JP2018012157A - カッティング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】切断に伴って生じる残渣などの異物による影響を排除して切断作業を円滑かつ高効率に行うことのできるカッティング装置を提供する。【解決手段】切断対象物２を搬送するコンベヤ５と、コンベヤ５と同じ速度で移動させられかつ切断対象物２に向けて下降させられることによって切断対象物２を切断するカッタ１２とを備えたカッティング装置において、コンベヤ５による切断対象物２の搬送方向で、カッタ１２が最も下降させられた位置ＥＰより前方に、カッタ１２に対して斜め上方から空気を吹き付けてカッタ１２に付着した異物を吹き飛ばす除去装置２０が配置され、搬送方向で除去装置２０より前方に、コンベヤ５の表面に付着した異物をコンベヤ５の幅方向で両端側に排出させるように構成されたスクレイパ２２が配置されている。【選択図】図１

Description

この発明は、カッティングの対象物を所定の形状に切断する装置に関するものである。

この種の装置の一例が特許文献１に記載されている。その装置は、二枚の食パンの間に具を挟み込んで作成した元サンドウィッチの姿勢を揃えて切断コンベヤに載せ、元サンドウィッチの搬送方向で左右両側に配置された一対の把持部材によって元サンドウィッチの左右両側を把持するように構成されている。上記の元サンドウィッチは各把持部材によって把持されている状態で、上方から下降してきたカッタによって切断される。そして、切断して得られた商品サンドウィッチは、トングによって掴んで持ち上げられ、収容部材に収容される。

特許第５７１９４７２号公報

特許文献１に記載された装置を繰り返し使用すると、切断に伴って生じる残渣がカッタや切断コンベヤに付着してしまう可能性がある。上記の残渣がカッタや切断コンベヤに付着した状態で、さらに繰り返し使用すると、前記切断くずが商品サンドウィッチに付着して商品性が損なわれたり、不衛生となったりする可能性がある。

この発明は、切断に伴って生じる残渣などの異物による影響を排除して切断作業を円滑かつ高効率に行うことのできるカッティング装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、切断対象物を搬送するコンベヤと、前記コンベヤと同じ速度で移動させられかつ前記切断対象物に向けて下降されることによって前記切断対象物を切断するカッタとを備えたカッティング装置において、前記コンベヤによる前記切断対象物の搬送方向で、前記カッタが最も下降させられた位置より前方に、前記カッタに対して斜め上方から空気を吹き付けて前記カッタに付着した異物を吹き飛ばす除去装置が配置され、前記搬送方向で前記除去装置より前方に、前記コンベヤの表面に付着した異物を前記コンベヤの幅方向で両端側に排出させるように構成されたスクレイパが配置されていることを特徴とするものである。

また、この発明は、前記搬送方向で前記カッタが最も上昇させられた位置に対応する位置に、前記カッタに消毒液を噴射して前記カッタを消毒するノズルが配置されていてよい。

この発明によれば、搬送方向でカッタが最も下降した位置より前方に前記カッタに空気を吹き付けて前記カッタに付着した異物を除去する除去装置が配置されている。そのため、先行する切断対象物を切断した後に、前記カッタに付着した異物を除去することができる。また、除去装置によって吹き飛ばした異物が後続の切断対象物に付着することを回避もしくは抑制できる。さらに、搬送方向でカッタより前方に、コンベヤの表面に付着した異物を排除するスクレイパが配置されているため、上記のようにしてカッタから吹き飛ばした異物がコンベヤの表面に残っていたとしても、コンベヤ上の異物をスクレイパによって除去することができる。それらの結果、切断対象物に異物が付着して商品性が損なわれたり、不衛生となったりすることを回避もしくは抑制できる。さらに、繰り返される切断作業を停止することなく異物を除去することができるため、上述した切断作業を円滑に行うことができるとともに切断作業の効率を向上できる。

また、この発明によれば、カッタに消毒液を吹き付けて消毒することができるので、衛生的な装置とすることができる。

この発明におけるカッタの構成の一例を示す側面図である。 図１に示すII−II線に沿う矢視図である。 この発明におけるノズルの配置を説明するための側面図である。 図３に示すIV−IV線に沿う矢視図である。 この発明におけるスクレイパの構成の一例を示す上視図である。 この発明におけるスクレイパの構成の一例を示す側面図である。 この発明に係るカッティング装置の構成の一例を示す図である。 この発明における切断コンベヤの一部を示す断面図である。

この発明に係るカッティング装置は、切断に伴って生じた残渣などの異物を、カッタから吹き飛ばして除去する除去装置を備えている。また、カッタから吹き飛ばした異物を連続的に搬送されてくる後続の切断対象物に付着させないため、前記除去装置はコンベヤによる切断対象物の搬送方向でカッタより前方に配置される。さらに、吹き飛ばされてコンベヤ上に落下した異物を除去するため、前記搬送方向で除去装置より前方にスクレイパが設けられる。先ず、カッティング装置の構成の一例について説明し、次いで、カッタやスクレイパの取り付け位置について説明する。なお、以下に説明する例は、正方形状の切断対象物を、その対角線方向に沿って切断して三角形状の切断物を得る例である。

図７は、この発明に係るカッティング装置の構成の一例を示す図である。この発明に係るカッティング装置に隣接して搬入コンベヤ１が設けられている。その搬入コンベヤ１はカッティング装置に向けて切断対象物２を搬送するものであり、ここに示す例ではベルトコンベヤによって構成されている。図７に矢印で示す方向が搬入コンベヤ１によって切断対象物２が搬送される方向である。搬入コンベヤ１の終端部近くに積み上げ機構３が設けられている。その積み上げ機構３は、ここに示す例では、図示しない多関節型ロボットによって構成されている。また、搬入コンベヤ１に載せられている切断対象物２の向きや姿勢を判別するカメラ４が搬入コンベヤ１の上方に配置されている。このカメラ４によって得られた画像データを図示しないコントローラによって解析し、その解析結果を制御指令信号として上記の多関節ロボットに伝送し、多関節ロボットが切断対象物２の位置および姿勢に応じて動作するように構成されている。

積み上げ機構３は、複数の切断対象物２の姿勢を揃えて積み上げるためのものであり、多関節型ロボットのアーム部に取り付けられたすくい上げ機構を備えている。なお、多関節型ロボットやすくい上げ装置は、図を簡単にするため、図７に記載していない。このすくい上げ機構は、従来知られている機構であってよく、搬入コンベヤ１上に平置きされている切断対象物２の一つをすくい上げるように構成されている。そして、積み上げ機構３は、そのすくい上げた切断対象物２を搬入コンベヤ１上の他の切断対象物２の上に姿勢を揃えて載せ、こうして積み上げた複数の切断対象物２を搬入コンベヤ１上からすくい上げて次の切断工程に送るように構成されている。

搬入コンベヤ１に続けて、この発明におけるコンベヤに相当する切断コンベヤ５が配置されている。この切断コンベヤ５は、搬送方向で更に前方に切断対象物２を搬送し、その搬送過程で切断対象物２の切断を行うためのものである。切断コンベヤ５は搬入コンベヤ１と同様にベルトコンベヤによって構成されている。

図８は、切断コンベヤ５の一部を示す断面図である。その切断コンベヤ５は、その幅方向での中央部に、全周に亘ってスリット６が形成されていて、そのスリット６に切断対象物２に向けて下降してきたカッタの刃先が挿入されるようになっている。カッタによる切断コンベヤ５の損傷を避けるためである。カッタの構成については後述する。上記の切断コンベヤ５は、図示しないモータによって回転させられるプーリ７に巻き掛けられており、そのプーリ７の幅方向での中央部に、プーリ７の全周に亘って溝部８が形成されている。この溝部８に前記スリット６を一致させるようにプーリ７に切断コンベヤ５が巻き掛けられる。

上記の積み上げ機構３を構成している多関節型ロボットは、切断対象物２の一つの角部２Ａが切断コンベヤ５の走行方向で前方を向き、かつその角部２Ａを通る対角線が前記走行方向と平行になるように、具体的には上記のスリット６に一致するように、切断対象物２を切断コンベヤ５に載せる。このような切断対象物２のハンドリングは、前記多関節型ロボットのティーチングを行うことにより可能である。

切断対象物２を切断するに当たって、切断コンベヤ５上での切断対象物２の位置および姿勢を規制するコーナ押え機構９が図７に矢印で示す搬送方向で積み上げ機構３より前方側に配置されている。コーナ押え機構９は、２つの把持部材１０，１１を備えている。一方の把持部材１０は、前記搬送方向で切断コンベヤ５の右側に配置され、他方の把持部材１１は、前記搬送方向で切断コンベヤの左側に配置されている。それらの把持部材１０，１１は、前述したように一つの角部２Ａを搬送方向で前方に向け、かつその角部２Ａを通る対角線を搬送方向と平行にして切断コンベヤ５に載せられている切断対象物２の他の二つの角部２Ｂ，２Ｂのそれぞれを押さえるように構成されている。左右それぞれの把持部材１０，１１は、当該他の二つの角部２Ｂ，２Ｂにおける二辺に添わされる当て板１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂを備え、これらの当て板１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂは、上述した角部２Ｂ，２Ｂの角度に合わせて、開き角度が直角になるよう配置されている。各把持部材１０，１１は、切断対象物２に対して接近・離隔させられ、さらに切断コンベヤ５と同速度で移動させられ、かつ元の位置に戻されるように構成されている。また、一方の当て板１０Ａ，１１Ｂは、カッタによる切断対象物２の切断が終了した際に、切断して得られた切断物から離れる方向に退避させられるように構成されている。

切断コンベヤ５の幅方向および長さ方向での中央部であって、その上方にカッタ１２が配置されている。図１は、カッタ１２の構成の一例を示す側面図である。このカッタ１２は、把持部材１０，１１によって位置および姿勢が決められてかつ切断コンベヤ５によって搬送されている切断対象物２を切断するためのものである。ここに示す例では、切断対象物２を前述した対角線に沿って直線状に切断するように平板状の１枚の切断刃（ブレード）１３によって構成されている。ここに示す例では、ブレード１３を超音波振動させる超音波カッタが採用されている。また図７に、カッタ１２および後述するようにカッタ１２を動作させる各機構が配置される位置を点線で囲った領域として記載してある。

ブレード１３は、図示しない超音波振動させる機構を含めて昇降台１４に取り付けられている。この昇降台１４は上下方向に向けて配置された昇降シリンダ１５におけるピストンなどの可動部に取り付けられ、昇降シリンダ１５によって上下動するように構成されている。また、昇降シリンダ１５は、切断コンベヤ５の上方であって切断コンベヤ５の幅方向に向けて配置されたスライダ１６に下向きに取り付けられている。このスライダ１６の一方の端部は、切断コンベヤ５の走行方向と平行に配置されたリニヤガイド１７に連結されている。スライダ１６の他方の端部は切断コンベヤ５の走行方向と平行な方向に前後動作する前後動シリンダ１８に連結されている。それらのリニヤガイド１７および前後動シリンダ１８などはカッティング装置のフレーム部材１９に取り付けられている。

すなわち、スライダ１６およびこれに取り付けられている昇降シリンダ１５ならびにブレード１３は、図示しないコントローラからの制御指令信号に基づいて切断コンベヤ５の走行方向に前後動するように構成されている。また、ブレード１３は切断コンベヤ５の走行方向に前後動シリンダ１８によって前進動作させられている間に、昇降シリンダ１５によって下降動作させられて切断対象物２を切断するように構成されている。具体的には、ブレード１３の刃先が図１での左上方から右下方に向かって切断コンベヤ５に接近するように平行移動することにより切断対象物２が切断される。上下方向で最も下降させられた位置が、後述する終点ＥＰである。この終点ＥＰでブレード１３の下降が停止される。その後、ブレード１３は上下方向の動作を停止させられた状態で前進させられ、その後に、上昇させられる。ついで、後進させられ、更に上昇させられる。このようにして元の位置に戻される。上記のようにブレード１３が動作する場合におけるブレード１３の長さ方向での刃先の中央部１３Ａの移動軌跡を図１に矢印で記載してある。

カッタ１２による切断対象物２の切断が終了する位置つまり終点ＥＰより前方側、もしくは、ほぼ同じ位置に、図１に示すように、エアーノズル２０が設けられている。ここで、エアーノズル２０の配置について説明すると、図２は、図１に示すII−II線に沿う矢視図であり、この図２に示すように、ブレード１３を挟んでその両側にエアーノズル２０がそれぞれ設けられている。各エアーノズル２０はカッティング装置のフレーム部材１９に予め定めた角度で取り付けられている。すなわち、ブレード１３の刃先に対して斜め上方から空気を吹き付けるように構成されている。各エアーノズル２０は例えば図示しないエアーコンプレッサに接続されており、ブレード１３に対して連続的もしくは間欠的に圧縮空気を吹き付けるように構成されている。なお、エアーコンプレッサは、図示しないコントローラからの指令信号に基づいて動作するように構成されている。それらエアーノズル２０やエアーコンプレッサがこの発明における除去装置に相当している。また、ブレード１３に空気を吹き付けてブレード１３に付着した異物を除去できればよいので、エアーコンプレッサに替えてブロワであってもよい。

なお、図１に示す例において、スライダ１６によって切断コンベヤ５の走行方向で最も後方側にブレード１３が後進させられ、かつ昇降シリンダ１５によって上下方向で最も上側にブレード１３が上昇させられた位置が、切断動作の始点ＳＰあるいはブレード１３の待機位置となっている。これに対して、上述したようにスライダ１６によって切断コンベヤ５の走行方向で前方側にブレード１３が前進させられ、かつ昇降シリンダ１５によって上下方向で最も下側にブレード１３が下降させられた位置が、切断動作の終点ＥＰとなっている。切断コンベヤ５の走行方向と平行な方向でのエアーノズル２０の中央部２０Ａが、前記走行方向で終点ＥＰより前方側、もしくは、ほぼ同じ位置となるようにカッティング装置のフレーム部材１９にエアーノズル２０が取り付けられている。

なお、詳細は図示しないが、前記終点ＥＰもしくはその終点ＥＰより幾分前方側に、切断対象物２を切断して得られた２つの切断物２Ｃ，２Ｃのそれぞれを切断コンベヤ５から持ち上げて次工程に向けて搬送するピックアップ機構が設けられている。そのピックアップ機構は、例えば多関節型ロボットのアーム部に取り付けられたトングを備え、そのトングによって切断コンベヤ５上の各切断物２Ｃ，２Ｃを掴んで持ち上げ、次工程に向けて搬送するように構成されている。また、その搬送の過程で、切断物２Ｃ，２Ｃの向きつまり姿勢を変更できるように構成されている。なお、そのトングは上述した一方の当て板１０Ａ，１１Ｂが退避した後、それらの当て板１０Ａ，１１Ｂがあった位置から切断物２Ｃ，２Ｃに向けて差し込まれる。

また、図３に示すように、カッタ１２の始点ＳＰに対応する位置に、ブレード１３に消毒液を噴射させるノズル２１が設けられている。ここで、ノズル２１の配置について説明すると、図４は、図３に示すIV−IV線に沿う矢視図であり、この図４に示すように、ブレード１３を挟んでその両側にノズル２１がそれぞれ設けられている。各ノズル２１はカッティング装置のフレーム部材１９に予め定めた角度で取り付けられている。すなわち、ブレード１３の刃先に対して斜め上方から消毒液を吹き付けるように構成されている。ここに示す例では、ノズル２１の噴射口がブレード１３と平行な方向に対して４５°、ブレード１３側を向くようにフレーム部材１９に取り付けられている。なお、各ノズル２１はブレード１３に対して予め定められたスケジュールに基づいて、消毒液を吹き付けるように構成されている。例えば、カッティング装置を始動させたり、停止させたりする場合や、切断対象物２の種類を変更する場合など、ブレード１３の下方に切断対象物２が配置されていない場合が好ましい。切断対象物２に対する消毒液の混入を防止するためである。なお、ノズル２１は、図示しないコントローラからの指令信号に基づいて動作するように構成されている。消毒液としてはエタノールなどのアルコール系消毒液や過酸化水素水などが好ましい。

切断コンベヤ５の終端部近くにスクレイパ２２が設けられている。図５は、スクレイパ２２の構成の一例を示す上視図であり、図６は、スクレイパ２２の構成の一例を示す側面図である。そのスクレイパ２２は、開き角度が直角になるよう構成された２つのプレート部材２３，２４を備えており、第１プレート部材２３は第２プレート部材２４より切断コンベヤ５の走行方向で後方側すなわちコーナ押え機構９側に配置され、その上下方向での下端部が切断コンベヤ５の表面に軽く接触させられている。また、上記のスリット６に第１プレート部材２３の角部２３Ａが一致するように、切断コンベヤ５上に配置される。第１プレート部材２３の両端部２３Ｂ，２３Ｂは、切断コンベヤ５の幅方向で切断コンベヤ５の両端部より外側まで延びている。その第１プレート部材２３の内面に上下方向で第１プレート部材２３の上側に僅かにずれて第２プレート部材２４が接続されている。この第２プレート部材２４の内面とカッティング装置のフレーム部材１９とが連結部材２５を介して接続されている。すなわち、カッティング装置にスクレイパ２２が固定されており、切断コンベヤ５が図７に矢印で示す方向に走行すると、切断コンベヤ５の表面に付着した異物がスクレイパ２２によって除去される。その異物は、第１プレート部材２３の外面に沿って移動して第１プレート部材２３の両端部２３Ｂ，２３Ｂ側からカッティング装置の外側に排出される。なお、第１プレート部材２３の下端部と切断コンベヤ５の表面との間に隙間があけられていてもよい。要は、切断コンベヤ５上の異物を除去できるようにスクレイパ２２が設けられていればよい。

次に、上述した構成のカッティング装置の作用について説明する。カッティング装置のパワースイッチをオンにし、ノズル２１からブレード１３に消毒液を噴射させる。こうすることにより、ブレード１３を消毒し、切断対象物２の搬入に対して備える。搬入コンベヤ１上の切断対象物２は、積み上げ機構３のすくい上げ装置によってすくい上げられ、搬入コンベヤ１から切断コンベヤ５に載せ替えられる。その場合、切断対象物２は所定の一つの角部２Ａが切断コンベヤ５による搬送方向で前方を向き、かつその角部２Ａを通る対角線が切断コンベヤ５の中心線とほぼ一致させられる。すなわち切断コンベヤ５に斜め置きされる。

切断コンベヤ５に載せられた切断対象物２は、把持部材１０，１１により軽く把持され、その位置および向き（姿勢）が決められ、その状態で移動する。カッタ１２の下方に切断対象物２が搬送されてくると、カッタ１２の前後動シリンダ１８や昇降シリンダ１５が動作を開始する。この場合に、ブレード１３は上述した始点ＳＰに配置されている。そして、ブレード１３が切断コンベヤ５の走行方向で前方に前進しつつ切断対象物２に向かって下降させられる。つまり、ブレード１３の中央部１３Ａが始点ＳＰから終了ＥＰに向かって、図１に矢印で示すように、斜めに移動する。こうすることにより切断対象物２が切断される。なお、切断して得られた２つの切断物２Ｃ，２Ｃは、図示しないピックアップ機構のトングによって掴み持ち上げられて次工程に搬送される。

終点ＥＰにおいては、ブレード１３は上下方向で最も下側に位置するが、切断コンベヤ５にはスリット６が形成されているため、前記ブレード１３の刃先はスリット６に挿入され、その刃先と切断コンベヤ５とは接触しない。終点ＥＰに到達したブレード１３は上下方向の動作が停止させられた状態で前進させられる。その後、前進しつつ上昇させられる。次いで、後進しつつ更に上昇させられ、前記始点ＳＰに戻される。

このようにブレード１３が前進しつつ上昇させられている間、および、後進しつつ上昇させられている間に、主として、エアーノズル２０からブレード１３に空気が吹き付けられる。その空気によって前記切断に伴って生じた残渣などの異物が、ブレード１３から吹き飛ばされる。上記のエアーノズル２０は、ブレード１３に対して斜め上方から下方に向かって空気を吹き付けるため、ブレード１３から吹き飛ばされた異物はエアーノズル２０の下方に落下する。そのため、後続の切断対象物２に異物が付着しにくい。また上記の異物の一部は切断コンベヤ５に落下する。その異物は切断コンベヤ５に載ったまま移動し、切断コンベヤ５の終端部近くに取り付けられたスクレイパ２２によって除去される。そして、スクレイパ２２の形状に沿って移動させられてカッティング装置の外側に排出される。

したがって、この発明に係るカッティング装置によれば、切断対象物２の切断に伴って残渣などの異物が生じたとしても、その異物がカッタ１２や切断コンベヤ５に付着して後続の切断対象物２に付着する不都合を抑制できる。そのため、商品性を損なうことがない。また、エアーノズル２０やスクレイパ２２によって異物を除去する場合に、カッティング装置を停止することがないので、上述した切断作業を円滑に行うことができるとともに、作業の効率を向上させることができる。さらに、切断作業を開始する時点や終了する時点などに、ブレード１３に消毒液を吹き付けて消毒することができるので、衛生的な装置とすることができる。

２…切断対象物、 ５…切断コンベヤ（コンベヤ）、 １２…カッタ、 ＥＰ…終点（カッタが最も下降した位置）、 ２０…エアーノズル（除去装置）、 ２２…スクレイパ。

Claims (2)

1. 切断対象物を搬送するコンベヤと、前記コンベヤと同じ速度で移動させられかつ前記切断対象物に向けて下降されることによって前記切断対象物を切断するカッタとを備えたカッティング装置において、
   前記コンベヤによる前記切断対象物の搬送方向で、前記カッタが最も下降させられた位置より前方に、前記カッタに対して斜め上方から空気を吹き付けて前記カッタに付着した異物を吹き飛ばす除去装置が配置され、
   前記搬送方向で前記除去装置より前方に、前記コンベヤの表面に付着した異物を前記コンベヤの幅方向で両端側に排出させるように構成されたスクレイパが配置されている
   ことを特徴とするカッティング装置。
2. 前記搬送方向で前記カッタが最も上昇させられた位置に対応する位置に、前記カッタに消毒液を噴射して前記カッタを消毒するノズルが配置されていることを特徴とする請求項１に記載のカッティング装置。

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