JP2020066447A - 箱詰装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】複数の物品を同時に1つの容器に箱詰する箱詰装置において、1台の箱詰ヘッドで複数のプールコンベアに効率的に対応する。【解決手段】第1、2箱詰ヘッドをフレーム部材の長手方向に沿って移動可能に取り付ける。フレーム部材を取付部を介して箱詰ロボット26のアームに取り付ける。箱詰ロボット26は、第1、2箱詰ヘッドにより第1、2物品搬送装置16A、16Bの各々設けられた複数のプールコンベアの何れかから第1、2物品A、Bを各々取り上げる取上位置Q1と、第1、2箱詰ヘッドにより箱Cに第1、2物品A、Bを箱詰する箱詰位置Q2との間で取付部を移動させる。取付部が取上位置Q1にあるとき、第1、2箱詰ヘッドで第1、2物品搬装置16A、16Bの何れかのプールコンベア上の第1、2物品A、Bを各々取り上げ、取付部が箱詰位置Q2にあるとき、第1、2箱詰ヘッドを箱詰位置P1、P2に配置して箱詰めを行う。【選択図】図1

Description

本発明は、複数の物品を同時に1つの容器に箱詰する箱詰装置に関する。
コーン形のアイスクリームを複数段に積み重ねた状態で箱詰めする装置において、4本のプールコンベヤと、各プールコンベヤに対応して設けられた4台の充填ヘッドを用いて、コーン形アイスクリームを1つの箱内に段積み状態で箱詰する構成が知られている(特許文献1参照)。
特開平07−061410号公報
しかし、下流側の機器が停止した場合や、詰め合わせセットなどのアソート品の箱詰めにおいて品種間での供給量に大きな差が生じた場合に、プールコンベアの貯留能力では対応できない場合が発生する。このような問題に対しては、プールコンベアの数を増やして貯留能力を上げることが考えられる。しかし、特許文献1のように各プールコンベアに充填ヘッドを設けると、価格や重量、寸法が増大する。一方、1台の充填ヘッドで複数のプールコンベアに対応可能にする場合、移動距離や移動パターンが増大し、充填ヘッドを移動するロボットのプログラムが複雑になるとともに処理能力も低下する。
本発明は、複数の物品を同時に1つの容器に箱詰する箱詰装置において、1台の箱詰ヘッド(充填ヘッド)で複数のプールコンベアに効率的に対応することを課題としている。
本発明の第1の発明である箱詰装置は、物品を搬送する第1物品搬送手段と、前記第1物品搬送手段に隣接して配置される第2物品搬送手段と、前記第1物品搬送手段上の物品を取り上げる第1箱詰ヘッドと、前記第2物品搬送手段上の物品を取り上げる第2箱詰ヘッドと、前記第1箱詰ヘッドと前記第2箱詰ヘッドとを一体的に移動する移動手段と、箱詰位置に箱を供給する箱搬送手段とを備え、前記第1箱詰ヘッドが取り上げた物品と前記第2箱詰ヘッドが取り上げた物品を、前記箱詰位置に供給された箱に箱詰する箱詰装置において、前記第1および第2物品搬送手段のうちの少なくとも一方が複数の搬送部から構成され、前記第1および第2箱詰ヘッドが取り付けられるとともに、前記第1および第2箱詰ヘッドのうちの前記搬送部を複数備える前記第1または第2物品搬送手段上の物品を取り上げる箱詰ヘッドが移動可能に取り付けられるフレーム部材と、前記フレーム部材を前記移動手段に取り付ける取付部と、前記移動手段および前記移動可能な箱詰ヘッドの動きを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記第1および第2物品搬送手段から物品を取り上げる取上位置と前記箱詰位置との間で前記取付部を移動させるように前記移動手段の動きを制御し、前記取付部が前記取上位置にあるとき、前記搬送部を複数備える前記第1または第2物品搬送手段上の物品を取り上げる箱詰ヘッドを前記複数の搬送部の何れか1つに対応する位置に配置し、前記取付部が前記箱詰位置にあるとき、前記第1および第2箱詰ヘッドを前記箱詰位置に対応する位置に配置することを特徴としている。
本発明の第2の発明である箱詰装置は、第1の発明において、前記第1物品搬送手段には第1の物品が供給され、前記第2物品搬送手段には前記第1の物品とは異なる品種の第2の物品が供給されることを特徴としている。
本発明の第3の発明である箱詰装置は、第1または第2の発明において、前記第1および第2物品搬送手段が各々複数の搬送部から構成され、前記第1および第2箱詰ヘッドが前記フレーム部材に移動可能に取り付けられ、前記制御手段が、前記取付部が前記取上位置にあるとき、前記第1および第2箱詰ヘッドを前記第1および第2物品搬送手段を構成する前記複数の搬送部の何れか1つに対応する位置にそれぞれ配置し、前記取付部が前記箱詰位置にあるとき、前記第1および第2箱詰ヘッドを前記第1物品搬送手段の前記複数の搬送部および前記第2物品搬送手段の前記複数の搬送部のうちの相互に隣接する搬送部に対応する位置にそれぞれ配置することを特徴としている。
本発明によれば、複数の物品を同時に1つの容器に箱詰する箱詰装置において、1台の箱詰ヘッドで複数のプールコンベアに効率的に対応することができる。
本発明の一実施形態である箱詰装置の配置を示す平面図である。 図1の箱詰装置の側面図である。 図2の矢印V方向からの矢視図である。 本実施形態のアキューム/払出し動作について説明する図である。 本実施形態のアキューム/払出し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箱詰装置の配置を示す平面図であり、図2は、図1の箱詰装置の側面図である。
図1に示される箱詰装置10では、例えば1つの箱Cに第1物品Aと第2物品Bが各々2台の箱詰ヘッドにより段積みされた状態で箱詰めされる。箱Cは、箱供給装置12から箱供給コンベア(箱搬送手段)14上へ一定の間隔で整列された状態で供給される。箱供給コンベア14の一方の側辺には、第1物品Aを供給する第1物品搬送装置(第1物品搬送手段)16Aと第2物品Bを供給する第2物品搬送装置(第2物品搬送手段)16Bが配置される。
本実施形態において、第1および第2物品搬送装置16A、16Bは、それぞれメインプールコンベア(搬送部)160A、160Bとサブプールコンベア(搬送部)162A、162Bを備える。メインプールコンベア160A、160Bは互いに隣接して並列に配置され、その外側にサブプールコンベア162A、162Bがメインプールコンベア160A、160Bの各々に隣接するように並列に配置される。また、第1および第2物品搬送装置16A、16Bは、メインプールコンベア160A、160B、サブプールコンベア162A、162Bの搬送方向が箱供給コンベア14の搬送搬送方向に直交する向きに配置される。なお、箱供給コンベア14の下流端には例えば封緘装置18などの下流側装置が配置される。
第1、第2物品A、Bは、それぞれ第1、第2ワーク製造装置20A、20Bから第1、第2物品供給コンベア22A、22Bを介して供給される。本実施形態において、第1物品搬送装置16Aのコンベアは、第2物品搬送装置16Bのコンベアよりも若干長く構成され、第1物品供給コンベア22Aの下流部は、メインプールコンベア160Aの上流部に隣接して配置され、第2物品供給コンベア22Bの下流部は、サブプールコンベア162Bの上流部に隣接して配置される。
第1物品搬送装置16Aの上流端側、かつ第1物品供給コンベア22Aの側方側には、第1物品供給コンベア22A上の第1物品Aを第1物品搬送装置16Aのメインプールコンベア160Aまたはサブプールコンベア162A上に移載する第1移載装置24Aが配置される。また、第2物品供給コンベア22Bの下流部の側方側には、第2物品供給コンベア22B上の第2物品Bを第2物品搬送装置16Bのメインプールコンベア160Bまたはサブプールコンベア162B上に移載する第2移載装置24Bが配置される。なお、第1、第2移載装置24A、24Bには、例えばパラレルリンクロボットなどが用いられる。
メインプールコンベア160A、160Bおよびサブプールコンベア162A、162Bは、例えばバケット付きトップチェーンコンベアであり、その搬送面は、それぞれ所定の大きさのバケット164A、164Bに区切られ、第1、第2物品A、Bは、第1、第2移載装置24A、24Bにより、それぞれバケット164A、164B内に載置される。各バケット164A、164Bは、無端軌道上を箱供給コンベア14に向けて搬送され、第1、第2物品A、Bは、搬送装置16A、16Bの下流端において箱詰ロボット(箱詰手段)26の第1、第2箱詰ヘッド28A、28Bにより取り上げられ、箱供給コンベア14上の所定の第1、第2箱詰位置P1、P2において、それぞれ箱詰され段積される。なお、箱詰ロボット26の動作は、後述するように制御装置(制御手段)30によって制御される。
箱詰ロボット26は、基端部が水平な軸260周りに回転可能な第1アーム261と、第1アーム261の先端部の水平な軸262周りにその基端部が回転可能な第2アーム263と、第2アーム263の先端部の水平な軸264周りにその基端部が回転可能な第3アーム265を備えるロボットアーム(移動手段)である。第3アーム265の先端には、取付部266を介して箱供給コンベア14の搬送方向に沿って水平に延在するフレーム部材32が取り付けられる。
図3は、図2の矢印V方向からの矢視図であり、第1、第2箱詰ヘッド28A、28Bに保持される第1、第2物品A、Bが、第1、第2箱詰位置P1、P2において箱詰めされる様子が描かれる。フレーム部材32には、フレーム長手方向(箱供給コンベア14の搬送方向)に沿って往復動可能に第1、第2箱詰ヘッド28A、28Bが取り付けられる。例えば、第2箱詰ヘッド28Bの上端部は、フレーム部材32の長手方向に沿って配置されたエアシリンダ32Aのロッド32Bの先端に取り付けられ、フレーム部材32の長手方向に沿って延在するリニアレール32Cにスライダ32Dを介して摺動自在保持される。すなわち、第2箱詰ヘッド28Bは、エアシリンダ32Aの動きにより、フレーム部材32の長手方向に沿って移動可能であり、第1箱詰ヘッド28Aに関しても同様の構成でフレーム部材32の長手方向に沿って移動可能である。また、第1、第2箱詰ヘッド28A、28Bは、エアシリンダ等で構成される各々昇降機構32Eを介してスライダ32Dに保持され、上下方向に昇降可能であり、第1、第2物品A、Bをプールコンベアから取り上げる際、および箱詰位置P1、P2において第1、第2物品A、Bを箱詰する際に下降され、物品の移送中は、上昇された状態に維持される。
本実施形態において、第1箱詰位置P1は箱供給コンベア14上の第1物品搬送装置16Aのメインプールコンベア160Aに対応する位置に設定され、第2箱詰位置P2は箱供給コンベア14上の第2物品搬送装置16Bのメインプールコンベア160Bに対応する位置に設定される。箱供給コンベア14の搬送面には、箱Cの前縁、後縁に接して箱Cの位置を規制する桟14Aが所定間隔で設けられ、箱Cは一対の桟14Aの間に箱供給装置12から供給される。メインプールコンベア160A、160Bおよびサブプールコンベア162A、162Bは所定間隔で並設され、箱Cの位置を規制する一対の桟14Aはプールコンベア160A、160B、162A、162Bの間隔に対応した間隔で設けられ、箱供給コンベア14は、同間隔をピッチとして間欠的に移動される。
図3には、第1物品Aを保持した状態の第1箱詰ヘッド28Aが第1物品搬送装置16Aのメインプールコンベア160Aに対応する第1箱詰位置P1の上方に実線で示され、第2物品Bを保持した状態の第2箱詰ヘッド28Bが第2物品搬送装置16Aのサブプールコンベア162Aに対応する位置の上方に実線で示される。また、第1物品Aを保持した状態の第1箱詰ヘッド28Aが第1物品搬送装置16Aのサブプールコンベア162Aに対応する位置の上方に破線で示され、第2物品Bを保持した状態の第2箱詰ヘッド28Bが第2物品搬送装置16Bのメインプールコンベア160Bに対応する第2箱詰位置P2の上方に破線で示される。第1箱詰位置P1では、第1箱詰ヘッド28Aにより第1物品Aが空の箱Cに投入され、第2箱詰位置P2では、第1箱詰位置P1において箱Cに箱詰めされた第1物品Aの上に第2物品Bが第2箱詰ヘッド28Bにより投入され段積される。
本実施形態において、箱詰ロボット26は、メインプールコンベア160Aとメインプールコンベア160Bの間の中心線に沿って、取付部取上位置Q1と取付部箱詰位置Q2の間で取付部266を往復移動する。取付部箱詰位置Q2の水平面上の位置は、第1、第2箱詰位置P1、P2の中間に位置し、取付部取上位置Q1の水平面上の位置は、メインプールコンベア160A、160Bの下流端のバケット164Aの中心同士を結んだ中間に位置する。
物品を取り上げる際、箱詰ロボット26は、取付部266を取付部取上位置Q1に移動するとともに、第1、第2箱詰ヘッド28A、28Bをそれぞれフレーム部材32に沿って移動する。すなわち、第1箱詰ヘッド28Aを第1物品供給装置16Aのメインプールコンベア160Aまたはサブプールコンベア162Aの何れかの上方に配置し、何れかのプールコンベアの下流端のバケット164Aから第1物品Aを取り上げる。また、第2箱詰ヘッド28Bを第2物品供給装置16Bのメインプールコンベア160Bまたはサブプールコンベア162Bの何れかの上方に配置し、何れかのプールコンベアの下流端のバケット164Bから第2物品Bを取り上げる。
一方、取上げた物品の箱詰めを行う際には、取付部266を取付部箱詰位置Q2に移動するとともに第1、第2箱詰ヘッド28A、28Bをフレーム部材32に沿って移動して、それぞれ第1、第2箱詰位置P1、P2に移動し、第1、第2物品A、Bを順次箱C内に投入する。
次に図4、図5を参照して、複数のプールコンベアを利用した本実施形態のアキューム/払出し動作について説明する。図4、図5には、第1物品搬送装置16Aのメインプールコンベア160Aとサブプールコンベア162Aに第1物品Aが供給される状態の一例を示すが、第2物品搬送装置16Bのメインプールコンベア160Bとサブプールコンベア162Bについても同様である。
通常運転時、第1物品搬送装置16Aはメインプールコンベア160Aを用いて第1物品Aの供給を行なう。すなわち、第1物品供給装置20Aから第1物品供給コンベア22Aへと供給された第1物品Aは、第1移載装置24Aにより全てメインプールコンベア160Aに移載され、箱詰ロボット26はメインプールコンベア160Aの下流端のバケット164Aから順次第1物品Aを取り上げ箱詰めを行う。
ここで例えば下流の封緘装置18でトラブルが発生し、箱詰ロボット26による箱詰動作が停止された場合、第1物品供給装置20A(図1参照)からの第1物品Aの供給を直ちには停止することができない。そのため本実施形態では、箱詰動作停止後、第1移載装置24Aの制御を切り替えて、第1物品供給装置20Aから供給される第1物品Aをサブプールコンベア162Aに移載する。
図4(a)には、箱詰動作が停止され、メインプールコンベア160Aのバケット164Aの全てに第1物品Aが投入され、第1移載装置24Aの動作切替により、第1物品Aが第1物品供給コンベア22Aからサブプールコンベア162Aへ4つ移載された状態が示される。なお、この状態においてメインプールコンベア160Aの走行は停止されているが、サブプールコンベア162Aの間欠移動は継続されている。図4(b)には、更に1つの第1物品Aがサブプールコンベア162Aに移載され、合計で5つの第1物品Aがサブプールコンベア162Aに移載された状態が示される。
箱詰ロボット26による箱詰動作が再開されると、箱詰ロボット26は、まず第1箱詰ヘッド28Aを用いて、メインプールコンベア160Aにアキュームされた第1物品Aをメインプールコンベア160Aの下流端のバケット164Aから取り上げ、箱供給コンベア14の箱詰位置P1に搬送された箱Cに箱詰めを開始するとともに、メインプールコンベア160Aの第1物品Aの間欠搬送を再開する。図4(c)は、箱詰動作を再開し、メインプールコンベア160Aにアキュームされていた1つの第1物品Aが箱詰され、メインプールコンベア160Aが1バケット分移動された状態が示される。なお、この間、第1移載装置24Aによる第1物品Aの第1物品供給コンベア22Aからサブプールコンベア162Aへの移載動作、すなわちアキューム動作は継続され、図4(c)では、6つの第1物品Aがサブプールコンベア162Aの各バケット164Aにアキュームされた状態が示される。
図4(d)には、図4(b)の状態のメインプールコンベア160Aから6つの第1物品Aが箱詰され、メインプールコンベア160A上には、2つの第1物品Aが残され、サブプールコンベア162Aに7つの第1物品Aがアキュームされた状態が示される。図4(e)には、メインプールコンベア160Aにアキュームされていた第1物品Aが全て箱詰され、メインプールコンベア160Aの8つ全てのバケット164Aが空になり、サブプールコンベア162Aの8つ全てのバケット164Aに第1物品Aが移載された状態が示される。
本実施形態では、図4(e)の状態から、サブプールコンベア162Aがメインプールコンベアとして扱われ、メインプールコンベア160Aがサブプールコンベアとして機能する(本実施形態においてメインとサブの呼称は各プールコンベアの機能を示すための便宜上のものであり、プールコンベアの機能が入れ替わることでメインとサブが入れ替わる)。同状態は、次に箱詰動作が停止し、サブプールコンベアとして機能するメインプールコンベア160Aへのアキューム動作、およびメインプールコンベアとして機能するサブプールコンベア162Aの払出し動作が完了するまで継続される。
図4の(d)、(e)では、サブプールコンベア162Aへのアキュームが一杯になる前にメインプールコンベア160Aの払出しが完了する場合のアキューム/払出し動作について示したが、図5(a)、(b)では、メインプールコンベア160Aの払出しが完了する前にサブプールコンベア162Aへのアキュームが一杯になった場合のアキューム/払出し動作について説明する。
図5(a)は、図4(d)に対応し、同図では、メインプールコンベア160Aの下流端の2つのバケット164Aに2つの第1物品Aが残された状態で、サブプールコンベア162Aの8つ全てのバケット164Aに第1物品Aがアキュームされた状態が示される。このとき、第1移載装置24Aは、第1物品供給コンベア22Aからサブプールコンベア162Aへの移載動作を、メインプールコンベア160Aへと切り替える。図5(a)には、メインプールコンベア160Aの上流端のバケット164Aに1つの第1物品Aがアキュームされた状態が示される。
図5(b)は、図5(a)の下流端に残されていた2つの第1物品Aが箱詰ロボット26により順次払い出されて箱詰され、図5(a)の状態から更に上流側の2つのバケット164Aに2つの第1物品Aが移載された状態(合計3つの第1物品Aがアキュームされた状態)が示される。この後、箱詰ロボット26は、サブプールコンベア162Aの下流端のバケット164Aから第1物品Aを取り上げて箱詰を行うとともに、第1移載装置24Aは、サブプールコンベア162Aの上流端のバケット164Aに第1物品Aを順次移載し、サブプールコンベア162Aがメインプールコンベアとして扱われる。このときメインプールコンベア160Aはサブプールコンベアとして機能し、同状態は、次に箱詰動作が停止し、サブプールコンベアとして機能するメインプールコンベア160Aへのアキューム動作、およびメインプールコンベアとして機能するサブプールコンベア162Aの払出し動作が完了するまで継続される。なお、プール機能は、箱詰動作が停止した場合に加え、物品の供給に過多が発生した場合にも使用される。
以上のように、本実施形態によれば、箱詰装置のアームの先端にある取付部を取上位置と箱詰位置との間で往復動させるとともに、取付部を介してアームに取り付けられたフレームに沿って箱詰ヘッドをプールコンベアに対応する位置に移動させるだけで、複数の物品を同時に1つの容器に箱詰することができ、1台の箱詰ヘッドで複数のプールコンベアに効率的に対応することができる。
本実施形態の箱詰装置は、2種類の物品の箱詰めを行い、2つの物品搬送装置を備えたが、箱詰めされる物品の種類は2種類以上でもよく、これに合わせ物品搬送装置の数も2台以上であってもよい。また、本実施形態の物品搬送装置は、各々2つのプールコンベアを備えたが、各物品搬送装置が備えるプールコンベアの数は、一方の物品搬送装置が複数であれば任意である。
10 箱詰装置
12 箱供給装置
14 箱供給コンベア(箱搬送手段)
16A 第1物品搬送装置(第1物品搬送手段)
16B 第2物品搬送装置(第2物品搬送手段)
18 封緘装置
22A 第1物品供給コンベア
22B 第2物品供給コンベア
24A 第1移載装置
24B 第2移載装置
26 箱詰ロボット(移動手段)
28A 第1箱詰ヘッド
28B 第2箱詰ヘッド
30 制御装置
32 フレーム部材
160A、160B メインプールコンベア(搬送部)
162A、162B サブプールコンベア(搬送部)
164A、164B バケット
266 取付部
A 第1物品
B 第2物品
C 箱
P1 第1箱詰位置
P2 第2箱詰位置
Q1 取付部取上位置
Q2 取付部箱詰位置

Claims (3)

  1. 物品を搬送する第1物品搬送手段と、
    前記第1物品搬送手段に隣接して配置される第2物品搬送手段と、
    前記第1物品搬送手段上の物品を取り上げる第1箱詰ヘッドと、
    前記第2物品搬送手段上の物品を取り上げる第2箱詰ヘッドと、
    前記第1箱詰ヘッドと前記第2箱詰ヘッドとを一体的に移動する移動手段と、
    箱詰位置に箱を供給する箱搬送手段とを備え、
    前記第1箱詰ヘッドが取り上げた物品と前記第2箱詰ヘッドが取り上げた物品を、前記箱詰位置に供給された箱に箱詰する箱詰装置において、
    前記第1および第2物品搬送手段のうちの少なくとも一方が複数の搬送部から構成され、
    前記第1および第2箱詰ヘッドが取り付けられるとともに、前記第1および第2箱詰ヘッドのうちの前記搬送部を複数備える前記第1または第2物品搬送手段上の物品を取り上げる箱詰ヘッドが移動可能に取り付けられるフレーム部材と、
    前記フレーム部材を前記移動手段に取り付ける取付部と、
    前記移動手段および前記移動可能な箱詰ヘッドの動きを制御する制御手段とを備え、
    前記制御手段は、
    前記第1および第2物品搬送手段から物品を取り上げる取上位置と前記箱詰位置との間で前記取付部を移動させるように前記移動手段の動きを制御し、
    前記取付部が前記取上位置にあるとき、前記搬送部を複数備える前記第1または第2物品搬送手段上の物品を取り上げる箱詰ヘッドを前記複数の搬送部の何れか1つに対応する位置に配置し、
    前記取付部が前記箱詰位置にあるとき、前記第1および第2箱詰ヘッドを前記箱詰位置に対応する位置に配置する
    ことを特徴とする箱詰装置。
  2. 前記第1物品搬送手段には第1の物品が供給され、前記第2物品搬送手段には前記第1の物品とは異なる品種の第2の物品が供給されることを特徴とする請求項1に記載の箱詰装置。
  3. 前記第1および第2物品搬送手段が各々複数の搬送部から構成され、
    前記第1および第2箱詰ヘッドが前記フレーム部材に移動可能に取り付けられ、
    前記制御手段が、
    前記取付部が前記取上位置にあるとき、前記第1および第2箱詰ヘッドを前記第1および第2物品搬送手段を構成する前記複数の搬送部の何れか1つに対応する位置にそれぞれ配置し、
    前記取付部が前記箱詰位置にあるとき、前記第1および第2箱詰ヘッドを前記第1物品搬送手段の前記複数の搬送部および前記第2物品搬送手段の前記複数の搬送部のうちの相互に隣接する搬送部に対応する位置にそれぞれ配置する
    ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の箱詰装置。
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