JPH06156423A - 物品の処理・加工方法および物品処理・加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】多種の操作体が自動的で確実に交換され、異な
る形態や条件に対して物品をそれぞれ一律に対応させる
ことができる物品の処理・加工方法および物品処理・加
工装置を提供する。 【構成】物品操作手段３の操作範囲内に受台４により支
承される異なる形態の操作体５を複数組配設し、処理・
加工される物品ｂの形態や処理・加工物の変化に応じ
て、前記物品操作手段３の移動操作により、該異なる形
態の操作体５を選択して付け替えさせる。 【効果】操作体の型換えと物品の処理・加工が全くの無
人によって行なえ、人手によらない操作体の型換えは、
事故の発生が防止されて作業者への安全性が大幅に向上
し、かつ、操作体の落下による破損がなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、物品の充填包装業界等
において、異なる物品や処理・加工形態に対して、それ
ぞれへ一律に対応することができる物品の処理・加工方
法および物品処理・加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、容器等の物品に対して、例えば、
その内部へ液体を充填したり、液体充填済の容器にキャ
ップを取り付けたり、あるいは、液体を充填した容器を
収納箱に梱包したりする充填包装業界等においては、連
続した大量生産がなされることもあって、ライン全体が
機械化による無人化が進んでいる。

【０００３】そして、例えば、前記したうち箱詰め装置
は、図12に示すように、連続的にコンベア70により送ら
れる容器71を、収容する箱72の大きさ等に応じて所定の
列に振り分け、この容器コンベア70へ対応させて収納箱
72をコンベア73により供給させ、該容器コンベア70およ
び箱コンベア73の近傍において、所定配列、例えば、縦
３本，横４本の配列にあらかじめ設定されたグリッパー
74を備える把持体75を対設してあって、容器コンベア70
の容器71をチャックして持ち上げ、箱コンベア73上に移
動した後降下させて、この箱72内に収容させるもので、
一度の工程で箱72の規定数量、すなわち、３×４の12本
が自動的に箱詰めされるものである。

【０００４】しかしながら、現今は、多品種，小ロット
に生産されることもあって、前記した箱詰め装置の一台
により、異なる多種類の配列の容器、例えば、前記した
ような３×４（12本）以外にも、３×３（９本），３×
５（15本），４×５（20本），４×６（24本）等のよう
に、種々パターンに箱詰めされる作業が要求され、ま
た、容器の外径変更やキャップの形状変化によって、把
持される容器間隔も必然的に変化するものであるから、
その都度、その容器配列，容器間隔に相応してチャック
するための把持体のアッセンブリーを、該装置へ付け替
えなくてはならない。

【０００５】この型換え作業は、作業者が人手により前
記把持体を支持して装置より取り外し、また、他の把持
体を持ち上げて該装置へ組み込んでいたものであるか
ら、交換に多くの時間が浪費されて箱詰め処理が遅滞す
る上、把持体が大重量であるため、作業者に掛かる労働
負担が大きく、過ってこの把持体を落下させたときは、
作業者が極めて危険であると共に、高価な該把持体を損
傷させる等大きな問題点を有するものであった。

【０００６】そのため、液体等の充填包装業界にあって
は、前述した種々の問題点を解決する技術の出現をせつ
に要望されていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した要
望にかんがみなされたもので、物品操作手段の操作範囲
内に受台により支承される異なる形態の操作体を複数組
配設し、処理・加工される物品の形態や処理・加工物の
変化に応じて、前記物品操作手段の移動操作により、該
異なる形態の操作体を選択して付け替えさせることによ
り、多種の操作体が自動的で確実に交換され、異なる形
態や条件に対して物品をそれぞれ一律に対応させること
ができる物品の処理・加工方法および物品処理・加工装
置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ための本発明の手段は、物品供給手段と、この物品供給
手段の近傍に設けて物品へ所定の処理・加工を施す操作
体を結合手段により着脱自在に取り付けた物品操作手段
とからなる物品処理・加工装置において、前記物品操作
手段の操作範囲内に、該物品操作手段によって処理・加
工を行うための異なる形態の操作体を複数組配設してお
き、処理・加工される物品や処理・加工物の変化に応じ
て前記物品操作手段によるその結合手段を移動操作さ
せ、前記複数組配設された操作体から物品や処理・加工
物に相応する形態の操作体を選択して、該物品操作手段
へ付け替えさせる、物品の処理・加工方法にある。

【０００９】また、物品供給手段と、この物品供給手段
の近傍に設けて物品へ所定の処理・加工を施す操作体を
着脱自在に取り付けた物品操作手段とからなる物品処理
・加工装置において、前記物品操作手段の操作範囲内に
設置した複数組の操作体受台と、この操作体受台へ一台
を残してそれぞれへ載置させたそれぞれが異なる形態の
操作体と、前記物品操作手段と前記操作体とに設けて、
両者の係脱が自在となる結合手段とを備えさせた、物品
処理・加工装置の構成にある。

【００１０】

【作用】前記のように構成される本発明は以下に述べる
作用を奏する。

【００１１】物品操作手段の操作範囲内には、この物品
操作手段によって処理・加工が行なわれるための異なる
形態の操作体がその受台上に載置されているものであ
り、これら操作体は複数組配設されている。

【００１２】したがって、あらかじめ準備されたこの異
なる形態の操作体により、物品に対しては異なった希望
する処理・加工がなされるものであって、現在行なって
いる処理・加工を別のものに型換したいときは、物品の
操作手段に取り付けられている操作体を、まず、空の操
作体受台へ移動させて結合手段によるその操作体の解除
を行ない、次に、希望する操作体を載置している受台位
置へ、物品操作手段の結合手段を移動させて該操作体の
連結を行なった後、物品供給手段における物品の処理・
加工位置へ前記操作体を移動させれば、その作業準備が
できる。

【００１３】この操作体の型換えにあっては、前記物品
操作手段の操作範囲内に、物品の配列や異なる形態の操
作体を複数組配設することにより、該物品操作手段の移
動操作によって、異なる形態の操作体を適宜選択して物
品操作手段への付け替えが自動により行なうことができ
る。

【００１４】

【実施例】次に、本発明に関する物品の処理・加工方法
の一実施例を、本発明実施例の物品処理・加工装置を参
照し図面に基づいて説明する。

【００１５】本発明実施例装置は、物品供給手段１と、
この物品供給手段１の近傍に設けて物品へ所定の処理・
加工を施す操作体５を結合手段６により着脱自在に取り
付けた物品操作手段３とよりなる。

【００１６】この方法および装置は、流体の充填包装業
界等において採用することができるもので、例えば、容
器等の物品ｂへ流体を収容させる充填機、充填済容器ｂ
へキャップを施す施蓋機、施蓋された容器ｂの多数個を
ケーシングする箱詰め機等が挙げられるものであって、
本実施例においては、この容器箱詰め機を例に取って説
明する。

【００１７】図１および図２においてＡは物品箱詰め機
で、物品、例えば、ガラスや合成樹脂製の所定形状の容
器ｂ内へ、液体や粉粒体等の流体充填を終了して施蓋さ
れた後、ダンボールやＰケース等の収容箱ｃへ梱包させ
る機械に採用されるもので、物品供給手段１と、収容箱
供給手段２と、物品操作手段３である物品収納手段３と
からなり、更に、この物品収納手段３の操作範囲内に設
置した複数組の操作体受台４である把持体受台４，４…
と、この把持体受台４に載置させる操作体５である把持
体５，５…と、前記物品収納手段３と前記把持体５との
結合手段６とにより基本的に構成される。

【００１８】そして、前記した物品供給手段１は、一方
向へ連続かつ自動的に移送されるコンベアを用いるもの
で、単列または複数列で移送される容器ｂを一旦多数列
に振り分けて、前記収容箱ｂに収納し得る本数に終端部
７においてストックさせておく。

【００１９】前記した収容箱供給手段２は、前記物品供
給手段１の近傍においてこれと略直交するように設け
て、一方向へ連続かつ自動的に移送されるコンベアを用
いるもので、該コンベアに横架させた押送バー８により
所定ピッチで前記収容箱ｂを移送させる。

【００２０】前記した物品収納手段３は、前記物品供給
手段１上から、結合手段６を介して取り付けられた把持
体５により支持して移動させ、前記収容箱供給手段２の
箱ｃ内へ設定した全部の本数の容器ｂを一度にまとめて
箱へ供給したり、設定数の容器ｂを、３本や４本、ある
いは、５本程度に区分けして数度により供給したり、更
に、設定本数の１本ずつを供給したりするものであっ
て、移動部であるヘッド９が任意に作動する慣用の多関
節ロボットや、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸に対してヘッドが任意に移
動することができるロボット，装置等が採用されるもの
で、本実施例においては図１および図２に示すような多
関節ロボットを用いた。

【００２１】そして、そのヘッド９の移動範囲は、図１
に示すように、軌跡線ｐの範囲を任意に移動操作される
もので、この操作範囲内に前記把持体５の受台４を複数
組設置してある。

【００２２】また、前記物品収納手段３におけるヘッド
９には、把持体５が結合手段６により着脱自在に設けら
れているもので、この把持体５は、支持板10の下側に間
隔調整手段11を介して垂下させた吊持杆12の下端に、容
器ｂの口元を把持するグリッパー13を設けてあって、こ
のグリッパー13は、前記したように、設定した容器ｂ全
部を把持することができる多数が取り付けられるか、設
定数を区分けした少数本が取り付けられるか、あるい
は、設定数に対して１本ずつを把持するように取り付け
られる。

【００２３】そして、設定した容器ｂ全部を把持する場
合は、図１に示すように、前記支持板10へ所定配列で縦
・横に多数個取り付けてあり、この配列は、例えば、縦
３本，横４本の12本や、３×３（９本），３×５（15
本），４×５（20本），４×６（24本）、更に、これら
の組み合わせが左右一対設けられる複式型等のように種
々の配列パターンがある。

【００２４】また、設定数を複数に区分けした場合は、
その一列において３本や４本、あるいは、それ以上設け
られているもので、図９(a) に示すように横列に４本取
り付けたり、図９(b) に示すように縦列に３本取り付け
たりするものである。

【００２５】更に、設定数に対して１本を把持する場合
は、図９(c) に示すように支持板１０へ１組のグリッパ
ー１３が設けられている。

【００２６】なお、前記したグリッパー13は、バキュー
ム式，リンク等によるメカニカル式，エアチューブ式等
慣用のものが使用されるもので、外部の制御系を介して
把持や把持解除の信号が与えられる。

【００２７】前記した把持体受台４は、図１に示すよう
に、移動軌跡ｐの範囲に所定配置でかつ、前記配列パタ
ーンに合わせて複数組設けられているもので、この載置
位置はあらかじめ前記物品収納手段３の制御部（図示せ
ず）に記憶されており、図４および図８に示すように、
所定高さに枠組されているものであり、上部に間隔的に
受杆14を４本立設してあって、その内の対角状となる２
本の受杆14の上端に、前記支持板10に穿設した係止孔15
が嵌合する位置決め突起16を突設してある。

【００２８】したがって、前記物品収納手段３により運
ばれた把持体５はこの受台４における受杆14によって支
承載置されるものであり、下部の隅部に設けた高さ調整
部材17により全体の微調整ができるようにしてある。

【００２９】また、前記した結合手段６は、前記物品収
納手段３のヘッド９と前記把持体５の上面中心部とに設
けて、両者３，５の係脱を自在とさせるもので、前記ヘ
ッド９の凸体18と把持体５の凹体19との嵌合の後、内蔵
された電気または流体源による固定部材20により強固に
結合される。

【００３０】図５および図６において21, 22は、前記し
たグリッパー13の縦列移動部材および横列移動部材で、
前記物品収納手段３における把持体５の複数の各グリッ
パー13,13,13…に連係させて、該グリッパー13,13,13…
の取付間隔を相対的に変動させるものである。

【００３１】このうち、縦列移動部材21は、図６に示す
ように縦３本の配列の場合（図においてグリッパー13は
省略される。）、中央のグリッパー13は縦方向に対して
固定に設けられ、また、両側のグリッパー13, 13は、前
記支持板10の周縁より垂下させたブラケット23に支承さ
れる螺軸24へ、該グリッパー13, 13における吊持杆12,
12の上部に延設させためねじ駒25, 25を移動自在に螺合
させてあって、螺軸24の回転によってその右左ねじによ
り前後へ相対的に移動される。

【００３２】また、横列移動部材22は、図５に示すよう
に横４本の配列の場合、前記支持板10の周縁部より垂下
させたブラケット26に支承される摺動杆27へ、グリッパ
ー13,13,13,13 における吊持杆12,12,12,12 の上部に延
設させた取付駒28,28,28,28を移動自在に挿嵌してあっ
て、このうち両側の取付駒25,25 に前記支持板10の取付
板に支承される螺軸29へ、前記取付駒28, 28の上部に延
設させためねじ駒30,30を移動自在に螺合させてあっ
て、この前後の取付駒28, 28にパンタグラフ体31, 31の
外端部をそれぞれ枢着し、また、中間部の取付駒28, 28
に前記パンタグラフ体31, 31の中間ピン32, 32を枢着し
てあるもので、前記螺軸29の回転によってその右・左ね
じによりグリッパー13,13,13,13 が左右へ相対的に移動
される。

【００３３】なお、前記縦列移動部材21および横列移動
部材22は、前記パンタグラフ式以外にも、螺軸のねじピ
ッチを変えたねじ式や流体シリンダ式等任意の機構が選
択し得る。

【００３４】図５〜図７において33, 34は、縦列操作手
段および横列操作手段で、前記縦列移動部材21および横
列移動部材22に接続されてこれら21,22 を駆動するもの
で、図５および図６に示す場合は、前記した物品収納手
段３の近傍に設置した把持体受台４に設けあり、また、
図７に示す場合は、把持体５における支持板10に設けて
ある。

【００３５】そして、把持体受台４に取り付けた場合、
前記した縦列操作手段33は、図５および図６に示すよう
に、前記縦列移動部材21における螺軸24の外端部に対応
する前記受台４の外側部に取付板35を張り出させ、この
取付板35に水平ガイド36により進退する移動体37を流体
シリンダ等の操作部材38により移動自在に取り付け、こ
の移動体37に前記螺軸24と軸芯を一致させたレバーシブ
ルギヤードモータやサーボモータ等の駆動部材39を取り
付けてあって、後記する接続手段により前記螺軸24と駆
動部材39の出力軸40とを連結することによって、前記縦
列移動部材21が操作されグリッパー13の前後方向の間隔
調整が任意に行なわれる。

【００３６】一方、前記横列操作手段34は、前記縦列操
作手段33と略同一構成を採用するもので、図５および図
６に示すように、前記横列移動部材22における螺軸29の
外端部に対応する前記受台４の外側部に取付板41を張り
出させ、この取付板41に水平ガイド42により進退する移
動体43を流体シリンダ等の操作部材44により移動自在に
取り付け、この移動体43に前記螺軸29と軸芯を一致させ
たレバーシブルギヤードモータやサーボモータ等の駆動
部材45を取り付けてあって、後記する接続手段により、
前記螺軸29と駆動部材45の出力軸46とを連結することに
よって、前記横列移動部材22が操作され、グリッパー13
の左右方向の間隔調整が任意に行なわれる。

【００３７】なお、この縦列および横列操作手段33, 34
は、図７に示す把持体５の場合は、手動のハンドル式を
採用する。

【００３８】図５〜図６および図８において47は接続手
段で、前記縦列移動部材21および縦列操作手段33と横列
移動部材22および横列操作手段34とに設けて、これら21
と33および22と34を連結させるもので、前記縦列および
横列移動部材21, 23の螺軸24, 29の外端に付設した凹溝
48を有する受体49へ、前記縦列および横列操作手段33,
34における駆動部材39, 45の出力軸40, 46に付設した凸
条50を有する回転体51を係合させることにより、駆動部
材39, 45の回転が螺軸24, 29に伝達される。

【００３９】なお、前記凹溝48と凸条50との円滑な噛み
合いには、螺軸24, 29へばね等の弾性材52を介して受体
49を取り付けることにより、凹溝48と凸条50とが噛み合
わない場合であっても、前記弾性材52により受体49が退
避して、回転体51の過度な押し付け力を受けないもので
あるが、グリッパー13の間隔調整のために駆動部材39,
45を操作すると、回転体51の回転によりその凸条50が凹
溝48へ自然に係合するものである。

【００４０】なお、この接続手段47は、図７に示す把持
体５の場合は、前記縦列移動部材21および横列移動部材
22の螺軸24, 29へハンドル33, 34が直結されているため
不要である。

【００４１】次に前記した本発明実施例装置Ａにおいて
その作用を説明する。

【００４２】例えば、調味液が充填包装された容器ｂを
ダンボール箱ｃへ縦３本，横４本の計12本を、連続的で
一度に全部を自動箱詰めするときは、まず、この３×４
の配列でグリッパー13が取り付けられている把持体５を
多数の把持体５群より選定するもので、この信号を物品
収納手段３の制御部へ送ると、これにより該物品収容手
段３が作動して制御部にプログラムされた把持体５位置
へ該ヘッド９が移動する。

【００４３】そして、この位置から降下して把持体５の
支持板10における結合手段６の凹体19へヘッド９の突体
18を嵌合させると共に、内蔵された固定部材20により両
者３，５を連結させる。

【００４４】この状態でヘッド９を上昇させると、３×
４配列の把持体５が持ち上げられて箱詰め準備ができ
る。

【００４５】このとき、物品供給手段１の終端部７に所
定配列でストックされた容器ｂ上へ物品収納手段３のヘ
ッド９を対応させて把持させ、収容箱供給手段２により
送られる収容箱ｃに移し替えれば、あらかじめ設定され
た把持体５の所定配列、すなわち、３×４配列により容
器ｂが箱詰めされる。

【００４６】また、収納箱ｃの変化や容器ｂの形状ある
いは容器ｂの配列形態の異なる箱詰め作業の場合は、例
えば、４×５の20本入り箱ｃへ容器ｂを詰めるときは、
これに相応する４×５配列の把持体５を、前記物品収納
手段３へ付け替えるものである。

【００４７】この型換えに際しては、前記同様に物品収
納手段３の制御部へこの信号を送って物品収納手段３を
操作し、前記受台４群のうち空、すなわち、把持体５が
載置されていない受台４上に移動させて、結合手段６の
解除による把持体５の取り外しを行ない、該受台４に支
承させる。

【００４８】次に、物品収納手段３を操作して４×５配
列の把持体５を設置してある受台４上に移動させ、該物
品収納手段３のヘッド９における凸体18を把持体５の凹
体19に正対させた後嵌合させ、固定部材20を操作して結
合手段６による両者３，５の連結を行ない上昇させる
と、再び、箱詰め準備がなされる。

【００４９】そして、前記同様な操作により物品ｂおよ
び収容箱ｃの供給手段１，２と、該物品収納手段３を稼
動させると、この把持体５の４×５配列により容器ｂが
連続かつ自動的に箱詰めされるものである。

【００５０】なお、前記した物品処理・加工装置Ａにお
いて、他の例の装置として採用される容器等の物品ｂへ
流体を収容させる充填機Ａ、および、充填済容器ｂへキ
ャップを施す施蓋機Ａは、図10に示すように、物品供給
手段１上に物品操作手段３の操作体５が対応するように
配置されるもので、このうち、前記充填機Ａに用いる場
合、操作体５である流体を容器ｂ内へ充填させる充填ノ
ズル55は、図11(a) に示すように、支持板10の下側へ垂
設させてあり、また、前記施蓋機Ａに用いる場合、操作
体５であるキャップ56を把持して緊締させるグリッパー
57は、図11(b)に示すように、支持板10の下側に取り付
けてある。

【００５１】また、これら充填ノズル55やグリッパー57
は、一組のみを取り付けたり、前記支持板10へ縦または
横列へ複数組設けたり、あるいは、縦横へ所定配列で多
数組設けたりするものである。

【００５２】更に、前記した物品処理・加工装置Ａにお
いて行なわれるその処理・加工は、その稼動中において
同一種類のものを連続的に行なうだけではなく、例え
ば、容器ｂへ液体を充填した次に、施蓋，箱詰めと順次
連続的に行なうこともできるもので、この場合は、物品
操作手段３の移動範囲内に、これら充填ノズル55，キャ
ップ用グリッパー57，ケーシング用グリッパー13をそれ
ぞれ設けた複数の操作体５，５…を用意することにより
その目的が達成される。

【００５３】

【発明の効果】前述のように構成される本発明の物品の
処理・加工方法および物品処理・加工装置は、物品操作
手段の移動範囲内に、異なる形態で多数の操作体を受台
により設置させ、これを該物品操作手段における結合手
段により選択的に着脱させることで、稼動途中に操作体
の型換えが必要となっても、物品の処理・加工が全くの
無人によって行なえ、しかも、該操作体の型換えは人手
によらないため、事故の発生が防止されて作業者への安
全性が大幅に向上し、かつ、操作体の落下による破損が
なくなる。

【００５４】特に、前記したように無人による自動処理
・加工ができるので、例えば、充填包装ライン全体にお
いて大きな省人化が達成される。等の格別な効果を奏す
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関する一実施例装置である物品箱詰め
機の全体を概略的に示す平面図である。

【図２】図１における側面図である。

【図３】図１における物品収納手段のヘッドに取り付け
た把持体の概略を示す側面図である。

【図４】図１における把持体の受台を示す斜視図であ
る。

【図５】図１における把持体に設けたグリッパー用間隔
調整装置の要部を示す正面図である。

【図６】図５における側面図である。

【図７】図５における他の実施例を示す側面図である。

【図８】図４における他の例の把持体受台を示す斜視図
である。

【図９】図１における把持体の他の各例を示す斜視図で
ある。

【図１０】本発明に関する他の実施例装置を概略的に示
す平面図である。

【図１１】図１０における装置に使用する操作体の各例
を示す説明図で、(a) は充填ノズル式を、(b) はキャッ
プのグリップ式をそれぞれ示す。

【図１２】従来の容器の箱詰め機の概要を示す平面図で
ある。

【符号の説明】

１ 物品供給手段 ｂ 物品 ３ 物品操作手段 Ａ 物品処理・加工装置 ４ 操作体受台 ５ 操作体 ６ 結合手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物品供給手段と、この物品供給手段の近
   傍に設けて物品へ所定の処理・加工を施す操作体を結合
   手段により着脱自在に取り付けた物品操作手段とからな
   る物品処理・加工装置において、前記物品操作手段の操
   作範囲内に、該物品操作手段によって処理・加工を行う
   ための異なる形態の操作体を複数組配設しておき、処理
   ・加工される物品や処理・加工物の変化に応じて前記物
   品操作手段によるその結合手段を移動操作させ、前記複
   数組配設された操作体から物品や処理・加工物に相応す
   る形態の操作体を選択して、該物品操作手段へ付け替え
   させることを特徴とする物品の処理・加工方法。
2. 【請求項２】 物品供給手段と、この物品供給手段の近
   傍に設けて物品へ所定の処理・加工を施す操作体を着脱
   自在に取り付けた物品操作手段とからなる物品処理・加
   工装置において、前記物品操作手段の操作範囲内に設置
   した複数組の操作体受台と、この操作体受台へ一台を残
   してそれぞれへ載置させたそれぞれが異なる形態の操作
   体と、前記物品操作手段と前記操作体とに設けて、両者
   の係脱が自在となる結合手段とを備えさせたことを特徴
   とする物品処理・加工装置。