JP2020132271A - 蓋形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
請求項4に記載の蓋形成装置。
(1)箱詰システム1の構成
図1は、本発明の第1実施形態に係るダンボール箱組立装置を搭載した箱詰システム1のブロック図である。また、図2Aは箱詰システム1の構成を示す斜視図であり、図2Bは箱詰システム1におけるダンボール箱B及び商品Gの流れを示す斜視図である。
図2Bに示すように、製函工程P1は、ダンボール箱材Zを箱詰システム1に導入する箱材収容部11と、ダンボール箱Bを組み立てる製函部12と、ダンボール箱Bをその搬送方向と直交する水平軸周りに90°回転させる第1姿勢変換部13と、第1姿勢となったダンボール箱Bを下方へ搬送する箱下方搬送部14とで構成されている。
箱材収容部11では、図2Bに示すように、供給位置に積み重ねられたダンボール箱材Zのうちの一番先頭のダンボール箱材Zを1枚ずつ挟んで上方へ送出し、送出されたダンボール箱材Zを鉛直軸周りに90°回転させて筒状に広げる。
製函部12は、筒状に広がったダンボール箱材Zを水平方向に搬送させながらダンボール箱材Zの底フラップZfbを折り込んで底を形成し、天フラップZfaが開いた状態のダンボール箱Bを組み立てる。
第1姿勢変換部13は、ダンボール箱Bを搬送方向に90°回転させる。より具体的に説明すると、第1姿勢変換部13は、ダンボール箱Bをその搬送方向と直交する水平軸周りに90°回転させ、ダンボール箱Bの開口と天フラップZfaとが同一鉛直面上になる姿勢(以下、第1姿勢という。)となるように、ダンボール箱Bの姿勢を変換する。ダンボール箱Bが第1姿勢のとき、開口は商品取り扱い領域GHAを向いている。
箱下方搬送部14は、第1姿勢となったダンボール箱Bを下方へ搬送する。つまり、ダンボール箱Bの開口を商品取り扱い領域GHAに向けた状態のまま下方に移動させる。
箱詰システム1の商品Gの流れにおける商品整列工程P2の上流側には、図示しない計量装置、及び製袋包装機等が配置されている。そして、箱詰システム1には、上流側工程で重量、シール性、異物混入検査等に合格した商品Gだけが商品整列工程P2に供給される。
商品搬入部21は、商品導入コンベア211、及び搬入コンベア212を有している。商品導入コンベア211は、重量、シール性、異物混入検査等を行う工程の下流側で、検査に合格した商品Gの供給を受けて、それを搬入コンベア212へ導く。
商品整列部22は、第1整列コンベア221、第2整列コンベア222、及び第3整列コンベア223を有している。商品整列部22は、商品Gに対して集積動作を行いながら所定位置まで搬送するものであり、特に、袋状の包装物の集積に適しているので、包装物集積装置として独立して使用することもできる。
商品挿入部23は、第3整列コンベア223で一列に整列した一群の商品Gの先頭と最後尾とを挟んで一群の商品Gを丸ごとダンボール箱B内に挿入する。図2Bに示すように、商品挿入部23は、整列した一群の商品Gを挟むために、起立コンベア231と、押寄板233と、挿入板235とを有している。
箱詰工程P3は、商品Gをダンボール箱Bに受け入れる商品受入部31と、ダンボール箱の開口が上を向くように姿勢を変換する第2姿勢変換部32と、商品Gの箱詰が完了したダンボール箱Bを搬送しながらダンボール箱Bの開口を閉じる封函部33とを有している。
商品受入部31は、ダンボール箱Bを第1姿勢に維持し、ダンボール箱Bの開口を、商品挿入部23の挿入板235に対向させて待機させる。商品挿入部23において起立状態になったN個の商品Gは、挿入板235によってダンボール箱Bに開口面に向かって押しだされるので、商品受入部31はそのN個の商品Gがダンボール箱Bに開口から底に向かって完全に挿入されるまで、その位置に待機する。
図2Bに示すように、第2姿勢変換部32は、商品Gの詰められたダンボール箱Bの姿勢を、開口を上に向けた姿勢へ変換する姿勢変換機構321を有している。
図2Bに示すように、封函部33は、ダンボール箱Bを搬送する排出コンベア330と、ダンボール箱Bの開口を囲むフラップを閉じて蓋をする蓋形成装置340とを有している。
ここでは、ダンボール箱Bの天フラップZfaを折り込む動作を中心に説明する。
先ず、動作説明の前に、箱詰システム1で扱うダンボール箱Bについて説明する。図3Aは、天フラップZfaを折り込む前のダンボール箱Bの斜視図である。また、図3Bは、図3Aにおける天フラップZfaを折り込んでいく過程を3段階で表示した斜視図である。
図4は、蓋形成装置340の要部の斜視図である。図4において、蓋形成装置340は、第1大フラップ折り込み機構71と、第1小フラップ折り込み機構72と、第2小フラップ折り込み機構73と、第2大フラップ折り込み機構74とを含んでいる。
第1大フラップ折り込み機構71は、第1大フラップZfa1を折り込む機構であって、第1折り込み板711、第1連結部材713、及び第1エアシリンダ715を含んでいる。
第1折り込み板711は、長方形の平坦な面である押さえ面711aを有する板金部材である。第1折り込み板711は、第1大フラップZfa1を折り込むための板である。
第1連結部材713は、第1折り込み板711に第1エアシリンダ715のピストン変位を伝達する部材である。
第1連結部材713の他端は、第1エアシリンダ715のピストン715aの先端に接続されている。ピストン715aが往復することによって、第1連結部材713が回転軸713aを中心に回動するので、それに伴って第1折り込み板711がスイングする。
第1小フラップ折り込み機構72は、第2折り込み板721と、第2連結部材723と、第2エアシリンダ725とを含んでいる。
第2折り込み板721は、1/4円弧721aを有する板金部材である。その1/4円弧721aから所定距離はなれた位置に、第2連結部材723との接続部が設けられている。第2折り込み板721は、第1小フラップZfa3を折り込むための板である。
第2連結部材723は、第2折り込み板721に第2エアシリンダ725のピストン変位を伝達する部材である。
第2連結部材723の他端は、第2エアシリンダ725のピストン725aの先端に接続されている。ピストン725aが往復することによって、第2連結部材723が回転軸723aを中心に回動するので、それに伴って第2折り込み板721がスイングする。
第2小フラップ折り込み機構73は、第3折り込み板731と、第3連結部材733と、第3エアシリンダ735とを含んでいる。
第3折り込み板731は、帯状の板金部材である。第3折り込み板731は、第2小フラップZfa4を折り込むための板である。
第3連結部材733は、第3エアシリンダ735のピストン変位を伝達する部材である。第3連結部材733は板状の板金部材であって、その一端面が第3折り込み板731の裏面に溶接されている。それゆえ、第3連結部材733の主平面と第3折り込み板731の主平面とは垂直である。なお、第3折り込み板731の裏面とは、第2小フラップZfa4に当たる面を表面としたとき、その反対側の面である。
ピストン735aが往復することによって、第3連結部材733が回転軸733aを中心に回動するので、それに伴って第3折り込み板731がスイングする。
図5は、第2大フラップ折り込み機構74の斜視図である。図5において、第2大フラップ折り込み機構74は、第2大フラップZfa2を折り込む機構であって、第1面保持部741、第2面保持部742、平行クランク743、クランク用エアシリンダ744(図6参照)及び駆動モータ745を含んでいる。
第1面保持部741は、第2大フラップZfa2の第1面F1(図3A参照)を保持する。第1面F1は、図3Aに示すように、第2大フラップZfa2のうち折り曲げラインBLよりも自由端寄りの面である。
第2面保持部742は、第2大フラップZfa2の第2面F2(図3A参照)を保持する。第2面F2は、図3Aに示すように、第2大フラップZfa2のうち折り曲げラインBLよりも固定端寄りの面である。
図6は、第1面保持部741および第2面保持部742を背面側から視たときの斜視図である。図6において、平行クランク743は、第1面保持部741の背面に配置されている。平行クランク743は、クランク用エアシリンダ744のピストン744aの往復動作によって、第1面保持部741が第2面保持部742に対して所定角度だけ傾斜するように第1面保持部741を回動させる。
図5に示すように、駆動モータ745は、蓋形成装置340の下流側上方に配置されている。駆動モータ745は、第1面保持部741および第2面保持部742を支持するフレーム74aとリンク機構74b(図7D参照)によって繋がっており、駆動モータ745が回転すると、フレーム74aが回動するので、第1面保持部741および第2面保持部742は一体的に回動する。
第1大フラップ折り込み機構71によって第1大フラップZfa1が折り込まれ、第1小フラップ折り込み機構72によって第1小フラップZfa3が折り込まれ、第2小フラップ折り込み機構73によって第2小フラップZfa4が折り込まれた後、第2大フラップ折り込み機構74が第2大フラップZfa2を折り込む。
先ず、図7Aは、第1面保持部741および第2面保持部742が折り込み前の第2大フラップZfa2を吸着したときの第2大フラップ折り込み機構74の側面図である。図7Aにおいて、第1面保持部741および第2面保持部742は、第1面保持部741の下方に第2面保持部742が位置するように並び、第1吸着盤741aおよび第2吸着盤742aそれぞれの吸着面が同一の鉛直平面上に位置している。このときの第1面保持部741と第2面保持部742との相対角度は180°とする。
次に、図7Bは、第1面保持部741および第2面保持部742が第2大フラップZfa2を吸着して折り込みを開始したときの第2大フラップ折り込み機構74の側面図である。
次に、図7Cは、第1面保持部741および第2面保持部742が第2大フラップを山状に折り曲げたときの第2大フラップ折り込み機構74の側面図である。図7Cにおいて、第1面保持部741は、第2面保持部742との相対角度を上記算出された折り曲げ角度θbとなるように回動する。
そして、図7Dは、第1面保持部741および第2面保持部742が第2大フラップZfa2を伸ばしたときの第2大フラップ折り込み機構74の側面図である。第1面保持部741および第2面保持部742は、山状に折り曲げられていた第2大フラップZfa2を平坦な平面状に伸ばす。具体的には、第1面保持部741と第2面保持部742との相対角度が180°となるように第1面保持部741が回動する。なぜなら、第1面保持部741の背面に連結されている平行クランク743が、クランク用エアシリンダ744のピストン744aの引き込み動作によって、山折り動作とは逆の方向に90°回動するからである。
(7−1)
蓋形成装置340では、折り曲げられた第2大フラップZfa2が伸ばされることによって第2大フラップZfa2の先端が第1小フラップZfa3のスリットSlt3および第2小フラッPZfa4のスリットSlt4に進入するので、第2大フラップZfa2に余計な負荷がかからず、第2大フラップZfa2が座屈することもなく、その先端が第1小フラップZfa3のスリットSlt3および第2小フラッPZfa4のスリットSlt4に挿入され易くなる。
蓋形成装置340の第2大フラップ折り込み機構74が、第1面保持部741および第2面保持部742によって第2大フラップZfa2を保持し、第2大フラップZfa2の第1面F1と第2面F2との相対角度が所定角度(90°)に縮まるまで第1面保持部741および第2面保持部742それぞれを個別に移動させて、第2大フラップZfa2を折り曲げる。それゆえ、第1面F1と第2面F2に等しく負荷をかけることができ、折り曲げ不良が低減される。
蓋形成装置340の第2大フラップ折り込み機構74が、山状に折り曲げられた第2大フラップZfa2の先端を、第1小フラップZfa3のスリットSlt3および第2小フラップZfa4のスリットSlt4のうちの第1面F1の先端と平行なスリット部分の上に、又はその手前の上面に沿わせながら、第2大フラップZfa2の第1面F1と第2面F2との相対角度が広がる方向に第1面保持部741および第2面保持部742それぞれを個別に移動させ、第2大フラップZfa2の先端を第1小フラップZfa3のスリットSlt3および第2小フラップZfa4のスリットSlt4へ導く。それゆえ、第2フラップには余計な負荷がかかっておらず、第2フラップの先端は変形することもなく、滑らかに第1フラップのスリットに挿入される。
第1面保持部741が第1面F1を吸着する第1吸着盤741aを有し、第2面保持部742が第2面F2を吸着する第2吸着盤742aを有しており、機械的につかむ場合に比べて第2大フラップZfa2への応力集中が緩和され、変形等を抑制することができる。
第1面保持部741が第1吸着盤741aの周囲の一部を囲む第1カバー741bを有し、第2面保持部742が第2吸着盤742aの周囲の一部を囲む第2カバー742bを有している。その結果、第2大フラップZfa2を折り曲げる際、第1吸着盤741aは第1面F1を、第2吸着盤742aは第2面F2を吸着するだけで、折り曲げ時の第1面F1への力伝達は第1カバー741bが、第2面F2への力伝達は第2カバー742bが担うので、第1吸着盤741aおよび第2吸着盤742aが摩擦により損傷することが抑制される。
第1面F1の先端が第1小フラップZfa3のスリットSlt3および第2小フラップZfa4のスリットSlt4に進入する際、第1吸着盤741aが吸着していた第2大フラップZfa2の第1面F1を開放する第1面開放動作、および第2吸着盤742aが吸着していた第2大フラップZfa2の第2面F2を開放する第2面開放動作の少なくとも1つの開放動作が行われる。
上記実施形態に係る蓋形成装置による封函方法は、一般にスライドロックと呼ばれており、4枚の天フラップZfaを正規の順序で内側に折り畳まなければならない。
第1実施形態では、第1吸着盤741a、第2吸着盤742a、クランク用エアシリンダ744、および駆動モータ745(サーボモータ)を組み合わせて、第2大フラップZfa2の折り込み動作を行っている。
以下、第2大フラップZfa2の折り込み動作のフローチャート(図11)を参照しながら、第1吸着盤741a、第2吸着盤742a、クランク用エアシリンダ744、および駆動モータ745の連携動作を説明する。
コントローラ40は、ステップS1において、吸着指令の有無を判定し、「吸着指令有り」と判定したときはステップS2へ進み、「吸着指令有り」と判定しないときは判定動作を継続する。
次に、コントローラ40は、ステップS2において、第1吸着弁741vおよび第2吸着弁742vを開状態にし、第1吸着盤741aに第1面F1を吸着させ、第2吸着盤742aに第2面F2を吸着させる。
次に、コントローラ40は、ステップS3において、方向切換弁744vを、ピストン744aが往路方向に進行する往路モードに切り換える。これによって、ピストン744aが動作し、第2大フラップZfa2の山折り動作が開始される。
次に、コントローラ40は、ステップS4において、タイマ405を起動させ、第1位置センサ744ssを介してピストン744aが原点位置から離れたことを検知した時点からの経過時間tをカウントする。
次に、コントローラ40は、ステップS5において、駆動モータ745を動作させ、第2大フラップZfa2を鉛直面に対して角度θaだけ傾斜させる。第2実施形態では、駆動モータ45は、ピストン744aの動作よりも遅れて動作する。
次に、コントローラ40は、ステップS6において、第2位置センサ744sfを介してピストン744aが往路方向の終点位置に到達したか否かを判定する。コントローラ40は、「ピストン744aが終点位置に到達した」と判定したときはステップS7に進み、「ピストン744aが終点位置に到達した」と判定しないときは、判定を継続する。
次に、コントローラ40は、ステップS7において、ピストン744aが原点位置から離れたことを検知した時点から、ピストン744aが終点位置に到達したことを検知した時点までの経過時間tを、ピストン744aの往路動作時間tA(n)としてメモリ403に記憶し、タイマ405をリセットするする。
次に、コントローラ40は、ステップS8において、方向切換弁744vを、ピストン744aが復路方向に進行する復路モードに切り換える。
次に、コントローラ40は、ステップS9において、タイマ405を起動させ、第2位置センサ744sfを介してピストン744aが終点位置から離れたことを検知した時点からの経過時間tをカウントする。
次に、コントローラ40は、ステップS10において、前回記憶した復路動作時間に基づいてピストン744aの位置を推定し、その推定位置に基づいて第1吸着盤741aによる第1面F1の吸着、および第2吸着盤742aによる第2面F2の吸着を解除する。具体的には、第1吸着弁741vおよび第2吸着弁742vを閉状態にし、第1吸着盤741aによる第1面F1の吸着を解除させ、第2吸着盤742aによる第2面F2の吸着を解除させる。
次に、コントローラ40は、ステップS11において、第1位置センサ744ssを介してピストン744aが原点位置に到達したか否かを判定する。コントローラ40は、「ピストン744aが原点位置に到達した」と判定したときはステップS12に進み、「ピストン744aが原点位置に到達した」と判定しないときは、そのまま判定を継続する。
次に、コントローラ40は、ステップS12において、ピストン744aが終点位置から離れたことを検知した時点から、ピストン744aが原点位置に到達したことを検知した時点までの経過時間tを、ピストン744aの復路動作時間tB(n)としてメモリ403に記憶し、タイマ405をリセットする。
そして、コントローラ40は、ステップS13において、駆動モータ745を逆回転させ、第1吸着盤741aおよび第2吸着盤742aが鉛直面に対して平行となるように角度θaだけ回動させる。
例えば、経年劣化によりピストン744aの往路動作時間が長くなっている場合に、駆動モータ745は第2大フラップZfa2を角度θa回動させたにもかかわらず、山折り動作が完了しておらず、第2大フラップZfa2の第1面F1の先端部が、スリットSlt3およびスリットSlt4の狙いの位置に到達しない虞がある。
第2実施形態の構造は第1実施形態および第2実施形態と同じであるが、第2大フラップZfa2のスリットSlt3およびスリットSlt4への挿入動作が第1実施形態および第2実施形態と異なる。
図12Aは、第2大フラップZfa2の通常の挿入動作を示す概略図である。図12Bは、ダンボール箱Bの中に入る袋(商品G)の充填率が高い場合の、第2大フラップZfa2の挿入動作を示す概略図である。
上記の通り、ダンボール箱Bの袋の充填率が高い場合でも、上記第1動作の第1挿入状態の形成によって、袋が第2大フラップZfa2に押し込まれるため、その後に行われる第2動作の際に、第2大フラップZfa2と袋との干渉を抑制することができる。
第2大フラップZfa2の挿し込み動作が完了したタイミングで、センサを用いて挿し込み動作が正常に完了したか否かを判定してもよい。
第4実施形態の構造は、第1実施形態との対比において、第2大フラップZfa2を折り曲げラインBLに沿って折り曲げる山折り動作を、クランク用エアシリンダ744に替えてサーボモータ747によって行っている点で異なる。
72 第1小フラップ折り込み機構(第1折り込み機構)
73 第2小フラップ折り込み機構(第1折り込み機構)
74 第2大フラップ折り込み機構(第2折り込み機構)
405 タイマ(計測部)
741 第1面保持部(第2駆動部)
741a 第1吸着盤
741b 第1カバー
741v 第1吸着弁
742 第2面保持部(第2駆動部)
742a 第2吸着盤
742b 第2カバー
742v 第2吸着弁
744 クランク用エアシリンダ(第3駆動部)
744a ピストン
744v 方向切換弁
744ss 第1位置センサ
744sf 第2位置センサ
745 駆動モータ(第1駆動部)
746 光電センサ(検知部)
747 サーボモータ
340 蓋形成装置
B ダンボール箱
BL 折り曲げライン
F1 第1面
F2 第2面
Slt3 スリット
Slt4 スリット
Zfb2 第2大フラップ(第2フラップ)
Zfb3 第1小フラップ(第1フラップ)
Zfb4 第2小フラップ(第1フラップ)
Claims (13)
- ダンボール箱の開口の縁に片持梁状に設けられたフラップ群のうち、スリットが形成された第1フラップと、山状に折り曲げられた後に伸ばされる第2フラップとによって前記ダンボール箱の蓋を形成する蓋形成装置であって、
前記第1フラップを、前記開口を閉じる方向に折り込む第1折り込み機構と、
前記第2フラップを山状に折り曲げて伸ばし、前記第2フラップを伸ばす過程で前記第2フラップの一部を前記第1フラップの前記スリットに挿入する第2折り込み機構と、
を備え、
前記第2折り込み機構は、
前記第2フラップに予め設定されている折り曲げラインよりも自由端寄りの第1面を保持する第1保持部と、
前記折り曲げラインよりも固定端寄りの第2面を保持する第2保持部と、
を含む、
蓋形成装置。 - 前記第2折り込み機構は、前記第1保持部および前記第2保持部によって前記第2フラップを保持し、前記第2フラップの前記第1面と前記第2面との相対角度が所定角度に縮まるまで前記第1保持部および前記第2保持部それぞれを個別に移動させて、前記第2フラップを折り曲げる、
請求項1に記載の蓋形成装置。 - 前記第2折り込み機構は、折り曲げられた前記第2フラップの先端を前記第1フラップの上面に沿わせながら、前記第2フラップの前記第1面と前記第2面との相対角度が広がる方向に前記第1保持部および前記第2保持部それぞれを個別に移動させ、前記第2フラップの自由端を前記第1フラップの前記スリットへ導く、
請求項1又は請求項2に記載の蓋形成装置。 - 前記第1保持部は前記第1面を吸着する第1吸着器を有し、
前記第2保持部は前記第2面を吸着する第2吸着器を有する、
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の蓋形成装置。 - 前記第1保持部は前記第1吸着器の周囲の一部を囲む第1カバーをさらに有し、
前記第2保持部は前記第2吸着器の周囲の一部を囲む第2カバーをさらに有する、
請求項4に記載の蓋形成装置。 - 前記第1吸着器は、前記第1面を吸着した後の前記第1面を開放する時機を選択的に切り換え、
前記第2吸着器は、前記第2面を吸着した後の前記第2面を開放する時機を選択的に切り替える、
請求項4に記載の蓋形成装置。 - 前記第2折り込み機構は、
山状に折り曲げられた前記第2フラップの前記第1面の所定部分を前記スリットに挿入する第1動作と、
前記第1動作の後に前記第2フラップを伸ばして、前記スリットに挿入された前記所定部分を前記スリットの奥側に向けてさらに挿入する第2動作と、
を行う、
請求項1に記載の蓋形成装置。 - 前記第2折り込み機構は、前記第1動作の際に、
前記所定部分のうち前記第1面の自由端から第1寸法はなれた第1範囲までが前記スリットに挿入される第1挿入状態、
を形成した後
前記所定部分のうち前記第1面の自由端から第1寸法よりも小さい第2寸法はなれた第2範囲までが前記スリットに挿入される第2挿入状態、
を形成する、
請求項7に記載の蓋形成装置。 - 前記第2折り込み機構は、前記第1保持部および前記第2保持部を、前記第2フラップの前記第1面と前記第2面との相対角度が所定角度になるまで駆動する駆動部をさらに備える、
請求項1に記載の蓋形成装置。 - 前記所定角度は、90〜120度の範囲内に設定される、
請求項9に記載の蓋形成装置。 - 前記第2折り込み機構を制御する制御部をさらに備え、
前記第2折り込み機構は、
前記第2フラップを前記第2面の前記固定端まわりに回動させる第1駆動部と、
前記第1保持部および前記第2保持部による前記第2フラップの前記第1面および前記第2面の保持および開放を行う第2駆動部と、
前記第1保持部および前記第2保持部を、前記第2フラップの前記第1面と前記第2面との相対角度が所定角度になるまで駆動する第3駆動部と、
少なくとも前記第3駆動部の動作時間を計測して前記制御部に出力する計測部と、
をさらに含み、
前記制御部は、前記第3駆動部の動作時間に基づき前記第1駆動部の動作および/または前記第2駆動部の動作を調整する、
請求項1に記載の蓋形成装置。 - 前記第1駆動部がサーボモータであり、前記第3駆動部がエアシリンダである、
請求項11に記載の蓋形成装置。 - 前記第2折り込み機構を制御する制御部と、
前記第2折り込み機構により折り込まれた前記第2フラップの、所定基準面からの高さ位置を検知して前記制御部に出力する検知部と、
をさらに備え、
前記制御部は、前記高さ位置が所定範囲内にないと判断したとき、前記第2折り込み機構に再び前記第2フラップの折り込みを行わせる、
請求項1に記載の蓋形成装置。
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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