JP4282843B2 - 箱詰め装置及び箱詰め方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パウチ特に口栓付パウチを対象とし、パウチを容易に箱詰めすることができるパウチの箱詰め装置及び箱詰め方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は、食品等の内容物が充填された製品（以下パウチと称す）、特に口栓付のパウチを対象とした従来の箱詰め方法を示す。図に示すように、パウチａは供給コンベア４２ｂ上を連続的に送られ、搬送コンベア４２ｃ上にパウチａが規定数を複数列に集積される。次いで、集積されたパウチａは、中仕切りマガジン４３から送られた中仕切り４４で仕切りをした後、段ボールケースマガジン４０から送られ、排出コンベア４２ａ上を流れる段ボールケース４１内にこの規定数のパウチａを一度に充填し、パンフレット４３などを収めて包装して完成品４１Ａとして出荷される。
【０００３】
図１３は、上記の従来の箱詰め工程におけるパウチａの集積方法を示し、供給コンベア４２ｂから送られたパウチａを、バケットコンベア４５へ受け渡してバケット４７に個別に収納する。そして、このバケット４７内の規定数のパウチａを、受けシリンダ４９ａで作動する受け板４９でガイドしながら、押し出しシリンダ４８ａで作動するプッシャー４８で押し出して、搬送コンベア４２ｃ上（図１２参照）に集積し、次いで幅寄せシリンダ５０ａで作動する幅寄せプレート５０で幅寄せした後、段ボールケース４１内（図１２参照）に充填するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の従来の方法はパウチａをバケット４７内から押し出す際、パウチａがデッドプレート上を擦りながら押し出されるので、デッドプレート面に内容物等が付着すると、滑りが悪くなってパウチａの姿勢が乱れ易くなる。その結果、パウチａの姿勢が乱れて奇麗に配列されず、段ボールケース４１内へ充填する際の支障となるため、人手によって手直しが必要となることがある。
さらに、パウチａの集積工程，幅寄せ工程および充填工程がそれぞれ分かれているため、機器構成が複雑で操作ミスが起こり易く、作業効率が低下するなどの課題があった。
本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、箱詰め装置の機器構成を単純化することができ、人手を必要としないパウチの箱詰め装置及び箱詰め方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の箱詰め装置は上記目的を達成するために、内容物を充填するための柔軟性を有する本体と、該本体の頂部に設けられる口栓部と、上記本体および上記口栓部の間に設けられるパウチ把持部とを備えるパウチを箱詰めするために、多軸方向の動作が自由に実施できる多軸ロボットと、上記パウチを所定数把持しまたは開放するチャック機構および上記チャック機構で把持された上記パウチ同士を一定間隔に幅寄せする幅寄せ機構より成り、上記多軸ロボットに取り付けられたロボットハンドと、上記パウチを個別に供給するバケットコンベアとで構成され、上記ロボットハンドが、上記パウチの供給速度に同調しており、上記パウチの本体の頂部で上記口栓部および上記パウチ把持部の周囲に位置する上記本体の肩部を押し下げることによって上記本体を所定の高さに変形させながら上記パウチ把持部を把持して、所定数の上記パウチを一度に上記バケットコンベア上から取り上げ、幅寄せしながら箱詰め位置へ移送して、箱詰めするようにしている。
【０００６】
本発明は、上記ロボットハンドを構成する上記チャック機構と幅寄せ機構とが、一組のフレームによって機構的に集約されると共に、上記ロボットハンドが、上記フレームを介して上記多軸ロボットの作動部先端に取付けることができる。また、本発明は上記チャック機構が、複数組の一対の把持アームと把持シリンダとにより構成され、上記把持アームが一対の水平方向軸部材にそれぞれ軸まわりの回転は拘束され、軸方向の移動は許容して垂設されると共に、先端に上記パウチを把持するチャックを備え、上記把持シリンダが伝達機構を介して各一対の把持アームを開閉させ、上記パウチを把持または開放することができる。
【０００７】
さらに、本発明は上記幅寄せ機構が、水平に設置された一対のスライド軸，上記一対のスライド軸と摺動可能に支持されると共に、上記チャック機構の各把持アームの頭部とそれぞれ係合する複数の摺動ブロックと、先端が上記摺動ブロックと任意方向に回動可能に連結されたそれぞれ長さの異なる複数のタイロッドと、上記各タイロッドの基端と任意方向に回動可能に連結され、中央部に回動支点を有する幅寄せレバーと、上記幅寄せレバーを作動して把持アームを移動し、上記チャックで把持された各パウチの間隔を一定距離に幅寄せする幅寄せシリンダより構成することができる。
【０００８】
さらにまた、本発明は上記ロボットハンドが上記チャック機構と上記幅寄せ機構とで構成されると共に、上記チャック機構が、一対の水平軸に、軸まわりの回転は拘束し軸方向の移動は許容して垂設され、先端にチャックを備えた一対の把持アームと、伝達機構を介して一対の把持アームを開閉させ、上記パウチを把持または開放する把持シリンダとより成り、上記幅寄せ機構が、その先端が上記一対の把持アームの頭部と任意方向に回動可能に連結されたそれぞれ長さの異なる複数組の一対のタイロッドと、同タイロッドの基端と任意方向に回動可能に連結され、中央部に回動支点を有する幅寄せレバーと、同幅寄せレバーを作動して一対のタイロッドを移動し、上記チャックで把持された各パウチの間を一定間隔に幅寄せする幅寄せシリンダとより成るように構成することができる。
【０００９】
本発明の箱詰め方法は、内容物を充填するための柔軟性を有する本体と、該本体の頂部に設けられる口栓部と、上記本体および上記口栓部の間に設けられるパウチ把持部とを備えるパウチを箱詰めする箱詰め方法であって、左右、前後および上下方向の作動のうち少なくとも１つを実施できるロボットと、上記パウチを所定数把持しまたは開放するチャックを有するチャック機構および該チャック機構で把持された上記パウチ同士を一定間隔に幅合わせする幅調整機構より成る、上記ロボットに取り付けられたロボットハンドと、上記パウチを個別に供給するバケットコンベアとで構成され、上記ロボットハンドが、上記パウチの供給速度に同調しており、上記パウチの本体の頂部で上記口栓部および上記パウチ把持部の周囲に位置する上記本体の肩部を押し下げることによって上記本体を所定の高さに変形させながら上記パウチ把持部を把持して、所定数の上記パウチを、一度に上記バケットコンベア上から取り上げ、幅合わせしながら箱詰め位置へ移送して、箱詰めするように構成されている、箱詰め装置を用いて、上記把持動作に先立って、上記バケットコンベアに設けられるバケットに収納された各パウチの肩部を、上記チャックで押し下げて上記パウチの本体の底部から上記パウチ把持部までの高さを一定に揃え、同時に上記口栓部をセンタリングした後、各チャックを閉作動してそれぞれの上記パウチ把持部を把持するステップを含む。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態による箱詰め装置の構成について図面を参照しながら説明する。
まず、本発明が適用される箱詰め工程の概略を図１を用いて説明する。
図示するように、前工程で内容物が充填されたパウチａは供給コンベア３上を連続的に供給され、段ボールケース２は途中で中仕切り５が装着されて搬送コンベア４上を連続的に供給される。そして、所定の箱詰め位置に送られたパウチａは、本発明の箱詰め装置１を介して供給コンベア３上から規定数が一度に取り上げられ、搬送コンベア４上の段ボールケース２内に充填された後、包装されて完成品２Ａとして出荷される。
【００１１】
次に、本箱詰め装置１によって箱詰めされるパウチａについて、図２を用いて説明する。
パウチａは長さｌ，幅ｗ，厚さｔの偏平形状を成し、本体ａ２内に内容物を充填するための口栓部ａ１を備えている。そして、口栓部ａ１にはパウチ把持部ａ３が設けられており、本実施の形態ではこのパウチ把持部ａ３を介してパウチａを支持する。また、パウチａの材質については特に問わないが、通常は柔軟性材料例えばプラスチック材料が使用される。
【００１２】
図３に箱詰め装置１の全体構成を示す。図示するように、箱詰め装置１は、多軸方向（本実施の形態では四軸方向）の動作を自由に行うことができる多軸ロボット１１と、パウチａを複数個一度に把持するチャック機構（後述）およびチャック機構に把持されたパウチａ同士の間を一定間隔に幅寄せする幅寄せ機構（後述）が集約され、多軸ロボット１１の作動部先端に取り付けられたロボットハンド１０と、パウチａを個別に仕切って供給するバケットコンベア３２とで構成されている。
この箱詰め装置１は、供給コンベア３からバケットコンベア３２へ受け渡されたパウチａを、複数個（本例では１０個）把持して取り上げ、移送しながら幅寄せして別途送られてきた段ボールケース２内に充填することができる。
【００１３】
多軸ロボット１１は、基台３３に立設された支柱１１ａを配設し、支柱には多軸機構が設けられている。多軸機構は支柱１１ａの先端に、水平にかつ回動可能に軸支されたアーム１１ｂの基端を取付け、アーム１１ｂの先端には、水平にかつ回動可能に軸支されたアーム１１ｃの基端を取付けている。また、アーム１１ｃの先端には、垂直にかつ回動可能に軸支されたロッド１１ｄを設け、ロッド１１ｄの先端には、これに伸縮可能に取り付けられた伸縮装置（形式は限定せず）１１ｅを設けている。それらは、各々内蔵した公知の図示しない駆動源によって、任意に回動または伸縮動作を行うことができる。
【００１４】
ロボットハンド１０の要部構成を図４〜図６を用いて詳細に示す。
ロボットハンド１０は、フレーム２０を介して多軸ロボット１１（図３参照）の伸縮装置１１ｅの先端に取り付けられている。図示するようにロボットハンド１０は、チャック機構１３および幅寄せ機構１２より成り、両者はフレーム２０を介して機構的に集約されている。
チャック機構１３は、ボールスプライン軸１８，把持アーム１３ｂ、リンク機構１３ｃ及びチャックシリンダ１９を備え、ボールスプライン軸１はフレーム２０に一対が、水平方向に支持されている。把持アーム１３ｂは、ボールスプライン外筒３９を介して、一対のボールスプライン軸１８にそれぞれ軸まわりの回転が拘束されると共に、軸方向の摺動は許容して垂設され、先端に一対のチャック１３ａを備えており、この一対の把持アーム１３ｂは図６の（ｂ）に示すように、ボールスプライン軸１８に複数組が併設されている。リンク機構１３ｃは、一対のボールスプライン軸１８の端部に連結され、チャックシリンダ１９はリンク機構１３ｃを作動し、ボールスプライン軸１８を介して、一対の把持アーム１３ｂを開閉する構成になっている。
【００１５】
幅寄せ機構１２は、スライド軸１７，摺動ブロック２１、タイロッド１６、幅寄せレバー１５及び幅寄せシリンダ１４を備え、一対設けられているスライド軸１７はフレーム２０に水平に支持されている。摺動ブロック２１は、図６の（ｂ）に示すように、その一対のスライド軸１７に複数個が設けられ、それぞれ軸方向へ摺動可能に支持されると共に、上記チャック機構１３の各把持アーム１３ｂの頭部と係合させている。タイロッド１６は、その先端が、摺動ブロック２１と軸受（例えばエルボール）３７を介して任意方向に回動可能に連結され、各摺動ブロック２１毎にそれぞれ長さの異なっている。
【００１６】
幅寄せレバー１５は、フレーム２０に軸支された回動支点１５ａを有し、各タイロッド１６の基端が、軸受（例えばエルボール）３７を介して任意方向に回動可能に連結され、幅寄せ委シリンダ１４は幅寄せレバー１５の基端と連結されている。
また、バケットコンベア３２（図３参照）は、無限軌道上を回動する複数のバケット３２ａを備えており、供給コンベア３により偏平部分を上下にして連続的に供給されるパウチａを、グリップコンベア３１を介して受け取り、その複数個を一個ずつバケット３２ａ内に起立状態に収納して走行する。
【００１７】
次に、本実施の形態の箱詰め装置の作用について説明する。
パウチａは、上流側の供給コンベア３、グリップコンベア３１で移送された後、ロボットハンド１０のチャック機構１３に把持される。図７（ａ）および（ｂ）に、チャック機構１３によるパウチ把持状況を示す。
図示するように、パウチａは本体ａ２部分をバケット３２ａで支持されて走行しており、グリップコンベア３１の所定位置で、図４に示すチャックシリンダ１９を作動し、リンク機構１３ｃを介して一対の把持アーム１３ｂを開閉する。これにより、バケット３２ａより上に出ている口栓部ａ１の把持部ａ３をチャック１３ａで把持または開放することができる。なお、チャック１３ａの先端には面取り１３ｄが施されており、これによってチャック１３ａは把持部ａ３部分へスムーズに挿入されて正確に把持することができる。
【００１８】
図８は、上記したパウチ把持動作の前に行う把持部高さ調整動作を示す。バケット３２ａ内に起立状態で収納された各パウチａは、柔軟性を有するので内容物の状態，バケット３２ａの支持状態などによってその把持部ａ３の高さがまちまちである。そこで、把持動作に先立って伸縮装置１１ｅ（図３参照）を作動し、把持アーム１３ｂを介してチャック１３ａでパウチ肩部ａ４の高さを、ｍ１からｍ２までｍだけ押し下げて各パウチａの把持部ａ３を一定高さに揃える（この操作によって口栓部ａ１は、前後のバケット３２ａの中心位置にセンタリングされる）。その後チャック１３ａを閉作動させることにより、すべてのパウチａをチャック１３ａで正確に把持することができる。
【００１９】
図６（ａ），（ｂ）は幅寄せ機構１２によるパウチ幅寄せ状況を示す。
幅寄せ機構１２は、チャック機構１３のチャック１３ａで把持され、把持アーム１３ｂを介して取り上げられた複数のパウチａを箱詰めに適切な間隔を保持させるものである。幅寄せ機構１２は、幅寄せシリンダ１４を作動して幅寄せレバー１５を回動支点１５ａを中心に回動させることにより、各タイロッド１６を介して摺動ブロック２１をスライド軸１７に沿って適宜移動させ、この動作と連動して把持アーム１３ｂをボールスプライン軸１８に沿って移動させている。これにより、幅狭であったパウチａの間隔ｄ１（図６の中心線Ｘ−Ｘの右に示す）を、箱詰めに適切な間隔ｄ２（図６の中心線Ｘ−Ｘの左に示す）にして、幅寄せすることができる。
【００２０】
以下、図９（ａ）〜（ｄ）を参照しながら本発明の箱詰め装置１によるパウチａの箱詰め手順を説明する。なお、図９の（ａ）〜（ｄ）中の上が平面図、下が側面図である。
供給コンベア３により偏平部分を上下にした状態で連続的に送られてきたパウチａは箱詰め位置において、グリップコンベア３１を経てバケットコンベア３２へ受け渡されるが、その際各パウチａは起立した姿勢で個別に各バケット３２ａ内に収納されて走行している（図３〜図５参照）。
この時、多軸ロボット１１の先端に取付けられたチャック機構１３の位置は、図９の（ａ）に示すように、バケットコンベア３２の直上方、すなわちパウチ取り上げ位置Ｍにあり、また伸縮装置１１ｅは短縮して各チャック１３ａは引き上げられ、開状態にある。
【００２１】
次いで、図９の（ｂ）に示すように、伸縮装置１１ｅが伸長し、各チャック１３ａが降下してパウチａの把持部高さ調整を行った後閉作動し、複数（本例では１０個）のバケット３２ａ内のパウチａを把持した後、伸縮装置１１ｅが短縮し、パウチａはバケット３２ａ内から取り上げられる。
次いで図９の（ｃ）に示すように、多軸ロボット１１の各部が作動し、また幅寄せ機構１２（図４〜図５参照）が作動し、各パウチａは一定間隔ｄ２に幅寄せされてチャック機構１３毎箱詰め位置Ｎへ移送された後、伸縮装置１１ｅが伸長して降下し、チャック１３ａを開作動することにより、ファンネル８を介して段ボールケース２内に充填される。
【００２２】
この後、図９の（ｄ）図に示すように、多軸ロボット１１の各部を作動し、チャック機構１３を引き上げてパウチ取り上げ位置Ｍへ戻した後、以下(ａ)図〜(ｄ)図の操作を繰返すことにより、段ボールケース２内への規定数（本例では３０個）のパウチａの箱詰めが完了する。
上記箱詰め工程において、バケットコンベア３２のバケット３２ａにはパウチａが連続的に供給されており、従って本箱詰め装置１では、多軸ロボット１１およびロボットハンド１０の各部をバケット速度に同調して作動させることにより、連続的な箱詰め操作を行うことができる。
【００２３】
以上説明したように、本実施の形態の箱詰め装置によると、バケットコンベア３２のバケット３２ａ内のパウチａを、その口栓部を把持して取り上げ箱詰め位置へ移送するので、移送時に姿勢の乱れが起こらず、従って従来のように人手による手直しが不要となる。また多軸ロボット１１およびチャック機構と幅寄せ機構を集約させたロボットハンド１０を使用することによって、機器構成が単純化されて操作ミスが少なくなり、作業効率が向上するなどの効果がある。
【００２４】
次に、本発明の第２の実施の形態による箱詰め装置について説明する。なお、上記第１の実施の形態と同じ部分については、同実施の形態で用いた図面を参照して説明する。
本実施の形態は、上記実施の形態とロボットハンドの構成が異なっている。図１０に示すように、ロボットハンド５０は上記実施の形態と同様、チャック機構５３および幅寄せ機構５２より成り、両者はフレーム６０を介して機構的に集約されている。またロボットハンド５０は、フレーム６０を介して多軸ロボット１１（図３参照）の作動部先端に取付けられている。
チャック機構５３は、ボールスプライン軸３８、把持アーム５３ｂ、図４に示すリンク機構１３ｃ、及び同じく図４に示すチャックシリンダ１９を備えている。一対のボールスプライン軸３８は、フレーム６０に水平に支持され、把持アーム５３ｂは、その一対のボールスプライン軸３８にボールスプライン外筒３９を介してそれぞれ軸まわりの回転が拘束されると共に、軸方向の移動は許容して垂設され、先端にチャック５３ａを備えている。この一対の把持アーム５３ｂは、ボールスプライン軸３８に複数組設けられている。
リンク機構１３ｃは、各ボールスプライン軸３８の端部に連結され、チャックシリンダ１９は、そのリンク機構を作動し、ボールスプライン軸３８を介して一対の把持アーム５３ｂを開閉する。
【００２５】
幅寄せ機構５２は、タイロッド３６、幅寄せレバー５５及び幅寄せシリンダ５４からなる。一対のタイロッド３６はそれぞれ長さの異なるものが複数組設けられ、その先端がチャック機構５３の一対の把持アーム５３ｂの頭部とエルボール３７とを介してそれぞれ任意の方向に、回動可能に連結されている。幅寄せレバー５５は、フレーム６０に軸支された回動支点５５ａを有し、各一対のタイロッド３６の基端が軸受（例えばエルボール）３７を介して任意方向に回動可能に連結されている。幅寄せシリンダ５４は、幅寄せレバー５５の基端と連結されている。
【００２６】
次に、本第２の実施の形態の作用について説明する。
本実施の形態のロボットハンド５０のチャック機構５３は、上記実施の形態と同様、チャックシリンダを作動しリンク機構を介して一対の把持アーム５３ｂを開閉し、チャック５３ａでパウチａの把持部ａ３（図７参照）を把持または開放することができる。その際、第２の実施の形態と同様の操作により、パウチａの把持部高さを調整した後、把持動作を行う。
また幅寄せ機構５２は、幅寄せシリンダ５４を作動して幅寄せレバー５５を回動支点５５ａを中心に回動させることにより、各一対のタイロッド３６を介し、各一対の把持アーム５３ｂを適宜ボ−ルスプライン軸３８に沿って移動させることにより、チャック５３ａで把持されて取り上げられたパウチａ同士の間を適切な間隔に幅寄せすることができる。
【００２７】
上記したように、本実施の形態のロボットハンド５０によると、チャック機構５３により、バケットコンベアのバケット内のパウチａを正確に把持して取り上げることができ、また幅寄せ機構５２によりチャック５３ａで把持されたパウチａを適切に幅寄せして箱詰め位置へ送ることができる。
そして、本実施の形態の幅寄せ機構５２は、把持アーム５３ｂの把持動作時の回動軸と幅寄せ動作時の移動軸とを兼用させた構成なので、箱詰め装置の構成がさらに簡略化されて誤操作が少なくなるという効果がある。その他の効果は第１の実施の形態と同様である。
【００２８】
次に本発明の第３の実施の形態について説明する。
本第３の実施の形態は、本発明に適用するバケットコンベアのバケットの他の構成に関する。
上記第１の実施の形態に示したように、パウチａはバケットコンベア３２のバケット３２ａに支持されて走行している。このパウチａの口栓部の把持部ａ３を、把持アーム１３ｂを閉動作させてチャック１３ａで把持する際に、チャック１３ａとバケット３２ａとが干渉（図７の（ａ）の紙面に鉛直方向への両者の速度差に基ずく干渉）しないよう、第１の実施の形態ではバケット３２ａ高さをパウチ本体ａ２に合わせて低くしている（図７の（ａ）及び（ｂ）参照）。
【００２９】
これに対して、本第３の実施の形態では、パウチａの背が高い場合や、搬送速度が速くパウチａの内容物が流動し易い場合に、口栓部ａ１が倒れないようにバケット３２ｂの高さを高くしたものである。
図１１の（ａ）及び（ｂ）に本実施の形態に係るバケットの構成とその把持状況を示す。図示するように、バケット３２ｂの高さｈを略パウチａの長さｌに合わせて形成すると共に、パウチａの口栓部ａ１を支持する中央部分３２ｃを残して、その両側縁の上部分を切除した構成である。
【００３０】
バケット３２ｂの高さｈをパウチａの長さｌと略同じに形成しているので、バケット３２ｂ内のパウチａの口栓部ａ１は、バケット中央部分３２ｃで仕切られることにより、チャック１３ａの把持可能範囲に支持される。したがって、把持する際の安定化につながる。また、バケット３２ｂの両側縁の上部分が切除されているので、把持動作前（開放状態）のチャック１３ａとバケット３２ｂとの機械干渉対策上有効である。したがって、口栓部ａ１の倒れを防止することができ、把持動作がスムーズかつ正確に実施されるという効果がある。
【００３１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく本発明の技術的思想に基いて種々の変形が可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の箱詰め装置によると、バケットコンベアのバケット内のパウチを、その口栓部を把持して取り上げ箱詰め位置へ移送するので、移送時に姿勢の乱れが起こらず、人手による手直しが不要となる。また多軸ロボットおよびチャック機構と幅寄せ機構を集約させたロボットハンドを使用することによって、機器構成が単純化されて操作ミスが少なくなり、作業効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による箱詰め装置の箱詰め工程の概略を示す斜視図である。
【図２】同箱詰め装置に適用されるパウチの形状を示す斜視図である。
【図３】同第１の実施の形態による箱詰め装置の全体構成を示す斜視図である。
【図４】同箱詰め装置のロボットハンドの全体斜視図である。
【図５】同箱詰め装置のロボットハンドの要部を示す斜視図である。
【図６】（ａ）は、同箱詰め装置のロボットハンドの幅寄せ機構の全体構成を示す平面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図７】（ａ）は、同箱詰め装置のロボットハンドのパウチ把持状況を示す正面図であり、（ｂ）同斜視図である。
【図８】同実施の形態のロボットハンドで把持されるパウチの把持高さ調整動作を示す正面図である。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は、同実施の形態のロボットハンドでパウチを箱詰めするための手順を示す概略図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態における箱詰め装置のロボットハンドの構成を示す斜視図である。
【図１１】（ａ）は、本発明の第３の実施の形態における箱詰め装置に用いられるバッケット形状とパウチ把持状況を示す正面図であり、（ｂ）は斜視図である。
【図１２】従来例による箱詰め装置の箱詰め工程の概略を示す斜視図である。
【図１３】従来のパウチの箱詰め工程におけるパウチの集積方法を示す図である。
【符号の説明】
１ 箱詰め装置
２ 段ボールケース
３ 供給コンベア
４ 搬送コンベア
５ 中仕切
１０，５０ ロボットハンド
１１ 多軸ロボット
１１ｂ，１１ｃ アーム
１１ｄ ロッド
１１ｅ 伸縮装置
１３，５３ チャック機構
１３ａ，５３ａ チャック
１３ｂ，５３ｂ 把持アーム
１３ｃ リンク機構
１４，５４ 幅寄せシリンダ
１５ 幅寄せレバー
１６，３６ タイロッド
１７ スライド軸
１８，３８ ボールスプライン軸
１９ チャックシリンダ
２０，６０ フレーム
２１ 摺動ブロック
３１ グリップコンベア
３２ バケットコンベア
３２ａ バケット
３７ 軸受
３９ ボールスプライン軸外筒
５２ 幅寄せ機構
【発明の属する技術分野】
本発明は、パウチ特に口栓付パウチを対象とし、パウチを容易に箱詰めすることができるパウチの箱詰め装置及び箱詰め方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は、食品等の内容物が充填された製品（以下パウチと称す）、特に口栓付のパウチを対象とした従来の箱詰め方法を示す。図に示すように、パウチａは供給コンベア４２ｂ上を連続的に送られ、搬送コンベア４２ｃ上にパウチａが規定数を複数列に集積される。次いで、集積されたパウチａは、中仕切りマガジン４３から送られた中仕切り４４で仕切りをした後、段ボールケースマガジン４０から送られ、排出コンベア４２ａ上を流れる段ボールケース４１内にこの規定数のパウチａを一度に充填し、パンフレット４３などを収めて包装して完成品４１Ａとして出荷される。
【０００３】
図１３は、上記の従来の箱詰め工程におけるパウチａの集積方法を示し、供給コンベア４２ｂから送られたパウチａを、バケットコンベア４５へ受け渡してバケット４７に個別に収納する。そして、このバケット４７内の規定数のパウチａを、受けシリンダ４９ａで作動する受け板４９でガイドしながら、押し出しシリンダ４８ａで作動するプッシャー４８で押し出して、搬送コンベア４２ｃ上（図１２参照）に集積し、次いで幅寄せシリンダ５０ａで作動する幅寄せプレート５０で幅寄せした後、段ボールケース４１内（図１２参照）に充填するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の従来の方法はパウチａをバケット４７内から押し出す際、パウチａがデッドプレート上を擦りながら押し出されるので、デッドプレート面に内容物等が付着すると、滑りが悪くなってパウチａの姿勢が乱れ易くなる。その結果、パウチａの姿勢が乱れて奇麗に配列されず、段ボールケース４１内へ充填する際の支障となるため、人手によって手直しが必要となることがある。
さらに、パウチａの集積工程，幅寄せ工程および充填工程がそれぞれ分かれているため、機器構成が複雑で操作ミスが起こり易く、作業効率が低下するなどの課題があった。
本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、箱詰め装置の機器構成を単純化することができ、人手を必要としないパウチの箱詰め装置及び箱詰め方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の箱詰め装置は上記目的を達成するために、内容物を充填するための柔軟性を有する本体と、該本体の頂部に設けられる口栓部と、上記本体および上記口栓部の間に設けられるパウチ把持部とを備えるパウチを箱詰めするために、多軸方向の動作が自由に実施できる多軸ロボットと、上記パウチを所定数把持しまたは開放するチャック機構および上記チャック機構で把持された上記パウチ同士を一定間隔に幅寄せする幅寄せ機構より成り、上記多軸ロボットに取り付けられたロボットハンドと、上記パウチを個別に供給するバケットコンベアとで構成され、上記ロボットハンドが、上記パウチの供給速度に同調しており、上記パウチの本体の頂部で上記口栓部および上記パウチ把持部の周囲に位置する上記本体の肩部を押し下げることによって上記本体を所定の高さに変形させながら上記パウチ把持部を把持して、所定数の上記パウチを一度に上記バケットコンベア上から取り上げ、幅寄せしながら箱詰め位置へ移送して、箱詰めするようにしている。
【０００６】
本発明は、上記ロボットハンドを構成する上記チャック機構と幅寄せ機構とが、一組のフレームによって機構的に集約されると共に、上記ロボットハンドが、上記フレームを介して上記多軸ロボットの作動部先端に取付けることができる。また、本発明は上記チャック機構が、複数組の一対の把持アームと把持シリンダとにより構成され、上記把持アームが一対の水平方向軸部材にそれぞれ軸まわりの回転は拘束され、軸方向の移動は許容して垂設されると共に、先端に上記パウチを把持するチャックを備え、上記把持シリンダが伝達機構を介して各一対の把持アームを開閉させ、上記パウチを把持または開放することができる。
【０００７】
さらに、本発明は上記幅寄せ機構が、水平に設置された一対のスライド軸，上記一対のスライド軸と摺動可能に支持されると共に、上記チャック機構の各把持アームの頭部とそれぞれ係合する複数の摺動ブロックと、先端が上記摺動ブロックと任意方向に回動可能に連結されたそれぞれ長さの異なる複数のタイロッドと、上記各タイロッドの基端と任意方向に回動可能に連結され、中央部に回動支点を有する幅寄せレバーと、上記幅寄せレバーを作動して把持アームを移動し、上記チャックで把持された各パウチの間隔を一定距離に幅寄せする幅寄せシリンダより構成することができる。
【０００８】
さらにまた、本発明は上記ロボットハンドが上記チャック機構と上記幅寄せ機構とで構成されると共に、上記チャック機構が、一対の水平軸に、軸まわりの回転は拘束し軸方向の移動は許容して垂設され、先端にチャックを備えた一対の把持アームと、伝達機構を介して一対の把持アームを開閉させ、上記パウチを把持または開放する把持シリンダとより成り、上記幅寄せ機構が、その先端が上記一対の把持アームの頭部と任意方向に回動可能に連結されたそれぞれ長さの異なる複数組の一対のタイロッドと、同タイロッドの基端と任意方向に回動可能に連結され、中央部に回動支点を有する幅寄せレバーと、同幅寄せレバーを作動して一対のタイロッドを移動し、上記チャックで把持された各パウチの間を一定間隔に幅寄せする幅寄せシリンダとより成るように構成することができる。
【０００９】
本発明の箱詰め方法は、内容物を充填するための柔軟性を有する本体と、該本体の頂部に設けられる口栓部と、上記本体および上記口栓部の間に設けられるパウチ把持部とを備えるパウチを箱詰めする箱詰め方法であって、左右、前後および上下方向の作動のうち少なくとも１つを実施できるロボットと、上記パウチを所定数把持しまたは開放するチャックを有するチャック機構および該チャック機構で把持された上記パウチ同士を一定間隔に幅合わせする幅調整機構より成る、上記ロボットに取り付けられたロボットハンドと、上記パウチを個別に供給するバケットコンベアとで構成され、上記ロボットハンドが、上記パウチの供給速度に同調しており、上記パウチの本体の頂部で上記口栓部および上記パウチ把持部の周囲に位置する上記本体の肩部を押し下げることによって上記本体を所定の高さに変形させながら上記パウチ把持部を把持して、所定数の上記パウチを、一度に上記バケットコンベア上から取り上げ、幅合わせしながら箱詰め位置へ移送して、箱詰めするように構成されている、箱詰め装置を用いて、上記把持動作に先立って、上記バケットコンベアに設けられるバケットに収納された各パウチの肩部を、上記チャックで押し下げて上記パウチの本体の底部から上記パウチ把持部までの高さを一定に揃え、同時に上記口栓部をセンタリングした後、各チャックを閉作動してそれぞれの上記パウチ把持部を把持するステップを含む。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態による箱詰め装置の構成について図面を参照しながら説明する。
まず、本発明が適用される箱詰め工程の概略を図１を用いて説明する。
図示するように、前工程で内容物が充填されたパウチａは供給コンベア３上を連続的に供給され、段ボールケース２は途中で中仕切り５が装着されて搬送コンベア４上を連続的に供給される。そして、所定の箱詰め位置に送られたパウチａは、本発明の箱詰め装置１を介して供給コンベア３上から規定数が一度に取り上げられ、搬送コンベア４上の段ボールケース２内に充填された後、包装されて完成品２Ａとして出荷される。
【００１１】
次に、本箱詰め装置１によって箱詰めされるパウチａについて、図２を用いて説明する。
パウチａは長さｌ，幅ｗ，厚さｔの偏平形状を成し、本体ａ２内に内容物を充填するための口栓部ａ１を備えている。そして、口栓部ａ１にはパウチ把持部ａ３が設けられており、本実施の形態ではこのパウチ把持部ａ３を介してパウチａを支持する。また、パウチａの材質については特に問わないが、通常は柔軟性材料例えばプラスチック材料が使用される。
【００１２】
図３に箱詰め装置１の全体構成を示す。図示するように、箱詰め装置１は、多軸方向（本実施の形態では四軸方向）の動作を自由に行うことができる多軸ロボット１１と、パウチａを複数個一度に把持するチャック機構（後述）およびチャック機構に把持されたパウチａ同士の間を一定間隔に幅寄せする幅寄せ機構（後述）が集約され、多軸ロボット１１の作動部先端に取り付けられたロボットハンド１０と、パウチａを個別に仕切って供給するバケットコンベア３２とで構成されている。
この箱詰め装置１は、供給コンベア３からバケットコンベア３２へ受け渡されたパウチａを、複数個（本例では１０個）把持して取り上げ、移送しながら幅寄せして別途送られてきた段ボールケース２内に充填することができる。
【００１３】
多軸ロボット１１は、基台３３に立設された支柱１１ａを配設し、支柱には多軸機構が設けられている。多軸機構は支柱１１ａの先端に、水平にかつ回動可能に軸支されたアーム１１ｂの基端を取付け、アーム１１ｂの先端には、水平にかつ回動可能に軸支されたアーム１１ｃの基端を取付けている。また、アーム１１ｃの先端には、垂直にかつ回動可能に軸支されたロッド１１ｄを設け、ロッド１１ｄの先端には、これに伸縮可能に取り付けられた伸縮装置（形式は限定せず）１１ｅを設けている。それらは、各々内蔵した公知の図示しない駆動源によって、任意に回動または伸縮動作を行うことができる。
【００１４】
ロボットハンド１０の要部構成を図４〜図６を用いて詳細に示す。
ロボットハンド１０は、フレーム２０を介して多軸ロボット１１（図３参照）の伸縮装置１１ｅの先端に取り付けられている。図示するようにロボットハンド１０は、チャック機構１３および幅寄せ機構１２より成り、両者はフレーム２０を介して機構的に集約されている。
チャック機構１３は、ボールスプライン軸１８，把持アーム１３ｂ、リンク機構１３ｃ及びチャックシリンダ１９を備え、ボールスプライン軸１はフレーム２０に一対が、水平方向に支持されている。把持アーム１３ｂは、ボールスプライン外筒３９を介して、一対のボールスプライン軸１８にそれぞれ軸まわりの回転が拘束されると共に、軸方向の摺動は許容して垂設され、先端に一対のチャック１３ａを備えており、この一対の把持アーム１３ｂは図６の（ｂ）に示すように、ボールスプライン軸１８に複数組が併設されている。リンク機構１３ｃは、一対のボールスプライン軸１８の端部に連結され、チャックシリンダ１９はリンク機構１３ｃを作動し、ボールスプライン軸１８を介して、一対の把持アーム１３ｂを開閉する構成になっている。
【００１５】
幅寄せ機構１２は、スライド軸１７，摺動ブロック２１、タイロッド１６、幅寄せレバー１５及び幅寄せシリンダ１４を備え、一対設けられているスライド軸１７はフレーム２０に水平に支持されている。摺動ブロック２１は、図６の（ｂ）に示すように、その一対のスライド軸１７に複数個が設けられ、それぞれ軸方向へ摺動可能に支持されると共に、上記チャック機構１３の各把持アーム１３ｂの頭部と係合させている。タイロッド１６は、その先端が、摺動ブロック２１と軸受（例えばエルボール）３７を介して任意方向に回動可能に連結され、各摺動ブロック２１毎にそれぞれ長さの異なっている。
【００１６】
幅寄せレバー１５は、フレーム２０に軸支された回動支点１５ａを有し、各タイロッド１６の基端が、軸受（例えばエルボール）３７を介して任意方向に回動可能に連結され、幅寄せ委シリンダ１４は幅寄せレバー１５の基端と連結されている。
また、バケットコンベア３２（図３参照）は、無限軌道上を回動する複数のバケット３２ａを備えており、供給コンベア３により偏平部分を上下にして連続的に供給されるパウチａを、グリップコンベア３１を介して受け取り、その複数個を一個ずつバケット３２ａ内に起立状態に収納して走行する。
【００１７】
次に、本実施の形態の箱詰め装置の作用について説明する。
パウチａは、上流側の供給コンベア３、グリップコンベア３１で移送された後、ロボットハンド１０のチャック機構１３に把持される。図７（ａ）および（ｂ）に、チャック機構１３によるパウチ把持状況を示す。
図示するように、パウチａは本体ａ２部分をバケット３２ａで支持されて走行しており、グリップコンベア３１の所定位置で、図４に示すチャックシリンダ１９を作動し、リンク機構１３ｃを介して一対の把持アーム１３ｂを開閉する。これにより、バケット３２ａより上に出ている口栓部ａ１の把持部ａ３をチャック１３ａで把持または開放することができる。なお、チャック１３ａの先端には面取り１３ｄが施されており、これによってチャック１３ａは把持部ａ３部分へスムーズに挿入されて正確に把持することができる。
【００１８】
図８は、上記したパウチ把持動作の前に行う把持部高さ調整動作を示す。バケット３２ａ内に起立状態で収納された各パウチａは、柔軟性を有するので内容物の状態，バケット３２ａの支持状態などによってその把持部ａ３の高さがまちまちである。そこで、把持動作に先立って伸縮装置１１ｅ（図３参照）を作動し、把持アーム１３ｂを介してチャック１３ａでパウチ肩部ａ４の高さを、ｍ１からｍ２までｍだけ押し下げて各パウチａの把持部ａ３を一定高さに揃える（この操作によって口栓部ａ１は、前後のバケット３２ａの中心位置にセンタリングされる）。その後チャック１３ａを閉作動させることにより、すべてのパウチａをチャック１３ａで正確に把持することができる。
【００１９】
図６（ａ），（ｂ）は幅寄せ機構１２によるパウチ幅寄せ状況を示す。
幅寄せ機構１２は、チャック機構１３のチャック１３ａで把持され、把持アーム１３ｂを介して取り上げられた複数のパウチａを箱詰めに適切な間隔を保持させるものである。幅寄せ機構１２は、幅寄せシリンダ１４を作動して幅寄せレバー１５を回動支点１５ａを中心に回動させることにより、各タイロッド１６を介して摺動ブロック２１をスライド軸１７に沿って適宜移動させ、この動作と連動して把持アーム１３ｂをボールスプライン軸１８に沿って移動させている。これにより、幅狭であったパウチａの間隔ｄ１（図６の中心線Ｘ−Ｘの右に示す）を、箱詰めに適切な間隔ｄ２（図６の中心線Ｘ−Ｘの左に示す）にして、幅寄せすることができる。
【００２０】
以下、図９（ａ）〜（ｄ）を参照しながら本発明の箱詰め装置１によるパウチａの箱詰め手順を説明する。なお、図９の（ａ）〜（ｄ）中の上が平面図、下が側面図である。
供給コンベア３により偏平部分を上下にした状態で連続的に送られてきたパウチａは箱詰め位置において、グリップコンベア３１を経てバケットコンベア３２へ受け渡されるが、その際各パウチａは起立した姿勢で個別に各バケット３２ａ内に収納されて走行している（図３〜図５参照）。
この時、多軸ロボット１１の先端に取付けられたチャック機構１３の位置は、図９の（ａ）に示すように、バケットコンベア３２の直上方、すなわちパウチ取り上げ位置Ｍにあり、また伸縮装置１１ｅは短縮して各チャック１３ａは引き上げられ、開状態にある。
【００２１】
次いで、図９の（ｂ）に示すように、伸縮装置１１ｅが伸長し、各チャック１３ａが降下してパウチａの把持部高さ調整を行った後閉作動し、複数（本例では１０個）のバケット３２ａ内のパウチａを把持した後、伸縮装置１１ｅが短縮し、パウチａはバケット３２ａ内から取り上げられる。
次いで図９の（ｃ）に示すように、多軸ロボット１１の各部が作動し、また幅寄せ機構１２（図４〜図５参照）が作動し、各パウチａは一定間隔ｄ２に幅寄せされてチャック機構１３毎箱詰め位置Ｎへ移送された後、伸縮装置１１ｅが伸長して降下し、チャック１３ａを開作動することにより、ファンネル８を介して段ボールケース２内に充填される。
【００２２】
この後、図９の（ｄ）図に示すように、多軸ロボット１１の各部を作動し、チャック機構１３を引き上げてパウチ取り上げ位置Ｍへ戻した後、以下(ａ)図〜(ｄ)図の操作を繰返すことにより、段ボールケース２内への規定数（本例では３０個）のパウチａの箱詰めが完了する。
上記箱詰め工程において、バケットコンベア３２のバケット３２ａにはパウチａが連続的に供給されており、従って本箱詰め装置１では、多軸ロボット１１およびロボットハンド１０の各部をバケット速度に同調して作動させることにより、連続的な箱詰め操作を行うことができる。
【００２３】
以上説明したように、本実施の形態の箱詰め装置によると、バケットコンベア３２のバケット３２ａ内のパウチａを、その口栓部を把持して取り上げ箱詰め位置へ移送するので、移送時に姿勢の乱れが起こらず、従って従来のように人手による手直しが不要となる。また多軸ロボット１１およびチャック機構と幅寄せ機構を集約させたロボットハンド１０を使用することによって、機器構成が単純化されて操作ミスが少なくなり、作業効率が向上するなどの効果がある。
【００２４】
次に、本発明の第２の実施の形態による箱詰め装置について説明する。なお、上記第１の実施の形態と同じ部分については、同実施の形態で用いた図面を参照して説明する。
本実施の形態は、上記実施の形態とロボットハンドの構成が異なっている。図１０に示すように、ロボットハンド５０は上記実施の形態と同様、チャック機構５３および幅寄せ機構５２より成り、両者はフレーム６０を介して機構的に集約されている。またロボットハンド５０は、フレーム６０を介して多軸ロボット１１（図３参照）の作動部先端に取付けられている。
チャック機構５３は、ボールスプライン軸３８、把持アーム５３ｂ、図４に示すリンク機構１３ｃ、及び同じく図４に示すチャックシリンダ１９を備えている。一対のボールスプライン軸３８は、フレーム６０に水平に支持され、把持アーム５３ｂは、その一対のボールスプライン軸３８にボールスプライン外筒３９を介してそれぞれ軸まわりの回転が拘束されると共に、軸方向の移動は許容して垂設され、先端にチャック５３ａを備えている。この一対の把持アーム５３ｂは、ボールスプライン軸３８に複数組設けられている。
リンク機構１３ｃは、各ボールスプライン軸３８の端部に連結され、チャックシリンダ１９は、そのリンク機構を作動し、ボールスプライン軸３８を介して一対の把持アーム５３ｂを開閉する。
【００２５】
幅寄せ機構５２は、タイロッド３６、幅寄せレバー５５及び幅寄せシリンダ５４からなる。一対のタイロッド３６はそれぞれ長さの異なるものが複数組設けられ、その先端がチャック機構５３の一対の把持アーム５３ｂの頭部とエルボール３７とを介してそれぞれ任意の方向に、回動可能に連結されている。幅寄せレバー５５は、フレーム６０に軸支された回動支点５５ａを有し、各一対のタイロッド３６の基端が軸受（例えばエルボール）３７を介して任意方向に回動可能に連結されている。幅寄せシリンダ５４は、幅寄せレバー５５の基端と連結されている。
【００２６】
次に、本第２の実施の形態の作用について説明する。
本実施の形態のロボットハンド５０のチャック機構５３は、上記実施の形態と同様、チャックシリンダを作動しリンク機構を介して一対の把持アーム５３ｂを開閉し、チャック５３ａでパウチａの把持部ａ３（図７参照）を把持または開放することができる。その際、第２の実施の形態と同様の操作により、パウチａの把持部高さを調整した後、把持動作を行う。
また幅寄せ機構５２は、幅寄せシリンダ５４を作動して幅寄せレバー５５を回動支点５５ａを中心に回動させることにより、各一対のタイロッド３６を介し、各一対の把持アーム５３ｂを適宜ボ−ルスプライン軸３８に沿って移動させることにより、チャック５３ａで把持されて取り上げられたパウチａ同士の間を適切な間隔に幅寄せすることができる。
【００２７】
上記したように、本実施の形態のロボットハンド５０によると、チャック機構５３により、バケットコンベアのバケット内のパウチａを正確に把持して取り上げることができ、また幅寄せ機構５２によりチャック５３ａで把持されたパウチａを適切に幅寄せして箱詰め位置へ送ることができる。
そして、本実施の形態の幅寄せ機構５２は、把持アーム５３ｂの把持動作時の回動軸と幅寄せ動作時の移動軸とを兼用させた構成なので、箱詰め装置の構成がさらに簡略化されて誤操作が少なくなるという効果がある。その他の効果は第１の実施の形態と同様である。
【００２８】
次に本発明の第３の実施の形態について説明する。
本第３の実施の形態は、本発明に適用するバケットコンベアのバケットの他の構成に関する。
上記第１の実施の形態に示したように、パウチａはバケットコンベア３２のバケット３２ａに支持されて走行している。このパウチａの口栓部の把持部ａ３を、把持アーム１３ｂを閉動作させてチャック１３ａで把持する際に、チャック１３ａとバケット３２ａとが干渉（図７の（ａ）の紙面に鉛直方向への両者の速度差に基ずく干渉）しないよう、第１の実施の形態ではバケット３２ａ高さをパウチ本体ａ２に合わせて低くしている（図７の（ａ）及び（ｂ）参照）。
【００２９】
これに対して、本第３の実施の形態では、パウチａの背が高い場合や、搬送速度が速くパウチａの内容物が流動し易い場合に、口栓部ａ１が倒れないようにバケット３２ｂの高さを高くしたものである。
図１１の（ａ）及び（ｂ）に本実施の形態に係るバケットの構成とその把持状況を示す。図示するように、バケット３２ｂの高さｈを略パウチａの長さｌに合わせて形成すると共に、パウチａの口栓部ａ１を支持する中央部分３２ｃを残して、その両側縁の上部分を切除した構成である。
【００３０】
バケット３２ｂの高さｈをパウチａの長さｌと略同じに形成しているので、バケット３２ｂ内のパウチａの口栓部ａ１は、バケット中央部分３２ｃで仕切られることにより、チャック１３ａの把持可能範囲に支持される。したがって、把持する際の安定化につながる。また、バケット３２ｂの両側縁の上部分が切除されているので、把持動作前（開放状態）のチャック１３ａとバケット３２ｂとの機械干渉対策上有効である。したがって、口栓部ａ１の倒れを防止することができ、把持動作がスムーズかつ正確に実施されるという効果がある。
【００３１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく本発明の技術的思想に基いて種々の変形が可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の箱詰め装置によると、バケットコンベアのバケット内のパウチを、その口栓部を把持して取り上げ箱詰め位置へ移送するので、移送時に姿勢の乱れが起こらず、人手による手直しが不要となる。また多軸ロボットおよびチャック機構と幅寄せ機構を集約させたロボットハンドを使用することによって、機器構成が単純化されて操作ミスが少なくなり、作業効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による箱詰め装置の箱詰め工程の概略を示す斜視図である。
【図２】同箱詰め装置に適用されるパウチの形状を示す斜視図である。
【図３】同第１の実施の形態による箱詰め装置の全体構成を示す斜視図である。
【図４】同箱詰め装置のロボットハンドの全体斜視図である。
【図５】同箱詰め装置のロボットハンドの要部を示す斜視図である。
【図６】（ａ）は、同箱詰め装置のロボットハンドの幅寄せ機構の全体構成を示す平面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図７】（ａ）は、同箱詰め装置のロボットハンドのパウチ把持状況を示す正面図であり、（ｂ）同斜視図である。
【図８】同実施の形態のロボットハンドで把持されるパウチの把持高さ調整動作を示す正面図である。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は、同実施の形態のロボットハンドでパウチを箱詰めするための手順を示す概略図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態における箱詰め装置のロボットハンドの構成を示す斜視図である。
【図１１】（ａ）は、本発明の第３の実施の形態における箱詰め装置に用いられるバッケット形状とパウチ把持状況を示す正面図であり、（ｂ）は斜視図である。
【図１２】従来例による箱詰め装置の箱詰め工程の概略を示す斜視図である。
【図１３】従来のパウチの箱詰め工程におけるパウチの集積方法を示す図である。
【符号の説明】
１ 箱詰め装置
２ 段ボールケース
３ 供給コンベア
４ 搬送コンベア
５ 中仕切
１０，５０ ロボットハンド
１１ 多軸ロボット
１１ｂ，１１ｃ アーム
１１ｄ ロッド
１１ｅ 伸縮装置
１３，５３ チャック機構
１３ａ，５３ａ チャック
１３ｂ，５３ｂ 把持アーム
１３ｃ リンク機構
１４，５４ 幅寄せシリンダ
１５ 幅寄せレバー
１６，３６ タイロッド
１７ スライド軸
１８，３８ ボールスプライン軸
１９ チャックシリンダ
２０，６０ フレーム
２１ 摺動ブロック
３１ グリップコンベア
３２ バケットコンベア
３２ａ バケット
３７ 軸受
３９ ボールスプライン軸外筒
５２ 幅寄せ機構
Claims (6)
- 内容物を充填するための柔軟性を有する本体と、該本体の頂部に設けられる口栓部と、上記本体および上記口栓部の間に設けられるパウチ把持部とを備えるパウチを箱詰めするための箱詰め装置であって、左右、前後および上下方向の作動のうち少なくとも１つを実施できるロボットと、上記パウチを所定数把持しまたは開放するチャック機構および該チャック機構で把持された上記パウチ同士を一定間隔毎に幅合わせする幅調整機構より成る、上記ロボットに取り付けられたロボットハンドと、上記パウチを個別に供給するバケットコンベアとで構成され、上記ロボットハンドが、上記パウチの供給速度に同調しており、上記パウチの本体の頂部で上記口栓部および上記パウチ把持部の周囲に位置する上記本体の肩部を押し下げることによって上記本体を所定の高さに変形させながら上記パウチ把持部を把持して、所定数の上記パウチを、一度に上記バケットコンベア上から取り上げ、幅合わせしながら箱詰め位置へ移送して、箱詰めするように構成されていることを特徴とする箱詰め装置。
- 上記ロボットハンドを構成する上記チャック機構と上記幅調整機構とが、一組のフレームによって機構的に集約されると共に、該ロボットハンドが、上記フレームを介して上記多軸ロボットの作動部に取付けられていることを特徴とする請求項１に記載の箱詰め装置。
- 上記チャック機構は、複数組の一対の把持アームと把持シリンダとにより構成され、上記把持アームが一対の水平方向軸部材にそれぞれ軸まわりの回転は拘束され、軸方向の移動は許容して設けられると共に、先端に上記パウチを把持するチャックを備え、上記把持シリンダが伝達機構を介して各一対の把持アームを開閉させ、上記パウチを把持または開放するようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の箱詰め装置。
- 上記幅調整機構が、横方向に設置された一対のスライド軸と、該一対のスライド軸に摺動可能に支持されると共に、上記チャック機構の各把持アームの頭部にそれぞれ係合する複数の摺動ブロックと、先端が上記摺動ブロックに対し任意の方向に回動可能に連結されたそれぞれ長さの異なる複数のタイロッドと、該各タイロッドの基端に対し任意方向に回動可能に連結され、中央部に回動支点を有する幅合わせレバーと、該幅合わせレバーを作動して把持アームを移動し、上記チャックで把持された各パウチの間隔を一定距離に幅合わせする幅合わせシリンダとにより成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の箱詰め装置。
- 上記ロボットハンドが上記チャック機構と上記幅調整機構とで構成されると共に、上記チャック機構が、一対水平方向軸部材に、軸まわりの回転は拘束し軸方向の移動は許容して垂設され、先端にチャックを備えた一対の把持アームと、伝達機構を介して上記一対の把持アームを開閉させ、上記パウチを把持または開放する把持シリンダとにより成り、上記幅調整機構が、その先端が上記一対の把持アームの頭部に対し任意方向に回動可能に連結されたそれぞれ長さの異なる複数組の一対のタイロッドと、該タイロッドの基端に対し任意方向に回動可能に連結され、中央部に回動支点を有する幅合わせレバーと、該幅合わせレバーを作動して上記一対のタイロッドを移動し、上記チャックで把持された各パウチの間を一定間隔に幅合わせする幅合わせシリンダとにより成ることを特徴とする請求項２に記載の箱詰め装置。
- 内容物を充填するための柔軟性を有する本体と、該本体の頂部に設けられる口栓部と、上記本体および上記口栓部の間に設けられるパウチ把持部とを備えるパウチを箱詰めする箱詰め方法であって、左右、前後および上下方向の作動のうち少なくとも１つを実施できるロボットと、上記パウチを所定数把持しまたは開放するチャックを有するチャック機構および該チャック機構で把持された上記パウチ同士を一定間隔に幅合わせする幅調整機構より成る、上記ロボットに取り付けられたロボットハンドと、上記パウチを個別に供給するバケットコンベアとで構成され、上記ロボットハンドが、上記パウチの供給速度に同調しており、上記パウチの本体の頂部で上記口栓部および上記パウチ把持部の周囲に位置する上記本体の肩部を押し下げることによって上記本体を所定の高さに変形させながら上記パウチ把持部を把持して、所定数の上記パウチを、一度に上記バケットコンベア上から取り上げ、幅合わせしながら箱詰め位置へ移送して、箱詰めするように構成されている、箱詰め装置を用いて、上記把持動作に先立って、上記バケットコンベアに設けられるバケットに収納された各パウチの肩部を、上記チャックで押し下げて上記パウチの本体の底部から上記パウチ把持部までの高さを一定に揃え、同時に上記口栓部をセンタリングした後、各チャックを閉作動してそれぞれの上記パウチ把持部を把持するステップを含む箱詰め方法。
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