JPH07100541B2 - 箱詰めパレタイジングシステム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願の発明は、物流活動のコスト
低減，省スペース化を図るものであり、詳しくは、各種
商品の包装活動の分野と、各種商品の輸送活動の第一ス
テップとして行われるパレタイジングの分野との双方に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、現在流通している各種商
品には、色々な包装が施されている。この「包装」は、
大きく分けると、以下の三つに分類にすることができ
る。 （１）個装……個々の商品の外面をプラスチック，紙等
の袋，各種包装容器等で被って包装すること （２）内装……個装された商品を幾つかまとめて包装す
ること （３）外装……個装又は内装された商品を、輸送や保管
のため、ダンボール箱等にまとめて詰めること

【０００３】このうち、外装箱への箱詰め工程は、人の
手により行われる場合もあるが、モジュール化によるダ
ンボール箱等の標準化が進展し、今日では、多くの場
合、ロボット化による自動化が進んでいる。ロボットを
使用したシステムは、箱詰めすべき商品等（以下、本願
においては「充填物」と総称する。）をロボットの動作
範囲内の所定位置まで搬送する搬送手段と、製函機によ
りガムテープ，粘着テープ，ホットメルト等で底貼りし
た空の外装箱をロボットの動作範囲内であって上記充填
物の搬送位置の付近の所定位置まで搬送する外装箱搬送
手段とを有し、搬送された充填物をロボットのアームを
駆動することによって一つずつ（場合によっては数個ず
つ）外装箱に箱詰めするものである。このような箱詰め
システムの後段には、ガムテープ，粘着テープ，ホット
メルト等で箱をシールするシール手段が配置されてい
て、自動的に外装箱がシールされるようになっている。

【０００４】さて、一方、物流における輸送活動の分野
は、まずパレタイジングの作業で始まる。「パレタイジ
ング」とは、箱詰めされた外装箱をパレット上に並べて
積み上げる工程を意味する。上述のように箱詰めされた
外装箱は、パレタイズされて出荷されるが、このパレタ
イジング作業も、モジュール化やユニットロードシステ
ム化の進展により、ダンボール箱やパレットサイズが標
準化され、最近ではロボット化が進み、専用のパレタイ
ジングロボットで外装箱を予め決められた段積みパター
ンに添ってパレット上に並べて積み上げている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そして、最近では、ジ
ャストインタイムの考え方の浸透により、包装及びロボ
ットパレタイジングにおいても連続して行いたいとの要
請があり、このような場合は、包装用とパレタイジング
用のロボットを別々に設けて対処している。別々にロボ
ットを設ける場合は、初期投資金額が増大するばかりで
なく、機器の設置のためのスペースも増大するという問
題点がある。つまり、上記「包装」や「パレタイジン
グ」等の物流コストは、商品の流通過程で発生するいわ
ば間接的なコストである。これらの間接的なコストを効
果的に低減することができれば、商品自体の価値を何等
損なうことなく、最終的な販売価格を低減させることが
でき、価格競争力の強化に大きく寄与することができ
る。本願の発明は、このような課題を考慮してなされた
ものであり、商品の間接的コストである「包装」及び
「パレタイジング」を総合的に見直して、これらの分野
における設備コストの低減を図り、もって商品の価格競
争力の強化の一助としようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願の請求項１に記載の発明は、所定の充填物を外
装箱に箱詰めし、箱詰めされた外装箱をパレット上に並
べて積み上げる箱詰めパレタイジングシステムであっ
て、箱詰め位置で箱詰めを行うロボットと、充填物を箱
詰め位置に搬送する充填物搬送手段と、予め作られた空
の外装箱を箱詰め位置に搬送する外装箱搬送手段と、箱
詰めされた外装箱をシールするシール手段と、シールさ
れた外装箱をロボットの動作範囲内のパレタイジング動
作開始位置に位置決めするシール後位置決め手段と、パ
レットをロボットの動作範囲内のパレタイジング動作終
了位置に位置決めするパレット位置決め手段とを有し、
前記ロボットは、個々の充填物を外装箱に箱詰めすると
ともに、シール手段によりシールされた外装箱をパレッ
ト上に並べて積み上げるものであるという構成を有する
ものである。上記構成に係るシステムにおいては、充填
物をロボットが箱詰めした後、そのロボットがその箱詰
めした外装箱をパレタイズする。即ち、箱詰とパレタイ
ズの作業が一つのロボットにより連続的に行われる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図１は、
本願発明の実施例を説明する斜視概略図であり、図２
は、同じく平面図である。図１及び図２に示すシステム
は、空の外装箱８の作成・搬送，充填物７の搬送，箱詰
め，シール，パレット上へのパレタイジングという一連
の作業を一体化して行うシステムであり、箱詰め位置で
箱詰め動作を行うロボット１と、充填物７をロボット１
の動作範囲Ｓ内の箱詰め位置に搬送する充填物搬送手段
２と、空の外装箱８を箱詰め位置に搬送する外装箱搬送
手段３と、箱詰めされた外装箱８をシールするシール手
段４と、シールされた外装箱８をロボット１の動作範囲
Ｓ内のパレタイジング動作開始位置に位置決めするシー
ル後位置決め手段５と、パレット９をロボット１の動作
範囲Ｓ内のパレタイジング動作終了位置に位置決めする
パレット位置決め手段６とを有している。

【０００８】更に、詳細に説明する。まず、システムの
中心には、後述の動作を行うロボット１が配置されてい
る。このロボット１は、充填物７の箱詰めの動作と箱詰
めされた外装箱８をパレタイズする動作が主要な動作で
ある。このロボット１は、そのアーム１１がθ方向の水
平運動（揺動運動）と上下運動との両方を行うことがで
きるものが使用されている。また、アーム１１が多関節
機構になっているものが好適に使用される。このような
ロボット１としては、例えば、ファナック株式会社製の
「ＲＯＢＯＴＭ−ＭＯＤＥＬ ４００」等が使用可能で
ある。このようなロボット１のアーム１１の先端は、充
填物に合わせたバキューム吸着やメカハンド機構が設け
られている。即ち、本実施例のロボット１は、そのアー
ム１１の先端において充填物７等をキャッチングし、箱
詰め等の動作を行うものである。

【０００９】次に、充填物搬送手段２について説明す
る。充填物７の例は何等限定的ではなく、各種の商品が
適用可能である。例えば、各種食品，医薬品，日用雑貨
類，家電製品等である。そして、このような充填物７
は、予め個装又は内装が施されて、このシステムに搬送
されてくる。但し、なかには、個装も内装もされないで
直接外装が施される商品もある。充填物搬送手段２は、
上記個装又は内装等を行うシステムの後段に配置された
ものであり、上記ロボット１が箱詰め動作を行う位置
（本願ではこれを「箱詰め位置」と称す）に配置された
箱詰め台２１と、この箱詰め台２１の脇まで充填物７を
搬送する充填物搬送機構２２と、搬送された充填物７を
押し出して箱詰め台２１に載せる押し出し機構２３とか
ら主に構成されている。

【００１０】本実施例のシステムでは、一度に二つの充
填物７を同時に箱詰めするよう構成されており、図１に
示すように、箱詰め台２１には二つの充填物７が横に並
べられるようになっている。尚、商品によっては一つず
つ箱詰めする場合もあり、この場合には、箱詰め台２１
は不要になる。充填物搬送機構２２は、搬送ベルト又は
コンベヤ等の周知の機構で構成されたものであるので、
詳細な説明は省略する。

【００１１】押し出し機構２３は、箱詰め台２１の脇ま
で搬送された充填物７を箱詰め台２１に向けて押し出し
て箱詰め台２１に載せるものであり、押し出しのための
ピストン２３１とそれを駆動する駆動機構２３２等で形
成されている。尚、充填物搬送機構２２の後端には、箱
詰め台２１の脇に達した充填物７を停止させるストッパ
２４が設けられており、搬送された充填物７はストッパ
２４により停止された後、押し出し機構２３により押し
出されるようになっている。

【００１２】次に、外装箱搬送手段３について説明す
る。外装箱搬送手段３は、上記箱詰め位置まで空の外装
箱８を搬送するものであり、搬送ベルト又はコンベア等
の機構より成る外装箱搬送機構３１と、空の外装箱８が
箱詰め位置に達したのを検出する不図示のセンサ等で構
成されている。外装箱搬送機構３１は、前述の箱詰め台
２１の他方の脇まで外装箱８を搬送するものである。即
ち、充填物搬送手段２の搬送ラインと外装箱搬送手段３
の搬送ラインは平行して延びており、それらの終点部分
において二つの搬送ラインを挟むようにして前述の箱詰
め台２１が配置されている。尚、外装箱搬送機構３１の
詳細は、前述と同様に省略する。また、不図示のセンサ
は、その検出信号を外装箱搬送機構３１に送って搬送を
停止させ、外装箱８を箱詰め位置で正しく停止させるも
のである。

【００１３】また一方、前述のように、本実施例のシス
テムは外装箱８の作成を行う機能も備えており、上記外
装箱搬送手段３の前段には、外装箱作成機構３２が付設
されている。この外装箱作成機構３２は、「製函機」と
呼ばれるものであり、折り畳まれた状態のダンボール箱
を開き、箱詰め用の開放部分を除いて他の接合部分をテ
ープ貼り付け等するような機能を有するものが採用され
る。このような外装箱作成機構３２は、多数市販されて
いるが、例えば株式会社共和製「ケースフォーマー」や
日本フルート（株）製「エレクター」等の製函機が使用
可能である。

【００１４】次に、シール手段４について説明する。シ
ール手段４は、前述のように、箱詰めされた外装箱８の
開放部分をシールするものである。シールは、ガムテー
プ等の貼り付けや大型のホチキス止め等の方法により行
われる。このようなシールを行うシール手段４として
は、やはり各種のシール装置が市販されており、その中
から適宜選択して採用すればよい。例えば、（株）共和
製の「カートンシーラー」等から適宜選択することがで
きる。尚、図１に示すように、シール手段４は、箱詰め
された外装箱８を外装箱搬送手段３の搬送ラインと同じ
向きに沿って搬送しながらシールするものである。

【００１５】次に、シール後位置決め手段５について説
明する。シール後位置決め手段５は、前述の通り、シー
ル後の外装箱８をロボット１の動作範囲Ｓ内のパレタイ
ジング動作開始位置に位置決めするものである。本実施
例の最大の特徴点は、箱詰めを行ったそのロボット１に
よりパレタイジングを行う点である。ロボット１は、そ
の動作開始位置と動作終了位置を予め制御部に入力して
おかなければならず、かつその入力された動作開始位置
に対象物を正しく位置させなければならない。本実施例
のシステムでは、箱詰め後に再度同じロボット１を使用
するため、シール後位置決め手段５を使用して、シール
後の外装箱８を、入力された動作開始位置（パレタイジ
ング動作開始位置）に位置決めするのである。

【００１６】前述の通り、シール手段４は、外装箱搬送
手段３の搬送ラインと同じ向きに外装箱８を搬送してシ
ールするから、シール後の外装箱８は、この向きに沿っ
て所定距離前方に達した位置（以下、シール終了位置）
になる。そして、上記パレタイジング動作開始位置は、
このシール終了位置から上記充填物搬送手段２の搬送ラ
インの側に変位した位置に設定されている。即ち、シー
ル後位置決め手段５は、シール終了位置から水平方向直
角に向きを変えて外装箱８を搬送し、パレタイジング動
作開始位置まで外装箱８を搬送すると搬送を停止する。
具体的には、シール後位置決め手段５は、搬送ベルト又
はコンベア等の機構より成る搬送機構５１と、シール終
了位置まで搬送された外装箱を搬送機構５１に渡す押し
出し機構５２と、パレタイジング動作開始位置に達した
外装箱８を停止させるストッパ５３とから主に構成され
ている。搬送機構５１や押し出し機構５２は、充填物搬
送手段２におけるものと本質的には変わらないので、詳
細な説明は省略する。

【００１７】最後に、パレット位置決め手段６について
説明する。パレット位置決め手段６は、前述の通り、パ
レット９を上記ロボット１の動作範囲Ｓ内のパレタイジ
ング動作終了位置に位置決めするものである。尚、外装
箱８は、パレット９上に並べられ積み重ねられるから、
正確にいえば「パレタイジング動作終了位置」は個々の
外装箱８により異なる。ロボット１の制御部には、予め
パレット９の原点位置が指定されて入力されており、個
々の外装箱８の「パレタイジング動作終了位置」は、外
装箱８の寸法やパレット９の大きさ及びパレタイジング
個数等のデータに従って、上記原点位置に対する位置と
して予め算出されて制御部に記憶されている。従って、
より正確にいえば、パレット位置決め手段６は、ロボッ
ト１の制御部に入力されている「パレット原点位置」
に、実際のパレット９の原点を位置させる、というもの
である。

【００１８】このように、パレット位置決め手段６の必
要最小限の機能は、パレット９を配置すべき目印という
点である。つまり、本実施例では、パレット９を人の手
で一つずつ配置する場合を想定しており、パレット位置
決め手段６は、床面に設けられた白線等の目印というこ
とになる。とはいえ、パレット９の配置も自動化するよ
うにしてもよい。即ち、多数積み重ねられたパレット９
を一つずつ引き出して搬送し、上記パレタイジング動作
終了位置にパレット９を順次配置するようなパレット搬
送・位置決め機構を採用するようにしてもよい。

【００１９】尚、本実施例のシステムは、上記各構成の
他、不図示の制御装置や制御パネルを備え、制御パネル
からの入力に従って全体が制御される。以上で本実施例
のシステムの各構成の説明を終え、上記構成に係る本シ
ステムの動作を以下に説明する。

【００２０】まず、前述の如く個装又は内装等された充
填物７が、充填物搬送手段２により搬送される。搬送ラ
インの終点まで搬送されると、充填物７はストッパ２４
により停止し、押し出し機構２３が動作して充填物７を
押し出し、箱詰め台２１の上に載せる。そして、同様に
してもう一つの充填物７が搬送され、押し出し機構２３
により押し出されて最初の充填物７の手前に位置に配置
される。即ち、二つの充填物７が箱詰め台２１の上に並
んで載せられる。

【００２１】並行して、外装箱作成機構３２及び外装箱
搬送手段３が動作し、上方部分を開放した空の外装箱８
を箱詰め台２１の脇の箱詰め位置まで搬送する。二つの
充填物７の箱詰め台２１への載置と外装箱８の搬送との
両方が正しく完了したことを確認すると、ロボット１が
動作して、箱詰めを行う。即ち、アーム１１がその先端
で二つの充填物７を同時にバキューム吸着し、そのまま
上昇した後、外装箱８に上方位置まで水平移動し、その
後下降して箱詰めを完了する。箱詰めが完了した外装箱
８は、そのままシール手段４に送られ、上方の開放部分
がシールされる。これと並行して、ロボット１のアーム
１１は、パレタイジング動作開始位置の上方まで移動し
て、予めその位置を保持している。

【００２２】シールされた外装箱８は、シール終了位置
に達すると、シール後位置決め手段５の押し出し機構５
２により押し出されて搬送機構５１に載せられ、さらに
搬送されて、パレタイジング動作開始位置まで達する
と、ストッパ５３により停止する。外装箱８が、パレタ
イジング動作開始位置に正しく位置決めされたことを制
御装置が確認すると、ロボット１が動作を開始し、パレ
タイジングを行う。即ち、アーム１１は、下降して外装
箱８を上面をバキューム吸着して上昇し、揺動運動等を
行いながら、パレット９上の所定位置の上方に達し、下
降する。パレット９上に外装箱８が達すると、バキュー
ム吸着を解除する。そのアーム１１は、箱詰め動作のた
めの当初位置に復帰する。

【００２３】このようにして、一つの外装箱８の箱詰め
及びパレタイジングの一連の動作が終了する。そして、
同様にして次の外装箱８への箱詰め及びパレタイジング
が繰り返し行われる。尚、パレット９の上に所定数の外
装箱８が並べられると、その上に外装箱が積み重ねら
れ、所定の高さに達すると、一つのパレット９へのパレ
タイジングが終了する。そして、パレタイジングが完了
したパレットは、フォークリフト等により持ち去られて
トラック積み等がされ、物流の次にステップになる。一
方、持ち去られた位置には次のパレットが同様に配置さ
れ、パレタイジングが順次繰り返される。

【００２４】上記実施例の動作では、搬送された充填物
７や空の外装箱８が一旦停止してから箱詰めされるとし
て説明されたが、停止しないで移動中に箱詰めがされる
ような場合もある。即ち、搬送速度を低下させたりロボ
ット１の能力を向上させたりすれば、いちいち停止させ
なくても箱詰めすることができる場合もある。この点
は、シール後位置決め手段５の場合も同様である。ある
タイミングにおいて外装箱８が正確にパレタイジング動
作開始位置に達するようになっていれば、停止させなく
てもよい場合もある。

【００２５】上記実施例の構成において、ロボット１の
アーム１１の構成は、箱詰めすべき充填物７の構成とパ
レタイズすべき外装箱８の構成との関連で、適宜変更さ
れる。つまり、充填物７の保持及び箱詰めの動作に適
し、外装箱８の保持及び移送の動作にも適した構成が採
用される。両方に同時適した構成が採用しずらい場合に
は、複数のアーム１１が分岐して設けるようにしてもよ
い。

【００２６】上記構成に係る本実施例の箱詰めパレタイ
ンジングシステムにおいては、箱詰めとパレタイジング
とが一つのロボット１で行えるので、大変なコストダウ
ンになる。即ち、従来のように、箱詰めとパレタイジン
グとを別々のロボット１により行っていた場合にくら
べ、その設備コストは大幅に低減される。このようなシ
ステムの大部分のコストは、ハイテク製品であるロボッ
ト１が占めており、そのロボット１の数を減らすことが
できることは、コストダウン策として最も効果的であ
る。また、付加的な効果として、パレタイジング用のロ
ボット１の占有箇所が不要になり、箱詰め箇所からパレ
タイジング箇所への搬送ラインも不要になるので、工場
内の占有スペースが小さくでき、空間の有効利用が図れ
る。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本願の請求項１に
記載の箱詰めパレタイジングシステムによれば、箱詰め
とパレタイジングとが一つのロボットで行えるので、イ
ニシャルコスト，ランニングコスト，省スペース化等大
変なコストダウンになる。この結果、商品の「包装」及
び「パレタイジング」に関する設備コストを大幅に低減
することができ、また機器の設置スペースを低減させる
ことができる。これによって、商品自体の価値を何等損
なうことなく、最終的な販売価格を低減させることがで
き、価格競争力の強化に大きく寄与することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施例を説明する斜視概略図であ
る。

【図２】図１の実施例の平面図である。

【符号の説明】

１ ロボット ２ 充填物搬送手段 ３ 外装箱搬送手段 ４ シール手段 ５ シール後位置決め手段 ６ パレット位置決め手段 ７ 充填物 ８ 外装箱 ９ パレット Ｓ ロボットの動作範囲

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の充填物を外装箱に箱詰めし、箱詰
   めされた外装箱をパレット上に並べて積み上げる箱詰め
   パレタイジングシステムであって、箱詰め位置で箱詰め
   を行うロボットと、充填物を箱詰め位置に搬送する充填
   物搬送手段と、予め作られた空の外装箱を箱詰め位置に
   搬送する外装箱搬送手段と、箱詰めされた外装箱をシー
   ルするシール手段と、シールされた外装箱をロボットの
   動作範囲内のパレタイジング動作開始位置に位置決めす
   るシール後位置決め手段と、パレットをロボットの動作
   範囲内のパレタイジング動作終了位置に位置決めするパ
   レット位置決め手段とを有し、前記ロボットは、個々の
   充填物を外装箱に箱詰めするとともに、シール手段によ
   りシールされた外装箱をパレット上に並べて積み上げる
   ものであることを特徴とする箱詰めパレタイジングシス
   テム。