JP6306425B2 - 箱体移送装置 - Google Patents

Description

本発明は、箱体移送装置に関し、特に、検品前後のライン構成を簡素化する箱体移送装置に関する。

製箱ラインの下流では、箱への製造年月日印字や内容物の収容確認（重量検査）などがおこなわれる。例えば、印字については、図５に示したように、第１コンベア、横取装置、間欠コンベア、不良品排出装置、受渡装置、第２コンベアによってラインが構成される。

第１コンベアは、内容物の収容された箱体を移送する。印字はレーザマーカやインクジェットプリンタ等によりおこなわれるが、種々の印字装置に対応できるように、印字の際には箱体が静止していることが好ましい。このため、間欠コンベアを第１コンベアとは別途設ける必要があり、その間欠駆動の静止時を利用して印字、更には、印字検査、印字不良品の除外がおこなわれる。

ここで、箱が移送方向に対して斜めであると印字不良が生じるため、横取装置が第１コンベアから間欠コンベアへ高速かつ的確な押し込みをおこない、また、間欠コンベアでは間仕切により姿勢が正されるようにしている。なお、印字不良があった場合には、不良品排出装置であるプッシャが箱を移送方向横からライン外へ押し出し、不良品が下流へ流れてしてしまうのを防止している。

間欠コンベア末端では、受渡装置が二つのベルトにて箱体を保持しつつ抜き取って第２コンベアへ送り出し、第２コンベアでは更に箱体を下流へ移送する。

従来は、このようにして不良品を排除し、品質の高い製品を出荷するようにしていた。

しかしながら、従来の技術では以下の問題点があった。
製箱工場では、様々な種類の内容物を様々な箱に収容、すなわち、製箱する。このとき、ラインでは内容物の収容だけでなく、箱の展開、内容物の計量、説明書の同封、糊付け、重量検査、ロットやＲＳＳコードの印字、検品等、様々な工程が存在し、それぞれに複数の装置ないし機構を要する。

従って、限りある敷地内で如何にラインを省スペースで構築するかが生産効率に大きく影響する。換言すれば、従来では、ライン上の装置数ないし機構数をできだけ少なくしたいという潜在的な要請があった。

また、従来では箱体の重量を測定し、内容物が入っているか、規定量収容されているかなどの検品もおこなわれている。ここで、大抵の製箱ラインでは、複数の箱体がベルト上に載置され全体が移送されていく（動いていく）ため、連続駆動にせよ、間欠駆動にせよ、中途で個々の箱体の重量測定をすることが困難である。従って、ライン最末端に別途重量検査装置が設けられている。

しかしながら、このような重量検査装置は、事実上ラインとは別構成であるため、製箱装置メーカーは、別途この装置を他社から購入し、セットで販売する必要があった。従って、オーバースペックとなりがちで全体の構成も大がかりとなりやすいという問題点があった。

特開２０１１−０３２０８９号 特開２０１１−２４０５１０号 特開２００３−０２６３３１号

本発明は上記に鑑みてなされたものであって、印字や印字検査をする際など箱が静止した状態を作出するラインであって、不適合品を下流へ渡さない省スペースに資する箱体移送装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の箱体移送装置は、箱体を載置して移送する上流に位置する第１コンベアと、箱体を載置して移送する下流に位置する第２コンベアと、第１コンベアと第２コンベアとの間に設け、箱体をｎ個（ただしｎは２以上の整数とする。）等間隔に載置する、両コンベアと載置面高さが揃った載置ステーションと、（ｎ＋１）個の等間隔に一列に移送方向に並んだ吸着ヘッドを有し、吸着、前記間隔一つ分の横移送、解放、回帰、を上昇下降運動も伴って繰り返し、第１コンベア下流端に到来した箱体は載置ステーション上の上流端へ移載し、載置ステーション上の箱体は順送りし、載置ステーション上の下流端の箱体は第２コンベア上流端へ移載する移載手段と、を備え、載置ステーションは、第１載置面体と、第１載置面体より下流にあって一つ分の箱体を載置する第２載置面体と、の少なくとも二つに分離しており、（原則第２は下流端だがそれ以外も含む）更に、第１載置面体上にある箱体を所定の基準に対して適合か不適合か判定する検品手段と、検品手段により不適合とされた箱体が第２載置面体上に移載されたあと、第２載置面体を下降させる制御をおこない、吸着ヘッドによる当該箱体の次回吸着を回避する制御手段と、を具備したことを特徴とする。

すなわち、請求項１にかかる発明は、箱印字や印字検査をする際など箱が静止した状態を作出するラインであって、不適合品を下流へ渡さない省スペースに資する箱体移送装置を提供することができる。換言すれば、従来このような静止した状態を作出するライン、特に検品ラインに必要であった、横取装置、間欠コンベア、受渡装置を不要とし、簡素な載置ステーションおよび移載手段が代替する。ライン幅も減縮される。

なお、前記間隔一つ分の横移送とは、吸着位置から解放・載置位置までが吸着ヘッド間隔分であることを意味し、横移送とはコンベアの移送方向に沿った方向をいう。

吸着、前記間隔一つ分の横移送、解放、回帰、を上昇下降運動も伴って繰り返し、とは、単に、吸着→鉛直上昇→横移送→鉛直下降→解放→鉛直上昇→横逆移送→鉛直下降→吸着→・・・の場合、すなわちボックスモーションの他、吸着→上昇しつつ横移送→下降しつつ横移送→解放→上昇しつつ横逆移送→下降しつつ横逆移送→吸着→・・・のように、斜め運動、すなわちアーチモーションも含まれるものとする。このような運動は２軸パラレルリンクロボットにより簡素かつ簡便に実現できる。特に、リンクロボットを用いると、精度よい位置出しが可能となるので好適である。

載置ステーションが第１載置面体と、第１載置面体より下流にあって一つ分の箱体を載置する第２載置面体との少なくとも二つに分離しており、とは、第２載置面体が載置ステーションの下流端に位置する場合をいうが、使用の態様により、必ずしも下流端でなく、中間に位置し、更に下流に載置面体が形成されていてもよいことを含むものとする。

なお、第２載置面体は下降後、適宜傾斜または回転して箱体を排出させる等してもよい。

請求項２に記載の箱体移送装置は、請求項１に記載の箱体移送装置において、検品手段により不適合とされた箱体が第２載置面体上に移載されたあと、移送方向に対して横から押し出しまたは引き抜き当該箱体を載置ステーション上から除外する除外手段を具備したことを特徴とする。

すなわち、請求項２にかかる発明は、プッシャ等の簡素な構成で不適合品をラインから排除することができる。見方を変えると、プッシャにより不適合品を排除するラインについて、仮にプッシャが故障している場合にはそれを発見しにくく、不適合品が下流に流れてしまうところ、第２載置面体の下降により、より確実に下流移送が防止される。すなわちフェールセーフが実現される。

なお、第２載置面体の下降は、使用の態様によって、プッシャにより排除される程度の位置としても、プッシャが干渉しなくなるまでの低さ（深さ）としてもよい。

請求項３に記載の箱体移送装置は、請求項１または２に記載の箱体移送装置において、検品手段は第１載置面体のいずれかの載置位置に設けた荷重測定手段であり、所定の基準は所定範囲内の重量であることを特徴とする。

すなわち、請求項３にかかる発明は、内容物の収容不良品、充填不良品を排除することができる。また、箱体は同一位置に静置されるので、ここにロードセルを設けて重量を検出でき、ライン上に簡便に荷重検査機構を組み込むことができる。従って、別途他社製品を組み込むことなく安価に装置を提供することができる。

請求項４に記載の箱体移送装置は、請求項１または２に記載の箱体移送装置において、検品手段は箱に印字ないし刻印されたロット番号その他の識別標識を識別する識別手段であり、所定の基準は画像パタンであることを特徴とする。

すなわち、請求項４にかかる発明は、印字不良品を排除することができる。

識別標識は、各箱体を一意に特定できる標識であるほかその箱体を含んだ一群を識別する標識であってもよく、広く、箱体に付される標識が含まれるものとする。

本発明によれば、印字や印字検査をする際など箱が静止した状態を作出するラインであって、不適合品を下流へ渡さない省スペースに資する箱体移送装置を提供することができる（請求項１）。また、不適合品の下流移送をより確実に防止することができる（請求項２）。また、内容物の収容不良品、充填不良品を安価に排除する、簡素簡略化したラインを構築できる（請求項３）。また、印字不良品を排除する、簡素簡略化したラインを構築できる（請求項４）。

本発明の箱体移送装置の正面図である。 図１に示した箱体移送装置の平面図である。 適合品が順送りされる移載の様子を示した説明図である。 不適合品がある場合の移載の様子を示した説明図である。 従来の印字検品機構の様子を示した平面図である。

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、ＰＴＰシート、すなわち、錠剤を整然と配列した穴に小分けし金属箔により封入したプラスチックシート、が束ねられて収容された（製箱された）小箱にＲＳＳコードを印字し、その印字検査および中身の重量検査をおこなう箱体移送装置について説明する。

図１は、本発明の箱体移送装置の正面図である。図２は、図１に示した箱体移送装置の平面図である。図３は、適合品が順送りされる移載の様子を示した説明図である。図４は、不適合品がある場合の移載の様子を示した説明図である。なお、各図において、説明の便宜上適宜構成を省略している。また、適宜縮尺を変えて描画してある。

箱体移送装置１は、大きく、移載機構１０をはさみ、その上流の第１コンベア２０と、下流の第２コンベア３０とにより構成される。

第１コンベア２０は、箱Ｂを略等間隔に載置する無端の載置ベルト２０１と、載置ベルト２０１を動かし箱Ｂを移送する駆動ローラ２０２と、最下流端の位置決めおよび箱Ｂの姿勢制御をおこなうストッパ２０３とにより構成される。第１コンベア２０は連続駆動され、ストッパ２０３により箱Ｂが定位置で待機し移載機構１０による吸着を待つ。

第２コンベア３０は、箱Ｂを略等間隔に載置する無端の載置ベルト３０１と、載置ベルト３０１を動かし箱Ｂを移送する駆動ローラ３０２により構成される。第２コンベア３０は、更に下流の設計に従って、連続駆動とすることもでき、間欠駆動とすることもできる。

移載機構１０は、第１コンベア２０と第２コンベア３０との間に設け、箱Ｂの移載および検品をおこなう。具体的には、移載機構１０は、載置ステーション１０１と、移載ロボット１０２と、画像センサ部１０３と、重量センサ部１０４と、プッシャ１０５と、下降駆動部１０６と、制御部１０７と、を有する。また、移載機構１０に沿ってレーザマーカ４０が配置されている。

載置ステーション１０１は、箱Ｂを３つ、間隔Ｌにてそれぞれ定位置に載置する。また、この載置面と、載置ベルト２０１と載置ベルト３０１とは、同じ高さとしており、後述の吸着が容易となるようにしている。なお、以降では、便宜上、箱Ｂの載置場所を、上流から、載置位置ａ、載置位置ｂ、載置位置ｃとそれぞれ称することとする。

また、載置ステーション１０１は、載置位置ａと載置位置ｂの箱Ｂ２つ分のスペースを第１面１１１、載置位置ｃの箱Ｂ１つ分のスペースを第２面１１２として、分離した構成としている。後述するように、第１面１１１は固定面であるが、第２面１１２は、不適合品が載置された場合に下降する。

移載ロボット１０２は、第１コンベア２０下流端に到来し、ストッパ２０３により姿勢の正された箱を載置ステーション１０１上の載置位置ａに、載置位置ａにあった箱を載置位置ｂに、載置位置ｂにあった箱を載置位置ｃに、載置位置ｃにあった箱を第２コンベア３０の上流端に、それぞれ同時に移載し、再び元の位置に戻る駆動を繰り返す。

詳細には、移載ロボット１０２は、４つの吸着ヘッド１２１と、これを間隔Ｌにて一列に取り付けたベース１２２と、ベース１２２をボックスモーションにて駆動する二軸パラレルロボット１２３とを有し、４つの吸着ヘッド１２１による箱Ｂ４つの同時吸着→上昇→間隔Ｌ分の下流への横移動→下降→箱Ｂ４つの同時解放→上昇→間隔Ｌ分の上流への横移動→下降→（吸着）→・・・を繰り返す（図３ａ〜ｆ）。この吸着・解放により、箱Ｂが順送りされる。なお、吸着ヘッド１２１の箱Ｂの吸着および解放は、吸着ヘッド１２１に取り付けられたチューブ（図示せず）を介した、陰圧と常圧の切り替えに従う。

換言すると、従来は、第１コンベア２０と第２コンベア３０との間に、間欠コンベア、すなわち、間欠駆動する無端ベルト機構が採用され、箱Ｂは、載置面ないし載置台が移動することにより移送されていたところ、箱体移送装置１では、載置面は静止しており、吸着ヘッド１２１のピックアップにより上から移動する構成を採用している。

ここで、印字と印字検査、および、重量測定ついて説明する。
画像センサ部１０３は、撮像センサ１３１とパタン判定部１３２とにより構成されている。レーザマーカ４０と撮像センサ１３１は、載置ステーション１０１の長手方向に沿ってそれぞれ載置位置ａ付近、載置位置ｂ付近に配置されている。

レーザマーカ４０は、載置位置ａに移載されてきた箱ＢにＲＳＳコードを印字する。撮像センサ１３１は、載置位置ｂに移載されてきた箱Ｂについて直前に印字されたＲＳＳコードを撮像し、パタン判定部１３２は、撮像された画像に基づきパタン認識をおこない、ＲＳＳコードが正しく印字されているか否かを判断する。なお、レーザマーカ４０へ入力する信号をパタン判定部１３２でも入力し、この信号に基づいてパタン認識させるようにしてもよい。

従来は、間欠コンベアによる停止、発進によって、箱の姿勢がずれ、印字の位置ずれや間延びが生じやすかった。これを防止するため、間仕切等で箱の姿勢を保持したまま移送することも可能であるが、この場合は、横取装置、すなわち、第１コンベアから間仕切間への箱の押し込みについて精度が要求され、いずれにせよ装置の複雑化を招きやすかった。

箱体移送装置１では、吸着ヘッド１２１および二軸パラレルロボット１２３により、精度よく位置出しがなされ、かつこれが維持されたまま順送りされるため好適な印字がおこなわれるという利点を有する。従って、そもそも印字ミスが生じにくく、また同時に、画像センサ部１０３も精度よく画像識別をおこなうことが可能となる。

重量センサ部１０４は、荷重センサ１４１と重量判定部１４２とにより構成されている。荷重センサ１４１は載置位置ｂに配置し箱Ｂの重量を測定し、重量判定部１４２は測定重量が所定範囲内であるかを判定する。荷重センサ１４１は載置位置ｂ部分に表出させてもよく、センサに厚みがあるようであれば、適宜埋入深さを調整し、表面高さが載置位置ａと同じになるように配置する。使用の態様により、載置面ｂの表層下に設けるようにしてもよい。必要な精度にて載置された箱の重さを測定できるものであれば、検出方法は特に限定されない。

従来の間欠コンベアであると、無端ベルト上に箱Ｂが複数載置され、かつ、全体が移動していくので、間欠コンベア上では重量測定できず、装置構成が冗長となるところ、箱体移送装置１では、間欠コンベア相当位置で測定が可能となる。また、上述したように、載置位置ｂにて測定が可能であるので、印字検査と同時に重量検査もおこなうことが可能となり、装置構成を重畳的に簡略化しラインの短縮化を実現できる。

箱Ｂへの印字が不適合である、または箱Ｂの重量が不適合（大抵は、ＰＴＰシートの枚数不足または錠剤の封入もれ）であると判断された場合、当該箱Ｂが載置位置ｃに移載されると、載置ステーション１０１に横付けされたプッシャ１０５がこれをステーション外へ押し出す（図４ｆ）。これにより、不適合品が下流へ混入されなくなる。

ただし、プッシャ１０５が故障している場合には、不適合品が下流へ流れてしまう。特に、薬剤を収容した箱については、安全性の観点および製品管理の観点から不適合品を下流に絶対流さないという設計思想が必要とされる。そこで、箱体移送装置１では、箱Ｂへの印字が不適合である、または、箱Ｂの重量が不適合であると載置位置ｂにて判断された場合、当該箱Ｂが載置位置ｃ上に解放されると、プッシャ１０５とは独立して、箱Ｂが吸着ヘッド１２１が吸着できない高さまで第２面１１２を下降させる制御を制御部１０７がおこなう（図４ｅ）。

なお、本実施の形態では、第２面１１２が下がっても、プッシャ１０５により依然として箱Ｂが押し出される高さ（下げ幅はおおよそ５ｍｍ〜１０ｍｍである）に設定している（図４ｆ）。すなわち、箱体移送装置１は、不適合品が載置位置ｃにやってくると、箱Ｂは吸着されず、かつ、プッシャ１０５によりライン外へ押し出される、という下流移載の防止機構を２重に実装している。特に、移載速度が速くなると、プッシャの故障自体を検知するようにしたとしても、ライン等の停止が間に合わず不適合品が下流へ移載されてしまう可能性が生じるが、第２面１１２を下げる制御は高速におこなうことができるので、十分な移載防止が実現される。

以上説明したように、本発明によれば、印字をする際など箱が静止した状態を作出するラインであって、不適合品を下流へ渡さない簡素簡略化したラインを構築しつつ、省スペースに資する箱体移送装置を提供することが可能となる。

なお、本発明は、上記の態様に限定されない。例えば、印字や印刷に変えて、ラベルを貼付するような場合の検品、および、不適合品の除外にも用いることができる。また、箱の糊付けが十分にされているか（フラップがめくれ上がっていないか）といった検品、および、不適合品の排除もおこなうことができる。

吸着ヘッドも５つ設け、印字の良否判断をおこなう載置場所と重量検査の載置場所を分けるようにしてもよい。反対に、印字、印字検査、および、重量検査を載置位置ａにておこない、載置位置ｂで不適合品排除をおこなうようにして、吸着ヘッドを２つとすることもできる。印字や刻印も、ロット番号や消費期限としてもよく、また、レーザマーカでなくインクジェットプリンタを用いてもよい。

また、第２面については、下降後、一回転させて、不適合品を落下させて排除するようにしてもよい。

本発明は、従来に比して、装置の構成要素も少ないため故障要因も少なく、この点からも、高い信頼性を獲得しているといえる。

本発明は、印字検査や重量検査以外でも、箱を静止させておこなうのが好適な検品等に利用できる。例えば、音波をあてるような検品もおこなうことができる。

１ 箱体移送装置
４０ レーザマーカ
１０ 移載機構
１０１ 載置ステーション
１１１ 第１面
１１２ 第２面
１０２ 移載ロボット
１２１ 吸着ヘッド
１２２ ベース
１２３ 二軸パラレルロボット
１０３ 画像センサ部
１３１ 撮像センサ
１３２ パタン判定部
１０４ 重量センサ部
１４１ 荷重センサ
１４２ 重量判定部
１０５ プッシャ
１０６ 下降駆動部
１０７ 制御部
２０ 第１コンベア
２０１ 載置ベルト
２０２ 駆動ローラ
２０３ ストッパ
３０ 第２コンベア
３０１ 載置ベルト
３０２ 駆動ローラ

Claims (4)

1. 箱体を載置して移送する上流に位置する第１コンベアと、
   箱体を載置して移送する下流に位置する第２コンベアと、
   第１コンベアと第２コンベアとの間に設け、箱体をｎ個（ただしｎは２以上の整数とする。）等間隔に載置する、両コンベアと載置面高さが揃った載置ステーションと、
   （ｎ＋１）個の等間隔に一列に移送方向に並んだ吸着ヘッドを有し、吸着、前記間隔一つ分の横移送、解放、回帰、を上昇下降運動も伴って繰り返し、第１コンベア下流端に到来した箱体は載置ステーション上の上流端へ移載し、載置ステーション上の箱体は順送りし、載置ステーション上の下流端の箱体は第２コンベア上流端へ移載する移載手段と、
   を備え、
   載置ステーションは、第１載置面体と、第１載置面体より下流にあって一つ分の箱体を載置する第２載置面体と、の少なくとも二つに分離しており、
   更に、
   第１載置面体上にある箱体を所定の基準に対して適合か不適合か判定する検品手段と、
   検品手段により不適合とされた箱体が第２載置面体上に移載されたあと、第２載置面体を下降させる制御をおこない、吸着ヘッドによる当該箱体の次回吸着を回避する制御手段と、
   を具備したことを特徴とする箱体移送装置。
2. 検品手段により不適合とされた箱体が第２載置面体上に移載されたあと、移送方向に対して横から押し出しまたは引き抜き当該箱体を載置ステーション上から除外する除外手段を具備したことを特徴とする請求項１に記載の箱体移送装置。
3. 検品手段は第１載置面体のいずれかの載置位置に設けた荷重測定手段であり、所定の基準は所定範囲内の重量であることを特徴とする請求項１または２に記載の箱体移送装置。
4. 検品手段は箱に印字ないし刻印されたロット番号その他の識別標識を識別する識別手段であり、所定の基準は画像パタンであることを特徴とする請求項１または２に記載の箱体移送装置。
   
   

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