JP6850479B2 - 製品集積搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、製品集積搬送装置に関するもので、特に複数の製品を一部ずらしながら重ねた状態に集積し搬送する技術に関する。

例えば、刺身盛りのように複数の製品を一部ずらしながら重ねた状態の製品群をピロー包装機で包装する場合、ピロー包装機の被包装物搬送コンベアの上に、当該重ねた状態の製品群をセットする。そして、被包装物搬送コンベアは、当該製品群を搬送し、次段の包装機本体の搬入側に位置する製袋器内に順次供給する。その供給された製品群は、製袋器で筒状に製袋されるフィルムに内包された状態で搬送され、その搬送途中でフィルムの所定位置をシール・カットして包装体が製造される。

例えば前記製品群を構成する複数の製品のずらし方向が、搬送方向に対して直交する横方向の場合、上述した製品搬送コンベアに重ねた状態の製品群をセットする作業は、従来人手により行っている。具体的には、作業員があらかじめ複数の製品を一部ずらしながら配列した製品群を、重なり方向が搬送方向に対して横向きになるように製品搬送コンベアの搬送面に同時に載せている。

実公昭６４−４７２９

上述したように従来は手作業で行っており、休憩時間の確保や高速搬送に対応できないことなどから生産性を上げにくく人件費もかかる。また複数の製品が綺麗に重ねられていないと、製品群を収納する外袋に皺が入ったり、いびつな形状になったり、センターシール等への製品の噛み込みを生じたりする。係る事態の発生を抑制するためには、作業員の熟練した技術が必要となり、作業員の熟練度に応じた仕上がりの安定化が図れないといった各種の課題がある。本発明者らは、係る課題を解決すべく、手作業による製品群のセット行程を例えば単純に移し替えロボットに替え、製品搬送装置を搬送されてくる製品を一つずつ適宜ずらしながら重ねるように被包装物搬送コンベア上に供給することを検討した。しかし、被包装物搬送コンベアに、例えば特許文献１のようなローラコンベアを用いると、製品は、移し替えてセットしている最中や搬送途中で横方向にずれて寝た状態へと姿勢が崩れてしまい、手作業で行っていた際の複数の製品を所望量ずらし綺麗に重ねた製品群の状態にできないことがあり、係る場合、上記の通り包装体の外袋に皺が入ったり、いびつな形状になったり、製品の噛み込みを生じたりしてしまう。

上述した課題を解決するために、本発明の製品集積搬送装置は、（１）個々の製品を搬送する製品搬送装置と、被包装物搬送コンベア装置と、前記製品搬送装置上の前記製品を前記被包装物搬送コンベア装置に移し替える製品移し替えロボットと、を備え、前記被包装物搬送コンベア装置の搬送面は、搬送方向に対して直交する横方向に延びるように配置される支持部材を前記搬送方向に沿って前後に多数配置した状態に形成され、前記支持部材は、その支持部材の上に置かれた前記製品が前記横方向に移動しにくい構造にし、前記製品移し替えロボットは、保持した前記製品を、前記横方向にずらし、前記搬送面上で前記横方向に隣接する前記製品同士が一部重なる状態になるように前記被包装物搬送コンベア装置に供給するように構成し、前記支持部材は、前記搬送面の上方に突出する段部を有し、前記製品移し替えロボットは、前記製品の周縁が前記段部に当たるように前記供給を行うようにし、前記段部は、前記横方向の両面の一方の第一面は傾斜面とし、他方の第二面は前記第一面よりも起立させた状態にし、前記製品が前記搬送面に置かれた状態では、前記第二面には前記製品の周縁が接触し、前記第一面には前記製品の表面中間部位が接触するようにした。支持部材は、実施形態ではローラ本体２０に対応する。

本発明では、被包装物搬送コンベア装置の搬送面を構成する支持部材が、その上に載った製品が横方向に移動しにくい構造であるので、製品移し替えロボットにより、製品同士が一部重なる状態になるように被包装物搬送コンベア装置に供給すると、横方向にずれて寝ることなく、重ねた状態から荷崩れすること無く搬送することができる。よって、製品の移し替えに伴い、所望の重ねた状態に集積することが、機械化でき、高速処理が可能となり、生産性が向上する。

前記支持部材は、前記搬送面の上方に突出する段部を有し、前記製品移し替えロボットは、前記製品の周縁が前記段部に当たるように前記供給を行うようにしたため、段部により確実に製品の横方向の移動が抑止できるので、荷崩れをより確実に防止できるので良い。

前記段部は、前記横方向の両面の一方の第一面は傾斜面とし、他方の第二面は前記第一面よりも起立させた状態にし、前記製品が前記搬送面に置かれた状態では、前記第二面には前記製品の周縁が接触し、前記第一面には前記製品の表面中間部位が接触するようにしたため、第二面により製品の横移動を抑止するストッパー機能を発揮させつつ、第一面により一部重ねて傾斜した部材の製品の当該傾斜姿勢を保持する補佐を行えるので良い。また、前記段部は、前記横方向の両面の傾斜角度を異ならせ、前記製品の周縁が接触する側の面を反対側の面よりも起立させた状態にするとよい。

（２）前記支持部材は、ローラ本体を備え、前記段部は、前記ローラ本体の外周面に外側に突出した状態で円周方向に沿って配置される突条部であり、前記ローラ本体は、中心軸を中心に自転可能に支持された状態で前記搬送方向に移動するように構成されるとよい。このようにすると、簡単な構成で製品の搬送姿勢を安定保持することができるので良い。

（３）前記製品移し替えロボットは、前記製品を吸着保持する保持手段と、その保持手段の保持する面を水平状態と、傾斜状態に切り替える手段とを備え、前記保持手段は、前記水平状態の姿勢で前記製品搬送装置上の前記製品を吸着保持し、前記傾斜状態の姿勢で前記被包装物搬送コンベア装置上へ供給するようにするとよい。このようにすると、製品を傾斜した状態で被包装物搬送コンベア装置の搬送面、支持部材の上に供給できるので、一部重ねた状態を綺麗かつ確実にとることができるので良い。

（４）前記被包装物搬送コンベア装置は、前記搬送面の上面に、前記搬送方向の前後方向に移動を抑止するストッパー部材を備えるとよい。このようにすると、搬送途中で前後方向に製品が荷崩れを起こすことを抑止できるので良い。

（５）一部重なる状態になるように供給される複数の前記製品のうち、最初に供給される前記製品の傾斜姿勢を支えるガイド手段を備えるとよい。ガイド手段は、実施形態では第二サイドガイド２５に設けた支えガイド部２５ａに対応する。このようにすると、個々の製品が傾斜した状態をより確実に維持できるので良い。

本発明は、ロボットによる製品の移し替えによる複数の製品を一部ずらしながら重ねた状態に集積すること並びにその状態で搬送することができ、生産性が向上し、人件費も抑えることができる。

本発明に係る製品集積搬送装置の好適な一実施形態を示す正面図である。 その要部拡大平面図である。 その要部拡大断面図である。 作用を説明する図である。 その要部拡大斜視図である。

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、本発明に係る製品集積搬送装置の好適な一実施形態を示している。本実施形態では、個々の製品１を搬送する製品搬送装置１１と、被包装物搬送コンベア装置１２と、製品搬送装置１１上の製品１を被包装物搬送コンベア装置１２に移し替える製品移し替えロボット１３と、を備える。本実施形態の製品１は、菓子等の食品を内包するピロー包装体である。

製品搬送装置１１は、幅広のベルトコンベアから構成され、製品１を搬送姿勢・搬送ピッチをランダムな状態で搬送する。各製品１は、センターシール部１ａを上にした状態で製品搬送装置１１にて搬送される。

製品搬送装置１１の搬送方向と、被包装物搬送コンベア装置１２の搬送方向は平行であり、両装置は一部区間で併走するように前後方向で重なるようにしている。すなわち、製品搬送装置１１の下流側の区間と、被包装物搬送コンベア装置１２の上流側の区間が所定の間隔をおいて左右に隣接した状態で配置される。そして、その併走する区間における製品搬送装置１１と被包装物搬送コンベア装置１２の間に、製品移し替えロボット１３を配置する。

被包装物搬送コンベア装置１２は、ローラコンベアを基本構成とする。すなわち、搬送方向の左右両側に配置される一対のエンドレスチェーン１５と、その左右のエンドレスチェーン１５間に自転可能に取り付けられた段付きローラ１６を備える。段付きローラ１６は、円筒状のローラ本体２０と、そのローラ本体２０の軸方向両端に連結され、軸方向外側に突出する支持軸２１と、ローラ本体２０の外周面に外側に突出した状態で円周方向に連続する突条部２２と、を備える。両端の支持軸２１は、それぞれ対向する左右一対のエンドレスチェーン１５に回転自在に連携される。本形態では、支持軸２１をエンドレスチェーン１５に対して回転自在に連携させ、支持軸２１とともにローラ本体２０が自転するようにしたが、本発明はこれに限ることはなく、例えば、支持軸２１をエンドレスチェーン１５に連結し、支持軸２１に対してローラ本体２０が回転することで自転可能にするようにしても良い。そしてローラ本体２０は、エンドレスチェーン１５の回転に伴い、一対となって移動（公転移動）する。公転移動の軌跡は、少なくとも上方の搬送面を移動中は、水平平面内を移動する。

突条部２２は、ローラ本体２０の軸方向に沿って、所定ピッチで複数個設ける。本形態では、３個設けている。この突条部２２の設置数は、横一列に配置する製品１の個数に対し、少なくとも１つ少ない数以上とする。本形態では、製品１を４個配置するので、突条部２２は、３個設けているが、４個以上設けても良い。各突条部２２の設置位置は、各段付きローラ１６で等しくしている。これにより、搬送方向に沿って前後に多数設置された段付きローラ１６に設けられた複数の突条部２２は、それぞれ前後方向では一直線上に配置される。

突条部２２は、ローラ本体２０の軸方向に沿って外径が異なる環状体であり、その突条部２２の最大経は、ローラ本体２０の外径の２倍程度としている。突条部２２は、製品移し替えロボット１３，製品搬送装置１１側の第一面２２ａが傾斜面とし、反対側の第二面２２ｂはローラ本体２０の軸方向に対して直交する起立した垂直面としている。図３等に示すように、製品１が搬送面に置かれた状態では、第二面２２ｂには製品１の周縁が接触する。これにより、製品１は、セットされた状態で下方に位置する周縁が第二面２２ｂにあたり、それ以上の軸方向の移動が抑止され、第二面２２ｂがストッパー部材として機能する。また、第一面２２ａには製品１の表面中間部位が接触する。これにより、第一面２２ａは、斜めに起立した製品１を下側から支え、傾斜状態を安定して維持・保持する部材として機能する。

被包装物搬送コンベア装置１２の搬送面の上方の両サイドには、それぞれ第一サイドガイド２４と第二サイドガイド２５が配置される。第一サイドガイド２４は設置される。そして、第一サイドガイド２４は、製品移し替えロボット１３，製品搬送装置１１側に配置され、その上端位置は第二サイドガイド２５に比べて相対的に低くしている。第一サイドガイド２４の上端位置は、搬送面上にセットされた製品１の上端よりも低位置にし、当該製品１の上半分以上が上方に突出するようにしている。そして、第一サイドガイド２４側に置かれた製品１の下端周縁が、第一サイドガイド２４に接触し、それ以上の軸方向の移動が抑止される。このように第一サイドガイド２４は、突条部２２の第二面２２ｂと同様の機能を発揮する。

第二サイドガイド２５は、その上方所定位置に、下方傾斜状の支えガイド部２５ａを備える。この支えガイド部２５ａは、第二サイドガイド２５側の製品１の上端側を支持する。当該支持された製品１の下端の周縁は、突条部２２の第二面２２ｂに接触する。これにより、所定角度で傾斜した姿勢が保持され、製品１が横置き姿勢で寝てしまうのを抑止し、その斜めに保持された状態のまま搬送される。

製品移し替えロボット１３は、例えば、吸着機能を有するハンド部３０を備えるパラレルリンクロボット（図示省略）により構成する。パラレルリンクロボットによりハンド部３０は、所定エリア内の３次元空間内の任意の場所に位置させることができる。

ハンド部３０は、図３〜図５等に示すように、吸着ユニット３１と、その吸着ユニット３１の姿勢を遷移させる駆動ユニット３２を備える。吸着ユニット３１は、製品１の表面に接触するガイドプレート３５と、吸着パッド３６を備える。ガイドプレート３５の先端のガイド面３５ａは、吸着パッド３６の先端と同一面上に位置する。吸着パッド３６は、図外の真空ポンプ等に接続され、吸引により製品１を吸着保持したり、吸引停止により製品１の保持を解除したりする。駆動ユニット３２は、駆動源となるシリンダ３７と、そのシリンダ３７のシリンダロッドの往復動作を入力とし、当該往復動作に伴い出力部３８を正逆回転する動力伝達機構３９を備える。出力部３８には、吸着ユニット３１が連結され、当該正逆回転により吸着ユニット３１が上端部を回転中心として下向きで製品１を保持する面（ガイド面３５ａ）が水平状態（図４中二点鎖線参照）と、製品１を保持する面（ガイド面３５ａ）が傾斜状態（図４中実線参照）に位置を交互に切り替える。

さらに本実施形態では、前後複数本の段付きローラ１６の前後に、それぞれ前方ガイド板４０と後方ガイド板４１を搬送面の上方に突出するように配置する。対を構成する前方ガイド板４０と後方ガイド板４１との間の距離は、製品１の前後長に応じた長さとしている。応じた長さは、例えば等しいか若干長い距離である。

この被包装物搬送コンベア装置１２の下流側には、ピロー包装機本体が配置される。被包装物搬送コンベア装置１２から順次搬出される製品１の集合体である製品群は、ピロー包装機本体の搬入側の製袋器に所望のタイミングで供給される。

上述した構成の製品集積搬送装置は、以下のように動作し、個々の製品１を一部ずらしながら重ねた状態に集積して構成される製品群を、搬送する。まず、製品移し替えロボット１３は、図示省略するセンサにより製品搬送装置１１上をランダムに搬送されてくる製品１の搬送姿勢並びに位置を検出し、当該製品１の上方にハンド部３０の吸着ユニット３１が位置するように移動する（図４中二点鎖線参照）。

次いで、パラレルリンクロボットが動作し、ハンド部３０が下降移動しガイドプレート３５のガイド面３５ａ並びに吸着ユニット３１の吸着パッド３６の下端が、搬送姿勢における製品１の上面に接触する。そして適宜のタイミングで吸着ユニット３１の吸引を開始することで、製品１を吸着ユニット３１に吸着保持する。

パラレルリンクロボットの動作により、製品１を吸着保持した状態のままハンド部３０を所定の軌跡で移動させ、保持された製品１が被包装物搬送コンベア装置１２の上方所定位置に位置させる。また、当該移動開始前或いは移動中の適宜のタイミングで、駆動ユニット３２のシリンダ３７が動作し、ハンド部３０の姿勢を傾斜状態にする。これに伴い、ハンド部３０に保持された製品１の姿勢も傾斜状になる。その状態のままハンド部３０を下降移動し、製品１の下方の周縁が突条部２２の第二面２２ｂに接するようにする。その状態で吸着ユニット３１による製品１の吸着保持を解除する。これにより、製品１は、以後、段付きローラ１６の移動に追従して搬送される。一方、ハンド部３０は、パラレルリンクロボットの動作により、製品搬送装置１１側に移動し、また、適宜のタイミングでハンド部３０が下を向く姿勢に遷移し、次の製品１の上に位置する。

製品移し替えロボット１３は、製品１を被包装物搬送コンベア装置１２上に供給セットする際の位置を、製品１の周縁が接する第二面２２ｂを第二サイドガイド２５側から一つずつ順にずらすことで、図４中実線で示すように、４回処理を繰り返すことで、刺身盛りのように４つの製品１が横方向に少しずつずれながら重ねた状態に集積した製品群４４がセットされる。

この製品群４４は、段付きローラ１６の前進移動に伴い、被包装物搬送コンベア装置１２上を前進移動する。このとき、製品群４４を構成する個々の製品１は、その下端の周縁が突条部２２の第二面或いは第一サイドガイド２４に接触しているため、製品１の下端が横方向にずれて寝た状態へと姿勢が崩れることなく前進移動する。また、製品群４４の前後には、前方ガイド板４０並びに後方ガイド板４１が位置しているので、段付きローラ１６の前進移動に対して相対的に前後方向に大きく移動することも無く、搬送される。よって、個々の製品１が荷崩れ等すること無く、移し替えられた姿勢の状態で搬送され、４つの製品１が横方向に少しずつずれながら重ねられたさしみ状のままピロー包装機本体に順次供給される。

よって、個々の製品が後段のピロー包装処理において、シーラーに噛み込まれたり、個々の製品の荷崩れ等により袋体に皺など発生したりすることも無く、綺麗に包装処理をすることができる。そして、製品搬送装置１１から被包装物搬送コンベア装置１２上に移し替えを製品移し替えロボット１３で行えるので、生産性を向上させることができる。

上述した実施形態では、高さと二次平面上の位置は、パラレルリンクロボットが制御し、吸着ユニット３１の姿勢は、駆動ユニット３２で制御するようにしたが、本発明はこれに限ることは無く、例えば、多軸のロボットアームの先端に吸着ユニット３１に相当する部材を取付け、ロボットアームの角度等を変えることで、高さと二次平面上といった３次元空間内の位置と、吸着ユニット３１の姿勢を制御するようにしても良い。

突条部２２の設置数を４個のように製品１の個数以上にすると、全ての製品１の横滑りを突条部２２で阻止できる。このようにすると、第一サイドガイド２４に接触しないため、接触抵抗が少なく、より搬送中の荷崩れ発生が抑止できるので良い。

突条部２２は、円周方向に連続して繋がった環状となっているが、本発明はこれに限ることは無く、例えば、歯車のように円周方向に断続的に突起部分が存在するものなど、各種の形態をとることができる。本実施形態のように、連続した環状の方が、ローラ本体２０が自転しても、どの角度位置に置いてストッパー機能となる第二面２２ｂや、製品１の傾斜状態の維持を補佐する第一面２２ａが存在し、製品１に接することができるのでより好ましい。

上述した形態では、段付きローラ１６をエンドレスチェーン１５に対して自転可能に取り付けたが、本発明はこれに限ることは無く、自転できないように取り付けても良い。但し、上述した実施形態のように自転した方が、下流側の搬出端において次段の装置（例えばピロー包装機本体）に対してスムーズに搬出することができるので良い。

また、自転しないものの場合、上述したようにローラ状では無く、例えば所定幅のプレートであったり、紐状であったりするなど、各種の形態をとることができる。特にプレートとすると、エンドレスチェーンに対して跨ぐように嵩上げして取付け、プレートの上面の搬送面の位置が、エンドレスチェーンよりも高くなることから、搬出側にて公転移動するプレートが、フィルムに対して傷をつけ、また、製品を押し出すように作用するおそれもあるので、本実施形態のように自転するローラ本体２０とするのがより好ましい。

さらにまた、上述した各形態では、突条部２２のような段部を設ける例を説明したが、本発明はこれに限ることは無く、置かれた製品が横方向に移動しにくい構造にすればよい。移動しにくい構造は、例えば、摩擦抵抗を大きくしたり、梨地状等細かい凹凸などが形成したりする構造などがある。

また、段部を設ける場合、実施形態ではストッパー機能を生じる第二面と、傾斜状態の保持を補佐する傾斜面（第一面２２ａ）を有したが、第一面は必ずしも設けなくても良い。

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
１１ 製品搬送装置
１２ 被包装物搬送コンベア装置
１３ 製品移し替えロボット
１６ 段付きローラ
２０ ローラ本体
２２ 突条部（段部）
２２ａ 第一面
２２ｂ 第二面
２５ 第二サイドガイド
２５ａ 支えガイド部
３０ ハンド部
３１ 吸着ユニット
３２ 駆動ユニット
３５ ガイドプレート
３５ａ ガイド面
３６ 吸着パッド

Claims (5)

1. 個々の製品を搬送する製品搬送装置と、
   被包装物搬送コンベア装置と、
   前記製品搬送装置上の前記製品を前記被包装物搬送コンベア装置に移し替える製品移し替えロボットと、を備え、
   前記被包装物搬送コンベア装置の搬送面は、搬送方向に対して直交する横方向に延びるように配置される支持部材を前記搬送方向に沿って前後に多数配置した状態に形成され、
   前記支持部材は、その支持部材の上に置かれた前記製品が前記横方向に移動しにくい構造にし、
   前記製品移し替えロボットは、保持した前記製品を、前記横方向にずらし、前記搬送面上で前記横方向に隣接する前記製品同士が一部重なる状態になるように前記被包装物搬送コンベア装置に供給するように構成し、
   前記支持部材は、前記搬送面の上方に突出する段部を有し、
   前記製品移し替えロボットは、前記製品の周縁が前記段部に当たるように前記供給を行うようにし、
   前記段部は、前記横方向の両面の一方の第一面は傾斜面とし、他方の第二面は前記第一面よりも起立させた状態にし、
   前記製品が前記搬送面に置かれた状態では、前記第二面には前記製品の周縁が接触し、前記第一面には前記製品の表面中間部位が接触するようにしたことを特徴とする製品集積搬送装置。
2. 前記支持部材は、ローラ本体を備え、
   前記段部は、前記ローラ本体の外周面に外側に突出した状態で円周方向に沿って配置される突条部であり、
   前記ローラ本体は、中心軸を中心に自転可能に支持された状態で前記搬送方向に移動するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の製品集積搬送装置。
3. 前記製品移し替えロボットは、前記製品を吸着保持する保持手段と、
   その保持手段の保持する面を水平状態と、傾斜状態に切り替える手段とを備え、
   前記保持手段は、前記水平状態の姿勢で前記製品搬送装置上の前記製品を吸着保持し、前記傾斜状態の姿勢で前記被包装物搬送コンベア装置上へ供給するようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の製品集積搬送装置。
4. 前記被包装物搬送コンベア装置は、前記搬送面の上面に、前記搬送方向の前後方向に移動を抑止するストッパー部材を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の製品集積搬送装置。
5. 一部重なる状態になるように供給される複数の前記製品のうち、最初に供給される前記製品の傾斜姿勢を支えるガイド手段を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の製品集積搬送装置。

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