JP6386833B2 - 包装体整列搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、特定構成に負荷が集中することなく、包装体の二段整列載置を安定的におこなえる包装体整列搬送装置に関する。

従来、内容物を収容した包装体、例えば小箱に収容した商品を工場から出荷する場合、２０箱ずつを単位とするなどして大箱への箱詰めがなされる。大箱は、その後の作業性の観点から、扁平な形状でなく、なるべく３方向の長さが同程度であるのが好ましい。このため、小箱の３方向の長さのうち、最も小さな方向（以降においてこれを厚み方向と適宜称する。）に小箱を積層した形（厚み方向に重ねた塊）を予め作り上げ、これをプッシャによりまとめて大箱挿入用の移送ベルトに移載する方法が広く採用される。

この塊を形成するため、吸着カップを取り付けた吸着ロボットが用いられる。すなわち、ロボットが小箱移送ラインから小箱を吸着し、側面を下にするように回転させると共に長手方向の向きも回転させ、整列台上に順に載置し塊を形成していく（図５）。

そして、ロボットを用いて二段積み、すなわち、整列台上に形成した小箱の塊の上に更に小箱を同様に積み重ね二段の塊を形成する駆動態様も一般的におこなわれる。
更に、小箱の塊を整列台から大箱挿入用の移送ベルトへ押し出し移載する際のプッシャとして、このロボットを用いる場合もある。

従来はこのような構成により、装置構成をコンパクト化しつつ効率的な二段整列載置ないし押し出し移載がおこなわれていた。

しかしながら、従来の技術では以下の問題点があった。
吸着ロボットを用いることにより複雑な作業または複数種類の作業をおこなわせることができるが、作業の複雑化や複数種類化にともない、安定的な二段整列載置ができない場合が生じるという問題点があった。

例えば、整列台上に移載用の塊をつくる際、包装体を吸着後、側面を下にするために９０°回転し、かつ、長手方向の向きも別途９０°回転する場合がある（実際には更に、包装体の上昇、水平移動、下降（載置）もともなう）。

したがって、包装体がバンド包装品、例えば、ＰＴＰシートを５枚中央でフィルム掛けしたようなものである場合には、高速回転によってシートが振られてバンドから飛び出してしまうという問題点があった。特に一方向に長い包装体であるとこの傾向が大きくなる。ピロー包装品の場合も、回転中に内容物が片寄りピロー包装品が吸着カップから外れてしまうという問題点があった。

特に、整列台上への載置だけでなく塊を押し出し移載する場合は、押し出し時間を稼ぐためにそれまでの吸着載置行程の各タクトを短く、すなわち、高速駆動する必要があり、上述のばらけや飛び出しの発生可能性がより大きくなってしまう。また、ピロー包装品の場合は外装が不定形であるので、側面を下にして整列台へ載置してすぐ離すと倒れてしまうという問題点があった。特に、二段積みとする場合は全体的に各作業のタクトをより短くする必要があり、より不安定化を招来してしまう、という問題点があった。

特開２０１４−０００９９１ 特開２０１３−２４９１７５

本発明は上記に鑑みてなされたものであって、安定的な二段整列載置が可能な汎用性のある包装体整列搬送装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の包装体整列搬送装置は、内容物がバンド掛け、袋詰め、または、箱詰めされた包装体に関し、包装体を整列載置した状態にて下流へ搬送する搬送手段と、搬送手段より上流に位置し、前記搬送方向に垂直な方向が移送方向であり、包装体の長手方向を移送方向に配して載置し移送する移送手段と、を有する包装体整列搬送装置であって、移送手段に横付けされた載置台と、載置台の前記移送方向側に配され、所定間隔上下に離した上段面と下段面との２階層の面を有する整列台と、移送手段上の包装体を上方から吸着し、移送方向を軸として略９０度回転しまた回転する側へ移動し、載置台上に側面を下にして移動方向奥から手前に所定個数順に互いに当接させつつ載置して組とする吸着駆動手段と、載置台上に所定個数載置された包装体の組を前記移送方向に押し出して整列台へ載置させる第１プッシャと、第１プッシャによる押し出しを受け包装体の組を上段面に載置させた後、整列台を上昇させ、次の包装体の組を下段面に載置させた後、前記搬送方向に所定距離移動させる昇降移動手段と、整列台の移動を受け、上段面と下段面にそれぞれ載置された包装体の組を前記移送方向に同時に押し出して二段積みの状態にて搬送手段上へ載置させる第２プッシャと、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、載置台と整列台とを設けて移載および二段積み作業工程を分散させ吸着駆動手段の動作を単純化し、これにより、安定的な二段整列載置が可能な汎用性のある包装体整列搬送装置を提供することを可能とする。

包装体にはシュリンクフィルム包装体も含まれる。包装体の形態によっては必ずしも面ないし平面が形成されないが、側面とは、底面でなく、巨視的に側面と見なせる側、ないし側（ガワ）と認識される方面をいうものとする。移送手段が搬送手段より上流に位置する、とは、必ずしも両者の装置の位置関係でなく、移送手段に載っていた包装体がその後搬送手段に載ることを意味する。なお、移送手段の上流には搬送方向と同方向に包装体を移送するコンベアがあってもよく、また、搬送手段の下流には、整列載置された包装体の塊を大箱等へ挿入する挿入手段があってもよい。吸着駆動手段は、適宜上下移動等も可能であるものとする。移送方向を軸として略９０度回転しまた回転する側へ移動し、とは、回転と移動との順序は問わず、また、回転しながら移動する（移動しながら回転する）態様であっても良いものとする。互いに当接させ、とは、包装体同士が当接していることを意味する。なお、昇降移動手段は、第２プッシャによる移載後、整列台を当初位置に戻す制御をおこなう（回帰する）ことはいうまでもない。

請求項２に記載の包装体整列搬送装置は、請求項１に記載の包装体整列搬送装置において、載置台における吸着移動手段による最遠の載置位置、および／または、整列台の前記搬送方向側、および／または、二段積みとして包装体が載置される搬送手段上の押し出し位置、に姿勢保持板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、包装体の載置安定性または押し出し安定性を高める。

整列台の前記搬送方向側とは、搬送方向の下手側をいう。上手側にも姿勢保持板を設けてもよい。姿勢保持板は所定高さの平板の例を挙げることができるが、必ずしも板状に限定されず、網状体であっても、複数の棒体により形成されていてもよい。包装体によっては、姿勢保持板に寄りかかるように積極的に傾けて載置する態様としてもよい。

請求項３に記載の包装体整列搬送装置は、請求項１に記載の包装体整列搬送装置において、不定形な包装体である場合に、載置台、上段面、および、下段面を、搬送方向側に下に傾斜させ、載置台における吸着移動手段による最遠の載置位置、整列台の前記移送方向側、および、二段積みとして包装体が載置される搬送手段上の押し出し位置、に姿勢保持板を具備したことを特徴とする。

すなわち、請求項３にかかる発明は、包装体の載置安定性または押し出し安定性を高める。

なお、載置台、上段面、および、下段面のそれぞれ全面が傾斜している必要はなく、押し出し方向については、相手の面と高さが合うような押し出し方向への第２の傾斜面があっても良いものとする。傾斜は、包装体の姿勢が押し出し時も含めて安定しているのであれば特に限定されないが、例えば水平から５°傾ける態様を挙げることができる。

本発明によれば、装置の大型化や特殊化を招来することなくまた特定構成に負荷が集中することなく、包装体を横に寝かした状態にして段積みする二段整列載置を安定的におこない、汎用性のある包装体整列搬送装置を提供することができる。

本発明の包装体整列搬送装置を含んだ箱詰ラインの概要を説明する平面図である。なお、第２プッシャについては、平面視においては下のプッシャ部分が上のプッシャ部分に隠れるが便宜上ずらして表示してある。 載置台、整列台、第1プッシャ、第２プッシャの外観斜視図である。 包装体の押出姿勢の形成や移載、段積みを中心として示した遷移図である。なお、（ａ）は第２移送コンベアから載置台に包装体が吸着ロボットにより載置され押出姿勢を形成する様子を、（ｂ）は載置台から整列台の上段面に第１プッシャが包装体を押し出す様子を、（ｃ）は載置台から整列台の下段面に第１プッシャが包装体を押し出す様子をそれぞれ示している。右側の各図は左側に示したＡ−Ａ断面である 包装体の押出姿勢の形成や移載、段積みを中心として示した遷移図である。なお、（ａ）は整列台が二段積みした包装体を搬送方向へ移動する様子を、（ｂ）は整列台から搬送コンベアに第２プッシャが上下それぞれの包装体Ｐを押し出す様子をそれぞれ示している。 従来の移載の際の包装体の回転の様子を示した説明図である。 なお、各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。

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、大箱へ挿入するために、ピロー包装体を一段５袋の二段積みとして整列搬送するラインについて説明する。図１は、本発明の包装体整列搬送装置を含んだ箱詰ラインの概要を説明する平面図である。図２は、載置台、整列台、第1プッシャ、第２プッシャの外観斜視図である。図３および図４は、包装体の押出姿勢の形成や移載、段積みを中心として示した遷移図である。

箱詰ラインは、大きく、包装体整列搬送装置１００と挿入装置２００とにより構成され、ピロー包装体Ｐを移載・段積み・箱詰めする。本実施の形態では、ピロー包装体Ｐは、縦（長辺）約１０ｃｍ、横（短辺）約５ｃｍ、高さ約４ｃｍの大きさである。外装はアルミ蒸着プラスチックフィルムであって、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が形成され、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する。なお、以降では、ピロー包装体Ｐを単に包装体Ｐと適宜称することとする。

まず、包装体整列搬送装置１００について説明する。包装体整列搬送装置１００は、第１移送コンベア１０１と、第２移送コンベア１０２と、吸着ロボット１０３と、載置台１０４と、第１プッシャ１０５と、整列台１０６と、第２プッシャ１０７と、搬送コンベア１０８と、を主要な構成とする。

第１移送コンベア１０１は平ベルトコンベアであって、包装体Ｐを、略一定間隔離して長手を移送方向に向けて載置し、一定速度で下流すなわち第２移送コンベア１０２側へと移送する。なお第１移送コンベア１０１と搬送コンベア１０８は平行な位置関係にあり、移送方向と搬送方向とは同方向である。

第１移送コンベア１０１の末端には、配向ガイド１１１が設けられている。配向ガイド１１１は曲率のついた一組の板であり、移送にともなって包装体Ｐを第２移送コンベア１０２へ引き渡しつつその向きを９０°かえていく。

第２移送コンベア１０２は第１移送コンベア１０１と直交し、包装体Ｐを受け取り、一定速度にて略等間隔でこれを下流に移送する。第２移送コンベア１０２も平ベルトコンベアにより構成される。なお、第２移送コンベア１０２の移送距離は箱詰ラインの構成を大がかりとしないため、適宜短いものを採用する。すなわち、第１移送コンベア１０１と搬送コンベア１０８との間隔を必要以上にあけないように設計する。

吸着ロボット１０３は、吸着カップ１３１と、関節部１３２と、位置検出センサ１３３と、ロボット駆動制御部１３４と、を有し、第２移送コンベア１０２上の順次移送されてくる包装体Ｐをセンサにて検出し、ピックアップし、横に寝かして載置台１０４に載置していく。

吸着カップ１３１は、第２移送コンベア１０２上の下流端近くに到来したピロー包装体Ｐを陰圧により吸着する。このとき、第２移送コンベア１０２の下流に設けられた位置検出センサ１３３が順次移送されてくる包装体Ｐの位置情報を取得し、これに基づき吸着カップ１３１が上面から適正に包装体Ｐを吸着する。

関節部１３２は、上昇、下降、Ｘ軸方向への水平移動が可能であると共に、Ｙ軸方向の回動軸を有する。これにより、吸着した包装体Ｐを上昇させ、Ｘ軸プラス側に移動させつつ回転軸を中心に９０°回転させ、包装体Ｐの底面をＸ軸側に向けることができる。所定位置まで水平移動したのち、包装体Ｐを下降させ載置台１０４に載置し吸着解除する。その後関節部１３２は原点回帰する。吸着から解除、原点回帰までの一連の動作は、ロボット駆動制御部１３４により制御される。なお、９０°回転がともなうため、包装体Ｐは耳のない側面側が下となり、載置台１０４に横倒し状態として載置されることとなる。

吸着ロボット１０３は、この動作を繰り返し、包装体Ｐは、横に寝た状態で互いに当接した塊を形成する（ロボット駆動制御部１３４は、前の包装体Ｐの載置位置を考慮し関節部１３２を制御して次の包装体Ｐの載置位置を手前にずらしながら塊を形成する）。以降ではこの塊の形状を押出姿勢と適宜称する。

載置台１０４は、第２移送コンベア１０２の下流端部に横付けされており、吸着ロボット１０３により横に寝かせられた包装体Ｐを順次載置する。またその載置面１４１は、Ｘ軸プラス側に下に５°傾斜した面としている。

載置台１０４は、更に、吸着ロボット１０３から見て奥手（最遠の載置位置）に、載置面１４１に対して垂直に立設された保持ガイド１４２を有する。最初の包装体Ｐの底面が保持ガイド１４２に当接して寄りかかり、若干寝た姿勢となる。以降順次詰めて載置され、若干寝た押出姿勢が形成される。包装体Ｐは本来的にはどちらかに倒れやすいが、包装体整列搬送装置１００では、包装体Ｐを一方に傾斜させ押出姿勢を安定化している。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Ｐの特性を逆に利用して安定的な押出姿勢を形成している。

第１プッシャ１０５は、載置台１０４に形成された押出姿勢の包装体Ｐをまとめて整列台１０６に押し出す。

整列台１０６は、図２に示したように、上下二つの載置面（上段面１６１および下段面１６２）を有する整列台であって、それぞれの面にて第１プッシャ１０５から押し出された包装体Ｐをそのままの姿勢で受け取る。また、整列台１０６には、上昇、下降、Ｘ軸方向への水平移動をおこなう台駆動部１６５を設け、その駆動制御をおこなう台駆動制御部１６６を有する。

両載置面について説明する。上段面１６１と下段面１６２は同一形状であり、それぞれ載置主面１６１ｍ、１６２ｍ、補助面１６１ｓ、１６２ｓ、を備え、また、Ｘ軸プラス側であって保持ガイド１４２に対応する位置に、保持板１６３と保持板１６４とを備える。載置主面１６１ｍ（１６２ｍ）はＸ軸プラス側に下に５°傾き、保持板１６３（１６４）は、載置主面から垂直に立設されていて、載置面１４１と保持ガイド１４２との関係と同一としている。なお、補助面１６１ｓ（１６２ｓ）のＹ軸プラス方向の端部は水平としており、更に、補助面１６２ｓの端部の高さは搬送コンベア１０８の高さと同じとしている。これにより搬送コンベア１０８への円滑な移載が可能となる。

駆動に際しては、台駆動部１６５は、台駆動制御部１６６の制御のもと、まず、上段面１６１の載置主面１６１ｍと載置台１０４の載置面１４１とが高さが揃う位置に整列台１０６を待機させる。押出姿勢が形成され第１プッシャ１０５により包装体Ｐがまとめて載置台１０４から上段面１６１に移載されたら、台駆動制御部１６６は、整列台１０６を上昇させ下段面１６２の載置主面１６２ｍと載置面１４１との高さが揃うように台駆動部１６５を制御する。次の押出姿勢が形成され再び包装体Ｐの下段面１６２への移載を受けて、台駆動制御部１６６は、Ｘ軸プラス側に整列台１０６を所定距離水平移動させる。

第２プッシャ１０７は、整列台１０６の移動を受けて、上段面１６１と下段面１６２のそれぞれに載置された包装体Ｐの塊を搬送コンベア１０８へまとめて押し出す。なお、第２プッシャ１０７は、上段用プッシャ１７１と下段用プッシャ１７２の上下に分離した二股プッシャであり（図２参照）、整列台１０６と干渉しないようにして包装体Ｐを押し出す。

次に、搬送コンベア１０８について概説する。搬送コンベア１０８は、上下二段に形成された押出姿勢の包装体Ｐを整列台１０６から受け取り、間欠駆動して順次挿入装置２００へと搬送する。搬送コンベア１０８は、平ベルトコンベア１８１と、二枚の保持ガイド１８２と、により構成される。

整列台１０６上では、押出姿勢の包装体Ｐが上下に離間しているので、第２プッシャ１０７による押出完了の間際、上段面１６１上の包装体Ｐが落ち込むようにして下段面１６２上の包装体Ｐに乗りかかる。したがって、二段積みの形が不安定化しやすく、左右の保持ガイド１８２により荷崩れを防止するようにしている。

次に挿入装置２００について概説する。挿入装置２００は、搬送コンベア１０８と同期して並進し間欠駆動により大箱を移送する平ベルトコンベア２０１と、大型プッシャ２０２とにより構成される。大箱は、平ベルトコンベア２０１の上流で展開載置され、一方のフラップ（Ｙ軸マイナス方向のフラップ）を開口させたままで順次これを移送する。なお、大箱の幅は、左右の保持ガイド１８２の間隔より広く、隣の保持ガイド１８２の間隔と同間隔で載置されるものとする。

大型プッシャ２０２は、順次搬送コンベア１０８上にて搬送される二段積みの包装体Ｐを一括して大箱に挿入する。なお、大箱がずれないように、平ベルトコンベア２０１には後支板２１１が設けられている。

なお、詳細な説明は省略するが、挿入装置２００の下流では、大箱のフラップが糊付けされ、箱詰め作業が終了する。

包装体整列搬送装置１００は以上の構成であるので、装置構成を複雑化せず特定構成に負荷を集中させない結果、包装体の二段整列載置を安定的におこなうことができる。各構成の動作タクトを駆動速度の観点から見て同程度とすることができるということもできる。また、各機能が分散しても装置構成の増大を招来せず、近時の装置構成のコンパクト化の要請に反することもない。また、載置安定性の高い直方体形状の小箱の二段積みのみならず、外装が定形でないピロー包装体であっても、長手方向に遠心力がかかることなく、安定載置を可能とする。いわゆるウィークリーＰＴＰシートのような長尺の医薬錠剤のバンド包装品等も安定的に扱うことが可能となる。

なお、本発明は上記の態様に限定されない。例えば、上段面１６１に押出姿勢の包装体Ｐが移載されたら、台駆動制御部１６６が台駆動部１６５を制御して、整列台１０６を上昇させずにＸ軸プラス方向に移動して、第２プッシャ１０７によりこれを搬送コンベア１０８に載せてもよい。すなわち、一段積みの箱詰めをすることができる。このときは、一段用の大箱を平ベルトコンベア２０１に載せ移送するようにする。これにより、様々な大箱に対応した箱詰めが可能となり、包装体整列搬送装置１００に汎用性を持たせることができる。

同様に、ロボット駆動制御部１３４により、吸着した包装体Ｐを回転させず、吸着→上昇→Ｙ軸プラス方向へ搬送コンベア１０８の上空まで水平移動→下降→吸着解除→（回帰）、のように吸着ロボット１０３の動きを制御し、一個ずつ包装体Ｐを搬送コンベア１０８に直接載置するようにしてもよい。すなわち、個別の箱詰めすることができる。このときは、平ベルトコンベア２０１に載せ移送するようにする。これにより、包装体整列搬送装置１００になお一層の汎用性を持たせることができる。

また、ピロー包装品やバンド包装品でなければ、載置台１０４や整列台１０６の上段面１６１下段面１６２は傾斜をつけず水平としてもよい。
また、ピロー包装品やバンド包装品であっても、載置台１０４や整列台１０６の上段面１６１下段面１６２を水平とし、保持ガイド１４２や保持板１６３、１６４を斜めに傾け、これに寄りかからせて（傾倒させて）押出姿勢を形成するようにしてもよい。

また、使用の態様により、載置台１０４は、押出姿勢を形成するまではＸ軸プラス方向に下に傾斜し、押出姿勢を形成した後に手前側すなわち最後に載置した包装体Ｐ側から別途ガイドを起立させて、押出姿勢の包装体Ｐを両側から支えるようにしてもよい。この場合は、載置面１４１を水平に戻し、整列台１０６の上段面１６１および下段面１６２も水平に構成し、包装体Ｐをそのままの姿勢で押し出すようにする。なお、整列台１０６でも包装体Ｐを両支えするため、保持板１６３および保持板１６４に対応して反対側にそれぞれガイドないし保持板を設けておくようにする。

また、整列台１０６は載置台１０４より若干下げて、受取性を向上させるようにしても良い。同様に、搬送コンベア１０８は整列台１０６より若干下げた位置としても良い。搬送コンベア１０８は二枚の保持ガイド１８２でなく、バケットとして構成することもできる。吸着カップ１３１にかえて、適宜アーム等により握時したり、咬持したり、把持したり、抱時したりする態様であってもよい。いずれも、他の構成と干渉しないように駆動することはいうまでもない。

本発明によれば、１個詰めにも、一列一段詰めにも、一列二段詰めにも対応でき、大箱の大きさないし規格に柔軟に対応することができる。また、適宜整列台を上段面、中段面、下段面等として３段以上の積み上げをさせることもできる。なお、間欠駆動でなく、連続駆動とすることもできる。

１００ 包装体整列搬送装置
１０１ 第１移送コンベア
１０２ 第２移送コンベア
１０３ 吸着ロボット
１０４ 載置台
１０５ 第１プッシャ
１０６ 整列台
１０７ 第２プッシャ
１０８ 搬送コンベア
１１１ 配向ガイド
１３１ 吸着カップ
１３２ 関節部
１３３ 位置検出センサ
１３４ ロボット駆動制御部
１４１ 載置面
１４２ 保持ガイド
１６１ 上段面
１６１ｍ 載置主面
１６１ｓ 補助面
１６２ 下段面
１６２ｍ 載置主面
１６３ 保持板
１６４ 保持板
１６５ 台駆動部
１６６ 台駆動制御部
１７１ 上段用プッシャ
１７２ 下段用プッシャ
１８１ 平ベルトコンベア
１８２ 保持ガイド
２００ 挿入装置
２０１ 平ベルトコンベア
２０２ 大型プッシャ
２１１ 後支板
Ｐ ピロー包装体（包装体）

Claims (3)

1. 内容物がバンド掛け、袋詰め、または、箱詰めされた包装体に関し、
   包装体を整列載置した状態にて下流へ搬送する搬送手段と、
   搬送手段より上流に位置し、前記搬送方向に垂直な方向が移送方向であり、包装体の長手方向を移送方向に配して載置し移送する移送手段と、
   を有する包装体整列搬送装置であって、
   移送手段に横付けされた載置台と、
   載置台の前記移送方向側に配され、所定間隔上下に離した上段面と下段面との２階層の面を有する整列台と、
   移送手段上の包装体を上方から吸着し、移送方向を軸として略９０度回転しまた回転する側へ移動し、載置台上に側面を下にして移動方向奥から手前に所定個数順に互いに当接させつつ載置して組とする吸着駆動手段と、
   載置台上に所定個数載置された包装体の組を前記移送方向に押し出して整列台へ載置させる第１プッシャと、
   第１プッシャによる押し出しを受け包装体の組を上段面に載置させた後、整列台を上昇させ、次の包装体の組を下段面に載置させた後、前記搬送方向に所定距離移動させる昇降移動手段と、
   整列台の移動を受け、上段面と下段面にそれぞれ載置された包装体の組を前記移送方向に同時に押し出して二段積みの状態にて搬送手段上へ載置させる第２プッシャと、
   を具備したことを特徴とする包装体整列搬送装置。
2. 載置台における吸着移動手段による最遠の載置位置、および／または、整列台の前記搬送方向側、および／または、二段積みとして包装体が載置される搬送手段上の押し出し位置、に姿勢保持板を具備したことを特徴とする請求項１に記載の包装体整列搬送装置。
3. 不定形な包装体である場合に、
   載置台、上段面、および、下段面を、搬送方向側に下に傾斜させ、
   載置台における吸着移動手段による最遠の載置位置、整列台の前記移送方向側、および、二段積みとして包装体が載置される搬送手段上の押し出し位置、に姿勢保持板を具備したことを特徴とする請求項１に記載の包装体整列搬送装置。
   
   

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