JP6193022B2 - 被包装品供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、被包装品供給装置に関し、特に、ワークの整列不能時間に由来する取りこぼしを発生させない被包装品供給装置に関する。

従来、物品と箱とを並進させプッシャを用いて物品を箱詰めする箱詰装置が知られている。また、物品によっては、複数を一つの箱に押し入れる箱詰装置も知られている（特願２０１２−１２５６９７号）。この場合、移送ベルトから物品をそれぞれ整列台に移動させて一端整列させて、間欠移送されてくる箱にプッシャにより一度期に押し入れる。

このような箱詰装置では、プッシャが駆動している際には、物品を整列載置させることができないため、この間（整列不能時間）に物品がワークの作動範囲外まで移送されてしまうという問題点があった。これを回避するため、従来では、移送速度を遅くして洩れなく物品を整列載置させ、円滑な箱詰めを実現していた。

しかしながら、従来の技術では以下の問題点があった。例えば、１０個の物品を整列させる場合にあっては、洩れが発生するのは、最大、ワークの１０往復の後の一回であるため、頻度が少なく、これにあわせて物品の移送速度を遅くすると生産性が著しく悪くなるという問題点があった。すなわち、一般的にはワークの稼働速度と物品の供給速度（移送ベルトの搬送速度）とでは、ワークの稼働速度（往復速度）の方が遅く、これが律速となるところ、上記のような一端整列させるステップが含まれる箱詰め態様において、供給速度の方を一律に遅くすることは非効率であるという問題点があった。

特願２０１２−１２５６９７号

本発明は上記に鑑みてなされたものであって、被包装品を一旦整列させてから包装体へ収容する包装体収容ラインにおいて、移送されてくる被包装品の取りこぼしなく、作業効率を向上する被包装品供給装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の被包装品供給装置は、被包装品供給ベルト上に載置して移送されてくる被包装品を、静止した整列台上へ一旦ワークにより所定数整列させ、間欠移送されてくる箱ないし袋である包装体へ順次詰めるべくワークが被包装品群を更に押し出し押す、包装体収容ラインに配置する被包装品供給装置であって、被包装品を順次載置して下流に一列に移送する被包装品移送ベルトと、被包装品移送ベルト下流直近に配置し、被包装品移送ベルトから被包装品を引き受け、被包装品移送ベルトより低速にて被包装品を移送する被包装品供給ベルトと、ワークによる押し出しの際に生じるワークの整列台上への整列不能時間に由来する被包装品のワーク稼働域外への流出を緩衝すべく、被包装品移送ベルト上で移送中の被包装品を多列に配置し直す振分手段と、を設けたことを特徴とする。

すなわち、請求項１にかかる発明は、被包装品を多列化して搬送速度を減速しつつワークの稼働速度を実質的に維持し、生産性の維持ないし向上を実現する。

被包装品とは、包装体に収容する対象物を意味し、例えば、錠剤などのＰＴＰシートを複数枚束ねた中間包装品やピロー包装体といった包装品も被包装品に含まれる。包装体とは、箱や袋であって、被包装品を収容するものを意味する。包装体はプッシャにより被包装品を収容するので、一般的には、少なくともプッシャを迎える側が開口した状態で待機する。

ワークは、被包装品を被包装品供給ベルトから整列台上へ所定数整列させるのであれば、特に限定されず、例えば、多関節ロボットであって吸着によって吸い上げ、向きを整えて整列させる態様の他、アーム等により掴持して移動および整列させるようなものであってもよい。一般的には、被包装品供給ベルトの定位置から被包装品を移動させるのではなく、所定範囲の水平面内からのピックアップが可能なワークが好ましい。なお、使用の態様によっては、多段に積み上げて整列させるようにしてもよい。

多列に配置する態様は、二列であっても三列であってもよく、特に限定されない。また、被包装品移送ベルトと被包装品供給ベルトは無端ベルトが好ましい。なお、被包装品は、例えば、ホッパから供給される。このとき、ホッパの排出口を移動させ多列載置も可能であるが、通常、排出速度は高速であるので、ここを稼働させるのは排出不良や載置不良等の不具合が生じやすい。従って、本発明では、ホッパ等からの供給態様は従来と同様としつつ、簡便な構成で収容速度（箱詰め速度）を維持ないし向上する技術ともいえる。

請求項２に記載の被包装品供給装置は、請求項１に記載の被包装品供給装置において、振分手段が、被包装品移送ベルトの横または上空に配置された可動ガイドにより被包装品を押しやって多列に配置し直すことを特徴とする。

すなわち、請求項２にかかる発明は、簡便な構成で多列化を実現する。ガイドは、上空に取り付けたフラップであって、被包装品を右左に払い分ける態様を挙げることができる。また、ベルト横に設けたプッシャにより多列化するように押しやってもよい。使用の態様によりガイドを複数設けるようにしてもよい。

請求項３に記載の被包装品供給装置は、請求項１または２に記載の被包装品供給装置において、多列に配置し直された被包装品の各列の左右に設けられ、被包装品供給ベルト上の被包装品の載置姿勢を整える姿勢規制手段を設けたことを特徴とする。

すなわち、請求項３にかかる発明は、移送方向に対する被包装品の載置傾きがなくなるため、ワークの制御負荷を低減し、かつ、高速な整列を実現することができる。

本発明によれば、整列後の収容に伴う整列不能時間に由来する被包装品の下流域への流出をなくし、作業効率を向上する被包装品供給装置を提供することができる。

箱詰ラインの概略平面図である。 整列台の外観斜視図である。 多関節ロボット（ワーク）の動きを中心としたピロー包装体の箱詰め姿勢の形成動作と押出動作の流れを示した図である。 多関節ロボット（ワーク）の動きを中心としたピロー包装体の箱詰め姿勢の形成動作と押出動作の流れを示した図である。 振分ガイドの他の構成例の作動遷移図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。ここでは、被包装品がピロー包装体であって、二列で供給され、これを５つ毎に箱詰めする例を説明する。また、本発明の被包装品供給装置を箱詰ライン（包装体収容ライン）の一部として上流に配置した例について説明する。

図１は、箱詰ラインの概略平面図である。図では、箱詰め動作の概要も示している。図２は、整列台の外観斜視図である。図３および図４は、多関節ロボット（ワーク）の動きを中心としたピロー包装体の箱詰め姿勢の形成動作と押出動作の流れを示した図である。それぞれ二方向から見た動きを示している。なお、以上の図は説明の便宜上縮尺を異ならせ、構成の一部を省略して描いている。

箱詰ラインＬは、大きく、包装体供給装置１００と製函装置２００とにより構成され、ピロー包装体３００が整列・供給・箱詰めされる。本実施の形態では、ピロー包装体３００は、縦（長辺）約１０ｃｍ、横（短辺）約５ｃｍ、高さ約４ｃｍのアルミ蒸着プラスチックフィルム製であり、上面中央には幅約７ｍｍの合わせ目が長辺方向に押し倒して帯状に形成され、短辺両側には上面側に折り返された耳が形成されたものとして説明する。

包装体供給装置１００について説明する。包装体供給装置１００は、移送コンベア１０１Ａと、供給コンベア１０１Ｂと、多関節ロボット１０２と、整列台１０３と、受取コンベア１０４とにより構成され、ピロー包装体３００を製函装置２００へ整列後に引き渡す。

移送コンベア１０１Ａは、一定速度Ｖａでピロー包装体３００を略等間隔で移送する平ベルトコンベアにより構成される。ピロー包装体３００は、長手方向を移送方向に向けてホッパ（図示せず）から移送コンベア１０１Ａに一列に載置される。

載置されたピロー包装体３００は、中途で振分ガイド４００により左右に振り分けられ二列化する。具体的には、振分ガイド４００は、移送コンベア１０１Ａの上空に配置され、鉛直方向に配向した軸４０１を中心に、板体４０２がピロー包装体３００にタイミングを合わせ約４５°の中心角を以て軸回動する。これにより、一つおきにピロー包装体３００が右と左に振り分けられ、左列と右列を形成する。回動は図示しないアクチュエータによりおこなう。

振り分け後は、ピロー包装体３００のそれぞれの向きは必ずしも一定しない。そこで、振分ガイド４００の下流には、左列と右列のそれぞれに、左列用規制ガイド１１１と右列用規制ガイド１１２を移送コンベア１０１Ａ上空に設けている。左列用規制ガイド１１１も右列用規制ガイド１１２も、受け入れ側が広がっており、最終的にはピロー包装体３００の幅程度の間隔となる二枚板により構成されている。これにより、ピロー包装体３００の長手方向が搬送方向となるように載置姿勢が正される。なお、図示したように、ガイドの末端（下流側）は、供給コンベア１０１Ｂの上流に差し掛かっている。これにより、移送コンベア１０１Ａから供給コンベア１０１Ｂへピロー包装体を３００を受け渡す際に生じうる配向ずれを抑止する。

供給コンベア１０１Ｂは平ベルトコンベアにより構成され、移送コンベア１０１Ａから、二列となり配向姿勢の整えられたピロー包装体３００をそのまま引き受け下流へと移送する。ここで、供給コンベア１０１Ｂの搬送速度Ｖｂは、移送コンベア１０１Ａの速度Ｖａより遅くしている。

一列載置のままピロー包装体３００が搬送速度の遅いコンベアに引き渡されると、コンベアとコンベアの間で速度差に基づく停留が発生し、ピロー包装体３００が玉突きとなってしまう。これを回避すべく、包装体供給装置１００では、二列化して各列のピロー包装体３００を離間し、玉突きが生じないようにしている。換言すれば、速度差を設けることにより供給コンベア１０１Ｂのピロー包装体３００の移送速度は遅くしつつ（取りこぼしが発生しない速度とし）、二列化して間を縮め単位面積当たりの載置数を増やし、処理効率を向上させている。

次に説明するように、多関節ロボット１０２は、平面的に移動してピロー包装体３００をピックアップできるので、多列化にも対応できる。すなわち、多関節ロボット１０２の整列時に求められる能力をピックアップ時にも利用して、単位面積当たりの載置数の増加に対応させている。

なお、供給コンベア１０１Ｂにはセンサ１１３を設け、多関節ロボット１０２によるピロー包装体３００の吸着位置を検出するようにしている。なお、図ではセンサ１１３は一つであるが、左列と右列も区別できるように検出するものとする。

多関節ロボット１０２は、センサ１１３からの情報に基づき、供給コンベア１０１Ｂ上を順次下流へ移送されるピロー包装体３００を、取りこぼしないように、いずれを吸着するかを決定して吸着し、これを一旦整列させて箱詰め姿勢を形成し、受取コンベア１０４へ供給する。多関節ロボット１０２は、２つの吸着カップ１２１と、関節部１２２と、移動部１２３とにより構成される。

吸着カップ１２１は、供給コンベア１０１Ｂ上のピロー包装体３００を陰圧により吸着する。このとき、図示しない制御部によりセンサ１１３からの位置情報を取得し、どちらの列のピロー包装体３００をピックアップするかを決定し、ピロー包装体３００の合わせ目を避け、上面から吸着する。なお、二つの吸着カップ１２１を用いることにより、ピロー包装体３００の長手方向の二箇所で吸着して保持性を高め、その後の姿勢変化の安定化を実現している。

関節部１２２は、ｘｙｚ３軸の回動軸を有し、これにより関節部１２２に取り付けられた吸着カップ１２１、また、吸着したピロー包装体３００を任意の姿勢に配向する。本実施の形態では、ピロー包装体３００を９０°旋回させ、更に、耳のない側面を整列台１０３側に向けて９０°起こし上げる姿勢とする。

詳細には、Ｘ軸を供給コンベア１０１Ｂの移送方向、Ｙ軸をＸ軸に垂直であってＸ軸との間で水平面を形成する方向（押出方向）、Ｚ軸を鉛直下向き方向とし、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸を関節部１２２上に固定された軸であって待機時（吸着直前姿勢）において両者が一致しているとすると、配向は、ピロー包装体３００を吸着後、ｚ軸を９０°回動させ、次にｘ軸を９０°回動させて（首振りさせて）、ピロー包装体３００の下面をＸ軸側に、耳のない側面を整列台１０３に向けるようにしておこなう（図３参照）。

移動部１２３は、供給コンベア１０１Ｂおよび整列台１０３の上空で関節部１２２を水平および垂直移動させる。図１にはあわせて、多関節ロボット１０２のピロー包装体３００のピックアップ可能範囲をエリアＰとして示した。駆動方式は特に限定されず、エアシリンダなどを用いることができる。駆動に際しては、図示しない制御部により、ピロー包装体３００が例えば、左列用規制ガイド１１１と右列用規制ガイド１１２等と干渉しないように昇降・移動させる。また、ピロー包装体３００の整列台１０３上への載置に際しても、すでに載置されているピロー包装体３００の姿勢を崩すことなく、順次Ｚ軸方向への下降とＸ軸方向への押し当てをおこなうように駆動する。このとき、ピロー包装体３００の載置位置は毎回異なるが、これについては、図示しない制御部が移動部１２３や関節部１２２を制御しておこなう。必要に応じて、整列台１０３付近にもセンサを設け位置検出させるようにしてもよい。

多関節ロボット１０２には、また、関節部１２２の側面に、２つの吸着カップ１２１に平行に押出板１２４を設けてあり、整列台１０３上に箱詰め姿勢の形成された５個のピロー包装体３００をまとめて受取コンベア１０４へ押し出す。押し出しに際しては、まず、最後のピロー包装体３００を整列台１０３上に載置したあと、移動部１２３により関節部１２２を上昇させつつｘ軸を回動させて吸着カップ１２１を鉛直方向に折り戻す。次いで、ｚ軸を９０°回動させつつ関節部１２２を供給コンベア１０１Ｂ側に回り込ませ、関節部１２２を所定位置まで下降させる。最後に、押出板１２４をピロー包装体３００の各耳にあてがうようにして関節部１２２をＹ軸方向に移動させて受取コンベア１０４へピロー包装体３００をまとめて押し出す。このとき、吸着カップ１２１が整列台１０３に干渉するようであれば、ｘ軸を回動してこれを耳と逆側に配向させるようにしても良い。

この押出板１２４による押し出し操作時には、当然ながら、多関節ロボット１０２は、供給コンベア１０１Ｂ上のピロー包装体３００を取りにいけず、ピロー包装体３００はその間下流側に移動してしまう。包装体供給装置１００では、ピロー包装体３００がピックアップ可能範囲であるエリアＰ外へ流出してしまわないように、二列化し、かつ、供給コンベア１０１Ｂの搬送速度ＶｂをＶａより小さくしている。換言すれば、包装体供給装置１００は、この整列不能時間（押出操作時間）と、エリアＰと、ＶａとＶｂとを考慮してピロー包装体３００を二列化している。なお、列数を固定して、ＶｂやエリアＰの面積等を調整するようにしてもよい。

次に、整列台１０３について説明する。整列台１０３は、二つの傾斜面から形成された載置台１３１と、二枚の規制板１３２とにより構成される。図２は、整列台１０３の外観斜視図である。

載置台１３１の二面は、５°の傾斜をつけた載置用の主面１３１ｍと、ピロー包装体３００群の受取コンベア１０４への供給段差を解消する副面１３１ｓからなり、両者は平板を山折りに折り曲げた形として形成される。規制板１３２の一方は、主面１３１ｍの下り端部に立設され、受取コンベア１０４の移送方向に垂直な方向（Ｙ軸方向）に延伸し、１個目のピロー包装体３００を寄りかからせるように底面を当接させる受けガイド１３２ｍとして形成され、他方は受けガイド１３２ｍと平行に主面１３１ｍから副面１３１ｓにわたって立設され、ピロー包装体３００の箱詰め姿勢を押出に際して保持する保持ガイド１３２ｓとして形成される。また、保持ガイド１３２ｓの押出元側端部は、ピロー包装体３００群の円滑な受け入れを実現すべく、入り口として広げた構成としている。

ピロー包装体３００は、主面１３１ｍの傾きにより受けガイド１３２ｍ側に傾いた姿勢にて順次整列されるので、柔軟素材であっても安定的な箱詰め姿勢が形成される。換言すれば、長辺の丸みや耳の長さ等によりどちらの向きにも倒れやすいピロー包装体３００の特性を逆に利用して安定的な整列姿勢を形成することができる。

次に、受取コンベア１０４について概説する。受取コンベア１０４は、箱詰め姿勢の形成されたピロー包装体３００群を整列台１０３から受け取り、間欠駆動して順次製函装置２００へ箱詰め姿勢のまま供給する。受取コンベア１０４は、平ベルトコンベア１４１と、箱詰め姿勢を保持する二枚の保持ガイド１４２と、プッシャ１４３とにより構成される。

動作は、二枚の保持ガイド１４２を、受けガイド１３２ｍと保持ガイド１３２ｓに位置あわせをして停止し、押出板１２４により押し出されたピロー包装体３００を受け取ったあと、次の位置へ移送して停止する（このとき、次の保持ガイド１４２が受けガイド１３２ｍと保持ガイド１３２ｓに位置あわせされる）。搬送されたピロー包装体３００はプッシャ１４３により押し出され、製函装置２００へ供給される。

次に製函装置２００について概説する。製函装置は、扁平に折りたたまれてスタックされている梱包箱２０１を所定の機構により中を広げて筒状とし、片側のフラップを折り曲げてのり付けし、他方の開口させたまま順次これを移送する。

所定位置でプッシャ１４３の駆動により箱詰め姿勢のピロー包装体３００群を開口部から挿入し、下流で開口側のフラップを折りたたみ、のり付けされて箱詰めが完了する。

包装体供給装置１００は以上の構成であって、ピロー包装体を一旦整列させて押し出す際に生じる整列不能時間に由来する取りこぼしの可能性を、多列化低速化により解決し、生産効率（箱詰め効率）を高めている。特に、多関節ロボットの稼働の多様性を、整列時のみでなく、ピックアップ時にも利用し、多関節ロボットのポテンシャルを最大限に発揮させている。

なお、以上はピロー包装体を横にして重ねる、いわば一層積みであるが、吸着カップ１２１を、整列台１０３上のピロー包装体３００と干渉せずに駆動させることが可能であるので、多層積み、更には、３次元的、すなわち、ＸＹＺ方向に複数載置ないし積み重ねた箱詰め姿勢も構築できる。これにより、従来は、梱包箱にあわせた倒立バケット等を供給装置中途に複数設ける必要があり装置の大型化を招来していたところ、本発明の包装体供給装置では、このような機構を設ける必要がなく、かつ、一台の多関節ロボットで多様な箱詰め姿勢を形成することができるというメリットを有する。すなわち、本発明の包装体供給装置は、１個詰めでも、一列一段詰めでも、一列多段詰めでも、複数列複数段詰めでも対応でき、大箱の大きさに柔軟に対応することができる。

なお、３次元的な箱詰め姿勢を形成するときなどには押出板１２４の面積を広くする必要がある。このとき、ピロー包装体３００の積み込みの際に干渉が生じるようであれば、例えば、関節部１２２にエアシリンダを取り付けて吸着カップ１２１部分だけを伸長・引き戻しして干渉を回避するようにする。

包装体供給装置１００は以上の構成に限定されない。図５は、振分ガイドの他の構成例を示した作動遷移図である。振分ガイド５００は、移送コンベア１０１Ａの両脇に配置され、それぞれピロー包装体３００を三つおきに、反対側へ押し出す。図示したように、振分ガイド５００によってピロー包装体３００が３列化される。なお、下流に規制ガイドを設け、配向姿勢を整えるのは前述と同様である。

本発明は、ピロー包装体でなくとも適用できることはいうまでもない。ＰＴＰシートその他のバンド体、シュリンクフィルム包装体についても利用可能である。また、当然に直方体形の物品であってもよい。Ｖａ，Ｖｂ，列の数は、適宜ワーク（多関節ロボット）の稼働範囲や稼働速度等にしたがって設計することができる。

１００ 包装体供給装置
１０１Ａ 移送コンベア
１０１Ｂ 供給コンベア
１０２ 多関節ロボット
１０３ 整列台
１０４ 受取コンベア
１１１ 左列用規制ガイド
１１２ 右列用規制ガイド
１１３ センサ
１２１ 吸着カップ
１２２ 関節部
１２３ 移動部
１２４ 押出板
１３１ 載置台
１３１ｍ 主面
１３１ｓ 副面
１３２ 規制板
１３２ｍ ガイド
１３２ｓ 保持ガイド
１４１ 平ベルトコンベア
１４２ 保持ガイド
１４３ プッシャ
２００ 製函装置
２０１ 梱包箱
３００ ピロー包装体
４００ 振分ガイド
４０１ 軸
４０２ 板体
５００ 振分ガイド
Ｌ 箱詰ライン
Ｐ 多関節ロボットのピックアップ可能エリア

Claims (3)

1. 被包装品供給ベルト上に載置して移送されてくる被包装品を、静止した整列台上へ一旦ワークにより所定数整列させ、間欠移送されてくる箱ないし袋である包装体へ順次詰めるべくワークが被包装品群を更に押し出し押す、包装体収容ラインに配置する被包装品供給装置であって、
   被包装品を順次載置して下流に一列に移送する被包装品移送ベルトと、
   被包装品移送ベルト下流直近に配置し、被包装品移送ベルトから被包装品を引き受け、被包装品移送ベルトより低速にて被包装品を移送する被包装品供給ベルトと、
   ワークによる押し出しの際に生じるワークの整列台上への整列不能時間に由来する被包装品のワーク稼働域外への流出を緩衝すべく、被包装品移送ベルト上で移送中の被包装品を多列に配置し直す振分手段と、
   を設けたことを特徴とする被包装品供給装置。
2. 振分手段は、被包装品移送ベルトの横または上空に配置された可動ガイドにより被包装品を押しやって多列に配置し直すことを特徴とする請求項１に記載の被包装品供給装置。
3. 多列に配置し直された被包装品の各列の左右に設けられ、被包装品供給ベルト上の被包装品の載置姿勢を整える姿勢規制手段を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の被包装品供給装置。

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