JP2018111522A - 物品箱詰め装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な構造により、開口部の角が面取りされた形状を有する包装箱に対し、物品を傷つけることなく収容することができる物品箱詰め装置を提供する。【解決手段】供給コンベヤは複数の物品Aを供給位置まで搬送する。移載ロボットは複数の物品Aを供給位置から取り上げて包装箱Bに収容する複数の開閉ハンドを有する。複数の開閉ハンド(物品保持部材)は、面取り部S1〜S4に収容される物品A1〜A4を保持する第1の物品保持部材と、面取り部以外に収容される物品Aを保持する第2の物品保持部材とから成る。第1の物品保持部材は鉛直軸周りに回転可能であり、面取り部S1〜S4に物品Aを収容するとき、供給位置から物品A1〜A4を取り上げ、鉛直軸周りに所定角度だけ回転させてから面取り部S1〜S4に収容する。【選択図】図2
Description
本発明は、複数の物品を一列毎に箱詰めする物品箱詰め装置に関する。
従来、物品を複数行・複数列に整列させた状態で箱詰めする装置が知られている。特許文献1、2には、物品を保持する複数のチャック(ハンド)を拡縮および回転させることにより、包装箱の形状に合わせて、物品の配列ピッチや水平面上の回転姿勢を変更して箱詰めする装置が開示されている。一方、包装箱については近年、種々の形状が提案されており、特許文献3には、開口部の四隅が面取りされて八角形に成形された包装箱に物品を箱詰めする装置が開示されている。
特許文献3に開示されているような八角形の開口部を有する包装箱に対して、特許文献1、2に開示されている装置によって箱詰めを行うと、開口部の四隅に位置する物品が相互に干渉して損傷するおそれがある。これを解消するためにチャックを回転させて物品を面取り部の形状に合わせて水平面で回転させることも考えられるが、構造が複雑であり、装置の製造コストが上昇するという問題が生じる。
本発明は、簡単な構造により、開口部の角が面取りされた形状を有する包装箱に対し、物品を傷つけることなく収容することができる物品箱詰め装置を提供することを目的としている。
本発明に係る物品箱詰め装置は、複数の物品を供給位置まで搬送する供給コンベヤと、複数の物品を供給位置から取り上げて包装箱に収容する複数の物品保持部材を有する移載手段とを備え、複数の物品保持部材は、面取り部に収容される物品を保持する第1の物品保持部材と、面取り部以外に収容される物品を保持する第2の物品保持部材とから成り、第1の物品保持部材が鉛直軸周りに回転可能であり、面取り部に物品を収容するとき、供給位置から物品を取り上げ、鉛直軸周りに所定角度だけ回転させてから面取り部に収容することを特徴としている。
包装箱が第1および第2の面取り部を有している場合、第1の物品保持部材は、第1の回転位置と第2の回転位置との間を回転可能であり、移載手段は、第1の面取り部に物品を収容する際には、第1の物品保持部材を第1の回転位置に位置させた状態で前記供給位置から物品を取り上げ、その後、第1の物品保持部材を第2の回転位置に位置させた状態で第1の面取り部に収容し、第2の面取り部に物品を収容する際には、第1の物品保持部材を第2の回転位置に位置させた状態で供給位置から物品を取り上げ、その後、第1の物品保持部材を第1の回転位置に位置させた状態で第2の面取り部に収容する。
また、包装箱がm行n列に配列された物品を収容可能であり、第1行第1列の物品に対応する第1の面取り部、第1行第n列の物品に対応する第2の面取り部、第m行第1列の物品に対応する第3の面取り部、および第m行第n列の物品に対応する第4の面取り部が形成されている場合、移載手段は、m個の物品保持部材を一列に整列して構成され、一端に前記第1および第2の面取り部に対応する第1の物品保持部材が配置されるとともに、他端に第3および第4の面取り部に対応する第1の物品保持部材が配置されており、n回の移載動作を行うことによって物品を包装箱内でm行n列に整列させて収容するものであって、一端に配置された第1の物品保持部材は、第1の回転位置と第2の回転位置との間で回転可能であり、他端に配置された第1の物品保持部材は、第1の回転位置と第3の回転位置との間で回転可能であり、移載手段は、第1列目の物品を包装箱に収容する際には、一端に配置された第1の物品保持部材を第1の回転位置に位置させるとともに、他端に配置された第1の物品保持部材を第1の回転位置に位置させた状態で第1列目の物品を供給位置から取り上げた後、一端に配置された第1の物品保持部材を第2の回転位置に位置させるとともに、他端に配置された第1の物品保持部材を第3の回転位置に位置させた状態で物品を包装箱に収容し、第n列目の物品を包装箱に収容する際には、一端に配置された第1の物品保持部材を第2の回転位置に位置させるとともに、他端に配置された第1の物品保持部材を第3の回転位置に位置させた状態で第n列目の物品を供給位置から取り上げた後、一端に配置された第1の物品保持部材を第1の回転位置に位置させるとともに、他端に配置された第1の物品保持部材を第1の回転位置に位置させた状態で物品を包装箱に収容する。
本発明によれば、簡単な構造により、開口部の角が面取りされた形状を有する包装箱に対し、物品を傷つけることなく収容することができる物品箱詰め装置を得ることができる。
以下、図示された実施形態を参照して本発明を説明する。
図1は本発明の一実施形態である物品箱詰め装置を示し、物品Aを搬送する方向に沿って見た側面図である。すなわちワーク供給コンベヤ10とケース供給コンベヤ11は紙面に垂直な方向に移動する。ピロー包装された容器である物品Aは、キャリアCに収容された状態で、ワーク供給コンベヤ(供給コンベヤ)10上に1列に整列され、搬送される。ワーク供給コンベヤ10は図1に示す供給位置において停止し、この位置において、6個の物品Aが一度に包装箱Bに移載される。すなわち6個の物品Aが一列毎に包装箱Bに箱詰めされる。空になったキャリアCはワーク供給コンベヤ10によって供給位置から排出される。
図1は本発明の一実施形態である物品箱詰め装置を示し、物品Aを搬送する方向に沿って見た側面図である。すなわちワーク供給コンベヤ10とケース供給コンベヤ11は紙面に垂直な方向に移動する。ピロー包装された容器である物品Aは、キャリアCに収容された状態で、ワーク供給コンベヤ(供給コンベヤ)10上に1列に整列され、搬送される。ワーク供給コンベヤ10は図1に示す供給位置において停止し、この位置において、6個の物品Aが一度に包装箱Bに移載される。すなわち6個の物品Aが一列毎に包装箱Bに箱詰めされる。空になったキャリアCはワーク供給コンベヤ10によって供給位置から排出される。
図2は包装箱Bを示している。この図に示すように、包装箱Bの開口部の水平断面形状は、矩形形状から4つの角部を面取りして形成された面取り部S1〜S4を有している。1つの包装箱Bには、4列の物品Aが収容され、各列は6個の物品Aから成る。すなわち包装箱Bには、6行×4列に配列された物品Aが収容される。第1の面取り部S1には第1行第1列の物品A1が収容され、第2の面取り部S2には第1行第4列の物品A2が収容され、第3の面取り部S3には第6行第1列の物品A3が収容され、第4の面取り部S4には第6行第4列の物品A4が収容される。各面取り部S1〜S4に収容される物品A1〜A4は、上方から見ると、包装箱Bの開口部の輪郭形状に沿って傾いている。この傾斜角は図2の例では約30°である。
再び図1を参照すると、包装箱Bを搬送するケース供給コンベヤ11はワーク供給コンベヤ10よりも低い位置に設けられ、包装箱B内の物品Aの上端がワーク供給コンベヤ10の搬送面と略同じ高さ位置になるように定められている。ケース供給コンベヤ11を挟んでワーク供給コンベヤ10の反対側には、移載ロボット(移載手段)20の本体21が設けられる。本体21に連結されたアーム22はケース供給コンベヤ11の上方を通ってワーク供給コンベヤ10の上方まで延びる。アーム22の先端に連結されたフレーム23には、ワーク供給コンベヤ10に向かって下方に延びるアームシャフト24が設けられ、アームシャフト24の下端には物品Aを把持(挟持)するための開閉ハンド(物品保持部材)25が設けられる。
移載ロボット20は、供給位置にあるキャリアCから物品Aを取り上げて、ケース供給コンベヤ11上の包装箱Bに収容するように構成されている。本実施形態において、移載ロボット20は1回の移載動作で、ケース供給コンベヤ11の搬送方向に沿って配置された2つの包装箱Bに対して、それぞれ6個の物品Aを収容する。すなわち移載ロボット20は1回の移載動作で12個の物品Aを移載するように構成され、後述するように、フレーム23には12個の開閉ハンド25が設けられ、これらの開閉ハンド25はフレーム23において1列に整列して設けられる。
図2を参照して上述したように、包装箱Bの面取り部S1〜S4に収容される物品A1〜A4は、上方から見て約30°傾いている。つまり、物品A1〜A4は鉛直軸周りに約30°回転させた状態で包装箱Bに収容され、このためアームシャフト24において、面取り部S1〜S4に対応するものは鉛直軸周りに回転可能に構成されている。換言すれば、複数の開閉ハンドにおいて、面取り部S1〜S4に収容される物品A1〜A4を保持する開閉ハンドは第1の物品保持部材であり、面取り部以外に収容される物品を保持する開閉ハンドは第2の物品保持部材である。第1の物品保持部材である開閉ハンドは鉛直軸周りに回転可能であり、面取り部に物品を収容するとき、供給位置から物品を取り上げ、鉛直軸周りに約30°だけ回転させてから面取り部S1〜S4に収容する。この構成を、図3を参照して次に説明する。
図3はフレーム23を上方から見た図であり、左右方向はケース供給コンベヤ11(図1)の搬送方向に一致する。ここでは、包装箱は右方から左方へ向かって搬送されると仮定する。フレーム23の仕切り部材26の右側に位置するスライダ30はケース供給コンベヤ11において上流側に配置される包装箱への移載動作に用いられる開閉ハンドが設けられ、仕切り部材26の左側に位置するスライダ31はケース供給コンベヤ11において下流側に配置される包装箱への移載動作に用いられる開閉ハンドが設けられる。すなわちスライダ30は、上流側の包装箱の先頭(1行目)の物品を移載するための開閉ハンドに対応し、スライダ31は、下流側の包装箱の最後尾(6行目)の物品を移載するための開閉ハンドに対応する。
アームシャフト24はスライダ30、31を貫通し、開閉ハンドはアームシャフト24の下端に設けられる。一方、アームシャフト24のスライダ30、31から上方に突出する部分には、それぞれギヤ32が取付けられる。スライダ30、31の上面にはブラケット33を介してエアシリンダ34がそれぞれ取付けられ、各エアシリンダ34のピストンロッド35にはギヤ32に噛合するラック36が設けられる。したがってエアシリンダ34が駆動されると、ラック36とギヤ32を介してアームシャフト24が軸心周りに回転し、開閉ハンドに把持された物品が回転する。
エアシリンダ34は、ピストンロッド35の突出量が最も大きい前進位置(図3の位置)と、ピストンロッド35の突出量が最も小さい後退位置との一方に定められるように、択一的に駆動される。開閉ハンド25は物品Aを把持するように開閉する一対のチャック部材を有し、図3の状態において、一対のチャック部材はワーク供給コンベヤ10(およびケース供給コンベヤ11)の搬送方向に直交する方向に揺動する。この状態をこの明細書では、第1の回転位置という。ピストンロッド35すなわちラック36が図3に示すD方向に後退すると、図3の左側に位置するアームシャフト24は反時計方向に30°回転する。したがって開閉ハンド25の一対のチャック部材も反時計方向に30°回転し、この状態をこの明細書では第2の回転位置という。一方、図3の右側に位置するアームシャフト24は時計方向に30°回転し、したがって開閉ハンド25の一対のチャック部材も時計方向に30°回転し、この状態をこの明細書では第3の回転位置という。
また、スライダ30、31の上面にはピン37が立設される。これらのピン37は、後述するようにリンクプレートに形成された長穴に係合し、6個のスライダ30間あるいは6個のスライダ31間の間隔が調整される。
図4、5を参照してスライダ30、31間の間隔を調整するための構成を説明する。これらの図において、仕切り部材26より右側は6個のスライダ30が相対的に広げられた状態を示し、仕切り部材26より左側は6個のスライダ31が相対的に狭められた状態を示しているが、移載動作では、全てのスライダ30、31がいずれかの状態に定められる。
物品Aがワーク供給コンベヤ10によって1列に整列して搬送されるとき、物品Aは個別にキャリアCに収容されているため、隣接する物品A間はキャリアCの大きさに応じた距離だけ離間している。したがって各スライダ30は、隣接する2つのキャリアCの中心間の距離だけ離間するように定められる。これに対して物品Aを包装箱Bに収容するときは、包装箱Bの大きさに合わせて隣り合う2つの物品Aが接触するように、各スライダ31の間隔が定められる。1列に整列した12個の物品Aは同時に2つの包装箱Bに収容される。つまり物品Aの移載動作において、スライダ30、31は図4、5の右側または左側のいずれかに示す間隔に定められる。
スライダ30、31はフレーム23の長手方向に沿って延びる一対のシャフト28に移動自在に支持される。また各スライダ30、31の両端にはそれぞれローラ38が設けられ、ローラ38はフレーム23の内面に取付けられたレール27に係合する。これによりスライダ30、31はレール27とシャフト28に沿って移動自在である。一方スライダ30、31の間隔を調整するため、フレーム23には取付けステー40を介してエアシリンダ41が取付けられる。仕切り部材26の右側のエアシリンダ41のピストン42は、6個のスライダ30のうち、仕切り部材26から最も遠くに位置するスライダ30に固定される。仕切り部材26の左側のエアシリンダ41のピストン42は、6個のスライダ31のうち、仕切り部材26から最も遠くに位置するスライダ31に固定される。
スライダ30、31の上面に設けられた各ピン37はリンクプレート43に形成された長穴44に係合し、リンクプレート43はピン37に形成された大径部45の上面に支持される。長穴44は各リンクプレート43の両端部に形成され、各長穴44には、隣接するスライダ30、31のピン37が係合する。すなわち隣り合う2つのスライダ30、31はリンクプレート43によって連結され、ピン37が長穴44内を移動する範囲において、2つのスライダ30、31の距離が可変である。なお仕切り部材26の最も近くに位置するリンクプレート43は仕切り部材26に固定される。
図4、5において仕切り部材26の右側に示すように、エアシリンダ41のピストン42が突出した状態にあるとき、ピン37は、図6において実線で示すように長穴44の外端部に位置し、隣り合う2つのスライダ30間は相対的に広げられている。これに対し、図4、5において仕切り部材26の左側に示すように、エアシリンダ41のピストン42が後退した状態にあるとき、ピン37は、図6において破線で示すように長穴44の内端部に位置し、隣り合う2つのスライダ31間は相対的に狭められている。
仕切り部材26の右側に位置する6個のスライダ30において、両端に位置するスライダ30だけにアームシャフト24(図3)を回転させるためのエアシリンダ34が設けられる。同様に、仕切り部材26の左側についても、両端に位置するスライダ31だけにアームシャフト24(図3)を回転させるためのエアシリンダ34が設けられる。
なお図4において、エアシリンダ34、ラック36、エアシリンダ41、ピストン42等は破線によって示されているが、これはスライダ30、31等と区別しやすくするためであり、実際にはスライダ30、31より上方に配置されている。
次に本実施形態の作用を説明する。
ワーク供給コンベヤ10において12個の物品Aが供給位置へ供給されてきたとき、各物品Aは相対的に広い間隔を空けられている。したがって開閉ハンドは、図4、5の右側に示すスライダ30のように間隔を広げられた状態で下降し、物品Aを把持して持ち上げる。その後、開閉ハンドは、図4,5の左側に示すスライダ31のように間隔を狭められ、ケース供給コンベヤ11上の包装箱Bに物品Aを収容する。
ワーク供給コンベヤ10において12個の物品Aが供給位置へ供給されてきたとき、各物品Aは相対的に広い間隔を空けられている。したがって開閉ハンドは、図4、5の右側に示すスライダ30のように間隔を広げられた状態で下降し、物品Aを把持して持ち上げる。その後、開閉ハンドは、図4,5の左側に示すスライダ31のように間隔を狭められ、ケース供給コンベヤ11上の包装箱Bに物品Aを収容する。
このような物品Aの包装箱Bへの移載動作において、4つの面取り部S1〜S4に対応する物品A1〜A4は、開閉ハンドが物品をキャリアCから取り上げた後、包装箱Bの真上に移送される間に、アームシャフト24によって回転される。すなわち第1列目の物品の移載動作では、第1行目の物品A1に対応するアームシャフト24と開閉ハンドは、第1の回転位置に定められた状態で物品A1を取り上げ、その後、上方から見て反時計方向に約30°回転され、第2の回転位置に定められた状態で物品A1を包装箱Bに収容する。一方、第6行目の物品A3に対応するアームシャフト24と開閉ハンドは、第1の回転位置に定められた状態で物品A1を取り上げ、その後、上方から見て時計方向に約30°回転され、第3の回転位置に定められた状態で物品A3を包装箱Bに収容する。
第2列目と第3列目の物品Aをワーク供給コンベヤ10から移載して包装箱Bへ収容するとき、全てのアームシャフト24は軸心周りに回転せず、開閉ハンドによってそのまま移載される。第4列目の物品の移載動作では、第1行目の物品A2に対応するアームシャフト24と開閉ハンドは第2の回転位置に定められた状態で物品A2を取り上げた後、上方から見て時計方向に約30°回転されて第1の回転位置に定められた状態で物品A2を包装箱Bに収容する。一方、第6行目の物品A4に対応するアームシャフト24と開閉ハンドは、第3の回転位置に定められた状態で物品A4を取り上げた後、上方から見て反時計方向に約30°回転され、第1の回転位置に定められた状態で物品A4を包装箱Bに収容する。
したがって本実施形態によれば、四隅が面取りされた1つの包装箱Bに複数の物品Aを収容するとき、各面取り部S1〜S4に収容される物品A1〜A4をその面取り角度に合わせて回転させるので、物品を傷つけることなく収容することができる。また物品A1〜A4を移載する動作のみにおいて、対応するアームシャフト24を鉛直軸周りに所定角度だけ回転させるので、その動作は簡単であり、そのための構成も簡単である。
さらに、アームシャフト24の回転動作において、エアシリンダ34は前進位置と後退位置の一方に、択一的に定められるだけであり、その中間位置に制御されることはない。したがってエアシリンダ34は簡単な構成を有するものを利用でき、装置全体の製造コストを抑えることができる。
なお、第2列目と第3列目の物品Aを包装箱Bへ箱詰めする動作では、ワーク供給コンベヤ10から取り上げるときのアームシャフト24と開閉ハンドは0°または30°の角度位置に維持された状態にあり、回転させる必要がない。つまり第2列目と第3列目の物品Aの箱詰め動作は、アームシャフト24と開閉ハンドの角度位置の大きさに影響されず、どんな角度位置であってもよい。
上記実施形態は物品Aを6行×4列に配列した状態で包装箱Bに収容する例であったが、本発明はこれに限定されず、行列の数は任意である。また面取り部も包装箱Bの四隅に形成されていることは必須ではなく、例えば第1行目のみに形成されている包装箱にも本発明を適用できる。
行列の数を一般化して説明すると、包装箱がm行n列に配列された物品を収容可能であり、面取り部が第1行第1列および第1行第n列の物品に対応する箇所と、第m行第1列および第m行第n列の物品に対応する箇所との少なくともいずれか一方に形成されている場合に、本発明は適用できる。この場合、移載ロボット20は、m個の開閉ハンド(物品保持部材)25を一列に整列して構成され、n回の移載動作を行うことによって物品Aを包装箱B内でm行n列に整列させて収容し、第1の物品保持部材である開閉ハンド25は第1行および/または第m行に対応して設けられ、第1列目の物品A1を供給位置から取り上げたとき、鉛直軸周りに所定角度だけ回転した状態で物品A1を包装箱に収容し、第2列目から第(n−1)列目の物品Aを包装箱に収容するとき、第1列目の物品A1の収容動作と同じ回転位置に定められた状態で物品Aを供給位置から取り上げて包装箱Bに収容する。
上記実施形態では、m個の開閉ハンド25を一列に並べる構成を採用しているが、これに替えて、開閉ハンド25をm×nの行列状に配置し、面取り部S1〜S4に対応する開閉ハンド25だけをアームシャフト24の軸心周りに回転可能とするように構成することもできる。
なお開閉ハンド25は如何なる構成であってもよく、開閉式でもよく吸着式でもよい。
10 供給コンベヤ(ワーク供給コンベヤ)
20 移載ロボット(移載手段)
25 開閉ハンド(物品保持部材)
A、A1、A2 物品
B 包装箱
S1〜S4 面取り部
20 移載ロボット(移載手段)
25 開閉ハンド(物品保持部材)
A、A1、A2 物品
B 包装箱
S1〜S4 面取り部
Claims (3)
- 開口部の水平断面形状が矩形形状から角部を面取りして形成された面取り部を有する包装箱に、複数の物品を箱詰めする物品箱詰め装置であって、
前記複数の物品を供給位置まで搬送する供給コンベヤと、
前記複数の物品を前記供給位置から取り上げて前記包装箱に収容する複数の物品保持部材を有する移載手段とを備え、
前記複数の物品保持部材は、前記面取り部に収容される物品を保持する第1の物品保持部材と、前記面取り部以外に収容される物品を保持する第2の物品保持部材とから成り、
前記第1の物品保持部材が鉛直軸周りに回転可能であり、前記面取り部に物品を収容するとき、前記供給位置から物品を取り上げ、鉛直軸周りに所定角度だけ回転させてから前記面取り部に収容することを特徴とする物品箱詰め装置。 - 前記包装箱が第1および第2の面取り部を有し、
前記第1の物品保持部材は、第1の回転位置と第2の回転位置との間を回転可能であり、
前記移載手段は、前記第1の面取り部に物品を収容する際には、前記第1の物品保持部材を前記第1の回転位置に位置させた状態で前記供給位置から物品を取り上げ、その後、前記第1の物品保持部材を前記第2の回転位置に位置させた状態で前記第1の面取り部に収容し、前記第2の面取り部に物品を収容する際には、前記第1の物品保持部材を前記第2の回転位置に位置させた状態で前記供給位置から物品を取り上げ、その後、前記第1の物品保持部材を前記第1の回転位置に位置させた状態で前記第2の面取り部に収容することを特徴とする請求項1に記載の物品箱詰め装置。 - 前記包装箱はm行n列に配列された物品を収容可能であり、第1行第1列の物品に対応する第1の面取り部、第1行第n列の物品に対応する第2の面取り部、第m行第1列の物品に対応する第3の面取り部、および第m行第n列の物品に対応する第4の面取り部が形成されており、
前記移載手段は、m個の物品保持部材を一列に整列して構成され、一端に前記第1および第2の面取り部に対応する前記第1の物品保持部材が配置されるとともに、他端に前記第3および第4の面取り部に対応する前記第1の物品保持部材が配置されており、n回の移載動作を行うことによって物品を前記包装箱内でm行n列に整列させて収容するものであって、
前記一端に配置された第1の物品保持部材は、第1の回転位置と第2の回転位置との間で回転可能であり、前記他端に配置された第1の物品保持部材は、第1の回転位置と第3の回転位置との間で回転可能であり、
前記移載手段は、前記第1列目の物品を前記包装箱に収容する際には、前記一端に配置された第1の物品保持部材を前記第1の回転位置に位置させるとともに、前記他端に配置された第1の物品保持部材を前記第1の回転位置に位置させた状態で第1列目の物品を前記供給位置から取り上げた後、前記一端に配置された第1の物品保持部材を前記第2の回転位置に位置させるとともに、前記他端に配置された第1の物品保持部材を前記第3の回転位置に位置させた状態で物品を前記包装箱に収容し、第n列目の物品を前記包装箱に収容する際には、前記一端に配置された第1の物品保持部材を前記第2の回転位置に位置させるとともに、前記他端に配置された第1の物品保持部材を前記第3の回転位置に位置させた状態で第n列目の物品を前記供給位置から取り上げた後、前記一端に配置された第1の物品保持部材を前記第1の回転位置に位置させるとともに、前記他端に配置された第1の物品保持部材を前記第1の回転位置に位置させた状態で物品を前記包装箱に収容する
ことを特徴とする請求項1に記載の物品箱詰め装置。
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CN112969655A (zh) * | 2018-11-14 | 2021-06-15 | 株式会社大福 | 物品搬运设备 |
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2017
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CN114684409A (zh) * | 2022-04-26 | 2022-07-01 | 广州广彩标签有限公司 | 一种基于自动化机器人的包装方法 |
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