TW202337773A

TW202337773A - 開袋系統及開袋容器

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Publication number: TW202337773A
Application number: TW112106461A
Authority: TW
Inventors: 松井宏樹
Original assignee: 日商發那科股份有限公司
Priority date: 2022-03-16
Filing date: 2023-02-22
Publication date: 2023-10-01
Also published as: WO2023175805A1

Abstract

對袋體的形狀之容許度大的本揭示的開袋系統具備：開袋容器，其形成為上部開放且可接受容置粉粒體的袋體，於側面及底面的至少任一者，具有前述粉粒體可通過且前述袋體不能通過的排出窗；切斷機構，其向前述排出窗插入將前述袋體切斷的袋切割器，藉此於前述袋體形成前述粉粒體可流出的排出口；及搖動機構，其藉由使前述開袋容器搖動，來使前述粉粒體從前述排出口經由前述排出窗而流出到前述開袋容器的外部。

Description

開袋系統及開袋容器

發明領域

本發明是有關於一種開袋系統及開袋容器。

發明背景

在各種設備中，需要將裝袋的粉粒體狀的原料等投入到預定的處理設備之開袋作業。為了使該開袋作業自動化，提案有一種開袋系統，前述開袋系統使機器人保持袋體，切斷機器人所保持的袋體的上部，藉由機器人使袋體反轉，以將內容物投入到預定的處理設備(參考例如專利文獻1)。先行技術文獻專利文獻

專利文獻1：日本特開平7-165223號公報

發明概要發明欲解決之課題

即使是相同的原料，袋體的形狀有時仍依原料製造商等而不同。又，有時亦要求將複數種原料順序地開袋。在至今的系統中，由於就袋體的每種形狀來設計頭(head)，因此當混合有形狀不同的袋體時，會有無法進行作業之虞。因此，期望一種對袋體的形狀之容許度大的開袋系統。用以解決課題之手段

本揭示的一態樣的開袋系統具備：開袋容器，其形成為上部開放且可接受容置粉粒體的袋體，於側面及底面的至少任一者，具有前述粉粒體可通過且前述袋體不能通過的排出窗；切斷機構，其向前述排出窗插入將前述袋體切斷的袋切割器(cutter)，藉此於前述袋體形成前述粉粒體可流出的排出口；及搖動機構，其藉由使前述開袋容器搖動，來使前述粉粒體從前述排出口經由前述排出窗而流出到前述開袋容器的外部。發明效果

若依據本揭示，可提供一種對袋體的形狀之容許度大的開袋系統。

用以實施發明之形態

以下一面參考圖式，一面說明本揭示的實施形態。圖1是表示本揭示的第1實施形態的開袋系統1的構成的示意圖。

開袋系統1是從容置粉粒體的袋體B取出粉粒體的系統。於本實施形態中，袋體B可在容置於箱體C(例如A型紙箱)的狀態下提供，前述箱體C具有藉由膠帶來卡止以形成底體之摺片(flap)。又，本實施形態的開袋系統1可構成為從袋體B取出的粉粒體，最終會投入到例如貯留粉粒體的槽(tank)、處理粉粒體之設備的漏斗(hopper)等預定的投入口(未圖示)。

開袋系統1具備：複數個開袋容器(在圖2詳細表示的第1開袋容器10A及在圖3詳細表示的第2開袋容器10B)，其分別可接受容置粉粒體的袋體B；切斷機構20，其在保持於開袋容器10A、10B的袋體B，形成粉粒體B可流出的排出口E；搖動機構30，其使開袋容器10A、10B搖動；中間容器40，其接收從保持於開袋容器10A、10B的袋體B流出的粉粒體；及插入機構50，其將袋體B插入於開袋容器10A、10B。

開袋容器10A、10B是為了保持袋體B，並將保持的袋體B開封以排出容置的粉粒體而使用的容器。本實施形態的開袋容器10A、10B分別是本揭示的開袋容器的一實施形態。

開袋容器10A、10B具有1個矩形的底板及4個矩形的側板，形成為上部開放、可接受袋體B的箱狀。開袋容器10A、10B的長度及寬度可分別設為要接受的袋體B的長度及寬度(插入於開袋容器10A、10B的狀態下之平均值)之1.0倍以上且1.5倍以下。又，開袋容器10A、10B是在1個側面(側板外側)，設置有用以對搖動機構30裝卸的連接件(connector)11，為了排出粉粒體而具有排出窗12A、12B，前述排出窗12A、12B形成為在側面及底面的至少任一者開口，讓粉粒體可通過且袋體不能通過。開袋系統1是從上部開放的開袋容器10A、10B的排出窗12A、12B排出粉粒體，因此對袋體B的形狀之容許度大。

第1開袋容器10A使用在以下情況：袋體B是由例如牛皮紙、鋁蒸鍍或積層片(laminate sheet)等具有較高剛性的材料來形成，排出粉粒體之後仍可保持其概略形狀。另，第2開袋容器10B使用在以下情況：袋體B是由例如乙烯基薄膜(vinyl film)等具有較低剛性，若排出粉粒體可能會變形的材料來形成。

第1開袋容器10A主要在1個側面的橫向中央部，具有保留側板的上部之矩形的排出窗12A。為了使粉粒體容易排出，排出窗12A宜以至少有一部分在第1開袋容器10A的底面開口的方式，涵蓋底板的端部而形成。為了使粉粒體易於排出，第1開袋容器10A的排出窗12A的高度宜為接受的袋體B之厚度的1/2以上且3/2以下，更宜為2/3以上且1/1以下。為了一邊將袋體B保持於第1開袋容器10A之中，一邊效率良好地使粉粒體排出，第1開袋容器10A的排出窗12A的寬度宜為接受的袋體B之長度的1/4以上且2/3以下，更宜為1/3以上且1/2以下。

第2開袋容器10B進一步在底面具有朝上配設的複數個銷(pin)13，以便在將袋體B從上方插入時刺穿袋體B。銷13將袋體B卡止在第2開袋容器10B的內部，以使袋體B不會經由排出窗12B脫落到外部。銷13的數目可設為例如4支。為了使銷13可確實地刺穿袋體B，且儘可能保持袋體B的形狀，銷13之從第2開袋容器10B的側板起算的第2開袋容器10B的寬度方向及深度方向的距離，宜設為各方向之第2開袋容器10B的長度的1/5以上且1/3以下。銷13的長度宜設為袋體B的厚度的1/5以上且2/3以下，以確實貫通袋體B的底面且不貫通袋體B的頂面。

第2開袋容器10B在底面形成有複數個排出窗12B。複數個排出窗12B宜包含：4個側部排出窗121，其形成為沿著底板的四邊的至少中央部延伸；及1個以上的中央排出窗122，其形成於側部排出窗121之間。第2開袋容器10B的排出窗12B宜分別形成為狹縫(slit)狀以易於保持袋體B。各個第2開袋容器10B的排出窗12B的寬度可設為30mm以上且50mm以下。

當袋體B為摺邊(gusset)類型時，亦即具有側邊厚度時，特別是為了形成側邊厚度而在底部重疊配置薄片時，側部排出窗121是為了讓跑入形成在薄片間之三角形的空間中之粉粒體效率良好地排出而形成。特別是在袋體B的正面的寬度與側邊厚度的長度(深度)大致相等時，為了不受到插入於第2開袋容器10B的袋體B的方向影響地排出粉粒體，而沿著底板的四邊分別形成側部排出窗121。

中央排出窗122宜單獨或配合側部排出窗121，形成為至少往一方向大致橫越第2開袋容器10B。此橫越方向的排出窗12B的開口率(橫越第2開袋容器10B的虛擬線上之排出窗12B的存在率)宜為80%以上。藉此，可藉由使第2開袋容器10B往與排出窗12B的橫越方向呈垂直的方向傾斜，來將粉粒體容易地從排出窗12B排出。

切斷機構20具有袋切割器21，前述袋切割器21經由排出窗12A、12B而插入於開袋容器10A、10B之中以切斷袋體B。切斷機構20亦可具有不動地保持袋切割器21的保持構造，或具有例如在袋體B的切斷時，將袋切割器21配置到中間容器40的上方，並在粉粒體的排出時，使袋切割器21退開之簡單的保持機構，但宜具有可保持袋切割器21並使其自由地移動之切斷機器人22。切斷機器人22典型可使用垂直多關節機器人，但亦可使用其他形式的機器人。又，切斷機構20宜具有切割器確認部23，前述切割器確認部23偵測袋切割器21的缺損，亦即偵測袋切割器21的碎片是否有混入粉粒體之虞。

袋切割器21宜使用可確實地切斷袋體B，並且不易發生缺損的超音波切割器。切斷機器人22宜使袋切割器21移動，來形成往水平方向延伸的水平切斷線、及從此水平切斷線的兩端分別往上方延伸之一對垂直切斷線。如此，藉由3條切斷線所劃定的摺片狀的部分會被粉粒體的壓力推開，形成易於排出粉粒體的排出口E。又，袋體B的切斷宜如該說明的順序，使袋切割器21從下朝上移動來進行。藉此，可抑制當剛切斷袋體B之後，粉粒體從袋體B流出時，流出的粉粒體抵接到切斷機構20而附著或飛散。又，切斷機構20宜使袋切割器21相對於袋體往水平方向或傾斜方向接近，以使流出的粉粒體不易抵接到切斷機構20而附著或飛散。切割器確認部23可為拍攝袋切割器21，藉由圖像處理來確認有無缺損的系統。

切斷機器人22亦可利用在粉粒體的排出完成之後，從開袋容器10A、10B取出空的袋體B。此情況下，亦可藉由切斷機器人22使袋體B進一步搖動，藉此將殘留的粉粒體排出。

搖動機構30藉由使開袋容器10A、10B搖動，來使粉粒體從形成於袋體B的排出口E，經由排出窗12A、12B而流出到開袋容器10A、10B的外部。搖動機構30為了促進粉粒體從排出窗12A、12B排出，宜使開袋容器10A、10B往複數個方向搖動。又，搖動機構30亦可在從開袋容器10A、10B取出空的袋體B之後，為了將殘留的粉粒體排出而將開袋容器10A、10B反轉。

搖動機構30宜在切斷機構20及插入機構50的動作時，將開袋容器10A、10B保持在對切斷機構20及插入機構50的動作而言最佳的位置及姿勢。特別是使用在第1開袋容器10A的側面開口之排出窗12A時，搖動機構30宜將第1開袋容器10A保持成傾斜，以使排出窗12A相對地位於下側。藉此，由於袋體B會因自重而在第1開袋容器10A之中往排出窗12A側移動，因此袋切割器21易於接近，容易形成排出口E。

搖動機構30雖可在能直接將粉粒體投入到預定的投入口的位置，使開袋容器10A、10B搖動，但宜在中間容器40的上方使開袋容器10A、10B搖動，藉此使流出的粉粒體暫時投入到中間容器。藉此，當袋切割器21發生缺損時等，只要僅剔除(reject)投入到中間容器40的粉粒體，即可將粉粒體的損失維持在最小限度。

搖動機構30宜具有搖動機器人32，前述搖動機器人32在前端具有與開袋容器10A、10B的連接件11卡合的卡合部31。搖動機器人32典型雖可使用垂直多關節機器人，但亦可使用其他形式的機器人。由於藉由使用搖動機器人32，可因應被開封的袋體B的種類，容易地實現最佳的開袋容器10A、10B及其搖動動作，因此可提升開袋系統1的汎用性。

搖動機器人32宜兼作進行中間容器40的處置(handling)之處置機構。亦即，搖動機器人32宜構成為可選擇性地保持開袋容器10A、10B及中間容器40。不僅藉由搖動機器人32，來進行用以排出粉粒體的開袋容器10A、10B的搖動，還進行中間容器40內之粉粒體往預定的投入口的投入、及袋切割器21發生缺損時之中間容器40內的粉粒體的剔除等處理，藉此可減低開袋系統1的設備成本，並且亦可縮小設置空間。另，並非不能將搖動機器人32兼用為切斷機構20的切斷機器人22，但為了縮短週程時間(cycle time)，搖動機器人32宜與切斷機器人22互為獨立地設置。

中間容器40一次地貯留從開袋容器10A、10B排出的粉粒體。藉此，可將袋切割器21發生缺損時等之粉粒體的剔除維持在最小限度。如上述，中間容器40宜可藉由搖動機構30的搖動機器人32來處置，亦即宜具有與開袋容器10A、10B的連接件11同樣的連接件41。又，開袋系統1亦可另外具備處置中間容器40的處置機構、或移送中間容器40內的粉粒體之輸送機構。

插入機構50將袋體B從上方插入於開袋容器10A、10B。本實施形態的插入機構50具有：台51，其提供為可載置容置袋體B的箱體C之載置面；膠帶切割器52，其從台51的載置面突出以切斷黏著於箱體C的底面之膠帶；保持頭53，其保持箱體C的上部；及插入機器人54，其使保持頭53移動。

即使在卡止箱體C的摺片之膠帶如後述被切斷而成為可開放摺片的狀態下，台51仍可藉由載置面從下側撐住箱體C的摺片，以使摺片不會開放。載置面可藉由例如PTFE等可減低摩擦的材料來被覆，以容易一面防止摺片開放一面移動箱體C，亦即使箱體C容易滑動。又，台51亦可具有用以確認箱體C的摺片及膠帶的位置之感測器。

膠帶切割器52從台51的載置面突出，在本身不移動的情況下，箱體C移動於其上，藉此切斷將構成箱體C的底體的摺片卡止著的膠帶。膠帶切割器52與袋切割器21同樣宜使用超音波切割器。又，膠帶切割器52宜設置成可後退到載置面的下方，以便亦可將台51利用於其他的處理。

保持頭53宜構成為當袋體B在未容置於箱體C的情況下提供時，可直接保持袋體B。具體而言，保持頭53可構成為藉由吸附墊(pad)，來吸附箱體C或袋體B的上表面。保持頭53亦可具有用以辨識袋體B或箱體C的位置之感測器等。

插入機器人54使保持頭53所保持的箱體C在載置於台51的狀態下水平移動，藉此以膠帶切割器52，來切斷將形成箱體C的底體的摺片卡止之膠帶。進而，插入機器人54使箱體C水平移動到鄰接於台51並配置於比載置面還要下方的開袋容器10A、10B的上方。藉此，由於失去藉由支撐面的支撐，因此形成箱體C的底體之摺片會因重力而開放，使箱體C之中的袋體B掉落到開袋容器10A、10B之中。插入機器人54宜基於設置於台51之感測器的檢測結果等，來進行動作的補正，以使膠帶切割器52會因應藉由台51的感測器所確認到的摺片的位置，來經過可確實地開放摺片的切斷位置。插入機器人54典型雖可使用垂直多關節機器人，但亦可使用其他形式的機器人。

雖由以上說明自然可知，但再次說明由本實施形態的開袋系統1所進行之開袋處理(粉粒體的取出)的程序。圖4是表示由開袋系統1所進行的開袋處理的程序的流程圖。

由開袋系統1所進行的開袋處理具備：確認袋體B是否具有剛性的步驟(S1：袋體確認步驟)；當袋體B具有剛性時，在搖動機構30(搖動機器人32)裝設第1開袋容器10A的步驟(S2：第1開袋容器裝設步驟)；當袋體B不具有剛性時，在搖動機構30裝設第2開袋容器10B的步驟(S3：第2開袋容器裝設步驟)；於開袋容器10A、10B插入袋體B的步驟(S4：袋體插入步驟)；藉由切斷機構20切斷袋體B來形成排出口E的步驟(S5：排出口形成步驟)；使藉由搖動機構30所保持的開袋容器10A、10B，以與其種類相應的搖動模式來搖動，藉此使粉粒體從排出口E經由排出窗12A、12B而流出到開袋容器10A、10B的外部的步驟(S6：開袋容器搖動步驟)；藉由切斷機構20從開袋容器10A、10B取出袋體的步驟(S7：袋體取出步驟)；及藉由將開袋容器10A、10B反轉來排出殘留的粉粒體的步驟(S8：開袋容器反轉步驟)。

開袋系統1如此以無人的方式來將袋體B插入於開袋容器10A、10B，並於袋體B形成排出口E來排出粉粒體。開袋系統1由於向上部開口、在側面或底面形成有排出窗12A、12B的開袋容器10A、10B插入袋體B，因此對袋體B的形狀之容許度大，可從不同的袋體B取出粉粒體。

在開袋系統1，在要由銷13保持袋體B的情況下，由於亦是藉由從上方插入袋體B來讓銷13刺穿袋體B，因此可容易且確實地從合成小的袋體B排出粉粒體。進而，開袋系統1使用具有4個側部排出窗121及1個以上的中央排出窗122之第2開袋容器10B，以便可從摺邊類型的袋體B確實地排出粉粒體，前述4個側部排出窗121形成為沿著底板的四邊的至少中央部延伸，前述1個以上的中央排出窗122形成於側部排出窗121之間。

以上說明了本揭示的實施形態，但本發明不限於前述的實施形態。又，前述的實施形態所記載的效果只列舉了由本發明所產生的較佳效果，但本發明的效果不限定於前述的實施形態所記載的效果。

本揭示的開袋系統可使用單一的開袋容器，亦可配合袋體來區分使用形狀不同的3個以上的開袋容器。又，於本揭示的開袋系統中，中間容器及插入機構並非必要的構成。

1:開袋系統 10A,10B:開袋容器 11,41:連接件 12A,12B:排出窗 13:銷 20:切斷機構 21:袋切割器 22:切斷機器人 23:切割器確認部 30:搖動機構 31:卡合部 32:搖動機器人 40:中間容器 50:插入機構 51:台 52:膠帶切割器 53:保持頭 54:插入機器人 121:側部排出窗 122:中央排出窗 B:袋體 C:箱體 E:排出口 S1~S8:步驟

圖1是表示本揭示的第1實施形態的開袋系統的構成的示意圖。圖2是表示圖1的開袋系統的開袋容器的立體圖。圖3是表示圖1的開袋系統之與圖2不同的開袋容器的俯視圖。圖4是表示由圖1的開袋系統所進行的開袋處理的程序的流程圖。

1:開袋系統

10A,10B:開袋容器

11,41:連接件

12A,12B:排出窗

13:銷

20:切斷機構

21:袋切割器

22:切斷機器人

23:切割器確認部

30:搖動機構

31:卡合部

32:搖動機器人

40:中間容器

50:插入機構

51:台

52:膠帶切割器

53:保持頭

54:插入機器人

B:袋體

C:箱體

E:排出口

Claims

一種開袋系統，其具備：開袋容器，其形成為上部開放且可接受容置粉粒體的袋體，於側面及底面的至少任一者，具有前述粉粒體可通過且前述袋體不能通過的排出窗；及切斷機構，其向前述排出窗插入將前述袋體切斷的袋切割器，藉此於前述袋體形成前述粉粒體可流出的排出口；及搖動機構，其藉由使前述開袋容器搖動，來使前述粉粒體從前述排出口經由前述排出窗而流出到前述開袋容器的外部。
如請求項1之開袋系統，其中前述開袋容器在底面具有朝上配設的複數個銷，以便在將前述袋體從上方插入時刺穿前述袋體。
如請求項1或2之開袋系統，其中前述開袋容器具有1個矩形的底板、及4個矩形的側板，前述排出窗包含：4個側部排出窗，其形成為沿著前述底板的四邊的至少中央部延伸；及1個以上的中央排出窗，其形成於前述側部排出窗之間。
如請求項1至3中任一項之開袋系統，其進一步具備中間容器，前述中間容器接收藉由前述搖動機構而流出的前述粉粒體，前述搖動機構具有搖動機器人，前述搖動機器人可選擇性地保持前述開袋容器及前述中間容器，前述搖動機器人藉由保持前述中間容器並使其移動，來將前述中間容器內的前述粉粒體投入到預定的投入口。
如請求項1至4中任一項之開袋系統，其進一步具備插入機構，前述插入機構將前述袋體插入於前述開袋容器，前述袋體可在收納於箱體的狀態下提供，前述箱體具有藉由膠帶來卡止以形成底體之摺片，前述插入機構具有：台，其提供可載置前述箱體的載置面；膠帶切割器，其從前述載置面突出以切斷前述膠帶；保持頭，其保持前述箱體的上部；及插入機器人，其使保持頭移動，前述插入機器人在藉由使前述箱體在載置於前述台的狀態下水平移動，來以前述膠帶切割器切斷前述膠帶之後，使前述箱體水平移動到前述台的外側，藉由重力來開放前述摺片，藉此使前述袋體掉落到前述開袋容器之中。
一種開袋容器，其形成為上部開放且可接受容置粉粒體的袋體，於側面及底面的至少任一者，具有前述粉粒體可通過且前述袋體不能通過的排出窗。