JP6626422B2 - 製品供給装置 - Google Patents

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Description

本発明は、製品供給装置に関するものである。
例えば、上流側から搬送されてくる製品を下流側の装置に移し替える製品供給装置としては、特許文献1に開示された装置がある。この装置は、上流側の搬送ラインの搬出端と、下流側の搬送ラインの搬入端の両方の上方空間を覆い、水平面で回転するように配置される円盤状のプレートと、その円盤状のプレートの下面に取り付けた複数の吸着手段と、プレートを回転制御する機構等を備えている。そして、係る装置は、以下のように動作するように制御することで、上流側の搬送ラインで搬送されてくる製品を受け取り、当該製品を下流側の搬送ラインに供給する。すなわち、プレートを回転させて所定の吸着手段を上流側の搬送ラインの搬出端の上方に位置させ、その吸着手段にて当該搬出端にある製品を吸引保持する。吸引保持した状態のままプレートを回転させ、当該吸着手段を下流側の搬送ラインの搬入端の上方に位置させる。そして、吸引手段による吸引を解除すると、吸引保持されていた製品は、落下し、下流側の搬送ライン上に供給される。
特開平8−258976
例えば、製品が、複数の袋体が連続して接続された状態の連包品の場合、当該複数の袋体の一部を吸着しても吸着していない袋体の部分がばらけてしまい、広がった状態になり、搬送が不安定になるため、次段の装置に安定して供給することができない。また、製品が重い場合は、例えば搬送途中などにおいて吸着手段から製品が外れてしまい、次段の装置に供給することができなくなるおそれがある。
上述した課題を解決するために、本発明の製品供給装置は、製品を載置するテーブルと、前記テーブルの上で前記製品を複数保持する保持手段を備え、前記保持手段は、前記テーブルの移動中、前記製品を保持する状態を継続するように構成し、前記保持手段の前記保持する状態が解除された前記製品が搬出されるようにしたものを前提とする。テーブルの移動は、実施形態のように回転移動するものや、変形例で説明するように水平その他任意の方向に直線その他所定の軌跡で移動するものなどがある。
テーブルの移動中、製品は保持手段によって保持されている。従って、製品が、例えば折りたたんだ状態の連包品や、重量が重いものであっても、搬送姿勢が崩れることなく安定して搬出位置まで移動することができ、所定の搬出機構により次段の装置に供給することができる。所定の搬出機構は、以下の(1),(2)に示すように傾斜面を利用して落下するものや、押し出し機構など、各種の機構を採ることができるが、傾斜面を利用するものは、簡単な構成でできるので好ましい。
(1)上述した前提において、前記テーブルは、下方傾斜状に傾くように構成し、その下方傾斜状の部位にあり、前記保持手段による前記保持が解除された前記製品は、その下方傾斜状となった前記テーブルの傾斜面に沿って落下移動して次段の装置に供給されるように構成する。このようにすると、下方傾斜状の部位に至った製品は、下方傾斜状の傾斜面に沿って落下移動するため、搬送姿勢を維持しながら次段の装置に供給される。
(2)前記テーブルは、水平面内で前記移動を行い、前記テーブルの全体が傾くことで前記下方傾斜状になるようにするとよい。このようにすると、製品が移動する間は、製品が置かれたテーブル表面は水平面となっているため、安定した姿勢で製品を移動することができ、搬出時はテーブル全体を傾斜させることで次段の装置に落下供給することができ、構成が簡単で良い。
(3)前記テーブルは、多軸ロボットに連係され、その多軸ロボットにより動作する。多軸ロボットにより制御されるテーブルの動作は、例えば、テーブルを回転その他の移動をさせることや、傾斜させることなどがある。
(4)前記製品は、複数の袋体がつながった連包品であり、その複数の袋体が開いた状態の縦長で上下方向に延びるような姿勢の前記製品の前記複数の袋体の隣接する接続部分を付勢して折りたたんだ状態にしながら前記テーブルの上にセットする機構を備えるようにするとよい。このようにすると、連包品を折り畳んだ状態で次段の装置に供給することができるので良い。次段の装置は、例えば包装機本体に製品を供給する搬送装置等である。連包品を構成する複数の袋体は、実施形態では2個の袋体であるが、3個以上でも良い。開いた状態は、実施形態では2つの袋体のなす角が180度となり、全体が略平面状になっているが、本発明はこれに限ることはなく、なす角が180度以外の鈍角の状態となっていてもよい。上下方向に延びるとは、実施形態のように垂直面内のものに限ることはなく、適宜傾斜して斜めの上下方向に延びるものも含む。例えば、実施形態のように製品がエンドレスベルトのベルト面に沿って移動し、縦長で上下方向に開いた状態の連包品を構成する複数の袋体のうち、下方に位置する袋体がエンドレスベルトから外れて下方に突出して吊り下がった姿勢の製品に対して、複数の袋体の隣接する接続部分を付勢して折りたたんだ状態にする場合において、当該エンドレスベルトのベルト面が斜めに傾斜していると、エンドレスベルトに接している袋体の部分はベルト面に沿って斜めになるため、下方の吊り下がった袋体の部分とのなす角が鈍角になる。
本発明によれば、製品が例えば連包品であったり、重量があるものであったりしても、製品の姿勢を保持しながら安定して供給することができる。
本発明に係る製品供給装置の好適な一実施形態を示す斜視図である。 製品をテーブル上にセットする機能を説明する図である。 製品を搬出・供給する機能を説明する図である。 変形例を説明する図である。 変形例を説明する図である。
以下、本発明の好適な実施形態について図面に基づき、詳細に説明する。なお、本発明は、これに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。
図1は、本発明に係る製品供給装置の好適な一実施形態を含むシステムを示している。このシステムは、処理対象の製品1が連包品であり、その連包品を例えば包装フィルムで包み込んで包装する包装システムの一部である。本実施形態では、製品1は、内容物を収納する2つの袋体2が、シール部分で接続された状態で、縦長な形態となる。換言すると、縦長な製品1は、その長手方向の中央部位が接続部分3となり、2つの袋体2が接続されて一体となっている。また、本実施形態における袋体2の内容物は、例えばレトルト食品(例えば、カレー等)のように流動性等があり、例えば撓んだり曲がったりして適宜の姿勢・形状に変形するものである。
本システムは、上流側の第一搬送装置11と、下流側の第二搬送装置12と、それらの間に配置される製品供給装置13を備える。第一搬送装置11は、製品1を構成する2つの袋体2が前後に位置する開いた状態で搬送するベルトコンベアである。第一搬送装置11は、所定位置に配置されたプーリ14a,14b,……と、それらプーリ14a,14b,……に掛け渡したエンドレスベルト15を備える。第一搬送装置11の搬出側には、上下にプーリ14a,14bを配置する。この上下に配置されたプーリ14a,14b間に位置するエンドレスベルト15は、垂直面内を下降移動するように設定している。この垂直面内を移動する区間が、製品1の搬出部となる。また搬出側の上方のプーリ14aから上流側に位置するエンドレスベルト15は、水平面内を移動するように設定されており、この水平面内を移動する区間が、第一搬送装置11における製品1の搬送面となる。
これにより、第一搬送装置11の搬送面上に載った製品1は、2つの袋体2が開いた縦長の状態の姿勢のままエンドレスベルト15の回転に追従して前進移動し、上側のプーリ14aの位置を通過すると、水平面内の搬送面がなくなるので前側の袋体2はその先端側から下方に向けて移動し、接続部分3が当該プーリ14aを通過すると、前側の袋体2は垂直面に沿った姿勢となる。さらに製品1が前進移動し、後ろ側の袋体2も上側のプーリ14aの設置位置を通過すると、製品1全体が、縦長の開いた状態のままプーリ14a,14b間に位置するエンドレスベルト15に沿って垂直面内を下降移動し、搬出部に至る。
なお、図示省略するが、プーリ14aの設置位置を通過する製品1の姿勢をスムーズに下向きにして、プーリ14a,14b間に位置するエンドレスベルト15に沿わすためのガイド板や、エンドレスベルト15との間で製品1を挟み込むガイドローラなどを備えると良い。また、ガイドローラは、駆動力を受けて回転するものとすると良く、当該回転は第一搬送装置11のエンドレスベルト15の搬送速度に対応したものとすると良い。このようにすると、製品1は、エンドレスベルト15とガイドローラとで挟み込まれるとともに、両側から搬送力を受けるので、垂直面内に吊り下がった姿勢で安定して下降移動するので良い。また、エンドレスベルト15とガイドローラの回転を一時停止することで、搬出部に至った製品1を縦長で吊り下げた状態で維持し、後述する製品1の押し出しにあわせて回転を開始すると良い。また、第一搬送装置11は、エンドレスベルト15の適宜位置に貫通孔を設け、例えばプーリ14a,14b間に位置するエンドレスベルト15の内周側に吸引装置を設け、当該プーリ14a,14b間に位置する製品1を吸着するようにした吸着ベルトとすると良い。
第二搬送装置12は、例えばフィンガーコンベア装置やプレートコンベア装置であり、当該フィンガーにより製品1を一定間隔で搬送する。この第二搬送装置12の下流側には、包装機本体が設置され、製品1を当該包装機本体に対して一定間隔で順次供給するものである。
製品供給装置13は、製品1を載せるテーブル21と、そのテーブル21上の製品1を保持する保持装置22と、第一搬送装置11の搬出部に位置する開いた状態の製品1を二つ折りにしながらテーブル21上にセットする製品セット装置23を備える。
テーブル21は、円盤状であり、その中心に支持軸25が起立形成される。この支持軸25は、図示省略する多軸ロボットのアーム先端に装着される。多軸ロボットの動作制御により、テーブル21は、支持軸を回転中心として回転したり、傾斜したりする。
保持装置22は、図1(b)に示すように、シリンダー26と、そのシリンダー26のシリンダロッド26aの先端に取り付けられた抑え部材27を備える。シリンダロッド26aは、シリンダー26の下方に突出して往復動作する。シリンダー26の往動作により抑え部材27が下降位置に至った状態では、抑え部材27とテーブル21との間で製品1を挟み込んで保持する。また、図1(b)では保持装置22を代表して一つ図示しているが、支持軸25の周りに複数(本実施形態では、90度間隔で計4個)を備える。保持装置22は、テーブル21の回転に伴い一体となって回転する。よって、テーブル21上の製品1は、その上下から保持装置22とテーブル21にて挟まれて保持された状態のまま、テーブル21の回転に伴い移動する。
製品セット装置23は、第一搬送装置11の搬出側の下方位置と、テーブル21の搬入部位P1の上方位置との間を往復移動するプッシャー部材30と、そのプッシャー部材30を所定の軌跡で往復移動させる駆動機構(図示省略)を備える。プッシャー部材30は、細長な平板である。駆動機構によるプッシャー部材30の移動制御は、以下のようにする。
プッシャー部材30は、第一搬送装置11の搬出部にある縦長で開いた製品1の接続部分3に対向する位置(待機位置)で待機する(図2(a))。この待機位置では、プッシャー部材30の長辺は、製品1の接続部分3の幅方向のほぼ全区間に対向する。
その待機位置からプッシャー部材30が製品1に向けて前進移動すると、プッシャー部材30の長辺が、製品1の接続部分3に接触し、その接続部分3をプッシャー部材30の移動方向の前方(テーブル21側)に押し出す(図2(b))。その状態からさらにプッシャー部材30が前進移動すると、製品1は、プッシャー部材30に付勢される先端部分が先行して前進し、2つの袋体2はそれに追従して前進し、第一搬送装置11から離れていくとともに、長手方向の両端が接近し、折り畳まれていく(図2(c))。そして、2つの袋体2が上下に重なって二つ折りされた状態のままさらに前進し(図2(d))、テーブル21の搬入部位P1に製品1を載せる(図2(e))。このようにテーブル21の搬入部位P1に載せられた製品1は、その後、保持装置22が駆動してテーブル21上に保持される。
このようにしてテーブル21へ二つ折りされた製品1のセットを行ったプッシャー部材30は、その後、例えばプッシャー部材30の長手方向に沿ってテーブル21から離反する方向に移動し、製品1から離脱する。そして、プッシャー部材30は、そのまま後退移動して第一搬送装置11の搬出側に向けて移動し、第一搬送装置11の搬出部にある製品1よりも後方側に至ると、当該プッシャー部材30は長手方向に沿って第一搬送装置11の下側に位置するように移動し、待機位置に復帰する。以後、上記の動作を繰り返し行うことで、プッシャー部材30は、第一搬送装置11上を搬送されてくる開いた状態の製品1を、順次取り出して、折り畳んで2つの袋体2が上下で重なった姿勢にしてテーブル21の搬入部位P1に供給する。
テーブル21・支持軸25が装着された多軸ロボットは、製品1が搬入部位P1にセットされ、保持装置22で製品1を抑えると、支持軸25ひいてはテーブル21を90度回転するように動作する。この90度の回転時は、テーブル21は水平状態を維持する。そしてテーブル21が90度回転すると、先にセットされた製品1は、第二搬送装置12に近接する搬出部位P2に至り、そこで一時停止する(図3(a)参照)。
次いで多軸ロボットは、垂直方向に起立している支持軸25を所定角度傾斜させる。ここでは、支持軸25の上端側を支点として下端側を所定方向に所定角度振る。所定方向に所定角度振るとは、図3(b)に示すように、テーブル21の搬出部位P2が下方傾斜状になり、搬出部位P2の先端(テーブル21の周縁)が下がるように制御することである。また、このように搬出部位P2が下方傾斜状になることにあわせて、保持装置22による製品の保持を解除する。つまり、シリンダー26を動作させて抑え部材27を上昇させる。この保持の解除と、テーブル21を傾斜させる処理は、同時に行っても良いし、いずれを先に行っても良い。
上述したように、テーブル21が傾斜するとともに、保持装置22による製品1の保持が解除されると、製品1はテーブル21の傾斜に沿って下方落下する。これにより、製品供給装置13は、製品1を第二搬送装置12上に供給する。
本実施形態では、二つ折りした製品1は、テーブル21の上に置かれた状態で、しかも、保持装置22で保持されているので、移動中に製品1が開いてばらけることもなく、二つ折りした姿勢のまま搬送することができ、傾斜面に沿って落下させることで、二つ折りした姿勢のまま製品1を第二搬送装置12上に供給することができる。
上述した実施形態では、テーブル21を傾斜させ、製品1を自然落下させて第二搬送装置12上に供給するようにしたが、本発明はこれに限ることはなく、プッシャーなどを用いて押し出すようにしても良い。そしてこの押し出しによる供給と、傾斜による落下供給をあわせて行うようにするとよりよい。
上述した実施形態では、テーブル21の搬入部位P1と、搬出部位P2は90度ずらしているが、その角度は任意である。また、上述した実施形態では、第一搬送装置11か製品1を一つずつテーブル21上に移し替え、第二搬送装置12に供給するように、テーブル21への供給と搬出を1対1で行うようにしたが、本発明はこれに限ることはなく、複数列から搬入し、複数列に搬出するようにしてもよい。
例えば図4に示すように、テーブル21の径方向に対向する2カ所を搬入部位P1とし、それぞれに製品1をセットする(図4(a)参照)。そして、そのセットした製品1を図示省略する保持装置にて保持するとともに、テーブル21を90度回転させる。すると、先にセットされた2つの製品1は、それぞれ搬出部位P2に至る(図4(b),図5(a)参照)。また、この例では、搬出部位P2の製品1の搬出処理の前に、2番目の製品1をそれぞれ搬入部位P1にセットする。そして、この2番目の製品1も保持装置にて保持する。
次いで、双方の搬出部位P2に位置するそれぞれの製品1の内の一方(図5では右側)の保持装置を駆動して製品1の保持を解除するとともに、当該補助を解除した側が下になるようにテーブル21を傾ける。これにより、保持を解除された製品1は、テーブル21の傾斜面に沿って下方に落下移動し、第二搬送装置に供給される(図5(b)参照)。このとき、搬出部位P2に位置する他方の製品1(図5(b)中左側)は、保持装置により保持されたままであるためテーブル21と一体になって上昇するが径方向の移動はない。その後、当該他方の製品1の保持を解除するとともに、その他方の製品1側が下になるようにテーブル21の傾ける方向を変える。これにより、保持を解除された製品1は、テーブル21の傾斜面に沿って下方に落下移動し、第二搬送装置に供給される(図5(c)参照)。
この後、テーブル21は水平面内に復帰し、90度回転することで図4(b)中の搬入部位P1にセットされた2番目の製品1が、それぞれ搬出部位P2に至り、上述したテーブル21を適宜傾けることでそれぞれを対応する第二搬送装置に供給する。このように、上述した処理を繰り返すことで、上流側の2つの搬送装置から搬出される2つの製品を、それぞれ下流側の2つの搬送装置に供給することができる。なお、この場合において、2つの製品は同じでも良いし、異なっていても良い。
また、上述した実施形態では、テーブル21は、水平面内で回転し、製品1が搬出部位P2に至った際に傾けるようにしたが、本発明はこれに限ることはなく、搬出部位P2が下方傾斜状になるように傾けた状態で回転するようにしても良い。このようにしても、保持装置22で製品1が保持されているので、製品1はテーブル21とともに回転移動し、搬入部位P1から搬出部位P2に至る。このようにすると、テーブルの角度を変更する機構が不要であるので、例えば、支持軸を傾斜させた状態で回転させればよく、多軸ロボットを用いるのではなく、例えば傾斜された支持軸に駆動モータの出力を伝達させて回転させるようにすることで実現でき、構成が簡単になるので良い。また、一方、実施形態のようにすると、搬入部位P1から搬出部位P2までの移動は、水平面内で行わせるので、製品1の姿勢がより確実に崩れず、連包品ではばらけることがないので好ましい。
プッシャー部材30は、平板としたがこれに限ることはなく、例えば棒状態やその他の形状のものを用いても良い。またプッシャー部材30は、製品1(接続部分3)の全体を押すのではなく、例えば両側縁近傍など一部を押すようにしても良い。但し、全体を押すのが安定して折り曲げられるので良い。
また、プッシャー部材の移動軌跡は、上述した実施形態のものに限ることはなく、各種の経路を採ることができる。例えば、単純に往復直線運動するようにしても良い。但し、往復直線運動をする場合、次の製品が第一搬送装置11の搬出部に来る前にプッシャー部材30が待機位置に復帰する必要があるので、上述した実施形態のように製品1を避けて待機位置に戻る経路を採ると好ましい。
また、上述した実施形態では、テーブル21の動作を多軸ロボットで行うようにしたが、本発明はこれに限ることはなく、例えば、駆動モータの出力を受けてテーブルを回転させるようにしたり、適宜の駆動機構を用いて支持軸25を傾斜させたり、支持軸25とテーブル21の連結部分をユニバーサルジョイントのように相対角度が変更可能な連結部材で結合するなどしてテーブル21を傾斜させるなど各種の構成を採ることができる。但し、実施形態のように多軸ロボットを用いると、簡単にテーブル21の回転と、傾斜を行えるので好ましい。
また、上述した実施形態では、保持装置22は、抑え部材27にて製品1をテーブル21に向けて付勢することで、抑え部材27とテーブル21の間で製品を挟み込んで保持するようにしたが、本発明はこれに限ることはなく、例えば、挟持部材で製品を挟み込んで保持するなど保持装置のみで製品を保持するようにしても良い。
なお、上述した実施形態では、製品1の袋体2内に充填する内容物は、レトルト食品などの流動性等があり、例えば撓んだり曲がったりして適宜の姿勢・形状に変形するものとしたが、本発明はこれに限ることはなく、各種のものを収納することができる。適宜の姿勢・形状に変形すると、第一搬送装置11における水平方向の搬送面から搬送方向が90度変わっても、スムーズに進行方向を下向きに変えることができるので良い。また、上述した実施形態では、製品は連包品を例に挙げて説明したが、製品も連包品に限るものではない。
また、連包品の場合でも、実施形態では、第一搬送装置11の搬出側で、エンドレスベルトが垂直方向に移動する区間を設け、それに伴い製品1も垂直方向に延びるようにして排出部に至るようにしたが、例えば、第一搬送装置11の搬出側のエンドレスベルトが下方傾斜状に進むようにしても良い。そのようにすると、水平方向の搬送面を移動する製品の搬送方向が緩やかになる(実施形態では90度変更)ので、移動がスムーズになる。また、その場合、例えば搬出部に至った製品は、その製品1を構成する後ろ側の袋体2は下方傾斜状のエンドレスベルトに沿って傾斜し、前側の袋体2は垂直面内に垂れ下がった状態となり、22つの袋体のなす角は180以下の鈍角になるが、その場合でも、接続部分3をプッシャー部材30で押し出すことで二つ折りの閉じた状態にすることができるので問題は無い。
上述した実施形態では、テーブル21は回転する回転テーブルとしたが、本発明はこれに限ることは無く、回転せずに所定方向に移動するものでも良い。一例としては、製品を載せたテーブルを、第二搬送装置等の供給先の装置の搬入部位等まで移動し、それからテーブルを傾けて製品を第二搬送装置等の供給先の装置上に落下させるものがある。
上述した実施形態では、製品1を構成する連包品は、2つの袋体からなる2連包の製品であるが、3つ以上の袋体からなる連包品でも良い。また、製品1は連包品に限るものでも無い。さらにまた、3つ以上の袋体からなる連包品の場合、隣接する袋体の接続部分は複数存在するため、テーブルの上にセットする機構は、例えば、実施形態のようにテーブル側に向けて移動するプッシャー部材30と、テーブルから離れる方向に移動する部材を備え、それらの部材にて所定の接続部分を適宜の方向に付勢することで折りたたんだ状態にし、テーブルから離れる方向に移動する部材は、折り畳み処理後、製品から離反したり製品とともにテーブル側に移動したりするなど各種の機構を採ることができる。
以上、本発明の様々な側面を実施形態並びに変形例を用いて説明してきたが、これらの実施形態や説明は、本発明の範囲を制限する目的でなされたものではなく、本発明の理解に資するために提供されたものであることを付言しておく。本発明の範囲は、明細書に明示的に説明された構成や製法に限定されるものではなく、本明細書に開示される本発明の様々な側面の組み合わせをも、その範囲に含むものである。本発明のうち、特許を受けようとする構成を、添付の特許請求の範囲に特定したが、現在の処は特許請求の範囲に特定されていない構成であっても、本明細書に開示される構成を、将来的に特許請求する可能性があることを、念のために申し述べる。
1 製品
2 袋体
3 接続部分
11 第一搬送装置
12 第二搬送装置
13 製品供給装置
21 テーブル
22 保持装置
23 製品セット装置
25 支持軸
30 プッシャー部材
P1 搬入部位
P2 搬出部位

Claims (4)

  1. 製品を載置するテーブルと、
    前記テーブルの上で前記製品を複数保持する保持手段を備え、
    前記保持手段は、前記テーブルの移動中、前記製品を保持する状態を継続するように構成し、
    前記保持手段の前記保持する状態が解除された前記製品が搬出されるようにし、
    前記テーブルは、下方傾斜状に傾くように構成し、
    その下方傾斜状の部位にあり、前記保持手段による前記保持が解除された前記製品は、その下方傾斜状となった前記テーブルの傾斜面に沿って落下移動して次段の装置に供給されるように構成したことを特徴とする製品供給装置。
  2. 前記テーブルは、水平面内で前記移動を行い、前記テーブルの全体が傾くことで前記下方傾斜状になるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の製品供給装置。
  3. 前記テーブルは、多軸ロボットに連係され、その多軸ロボットにより動作することを特徴とする請求項1または2に記載の製品供給装置。
  4. 前記製品は、複数の袋体がつながった連包品であり、
    その複数の袋体が開いた状態の縦長で上下方向に延びるような姿勢の前記製品の前記複数の袋体の隣接する接続部分を付勢して折りたたんだ状態にしながら前記テーブルの上にセットする機構を備えることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の製品供給装置。
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