JP2022018406A - 袋供給装置及び袋供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送装置により搬送される袋の距離間隔が一定でなくても、袋を搬送装置から包装機へ一定の時間間隔で受け渡すことのできる袋供給装置及び袋供給方法を提供する。【解決手段】袋供給装置２０は、内容物７が収容された袋５に対して包装処理を行う包装機１０に袋を供給する袋供給装置であって、内容物が収容され袋口が未シールの袋を、実質的に水平姿勢で且つ実質的に袋の幅方向に沿って、取出しエリアＡｐへ搬送する搬送装置３０と、取出しエリアの上流側の搬送装置上において、袋を検知する検知装置２５と、取出しエリアに位置する袋の両側縁部５ｂ，５ｂを一対の挟持部材５６，５６で挟持し、取出しエリアから袋を取り出す取出し装置４０と、袋を包装機へ受け渡す受渡し装置７０と、を備え、取出し装置は、搬送装置の搬送速度と、現在時刻及び検知装置で袋が検出された時刻の差と、から算出される予想位置、並びに、検知装置の検知結果から算出された袋の傾きに基づいて袋を把持する。【選択図】図１

Description

本発明は、袋供給装置及び袋供給方法に関する。

従来、内容物が収容された袋に対して包装処理を行う包装機が広く使用されている。包装処理を行う際には、通常、内容物が収容された袋を包装機へ供給する袋供給装置が使用される。この袋供給装置では、内容物が収容された袋がベルトコンベア等の搬送装置により所定の位置まで搬送され、袋が所定の位置において搬送装置から取り出されて、包装機へ受け渡される。

特許文献１には、このような袋供給装置が開示されている。この袋供給装置では、固形物が充填され袋口が未シールの袋を搬送手段に載せ、所定の搬送経路に沿って略水平姿勢で袋の略幅方向に搬送し、搬送経路上に設定された取出し位置で一対の挟持部材により袋の袋口付近の両側縁部を挟持し、続いて一対の挟持部材により所定の移動経路に沿って引渡し位置に移動させる。このとき、搬送経路に垂直な１つの鉛直面が基準面として設定され、取出し位置に搬送された袋の両側縁部を挟持する一対の挟持部材の間隔が、袋の袋口付近において検出された搬送経路に平行な方向の袋幅に対応して袋ごとに調整され、取出し位置に搬送された袋の袋幅の中心とその袋の両側縁部を挟持する一対の挟持部材の中心が共に基準面上に位置する。これにより、袋を構成するフィルムの厚みや剛性の大きさによらず、固形物が充填され袋口が未シールの袋の位置決めを適正に行い、一対の挟持部材により袋の両側縁部を均等に挟持して、袋を包装機のグリッパーに確実にかつ安定して供給できるという利点がある。

特開２０１８－１９７１２７号公報

包装機は、例えば複数のチャンバーを有し、各チャンバーが一定のサイクルで間欠的に移動及び停止を繰り返しながら、袋の包装処理を行う。この場合、搬送装置から包装機へ、一定の時間間隔で袋が供給されることが必要である。このため、特許文献１に開示された袋供給装置では、固形物が充填され袋口が未シールの袋は、ほぼ等しい距離間隔を有してベルトコンベアにより搬送され、この袋が一定の時間間隔でベルトコンベアから取り出されて包装機へ供給される。

搬送装置により搬送される袋の距離間隔が互いに一定ではない場合、従来の袋供給装置では、袋を所望のタイミングで搬送装置から包装機へ受け渡すことができないことがある。すなわち、搬送装置において袋が所定のタイミングよりも早く取出し位置に到着した場合には、袋を包装機へ受け渡すまでに待ち時間が生じ得る。また、袋が所定のタイミングよりも遅く取出し位置に到着した場合には、予定されたチャンバーへ袋を受け渡すことができずに、空いたチャンバーが生じ得る。これにより、包装機における処理効率が低下し得る。

本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、搬送装置により搬送される袋の距離間隔が一定でなくても、袋を搬送装置から包装機へ一定の時間間隔で受け渡すことのできる袋供給装置及び袋供給方法を提供することを目的とする。

本発明による袋供給装置は、
内容物が収容された袋に対して包装処理を行う包装機に前記袋を供給する袋供給装置であって、
前記内容物が収容され袋口が未シールの前記袋を、実質的に水平姿勢で且つ実質的に前記袋の幅方向に沿って、取出しエリアへ搬送する搬送装置と、
前記取出しエリアの上流側の前記搬送装置上において、前記袋を検知する検知装置と、
前記取出しエリアに位置する前記袋の両側縁部を一対の挟持部材で挟持し、前記取出しエリアから前記袋を取り出す取出し装置と、
前記袋を前記包装機へ受け渡す受渡し装置と、を備え、
前記取出し装置は、前記搬送装置の搬送速度と、現在時刻及び前記検知装置で前記袋が検出された時刻の差と、から算出される予想位置、並びに、前記検知装置の検知結果から算出された前記袋の傾きに基づいて前記袋を把持する。

本発明による袋供給装置において、
複数の前記包装機に対応する複数の前記取出しエリアを有し、
各取出しエリアから取り出された前記袋は、各取出しエリアに対応する前記包装機へそれぞれ受け渡されてもよい。

本発明による袋供給装置において、
複数の前記検知装置を有し、
各検知装置は、複数の前記取出しエリアのそれぞれに対応して、各取出しエリアの上流側に配置されてもよい。

本発明による袋供給方法は、
内容物が収容された袋に対して包装処理を行う包装機に前記袋を供給する袋供給方法であって、
前記内容物が収容され袋口が未シールの複数の前記袋を、互いに不定のピッチで、それぞれ実質的に水平姿勢で且つ実質的に前記袋の幅方向に沿って、取出しエリアへ搬送する搬送工程と、
前記取出しエリアの上流側において、前記袋を検知する検知工程と、
前記取出しエリアに位置する前記袋の両側縁部を一対の挟持部材で挟持し、前記取出しエリアから前記袋を取り出す取出し工程と、
前記取出し工程で取り出された前記袋を前記包装機へ受け渡す受渡し工程と、を備え、
前記取出し工程では、前記搬送工程における搬送速度と、現在時刻及び前記検知工程で前記袋が検出された時刻の差と、から算出される予想位置、並びに、前記検知工程の検知結果から算出された前記袋の傾きに基づいて前記袋を把持する、袋供給方法。

本発明によれば、搬送装置により搬送される袋の距離間隔が一定でなくても、袋を搬送装置から包装機へ一定の時間間隔で受け渡すことのできる袋供給装置及び袋供給方法を提供することができる。

図１は、本発明の一実施の形態を説明するための図であって、包装機及び袋供給装置の全体構成を示す平面図である。 図２は、図１に示す袋供給装置の側面図である。 図３は、図１に示す袋供給装置の取出し装置の一部の上面図である。 図４は、包装機及び袋供給装置の一変形例を示す上面図である。 図５は、包装機及び袋供給装置の他の変形例を示す上面図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。図１～図５は、本発明の一実施の形態を説明するための図である。このうち、図１は、包装機１０及び袋供給装置２０の全体構成を示す平面図である。

図１に示すように、包装機１０の近傍に袋供給装置２０が設置されている。包装機１０は、例えば特開２０１３－２４４９６７号公報に記載されているものと同様で、回転及び停止を一定のテンポで繰り返しながら間欠回転（図１において時計周り方向に回転）するテーブル１１と、テーブル１１の周囲に等角度間隔で設置された複数個（この例では１０個）の真空チャンバー１３を備える。各真空チャンバー１３はテーブル１１に固定されたチャンバー本体１３ａと、各チャンバー本体１３ａに対し開閉自在に設置されたチャンバー蓋１３ｂを有する。

チャンバー本体１３ａは、テーブル１１の周囲に開口を外側方向に向けて放射状に等間隔で取り付けられている。特開２０１３－２４４９６７号公報に記載されているように、チャンバー蓋１３ｂは、チャンバー本体１３ａの開口に対し図示しない開閉機構により開閉され、閉じたときにチャンバー本体１３ａとその開口周縁部で密着して真空チャンバー１３を構成する。真空チャンバー１３内には、袋５のシール予定部のやや下を把持する図示しないグリッパー（詳しくは例えば特許第２５３８４７３号公報参照）や、エアシリンダによって進退する受台（チャンバー本体１３ａ側）とヒータ（チャンバー蓋１３ｂ側）からなるシール装置が設置されている。チャンバー本体１３ａには、減圧機構として真空ポンプ及び切替弁と接続された真空配管（真空配管の一部が図１に１５で示されている）が連結され、チャンバー本体１３ａとチャンバー蓋１３ｂとの密着部（チャンバー蓋１３ｂの開口周縁部）に、図示しないパッキンがその全周にわたって設置されている。

真空チャンバー１３は、テーブル１１の間欠回転に伴い水平な円形の移動経路上を間欠移動し（図１においてテーブル１１上に記載した符号Ｓ１～Ｓ１０は停止位置を示す）、テーブル１１が一回転する間に、内容物７が充填され袋口が未シールの袋５の受け入れ（グリッパーによる袋５の把持）、チャンバー蓋１３ｂの閉鎖、真空チャンバー１３内での減圧処理及び袋口のシール等の各種包装処理工程が順次行われる。袋口のシール後、真空チャンバー１３内が大気圧に戻され、チャンバー蓋１３ｂが開き、グリッパーが開いて袋５がコンベア１７上に落下し、機外に搬出される。図１において、符号「１９」は包装機１０の架台を示し、符号「８０」は包装機１０及び袋供給装置２０等の作動を制御する制御装置を示す。

図２は、袋供給装置２０の側面図である。袋供給装置２０は、内容物７が収容され袋口が未シールの袋５を取出しエリアＡｐへ搬送する搬送装置３０と、取出しエリアＡｐの上流側の搬送装置３０上において、袋５を検知する検知装置２５と、取出しエリアＡｐに位置する袋５の両側縁部５ｂ,５ｂを一対の挟持部材５６，５６で挟持し、取出しエリアＡｐから袋５を取り出す取出し装置４０と、袋５を包装機１０へ受け渡す受渡し装置７０と、を備えている。

搬送装置３０は、搬送面が水平で、図示しない駆動源（サーボモータ）により被搬送物（袋５）を直線的な搬送経路に沿って搬送する。袋５は、空袋に内容物７を充填して搬送装置３０上に載せたものである。搬送装置３０上に載せられた袋５は袋口がシールされていない。図１に示された例では、袋５の袋口が包装機１０の側に向けられ、幅方向（袋口端縁５ａに沿った方向又は袋の側縁部５ｂに対し垂直な方向）が搬送装置３０の搬送方向に対しほぼ平行とされている。

図１に示された例では、搬送装置３０は、上流側（図１の左側）から順に、第１コンベア３１、第２コンベア３２及び第３コンベア３３を有している。図示された例では、各コンベア３１～３３は、それぞれベルトコンベアとして構成されている。第１コンベア３１により下流方向（右方向）へ搬送され、第１コンベア３１の終端（右端）に到達した袋５は、第２コンベア３２に移乗し、第２コンベア３２により下流方向へ搬送される。第２コンベア３２には、袋５を取り出すための取出しエリアＡｐが設定されており、取出しエリアＡｐに到達した袋５は、取出し装置４０によって取り出される。取出しエリアＡｐにおいて取り出されなかった袋５は、第２コンベア３２によりさらに下流方向へ搬送される。第２コンベア３２の終端（右端）に到達した袋５は、第３コンベア３３に移乗し、第３コンベア３３により下流方向へ搬送され、図示しない回収部において回収される。図示された例では、第１コンベア３１の搬送方向、第２コンベア３２の搬送方向及び第３コンベア３３の搬送方向は、互いにほぼ平行となっている。なお、これに限られず、第１コンベア３１の搬送方向、第２コンベア３２の搬送方向及び第３コンベア３３の搬送方向は、互いに異なっていてもよい。例えば、第１コンベア３１の終端に到達した袋５は、第２コンベア３２により第１コンベア３１の搬送方向とは異なる方向（例えば直行する方向）に搬送されてもよい。同様に、第２コンベア３２の終端に到達した袋５は、第３コンベア３３により第２コンベア３２の搬送方向とは異なる方向（例えば直行する方向）に搬送されてもよい。

第１コンベア３１、第２コンベア３２及び第３コンベア３３は、幅方向の寸法以外は互いに同一に構成されている。図２に示されているように、コンベア３１～３３は、それぞれフレーム３６と、フレーム３６に固定された受台３７と、受台３７に架け渡されたベルト３９と、を備える。そして、ベルト３９が一方向に回転することにより、ベルト３９上に載置された袋５が搬送される。第１コンベア３１、第２コンベア３２及び第３コンベア３３は、それぞれ一定の速度で袋５を搬送する。とりわけ、第１コンベア３１、第２コンベア３２及び第３コンベア３３は、互いに同一の速度で袋５を搬送してもよい。

本実施の形態では、第２コンベア３２の幅方向の寸法は、第１コンベア３１の幅方向の寸法及び第３コンベア３３の幅方向の寸法よりも小さい。また、第１コンベア３１の幅方向の寸法と第３コンベア３３の幅方向の寸法とは、互いに同一となっている。なお、各コンベア３１～３３における「幅方向」とは、水平方向と平行且つ搬送方向と直交する方向である。袋５の搬送時に、第１コンベア３１及び第３コンベア３３においては、袋５の全体がコンベアのベルト上に位置する。その一方、第２コンベア３２においては、袋５の先端部（袋口付近）が、ベルト３９から外側へはみ出す。これにより、取出し装置４０で袋５を取り出す際に、ベルト３９からはみ出した袋５の先端部における両側縁部５ｂ,５ｂを一対の挟持部材５６，５６で挟持することができる。したがって、取出し装置４０で袋５を取り出す際に、取出し装置４０の一部（例えば挟持部材５６，５６）が第２コンベア３２に当たることを避けることができ、取出し装置４０により安定して袋５を取り出すことが可能になる。

検知装置２５は、搬送装置３０（第２コンベア３２）の搬送経路上に位置するように設置される。検知装置２５は、例えば、第２コンベア３２の上方に設置された１つのカメラ（ＣＣＤイメージセンサー、ＣＭＯＳイメージセンサー等）で構成することができる。検知装置２５は、搬送される袋５の袋口付近の袋幅（搬送経路に平行な方向に計測される袋幅）とその中心の位置情報を検出するとともに、この位置情報を検出した時刻を取得する機能を有する。より具体的には、検知装置２５は、袋５の前方側の側縁部５ｂが検出位置（検知装置２５の直下位置）に進入したこと（検知信号ＯＮ）、及び後方側の側縁部５ｂが前記検出位置を通過したこと（検知信号ＯＦＦ）を検知し、その検知信号と、検知信号のＯＮ－ＯＦＦ時の搬送装置３０（第２コンベア３２）のサーボモータの回転位置に基づいて、制御装置８０により前記袋幅とその中心の位置情報が計算（検出）される。なお、検知装置２５により検出される袋５の袋幅のことを、以下、被検出袋幅という。また、袋５の前方側の側縁部５ｂが検出位置に進入した時刻と、袋５の後方側の側縁部５ｂが前記検出位置を通過した時刻と、から袋５の幅方向の中心が検出位置を通過した時刻を算出する。例えば、袋５の前方側の側縁部５ｂが検出位置に進入した時刻と、袋５の後方側の側縁部５ｂが前記検出位置を通過した時刻と、の中央となる時刻を、袋５の幅方向の中心が検出位置を通過した時刻として算出する。

袋５の被検出袋幅は見かけ上の袋幅（袋５を平面視したときの袋幅）であり、同じく前記被検出袋幅の中心は見かけ上の袋幅の中心である。内容物７が充填された袋５は厚み方向に膨らんでおり、見かけ上の袋幅は公称幅（内容物が充填されていない袋の名目上の幅）より小さく、袋ごとにばらつくことが多いため、袋５の見かけ上の袋幅とその中心の位置情報は袋ごとに検出する必要がある。

また、検知装置２５は、水平面内における袋５の傾きを検出するように構成される。袋５の傾きは、例えば、上方又は下方からカメラで撮像された画像において袋５の輪郭を抽出し、この輪郭を解析することによって検出することができる。

搬送装置３０（第２コンベア３２）には、袋５を取り出すための取出しエリアＡｐが設定されている。取出しエリアＡｐは、取出し装置４０により袋５を取り出すことが可能な範囲に設定される。

取出し装置４０は、取出しエリアＡｐに位置する袋５を取り出す装置である。とりわけ、取出し装置４０は、一対の挟持部材５６，５６を有しており、取出しエリアＡｐに位置する袋５の両側縁部５ｂ,５ｂを挟持部材５６，５６で挟持し、取出しエリアＡｐから袋５を取り出す。取出し装置４０は、アーム部４１と、アーム部４１の先端部分に取り付けられた、袋５を把持するための把持機構５０と、を有している。

本実施の形態では、アーム部４１は多関節アームロボットで構成される。アーム部４１は、固定基台４３、回転基台４４、第１アーム４５、第２アーム４６、第３アーム４７及び接続部４８を有する。固定基台４３は、床面に固定された部材であり、回転基台４４、第１アーム４５、第２アーム４６、第３アーム４７、接続部４８及び把持機構５０を支持する。回転基台４４は、固定基台４３に対して、鉛直方向に延びる第１軸Ａ１周りに回転可能に支持されている。図示しないモータ等の駆動源により回転基台４４が駆動されると、回転基台４４が固定基台４３に対して回転し、第１アーム４５、第２アーム４６、第３アーム４７、接続部４８及び把持機構５０が第１軸Ａ１周りに回転する。

第１アーム４５は、回転基台４４に固定されている。第２アーム４６は、第１アーム４５に対して、第２軸Ａ２周りに回転可能に取り付けられる。第３アーム４７は、第２アーム４６に対して、第３軸Ａ３周りに回転可能に取り付けられる。接続部４８は、第３アーム４７に対して、第４軸Ａ４周りに回転可能に取り付けられる。本実施の形態では、第２軸Ａ２～第４軸Ａ４は、いずれも水平方向に延びている。したがって、第２アーム４６、第３アーム４７及び接続部４８は、図示しないモータ等の駆動源により駆動されることにより、上下方向に揺動する。

接続部４８は、第３アーム４７と把持機構５０とを接続する部分である。接続部４８における把持機構５０に接続された側の一部分は、第３アーム４７に接続された側の他の部分に対して、第５軸Ａ５（図３参照）周りに回転可能に構成される。これにより、把持機構５０は、把持した袋５を当該袋５の厚さ方向に延びる軸線周りに回転（揺動）させることができる。

アーム部４１における第１軸Ａ１～第５軸Ａ５周りの回転運動は、いずれも制御装置８０により制御される。

把持機構５０は、内容物７が収容され袋口が未シールの袋５を把持するための機構である。把持機構５０は、一対の揺動アーム５４，５４と、各揺動アーム５４の先端部に設置された挟持部材５６と、一対の揺動アーム５４，５４（一対の挟持部材５６，５６）の間隔を広げ又は狭めるサーボモータ５８を備える。一対の挟持部材５６，５６の並び方向は、前記搬送経路に対し平行である。

把持機構５０の具体的構造を説明すると、アーム部４１の接続部４８にフレーム６２が固定され、フレーム６２にねじ軸６４の両端が回転自在に支持されている。ねじ軸６４は左右に互いに逆向きにねじ切りされたねじ部６４ａ，６４ｂを有し、ねじ軸６４の中央部にプーリ６６が固定されている。また、フレーム６２には前記サーボモータ５８が設置され、サーボモータ５８の回転軸に固定された駆動プーリ６８と前記プーリ６６の間にベルト６９が張架されている。

各揺動アーム５４は、基部にねじ軸６４のねじ部６４ａ（６４ｂ）に螺合する雌ねじ部５４ａ（５４ｂ）と、支持軸６０が貫通する穴５４ｃが形成され、各揺動アーム５４の先端部に挟持部材５６が設置されている。各挟持部材５６は、両開き式の挟持部５６ａと挟持部５６ａを開閉させるエアシリンダ５６ｂからなる。図３において、閉じた状態の挟持部５６ａを実線で示し、開いた状態の挟持部５６ａを２点鎖線で示す。

サーボモータ５８が作動すると、一対の揺動アーム５４，５４が、図３において左右対称に（前記搬送経路に対し平行に）接近し又は離隔し、それに伴い、一対の挟持部材５６，５６が左右対称に接近し又は離隔する（一対の挟持部材５６，５６の間隔が狭まり又は広がる）。アーム部４１の動作により、挟持部材５６の挟持面は、取出しエリアＡｐにおける袋５の取出しの際には水平となり、受渡し装置７０への引き渡しの際には鉛直となる。

制御装置８０は、袋５の被検出袋幅（前記搬送経路に平行な方向に計測される袋幅）に基づき、前記サーボモータ５８を制御して、前記一対の挟持部材５６，５６の間隔を袋５の被検出袋幅に対応して調整し（袋５の被検出袋幅が大きいほど、一対の挟持部材５６，５６の間隔を大きくする）、袋５の両側縁部５ｂ，５ｂの適正位置を対称的に挟持できるようにする。
また、制御装置８０は、一対の挟持部材５６，５６（袋５）が取出しエリアＡｐから受渡し装置７０への引き渡し位置へ移動中、又は前記引き渡し位置に到達した後、前記サーボモータ５８を制御して、袋５の前記公称幅に応じて一対の挟持部材５６，５６の間隔を広げ、袋５の袋口を緊張させる。図３は、前記引き渡し位置において一対の挟持部材５６，５６の間隔が広がり、袋５の袋口が緊張して閉じた状態を示す。

受渡し装置７０は、把持機構５０から袋５を受け取り、この袋５を水平移動させて包装機１０のグリッパーに引き渡すもので、図示しない駆動源により水平面内で所定距離を直線的に往復動するスライド部材７２と、スライド部材７２に設置されたチャック７４を含む。チャック７４はスライド部材７２に固定された固定側チャック７４ａと、スライド部材７２に回転自在に支持された軸７６に固定された可動側チャック７４ｂからなる（図２参照）。受渡し装置７０はさらに、スライド部材７２に設置されたエアシリンダ７８を含み、エアシリンダ７８のピストンロッド７８ａの先端が、軸７６に固定されたレバー７９に連結している。エアシリンダ７８が作動（ピストンロッド７８ａが伸縮）するとチャック７４が開閉し、スライド部材７２が往復動すると、チャック７４が水平な直線的移動経路（チャック７４に把持された袋５の移動経路でもある）に沿って、待機位置と前進位置の間で往復動する。

次に、内容物７が収容された袋５に対して包装処理を行う包装機１０に袋５を供給する袋供給方法について説明する。まず、袋５に内容物７が充填される（充填工程）。次に、内容物７が収容された袋５が、搬送装置３０の第１コンベア３１上に載置される（載置工程）。本実施形態では、袋５の幅方向（袋口端縁５ａに沿った方向）を第１コンベア３１の搬送方向にほぼ平行に向けて、袋５が第１コンベア３１上に載置される。したがって、搬送工程において、袋５は実質的に当該袋５の幅方向へ搬送される。また、袋５は、実質的に水平姿勢で搬送される。

〔搬送工程〕
搬送装置３０により、内容物７が収容され袋口が未シールの袋５を取出しエリアＡｐへ搬送する。とりわけ、本実施の形態では、搬送装置３０により搬送される袋５の距離間隔は一定でない。すなわち複数の袋５が、互いに不定のピッチで搬送される。第１コンベア３１により下流方向（図１では右方向）へ搬送され、第１コンベア３１の終端（図１では右端）に到達した袋５は、第２コンベア３２に移乗し、第２コンベア３２により下流方向へ搬送される。第２コンベア３２には、袋５を取り出すための取出しエリアＡｐが設定されており、取出しエリアＡｐに到達した袋５は、取出し装置４０によって取り出される。取出しエリアＡｐにおいて取り出されなかった袋５は、第２コンベア３２によりさらに下流方向へ搬送される。第２コンベア３２の終端に到達した袋５は、第３コンベア３３に移乗し、第３コンベア３３により下流方向へ搬送され、図示しない回収部において回収される。

〔検知工程〕
袋５が取出しエリアＡｐの上流側に位置する検知装置２５に到達すると、検知装置２５により、搬送される袋５の袋口付近の袋幅（搬送経路に平行な方向に計測される袋幅）とその中心の位置情報が検出されるとともに、この位置情報を検出した時刻が取得される。検知装置２５は、袋５の前方側の側縁部５ｂが検出位置（検知装置２５の直下位置）に進入したこと（検知信号ＯＮ）、及び後方側の側縁部５ｂが前記検出位置を通過したこと（検知信号ＯＦＦ）を検知し、その検知信号と、検知信号のＯＮ－ＯＦＦ時の搬送装置３０（第２コンベア３２）のサーボモータの回転位置に基づいて、制御装置８０により前記袋幅とその中心の位置情報が計算（検出）される。また、袋５の前方側の側縁部５ｂが検出位置に進入した時刻と、袋５の後方側の側縁部５ｂが前記検出位置を通過した時刻と、から袋５の幅方向の中心が検出位置を通過した時刻を算出する。本実施形態では、袋５の幅方向の中心が検出位置を通過した時刻を、検知装置２５及び検知工程で袋５が検出された時刻とする。

また、本実施の形態では、検知工程において、水平面内における袋５の傾きを検出する。袋５の傾きは、例えば、上方又は下方からカメラで撮像された画像において袋５の輪郭を抽出し、この輪郭を解析することによって検出することができる。

〔取出し工程〕
搬送装置３０により袋５がさらに搬送されると、袋５は、取出しエリアＡｐに到達する。取出しエリアＡｐ内において、袋５の両側縁部５ｂ，５ｂを取出し装置４０の一対の挟持部材５６，５６で挟持し、取出しエリアＡｐから袋５を取り出す。

包装機１０では、複数の真空チャンバー１３が、回転及び停止を一定のテンポで繰り返しながら間欠回転している。受渡し装置７０が包装機１０の真空チャンバー１３へ袋５を引き渡すタイミングは、真空チャンバー１３が袋５の引き渡し位置（図１のＳ１）へ到達するタイミングに対応して決定される。すなわち、受渡し装置７０は、一定の時間間隔で真空チャンバー１３へ袋５を引き渡す。また、取出し装置４０が取出しエリアＡｐから袋５を取り出すタイミングは、受渡し装置７０が取出し装置４０から袋５を受け取り可能になるタイミングに対応して決定される。すなわち、取出し装置４０は、一定の時間間隔で受渡し装置７０へ袋５を引き渡す必要がある。とりわけ、取出し装置４０は、包装機１０における複数の真空チャンバー１３の間欠回転のテンポに合わせて、一定の時間間隔で受渡し装置７０へ袋５を引き渡す。

複数の袋５が搬送装置３０により一定の距離間隔で搬送される場合には、取出し装置４０は、所定の位置において一定の時間間隔で袋５を搬送装置３０から取り出すことができる。しかし、搬送装置３０により搬送される袋５の距離間隔が一定でない場合、すなわち複数の袋５が互いに不定のピッチで搬送される場合には、所定の位置において一定の時間間隔で袋５を搬送装置３０から取り出すことはできない。このため、本実施形態では、一定の時間間隔で袋５を搬送装置３０から取り出すために、袋５を搬送装置３０から取り出すべきタイミングにおいて当該袋５が搬送装置３０上のどこに位置しているかを予測し、予測された位置に袋５を取りに行くようにする。具体的には、制御装置８０により、搬送工程（搬送装置３０とりわけ第２コンベア３２）における搬送速度と、現在時刻及び検知工程（検知装置２５）で袋５が検出された時刻の差と、から予想位置を算出し、算出された予想位置に基づいて袋５を把持するようにする。

制御装置８０は、検知装置２５から、袋５の幅方向の中心が検出位置を通過した時刻を取得する。そして、この時刻と現在時刻とから、袋５の幅方向の中心が検出位置を通過してから現在時刻までの経過時間を算出する。また、制御装置８０は、第２コンベア３２から第２コンベア３２の搬送速度を取得する。そして、前記経過時間と第２コンベア３２の搬送速度とから、現在時刻における検知装置２５の検出位置からの袋５の移動距離を算出する。これにより、検知装置２５の検出位置から、この移動距離だけ離間した位置に袋５の幅方向の中心が位置するものと予想することができる。

また、制御装置８０は、検知装置２５から、袋５の傾きに関する情報を取得する。制御装置８０は、袋５が、上述の予想位置においても検知工程における袋５の傾きと同じ傾きを有しているものと仮定して、上述の予想位置における袋５の傾きを予想する。

制御装置８０は、この袋５の予想位置及び予想される傾きに基づいて取出し装置４０の一対の挟持部材５６，５６を移動させる。このとき、一対の挟持部材５６，５６の挟持部５６ａ，５６ａは開いている。制御装置８０は、検知装置２５で検出された袋５の被検出袋幅に基づき、サーボモータ５８を制御して、一対の挟持部材５６，５６の間隔を袋５の被検出袋幅に対応して調整する。また、把持機構５０（挟持部材５６，５６）を第５軸Ａ５周りに回転させることにより、袋５の予想される傾きに合わせて把持機構５０を傾ける。一対の挟持部材５６，５６の間隔及び傾きの調整は、一対の挟持部材５６，５６が前記予想位置に向けて移動する途中に行われ、一対の挟持部材５６，５６が前記予想位置に到達した時には完了していることが好ましい。

一対の挟持部材５６，５６が前記予想位置に到達すると、一対の挟持部材５６，５６のエアシリンダ５６ｂが作動して挟持部５６ａ，５６ａが閉じ、袋５の両側縁部５ｂ，５ｂを挟持する。続いてアーム部４１が作動し、一対の挟持部材５６，５６及び袋５が受渡し装置７０への受渡し位置に向けて移動する。この移動の過程で、一対の挟持部材５６，５６に挟持された袋５は水平姿勢から垂直姿勢（袋口が上を向いた状態）に変更される。そして、一対の揺動アーム５４，５４が水平姿勢になったとき、一対の挟持部材５６，５６及び袋５が受渡し装置７０への受渡し位置に到達し、一対の挟持部材５６，５６に挟持された袋５は垂直姿勢となる（図２参照）。

一対の挟持部材５６，５６（袋５）が搬送装置３０から受渡し装置７０への受渡し位置へ移動中に、好ましくは、制御装置８０がサーボモータ５８を制御して、袋５の公称幅に応じて一対の挟持部材５６，５６の間隔を広げ、袋５の袋口を緊張させる。この工程は、一対の挟持部材５６，５６（袋５）が受渡し装置７０への受渡し位置に到達した後、行われてもよい。なお、上記のように袋５の公称幅に応じて一対の挟持部材５６，５６の間隔を広げる代わりに、一対の挟持部材５６，５６の間隔を広げる際にサーボモータ５８に掛かるトルクを検出し、前記トルクが所定値に達したときサーボモータ５８の作動を停止させるようにしてもよい。

〔受渡し工程〕
一対の挟持部材５６，５６（袋５）が受渡し装置７０への受渡し位置に到達すると、受渡し装置７０のエアシリンダ７８が作動し、チャック７４が閉じて袋５の上端部（袋口）を把持する。次いで袋５の両側縁部５ｂ，５ｂを挟持していた一対の挟持部材５６，５６が開いて袋５を解放する。その後、受渡し装置７０のスライド部材７２が前進してチャック７４及び袋５が待機位置から前進位置に向けて移動（前進）する。チャック７４及び袋５が前記前進位置に到達したとき、停止位置Ｓ１（図１参照）に停止した真空チャンバー１３のグリッパーが閉じて袋５の上端部（ただし、チャック７４が把持している箇所の直下）を把持し、次いでチャック７４が開いて袋５を解放する。袋５を解放したチャック７４は前記待機位置に向けて移動（後退）する。

〔包装処理工程〕
真空チャンバー１３のグリッパーに把持された袋５は、真空チャンバー１３の間欠移動に伴い真空チャンバー１３内で所定の減圧処理及び袋口のシール等の包装処理を受ける。真空チャンバー１３が停止位置Ｓ８に停止し、グリッパーが開くと、包装処理済みの袋（製品）９はコンベア１７上に落下する。

本実施の形態の袋供給装置２０は、内容物７が収容された袋５に対して包装処理を行う包装機１０に袋５を供給する袋供給装置２０であって、内容物７が収容され袋口が未シールの袋５を、実質的に水平姿勢で且つ実質的に袋５の幅方向に沿って、取出しエリアＡｐへ搬送する搬送装置３０と、取出しエリアＡｐの上流側の搬送装置３０上において、袋５を検知する検知装置２５と、取出しエリアＡｐに位置する袋５の両側縁部５ｂ，５ｂを一対の挟持部材５６，５６で挟持し、取出しエリアＡｐから袋５を取り出す取出し装置４０と、袋５を包装機１０へ受け渡す受渡し装置７０と、を備え、取出し装置４０は、搬送装置３０の搬送速度と、現在時刻及び検知装置２５で袋５が検出された時刻の差と、から算出される予想位置、並びに、検知装置２５の検知結果から算出された袋５の傾きに基づいて袋５を把持する。

また、本実施の形態の袋供給方法は、内容物７が収容された袋５に対して包装処理を行う包装機１０に袋５を供給する袋供給方法であって、内容物７が収容され袋口が未シールの複数の袋５を、互いに不定のピッチで、それぞれ実質的に水平姿勢で且つ実質的に袋５の幅方向に沿って、取出しエリアＡｐへ搬送する搬送工程と、取出しエリアＡｐの上流側において、袋５を検知する検知工程と、取出しエリアＡｐに位置する袋５の両側縁部５ｂ，５ｂを一対の挟持部材５６，５６で挟持し、取出しエリアＡｐから袋５を取り出す取出し工程と、取出し工程で取り出された袋５を包装機１０へ受け渡す受渡し工程と、を備え、取出し工程では、搬送工程における搬送速度と、現在時刻及び検知工程で袋５が検出された時刻の差と、から算出される予想位置、並びに、検知工程の検知結果から算出された袋５の傾きに基づいて袋５を把持する。

このような袋供給装置２０及び袋供給方法によれば、複数の袋５が互いに不定のピッチで搬送された場合においても、袋５を搬送装置３０から一定の時間間隔で取り出すことができる。これにより、一定の時間間隔で取出し装置４０から受渡し装置７０へ袋５を引き渡すことが可能になり、一定の時間間隔で受渡し装置７０から包装機１０へ袋５を引き渡すことが可能になる。すなわち、搬送装置３０により搬送される袋５の距離間隔が一定でなくても、袋５を搬送装置３０から包装機１０へ一定の時間間隔で受け渡すことができる。したがって、包装機１０における処理効率を効果的に向上させることができる。なお、本実施の形態の袋供給装置２０及び袋供給方法によれば、搬送装置３０により搬送される袋５の距離間隔が一定であっても、袋５を搬送装置３０から包装機１０へ一定の時間間隔で受け渡すことができることは明らかである。また、このような袋供給装置２０及び袋供給方法によれば、搬送装置３０の搬送方向に対して袋５が傾いて載置されていても、この傾きに対応して取出し装置４０の一対の挟持部材５６，５６を傾けて袋５を把持することができる。したがって、袋５の取出しを安定して行うことができる。

なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、図面を適宜参照しながら、変形例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。

図４は、包装機１０及び袋供給装置２０の一変形例を示す上面図である。本変形例では、袋供給装置２０は、複数の包装機１０に対応する複数の取出しエリアＡｐを有し、各取出しエリアＡｐから取り出された袋５は、各取出しエリアＡｐに対応する包装機１０へそれぞれ受け渡されるようになっている。

また、図４に示された例では、袋供給装置２０は、複数の検知装置２５を有し、各検知装置２５は、複数の取出しエリアＡｐのそれぞれに対応して、各取出しエリアＡｐの上流側に配置されている。

具体的には、図４に示された例では、第１包装機１０１及び第２包装機１０２の２つの包装機１０が配置されている。袋供給装置２０は、第１包装機１０１に対応する第１袋供給装置２０１及び第２包装機１０２に対応する第２袋供給装置２０２を含んでいる。第１袋供給装置２０１は第１取出し装置４０１を有し、第２袋供給装置２０２は第２取出し装置４０２を有している。搬送装置３０は、第１コンベア３１、第２コンベア３２、第３コンベア３３、第４コンベア３４及び第５コンベア３５を含んでいる。第４コンベア３４は、第２コンベア３２と同様に構成され、第５コンベア３５は、第１コンベア３１及び第３コンベア３３と同様に構成される。また、第１包装機１０１に対応して、第２コンベア３２上に第１取出しエリアＡｐ１が設定され、第２包装機１０２に対応して、第４コンベア３４上に第２取出しエリアＡｐ２が設定されている。第１取出しエリアＡｐ１は、第１取出し装置４０１により袋５を取り出すことが可能な範囲に設定され、第２取出しエリアＡｐ２は、第２取出し装置４０２により袋５を取り出すことが可能な範囲に設定される。

第１取出しエリアＡｐ１の上流側には第１検知装置２５１が配置され、第２取出しエリアＡｐ２の上流側には第２検知装置２５２が配置されている。そして、第１取出し装置４０１は、第２コンベア３２の搬送速度と、現在時刻及び第１検知装置２５１で袋５が検出された時刻の差と、から算出される予想位置に基づいて袋５を把持する。また、第２取出し装置４０２は、第４コンベア３４の搬送速度と、現在時刻及び第２検知装置２５２で袋５が検出された時刻の差と、から算出される予想位置に基づいて袋５を把持する。

本変形例によれば、１つの搬送装置３０で搬送される複数の袋５の包装処理を複数の包装機で行うことができる。したがって、袋５の包装処理を効率的に行うことができる。また、共通の搬送装置３０から複数の包装機１０へ袋５を受け渡すことができる。したがって、包装機１０及び袋供給装置２０全体の設置面積を小さくすることができる。

図５は、包装機１０及び袋供給装置２０の他の変形例を示す上面図である。図５に示された例では、図４を参照して説明した変形例に対して、複数の搬送装置３０が設置されている点で異なっている。とりわけ図５に示された例では、第１の搬送装置３０１及び第２の搬送装置３０２の２つの搬送装置３０が設置されている。

このような袋供給装置２０によれば、複数の搬送装置３０が設置されていることにより、より多くの袋５を搬送することができ、袋５の包装処理をさらに効率的に行うことができる。

上述の実施の形態では、取出し装置４０と受渡し装置７０とが互いに別個の装置として構成される。しかし、これに限られず、取出し装置４０と受渡し装置７０とが１つの装置で構成されてもよい。すなわち、取出し装置４０が受渡し装置７０を兼ねるようにし、取出し装置４０が直接に包装機１０の真空チャンバー１３に袋５を受け渡すようにしてもよい。

袋５に充填される内容物７は、固形物であってもよく、流動性を有したものであってもよい。また、内容物７は、液状物等が充填された軟質の１つ又は複数の包装体（例えばパウチ）であってもよい。

５ 袋
７ 内容物
１０ 包装機
１１ テーブル
１３ 真空チャンバー
１７ コンベア
２０ 袋供給装置
２５ 検知装置
３０ 搬送装置
３１ 第１コンベア
３２ 第２コンベア
３３ 第３コンベア
３４ 第４コンベア
３５ 第５コンベア
４０ 取出し装置
４１ アーム部
４３ 固定基台
４４ 回転基台
４５ 第１アーム
４６ 第２アーム
４７ 第３アーム
４８ 接続部
５０ 把持機構
５４ 揺動アーム
５６ 挟持部材
５８ サーボモータ
６０ 支持軸
６２ フレーム
６４ ねじ軸
６６ プーリ
６８ 駆動プーリ
６９ ベルト
７０ 受渡し装置
７２ スライド部材
７４ チャック
７６ 軸
７８ エアシリンダ
７９ レバー
８０ 制御装置
Ａｐ 取出しエリア

Claims (4)

1. 内容物が収容された袋に対して包装処理を行う包装機に前記袋を供給する袋供給装置であって、
   前記内容物が収容され袋口が未シールの前記袋を、実質的に水平姿勢で且つ実質的に前記袋の幅方向に沿って、取出しエリアへ搬送する搬送装置と、
   前記取出しエリアの上流側の前記搬送装置上において、前記袋を検知する検知装置と、
   前記取出しエリアに位置する前記袋の両側縁部を一対の挟持部材で挟持し、前記取出しエリアから前記袋を取り出す取出し装置と、
   前記袋を前記包装機へ受け渡す受渡し装置と、を備え、
   前記取出し装置は、前記搬送装置の搬送速度と、現在時刻及び前記検知装置で前記袋が検出された時刻の差と、から算出される予想位置、並びに、前記検知装置の検知結果から算出された前記袋の傾きに基づいて前記袋を把持する、袋供給装置。
2. 複数の前記包装機に対応する複数の前記取出しエリアを有し、
   各取出しエリアから取り出された前記袋は、各取出しエリアに対応する前記包装機へそれぞれ受け渡される、請求項１に記載の袋供給装置。
3. 複数の前記検知装置を有し、
   各検知装置は、複数の前記取出しエリアのそれぞれに対応して、各取出しエリアの上流側に配置されている、請求項２に記載の袋供給装置。
4. 内容物が収容された袋に対して包装処理を行う包装機に前記袋を供給する袋供給方法であって、
   前記内容物が収容され袋口が未シールの複数の前記袋を、互いに不定のピッチで、それぞれ実質的に水平姿勢で且つ実質的に前記袋の幅方向に沿って、取出しエリアへ搬送する搬送工程と、
   前記取出しエリアの上流側において、前記袋を検知する検知工程と、
   前記取出しエリアに位置する前記袋の両側縁部を一対の挟持部材で挟持し、前記取出しエリアから前記袋を取り出す取出し工程と、
   前記取出し工程で取り出された前記袋を前記包装機へ受け渡す受渡し工程と、を備え、
   前記取出し工程では、前記搬送工程における搬送速度と、現在時刻及び前記検知工程で前記袋が検出された時刻の差と、から算出される予想位置、並びに、前記検知工程の検知結果から算出された前記袋の傾きに基づいて前記袋を把持する、袋供給方法。

Images