JP2014047070A - 包装体供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】姿勢の安定しないピロー包装体を、製函装置の特殊化を招来することなく、これへ複数まとめて安定的に供給する装置を提供すること。
【解決手段】
多関節ロボット１０２が、ピロー包装体３００を吸着する吸着カップ１２１と、吸着カップ１２１を複数の回動軸により所定姿勢に配向する関節部１２２と、包装体３００の上空から整列台１０３上空にわたり関節部１２２を水平および垂直移動させる移動部１２３とを有し、ピロー包装体３００の高さをそれぞれ測定するセンサ１１３と、ピロー包装体３００の高さに基づいて既に載置台１３１に横倒しに整列載置されているピロー包装体３００の厚みを算出する算出部５０３と、多関節ロボット１０２を制御して、算出された厚みに基づき既に載置された包装体へ当接させて順次傾斜の登り方向に横倒しに重ねていく駆動制御部５０５と、を具備した包装体供給装置１００。
【選択図】図５

Description

本発明は、錠剤シート等を、複数封入したピロー包装体、中央で帯状フィルム等で束ねたバンド包装体、シュリンクフィルムで全体を包んだシュリンク包装体、その他の包装体を製函装置に供給する包装体供給装置に関し、特に、一台の多関節ロボットを用いて一袋の包装体を製函装置に供給することはもとより、姿勢が不安定な包装体を積層させた状態にして製函装置に供給することが可能な包装体供給装置に関する。

一般に、箱詰めされた製品（直方体の小箱）が製造元から業者や小売店に卸される場合、例えば、２０箱や５０箱といった製品がより大きな箱（大箱）に箱詰めされて流通する。箱詰めに際しては製函装置が用いられ、段積みされた小箱を大箱の開口方向から押し入れる方式が多く採用されている。

実際の作業現場では、製函装置は、小箱の大きさや箱詰め数に応じて多数設置されるのではなく、また、ラインの床面積の制約もあるため、製函装置の汎用化を図り、供給装置側を対応させて小箱を段済みして大箱に押し入れる。

ところで、錠剤などを封入したＰＴＰシートの場合は、例えば２錠×５列＝１０錠が１シートとして形成され、１０シート１セット（１００錠）を束にしてピロー包装される。そして、製造元から薬局等に卸される際には、ピロー包装体が５セット（５００錠）一箱や１０セット（１０００錠）一箱に箱詰めされて流通する。

中身がＰＴＰシートであるピロー包装体は、ほとんどの場合、高さ方向（ＰＴＰシートの積み重ね方向））が最も短く、かつ、包装体の縦横の短辺側に耳が形成され、上面（または下面）中央の長辺方向に合わせ目が形成される。また、場合により、耳は合わせ目がある側に折り曲げられる。そして耳の折り曲げの有無にかかわらずピロー包装体は厳密な直方体でなく、また、柔らかい素材で形成されるので、直方体に近似しているものの画一的な形状を有しない。

その箱詰めに際しては、ピロー包装体の上面と次のピロー包装体の下面とを重ねるようにして所定数段積みした横倒し状態で供給プッシャにより大箱に押し入れる方法が、製函装置の汎用的使用の観点から好適であり、実際にも採用されている。このとき、供給装置には、ライン中途に倒立バケット等を設けて、姿勢の安定しない個々のピロー包装体を横倒しにし、次いで幅寄せプッシャによりピロー包装体同士をつけ、段積みした横倒し状態とする。

また、ピロー包装体を詰める大箱は、通常一種類でなく、ピロー包装体１セット用の個別箱、５セット用の大箱、１０セット用の大箱、というように複数種類があるため、供給装置中途に、複数の倒立バケット等を設けて箱詰めがおこなわれる。

従来は、このようにして姿勢の安定しないピロー包装体を、供給装置側の機構を対応させて製函装置に供給し、自動箱詰め作業がなされていた。

また、ピロー包装体でなく、例えば、複数のＰＴＰシートが中央でフィルムにより束ねられたバンド包装体や、シュリンクフィルムでラップされたシュリンクフィルム包装体も姿勢が安定しにくく、このような包装体に関しても、供給装置側の機構を対応させて製函装置に供給し、自動箱詰め作業がなされていた。

しかしながら、従来の技術では以下の問題点があった。
供給装置中途に、倒立バケットや幅寄せプッシャ等を複数設けると、これに伴うコンベヤ機構やプッシャ駆動部、プッシャ待機エリアをそれぞれ設ける必要があり、供給装置側が大がかりとなり、製函ラインによっては床面積の制約やライン組み換え上の点から採用できない場合があるという問題点があった。

また、倒立バケットを設ける場合でも、例えば、ピロー包装体５セットを下層とし、その上にまた５セットのピロー包装体を載せた５セット×２段に組みあげることは困難であり、また、組み上げることを可能にするとすれば別途大がかりな装置が必要になるという問題点があった。バンド包装体やシュリンクフィルム包装体も同様である。換言すれば大箱の収容態様に追従できない場合があるという問題点があった。

一方、ピロー包装体等を吸着して箱詰めすることもできるが、ピロー包装体等を横倒しして吸着開放すると、どちらかに倒れやすく、段済みした横倒し状態を形成できないという問題点があった（吸着して横倒しにしたまま大箱に直接押し入れても同様である）。特に、ピロー包装体等は、個々の厚み（高さ）が一定でなく横倒し状態が必ずしも好適に形成されないという副次的な問題点もあった。換言すれば、隣接する包装体間のクリアランスが一定でないという問題点があった。倒伏を避けるために、大箱を立てて開口方向を鉛直上向きにすればピロー包装体等を直に大箱に詰めていくことができるが、今度は、製函装置を特殊化しなければならないという問題が生じる。

特開２０１０−１００３２８号公報 特開平６−２２７５０５号公報

本発明は上記に鑑みてなされたものであって、姿勢の安定しないピロー包装体その他の包装体を、自身の機構の大型化や製函装置の特殊化を招来することなく、製函装置へ、複数段積みした横倒しの状態かつクリアランスを好適にとった状態で、まとめて安定的に供給する包装体供給装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の包装体供給装置は、多関節ロボットおよび整列台を含み、順次移送されてくる包装体を箱詰めに際して整列させ供給する包装体供給装置であって、多関節ロボットが、包装体を掴み持つ掴持体と、掴持体を複数の回動軸により所定姿勢に配向する関節部と、順次移送されてくる包装体の上空から整列台上空にわたり関節部を水平および垂直移動させる移動部と、を有し、整列台が、包装体を載置する傾斜のついた載置台と、載置台の傾斜を受ける位置に箱詰めのための押出方向に沿って立設された規制板と、を有し、更に、順次移送されてくる包装体の高さをそれぞれ測定する測定手段と、測定手段により測定された包装体の高さを記憶する記憶手段と、記憶手段により記憶された包装体の高さに基づいて既に載置台に整列載置されている包装体の厚みを算出する算出手段と、多関節ロボットを制御して、順次移送されてくる包装体を掴持し、底面を規制板側に、側面を載置台側に向けて傾斜の登り方向に所定数順次重ねて載置台上に整列載置し、整列載置に際しては、算出手段により算出された厚みに基づき既に載置された包装体へ当接させて順次傾斜の登り方向に重ねていくロボット制御部と、を具備したことを特徴とする。

すなわち、請求項１に係る発明は、一台の多関節ロボットのみにより、載置向きによっては姿勢の安定しないまたは姿勢の安定しにくい包装体複数から好適なクリアランスをとって箱詰め姿勢を形成し安定的に製函装置側へ押し出し供給することができる。

包装体、とは、本願では、ピロー包装体、バンド包装体、シュリンクフィルム包装体その他の姿勢の安定しないもしくは姿勢の安定しにくい包装体、または、高さが一定ではない包装体をいう。ピロー包装体の場合は、請求項にいう、側面、とは、耳のない側面であることが好ましい。また、バンド包装体やシュリンクフィルム包装体は、場合により必ずしも面が形成されないが、底面でない、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。

箱詰め、とは、必ずしも直方体状の箱に詰めることに限定されず、ピロー包装体等を姿勢良く収容するのであれば、例えば袋詰めも該当し、特に限定されるものではない。掴持体とは、被掴持物すなわち包装体を姿勢安定性よく移動および配向可能であれば特に限定されず、例えば陰圧により吸着する吸着カップや二本の爪体により外側から挟む態様を挙げることができる。

配向する、とは、例えば、二軸で配向が可能であれば、三軸を有さなくともよいものとする。また、関節部を水平および垂直移動させる、とは、本願では、掴持したピロー包装体等が、他と干渉しないようにする移動をおこなうことを意味し、干渉しないのであれば垂直移動を伴わなくても、関節部を水平および垂直移動させる、に含まれるものとする。

関節部は、例えば、パラレルロボットを挙げることができるが、ｘｙｚの３軸回動等により所定の配向が可能であれば特に限定されない。また、移動部がおこなう関節部の水平および垂直移動には、掴持体の支持棒等が伸長等することも含まれるものとする。

載置台の傾斜は、ピロー包装体等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。本発明では、姿勢の安定しないもしくは姿勢の安定しにくい包装体の不安定性を積極的に利用して、載置台に傾斜を付けることにより安定化を図るものといえる。規制板は所定高さの平板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く、ピロー包装体等の傾きを受け止めて全体の姿勢を安定化させるものであれば規制板に含まれるものとする。なお、規制板は、押し出しの際の姿勢も安定させるべく所定の長さとしたガイドとするのが好ましい。

測定手段において高さを測定する態様は、移送の載置面からの高さそのものを測定しても良いし、適宜基準高さからの増減値を測定してもよい。包装体によっては、上面の複数点の高さを平均したものを測定値としてもよく、最高点を測定値としてもよい。

包装体の厚みとは、載置台に既に載置した包装体のそれぞれの高さの和を意味する。また、当接させて順次登り方向に重ねていく、とは、好適なクリアランスを以て安定的に横倒しの整列載置姿勢が形成されるような載置を意味する。換言すれば、一律の高さとして機械的に重ねる場合では、実際には高さがそれぞれ若干高く、載置に際して、既に載置された包装体群を押し込んでしまい跳ね返りや倒伏が生じることがあり、また、反対に高さがそれぞれ若干低く、既に載置された包装体群へ倒れ込んでしまうこともあるところ、そのいずれもが生じず、適正に載置姿勢が形成される載置態様を意味する。

請求項２に記載の包装体供給装置は、請求項１に記載の包装体供給装置において、ロボット制御部が、包装体を傾斜の登り方向に所定数順次重ねて載置台上に整列載置して第一層を形成し、次いで、底面を規制板側に、側面を載置台側に向けて傾斜の登り方向に所定数順次重ねて第一層上に整列載置して第二層を形成し、同様の層形成を繰り返して所定層形成し、整列載置に際しては、算出手段により算出された厚みに基づき当該層において既に載置された包装体へ当接させて順次傾斜の登り方向に重ねていくことを特徴とする。

すなわち、請求項２に係る発明は、一台の多関節ロボットのみにより、姿勢の安定しない包装体複数から多層（多階）の箱詰め姿勢を形成することができる。

同様の層形成を繰り返して所定層形成し終わる、とは、一層積みの後に繰り返して積層動作をおこなうことを意義し、三層以上の形成に限定されず、二層形成も含むものとする。使用の態様により、○行○列○段という３次元的な広がりを持たせた箱詰め姿勢を形成させることもできる。

請求項３に記載の包装体供給装置は、請求項１または２に記載の包装体供給装置において、関節部が、更に、包装体の押出用の押出板体を備え、ロボット制御部が、所定数の整列載置後、押出方向上流に回り込んで、整列載置された包装体を押出板体によりまとめて押出方向下流へ向けて押し出して供給する制御を更におこなうことを特徴とする。

すなわち、請求項３に係る発明は、多関節ロボットの駆動により、プッシャ機能も持たせて安定的に製函装置側へ押しだし供給することができ、また、装置構成も簡素化できる。

押出板体は、規制板と同様に、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く、箱詰め姿勢に整列されたピロー包装体等の総ての耳ないし側面（端面）に一様に当接するものであれば押出板体に含まれるものとする。

押出方向下流へ向けて押し出して供給する、とは、製函装置のライン上に待機させている大箱へそのまま押し込む態様であってもよく、また、別途受取コンベアを設け、受取コンベアへ供給する態様であってもよい。なお、受取コンベアを設ける場合は、その後受取コンベアから製函装置のライン上に待機させている大箱へピロー包装体等を押し込む。

請求項４に記載の包装体供給装置は、請求項１、２または３に記載の包装体供給装置において、載置台には押出方向の中途から台面が下流側へ向けて下る傾斜もつけてあり、当該傾斜面上に規制板に略平行であって規制板と共に整列載置された包装体を案内する補助板を設け、整列載置された包装体を型崩れなく高さずれを解消し供給をおこなうことを特徴とする。

すなわち、請求項４に係る発明は、段差をなくして同じ供給高さとし、より安定的に箱詰め姿勢を保持して供給先へピロー包装体等を押出供給できる。

なお、使用の態様により、載置台末端辺より供給先のラインの高さを若干下げて受け取りをおこなうようにしても良い。

請求項５に記載の包装体供給装置は、請求項１、２または３に記載の包装体供給装置において、載置台に押出方向の中途から下流側へ向けて立設され、規制板に略平行であって規制板と共に整列載置された包装体を案内する補助板と、載置台を傾斜状態から水平状態へ傾きを変化させる駆動部と、を設け、整列載置された包装体が押出板体によりまとめて押出方向下流へ向けて押しだされ補助板に包装体が差し掛かった後に、駆動部が載置台を水平状態にすることを特徴とする。

すなわち、請求項５に係る発明は、供給高さを同じとし、より安定的に箱詰め姿勢を保持して供給先へピロー包装体等を押出供給できる。

駆動部は特に限定されないが、例えば、規制板直下を支軸として整列台を軸回動させる機構を挙げることができる。なお、押出供給後は、再び傾斜姿勢に戻して次の包装体を載置させていくようにする。

請求項６に記載の包装体供給装置は、請求項１、２または３に記載の包装体供給装置において、載置台に押出方向の中途から下流側へ向けて立設され、規制板に略平行であって規制板と共に整列載置された包装体を案内する補助板と、補助板より押出方向上流に位置し、載置台に倒伏した状態から起立して整列載置された包装体を横支えして補助板へ導く起立板と、載置台を傾斜状態から水平状態へ傾きを変化させる駆動部と、を設け、包装体が所定数順次重ねて載置台上に整列載置された後に、駆動部が載置台を水平状態にすることを特徴とする。

すなわち、請求項６に係る発明は、段差をなくして同じ供給高さとし、より安定的に箱詰め姿勢を保持して供給先へピロー包装体等を押出供給できる。また、早期に水平姿勢をとることができるので、供給速度を上げることも可能となる。

起立板は補助板の立設延長線上を支軸としたフラップとすることができる。起立板と補助板とは必ずしも近接している必要はないが、包装体の長辺より短い間隔として円滑な受け渡しが実現されるようにするのが好ましい。なお、押出供給後は、再び起立板を倒伏状態に戻して、多関節ロボットとの間で干渉が生じないようにする。

なお、上記請求項の構成に加えて、押出方向下流に、間欠駆動し、整列台から押し出される包装体を受け取る受取コンベアを有し、当該受取コンベアが、包装体の整列姿勢を保持する保持体を備え、包装体を更に下流の製函装置へ移送するようにしてもよい。これにより、製函装置との間に受取コンベアを介在させ、安定的な姿勢維持を実現しつつ製函装置の汎用性を高めた箱詰めをおこなうことができる。

ここで、保持体は特に限定されないが、受け取り上流で拡幅した二枚の保持板により構成することもでき、また、バケットにより構成しても良く、製函装置の仕様にあわせた設計とすればよい。なお、製函装置は使用の態様により箱詰め装置と言い換えることができる。製函装置によっては、製函装置の一構成として受取コンベアが設置されている場合もあり、これを利用する態様であっても良い。

また、包装体を順次移送する移送コンベアを有し、多関節ロボットは移送コンベアから包装体を順次掴持するようにしてもよい。これにより、ベルトコンベア（無端コンベア）を用いて円滑なピロー包装体等の供給が可能となる。ここで、掴持体よるピロー包装体等の掴持は、適宜センサを用いて位置検出をおこなうようにする例を挙げることができる。なお、吸着して掴む場合はピロー包装体の合わせ目その他の吸着性を妨げる部位を避けて吸着するようにすれば、吸着の確実性および姿勢安定性が高まる。

本発明の包装体供給装置によれば、姿勢の安定しないピロー包装体その他の包装体を、自身の機構の大型化や製函装置の特殊化を招来することなく、製函装置へ、複数段積みした横倒しの状態かつクリアランスを好適にとった状態で、まとめて安定的に供給する包装体供給装置を提供することができる。より具体的には、本発明の包装体供給装置（請求項１）は、一台の多関節ロボットのみにより、載置向きによっては姿勢の安定しないまたは姿勢の安定しにくい包装体複数から好適なクリアランスをとって箱詰め姿勢を形成し安定的に製函装置側へ押し出し供給することができる。また、本発明の包装体供給装置（請求項２）は、一台の多関節ロボットのみにより、姿勢の安定しない包装体複数から多層（多階）の箱詰め姿勢を形成することができる。また、本発明の包装体供給装置（請求項３）は、多関節ロボットの駆動により、プッシャ機能も持たせて安定的に製函装置側へ押しだし供給することができ、また、装置構成も簡素化できる。また、本発明の包装体供給装置（請求項４）は、段差をなくして同じ供給高さとし、より安定的に箱詰め姿勢を保持して供給先へピロー包装体等を押出供給できる。また、本発明の包装体供給装置（請求項５）は、供給高さを同じとし、より安定的に箱詰め姿勢を保持して供給先へピロー包装体等を押出供給できる。また、本発明の包装体供給装置（請求項６）は、更に早期に水平姿勢をとることができるので、供給速度を上げることも可能となる。

本発明の包装体供給装置を含んだ箱詰ラインの概要説明平面図である。 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。 多関節ロボットの駆動制御を中心とした包装体供給装置のブロック図である。 整列台の他の構成例および動作の概念を示した図である。 整列台の他の構成例および動作の概念を示した図である。

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、ピロー包装体を例に挙げて説明する。図１は、本発明の包装体供給装置を含んだ箱詰ラインの概要説明平面図である。あわせて、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１０１と、多関節ロボット１０２と、整列台１０３と、受取コンベア１０４とにより構成される。

移送コンベア１０１は、一定速度でピロー包装体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移送コンベア１０１に載置され、移送コンベア１０１上の長ガイド１１１と、短ガイド１１２により移送に従って姿勢が矯正される。短ガイド１１２は、長ガイド１１１との幅が広くなるように受け入れ側が曲げられており、ピロー包装体３００の導入が円滑なものとなるようにしている。

また、長ガイド１１１と短ガイド１１２の下流端部近傍にはセンサ１１３が設けられており、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とともにピロー包装体３００個々の高さを測定するようにしている。

多関節ロボット１０２は、移送コンベア１０１から順次移送されてくるピロー包装体３００を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。具体的には、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、移送コンベア１０１上のピロー包装体３００を陰圧により吸着する。このとき、後述の駆動制御部５０５によりセンサ１１３からの位置情報および高さ情報を取得し、ピロー包装体３００の合わせ目を避け、上面から吸着する。ピロー包装体３００の袋は上述のようにアルミ蒸着プラスチックフィルム製であって、内包される空気量等により必ずしも高さが一定しないが、センサ１１３により好適な吸着高さが決定され、二つの吸着カップ１２１により、ピロー包装体３００の長手方向の上面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を所定の姿勢に配向する。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軸を移送コンベア１０１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、移送コンベア１０１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。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、後述の駆動制御部５０５により、ピロー包装体３００が例えば、長ガイド１１１や短ガイド１１２等と干渉しないように昇降・移動させる。

ピロー包装体３００の整列台１０３上への載置に際しても、既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軸方向への当接ないし押し当てをおこなうように駆動する。特に、当接ないし押し当てに関しては、ピロー包装体３００の高さがそれぞれ一定しないので、包装体供給装置１００は、載置の際に好適にクリアランスをとるべく駆動制御をおこなう。図５は、多関節ロボットの駆動制御を中心とした包装体供給装置１００のブロック図である。

包装体供給装置１００は、駆動制御に関して、高さ測定部５０１と、記憶部５０２と、算出部５０３と、駆動制御部５０５と、傾斜情報格納部５０４と、ロボット駆動部５０６と、を有する。なお、高さ測定部５０１は、ハードウエアとしてはセンサ１１３でありこれを機能的に表現した構成部であり、また、ロボット駆動部５０６は、ハードウエアとしては吸着カップ１２１，関節部１２２，移動部１２３，押出板１２４を総称するものであり、これらを駆動観点から機能的に表現した構成部である。

高さ測定部５０１は、移送コンベア１０１上で順次移送されてくるピロー包装体３００の高さを測定する。この測定により、吸着および載置の好適化が図れる。

記憶部５０２は、高さ測定部５０１により測定された各ピロー包装体３００の高さを記憶する。算出部５０３は、記憶部５０２により記憶された包装体の高さに基づいて、整列台１０３上に載置されたピロー包装体３００の高さの合計値を算出する。これにより、次に横付けするピロー包装体３００の載置位置を決定可能となる。

傾斜情報格納部５０４は、傾斜している整列台１０３の傾斜情報を格納する。具体的には、図１で示した整列台１０３のＸ軸方向の位置に応じたＺ軸方向の載置面の高さを対応づけて格納している。

駆動制御部５０５は、ロボット駆動部５０６の駆動制御をおこなう。具体的には、吸着、配向、載置、および、後述の押しだし制御をおこなう。吸着に関しては、移送コンベア１０１からピロー包装体３００を吸着する際に移動部１２３の高さを調整する。このとき、記憶部５０２に記憶された高さ情報を用いる。また、配向に関しては、関節部１２２および移動部１２３を制御して、ピロー包装体３００を、その底面を規制板１３２側に、側面を載置台１３１側に向け、整列台１０３の傾斜に沿うように配向制御する。載置に関しては、傾斜情報格納部５０４の傾斜情報と算出部５０３により算出された厚み情報に基づき、吸着しているピロー包装体３００を、既に載置されているピロー包装体３００群へ当接させるようにクリアランスをとり載置する。押出については後述する。

ピロー包装体３００の載置位置は毎回異なり、かつ、個々の高さが必ずしも一定せず、載置に際しては反発や倒れ込みが生じやすいところ、駆動制御部５０５等により、押し出しに好適な安定的な整列姿勢を形成可能となる。

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所定数のピロー包装体３００を、駆動制御部５０５が制御して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を移送コンベア１０１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。

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から構成され、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。また、ピロー包装体３００が内包する空気量等により、それぞれ少しずつ高さが異なる点は、高さを個々測定することにより、載置位置を調整し、整列姿勢の安定化を図っている。

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は以上の構成であるので、一台の多関節ロボットのみにより、姿勢の安定しないピロー包装体を横にして重ね、ピロー包装体の高さをそれぞれ測定することにより安定的な箱詰め姿勢を形成し、プッシャ機能も持たせて円滑かつ安定的に製函装置へ押し出し供給することができる。これにより、汎用の製函装置を用いての箱詰めが可能となる。

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。上記の例では、初期姿勢で吸着カップ１２１が鉛直下向きに、押出板１２４が多関節ロボット１０２の側面にある態様を示したが、これに限定されず、吸着カップ１２１を多関節ロボット１０２の側面に、押出板を１２４を吸着ロボットの底面に取り付けた態様とすることもできる。また、これらを多関節ロボット１０２の側面に背向いに取り付けることもできる。これらは、アタッチメント等を介在させ、適宜組み換え可能にすれば、より適用範囲を広げることができる。アタッチメント等により組み換え可能とするときは、多関節ロボット１０２を３軸以上の軸構成とするようにしても良い。また、押出板１２４は、主面１３１ｍの傾斜に沿って、多関節ロボット１０２に斜めに取り付けることもできる。

また、整列台１０３を稼働させる態様を採用することもできる。図６は、整列台の他の構成例を示した図である。整列台１０３’は、平板である載置台１３１’と、二枚の規制板１３２’
（１３２ｍ’：受けガイド、１３２ｓ’：保持ガイド）と、アクチュエータ１３３とにより構成される。また、載置台１３１’は、受けガイド１３２ｍの直下に回動軸１３４を有し、保持ガイド１３２ｓ’近傍裏面にはアクチュエータ１３３が設けられ、下支えの長さを可変としている。アクチュエータ１３３の伸長により、載置台１３１’面を斜めとしたり水平としたりすることができる。

この構成を採用することにより、押出板１２４による押し出し動作において、ピロー包装体３００が受けガイド１３２’に差し掛かったとき（またはその後ある程度押し込まれたとき）に、アクチュエータ１３３により載置台１３１’を水平状態にして、受取コンベア１０４へ段差なく円滑に送り出すことが可能となる。

また、図７に示したように、載置台１３１’上に起立可能なフラップ１３５を設けることもできる。多関節ロボット１０２による最後のピロー包装体３００の載置後（押し出しに際しての回り込みの際）、フラップ１３５を起立させてピロー包装体３００を横支えし、アクチュエータ１３３により載置台１３１’を水平状態にする。この機構では、図５の例より速やかに水平状態にすることができるので、受取コンベア１０４への供給効率を上げることができる。

この他、例えば、箱詰め姿勢が形成されたあと、保持ガイド１３２ｓを幅寄せしてピロー包装体３００に当接させるようにして姿勢安定性を高めても良い。このとき、載置台１３１にＸ軸方向に延伸する二本の孔を設け、保持ガイド１３２ｓを二本の支持棒として形成して、孔の下からＸ軸方向にスライドさせるようにしてピロー包装体３００を保持するようにしてもよい。

また、受取コンベア１０４は、整列台１０３より若干下げて、受け取り性を向上させるようにしても良い。同様に、製函装置２００のコンベアの高さを、受取コンベア１０４より若干下げるようにしても良い。また、受取コンベア１０４は二枚の保持ガイド１４２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１２１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、他の構成部と干渉しないように駆動することはいうまでもない。

本発明は、ピロー包装体に関しては、封入物がＰＴＰシートに限定されず利用することができる。例えば、扁平な円筒形の入浴剤を個別包装したピロー包装体でもよく、また、スナック菓子等の菓子袋を箱詰めするラインに導入することもできる。また、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。高さの一定しない包装体であっても、高さを測定するため、クリアランスを考慮し、適正な押し出し用の整列姿勢を形成できる。

１００ 包装体供給装置
１０１ 移送コンベア
１０２ 多関節ロボット
１０３ 整列台
１０４ 受取コンベア
１１１ 長ガイド
１１２ 短ガイド
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：受けガイド、１３２ｓ：保持ガイド）
１３３ アクチュエータ
１３４ 回動軸
１３５ フラップ
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
５０１ 高さ測定部
５０２ 記憶部
５０３ 算出部
５０４ 傾斜情報格納部
５０５ 駆動制御部
５０６ ロボット駆動部

Claims (6)

1. 多関節ロボットおよび整列台を含み、順次移送されてくる包装体を箱詰めに際して整列させ供給する包装体供給装置であって、
   多関節ロボットは、包装体を掴み持つ掴持体と、掴持体を複数の回動軸により所定姿勢に配向する関節部と、順次移送されてくる包装体の上空から整列台上空にわたり関節部を水平および垂直移動させる移動部と、を有し、
   整列台は、包装体を載置する傾斜のついた載置台と、載置台の傾斜を受ける位置に箱詰めのための押出方向に沿って立設された規制板と、を有し、
   更に、
   順次移送されてくる包装体の高さをそれぞれ測定する測定手段と、
   測定手段により測定された包装体の高さを記憶する記憶手段と、
   記憶手段により記憶された包装体の高さに基づいて既に載置台に整列載置されている包装体の厚みを算出する算出手段と、
   多関節ロボットを制御して、順次移送されてくる包装体を掴持し、底面を規制板側に、側面を載置台側に向けて傾斜の登り方向に所定数順次重ねて載置台上に整列載置し、整列載置に際しては、算出手段により算出された厚みに基づき既に載置された包装体へ当接させて順次傾斜の登り方向に重ねていくロボット制御部と、
   を具備したことを特徴とする包装体供給装置。
2. ロボット制御部は、包装体を傾斜の登り方向に所定数順次重ねて載置台上に整列載置して第一層を形成し、次いで、底面を規制板側に、側面を載置台側に向けて傾斜の登り方向に所定数順次重ねて第一層上に整列載置して第二層を形成し、同様の層形成を繰り返して所定層形成し、整列載置に際しては、算出手段により算出された厚みに基づき当該層において既に載置された包装体へ当接させて順次傾斜の登り方向に重ねていくことを特徴とする請求項１に記載の包装体供給装置。
3. 関節部は、更に、包装体の押出用の押出板体を備え、
   ロボット制御部は、所定数の整列載置後、押出方向上流に回り込んで、整列載置された包装体を押出板体によりまとめて押出方向下流へ向けて押し出して供給する制御を更におこなうことを特徴とする請求項１または２に記載の包装体供給装置。
4. 載置台には押出方向の中途から台面が下流側へ向けて下る傾斜もつけてあり、当該傾斜面上に規制板に略平行であって規制板と共に整列載置された包装体を案内する補助板を設け、
   整列載置された包装体を型崩れなく高さずれを解消し供給をおこなうことを特徴とする請求項１、２または３に記載の包装体供給装置。
5. 載置台に押出方向の中途から下流側へ向けて立設され、規制板に略平行であって規制板と共に整列載置された包装体を案内する補助板と、
   載置台を傾斜状態から水平状態へ傾きを変化させる駆動部と、
   を設け、
   整列載置された包装体が押出板体によりまとめて押出方向下流へ向けて押しだされ補助板に包装体が差し掛かった後に、駆動部が載置台を水平状態にすることを特徴とする請求項１、または３に記載の包装体供給装置。
6. 載置台に押出方向の中途から下流側へ向けて立設され、規制板に略平行であって規制板と共に整列載置された包装体を案内する補助板と、
   補助板より押出方向上流に位置し、載置台に倒伏した状態から起立して整列載置された包装体を横支えして補助板へ導く起立板と、
   載置台を傾斜状態から水平状態へ傾きを変化させる駆動部と、
   を設け、
   包装体が所定数順次重ねて載置台上に整列載置された後に、駆動部が載置台を水平状態にすることを特徴とする請求項１、２または３に記載の包装体供給装置。
   
   

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