JP5819267B2 - 包装装置 - Google Patents
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Description
このことは複数台の包装機から排出された製品をコンベヤに多列に並べて搬送し、それらの製品をまとめて箱などに詰める場合も同様である。
先ず、請求項1の発明に係る包装装置は、複数列のコンベヤ(12)の夫々の下流側で搬送されてきた製品(W)を所定数ごとに下方に放出する第1ホッパー(22)と、該第1ホッパー(22)の下方にそれぞれ配設されており、前記製品(W)を上方から受け入れて収容する第2ホッパー(48)と、該第2ホッパー(48)を製品(W)の受入れ位置(Y1)とその位置から側方に離れた受渡し位置(Y2)との間で案内する案内手段(66)と、前記第2ホッパー(48)が前記受渡し位置(Y2)において係合し得るよう前記案内手段(66)に配設された係合手段(76)と、前記案内手段(66)によって第2ホッパー(48)が移動し得るよう駆動する駆動手段と、前記受渡し位置(Y2)に移動している複数列の第2ホッパー(48)の何れかの案内手段(66)との係合を解除してその第2ホッパー(48)を包装容器(100)の開口上方まで移動し、該第2ホッパー(48)内の製品(W)を包装容器(100)の開口に向けて供給するように構成したロボット(86)と、を備え、前記案内手段(66)は前記第1ホッパー(22)の下方位置から製品(W)を包装容器(100)に近づく側に向けて水平方向に移動する移動部材(72)を備えており、前記係合手段(76)は前記移動部材(72)に配設されていることを特徴とする。
上記のように本発明によれば、ロボット(86)により製品(W)を包装容器(100)に供給し包装するに当たって、製品(W)を複数列のライン(12)で搬送して、夫々のライン毎に第2ホッパー(48)に所定数だけ収容し受渡し位置(Y2)に待機させることが可能となる。このため仮に一つのライン(12)で製品が不良として排除される場合があっても、受渡し位置(Y2)に製品を所定数収容したいずれかのラインの第2ホッパー(48)が到達し得るため、ロボット(86)による包装容器(100)の開口に向けての製品供給を効率よく行うことができる。
また、各コンベヤライン12は、図2のように、最後尾のコンベヤ14の一つ前のコンベヤ16が仮想線で示すように下方に傾動可能とされており、搬送されてきた製品Wをコンベヤライン12から落下させて、排除し得る構成となっている。コンベヤ16は各コンベヤ14の下流位置に配置された製品通過センサー18による製品検知情報が不図示の制御処理部で記憶処理されて後述の上段ホッパー22内の製品数が所定数存在すると判断されているときに傾動するようになっている。
また、各列のコンベヤライン12の途中には、製品Wの重量などを検査する検査装置(不図示)が配設されており、その検査で包装不良となった製品Wをコンベヤライン12から排除する製品排出手段(不図示)が配設されている。
図3では、左側と中央位置のスライドシャッタ28Bが開口し、スライドシャッタ28Aが閉鎖された状態を示している。収容部24にはコンベヤ14から案内板32により案内され落下してくる5個の製品Wが収容されると、後述する中段ホッパー34の収容部36への製品Wの落下が可能と制御処理部で判断されるときに、図3の右側位置で示されるように下部のスライドシャッタ28Aを開口し上部のスライドシャッタ28Bを閉鎖して、製品Wを収容部24から中段の収容部36に整列した状態で落下させる。
スライドシャッタ28Aを開口状態として収容部24から製品Wを5個まとめて落下させる際には、コンベヤ14から製品Wが落下してきてもスライドシャッタ28Bで閉じていることから、製品Wが収容部24に収容されることはない。この場合には、収容部24から収容部36へ製品Wが5個落下し終えた後に、再び、スライドシャッタ28Bが開口した状態で製品Wは収容部24に収容される。
上段ホッパー22によるスライドシャッタ28A,28Bの開閉作動が5回行われ、25個の製品Wが収容部36に収容された状態で、後述する下段ホッパー48の収容部50への製品Wの落下が可能と不図示の制御処理部で判断されているときに、シャッタ38,38は不図示の駆動手段から駆動を受けて回動し、開状態とされ、製品Wを収容部36から落下させるよう、不図示の制御処理部の指令により開閉作動する。
なお、シャッタ52,52は、不図示のばね力付勢手段により収容部50に製品Wを受け入れた状態においても、常時閉じており、後述するロボット86のハンド部92に配設されたエアシリンダなどからなる駆動手段104から駆動を受けることによって図4(A)の符合52´のように開くようになっている。
各下段ホッパー48の下方には、案内手段66が夫々配設されている。
各案内手段66は、包装容器100を搬送する下流側のコンベヤ102に向けて水平に延設されたレール部材68と、該レール部材68に案内され移動し得るようレール部材68に支持された移動部材72を備えている。
なお、移動部材72は、リニアシリンダなどからなる不図示の駆動手段から駆動を受けてレール上を往復移動するよう構成されており、移動部材72の上部4箇所から上方に係合手段としての係合ピン76が、支持体56の下面56bの4箇所に穿設された係合孔78の位置に対応して突出している。
よって、支持体56の係合孔78に移動部材72の係合ピン76が係合することで、移動部材72に対して支持体56が位置決めされた状態で、移動部材72は下段ホッパー48と一体となってレール部材68上を移動することになる。
そのレール部材68上の下段ホッパー48の移動は、下段ホッパー48の中段ホッパー34から落下してくる製品Wを受け入れる受入れ位置Y1と、その受入れ位置Y1より製品Wを包装容器100内に供給する位置に近づく位置である受渡し位置Y2の間で行なわれる。
移動部材72の位置が受入れ位置Y1或いは受渡し位置Y2の何れかなどの情報が検知手段80,80などの情報によって得られるようになっており、例えば、移動中の下段ホッパー48が受入れ位置Y1或いは受渡し位置Y2に接近すると、慣性を吸収するようにシリンダ82を作動制御される。
また、受渡し位置Y2に到達した際には、シリンダ84が伸長し側板60Aと一体のスライドロッド61を側板60B側に押すように制御される。
この側板60Aの移動により、下段ホッパー48内の製品Wが製品の長手方向に押されルことによって、受渡し位置Y2に至るまでに慣性などにより乱れた製品Wの長手方向における位置が揃うことになる。すなわち、下段ホッパー48の収容部には、細長状の製品Wの長手方向が下段ホッパー48の移動方向に向くように受入れられて収容されており、前述した作用により長手方向の製品Wの位置が揃えられて収容された状態となる。
包装容器100を搬送するコンベヤ102は、ブランクシートの状態から半分製函された包装容器100を供給位置Y3に間欠搬送し、その位置で包装容器100内への製品供給が完了すると図示されていないがフラップを折って上部蓋100aを閉じ、糊付けするなどの後処理工程に順次搬送する。
ハンド部92には、図4(B)に示すようにエアシリンダ94とエアシリンダ94の作動により水平方向に移動する係合ピン96が配設されている。
各係合ピン96は支持体56の係合孔98に対応した位置に配設されており、受渡し位置Y2で各係合ピン96が係合孔98に係合することにより下段ホッパー48はハンド部92に保持された状態になる。
また、ハンド部92には、エアシリンダ104が配置されており、不図示の制御処理部からの指令によりエアシリンダが作動すると一対のシャッタ52,52が回動して開くように構成されている。
上段ホッパー22は中段ホッパー34に製品Wが25個収容されていないこと、及び、中段ホッパー34のシャッタ38,38が開いていないことを条件に前述したようにスライドシャッタ28A,28Bのスライド移動させて上段ホッパー22に収容した製品Wを5個まとめて中段ホッパー34に落下させる。
中段ホッパー34は、下段ホッパー48が受入れ位置Y1で待機中であり、且つ、下段ホッパー48に製品Wが25個収容されていないことを条件に、中段ホッパー34に収容した製品Wを25個まとめて下段ホッパー48に落下させる。
下段ホッパー48が25個の製品Wを収容すると、下段ホッパー48と係合している案内手段66の移動部材72が不図示の駆動手段から駆動を受けて下段ホッパー48を受渡し位置Y2に移動させる。
これらのことは不図示の制御手段によって、列ごとに上段ホッパー22、中段ホッパー34、下段ホッパー48における製品W収容に関する情報や下段ホッパー48の移動に関する情報などに基づき、受渡し位置Y2に下段ホッパー48が移動するよう処理される。
このため、図1に示すように、例えば6列中の3列の下段ホッパー48が受渡し位置Y2に移動し、残り3列の下段ホッパー48が受入れ位置Y1で待機するなど、その都度、受渡し位置Y2に移動している下段ホッパー48の組み合わせが変化することになる。
この移動の際には、係合ピン76が係合孔78から外れて、下段ホッパー48と案内手段66の移動部材72との係合が解除され、下段ホッパー48は移動部材72から離脱した状態になって下段ホッパー48のみがロボット86によって移動するようになっている。
そして、ロボット86は、そのハンド部92の位置が製品Wの包装容器100への供給位置Y3の上方位置であるY4の位置付近から載置されている包装容器100に対してハンド部92を5〜10度程度傾けて、下段ホッパー48の側板60A、60Bを符号60A´、60B´で示すように傾けた状態として、側板60A、60Bを包装容器100の開口内に進入させる。そして、ハンド部92及び下段ホッパー48の傾きがなくなるように、ハンド部92を動かしながら包装容器100の開口を塞ぐ側に傾きかけた上部蓋100aを側板60Aによって開く側に押しつつ、両側板60A,60Bを包装容器100内に更に進入させる。すると、図2に示すように供給位置Y3では、両側板60A、60Bは包装容器100の箱側面に面した挿入状態の垂直状態となる。
このように上部蓋100aに当接する側板60Aの先端までの長さを側板60Bより短く設定し、ハンド部92及び下段ホッパー48の傾きをなくすよう動かすようにすることで、上部蓋100aに進入を妨げられることなく、側板60Bを包装容器100の開口に進入させ易くなり、また、両側板60A,60Bの間に置かれた製品Wを包装容器100の上端縁に接触させることなく、包装容器100内に確実に案内することができる。
そしてロボット86は、シャッタ52,52が閉じると共に包装容器100内への製品W供給が完了したことで空の状態になった下段ホッパー48を移動部材72に係合するよう受渡し位置Y2に戻して、ハンド部92と下段ホッパー48との係合を解除する。
下段ホッパー48が受渡し位置Y2に戻された情報に基づき、下段ホッパー48は受入れ位置Y1に戻され中段ホッパー34から次に落下してくる製品W25個を受け入れるまで待機する。
ロボット86は製品Wを包装容器100内に供給する動作を受渡し位置Y2に到達している下段ホッパー48に対して、前述した順番に同様に繰り返し、一つの収納容器100内に100個製品Wを供給する。
製品Wが100個供給されたら、コンベヤ102を駆動し、次の空の包装容器100を供給位置Y3に搬送する。
よって、ロボット86によって受渡し位置Y2に待機している何れかの列の下段ホッパー48が供給位置Y3に置かれた包装容器100に向けて移動し、移動した下段ホッパー48内の製品Wを包装容器100内に良好に供給できる。
また、各列搬送長さの違いなどにより、製品Wが上段ホッパー22に到達するまでの時間が異なっていても、上段ホッパー22への製品Wの到達時間差をなくすような搬送速度など調整しなくても良い。
また、ロボット86は、受渡し位置Y2を任意の位置に搬送することが可能であるため、各ホッパー装置20や案内手段66など配置を変更することなく、供給装置Y3を容易に変更することが可能になるなど、設計自由度が得られ、包装装置全体を簡素にすることができる。このことは、例えば、包装容器100が搬送されている際に、ロボット86がその包装容器100の移動に追従しながら包装容器100に製品Wを供給し得るなど連続包装などが可能になる。
また、一つの下段ホッパー48の製品Wの収容数の整数倍の数(複数列分合わせた数)が、一つの包装容器100内に供給する製品Wの供給予定数に等しくなるよう設定し、ロボット86が下段ホッパー48を順次、包装容器100に移動して包装容器100内に製品Wを供給するようにしたことで、包装不良などによる製品Wの到来の遅れに対して滞りなく効率よく包装容器100に製品Wを供給できる。
また、ロボット86のハンド部92に配設したシリンダ104などからなる駆動手段によって各下段ホッパー48のシャッタ52,52を開閉するようにしたことで、各下段ホッパー48にシャッタ52を開閉する駆動手段を配設不要になり、装置全体の簡素化並びにコスト削減が図れる。
更に、シリンダ104が、図4(A)に示すように一対のシャッタ52,52の軸58,58からずれた箇所を上方から下方に押すことで、両シャッタ52,52が同時に回動し開くようにしたことで、シャッタ52を開閉する駆動手段がより簡素になる。
また、同様にロボット86のハンド部92が下段ホッパー48の支持体56の内側から係合し、支持体56を保持するようにしたことで、下段ホッパー48の隣に別列の下段ホッパー48を接近配設しても、ロボット86が各下段ホッパー48を確実に保持して移動し得るもので、装置の小型化が図れる。
また、下段ホッパー48が受渡し位置Y2に到達した際に製品位置揃え手段としての下段ホッパー48の側板60Aを側板60B側に移動させて長手方向における製品Wの位置を揃えるようにしたことで、受入れ位置Y1から受渡し位置Y2への下段ホッパー48の移動速度を速めても、収容部50内に収容された製品Wを揃えた状態で包装容器100内に供給できる。
なお、包装容器(箱)100の上部蓋100aの倒れを考慮してハンド部92及び下段ホッパー48を傾けながら、包装容器100内に側板60A,60Bを進入させる際にも、包装容器100内の製品Wは側板60B側に寄ることから、受渡し位置Y2で揃えた製品Wの状態を維持しつつ包装容器100内に供給できる。
また、下段ホッパー48が案内手段66の係合手段に係合し位置決めされることから、ハンド部92が下段ホッパー48を保持する際に、下段ホッパー48に対するハンド部92の位置ずれが抑制され、良好に保持し得る。したがって、受渡し位置Y2において下段ホッパー48は案内手段66の係合手段により係合して位置決めされていればよく、受入れ位置Y1においては必ずしも係合手段により係合して位置決めされていることを要しないが、案内手段66による受入れ位置Y1と受渡し位置Y2との間の移動の際には位置決めされていると安定した移動とすることができ好ましい。
例えば、包装容器としては袋でも良く、製品としては、固形の食品などの内容物などでもよい。
また、前処理工程として横形製袋充填機などからなる包装機でもよい。
また、第1ホッパーと第2ホッパーの間に別のホッパーを複数配設するなど、設置の有無を含め数は問わない。
また、包装容器が移動中に、ロボットが第2ホッパーの製品を包装容器内に供給するようにしてもよい。
また、側板60A,60Bについては、収容部52内に製品Wを収容し得る形状であれば、例えば、網目状の支持体などでもよい。このような支持体は、収容部52で製品Wの長手方向における位置を揃え得る形状であることが好ましい。また、このような支持体は、ハンド部92が包装容器100内に製品Wを供給する際に、包装容器100の開口を塞ぐ前に傾きかけた上部蓋100aを開く側に押しつつ、包装容器100内に進入し得る形状であることが好ましい。
なお、側板60Bで上部蓋100aを開く側に押しつつ包装容器100内に進入させる前述した内容については、下段ホッパー48の収容部50内に製品Wが収容されるものに限らず、複数の製品をまとめて吸着、或いはチャックして移送するロボットハンドに側板60A,60Bを配設して、本実施形態と同様に側板60A,60Bを包装容器100内進入させるようにしてもよい。この場合も上部蓋100aに進入を妨げられることなく、側板60Bを包装容器100の開口に進入させ易くなり、また、両側板60A,60Bの間に置かれた製品Wを包装容器100の上端縁に接触させることなく、包装容器100内に確実に案内することができる。また、側板60A,60Bについては、製品Wを直接保持したり、収容するような部材であってもよい。
また、下段ホッパー48を受入れ位置Y1から受渡し位置Y2に移動させる態様としては、レール部材68上を移動させる手法に限らず、板上を滑走させるなど様々な態様であってもよく、結果、案内手段66には受渡し位置Y2において下段ホッパー48が係合した状態になるまでの全ての下段ホッパー48の移送手段が含まれる。
48 下段ホッパー(第2ホッパー)、 66 案内手段、
76 係合ピン(係合手段)、 86 ロボット、 100 包装容器、
W 製品(製品)、 Y1 受入れ位置、 Y2 受渡し位置
Claims (3)
- 複数列のコンベアの夫々の下流側で搬送されてきた製品を所定数ごとに下方に放出する第1ホッパーと、
該第1ホッパーの下方にそれぞれ配設されており、前記製品を上方から受け入れて収容する第2ホッパーと、
該第2ホッパーを製品の受入れ位置とその位置から側方に離れた受渡し位置との間で案内する案内手段と、
前記第2ホッパーが前記受渡し位置において係合し得るよう前記案内手段に配設された係合手段と、
前記案内手段によって第2ホッパーが移動し得るよう駆動する駆動手段と、
前記受渡し位置に移動している複数列の第2ホッパーの何れかの案内手段との係合を解除してその第2ホッパーを包装容器の開口上方まで移動し、該第2ホッパー内の製品を包装容器の開口に向けて供給するように構成したロボットと、を備え、
前記案内手段は前記第1ホッパーの下方位置から製品を包装容器内に供給する位置に近づく側に向けて水平方向に移動する移動部材を備えており、前記係合手段は前記移動部材に配設されていることを特徴とする包装装置。 - 前記第2ホッパーは、細長状の前記製品の長手方向が第2ホッパーの移動方向に向くように各製品を受け入れて収容する収容部と、該収容部内の各製品を製品の長手方向に押して、前記受渡し位置における長手方向の製品の位置を揃える製品位置揃え手段とを備えることを特徴とする請求項1に記載の包装装置。
- 前記ロボットのハンド部に配設された駆動手段によって前記第2ホッパーのシャッタを開閉するように構成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の包装装置。
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