JP2016055875A - カートン起函搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カートンの起函から搬送装置への受け渡しをカートンの起函方向に関わらず１つの装置で兼用できるようにする。【解決手段】ストッカ１１に積層されて収容されるシート状に折り畳まれたカートンＣを、カートン取出装置１２のアーム１２Ａ先端に設けられた吸着ヘッド１２Ｈａで吸着・保持し、１枚ずつストッカ１１から取り出す。折り畳まれたカートンＣを吸着ヘッド１３Ｈａ、１３Ｈｂを備えるカートン起函装置１３に受け渡す。カートン起函装置１３を搬送コンベヤ１４に向けて下降（矢印Ａ１）させながら、カートンＣを起函させる。カートンＣを搬送コンベヤ１４の搬送面に載置した後、カートン起函装置１３のベース部材１３Ｂを搬送方向に沿って移動可能とする（矢印Ａ２）。【選択図】図１

Description

本発明は、シート状に折り畳まれたカートンを起函した後、搬送コンベヤで搬送するカートン起函搬送装置に関する。

カートン起函搬送装置では、偏平に折り畳まれたカートンをストッカから１枚ずつ取り出し、前方面（搬送方向下流側に位置する側面）および後方面（搬送方向上流側に位置する側面）を起立させ、底面および天面が相互に離隔した角筒状の成形状態にして搬送コンベヤに受け渡す。また、カートンの起函方向には、カートンの天面が前方面に重なる状態から、前方面を起立させて起函する「順起こし」と、逆に、カートンの天面が後方面に重なる状態から、後方面を起立させて起函する「逆起こし」がある。

例えば、特許文献１のカートン開口搬送装置には、吸着ヘッドを用いてカートンストック部から折り畳まれたカートンを１枚ずつ取り出し、カートンの下流側の折り返し縁を固定壁に衝突させるとともに、吸着ヘッドで保持された面とは反対側の面を補助吸着ヘッドで吸着して、順起こし方向にカートンを起函しながらカートンを搬送コンベヤ上に受け渡す構成が開示されている。

また、特許文献２には、カートンの前方面と底面が重ねられ折り畳まれた前縁を搬送コンベヤに設けられた爪に当接させ、搬送コンベヤによる搬送中にカートンの後縁側を起立させ、逆起こし方向にカートンを起函し、成形状態のカートンの前方面、後方面を爪で支持する構成が開示されている。

更に、特許文献３には、カートンを連続的に処理することを目的として、カートンの底面を吸着保持した下側吸着部材を成形開始位置から搬送コンベヤへの受け渡し位置まで移動させるのに同期して、上側吸着部材を成形開始位置から受渡位置まで移動させるカートン成形装置が開示されている。

特許第３８３４５５５号公報 特許第５０６４３０４号公報 特許第５４３４０８０号公報

しかし、カートンの起函方向はカートンのデザインで決まるため、上記特許文献１〜３のカートン開口搬送装置では、カートンの起函方向は機種によって固定される。そのため従来のカートン開口搬送装置では、デフォルトの起函方向と逆方向のカートンを起函しようとする場合、機械の勝手を反対にしなければいけない。

本発明の目的は、カートンの起函から搬送装置への受け渡しをカートンの起函方向に関わらず１つの装置で兼用できるようにすることである。

本発明のカートン起函搬送装置は、シート状に折り畳まれたカートンを収容するストッカからカートンを吸着して１枚ずつ取り出す取り出し手段と、取り出し手段により吸着されたカートンに対向して下面側から接近して吸着し、カートンを開口させる開口手段と、開口手段により開口されたカートンを搬送する搬送コンベヤとを備えたカートン起函搬送装置において、開口手段が、搬送コンベヤの搬送面上に開口されたカートンを移動させた後、搬送コンベヤの搬送に追従して搬送コンベヤの搬送方向下流の第１受渡位置までカートンを移動可能であることを特徴としている。

開口手段は、カートンの後方面を起立させ支持する支持手段を備えることが好ましい。

またカートン起函搬送装置は、開口手段が、取り出し手段からカートンを受け取り、カートンを逆起こしして搬送コンベヤの搬送面上に移動し、その後搬送コンベヤの搬送方向に沿って第１受渡位置までカートンを移動する第１運転モードと、開口手段が、取り出し手段からカートンを受け取り、カートンを順起こしして搬送コンベヤの搬送面上の第２受渡位置までカートンを移動する第２運転モードとを選択可能に制御する制御手段を更に備えることが好ましい。

本発明によれば、カートンの起函から搬送装置への受け渡しをカートンの起函方向に関わらず１つの装置で兼用できる。

本発明の一実施形態であるカートン起函搬送装置の要部を示す部分的な側面図である。 本実施形態のカートン起函搬送装置を用いた逆起こし起函動作について説明する図である。 本実施形態のカートン起函搬送装置を用いた順起こし起函動作について説明する図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態であるカートン起函搬送装置の要部を示す部分的な側面図である。

本実施形態のカートン起函搬送装置１０は、シート状に折り畳まれたカートンＣを積層して収容するストッカ１１からカートンＣを１枚ずつ取り出すカートン取出装置（取り出し手段）１２と、カートン取出装置１２からカートンＣを受け取り、カートンＣを起函しながら移送するカートン起函装置（開口手段）１３と、カートン起函装置１３からカートンを受け取り、搬送する搬送コンベヤ１４とから主に構成される。

カートン取出装置１２は、アーム１２Ａと、アーム１２Ａの両端に設けられる吸着ヘッド１２Ｈａ、１２Ｈｂを備える。アーム１２Ａは、ターンテーブル１２Ｔと図示しない遊星機構を用いて駆動され、径方向に進退しながら図１において時計回りに回転される。このとき、吸着ヘッド１２Ｈａ、１２Ｈｂは、軌跡Ｔに沿って移動する。図１の位相では、吸着ヘッド１２Ｈａはストッカ１１に向けて繰り出され、吸着ヘッド１２Ｈａはストッカ１１に収容されるカートンＣの一方の面に押し当てられる。この状態で吸着ヘッド１２Ｈａの吸引が開始され、カートンＣが１枚吸着ヘッド１２Ｈａに吸着される。吸着ヘッド１２Ｈａは、吸着したカートンＣを１枚ストッカ１１から取り出し、カートンＣを吸着・保持したまま軌跡Ｔに沿って移動され、吸着ヘッド１２Ｈａが略鉛直下向きに向けられ径方向に繰り出されると、吸着ヘッド１２Ｈａに保持されるカートンＣは、折り畳まれた状態を維持したまま破線で示されるように略水平に保持される。すなわち、シート状のカートンＣは、天面を吸着・保持された状態で略水平に支持される。

カートン起函装置１３は、カートンＣの全長（紙面垂直方向の寸法）よりも幅の狭いベース部材１３Ｂを備える。ベース部材１３Ｂは、ロボット１５のロボットアーム１５Ａの先端に回動可能に保持される。ロボットアーム１５Ａの先端は、水平方向（Ｘ軸方向）および垂直方向（Ｙ軸方向）に移動可能であり、その際、ベース部材１３Ｂは、その水平姿勢を維持するようにロボットアーム１５Ａの先端に対し相対的に回転される。

ベース部材１３Ｂは、その上面に吸着ヘッド１３Ｈａ、１３Ｈｂ、および起函用部材（支持手段）１３Ｓを備える。吸着ヘッド１３Ｈａ、１３Ｈｂは、カートン取出装置１２により水平に保持されるカートンＣ（破線）の底面に下面側から当て付けられ、カートンＣの底面を吸着する。すなわち、この状態でカートン取出装置１２の吸着ヘッド１２Ｈａの吸引を停止すると、カートンＣは、カートン起函装置１３の吸着ヘッド１３Ｈａ、１３Ｈｂのみにより略水平に保持され、カートン取出装置１２からカートン起函装置１３へと受け渡される。なお、このときのベース部材１３Ｂの位置は、図１において破線で示される（以下開口開始位置と呼ぶ）。

カートン起函装置１３は、破線で示される開口開始位置から、ロボットアーム１５Ａにより、Ｘ軸方向に僅かに移動しながら、吸着ヘッド１３Ｈａ、１３Ｈｂが吸着するカートンＣの底面が、搬送コンベヤ１４の搬送面高さに一致するまで斜めに下降する（矢印Ａ１）。この間にカートンＣは、例えば破線Ｃ１、Ｃ２で示されるように起函され、角筒状に開口された成形状態Ｃ２が、カートン起函装置１３により保持される。なお、図１には逆起こしを行う場合の起函状態が示され、その詳細については後述する。

搬送コンベヤ１４は、例えばカートンＣの全長（紙面垂直方向の長さ）よりも狭い間隔で並列に配置される左右一対のコンベヤベルトから構成され（手前側のコンベヤベルトは不図示）、両コンベヤベルトは同期して並走される。ベース部材１３Ｂの幅は両コンベヤベルト同士の間隔よりも狭く、矢印Ａ１の移動により両コンベヤベルトの間に移動される。これにより、カートンＣは両コンベヤベルトの搬送面に跨って載置される。なお、カートン起函装置１３は、逆起こし起函動作を行う際、搬送コンベヤ１４の搬送方向（Ｘ軸方向）に沿って、搬送コンベヤ１４の搬送速度Ｖに合わせて図１の実線で示される第1受渡位置まで移動可能である（矢印Ａ２）。

また、本実施形態のカートン搬送機構は、搬送コンベヤ１４に沿ってその上方に配置される上部コンベヤ１６を備える。上部コンベヤ１６は、搬送コンベヤ１４の搬送面からカートンＣの高さ分だけ高い位置に配置され、その上流端は第1受渡位置の上方に位置する。すなわち、第１受渡位置よりも上流側の搬送コンベヤ１４の上方には上部コンベヤ１６は無く、カートン起函装置１３は、この位置においてカートンＣ２を搬送コンベヤ１４の搬送面上に載置する。

上部コンベヤ１６は、ベルト面で成形状態のカートンＣの天面側を支持するもので、ベルト面には起函されたカートンＣの倒壊を防止するため、カートンＣの前後方面を支持する爪１６Ｎが、カートンＣの寸法に合わせて搬送面に沿って所定の間隔で設けられる。一方、搬送コンベヤ１４の搬送面には、カートンＣの前方面（図左側）または後方面（図右側）の一方のみを支持する爪１４ＮがカートンＣの寸法に合わせて所定間隔で設けられる。搬送コンベヤ１４と上部コンベヤ１６は同期して駆動され、後述するように、逆起こし、順起こしに応じてその相対的な位相が変更される。

また、ベース部材１３Ｂに設けられた起函用部材１３Ｓは例えば板状の部材であり、図１に示される逆起こし起函動作において使用され、後述する順起し起函動作では使用されない。起函用部材１３Ｓは、その一片がベース部材１３Ｂの上面に軸支され、図面左側に倒された水平状態から直立状態までの略９０°の範囲で回動可能である。この回動動作は、ロボットアーム１５Ａの先端に設けられたカム１５Ｃの回動動作により制御され、カム１５Ｃからの動力はベース部材１３Ｂに設けられたカムフォロア１３Ｃを介して起函用部材１３Ｓに伝達される。なお、カートン取出装置１２、カートン起函装置１３、搬送コンベヤ１４、ロボット１５、上部コンベヤ１６の駆動は、制御部１７により制御される。

次に図２（ａ）〜図２（ｄ）を参照して、本実施形態のカートン起函搬送装置１０を用いた逆起こし起函動作について説明する。なお、図２（ａ）〜図２（ｄ）には、起函動作中のカートン起函装置１３の様子が開口開始位置から第1受渡位置まで時系列で示される。

図２（ａ）は、カートン取出装置１２から折り畳まれたカートンＣを受け取った直後のカートン起函装置１３の配置、すなわち開口開始位置にあるカートン起函装置１３と搬送コンベヤ１４の配置を示す図である。逆起こしにおいては、カートンＣは、搬送方向上流側に配置される後方面Ｃｃの上に天面Ｃｂが重なる形で折り畳まれている。開口開始位置において、カートンＣの底面Ｃｄは、吸着ヘッド１３Ｈａ、１３Ｈｂにより略水平に保持される。後方面Ｃｃの下には、略水平に倒された起函用部材１３Ｓが位置する。

次に、図２（ｂ）に示されるように、カートン起函装置１３は、ベース部材１３Ｂの水平を維持しながら、斜め下方へ（矢印Ａ１）移動される。これと略同時にロボットアーム１５Ａの先端に設けられたカム１５Ｃが回動され、起函用部材１３Ｓにより後方面Ｃｃが起こされ、カートンＣの開口が開始される。

図２（ｃ）には、起函用部材１３Ｓが略直立するまで回動された状態、すなわちカートンＣの後方面Ｃｃが、起函用部材１３Ｓにより支えられて略直立し、その角筒状の成形状態が保持された状態が示される。また、起函用部材１３Ｓが略直立し、カートンＣの起函が完了すると略同時に、カートンＣの底面Ｃｄは、搬送コンベヤ１４の搬送面上に載置される。

次に図２（ｄ）に示されるように、ベース部材１３Ｂは、ロボットアーム１５Ａにより搬送コンベヤ１４の搬送方向に向けて水平に移動され（矢印Ａ２）、カートンＣの前方面Ｃａの下辺が搬送コンベヤ１４の爪１４Ｎに当て付けられ、上辺が上部コンベヤ１６の爪１６Ｎに当て付けられる。なお、ここまでの間、搬送コンベヤ１４および上部コンベヤ１６は停止されており、カートンＣが爪１６Ｎに当て付けられると、その駆動が開始される。そして、ベース部材１３Ｂは、搬送コンベヤ１４と上部コンベヤ１６による成形カートンＣの搬送速度に合わせて下流側へ移動し、カートンＣが図２（ｄ）の第1受渡位置に達して上部コンベヤ１６の次の爪１６Ｎにより後方面Ｃｃの上辺が支持される。なお、第１受渡位置に達するまでの間、カートンＣの後方面Ｃｃは起函用部材１３Ｓにより後ろに倒れないように支持される。

図２（ｄ）のカートンＣが第1受渡位置に達すると、カートンＣは、搬送コンベヤ１４、上部コンベヤ１６の爪１４Ｎ、１６Ｎのみでその成形状態が維持されるので、カートン起函装置１３の吸着ヘッド１３Ｈａ、１３Ｈｂによる吸引は停止され、カートン起函装置１３のベース部材１３Ｂは、上述とは逆の経路を辿って図２（ａ）の開口開始位置まで戻され、ストッカ１１に蓄えられた次のカートンＣに対し同様の処理が繰り返される。なお、次のカートンＣは吸着ヘッド１２Ｈａとは反対側の吸着ヘッド１２Ｈｂを用いてストッカ１１から取り出される。また、搬送コンベヤ１４および上部コンベヤ１６は、次のカートンＣが搬送コンベヤ１４に載置されるまでその動きを停止する。

次に、図３を参照して、本実施形態のカートン起函搬送装置１０を用いた順起こし起函動作について説明する。なお、図３は、逆起こし起函動作を示す図１に対応するが、ロボット１５やロボットアーム１５Ａなどは省略されている。

順起し起函動作では、シート状に折り畳まれたカートンＣは、搬送方向下流側に配置される前方面Ｃａの上に天面Ｃｂが重なる形で折り畳まれている。ロボットアーム１５Ａは、ベース部材１３Ｂを破線で示される開口開始位置から矢印Ａ３方向に直線的に移動し、カートンＣを搬送コンベヤ１４上に載置する。このとき、ベース部材１３Ｂは、逆起こし起函動作における矢印Ａ１（図１）の移動よりも搬送方向に下流側へ移動し、途中、前方に延出された前方面Ｃａが円弧状の固定部１８に接触してカートンＣが起函され（図３破線Ｃ１）、搬送面に到着すると同時に、前方面Ｃａは、上部コンベヤ１６の上流側プーリ直下の爪１６Ｎにその上辺が当接して支持される。また、このとき同時に後方面Ｃｃが搬送コンベヤ１４の爪１４Ｎに当接する。すなわち、順起し起函動作では、図３において実線で示されるカートンＣの位置が搬送コンベヤ１４上の第２受渡位置となり、カートン起函装置１３は矢印Ａ３で示される直線的な動作のみで、カートンＣを第２受渡位置へと移動する。

これにより、角筒状に成形されたカートンＣは、爪１６Ｎにより前側に倒れることが防止されるとともにカートンＣが後へずれることも防止される。すなわち、カートンＣは成形状態を維持したまま搬送コンベヤ１４および上部コンベヤ１６の間に挟まれて搬送される。カートン起函装置１３は、カートンＣの底面Ｃｄが搬送面に当接すると直ちに吸着ヘッド１３Ｈａ、１３Ｈｂの吸引を停止し、ベース部材１３Ｂは、開口開始位置へと戻される。そして、ストッカ１１に収容されている次のカートンＣに対して同様の処理が繰り返される。なお、搬送コンベヤ１４および上部コンベヤ１６は、次のカートンＣが搬送コンベヤ１４に載置されるまでその動きを停止する。

また、本実施形態において、カートンＣの前方面Ｃａに接触して起函を行う固定部は、例えば、前方面Ｃａの上辺を上部コンベヤ１６の上流端のプーリに沿ってプーリ下の爪１６Ｎに導く円弧状の部材からなる。

以上のように、本実施形態のカートン起函搬送装置によれば、搬送コンベヤと上部コンベヤの位相を調整するとともに、カートン起函装置（ベース部材）の動きを変更するだけで、起函方向の異なるカートンに対応することができ、カートンの起函から搬送装置への受け渡しをカートンの起函方向に関わらず１つの装置で行うことができる。

すなわち、順起しでは、搬送コンベヤの爪を上部コンベヤの後方面用の爪の位置に合わせるとともに、カートン起函装置に保持されるカートンを固定部との接触で起函して、その前方面を前方面用の爪に直接当接するように移動する。これに対して、逆起こしでは、搬送コンベヤの爪を上部コンベヤの前方面用の爪の位置に合わせるとともに、カートン起函装置に設けられた起函用部材でカートンを起函し、起函されたカートンを搬送コンベヤのやや上流側に載置した後、カートン起函装置を搬送方向に第１受渡位置まで移動する。

なお、本実施形態において、吸着ヘッドの数は例えば４個であるが、吸着ヘッド数はこれに限定されるものではない。また、本実施形態では、起函用部材に回動する板部材を用いたが、例えばシリンダなどのアクチュエータを別途設けて、カートンの後方面を支持するようにしても良い。

１０ カートン起函搬送装置
１１ ストッカ
１２ カートン取出装置（取り出し手段）
１２Ｈａ、１２Ｈｂ 吸着ヘッド
１２Ｔ ターンテーブル
１２Ａ アーム
１３ カートン起函装置（開口手段）
１３Ｂ ベース部材
１３Ｈａ、１３Ｈｂ 吸着ヘッド
１３Ｓ 起函用部材（支持手段）
１４ 搬送コンベヤ
１４Ｎ 爪
１５ ロボット
１５Ａ ロボットアーム
１６ 上部コンベヤ
１６Ｎ 爪
１７ 制御部
１８ 固定部
Ｃ カートン
Ｃａ 前方面
Ｃｂ 天面
Ｃｃ 後方面
Ｃｄ 底面
Ｔ 軌跡

Claims (3)

1. シート状に折り畳まれたカートンを収容するストッカからカートンを吸着して１枚ずつ取り出す取り出し手段と、
   前記取り出し手段により吸着されたカートンに対向して下面側から接近して吸着し、カートンを開口させる開口手段と、
   前記開口手段により開口されたカートンを搬送する搬送コンベヤとを備えたカートン起函搬送装置において、
   前記開口手段は、前記搬送コンベヤの搬送面上に開口されたカートンを移動させた後、前記搬送コンベヤの搬送に追従して前記搬送コンベヤの搬送方向下流の第1受渡位置までカートンを移動可能である
   ことを特徴とするカートン起函搬送装置。
2. 前記開口手段は、カートンの後方面を起立させ支持する支持手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のカートン起函搬送装置。
3. 前記開口手段が、前記取り出し手段からカートンを受け取り、カートンを逆起こしして前記搬送コンベヤの搬送面上に移動し、その後前記搬送コンベヤの搬送方向に沿って前記第１受渡位置までカートンを移動する第１運転モードと、前記開口手段が、前記取り出し手段からカートンを受け取り、カートンを順起こしして前記搬送コンベヤの搬送面上の第２受渡位置までカートンを移動する第２運転モードとを選択可能に制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項２の何れか一項に記載のカートン起函搬送装置。

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