(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品を収容するバケットが複数設けられたバケットコンベヤと、バケットコンベヤの各バケット内に物品を供給する供給手段と、バケット内に収容された物品を押し出してカートン内に挿入する押圧手段と、物品が挿入されたカートンを封緘する封緘手段とを備えたカートニングマシンにおいて、
前記各バケット内に、物品の一部を支持する支持部を形成し、前記供給手段は複数の物品を上下に重ね、かつ位置をずらして保持するとともに、これら物品の第１段目は前記支持部に係合させず、第２段目の物品は支持部に係合させるようにしてバケット内に供給し、当該供給された複数の物品を前記押圧手段によりカートン内に挿入することを特徴とするカートニングマシン。
【請求項２】
前記供給手段がロボットであることを特徴とする請求項１に記載のカートニングマシン。
【請求項３】
前記ロボットは、第１物品保持手段とこの第１物品保持手段に対し物品の長さよりも狭い間隔で配置された第２物品保持手段と、これら両物品保持手段をそれぞれ昇降させる第１および第２昇降手段とを備えていることを特徴とする請求項２に記載のカートニングマシン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカートニングマシンに係り、特に、供給コンベヤによってランダムな状態で搬送されてきた物品をロボットによって保持し、バケットコンベヤの各バケット内に方向をそろえて収容した後カートンに挿入するカートニングマシンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
供給コンベヤ上をランダムな状態で連続的に搬送される多数の物品を、高精度なカメラによって位置と方向を確認し、このカメラからの信号によりロボットが保持し、複数のバケットが連続的に走行するバケットコンベヤに方向を揃えて収容した後、プッシャによって押し出すことにより、このバケットコンベヤと平行して走行するカートンコンベヤ上のカートン内に挿入するようにしたカートニングマシンが従来から知られている。
【０００３】
前記カートニングマシンにおいて、ロボットが物品を保持してバケットコンベヤのバケット内に引き渡す際に、従来はロボットの一回の動作により一個の物品をバケット内に収容するようにしていた。従って、バケットコンベヤの各バケット内に物品を二段に積み重ねて供給する場合には、ロボットが二回の動作を行うことにより物品を受け渡す必要があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のカートニングマシンでは、カートン内に二個の物品を重ねた状態で挿入するために、バケットコンベヤの各バケット内に物品を二段に重ねて供給する場合には、ロボットが二回の受け渡し動作をしなければならないため、バケットコンベヤへの供給時間が長くなり、高速化に対応することができないという問題があった。
【０００５】
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、ロボットの一回の動作により、バケットコンベヤの各バケット内に二段に積み重ねて物品を収容することを可能にして、高速化を達成できるカートニングマシンを提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るカートニングマシンは、物品を収容するバケットが複数設けられたバケットコンベヤと、バケットコンベヤの各バケット内に物品を供給する供給手段と、バケット内に収容された物品を押し出してカートン内に挿入する押圧手段と、物品が挿入されたカートンを封緘する封緘手段とを備えており、さらに、前記各バケット内に、物品の一部を支持する支持部を形成し、前記供給手段は複数の物品を上下に重ね、かつ位置をずらして保持するとともに、これら物品の第１段目は前記支持部に係合させず、第２段目の物品は支持部に係合させるようにしてバケット内に供給し、当該供給された複数の物品を前記押圧手段によりカートン内に挿入するようにしたものである。
【０００７】
また、他の発明に係るカートニングマシンは、前記供給手段としてロボットを用い、このロボットに、第１物品保持手段とこの第１物品保持手段に対し物品の長さよりも狭い間隔で配置された第２物品保持手段と、これら両物品保持手段をそれぞれ昇降させる第１および第２昇降手段とを設けたものである。
【０００８】
【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ニングマシンの上流部（供給コンベヤ２からバケットコンベヤ４への受け渡し部）の平面図、図２は図１の右側に続く下流部（バケットコンベヤ４からカートンコンベヤ６上のカートンへの挿入部）の平面図である。このカートニングマシンでは、供給コンベヤ２によってランダムな状態で連続的に搬送されてきた物品８は、ロボット１０によって保持され、バケットコンベヤ４の各バケット１２内に引き渡される。その後バケットコンベヤ４によって搬送されてきた物品８は、このバケットコンベヤ４と平行して走行するカートンコンベヤ６によって搬送されてきたカートン１４（後に説明する図４参照）内に、同じくバケットコンベヤ４と平行して走行するプッシャコンベヤ１６のプッシャーバー１８によって挿入される。その後、カートン１４は図示しない封緘機構によって封緘されて次の工程に送られる。
【０００９】
供給コンベヤ２は、上流側で搬入された多数の物品８を、位置および方向ともランダムな状態で連続的に搬送している。この供給コンベヤ２上には、高精度なカメラ２０が設置されており、ランダムな状態で搬送されてくる物品８の位置および方向を確認する。このカメラ２０からの位置および方向の情報によりロボット１０が物品８を保持する。
【００１０】
ロボット１０には、図３に示すようなロボットハンド２２が取り付けられており、複数（この例では６個）の物品８を保持してバケットコンベヤ４の３個のバケット１２内に同時に挿入する。このロボットハンド２２は３個所の物品保持部２４を備えており、各物品保持部２４にそれぞれ２個の物品保持手段２６，２８が設けられている。各物品保持部２４は、図３の手前側に位置する第１の物品保持手段２６と、奥側に位置する第２物品保持手段２８とが接近して配置されており、それぞれが一対の吸盤２６ａ、２８ａを備えている。これら第１および第２物品保持手段２６，２８は、それぞれシリンダ３０，３２に取り付けられて独立して昇降できるようになっている。
【００１１】
図４に示すように、バケットコンベヤ４には、前記物品８の幅よりもやや幅が広く、かつ物品８の長さよりも長いサイズのバケット１２が、等間隔で多数設けられている。これら各バケット１２内のロボット１０から離れた側（図４の下側）の端部には、物品８の幅よりもやや狭い間隔で一対の支持部３４が設けられている。これら支持部３４は、物品８の高さとほぼ一致する高さを有しており（図５参照）、また、両支持部３４は、このバケット１２内のロボット１０から遠い側に物品８を挿入すると、物品８が前記支持部３４に係合せずバケット１２の底面１２ａ上に乗るようなサイズを有している。
【００１２】
バケットコンベヤ４の進行方向左側（図２の上側）には、前記物品８を収容するカートン１４を供給して搬送するカートンコンベヤ６が平行して配置されている。カートン１４（図４参照）は、カートンマガジン３６から取り出されて起函された後バケットコンベヤ４側のフラップ１４ａが開放され、カートンコンベヤ６のフィンガー３８によって後方側を支持されて位置決めされた状態で、バケットコンベヤ６のバケット１２と同期して搬送される。
【００１３】
そして、バケットコンベヤ４の進行方向右側（図２の下側）には、バケットコンベヤ４上の物品８を前記カートンコンベヤ６方向に押し出してカートン１４内に挿入するプッシャーバー１８が、前記バケット１２と等間隔で設けられたプッシャーコンベヤ１６が平行して配設されている。これらバケットコンベヤ４のバケット１２と、カートンコンベヤ６上のカートン１４と、プッシャーコンベヤ１６のプッシャーバー１８が、同方向に等速で移動する。プッシャーバー１８は、前記バケット１２内に設けられた両側の支持部３４間を通過できる幅を有し（図４参照）、かつ、上下二段に積み重ねられた２個の物品８を同時に押圧できる高さを有している。
【００１４】
このプッシャーバー１８は、図２に示すように、バケットコンベヤ４のバケット１２と並んで走行する間に、バケットコンベヤ４上から退避した位置１８Ａから、次第に前進して（１８Ｂ，１８Ｃ）バケットコンベヤ４を横断し、バケットコンベヤ４上の物品８を押し出してカートン１４内に挿入する位置１８Ｄまで前進した後、再び後退する（１８Ｅ，１８Ｆ，１８Ｇ）ようになっている。
【００１５】
以上の構成に係るカートニングマシンの作動について説明する。供給コンベヤ２によって多数の物品８がランダムな状態で連続的に搬送されてくる。これらの物品８は、カメラ２０で位置と方向を確認され、このカメラ２０からの情報によりロボット１０が物品８を吸着して保持する。ロボット１０のハンド２２には、三組の物品保持部２４が設けられており、これら各物品保持部２４のそれぞれ前方側に位置している第１物品保持手段２６の吸盤２６ａを、第１昇降手段３０によって第２物品保持手段２８の吸盤２８ａよりも下方へ下降させる。そして、これら三個の第１物品保持手段２６が順次物品８（第１の物品８Ａ）を保持する。このとき第１物品８Ａは、第２物品保持手段２８の吸盤２８ａと重なり合わないようにその端部寄りを保持される。なお、通常は、三個の第１物品保持手段２６は、下流側に位置するものからから順に物品８を保持するが、その他の順で保持するようにしてもよい。
【００１６】
次に、各物品保持部２４の第２物品保持手段２８の吸盤２８ａを、それぞれ第２昇降手段３２によって下降（または、第１物品保持手段２６を第１昇降手段３０によって上昇）させて、前記第１物品保持手段２６によって保持されている物品８Ａよりも下方に位置させ、第２の物品８Ｂを保持する。この場合も下流側の物品保持手段２８から順に物品８を保持するが、その他の順序で保持するようにしてもよい。
【００１７】
各物品保持部２４の第１物品保持手段２６および第２物品保持手段２８がそれぞれ物品８（８Ａ，８Ｂ）を保持した後、ロボット１０は、ロボットハンド２２を移動させて前記物品８（８Ａ，８Ｂ）を同時にバケットコンベヤ４の各バケット１２内に挿入する。図３に示すようにロボットハンド２２の第１および第２物品保持手段２６，２８は、２つの物品８Ａ，８Ｂを上下に重ね合わせ、かつ、前後にずらして保持しており、この状態のままバケット１２内に挿入する。第２物品保持手段２８に保持されている下側の第２物品８Ｂは、バケット１２内に設けられている支持部３４に係合せず、バケット１２の底部１２ａ上に載置される。また、第１物品保持手段２６に保持されている上側の第１物品８Ａは、端部が前記両支持部３４上に乗り、他の部分は第２物品８Ｂ上に乗った状態でバケット１２内に収容される。
【００１８】
バケットコンベヤ４の各バケット１２内に、前記のように物品８（８Ａ，８Ｂ）が挿入されて、バケットコンベヤ４の走行に伴って搬送される。物品８が挿入されたバケット１２が、カートンコンベヤ６およびプッシャーコンベヤ１６の位置にくると、カートンマガジン３６から取り出されてバケットコンベヤ４側のフラップ１４ａが開放されたカートン１４およびプッシャーコンベヤ１６のプッシャーバー１８が前記バケット１２と並んで走行する。
【００１９】
プッシャーコンベヤ１６の走行に伴ってプッシャーバー１８が、バケットコンベヤ４上を横断してカートンコンベヤ６側へ前進し、バケット１２内の物品８をカートン１４内に押し込む。このとき、プッシャーバー１８は、先ず、バケット１２の支持部３４に係合している上側の第１物品８Ａを押圧し、その後、支持部３４に係合していない下側の第２物品８Ｂに当接し、以後は、上下の両物品８Ａ，８Ｂを整列させて同時に押圧し、最も前進した位置でこれら物品８をカートン１４内に挿入する。このように２個の物品８Ａ，８Ｂを上下に重ね、かつ前後にずらして保持し、上側の物品８Ａにだけ係合する支持部３４を備えたバケット１２内に挿入するので、ロボット１０の一回の挿入動作で、２個の物品８Ａ，８Ｂをバケット１２内に挿入することができる。従って、従来のように、ロボット１０の二回の動作により２個の物品８Ａ，８Ｂをバケット１２内に挿入する場合に比べて作動時間が短縮され、カートニングマシンの高速化を図ることができる。
【００２０】
なお、前記実施の形態では、ロボットハンド２２に第１および第２物品保持手段２６，２８を有する物品保持部２４を３組設けたが、３組に限るものではなく、１組、あるいはその他の組数であってもよい。但し、前記構成では３組設けてあるので、１組の場合よりもカートニングマシンをいっそう高能力化することができる。また、前記構成では、二個の物品８を同時にカートン１４内に挿入する場合について説明したが、一個ずつ挿入する場合にも、ロボットハンド２２の交換等を行うことなくそのまま使用することができることはいうまでもない。
【００２１】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、物品を収容するバケットが複数設けられたバケットコンベヤと、バケットコンベヤの各バケット内に物品を供給する供給手段と、バケット内に収容された物品を押し出してカートン内に挿入する押圧手段と、物品が挿入されたカートンを封緘する封緘手段とを備えたカートニングマシンにおいて、前記各バケット内に、物品の一部を支持する支持部を形成し、前記供給手段は複数の物品を上下に重ね、かつ位置をずらして保持するとともに、これら物品の第１段目は前記支持部に係合させず、第２段目の物品は支持部に係合させるようにしてバケット内に供給し、当該供給された複数の物品を前記押圧手段によりカートン内に挿入するようにしたことにより、供給手段による動作の回数を少なくして、カートニングマシンの高速化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るカートニングマシンの上流部を示す平面図である。
【図２】前記図１に続くカートニングマシンの下流部を示す平面図である。
【図３】前記カートニングマシンのロボットに取り付けられるロボットハンドの斜視図である。
【図４】バケットコンベヤ上の物品をカートンコンベヤ上のカートン内に挿入する工程を説明する平面図である。
【図５】バケットコンベヤ内に収容された物品を横方向から見た図である。
【符号の説明】
２    供給コンベヤ
４    バケットコンベヤ
８    物品
１０    ロボット
１２    バケット
１４    カートン
１８    押圧手段（プッシャーバー）
３４    支持部
【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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