JP6828989B2 - 箱詰装置 - Google Patents

Description

本発明は、箱詰装置に関する。

袋状のフィルムで包装された物品の製造は、出荷のために段ボール箱などの梱包箱の中に複数の物品を詰め込む詰め込み作業で終了する。近年では、複数の物品の事前配置作業および詰め込み作業は、箱詰装置によって自動的に行われる。特許文献１（特開２０１３−１８５１９号公報）は、そのような箱詰装置の一例を示している。

箱詰装置が物品を箱に詰め込む際の速度は、物品の製造設備全体のスループット、すなわち単位時間あたりの処理量に影響する。処理速度が不十分である箱詰装置によって、詰め込み作業が製造プロセスにおいてボトルネックになると、その前段の包装工程などを一時的に止めなければならず、工場の生産効率が低下してしまう。

本発明の課題は、箱詰装置の処理速度を向上させ、ひいては、工場における製造設備全体のスループットを改善することである。

本発明の第１観点に係る箱詰装置は、複数の物品を箱に詰め込む。箱詰装置は、物品搬送コンベアと、物品集積コンベアと、集積機構と、詰め込み部と、物品群移動機構と、を備える。物品搬送コンベアは、搬送方向へ物品を搬送する。物品集積コンベアは、複数の物品を集積するために複数の物品を搬送方向へ搬送する。集積機構は、物品搬送コンベアに搬送されている物品を持ち上げて、物品集積コンベアに置く。詰め込み部は、物品集積コンベアの搬送方向の下流に配置され、物品を詰め込むために箱を待機させる。物品群移動機構は、集積機構によって集積された物品からなる物品群を一度に持ち上げて、詰め込み部で待機している箱の中に詰め込む。

この構成によれば、詰め込み部は、物品集積コンベアの下流に配置される。したがって、詰め込み作業のための物品群の持ち上げに際し、物品集積コンベアによって物品群を詰め込み部に近づけることができるので、詰め込み作業を高速化できる。

本発明の第２観点に係る箱詰装置は、第１観点に係る箱詰装置において、物品群移動機構が、物品群を持ち上げるためのヘッドを有する。物品群移動機構は、ヘッドに物品群を持ち上げさせるとき、ヘッドを搬送方向に移動させる。

この構成によれば、物品群を持ち上げる際にヘッドが搬送方向に移動させられる。したがって、物品群の持ち上げに際し、物品集積コンベアが停止する必要がないので、詰め込み作業をより高速化できる。

本発明の第３観点に係る箱詰装置は、第２観点に係る箱詰装置において、物品群移動機構がヘッドに物品群を持ち上げさせるときに、ヘッドが搬送方向に移動させられる移動速度は、物品集積コンベアが物品を搬送する搬送速度と実質的に同じである。

この構成によれば、物品群を持ち上げる際にヘッドが移動させられる移動速度は、物品集積コンベアの搬送速度と実質的に同じである。したがって、ヘッドの集積コンベアに対する相対速度がゼロに近いので、物品群の持ち上げ動作が安定する。

本発明の第４観点に係る箱詰装置は、第３観点に係る箱詰装置において、物品群移動機構が、ヘッドに物品群を持ち上げさせた後は、ヘッドを搬送速度よりも速い速度で搬送方向に移動させる。

この構成によれば、物品群を持ち上げた後は、ヘッドは高速で詰め込み部に移動させられる。したがって、詰め込み作業をさらに高速化できる。

本発明の第１観点、第２観点、第４観点に係る箱詰装置は、高速な詰め込み作業をすることができる。

本発明の第３観点に係る箱詰装置は、物品群の持ち上げ動作を安定させる。

本発明に係る箱詰装置１００の平面図である。 箱詰装置によって扱われる物品Ｐを示す図である。 本発明に係る箱詰装置１００の２階部分を示す図である。 本発明に係る箱詰装置１００の１階部分を示す図である。 本発明に係る箱詰装置１００の内部構成を示す模式図である。

（１）全体構成
図１は、本発明の一実施形態に係る箱詰装置１００の平面図である。箱詰装置１００は、前段装置コンベアＡＰから搬送される複数の物品Ｐを整列させ、箱供給装置ＳＢから供給される箱Ｂの中に詰め込み、それを後段装置コンベアＡＳへと引き渡すためのものである。

図２は、物品Ｐを示す。物品Ｐは袋状のフィルムで包装された商品である。

箱詰装置１００において、図３に示す２階部分と、図４に示す１階部分とは、それぞれ異なった作業を行う。

（２）詳細構成
図１に示す箱詰装置１００は、は、フレーム８０と、その中に配置された物品コンベア１０、集積機構２０、物品群移動機構３０、および箱取扱部５０を有する。

図５に示すように、物品コンベア１０、集積機構２０、および物品群移動機構３０は、箱詰装置１００の２階部分に配置され、箱取扱部５０は１階部分に配置されている。

（２−１）物品コンベア１０
図３は箱詰装置１００の２階部分を示す。物品コンベア１０は、この２階部分に設けられており、搬送方向ｘに物品Ｐを搬送するためのものである。

物品コンベア１０は、物品搬送コンベア１１および物品集積コンベア１２を有している。物品搬送コンベア１１および物品集積コンベア１２は、いずれも搬送方向ｘに物品Ｐを搬送する。

物品集積コンベア１２は、物品搬送コンベア１１と平行に配置されており、かつ、物品搬送コンベア１１の幅以上の広い幅を有する。

図５において物品搬送コンベア１１の一端の付近に概略的に示されている物品入口１３は、例えばフレーム８０（図１）に設けられている。前段装置コンベアＡＰから排出された物品Ｐは、物品入口１３からフレーム８０の内部へ入り、物品搬送コンベア１１の上に載置される。

１階部分に設けられた物品廃棄部１４は、物品搬送コンベア１１における物品入口１３から遠い端部を超えて搬送されて落下した物品Ｐを収容する。

（２−２）集積機構２０
図５に示す集積機構２０は、物品コンベア１０と協働して、複数の物品Ｐを集積させて物品群Ｇを作るためのものである。具体的には、集積機構２０は、物品搬送コンベア１１の上に載置された物品Ｐを１つずつ持ち上げて、物品集積コンベア１２の上に集積させる。本図から理解されるように、集積機構２０が作る物品群Ｇは、２次元的に整列した物品Ｐからなる。

集積機構２０は、例えばパラレルリンクロボットから構成されており、フレーム８０（図１）に固定されている。集積機構２０は、集積ヘッド２１、複数の集積吸着具２２、３本のアーム２３、サーボ機構２４、吸引管２５を有する。

サーボ機構２４が、アーム２３を介して、集積ヘッド２１を３次元的に動かし、または回転させる。集積ヘッド２１には、複数の集積吸着具２２が設けられている。吸引管２５は、集積吸着具２２の内部空間を図示しない真空ポンプと連通させている。集積吸着具２２が物品Ｐと密着したときに真空ポンプが空気を吸引することにより、集積ヘッド２１は１つの物品Ｐを持ち上げることができる。

集積機構２０は、自身の実行する集積動作に用いることができないほど多くの物品Ｐが物品搬送コンベア１１によって搬送された場合に、それらの一部を無視して、物品廃棄部１４へ落下させることができる。

（２−３）物品群移動機構３０
図５に示す物品群移動機構３０は、物品群Ｇを持ち上げて、箱Ｂに詰め込むためのものである。

物品群移動機構３０は、ロボットから構成されており、フレーム８０（図１）に固定されている。物品群移動機構３０は、詰め込みヘッド３１、詰め込み吸着具３２、マスト３３、移動ガイド３４、Ｕ字管３５、可撓ホース３６、およびポンプ吸引口３７を有する。

移動ガイド３４は、図示しないモータを有しており、マスト３３をｘ軸方向またはｚ軸方向に移動させることができる。したがって、マスト３３の先端に設けられた詰め込みヘッド３１は、ｘｚ平面を移動することができる。集積ヘッド２１よりも大型である詰め込みヘッド３１には、多数の詰め込み吸着具３２が設けられており、物品群Ｇを構成する複数の物品Ｐを一度に持ち上げることができる。

詰め込み吸着具３２の内部空間は、マスト３３の内部、Ｕ字管３５、可撓ホース３６、およびポンプ吸引口３７を介して、図示しない真空ポンプと連通している。詰め込み吸着具３２が物品群Ｇと密着したときに真空ポンプが空気を吸引することにより、詰め込みヘッド３１は物品群Ｇを一度に持ち上げることができる。

真空ポンプが空気を吸引している間には、可撓ホース３６が脈動することがある。この脈動が詰め込みヘッド３１に伝わると、詰め込みヘッド３１に不要な力が加わり、詰め込み作業に悪影響を及ぼすおそれがある。Ｕ字管３５は、その脈動が詰め込みヘッド３１に伝わるのを抑制している。

（２−４）箱取扱部５０
図４は箱詰装置１００の１階部分を示す。箱取扱部５０は、この１階部分に設けられており、詰め込み作業に際し箱Ｂを移動させるためのものである。

箱取扱部５０は、箱搬送コンベア５１、および詰め込み部５２を有する。

図５に示すように、箱供給装置ＳＢを出た箱Ｂは、箱搬送コンベア５１によって、詰め込み部５２まで搬送される。詰め込み部５２は、箱搬送コンベア５１の動作如何にかかわらずに物品集積コンベア１２よりも下流側かつ物品群移動機構３０の下方に位置する、箱搬送コンベア５１の面上の箇所である。詰め込み部５２で待機している箱Ｂの中へ、物品群移動機構３０によって、物品群Ｇが一度に詰め込まれる。１つの箱Ｂに対して、この詰め込み作業が何度か繰り返された後、箱搬送コンベア５１は箱Ｂを移動させ、後段装置コンベアＡＳへ引き渡す。

（３）動作
前段装置コンベアＡＰから１つずつ搬送される物品Ｐは、物品入口１３で箱詰装置１００へ引き渡される。

箱供給装置ＳＢから供給される箱Ｂは、上部が空いている。箱Ｂは、箱搬送コンベア５１によって詰め込み部５２まで搬送させられ、そこで待機する。

物品搬送コンベア１１の上を１つずつ搬送される物品Ｐを、集積機構２０が物品集積コンベア１２の上に集積させ、物品群Ｇとして整列させる。

物品群移動機構３０は物品群Ｇを一度に持ち上げ、詰め込み部５２で待機している箱Ｂの中へ詰め込む。詰め込み作業が何度か繰り返された後、箱搬送コンベア５１が箱Ｂを排出し、後段装置コンベアＡＳに引き渡す。

（４）特徴
（４−１）
詰め込み部５２は、物品集積コンベア１２の下流に配置される。したがって、詰め込み作業のための物品群Ｇの持ち上げに際し、物品集積コンベア１２によって物品群Ｇを詰め込み部５２に近づけることができるので、詰め込み作業を高速化できる。

（４−２）
物品群Ｇを持ち上げる際に詰め込みヘッド３１が搬送方向ｘに移動させられる。したがって、物品群Ｇの持ち上げに際し、物品集積コンベア１２が停止する必要がないので、詰め込み作業をより高速化できる。

（４−３）
物品群Ｇを持ち上げる際に詰め込みヘッド３１が移動させられる移動速度は、物品集積コンベア１２の搬送速度と実質的に同じにすることができる。したがって、詰め込みヘッド３１の物品集積コンベア１２に対する相対速度がゼロに近いので、物品群Ｇの持ち上げ動作が安定する。

（４−４）
物品群Ｇを持ち上げた後は、詰め込みヘッド３１は高速で詰め込み部５２に移動させることができる。したがって、詰め込み作業をさらに高速化できる。

（５）変形例
（５−１）
上述の実施形態では、集積機構２０が作る物品群Ｇは、２次元的に整列した物品Ｐからなる態様であった。これに変えて、集積機構２０が作る物品群Ｇは、部分的に重なって１列に整列した物品Ｐからなる態様など、様々な態様のものであってよい。

（５−２）
上述の実施形態では、箱Ｂは搬送方向ｘの上流側から箱詰装置１００に供給された。これに代えて、例えばｙ方向など、搬送方向ｘ以外の方向から箱Ｂが箱詰装置１００に供給されてもよい。

（５−３）
上述の実施形態では、成形済みの箱Ｂが箱詰装置１００に供給された。これに代えて、箱用の段ボールシートが箱詰装置１００に供給されるように構成するとともに、箱詰装置１００が箱Ｂを成形する成形機構を有してもよい。

（５−４）
各種構成部品の配置や形状の変更、他の機構の追加、および、その他の変更は、本発明の思想および意図を超えない範囲で自由に行うことが可能である。

ＡＰ 前段装置コンベア
ＡＳ 後段装置コンベア
Ｂ 箱
Ｐ 物品
ＳＢ 箱供給装置
１０ 物品コンベア
１１ 物品搬送コンベア
１２ 物品集積コンベア
１３ 物品入口
１４ 物品廃棄部
２０ 集積機構
２１ 集積ヘッド
２２ 集積吸着具
２３ アーム
２４ サーボ機構
２５ 吸引管
３０ 物品群移動機構
３１ 詰め込みヘッド
３２ 詰め込み吸着具
３３ マスト
３４ 移動ガイド
３５ Ｕ字管
３６ 可撓ホース
３７ ポンプ吸引口
５０ 箱取扱部
５１ 箱搬送コンベア
５２ 詰め込み部
８０ フレーム
１００ 箱詰装置

特開２０１３−１８５１９号公報

Claims (4)

1. 複数の物品を箱に詰め込む箱詰装置であって、
   搬送方向へ前記物品を搬送する物品搬送コンベアと、
   複数の前記物品を集積するために複数の前記物品を前記搬送方向へ搬送する物品集積コンベアと、
   前記物品搬送コンベアに搬送されている前記物品を持ち上げて、前記物品集積コンベアに置く集積機構と、
   前記物品集積コンベアの前記搬送方向の下流側端部に対して平面視において隣接して配置され、前記物品を詰め込むために前記箱を待機させる詰め込み部と、
   前記集積機構によって集積された前記物品からなる物品群を一度に持ち上げて、前記物品群を前記搬送方向に沿って移動させることにより、前記詰め込み部で待機している前記箱の中に詰め込む物品群移動機構と、
   を備える、箱詰装置。
2. 前記物品群移動機構は、前記物品群を持ち上げるためのヘッドを有し、
   前記物品群移動機構は、前記ヘッドに前記物品群を持ち上げさせるとき、前記ヘッドを前記搬送方向に移動させる、
   請求項１に記載の箱詰装置。
3. 前記物品群移動機構が前記ヘッドに前記物品群を持ち上げさせるときに、前記ヘッドが前記搬送方向に移動させられる移動速度は、前記物品集積コンベアが前記物品を搬送する搬送速度と実質的に同じである、
   請求項２に記載の箱詰装置。
4. 前記物品群移動機構は、前記ヘッドに前記物品群を持ち上げさせた後は、前記ヘッドを前記搬送速度よりも速い速度で前記搬送方向に移動させる、
   請求項３に記載の箱詰装置。

Images