JPH0740945A - 開袋方法と開袋装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 袋体の開切、及び袋体内の内容物の排出を確
実に行なうことができる開袋装置を提供する。 【構成】 バキュームパッド(35)で吸着支持された袋体
(8)を、バキュームパッドの下方位置に水平姿勢から内
側に向けて傾斜した傾斜姿勢に傾動可能に水平方向に互
いに離隔して対設された一対の受け板(39)(39)の上方定
位置で解放して、上記の一対の受け板上に自由落下さ
せ、一対の受け板間にこの受け板より上方に突出させて
配設されたカッタ(61)により袋体の下面中央部及び両側
中央部を横断開切し、しかる後、上記バキュームパッド
を袋体の上面に当たるまで下降させ、上記一対の受け板
の傾動により袋体をバキュームパッドの外縁部付近を通
る略直線状の折曲線に沿って折曲げる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロボットハンドを使用
して粉状体や粒状体等の内容物が充填された紙袋、ビニ
ール袋等を、自動的に開袋する開袋方法と開袋装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の開袋装置としては、特開平4-12
8120号公報記載のものが知られている。図12（Ａ）
（Ｂ）（Ｃ）は同公報記載の移動可能な開袋ロボットハ
ンドを示す。同図において、（２）はロボットアームの
先端、（４）はロボットアームの先端に取付けられた本
体フレーム、（６）は本体フレーム（４）の下部に昇降
自在に取付けられ、袋体（８）の上面中央部を吸着支持
可能なバキュームパッド、（10）（10）は袋体（８）の
下面を支持する開閉自在な一対のＬ字形の支持アーム、
（12）は袋体（８）の上面に突き刺さる上下動可能な複
数の穿刺ピンである。また、（14）と（16）は固定的に
配設された受け台とカッタである。

【０００３】上記のロボットハンドによる開袋作業は、
先ず袋体（８）の上面中央を、図12（Ａ）のように、バ
キュームパッド（６）で吸着支持し、次に袋体（８）の
下面両側を支持アーム（10）（10）で支持すると共に、
穿刺ピン（12）を袋体（８）の上面に突き刺し、バキュ
ームパッド（６）を袋体（８）から離した後、袋体
（８）を受け台（14）上に置くことにより、袋体（８）
の中央部をカッタ（16）で完全切断し、その後支持アー
ム（10）（10）を拡開して左右の袋体（８）の内容物を
矢印方向に落下させる。

【０００４】上記の特開平4-128120号公報記載のロボッ
トハンドは、支持アーム（10）（10）の回動中心となる
ピン（18）が袋体（８）の上方のかなり離間した位置に
あるため、支持アーム（10）（10）を図12（Ｃ）のよう
に左右方向に拡開すると、支持アーム（10）（10）の拡
開幅Ｄが非常に大きくなる。袋体（８）は、開袋時に、
内容物の粉状物等が飛散し易いため、通常、底部にホッ
パに連通した開口が形成された密閉形箱体の内部で開袋
されるが、拡開幅Ｄが大きいと、箱体が大型になる。ま
た、拡開幅Ｄが大きいと、内容物の落下範囲も広がり、
大口径のホッパが必要になると共に、内容物の無用な飛
散を招く。更に、前記のロボットハンドは袋体（８）を
カッタ（16）で完全に２つに分離するため、開袋処理後
の分離された空の袋体（８）を回収・集積するのに手間
がかかる。

【０００５】そこで、本出願人は、特開平4-128120号公
報記載のロボットハンドの問題点を解消するため、特願
平5-89663号により袋体の開袋装置を提案した。

【０００６】本出願人の提案に係る開袋装置は、図13に
示すように、粉状物や粒状物等の内容物が充填された袋
体（８）の上面中央部を吸着支持するバキュームパッド
（21）を有し、上記袋体（８）の待機位置と袋体（８）
を開袋する開袋位置との間を往復動可能な本体フレーム
（22）と、上端部がバキュームパッド（21）の両側位置
で上記本体フレーム（22）に回動自在に支持され、下端
部が上記バキュームパッド（21）で吸着支持される袋体
（８）と干渉しない開き角度まで外側に拡開可能な一対
の支持アーム（23）（23）と、上記一対の支持アーム
（23）（23）の下端部に回動可能に取付けられ、かつ、
上面に複数の穿刺ピン（24）が突設され、上記バキュー
ムパッド（21）の下方において上記袋体（８）を載置可
能な一対の受け板（25）（25）であって、上記開袋位置
において上記受け板（25）（25）の回動中心軸がバキュ
ームパッド（21）の外縁部の近傍において水平方向に位
置する一対の受け板（25）（25）と、上記バキュームパ
ッド（21）と受け板（25）（25）とを上下方向に相対的
に接近・離間させる昇降手段（26）と、開袋位置におい
て一対の受け板（25）（25）間に挿入可能に配設され、
かつ、袋体（８）の下面中央部及び両側面中央部を連続
して横断開切するカッタ（27）と、一対の受け板（25）
（25）の外端縁を回動中心軸の回りに上方に傾動させる
傾動手段（28）とで構成したものである。（30a）はケ
ーシング、（30b）は蓋体である。

【０００７】上記の構成において、本体フレーム（22）
を待機位置の上方に移動させ、一対の支持アーム（23）
（23）を拡開させた状態でバキュームパッド（21）で袋
体（８）の上面中央部を吸着した後、本体フレーム（2
2）を開袋位置まで移動させ、一対の支持アーム（23）
（23）を閉じて受け板（25）（25）をバキュームパッド
（21）の下方で水平に保持する。しかる後、昇降手段
（26）によってバキュームパッド（21）を下降させて受
け板（25）（25）に接近させ、バキュームパッド（21）
で吸着支持された袋体（８）の下面に、穿刺ピン（24）
を突き刺して受け板（25）（25）を当てると共に、本体
フレーム（22）を下降させて受け板（25）（25）の内端
縁相互間の下方で待機しているカッタ（27）を挿入し、
袋体（８）の下面中央及び両側面中央を開切し、次いで
傾動手段（28）により受け板（25）（25）を傾動させ
て、袋体（８）内の内容物を開切部から下方に排出す
る。

【０００８】袋体（８）の開袋作業及び袋体（８）内の
内容物（29）の排出作業の間、バキュームパッド（21）
による袋体（８）の吸着支持を継続し、又空になった袋
体（８）をバキュームパッド（21）で吸着支持したまま
開袋位置から取出し、所定の回収・集積位置まで移送し
た後、支持アーム（23）（23）を拡開して穿刺ピン（2
4）を袋体（８）から抜き、しかる後、バキュームパッ
ド（21）の吸着を停止して空の袋体を落下させる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記開袋装置によれ
ば、袋体（８）を分離することなく開袋して内容物（2
9）を排出可能であり、しかも内容物の飛散を防止する
ことができる。ところが、上記袋体（８）は多少とも通
気性を有しているため、バキュームパッド（21）の吸引
力が、袋体（８）の上面中央部（８ａ）を介して袋体
（８）内の内容物（29）に常時作用し、上面中央部（８
ａ）の近傍の内容物（29a）が、図14（Ａ）に示すよう
に、バキュームパッド（21）内に吸引されて塊状に固ま
り、袋体（８）の開切部から下方に排出されず、袋体
（８）内に残存する。また、上記バキュームパッド（2
1）の吸引力により、袋体（８）の中央部が吸引され
て、図14（Ｂ）に示すように、袋体（８）の下面中央部
（８ｂ）が凹み、その結果、袋体（８）の下面中央部
（８ｂ）の全幅にわたってカッタ（27）が完全には当た
らずにかなりの長さの切残し部分を生じ、袋体（８）を
開切できなかったり、開切できたとして切残し部分の引
張りにより袋体（８）が大きく変形して、内容物の排出
並びにその後の袋体の処理に不都合が生じることがあ
る。

【００１０】本発明は、上記の問題点に鑑み提案された
もので、袋体の開切、及び袋体内の内容物の排出を確実
に行なうことができる開袋方法と開袋装置を提供するこ
とを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の開袋方法は、バキュームパッドで吸着支持
された袋体を、バキュームパッドの下方位置に水平姿勢
から内側に向けて傾斜した傾斜姿勢に傾動可能に水平方
向に互いに離隔して対設された一対の受け板の上方定位
置で解放して、上記の一対の受け板上に自由落下させ、
一対の受け板間にこの受け板より上方に突出させて配設
されたカッタにより上記袋体の下面中央部及び両側中央
部を横断開切するようにしたものである。さらに、上記
袋体の横断開切後、上記バキュームパッドを受け板上の
袋体の上面に当たるまで下降させ、上記一対の受け板の
傾動により袋体をバキュームパッドの外縁部付近を通る
略直線状の折曲線に沿って折曲げてもよい。

【００１２】また、本発明の開袋装置は、袋体の待機位
置と開袋位置との間で往復移動可能に、かつ、昇降可能
に配設された本体フレームに、袋体を吸着支持可能に装
着され、上記開袋位置での下降途中の定位置で袋体の吸
引を停止するバキュームパッドと、開袋位置のバキュー
ムパッドの下方に、水平方向に互いに離隔して、かつ、
水平姿勢から内側に向けて傾斜した傾斜姿勢に傾動可能
に対設され、上記バキュームパッドの吸引停止により自
由落下した袋体が載置される一対の受け板と、上記一対
の受け板間の中心位置に、受け板より上方に向けて突設
され、かつ、袋体の下面中央部及び両側中央部を横断開
切するカッタとからなるものである。

【００１３】上記バキュームパッドに、袋体の開切部の
両端切断端部に係止する一対の吊下フックを上下方向に
回動可能に取付けてもよい。

【００１４】

【作用】本発明方法及び装置によれば、バキュームパッ
ドに吸着支持された袋体は、開袋位置における下降途中
の定位置でバキュームパッドから解放されるので、袋体
は、自重により一対の受け板上に自由落下する。袋体内
の内容物は、バキュームパッドからの解放により、袋体
の上面中央部近傍に塊状に固まっていた内容物は流動可
能な状態となり、また袋体の下面中央部に凹みが形成さ
れていても、この凹みは自由落下中に平坦になる。

【００１５】また、袋体の開袋後、袋体は、バキューム
パッドの両側外縁部近傍を通る略直線状の折曲線に沿っ
て折り曲げられるので、袋体の折曲に無理がなく、した
がって、内容物の排出の障害となる袋体の皺や変形の発
生が少ない。

【００１６】さらに、内容物の排出後、袋体を吊下フッ
クにより係止保持して回収されるので、袋体を大きく変
形させることなく回収することができる。

【００１７】

【実施例】以下本発明に係る開袋装置の実施例を図１乃
至図11を参照しながら説明する。

【００１８】図１乃至図３において、（31）はロボット
アームの先端に装着された本体フレームで、この本体フ
レーム（31）は、図４に示す多数の袋体（８）を積載し
たパレット（32）が位置する待機位置（ａ）と図１に示
す袋体（８）を開袋する開袋位置（ｂ）との間で往復移
動可能に、かつ、待機位置（ａ）及び開袋位置（ｂ）に
おいて昇降可能に設けてある。上記本体フレーム（31）
の下面中央部に、支持杆（33）を垂設すると共に、この
支持杆（33）の下端に、下面が開口したバキュームパッ
ド（35）を装着する。上記バキュームパッド（35）の所
定部位に形成された開口（36）を、開閉バルブ（37）を
介してロボット側の吸引源（38）に連通接続し、この吸
引源（38）を駆動することによりバキュームパッド（3
5）に吸引力を作用させる。上記バキュームパッド（3
5）は、開袋位置（ｂ）での下降途中の定位置で開閉バ
ルブ（37）が大気に開放されて吸引が停止されることに
より、吸着支持した袋体（８）が後述する一対の受け板
（39）（39）上に自重により自由落下可能に解放される
ように構成されている。

【００１９】上記バキュームパッド（35）の上面の両側
対称位置に取付ブラケット（41）（41）を外側方向に張
り出して取付け、この取付ブラケット（41）（41）の先
端にＬ字形状の吊下フック（42）（42）を枢軸（43）
（43）を介して適宜のロータリアクチュエータ（44）
（44）により上下方向に回動可能に取付ける。

【００２０】上記袋体（８）の開袋位置（ｂ）に、上面
が開口し、かつ、下部中央にホッパ（45）を一体に設け
たケーシング（46）を設置する。上記ケーシング（46）
の上面開口部（47）は、袋体（８）の開袋時、バキュー
ムパッド（35）のケーシング（46）内への下降により本
体フレーム（31）で密閉される。

【００２１】上記ケーシング（46）内で、かつ、ホッパ
（45）の上方位置に、上記の一対の受け板（39）（39）
を水平方向に離隔して配設する。上記一対の受け板（3
9）（39）は、袋体（８）を載置するためのもので、ケ
ーシング（46）の両側壁（51）（51）に枢軸（52）（5
3）を介して上下方向に回動可能に枢着された逆門型形
状の支持フレーム（54）（54）の水平フレーム（55）
（55）の上面に、取付部材（56）（56）を介して取付け
てある。上記支持フレーム（54）（54）は、枢軸（53）
を介して適宜の駆動手段により回動駆動され、下方への
回動により、一対の受け板（39）（39）は所定の間隔を
おいて水平方向に離隔して水平姿勢に保持され、又上方
への回動により、一対の受け板（39）（39）は円弧状軌
跡を描いて外側上方に対称に傾動して内側に向かって傾
斜した傾斜姿勢に保持される。上記の各受け板（39）
（39）の上面定位置に、袋体（８）の下面に突き刺る複
数の穿刺ピン（57）を突設する。この穿刺ピン（57）の
側面には、袋体（８）内への刺入後、袋体（８）のコー
ナ部の方向に向く大小の複数のエア噴射孔（図示省略）
を縦一列で形成してある。

【００２２】上記の一対の受け板（39）（39）間の中心
部に、ケーシング（46）内でホッパ（45）上方を横断す
るようにカッタ（61）を配設する。上記カッタ（61）
は、中央カッタ（62）と２枚の側方カッタ（63）（63）
の３枚構成とされ、各カッタ（62）（63）（63）の上端
縁部の刃部（62a）（63a）（63a）は全体として略Ｗ字
形状をなし、これら刃部（62a）（63a）（63a）は一対
の受け板（39）（39）より上方に突出されている。カッ
タ（61）は、上記ケーシング（46）の両側壁（51）（5
1）の内面に固設した固定ブラケット（65）（65）間に
架設された取付フレーム（66）に取付けられている。取
付フレーム（66）は上記一対の支持フレーム（54）（5
4）の水平フレーム（55）（55）の間にあってこれらと
平行に保持されている。

【００２３】次に本発明に係る装置の動作要領について
説明する。

【００２４】ロボットハンドの先端に装着された本体フ
レーム（31）を、図４に示す待機位置（ａ）の上方へ移
動させた後、下降させ、パレット（32）上に多段に積載
された袋体（８）のうち、最上段の任意の袋体（８）の
上面中央部（８ａ）をバキュームパッド（35）により吸
着する。その後、本体フレーム（31）を上昇させ、開袋
位置（ｂ）の上方まで水平移動させ、次いで下降させ
る。この開袋位置（ｂ）におけるバキュームパッド（3
5）の下降途中の所定位置、すなわち、図５に示すよう
に、一対の受け板（39）（39）より所定距離だけ上方に
離れた位置で、バキュームパッド（35）は吸引を停止す
る。これにより袋体（８）はバキュームパッド（35）か
ら解放され、図６に示すように、一対の受け板（39）
（39）上に自重により自由落下する。上記袋体（８）の
自由落下により、バキュームパッド（35）により吸着さ
れて塊状となっていた袋体（８）内の内容物の一部は流
動可能な状態となり、また、袋体（８）の下面に凹みが
形成されていても、バキュームパッド（35）から解放さ
れた直後に凹みは無くなる。そして、袋体（８）が受け
板（39）（39）上に落下すると、その落下時の衝撃も加
わって、図７及び図８に示すように、袋体（８）の下面
中央部及び両側中央部が一気に開切されると共に、受け
板（39）（39）上に突設された穿刺ピン（57）が袋体
（８）の下面に突き刺る。

【００２５】こうして一対の受け板（39）（39）上に袋
体（８）が載置されると、本体フレーム（31）がさらに
下降し、図２及び図８に示すように、受け板（39）（3
9）上の袋体（８）が、吸引を停止しているバキューム
パッド（35）で押さえられると共に、穿刺ピン（57）の
大小のエア噴射孔からエアが噴射され、袋体（８）内の
内容物はエア流により攪拌されて流動化ないし液状化す
る。エア噴射後、支持フレーム（54）（54）が枢軸（5
2）（53）を中心にして上方に回動し、一対の受け板（3
9）（39）が、夫々外側上方へ対称に傾動し、袋体
（８）が、図９に示すように、Ｖ字状に折れ曲る。この
袋体（８）の折曲りにより、袋体（８）の下面中央部の
開切部（71）が適当な大きさに拡大し、この拡大した開
切部（71）から内容物（29）がホッパ（45）に一気に排
出される。この間も穿刺ピン（57）からはエアが噴射
し、袋体（８）の内部に残留した内容物（29）を吹き飛
ばして排出する。袋体（８）内の内容物（29）の排出
時、袋体（８）は、図10に示すように、バキュームパッ
ド（35）の下部開口端の外縁部付近を通る略直線状の折
曲線に沿って折曲られるので、袋体（８）の皺の発生や
変形が少ない。

【００２６】袋体（８）から内容物が排出されると、バ
キュームパッド（35）に装着された吊下フック（42）
（42）が枢軸（43）（43）を中心にして下方に回動し、
吊下フック（42）（42）の先端の折曲部（42a）（42a）
が、図10及び図11に示すように、Ｖ字形状に折曲がった
袋体（８）の開切部（71）の両端の切断端部に進入す
る。しかる後、本体フレーム（31）が上昇すると、吊下
フック（42）（42）の先端折曲部（42a）（42a）が袋体
（８）を支持して持上げ、所定の回収位置へ移送する。

【００２７】上記袋体（８）の開切動作時及び袋体回収
動作時、バキュームパッド（35）は吸引を停止してエア
を吸引しておらず、一対の受け板（39）（39）上の袋体
（８）の上面中央部（８ａ）に軽く当接したままである
ので、袋体（８）に皺が発生したり変形したりすること
はない。

【００２８】尚、上記実施例では、一対の受け板をケー
シング内に設けたが、この一対の受け板を本体フレーム
に支持アーム等を介して取付けてもよく、この場合は、
本体フレームに対してバキュームパッドを昇降可能と
し、又バキュームパッドに取付けた吊下フックは廃止す
る。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、袋体の開袋位置におい
てバキュームパッドの下降途中の定位置で、吸着支持し
た袋体を受け板上に自由落下可能に解放するようにした
ので、袋体の自由落下中に、バキュームパッドによる吸
引により塊状に固まっていた内容物は流動可能な状態と
なり、また袋体の下面の凹みは平坦になり、この状態で
受け板上に落下し、袋体の自重に加えて落下時の衝撃に
より、袋体はカッタにより確実に開切される。その結
果、袋体内の内容物は袋体の開切部からすべて排出さ
れ、袋体内に内容物が残存することがない。

【００３０】また、袋体の開袋後、袋体は、バキューム
パッドの外縁部近傍を通る略直線状の折曲線に沿って折
り曲げるので、袋体の折曲に無理がなく、したがって、
内容物の排出の障害となる袋体の皺や変形の発生が少な
い。

【００３１】さらに、内容物の排出後、袋体を吊下フッ
クにより係止保持して回収されるので、袋体を大きく変
形させることなく回収することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る開袋装置の実施例を示す正断面
図。

【図２】図１の側断面図。

【図３】バキュームパッドの平面図。

【図４】パレットに積載された袋体の斜視図。

【図５】バキュームパッドからの袋体の落下前の状態を
示す要部側面図。

【図６】バキュームパッドからの袋体の落下後の状態を
示す要部側面図。

【図７】カッタによる袋体の開切時の斜視図。

【図８】カッタによる袋体の開切時の縦断面図。

【図９】袋体の開袋排出時の概略断面図。

【図10】吊下フックによる開袋した袋体の吊下状態を示
す概略側面図。

【図11】吊下フックによる開袋した袋体の吊下状態を示
す概略正面図。

【図12】従来の公知の開袋用ロボットハンドの側面図を
示し、（Ａ）は袋体の吸着支持時、（Ｂ）はカッタによ
る開袋時、（Ｃ）は排出時の状態を示す。

【図13】従来の開袋装置の側断面図。

【図14】（Ａ）（Ｂ）は従来の開袋装置の問題点を説明
するための縦断面図。

【符号の説明】

８ 袋体 31 本体フレーム 35 バキュームパッド 39、39 一対の受け板 61 カッタ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バキュームパッドで吸着支持された袋体
   を、バキュームパッドの下方位置に水平姿勢から内側に
   向けて傾斜した傾斜姿勢に傾動可能に水平方向に互いに
   離隔して対設された一対の受け板の上方定位置で解放し
   て、上記の一対の受け板上に自由落下させ、一対の受け
   板間にこの受け板より上方に突出させて配設されたカッ
   タにより上記袋体の下面中央部及び両側中央部を横断開
   切するようにしたことを特徴とする開袋方法。
2. 【請求項２】 バキュームパッドで吸着支持された袋体
   を、バキュームパッドの下方位置に水平姿勢から内側に
   向けて傾斜した傾斜姿勢に傾動可能に水平方向に互いに
   離隔して対設された一対の受け板の上方定位置で解放し
   て、上記の一対の受け板上に自由落下させ、一対の受け
   板間にこの受け板より上方に突出させて配設されたカッ
   タにより上記袋体の下面中央部及び両側中央部を横断開
   切し、しかる後、上記バキュームパッドを受け板上の袋
   体の上面に当たるまで下降させ、上記一対の受け板の傾
   動により袋体をバキュームパッドの外縁部付近を通る略
   直線状の折曲線に沿って折曲げることを特徴とする開袋
   方法。
3. 【請求項３】 袋体の待機位置と開袋位置との間で往復
   移動可能に、かつ、昇降可能に配設された本体フレーム
   に、袋体を吸着支持可能に装着され、上記開袋位置での
   下降途中の定位置で袋体の吸引を停止するバキュームパ
   ッドと、開袋位置のバキュームパッドの下方に、水平方
   向に互いに離隔して、かつ、水平姿勢から内側に向けて
   傾斜した傾斜姿勢に傾動可能に対設され、上記バキュー
   ムパッドの吸引停止により自由落下した袋体が載置され
   る一対の受け板と、上記一対の受け板間の中心位置に、
   受け板より上方に向けて突設され、かつ、袋体の下面中
   央部及び両側中央部を横断開切するカッタとからなる開
   袋装置。
4. 【請求項４】 上記バキュームパッドに、袋体の開切部
   の両端切断端部に係止する一対の吊下フックを上下方向
   に回動可能に取付けたことを特徴とする請求項３記載の
   開袋装置。