド４０の移動中、３個の真空吸着ノズル４２は互いの距離を縮め、３個の包装対象物品Ｗを寄せる。３個の包装対象物品Ｗは、互いに密接した状態で入口部コンベア２に載置される。
【００３１】
ピロー包装機１の制御装置からは、移載ロボット５０の制御装置に対し、エンコーダその他の計測機器で測定した入口部コンベア２の位置情報を伝えている。このため移載ロボット５０は、プッシャ３の位置を正確に把握し、プッシャ３の直前の個所に包装対象物品Ｗを載置することができる。
【００３２】
ここでは包装対象物品Ｗがピロー包装されるときの集積形態は３列２段に設定されているため、ピッキングヘッド４０は、バケットコンベア３０から包装対象物品Ｗをもう３個ピッキングし、先に入口部コンベア２に載置した包装対象物品Ｗの上に積み重ねる。包装対象物品Ｗはその集積形態でピロー包装機１に送り込まれ、ピロー包装される。
【００３３】
６個の包装対象物品Ｗがピロー包装されるときの集積形態は、３列２段に限定される訳ではない。図３（ａ）に示すように２列３段でもよく、同図（ｂ）に示すように１列６段でもよく、同図（ｃ）に示すように６列１段とすることもできる。また、包装対象物品Ｗの個数自体も、６個に限定される訳ではない。何個であってもよい。
【００３４】
搬入コンベア２０が搬入するときの包装対象物品Ｗの間隔は不定なので、搬送コンベア２０から直接包装対象物品Ｗをピッキングして入口部コンベア２に載置するというやり方では、入口部コンベア２上に所定個数の包装対象物品Ｗを、所定の集積形態に集積することは難しい。本発明では、バケットコンベア３０を一種のバッファとして用い、搬入コンベア２０上の包装対象物品Ｗの間隔如何に関わらず、ピッキングヘッド４０によるピッキング個所へは、バケットコンベア３０の各バケット３１を埋める形で包装対象物品Ｗが運ばれてくるから、ピッキングヘッド４０は、所定個数の包装対象物品がピッキング個所に溜まったことを確認してから、所定個数の包装対象物品Ｗを確実にピッキングすることができ、個数不足包装が生まれなくなる。
【００３５】
ピッキングヘッド可動域５１に、包装対象物品Ｗを入れたバケット３１が６個到着するとき、包装対象物品Ｗを受け止める入口部コンベア２のプッシャ３がどの位置にあるかは不確定である。本発明では、ピッキングヘッド４０を動かすのが単純なゲートモーション機構でなく、三次元移動の可能な移載ロボット５０なので、包装対象物品Ｗをプッシャ３の前にうまく移動させることができる。また、移載ロボット５０がパラレルリンクロボットであることにより、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、入口部コンベア２とバケットコンベア３０との動きのずれが大きくなった場合でも、バケットコンベア３０から入口部コンベア２へ、確実に包装対象物品Ｗを移載することができる。
【００３６】
しかしながら、いかにパラレルリンクロボットの可動域が大きいとは言え、搬入コンベア２０において、包装対象物品Ｗの間隔が極端に開いてしまったような場合には、ピッキングヘッド可動域５１の中に、包装対象物品Ｗを入れたバケット３１が６個到着する頃には、プッシャ３はピッキングヘッド可動域５１から出かかっている、ということになりかねない。そのような場合には、追いかけても間に合わないプッシャ３ではなく、その次のプッシャ３に対し包装対象物品Ｗの供給を行う。包装対象物品Ｗの全く入っていないピロー包装が１個発生するが、それは容易に選別でき、誤って出荷されるおそれはない。このように、個数が完全に揃ったピロー包装か、完全に空のピロー包装しか製造されないようにすることにより、良品のピロー包装と誤認するおそれのある個数不足のピロー包装の発生を防ぐことができる。
【００３７】
一定時間に搬入コンベア２０が搬入する包装対象物品Ｗの個数と、一定時間に入口部コンベア２が搬出可能な包装対象物品Ｗの個数を比較して、前者の方が後者よりも大であった場合、バケットコンベア３０の下流側部分に、ピッキング待ちの包装対象物品Ｗが溜まることになる。そのようなことにならないよう、搬入コンベア２０が搬入する包装対象物品Ｗの個数を、入口部コンベア２が搬出可能な包装対象物品Ｗの個数よりもやや少なめに設定し、包装対象物品Ｗの全く入っていないピロー包装が時々発生することを容認するものとする。
【００３８】
続いて本発明の第２実施形態を図４及び図５に基づき説明する。第２実施形態は、中継コンベアとしてベルトコンベア６０を用いた点が特徴となっている。ベルトコンベア６０は、一方が原動側で他方が従動側である１対のプーリ６２に巻き掛けられた無端ベルト６１からなる。一方のプーリ６２の軸にはエンコーダ６３が連結され、ベルトコンベア６０の速度はエンコーダ６３の出力信号として制御装置３５に伝えられる。
【００３９】
ベルトコンベア６０における包装対象物品Ｗの受け入れ箇所は、バケットコンベアのバケットのように一見して明確ではない。ピッキングヘッド４０の３本の真空吸着ノズル４２がピッキング態勢とされた時のノズル間ピッチが受け入れ箇所のピッチということになり、このピッチだけ離れた無端ベルト６１上の地点が受け入れ箇所となる。
【００４０】
無端ベルト６１には、包装対象物品Ｗが滑りにくい材質のものを選ぶ。通常、受け入れ箇所が受け入れる包装対象物品Ｗの個数は１個であるが、入口部コンベア２のプッシャ３と同様のプッシャを設ければ、複数個を受け入れることも可能である。
【００４１】
ベルトコンベア６０は、受け入れ箇所が所定個数の包装対象物品Ｗを受け入れたことを条件として、前述したノズル間ピッチ分の走行を行う。
【００４２】
ベルトコンベア６０を用いれば、バケットコンベア３０に比べ安価に中継コンベアを構成できる。
【００４３】
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】
【００４４】
本発明は、包装機の入口部コンベアに、所定個数の包装対象物品を所定の集積形態に集積する物品供給装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１    ピロー包装機
２    入口部コンベア
３    プッシャ
Ｗ    包装対象物品
１０  物品供給装置
２０  搬入コンベア
３０  バケットコンベア
３１  バケット
４０  ピッキングヘッド
５０  移載ロボット
５１  ピッキングヘッド可動域
６０  ベルトコンベア
【図１】
2011032031.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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