WO2020095758A1 - 段ボール箱開梱システム - Google Patents

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WO2020095758A1
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cardboard box
tray
corrugated cardboard
adhesive tape
box
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Inventor
十郎 山岸
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株式会社Ｐａｌｔａｃ
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B69/00—Unpacking of articles or materials, not otherwise provided for

Definitions

  • the present invention relates to a cardboard box unpacking system for automatically unpacking a cardboard box in which the abutting portions of the outer flaps are adhered to each other with an adhesive tape and putting it in a tray.
  • a cardboard box is usually closed by sticking the adhesive parts such as gum tape to the abutting part of the two outer flaps and the side surface connected to it, and the worker cuts out the adhesive tape part with a cutter and takes out the product. ..
  • Patent Document 1 there is an apparatus for unpacking an adhesive tape of an outer flap on the upper surface of a cardboard box and unpacking it by a mechanism for opening the outer flap and the inner flap.
  • Patent Document 1 the automatic unpacking device of Patent Document 1 is only for opening the outer flap and the inner flap on the upper surface, and the worker then manually takes out the product or transfers it to the tray, or It is necessary to take out and transfer the tray by an automatic device such as robot picking.
  • An object of the present invention is to provide a cardboard box unpacking system for automatically unpacking a cardboard box containing a product and putting it in a tray.
  • a cardboard box unpacking system has been made to solve the above-described problems, and a cardboard box unpacking system according to an aspect of the present disclosure includes an adhesive tape for abutting portions of outer flaps.
  • the cut cardboard box is set in the bottom opening device, and the bottom transfer device is used to set the bottom opening device.
  • the tray is conveyed to a position directly below the device, and the two bottom outer flaps of the corrugated cardboard box with the bottom cut out are opened by the bottom opening device so that the products in the corrugated cardboard box are dropped onto the tray. It is a cardboard box unpacking system.
  • the cutter device is provided with a lateral direction cutter device that cuts in the lateral direction of the bottom surface of the cardboard box and a longitudinal direction cutter device that cuts in the longitudinal direction. It is a characteristic cardboard box unpacking system.
  • a cardboard box unpacking system is a cardboard box unpacking system characterized in that the cutter device has a centering mechanism for the cardboard box.
  • the bottom surface opening device includes an arm that holds the side surface of the cardboard box, and a suction cup driven by air sucks the bottom surface outer flap to center the ridge of the outer flap.
  • an air gripper that rotates and opens, and an elevating mechanism that elevates and lowers the corrugated box to raise and lower the cardboard box lower end and a tray at a constant distance are provided. is there.
  • the cardboard box unpacking system according to one aspect of the present disclosure, the cardboard box is unpacked and transferred to the tray by cutting the adhesive tape on the bottom of the cardboard box and disposing the tray immediately below. You can As a result, the unpacking and transfer operations, which were conventionally performed manually by a worker, can be automatically performed at the same time by this system, so that there are significant advantages in efficiency, cost, and system space.
  • the cutter device is provided with a lateral direction cutter device that cuts in the lateral direction of the bottom surface of the cardboard box and a longitudinal direction cutter device that cuts in the longitudinal direction. Since the short-direction cutter device and the long-direction cutter device have the same configuration, the device can be configured without requiring a complicated configuration, which leads to cost reduction.
  • the cutter device since the cutter device has a centering mechanism for the cardboard box, the adhesive tape at the abutting portion of the outer flap is located at the center. Therefore, it is possible to surely make an incision.
  • the bottom surface opening device includes an arm that grips a side surface of the cardboard box and a suction cup driven by air to adsorb the bottom surface outer flap to form a ridge of the outer flap.
  • An air gripper that rotates around the center and an elevating mechanism that elevates and lowers the cardboard box to elevate the distance between the opened lower end of the cardboard box and the tray at a constant level are provided.
  • the box can be securely grasped to open the outer flap on the bottom, and the lifting mechanism lowers the distance between the bottom opening of the cardboard box and the tray to drop the product. Since it is possible to reduce the impact, the impact at the time of dropping can be mitigated, and there is an advantage that the risk of product damage can be greatly reduced.
  • FIG. 1 It is a schematic plan view when one embodiment of the cardboard box unpacking system according to an aspect of the present disclosure is applied to a distribution center. It is a figure which shows operation
  • FIG. 1 is a schematic plan view when an embodiment of a cardboard box unpacking system is applied to a distribution center
  • FIG. 2 shows an operation of a bottom opening device of the cardboard box unpacking system.
  • the cardboard box unpacking system 10 is a system for unpacking the cardboard box A in which the abutting portions of the outer flaps are stuck together with an adhesive tape and transferring the stored products to the tray B.
  • the tray B is conveyed directly below, and the two bottom flaps A1 of the corrugated cardboard box A with the bottom cut out are placed on the bottom.
  • Product C in cardboard boxes A drops into the tray B by opening by Pun device 30. Further, the empty corrugated cardboard box A on which the product C has been dropped is conveyed by the empty corrugated cardboard box conveyor 60 to the debris storage. A step of selecting and dispersing the products C dropped on the tray B may be added.
  • the cutter device 20 includes a bottom-side outer flap A1 short side direction butt section and a short-side direction cutter apparatus 21 for cutting the adhesive tape at the corner ridge extending to the side surface, and a bottom side outer flap A1 butt section.
  • the longitudinal cutter devices for the longitudinal direction are combined, and the centering mechanisms 22 and 24 of the cardboard box A are provided in front of the respective cutter devices.
  • the cutter device 20 is a device that cuts only the adhesive tape such as the gum tape used at the abutting portion of the two cardboard box bottom outer flaps A1 that are the outer flaps on the bottom surface of the cardboard box A.
  • the centering mechanisms 22 and 24 are mechanisms for arranging the adhesive tape portion in the center, whereby the adhesive tape portion can be surely incised.
  • a short side cutter device is provided before the cardboard boxes A are transported to each cardboard box unpacking system 10. It is also possible to deploy only one 21. This is because the outer flap A1 on the bottom surface of the corrugated cardboard box will not be inadvertently opened during transportation even if only the adhesive tape in the lateral direction is cut open. This makes it possible to reduce the number of short-sided cutter devices 21 to be provided.
  • the bottom surface opening device 30 includes a pair of arms 31 for gripping the side surface of the corrugated cardboard box A, and a suction cup 32a driven by air sucks the two bottom surface outer flaps A1 to adsorb the outer flaps A1.
  • a suction cup 32a driven by air sucks the two bottom surface outer flaps A1 to adsorb the outer flaps A1.
  • the reference numerals will be described by adding them to necessary portions as needed based on FIG.
  • the corrugated board box A with the adhesive tape portion on the bottom cut out is conveyed to a predetermined position by the corrugated board box conveyor 50.
  • the cardboard box A is sent to the standby position of the bottom opening device 30 by the sending-out mechanism 51 provided in the cardboard box conveyor 50.
  • the sending-out mechanism 51 supports the outer bottom flap A1 that has been cut with the adhesive tape and holds it so that the product C inside does not drop, and also does not prevent the suction operation of the suction cup 32a of the air gripper 32 of the bottom opening device 30. It is devised.
  • the air grippers 32 are respectively moved to the two outer bottom flaps A1 of the corrugated cardboard box A that have been sent to a predetermined position by the sending mechanism 51, and air is sucked by the suction cups 32a.
  • the delivery mechanism 51 is retracted.
  • the arm 31 contacts and holds the side surface of the cardboard box A.
  • the delivery mechanism 51 may be retracted at this stage.
  • the air gripper 32 rotates and the outer bottom flap A1 is opened around the ridge.
  • the distance from the tray B was wide in order to open the bottom outer flap A1, but the cardboard box A was lowered by an elevating device (not shown) to quickly move the distance to the tray B.
  • the impact of dropping is reduced by shortening the fall distance of the product C inside the contraction. At this time, if a guard is provided, the dropped product C can be stored in the tray B without spilling.
  • the bottom opening device 30 is lifted by an elevating device (not shown) to reliably transfer the product C remaining in the corrugated cardboard box A to the tray B.
  • the empty corrugated cardboard box A which has finished dropping the product C by the bottom opening device 30 or the delivery mechanism 51 provided in the corrugated cardboard box conveyor 50 is transferred to the empty corrugated cardboard box conveyor 60. It is placed and transported to the debris storage.
  • the lifting mechanism of the bottom opening device lowers the distance between the bottom opening of the cardboard box and the tray so as to shorten the distance that the product falls, so the impact at the time of dropping can be mitigated. There is also an advantage that the risk of damage to can be greatly reduced.
  • the cardboard box unpacking system of the present invention can unpack the cardboard box and transfer it to the tray by cutting the adhesive tape on the bottom of the cardboard box and arranging the tray directly below.
  • the unpacking and transfer operations that were conventionally performed manually by workers can be performed automatically by this system at the same time, which has significant advantages in terms of efficiency, cost, and system space. Since it is possible to mitigate the impact at the time of dropping, it is suitable for application to a distribution center having an automatic warehouse.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control And Other Processes For Unpacking Of Materials (AREA)

Abstract

段ボール箱開梱システムは、外フラップの突き合わせ部を粘着テープで貼り合わされた段ボール箱を開梱して収容された商品をトレーに移載するためのシステムであって、段ボール箱の底面の突き合わせ部の粘着テープを切開するカッター装置と、段ボール箱の底面外フラップを開く底面オープン装置と、底面オープン装置直下にトレーを搬送するトレー搬送装置と、を有し、コンベアにより搬送されてきた段ボール箱の底面の粘着テープをカッター装置によって切開し、切開された段ボール箱が底面オープン装置にセットされるとともにトレー搬送装置によって底面オープン装置直下にトレーが搬送され、底面を切開した段ボール箱の２枚の底面外フラップを底面オープン装置によって開くことにより段ボール箱内の商品がトレーに落下する。

Description

段ボール箱開梱システム
　本発明は、外フラップの突き合わせ部が粘着テープで張り合わされた段ボール箱を自動で開梱してトレーに投入するための段ボール箱開梱システムに関するものである。
　現在の物流では、商品を収容した段ボール箱が物流センターに集荷され、段ボール箱を開梱して内部の商品を取り出し、自動倉庫に搬送されて管理される方式が多い。自動倉庫では利便性を考慮してネットワーク管理可能な専用のトレーに商品を単一また複数収容して棚に保管する。これによって保管効率が高まりトレーの出し入れも早くなる利点がある。特にネット物流の自動倉庫などでロボットピッキングを行う場合は定型のトレーが必須となると考えて差し支えないものとなっている。
　段ボール箱から商品を取り出す場合、現状の多くは作業員が手作業で段ボール箱を開梱し商品を取り出しトレーに入れている。段ボール箱は通常２枚の外フラップの突き合わせ部及びそれに繋がる側面までをガムテープなどの粘着テープで張り合わされて閉じられており、作業員はカッター等で粘着テープ部分を切開して商品を取り出している。
　段ボール箱の開梱作業は自動装置によって開梱することも可能である。特許文献１のように、段ボール箱上面の外フラップの粘着テープを切開し外フラップ及び内フラップを開く機構により開梱する装置が存在する。
特公平３－６４３７５号公報
　しかしながら、特許文献１の自動開梱装置はあくまで上面の外フラップと内フラップを開くだけのものであり、その後の商品の取出しやトレーへの移載作業は作業員が手作業で行うか、もしくはロボットピッキングなどの自動装置によって取り出し、トレー移載を行う必要がある。
　現状では作業者によって商品をトレーに移載する場合が多く、特許文献１の自動開梱装置を用いても作業者による場合開梱の作業手順であるカッター切開の１工程分が削減されるのみであり、作業員の商品取り出し、トレーへの移載作業は必要となってしまう。
　本発明では、商品を収容した段ボール箱を自動で開梱してトレーに投入するための段ボール箱開梱システムを提供することを目的とする。
　本開示の一態様に係る段ボール箱開梱システムは、上述した課題を解決するためになされたものであり、本開示の一態様に係る段ボール箱開梱システムは、外フラップの突き合わせ部を粘着テープで貼り合わされた段ボール箱を開梱して収容された商品をトレーに移載するためのシステムであって、前記段ボール箱の底面の突き合わせ部の粘着テープを切開するカッター装置と、前記段ボール箱の底面外フラップを開く底面オープン装置と、前記底面オープン装置直下にトレーを搬送するトレー搬送装置と、を有し、コンベアにより搬送されてきた前記段ボール箱の底面の粘着テープを前記カッター装置によって切開し、切開された前記段ボール箱が前記底面オープン装置にセットされるとともに前記トレー搬送装置によって前記底面オープン装置直下にトレーが搬送され、底面を切開した前記段ボール箱の２枚の前記底面外フラップを前記底面オープン装置によって開くことにより前記段ボール箱内の商品が前記トレーに落下することを特徴とする段ボール箱開梱システムである。
　本開示の一態様に係る段ボール箱開梱システムは、前記カッター装置は前記段ボール箱の底面短手方向を切開する短手方向カッター装置と長手方向を切開する長手方向カッター装置とが設けられることを特徴とする段ボール箱開梱システムである。
　本開示の一態様に係る段ボール箱開梱システムは、前記カッター装置は前記段ボール箱のセンタリング機構を有することを特徴とする段ボール箱開梱システムである。
　本開示の一態様に係る段ボール箱開梱システムは、前記底面オープン装置は、前記段ボール箱側面を把持するアームと、エアー駆動による吸盤が前記底面外フラップを吸着して外フラップの稜を中心に回転して開くエアーグリッパーと、前記段ボール箱を昇降させて開かれた前記段ボール箱下端とトレーまでの距離を一定に昇降する昇降機構と、が設けられることを特徴とする段ボール箱開梱システムである。
　本開示の一態様に係る段ボール箱開梱システムによれば、段ボール箱底面の粘着テープを切開するとともに、直下にトレーを配備することにより、段ボール箱の開梱及びトレーへの移載を行うことができる。これによって、従来作業員が手作業で行っていた開梱、移載作業を本システムによって自動で同時に行うことができるので効率やコスト、システムスペースについて大幅な利点を有することができる。
　また、本開示の一態様に係る段ボール箱開梱システムは、前記カッター装置は前記段ボール箱の底面短手方向を切開する短手方向カッター装置と長手方向を切開する長手方向カッター装置とが設けられることを特徴としているので、短手方向カッター装置と長手方向カッター装置は同様の構成で成り立つので複雑な構成を必要とせずに装置を構成することができるためコスト削減につながる。
　また、本開示の一態様に係る段ボール箱開梱システムは、前記カッター装置は前記段ボール箱のセンタリング機構を有することを特徴としているので、外フラップの突き合わせ部の粘着テープがセンターに位置することになるため確実に切開することができる。
　また、本開示の一態様に係る段ボール箱開梱システムは、前記底面オープン装置は、前記段ボール箱側面を把持するアームと、エアー駆動による吸盤が前記底面外フラップを吸着して外フラップの稜を中心に回転して開くエアーグリッパーと、前記段ボール箱を昇降させて開かれた前記段ボール箱下端とトレーまでの距離を一定に昇降する昇降機構と、が設けられることを特徴としているので、段ボール箱の大きさに応じて確実に箱を把持して底面外フラップを開くことができ、さらに、昇降機構により段ボール箱底面開口部とトレーとの距離を短くするように降下することによって商品の落下距離を減少することができるので落下時の衝撃を緩和することができ商品の破損リスクが大幅に低下できる利点もある。
本開示の一態様に係る段ボール箱開梱システムの一実施形態を物流センターに適用した場合の平面概略図である。 本開示の一態様に係る段ボール箱開梱システムの底面オープン装置の動作を示す図である。
　以下、図面を参照して、本開示の一態様の一例について、さらに詳しく説明する。図１は段ボール箱開梱システムの一実施形態を物流センターに適用した場合の平面概略図、図２は段ボール箱開梱システムの底面オープン装置の動作を示す。
　段ボール箱開梱システム１０は、外フラップの突き合わせ部を粘着テープで貼り合わされた段ボール箱Ａを開梱して収容された商品をトレーＢに移載するためのシステムであって、段ボール箱Ａの底面の突き合わせ部の粘着テープを切開するカッター装置２０と、段ボール箱Ａの底面外フラップＡ１を開く底面オープン装置３０と、底面オープン装置３０直下にトレーＢを搬送するトレー搬送装置４０と、を有し、コンベア５０により搬送されてきた段ボール箱Ａの底面の粘着テープをカッター装置２０によって切開し、切開された段ボール箱Ａが底面オープン装置３０にセットされるとともにトレー搬送装置４０によって底面オープン装置３０直下にトレーＢが搬送され、底面を切開した段ボール箱Ａの２枚の底面外フラップＡ１を底面オープン装置３０によって開くことにより段ボール箱Ａ内の商品ＣがトレーＢに落下する。また、商品Ｃを落下し終えた空の段ボール箱Ａは空段ボール箱コンベア６０によって破材庫へと搬送される。なお、トレーＢに落下した商品Ｃを選別し分散させる工程を追加してもよい。
　カッター装置２０は、段ボール箱Ａの底面外フラップＡ１短手方向の突き合わせ部と側面へとかかる角稜部の粘着テープを切開するための短手方向カッター装置２１と、底面外フラップＡ１突き合わせ部となる長手用の長手方向カッター装置が組み合わされており、それぞれのカッター装置の手前には段ボール箱Ａのセンタリング機構２２、２４が設けられている。カッター装置２０は段ボール箱Ａの底面の外フラップである２枚の段ボール箱底面外フラップＡ１の突き合わせ部に使用されているガムテープなどの粘着テープのみを切開する装置である。また、センタリング機構２２、２４は粘着テープ部分を中心に配置させるための機構であり、これによって確実に粘着テープ部分を切開することができる。
　また、複数の段ボール箱開梱システム１０を配置して物流センター１００に適用する場合、図１のように、各段ボール箱開梱システム１０に段ボール箱Ａが搬送される手前に短手方向カッター装置２１を１機のみ配備することも可能である。これは短手方向の粘着テープのみを切開しても搬送中に段ボール箱底面外フラップＡ１が不慮で開くことがないためである。これによって短手方向カッター装置２１の配備台数を削減することが可能となっている。
　底面オープン装置３０は、図１及び図２のように、段ボール箱Ａの側面を把持する一対のアーム３１と、エアー駆動による吸盤３２ａが２枚の底面外フラップＡ１をそれぞれ吸着して外フラップＡ１の稜を中心に回転して開くエアーグリッパー３２と、図示しない段ボール箱Ａを昇降させて開かれた段ボール箱Ａ下端とトレーＢまでの距離を一定に昇降する昇降機構とを有している。
　次に、段ボール箱Ａの底面外フラップＡ１の開梱手順を図２（ｂ）～（ｉ）を参照して説明する。符号は図２（ａ）を元に必要箇所に随時追加して説明する。
　第１に図２（ｂ）に示すように、底面の粘着テープ部が切開された段ボール箱Ａが段ボール箱コンベア５０によって所定の位置まで搬送される。
　第２に図２（ｃ）に示すように、段ボール箱コンベア５０に設けられた送り出し機構５１により段ボール箱Ａを底面オープン装置３０の待機位置まで送り出す。この送り出し機構５１は粘着テープ切開済みの底面外フラップＡ１を支えて内部の商品Ｃが落下しないように留め置くとともに、底面オープン装置３０のエアーグリッパー３２の吸盤３２ａが吸着する動作を妨げないように工夫されている。
　第３に図２（ｄ）に示すように、送り出し機構５１により所定の位置に送り出された段ボール箱Ａの２枚の底面外フラップＡ１にそれぞれエアーグリッパー３２が移動し吸盤３２ａによってエアー吸着する。吸着完了となると送り出し機構５１は引き込まれる。
　第４に図２（ｅ）に示すように、アーム３１が段ボール箱Ａの側面に接触し保持する。なお、送り出し機構５１はこの段階で引き込まれてもよい。
　第５に図２（ｆ）に示すように、エアーグリッパー３２が回転して底面外フラップＡ１が稜を中心に開かれる。
　第６に図２（ｇ）に示すように、底面外フラップＡ１を開くためにトレーＢとの距離が開いていたが図示しない昇降装置によって段ボール箱Ａを下降させてトレーＢとの距離を素早く縮め内部の商品Ｃの落下距離を短くすることにより落下衝撃を減少させる。なお、この際にガードが設けられていると落下した商品ＣがこぼれることなくトレーＢへ収納可能となる。
　第７に図２（ｈ）に示すように、底面オープン装置３０が図示しない昇降装置によって上昇して段ボール箱Ａ内部に残存していた商品Ｃを確実にトレーＢへと移載する。
　第８に図２（ｉ）に示すように、底面オープン装置３０または段ボール箱コンベア５０に設けられた送り出し機構５１によって商品Ｃを落下し終えた空の段ボール箱Ａは空段ボール箱コンベア６０に移載されて破材庫へと搬送される。
　以上のように、段ボール箱の底面から開梱して商品をトレーに落下させることによって、従来作業員が手作業で行っていた開梱、移載作業を本システムによって自動で同時に行うことができるので効率やコスト、システムスペースについて大幅な利点を有することができる。また、底面オープン装置の昇降機構により段ボール箱底面開口部とトレーとの距離を短くするように降下することによって商品の落下距離を減少することができるので落下時の衝撃を緩和することができ商品の破損リスクが大幅に低下できる利点もある。
　今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　本発明の段ボール箱開梱システムは段ボール箱底面の粘着テープを切開するとともに、直下にトレーを配備することにより、段ボール箱の開梱及びトレーへの移載を行うことができる。これによって、従来作業員が手作業で行っていた開梱、移載作業を本システムによって自動で同時に行うことができるので効率やコスト、システムスペースについて大幅な利点を有することができ、さらに商品の落下の際の衝撃も緩和することができるので、自動倉庫を有する物流センターへの適用に好適である。
　Ａ　　　段ボール箱
　Ａ１　　段ボール箱底面外フラップ
　Ｂ　　　トレー
　Ｃ　　　商品
　１０　　段ボール箱開梱システム　
　２０　　カッター装置
　２１　　短手方向カッター装置
　２２　　センタリング機構
　２３　　長手方向カッター装置
　２４　　 センタリング機構
　３０　　底面オープン装置
　３１　　アーム
　３２　　エアーグリッパー
　３２ａ　吸盤
　４０　　トレー搬送装置
　５０　　段ボール箱コンベア
　５１　　送り出し機構
　６０　　空段ボール箱コンベア
　１００　物流センター
 

Claims (4)

  1. 　外フラップの突き合わせ部を粘着テープで貼り合わされた段ボール箱を開梱して収容された商品をトレーに移載するためのシステムであって、
    　前記段ボール箱の底面の突き合わせ部の粘着テープを切開するカッター装置と、
    　前記段ボール箱の底面外フラップを開く底面オープン装置と、
    　前記底面オープン装置直下にトレーを搬送するトレー搬送装置と、を有し、
    　コンベアにより搬送されてきた前記段ボール箱の底面の粘着テープを前記カッター装置によって切開し、切開された前記段ボール箱が前記底面オープン装置にセットされるとともに前記トレー搬送装置によって前記底面オープン装置直下にトレーが搬送され、底面を切開した前記段ボール箱の２枚の前記底面外フラップを前記底面オープン装置によって開くことにより前記段ボール箱内の商品が前記トレーに落下することを特徴とする段ボール箱開梱システム。
  2. 　前記カッター装置は前記段ボール箱の底面短手方向を切開する短手方向カッター装置と長手方向を切開する長手方向カッター装置とが設けられることを特徴とする請求項１に記載の段ボール箱開梱システム。
  3. 　前記カッター装置は前記段ボール箱のセンタリング機構を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の段ボール箱開梱システム。
  4. 　前記底面オープン装置は、
    　前記段ボール箱側面を把持するアームと、
    　エアー駆動による吸盤が前記底面外フラップを吸着して外フラップの稜を中心に回転して開くエアーグリッパーと、
    　前記段ボール箱を昇降させて開かれた前記段ボール箱下端とトレーまでの距離を一定に昇降する昇降機構と、が設けられることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の段ボール箱開梱システム。
     
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