JP4753825B2 - 箱嵌合方法及び装置、及び外装箱の製造システム - Google Patents

Description

本発明は、箱嵌合方法及び装置、及び外装箱の製造システムに関し、詳しくは、外箱の中に内箱を嵌合する方法及び装置と、内箱の外側に嵌合される外箱及び蓋箱を有する外装箱の製造システムに関する。

各種製品の包材として、紙製の包装箱が普及している。例えば、従来のＸ線フイルムの包装には、外箱と、この外箱に嵌合される蓋箱とが用いられている（例えば、特許文献１参照）。外箱は、上方に開口部が設けられた横型の箱であり、複数枚のＸ線フイルムを積み重ねて包装袋に収納した袋詰め品がその積層方向が上下方向となるように収納される。蓋箱は、外箱よりも一回り大きく形成されて下方が開口された横型の箱であり、外箱の上に被せられるように嵌合される。

特許文献１記載の製造システムでは、外箱、蓋箱をそれぞれ製函機で製造し、外箱への袋詰め品の収納、及び外箱への蓋箱の嵌合を自動で行なっている。外箱に蓋箱を嵌合する際には、ヒレ押さえ部材により外箱の側面を押圧して外箱の変形を修正して、ヒレ押さえ部材の上から蓋箱を嵌合し、その後にヒレ押さえ部材を除去している。

また、現在のＸ線フイルムの包装には、袋詰め品が上方の開口部から立てて収納される外装箱が用いられている。この外装箱は、袋詰め品が収納される縦型の内箱と、この内箱の下部に被せられる外箱と、内箱の上部に被せられる蓋箱とから構成されている。この外装箱は、いわゆる印籠箱と呼ばれる形態を有しており、複数の箱を重ねることで遮光性が高められている。

上記外装箱は、外箱、内箱、蓋箱を外箱製函機、内箱製函機、蓋箱製函機でそれぞれ製造し、外箱への内箱の嵌合、及び内箱への蓋箱の嵌合は手作業により行なわれている。各箱の嵌合が手作業によって行なわれているのは、遮光性を高めるために各箱の間の隙間が小さくされているため、特許文献１記載の発明のように、箱の間にヒレ押さえ部材を挿入する隙間がないためである。
特開平０９−０４８３６９号公報

しかしながら、外箱、内箱、蓋箱の嵌合を手作業で行なうのは非常に効率が悪く、多くの人手を必要とするため、製造コストが高くなってしまい、外装箱のコストの低廉化に限界がある。

また、外箱、内箱、蓋箱を製函機で製造し、各箱の嵌合を手作業で行なう場合、その作業速度、作業形態の違いから、各製函機で製造された箱をストックして嵌合作業に供給することになるが、これらの箱の数量管理、ストックするためのスペース確保により外装箱のコストが高くなるという問題がある。

本発明は、上記問題を解決するために、各箱の嵌合を自動化することができる箱嵌合方法及び装置、及び外装箱の製造システムを提供する。

上記課題を解決するために本発明の箱嵌合方法は、外箱の開口部に内箱の第１の辺を挿入する工程と、内箱または外箱を移動させて第１の辺と、この第１の辺に対面する外箱の第１の側面とを近接させる工程と、第１の辺に対面する内箱の第２の辺と、開口部とのズレ量を測定する工程と、第２の辺を移動させてズレ量を補正する工程と、第２の辺を開口部に挿入する工程と、内箱と外箱とを嵌合させる工程から構成したものである。また、内箱と外箱とを嵌合させる工程では、内箱または外箱を押圧して、内箱と外箱とを嵌合させてもよい。

また、ズレ量を測定する工程は、第２の辺に連設された内箱の側面と、この側面に対応する外箱の側面とを撮像して側面画像を作成する工程と、側面画像を２値化して２値化画像を作成し、この２値化画像の座標値から開口部と第２の辺とのズレ量を算出する工程から構成したものである。

更に、開口部に第１の辺を挿入する工程の前に開口部の幅を広げる工程を行ない、開口部に対する第２の辺の挿入後に開口部を元の幅に戻す工程を行なうようにしたものである。

また、開口部の幅を広げる工程は、第１の辺に対面する外箱の２つの側面のうち、少なくとも一方を内側に押圧し、２つの側面の間の他の側面を外側に湾曲させるようにしたものである。

また、内箱と外箱とを嵌合させる途中で、内箱の側面に接着剤を塗布する工程と、内箱の接着剤が塗布された部分が外箱内に挿入される際に、開口部を広げて外箱の端縁への接着剤の付着を防止する工程を設けたものである。

また、内箱と外箱とを嵌合した後に、外箱の接着材に対面する部位を押圧する工程を設けたものである。

また、本発明の箱嵌合装置は、外箱または内箱を保持する箱保持手段と、内箱または外箱を保持して移動させ、外箱の開口部に内箱の第１の辺、第１の辺に対面する第２の辺を順に挿入し、内箱または外箱を押圧して内箱と外箱とを嵌合させる箱嵌合手段と、第１の辺が開口部に挿入された後に内箱または外箱を移動させて、第１の辺と、この第１の辺に対面する外箱の第１の側面とを近接させる片寄せ手段と、開口部に第２の辺を挿入する際に、開口部と第２の辺とのズレ量を測定するズレ量測定手段とを設けたものである。そして、箱嵌合手段は、第２の辺を開口部に挿入する前に、ズレ量が小さくなるように内箱または外箱を移動させるようにしたものである。

また、ズレ量測定手段は、第２の辺に連設された内箱の側面と、この側面に対応する外箱の側面とを撮像して側面画像を作成する撮像部と、側面画像を２値化して２値化画像を作成し、この２値化画像の座標値から第２の辺と開口部とのズレ量を算出する画像処理部から構成したものである。

また、片寄せ手段は、内箱または外箱を保持するロボットハンドと、内箱または外箱を保持する際に用いられる第１の位置と、第１の辺を第１の側面に近接させる第２の位置との間でロボットハンドをスライド自在に保持するスライド機構と、ロボットハンドを第１の位置で保持するハンド保持機構と、ロボットハンドを第２の位置に向けて付勢するバネとから構成したものである。

等に、箱嵌合手段として、ロボットハンドと、このロボットハンドを移動するロボットアームとを有する多軸ロボットを用いるようにしたものである。

また、第１の辺を開口部に挿入する際に開口部の幅を広げ、第１の辺の挿入後に開口部の幅を元に戻す開口拡幅手段を設けたものである。この開口拡幅手段は、第１の側面を内側に向けて押圧する側面押圧機構と、第１の辺に対面する第２の側面に当接して側面押圧機構による押圧を受け止める受け部から構成し、第１の側面と第２の側面との間の側面を外側に湾曲させるようにしたものである。

更に、内箱と外箱とを嵌合させる途中で、内箱の側面に接着剤を塗布する接着剤塗布手段を設けたものである。

また、内箱と外箱とを嵌合した後に、外箱の接着材に対面する部位を押圧して接合させる接合手段を設けたものである。

更に、本発明の外装箱の製造システムは、外箱を製造する外箱製函装置と、内箱を製造する内箱製函装置と、外箱製函装置から取り出した外箱に、内箱製函装置から取り出した内箱を嵌合する箱嵌合装置から構成し、箱嵌合装置として、請求項７〜１４いずれか記載の箱嵌合装置を用いるようにしたものである。

また、別の外装箱の製造システムでは、外箱を製造する外箱製函装置と、内箱を製造する内箱製函装置と、蓋箱を製造する蓋箱製函装置と、外箱を保持して搬送する搬送装置と、外箱製函装置から外箱を取り出して搬送装置にセットする外箱取出し装置と、内箱製函装置から内箱を取り出して、搬送装置によって搬送されてきた外箱に嵌合する外箱嵌合装置と、蓋箱製函装置から蓋箱を取り出して、搬送装置によって搬送されてきた内箱に蓋箱を嵌合する蓋箱嵌合装置とを設け、内箱嵌合装置として請求項７〜１４いずれか記載の箱嵌合装置を用い、蓋箱嵌合装置として請求項７〜１０いずれか記載の箱嵌合装置を用いるようにしたものである。

本発明によれば、内箱を１辺ずつ外箱に挿入するようにしたので、確実に内箱と外箱とを自動機で嵌合させることができる。また、１辺を挿入した後で外箱内で内箱を片寄せするようにしたので、スムーズに１辺ずつ挿入することができる。更に、２つ目の辺を挿入する際には、内箱と外箱のズレ量を測定し、このズレ量が小さくなるように箱の位置を補正するようにしたので、内箱と外箱との端縁同士がぶつかって破損するのを防止することができる。また、ズレ量の測定は、撮像による非接触で行なうようにしたので、測定時に箱がズレ動くことはない。

また、内箱を外箱に挿入する際に、外箱を拡幅するようにしたので、多少の位置ズレがあっても内箱を外箱に確実に挿入することができる。この拡幅は、外箱の側面を押圧する単純な構成であるため、ローコストに適用することができ、高い動作信頼性を得ることができる。

更に、内箱を外箱に嵌合させる途中で接着剤を塗布するようにしたので、接着剤を塗布する工程を別個に設ける必要がなくなり、嵌合時間の短縮を図ることができる。

図１及び図２に示すように、Ｘ線フイルムを包装する紙製の外装箱２は、上部に開口部３ａが形成された縦型の箱本体３と、この箱本体３の上部に被せられる開口部４ａが形成された蓋箱４とで構成されている。箱本体３には、複数枚のＸ線フイルムを包装袋に収納した袋詰め品５が開口部３ａから納められ、この箱本体３を封止するように蓋箱４が嵌合される。袋詰め品５は、包装袋がシート状に展開された包装シートを折り畳んで複数枚のＸ線フイルムを挟み込み、包装シートの３辺を接合して封止することにより形成される。この接合により袋詰め品５の外周に生じるヒレ部分５ａは、折り畳まれて箱本体３に収納される。

図３に示すように、箱本体３は、袋詰め品５が収納される内箱８と、この内箱８の外側に下方から被せられて内箱８を外装する外箱９から構成されており、内箱８の外側に外箱９と蓋箱４とを被せて多層化することによって遮光性を高めている。

内箱８は、袋詰め品５を衝撃等から保護するために厚みのある段ボール紙によって形成されており、袋詰め品５の全体を収納可能な高さ寸法を備えている。外箱９は、内箱８が挿入される開口部９ａが上部に形成されており、内箱８よりも高さ寸法が小さくされている。そのため、外箱９の開口部９ａから内箱８の上部が突出され、蓋箱４はこの内箱８の突出部分に被せられる。内箱８の上端部の一方の角部８ｆは、収納した袋詰め品５を取り出しやすくするため、また内箱８に蓋箱４を被せやすくするために円弧状に切り欠かれている。

図４及び図５に示すように、本発明の外装箱製造システム１２は、外箱９、内箱８、蓋箱４をそれぞれ製造する外箱製函装置１３、内箱製造装置１４、蓋箱製造装置１５と、外箱製函装置１３から外箱９を取り出して搬送装置１６に供給する外箱取出しロボット１７と、内箱嵌合装置１４から内箱８を取り出して外箱９に嵌合する内箱嵌合装置１８と、蓋箱嵌合装置１５から蓋箱４を取り出して内箱８に嵌合する蓋箱嵌合装置１９と、外装箱製造システム１２を制御する制御装置２０と、外箱取出しロボット１７等を制御するロボットコントローラ２１から構成されている。

外箱製函装置１３、内箱製函装置１４、蓋箱製函装置１５は、厚紙または段ボール紙で展開形状に形成されたブランクシートを折込み線に沿って折り込み、端部の接合フラップに接着材を塗布して接合することにより外箱９、内箱８、蓋箱４を製造する。また、蓋箱製函装置４では、開口部４ａが上方を向いた状態で蓋箱４が完成されるが、内箱８への嵌合がしやすいように、開口部４ａが下方を向くように反転させる。これらの製函装置１３〜１５は、ブランクシートを折り込む金型を交換することによって、多サイズの外箱、内箱、蓋箱の製造に対応することができる。

外箱取出しロボット１７は、外箱９を挟み込んで保持するロボットハンド２５と、このロボットハンド２５を移動する多軸アーム２６から構成された多軸ロボットであり、本発明の外箱取出し装置を構成する。外箱取出しロボット１７は、外箱製函装置１３によって製造された外箱９を取り出して搬送装置１６に供給し、この搬送装置１６によって外箱９が保持されるとロボットハンド２５による保持を解除して、次の外箱９を取り出すために外箱製函装置１３にロボットハンド２５を移動する。

搬送装置１６は、外箱取出しロボット１７から供給された外箱９を搬送方向Ｘ１に搬送する。その搬送途中には、外箱取出しロボット１７から外箱９が供給される外箱供給ステージ３０と、外箱９に内箱８が嵌合される内箱嵌合ステージ３１と、内箱８の高さを測定して外箱９に対する内箱８の嵌合状態を検査し、外箱９と内箱８とを押圧して接着材を圧着させる第１検査ステージ３２と、内箱８に蓋箱４が嵌合される蓋箱嵌合ステージ３３と、完成した外装箱２の高さを検査して品種を識別し、外装箱製造システムから排出する第２検査ステージ３４とが設けられている。

図６に示すように、搬送装置１６は、搬送方向Ｘ１に沿って配置された一対のガイドレール３７と、これらのガイドレール３７の上に搬送方向Ｘ１及び戻し方向Ｘ２においてスライド自在となるように取り付けられた一対のスライドレール３８と、これらのスライドレール３８の上に取り付けられてＸ１、Ｘ２方向での取付位置が調整可能にされた一対の調整レール３９とを備えており、一対のガイドレール３７は、搬送方向Ｘ１に直交する幅方向Ｗ１、Ｗ２において移動自在とされている。各スライドレール３８及び各調整レール３９の上には、外箱９の前面及び背面を側方から挟み込んで保持する複数個の背面側サイドクランプ４０と前面側サイドクランプ４１とが取り付けられており、外箱９は調整レール３９の上に載置されて搬送される。また、一対のガイドレール３７の間には、上下方向で昇降自在とされた複数個の箱保持片４２が配置されている。

一対のガイドレール３７は、外箱９の供給時に幅方向Ｗ１に移動されている。ガイドレール３７の間に外箱９が供給されると、図７（Ａ）に示すように、一対のガイドレール３７が幅方向Ｗ２に移動され、背面側サイドクランプ４０と前面側サイドクランプ４１とが外箱９の前面及び背面を側方から挟み込む。背面側サイドクランプ４０と前面側サイドクランプ４１との間隔は、調整レール３９を方向Ｘ１、Ｘ２で移動させることにより、箱の大きさに合せて調整することができる。

図７（Ｂ）に示すように、一対のスライドレール３８は、搬送方向Ｘ１にスライドされ、外箱９が同方向に搬送される。次いで、下方から複数の箱保持片４２が上昇される。これらの箱保持片４２は、外箱９の厚み寸法に合せて位置が調整された部材であり、背面側サイドクランプ４０と前面側サイドクランプ４１との間で外箱９を挟み込んで保持する。

図７（Ｃ）に示すように、ガイドレール３７が幅方向Ｗ１に移動されて、背面側サイドクランプ４０及び前面側サイドクランプ４１による外箱９の保持が解除され、次いでスライドレール３８が戻り方向Ｘ２に移動されることにより、１列目の背面側サイドクランプ４０と前面側サイドクランプ４１は、図６に示す位置に復帰する。

その後、１列目の背面側サイドクランプ４０と前面側サイドクランプ４１の間に新たな外箱９が供給され、ガイドレール３７が幅方向Ｗ２に移動して背面側サイドクランプ４０と前面側サイドクランプ４１で二つの外箱９を保持し、箱保持片４２が下降される。以後、図７（Ｂ）〜（Ｄ）の動作を繰り返すことにより、複数個の外箱９が順に搬送される。

図８に示すように、内箱嵌合装置１８は、内箱嵌合ステージ３１の近傍に配置される内箱嵌合ロボット４５と、外箱嵌合ステージ３１で外箱９を保持する外箱保持機構４６と、内箱８と外箱９との位置ズレを測定するズレ量測定部４７と、外箱８の側面に接着材を塗布する接着材塗布機構４８と、内箱８を外箱９に挿入する際に外箱９の開口部９ａの幅を拡幅する側面押圧機構４９と、第１検査ステージ３２で外箱９と内箱８の側面を押圧して接着材を圧着させる接合機構５０とを有している。

図５に示すように、内箱嵌合ロボット４５は、前述の外箱取出しロボット１７と同様のもので、内箱製函装置１４で製造された内箱８を保持するロボットハンド５３と、このロボットハンド５３を移動させて内箱８を外箱９に嵌合させるロボットアーム５４から構成された多軸ロボットであり、箱嵌合手段を構成する。この内箱嵌合ロボット４５は、ロボットコントローラ２１によって制御される。

図９及び図１０は、内箱嵌合装置１８による内箱８の嵌合手順を示している。なお、図面の煩雑化を避けるため、背面側サイドクランプ４０と前面側サイドクランプ４１は図示していない。

図９（Ａ）に示すように、外箱９は搬送装置１６の各調整レール３９の上に載置され、外箱供給ステージ３０から内箱嵌合ステージ３１に搬送される。箱保持手段及び開口拡幅手段の受け部を構成する外箱保持機構４６と、開口拡幅手段の側面押圧機構４９は、内箱嵌合ステージ３１に配置されている。外箱保持機構４６と側面押圧機構４９は、幅方向Ｗ１，Ｗ２において移動自在とされており、同図（Ｂ）に示すように、内箱嵌合ステージ３１に外箱９が搬送されてくると、Ｗ２方向に移動して外箱保持機構４６で外箱９の第２側面９ｂ側を挟み込んで保持し、側面押圧機構４９で外箱９の第１側面９ｃを押圧する。これにより、外箱９の前面９ｄ及び背面９ｅが外側に湾曲して上部の開口部９ａの幅が拡張される。

図９（Ｃ）に示すように、接着材塗布手段である接着材塗布機構４８は、内箱製函装置１４から取り出された内箱８が内箱嵌合ステージ３１に搬送される途中で、内箱８の前面８ａ及び背面８ｂに接着材５７を塗布する。この接着材５７には、例えば熱可塑性プラスチックなどが用いられる。

図９（Ｄ）に示すように、内箱嵌合ロボット４５は、最初に内箱８の底面の第１辺８ｃを外箱９の開口部９ａに挿入し、次いで第１辺８ｃに対面する第２辺８ｄを挿入する。開口部９ａは、側面押圧機構４９の押圧によって拡幅されているので、多少の位置ズレが生じていても第１辺８ｃは容易に挿入することができる。その後、同図（Ｅ）に示すように、側面押圧機構４９による押圧が解除され、開口部９ａの幅が元の状態に戻される。内箱嵌合ロボット４５には、内箱８の第１辺８ｃが外箱９の第１側面９ｃに片寄せされるように、内箱８を外箱９内で移動させる片寄せ機構が設けられている。

図１１に示すように、片寄せ機構６０は、ロボットアーム５４の先端に取り付けられた略Ｌ字形状のブラケット６１と、このブラケット６１の屈曲内面に取り付けられ、ロボットハンド５３を同図（Ａ）に示す第１の位置と同図（Ｂ）に示す第２の位置との間でスライド自在に保持するスライドガイド６２と、ロボットハンド５３を第１の位置で保持するハンド保持機構であるエアシリンダ６３と、ロボットハンド５３を第２の位置に向けて付勢するバネ６４から構成されている。

片寄せ機構６０は、内箱製函装置１８から内箱８を取り出し、内箱８の第１辺８ｃを外箱９の開口部９ａに挿入するまで、エアシリンダ６３によってロボットハンド５３を第１の位置で保持している。第１辺８ｃが開口部９ａに挿入されると、エアシリンダ９ａからエアが抜かれるため、ロボットハンド５３はバネ６４の付勢によって第２の位置にスライドされる。これにより、第１辺８ｃが外箱９の第１側面９ｃに片寄せされる。

図９（Ｆ）に示すように、ズレ量測定部４７は、内箱８の片寄せ後に、内箱８の第１辺８ｃに対面する第２辺８ｄと、外箱９の第２側面９ｂとのズレ量を測定する。ズレ量測定部４７は、内箱８の第２辺８ｄに連設された側面８ｅと、外箱９の第２側面９ｂとを撮像して側面画像を形成する撮像カメラ６７と、側面画像を２値化して２値化画像を作成し、この２値化画像の座標値から第２辺８ｄと第２側面９ｂとのズレ量を算出する画像処理回路６８から構成されている。

図１２（Ａ）に示すように、撮像カメラ６７で撮像を行なうことにより、内箱８の側面８ｅと外箱９の第２側面９ｂの側面画像が作成される。この側面画像は、画像処理回路６８に入力され、画像の明暗に基づいて白黒の２値化画像が作成される。同図（Ｂ）に示すように、画像処理回路６８は、外箱９の第２側面９ｂの上端を点ａ，ｂとして設定し、内箱８の側面８ｅの下端を点ｃ，ｄとして設定し、これらの点ａ〜ｄの座標値から、予め設定されている基準線Ｌまでの距離Ａ〜Ｄを算出する。次いで、Ｂ−Ａ、及びＤ−Ｃの演算を行なって、外箱９の中心点Ｘと、内箱８の中心点Ｙの座標値を算出する。そして、Ｘ−Ｙの演算を行なうことにより、外箱９と内箱８との間のズレ量Ｚを算出する。

次いで、図１２（Ｃ）に示すように、ズレ量Ｚが小さくなるように内箱嵌合ロボット４５が内箱８を移動させ、同図（Ｄ）に示すように、内箱８の第２辺８ｄを外箱９の開口部９ａに挿入する。

図１０（Ｅ）に示すように、接合機構５０は、外箱９を前面側及び背面側から挟み込む押圧板７１から構成されており、第１検査ステージ３２に設けられている。押圧板７１は、接着材５７を押圧して外箱９と内箱８を圧着させる。なお、サイズの大きな外装箱の場合には、内箱８内に押圧を受け止めるガイドが挿入される。

図１３に示すように、蓋箱嵌合装置１９は、蓋箱嵌合ステージ３３の近傍に配置される蓋箱嵌合ロボット７５と、蓋箱嵌合ステージ３３で外箱９を保持する外箱保持機構７６と、内箱８と蓋箱４との位置ズレを測定するズレ量測定部７７とを有している。

図５に示すように、蓋箱嵌合ロボット７５は、前述の内箱嵌合ロボット４５と同様のもので、蓋箱製函装置１５で製造された蓋箱４を保持するロボットハンド８０と、このロボットハンド８０を移動させて蓋箱４を内箱８に嵌合させるロボットアーム８１から構成された多軸ロボットであり、箱嵌合手段を構成する。この蓋箱嵌合ロボット７５は、ロボットコントローラ２１によって制御される。なお、詳しくは図示しないが、蓋箱嵌合ロボット７５には、内箱嵌合ロボット４５と同様の片寄せ機構が設けられている。

図１４は、蓋箱嵌合装置１９による蓋箱４の嵌合手順を示している。なお、図面の煩雑化を避けるため、背面側サイドクランプ４０と前面側サイドクランプ４１は図示していない。また、外箱保持機構７６及びズレ量測定部７７は、内箱嵌合装置１８の外箱保持機構４６及びズレ量測定部４７と同じものであるため、詳しい説明は省略する。

次に、上記実施形態の作用について、図１６〜１７を参照して説明する。図４及び５に示す外箱取出しロボット１７は、外箱製函装置１３から完成した外箱９を取り出して搬送装置１６の外箱供給ステージ３０に供給する。図６及び７に示すように、搬送装置１６は、調整外箱９を背面側サイドクランプ４０と前面側サイドクランプ４１とで挟み込み、調整レール３９上をＸ１方向に搬送する。

図９（Ａ）に示すように、外箱９が内箱嵌合ステージ３１に到達すると、同図（Ｂ）に示すように、外箱保持機構４６で外箱９を挟み込んで保持し、側面押圧機構４９で外箱９の第１側面９ｃを押圧する。これにより、外箱９の前面９ｄ及び背面９ｅが外側に湾曲されて、開口部９ａが拡幅される。

内箱嵌合装置１８の内箱嵌合ロボット４５は、内箱製函装置１４から完成した内箱８を取り出して内箱嵌合ステージ３１に搬送する。その途中で、図９（Ｃ）に示すように、内箱８の前面８ａ及び背面８ｂに接着材５７が塗布される。

図９（Ｄ）に示すように、内箱嵌合ロボット４５は、内箱８の第１辺８ｃを外箱９の開口部９ａに挿入し、同図（Ｅ）に示すように、第１辺８ｃが外箱９の第１側面９ｃに近接されるように内箱８を移動する。この内箱８の移動時には、図１１に示す片寄せ機構６０が用いられる。

内箱８の第１辺８ｃは、拡幅された開口部９ａに挿入されるので、多少の位置ズレが生じていても容易に挿入することができる。また、ロボットアーム５４を動かして内箱８を片寄せする場合、内箱８を外箱９からいったん抜き出して再挿入しなければならず、時間がかかる。しかし、片寄せ機構６０を用いることにより、ロボットアーム５４を動かす必要がなくなるため、短時間で片寄せ動作を行なうことができる。また、バネ６４の付勢力は、内箱８の押圧によって外箱９の保持が外れない程度にされているので、外箱９がズレ動くことはない。

図９（Ｆ）及び図１２に示すように、ズレ量測定部４７は、内箱８の第２辺８ｄと、外箱９の第２側面９ｂとのズレ量を測定する。内箱嵌合ロボット４５は、算出されたズレ量Ｚが小さくなるように内箱８を移動する。そして、図１０（Ａ）に示すように、内箱８の第２辺８ｄを開口部９ａに挿入する。このように、内箱８と外箱９とのズレを測定して内箱８を外箱９に挿入するようにしたので、確実に短時間で挿入することができる。また内箱８と外箱９との端縁同士がぶつかるのを防止することができるので、箱の損傷を防止することができる。

図１０（Ｂ）に示すように、内箱８の挿入は、接着剤５７が外箱９に到達する直前でいったん停止され、側面押圧機構４９によって開口部９ａが拡幅される。そして、同図（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、内箱８が外箱９の底まで挿入される。これにより、接着材５７が外箱９の開口部９ａに付着するのを防止することができる。

内箱８の嵌合が完了した外箱９は、搬送装置１６によって第１検査ステージ３２に搬送される。この第１検査ステージでは、内箱８の高さが測定されて嵌合の適否が判定される。更に、接合機構５０の押圧板７１によって外箱９の前面９ｄ及び背面９ｅが押圧され、接着材５７が圧着される。

内箱８が嵌合された外箱９は、搬送装置１６によって蓋嵌合ステージ３３に搬送され、図１４（Ａ）に示すように、外箱保持機構７６によって保持される。蓋箱嵌合装置１９の蓋箱嵌合ロボット７５は、蓋箱製函装置１５から完成した蓋箱４を取り出して蓋箱嵌合ステージ３３に搬送する。そして、同図（Ｂ）に示すように、開口部４ａの最も幅が広くなっている中央部を内箱８の上端の第３辺８ｅに挿入する。同図（Ｃ）に示すように、蓋箱嵌合ロボット７５に設けられた片寄せ機構を用いて蓋箱４を内箱８に対して片寄せする。

同図（Ｄ）に示すように、ズレ量測定部７７を用いて蓋箱４の開口４ａと、内箱８の第３辺８ｅに対面する角部８ｆとのズレ量を測定し、このズレ量が小さくなるように蓋箱４を移動する。そして、同図（Ｅ）に示すように、開口４ａを角部８ｆに挿入し、同図（Ｆ）に示すように、蓋箱４を押圧して内箱８を奥まで挿入する。このように、蓋箱４と内箱８との嵌合においてもズレを測定して挿入するようにしたので、確実に短時間で挿入することができる。また、箱の損傷を防止することができる。

蓋箱４が嵌合されて完成した外装箱２は、第２検査ステージ３４に搬送され、高さ検査及び品種識別が行なわれる。検査が終了した外装箱２は、外装箱製造システム１２から排出される。以上で説明した動作が、予定生産箱数を満たすまで繰り返し行なわれることにより、多数の外装箱２を製造することができる。また、外箱９、内箱８、蓋箱４の製函後に、これらの嵌合を連続して行なうので、これらの箱の数量管理や、ストックするためのスペース等を省くことができる。

なお、上記実施形態では、外箱、内箱、蓋箱を有する外装箱を例に説明したが、内箱と外箱とからなる外装箱や、更に多数の箱の嵌合からなる外装箱の製造にも適用することができる。また、Ｘ線フイルムの外装箱を例に説明したが、その他の製品の外装箱に適用することができる。

本発明によって製造される外装箱の外観形状を示す斜視図である。 外装箱の構成を示す分解斜視図である。 箱本体の構成を示す分解斜視図である。 外装箱製造システムの構成を示すブロック図である。 外装箱製造システムの構成を示す概略図である。 搬送装置の構成を示す外観斜視図である。 搬送装置の動作手順を示す説明図である。 内箱嵌合装置の構成を示すブロック図である。 外箱に対する内箱の挿入手順を示す説明図である。 外箱に対する内箱の嵌合手順を示す説明図である。 片寄せ機構の構成及び動作状態を示す正面図である。 ズレ量測定部によるズレ量の測定手順を示す説明図である。 蓋箱嵌合装置の構成を示すブロック図である。 内箱に対する蓋箱の嵌合手順を示す説明図である。 外装箱の製造手順を示すフローチャートである。 内箱の嵌合手順を示すフローチャートである。 蓋箱の嵌合手順を示すフローチャートである。

符号の説明

２ 外装箱
３ 箱本体
４ 蓋箱
５ 袋詰め品
８ 内箱
９ 外箱
１２ 外装箱製造システム
１３ 外箱製函装置
１４ 内箱製函装置
１５ 蓋箱製函装置
１６ 搬送装置
１７ 外箱取出しロボット
１８ 内箱嵌合装置
１９ 蓋箱勘合装置
２０ 制御装置
２１ ロボットコントローラ
４５ 内箱嵌合ロボット
４６ 外箱保持機構
４７ ズレ量測定部
４８ 接着材塗布機構
４９ 側面押圧機構
５０ 接合機構
５３ ロボットハンド
５４ ロボットアーム
６０ 片寄せ機構
６２ スライドガイド
６３ エアシリンダ
６４ バネ
６７ 撮像カメラ
６８ 画像処理回路

Claims (16)

1. 外箱の開口部に内箱の第１の辺を挿入する工程と、
   前記内箱または外箱を移動させて、前記第１の辺と、この第１の辺に対面する前記外箱の第１の側面とを近接させる工程と、
   前記第１の辺に対面する前記内箱の第２の辺と、前記開口部とのズレ量を測定する工程と、
   前記第２の辺を移動させてズレ量を補正する工程と、
   前記第２の辺を前記開口部に挿入する工程と、
   前記内箱と前記外箱とを嵌合させる工程を含むことを特徴とする箱嵌合方法。
2. 前記ズレ量を測定する工程は、前記第２の辺に連設された前記内箱の側面と、この側面に対応する外箱の側面とを撮像して側面画像を作成する工程と、
   前記側面画像を２値化して２値化画像を作成し、この２値化画像の座標値から前記開口部と前記第２の辺とのズレ量を算出する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の箱嵌合方法。
3. 前記開口部に前記第１の辺を挿入する工程の前に行なわれ、前記開口部の幅を広げる工程と、
   前記開口部に対する前記第２の辺の挿入後に行なわれ、前記開口部を元の幅に戻す工程とを含むことを特徴とする請求項１または２記載の箱嵌合方法。
4. 前記開口部の幅を広げる工程は、前記第１の辺に対面する前記外箱の２つの側面のうち、少なくとも一方を内側に押圧して、前記２つの側面の間の他の側面を外側に湾曲させる工程を含むことを特徴とする請求項３記載の箱嵌合方法。
5. 前記内箱と外箱とを嵌合させる途中で、前記内箱の側面に接着剤を塗布する工程と、
   前記内箱の前記接着剤が塗布された部分が前記外箱内に挿入される際に、前記開口部を広げて前記外箱の端縁への接着剤の付着を防止する工程と含むことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の箱嵌合方法。
6. 前記内箱と外箱とを嵌合した後に、前記外箱の接着材に対面する部位を押圧する工程を含むことを特徴とする請求項５記載の箱嵌合方法。
7. 外箱または内箱を保持する箱保持手段と、
   前記内箱または外箱を保持して移動させ、前記外箱の開口部に前記内箱の第１の辺、前記第１の辺に対面する第２の辺を順に挿入し、前記内箱または外箱を押圧して前記内箱と外箱とを嵌合させる箱嵌合手段と、
   前記第１の辺が前記開口部に挿入された後に前記内箱または外箱を移動させて、前記第１の辺と、この第１の辺に対面する前記外箱の第１の側面とを近接させる片寄せ手段と、
   前記開口部に前記第２の辺を挿入する際に、前記開口部と前記第２の辺とのズレ量を測定するズレ量測定手段とを備え、
   前記箱嵌合手段は、前記第２の辺を前記開口部に挿入する前に、前記ズレ量が小さくなるように前記内箱または外箱を移動させることを特徴とする箱嵌合装置。
8. 前記ズレ量測定手段は、前記第２の辺に連設された前記内箱の側面と、この側面に対応する外箱の側面とを撮像して側面画像を作成する撮像部と、
   前記側面画像を２値化して２値化画像を作成し、この２値化画像の座標値から前記第２の辺と前記開口部とのズレ量を算出する画像処理部とを有することを特徴とする請求項７記載の箱嵌合装置。
9. 前記片寄せ手段は、前記内箱または外箱を保持するロボットハンドと、
   前記内箱または外箱を保持する際に用いられる第１の位置と、前記第１の辺を第１の側面に近接させる第２の位置との間で前記ロボットハンドをスライド自在に保持するスライド機構と、
   前記ロボットハンドを第１の位置で保持するハンド保持機構と、
   前記ロボットハンドを第２の位置に向けて付勢するバネとを有することを特徴とする請求項７または８記載の箱嵌合装置。
10. 前記箱嵌合手段として、前記ロボットハンドと、このロボットハンドを移動するロボットアームとを有する多軸ロボットを用いることを特徴とする請求項９記載の箱嵌合装置。
11. 前記第１の辺を前記開口部に挿入する際に前記開口部の幅を広げ、前記第１の辺の挿入後に前記開口部の幅を元に戻す開口拡幅手段を有することを特徴とする請求項７〜１０いずれか記載の箱嵌合装置。
12. 前記開口拡幅手段は、前記第１の側面を内側に向けて押圧する側面押圧機構と、前記第１の辺に対面する第２の側面に当接して前記側面押圧機構による押圧を受け止める受け部とを有し、前記第１の側面と第２の側面との間の側面を外側に湾曲させることを特徴とする請求項１１記載の箱嵌合装置。
13. 前記内箱と外箱とを嵌合させる途中で、前記内箱の側面に接着剤を塗布する接着剤塗布手段を有することを特徴とする請求項７〜１２いずれか記載の箱嵌合装置。
14. 前記内箱と外箱とを嵌合した後に、前記外箱の接着材に対面する部位を押圧して接合させる接合手段を有することを特徴とする請求項１３記載の箱嵌合装置。
15. 内装品が収納される内箱と、この内箱の外側に嵌合される外箱とを有する外装箱の製造システムにおいて、
    前記外箱を製造する外箱製函装置と、
    前記内箱を製造する内箱製函装置と、
    前記外箱製函装置から取り出した前記外箱に、前記内箱製函装置から取り出した前記内箱を嵌合する箱嵌合装置とを備え、
    前記箱嵌合装置として、請求項７〜１４いずれか記載の箱嵌合装置を用いることを特徴とする外装箱の製造システム。
16. 内装品が収納される内箱と、この内箱の下部に被せるように嵌合される外箱と、前記内箱の上部に被せるように嵌合される蓋箱とを有する外装箱の製造システムにおいて、
    前記外箱を製造する外箱製函装置と、
    前記内箱を製造する内箱製函装置と、
    前記蓋箱を製造する蓋箱製函装置と、
    前記外箱を保持して搬送する搬送装置と、
    前記外箱製函装置から前記外箱を取り出して前記搬送装置にセットする外箱取出し装置と、
    前記内箱製函装置から前記内箱を取り出して、前記搬送装置によって搬送されてきた前記外箱に前記内箱を嵌合する外箱嵌合装置と、
    前記蓋箱製函装置から前記蓋箱を取り出して、前記搬送装置によって搬送されてきた前記内箱に前記蓋箱を嵌合する蓋箱嵌合装置とを備え、
    前記内箱嵌合装置として、請求項７〜１４いずれか記載の箱嵌合装置を用い、前記蓋箱嵌合装置として、請求項７〜１０いずれか記載の箱嵌合装置を用いることを特徴とする外装箱の製造システム。

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