JP7348003B2 - フィルムロール供給システム - Google Patents

Description

本発明はフィルムロール供給システムに関する。

特許文献１には、長尺の帯状フィルムを巻回したフィルムロールから、帯状フィルムを繰り出して、例えばラベリング装置等に送出するフィルム送出装置が記載されている。

特許文献２には、箱体内袋体の口部開き技術が記載されており、箱体に収容されている袋体の口部が４方向から順次内側に折り曲げられて重ねられた４辺の折り曲げ蓋部を構成しており、これら４辺の折り曲げ蓋部を上から順次負圧により吸着して、箱体の４角形外側面に沿って立ち上げて、口部を開く吸着開口装置を備える箱体内袋体の折り返し口部引き下げ装置が記載されている。

特許第４５７５２５４号公報 特許第５９７６４７６号公報

近年のラベリング装置の高速稼働に伴ってフィルム送出装置から繰り出される帯状のフィルムの送出量が増加してきており、作業者の負担軽減とさらなる効率化を図るためには、搬送されてきたフィルムロールを取り出してラベリング装置等に自動的に送出し得る自動化システムが要望されている。

本発明の目的は、フィルムロールを迅速確実に取り出すことができるフィルムロール供給システムを提供することにある。

本発明は、フィルムロールの内側のみをチャッキングし、前記フィルムロールが水平面から所定角度だけ傾斜した状態で前記フィルムロールを取り出す取出装置を備えるフィルムロール供給システムである。

本発明では、フィルムロールの内側のみをチャッキングしてフィルムロールを取り出す。このとき、フィルムロールが水平面から所定角度だけ傾斜した状態で取り出すことで、フィルムロールの内側のみをチャッキングして取り出す際の、内側部だけが引き出されてコイルバネ状に巻崩れる事態が有効に防止される。

本発明の１つの実施形態では、フィルムロールを収納する外装体を開梱する開梱装置をさらに備え、取出装置は、前記開梱装置で開梱された面から進入して前記フィルムロールの内側のみをチャッキングして前記フィルムロールを取り出す。

本発明の他の実施形態では、前記フィルムロールは、内袋に包装されており、さらに、
前記内袋の口部を開口する内袋開口装置を備え、前記取出装置は、開口された前記内袋の口部から進入して前記フィルムロールの内側のみをチャッキングし、前記フィルムロールを前記内袋ごと取り出す。

本発明のさらに他の実施形態では、前記取出装置は、多関節アームロボットを備え、前記多関節アームロボットは、前記フィルムロールが傾斜する水平状態で前記フィルムロールの内側のみをチャッキングし、前記フィルムロールが傾斜後の状態で前記フィルムロールを取り出す。

本発明のさらに他の実施形態では、前記所定角度は、水平面から４５度以上９０度以下の角度である。

本発明のさらに他の実施形態では、前記内袋開口装置は、前記内袋の口部を吸引する複数の吸引ノズルを備え、前記複数の吸引ノズルは、初期位置から前記内袋の口部に接近する方向に回転して前記内袋の口部に当接して吸引し、吸引した状態で逆方向に回転し、その後に上方移動することで前記内袋の口部から前記フィルムロールの内側が露出した状態とする。

本発明によれば、フィルムロールを迅速確実に取り出すことができる。特に、巻崩れを生じることなく、フィルムロールの内側のみをチャッキングして取り出すことができる。

実施形態のフィルムロール供給システムの平面図である。 実施形態のフィルムロール供給システムの斜視図である。 実施形態のパターン１での全体処理フローチャートである。 実施形態のパターン２での全体処理フローチャートである。 実施形態のパターン３での全体処理フローチャートである。 フィルムロールの梱包箱の斜視図である。 フィルムロールの梱包箱の４つのフラップ部を開いた状態を示す斜視図である。 内袋の口部が開口される様子を示す模式図（その１）である。 内袋の口部が開口される様子を示す模式図（その２）である。 内袋の折り畳み順次を示す模式図である。 内袋の口部が開口された状態の平面図である。 第２ロボットによりフィルムロールを取り出す状態を示す模式図（その１）である。 第２ロボットによりフィルムロールを取り出す状態を示す模式図（その２）である。 第２ロボットによりフィルムロールを取り出す状態を示す模式図（その３）である。 第２ロボットによりフィルムロールを取り出す状態を示す模式図（その４）である。 内袋が除去される様子を示す模式図（その１）である。 内袋が除去される様子を示す模式図（その２）である。 内袋が除去される様子を示す模式図（その３）である。 吸引プレートの模式図である。 フィルムロール外径部の巻崩れが修正される様子を示す模式図（その１）である。 フィルムロール外径部の巻崩れが修正される様子を示す模式図（その２）である。

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。本実施形態のフィルムロール供給システムは、段ボール箱等の外装体によって梱包された状態で納入されるフィルムロールＲを外装体から取り出し、さらに包装された内袋を除去してラベリング装置に供給するシステムである。

フィルムロールＲは、ボトル等に装着されるシュリンクラベルのような合成樹脂によって形成された筒状のラベルが連続的に繋がった状態でシート状に折り畳まれた長尺帯状のラベル形成基材である帯状フィルムＦを円筒状の紙管ＰＰに例えば５００ｍ～２０００ｍロール状に巻回したものである。ラベリング装置では、供給された帯状フィルムＦが所定長さに切断されて個々のラベルが生成され、その後、各ラベルが筒状に開口されてボトル等にそれぞれ装着される。なお、例えばシュリンクラベルの場合、強く（固く）ロール状に巻くと折り畳みで生じる折り目が強くなり、開口し難くボトルへの装着後の収縮で歪みの原因になるので、適度な強さで巻回されるためフィルムロールＲの外側がずれやすい。

図１は、フィルムロール供給システム１０の平面図を示す。また、図２は、フィルムロール供給システムの斜視図を示す。

フィルムロール供給システム（以下、単に「システム」という）１０は、図１及び図２に示すように、主要な構成要素として、テープカット装置１２と、フラップ開梱・内袋開口装置１４とを備える。また、取出装置として第１ロボット５０と第２ロボット６０とを備える。第１ロボット５０及び第２ロボット６０は、ともに多関節アームロボットで構成される。

フィルムロールＲは、外装体である梱包箱１内に収納された状態で、システム１０が設置されている工場に納品される。通常、梱包箱１は、複数個が段積みされた状態でパレットに搭載されて納品される。

第１ロボット５０は、所定位置に搬送されたパレットに段積みされた梱包箱１を１個ずつパレットから取り出し、コンベヤ等の搬送機構に載置して梱包箱１をテープカット装置１２に搬送する。なお、梱包箱１をテープカット装置１２に搬送するに際し、その前処理として、梱包箱１が所定のフィルムロールＲを梱包しているか否かを検査する異品種検査を実行してもよい。異品種検査に合格した梱包箱１がテープカット装置１２に搬送される。検査に不合格の梱包箱１はＮＧとしてテープカット装置１２まで搬送することなく排出される。異品種検査は、例えば梱包箱１の所定位置に貼付された品番シートに印刷されているＱＲコード（登録商標）を読み取ることで実行し得る。但し、これに限定されるものではなく、バーコード、ＩＣタグ、ＲＦＩＤタグ等の他の情報媒体が用いられ得る。

テープカット装置１２は、フィルムロールＲを収納する梱包箱１のテープをカットする装置である。テープカットされた梱包箱１は、次にフラップ開梱・内袋開口装置１４に搬送される。

フラップ開梱・内袋開口装置１４は、梱包箱１のフラップ開梱と、フィルムロールＲを包装する内袋の口部を開口する装置である。フラップ開梱・内袋開口装置１４は、複数の吸引ノズルにより内袋の口部を吸引して上方に持ち上げることにより内袋の口部を開口する。なお、本実施形態では、フラップ開梱機能と内袋開口機能を一つの装置で実現しているが、フラップ開梱機能を実行する装置と、内袋開口機能を実行する装置に物理的に分離していてもよい。

第２ロボット６０は、フラップ開梱・内袋開口装置１４に隣接して設置されており、フラップ開梱・内袋開口装置１４で内袋の口部が開口されたフィルムロールＲを内袋ごと梱包箱１から取り出す。また、フィルムロールＲを梱包箱１から取り出した後に、フィルムロールＲを包装している内袋をフィルムロールＲから除去する。内袋を除去する際に、第２ロボット６０は、取り出したフィルムロールＲを除去装置に近づけ、除去装置により内袋を例えば吸引することで除去する。除去装置は、フラップ開梱・内袋開口装置１４に隣接して配置される。第２ロボット６０は、内袋を除去したフィルムロールＲをオートスプライサ７０に装着する。

上記の説明では、フィルムロールＲが内袋で包装された上で梱包箱１に梱包されてシステム１０まで搬送されてくる（パターン１）ことを前提としているが、これ以外にも、内袋で包装されず、かつ梱包箱１にも梱包されずにシステム１０まで運ばれてくる（パターン２）場合や、内袋には包装されないが、梱包箱１には梱包されてシステム１０まで搬送されてくる（パターン３）場合もあり得る。梱包箱１の有無、及び内袋の有無で識別すると以下の通りである。
パターン１：梱包箱有り、内袋有り
パターン２：梱包箱無し、内袋無し
パターン３：梱包箱有り、内袋無し

本実施形態のシステム１０は、いずれのパターンの場合にも同一のシステム構成で対応してフィルムロールＲをラベリング装置に供給し得る。なお、本実施形態におけるシステム１０は、図１及び図２に示すような配置で工場に設置されるが、必ずしもかかる配置に限定されるものではない。また、取出装置も第１ロボット５０及び第２ロボット６０で構成する必要はなく、１台の多関節アームロボットで構成してもよい。さらに、システム１０のテープカット装置１２、フラップ開梱・内袋開口装置１４、第１ロボット５０，第２ロボット６０は、システム１０を制御する制御装置１１で統括制御されるが、制御装置１１は必ずしもシステム１０と同一場所に設置される必要はなく、有線あるいは無線でシステム１０と接続されていればよい。また、制御装置１１は単一である必要はなく、複数の制御装置１１として分散処理してもよい。制御装置１１は、１又は複数のプロセッサ、メモリ、及び各種インターフェイスを備える。各種インターフェイスは通信インターフェイスを備え、システム１０の各位置に設置された監視カメラ等のセンサからの検出信号を受信してシステム１０の状態をリアルタイムで監視する。メモリは制御プログラム及び各種データを記憶する。各種データには、システム１０で処理する梱包箱１あるいはその内容物であるフィルムロールＲについての情報が含まれる。プロセッサは、センサからの検出信号に基づき、メモリに記憶された制御プログラムを読み出して実行することでテープカット装置１２、フラップ開梱・内袋開口装置１４、第１ロボット５０、第２ロボット６０を駆動制御する。

以下、これら３つのパターン毎に、システム１０の全体処理を概説する。

＜パターン１の場合＞
図３は、パターン１の場合のシステム１０での処理フローチャートを示す。

まず、パレットがシステム１０の所定位置まで搬送されると、制御装置１１は、第１ロボット５０に駆動指令を出力し、第１ロボット５０によってパレットから梱包箱１を取り出す（Ｓ１０１）。パレットには複数の梱包箱１が搭載され、例えば４個の梱包箱が８段に段積みされており、第１ロボット５０は、この段積み状態から１個ずつ梱包箱１を取り出す。

第１ロボット５０は、駆動指令に従って、梱包箱１を所定の異品種検査位置に搬送し、梱包箱１に対して異品種検査を行う（Ｓ１０２）。この異品種検査は、既述したように、梱包箱１の所定位置に貼付された品番シートに印刷されているＱＲコード（登録商標）をリーダで読み取ることで実行される。リーダで読み取られた品番情報は制御装置１１に送信される。制御装置１１は、品番情報に基づいて処理対象の梱包箱１が正常であるか否か判定する（Ｓ１０３）。

ＱＲコード（登録商標）を読み取って得られた梱包箱１の品番情報が、予め設定されメモリに記憶された情報と一致する場合に正常と判定され（Ｓ１０３でＹＥＳ）、次の処理に移行する。読み取って得られた情報が予め設定されメモリに記憶された情報と一致しない場合には異常と判定され（Ｓ１０３でＮＯ）、制御装置１１は、搬送装置の搬送路を切り替えて当該梱包箱１を排出路に搬送して排斥する（Ｓ１１３）。正常と判定された梱包箱１は、搬送装置によってテープカット装置１２に搬送される。

テープカット装置１２は、制御装置１１からの駆動指令に応じて、搬送されてきた梱包箱１の上面の２つのフラップ部を止めている粘着テープ及び２つのフラップ部を側壁部に止めている粘着テープを切断する（Ｓ１０４）。具体的には、テープカット装置は、搬送されてきた梱包箱１をストッパ機構により停止させ、梱包箱１の上面を閉じる２つのフラップ部を止めている粘着テープ、及びこれら２つのフラップ部を側壁部に止めている粘着テープをカッター機構により順次切断する。梱包箱１の内容物であるフィルムロールＲを傷つけないようにカッター機構には超音波カッターを用い得るが、これに限定されるものではなく、刃物を備えたカッターを用いてもよい。

テープカット装置１２は、梱包箱１の上面に張られた粘着テープに加え、梱包箱１の下面に張られた粘着テープもカッター機構により切断してもよい。これにより、内容物であるフィルムロールＲが取り出されて空箱となった梱包箱１を扁平な状態に畳んで貯蔵する作業を容易かつ確実なものとし得る。

テープカットされた梱包箱１は、フラップ開梱・内袋開口装置１４に搬送される。フラップ開梱・内袋開口装置１４は、制御装置１１からの駆動指令に応じて、梱包箱１の上面の４つのフラップ部を開梱する（Ｓ１０５）。フラップ開梱・内袋開口装置１４は、梱包箱１の４つのフラップ部にそれぞれ対応した４つの吸引ノズルを備え、４つの吸引ノズルによって各フラップ部を吸引した状態で持ち上げながら、各吸引ノズルを側壁部の外側へ移動させることによって各フラップ部を開く。この状態で、さらに押し付け部材によって各フラップ部を梱包箱１の側壁部に押し付けるように折り曲げてもよい。

梱包箱１の上面の４つのフラップ部を開梱した後、第１ロボット５０は、制御装置１１からの駆動指令によってフィルムロールＲ上に載置されている上部エアマットを回収する（Ｓ１０６）。

フラップ開梱後、フラップ開梱・内袋開口装置１４は、フィルムロールＲを包装している保護用の内袋の口部を開口する。既述したフラップ開梱と同様に複数、例えば４つの吸引ノズルを備え、初期位置から内袋に近づく方向に回転して内袋の上面に当接し、内袋の上面を吸引した状態で内袋から離れる方向に逆回転して内袋を開き、その後に上方に移動して内袋を持ち上げることで内袋の口部を開く（Ｓ１０７）。フラップ開梱と内袋開口に用いる複数の吸引ノズルは同一でもよく互いに異なっていてもよい。

フラップ開梱・内袋開口装置１４で内袋の口部を開口した後、第２ロボット６０は、制御装置１１の駆動指令によってアームの先端を内袋の口部に挿入し、フィルムロールＲをその内側からチャッキングする（Ｓ１０８）。そして、フィルムロールＲを内側からチャッキングした状態を維持しながら、梱包箱１が載置されているステージを所定角度だけ傾斜させることで梱包箱１を傾斜させ、梱包箱１を傾斜させた状態においてフィルムロールＲを内袋ごと梱包箱１から取り出す（Ｓ１０９）。フィルムロールＲをその内側からチャッキングするのは、後段の処理で内袋をフィルムロールＲから除去するためである。すなわち、内袋を開口した状態でフィルムロールＲを内側からチャッキングすることで、第２ロボット６０はフィルムロールＲの内側のみに当接して内袋には当接しておらず、フィルムロールＲをチャッキングした状態で内袋を自由に移動し得る。また、梱包箱１を傾斜させた状態でフィルムロールＲを内袋ごと梱包箱１から取り出すのは、フィルムロールＲの内側のみをチャッキングして梱包箱１から取り出す際に、フィルムロールＲの内側部のみが取り出し方向に移動してしまい、コイルバネ状に巻崩れてしまう事態を防止するためである。

フィルムロールＲの内側をチャッキングしてフィルムロールＲを内袋ごと梱包箱１から取り出した後、フィルムロールＲのチャッキング方向とは反対側に配置された除去装置に近づけて内袋を例えば吸引することにより、内袋をフィルムロールＲから除去する（Ｓ１１０）。除去装置は図１及び図２には示されていないが、フラップ開梱・内袋開口装置１４の近傍に設置される。なお、内袋を除去する際に、フィルムロールＲの内側のみがチャッキングされており、フィルムロールの外側は自由に移動し得るため、内袋の除去時にフィルムロールＲの外側が内袋との接触により移動してしまい巻崩れが生じ得る。

そこで、内袋を除去した後、第２ロボット６０は、制御装置１１の駆動指令によって、フィルムロールＲを除去装置と一体化されたプレートにフィルムロールＲを押し当て、フィルムロールＲの外側を移動させてフィルムロールＲの巻崩れを修正する（Ｓ１１１）。

第２ロボット６０は、フィルムロールＲの巻崩れを修正した後、制御装置１１の駆動指令によって所定位置に配置されたオートスプライサ７０にフィルムロールＲを装着する（Ｓ１１２）。図１及び図２には、２つのオートスプライサが並列設置されているが、これに限定されるものではなく、単一のオートスプライサであってもよい。オートスプライサ７０は、装着されたフィルムロールＲから帯状フィルムＦを順次繰り出し、図示しないラベリング装置に供給する。

＜パターン２の場合＞
図４は、パターン２の場合、すなわちフィルムロールＲが梱包箱１に梱包されておらず、かつ、内袋にも包装されていない場合のシステム１０の処理フローチャートである。

フィルムロールＲは、複数個、例えば４個が１１段に段積みされて所定位置まで搬送される。通常、荷崩れを防止するために複数のフィルムロールＲはその外周がストレッチフィルムで被覆されているので、オペレータが当該外周ストレッチフィルムを剥がしてその後の自動処理に備える。なお、オペレータによる手動剥離に限られず、自動剥離装置等により自動剥離してもよい。

外周ストレッチフィルムが剥離されたフィルムロールＲに対し、第１ロボット５０は、制御装置１１の駆動指令によってフィルムロールＲの内側と外側をチャッキングする（Ｓ２０１）。そして、チャッキングしたフィルムロールＲを所定位置まで搬送して載置する（Ｓ２０２）。所定位置とは、第２ロボット６０がアクセスし得る位置であり、第１ロボット５０から第２ロボット６０にフィルムロールＲを受け渡すためである。

第２ロボット６０は、制御装置１１の駆動指令によって所定位置に載置されたフィルムロールＲの内側及び外側をチャッキングし、パターン１の場合と同様にオートスプライサに装着する（Ｓ２０３）。４個のフィルムロールＲを順次搬送してオートスプライサに装着した後、フィルムロールＲの段を互いに仕切る段仕切エアマットが存在する場合、第１ロボット５０は、制御装置１１の駆動指令によって当該段仕切エアマットを回収して所定位置まで搬送し、その後廃棄する。

このように、フィルムロールＲが内袋５で包装されていない場合、フィルムロールＲの内側及び外側をともにチャッキングするが、フィルムロールＲが内袋５で包装されていない場合であっても、内袋５で包装されている場合と同様に、フィルムロールＲの内側のみをチャッキングしてもよい。その理由は、
（１）第２ロボット６０からオートスプライサ７０に装着する場合に、フィルムロールＲの内側のみをチャッキングして装着する方が、オートスプライサの保持部材と干渉せずに容易に装着し得ること、
及び
（２）第１ロボット５０及び第２ロボット６０でチャッキングする際に、ロボットの内側チャック爪及び外側チャック爪で均等にチャッキングするためには内側チャック爪及び外側チャック爪を例えば６本構成としてフィルムロールＲの同一半径位置を内側外側ともにチャッキングするのが好適であるところ、フィルムロールＲの外側については外側チャック爪が他の部材と干渉し易く、内側チャック爪のみでチャックする方が確実に干渉を避けてチャッキングし得ること
等による。

パターン２において、フィルムロールＲの内側のみをチャッキングする場合、パターン１と同様にフィルムロールＲを所定角度だけ傾斜させてフィルムロールＲを持ち上げることが好適である。パターン１と同様に、フィルムロールＲをチャッキングして持ち上げる際に、フィルムロールＲの内側部のみが移動してコイルバネ状に巻崩れてしまう事態を防止するためである。パターン２の場合、梱包箱１が存在しないためフィルムロールＲはステージ上に直に載置されるが、ステージを傾斜させることでフィルムロールＲを傾斜させ得る。

なお、第１ロボット５０及び第２ロボット６０がともにフィルムロールＲの内側のみをチャッキングする他に、第１ロボット５０では内側と外側をチャッキングし、第２ロボット６０では内側のみをチャッキングしてもよい。この場合、第２ロボット６０で内側のみをチャッキングして持ち上げる際に、フィルムロールＲを所定角度だけ傾斜させる。

＜パターン３の場合＞
図５は、パターン３の場合、すなわちフィルムロールＲは梱包箱１に梱包されているが、内袋には包装されていない場合のフィルムロール供給システム１０の処理フローチャートである。例えば清涼飲料向け商品ラベルには、シュリンクラベルとロールラベルの２種類があり、加熱収縮によって装着するシュリンクラベルは主にパターン１、２の形態でシステム１０に搬送され、加熱収縮を行わないロールラベルは主にパターン３の形態でシステム１０に搬送される。

図５において、Ｓ３０１～Ｓ３０５、及びＳ３０９の処理は、パターン１におけるＳ１０１～Ｓ１０５、及びＳ１１３の処理と同一であり、第１ロボット５０でパレットから梱包箱１を取り出し、異品種検査を行って、テープカット装置１２で梱包箱１の粘着テープを切断し、フラップ開梱・内袋開口装置１４に移載して梱包箱１のフラップ部を開梱する。

次に、第２ロボット６０は、制御装置１１の駆動指令によって、フィルムロールＲの内側及び外側をチャッキングする（Ｓ３０６）。そして、フィルムロールＲの内側及び外側をチャッキングしながら、フィルムロールＲを梱包箱１から取り出す（Ｓ３０７）。フィルムロールＲを取り出す際に梱包箱１を傾斜させる必要はない。パターン１の場合と異なり、フィルムロールＲの内側と外側をともにチャッキングしているので、巻崩れが生じないからである。

次に、第２ロボット６０は、制御装置１１の駆動指令によって梱包箱１から取り出したフィルムロールＲを所定位置に載置する（Ｓ３０８）。所定位置には移動台が配置され、この移動台の移動によりフィルムロールＲをラベリング装置まで搬送する。

また、パターン３の場合も、パターン２の場合と同様に、内袋５の有無によらずにフィルムロールＲの内側のみをチャッキングしてもよい。そして、この場合には、パターン１の場合と同様に梱包箱１を所定角度だけ傾斜させてフィルムロールＲを梱包箱１から取り出す。

以上がパターン１、パターン２、及びパターン３の場合のシステム１０の全体処理である。内袋５の有無、梱包箱１の有無によって処理の流れは変化するが、内袋の有無によらずにフィルムロールＲの内側のみをチャッキングして持ち上げる、あるいは梱包箱１から取り出すこととすれば、パターンによらずに処理を共通化して効率化し得る。

次に、パターン１の場合を例にとり、各処理について詳細に説明する。

＜梱包箱＞
図６は、フィルムロールＲを収納する梱包箱１を示す斜視図である。また、図７は、図６に示す梱包箱１の４つのフラップ部を開いた状態を示す斜視図である。

梱包箱１は、例えば上面視で正方形状または長方形状をなし、四方を取り囲む側壁部２を備えている。梱包箱１には、段ボール箱が用いられるが、これに限定されるものではなく、プラスチック製のコンテナ容器等でもよい。梱包箱１は、側壁部２の上縁部に連設された４つのフラップ部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを備えている。これらのフラップ部３ａ～３ｄは、図６に示すように、閉じられた状態で粘着テープ４ａ，４ｂによって止められている。また、梱包箱１は、側壁部２の下縁部に連設された４つのフラップ部を備え、これらのフラップ部が閉じられた状態で粘着テープ４ｃ，４ｄによって止められることで、梱包箱１の底部が形成される。なお、梱包箱１の種類によっては、上部４ｂがない場合、下部４ｄがない場合、あるいは上部４ｂと下部４ｄがともにない場合もあり得る。

＜内袋＞
図７に示すように、フィルムロールＲは、内袋５に包装された状態で梱包箱１に収納される。フィルムロールＲが内袋５に入れられた状態で梱包箱１によって梱包されることで、フィルムロールＲのフィルム巻き端面や外周面が梱包箱１の内壁面と直接接触して損傷するのを防止できる。

内袋５は、例えば合成樹脂製の袋（例えばポリエチレン製）によって構成される。内袋５の口部は、封鎖されることなく、フィルムロールＲの紙管ＰＰの内側に押し込まれた状態とされる。具体的には、内袋５は、展開した状態で矩形状をなし、フィルムロールＲの下に敷設された状態から４つの隅部を所定の順序でフィルムロールＲの上に折り畳んで紙管ＰＰの内側に押し込んでいく。内袋５の折り畳み順序は既知であり、システム１０側に予め提供される。システム１０の制御装置１１は、メモリに記憶された内袋５の折り畳み順序の情報に応じて、フラップ開梱・内袋開口装置１４の４つの吸引ノズルを順次駆動して内袋５の口部を開く。

なお、内袋５の折り畳み順序が未知である場合、あるいはメモリに記憶された順序と異なる順序で内袋５が折り畳まれている場合にも、吸引ノズルをデフォルトの順序で駆動することで内袋５の口部を開き得るものと想定される。但し、内袋開梱できなかった場合は、自動で排斥され、次の梱包箱１の処理に移行する。

＜内袋開口処理＞
図８Ａ及び図８Ｂは、フラップ開梱・内袋開口装置１４での内袋５の開口の様子を示す。フラップ開梱・内袋開口装置１４は、それぞれ９０度の角度をなして４回対称位置に配置された４つの吸引ノズル２８ａ，２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ（図８Ａ、図８Ｂでは２つの吸引ノズル２８ａ，２８ｃのみを示す）を備える。各吸引ノズル２８ａ～２８ｄは、鉛直方向に敷設されたレールに沿って上下移動可能であるとともに、水平方向にも移動可能である。さらに、鉛直面内において所定角度範囲内で回転可能に構成される。

図８Ａに示すように、フラップ部が開梱された梱包箱１に対し、各吸引ノズル２８ａ～２８ｄがその初期位置から内袋５に接近する方向に回転してフィルムロールＲの上面を覆っている内袋５を吸引する。図８Ａにおいて、矢印が吸引ノズル２８ａ～２８ｄの回転方向を示す。

次に、この状態で吸引しながら図８Ｂに示すように吸引ノズル２８ａ～２８ｄが逆方向に回転し、吸引ノズル２８ａ～２８ｄによって吸引保持されている内袋５が持ち上げられる。その後、吸引ノズル２８ａ～２８ｄを上昇移動することで内袋５がさらに持ち上げられ、内袋５の口部５ａが開口された状態となる。図８Ｂでは、番号１により逆回転を示し、番号２により上方移動を示す。

具体的には、各ノズル２８ａ～２８ｄは、内袋５の４隅が折り畳まれた順序と逆の順序で開口すべく、順番に回転、吸引、逆回転、上方移動の各移動を行って内袋５を順次開いていく。例えば、内袋５の４隅を隅部５ｈ，隅部５ｉ、隅部５ｊ，隅部５ｋとし、図８Ｃに例示するように、隅部５ｈをまず折り畳み、次に隅部５ｉを折り畳み、次に隅部５ｊを折り畳み、最後に隅部５ｋを折り畳んでいるとする。つまり、下から順に、隅部５ｈ，隅部５ｉ，隅部５ｊ，隅部５ｋと折り畳まれており、隅部５ｋが最上面に位置しているものとする。なお、図８Ｃは折り畳みの一例であって、これと異なる折り畳み順序であってもよい。但し、折り畳み順序は事前に分かっていて制御装置１１に記憶されており、折り畳み順序が制御装置１１に記憶されている状態でフラップ開梱・内袋開口装置１４に移載される。

４つの吸引ノズル２８ａ～２８ｄは、それぞれ内袋５の４つの隅部５ｈ，５ｉ，５ｊ，５ｋに対応しており、吸引ノズル２８ａで隅部５ｈを吸引し、吸引ノズル２８ｂで隅部５ｉを吸引し、吸引ノズル２８ｃで隅部５ｊを吸引し、吸引ノズル２８ｄで隅部５ｋを吸引するものとすると、最上面には隅部５ｋが折り畳まれているので、制御装置１１は、隅部５ｋに対応する吸引ノズル２８ｄに対して駆動指令を出力して吸引ノズル２８ｄを回転、逆回転、少し上昇せしめ、隅部５ｋをまず開口する。

次に、隅部５ｋの下には隅部５ｊが折り畳まれているので、制御装置１１は、隅部５ｊに対応する吸引ノズル２８ｃに対して駆動指令を出力して吸引ノズル２８ｃを回転、逆回転、少し上昇せしめ、隅部５ｊを開口する。

次に、隅部５ｊの下には隅部５ｉが折り畳まれているので、制御装置１１は、隅部５ｉに対応する吸引ノズル２８ｂに対して駆動指令を出力して吸引ノズル２８ｂを回転、逆回転、少し上昇せしめ、隅部５ｉを開口する。

最後に、一番下に隅部５ｈが折り畳まれているので、制御装置１１は、隅部５ｈに対応する吸引ノズル２８ａに対して駆動指令を出力して吸引ノズル２８ａを回転、逆回転、少し上昇せしめ、隅部５ｈを開口する。制御装置１１は、４箇所の隅部５ｈ～５ｋを開口した後、４箇所同時に設定値まで上昇せしめる。

内袋５の全ての隅部５ｈ～５ｋを吸引ノズル２８ａ～２８ｄで吸引して持ち上げることで、内袋５の口部５ａが開口され、フィルムロールＲの内側、つまり紙管ＰＰが口部５ａから露出した状態となる。吸引ノズル２８ａ～２８ｄの逆回転時の回転角度は、フィルムロールＲの内側が口部５ａから露出し得る程度の角度でよく、例えば水平面から９０度の角度であるが、それ以上の角度であってもよい。既述したように、フィルムロールＲが梱包箱１に収納されて工場まで納品された時点において、内袋５の隅部５ｈ～５ｋの折り畳み順序は既知であって制御装置１１のメモリに記憶されているから、制御装置１１はメモリに記憶された順序に従って吸引ノズル２８ａ～２８ｄを駆動する。制御装置１１のメモリに品番と折り畳み順序との対応関係が記憶されており、図３の処理フローチャートに示すＳ１０２の異品種検査においてＱＲコード（登録商標）を読み取って得られた品番情報に対応する順序をメモリに記憶された対応関係を参照することで読み出し、読み出した順序に応じて吸引ノズル２８ａ～２８ｄを駆動してもよい。

図９は、吸引ノズル２８ａ～２８ｄで内袋５を吸引して持ち上げることで内袋５の口部５ａを開口した状態の上面視を示す。フィルムロールＲの紙管ＰＰが内袋５の口部５ａから露出しており、上面から第２ロボット６０のアームが進入してフィルムロールＲの内側をチャッキングし得る。

＜取出処理＞
第２ロボット６０のアームの先端はチャックヘッドを備え、チャックヘッドは、ヘッドベースと、このヘッドベースに移動可能に設けられた複数、例えば６つの内側チャック爪及び６つの外側チャック爪を備える。ヘッドベースは、内側チャック爪及び外側チャック爪を開閉駆動する駆動機構が搭載されている。内側チャック爪は、フィルムロールＲの紙管ＰＰの内側に挿入されて開き動作することで、紙管ＰＰの内面に当接してフィルムロールＲの内側をチャッキングする。ヘッドベースは、内側チャック爪のみを備えてもよいが、フィルムロールＲを内側及び外側からチャッキングする際に両方の爪が必要となる。

図１０～図１３は、第２ロボット６０によってフィルムロールＲの内側をチャッキングしてフィルムロールＲを梱包箱１から取り出す処理を模式的に示す。

図１０は、第２ロボット６０のアームを下降させて６つの内側チャック爪６２（但し、図ではそのうち３つの内側チャック爪を示す）をフィルムロールＲの内側に挿入する状態を示す。梱包箱１はその上面のフラップ部３ａ～３ｄが開梱された状態でステージ３０上に載置されており、内袋５の口部５ａは吸引ノズル２８ａ～２８ｄにより持ち上げられて開口された状態にある。システム１０の制御装置１１は、吸引ノズル２８ａ～２８ｄにより内袋５の口部５ａが開口された後に、第２ロボット６０に駆動指令を出力して内側チャック爪６２をフィルムロールＲの内側に進入させる。制御装置１１は、内袋５の口部５ａが開口されていることをセンサ（例えば監視カメラ）により検知・確認した後に、第２ロボット６０に駆動指令を出力してもよい。なお、内側チャック爪６２を６つ設けているのは、フィルムロールＲを内側から均等にチャッキングするためであるが、その数は限定されず、例えば４つでもよい。

図１１は、第２ロボット６０の内側チャック爪６２をフィルムロールＲの内側に挿入し、内側チャック爪６２を開き動作することで、紙管ＰＰの内面に当接してフィルムロールＲの内側をチャッキングした状態を示す。この状態で第２ロボット６０のアームを上方に移動させることで内袋５とともにフィルムロールＲを梱包箱１から取り出すことができる。梱包箱１がフィルムロールＲとともに持ち上がらないように、梱包箱１の下面を吸引するか、あるいは図示しない保持部材で挟むことによって梱包箱１を保持する構成としてもよい。

但し、フィルムロールＲの内側のみをチャッキングしてそのまま持ち上げると、フィルムロールＲの内側部分のみが取出方向に移動し、コイルバネの如くにフィルムロールＲが巻崩れてしまう事態が生じ得る。フィルムロールＲが巻崩れると、ラベリング装置に繰り出す際の繰り出し精度が低下する。

そこで、図１１の状態からそのままフィルムロールＲを上方に持ち上げて梱包箱１から取り出すのではなく、フィルムロールＲの内側を内側チャック爪６２でチャッキングした状態を維持しつつ、梱包箱１を載置しているステージ３０を所定角度だけ傾斜させ、梱包箱１を傾斜させた状態でフィルムロールＲを梱包箱１から取り出す。

図１２は、第２ロボット６０の内側チャック爪６２でフィルムロールＲの内側をチャッキングしつつ、梱包箱１を載置するステージ３０を傾斜させて梱包箱１を傾斜させた状態を示す。傾斜角は必ずしも限定されないが、４５度以上９０度以下が好ましく、７０度以上９０度未満がより好ましい。梱包箱１を傾斜させる目的は、フィルムロールＲの内側のみをチャッキングして梱包箱１から取り出すときに、フィルムロールＲの内側部分のみが突出してコイルバネ状に巻崩れるのを防止するためであるので、巻崩れを防止し得る範囲内において梱包箱１を傾斜させればよい。傾斜角度は、予め種々の傾斜角度でフィルムロールＲを試行的に取り出し、巻崩れが生じない傾斜角度を見出せばよい。一般的には、傾斜角度が大なるほど巻崩れが生じ難くなる。図１２では、ステージ３０を支持する脚の一方側を上方に移動させることでステージ３０を傾斜させているが、これに限定されるものではなく、例えばステージ３０を回転可能に軸支し、制御装置１１からの駆動指令によりステージ３０を所定角度だけ回転させることで梱包箱１を傾斜させてもよい。ロボットシステム用の公知のサーボポジショナを用いてもよい。

図１３は、梱包箱１を傾斜させた状態で第２ロボット６０によってフィルムロールＲを取り出す状態を示す。第２ロボット６０は、フィルムロールＲの内側をチャッキングし、傾斜した梱包箱１の底面に対して略垂直な方向、すなわち梱包箱１の傾斜角をθとすると、鉛直面から略θだけ傾いた方向に持ち上げることで、フィルムロールＲを内袋５ごと梱包箱１から取り出す。

＜内袋の除去処理＞
図１４及び図１５は、フィルムロールＲを内袋５ごと梱包箱１から取り出した後に、フィルムロールＲから内袋５を除去する処理を模式的に示す。

図１４は、第２ロボット６０によってフィルムロールＲを内袋５ごと梱包箱１から取り出した後、制御装置１１の駆動指令によってフラップ開梱・内袋開口装置１４の近傍に設置された除去装置としての吸引装置４０にフィルムロールＲを接近させる状態を示す。第２ロボット６０は、そのアームを移動させてフィルムロールＲの底面側、すなわちチャッキング側とは反対側の面を吸引装置４０の吸引プレート４２に接近させる。

吸引装置４０は、鉛直方向に立設するコラムと、当該コラムから水平方向に延びた支持棒と、当該支持棒に取り付けられ、その面が鉛直面内にある吸引プレート４２とを備える。吸引プレート４２は、複数の吸引ノズルを備えており、接近したフィルムロールＲの底面側を吸引して内袋５を吸引する。

図１５は、吸引プレート４２の吸引ノズルで吸引する状態を示す。フィルムロールＲの内袋５は、第２ロボット６０の内側チャック爪６２でチャッキングされておらず、拘束されていない状態でフィルムロールＲを覆っている。従って、吸引プレート４２の吸引力により内袋５が吸引され、この状態で第２ロボット６０のアームが吸引プレート４２から離れる方向に移動することで、内袋５はフィルムロールＲから除去される。

図１６は、内袋５がフィルムロールＲから除去された状態を示す。内袋５は吸引プレート４２に吸引され、第２ロボット６０はフィルムロールＲのみをチャッキングして保持する。

図１７は、吸引プレート４２の構成を示す。吸引プレート４２は、既述した複数の吸引ノズル４４と、複数の吸引ノズル４４を円形状に囲む平坦なリング部４６を備える。リング部４６の内径ａ１及び外径ａ２は、フィルムロールＲの直径ａに応じて設定され、ａ１＜ａ＜ａ２となるように設定される。あるいは、フィルムロールＲの内径ｒ１及び外径ｒ２に対し、ａ１＜ｒ１＜ｒ２＜ａ２となるように設定される。これは、内袋５を除去する際に、フィルムロールＲの外径部のみが内袋５の除去とともに吸引プレート４２側に引っ張られて巻崩れした場合に、当該外径部の突出を平坦なリング部４６の面に押し当てて巻崩れを修正できるようにするためである。除去された内袋５は、その後、吸引プレート４２から除去されて廃棄される。

＜巻崩れ修正処理＞
図１８は、内袋５を除去した後に、フィルムロールＲの外径部Ｒｔが吸引プレート４２側に突出して巻崩れた状態を示す。制御装置１１は、フィルムロールＲの巻崩れを監視カメラ等で検知した場合、あるいは巻崩れが生じているか否かを問わず常に、第２ロボット６０に駆動指令を出力して、フィルムロールＲをチャッキングしたまま再び吸引プレート４２に接近させ、フィルムロールＲの底面を吸引プレート４２のリング部４６に押し当てる。

図１９は、フィルムロールＲを吸引プレート４２のリング部４６に押し当てた状態を示す。フィルムロールＲの平坦なリング部４６への押し当てにより、フィルムロールＲの外径部Ｒｔの突出が戻され、巻崩れが修正される。なお、巻崩れを修正する際には、吸引ノズル４４で吸引する必要はないためその吸引動作をオフとする。また、リング部４６への押し当て量は、外径部Ｒｔの突出を戻す程度に設定される。第２ロボット６０は、フィルムロールＲを複数回リング部４６に押し当てて徐々に巻崩れを修正してもよい。

このように、内袋５を除去するための吸引装置４０の吸引プレート４２を用いてフィルムロールＲの内袋５の除去に伴う巻崩れを修正することで、新たな設備を追加することなく効率的に内袋５を除去し、かつ、巻崩れを修正できる。吸引プレート４２のリング部４６に押し当てて巻崩れを修正した後、第２ロボット６０は、システム１０の制御装置１１からの駆動指令によって、フィルムロールＲをオートスプライサ７０に装着する。

なお、吸引装置４０以外に平坦プレートを設け、この平坦プレートに押し当てることで巻崩れを修正してもよい。また、吸引装置４０以外のシステム１０の部材のいずれかに平坦面が存在する場合に、当該平坦面を活用して巻崩れを修正してもよい。

以上のようにして、フィルムロールＲは、梱包箱１から取り出され、内袋５が除去されてオートスプライサ７０に装着される。オートスプライサ７０は、フィルムロールＲから帯状フィルムＦを繰り出してラベリング装置に送出するフィルム送出装置と、フィルムロールＲから送出し終えた送出済みの帯状フィルムＦの終端部と、フィルム送出装置に新たに供給されたフィルムロールＲから繰り出された送出前の帯状フィルムＦの始端部とを接続するフィルム接続装置を備える。

フィルム送出装置は、所定位置にセットされたフィルムロールＲを回転させるロール駆動モータと、フィルムロールＲから繰り出された帯状フィルムＦを挟み込んでラベリング装置に送出する上下一対のフィルム送出ローラを駆動する駆動機構を備える。帯状フィルムＦの送出中は、ラベリング装置側が要求する送出速度で帯状フィルムＦがラベリング装置側に送出され、帯状フィルムＦの送出速度の変動やフィルムロールＲの外径変動に伴う帯状フィルムＦの操出速度の変動に追従してフィルムロールＲが回転すべくロール駆動モータが制御される。

フィルム接続装置は、フィルム送出装置にセットされた新たなフィルムロールＲから帯状フィルムＦを繰り出して、その始端部の重ね合わせ部分を相互に離間させながら、離間した状態の帯状フィルムＦの始端部を、帯状フィルムＦの送出経路に隣接する所定のフィルム待機位置に位置決めし、フィルムロールＲから送出されている帯状フィルムＦの終端部を所定位置で切断し、切断された帯状フィルムＦの終端部を、帯状フィルムＦの送出経路に設定されたフィルム接続位置に位置決めした後、フィルム待機位置に位置決めされた送出前の帯状フィルムＦの始端部を帯状フィルムＦの送出経路に移送することによって、フィルム接続位置において、送出済みの帯状フィルムＦの終端部を送出前の帯状フィルムＦの始端部に挟み込ませ、挟み込んだ状態で双方の帯状フィルムＦ，Ｆの重ね合わせ部分を相互に接続する。フィルム接続装置は、フィルム留めテープ剥離装置を備えており、フィルムロールＲに巻回された帯状フィルムＦの操出端部となる始端部をロール外周面に留めている粘着テープを剥離させた後、始端部をフィルムロールＲから繰り出す。

以上説明したように、本実施形態のシステム１０によれば、フィルムロールＲを梱包箱１から自動的に取り出し、かつ、内袋５を自動的に除去してフィルムロールＲのみをオートスプライサに自動装着できる。これにより、システムの省人化又は無人化を図ることができる。特に、本実施形態のシステム１０によれば、フィルムロールＲを取り出す際の巻崩れを防止できる。さらに、内袋５を除去する際に生じた巻崩れを修正することができる。

なお、本実施形態では、第２ロボット６０の内側チャック爪６２をフィルムロールＲの内側に挿入し、内側チャック爪６２を開き動作することで、紙管ＰＰの内面に当接してフィルムロールＲの内側をチャッキングしているが、第２ロボット６０は、内側チャック爪６２に加えて外側チャック爪も備え、外側チャック爪によってフィルムロールＲの外側のみをチャックし得る構成、あるいは内側と外側のいずれもチャックし得る構成であってもよい。また、本実施形態におけるフィルムロールＲは、筒状フィルムのシュリンクラベルとシートフィルムのロールラベルのいずれであってもよい。さらに、本実施形態では、除去装置としての吸引装置４０で内袋５を吸引してフィルムロールＲから内袋５を取り外しているが、内袋５をロボットで把持して内袋５を除去してもよい。

１ 梱包箱（外装体）、２ 側壁部、３ａ～３ｄ フラップ部、４ａ～４ｄ 粘着テープ、５ 内袋、５ａ 口部、１０ フィルムロール供給システム、１２ テープカット装置、１４ フラップ開梱・内袋開口装置（開梱装置、内袋開口装置）、２８ａ～２８ｄ 吸引ノズル、３０ ステージ、４０ 吸引装置、４２ 吸引プレート、４４ 吸引ノズル（吸引部）、４６ リング部、５０ 第１ロボット、６０ 第２ロボット（取出装置）、６２ 内側チャック爪。

Claims (3)

1. フィルムロールが水平状態で前記フィルムロールの内側のみをチャッキングし、前記フィルムロールの内側のみをチャッキングした状態を維持しつつ前記フィルムロールを水平面から所定角度だけ傾斜させ、前記フィルムロールが前記所定角度だけ傾斜した状態で前記フィルムロールを取り出す取出装置を備えるフィルムロール供給システム。
2. 前記フィルムロールは、内袋に包装されており、さらに、
   前記内袋の口部を開口する内袋開口装置を備え、
   前記内袋開口装置は、前記内袋の口部を吸引する複数の吸引ノズルを備え、
   前記複数の吸引ノズルは、初期位置から前記内袋の口部に接近する方向に回転して前記内袋の口部に当接して吸引し、吸引した状態で逆方向に回転し、その回転後に上方移動することで前記内袋の口部から前記フィルムロールの内側が露出した状態とし、
   前記取出装置は、前記内袋開口装置によって前記フィルムロールの内側が露出した状態で前記フィルムロールの内側のみをチャッキングする、
   請求項１に記載のフィルムロール供給システム。
3. 前記フィルムロールは、内袋に包装されており、さらに、
   複数の吸引ノズルを具備した吸引装置を備え、
   前記内袋と一緒に取り出された前記フィルムロールのチャッキング側とは反対面を前記吸引装置に接近させることによって、前記複数の吸引ノズルで接近したフィルムロールの底面側から前記内袋を吸引する、
   請求項１に記載のフィルムロール供給システム。

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