(57)【要約】【課題】物品を複数個まとめて箱詰めする際、物品の厚みや堅さといった属性に影響されず確実に箱に収めることができる箱詰め装置を提供する。【解決手段】箱詰め装置１０において、複数の物品１を順次搬入する物品搬入コンベア１１から、物品１を移載ロボット１２が取り上げ、バケット１６、１７に載置する。所定個数の物品１を受け止めたバケット１６、１７に、バケット１６、１７の一端の放出口の側から、梱包箱嵌合装置２１が口の開いた梱包箱２を嵌合させる。その後姿勢変更装置４５が、バケット１６、１７とその外側に嵌合された梱包箱２を、梱包箱２の口が上になるように姿勢変更させる。物品１はバケット１６、１７を出て梱包箱２に移る。姿勢変更したバケット１７、１８は高さがそのままに保たれた状態で、梱包箱２のみリフト装置４６が降下させ、梱包箱２をバケット１６、１７から引き離す。【選択図】図１
2012111500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の物品を順次搬入する物品搬入コンベアと、
前記物品搬入コンベアから取り上げられた前記物品を複数個、束状に重ねて受け止めるものであって、水平方向の一端が前記物品の束の放出口とされたバケットと、
所定個数の前記物品を受け止めた前記バケットの外側に、前記放出口の側から、口の開いた梱包箱を嵌合させる梱包箱嵌合装置と、
前記バケットとその外側に嵌合された前記梱包箱を、前記梱包箱の口が上になるように姿勢変更させ、前記バケット内の前記物品を前記放出口から前記梱包箱に移す姿勢変更装置と、
前記姿勢変更したバケットは高さがそのままに保たれた状態で、前記梱包箱のみ降下させることにより、前記バケットから前記梱包箱を引き離すリフト装置と、
全体を制御する制御装置と、
を備えることを特徴とする箱詰め装置。
【請求項２】
移載ロボットが前記物品搬入コンベアから前記物品を取り上げて前記バケットに積み込むことを特徴とする請求項１に記載の箱詰め装置。
【請求項３】
前記梱包箱嵌合装置により、前記梱包箱が口を先頭に前記バケットに接近せしめられるとき、前記口の上側フラップをすくい上げ、前記上側フラップが前記バケットに被さるのを助けるフラップすくい上げ装置が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の箱詰め装置。
【請求項４】
前記フラップすくい上げ装置は、前記バケット内における前記物品の高さを所定値以下に押さえ込むことを特徴とする請求項３に記載の箱詰め装置。
【請求項５】
前記梱包箱嵌合装置には、前記フラップすくい上げ装置により上側フラップをすくい上げられた前記梱包箱が、口の部分が前記バケットに嵌合するところまで前記梱包箱を押す第１プッシャと、前記フラップすくい上げ装置と共に移動し、前記第１プッシャが押し終えた後の前記梱包箱を、完全に前記バケットに嵌合するところまで押す第２プッシャが含まれることを特徴とする請求項３または４に記載の箱詰め装置。
【請求項６】
前記物品を移された前記梱包箱は、梱包箱搬出コンベアに載置され、運び去られることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の箱詰め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は物品の箱詰め装置に関する。
【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。箱詰め装置の例を特許文献１、２に見ることができる。
【０００３】
特許文献１には、包装物を複数重ね合わせ、重ね合わせた包装物を、第１整理板と第２整理板で姿勢変更した上で、第３整理板により箱詰め工程に移送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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１８９０１５号公報
【特許文献２】特開２００５−１１９７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された箱詰め装置は、比較的薄く、圧迫しても厚さや形状が変わりにくい包装物を扱うのには適するが、厚みがあり、圧迫すると厚さや形状が変わる柔らかい包装物を扱うのに適しているとは言い難い。特許文献２に記載されたロボット式ケーサでも同じことが言える。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、物品を複数個まとめて箱詰めする際、物品の厚みや堅さといった属性に影響されず確実に箱に収めることができる、用途の広い箱詰め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】
本発明の好ましい実施形態によれば、箱詰め装置は、複数の物品を順次搬入する物品搬入コンベアと、前記物品搬入コンベアから取り上げられた前記物品を複数個、束状に重ねて受け止めるものであって、水平方向の一端が前記物品の束の放出口とされたバケットと、所定個数の前記物品を受け止めた前記バケットの外側に、前記放出口の側から、口の開いた梱包箱を嵌合させる梱包箱嵌合装置と、前記バケットとその外側に嵌合された前記梱包箱を、前記梱包箱の口が上になるように姿勢変更させ、前記バケット内の前記物品を前記放出口から前記梱包箱に移す姿勢変更装置と、前記姿勢変更したバケットは高さがそのままに保たれた状態で、前記梱包箱のみ降下させることにより、前記バケットから前記梱包箱を引き離すリフト装置と、全体を制御する制御装置と、を備える。
【０００９】
本発明の好ましい実施形態によれば、上記構成の箱詰め装置において、移載ロボットが前記物品搬入コンベアから前記物品を取り上げて前記バケットに積み込む。
【００１０】
本発明の好ましい実施形態によれば、上記構成の箱詰め装置において、前記梱包箱嵌合装置により、前記梱包箱が口を先頭に前記バケットに接近せしめられるとき、前記口の上側フラップをすくい上げ、前記上側フラップが前記バケットに被さるのを助けるフラップすくい上げ装置が設けられている。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態によれば、上記構成の箱詰め装置において、前記フラップすくい上げ装置は、前記バケット内における前記物品の高さを所定値以下に押さえ込む。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態によれば、上記構成の箱詰め装置において、前記梱包箱嵌合装置には、前記フラップすくい上げ装置により上側フラップをすくい上げられた前記梱包箱が、口の部分が前記バケットに嵌合するところまで前記梱包箱を押す第１プッシャと、前記フラップすくい上げ装置と共に移動し、前記第１プッシャが押し終えた後の前記梱包箱を、完全に前記バケットに嵌合するところまで押す第２プッシャが含まれる。
【００１３】
本発明の好ましい実施形態によれば、上記構成の箱詰め装置において、前記物品を移された前記梱包箱は、梱包箱搬出コンベアに載置され、運び去られる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、物品搬入コンベアにより順次搬入される物品を取り上げてバケットに積み上げるものであるから、例えその物品が、厚みがあり、圧迫すると厚さや形状が変わる柔らかい物品であったとしても、梱包箱に入るように整えてバケットに積み上げることができる。そのように物品を積み上げたバケットに梱包箱を嵌合させ、その後梱包箱とバケットの姿勢を変えて、物品を梱包箱に落ち込ませ、バケットは高さがそのままに保たれた状態で、梱包箱のみ降下させて、バケットから梱包箱を引き離すものであるから、パウチ、ピロー袋、ガセット袋などに入れられた流動体のような、立てると胴回りが膨らみ、所定個数が並ぶと占有面積が梱包箱の底面面積を上回ってしまう物品であっても、問題なく箱詰めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る箱詰め装置の概念を示す斜視図である。
【図２】バケットの断面図である。
【図３】箱詰め工程を説明する第１の動作状態図である。
【図４】箱詰め工程を説明する第２の動作状態図である。
【図５】箱詰め工程を説明する第３の動作状態図である。
【図６】箱詰め工程を説明する第４の動作状態図である。
【図７】箱詰め工程を説明する第５の動作状態図である。
【図８】箱詰め工程を説明する第６の動作状態図である。
【図９】箱詰め工程を説明する第７の動作状態図である。
【図１０】箱詰め工程を説明する第８の動作状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図に基づき説明する。箱詰め装置１０が箱詰め対象とするのは物品１である。物品１としては、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自立型パウチに流動物を封入したものを想定する。物品１は、物品搬入コンベア１１の上に、長手方向をコンベア走行方向に整列させる形で、互いに所定間隔を保って１列に並べられ、順次送られてくる。
【００１７】
物品搬入コンベア１１が順次搬入する物品１を、移載ロボット１２が１個ずつ取り上げる。移載ロボット１２は双腕ロボットの一種であり、図１では第１ピッキングヘッド１３と第２ピッキングヘッド１４によりロボットの機構部分を代表させている。第１ピッキングヘッド１３と第２ピッキングヘッド１４はそれぞれ下面に複数個ずつの吸着具を有し、真空吸着で物品１をピッキングする。制御装置１５が移載ロボット１２を制御する。制御装置１５は箱詰め装置１０全体を制御するものでもある。
【００１８】
物品搬入コンベア１１の左右に第１バケット１６と第２バケット１７が配置される。第１バケット１６と第２バケット１７は、偏平な八角形断面の筒を軸線が水平になるように横倒しにして、上部を切り開き、水平方向の一端（図１において手前側の端）を、物品１の束を放出する放出口１６ａ、１７ａとした、という構造になっている。なお第１バケット１６と第２バケット１７の断面形状は、後述する梱包箱２の平面形状が偏平な八角形であることに合わせたものであり、梱包箱２の平面形状が矩形であれば、第１バケット１６と第２バケット１７の断面形状も矩形で構わない。
【００１９】
移載ロボット１２は、第１バケット１６と第２バケット１７の一方に対し集中的に物品１の積み込みを行い、それが完了したら他方のバケットに対し集中的に物品１の積み込みを行う、という動作を繰り返す。移載ロボット１２は、第１バケット１６と第２バケット１７に対し、物品１を１個ずつ、総個数が６個になるまで（図２参照）、束状に重ねる形で積み込みを行う。移載ロボット１２としては、一般的に用いられている産業用ロボット（直角座標型、水平多関節型、垂直多関節型、パラレルリンク型など）を用いればよく、特に形式は限定されない。
【００２０】
所定個数（図では６個としたが、これに限定されるものではない）の物品１を束状に重ねて受け止めた、すなわち満載状態となった第１バケット１６または第２バケット１７に、段ボール製の梱包箱２を嵌合させる。梱包箱２は所定形状に打ち抜かれた段ボールシートをサック貼りしたものであって、完成状態では平面形状が偏平な八角形となる。梱包箱２はその周壁部分が第１バケット１６または第２バケット１７の外側にすっぽりと被さる寸法とされている。
【００２１】
梱包箱２は、サックを起函した上で、使用時に底面となる側の口を閉ざし、使用時に天面となる側の口は開いたままにする。その状態の梱包箱２が、開いた口が第１バケット１６または第２バケット１７に向くように横倒しにされて梱包箱搬入コンベア１８に載置され、互いに所定間隔を保ちつつ梱包箱搬入コンベア１８により搬入される。
【００２２】
梱包箱搬入コンベア１８上の梱包箱２は、満載状態となった第１バケット１６または第２バケット１７に向けて、後述する梱包箱嵌合装置により押し出され、その口の中に、放出口１６ａ、１７ａの側から第１バケット１６または第２バケット１７を取り込んで行く。
【００２３】
第１バケット１６または第２バケット１７と、その外側に嵌合させた梱包箱２を、梱包箱２の口が上になるように姿勢変更する。すると、第１バケット１６または第２バケット１７の中の物品１は、放出口１６ａまたは放出口１７ａから梱包箱２の中に落とし込まれる。その後、姿勢変更された第１バケット１６または第２バケット１７は高さがそのままに保たれた状態で、梱包箱２のみ降下させる。すると、物品１を移された梱包箱２が第１バケット１６または第２バケット１７から離れる。第１バケット１６または第２バケット１７から離れた梱包箱２は梱包箱搬出コンベア１９に載置され、次工程へと運び去られる。
【００２４】
続いて、満載状態の第１バケット１６または第２バケット１７に梱包箱２が嵌合され、梱包箱２に物品１が移され、梱包箱２が梱包箱搬出コンベア１９で搬出されるまでの工程と、それに用いられる構成要素を、図３以下の図に基づき詳細に説明する。なお図３以下では、第１バケット１６と第２バケット１７のうち、第２バケット１７が図示の対象とされている。
【００２５】
図３は、満載状態となった第２バケット１７に、梱包箱搬入コンベア１８上の梱包箱２が対峙している状態を示している。梱包箱２は前述の通り口が開いている。すなわち第２バケット１７に面する側の端の上側フラップ２ａ及び下側フラップ２ｂと、両側フラップ２ｃ、２ｄ（図２、図３参照）が、いずれも開いた状態、すなわち梱包箱２の周壁と平行に延びる形になっている。
【００２６】
梱包箱嵌合装置２１は、後述するプッシャと、フラップすくい上げ装置により構成される。梱包箱嵌合装置２１の構成上中心的な役割を果たすのは、第２バケット１７とそれに対峙する梱包箱２の上に、梱包箱搬入コンベア１８の走行方向と直交する形で水平に配置された固定ビーム２２である。固定ビーム２２の側面には互いに平行する２本のガイドロッド２３、２４が上下に間隔を置いて水平に取り付けられている。ガイドロッド２３、２４はスライダ２５を支持する。スライダ２５は原動プーリ２６と従動プーリ２７（これらも固定ビーム２２に支持されている）に巻き掛けられたタイミングベルト２８に連結され、図示しないモータが原動プーリ２６を回転させるのに伴ってガイドロッド２３、２４に沿い水平方向に移動する。
【００２７】
スライダ２５は、梱包箱２の上側フラップ２ａをすくい上げるフラップすくい上げ装置３０を支持する。フラップすくい上げ装置３０は、スライダ２５に固定されたベース３１（図４参照）と、ベース３１の一端（第２バケット１７に近い側）に垂直面内で傾動可能に連結されたアーム３２と、アーム３２の先端に、アーム３２とは間隔を置く形で固定されたスクープ板３３と、アーム３２の途中から突き出すレバー３４と、レバー３４の先端とベース３１を連結するクレビスタイプのエアシリンダ３５により構成される。スクープ板３３は上側フラップ２ａに先端を向け、その先端は上側フラップ２ａの下面に滑り込みやすいように下向きに傾斜している。
【００２８】
梱包箱２を第２バケット１７に向けて押し出すのに、第１プッシャ３６と第２プッシャ３７が用いられる。第１プッシャ３６と第２プッシャ３７は、いずれも垂直な板の形をしている。第１プッシャ３６は、図示しない固定部材に軸線を水平にする形で支持されたエアシリンダ３８の軸端に固定されている。第２プッシャ３７はフラップすくい上げ装置３０のベース３１の下面に固定されている。第１プッシャ３６と第２プッシャ３７は紙面と直角の方向に位置がずれており、干渉することはない。
【００２９】
図３では、フラップすくい上げ装置３０のエアシリンダ３５はロッドを引っ込めており、アーム３２は先端を持ち上げている。スクープ板３３の先端は梱包箱２よりも上のレベルにある。この状態で、フラップすくい上げ装置３０と第２プッシャ３７は前進（第２バケット１７に接近する方向の移動を「前進」、その反対方向への移動を「後退」とする）し、第２バケット１７に接近する。
【００３０】
第２プッシャ３７が図４の位置に来ると、すなわち紙面と直角の方向において第１プッシャ３６と並ぶ位置に来ると、フラップすくい上げ装置３０の移動は一旦停止する。ここでエアシリンダ３５がロッドを押し出し、アーム３２を傾かせて図５の状態にする。図５の状態では、スクープ板３３は第２バケット１７の中に入り込み、上面が第２バケット１７から少し持ち上がった位置に保持されている。スクープ板３３の先端は第２バケット１７の放出口１７ａから梱包箱２の方に向かって突き出し、上側フラップ２ａを迎える態勢となっている。第２バケット１７の中に入り込んだスクープ板３３は、物品１の積み重ね高さが所定値を上回っている場合は、その高さが所定値以下に収まるように物品１を押さえ込む。すなわちフラップすくい上げ装置３０は、第１バケット１６または第２バケット１７の内部における物品１の高さを所定値以下に押さえ込む働きをする。
【００３１】
図５の状態から、エアシリンダ３８がロッドを押し出す。すると第１プッシャ３６が梱包箱２の底面を押し、梱包箱２を第２バケット１７に向けて前進させる。上側フラップ２ａは、重力により多少先端が下がっていたとしても、スクープ板３３の下向きに傾斜した先端部によってすくい上げられ、第２バケット１７の上に被さって行く。図６に示す状態、すなわち梱包箱２の口全体が第２バケット１７に少し被さるところまで、第１プッシャ３６は梱包箱２を押し進める。
【００３２】
図６の状態になったところで、第１プッシャ３６は後退し始め、フラップすくい上げ装置３０は前進を再開する。スクープ板３３は上側フラップ２ａの下から抜け出して行き、第２プッシャ３７が梱包箱２の底面に当たる。以後、第１プッシャ３６に代わり第２プッシャ３７が梱包箱２を押す。図７の状態になったところで、すなわち第２プッシャ３７が所定の前進限界まで梱包箱２を押し込んだところで、フラップすくい上げ装置３０の前進は停止する。梱包箱２は第２バケット１７にすっかり嵌合し、スクープ板３３は上側フラップ２ａから離れている。
【００３３】
図７の状態から図８の状態になる。エアシリンダ３５はロッドを引っ込め、スクープ板３３を引き上げる。これにより、フラップすくい上げ装置３０を後退させてもスクープ板３３が上側フラップ２ａに引っ掛かることはなくなる。ここで、新たな要素が動作する。すなわち、第２バケット１７を保持し、それ自身は垂直面内で回動可能であるバケットホルダ３９に取り付けられた梱包箱係止装置４０が動作する。
【００３４】
梱包箱係止装置４０は、バケットホルダ３９に垂直面内で回動可能に取り付けられたフック４１と、フック４１の根元から突き出すレバー４２と、レバー４２の先端とバケットホルダ３９を連結するトラニオンタイプのエアシリンダ４３により構成される。
【００３５】
梱包箱係止装置４０は、図３から図７までの段階では、エアシリンダ４３がロッドを引っ込めており、フック４１は先端が下がる角度に維持されている。この時はフック４１の先端は梱包箱２の進路の外にあり、梱包箱２が第２バケット１７に嵌合するのを邪魔しない。図８の段階になると、エアシリンダ４３がロッドを押し出してフック４１の角度を変える。フック４１の先端は第２バケット１７に嵌合した梱包箱２の底面の角に外側から係合し、梱包箱２が第２バケット１７から抜けるのを阻止する。
【００３６】
図８の状態から図９の状態に移る。図９では、フラップすくい上げ装置３０が図３の時の位置まで後退している。バケットホルダ３９と、それを垂直面内で回転させる図示しない回転機構により構成される姿勢変更装置４５が、第２バケット１７及びその外側に嵌合している梱包箱２を、梱包箱２の口が上になり、梱包箱２の底面が下になるように姿勢変更させる。これにより、第２バケット１７の内部の物品１は起立姿勢となって放出口１７ａから滑り落ち、梱包箱２の内底面の上に立つ。すなわち物品１の支持主体が第２バケット１７から梱包箱２に移る。
【００３７】
図９において、梱包箱２の少し下にリフト装置４６が待機している。ここで梱包箱係止装置４０のエアシリンダ４３がロッドを引っ込めると、フック４１が梱包箱２から離れるように回動してフック４１の先端が梱包箱２の底面から外れ、梱包箱２はリフト装置４６の上に落下する。第２バケット１７の方は高さがそのままに保たれており、リフト装置４６が図９の位置から降下すれば梱包箱２は第２バケット１７から引き離される。
【００３８】
梱包箱２が第２バケット１７から離れると、物品１の束は第２バケット１７による拘束を解かれる。物品１は自立型パウチに流動物を封入したものなので、起立姿勢となり、第２バケット１７による拘束を解かれれば、胴回りが膨らむ。しかしながら、既に梱包箱２の周壁で取り囲まれた状態なので、物品１の胴回りが膨らんだとしても、６個の物品１が梱包箱２に収容されているという状態に何の影響も及ぼさない。このように、物品１が、立てると胴回りが膨らみ、所定個数が並ぶと占有面積が梱包箱２の底面面積を上回ってしまうものであっても、梱包箱２に入れてから立てることにより、問題なく箱詰めを行うことができる。
【００３９】
図９の状態から図１０の状態に移る。図１０は、梱包箱２を載置したリフト装置４６が降下し、梱包箱２を梱包箱搬出コンベア２０の上に載置した状態を示している。梱包箱搬出コンベア２０は図１０の箇所ではローラコンベアとなっており、リフト装置４６の梱包箱載置部分はローラコンベアのローラ間に入り込むフォーク形状となっている。リフト装置４６は、図１０の状態から図の右方に引き抜かれ、梱包箱２を完全に梱包箱搬出コンベア１９に引き渡す。この後、梱包箱搬出コンベア１９は梱包箱２を次工程へと運び去り、リフト装置４６は図９の位置に復帰し、姿勢変更装置４５と梱包箱係止装置４０は図３の態勢に復帰する。
【００４０】
実施形態では第１バケット１６と第２バケット１７が物品搬入コンベア１１の左右に配置されているが、この構成は必須ではない。物品搬入コンベア１１の片側に第１バケット１６と第２バケット１７が配置されていても構わない。また第１バケット１６と第２バケット１７は上面が常時開放状態となっているが、ここに蓋を設けてもよい。
【００４１】
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】
【００４２】
本発明は、物品の箱詰め装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１    物品
２    梱包箱
２ａ  上側フラップ
１０  箱詰め装置
１１  物品搬入コンベア
１２  移載ロボット
１５  制御装置
１６  第１バケット
１７  第２バケット
１８  梱包箱搬入コンベア
１９  梱包箱搬出コンベア
２１  梱包箱嵌合装置
３０  フラップすくい上げ装置
３３  スクープ板
３６  第１プッシャ
３７  第２プッシャ
４５  姿勢変更装置
４６  リフト装置
【図１】
2012111500.tif 000003
【図２】
2012111500.tif 000004
【図３】
2012111500.tif 000005
【図４】
2012111500.tif 000006
【図５】
2012111500.tif 000007
【図６】
2012111500.tif 000008
【図７】
2012111500.tif 000009
【図８】
2012111500.tif 000010
【図９】
2012111500.tif 000011
【図１０】
2012111500.tif 000012