(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なるタイプまたはサイズとされた少なくとも第１および第２のカートンの中から選択されたカートン内に物品をパッケージングするためのパッケージング機械であって、
前記カートンは、少なくとも１つのホッパ内に貯留されるとともに、該ホッパからカートンを取り出すために設けられたカートン係合手段によって、パッケージングのために取り出され、
前記カートン係合手段は、カートンを１個ずつ取り出し、さらに、紙供給チェーンへと引き渡すための第１所定位置へと搬送し、
前記紙供給チェーンは、前記カートンと前記物品とを組み合わせるための第２所定位置へとカートンを搬送する、
といったパッケージング機械において、
前記紙供給チェーンが、第１組をなすガイドラグを有した第１無端チェーンと第２組をなすガイドラグを有した第２無端チェーンとを備えてなる支持手段を備え、
前記ガイドラグどうしは、カートン受領ゾーンを形成するよう相互離間され、
前記カートン受領ゾーンの長さが、前記第１および第２ガイドラグの相対位置を変更することによって、様々なカートンサイズや様々なカートンタイプに応じて可変とされ、
前記支持手段が、前記ガイドラグどうしの相対位置が変更されたときに前記第１所定位置に対しての前記第１組ラグの位置を不変とするために、前記ガイドラグどうしの相対位置の変更を補償し得るよう、可変とされていることを特徴とするパッケージング機械。
【請求項２】
請求項１記載のパッケージング機械において、
前記第１組および第２組をなすガイドラグの相対位置が、前記第１および第２無端チェーンの一方を駆動しているモータの制御によって、決定されることを特徴とするパッケージング機械。
【請求項３】
請求項１または２記載のパッケージング機械において、
前記支持手段の位置が、前記支持構造の位置決めを行っている気圧式シリンダの制御によって、決定されることを特徴とするパッケージング機械。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のパッケージング機械において、
動作時にまた異なるタイプまたはサイズのカートンどうしの間の切換時に、前記パッケージング機械の各構成部材の動作を制御するための制御手段を具備していることを特徴とするパッケージング機械。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のパッケージング機械において、
前記第１カートンを貯留するための第１ホッパと、
前記第２カートンを貯留するための第２ホッパと、
いずれかのホッパから前記第１所定位置へと前記カートンを搬送するための搬送手段と、
を具備し、
前記カートン係合手段は、前記第１ホッパからのカートンと係合するための第１位置と、前記第２ホッパからのカートンと係合するための第２位置と、において動作可能とされていることを特徴とするパッケージング機械。
【請求項６】
請求項５記載のパッケージング機械において、
前記ホッパのうちの１つを動作位置とする手段と、
前記カートン係合手段の位置を、選択された動作可能ホッパに対応した位置に選択するための制御手段と、
を具備していることを特徴とするパッケージング機械。
【請求項７】
請求項５または６記載のパッケージング機械において、
前記カートン係合手段は、固定軸回りの軌道経路に沿って回転可能とされていることを特徴とするパッケージング機械。
【請求項８】
請求項７記載のパッケージング機械において、
前記第１および第２取出位置が、前記軌道経路上の互いに異なるポイント上に位置していることを特徴とするパッケージング機械。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれかに記載のパッケージング機械において、
第２固定軸に対して取り付けられたフレームの形態とされ、前記ホッパのうちの一方を動作位置とするための手段を具備し、
前記第１ホッパおよび前記第２ホッパが前記フレームに対して取り付けられており、
前記各ホッパは、前記第２固定軸に関して互いに反対側に配置されていることを特徴とするパッケージング機械。
【請求項１０】
請求項６〜９のいずれかに記載のパッケージング機械において、
前記動作可能ホッパが、前記カートン係合手段の前記軌道経路に対する隣接位置に配置されていることを特徴とするパッケージング機械。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載のパッケージング機械において、
前記少なくとも１つのホッパから、対向壁をなすべきパネルどうしが当接しているような平坦化カートンを順次的に処理するための装置であって、前記平坦化カートンの開放端構成への組立を開始するための装置を具備し、
該装置は、前記カートン係合手段と協働し、
前記カートン係合手段は、当接している前記対向パネルのうちの１つのパネルに係合した状態で前記平坦化カートンを前記ホッパから引き出し、さらに、該ホッパから前記第１所定位置へと回転可能軸回りの軌道に沿って前記カートンを搬送し、
前記装置は、当接している前記対向パネルのうちの他のパネルを前記カートン係合手段から離れる向きに引っ張りこれによりカートンの開放組立を開始し得るよう、前記軌道経路の外側に配置され前記対向パネルのうちの他のパネルと係合するパネル係合手段を備えていることを特徴とするパッケージング機械。
【請求項１２】
請求項１１記載のパッケージング機械において、
前記パネル係合手段が、リニアサーボモータによって駆動されて第１平面内を移動することを特徴とするパッケージング機械。
【請求項１３】
請求項１１または１２記載のパッケージング機械において、
前記パネル係合手段が、ガイドレールに対して実質的に垂直な位置関係でスライド部材に対して取り付けられ、
前記スライド部材は、前記パネル係合手段を２つの平面内において移動可能とし得るよう前記ガイドレールに対して移動可能とされていることを特徴とするパッケージング機械。
【請求項１４】
請求項１３記載のパッケージング機械において、
前記パネル係合手段が、さらなるリニアサーボモータによって駆動されて第２平面内を移動することを特徴とするパッケージング機械。
【請求項１５】
請求項１１〜１４のいずれかに記載のパッケージング機械において、
前記制御手段が、前記パネル係合手段の移動を制御し得るよう構成されていることを特徴とするパッケージング機械。
【請求項１６】
請求項１３〜１５のいずれかに記載のパッケージング機械において、
前記パネル係合手段が、吸付カップと、前記スライド部材上に取り付けられたカップホルダと、を備え、
前記カートン開放時には、前記吸付カップに対して真空源が接続されることを特徴とするパッケージング機械。
【請求項１７】
請求項１１〜１６のいずれかに記載のパッケージング機械において、
前記対向パネルが、前記カートンの対向側壁を構成することを特徴とするパッケージング機械。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれかに記載のパッケージング機械において、
測定される速度でもって移動する前記カートンと組み合わせるために、供給経路に沿って所定速度でもって物品を搬送し得るよう構成された物品供給手段を具備していることを特徴とするパッケージング機械。
【請求項１９】
請求項１８記載のパッケージング機械において、
前記物品供給手段が、第１供給ベルトから物品を収集するとともに収集した物品を前記所定速度でもって第２供給ベルトへと搬送する一対の星形ホイールを備えていることを特徴とするパッケージング機械。
【請求項２０】
請求項１９記載のパッケージング機械において、
前記第２供給ベルトとは反対側に、所定数の物品を収集するとともにカートン内へとパッケージングすべき個別ユニットへと収集物品を区分するための把持ブロックが設けられていることを特徴とするパッケージング機械。
【請求項２１】
カートン内に物品をパッケージングするための方法であって、
ａ）互いに異なるタイプまたはサイズとされた少なくとも第１および第２のカートンであって少なくとも１つのホッパ内に貯留されているカートンを選択し；
ｂ）前記ホッパからカートンを１個ずつ取り出して第１所定位置へと順次的に搬送し得るよう構成されたカートン係合手段を使用して、パッケージングのためのカートンを取り出し；
ｃ）前記カートンを、前記カートンと前記物品とを組み合わせるための第２所定位置へとカートンを搬送するための紙供給チェーンであって、第１組をなすガイドラグを有した第１無端チェーンと第２組をなすガイドラグを有した第２無端チェーンとを備えてなる支持手段を備えるとともに前記ガイドラグどうしがカートン受領ゾーンを形成するよう相互離間されかつ該カートン受領ゾーンの長さが様々なカートンサイズや様々なカートンタイプに応じて可変とされているような紙供給チェーンに向けて、カートンを搬送し；
ｄ）前記第１および第２ガイドラグの相対位置を変更することによって前記長さを変更し；
ｅ）前記ガイドラグどうしの相対位置が変更されたときに前記第１所定位置に対しての前記第１組ラグの位置を不変とするために、前記ガイドラグどうしの相対位置の変更を補償し得るよう、前記支持手段を移動させることを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項２１記載の方法において、
前記第１組および第２組をなすガイドラグの相対位置を、前記第１および第２無端チェーンの一方を駆動しているモータの制御によって、決定することを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項２１または２２記載の方法において、
前記支持手段の位置を、前記支持構造の位置決めを行っている気圧式ピストンの制御によって、決定することを特徴とする方法。
【請求項２４】
請求項２１〜２３のいずれかに記載の方法において、
動作時にまた異なるタイプまたはサイズのカートンどうしの間の切換時に、各構成部材の動作を制御するために、制御手段を使用することを特徴とする方法。
【請求項２５】
請求項２１〜２４のいずれかに記載の方法において、
前記カートン係合手段は、第１位置において、第１ホッパからのカートンと係合可能とされるとともに、第２位置において、第２ホッパからのカートンと係合可能とされ、
前記カートン係合手段は、前記第１位置と前記第２位置との間にわたって移動可能とされていることを特徴とする方法。
【請求項２６】
請求項２５記載の方法において、
前記ホッパのうちの１つを動作位置とし、
前記カートン係合手段の位置を、選択された動作可能ホッパに対応した位置に選択することを特徴とする方法。
【請求項２７】
請求項２５または２６記載の方法において、
前記カートン係合手段を、固定軸回りの軌道経路に沿って回転可能とすることを特徴とする方法。
【請求項２８】
請求項２７記載の方法において、
前記第１および第２取出位置を、前記軌道経路上の互いに異なるポイント上に配置することを特徴とする方法。
【請求項２９】
請求項２６〜２８のいずれかに記載の方法において、
前記第１ホッパおよび前記第２ホッパが第２固定軸に関して互いに反対側に位置するようにして、フレーム上に、前記第１ホッパおよび前記第２ホッパを取り付けることを特徴とする方法。
【請求項３０】
請求項２６〜２９のいずれかに記載の方法において、
使用時には、前記動作可能ホッパを、前記カートン係合手段の前記軌道経路に対して隣接させることを特徴とする方法。
【請求項３１】
請求項２１〜３０のいずれかに記載の方法において、
当接している前記対向パネルのうちの１つのパネルに係合した状態で前記平坦化カートンを前記ホッパから引き出し、さらに、該ホッパから前記第１所定位置へと回転可能軸回りの軌道に沿って前記カートンを搬送することによって、前記少なくとも１つのホッパから、対向壁をなすべきパネルどうしが当接しているような平坦化カートンを順次的に取り出して、前記平坦化カートンの開放端構成への組立を開始し、
この場合、当接している前記対向パネルのうちの他のパネルを前記カートン係合手段から離れる向きに引っ張りこれによりカートンの開放組立を開始し得るよう、前記対向パネルのうちの他のパネルと係合するパネル係合手段を、前記軌道経路の外側に配置することを特徴とする方法。
【請求項３２】
請求項３１記載の方法において、
前記パネル係合手段を、リニアサーボモータによって駆動して第１平面内を移動させることを特徴とする方法。
【請求項３３】
請求項３１または３２記載の方法において、
前記パネル係合手段を、ガイドレールに対して実質的に垂直な位置関係でスライド部材に対して取り付け、
前記パネル係合手段を２つの平面内において移動可能とし得るよう、前記スライド部材を、前記ガイドレールに対して移動可能とすることを特徴とする方法。
【請求項３４】
請求項３３記載の方法において、
前記パネル係合手段をリニアサーボモータによって駆動して第２平面内を移動させることを特徴とする方法。
【請求項３５】
請求項３１〜３４のいずれかに記載の方法において、
前記パネル係合手段の移動を制御し得るよう構成された制御手段を設けることを特徴とする方法。
【請求項３６】
請求項３１〜３５のいずれかに記載の方法において、
前記パネル係合手段が、吸付カップと、前記スライド部材上に取り付けられたカップホルダと、を備え、
前記カートン開放時には、前記吸付カップに対して真空源を接続することを特徴とする方法。
【請求項３７】
請求項３１〜３６のいずれかに記載の方法において、
前記対向パネルが、前記カートンの対向側壁を構成していることを特徴とする方法。
【請求項３８】
請求項３１〜３７のいずれかに記載の方法において、
測定される速度でもって移動する前記カートンと組み合わせるために、供給経路に沿って所定速度でもって物品を搬送し得るよう構成された物品供給手段を設けることを特徴とする方法。
【請求項３９】
請求項３８記載の方法において、
第１供給ベルトから物品を収集するとともに収集した物品を前記所定速度でもって第２供給ベルトへと搬送する一対の星形ホイールを設けることを特徴とする方法。
【請求項４０】
請求項３９記載の方法において、
前記第２供給ベルトとは反対側に、所定数の物品を収集するとともにカートン内へとパッケージングすべき個別ユニットへと収集物品を区分するための把持ブロックを設けることを特徴とする方法。
【請求項４１】
請求項１〜２０のいずれかに記載されたパッケージング機械のための制御手段であって、
中央処理ユニットと、
手動入力手段と、
前記中央処理ユニットによって制御され、前記第１組および第２組をなすガイドラグ、および、該ガイドラグを前記紙供給チェーン上に支持している支持手段を個別に配置するための個別配置手段と、
を具備していることを特徴とする制御手段。
【請求項４２】
請求項４１記載の制御手段において、
前記支持手段を配置するための手段が、気圧式シリンダであることを特徴とする制御手段。
【請求項４３】
請求項４１または４２記載の制御手段において、
単一のカートン係合手段でもって２つのホッパにアクセスするように構成されたパッケージング機械に対して使用される場合において、
前記制御手段は、前記第１ホッパ内のカートンに対して係合するための第１位置と前記第２ホッパ内のカートンに対して係合するための第２位置とに、前記カートン係合手段を配置するための手段を具備していることを特徴とする制御手段。
【請求項４４】
請求項４３記載の制御手段において、
前記カートン係合手段を配置するための前記手段は、前記カートン係合手段がいずれのホッパ内のカートンとも係合し得ないような第３位置に前記カートン係合手段を配置するよう機能し得るよう構成されていることができることを特徴とする制御手段。
【請求項４５】
請求項４３または４４記載の制御手段において、
前記カートン係合手段を配置するための前記手段が、気圧式シリンダであることを特徴とする制御手段。
【請求項４６】
請求項４３〜４５のいずれかに記載の制御手段において、
前記各ホッパから取り出したカートンを開放するための開放手段を備えているパッケージング機械に対して使用される場合において、
前記開放手段に設けられている吸付手段の移動軌跡が、いずれのホッパから取り出したカートンであっても前記開放手段によって開放し得るよう、変更可能なものとされていることを特徴とする制御手段。
【請求項４７】
請求項４６記載の制御手段において、
Ｘ方向のサーボモータとＹ方向のサーボモータとを具備していることを特徴とする制御手段。
【請求項４８】
請求項４１〜４７のいずれかに記載の制御手段において、
前記星形ホイールの形態とされた物品供給手段を備えているパッケージング機械に対して使用される場合において、
前記制御手段が、前記星形ホイールの回転速度を制御することを特徴とする制御手段。
【請求項４９】
請求項４８記載の制御手段において、
前記制御手段が、前記星形ホイールを回転駆動しているモータを制御することを特徴とする制御手段。
【請求項５０】
第１ホッパ内の第１カートンから第２ホッパ内の第２カートンへと切り換えるために請求項１〜２０のいずれかに記載されたパッケージング機械の動作を制御するための制御システムであって、
ａ）前記カートン係合手段によるカートンの取出を停止させ；
ｂ）カートンがなくなるまで前記紙供給チェーンを継続駆動させ；
ｃ）前記紙供給チェーンを停止させ；
ｄ）物品の供給を停止させ；
ｅ）前記カートン係合手段を再配置することによって、前記とは他のホッパからのカートン取出を可能とし；
ｆ）前記紙供給チェーン内における前記第１組をなすガイドラグと前記第２組をなすガイドラグとの間の相対配置を変更し；
ｇ）前記第１所定位置に対しての前記支持手段の位置を変更し；
ｈ）前記カートンの取出プロセスおよび搬送プロセスさらに物品供給プロセスを再開するように構成されていることを特徴とする制御システム。
【請求項５１】
請求項５０記載の制御システムにおいて、
切換のための命令を、予め入力しておいた制御プログラムから読み込むように構成されていることを特徴とする制御システム。
【請求項５２】
請求項５０記載の制御システムにおいて、
切換のための命令を、制御手段内へと手動で入力するように構成されていることを特徴とする制御システム。
【請求項５３】
請求項５０〜５２のいずれかに記載の制御システムにおいて、
前記パッケージング機械が、前記切換時には停止されるようなカートン開放手段を備えていることを特徴とする制御システム。
【請求項５４】
請求項５３記載の制御システムにおいて、
前記他のホッパからのカートンを前記開口手段によって開放し得るよう、前記カートン開放手段内における吸付手段の移動軌跡を前記再開前に変更するように構成されていることを特徴とする制御手段。
【請求項５５】
請求項５０〜５４のいずれかに記載の制御システムにおいて、
前記カートン係合手段の前記吸付手段の吸付位置および軌跡を、前記他のホッパからのカートンに対しての吸付を可能とするよう、前記切換時に変更するように構成されていることを特徴とする制御手段。
【請求項５６】
請求項５０〜５５のいずれかに記載の制御システムにおいて、
前記物品の供給速度が、各ホッパ内のカートンのサイズやタイプに応じて変更可能とされていることを特徴とする制御システム。
【請求項５７】
請求項５０〜５６のいずれかに記載の制御システムにおいて、
各可動部材の相対位置および移動状況を、個々のセンサを使用して検出し、制御手段へと伝達するよう構成されていることを特徴とする制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、缶や瓶といったような一次物品を、複数のものをパッケージングしたカートンへとパッケージングするためのパッケージング機械に関するものである。特に、２つ以上のサイズや２つ以上のタイプのカートンから選択されたカートン内に一次物品をパッケージングすることができるようなパッケージング機械に関するものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
公知のパッケージング機械の大部分は、１つのサイズかつ１つのタイプのカートンだけを組み立て得るように構成された専用機械である。したがって、近年の瓶詰めプラントにおいては、様々なタイプのカートンにパッケージングを行うに際して、複数のパッケージング機械を使用する必要がある。これらパッケージング機械の各々は、かなりのフロアスペースをとるものであり、設備面でも操業面でもコスト高なものとなってしまう。
【０００３】
いくつかのパッケージング機械においては、例えば６個や８個や１２個のパックを巻付式にパッケージングするカートンといったような、様々なサイズや様々なタイプのカートンを使用してパッケージングすることができる。このような機械においては、あるサイズやタイプのカートンから他のサイズやタイプのカートンへと切り換えるに際して、必ず調整を必要とする。このような調整ステップにおいては、パッケージング機械内に残っているすべてのカートンを手作業で取り出し、可能であれば、機械構成部品の機械的調整を行う。３０分とかそれ以上かかったりすることもあるこのような切換時には、機械を使用することができない（「停止時間」として知られている）。これは、瓶詰めプラントにおいては、重大な遅れとなる。このような遅延は、切換ステップ時に問題が発生したような場合には、パッケージング機械そのものの停止にとどまらず瓶詰めライン全体の停止時間となることさえある。
【０００４】
本発明の目的は、公知のパッケージング機械の技術的欠点および操業効率的欠点を克服し得るようなパッケージング機械を提供することである。
【０００５】
本発明の他の目的は、あるタイプおよびサイズのカートンから他のタイプおよびサイズのカートンへと、最小の停止時間でもって切換可能であるようなパッケージング機械を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１見地は、互いに異なるタイプまたはサイズとされた少なくとも第１および第２のカートンの中から選択されたカートン内に物品をパッケージングするためのパッケージング機械に関するものであって、カートンは、少なくとも１つのホッパ内に貯留されるとともに、ホッパからカートンを取り出すために設けられたカートン係合手段によって、パッケージングのために取り出され、カートン係合手段は、カートンを１個ずつ取り出し、さらに、紙供給チェーンへと引き渡すための第１所定位置へと搬送し、紙供給チェーンは、カートンと物品とを組み合わせるための第２所定位置へとカートンを搬送する。
【０００７】
このようなパッケージング機械において、紙供給チェーンが、第１組をなすガイドラグが延出された第１無端チェーンと第２組をなすガイドラグが延出された第２無端チェーンとを備えてなる支持手段を備え、ガイドラグどうしは、カートン受領ゾーンを形成するよう相互離間され、カートン受領ゾーンの長さが、第１および第２ガイドラグの相対位置を変更することによって、様々なカートンサイズや様々なカートンタイプに応じて可変とされ、支持手段が、ガイドラグどうしの相対位置が変更されたときに第１所定位置に対しての第１組ラグの位置を不変とするために、ガイドラグどうしの相対位置の変更を補償し得るよう、可変とされている。
【０００８】
好ましくは、第１組および第２組をなすガイドラグの相対位置は、第１および第２無端チェーンの一方を駆動しているモータの制御によって、決定される。
【０００９】
好ましくは、支持手段の位置は、支持構造の位置決めを行っている気圧式シリンダの制御によって、決定される。
【００１０】
好ましくは、パッケージング機械は。動作時にまた異なるタイプまたはサイズのカートンどうしの間の切換時に、パッケージング機械の各構成部材の動作を制御するための制御手段を具備している。
【００１１】
好ましくは、パッケージング機械は、第１カートンを貯留するための第１ホッパと、第２カートンを貯留するための第２ホッパと、いずれかのホッパから第１所定位置へとカートンを搬送するための搬送手段と、を具備し、カートン係合手段は、第１ホッパからのカートンと係合するための第１位置と、第２ホッパからのカートンと係合するための第２位置と、において動作可能とされている。
【００１２】
好ましくは、パッケージング機械は、ホッパのうちの１つを動作位置とする手段と、カートン係合手段の位置を、選択された動作可能ホッパに対応した位置に選択するための制御手段と、を具備している。
【００１３】
好ましくは、カートン係合手段は、固定軸回りの軌道経路に沿って回転可能とされている。
【００１４】
好ましくは、第１および第２取出位置は、軌道経路上の互いに異なるポイント上に配置されている。
【００１５】
好ましくは、パッケージング機械は、第２固定軸に対して取り付けられたフレームの形態とされ、ホッパのうちの一方を動作位置とするための手段を具備し、第１ホッパおよび第２ホッパがフレームに対して取り付けられており、各ホッパは、第２固定軸に関して互いに反対側に配置されている。
【００１６】
好ましくは、動作可能ホッパが、カートン係合手段の軌道経路に対する隣接位置に配置されている。
【００１７】
好ましくは、パッケージング機械は、少なくとも１つのホッパから、対向壁をなすべきパネルどうしが当接しているような平坦化カートンを順次的に処理するための装置であって、平坦化カートンの開放端構成への組立を開始するための装置を具備し、この装置は、カートン係合手段と協働し、カートン係合手段は、当接している対向パネルのうちの１つのパネルに係合した状態で平坦化カートンをホッパから引き出し、さらに、ホッパから第１所定位置へと回転可能軸回りの軌道に沿ってカートンを搬送し、装置は、当接している対向パネルのうちの他のパネルをカートン係合手段から離れる向きに引っ張りこれによりカートンの開放組立を開始し得るよう、軌道経路の外側に配置され対向パネルのうちの他のパネルと係合するパネル係合手段を備えている。
【００１８】
好ましくは、パネル係合手段は、リニアサーボモータによって駆動されて第１平面内を移動する。
【００１９】
好ましくは、パネル係合手段は、ガイドレールに対して実質的に垂直な位置関係でスライド部材に対して取り付けられ、スライド部材は、パネル係合手段を２つの平面内において移動可能とし得るようガイドレールに対して移動可能とされている。
【００２０】
好ましくは、パネル係合手段は、さらなるリニアサーボモータによって駆動されて第２平面内を移動する。
【００２１】
好ましくは、制御手段は、パネル係合手段の移動を制御し得るよう構成されている。
【００２２】
好ましくは、パネル係合手段は、吸付カップと、スライド部材上に取り付けられたカップホルダと、を備え、カートン開放時には、吸付カップに対して真空源が接続される。
【００２３】
好ましくは、対向パネルは、カートンの対向側壁を構成する。
【００２４】
好ましくは、パッケージング機械は、測定される速度でもって移動するカートンと組み合わせるために供給経路に沿って所定速度でもって物品を搬送し得るよう構成された物品供給手段を具備している。
【００２５】
好ましくは、物品供給手段は、第１供給ベルトから物品を収集するとともに収集した物品を所定速度でもって第２供給ベルトへと搬送する一対の星形ホイールを備えている。
【００２６】
好ましくは、第２供給ベルトとは反対側に、所定数の物品を収集するとともにカートン内へとパッケージングすべき個別ユニットへと収集物品を区分するための把持ブロックが設けられている。
【００２７】
本発明の第２見地においては、カートン内に物品をパッケージングするための方法であって、
ａ）互いに異なるタイプまたはサイズとされた少なくとも第１および第２のカートンであって少なくとも１つのホッパ内に貯留されているカートンを選択し；
ｂ）ホッパからカートンを１個ずつ取り出して第１所定位置へと順次的に搬送し得るよう構成されたカートン係合手段を使用して、パッケージングのためのカートンを取り出し；
ｃ）カートンを、カートンと物品とを組み合わせるための第２所定位置へとカートンを搬送するための紙供給チェーンであって、第１組をなすガイドラグが延出されている第１無端チェーンと第２組をなすガイドラグが延出されている第２無端チェーンとを備えてなる支持手段を備えるとともにガイドラグどうしがカートン受領ゾーンを形成するよう相互離間されかつカートン受領ゾーンの長さが様々なカートンサイズや様々なカートンタイプに応じて可変とされているような紙供給チェーンに向けて、カートンを搬送し；
ｄ）第１および第２ガイドラグの相対位置を変更することによって前記長さを変更し；
ｅ）ガイドラグどうしの相対位置が変更されたときに第１所定位置に対しての第１組ラグの位置を不変とするために、ガイドラグどうしの相対位置の変更を補償し得るよう、支持手段を移動させるという方法が提供される。
【００２８】
好ましくは、第１組および第２組をなすガイドラグの相対位置を、第１および第２無端チェーンの一方を駆動しているモータの制御によって、決定する。
【００２９】
好ましくは、支持手段の位置を、支持構造の位置決めを行っている気圧式ピストンの制御によって、決定する。
【００３０】
好ましくは、本方法においては、動作時にまた異なるタイプまたはサイズのカートンどうしの間の切換時に、各構成部材の動作を制御するために、制御手段を使用する。
【００３１】
好ましくは、カートン係合手段は、第１位置において、第１ホッパからのカートンと係合可能とされるとともに、第２位置において、第２ホッパからのカートンと係合可能とされ、カートン係合手段は、第１位置と第２位置との間にわたって移動可能とされている。
【００３２】
好ましくは、本方法においては、ホッパのうちの１つを動作位置とし、カートン係合手段の位置を、選択された動作可能ホッパに対応した位置に選択する。
【００３３】
好ましくは、本方法においては、カートン係合手段を、固定軸回りの軌道経路に沿って回転可能とする。
【００３４】
好ましくは、第１および第２取出位置を、軌道経路上の互いに異なるポイント上に配置する。
【００３５】
好ましくは、本方法においては、第１ホッパおよび第２ホッパが第２固定軸に関して互いに反対側に位置するようにして、フレーム上に、第１ホッパおよび第２ホッパを設置する。
【００３６】
好ましくは、本方法においては、使用時には、動作可能ホッパを、カートン係合手段の軌道経路に対して隣接させる。
【００３７】
好ましくは、本方法においては、当接している対向パネルのうちの１つのパネルに係合した状態で平坦化カートンをホッパから引き出し、さらに、ホッパから第１所定位置へと回転可能軸回りの軌道に沿ってカートンを搬送することによって、少なくとも１つのホッパから、対向壁をなすべきパネルどうしが当接しているような平坦化カートンを順次的に取り出して、平坦化カートンの開放端構成への組立を開始し、この場合、当接している対向パネルのうちの他のパネルをカートン係合手段から離れる向きに引っ張りこれによりカートンの開放組立を開始し得るよう、対向パネルのうちの他のパネルと係合するパネル係合手段を、軌道経路の外側に配置する。
【００３８】
好ましくは、本方法においては、パネル係合手段を、リニアサーボモータによって駆動して第１平面内を移動させる。
【００３９】
好ましくは、本方法においては、パネル係合手段を、ガイドレールに対して実質的に垂直な位置関係でスライド部材に対して取り付け、パネル係合手段を２つの平面内において移動可能とし得るよう、スライド部材を、ガイドレールに対して移動可能とする。
【００４０】
好ましくは、パネル係合手段をリニアサーボモータによって駆動して第２平面内を移動させる。
【００４１】
好ましくは、本方法においては、パネル係合手段の移動を制御し得るよう構成された制御手段を使用する。
【００４２】
好ましくは、本方法においては、パネル係合手段が、吸付カップと、スライド部材上に取り付けられたカップホルダと、を備え、カートン開放時には、吸付カップに対して真空源を接続する。
【００４３】
好ましくは、対向パネルが、カートンの対向側壁を構成している。
【００４４】
好ましくは、本方法においては、測定される速度でもって移動するカートンと組み合わせるために、供給経路に沿って所定速度でもって物品を搬送し得るよう構成された物品供給手段を使用する。
【００４５】
好ましくは、本方法においては、第１供給ベルトから物品を収集するとともに収集した物品を所定速度でもって第２供給ベルトへと搬送する一対の星形ホイールを使用する。
【００４６】
好ましくは、本方法においては、第２供給ベルトとは反対側に、所定数の物品を収集するとともにカートン内へとパッケージングすべき個別ユニットへと収集物品を区分するための把持ブロックを使用する。
【００４７】
本発明の第３見地においては、上述のパッケージング機械のための制御手段であって、中央処理ユニットと、手動入力手段と、中央処理ユニットによって制御され、第１組および第２組をなすガイドラグ、および、ガイドラグを紙供給チェーン上に支持している支持手段を個別に配置するための個別配置手段と、を具備している制御手段が提供される。
【００４８】
好ましくは、支持手段を配置するための手段は、気圧式シリンダである。
【００４９】
好ましくは、制御手段は、単一のカートン係合手段でもって２つのホッパにアクセスするように構成されたパッケージング機械に対して使用され得るよう構成され、制御手段は、第１ホッパ内のカートンに対して係合するための第１位置と第２ホッパ内のカートンに対して係合するための第２位置とに、カートン係合手段を配置するための手段を具備している。
【００５０】
好ましくは、カートン係合手段を配置するための手段は、カートン係合手段がいずれのホッパ内のカートンとも係合し得ないような第３位置にカートン係合手段を配置するよう機能し得るよう構成されている。
【００５１】
好ましくは、カートン係合手段を配置するための手段は、気圧式シリンダである。
【００５２】
好ましくは、制御手段は、各ホッパから取り出したカートンを開放するための開放手段を備えているパッケージング機械に対して使用され得るものであり、開放手段に設けられている吸付手段の移動軌跡が、いずれのホッパから取り出したカートンであっても開放手段によって開放し得るよう、変更可能なものとされている。
【００５３】
好ましくは、制御手段は、Ｘ方向のサーボモータとＹ方向のサーボモータとを具備している。
【００５４】
好ましくは、制御手段は、星形ホイールの形態とされた物品供給手段を備えているパッケージング機械に対して使用され得るよう構成されており、制御手段が、星形ホイールの回転速度を制御する。
【００５５】
好ましくは、制御手段は、星形ホイールを回転駆動しているモータを制御する。
【００５６】
本発明の第４見地においては、第１ホッパ内の第１カートンから第２ホッパ内の第２カートンへと切り換えるためにパッケージング機械の動作を制御するための制御システムであって、
ａ）カートン係合手段によるカートンの取出を停止させ；
ｂ）カートンがなくなるまで紙供給チェーンを継続駆動させ；
ｃ）紙供給チェーンを停止させ；
ｄ）物品の供給を停止させ；
ｅ）カートン係合手段を再配置することによって、前記とは他のホッパからのカートン取出を可能とし；
ｆ）紙供給チェーン内における第１組をなすガイドラグと第２組をなすガイドラグとの間の相対配置を変更し；
ｇ）第１所定位置に対しての支持手段の位置を変更し；
ｈ）カートンの取出プロセスおよび搬送プロセスさらに物品供給プロセスを再開するように構成されている制御システムが提供される。
【００５７】
好ましくは、切換のための命令が、予め入力しておいた制御プログラムから読み込まれる。
【００５８】
これに代えて、切換のための命令が、制御手段内へと手動で入力される。
【００５９】
好ましくは、パッケージング機械が、切換時には停止されるようなカートン開放手段を備えている。
【００６０】
好ましくは、他のホッパからのカートンを開口手段によって開放し得るよう、カートン開放手段内における吸付手段の移動軌跡を再開前に変更するように構成されている。
【００６１】
好ましくは、カートン係合手段の吸付手段の吸付位置および軌跡を、他のホッパからのカートンに対しての吸付を可能とするよう、切換時に変更するように構成されている。
【００６２】
好ましくは、物品の供給速度が、各ホッパ内のカートンのサイズやタイプに応じて変更可能とされている。
【００６３】
好ましくは、各可動部材の相対位置および移動状況を、個々のセンサを使用して検出し、制御手段へと伝達するよう構成されている。
【００６４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ例示としての本発明の実施形態について説明する。
【００６５】
図１ａおよび図１ｂは、本発明による機械において使用するのに好適なバスケットタイプのカートンを、それぞれ、ブランクの形態で示す図および開放状態で示す斜視図である。
図２ａは、本発明による機械において使用するのに適切な完全閉塞型カートンをブランクの形態で示す図である。
図２ｂは、図２ａに示すタイプのカートンを直立状態かつパッケージング状態で示す斜視図である。
図３ａは、本発明による機械において使用するのに適切な巻付式カートンをブランクの形態で示す斜視図である。
図３ｂは、図３ａに示すタイプのカートンを直立状態かつパッケージング状態で示す斜視図である。
図４は、パッケージング機械の供給系を示す斜視図であって、特に、ホッパユニットと供給機構と紙供給チェーンとが図示されている。
図５は、図４に示すパッケージング機械を反対側から見た斜視図である。
図６は、第１位置とされたホッパユニットを示す斜視図である。
図７は、第２位置とされたホッパユニットを示す斜視図である。
図８は、図４における供給機を示す斜視図である。
図９は、図４における供給機を示す分解斜視図である。
図１０は、図４における真空式供給機と後方支援供給機と紙供給チェーンとを示す斜視図である。
図１１〜図１３は、図１０に示す装置系を示す斜視図である。
図１４および図１５は、図１０〜図１３における後方供給を駆動するために設けられたＸ、Ｙサーボモータに関しての位置・速度・加速度・減速度の時間変化を示すグラフである。
図１５は、物品供給手段を示す平面図である。
図１６は、図４に示すパッケージング機械の下流端部を示す図である。
図１７は、本発明による制御手段を示すブロック図である。
図１８は、本発明による制御システムのフローチャートである。
【００６６】
本発明による機構は、例えば巻付式カートンや完全閉塞型カートンやバスケットタイプカートンといったような様々なタイプのカートンを組み立てることができる。あるタイプのカートンについての特定の仕様は、そのタイプのカートンにおいてサイズの異なるものも包含している。例えば、本発明による機構は、８個や１２個の物品のための完全閉塞型カートンを処理することができる。
【００６７】
図面の中でも特に図１ａおよび図１ｂには、カートン１０が、バスケットタイプのキャリアとして示されており、このカートン１０は、図１ｂにおいては、物品上にいつでも降下できるような設定状態へと組み立てられた状態でもって示されている。カートン１０は、対向側壁パネル１２，１４と対向端部壁パネル１６，１８とを備えており、これらパネルは、それぞれ連接するパネルに対して互いに関節結合されている。カートンは、さらに、端部壁パネル１６，１８を相互連結するハンドル構造と、側壁パネル１２，１４を相互連結する横方向隔壁パネル２２と、を備えている。ベースパネル２４，２６が、側壁パネル１２，１４のそれぞれに対して関節結合されている。
【００６８】
図２ａおよび図２ｂには、（完全閉塞型の）カートン３０が示されている。図２ａにおいては、カートン３０は、平坦な形態で示されている。カートンブランクは、対向側壁パネル３２，３４と対向端部壁パネル３６，３８とを備えており、これらパネルは、それぞれ連接するパネルに対して互いに関節結合されている。カートンは、さらに、上面パネル４０，４２とベースパネル４４，４６とを備えており、これらパネルは、それぞれ連接する側壁３２，３４に対して関節結合されている。物品は、上方からカートン内に挿入される。場合によっては、物品を下方から挿入することもできる。物品挿入後に、上面パネルとベースパネルとが互いに固定され、完全に閉塞したカートンが完成する。
【００６９】
図３ａおよび図３ｂには、巻付式のカートン３１が示されている。図３ａにおいては、カートン３１は、ブランクの形態で示されている。カートンブランク３１は、第１ベースパネル３３と、側壁３５と、上面パネル３７と、第２側壁３９と、ベースパネル４１と、を備えており、これらパネルは、それぞれ連接するパネルに対して互いに関節結合されている。上面パネル３７は、３対をなす開口４３，４５を備えている。これら開口４３，４５は、上面パネル３７の側部エッジどうしの間において離間して形成されており、図３ｂに示すように物品Ａの上部を受領し得るよう構成されている。
【００７０】
カートンは、パッケージングされるべき物品の形状や数量に応じて変更されるべきものである。したがって、本発明によるパッケージング機械は、様々なタイプのカートンを取り扱い得るよう、多数の観点から調節可能なものである。サイズ変更の対象となりやすい主要要素は、図１ａ、２ａ、３ｂに示すように、組立カートンの全体高さ「Ｈ」と、ベースパネルを閉じたときのカートンの全体長さ「Ｌ」と、である。ここで、全体高さ「Ｈ」は、側壁パネルの上エッジとベースパネルとの間の距離に等しい。
【００７１】
図４〜図７には、例えば上記において概説したタイプのカートンを処理するためのパッケージング機械５０を示している。パッケージング機械の上流側の端部には、二重ホッパ５２が設けられている。このホッパ５２には、バスケットタイプのカートン１０と完全閉塞タイプのカートン３０とが、それぞれ平坦化された形態で、処理待ち状態として保持されている。
【００７２】
ホッパユニット５２（図６および図７）は、互いに隣接して配置された２つの（あるいはそれ以上の）個別のホッパ５８，６０を備えている。各ホッパ５８，６０は、図６および図７に示すように、フレーム６２上に取り付けられている。フレーム６２は、軸線Ｘ−Ｘ回りに回動可能とされたメインシャフト６４上に取り付けられている。各ホッパ５８，６０は、重力によって供給を行うタイプのものである。つまり、複数のカートンブランクが、正方向供給を行い得るよう傾斜状態で、それぞれのホッパに保持される。ホッパユニットが、様々なタイプのカートンを受領し得るよう構成された任意数のホッパであって、後述の回転供給機を囲む態様で配置された任意数のホッパを備え得ることは、理解されるであろう。
【００７３】
この実施形態においては、気圧式シリンダ（図示せず）を使用して、フレームを２つの位置の間で回転駆動する。ここで、２つの位置の１つとは、図６に示すような、第１ホッパ５８内に保持されている完全閉塞型カートンをパッケージング機械内への供給待機状態とするよう、第１ホッパ５８が動作状態とされた第１位置である。図７には、２つの位置の他方をなす、フレーム６２の第２位置が示されている。この第２位置においては、バスケットタイプのカートンを収容している第２ホッパ６０が動作状態とされている。
【００７４】
ホッパ５８，６０の位置は、詳細に後述するような制御手段によって制御される。
【００７５】
図６および図７に示すように、第１ホッパ５８が動作位置とされたときには、完全閉塞型カートンは、好ましくは回転式真空利用型供給機６６の形態とされた取出デバイスによって、順次的に取り出される。真空利用型供給機６６は、例えば３個１組のものとされた、吸付カップ６７，６９からなる組を備えている。各カップは、駆動ロッド７２を介して駆動シャフト７０に対して連結されている。駆動シャフト７０は、側部フレーム８４に対して取り付けられた適切な従来型ベアリング７１，７３によって、端部が支持されている。例えばサーボモータ７５といったような適切な駆動機構が設けられていて、駆動シャフトを回転駆動し得るようになっている。駆動ロッド７２は、カムロッドおよびフォロワを介して、カムトラックに対して連結されている。これにより、駆動シャフトを回転駆動したときに、吸付カップに対しての一様な経路が形成されるようになっている。カムトラックの経路により、吸付カップをホッパに向けて延出させることができ、平坦状態とされたカートンを取り出すことができる。さらにその後、吸付カップおよびカートンを、パッケージング機械の供給端へと回転させることができる。
【００７６】
カートンブランクを傾斜状態から直立状態へと移行させるために、図６および図７に示すように、回転式供給機の回転軸を、鉛直面から位置ズレさせる必要がある。
【００７７】
１組をなす吸付カップ６７，６９がカートン３０の側壁３２に当接した時点で１組をなす吸付カップ６７，６９に対して真空を適用することにより、ホッパ５８，６０からカートンを取り出すことができる。カートンを所定位置にまで回転させる間は、真空を維持するようにする。所定位置に到達すると、真空遮断器が真空伝達を遮断することによって、供給機６６からカートン３０が解放される。
【００７８】
異なるタイプのカートンでもってパッケージングすることが要望された場合には、例えば第２ホッパに保持されているバスケットタイプのカートン１０でもってパッケージングすることが要望された場合には、パッケージング機械に対して、いくつかの調整を行う。まず、上述のように、第２ホッパ６０を動作位置に移動させる。回転式供給機６６に対しての第２ホッパの相対的な位置が第１ホッパ５８の場合とは異なることにより、吸付カップ６７，６９の「吸付」ポイントを移動させる必要があり、真空力伝達の「オン」位置と「オフ」位置とを変更する必要がある。これら変更は、カムトラックを移動させることにより、および／または、真空伝達制御用カムを第２位置へと移動させる必要がある。制御システムによって制御される図８に示すサーボモータ１６７が、２つの位置の間にわたって、これらサブアセンブリを移動させる。
【００７９】
真空伝達のための第３位置を有していることが好ましい。この第３位置は、吸付カップの回転に関して真空伝達が停止されるような「初期設定」位置である。「初期設定」位置は、カートンを交換する際に採用することができ、また、パッケージング機械にエラーが発生した際に採用することができる。
【００８０】
図８は、最下段の平坦カートンをホッパユニットから引き出し得るように構成された取出デバイスを示している。上述のように、好ましい取出デバイスは、カップホルダ７４，７６のそれぞれに支持された吸付カップ６７，６９を有した真空式供給機６６の形態とされる。カップホルダ７４，７６は、好ましくは、長尺支持ロッド７８のそれぞれに対して固定的に取り付けられる。長尺支持ロッド７８は、カラー構造８０のそれぞれにスライド可能に取り付けられている。カラー構造８０自体は、回転可能なメインシャフト７０に対して堅固に取り付けられている。カップホルダ７４，７６は、後述のカムトラックを収容しているサイドフレーム８４内へと延出されているカムロッド７９上に取り付けられている。図８に示すように、３組のカートン取出デバイスが、回転可能なメインシャフト７０に関連して設けられている。これら３組の取出デバイスのすべてが同一構成であって同一態様で動作することにより、これら３組のうちの１組のデバイスについてのみ詳述する。
【００８１】
図９は、回転式真空利用型供給機を示す分解斜視図である。サイドフレーム８４の内面上には、固定カムプレート８２が取り付けられている。サイドフレーム８４には、開口８６が形成されており、この開口８６を挿通して駆動シャフト７０が延在する。固定カムプレート８２には、カムトラック８８が形成されている。カムトラック８８内には、カムフォロワ（図示せず）が配置されている。カムトラック８８の目的は、メインシャフト７０から離れたところにカムロッド７９が延在することを容易とすることであり、カートンとの接触を容易とすることである。これにより、ホッパ５８から１つのカートンを取り出し、後述の紙供給チェーン１００に向けてカートンを一様経路に沿って回転させることができる。ホッパからカートンを回転させるときには、後方支援供給機を使用して、対向側壁パネルどうしを離間させ、カートンの直立を補助する。
【００８２】
供給機構６６には、複数の真空遮断器が設けられる。真空遮断器は、真空伝達器と関連して使用され、これにより、真空伝達ポイントと真空遮断ポイントとを設定することができる。
【００８３】
ホッパから紙供給チェーンへのカートンの供給プロセスについて説明すれば、メインシャフトは、取出デバイス６６を、図１０および図１１において矢印「Ｚ」で示す方向に回転させる。取出デバイスが回転させることにより、吸付カップ６７，６９は、カートン３０の側壁３２に当接する位置へと移動する。そして、カップがカートン３０の側壁３２に当接した時点において、１組をなす吸付カップに対して、真空が適用される。これにより、カートンが取り出され、その後、紙供給チェーン１００へと搬送される。この搬送時には、吸付カップがカートン壁を保持し得るよう、真空が維持される。カートンが紙供給チェーン上に配置されたときには、真空遮断器が吸付カップへの真空伝達を遮断し、これにより、カートンが解放される。このようにして、装置系の動作速度が改善され、効率や耐久性も改善される。
【００８４】
図１２からわかるように、カートンは、平坦な状態から移動を始め、紙供給チェーン１００のところにおいては、組立状態とされている。当然のことながら、最終組立操作は、部分的には、後方支援供給機（あるいは、カートン開放手段）９０との係合の結果である。
【００８５】
後方支援供給機９０の構成について説明するならば、図１０〜図１３に示すように、後方支援供給機９０は、カートンの１つ以上の壁に対して係合するための適切な係合手段を備えている。この実施形態においては、係合手段は、スライド部材９６上に設置されたカップホルダ９４上に支持されている吸付カップ９２を有している。係合手段を「Ｘ」方向および「Ｙ」方向に移動させるための適切な手段が設けられている。例えば、スライド部材９６は、横方向キャリッジ９８上に取り付けられており、Ｘ方向に移動することができる。横方向キャリッジ９８は、好ましくは、支持フレーム（図示せず）に対して固定されたガイドレール９９に対して連結されている。ここで、横方向キャリッジは、吸付カップおよびスライド部材をＹ方向に移動させ得るよう構成されている。よって、吸付カップ９２は、回転式真空利用型供給機６６に対しての離接方向に移動することができ、カートンの旋回軌道Ｚに対して垂直な方向に移動することができる。必要であれば、スライド部材やガイドレールの端部に、移動範囲制限部材（リミットストップ）を設けることができる。
【００８６】
アセンブリをＸ−Ｙ方向に移動可能とするために他の要素や構成を使用しても良いことは、理解されるであろう。
【００８７】
スライド部材９６は、適切な駆動手段によって駆動される。例えば、適切な制御システムによって制御された第１リニアサーボモータ（図示せず）によって駆動される。横方向キャリッジ９８は、第２駆動手段によって駆動される。例えば、先の制御システムによって制御された第２リニアサーボモータ（図示せず）によって駆動される。したがって、後方支援供給機の吸付カップ９２の位置を、任意の所望位置へと移動させることができる。いくつかの実施形態においては、制御システムは、適切なＸ−Ｙ座標へとプリセットするようにまた吸付カップの経路を規定するように、プログラムされる。制御システムのさらなる詳細については、後述する。
【００８８】
使用時には、後方支援供給機９０は、カートンの１つ以上の壁３４を、回転式供給機６６によって保持されている対向壁３２から引き離す。この実施形態においては、使用されている対向壁は、側壁３２，３４である。回転式供給機６６がカートンを搬送する際には、後方支援供給機９０の吸付カップ９２は、図１０に示すように、前方側へと移動することによって、平坦カートン１８の側壁３４に対して当接する。好ましくは、当接ポイントは、引き離されるべき壁の中央部分とされる。吸付カップ９２に対して真空力を適用することによって、側壁３４が保持される。回転式供給機６６がカートンを前方側に回転させ続けるたときには、後方支援供給機の吸付カップ９２は、回転式供給機６６から離間する向きに移動することによって、図１１に示すように、両側壁３２，３４を互いに引き離す。
【００８９】
この実施形態においては、回転式供給機の前方側吸付カップ６７，６９が前方側端部パネル４６を解放する。これにより、カートンが、側壁および端部壁が実質的に台形状をなすような部分直立状態へと組み立てられる。その後、後方支援供給機に対する真空伝達を遮断する。これにより、カートンは、図１３に示すように、後方支援供給機から解放される。
【００９０】
１つ以上の壁を保持するために吸付カップを使用することが好ましいけれども、実施形態によっては、他の構成部材を使用することができる、例えば、機械的連結手段を使用することができる。
【００９１】
上述のように、後方支援供給機の吸付カップ９２の好ましい「吸付」位置は、カートンの側壁パネルのほぼ中央部分である。この位置は、カートンのタイプに応じて変わる。特に、各カートンタイプにおける側壁および端部壁の寸法変化に応じてまた様々なカートンサイズにおける側壁および端部壁の寸法変化に応じて、変わる。同様に、２つの壁を引き離す吸付カップの経路も、直立させるべき特定のカートンタイプに応じて変わることとなる。吸付カップを、国際特許出願第９２／１５４５０号に開示されているのと同様の振動経路に追従させることもできる。これに代えて、いくつかのカートンに対しては、回転経路を使用することができる。後方支援供給機の利点は、システムによってもたらされる融通性である。特に、後方支援供給機は、任意の位置へと吸付カップ９２を移動させることができ、スライド部材９６および横方向キャリッジ９８の移動制限範囲内において、任意の経路を使用することができる。経路の例、および、「Ｘ」方向および「Ｙ」方向駆動手段の速度成分および加速度成分が、図１４および図１５に示されている。
【００９２】
制御システムを予めプログラムしておくことにより、吸付カップ９２の位置および経路を設定することができる。これにより、カートンタイプやスタイルの切換時における停止時間が短縮される。本発明によれば、装置系の動作速度が増大され、また、効率や耐久性も増大する。
【００９３】
カートン３０は、軌道経路上を移動し、紙供給チェーン１００のところへと到達する。特に、カートン３０の前端１０２が、紙供給チェーン１００の前方ラグ１０４に対して当接する。前方ラグ１０４は、前端１０２を、回転式供給機６６の吸付カップ６７，６９から離間するように案内する。これにより、前端パネル４６および側壁パネル３４が、実質的に垂直な位置関係で配置される。同時に、後方ラグ１０６が移動して、後端パネルに対して当接する。これにより、組立の完成が補助される。その後、回転式供給機６６の吸付カップ６７，６９が、カートン３０を解放し、「Ｚ」方向へとさらに移動する。紙供給チェーン１００は、カートン３０を下流側へと移動させ、カートンを導入ステーションへと配置する。
【００９４】
次に、図４〜図１０を参照して、紙供給チェーン１００の構成について説明する。紙供給チェーン１００は、上側サイドラグチェーン１０８と下側サイドラグチェーン１１０とを備えている。両サイドラグチェーンは、互いに同様の構成とされており、複数の前方ラグ１０４と複数の後方ラグ１０６とを有した無端チェーンとされている。上側チェーン１０８が、前方ラグ１０４を有しており、下側チェーン１１０が、後方ラグ１０６を有している。各チェーンは、駆動手段によって、前方側へと駆動される。例えば、制御システムによって制御された１つ以上のサーボモータによって、前方側へと駆動される。
【００９５】
あるタイプのカートンから他のタイプのカートンに向けて機械設定を変更するためには、前方ラグと後方ラグとの間の間隔Ｄを変更する必要がある。したがって、切換時には、下側チェーンを制御しているサーボモータが、前方ラグ１０４に対しての後方ラグ１０６の相対位置を、両ラグ間の間隔を増減させるように、移動させる。例えば、バスケットタイプのカートンの側壁は、完全閉塞型カートンの側壁よりも、短いものである。そのため、完全閉塞型カートンからバスケットタイプカートンへのカートンタイプ切換を行う場合には、間隔Ｄを狭める。また、逆の切換に際しては、間隔Ｄを増大させる。この実施形態においては、前方ラグと後方ラグとの間の間隔は、１０ｃｍだけ増減される。
【００９６】
後方ラグ１０６の相対移動は、後方ラグ１０６が上記カートンの後端パネルに対して当接する位置を変更することとなる。後方ラグ１０６は、回転しつつ、後端パネルに対して当接する必要がある。後方ラグ１０６が前方移動したときには、当接ポイントも、また前方移動する。当接ポイントを適正位置に維持するためには、紙供給チェーン１００を対応距離（例えば１０ｃｍ）だけ後方移動させる必要がある。間隔Ｄを増大させるように後方ラグ１０６が前方ラグから離間する向きに移動したときには、紙供給チェーンを対応距離だけ前方移動させる必要があることは、当業者であれば理解されるであろう。気圧シリンダ（図示せず）を使用することによって、紙供給チェーン１００の移動が行われる。
【００９７】
直立されたカートンは、カートン１００によって前方駆動され、水平プレート（図示せず）によって所定位置に保持されてカートン降下モジュール１１１上に配置される。カートンのベースパネル４６は、カートンの両サイドに配置されたガイド１１４によって外向きに折られる。
【００９８】
カートンが組み立てられると、カートンは、導入ステーション１２０へと搬送される。ここで、カートンは、紙供給チェーン１００との係合が解除されて、カートンが下流側に搬送されるにつれて、次第に、図３および図４に示すようなカートン降下モジュール１１に対しての係合へと移行する。
【００９９】
カートン降下モジュールは、コンベヤを備えている。例えば、テーブル１１３上に取り付けられた一対のサイドラグチェーン１１２を備えている。サイドラグチェーン１１２は、搬入ポイント１１４に向けて下方傾斜している。各サイドラグチェーン１１２は、互いに同様の構成とされており、例えばサーボモータといったようなモータによって駆動される無端チェーン１１５とされている。サイドラグチェーンには、紙供給チェーンから供給されたカートンに対して所定期間ごとに係合するための適切なカートン係合手段が接続されている。この実施形態においては、カートン係合手段は、無端チェーン上に取り付けられた複数のガイドピンラグ１１６を備えている。ガイドピンラグ１１６は、カートンの対向ベースパネル２４，２６と係合し、カートンが下流方向に移動する際に、ベースパネル２４，２６と側壁パネル１２，１４と端部パネル１６，１８とを組立状態に維持するように、機能する。
【０１００】
各ラグ１１６は、好ましくは実質的に楔形状であり、概念的鉛直面に対して鋭角でもって配置された支持面１１７を備えている。複数のピン、すなわち、４本のピン１１８が、支持面１１７に沿って所定間隔で取り付けられている。各ピン１１８は、使用時にこれらピンがベースパネルの対応開口内に受領され得るようにして、支持面１１７上に配置されている。この実施形態においては、４本のピンのうちの前方側の３本のピンだけが、バスケットタイプのカートンに対しては、必要とされる。当然のことながら、完全閉塞タイプのカートンといったようなより大きなカートンに対しては、すべてのピンが使用される。逆に、より小さなカートンに対しては、２本のピンが係合するだけで良い。
【０１０１】
無端チェーンは、例えばサーボモータといったようなモータによって駆動される。各ラグ６４がカムトラック（図示せず）がなす経路に沿って移動する際には、カートン１０は、ラグ１１６によって水平姿勢に維持されつつ、導入ステーション１２０に向けて無端チェーン１１３によって降下される。
【０１０２】
降下モジュールを使用して、例えば２列や３列といったような様々な並び具合とされた物品をカートン内に導入することも考えられる。したがって、組をなすチェーンの一方または双方、および、テーブルは、気圧式シリンダ（図示せず）によって、互いに接近または離間するよう相対移動可能とされている。また、カートン降下モジュールは、テーブルに支持されかつ液圧駆動される支柱によって昇降させることができる。気圧式シリンダおよび／または液圧駆動支柱は、適切な制御手段によって制御することができる。
【０１０３】
瓶１２２といったような物品は、端部供給コンベヤ１２４によってパッケージング機械内に供給される。瓶のライン圧力は、周知の供給用星形ホイール１２６（図１６）によって制御される。物品は、一連の物品把持器１２８によって、１つのカートン３０あたりに対して適切な数のグループへと区分される。物品把持器１２８は、カートンの流通速度と同じ速度で瓶がカートン内に導入されるよう、物品の流通速度を制御する。
【０１０４】
次に、物品コンベヤの両サイドに配置された物品把持アセンブリ１２８の構成について説明する。個別の無端チェーン上には、複数の対をなして設けられた、４つのブロックすなわちスペーサ部材１３１が取り付けられている。各ブロックは、互いに隣接して配置されかつ瓶や缶の一部を受領し得るよう構成された４つの半円形凹所１３３を有している。無端チェーンは、テーブル上に取り付けられている。把持アセンブリの一方または双方は、２列をなす物品が要求されているかあるいは３列をなす物品が要求されているかに応じて、物品コンベヤに向けて離接可能とされている。この実施形態においては、２列の物品が要求されたときに、一方の把持アセンブリが第２把持アセンブリに向けて移動するものとされている。このように、各把持アセンブリは、図１６に示すように、外側列を形成している物品の一部を把持し得るよう構成されている。供給用星形ホイールどうしの間の間隔は、２列でもって物品を流通させることが要望されたときには狭められることとなり、また、３列でもって物品を流通させることが要望されたときにはそれに応じて移動することとなる。２列×３行という並び具合とされた６個の物品に適するものとされたカートンの場合には、各把持部の先頭受領部は、空虚のままとされる。
【０１０５】
３列の物品に適したカートンの場合には、物品の中央列は、図１５に示された並び具合でもって前方移動する。このようにして、適切な物品数が選択される。
【０１０６】
物品は、把持アセンブリとの当接を次第に解除され、物品コンベヤによって導入ステーションへと搬送される。
【０１０７】
図４に示す導入ステーション１２０においては、グループをなす物品がカートン内に導入され、カートンと物品グループとが共に前方移動する。カートンは、上述のカートン降下モジュール上の無端チェーンの下方傾斜に基づいて、物品上に降下される。図３に示すように、導入ステーションにおけるカートンの横方向移動は、各チェーンの上方に配置されかつ各ベースパネルの自由端を受領し得るよう構成された一対のガイドによって制御される。カートンの鉛直方向移動は、無端チェーンの上方に配置されかつハンドル構造に対してあるいは場合によっては上面パネルに対して下向き圧力を印加し得るよう構成された圧力ベルトによって制御される。実施形態によっては、圧力ベルトに代えて、固定されたガイドを使用できること、あるいは適切であれば、通常使用されているような鉛直方向に配置された無端チェーンとラグとの組合せを使用できることは、理解されるであろう。
【０１０８】
カートン内に物品が導入されると、これらは、物品コンベヤおよび／または圧力ベルトによって、サイドラグ２１０付きのさらなる無端チェーンに向けて搬送される。このさらなる無端チェーンを使用することによって、カートンは、パッケージング機械の搬出端へと搬送される。このステージにおいて、両ベースパネルが、例えば固定ガイド（図示せず）といったような適切な折畳み手段を使用することによって、カートンの下面へと折り畳まれる。折り畳まれた両ベースパネルは、従来より公知のロック機構によって、相互連結される。キャリアの不用意な（意図しない、望ましくない）上方移動を阻止するために、第２圧力ベルト２１２が設けられている。
【０１０９】
図３ａおよび図３ｂに示すような巻付タイプのカートンの場合には、パッケージング機械は、まず最初に、このタイプのカートンを受領し得るように調整される。つまり、第１および第２圧力ベルト２０６，２１２が、図１７に示すユニット上に取り付けられる。これら圧力ベルトは、コンピュータ制御されたサーボモータによって鉛直面内において調節することができる。
【０１１０】
図３ａおよび図３ｂに示す巻付タイプのカートンを受領し得るようにパッケージング機械を修正するために、所定の列数でもって物品を供給し得るよう、物品区分機構が、上述のようにして調整される。図１７に示すホッパ２００は、複数のカートンブランク３１を処理待受状態でもって保持する。そして、ブランクは、回転式真空利用型供給機２０２によって順次的に取り出される。この実施形態においては、真空式供給機２０２は、水平に取り付けられており、構成自体は上述の供給機と同様である。従来技術において公知の適切な供給機を使用することも想定できる。この実施形態においては、回転式供給機には、物品グループ上へとカートンを直接的に配置し得るようなカムトラックが設けられている。適切な制御手段を使用することによって、カートンの動きと物品の動きとを調和させ得るよう、これらカートンと物品との搬送を制御することができる。他の実施形態においては、ホッパ２００から取り出されたブランクは、ベースパネルと側壁パネルとが支持されるようにして、紙供給チェーンに対して１個ずつ供給される。
【０１１１】
物品は、上述と同じようにして、物品コンベヤによって導入ステーション２０４へと導入される。
【０１１２】
導入ステーション２０４においては、カートンを降下させることにより、物品の上部が、開口４３，４５内へと挿入される。この実施形態においては、このプロセスは、中央領域に配置された第１圧力ベルト２０６によって得られる。第１圧力ベルト２０６は、上面パネルを降下させ、物品のネック部が開口を挿通することを可能とする。この実施形態においては、第１圧力ベルトは、カートンタイプに応じて昇降可能とされた液圧式プラットホーム２０８上に取り付けられている。適切な制御手段を使用することによって、プラットホームの高さ位置が制御される。
【０１１３】
サイドラグチェーン２１０によってカートンが下流方向に移動する際に、側壁パネル３５が、固定ガイド（図示せず）によって、上面パネル３９に対して実質的に垂直な位置関係へと折り畳まれる。このようにして部分的に直立したカートンが第２組目の無端チェーンへと搬送される。この無端チェーンは、カートンを、パッケージング機械の搬出端へと搬送する。この実施形態においては、上面パネルまたはハンドル構造の移動を最小化するために設けられた第２圧力ベルト２１２を、必要に応じて、カートンに対して上下動させることができる。同様に、無端チェーン２１０からなる組は、サーボモータ（図示せず）によって制御され駆動される水平調節により、離間または接近される。ベースは、公知手段２１４によって構成されており、必要であれば、物品保持パネルが、公知手段２１６によって形成される。カートンが固定されることによって、パッケージング操作が完了する。
【０１１４】
図１８は、パッケージング機械５０の電気的および電子的制御を示すブロック回路図である。
【０１１５】
図１８は、中央処理ユニット１３２を有した制御手段１３０と、特定の命令のプログラムを可能とするための手動入力手段１３４と、パッケージング機械の操作者に対して有効な情報を知らせるためのディスプレイ１３６と、を示している。中央処理ユニット１３２とディスプレイ１３６とにより、例えばパッケージング機械の動作速度や所定安全要求に対しての追従といったような操作状況を、通常通り表示することができる。加えて、中央処理ユニット１３２とディスプレイ１３６とにより、例えば使用されている供給機５８，６０とかガイドラグ１０４，１０６の位置とか支持手段１１２の位置とか供給機６６や後方支援供給機９０の位置とかいったようなパッケージング機械の特定の現在状況を、知らせることもできる。すべての情報は、全体的に符号１３８で示すような制御によってもたらされる。
【０１１６】
上述のように、制御手段１３０は、可動部材の位置を制御し、また、可変速度部材の移動速度を制御する。例えば、中央処理ユニット１３２は、パッケージング機械５０（の供給端）内へと物品１２２を供給するための供給手段（駆動ベルト、星形ホイール、および、ブロック）の駆動用のモータ１４０を制御する。
【０１１７】
中央処理ユニット１３２は、また、気圧式シリンダ１４２の駆動を通して供給機６６の位置を制御し、さらに、Ｘ方向およびＹ方向のサーボモータ１４４のプログラムされた正確な制御を通して後方支援供給機９０の位置を制御する。加えて、中央処理ユニット１３２は、また、ガイドラグ１０４，１０６を備えた各無端チェーンを制御するための一方または双方のサーボモータ１４６の制御を通して紙供給チェーン１００を制御し、さらに、支持構造１１２の位置を制御するための気圧式シリンダ１４８を制御する。
【０１１８】
気圧式シリンダおよび／または液圧駆動支柱９６，９８を制御することによって、カートン搬入モジュールの支持テーブルを、特定のカートンタイプやサイズに応じた所望位置に位置させるために、適切な制御手段を使用することができる。この制御手段は、また、カートンのタイプやサイズに応じて速度を制御して調整し得るようまたカートンの処理効率に同期させ得るよう、各無端チェーンを駆動するモータを制御することができる。
【０１１９】
加えて、制御手段は、上述のように巻付式カートンの供給装置系および導入装置系を適宜駆動状態や非駆動状態として、これら装置系を制御することができる。
【０１２０】
後述するように、これら装置系の位置および速度は、手動で入力することができる。あるいは、パッケージング機械の制御のための中央処理ユニット内に、予め準備された特定のプログラムを組み込むことができる。また、あるタイプやサイズのカートンから他のタイプやサイズのカートンへのパッケージング機械の切換は、後述のように、予め準備されたプログラムによって、あるいは、手動入力信号によって、行うことができる。
【０１２１】
図１９に示すように、切換プロセスは、手動入力による要求により（ボックス１５２）、あるいは、予めプログラムされた実行段階へとパッケージング機械が到達したことにより（ボックス１５４）、開始される（ボックス１５０）。
【０１２２】
システムの第１ステージは、供給機６６のホッパ５８，６０からのカートン取出を停止させることである（ボックス１５６）。同時に、後方支援供給機すなわちカートン開放手段９０も、また、停止させる（ボックス１５８）。紙供給チェーン１００は、カートンがなくなるまで動作を続ける。本発明においては、紙供給チェーン１００から搬出されるべき第１所定位置と第２所定位置との間に４つのカートンが配置されることを要求する。
【０１２３】
しかしながら、従来技術による実施形態とは異なり、この搬出は、手動で行われることがない。そうではなく、この搬出に際しては、紙供給チェーン１００が、通常のようにしてカートン導入ステーション１２０にてカートンに充填が行われるようにしてこれらカートンが搬出され終わるまで、動作を継続する（ボックス１６０）。この時点において、カートン１００が停止する（ボックス１６２）。上述のセンサは、中央処理ユニット１３２に対して、パッケージングすべき物品数に関する情報を提供することができる。これにより、物品供給手段は、４つの上記カートンに対してのパッケージングのために必要な物品のすべてが前方送出され終わった時点で停止することができる（ボックス１６４）。
【０１２４】
この時点において、紙供給チェーン上のガイドラグ１０４，１０６は、上述のようにして、互いに対しての相対位置が再配置される（ボックス１６６）。また、支持手段が、上述のようにして、第１所定位置に対して再配置される。
【０１２５】
その後、供給機６６が、上述のようにして、他方のホッパ５８，６０に対しての動作可能位置へと再配置される（ボックス１７０）。
【０１２６】
また、後方支援供給機すなわちカートン開放装置９０の動作軌跡を規定するプログラムは、現在使用されているホッパからのカートンを開放させ得るよう、カートン開放装置９０を、カートン供給機６６と協働し得るように制御する（ボックス１７２）。
【０１２７】
最後に、物品供給手段が、上述のように、適切なタイミングでもって適切な数の物品がパッケージングステーション１２０へと供給されるよう、制御される。
【０１２８】
これら各ステップが完了すると、パッケージング機械５０が再スタートされ、通常通りのパッケージングのために現在使用されているホッパから、カートンが取り出される（ボックス１７６）。カートン取出プロセスおよび物品供給プロセスは、パッケージングされないまま物品だけがパッケージングステーションへと搬送されることがないようかつ対応する物品なしでカートンだけがパッケージングステーションへと搬送されることがないよう、制御される。
【０１２９】
本発明の範囲を逸脱することなく変形を行うことができる。特に、請求範囲によって規定された本発明の範囲を逸脱することなく、可動物品のための他のセンサを使用したり他の位置決め手段を使用することができる。
【０１３０】
加えて、ここで開示された好ましい実施形態は、カートン内に瓶をパッケージングすることであるけれども、本発明が、瓶のためのカートンに制限されるものではないことは、理解されるであろう。本発明は、缶や厚紙製「ブリックパック」や他の容器をカートン内にパッケージングするための機械として、使用することができる。さらに、本発明は、機構の調整に過度の時間を費やすことなく、例えば４本や６本や８本や１２本の瓶といったような様々な並びとされる物品グループに対応した広範なサイズや形状のカートンを取り扱うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１ａおよび図１ｂは、本発明による機械において使用するのに好適なバスケットタイプのカートンを、それぞれ、ブランクの形態で示す図および開放状態で示す斜視図である。
【図２】  図２ａは、本発明による機械において使用するのに適切な完全閉塞型カートンをブランクの形態で示す図であり、図２ｂは、図２ａに示すタイプのカートンを直立状態かつパッケージング状態で示す斜視図である。
【図３】  図３ａは、本発明による機械において使用するのに適切な巻付式カートンをブランクの形態で示す斜視図であり、図３ｂは、図３ａに示すタイプのカートンを直立状態かつパッケージング状態で示す斜視図である。
【図４】  パッケージング機械の供給系を示す斜視図であって、特に、ホッパユニットと供給機構と紙供給チェーンとが図示されている。
【図５】  図４に示すパッケージング機械を反対側から見た斜視図である。
【図６】  第１位置とされたホッパユニットを示す斜視図である。
【図７】  第２位置とされたホッパユニットを示す斜視図である。
【図８】  図４における供給機を示す斜視図である。
【図９】  図４における供給機を示す分解斜視図である。
【図１０】  図４における真空式供給機と後方支援供給機と紙供給チェーンとを示す斜視図である。
【図１１】  図１０に示す装置系を示す斜視図である。
【図１２】  図１０に示す装置系を示す斜視図である。
【図１３】  図１０に示す装置系を示す斜視図である。
【図１４】  図１０〜図１３における後方供給を駆動するために設けられたＸ、Ｙサーボモータに関しての位置・速度・加速度・減速度の時間変化を示すグラフである。
【図１５】  物品供給手段を示す平面図である。
【図１６】  図４に示すパッケージング機械の下流端部を示す図である。
【図１７】  本発明による制御手段を示すブロック図である。
【図１８】  本発明による制御システムのフローチャートである。
【符号の説明】
１０  カートン
１２  側壁パネル
１４  側壁パネル
３０  カートン
３１  カートン
３２  側壁パネル
３４  側壁パネル
３５  側壁
３９  第２側壁３９
５０  パッケージング機械
５２  二重ホッパ
５８  第１ホッパ
６０  第２ホッパ
６２  フレーム
６４  メインシャフト（第２固定軸）
６６  回転式真空利用型供給機（カートン係合手段）
６７  吸付カップ
６９  吸付カップ
７０  駆動シャフト（固定軸）
７４  カップホルダ
７６  カップホルダ
９０  後方支援供給機（あるいは、カートン開放手段、パネル係合手段）
９２  吸付カップ
９４  カップホルダ
９６  スライド部材
１００  紙供給チェーン
１０４  前方ラグ（ガイドラグ）
１０６  後方ラグ（ガイドラグ）
１０８  上側サイドラグチェーン（第１無端チェーン）
１１０  下側サイドラグチェーン（第２無端チェーン）
１１２  支持手段
１２０  導入ステーション（第２所定位置）
１２２  瓶（物品）
１２６  星形ホイール
１２８  物品把持アセンブリ（把持ブロック）
１３０  制御手段
１３２  中央処理ユニット
１３４  手動入力手段
１３６  ディスプレイ
１６７  サーボモータ
２００  ホッパ
２０２  回転式真空利用型供給機（カートン係合手段）
２０４  導入ステーション（第２所定位置）
【図１ａ】
0004098471.tif 000002
【図１ｂ】
0004098471.tif 000003
【図２ａ】
0004098471.tif 000004
【図２ｂ】
0004098471.tif 000005
【図３ａ】
0004098471.tif 000006
【図３ｂ】
0004098471.tif 000007
【図４】
0004098471.tif 000008
【図５】
0004098471.tif 000009
【図６】
0004098471.tif 000010
【図７】
0004098471.tif 000011
【図８】
0004098471.tif 000012
【図９】
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【図１０】
0004098471.tif 000014
【図１１】
0004098471.tif 000015
【図１２】
0004098471.tif 000016
【図１３】
0004098471.tif 000017
【図１４】
0004098471.tif 000018
【図１５】
0004098471.tif 000019
【図１６】
0004098471.tif 000020
【図１７】
0004098471.tif 000021
【図１８】
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【図１９】
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