JPWO2019035325A1 - 箱詰装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)箱詰装置が取り扱う対象
本発明に係る箱詰装置は、図1に示される複数の物品Aを、図2に示す梱包箱Bに詰め込むものである。
図1は、箱詰装置が取り扱う物品Aの外観である。物品Aは、例えば、ポテトチップスやその他の食品などの内容物を、フィルムで袋状に包装したものである。物品Aの上辺と下辺にはシール部SLが形成される。
図2は、梱包箱Bの外観である。梱包箱Bは例えば段ボールからなる。梱包箱Bは、4つの壁部Wと、それぞれの壁部Wから延びる上フラップFUおよび下フラップFLを有する。上フラップFUおよび下フラップFLは、折り目Cの箇所において、壁部Wに対して折り曲げることができる。
図3は、本発明の第1実施形態に係る箱詰装置90の外観を示している。箱詰装置90は、フレーム10を有する。図4は、箱詰装置90の内部構成を示す。箱詰装置90は、物品搬送部20、箱搬送部30、集積機構40、詰込機構50、検知部60、箱保持部70をさらに有する。さらに、箱詰装置90は、図5に示す制御部80を有する。
(3−1)フレーム10
図3に示すように、フレーム10は、箱詰装置90の各部品を支持する。図4に示すように、フレーム10には、入口エリア11、出口エリア12、第1空箱入口エリア13、第2空箱入口エリア14、排出エリア15が設けられている。入口エリア11は物品Aを取り込むための部位である。出口エリア12は、複数の物品Aを収容済みの梱包箱Bを排出するための部位である。第1空箱入口エリア13および第2空箱入口エリア14は、空の梱包箱Bを取り込むための部位である。排出エリア15は、集積状態が不適切である物品Aを排出するための部位である。
図4の物品搬送部20は、物品Aを搬送する。物品搬送部20は、第1コンベア21および第2コンベア22を有する。第1コンベア21は、入口エリア11にある物品Aを取り込むためのものであり、例えばベルトコンベアからなる。第2コンベア22は、複数の物品Aの集積に関与するものであり、例えばベルトコンベアからなる。第1コンベア21と第2コンベア22は部分的に平行に配置されている。
箱搬送部30は、梱包箱Bを搬送する。箱搬送部30は、コンベアローラ31、箱押機構32、第3コンベア33を有する。空の梱包箱Bは、上フラップFUが開いた状態で、第1空箱入口エリア13または第2空箱入口エリア14から投入される。コンベアローラ31は、空の梱包箱Bを箱押機構32まで誘導する。箱押機構32は、空の梱包箱Bを検知すると、その梱包箱Bを第3コンベア33の方へ押し出す。第3コンベア33は、物品Aの梱包箱Bへの詰め込みに関与するものであり、例えばベルトコンベアからなる。第3コンベア33の上面の一部は、第3コンベアの回転状態に関わらず、詰込場所34を構成する。
集積機構40は、複数の物品Aを集積させて物品群Gを作る。具体的には、集積機構40は、第1コンベア21によって運ばれる物品Aを持ち上げ、第2コンベア22に置くことによって、第2コンベアの上に物品群Gを載置する。物品群Gを構成する物品Aは、それぞれ、他の物品Aに部分的に重なっている。
詰込機構50は、第2コンベア22上に置かれた物品群Gを一括して把持し、詰込場所34に置かれた梱包箱Bの中へ移動させる。詰込機構50は平行移動ロボットからなり、例えば、ヘッド51、ロッド53、鉛直移動装置54、水平移動装置55、ホース56を有する。ヘッド51は接触具52を有する。接触具52は、可撓性または弾力性を有する素材で形成される。
検知部60は、物品群Gの集積状態、すなわち姿勢を検知する。検知部60は、カメラからなる。検知部60は、第2コンベア22に載置された物品群Gを撮影する。
箱保持部70は、詰込場所34に置かれた梱包箱Bについて、上フラップFUが開いた状態を安定させるために上フラップFUを保持するものである。
図5に示すように、制御部80は、中央処理部81、センサ読取部82、アクチュエータ駆動部83、信号処理部84、判定部85を有する。制御部80は、これらのブロックの機能を発揮できるように、全体としてCPUおよびプログラムを格納したメモリによって構成されてもよい。
図4に示すように、空の梱包箱Bは、第1空箱入口エリア13または第2空箱入口エリア14から投入される。箱搬送部30は、空の梱包箱Bを詰込場所34まで搬送する。空の梱包箱Bは、詰込場所34で待機する。
(5−1)不適切な集積状態
図7には、適切に集積された物品群Gが示されている。物品群Gは集積された3つの物品Aからなる。物品群Gの集積状態が不適切である場合、3つの物品Aがより広がって配置され、物品群Gはより大きな面積を占めるかもしれない。このような異常な姿勢の物品群Gを詰込機構50が梱包箱Bに詰め込む際には、梱包箱Bに接触した一部の物品Aが梱包箱Bの外へ落下したり、あるいはヘッド51と梱包箱Bに挟まれた一部の物品Aの袋が破裂したりするおそれがある。
検知部60は、図7に示す対象領域60’を含むエリアを撮像する。対象領域60’は、第2コンベア22の上に載置された物品群Gを含んでいる。検知部60が撮像した画像信号は、図5の制御部80の信号処理部84へ送られる。信号処理部84は、画像信号の2値化、およびエッジ抽出などの画像処理を行うことにより、物品群Gが占める面積の形状を検知する。次いで、判定部85が、物品群Gの形状と梱包箱Bの大きさとを比較することにより、物品群Gの姿勢が正常であるか異常であるかを判定する。判定部85が物品群Gの姿勢を異常であると判定した場合、アクチュエータ駆動部83は第2コンベア22を駆動し、異常な物品群Gを排出エリア15から箱詰装置90の外へ排出する。
(6−1)
物品群Gの梱包箱Bへの詰め込みは検知部60の検知結果に基づいて行われる。したがって、検知結果の異常時に詰め込みをしないことで、物品Aの破損や消失を抑制することができる。
検知結果は、第2コンベア22の上における物品群Gの姿勢に関するものである。したがって、詰込機構50に把持される前の物品群Gの姿勢の異常を検出できる。
検知部60はカメラを有する。したがって、物品群Gの姿勢に関する多くの情報を取得できる。
判定部75の異常判定に基づいて、詰込機構50が物品群Gを排出する。したがって、姿勢に異常のある物品群Gが梱包箱Bに詰め込まれない。
物品群Gは部分的に重なり合う複数の物品Aからなる。したがって、梱包箱Bへの詰め込み作業において袋の破裂や物品Aの消失が発生しやすい物品群Gについて、姿勢の異常を検知できる。
(7−1)
第1コンベア21に搬送される物品Aの配置は、2つのシール部SLが搬送方向に離間する態様に限られない。例えば2つのシール部SLは搬送方向に垂直な方向に離間してもよい。さらに、第2コンベア22に載置される物品Aの配置は、2つのシール部SLが搬送方向に垂直な方向に離間する態様に限られない。例えば2つのシール部SLは搬送方向に離間してもよい。
上記実施形態で採用した物品群Gの構成は、図8Aに示すように3つの物品Aからなり、かつ中央の物品Aが両隣の物品Aの上に置かれているものである。しかし、物品群Gの構成はこれに限られない。図8B〜図8Dは、他の物品群Gの構成の例を示す。図8Bに示す物品群Gでは、隣接する2つの物品Aのうち左側の物品Aは右側の物品Aの上に置かれている。図8Cに示す物品群Gは3個の物品Aからなる。2つの物品Aが同じ方向に配置され、1つの物品Aは他の物品Aと直交する方向に配置されている。図8Dに示す物品群Gは4個の物品Aからなる。それぞれの物品Aは、他のいずれかの物品Aと重なっている。
物品Aは、袋状に包装されたものに限られない。例えば、物品Aは、梱包箱Bよりも小さな箱に包装されたものであってもよい。
(1)構成
図9は、本発明の第2実施形態に係る箱詰装置90Aの検知部60Aを示す。箱詰装置90Aは、検知部60に代えて検知部60Aを有する点において、第1実施形態に係る箱詰装置90と異なっている。
(2−1)
検知結果は、ヘッド51によって把持されている物品群Gの姿勢に関するものである。したがって、ヘッド51による把持の際に生じた姿勢の異常を検知できる。
検知部60Aは光センサ61a〜61dを有する。したがって、検知部60Aが安価に構成される。
検知部60Aの光センサ61a〜61dはヘッド51に設けられる。したがって、ヘッド51に把持された物品Aの消失等が検知される。
第1実施形態の変形例を、本実施形態に適用してもよい。
(1)構成
図10は、本発明の第3実施形態に係る箱詰装置90Bの検知部60Bを示す。箱詰装置90Bは、検知部60に代えて検知部60Bを有する点において、第1実施形態に係る箱詰装置90と異なっている。
検知部60Bの光センサは、箱保持部70に設けられる。したがって、梱包箱Bに入らない姿勢の物品群Gが検知される。
これまでの実施形態の変形例を、本実施形態に適用してもよい。
(1)構成
本発明の第4実施形態に係る箱詰装置90Cの検知部60Cは、第1実施形態と同様にカメラから構成される。検知部60Cは、図11に示す対象領域60C’を含むエリアを撮像する。対象領域60’は、詰込場所34を含んでいる。検知部60Cが撮像した画像信号は、図5の制御部80の信号処理部84へ送られる。信号処理部84は、画像信号の2値化、およびエッジ抽出などの画像処理を行うことにより、物品群Gが占める面積の形状を検知する。次いで、判定部85が、物品群Gの形状と梱包箱Bの大きさとを比較することにより、物品群Gの姿勢が正常であるか異常であるかを判定する。
検知部60Cの検知結果は、詰め込み作業を経た物品群Gの姿勢に関するものである。したがって、詰め込み作業の際に生じた物品Aの破損や消失を検知できる。
これまでの実施形態の変形例を、本実施形態に適用してもよい。
(1)構成
図12は、本発明の第5実施形態に係る箱詰装置90Dの検知部60Dを示す。箱詰装置90Dは、検知部60に代えて検知部60Dを有する点において、第1実施形態に係る箱詰装置90と異なっている。
検知結果は、詰め込み作業を経た物品群Gの姿勢に関するものである。したがって、詰め込み作業の際に生じた物品Aの破損や消失を検知できる。
これまでの実施形態の変形例を、本実施形態に適用してもよい。
(1)構成
図13は、本発明の第6実施形態に係る箱詰装置90Eを示す。箱詰装置90Eは、集積機構40が詰込機構50及び検知部60Eの機能を併せ持つ点において、第1実施形態に係る箱詰装置90と異なっている。
集積機構40が詰込機構50及び検知部60Eの機能を併せ持つ。したがって、箱詰装置90Eが廉価に構成される。
これまでの実施形態の変形例を、本実施形態に適用してもよい。
11 :入口エリア
12 :出口エリア
20 :物品搬送部
21 :第1コンベア
22 :第2コンベア
30 :箱搬送部
33 :第3コンベア
34 :詰込場所
40 :集積機構
50 :詰込機構
51 :ヘッド
52 :接触具
53 :ロッド
54 :鉛直移動装置
55 :水平移動装置
56 :ホース
60、60A〜E:検知部
61a〜d:光センサ
65a、65b、66a、66b:光センサ
67a、67b、68a、68b:光センサ
69、69’:光センサ
70 :箱保持部
75 :判定部
80 :制御部
81 :中央処理部
82 :センサ読取部
83 :アクチュエータ駆動部
84 :信号処理部
85 :判定部
90、90A〜E:箱詰装置
A :物品
B :梱包箱
C :折り目
FL :下フラップ
FU :上フラップ
G :物品群
W :壁部
Claims (15)
- 複数の物品を集積させて物品群を作る集積機構と、
前記物品群の姿勢を検知する検知部と、
前記検知部による検知結果に基づいて、前記物品群を梱包箱に詰める詰込機構と、
を備える、箱詰装置。 - 物品群載置部、
をさらに備え、
前記集積機構は、前記物品群を前記物品群載置部の上に作り、
前記検知部は、前記物品群載置部の上に作られた前記物品群の前記姿勢を検知する、
請求項1に記載の箱詰装置。 - 前記詰込機構は、前記物品群を一括して把持する把持部を有し、
前記検知部は、前記把持部によって把持されている前記物品群の前記姿勢を検知する、
請求項1または請求項2に記載の箱詰装置。 - 前記検知部は、前記詰込機構による前記梱包箱への詰め込み作業を経た後の前記物品群の前記姿勢を検知する、
請求項1から3のいずれか1つに記載の箱詰装置。 - 前記検知部は、カメラを有する、
請求項1から4のいずれか1つに記載の箱詰装置。 - 前記検知部は、光センサを有する、
請求項1から5のいずれか1つに記載の箱詰装置。 - 前記検知部は、前記把持部に設けられた光センサを有する、
請求項3に記載の箱詰装置。 - 前記梱包箱の少なくとも一部を保持する箱保持部、
をさらに備え、
前記検知部は、前記箱保持部に設けられた光センサを有する、
請求項3に記載の箱詰装置。 - 前記検知結果を判定する判定部、
をさらに備え、
前記検知結果に係る前記物品群の前記姿勢が異常である、と前記判定部が判定した場合に、前記詰込機構は前記物品群を前記梱包箱に詰めることなく排出する、
請求項1から8のいずれか1つに記載の箱詰装置。 - 前記物品群を構成する前記物品は、それぞれ、他の物品に部分的に重なっている、
請求項1から9のいずれか1つに記載の箱詰装置。 - 前記集積機構は、前記複数の物品を把持することによって前記物品群を生成する、
請求項1に記載の箱詰装置。 - 前記集積機構は、前記物品群を把持するための吸着ヘッドを有する、
請求項11に記載の箱詰装置。 - 前記検知部は、前記集積機構に設置されているとともに、前記集積機構に把持されている前記物品群の姿勢を検知する、
請求項11又は12に記載の箱詰装置。 - 前記集積機構と前記詰込機構は同一のロボットにより構成されている、
請求項11から13のいずれか1つに記載の箱詰装置。 - 前記検知結果を判定する判定部、
をさらに備え、
前記検知結果に係る前記物品群の前記姿勢が異常である、と前記判定部が判定した場合に、前記詰込機構は前記物品群を前記梱包箱に詰めることなく排出する、
請求項14に記載の箱詰装置。
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