JP2017197234A - 袋供給方法および袋供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】袋を安定して吸着して精度良く搬送できる袋供給方法および袋供給装置を提供する。
【解決手段】積載された複数の袋のうちの最上位の袋を持ち上げて移動させる袋供給方法が、最上位の袋の、積載方向において最も高い位置にある部分を吸着ヘッド２４によって吸着して持ち上げることを含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、袋供給方法および袋供給装置に関する。

従来、積載された袋を１枚ずつ供給する方法としては、積載された袋のうちの最上位の袋を吸着部材によって吸着して搬送する方法がある。特許文献１に記載の方法では、水平姿勢で積載された袋を第１吸着部材で吸着して持ち上げ、挟持部材で挟持してから第１吸着部材の吸着を止め、挟持部材を揺動させて袋を略垂直姿勢に変更する。垂直姿勢になった袋の前面を第２吸着部材で吸着してから、挟持部材による挟持を解除し、第２吸着部材を移動させて袋を水平姿勢に変更しながら移送する。この方法によると、静電気等によって最上位の袋に下位の袋が付着したまま持ち上げられたとしても、垂直姿勢で挟持部材による挟持を解除した時点で、第２の吸着部材に接していない下位の袋が落下する。従って、複数の袋を一緒に供給してしまう重送が防げる。

特開２００９−２３４１３２号公報

積載された複数の袋のうちの最上位の袋を吸着する構成において、粘着シール付きの袋のように厚さが異なる部分を有する袋を用いる場合には、積載された袋の数が多いと、各袋の厚い部分が重なり合って累積された厚さの差が大きくなる。従って、最上位の袋の上面において最も高い部分と最も低い部分との差が大きくなり、最上位の袋の上面には、高さの差に応じて段差や傾斜や湾曲が生じる。この段差や傾斜や湾曲が生じた部分を吸着部材によって吸引しても、十分な吸着力で確実に吸着することができない可能性がある。また、吸着部材が最上位の袋の上面の高さが低い部分に対向する位置にあると、吸着部材を最上位の袋の上面に近づける際に、吸着部材の一部が、高さの高い部分に当接するなどの理由で、被吸着部（高さの低い部分）に密着できず、十分な吸着が困難な場合がある。

積載された複数の袋から最上位の袋を供給することを繰り返すと、積載された状態で残る袋の数が少なくなり、最上位の袋の上面、すなわち吸着部材による被吸着部が徐々に低くなっていく。このように、被吸着部の高さが変動することによって、吸着位置にばらつきやずれが生じて搬送の精度が低下し、その後の工程における様々な加工の不具合を引き起こすおそれがある。
また、吸着手段によって吸着して搬送した袋は、袋支持部材上で吸着を解除することにより落下させる。この時、吸着部材から落下した袋は、特に薄く軽い材質からなる場合には、落下位置が不安定で散らばることが懸念される。

本発明の目的は、前述した課題を解決し、袋を安定して吸着して精度良く搬送できる袋供給方法および袋供給装置を提供することである。

本発明の、積載された複数の袋のうちの最上位の袋を持ち上げて移動させる袋供給方法が、最上位の袋の、積載方向において最も高い位置にある部分を吸着ヘッドによって吸着して持ち上げることを含む。

本発明によると、袋を安定して吸着して精度良く搬送することができる。

本発明の袋供給方法によって供給される袋の一例の斜視図および断面図である。 本発明の一実施形態の袋供給装置の斜視図と、位置矯正ステージの傾斜状態と傾斜解除状態を模式的に示す側面図である。 複数の袋が積載された状態を模式的に示す側面図である。 本発明の一実施形態の袋供給方法の各工程を順番に模式的に示す側面図である。 図４に示す袋供給方法のフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
［袋の構成］
図１には、本発明の袋供給方法および袋供給装置によって特に効果的に供給される袋の一例が示されている。図１（ａ）は袋の一例の斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。袋１の一例は、厚さ約４０［μｍ］のポリプロピレン（ＰＰ）製のシートからなる、３辺が閉じられて１辺が開口した長方形状であって、開口部１ａから外側に延長するフラップ部１ｂを有している。袋１の片面の一部には粘着剤が塗布されシール２となっており、このシール２を覆うポリエチレン（ＰＥ）製のセパレータ３が付与されている。シール２は、フラップ部１ｂが折り畳まれた時にフラップ部１ｂと当接する位置に塗布されている。シール２の層厚とセパレータ３の厚さはいずれも約３０［μｍ］である。セパレータ３は、複数の袋１を積載した時に、シール２が他の袋１に貼りつくのを防止するために設けられるものである。袋１を封函する際には、セパレータ３を取り外してからフラップ部１ｂを折り畳んでシール２に当接させて固着させる。このように、図１に示す袋１は、シール２とセパレータ３とからなる封緘用の封止手段を有している。ただし、封緘用の封止手段として、シール２およびセパレータ３の代わりに、封止用のジッパー（図示せず）等を有する構成であってもよい。袋１やシール２やセパレータ３の材質や寸法は前述した例に限定されず、任意に決めることができる。

［袋供給装置の構成］
本発明の袋供給装置は、前述したように封緘用の封止手段を有する構成の袋１の供給に特に適している。本発明の袋供給装置の一例を図２に示している。図２（ａ）は袋供給装置の概略斜視図、図２（ｂ）は位置矯正ステージの一隅部が降下した傾斜状態を示す概略側面図、図２（ｃ）は位置矯正ステージの一隅部が上昇して水平姿勢になった傾斜解除状態を示す概略側面図である。

袋供給装置２１は、袋１が積載されるホッパー２２と、積載された袋１の、積載方向において最も高い位置を検知するセンサ２３と、袋１を吸着する吸着部材である吸着ヘッド２４と、袋の位置を矯正する位置矯正ステージ２８を有する。さらに、吸着ヘッド２４の移動手段として、吸着ヘッド２４を積載方向に沿って上下動させる上下シリンダ２５と、吸着ヘッド２４を袋の搬送方向に沿って前後に移動させる前後シリンダ２６と、吸着ヘッド２４を回転させる回転シリンダ２７が設けられている。これらのシリンダ２５〜２７によって、吸着ヘッド２４は移動可能である。ホッパー２２には、積層されている袋１を上昇させるリフター（上昇機構）３５が設けられている。また、積載された袋１のうちの最上位の袋１の側方から袋１の側面近傍に向けてエアを噴射するブロー装置３３が設けられていてもよい。吸着ヘッド２４は、吸引力を発生可能であるとともに、エアの噴射（エアブロー）が可能なものであることが好ましい。

ホッパー２２に隣接して位置矯正ステージ２８が設けられている。本実施形態の袋供給装置２１は、ホッパー２２に積載された袋１を位置矯正ステージ２８に搬送するものである。位置矯正ステージ２８に供給された袋１は、図示しないが、別の搬送機構によってさらに搬送されて様々な加工に供される。

位置矯正ステージ２８は、落下した袋１の位置を矯正するためのアシストブロー２９を有し、位置矯正ステージ２８およびアシストブロー２９には、複数のエアブロー穴３０が設けられている。位置矯正ステージ２８は、エアブロー穴３０から、吸引力を発生可能、かつエアを噴射可能である。アシストブロー２９は、位置矯正ステージ２８上において袋１の位置を揃える一隅部（位置揃え部）２８ａに向かってエアを吹き出すように、位置矯正ステージ２８の各辺に対して傾いて設けられている。それにより、アシストブロー２９のエアブロー穴３０は位置揃え部２８ａを向いている。位置揃え部２８ａには、袋１の辺に当接して揃えるための規制壁部３４（図２（ｂ）〜（ｃ），図４（ｄ）〜（ｅ）では省略）が設けられている。
位置矯正ステージ２８は、待機状態では図２（ｂ）に示すように位置揃え部２８ａが降下した傾斜状態である。袋１の位置を矯正して揃えた後に別の搬送機構によって後段の装置へ袋１を搬送する際には、図２（ｃ）に示すように、位置矯正ステージ２８は、上昇シリンダ３１によって上昇させられて上面が水平になる。それにより、位置矯正ステージ２８の上面は、次工程用の別の搬送機構の吸着ヘッド（図示せず）の吸着面と同じ高さで平行になる。

［袋の吸着動作］
図３に、ホッパー２２に袋１を積載した状態を概略的に示している。前述したように、袋１の封止手段（粘着剤のシール２とセパレータ３）が設けられている部分は他の部分よりも厚く、多数の袋１が積載されると、封止手段による厚さの差が累積する。その結果、最上位の袋１の上面は平坦にならず、シール２およびセパレータ３が設けられている部分が盛り上がった状態になる。そこで、最も高い位置がセンサ２３で検知される。センサ２３の一例は透過型のセンサであるが、これに限られず、最も高い位置を検知できればどのようなセンサを用いてもよい。積載される各袋１は、シール２およびセパレータ３が下面に位置するような姿勢である。これは、最上位の袋１の、積載方向において最も高い位置にある部分を吸着ヘッド２４にて吸着する際に、セパレータ３を吸着して剥がしてしまうことを防ぐためである。なお、封止手段として、シール２およびセパレータ３ではなくジッパー等を有している袋の場合にも、剛性が高く、かつ積載方向において最も高い位置にある部分を吸着すればよい。

以下、本発明の袋供給方法の具体的な実施例について説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されない。本実施例で使用した袋１は縦１８５［ｍｍ］×横１１０［ｍｍ］の長方形状である。図１（ｂ）に示す袋の折り曲げ側端部（開口部１ａと反対側の端部）からシール２の端部までの距離Ａは１２０［ｍｍ］、セパレータ３の端部までの距離Ｂは１２２［ｍｍ］、フラップ部１ｂを除く開口部１ａまでの距離Ｃは１６０［ｍｍ］である。シール２の幅Ｄは３［ｍｍ］、セパレータ３の幅Ｅは１３［ｍｍ］である。

［実施例１］
本発明の実施例１の袋供給方法について、図４，５を参照して説明する。図４（ａ）は、ホッパー２２内に複数の袋１を積載した待機状態の側面図である。図４（ｂ）は、吸着ヘッド２４が下降して最上位の袋１の最も高い位置にある部分を吸着した状態の側面図である。図４（ｃ）は、最上位の袋１を吸着した吸着ヘッド２４が上昇した状態の側面図である。図４（ｄ）は、位置矯正ステージ２８へ袋１を供給するために吸着ヘッド２４が回転した状態の側面図である。図４（ｅ）は、袋１が位置矯正ステージ上で位置矯正された状態の側面図である。図４（ａ）〜（ｃ）では、位置矯正ステージ２８を省略している。

まず、図４（ａ）に示すように、ホッパー２２内に複数の袋１を積載する。このとき、封止手段であるシール２およびセパレータ３が積載方向の下方を向くように各袋１を配置する。そして、ホッパー２２内の積載状態の袋１を、リフター３５によって、センサ２３が最上位の袋１の、積載方向において最も高い位置を検知するまで上昇させて待機状態とする。最上位の袋１の上面の最も高い位置にあるのは、図３，４からも明らかなように、積載方向に見て封止手段（シール２およびセパレータ３）に重なる部分である。吸着ヘッド２４から吸着力を発生させ（Ｓ１）、図４（ｂ）に示すように上下シリンダ２５の駆動により吸着ヘッド２４を下降させて袋１の最も高い位置にある部分に当接させ、最上位の袋１を吸着する（Ｓ２）。図２に示すようにブロー装置３３が設けられている場合には、吸着ヘッド２４によって最上位の袋１を吸着する際に、袋１の側面に向けてエアを噴射（エアブロー）する。それによって、最上位の袋１とその下方に位置する袋１との間にエアを進入させて２つの袋１を分離させ、重送を抑えることができる。ブロー装置３３は、常にエアを噴射し続けてもよく、最上位の袋１を吸着した吸着ヘッド２４の上昇（後述するステップＳ３）の前のタイミングでのみエアを噴射してもよい。

次に、図４（ｃ）に示すように、上下シリンダの駆動により、袋１を吸着した吸着ヘッド２４を上昇させる（Ｓ３）。この持ち上げ方向は、袋１の積載方向と一致する。吸着ヘッド２４がホッパー２２の上まで上昇した後、前後シリンダ２６により、吸着ヘッド２４を袋１の搬送方向（積載方向に対して垂直な方向）に沿って往復移動させる（Ｓ４）。仮に、最上位の袋１に静電気等によって付着した下位の袋１が、吸着ヘッド２４の上昇時に最上位の袋１と一緒に持ち上げられたとしても、吸着ヘッド２４の往復移動によって振り落とされる。すなわち、前後シリンダ２６が発生するスラスト方向の力によって下位の袋１を振り落とす。前後シリンダ２６による吸着ヘッド２４の搬送方向への往復移動は、１往復に限られず任意の回数だけ行うことができ、往復移動の回数が多いほど下位の袋１を振り落とす信頼性が高くなる。

次に、図４（ｄ）に示すように、回転シリンダ２７の駆動により吸着ヘッド２４を、積載方向に平行な面内で、回転角度１８０°以上２７０°未満の範囲で時計方向に（または９０°以上１８０°未満の範囲で反時計方向に）回転させる（Ｓ５）。この回転により、吸着ヘッド２４は、図４（ｃ）に示す水平姿勢から、垂直姿勢を経て、図４（ｄ）に示す傾斜姿勢に移行する。詳しくは、袋１が吸着ヘッド２４の下方に保持されている状態から、袋１が吸着ヘッド２４の上方に位置するとともに、吸着ヘッド２４の一側部が下降してその一側部から袋１が垂れ下がった状態に移行する。吸着ヘッド２４は、下降した一側部（下方の端部）の延長線上に位置矯正ステージ２８が位置するような角度に保持される。仮に吸着ヘッド２４の往復移動によって下位の袋１を振り落とすことができず、最上位の袋１に依然として下位の袋１が付着していたとしても、ステップＳ６の回転動作（ラジアル方向の力の付与）によって下位の袋１が最上位の袋１から分離して振り落とされる。

吸着ヘッド２４は、回転動作の後に、傾斜した待機状態である位置矯正ステージ２８に袋１を供給する。具体的には、袋１が供給されるのに先立って、位置矯正ステージ２８のエアブロー穴３０とアシストブロー２９のエアブロー穴３０からエアを噴射させておく（Ｓ６）。そこで、吸着ヘッド２４による吸引を停止して、吸着ヘッド２４から袋１に向かってエアの噴射（エアブロー）を行う（Ｓ７）。それによって、袋１は吸着保持される力を失い、逆に、噴射されるエアによって吸着２４ヘッド２４から分離させられるため、重力によって位置矯正ステージ２８の上に落下する。位置矯正ステージ２８のエアブロー穴３０からエアが噴射されているため、落下した袋１は位置矯正ステージ２８の上面に密着せず部分的に浮いた状態になる。そして、袋１は、重力により位置矯正ステージ２８の傾斜に沿って、傾斜状態の位置矯正ステージ２８の下端である一隅部（位置揃え部２８ａ）に移動する。さらに、アシストブロー２９のエアブロー穴３０から噴射されるエアが、袋１の落下位置を介して位置揃え部２８ａに向かう方向に流れている。従って、袋１は、位置矯正ステージ２８の傾斜に伴う重力による降下と、アシストブロー２９のエアブロー穴３０から噴射されたエアに押されることによる移動との相乗効果で、図４（ｅ）に示すように位置揃え部２８ａに移動する。位置揃え部２８ａでは、袋１の２辺が図２（ａ）に示す規制壁部３４にそれぞれ当接することによって、袋１の位置が揃えられる。袋１の位置が揃えられると、位置矯正ステージ２８とアシストブロー２９のエアブロー穴３０からのエアの噴射は停止する（Ｓ８）。

次に、位置揃えされた袋１が、次工程における位置矯正ステージ２８の上昇時の衝撃等によって位置ずれすることがないように、位置矯正ステージ２８のエアブロー穴３０から吸引を行って袋１を位置矯正ステージ２８に吸着させる（Ｓ９）。それから、上昇シリンダ３１が作動して位置矯正ステージの位置揃え部２８ａを上昇させて水平にする（Ｓ１０）。それにより、図２（ｂ）に示すように、袋１を載せた位置矯正ステージ２８の上面が、次工程へ供給するための搬送ヘッドの吸着面（図示せず）と平行になる。その後、搬送ヘッドによって、水平状態になった位置矯正ステージ２８上の袋１を持ち上げて搬送し、加工等の工程を実施する。

以上説明した袋供給方法によると、袋１の被吸着部は、他の部分よりも厚くて剛性の高い封止手段（シール２およびセパレータ３）に重なる部分であるため、積載状態において比較的平坦であり、段差や傾斜や湾曲が生じていない部分である。従って、この部分を吸着して持ち上げることにより、袋１を安定して吸着して保持することができる。その結果、吸着ヘッド２４によって保持している時に袋１を落とすことがなく、吸着および搬送の信頼性が高い。そして、積載された袋１の積載方向において最も高い位置にある部分を被吸着部にするため、上方から接近する吸着ヘッド２４が他の部分に妨げられることなく被吸着部に当接して吸着できる。また、積載された袋１の最も高い位置をセンサにて検知してから吸着を行うため、検知結果に応じて高さ方向の位置を調節することにより、積載枚数にかかわらず被吸着部の高さを一定にすることができる。従って、水平方向にも高さ方向にも位置精度良く袋１を吸着保持でき、良好な供給が行える。そして、センサ２３を利用して吸着高さを調節するため、積載枚数の制約は小さい。また、袋１を吸着した後に吸着ヘッド２４の往復移動と回転を行うことによって袋１の重送を抑制できる。なお、重送の抑制のために、吸着ヘッド２４の往復移動と回転を両方行うことが好ましいが、いずれか一方のみを行ってもよい。さらに、積載された袋１の側面にエアを噴射するブロー装置３３を設けると、重送抑制のより大きな効果が得られる。吸着して搬送した袋１は、傾斜するとともにエアの噴射が可能な位置矯正ステージ２８によって位置を揃えることができる。すなわち、位置矯正ステージ２８上での袋１の保持位置が安定するため、次の搬送工程を精度良く行うことができ、以降の工程において位置ずれによる加工ミスを生じることが抑えられる。

本発明の袋供給装置２１において、異なるサイズの袋１を供給する場合には、ホッパー２２のガイド３２を、袋１のサイズに合わせた位置に取り付け直す必要がある。このガイド３２の取り付け位置は、袋１のサイズが異なっても、シール２の位置が同じ位置になるように取り付ける。それにより、ガイド３２の位置を変更するだけで、サイズにかかわらず袋１の最も高い位置を同一のセンサ２４で検知可能であり、吸着ヘッド２４やセンサ２４の位置を変えることなく、様々なサイズの袋１の供給が可能である。なお、ガイド３２は、前述したように一旦取り外して取り付け直す構成に限られず、図示しないシリンダや端軸ロボット等によって移動可能な構成であっても構わない。また、位置矯正ステージ２８の寸法は、異なるサイズの袋１を受け取って位置揃えできる大きさであることが好ましい。その他の構成は、前述した袋供給装置と同様であるため説明を省略する。

以上説明したように、本発明の袋供給方法および袋供給装置によると、吸着位置を安定させて吸着ミスを抑制することができるとともに、重送を抑制できる。そして、袋１の積載枚数に関する制約が小さい。さらに、傾斜状態と水平状態（傾斜解除状態）をとる位置矯正ステージ２８に袋１を落下させて位置を揃えることにより、袋１の供給位置を安定させることができ、位置ずれによる次工程での加工ミスが抑制できる。

１ 袋
１ａ 開口部
２ 粘着剤のシール（封止手段）
３ セパレータ（封止手段）
２１ 袋供給装置
２３ センサ
２４ 吸着ヘッド（吸着部材）

Claims (19)

1. 積載された複数の袋のうちの最上位の袋を持ち上げて移動させる袋供給方法であって、前記最上位の袋の、積載方向において最も高い位置にある部分を吸着ヘッドによって吸着して持ち上げることを含む、袋供給方法。
2. 前記最上位の袋の、前記積載方向において最も高い位置にある部分をセンサによって検知することを含む、請求項１に記載の袋供給方法。
3. 前記最上位の袋の前記積載方向において最も高い位置にある部分を前記センサが検知するまで、前記積載された複数の袋を上昇させた後に、前記最上位の袋の吸着を行う、請求項２に記載の袋供給方法。
4. 各々の前記袋に封緘用の封止手段が設けられており、該封止手段によって前記積載方向における前記袋の厚さの差が生じており、前記最上位の袋の、前記積載方向において最も高い位置にある部分は、該袋の前記封止手段が設けられた部分、または前記積載方向に見て前記封止手段に重なる部分である、請求項１から３のいずれか１項に記載の袋供給方法。
5. 積載された複数の袋のうちの最上位の袋を持ち上げて移動させる袋供給方法であって、前記最上位の袋の、封緘用の封止手段が設けられた部分、または積載方向に見て前記封止手段に重なる部分を吸着ヘッドによって吸着して持ち上げることを含む、袋供給方法。
6. 複数の前記袋を、前記封止手段が下面に位置する姿勢で積載し、前記最上位の袋の、前記封止手段に重なる部分を吸着して持ち上げる、請求項４または５に記載の袋供給方法。
7. 前記封止手段は、粘着剤のシールと、前記シールを覆うセパレータとからなる、請求項４から６のいずれか１項に記載の袋供給方法。
8. 前記最上位の袋を吸着する際に該袋に向けて側方からエアを噴射する、請求項１から７のいずれか１項に記載の袋供給方法。
9. 吸着して持ち上げた前記袋に対して、持ち上げ方向に垂直な方向の往復移動と、前記持ち上げ方向に平行な面内での回転のうちの一方または両方を行うことによって、前記最上位の袋に付着している他の袋を振り落とす、請求項１から８のいずれか１項に記載の袋供給方法。
10. 前記積載された複数の袋の上方に位置する前記吸着ヘッドを下降させ、前記最上位の袋の積載方向において最も高い位置にある部分に当接させて吸着させてから上昇させ、前記最上位の袋を吸着して上昇した前記吸着ヘッドを往復移動させ、続いて回転させる、請求項９に記載の袋供給方法。
11. 前記袋の回転は、前記袋が前記吸着ヘッドの下方に保持されている状態から、前記袋が前記吸着ヘッドの上方に位置するとともに、前記吸着ヘッドの一側部が下降して該一側部から前記袋が垂れ下がった状態に移行するように行う、請求項９または１０に記載の袋供給方法。
12. 吸着して持ち上げた前記袋を、吸着を解除することによって位置矯正ステージ上に落下させる、請求項１から１１のいずれか１項に記載の袋供給方法。
13. 前記吸着を解除するとともに、前記袋に対してエアを噴射することによって前記袋を落下させる、請求項１２に記載の袋供給方法。
14. 前記位置矯正ステージを傾斜させた状態で前記袋を落下させ、落下した前記袋を、傾斜した前記位置矯正ステージの下端へ移動させることによって該袋の位置を揃える、請求項１２または１３に記載の袋供給方法。
15. 前記位置矯正ステージに落下した前記袋に対して、前記下端へ向かうエアを噴射する、請求項１４に記載の袋供給方法。
16. 積載された複数の袋のうちの最上位の袋の、積載方向において最も高い位置を検知するセンサと、前記最上位の袋の、前記積載方向において最も高い位置にある部分を吸着する吸着ヘッドと、を含む袋供給装置。
17. 前記最上位の袋の前記最も高い位置にある部分を前記センサが検知するまで、前記積載された複数の袋を上昇させる上昇機構をさらに有する、請求項１６に記載の袋供給装置。
18. 前記センサは、各々の前記袋の封止手段が設けられた部分、または積載方向に見て前記封止手段に重なる部分を、積載方向において最も高い位置として検知する、請求項１６または１７に記載の袋供給装置。
19. 前記吸着ヘッドは、前記封止手段が下面に位置する姿勢で積載された前記袋の、積載方向に見て前記封止手段に重なる部分を吸着して持ち上げる、請求項１８に記載の袋供給装置。

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