(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
四方の壁面がフラットに折り畳まれ、これら壁面内に底面が折り込まれたカートンを収容するカートン収容部と、前記カートンの一壁面を吸着する吸着手段を有するロボットハンドを備えたロボットと、このロボットを制御する制御手段と、ロボットハンドに吸着されたカートンを起函する起函手段と、起函されたカートンを受け取って搬送する搬送手段とを備えたカートン起函装置において、
前記起函手段を、ロボットハンドに設けられ、前記吸着手段に吸着されたカートンの一端を支持する支持ガイドと、断面がＬ字状を形成する二つの当接面とこれら両当接面の間に設けられた当接部を有し、前記カートンの他端が当接される起函ガイドとから構成し、ロボットハンドによってカートン収容部から取り出したカートンの一端を支持ガイドで支持しつつ、他端を起函ガイドの当接部に押し付けることによりカートンを起函することを特徴とするカートン起函装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明はカートン収容部に収容されているカートンを一枚ずつ取り出して起函するカートン起函装置に係り、特に、四方の壁面をフラットに折り畳み、その壁面の間に底部を折り込んだワンタッチカートンを、前記カートン収容部から取り出して起函するカートン起函装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近では、折り込み工程や糊付け工程を必要とせず、起函すると直ちに四方の壁面と底面とが形成されるワンタッチカートンが広く用いられている。このワンタッチカートンは、四方の壁面を二面ずつ向かい合わせにして扁平に折り畳むとともに、底面は、前記折り畳まれた壁面の内部に折り込まれており、さらに、一つの壁面の上部に直立した状態で蓋が接続されている。
【０００３】
前記のようなワンタッチカートンが重ね合わせて多数枚収容されているカートン収容部から、吸盤等によってワンタッチカートンを一枚ずつ吸着保持して取り出し、起函手段によって拡開した後、カートン搬送コンベヤに引き渡すカートン起函装置が、従来から各種知られている。
【０００４】
例えば、特開平１１−１１４３０号の第１の実施の形態に記載された装置（以下第１の装置と呼ぶ）は、シート状に折り畳まれたカートンを多数枚重ねて収容するカートンマガジンと、このカートンマガジンの取り出し口側に進退動可能に配置され、カートンを吸着する吸盤を備えたカートン取り出し手段と、カートン取り出し手段によって取り出されて保持されているカートンを起函させる固定の起函ガイド（カートン起函手段）と、起函されたカートンを受け取って搬送するカートン搬送コンベヤとを備えている。
【０００５】
前記第１の装置では、カートン取り出し手段がカートンマガジン側に前進して、吸盤によりカートンを吸着した後、後退して一枚のカートンを取り出す。そして、カートンを保持している取り出し手段がさらに後退すると、その移動経路の側部に配置されている固定の起函ガイドに、取り出されたカートンの端部側が干渉して起函されるようになっている。
【０００６】
また、特開平１０−３１０１１１３号公報および前記公報の第２の実施の形態に記載された装置（以下第２の装置と呼ぶ）は、ロボットのハンドに、マガジン内のカートンを吸着する吸盤と、カートン起函の補助を行う起函補助手段を備えている。この起函補助手段は、ピンを支点にして水平面内で揺動するアームと、このアームの先端に取り付けられてカートンの側面を叩くプレートと、前記アームに連結されて揺動させるエアシリンダとを備えている。
【０００７】
この第２の装置は、吸盤によってカートンを吸着した後、エアシリンダの作動によりアームを揺動させ、アームの先端に取り付けられたプレートによって、カートンの側面の吸盤によって吸着されている部分から遠い部分を叩いて強く折り曲げて起函させるようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記第１の装置では、カートンを吸着して取り出したカートン取り出し手段をそのまま直線的に移動させて、そのカートンの一端を起函ガイドに押し付けて折り畳まれているカートンを拡開しようとするもので、カートンの四方の壁面のサイズがほぼ等しい場合、つまり、拡開したカートンの形状が上から見て正方形に近い場合には、逆折れ（吸盤に吸着されている側の壁面と向かい側の壁面とが開かずに、同一の方向に折れてしまうこと）を起こす場合があった。
【０００９】
また、第２の装置は、回転機構を備えているため装置全体が大型化し、重量化するという問題があった。しかも、カートンのサイズが変更された場合にはロボットハンド全体を交換しなければならず、カートンの種類と同数のロボットハンドを用意する必要があるという問題もあった。
【００１０】
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、カートンが逆折れしにくく確実に起函することができ、また、軽量で、しかも、カートンのサイズが変更になった場合にもロボットハンドの交換をする必要がない、兼用性の高いカートン起函装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るカートン起函装置は、四方の壁面がフラットに折り畳まれ、これら壁面内に底面が折り込まれたカートンを収容するカートン収容部と、前記カートンの一壁面を吸着する吸着手段を有するロボットハンドを備えたロボットと、このロボットを制御する制御手段と、ロボットハンドに吸着されたカートンを起函する起函手段と、起函されたカートンを受け取って搬送する搬送手段とを備えており、特に、前記起函手段を、ロボットハンドに設けられ、前記吸着手段に吸着されたカートンの一端を支持する支持ガイドと、断面がＬ字状を形成する二つの当接面とこれら両当接面の間に設けられた当接部を有し、前記カートンの他端が当接される起函ガイドとから構成し、ロボットハンドによってカートン収容部から取り出したカートンの一端を支持ガイドで支持しつつ、他端を起函ガイドの当接部に押し付けることによりカートンを起函するようにしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態により本発明を説明する。図１は本発明の一実施の形態に係るカートン起函装置の全体の構成を示す平面図、図２はカートンホッパの側面図であり、このカートン起函装置は、カートンホッパ２内に収容されたカートン４を、ロボット６のアームに取り付けられたロボットハンド８によって取り出し、起函部１２で起函した後ケースコンベヤ１４に引き渡すようになっている。
【００１３】
このカートン起函装置によって起函されるカートン４は、いわゆるワンタッチカートンであり、四方の壁面４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ（図１および後に説明する図４（ａ）、（ｂ）参照）が二面ずつ（４ａ、４ｂと４ｃ，４ｄ）向かい合わせた状態になるように折り畳まれ、その折り畳まれた壁面４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの間に底面が折り込まれている。そして、一つの壁面４ｃ上に直立した状態で蓋４ｅが接続されている。このワンタッチカートン４は、下部側（底面が折り込まれている壁面の部分）が上方の蓋４ｅの部分の数倍の厚さを有しており、多数枚のワンタッチカートン４を重ねると、下部側が厚く上部の蓋４ｅ側が薄い扇型になってしまい不安定である。
【００１４】
前記のような形状のワンタッチカートン４を収容するカートンホッパ（カートン収容部）２は、ワンタッチカートン４の下端部４ｆを支持する支持レール２ａと、多数枚重ね合わせたワンタッチカートン４の両端部４ｇ，４ｈを支持する側部ガイド２ｂと、最後尾のワンタッチカートン４の背面側（図２の左側）を支持する支持板２ｃとを備えており、前記支持レール２ａの下流端（図２の右端）を上方に向けて傾斜させることにより、多数枚のワンタッチカートン４が支持板２ｃに寄りかかった状態で支持されるようになっている。なお、ワンタッチカートン４の端部４ｇ，４ｈとは、向かい合わせになっている二枚の壁面の間、すなわち、壁面４ｄと４ａとの間および４ｂと４ｃとの間の折り曲げた部分をいう。
【００１５】
さらに、カートンホッパ２には、多数枚のワンタッチカートン４の下部側が膨らんで倒れてしまわないように、その前面下部を押さえるストッパ１６が設けられている。このストッパ１６は、エアシリンダ１８によって進退動できるようになっており、ワンタッチカートン４が前面側から順に取り出されるに従って徐々に前進して、残りのワンタッチカートン４が倒れることをを防止する。なお、このカートンホッパ２は、収容しているワンタッチカートン４が取り出されると、図示しないカートン供給コンベヤから一定量ずつのワンタッチカートン４が供給されるようになっている。
【００１６】
ロボット６に取り付けられたロボットハンド８は、前記ワンタッチカートン４の一つの壁面４ａを吸着する複数の吸盤２０と、この壁面４ａを支持する支持ガイド２２とを備えている。この支持ガイド２２は、前記吸盤２０に吸着されている壁面４ａに当接する平坦面２２ａと、この壁面４ａ側の端部４ｇに係合して支持する立ち上げ部２２ｂを有しており、全体としてＬ字状をしている。支持ガイド２２には、吸盤２０が貫通する孔（図示せず）が形成されており、自由状態では吸盤２０がこの孔から前方へ突出しており、ロボット６の動作によってワンタッチカートン４の壁面４ａに押し付けられると、吸盤２０が圧縮されて後退するとともに、支持ガイド２２がワンタッチカートン４に当接して支持する。なお、前記支持ガイド２２の立ち上げ部２２ｂは必ずしも９０度である必要はなく、ワンタッチカートン４の端部４ｇに係合して押圧出来るものであればよい。
【００１７】
起函されたワンタッチカートン４を受け取って下流側の次の工程に搬送するケースコンベヤ１２上には、このワンタッチカートン４を起函する起函部１２が設置されている。この起函部１２には、断面がＬ字状のカートン当接面２４ａ，２４ｂを有する起函ガイド２４が設けられており、この起函ガイド２４と前記ロボットハンド８に設けられた支持ガイド２２とによりカートン起函手段２６が構成されている。なお、起函ガイド２４に形成されたＬ字状のカートン当接面２４ａ，２４ｂの角度は必ずしも９０度に限るものではない。
【００１８】
この実施の形態では、起函ガイド２４は、Ｌ字を形成する二つの当接面２４ａ，２４ｂが、９０度以上の角度を有しており、これら両当接面２４ａ，２４ｂの間の底部２４ｃに、前記ワンタッチカートン４の端部４ｈ（前記支持ガイド２２の立ち上げ部２２ｂに係合する端部４ｇと逆の端部）が押し付けられる。従って、ワンタッチカートン４の一方の端部４ｈがこれら両当接面２４ａ，２４ｂの間の底部（当接部）２４ｃに押し付けられて起函されるときには、その角部を９０度以上の角度に拡開することができるようになっている。
【００１９】
以上の構成に係るカートン起函装置の作動について説明する。ロボット６の動作により、吸盤２０と支持ガイド２２とを備えたロボットハンド８がカートンホッパ２内に収容されているワンタッチカートン４に接近し、吸盤２０が先頭のワンタッチカートン４の一つの壁面４ａに密着すると、この吸盤２０にバキュームが作用して吸着する。このとき吸盤２０はワンタッチカートン４の壁面４ａに押し付けられて圧縮されるので、支持ガイド２２の平坦面２２ａがその壁面４ａに当接するとともに、ワンタッチカートン４のその壁面４ａ側の端部４ｇが支持ガイド２２の立ち上げ部２２ｂに係合する。
【００２０】
吸盤２０がワンタッチカートン４を吸着すると、ロボットハンド８が後退してカートンホッパ２内から先頭の一枚のワンタッチカートン４を取り出す。次にワンタッチカートン４を保持したロボットハンド８は、ケースコンベヤ１４上の起函部１２に移動する。
【００２１】
起函部１２には、Ｌ字状の当接面２４ａ，２４ｂを有する起函ガイド２４が設置されており、ロボットハンド８はワンタッチカートン４の前記支持ガイド２２の立ち上げ部２２ｂに係合している端部４ｇと逆側の端部４ｈをこの起函ガイド２４の方向に向けて移動する。このとき、先ずワンタッチカートン４の前記端部４ｈを、起函ガイド２４の長い方の当接面２４ａの側に振ってから両当接面２４ａ，２４ｂの間の底部２４ｃに接近させる。
【００２２】
ワンタッチカートン４の、ロボットハンド８に設けられた吸盤２０に吸着されている側の端部４ｇと逆側の端部４ｈを、起函ガイド２４の底部２４ｃに当接させた時点では、ワンタッチカートン４が起函ガイド２４の両当接面２４ａ，２４ｂのなす角度のほぼ中間に位置するように、その方向をセットする（図４（ａ）の状態）。
【００２３】
続いて、ワンタッチカートン４を吸着するとともに、支持ガイド２２によって一端４ｇを支持しているロボットハンド８を、起函ガイド２４方向に向かってさらに移動させて、ワンタッチカートン４を起函ガイド２４に強く押し付ける。ロボットハンド８の移動時に、支持ガイド２２の立ち上げ部２２ｂを、前記起函ガイド２４の底部２４ｃの方向に直線的に移動させるとともに、支持ガイド２２の他端２２ｃを、図３に示すように次第に傾斜させる。
【００２４】
支持ガイド２２に前記のような動作をさせながら、ワンタッチカートン４の支持ガイド２２によって支持されている端部４ｇを、他方の端部４ｈに接近させていくと、ワンタッチカートン４に対して、図３に示すように、Ｆ１，Ｆ２方向の力が作用して次第に拡開する。このときに、支持ガイド２２の立ち上げ部２２ｂに支持されている端部４ｇ側と起函ガイド２４の底部２４ｃに押し付けられている端部４ｈ側の角度（壁面４ｂと４ｃの角度および４ｄと４ａとの角度）が９０度以上になるまで拡開させる（図４（ｂ）参照）。
【００２５】
起函が終了したワンタッチカートン４は、ロボットハンド８の移動によってケースコンベヤ１４に引き渡される。ケースコンベヤ１４は起函されたワンタッチカートン４を、その起函された状態を保ったまま搬送し、下流側の次の工程に送る。
【００２６】
前記カートン起函装置によれば、カートン４が逆折れするおそれが無く確実に起函することができる。また、ロボットハンド８に設けられた支持ガイド２２によってワンタッチカートン４の一端４ｇ側だけを支持し、他端４ｈ側は別に設けられた固定の起函ガイド２４に押し付けて起函させるようにしているので、ワンタッチカートン４のサイズによってロボットハンド８を交換する必要が無く、各種サイズのワンタッチカートン４に兼用することができる。さらに、ロボットハンド８は、回転機構を持たず構造が簡単なので、軽量でありしかもローコストである。なお、前記実施の形態では、起函ガイド２４にＬ字状の当接面２４ａ，２４ｂを設けたが、必ずしもＬ字状に限定されるものではなく、その他の形状でもよい。また、ワンタッチカートン４の端部４ｈが当接する当接部が平坦であっても、摩擦抵抗の大きいゴムなどを貼付することによりワンタッチカートン４を起函することが可能である。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、四方の壁面がフラットに折り畳まれ、これら壁面内に底面が折り込まれたカートンを収容するカートン収容部と、前記カートンの一壁面を吸着する吸着手段を有するロボットハンドを備えたロボットと、このロボットを制御する制御手段と、ロボットハンドに吸着されたカートンを起函する起函手段と、起函されたカートンを受け取って搬送する搬送手段とを備えたカートン起函装置において、前記起函手段を、ロボットハンドに設けられ、前記吸着手段に吸着されたカートンの一端を支持する支持ガイドと、断面がＬ字状を形成する二つの当接面とこれら両当接面の間に設けられた当接部を有し、前記カートンの他端が当接される起函ガイドとから構成し、ロボットハンドによってカートン収容部から取り出したカートンの一端を支持ガイドで支持しつつ、他端を起函ガイドの当接部に押し付けることによりカートンを起函するようにしたので、各種サイズのカートンに兼用することができ、また、カートンが逆折れすることなく確実に起函することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るカートン起函装置の全体の構成を示す平面図である。
【図２】前記カートン起函装置に設けられたカートンホッパの側面図である。
【図３】このカートン起函装置によってカートンを起函する過程を連続的に示す図である。
【図４】（ａ）は、このカートン起函装置によるカートンの起函開始時、（ｂ）は起函終了時をそれぞれ示す図である。
【符号の説明】
２    カートン収容部（カートンホッパ）
４    カートン（ワンタッチカートン）
４ａ  カートンの壁面
４ｂ  カートンの壁面
４ｃ  カートンの壁面
４ｄ  カートンの壁面
４ｇ  カートンの一端
４ｈ  カートンの他端
６    ロボット
８    ロボットハンド
１４    搬送手段（ケースコンベヤ）
２０    吸着手段（吸盤）
２２    支持ガイド
２２ａ  平坦面
２２ｂ  立ち上げ部
２２ｃ  平坦面の端部
２４    起函ガイド
２６    カートン起函手段
【図１】
0004505969.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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