JP4058261B2

JP4058261B2 - カートン自動開封システム

Info

Publication number: JP4058261B2
Application number: JP2001356677A
Authority: JP
Inventors: 文男遠藤; 七郎熊田; 茂宇野; 昇鈴木; 雅春藤野; 幸仁野崎
Original assignee: Nippon Closures Co Ltd
Current assignee: Nippon Closures Co Ltd
Priority date: 2001-11-21
Filing date: 2001-11-21
Publication date: 2008-03-05
Anticipated expiration: 2021-11-21
Also published as: JP2003160115A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、容器の口部を閉鎖する多数のキャップのような多数の小物品を包装物として収容した内袋が収容されたカートンを開封して、更に内袋から包装物を取り出すカートン自動開封システムに関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、ボトル型容器に飲料等の内容物を充填して包装する充填ラインを備えた工場では、容器の口部を封鎖するため、充填されて搬送されてくる容器の数に合わせてキャップを順次供給することが行われている。そうしたキャップの供給のため、充填ラインに数万個の収容能力があるキャップフィーダを用意しておき、キャップフィーダから順次、充填ラインにキャップを供給している。個々のキャップの重さは非常に軽いけれども、キャップフィーダの底部ではキャップに作用する圧力が相当に高くなり、キャップが変形する可能性がある。従って、キャップフィーダの収容能力を増強するのにも限界がある。
【０００３】
また、最近では充填ラインの高速化が進み、１分間に６００個以上（６００ｂｐｍ以上）のボトルに内容物を充填し・キャップ締めすることができるラインが増えてきている。この処理速度では、キャップフィーダに満杯状態にまで収容したキャップもあっても、数十分で使用し尽くされる。従って、１充填ラインに付き、ライン稼働時間によっても変化するが、毎日、十〜数百個のカートンを開封してキャップフィーダに投入する作業を行う必要がある。しかしながら、このカートンの開封から内袋の取出し、キャップの取出し及び使用済みの内袋と空きカートンの処分までの一連の作業を自動的に行う機械は未だ開発されておらず、依然として人手によってカートンの定期的な解梱作業が行われており、カートンの開封から始まる一連の作業がオペレータの負担になっているのが現状である。
【０００４】
また、一般に、ボトル封鎖用のキャップに限らず、プラスチック部品のように、比較的軽量であるが大量に使用される物品（以下、この説明では小物品と称する）も、小物品を袋詰めした内袋をカートンに収容し、カートンをパレタイズして流通される。カートンを解梱して小物品を製造ライン等に供給するときにも、同様の定期的な解梱作業が強いられるという問題が生じている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、人手の作業に頼ることなく、可能な限り、省スペースで簡単な構造を有し、且つカートン内に収容された内袋をカートンから分離し、内袋から包装物を効果的に取り出して、要求される製造ラインに供給することを可能にするカートン開封システムが望まれている。
【０００６】
この発明の目的は、カートン内に収容された内袋内に包装された包装物を、可能な限り、省スペースで簡単な構造を有する装置によって自動的に開封し、オペレータの解梱作業負担を軽減することができるカートン開封システムを提供することである。
【０００７】
上記課題を達成するため、請求項１の発明によるカートン開封システムは、包装物を内袋に包装し且つ少なくとも底部フラップがシールされたカートンが搬入される搬入ステーション、前記搬入ステーションから移送された前記カートンの前記底部フラップを開封する底部開封ステーション、前記底部開封ステーションから移送された前記カートンの開封された前記底部を通じて前記内袋を前記カートンから分離する分離ステーション、及び前記分離ステーションで前記カートンから分離された前記内袋から前記包装物を受け取る包装物受取りステーションを備え、且つ前記各ステーションは、作業ロボットの周りに配置されており、前記作業ロボットは前記カートンを把持して前記各ステーション内及び前記各ステーション間での前記カートンの移動を行うようにしてなり、
前記カートンの前記底部フラップは、一方の対を構成する内側フラップと、他方の対を構成し前記両内側フラップに重ねられてシールが施された外側フラップとから成り、
前記底部開封ステーションは、前記シールを開封する底部シールオープナーを備え、且つ前記カートンの前記外側フラップの外面に吸着して前記外側フラップを前記内側フラップから離す方向に付勢可能な付勢具を備えており、
前記底部シールオープナーは、前記両外側フラップの前記シールを開封するため、前記外側フラップが前記付勢具によって付勢された状態にあるときに、前記外側フラップと前記内側フラップとの間に侵入することから成り、
前記シールは、前記外側フラップと前記内側フラップとの対向面に適用された接着剤によるシール、又は前記両外側フラップの合わせ目に跨がって貼着されるとともに、両端部が前記カートンの側板部に跨がって貼着されたテープによるシールであり、
前記底部シールオープナーは１個設けられており、前記カートンを前記作業ロボットによってその姿勢を反転させ、その前後において前記底部シールオープナーによって前記カートンの各端部から分担して前記シールを開封するようにしてなり、
前記分離ステーションは、前記カートンから分離された内袋を把持する袋把持具を有する仮ホッパを備え、前記内袋が前記袋把持具で把持された状態で前記仮ホッパを前記分離ステーションから前記包装物受取りステーションに向かって前記作業ロボットにより反転駆動することにより、前記内袋から前記包装物を受取りステーションに取り出されることからなることを特徴とするものである。
【０００８】
このカートン開封システムによれば、包装物を内袋に包装し且つ少なくとも底部フラップがシールされたカートンが搬入ステーションに搬入されると、カートンは、搬入ステーションから底部開封ステーションに移送され、底部開封ステーションにおいてカートンの底部フラップが開封される。次に、底部が開封されたカートンは底部開封ステーションから分離ステーションに移送され、分離ステーションにおいて、内袋は既に開封されている底部を通じてカートンから分離される。分離ステーションでカートンから分離された内袋からは、包装物受取りステーションに包装物が受け取られる。このように、カートンの搬入から包装物の受取りまで、各ステーションにてカートンの解梱作業が、人手によることなく順次進行する。
【０００９】
このカートン開封システムにおいて、前記カートンの前記底部フラップは、一方の対を構成する内側フラップと、他方の対を構成し前記両内側フラップに重ねられてシールが施された外側フラップとから成り、前記底部開封ステーションは、前記シールを開封する底部シールオープナーを備えることができる。カートンの底部フラップは、通常と同様、一方の対を構成する内側フラップと、他方の対を構成し両内側フラップに重ねられてシールが施された外側フラップとから成っている。底部開封ステーションに備わる底部シールオープナーは、外側フラップとの内側フラップとのシールを開封して、外側フラップを内側フラップから分離させることが可能である。
【００１０】
このカートン自動開封システムにおいて、前記底部開封ステーションは、前記カートンの前記外側フラップの外面に吸着して前記外側フラップを前記内側フラップから離す方向に付勢可能な付勢具を備えており、前記底部シールオープナーは、前記両外側フラップの前記シールを開封するため、前記外側フラップが前記付勢具によって付勢された状態にあるときに、前記外側フラップと前記内側フラップとの間に侵入するという構成とすることができる。付勢具は、外側フラップの外面に吸着して外側フラップを拡げる方向に付勢された吸引具とすることができる。吸引具が外側フラップの外面に吸着し、その吸引具を外側フラップを内側フラップから離して拡げる方向に付勢することによって、カートンの外側フラップを内側フラップから浮き離すことが可能となる。カートンの外側フラップが付勢具によって内側フラップから離れる方向に付勢されて内側フラップから浮き離れたところで、底部シールオープナーが外側フラップと内側フラップとの間に侵入し、底部シールオープナーが相対的に更に進むことによって、両外側フラップは、シールが開封されて内側フラップから分離する。
【００１１】
このカートン自動開封システムにおいて、前記シールは、前記外側フラップと前記内側フラップとの対向面に適用されたホットメルト等の接着剤によるシールとすることができる。外側フラップを閉じるときに内側フラップとの対向面にホットメルト等の接着剤を適用することで、両フラップのシールが得られる。
【００１２】
このカートン自動開封システムにおいて、前記シールは、前記両外側フラップの合わせ目に跨がって貼着されるとともに、両端部が前記カートンの側板部に跨がって貼着されたテープによるシールとすることができる。このシールの態様は、両外側フラップの合わせ目に跨がってテープを貼着することによって両外側フラップの拡開が防止される。
【００１３】
両外側フラップをテープでシールしたカートンの自動開封システムにおいて、前記底部シールオープナーは、前記両外側フラップの合わせ目に跨がって貼着された前記テープによる前記シールの開封に先行して、前記両外側フラップと前記カートンの前記側板部とに跨がって貼着された前記テープを前記両外側フラップの側縁と前記側板部との境界に対応する部分において切断するカッタを備えていることが好ましい。外側フラップ同士をその合わせ目に跨がってテープによってシールした場合、通常、テープの端部はカートンの側板部にも跨がって貼着される。従って、この場合には、両外側フラップの合わせ目に跨がって貼着されたテープで行われているシールの開封に先行して、側板部にも跨がって貼着されたテープを両外側フラップの側縁と前記側板部との境界に対応する部分においてカッタで切断することが、以後の外側フラップ同士の合わせ目に跨がって施されたテープを切断する上で望ましい。
【００１４】
この底部シールオープナーを備えたカートンの自動開封システムにおいて、前記底部シールオープナーは、前記カートンの前記内側フラップと前記外側フラップとの間に侵入し且つ前記接着剤による前記シールを開封する内外フラップ分離爪、及び／又は前記フラップ分離爪に交差し且つ前記両外側フラップの合わせ目に侵入する左右フラップ分離爪を備えていることが好ましい。内側フラップと外側フラップとのシールが接着剤によって行われている場合、底部シールオープナーがカートンに対して相対移動するとき、内外フラップ分離爪がカートンの内側フラップと外側フラップとの間に侵入して、そのシールを開封する。このとき、左右フラップ分離爪は両外側フラップの合わせ目に侵入して、底部シールオープナーのカートンに対する相対移動を案内する。
【００１５】
両外側フラップがテープでシールされているカートンの場合、底部シールオープナーがカートンに対して相対移動するとき、左右フラップ分離爪がカートンの両外側フラップの合わせ目に侵入して、テープを切断してテープによるシールを開封する。このとき、内外フラップ分離爪は内側フラップと外側フラップとの間に侵入して、底部シールオープナーのカートンに対する相対移動を案内する。
【００１６】
上記の底部シールオープナーにおいて、前記内外フラップ分離爪はその侵入端縁部が中央側から末端側に向かうに従って後方に傾斜していると共に前記侵入端縁部から後方に向かうに従って次第に厚くなる肉厚を有しており、前記左右フラップ分離爪はその侵入端縁部が前記内外フラップ分離爪との交差部分から末端側に向かうに従って後方に傾斜している構造とすることができる。内外フラップ分離爪を、その侵入端縁部が中央側から末端側に向かうに従って後方に傾斜させると共に侵入端縁部から後方に向かうに従って次第に厚くなる肉厚を有するラッセル構造とすることで、接着剤によるシールの開封が低抵抗となり安定した開封が可能であり、上記の肉厚を持たせることで内外フラップ間に内外フラップを分離させる方向の剥がし力を作用させることができる。同様に、左右フラップ分離爪を、その侵入端縁部が前記内外フラップ分離爪との交差部分から末端側に向かうに従って後方に傾斜させることで、テープの切断が低抵抗となる。
【００１７】
上記の底部シールオープナーを有するカートン自動開封システムにおいて、前記底部シールオープナーを１個設け、前記カートンをその姿勢の反転前後において前記カートンの各端部から分担して前記シールを開封することができる。内外フラップ分離爪は、内側フラップと外側フラップとの間においては、各側で内側フラップが側板部から連続的に延びているので、外側からは侵入しやすいが、内側からは内外フラップ分離爪の先端が内側フラップの端縁に衝突し易い。従って、内外フラップ分離爪をカートンの一方の側から他方の側へと通り抜けるように通過させるのは困難である。そこで、底部シールオープナーを１個設ける場合には、カートンをその姿勢の反転前後において、カートンの各端部から、例えば、半分ずつ分担してシールを開封することが好ましい。
【００１８】
このカートン自動開封システムにおいて、前記底部開封ステーションには、前記底部フラップを開封するときに生じるダストを吸引して排出する吸引ダクトを配設することができる。
【００１９】
包装物を例えばキャップのような小物品とする場合には、底部フラップを開封するときに生じる紙粉、切り屑等のダストは、包装物に付着したままキャップが装着されるボトル等の容器に混入するおそれがある。したがって、ダスト発生の可能性がある底部フラップの開封の際には、吸引ダクトによってダストを吸引して配設することが好ましい。
【００２０】
このカートン自動開封システムにおいて、前記底部開封ステーションと前記分離ステーションとの間には、前記底部フラップが開封された前記カートンの底部を支持する支持台を、前記分離ステーションに向かってスライド可能に設けることができる。底部開封ステーションにおいて底部フラップが開封されたカートンは、底部フラップを支えなければ、その時点で底部フラップが開放されて内袋が底部を通してカートンの外に出ようとする。従って、カートンを支持する支持台を分離ステーションに向かってスライド可能に設けることにより、カートンを底部フラップを開放することなく分離ステーションまで移送することができる。
【００２１】
このカートン自動開封システムにおいて、前記分離ステーションにおいて、前記底部フラップが開封された前記カートンからの前記内袋の分離は、前記底部フラップが開封された前記カートンの底部を通じて前記内袋がその自重によって落下することにより行うことができる。カートンの底部の支持がなくなると、内袋は底部フラップが開放されたカートンから自重によって自ら降下するので、カートンからの内袋の取出しのために特別の駆動源を要しない。従って、内袋の分離のための機構が簡単化され、カートンの底部を通してカートンから内袋を容易に分離させることが可能になる。
【００２２】
このカートン自動開封システムにおいて、前記分離ステーションは、落下した前記内袋を支持する仮ホッパを備えることができる。分離ステーションでは、カートンから分離された内袋は仮ホッパで受け止めて支持される。仮ホッパでは、包装物を収容したままの内袋が受け止められるのみであり、包装物はこの段階では取り出されない。
【００２３】
このカートン自動開封システムにおいて、前記仮ホッパは、閉じ状態で前記カートンから分離された前記内袋を支持し、開き状態で前記包装物が前記内袋から前記包装物受取りステーションに取り出された後の空袋を前記仮ホッパから排出可能とする開閉可能な底板を備えることができる。分離ステーションに移送されたカートンは、底部フラップのシールが開封されているので、支えが無くなると直ちに底部が開放される。カートンから底部を通じて分離された内袋は、仮ホッパにおいて閉じ状態にある底板に小さい衝撃にて移し替ることができ、カートンから分離された内袋は、閉じ状態にある底板によって受け止められてその状態で支持される。その後、内袋から包装物が取り出された後の空袋は、開き状態にある底板を通して仮ホッパから排出可能となる。また、このカートン自動開封システムにおいて、前記仮ホッパは、前記閉じ状態にある前記底板によって支持された前記内袋を把持する袋把持具を備えることができる。カートンから分離された内袋を袋把持具によって仮ホッパに把持することにより、内袋の操作を袋把持具によって内袋を把持する仮ホッパと共に行うことで、内袋内の包装物の取出し等の取扱いが容易になる。
【００２４】
このカートン自動開封システムにおいて、前記包装物は、前記内袋が前記袋把持具で把持された状態で前記仮ホッパを前記包装物受取りステーションに向かって反転駆動することによって前記内袋から前記包装物受取りステーションに取り出すことができる。袋は包装物を収容していても剛性が低いので一般には取り扱いが難しいが、仮ホッパで内袋を把持した状態で仮ホッパごと反転駆動することで、包装物を内袋から容易に包装物受取りステーションに取り出すことが可能になる。
【００２５】
このカートン自動開封システムにおいて、前記分離ステーションで分離され且つ前記内容物が取り出された空袋を回収するため、前記分離ステーションからバキュームダクトを通じて前記空袋を吸引して回収する空袋回収ステーションを配設することができる。内容物が取り出された後に残る空袋の取り扱いも一般には面倒であるが、分離ステーションからバキュームダクトを通じて空袋を吸引して回収することにより、空袋の回収が容易になる。
【００２６】
このカートン自動開封システムにおいて、前記分離ステーションで前記内袋と分離された空きカートンの天部フラップを開封する天部開封ステーション、及び前記天部フラップが開封された後平坦に潰された前記空きカートンを回収する空きカートン回収ステーションを配設することが好ましい。分離ステーションで内袋と分離された空きカートンは、そのままでは嵩張るので、天部開封ステーションにおいて空きカートンの天部フラップを開封し、天部フラップが開封されて筒状になった空きカートンを平坦に潰し、平坦になった空きカートンを空きカートン回収ステーションにおいて回収することが好ましい。
【００２７】
このカートン自動開封システムにおいて、前記各ステーションを作業ロボットの周りに配置し、前記作業ロボットが、前記カートンを把持して前記各ステーション内及び前記各ステーション間での前記カートンの移動を行わせるのが好ましい。各ステーションを作業ロボットの周りに配置することによって、カートン自動開封システム全体は、作業ロボットを中心としたコンパクトな配置に組み立てられる。作業ロボットと各ステーションとの間の距離は殆ど等距離であるので、各ステーション内及び前記各ステーション間でのカートンの必要な移動は、すべて作業ロボットが行うことができる。
【００２８】
このカートン自動開封システムにおいて、前記底部開封ステーション、分離ステーション及び前記包装物受取りステーションを、この順に前記作業ロボットの周りに配置することが好ましい。作業ロボットの周りにおけるこれらステーションの配置をそれらの作業順とすることにより、各ステーションでの作業ロボットの作業と隣接するステーション間でのカートンの移動を最小限にすることができる。その結果、カートンを移動させる距離と時間が短くて済み、作業ロボットの作業能率が向上する。
【００２９】
このカートン自動開封システムにおいて、前記作業ロボットは、前記カートンの天部フラップを吸着する吸着体を備えたカートン把持ハンド、或いは前記吸着体と前記カートンの側板部を挟むクランプとを備えたカートン把持ハンドを装着可能なアームを備えている。作業ロボットのアームにカートン把持ハンドを装着することにより、カートン把持ハンドの吸着体でカートンの天部フラップを吸着し且つクランプでカートンの側板部を挟むことができ、カートンのアームへの保持と位置決めとを確実に行うことができる。
【００３０】
このカートン自動開封システムにおいて、前記作業ロボットの前記アームには、前記内袋が取り出された後の空きカートンを把持する空きカートン回収ハンドが前記カートン把持ハンドと交換する態様で装着可能である。作業ロボットのアームに装着するハンドを、カートン把持ハンドから空きカートン回収ハンドに変えることで、空きカートンの移動と平坦に潰し変形をさせることが可能である。
【００３１】
このカートン自動開封システムにおいて、前記包装物は、容器の口部を閉鎖するのに用いられる多数のキャップ等のバラ状物品とすることができる。このカートン自動開封システムは、キャップのような個々の物品がプラスチックやアルミニウム製で軽量であるが、多数個をまとめて包装されているものの自動的な取り出しに好適である。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明によるカートン自動開封システムの実施例を説明する。図１はこの発明によるカートン自動開封システムの一実施例を示す平面概略図、図２はこの発明によるカートン自動開封システムにおいて開封の対象となるカートンの斜視図、図３は図１に示すカートン自動開封システムに用いられる作業ロボットの側面図、図４は図１に示すカートン自動開封システムに用いられるカートン把持ハンドの一例を示す図であって、（ａ）はカートン把持ハンドの平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその側面図である。また、図５は図１に示すカートン自動開封システムに用いられる空きカートン回収ハンドの一例を示す図であって、（ａ）はカートン把持ハンドの平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその側面図である。
【００３３】
図１に示すように、カートン自動開封システム１は、中心位置に作業ロボット２を配置し、作業ロボット２の周囲にカートン１０を開封するために必要な作業を行う複数のステーションを配置して構成されている。カートン１０は、包装物として、ボトルのキャップＣのような軽量な小物品を内袋にバラ状に包装した箱である。作業スペース全体は、外部と遮断され且つ空調が管理されたクリーンルーム内にセットするのが好ましいが、周囲の環境はキャップＣに異物が混入しない程度に清浄であればよく、クリーンルーム内には限らない。
【００３４】
カートン自動開封システムの詳細を説明する前に、カートンの構造の一例を図２に基づいて説明する。図２は、この発明によるカートン自動開封システムにおいて開封の対象となるカートンを斜め下方から見た斜視図である。カートン１０は、四角筒状の胴状の側板部１１と、側板部１１の下端に沿って形成された折り目に従って折曲げ可能に形成された底部フラップ１２と、側板部１１の上端に沿って形成された折り目に従って折曲げ可能に形成された天部フラップ１３とから構成されており、構造自体は従来の構造のものと変わるところがない。底部フラップ１２は、一方の対を構成しカートン１０の内側に先に折り曲げられた内側フラップ１４，１４と、他方の対を構成し両内側フラップ１４，１４に重ねられてシールが施された外側フラップ１５，１５とから成っている。内側フラップ１４，１４と外側フラップ１５，１５とのシールは、図示の例ではテープ１８によって行われている。テープ１８による底部フラップ１２のシールだけでは包装物の荷重によって底部フラップ１２のシールが破られる虞がある場合には、各外側フラップ１５の側端部１５ａと側板部１１とに渡ってテープ１８ａを貼って、テープ１８とテープ１８ａとを合わせて全体としてＨ型にシールを施すことにより、カートン１０の底部フラップ１２のシール力が補強されている。内外両フラップのシールは、テープ１８，１８ａに代えてホットメルト等の接着剤１９による接着によって形成してもよい。天部フラップ１３も、底部フラップ１２の構造と同様、内側フラップ１６，１６と、内側フラップ１６，１６に重ねられてテープ８８によってシールが施される外側フラップ１７，１７とから成っている。天部フラップ１３のシール性を向上するため、各外側フラップ１７の側端部１７ａと側板部１１とに渡ってテープ８８ａを貼って、テープ８８とテープ８８ａとを合わせて全体としてＨ型にシールが施されている。
【００３５】
図１に示すカートン自動開封システム１では、カートン１０は、複数個がパレットに積み重ねられてパレタイズされた状態で搬入ステーション３に搬入される。搬入ステーション３に搬入されたカートン１０は、作業ロボット２によって搬入ステーション３から予備開封ステーション４ａ又は直接に底部開封ステーション４に移送され、カートン１０の底部フラップ１２シールが開封される。底部フラップ１２のシールが開封されたカートン１０は、次に、分離ステーション５に移送され、分離ステーション５において、既に開封されている底部フラップ１２を通じて内袋Ｂ（図１１参照）がカートン１０から分離される。分離ステーション５でカートン１０から分離された内袋Ｂからは、包装物受取りステーション６に包装物であるキャップＣが受け取られる。底部開封ステーション４、分離ステーション５及び包装物受取りステーション６は、作業ロボット２の周りにおいて作業順に並べて配置されている。こうした作業順の配置により、各ステーション４〜６での作業ロボット２の各作業とステーション４，５間、及びステーション５，６間でのカートン１０の移動量を最小限にすることができる。その結果、カートン１０の移動距離及び移動時間が短くて済み、作業ロボット２の作業能率が向上する。
【００３６】
カートン自動開封システム１において、分離ステーション５で分離され且つ内容物が取り出された空袋Ｂ’（図１１参照）を回収するため、分離ステーション５からバキュームダクト７９を通じて空袋Ｂ’を吸引して回収する空袋回収ステーション７を配設することができる。分離ステーション５からバキュームダクト７９を通じて空袋Ｂ’を吸引して回収することにより、空袋Ｂ’の回収を容易に行うことができる。また、カートン自動開封システム１には、分離ステーション５で内袋Ｂと分離された空きカートン１０’の天部フラップ１３のシールを開封する天部開封ステーション８、天部開封ステーション８で天部フラップ１３のシールが開封され且つ平坦に潰された空きカートン１０’を回収する空きカートン回収ステーション９が配設されている。分離ステーション５で内袋Ｂと分離された空きカートン１０’は、そのままでは嵩張るので、天部開封ステーション８において空きカートン１０’の天部フラップ１３のシールを開封し、天部フラップ１３のシールが開封されて筒状になった空きカートン１０’を平坦に潰して減容し、減容された空きカートン１０’を空きカートン回収ステーション９において回収することが好ましい。安全のため作業ロボット２の作業範囲２ａ内には、作業員の立ち入りが禁止されている。従って、パレット３ａは、フォークリフト等の搬送手段によって作業範囲２ａの外に一旦荷下ろしされ、その後レール３ｂ上を移動させることによって搬入ステーション３へ搬入される。搬入後、空きパレット３ａは作業範囲２ａの外に出される。同様に、空きカートン回収ステーション９は、車輪付きの小型搬送車９ａをレール９ｂ上に載せた状態で出入り可能に構成されており、例えば、作業ロボット２が小型搬送車９ａを押し出すことにより、作業員は作業範囲２ａ外で空きカートン１０’を回収することができる。更に、空袋回収ステーション７は、作業員が直接に空袋Ｂ’を取り出すことができるように、作業範囲２ａの外においてパレット３ａや小型搬送車９ａと並んで作業員がアクセス可能な方向に配置されている。なお、空袋回収ステーション７の位置は、作業範囲２ａ外に配置されればよく、図１に示す位置に限らない。
【００３７】
カートン自動開封システム１における作業ロボット２の概要を、図３に示す作業ロボットの側面図に基づいて説明する。作業ロボット２は、設置台２０、設置台２０上に旋回可能に置かれたロボット本体２１、及びロボット本体２１から延び且つ先端部２５の位置を制御可能なアーム２２とを備えている。アーム２２は、関節２４ａ、２４ｂ，２４ｃによって連結された第１アーム２３ａ，第２アーム２３ｂ，第３アーム２３ｃから構成されており、第１アーム２３ａ，第２アーム２３ｂ，第３アーム２３ｃは、それぞれ隣合うアームとの相対回動量が制御可能である。また、ロボット本体２１は設置台２０の上で縦軸回りに回動量が制御可能である。アーム２２の先端部２５には、作業内容に応じてハンド２６，２７が交換可能に装着される。アーム２２の先端部２５の位置は、作業ロボット２の全周囲において届く範囲で３次元的に制御可能である。従って、アーム２２の先端部２５に取り付けられる後述するハンド２６，２７の細かな制御も可能である。図３においては、側面図においてハンド２６，２７の届く範囲の輪郭がループ２８で示されている。
【００３８】
作業ロボット２において、アーム２２の先端部２５に装着することができるハンドの一つは、カートン把持ハンド２６である。カートン把持ハンド２６の一例が、図４に示されている。図４（ａ）はカートン把持ハンドの平面図、同（ｂ）はその正面図、同（ｃ）はその側面図である。カートン把持ハンド２６は、第３アーム２３ｃの先端部２５にチャックによって装着可能なハンド本体３０と、ハンド本体３０の下方に向かって取り付けられ且つカートン１０の天部フラップ１３を吸着可能な吸着体３１と、カートン１０の側板部１１を挟むことができるクランプ３２とを有している。吸着体３１は、天部フラップ１３を均等に吸着可能になるように四つ吸着パッド３３を備えている。各吸着パッド３３は、天部フラップ１３を略均等に分散した位置で吸着し、この吸着によってカートン１０を把持することができる。クランプ３２は、揺動軸３４の回りに揺動可能であって、側板部１１の互いに反対側に位置する面に対して挟み込むことができる一対のクランプ板３５，３５と、クランプ板３５，３５を駆動するためアーム本体３０に設けられたエアアクチュエータ及びリンク機構から成る駆動機構３６，３６とから構成されている。アーム２２に装着したカートン把持ハンド２６によって、吸着体３１でカートン１０を吸着しクランプ３２で挟み込むことにより、カートン１０のアーム２２への保持と位置決めとを確実に行うことができる。なお、クランプ３２は、側板部１１の上側部分を挟み込むが、クランプ３２による挟み付けは、カートン１０の位置規制又は補助的な把持に止まるものである。
【００３９】
アーム２２の先端部２５に装着することができる他のハンドは、空きカートン回収ハンド２７である。空きカートン回収ハンド２７の一例が、図５に示されている。図５（ａ）は空きカートン回収ハンドの平面図、同（ｂ）はその正面図、同（ｃ）はその側面図である。図５に示す空きカートン回収ハンド２７は、第３アーム２３ｃの先端部２５にチャックによって装着可能なハンド本体４０と、空きカートン１０’の側板部１１の互いに隣合う部分１１ａ，１１ｂをそれぞれ吸着可能な一対の吸着体４１，４１と、吸着体４１，４１をそれぞれ開閉させる対を構成する駆動機構４２，４２とを備えている。各吸着体４１は、四つの吸着パッド４３と、吸着パッド４３を支持する支持板４４とから成っており、各吸着パッド４３は、側板部１１ａ，１１ｂを分散した位置で吸着し、この吸着によって空きカートン１０’を把持することができる。各駆動機構４２は、ハンド本体４０に設けられたエアアクチュエータ４５、及びその出力側と支持板４４とを連結するリンク機構４６から成っている。両支持板４４は駆動機構４２，４２によって９０°に開いた状態と閉じた状態との間で駆動され、空きカートン回収ハンド２７は、両支持板４４が９０°に開いたとき吸着体４１，４１によって空きカートン１０’の側板部１１の互いに隣合う部分１１ａ，１１ｂをそれぞれ吸着することで空きカートン１０’を把持し、吸着体４１，４１が閉じることにより、空きカートン１０’を平坦に潰して減容させることができる。
【００４０】
空きカートン回収ハンド２７は、内袋Ｂが分離された後の空きカートン１０’を把持した状態で平たく閉じてカートン１０’を減容し、減容したカートン１０’を空きカートン回収ステーション９に運ぶためのハンドである。カートン把持ハンド２６と空きカートン回収ハンド２７との交換・装着は、カートン自動開封システム１の作業ロボット２のアーム２２が届くハンド仮置き台２９（図１参照）において行われる。一時的に使用しない一方又は両方のハンド２６，２７は、ハンド仮置き台２９に置かれる。
【００４１】
カートン自動開封システム１では、図１に示すように、各ステーション３〜９及びハンド仮置き台２９は、作業ロボット２の周りに殆ど同じ距離のところに集中配置されている。その結果、作業ロボット２は、アーム２２の操作によって、各ハンド２６，２７の装着・交換やカートン開封作業のための各ステーション内及び各ステーション間でのカートン１０の必要なすべての移動を行うことができる。また、こうした作業ロボット２の周りに配置することによって、カートン自動開封システム１の全体は、作業ロボット２を中心とした矩形又は円形等のコンパクトな配置に組み立てられており、必要なスペースが最小限に抑えられて省スペースに構成されている。なお、各ステーション３〜９配置は、図１に示す順序に限ることはなく、ステーション４〜６をこの順に配置すること及び作業ロボット２を中心としてその周囲に集中配置する以外は、適宜変更可能である。
【００４２】
底部開封ステーション４には、図６及び図７に示すような、底部シールオープナー５０が備わっている。図６は、カートン自動開封システムの底部開封ステーションの概略を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底部開封ステーションの別の形態を示す平面概略図である。また、図７は、底部シールオープナー５０に用いられるラッセルガイド５５に関する図であり、（ａ）はその拡大斜視図、（ｂ）はラッセルガイドによるカートンの開封の様子を示す斜めから見上げた斜視図である。カートン１０は、図６（ｂ）に示すように作業ロボット２によって、カートン把持ハンド２６で把持された状態で底部開封ステーション４に搬入される。底部開封ステーション４の作業台５４上には、底部シールオープナー５０が配設されており、底部シールオープナー５０は、底部フラップ１２のシールの開封に先立って、カートン１０の底部フラップ１２を構成する外側フラップ１５を内側フラップ１４から離れる方向に付勢する付勢具５１と、隙間の開いた外側フラップ１５と内側フラップ１４との間に侵入可能なラッセルガイド５５とを備えている。付勢具５１は、吸引具としての吸着パッド５２と、負圧源（図示せず）からの負圧を吸着パッド５２に供給する吸引ダクト５３とを備えている。吸引ダクト５３を通じて供給された負圧を吸着パッド５２によって底部フラップ１２に作用させて、外側フラップ１５の下面に吸着して外側フラップ１５を下方に拡げる方向に引き込み、内側フラップ１４から離れる方向に付勢することによって、外側フラップ１５と内側フラップ１４との間にラッセルガイド５５が侵入するのを支援している。付勢具５１は、シールが接着剤１９によって得られている場合に特に有効である。
【００４３】
底部シールオープナー５０に用いられるラッセルガイド５５は、図７（ａ）に示すように、カートン１０の内側フラップ１４と外側フラップ１５との間に侵入し且つ接着剤１９によるシールを開封する内外フラップ分離爪５６，５６と、両フラップ分離爪５６，５６に交差し且つ両外側フラップ１５，１５の合わせ目１５ｂに侵入する左右フラップ分離爪５７とを有している。内外フラップ分離爪５６，５６については、その侵入端縁部５６ａ，５６ａが中央側から末端側に向かうに従って後方に傾斜しており、先端５８ａは内外フラップ間に侵入し易いように楔状に尖った構造とされている。ラッセルガイド５５の側端縁部５６ｂ，５６ｂは、進行方向にストレートに延びている。左右フラップ分離爪５７の侵入端縁部５７ａは、テープ１８を切断可能なカッタ刃となっており、内外フラップ分離爪５６，５６との交差部分５８ｂから末端側に向かうに従って後方に傾斜している。また、内外フラップ分離爪５６，５６は、上下の面が滑らかな表面となっており、断面で見ても、侵入端縁部５６ａから後方に向かうに従って次第に厚くなる肉厚ｔ１を有しているが、充分後方では中央側から側端縁部５６ｂまで同じ肉厚ｔ２となっている。
【００４４】
上記の構造を有するラッセルガイド５５は、図６に示すように、カートン１０の移動経路において開封ステーション４に固定して設けられている。実線の位置もたらされたカートン１０の底部フラップ１２の外側フラップ１５が付勢具５１によって下方に付勢されて、内側フラップ１４との間に隙間が形成される。隙間が形成された状態のカートン１０がカートン把持ハンド２６によってラッセルガイド５５に向かって移動されることにより、ラッセルガイド５５は、外側フラップ１５と内側フラップ１４との間に侵入し、更に相対的に進むことによって底部フラップ１２のシールを開封し、内外両側のフラップ１４，１５の相互の拘束を解いて両外側フラップ１５を内側フラップ１４から分離することが可能となる。
【００４５】
底部フラップ１２のシールを、外側フラップ１５と内側フラップ１４との対向面に適用されたホットメルト等の接着剤１９によるシールとした場合、次のようにして、そのシールが開封される。ラッセルガイド５５がカートン１０に対して相対移動するとき、内外フラップ分離爪５６，５６がカートン１０の内側フラップ１４と外側フラップ１５との間に侵入する。内外フラップ分離爪５６，５６の侵入端縁部５６ａ，５６ａは、先端５８ａが楔状に尖っていて且つ中央側から末端側に向かうに従って後方に傾斜しているので、先端５８ａから侵入端縁部５６ａ，５６ａへと次第に横方向に広がりながら、内側フラップ１４と外側フラップ１５との間に侵入していく。内外フラップ分離爪５６，５６の肉厚は前縁側となる侵入端縁部５６ａ，５６ａ側が薄くなっており、上下の面も滑らかな表面を持っているので、侵入時及びその後の開封時の抵抗が少なくなり、開封がスムーズに進行する。
【００４６】
内外フラップ分離爪５６，５６の肉厚は後方に至るほど厚くなっているので、内側フラップ１４と外側フラップ１５との接着は、ラッセルガイド５５の進行に伴って、肉厚が増大する内外フラップ分離爪５６，５６によって順次強制的に剥がされ、接着剤１９によるシールが開封される。このとき、左右フラップ分離爪５７は両外側フラップ１５，１５の合わせ目１５ｂに侵入して、ラッセルガイド５５のカートン１０に対する相対移動を案内する。左右フラップ分離爪５７の侵入端縁部５７ａは、内外フラップ分離爪５６，５６との交差部分５８ｂから垂直に伸び、また末端側に向かうに従って後方に傾斜してもいるので、内外フラップ分離爪５６，５６と協働して、最も弱い部分である両外側フラップ１５，１５の合わせ目１５ｂへ侵入することが容易になる。
【００４７】
カートン１０の底部フラップ１２のシールを、Ｈ形に貼られたテープによるシール、即ち、図２に示すように両外側フラップ１５，１５の合わせ目１５ｂに跨がって貼着されるとともに、両端部がカートン１０の側板部１１，１１に跨がって貼着されたテープ１８と、両外側フラップ１５，１５の側端部１５ａ，１５ａとカートン１０の側板部１１，１１とに跨がって貼着されたテープ１８ａとによるシールとした場合のシールの開封について説明する。この場合、カートン自動開封システム１においては、底部開封ステーション４は、ラッセルガイド５５によるテープ１８の開封に先行してテープ１８，１８ａを切断するサイドカッタ６０を備えた、図８に示すような予備開封ステーション４ａを含むことができる。図８は、サイドカッタ６０を備えた予備開封ステーション４ａを概略図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図である。予備開封ステーション４ａでは、サイドカッタ６０，６０は、カートン１０を搬送する両側の固定ガイド６１，６１の中央において回転軸を傾斜させて配置され、エアリュータで丸刃６２を回転させる形式のものである。作業ロボット２のカートン把持ハンド２６でカートン１０を把持して、カートン１０を開封予備ステーション４ａに搬入し、作業ロボット２がカートン１０を把持したまま固定ガイド６１，６１上を搬送させるとき、各サイドカッタ６０は、各外側フラップ１５の側板部１１との境界に対応する側端部１５ａにおいて、テープ１８ａについてはその長手方向に沿って、テープ１８については対応する端部を横断方向に切断する。両サイドカッタ６１，６１及び下面には、紙粉対策として、生じた紙粉等のダストを吸引排除するバキュームダクト６３，６３，６４が取り付けられている。
【００４８】
各側端部１５ａにおいてテープ１８，１８ａが切断されたカートン１０は、以後、底部開封ステーション４において、既に図７（ｂ）に示した底部シールオープナー５０のラッセルガイド５５によって、外側フラップ１５，１５の合わせ目１５ｂに貼着されたテープ１８が切断されて、シールが開封される。即ち、ラッセルガイド５５の内外フラップ分離爪５６，５６は、カートン１０の内側フラップ１４と外側フラップ１５との間に内袋Ｂの重みによって既に形成されている隙間に侵入する。また、左右フラップ分離爪５７は、両外側フラップ１５，１５の合わせ目１５ｂに侵入してテープ１８を切断可能である。従って、カートン把持ハンド２６によってカートン１０を把持してラッセルガイド５５に対して相対移動させるとき、内外フラップ分離爪５６，５６は内側フラップ１４と外側フラップ１５との間に侵入し、左右フラップ分離爪５７は、内外フラップ分離爪５６，５６とＴ字状に繋がっている形状によって、カートン１０の両外側フラップ１５，１５の最も脆弱な合わせ目１５ｂに侵入し、その後の引き続く進行により、カッタ刃となっている侵入端縁部５７ａが、合わせ目１５ｂに沿ってテープ１８を切断してテープ１８によるシールを開封する。左右フラップ分離爪５７の侵入端縁部５７ａは末端側に向かうに従って後方に傾斜させることで、テープ１８の切断時に生じる抵抗が低抵抗となり、テープ１８の切断をスムーズに行うことができる。
【００４９】
底部開封ステーション４には、図１の実線で示すように、また図６（ａ）（ｂ）に示すように、底部シールオープナー５０を１個だけ設け、カートン１０をカートン把持ハンド２６によって姿勢を反転し、その前後においてカートン１０の各端部から底部シールオープナー５０を通すことによって、分担してシールを開封することができる。カートン１０において、各内側フラップ１４は側板部１１から折り曲げられて連続的に延びているので、内外フラップ分離爪５６，５６は、カートン１０の外側からは内側フラップ１４と外側フラップ１５との間へと侵入しやすいが、カートン１０の内側からはラッセルガイド５５の先端５８ａが内側フラップ１４の端縁に衝突し易い。従って、内外フラップ分離爪５６，５６をカートン１０の一方の側から他方の側へと通り抜けるように通過させるのは困難である。そこで、底部シールオープナー５０を１個設ける場合には、カートン把持ハンド２６によってカートン１０の姿勢を反転させることにより、その前後において、カートン１０の各端部から、例えば、半分ずつ分担してシールを開封することが好ましい。
【００５０】
カートン自動開封システム１において、上記のとおり、内外フラップ分離爪５６，５６をカートン１０の一方の側から他方の側へと通り抜けるように通過させるのは困難である。図１の底部開封ステーション４で想像線で示す部分を含む底部開封ステーションの場合、即ち図６（ｃ）に示す形態の底部開封ステーションにおいては、底部シールオープナー５０と同じ構造の底部シールオープナーが、付勢具５１ａ，５１ｂと共にカートン１０を間に置いて移動方向に隔置して２個（５０ａ，５０ｂ）配設されている。二つの底部シールオープナー５０ａ，５０ｂ間に置いたカートン１０をカートン把持ハンド２６で把持しつつ移動させるとき、カートン１０の姿勢を変更することなくその移動方向のみを反転することで、カートン１０の各端部から例えば、テープ１８による底部フラップ１２のシールを半分ずつ分担して開封することができる。
【００５１】
カートン自動開封システム１において、底部開封ステーション４には、底部フラップ１２のシールを開封するときに生じるダストを吸引して排出する吸引ダクト５９を配設することができる。底部フラップ１２のシールを開封するときに生じるテープ１８や接着剤１９の粉、或いは紙粉、切り屑等のダストは、包装物であるキャップに付着したままボトル等の容器に混入する虞がある。従って、ダスト発生の可能性がある底部フラップ１２のシールの開封の際には、切断や剥離による開封作業に近いところでダストを集塵する受け皿５９ａを設け、集塵したダストを受け皿５９ａに開口する吸引ダクト５９によって吸引して排出することが好ましい。
【００５２】
図９には、底部開封ステーションからのカートンの搬送機構と分離ステーションとが示されている。図９（ａ）はその平面図、図９（ｂ）は側面図である。カートン自動開封システム１において、底部開封ステーション４と分離ステーション５との間には、底部フラップ１２のシールが開封されたカートン１０の底部を支持する支持台６５が、分離ステーション５に向かってスライド可能に設けられている。即ち、底部開封ステーション４から分離ステーション５に向かって滑らかに伸縮可能な入れ子式のスライド段６７ａ〜６７ｃから成る搬送機構６６が設けられており、基端側のスライド段６７ａは底部開封ステーション４に支持されており、中間のスライド段６７ｂを介して、最先端のスライド段６７ｃに載置されている支持台６５が底部開封ステーション４から分離ステーション５まで往復動可能である。カートン把持ハンド２６（図９では省略、図６（ｂ）参照）は、底部開封ステーション４においてカートン１０を把持していた状態のまま継続して、カートン１０を支持台６５に載置し、更にカートン１０を僅かに支持台６５に押し付ける状態で、カートン把持ハンド２６を分離ステーション５に向けて移動させる。各スライド段６７ａ〜６７ｃはカートン把持ハンド２６からの搬送力によって伸びる方向にスライドし、搬送機構６６は開封された底部フラップ１２を閉じたままの状態でカートン１０を分離ステーション５まで移送することができる。伸びきった搬送機構６６を底部開封ステーション４にまで戻すため、スライド段６７ａとスライド段６６ｃとの間には復帰手段６８が配設されている。復帰手段６８は、搬送時のカートン把持ハンド２６の移動に合わせて自ら駆動するアクチュエータとすることもできる。
【００５３】
図９に加えて、図１０にも分離ステーション５の概略が示されている。図１０（ａ）は分離ステーション５の平面図、同（ｂ）はその側面図である。カートン自動開封システム１の分離ステーション５においては、底部フラップ１２のシールが開封されたカートン１０からの内袋Ｂの分離を、包装物を収容した内袋Ｂの自重で行うことができる。搬送機構６６によって分離ステーション５の上方まで搬送されたカートン１０はカートン把持ハンド２６で把持された状態のままであるが、復帰手段６８の作動によって底部フラップ１２の支える支持台６５が搬送機構６６と共に後退するので、カートン１０の底部フラップ１２が内袋Ｂの荷重によって直ちに開放され、内袋Ｂは開放された底部フラップ１２を通して落下し、カートン１０から分離ステーション５に設けられている仮ホッパ７０内に投入される。内袋Ｂの自重を利用することで、内袋Ｂの分離ステーション５への投入には特別の駆動源が必要とされない。その結果、内袋Ｂの分離のための機構が簡単化され、容易にカートン１０の底側から内袋Ｂを分離させることができる。
【００５４】
分離ステーション５には、底部開封ステーション４の作業台５４に並んで作業台７４が配置されており、仮ホッパ７０は吸引ボックス７３を間に挟んで作業台７４上に設けられている。仮ホッパ７０の底部にはアクチュエータ７２によって開閉可能な底板７１が設けられており、仮ホッパ７０に投入された内袋Ｂは、仮ホッパ７０において閉じ状態の底板７１上に支持される。後述するように、仮ホッパ７０の反転時に内袋Ｂが仮ホッパ７０から落下しないように、仮ホッパ７０には、径方向に対向した位置に、内袋Ｂを把持するための袋把持具７５と吸引具７６とが設けられている。吸引具７６は底板７１上に支持された内袋Ｂの両底耳部を吸引し、吸引具７６で引っ張られた状態の内袋Ｂの側部が袋把持具７５によって挟まれた状態に把持される。
【００５５】
作業ロボット２は、カートン把持ハンド２６で空きカートン１０’を把持した状態のまま、空きカートン１０’を後述する天部開封ステーション８に移載投入する。その後、作業ロボット２は、カートン把持ハンド２６を、既に置かれている空きカートン回収ハンド２７と共にハンド仮置き台２９に置き、アーム２２に何らのハンドを装着することなくアーム２２のみの状態で分離ステーション５に戻り、仮ホッパ７０に接近する。キャップＣを内袋Ｂから取り出すために、仮ホッパ７０には、仮ホッパ７０を把持してそのまま内袋Ｂと共に仮ホッパ７０の反転駆動を行うための把持チャック７７が予め装着されている。作業ロボット２は、仮ホッパ７０用の把持チャック７７をアーム２２に装着し、その状態で把持チャック７７を介して仮ホッパ７０を反転操作することができる。
【００５６】
図１１は、分離ステーションにおいて、仮ホッパを反転作動させることによる包装物を取出し操作を説明する側面図である。作業ロボット２は、図１１に示すように、アーム２２を把持チャック７７に係合させて、内袋Ｂが袋把持具７５で把持された状態のまま、仮ホッパ７０を包装物受取りステーション６に向かって反転駆動する。キャップＣは、内袋Ｂ内から包装物受取りステーション６に取り出される。この際、内袋Ｂは袋把持具７５によって仮ホッパ７０に拘束されているので、内袋Ｂは仮ホッパ７０から落下することがない。内袋ＢはキャップＣを収容していても剛性が低いので一般には取り扱いが難しいが、仮ホッパ７０で内袋Ｂを袋把持具７５によって把持した状態で、仮ホッパ７０ごと反転駆動することで、キャップＣを内袋Ｂから容易に包装物受取りステーション６に取り出すことができる。キャップＣの取出し完了後、作業ロボット２の復帰作動によって、仮ホッパ７０は、キャップＣが取り出された空袋Ｂ’と共に分離ステーション５に戻る。
【００５７】
仮ホッパ７０が分離ステーション５に戻ると、仮ホッパ７０に把持されている袋把持具７５による空袋Ｂ’の把持が解放され、アクチュエータ７２を作動させることにより底板７１が開き状態となり、仮ホッパ７０からその下方の吸引ボックス７３に通じる孔７８が開放される。吸引ボックス７３には、空袋回収ステーション７（図１参照）に通じているバキュームダクト７９が接続されているので、空袋Ｂ’は、孔７８から吸引ボックス７３、及びバキュームダクト７９を通じて空袋回収ステーション７に回収することができる。
【００５８】
図１２は、天部開封ステーション８の概略を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）はその開封の様子を示す斜視図である。空袋Ｂ’が除去された空きカートン１０’は、嵩張るので、平坦に潰して減容処理することが好ましい。天部開封ステーション８には、作業台８１の上に自走走行ユニット８２を備えており、自走走行ユニット８２には、角錐台状の頂部８３ａを有し底部フラップ１２が開いた状態の空きカートン１０’が被すことができる規制ガイド８３が立設されている。分離ステーション５において内袋Ｂを分離したカートン１０’は、作業ロボット２のカートン把持ハンド２６で把持されたまま天部開封ステーション８において、規制ガイド８３に被せるようにして移載投入される。作業ロボット２は、その後、カートン把持ハンド２６をハンド仮置き台２９に置き、上記したように、アーム２２にどのハンドも装着することなく分離ステーション５に戻って仮ホッパ７０の反転動作を行い、更にその後、ハンド仮置き台２９に戻ってアーム２２に空きカートン回収ハンド２７を装着し、更に天部開封ステーション８に戻る。
【００５９】
規制ガイド８３に被された空きカートン１０’は、自走走行ユニット８２によって前進位置（図１２（ａ）及び（ｂ）において左側位置）と後退位置とを往復するとき、予備開封ステーション４ａの場合と同様に、天部シールオープナー８０によってシールが開封される。即ち、先ず、自走走行ユニット８２が後退位置から前進位置へと進むときに、天部フラップ１３の外側フラップ１７の合わせ目１７ｂに沿って施され且つ外側フラップ１７と側板部１１とに跨がって貼られたテープ８８及び外側フラップ１７の側端部１７ａに沿って側板部１１とに跨がって貼られたテープ８８ａが一対のサイドカッタ８４，８４によってカットされる。前進位置において、空きカートン１０’が９０°水平回転され、切断すべきテープ８８の向きがラッセルガイド８５に合わせられる。吸着パッド８６が下降して、天部フラップ１３の外側フラップ１７を吸着して引き上げ、内側フラップ１６との間に隙間が形成される。次に、自走走行ユニット８２が前進位置から後退位置へと戻るとき、ラッセルガイド８５は、外側フラップ１７，１７に施されていたテープ８８を合わせ目１７ｂに沿って切断する。
【００６０】
天部開封ステーション８に戻った作業ロボット２は、アーム２２に空きカートン回収ハンド２７を装着しているので、後退位置において、空きカートン回収ハンド２７によって空きカートン１０’の側板部１１を吸着把持し、その状態で空きカートン回収ハンド２７と規制ガイド８３とが上下方向に相対移動することで、天部フラップ１３のフラップが４５°程度開かれる。空きカートン１０’は、更に、空きカートン回収ハンド２７によって吸着把持されたまま規制ガイド８３から垂直上方に引き上げられる。空きカートン１０’は、規制ガイド８３から引き上げられたとき、空きカートン回収ハンド２７の支持板４４，４４の閉じ動作によって平坦に畳まれ、空きカートン回収ステーション９において回収される。サイドカッタ８４及びラッセルガイド８５は、それぞれ、基本的に、底部開封ステーション４におけるサイドカッタ６０、ラッセルガイド５５と同じ構造を有し、且つ機能的にも同等であるので、再度の詳細な説明を省略する。
【００６１】
図１３は、ホッパから客先ホッパへの包装物の搬送を説明する概略図である。即ち、図１３（ａ）は、包装物の搬送機構の平面図、図１３（ｂ）はその側面図である。包装物受取りステーション６は、作業台９６の上にホッパ９０と振動作動型のメッシュベルトコンベヤ９１とを備えた構造となっている。包装物受取りステーション６に受け取られた包装物としての多数のキャップＣは、包装物受取りステーション６のホッパ９０から、傾斜板９３に案内されて、メッシュベルトコンベヤ９１に落とされ、振動によって既設の客先ホッパやボトル製造ラインに至るコンベヤ９２に搬送される。メッシュベルトコンベヤ９１の下方には集塵受け皿９４が配設されており、キャップＣと共に搬送されるダストは、メッシュベルトコンベヤ９１のメッシュから篩い落されて、集塵受け皿９４に落下し、更にダクト９５を通じて集塵装置に回収される。なお、このカートン自動開封システム１においては、包装物はキャップＣとしたが、ホコリを嫌う小物品であれば、どのようなものでも適用可能である。
【００６２】
【発明の効果】
この発明によるカートン開封システムは、包装物を内袋に包装し且つ少なくとも底部フラップがシールされたカートンが搬入される搬入ステーション、前記搬入ステーションから移送された前記カートンの前記底部フラップを開封する底部開封ステーション、前記底部開封ステーションから移送された前記カートンの開封された前記底部を通じて前記内袋を前記カートンから分離する分離ステーション、及び前記分離ステーションで前記カートンから分離された前記内袋から前記包装物を受け取る包装物受取りステーションを備えているので、搬入ステーションから移送されたカートンは、底部開封ステーションにおいてカートンの底部フラップが開封され、次に、分離ステーションにおいて、既に開封されている底部を通じて内袋がカートンから分離され、カートンから分離された内袋からの包装物を包装物受取りステーションに自動的に受け取ることができる。従って、可及的に省スペースで簡単な構造を有する開封システムによって、カートン内に収容された内袋をカートンから分離し、カートン内に収容された内袋内に包装されている包装物を要求される製造ラインや客先に自動的に供給することができ、オペレータの解梱作業負担を軽減することができる。包装物を、ボトル封鎖用のキャップとしたときには、カートンの開封から内袋の取出し、キャップの取出し及び使用済みの内袋と空きカートンの処分までの一連の作業を自動的に行うことができ、作業員の負担を軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるカートン自動開封システムの一実施例の概略を示す平面図である。
【図２】この発明によるカートン自動開封システムにおいて開封の対象となるカートンの斜視図である。
【図３】図１に示すカートン自動開封システムに用いられる作業ロボットの側面図である。
【図４】図１に示すカートン自動開封システムに用いられるカートン把持ハンドの一例を示す図であって、（ａ）はカートン把持ハンドの平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその側面図である。
【図５】図１に示すカートン自動開封システムに用いられる空きカートン回収ハンドの一例を示す図であって、（ａ）は空きカートン回収ハンドの平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその側面図である。
【図６】図１に示すカートン自動開封システムに設けられる底部開封ステーションの概略を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は別の形態の底部開封ステーションの概要を示す平面概略図である。
【図７】図６に示す底部開封ステーションにおける底部シールオープナーに関する図であり、（ａ）は底部シールオープナーに用いられるラッセルガイドの一例を示す斜視図、（ｂ）は底部シールオープナーによる開封の様子を示す斜視図である。
【図８】図１に示すカートン自動開封システムに設けられるサイドカッタを備えた予備開封ステーションの概略を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図である。
【図９】図１に示すカートン自動開封システムに設けられる底部開封ステーションと分離ステーションとを示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図である。
【図１０】図１に示すカートン自動開封システムに設けられる分離ステーションを示す図であり、（ａ）はその平面図、同（ｂ）はその側面図である。
【図１１】分離ステーションにおいて、仮ホッパを反転作動させることによる包装物を取出し操作を説明する側面図である。
【図１２】図１に示すカートン自動開封システムに設けられる天部開封ステーションの概略を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）はその開封の様子を示す斜視図である。
【図１３】図１に示すカートン自動開封システムにおいて、ホッパから客先ホッパへの包装物の投入を説明する概略図である。
【符号の説明】
１カートン自動開封システム２作業ロボット
３搬入ステーション４底部開封ステーション
４ａ予備開封ステーション５分離ステーション
６包装物受取りステーション７空袋回収ステーション
８天部開封ステーション９空きカートン回収ステーション
１０カートン１０’ 空きカートン
１１側板部１２底部フラップ
１３天部フラップ１４内側フラップ
１５外側フラップ１６内側フラップ
１７外側フラップ
１８，１８ａ，８８，８８ａテープ１９接着剤
２１ロボット本体２２アーム
２５先端部
２６カートン把持ハンド２７空きカートン回収ハンド
２９ハンド仮置き台
３０ハンド本体３１吸着体
３２クランプ３３吸着パッド
４０ハンド本体４１吸着体
４３吸着パッド４４支持板
５０底部シールオープナー５１付勢具
５２吸着パッド５３吸引ダクト
５５ラッセルガイド
６０サイドカッタ６２丸刃
６５支持台６６スライド機構
７０仮ホッパ７１底板
７３吸引ボックス７５袋把持具
７６吸引具７７把持チャック
７８孔７９バキュームダクト
８０天部シールオープナー８２自走走行ユニット
８３規制ガイド８５ラッセルガイド
８４サイドカッタ８８テープ
９０ホッパ９１メッシュベルトコンベヤ
Ｂ内袋Ｂ’ 空袋
Ｃキャップ（包装物）

Claims

包装物を内袋に包装し且つ少なくとも底部フラップがシールされたカートンが搬入される搬入ステーション、前記搬入ステーションから移送された前記カートンの前記底部フラップを開封する底部開封ステーション、前記底部開封ステーションから移送された前記カートンの開封された前記底部を通じて前記内袋を前記カートンから分離する分離ステーション、及び前記分離ステーションで前記カートンから分離された前記内袋から前記包装物を受け取る包装物受取りステーションを備え、且つ前記各ステーションは、作業ロボットの周りに配置されており、前記作業ロボットは前記カートンを把持して前記各ステーション内及び前記各ステーション間での前記カートンの移動を行うようにしてなり、
前記カートンの前記底部フラップは、一方の対を構成する内側フラップと、他方の対を構成し前記両内側フラップに重ねられてシールが施された外側フラップとから成り、
前記底部開封ステーションは、前記シールを開封する底部シールオープナーを備え、且つ前記カートンの前記外側フラップの外面に吸着して前記外側フラップを前記内側フラップから離す方向に付勢可能な付勢具を備えており、
前記底部シールオープナーは、前記両外側フラップの前記シールを開封するため、前記外側フラップが前記付勢具によって付勢された状態にあるときに、前記外側フラップと前記内側フラップとの間に侵入することから成り、
前記シールは、前記外側フラップと前記内側フラップとの対向面に適用された接着剤によるシール、又は前記両外側フラップの合わせ目に跨がって貼着されるとともに、両端部が前記カートンの側板部に跨がって貼着されたテープによるシールであり、
前記底部シールオープナーは１個設けられており、前記カートンを前記作業ロボットによってその姿勢を反転させ、その前後において前記底部シールオープナーによって前記カートンの各端部から分担して前記シールを開封するようにしてなり、
前記分離ステーションは、前記カートンから分離された内袋を把持する袋把持具を有する仮ホッパを備え、前記内袋が前記袋把持具で把持された状態で前記仮ホッパを前記分離ステーションから前記包装物受取りステーションに向かって前記作業ロボットにより反転駆動することにより、前記内袋から前記包装物を受取りステーションに取り出されることからなることを特徴とするカートン自動開封システム。
前記底部シールオープナーは、前記カートンの前記内側フラップと前記外側フラップとの間に侵入し且つ前記接着剤によるシールを開封する内外フラップ分離爪、及び／又は前記フラップ分離爪に交差し且つ前記両外側フラップの合わせ目に侵入する左右フラップ分離爪を備え、前記内外フラップ分離爪はその侵入端縁部が中央側から末端側に向かうに従って後方に傾斜していると共に前記侵入端縁部から後方に向かうに従って次第に厚くなる肉厚を有しており、前記左右フラップ分離爪はその侵入端縁部が前記内外フラップ分離爪との交差部分から末端側に向かうに従って後方に傾斜していることから成る請求項１に記載のカートン自動開封システム。
前記底部開封ステーションには、前記底部フラップを開封するときに生じるダストを吸引して排出する吸引ダクトが配設されていることから成る請求項１又は２に記載のカートン自動開封システム。