JP4613360B2 - 商品の自動段積包装装置 - Google Patents

Description

本発明は、商品の自動段積包装装置に関し、詳しくは、高速化を図った自動段積包装装置に関する。

本願出願人は、前記商品がカップ状商品であり、該カップ状商品の小径部と大径部を交互に隣接して無駄な空間をなくした自動集積（段積）装置として、先に搬送された一段分（上段分）の商品を吸盤により吸着して上昇させ、つぎに送られて来た一段分（下段分）の商品の上に下降させ、前記一段分（上段分）の商品の吸着を解除し、二段積みされた前記商品を箱詰装置へ送り自動的に箱詰めを行う装置を提案している。
特開平１１−１５７５０８号公報

前記自動集積（段積）装置によっても、前記商品を二段に自動段積み及び自動包装が可能であるが、本発明は、さらに自動段積包装の高速化を図った装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、請求項１に記載の自動段積包装装置は、段数分の商品が平行に供給されるコンベアと、マニピュレータロボットに支持され前記コンベアの先端部に位置させられて前記段数分の商品に吸着する吸盤部と、前記コンベアに隣設された包装資材の供給路からなり、該包装資材の供給路に供給された包装資材への各段分の商品の供給を前記マニピュレータロボットを制御して前記吸盤部の移動及び吸着解除により順次行うことを特徴とする自動段積包装装置であって、前記コンベアの前記先端部がローラコンベアであり、該ローラコンベアを構成する各ローラの中心軸の両端が軸受板にそれぞれ設けられた縦長孔に適合されてフリー回転自在且つ前記縦長孔に沿って上下動自在に構成され、前記各ローラはその下方に配設されたベルトコンベアとの摩擦接触により回転駆動され、前記ローラコンベアの下方には昇降板が配設され、前記吸盤部が前記段数分の商品を吸着する時に、前記昇降板の上昇により前記ローラコンベアが持ち上げられて前記ベルトコンベアとの摩擦接触が解除され、前記段数分の商品の移送が停止可能とされている。

前記本発明では、前記従来例と異なり、商品を搬送するコンベアが段数分の商品を平行に供給する広幅に形成される。たとえば、一段に６個、二段積みの場合には、予め、コンベア上に商品６個、６個が横並び平行に供給される。

すなわち、前記従来の自動（集積）段積装置のごとく、一段分の商品を吸盤により吸着して上昇させ、つぎの一段分の商品の供給を待って、前記一段分の商品を下降させてその吸着を解除して段積みすることなく、一段分及び二段分の商品が横並び平行に供給されて前記吸盤部によって同時に吸着される。

さらに、本発明では、マニピュレータロボットが採用され、該マニピュレータロボットには、前記コンベアの先端部に供給された前記段数分の商品に吸着する数の吸盤を有する吸盤部が支持される。

なお、前記マニピュレータロボットの平面（揺動）動作範囲は、最低限、該マニピュレータロボットに支持された前記吸盤部が、前記コンベアの先端部において前記段数分の商品を吸着した後、後に述べる包装資材の供給路に供給された包装資材の上方に移動させられ、該包装資材上において吸着を解除され、順次、段数分の商品をそれぞれ段積みすることができる範囲とされる。

また、前記マニピュレータロボットの側面（昇降）動作範囲は、最低限、前記コンベアの先端部において、前記吸盤部が前記段数分の商品を吸着した後、該吸着された商品が前記包装資材の上方に順次移動させられる際及びその後前記コンベアの先端部に前記吸盤部が復帰させられる際に、前記吸盤部が起立させられている包装資材のフラップ、その他、本願装置各部に接触することがない高さの範囲とされる。本発明では、商品吸着時に段数分の商品の移送が停止されるので、吸盤部による商品の吸着が確実に行える。また、段数分の商品の移送の停止が、前記昇降板の上昇によって前記ローラコンベアを持ち上げることで前記ベルトコンベアとの摩擦接触が断たれて行われるので、簡易な構成で確実な作動が達成される。

なお、包装資材の供給路に供給される包装資材は、成形され蓋部フラップのみ開放された段ボールケースであってもよいが、後に述べるように、成形過程にある段ボールシートが好ましい。

請求項２の実施の一形態は、前記本発明において、前記包装資材への各段数分の商品の供給を、順次、前記包装資材側に位置した前記吸盤部の移動及び吸着解除により行うことを特徴とする。

前記本発明において、包装資材は、前記段数分の商品が平行に供給されるコンベアに隣設された供給路に供給される。したがって、まずは、前記包装資材側に位置している一段分の吸盤部を包装資材上に移動させてその吸着を解除して一段目の商品包装を行い、つぎに、二段積みの場合には、残された二段積み分の吸盤部を包装資材上に移動させてその吸着を解除して二段目の商品の段積みを行うものである。前記構成によれば、前記マニピュレータによる前記吸盤部及び該吸盤部に吸着された商品の移動距離及び移動時間を最短にし、迅速な段積み包装が可能である。

請求項３の実施の一形態は、前記本発明において、前記包装資材が成形過程にある段ボールシートであることを特徴とする。この実施の一形態によれば、段ボールケースの成形に同期させて迅速な商品の自動供給及び自動段積み包装が可能である。

すなわち、予め、成形され蓋部のみ開口されたダンボールケース内への商品の自動供給及び自動段積みは、前記開口部によって規制される問題がある。そこで、前記蓋部フラップの他、端部フラップ、さらには側フラップの一部等を開放した成形工程にある段ボールシートの底部フラップ上に商品を自動供給及び自動段積みし、同時に段ボールケースに成形する方法が適しているものである。（例えば、特公昭５４−４３９５５号公報等参照）。

請求項４の実施の一形態は、前記本発明の段積み包装時に前記包装資材を昇降自在に構成したことを特徴とする。この実施の一形態によれば、装置の構造上の問題を解決することができる。例えば、一段分の商品を包装資材側に移動させ、さらに下降させた場合に、同時に移動させさらに下降させられた二段分の商品が装置各部に接触等する場合が考えられる。かような場合には前記包装資材側を上昇させ、前記一段分の商品の下降ストロークを短縮すればよいものである。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態について説明
する。図１は、本発明に係る自動段積包装装置の概略側面図、図２は、図１の概略平面図、図３は、図２のＸ−Ｘ線断面矢視図、図４は、コンベア先端部の一部省略斜視図、図５は、図３のＹ部拡大図、図６は、包装完了状態図である。

図面実施例では、各段の商品Ｇが６個、二段積み包装の例が示されている。すなわち、下段分の商品Ｇ１の６個、上段分の商品Ｇ２のそれぞれ６個が平行を保ってベルトコンベア１及びローラコンベア２上を６列に搬送される構成になっている。さらに、図面実施例では、前記商品Ｇ１及びＧ（１２個）の搬送がダブル（２４個）に構成され、段積み包装の高速化を図っている。

前記商品Ｇ及びＧを６列に搬送する場合の一例について述べる。製造工程から適数列、図面実施例では２列で前記ベルトコンベア１上に供給された商品Ｇの搬送工程において、図示しない適数のエア噴射ノズルから交互に圧縮空気を噴射させて、順次６列に振り分ける公知の方法（前記特許文献１参照。）、その他、図示しない揺動制御自在の振分け板を利用した方法（特開昭５７−２８６４９号公報参照）により順次搬送されてくる商品Ｇを６列に振り分けることができる。

つぎに、マニピュレータロボット３に、前記ローラコンベア２の先端部に位置させられた下段分の商品Ｇ１及び上段分の商品Ｇ２に吸着する吸盤部４が支持される。図面実施例では前記吸盤部４がダブルに構成され、それぞれに６×２×２＝２４個の吸盤５が設けられている。

なお、前記それぞれの吸盤部４を形成する吸盤５は、前記下段分の商品Ｇ１と上段分の商品Ｇ２を同時に吸着し、吸着解除は別々に行われる構成になっている。すなわち、下段分の商品Ｇ１が先に吸着解除され、つぎに上段分の商品Ｇ２の吸着解除が行われる構成になっている。

つぎに、前記ローラコンベア２について述べる。図面実施例では、前記ローラコンベア２を構成する各ローラの中心軸６の両端が軸受板７、７にそれぞれ設けられた縦長孔８、８に適合させられてフリー回転且つ前記縦長孔８、８に沿って上下動自在に構成されている。

そして、前記ローラコンベア２は、その一端の下面に張設したベルトコンベア９の回動によって回転させられる構成になっている。すなわち、前記ベルトコンベア９との摩擦接触により前記ローラコンベア２が回転させられる構成になっている。

さらに、前記ローラコンベア２の適数は、前記ベルトコンベア９の回動にかかわらず、適時に停止させることができる構成になっている。すなわち、段数分の商品Ｇを正確な位置に停止させるためであり、該段数分の商品Ｇを支持する適数のローラコンベア２を上昇させ、前記ベルトコンベア９との摩擦接触を解除することにより行う構成になっている。

具体的には、前記ローラコンベア２の両端下部に、それぞれシリンダ１０、１０によって上昇させられて、段数分の商品Ｇを支持する適数のローラコンベア２ａ、２ｂを上昇させる適当長さの昇降板１１、１１によって行われる。

すなわち、前記昇降板１１、１１を前記シリンダ１０、１０によって上昇させると、段数分の商品Ｇを支持する適数のローラコンベア２ａ、２ｂが前記縦長孔８、８に沿って上昇させられ、前記ベルトコンベア９との摩擦接触が解除され、前記持ち上げられた適数のローラコンベア２ａ、２ｂが停止させられるものである。

なお、前記昇降板１１、１１の上面には、例えば、ゴムシート等の摩擦部材１２を設けておくことが望ましい。すなわち、前記摩擦部材１２を設けておくと、前記ローラコンベア２ａ、２ｂを前記昇降板１１、１１によって上昇させると前記摩擦部材１２によって前記ローラコンベア２ａ、２ｂにブレーキが掛かり、該ローラコンベア２ａ、２ｂを瞬時に正確な位置に急停止させることができる。

なお、図中、１３、１３は、それぞれ前記ローラコンベア２ａ、２ｂ部に昇降自在に設けたストッパーである。

つぎに、前記ベルトコンベア１及び前記ローラコンベア２に隣設して包装資材、具体的には、段ボールシート１４の供給路１５が設けられる。図面実施例では、前記ベルトコンベア１の一側に前記段ボールシート１４のマガジン部１６が設けられている。

そして、前記マガジン部１６内の段ボールシート１４が揺動アーム１７に設けられた吸盤１８により前記供給路１５に供給され、その一部成形される。

例えば、両側フラップ１４ａ、１４ｂ、蓋部フラップ１４ｃ等が起立させられ、段積み位置に搬送され、段積み包装が行われる（前記特開昭５４−４３９５５号公報参照）。

つぎに、前記マニピュレータロボット３について述べる。該マニピュレータロボット３は、いわゆる、多関節ロボットであり、その先端部に段数分の商品Ｇをそれぞれ吸着する吸盤５を有する吸盤部４が支持される。

前記マニピュレータロボット３の平面（揺動）動作範囲は、最低限、該マニピュレータロボット３の先端に支持された前記吸盤部４が、前記ローラコンベア２の先端部において前記段数分の商品Ｇを吸着した後、包装資材の供給路１５に供給された段ボールシート１４の上方に移動させられ、該段ボールシート１４上において吸着を解除され、順次、段数分の商品Ｇをそれぞれ段積みすることができる範囲である。

また、前記マニピュレータロボット３の側面（昇降）動作範囲は、最低限、前記ローラコンベア２の先端部において前記吸盤部４が前記段数分の商品Ｇを吸着した後、該吸着された商品Ｇが前記包装資材の段ボールシート１４の上方に移動させられる際及びその後前記ローラコンベア２の先端部に前記吸盤部５が復帰させられる際に、前記吸盤部４が包装資材の段ボールシート１４の起立させられたフラップ、その他本願装置各部に接触することがない高さの範囲である。

図中、１９は、段積み包装時に段ボールシート１４部を昇降させるシリンダ、２０は前記シリンダ１９によって昇降させられ、前記段ボールシート１４の底部フラップ１４ｄに吸着して該段ボールシート１４を昇降させる吸盤、１４ｅは前記段ボールシート１４の端部フラップ、２１は、該端部フラップ１４ｅの押えガイドレールである。

前記本発明では、前記マニピュレータロボット３を制御して包装資材の供給路１５に供給されたダンボールシート１４に、商品Ｇを移動及び下降させて段積み包装が可能であるが、装置の構造上、前記商品Ｇの、特に下降が制限される場合に前記段ボールシート１４側の昇降が行われるものである。

前記構成において、各段が６個、二段積み包装について述べれば、下段分の商品Ｇ１の６個及び上段分の商品Ｇ２の６個が平行を保ってベルトコンベア１からローラコンベア２上を搬送され、該ローラコンベア２の先端部に到達すると、該到達を検知して前記ストッパー１３、１３及び前記シリンダ１０、１０により前記昇降板１１、１１が上昇させられ、前記ローラコンベア２ａ及び２ｂが上昇及び停止させられる。

つぎに、前記ローラコンベア２ａ及び２ｂ上に供給された下段分の商品Ｇ１及び上段分の商品Ｇ２の上方に待機させられた前記マニピュレータロボット３に支持された吸盤部４が下降させられて該吸盤部４に設けられた吸盤５が前記下段分の商品Ｇ１及び上段分の商品Ｇ２に吸着させられる。

その後、マニピュレータロボット３により前記吸盤部４が上昇させられて前記包装資材の供給路１５方向に揺動させられ、まず、前記下段分の商品Ｇ１が、前記包装資材の供給路１５に供給された段ボールシート１４上に下降させられて供給される。すなわち、当初、前記包装資材の供給路１５側にある下段分の商品Ｇ１を吸着している吸盤５の吸着が解除される。

つぎに、前記マニピュレータロボット３により前記吸盤部４が上昇させられ、さらに前記包装資材の供給路１５方向に揺動させられ、前記吸盤部に４に吸着されている上段分の商品Ｇ２が、前記下段分の商品Ｇ１上に下降させられて供給されて段積みが行われる。すなわち、前記上段分の商品Ｇ２を吸着している吸盤５の吸着が解除される。

なお、前記マニピュレータ３による段積み包装が行われている間に、前記ストッパー１３及びローラコンベア２が下降復帰させられ、該ローラコンベア２上には、つぎの下段分の商品Ｇ１及び上段分の商品Ｇ２が供給されて、つぎの段積み包装に備えられている。

その後、前記吸盤部４が前記マニピュレータロボット３により前記ローラコンベア２の先端部の上方に復帰させられてつぎの段積み包装が行われる。一方、商品Ｇの段積を完了した前記段ボールシート１４は、その後の搬送工程において、公知の方法で各フラップが折畳まれて包装が完了する。

本発明に係る自動段積包装装置の概略側面図である。 図１の概略平面図である。 図２のＸ−Ｘ線断面矢視図である。 コンベア先端部の一部省略斜視図である。 図３のＹ部拡大図である。 包装完了状態図である。

符号の説明

１ ベルトコンベア
２ ローラコンベア
３ マニピュレータロボット
４ 吸盤部
１４ 段ボールシート（包装資材）
１５ （段ボールシートの）供給路

Claims (4)

1. 段数分の商品が平行に供給されるコンベアと、マニピュレータロボットに支持され前記コンベアの先端部に位置させられて前記段数分の商品に吸着する吸盤部と、前記コンベアに隣設された包装資材の供給路からなり、該包装資材の供給路に供給された包装資材への各段数分の商品の供給を前記マニピュレータロボットを制御して前記吸盤部の移動及び吸着解除により順次行うことを特徴とする商品の自動段積包装装置であって、前記コンベアの前記先端部がローラコンベアであり、該ローラコンベアを構成する各ローラの中心軸の両端が軸受板にそれぞれ設けられた縦長孔に適合されてフリー回転自在且つ前記縦長孔に沿って上下動自在に構成され、前記各ローラはその下方に配設されたベルトコンベアとの摩擦接触により回転駆動され、前記ローラコンベアの下方には昇降板が配設され、前記吸盤部が前記段数分の商品を吸着する時に、前記昇降板の上昇により前記ローラコンベアが持ち上げられて前記ベルトコンベアとの摩擦接触が解除され、前記段数分の商品の移送が停止可能とされている、自動段積包装装置。
2. 前記包装資材への各段数分の商品の供給を、順次、前記包装資材側に位置した前記吸盤部の移動及び吸着解除により行うことを特徴とする、請求項１に記載の商品の自動段積包装装置。
3. 前記包装資材が成形過程にある段ボールシートであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の商品の自動段積包装装置。
4. 段積み包装時に前記包装資材を昇降自在に構成したことを特徴とする、請求項１、２又は３に記載の商品の自動段積包装装置。

Images