JP6812154B2 - 包装材の取り出し装置 - Google Patents

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この発明は、包装材を取り出す装置に関し、特に、積層された包装材の下側から前記包装材を取り出す装置に関するものである。
この種の装置に使用される包装袋の一例が特許文献1に記載されている。その包装袋は、開口部側に開口側ひれ部が形成され、その開口側ひれ部に主保持孔が形成されている。開口側ひれ部とは反対側に閉じ側ひれ部が形成され、その閉じ側ひれ部に主保持孔より容易に破断する副保持孔が形成されている。また、特許文献1に記載された構成では、上記構成の包装袋を保持する集積器に前記主保持孔に挿入される集積棒と、前記副保持孔に挿入される阻止棒とが設けられており、前記各棒を前記各保持孔に挿入させて集積器に包装袋を保持させる。集積器の下方に、集積器に対して接近および離隔する吸盤保持板が配置されている。吸盤保持板に、真空吸引装置に連通した複数の吸盤が設けられている。そして、集積器に保持されている包装袋の下面に対して平行に、吸盤保持板を上昇させて押し付けかつその吸盤保持板に包装袋を吸着させる。次いで、吸盤保持板を包装袋の下面に対して平行に下降させる。このように吸盤保持板を下降させると、阻止棒によって副保持孔は破断させられるものの、主保持孔は破断しない。そのため、開口側ひれ部は集積器に保持された状態となり、包装袋は開口しながら、集積器の下方に引き出される、とされている。
特開平8−133234号公報
積層方向で下方の包装袋には、その下方の包装袋より上方に積層された包装袋の重さに応じた荷重が作用し、その荷重によって上下の包装袋同士が係合させられる。特許文献1に記載された構成では、集積器に保持されている包装袋の下面に対して平行に吸盤保持板を下降させる。つまり、吸盤保持板に吸着させた包装袋と、前記包装袋の上に積層された包装袋とが係合している状態で吸盤保持板を下降させるため、複数の包装袋が取り出される可能性がある。
この発明は、積層された包装材を一枚ずつ取り出すことができる包装材の取り出し装置を提供することを目的とするものである。
上記の目的を達成するために、この発明は、スタッカ内に積層された状態で包装材が収容され、前記スタッカの下側から包装材を取り出すように構成された前記包装材の取り出し装置において、前記スタッカの下側に向けて上下動させられるとともに、前記スタッカ内に積層された状態で収容されている包装材のうち最も下側の包装材に押し付けられかつ前記最も下側の包装材が吸着される第1吸着パッドを備え、前記スタッカは、水平方向に対して予め定めた角度、傾斜しており、前記第1吸着パッドは、前記最も下側の包装材が吸着された状態で下降させられる際に、前記スタッカ内に積層された前記包装材の下面に対して傾斜させられ、かつ、前記包装材の下面に対して傾斜させられた状態で下降させられることにより、前記第1吸着パッドに吸着させられた前記最も下側の包装材と、前記最も下側の包装材の上に積層された他の包装材との接触部と非接触部との境界を前記スタッカの高さ方向で下側から上側に移動させながら前記最も下側の包装材と、前記他の包装材とを離隔させるように構成されていることを特徴とするものである。
また、この発明は、前記スタッカの下方に、前記第1吸着パッドと連結させられて作業台を構成する第2吸着パッドが設けられ、前記第2吸着パッドは、前記作業台における前記第1吸着パッドによって前記スタッカから取り出された前記最も下側の包装材の開口部に対応する位置に配置されるとともに前記開口部が吸着されるように構成され、かつ、前記第2吸着パッドの表面に複数の凹凸が形成されており、前記凹凸によって前記開口部にしわが形成されるように構成されていてよい。
さらに、この発明は、前記第2吸着パッドの上方に第3吸着パッドが設けられ、前記第3吸着パッドは前記第2吸着パッドに接近および離隔させられるように構成され、前記作業台上に前記最も下側の包装材が吸着されている状態で、前記第2吸着パッドに前記第3吸着パッドが接近させられることにより前記最も下側の包装材の開口部側に前記第3吸着パッドが接触させられて前記第3吸着パッドに前記開口部側が吸着され、かつ、前記第2吸着パッドから前記第3吸着パッドが離隔させられることにより前記開口部が開口させられてよい。
この発明によれば、最も下側の包装材を吸着させた第1吸着パッドは、積層された包装材の下面に対して傾斜させられた状態で下降させられる。そのため、前記最も下側の包装材と、その最も下側の包装材の上に積層された他の包装材との接触点を一端部側から他端部側に移動させることができる。すなわち、それらの包装材同士を徐々に離隔させることができるので、スタッカから複数の包装材が一度に引き出されることを防止もしくは抑制して、一枚ずつ取り出すことができる。また、スタッカの下方に第1吸着パッドが配置されているため、高さ方向のスペースを有効に活用できる。
また、この発明によれば、第1吸着パッドと第2吸着パッドとを連結させて作業台を構成するため、その包装材を固定する面積を広くできる。これにより包装材を開口する際の包装材の移動を阻止することができる。また、第2吸着パッドに形成された凹凸によって、第2吸着パッドに吸着させた包装材の開口端部にしわを形成できるので、開口部を開く際には、そのしわを介して包装材の内部に空気が入り込む。その結果、包装材を開口しやすくなる。
さらに、この発明によれば、包装材の開口部に、第2吸着パッドの上方に設けられた第3吸着パッドを吸着させ、それらの第3吸着パッドと第2吸着パッドとを離隔させることにより、包装材の開口端部を上下に開く。そのため、高さ方向のスペースを有効に活用できる。
この発明におけるスタッカの側面図である。 この発明におけるスタッカの上視図である。 スタッカの下側に配置される作業台を示す側面図である。 作業台の上面に包装材を固定した状態を示す図である。 この発明における第1吸着パッドおよび第2吸着パッドの構成の一例を示す上視図である。 この発明に係る装置の動作を説明するための図である。 この発明における第1吸着パッドの構成の他の例を示す図である。
この発明に係る包装材の取り出し装置は、積層された包装材を、その積層方向で下側から一枚ずつ取り出す工程と、その取り出した包装材を開く工程とを自動的に行う装置である。包装材を一枚ずつ取り出す構造は、以下に説明するように、積層方向で最も下側に配置された包装材の下面に吸着パッドを吸着させるとともに、その吸着パッドを積層された包装袋の下面に対して傾斜させ、かつ、積層された包装袋の下面に対して吸着パッドを傾斜させた状態で下降させる構造である。
図1は、この発明におけるスタッカの側面図であり、図2は、この発明におけるスタッカの上視図である。そのスタッカ1は、例えば50枚〜500枚程度の包装材2を積層した束3を複数、蓄えておくように構成されている。また、スタッカ1の上部からその内部に前記束3を供給し、スタッカ1の下部から包装材2を取り出すように構成されている。図1に示すように、スタッカ1の高さ方向に一定の間隔でシャッタ4が設けられている。各シャッタ4はスタッカ1に対して抜き差し可能に構成されており、各シャッタ4の上に前記束3がそれぞれ載せられる。こうすることにより、スタッカ1の高さ方向で上方に配置される束3の重さに応じた荷重が、下方の束3に作用しないようになっている。スタッカ1からシャッタ4を引き抜くと、そのシャッタ4に載せられていた包装材2の束3が下方に落下し、下側の包装材2に重ねられる。
また、シャッタ4に隣接しかつスタッカ1の高さ方向に延びる位置決め部材5がスタッカ1の側壁6に取り付けられている。この位置決め部材5はシャッタ4上での束3の位置を決めるものである。また、位置決め部材5は、ここに示す例ではスタッカ1の高さ方向に延びて形成されているため、シャッタ4を引き抜くと、位置決め部材5に沿って前記束3が落下する。
スタッカ1の下部プレート7に、下部プレート7の板厚方向に貫通する孔が形成されている。この孔は図1に示す例では、包装材2の長さ方向に延びる長孔状に形成されており、この孔を塞ぐように、下部プレート7に包装材2が載せられる。そのため、スタッカ1の下側に配置された前記束3のうち、その積層方向で最も下側に配置された包装材2の中央部が前記孔から露出する。包装材2の外周部は、孔の周辺部つまりスタッカ1の下部プレート7に接触する。そして、この孔から露出する包装材2の中央部に、スタッカ1の下方に配置されたメインチャンバ9に取り付けられた第1吸着パッドが押し付けられかつその第1吸着パッドに吸着される。その後、メインチャンバ9の下降に伴って束3から引きはがされる。前記孔は、包装材2の取り出し口として機能する。以下の説明では、前記孔を取り出し口8と記す。なお、メインチャンバ9および第1吸着パッドの構成については後述する。
上記の下部プレート7は、この発明に係る取り出し装置の図示しないフレーム部材に対して予め定めた角度で固定される。フレーム部材は図示しない固定部に水平に取り付けられており、そのフレーム部材と下部プレート7とのなす角度θ1は20°に設計されている。なお、上記の包装材2は、一例として袋状に形成されている。図2に示すように扇状に形成された一方の端部2Aが開口部となっており、矩形状に形成された他方の端部2Bは閉じている。その一方の端部2Aの幅は他方の端部2Bの幅より広い。つまり、包装材2の外形は全体として扇状あるいは三角形となっており、後述するように開口部2Aを開くと、その包装材2の内部形状はほぼ三角柱状になる。
図3は、スタッカ1の下側に配置される作業台を示す側面図である。その作業台10は、メインチャンバ9と、フレーム部材に回動可能に取り付けられた可動台11と、可動台11に固定されたサブチャンバ12とによって構成されている。先ずメインチャンバ9の構成について説明する。メインチャンバ9は長方形のカップ状に形成されており、その開口部に後述する第1吸着パッドが取り付けられる。また、メインチャンバ9の外形寸法は、上述した取り出し口8の内形寸法より小さい。取り出し口8から露出する包装材2に後述する第1吸着パッドを押し付けるためである。メインチャンバ9の底部に図示しないメインホースが連結されている。このメインホースは図示しない真空ポンプに接続されている。そのため、真空ポンプを作動させると、第1吸着パッドやメインチャンバ9、メインホースを介して空気が吸引され、その吸引力によって第1吸着パッドに包装材2が吸着される。また、前記底部に、昇降シリンダ13におけるピストンが接続されており、昇降シリンダ13によって上下動するように構成されている。さらに、ガイドシャフト14が取り付けられている。可動台11にそのガイドシャフト14が挿入される図示しないガイド孔が形成されている。これらガイドシャフト14およびガイド孔によってメインチャンバ9の上下動が案内されるようになっている。
上記の可動台11は、その上側にメインチャンバ9を係合させてメインチャンバ9を水平に固定するように構成されている。また、可動台11は、メインチャンバ9をスタッカ1に向けて上昇させる場合に、可動台11の上側に固定されているメインチャンバ9がスタッカ1側を向くように、傾斜するように構成されている。図3に示すように、図示しないフレーム部材に、図3の左右方向で右下の端部11Aが回転可能に取り付けられている。昇降シリンダ13を動作させると、メインチャンバ9が上昇し始める。このようにメインチャンバ9が上昇すると、それに伴って可動台11は、前記右下の端部11Aを回転中心軸線として左上の端部11Bが図3での斜め右上方に移動もしくは回動する。その結果、メインチャンバ9はスタッカ1側に向けられる。なお、可動台11の回転角度θ2は例えば30°に設計されている。メインチャンバ9を下降させると、可動台11はこれとは反対方向に回動してその上面が水平になり、可動台11の上部にメインチャンバ9が係合する。このように可動台11にメインチャンバ9が係合している場合におけるメインチャンバ9の位置がいわゆるベース位置である。なお、上記のように傾けたメインチャンバ9と下部プレート7とのなす角度θ3は例えば10°に設計されている。そのため、スタッカ1における束3の底面に対してメインチャンバ9や第1吸着パッドが10°傾いた状態で接触しまた離隔する。
また、可動台11に係合されたメインチャンバ9に隣接してサブチャンバ12が取り付けられている。このサブチャンバ12は、メインチャンバ9と共に作業台10を構成し、この作業台10の上面に第1吸着パッドと第2吸着パッドとが取り付けられ、それらのパッドを介して包装材2を吸い付けて固定する。具体的には、図4に示すように、メインチャンバ9によってスタッカ1から取り出した包装材2の開口部2Aに対応する位置に配置されている。サブチャンバ12は主としてメインチャンバ9と同様に構成されており、図示しないホースを介して真空ポンプに接続されている。第2吸着パッドの構成については後述する。
さらに図3に示すように、作業台10の上方に、第3吸着パッド15が設けられている。この第3吸着パッド15は、作業台10に固定した包装材2の開口部2Aに押し付けられ、かつ、その開口部2Aを吸引する。そして、作業台10から離隔することにより、包装材2の開口部2Aを開くように構成されている。詳細は図示しないが、メインチャンバ9やサブチャンバ12と同様に、ホースを介して真空ポンプに接続されている。また、第3吸着パッド15に図示しない昇降シリンダのピストンが接続されており、その昇降シリンダによって作業台10に接近させられ、また離隔させられる。
ここで、上述した第1吸着パッドおよび第2吸着パッドの構成について説明する。図5に示すように、第1吸着パッド16は、長方形であって、その外形寸法はメインチャンバ9と同じに設計されている。第1吸着パッド16の幅方向での中央部に、その長さ方向に亘って延びるリブ部17が形成されている。このリブ部17を挟んで両側に、第1吸着パッド16の板厚方向に測った深さが浅い溝部18がリブ部17に沿って形成されている。各溝部18に、第1吸着パッド16の板厚方向に貫通する孔が前記長さ方向に一定の間隔で複数形成されている。ここに示す例では、図5での上下にそれぞれ12個ずつ形成されている。この第1吸着パッド16をメインチャンバ9に取り付けて真空ポンプを作動させると、これらの孔および溝部18を介してメインチャンバ9に空気が吸引され、その吸着力によって第1吸着パッド16に包装材2が吸着される。つまり各孔は吸着孔として機能する。以下の説明では、各孔を吸着孔19と記す。これらの吸着孔19は、図5に示すように、第1吸着パッド16における一方の端部側に片寄って形成されている。この一方の端部側に第2吸着パッド20が配置される。また、図5の上下方向で第1吸着パッド16の両端部は、板厚方向に測った高さがリブ部17と同じ高さに設計されている。これらの両端部にボルト孔21が形成されている。第1吸着パッド16は各ボルト孔21を使用して上述したメインチャンバ9にボルト締結される。
第2吸着パッド20は、第1吸着パッド16の長さ方向と平行な方向に測った長さが第1吸着パッド16より短く、第1吸着パッド16の幅方向と平行な方向に測った長さが第1吸着パッド16より長く形成されている。第2吸着パッド20の幅方向での両端部側は、図5に示すように、第1吸着パッド16に延びて形成されている。こうすることにより、第2吸着パッド20に、その長さ方向に測った長さが浅い凹部22が形成され、この凹部22に第1吸着パッド16の一方の端部が配置されあるいは連結される。
また、第2吸着パッド20に、その板厚方向に測った深さが浅い溝部23が複数形成されている。ここに示す例では、3つ形成されており、前記幅方向に凹部と凸部とが交互に形成されている。各溝部23は、第2吸着パッド20の長さ方向で一方の端部から他方の端部に亘って延びている。第2吸着パッド20の幅方向で両端側に形成された各溝部23は、前記幅方向で中央部に形成された溝部23より幅広に形成されている。各溝部23に板厚方向に貫通する孔がそれぞれ1つずつ形成されている。したがって、これらの孔を介してサブチャンバ12に空気が吸引され、その吸着力によって第2吸着パッド20に包装材2の開口部2Aが吸着される。各孔は吸着孔24として機能する。なお、ここに示す例では、上述したように、第2吸着パッド20の幅方向に凹部と凸部とが交互に形成されているため、その凹凸に沿うように包装材2の開口部2Aにしわが形成される。第2吸着パッド20の幅方向での中央部および両端部のそれぞれは同じ高さに設計されている。そして、第2吸着パッド20の幅方向での中央部および両端部と、第1吸着パッド16のリブ部17および両端部とが同じ高さになるように可動台11に固定される。
次に上述したこの発明に係る装置の作用について説明する。図6は、この発明に係る装置の動作を説明するための図である。例えば、メインスイッチをオンにし、図示しないセンサによって包装対象物を検出すると、図6の(a)に示すように、昇降シリンダ13が動作を開始し、メインチャンバ9およびこれに取り付けられた第1吸着パッド16がスタッカ1に向けて上昇させられる。昇降シリンダ13のピストンが更に上昇させられると、取り出し口8からスタッカ1内に第1吸着パッド16が進入する。スタッカ1内で最も下方に配置された束3の下面に、つまり、最も下側の包装材2に第1吸着パッド16が押し付けられる。上記の束3は、図6の(b)に示すように、第1吸着パッド16によって僅かに押し上げられる場合がある。真空ポンプは動作しており、第1吸着パッド16を介して空気が吸引されているため、その吸着力によって第1吸着パッド16に包装材2が吸着される。
次いで、昇降シリンダ13のピストンが戻されると、それに伴って第1吸着パッド16が下降する。第1吸着パッド16は下部プレート7に対して10°傾斜しているため、上述したように押し上げられた束3は、包装材2の他方の端部2B側から下部プレート7に接触し始める。これらの接触点は、第1吸着パッド16の下降に伴って、包装材2の他方の端部2B側から一方の端部2A側に移動する。つまり、図6の左右方向での右側から左側に向けて移動する。これと併せて、第1吸着パッド16に吸着されている包装材2の他方の端部2Bと、前記第1吸着パッド16に吸着している包装材2の上に積層された他の包装材2の他方の端部2Bとが離隔し始める。すなわち、それらの包装材2の接触点もしくは剥離点は、上記と同様に、包装材2の他方の端部2B側から一方の端部2A側に移動する。その結果、図6の(c)に示すように、最も下側の包装材2が、前記束3の下から引き剥がされる。
包装材2の中央部は第1吸着パッド16に吸着されているものの、その包装材2の外周部すなわち一方の端部2Aは第1吸着パッド16に吸着されていないため、図6の(d)に示すように、第1吸着パッド16から突出している。昇降シリンダ13のピストンが更に戻されると、その過程で可動台11に取り付けられた第2吸着パッド20の凹部22に第1吸着パッド16の一方の端部が連結される。この際に、第1吸着パッド16から突出している包装材2の一方の端部2Aが第2吸着パッド20に吸着される。また、可動台11にメインチャンバ9が係合させられる。昇降シリンダ13のピストンが元の位置に戻されると、可動台11の回転角度は0°になる。このようにして図6の(e)に示すように、作業台10が構成される。真空ポンプは継続して動作しているため、作業台10に包装材2が密着させられる。
作業台10が構成されるのとほぼ同時に、第3吸着パッド15の昇降シリンダが動作を開始し、作業台10に接近する。そして、図6の(f)に示すように、第3吸着パッド15が第2吸着パッド20に吸着されている包装材2の開口部2Aに当接し、これを吸着する。これに続けて、第3吸着パッド15の昇降シリンダのピストンを戻すと、第2吸着パッド20と第3吸着パッド15とが離隔する。その結果、図6の(g)に示すように、包装材2の開口部2Aが開かれる。この状態で第3吸着パッド15の昇降シリンダの動作を一旦停止させ、あるいは、包装材2の開口部2Aの開口に合わせて、包装対象物を包装材2の内部に挿入する。ここに示す例では、包装対象物をトング25によって掴み持ち上げ、その状態で包装材2の内部に挿入している。このトング25およびトング25を動作させるための機構は、従来知られている機構であってよい。
包装材2に包装対象物が挿入されると、図6の(h)に示すように、第3吸着パッド15が退避させられる。つまり第3吸着パッド15による吸引を一旦停止させるとともに、昇降シリンダのピストンを元に位置に戻す。次いで、前記トング25を更に前進させ、作業台10の前方に、作業台10に隣接して配置されているコンベヤ26上に進行させる。このコンベヤ26はベルトコンベヤであって、従来知られている構成のベルトコンベヤであってよい。なお、コンベヤ26上にトング25が進行した状態では、包装材2の下部はコンベヤ26に接触していない。
コンベヤ26上にトング25が進行すると、コンベヤ26の側方に配置されているストッパ27が動作する。このストッパ27は包装材2の他方の端部2B側をコンベヤ26上に押し付ける。トング25を包装材2から引き抜く際に、トング25の動作に伴って包装材2が移動することを抑制するためである。したがって、上記のストッパ27によって包装材2の他方の端部2B側をコンベヤ26上に押し付けている状態で包装対象物を掴んでいるトング25が開放させられ、そのトング25が包装材2から引き抜かれる。図6の(i)は、トング25を包装材2から引き抜いた状態を示している。そして図6の(j)に示すように、包装材2に包まれた包装対象物がコンベヤ26によって次工程に搬送される。
この発明に係る装置によれば、上述したように、積層方向で最も下側の包装材2と、前記最も下側の包装材2の上に積層された他の包装材2との接触点を移動させるように、包装材2の束3から最も下側の包装材2を引き剥がす。そのため、一枚ずつ確実にスタッカ1から取り出すことができる。また、このようにして取り出した包装材2の開口部2Aを第2吸着パッド20に吸着させてしわを形成するので、そのしわを介して包装材2の内部に空気が進入させやすくなり、容易に開口することができる。その結果、包装材2の取り出し動作および開口を高速かつ安定して行うことができる。
図7は、第1吸着パッド16の構成の他の例を示す上視図である。ここに示す例は、図5に示す第1吸着パッド16と比較して、吸着孔19の数を少なくすると共に、一方の端部側に片寄らせて溝部18を形成した例である。すなわち、第1吸着パッド16の一方の端部側から予め定めた間隔をあけて上下に吸着孔19がそれぞれ形成され、これらの吸着孔19を基点として他方の端部側に一定の間隔で同様の孔径の吸着孔19が形成されている。ここに示す例では、図7での上側と下側とに11個ずつ形成されている。また、第1吸着パッド16の板厚方向に測った深さが浅い溝部18が2つ形成されている。各溝部は一方の端部側から他方の端部側に向かって延びており、各溝部18に上述した吸着孔19が5つずつ形成されている。このような構成であっても、上述した例と同様の作用・効果を得ることができる。
1…スタッカ、 2…包装材、 16…第1吸着パッド。

Claims (3)

  1. スタッカ内に積層された状態で包装材が収容され、前記スタッカの下側から包装材を取り出すように構成された前記包装材の取り出し装置において、
    前記スタッカの下側に向けて上下動させられるとともに、前記スタッカ内に積層された状態で収容されている包装材のうち最も下側の包装材に押し付けられかつ前記最も下側の包装材が吸着される第1吸着パッドを備え
    前記スタッカは、水平方向に対して予め定めた角度、傾斜しており、
    記第1吸着パッドは、前記最も下側の包装材が吸着された状態で下降させられる際に、前記スタッカ内に積層された前記包装材の下面に対して傾斜させられ、かつ、前記包装材の下面に対して傾斜させられた状態で下降させられることにより、前記第1吸着パッドに吸着させられた前記最も下側の包装材と、前記最も下側の包装材の上に積層された他の包装材との接触部と非接触部との境界を前記スタッカの高さ方向で下側から上側に移動させながら前記最も下側の包装材と、前記他の包装材とを離隔させるように構成されている
    ことを特徴とする包装材の取り出し装置。
  2. 前記スタッカの下方に、前記第1吸着パッドと連結させられて作業台を構成する第2吸着パッドが設けられ、前記第2吸着パッドは、前記作業台における前記第1吸着パッドによって前記スタッカから取り出された前記最も下側の包装材の開口部に対応する位置に配置されるとともに前記開口部が吸着されるように構成され、かつ、前記第2吸着パッドの表面に複数の凹凸が形成されており、前記凹凸によって前記開口部にしわが形成されるように構成されていことを特徴とする請求項1に記載の包装材の取り出し装置。
  3. 前記第2吸着パッドの上方に第3吸着パッドが設けられ、前記第3吸着パッドは前記第2吸着パッドに接近および離隔させられるように構成され、前記作業台上に前記最も下側の包装材が吸着されている状態で、前記第2吸着パッドに前記第3吸着パッドが接近させられることにより前記最も下側の包装材の開口部側に前記第3吸着パッドが接触させられて前記第3吸着パッドに前記開口部側が吸着され、かつ、前記第2吸着パッドから前記第3吸着パッドが離隔させられることにより前記開口部が開口させられることを特徴とする請求項2に記載の包装材の取り出し装置。
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