JP4608524B2 - Carton automatic opening system - Google Patents
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Description
この発明は、容器の口部を閉鎖する多数のキャップのような多数の小物品を包装物として収容した内袋が収容されたカートンを開封して、更に内袋から包装物を取り出すカートン自動開封システムに関する。 The present invention unpacks a carton containing an inner bag containing a large number of small articles such as caps for closing the mouth of the container as a package, and further opens the carton to take out the package from the inner bag. About the system.
従来、ボトル型容器に飲料等の内容物を充填して包装する充填ラインを備えた工場では、容器の口部を封鎖するため、充填されて搬送されてくる容器の数に合わせてキャップを順次供給することが行われている。そうしたキャップの供給のため、充填ラインに数万個の収容能力があるキャップフィーダを用意しておき、キャップフィーダから順次、充填ラインにキャップを供給している。個々のキャップの重さは非常に軽いけれども、キャップフィーダの底部ではキャップに作用する圧力が相当に高くなり、キャップが変形する可能性がある。従って、キャップフィーダの収容能力を増強するのにも限界がある。 Conventionally, in a factory equipped with a filling line for filling bottled containers with contents such as beverages, caps are sequentially placed according to the number of containers that are filled and transported in order to seal the mouths of the containers. Supply is done. In order to supply such a cap, a cap feeder capable of accommodating tens of thousands of units is prepared in the filling line, and the cap is sequentially supplied from the cap feeder to the filling line. Although the weight of each cap is very light, the pressure acting on the cap is considerably high at the bottom of the cap feeder, and the cap may be deformed. Therefore, there is a limit to increasing the capacity of the cap feeder.
また、最近では充填ラインの高速化が進み、1分間に600個以上(600bpm以上)のボトルに内容物を充填し・キャップ締めすることができるラインが増えてきている。この処理速度では、キャップフィーダに満杯状態にまで収容したキャップであっても、数十分で使用し尽くされる。従って、1充填ラインに付き、ライン稼働時間によっても変化するが、毎日、十〜数百個のカートンを開封してキャップフィーダに投入する作業を行う必要がある。しかしながら、このカートンの開封から内袋の取出し、キャップの取出し及び使用済みの内袋と空きカートンの処分までの一連の作業を自動的に行う機械は未だ開発されておらず、依然として人手によってカートンの定期的な解梱作業が行われており、カートンの開封から始まる一連の作業がオペレータの負担になっているのが現状である。 In recent years, the speed of filling lines has been increased, and the number of lines in which 600 bottles or more (600 bpm or more) of contents can be filled and capped in one minute is increasing. At this processing speed, even a cap accommodated in a cap feeder in a full state can be used up in several tens of minutes. Therefore, although it is attached to one filling line and changes depending on the line operating time, it is necessary to carry out an operation of opening 10 to several hundred cartons every day and putting them into the cap feeder. However, a machine that automatically performs a series of operations from opening of the carton to taking out the inner bag, taking out the cap, and disposing of the used inner bag and the empty carton has not yet been developed. Periodic unpacking work is performed, and the current situation is that a series of work starting from opening of the carton is burdened by the operator.
一般に、ボトル封鎖用のキャップに限らず、プラスチック部品のように、比較的軽量であるが大量に使用される物品(以下、この説明では小物品と称する)も、小物品を袋詰めした内袋をカートンに収容し、カートンをパレタイズして流通される。カートンを解梱して小物品を製造ライン等に供給するときにも、同様の定期的な解梱作業が強いられるという問題が生じている。一般に包装箱のフラップシールを切断して開封する包装箱の開封装置としては、例えば特許文献1や特許文献2に示すものなど、種々のものが提案されている。また開封された箱の封緘用テープを切断して、段ボール箱を自動的に折り畳んで集積する装置等(例えば特許文献3参照)、ロボットを備えたデパレタイザとアンケーサ或いはケーサとパレタイザ等(特許文献4参照)も提案されている。しかしながら、包装物を内袋に包装した包装物をカートンに収納したものを、自動的にカートンから内袋を取り出し且つ内袋から包装物の取り出しまでを自動化可能にしたカートン自動開封システムは未だ提案されておらず、前記のようにオペレータの作業に負うところが大きいという問題点がある。
そこで、人手の作業に頼ることなく、可能な限り、省スペースで簡単な構造を有し、且つカートン内に収容された内袋をカートンから分離し、内袋から包装物を効果的に取り出して、要求される製造ラインに供給することを可能にするカートン開封システムが望まれている。 Therefore, as much as possible, without relying on manual work, space-saving and simple structure and separating the inner bag housed in the carton from the carton, and effectively removing the package from the inner bag There is a need for a carton opening system that enables delivery to the required production line.
この発明の目的は、カートン内に収容された内袋内に包装された包装物を、可能な限り、自動的にカートン内に収容された内袋をカートンから分離し、内袋から包装物を効果的に取り出すことができる、省スペースで簡単な構造を有する装置によってオペレータの解梱作業負担を軽減することができるカートン開封システムを提供することである。 The object of the present invention is to automatically separate the inner bag contained in the carton from the carton as much as possible from the inner bag contained in the inner bag contained in the carton, and remove the package from the inner bag. It is an object of the present invention to provide a carton opening system that can reduce an operator's unpacking work load by an apparatus that can be effectively taken out and has a space-saving and simple structure.
上記課題を解決するため、この発明によるカートン自動開封システムは、包装物を内袋に包装し且つ少なくとも底部フラップがシールされたカートンが搬入される搬入ステーション、前記搬入ステーションから移送された前記カートンの前記底部フラップを開封する底部開封ステーション、前記底部開封ステーションから移送された前記カートンの開封された前記底部を通じて前記内袋を前記カートンから分離する分離ステーション、及び前記分離ステーションで前記カートンから分離された前記内袋から前記包装物を受け取る包装物受取りステーションを備え、且つ前記各ステーションは、作業ロボットの周りに配置されており、前記作業ロボットは前記カートンを把持して前記各ステーション内及び前記各ステーション間での前記カートンの移動を行うようにしてなり、
前記分離ステーションには、前記カートンから分離した前記内袋を支持する仮ホッパを備え、該仮ホッパは、閉じ状態で前記カートンから分離された前記内袋を支持し、開き状態で前記包装物が前記内袋から前記包装物受取りステーションに取り出された後の空袋を前記仮ホッパから排出可能とする開閉可能な底板を備え、且つ前記閉じ状態にある前記底板によって支持された前記内袋の径方向に対向した位置を把持する袋把持具を備えていることから成り、
前記分離ステーションで分離され且つ前記包装物が取り出された空袋を回収するため、前記分離ステーションから仮ホッパの下方に形成された吸収ボックスに接続されているバキュームダクトを通じて前記空袋を吸引して回収する空袋回収ステーションが配設されて成り、
前記包装物は、前記内袋を前記袋把持具で把持された状態で前記仮ホッパを前記包装物受取りステーションに向かって前記作業ロボットで反転駆動することにより、前記内袋から前記包装物受取りステーションに取り出されることから成ることを特徴とするものである。
In order to solve the above-described problems, an automatic carton opening system according to the present invention includes a carry-in station in which a carton having a package packed in an inner bag and at least a bottom flap sealed is carried in, and the carton transferred from the carry-in station. A bottom opening station for opening the bottom flap, a separation station for separating the inner bag from the carton through the opened bottom of the carton transferred from the bottom opening station, and a separation station for separating the inner bag from the carton. A package receiving station for receiving the package from the inner bag is provided, and each station is arranged around a work robot, and the work robot grips the carton so that the inside of each station and each station. The cart between It will have to perform the movement of,
The separation station includes a temporary hopper that supports the inner bag separated from the carton, the temporary hopper supports the inner bag separated from the carton in a closed state, and the package in an opened state. A diameter of the inner bag that is provided with an openable / closable bottom plate that allows the empty bag after being taken out from the inner bag to the package receiving station to be discharged from the temporary hopper, and that is supported by the bottom plate in the closed state. Comprising a bag gripper for gripping a position facing the direction ,
In order to collect the empty bag separated at the separation station and taken out of the package, the empty bag is sucked from the separation station through a vacuum duct connected to an absorption box formed below the temporary hopper. An empty bag collection station to collect is arranged,
The package is moved from the inner bag to the package receiving station by reversing the temporary hopper toward the package receiving station with the work robot while the inner bag is held by the bag gripping tool. It is characterized by comprising being taken out.
このカートン自動開封システムによれば、包装物を内袋に包装し且つ少なくとも底部フラップがシールされたカートンが搬入ステーションに搬入されると、カートンは、搬入ステーションから底部開封ステーションに移送され、底部開封ステーションにおいてカートンの底部フラップが開封される。次に、底部が開封されたカートンは底部開封ステーションから分離ステーションに移送され、分離ステーションにおいて、内袋は既に開封されている底部を通じてカートンから分離される。分離ステーションでカートンから分離された内袋からは、包装物受取りステーションに包装物が受け取られる。このように、カートンの搬入から包装物の受取りまで、各ステーションにてカートンの解梱作業が、人手によることなく順次進行する。 According to this carton automatic opening system, when a carton is packed into an inner bag and at least the bottom flap is sealed, the carton is transferred from the loading station to the bottom opening station, and the bottom opening is opened. At the station, the bottom flap of the carton is opened. The carton with the bottom opened is then transferred from the bottom opening station to the separation station, where the inner bag is separated from the carton through the already opened bottom. From the inner bag separated from the carton at the separation station, the package is received by the package receiving station. In this way, from the delivery of the carton to the receipt of the package, the unpacking work of the carton proceeds sequentially at each station without human intervention.
このカートン自動開封システムにおいて、前記分離ステーションは、落下した前記内袋を支持する仮ホッパを備えることができる。分離ステーションでは、カートンから分離された内袋は仮ホッパで受け止めて支持される。仮ホッパでは、包装物を収容したままの内袋が受け止められるのみであり、包装物はこの段階では取り出されない。 In the carton automatic opening system, the separation station may include a temporary hopper that supports the dropped inner bag. At the separation station, the inner bag separated from the carton is received and supported by a temporary hopper. In the temporary hopper, only the inner bag containing the package is received, and the package is not taken out at this stage.
このカートン自動開封システムにおいて、前記仮ホッパは、閉じ状態で前記カートンから分離された前記内袋を支持し、開き状態で前記包装物が前記内袋から前記包装物受取りステーションに取り出された後の空袋を前記仮ホッパから排出可能とする開閉可能な底板を備えることができる。分離ステーションに移送されたカートンは、底部フラップのシールが開封されているので、支えが無くなると直ちに底部が開放される。カートンから底部を通じて分離された内袋は、仮ホッパにおいて閉じ状態にある底板に小さい衝撃にて移し替ることができ、カートンから分離された内袋は、閉じ状態にある底板によって受け止められてその状態で支持される。その後、内袋から包装物が取り出された後の空袋は、開き状態にある底板を通して仮ホッパから排出可能となる。また、このカートン自動開封システムにおいて、前記仮ホッパは、前記閉じ状態にある前記底板によって支持された前記内袋を把持する袋把持具を備えることができる。カートンから分離された内袋を袋把持具によって仮ホッパに把持することにより、内袋の操作を袋把持具によって内袋を把持する仮ホッパと共に行うことで、内袋内の包装物の取出し等の取扱いが容易になる。 In this carton automatic opening system, the temporary hopper supports the inner bag separated from the carton in a closed state, and after the package is taken out from the inner bag to the package receiving station in an opened state. An openable and closable bottom plate that enables the empty bag to be discharged from the temporary hopper can be provided. The carton transported to the separation station is opened at the bottom as soon as it is unsupported because the bottom flap seal is opened. The inner bag separated from the carton through the bottom can be transferred to the closed bottom plate in the temporary hopper with a small impact, and the inner bag separated from the carton is received by the closed bottom plate in that state. Supported by Thereafter, the empty bag after the package is taken out from the inner bag can be discharged from the temporary hopper through the open bottom plate. Moreover, in this carton automatic opening system, the temporary hopper can include a bag gripper for gripping the inner bag supported by the bottom plate in the closed state. The inner bag separated from the carton is gripped by the temporary hopper with the bag gripping tool, and the inner bag is operated together with the temporary hopper that grips the inner bag with the bag gripping tool, thereby taking out the package in the inner bag, etc. Is easy to handle.
このカートン自動開封システムにおいて、前記包装物は、前記内袋が前記袋把持具で把持された状態で前記仮ホッパを前記包装物受取りステーションに向かって反転駆動することによって前記内袋から前記包装物受取りステーションに取り出すことができる。袋は包装物を収容していても剛性が低いので一般には取り扱いが難しいが、仮ホッパで内袋を把持した状態で仮ホッパごと反転駆動することで、包装物を内袋から容易に包装物受取りステーションに取り出すことが可能になる。 In this carton automatic opening system, the package is obtained by rotating the temporary hopper toward the package receiving station while the inner bag is gripped by the bag gripping tool. Can be taken out to the receiving station. The bag is generally difficult to handle because it has low rigidity even if it contains a package, but the package can be easily removed from the inner bag by rotating the temporary hopper while holding the inner bag with the temporary hopper. It can be taken out to the receiving station.
このカートン開封システムにおいて、前記カートンの前記底部フラップは、一方の対を構成する内側フラップと、他方の対を構成し前記両内側フラップに重ねられてシールが施された外側フラップとから成り、前記底部開封ステーションは、前記シールを開封する底部シールオープナーを備えることができる。カートンの底部フラップは、通常と同様、一方の対を構成する内側フラップと、他方の対を構成し両内側フラップに重ねられてシールが施された外側フラップとから成っている。底部開封ステーションに備わる底部シールオープナーは、外側フラップとの内側フラップとのシールを開封して、外側フラップを内側フラップから分離させることが可能である。 In this carton opening system, the bottom flap of the carton comprises an inner flap constituting one pair and an outer flap constituting the other pair and overlaid on both inner flaps and sealed. The bottom opening station may comprise a bottom seal opener that opens the seal. As usual, the bottom flap of the carton is composed of an inner flap constituting one pair and an outer flap constituting the other pair and overlapped with both inner flaps and sealed. A bottom seal opener provided at the bottom opening station can open the seal between the outer flap and the inner flap to separate the outer flap from the inner flap.
上記の底部シールオープナーを有するカートン自動開封システムにおいて、前記底部シールオープナーを前記カートンの移動方向に隔置して2個設け、前記カートンを姿勢変更することなく前記移動方向を反転して、前記カートンの各端部から分担して前記シールを開封することができる。上記のとおり、内外フラップ分離爪をカートンの一方の側から他方の側へと通り抜けるように通過させるのは困難であるので、底部シールオープナーを2個設ける場合には、カートンをその姿勢を変えることなく、移動方向を変えることにより、カートンの各端部から、例えば、半分ずつ分担してシールを開封することができる。 In the carton automatic opening system having the bottom seal opener described above, the bottom seal opener is provided in two spaced apart in the moving direction of the carton, the moving direction is reversed without changing the posture of the carton, and the carton is The seal can be opened from each end. As described above, since it is difficult to pass the inner and outer flap separation pawls from one side of the carton to the other, it is necessary to change the posture of the carton when two bottom seal openers are provided. Instead, by changing the moving direction, the seal can be opened from each end of the carton, for example, in half.
このカートン自動開封システムにおいて、前記シールは、前記外側フラップと前記内側フラップとの対向面に適用されたホットメルト等の接着剤によるシールとすることができる。外側フラップを閉じるときに内側フラップとの対向面にホットメルト等の接着剤を適用することで、両フラップのシールが得られる。 In this carton automatic opening system, the seal can be a seal with an adhesive such as hot melt applied to the opposing surfaces of the outer flap and the inner flap. When the outer flap is closed, an adhesive such as hot melt is applied to the surface facing the inner flap to obtain a seal for both flaps.
このカートン自動開封システムにおいて、前記シールは、前記両外側フラップの合わせ目に跨がって貼着されるとともに、両端部が前記カートンの側板部に跨がって貼着されたテープによるシールとすることができる。このシールの態様は、両外側フラップの合わせ目に跨がってテープを貼着することによって両外側フラップの拡開が防止される。 In this carton automatic opening system, the seal is affixed across the joints of the outer flaps, and a seal with a tape in which both ends are affixed across the side plate part of the carton can do. In this seal mode, spreading of the outer flaps is prevented by sticking the tape across the joints of the outer flaps.
両外側フラップをテープでシールしたカートンの自動開封システムにおいて、前記底部シールオープナーは、前記両外側フラップの合わせ目に跨がって貼着された前記テープによる前記シールの開封に先行して、前記両外側フラップと前記カートンの前記側板部とに跨がって貼着された前記テープを前記両外側フラップの側縁と前記側板部との境界に対応する部分において切断するカッタを備えていることが好ましい。外側フラップ同士をその合わせ目に跨がってテープによってシールした場合、通常、テープの端部はカートンの側板部にも跨がって貼着される。従って、この場合には、両外側フラップの合わせ目に跨がって貼着されたテープで行われているシールの開封に先行して、側板部にも跨がって貼着されたテープを両外側フラップの側縁と前記側板部との境界に対応する部分においてカッタで切断することが、以後の外側フラップ同士の合わせ目に跨がって施されたテープを切断する上で望ましい。 In the automatic opening system of a carton in which both outer side flaps are sealed with tape, the bottom seal opener is preceded by opening of the seal by the tape attached across the joint of the both outer side flaps, A cutter is provided that cuts the tape, which is stuck across both outer side flaps and the side plate part of the carton, at a portion corresponding to the boundary between the side edges of the outer side flaps and the side plate part. Is preferred. When the outer side flaps are straddled across the seam and sealed with tape, the end portion of the tape is usually stuck across the side plate portion of the carton. Therefore, in this case, prior to the opening of the seal performed with the tape applied across the joints of the outer flaps, the tape applied over the side plate portion is used. Cutting with a cutter at a portion corresponding to the boundary between the side edges of both outer flaps and the side plate portion is desirable for cutting the tape applied across the joints between the outer flaps thereafter.
このカートン自動開封システムにおいて、前記底部開封ステーションには、前記底部フラップを開封するときに生じるダストを吸引して排出する吸引ダクトを配設することができる。包装物を例えばキャップのような小物品とする場合には、底部フラップを開封するときに生じる紙粉、切り屑等のダストは、包装物に付着したままキャップが装着されるボトル等の容器に混入するおそれがある。従って、ダスト発生の可能性がある底部フラップの開封の際には、吸引ダクトによってダストを吸引して排出することが好ましい。 In this carton automatic opening system, the bottom opening station may be provided with a suction duct for sucking and discharging dust generated when the bottom flap is opened. When the package is a small article such as a cap, dust such as paper dust and chips generated when the bottom flap is opened remains in a container such as a bottle to which the cap is attached while adhering to the package. There is a risk of contamination. Therefore, when opening the bottom flap that may generate dust, it is preferable to suck and discharge the dust by the suction duct.
このカートン自動開封システムにおいて、前記分離ステーションで分離され且つ前記内容物が取り出された空袋を回収するため、前記分離ステーションからバキュームダクトを通じて前記空袋を吸引して回収する空袋回収ステーションを配設することができる。内容物が取り出された後に残る空袋の取り扱いも一般には面倒であるが、分離ステーションからバキュームダクトを通じて空袋を吸引して回収することにより、空袋の回収が容易になる。 In this carton automatic opening system, in order to collect the empty bag that has been separated at the separation station and from which the contents have been taken out, an empty bag collection station is arranged that sucks and collects the empty bag through the vacuum duct from the separation station. Can be set. Handling of empty bags remaining after the contents are taken out is generally troublesome, but the empty bags can be easily collected by sucking and collecting the empty bags from the separation station through the vacuum duct.
このカートン自動開封システムにおいて、前記分離ステーションで前記内袋と分離された空きカートンの天部フラップを開封する天部開封ステーション、及び前記天部フラップが開封された後平坦に潰された前記空きカートンを回収する空きカートン回収ステーションを配設することが好ましい。分離ステーションで内袋と分離された空きカートンは、そのままでは嵩張るので、天部開封ステーションにおいて空きカートンの天部フラップを開封し、天部フラップが開封されて筒状になった空きカートンを平坦に潰し、平坦になった空きカートンを空きカートン回収ステーションにおいて回収することが好ましい。 In this carton automatic opening system, a top opening station for opening a top flap of an empty carton separated from the inner bag in the separation station, and the empty carton flattened after the top flap is opened It is preferable to provide an empty carton collection station for collecting the waste. The empty carton separated from the inner bag at the separation station is bulky as it is, so open the top flap of the empty carton at the top opening station, and flatten the cylindrical carton that is opened from the top flap. It is preferable to collect the crushed and flattened empty carton at the empty carton recovery station.
各ステーションを作業ロボットの周りに配置することによって、カートン自動開封システム全体は、作業ロボットを中心としたコンパクトな配置に組み立てられる。作業ロボットと各ステーションとの間の距離は殆ど等距離であるので、各ステーション内及び前記各ステーション間でのカートンの必要な移動は、すべて作業ロボットが行うことができる。 By arranging each station around the work robot, the entire carton automatic opening system is assembled in a compact arrangement centered on the work robot. Since the distance between the work robot and each station is almost equal, the work robot can perform all the necessary movement of the carton within and between each station.
このカートン自動開封システムにおいて、前記底部開封ステーション、分離ステーション及び前記包装物受取りステーションを、この順に前記作業ロボットの周りに配置することが好ましい。作業ロボットの周りにおけるこれらステーションの配置をそれらの作業順とすることにより、各ステーションでの作業ロボットの作業と隣接するステーション間でのカートンの移動を最小限にすることができる。その結果、カートンを移動させる距離と時間が短くて済み、作業ロボットの作業能率が向上する。 In this carton automatic opening system, it is preferable that the bottom opening station, the separation station, and the package receiving station are arranged around the work robot in this order. By arranging these stations around the work robot in the order of their work, it is possible to minimize the work of the work robot at each station and the movement of the carton between adjacent stations. As a result, the distance and time for moving the carton can be shortened, and the work efficiency of the work robot is improved.
このカートン自動開封システムにおいて、前記作業ロボットは、前記カートンの天部フラップを吸着する吸着体を備えたカートン把持ハンド、或いは前記吸着体と前記カートンの側板部を挟むクランプとを備えたカートン把持ハンドを装着可能なアームを備えている。作業ロボットのアームにカートン把持ハンドを装着することにより、カートン把持ハンドの吸着体でカートンの天部フラップを吸着し且つクランプでカートンの側板部を挟むことができ、カートンのアームへの保持と位置決めとを確実に行うことができる。 In this carton automatic opening system, the working robot includes a carton gripping hand provided with an adsorbing body that adsorbs the top flap of the carton, or a carton gripping hand provided with a clamp that sandwiches the adsorbing body and the side plate of the carton. It has an arm that can be attached. By attaching the carton gripping hand to the arm of the work robot, the carton gripping hand adsorber can adsorb the top flap of the carton and clamp the side plate of the carton with the clamp, and hold and position the carton on the arm Can be performed reliably.
このカートン自動開封システムにおいて、前記作業ロボットの前記アームには、前記内袋が取り出された後の空きカートンを把持する空きカートン回収ハンドが前記カートン把持ハンドと交換する態様で装着可能である。作業ロボットのアームに装着するハンドを、カートン把持ハンドから空きカートン回収ハンドに変えることで、空きカートンの移動と平坦に潰し変形をさせることが可能である。 In this carton automatic opening system, an empty carton collection hand for holding an empty carton after the inner bag is taken out can be attached to the arm of the work robot in a manner to replace the carton holding hand. By changing the hand attached to the arm of the work robot from the carton gripping hand to the empty carton collecting hand, the empty carton can be moved and flattened and deformed.
このカートン自動開封システムにおいて、前記包装物は、容器の口部を閉鎖するのに用いられる多数のキャップ等のバラ状物品とすることができる。このカートン自動開封システムは、キャップのような個々の物品がプラスチックやアルミニウム製で軽量であるが、多数個をまとめて包装されているものの自動的な取り出しに好適である。 In this carton automatic opening system, the package can be a rose-shaped article such as a number of caps used to close the mouth of the container. This carton automatic opening system is suitable for automatic removal of a large number of individual items such as caps which are made of plastic or aluminum and are light weight.
この発明によるカートン自動開封システムは、包装物を内袋に包装し且つ少なくとも底部フラップがシールされたカートンが搬入される搬入ステーション、前記搬入ステーションから移送された前記カートンの前記底部フラップを開封する底部開封ステーション、前記底部開封ステーションから移送された前記カートンの開封された前記底部を通じて前記内袋を前記カートンから分離する分離ステーション、及び前記分離ステーションで前記カートンから分離された前記内袋から前記包装物を受け取る包装物受取りステーションを備えているので、搬入ステーションから移送されたカートンは、底部開封ステーションにおいてカートンの底部フラップが開封され、次に、分離ステーションにおいて、既に開封されている底部を通じて内袋がカートンから分離され、カートンから分離された内袋からの包装物を包装物受取りステーションに自動的に受け取ることができる。従って、可及的に省スペースで簡単な構造を有する開封システムによって、カートン内に収容された内袋をカートンから自動的に分離し、カートン内に収容された内袋内に包装されている包装物を要求される製造ラインや客先に自動的に供給することができ、オペレータの解梱作業負担を軽減することができる。包装物を、ボトル封鎖用のキャップとしたときには、カートンの開封から内袋の取出し、キャップの取出し及び使用済みの内袋と空きカートンの処分までの一連の作業を自動的に行うことができ、作業員の負担を軽減させることができる。 A carton automatic opening system according to the present invention includes a carry-in station for packing a package in an inner bag and carrying in a carton having at least a bottom flap sealed therein, and a bottom part for opening the bottom flap of the carton transferred from the carry-in station. An opening station, a separation station for separating the inner bag from the carton through the opened bottom of the carton transferred from the bottom opening station, and the package from the inner bag separated from the carton at the separation station A carton transported from the loading station is opened at the bottom opening station, and then the bottom flap of the carton is opened at the bottom opening station, and then the inner bag passes through the already opened bottom at the separation station. Mosquito Separated from tons a package from the bladder separated from the carton can be received automatically in the package receiving station. Therefore, the inner bag accommodated in the carton is automatically separated from the carton by the unsealing system having a simple structure with the smallest possible space and is packaged in the inner bag accommodated in the carton. Goods can be automatically supplied to the required production line and customer, and the unpacking work burden on the operator can be reduced. When the package is a bottle sealing cap, a series of operations from opening the carton to taking out the inner bag, taking out the cap, and disposing of the used inner bag and empty carton can be automatically performed. The burden on the worker can be reduced.
特に、この発明によるカートン自動開封システムでは、作業ロボットによって仮ホッパに内袋が袋把持具で把持された状態のまま、仮ホッパを包装物受取りステーションに向かって反転駆動して包装物が取り出されるので、内袋は仮ホッパから落下することがなく、包装物のみを確実に落下させて取り出すことができる。一般に、内袋はキャップ等の包装物を収容していても剛性が低いので取り扱いが難しいが、仮ホッパで内袋を袋把持具によって把持した状態で、仮ホッパごと反転駆動するので、包装物を内袋から自動的に包装物受け取りステーションに取り出すことができ、且つ、包装物が取り出された空袋は仮ホッパによって分離ステーションに戻して、分離ステーションで仮ホッパの底板が開いて仮ホッパから排出して空袋を回収することができる。 In particular, in the carton automatic opening system according to the present invention, the temporary hopper is reversed and driven toward the package receiving station while the inner bag is held by the bag holding tool by the work robot, and the package is taken out. Therefore, the inner bag does not fall from the temporary hopper, and only the package can be reliably dropped and taken out. In general, the inner bag is difficult to handle because it has low rigidity even if it contains a package such as a cap, but the temporary hopper is driven in reverse with the temporary hopper gripped by the bag gripper. Can be automatically taken out from the inner bag to the package receiving station, and the empty bag from which the package has been taken out is returned to the separation station by the temporary hopper, and the bottom plate of the temporary hopper is opened at the separation station from the temporary hopper. The empty bag can be collected by discharging.
以下、図面を参照して、この発明によるカートン自動開封システムの実施例を説明する。図1はこの発明によるカートン自動開封システムの一実施例を示す平面概略図、図2はこの発明によるカートン自動開封システムにおいて開封の対象となるカートンの斜視図、図3は図1に示すカートン自動開封システムに用いられる作業ロボットの側面図、図4は図1に示すカートン自動開封システムに用いられるカートン把持ハンドの一例を示す図であって、(a)はカートン把持ハンドの平面図、(b)はその正面図、(c)はその側面図である。また、図5は図1に示すカートン自動開封システムに用いられる空きカートン回収ハンドの一例を示す図であって、(a)はカートン把持ハンドの平面図、(b)はその正面図、(c)はその側面図である。 Embodiments of an automatic carton opening system according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic plan view showing an embodiment of an automatic carton opening system according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a carton to be opened in the automatic carton opening system according to the present invention, and FIG. 3 is an automatic carton shown in FIG. 4 is a side view of a working robot used in the unsealing system, FIG. 4 is a view showing an example of a carton gripping hand used in the automatic carton unsealing system shown in FIG. 1, and (a) is a plan view of the carton gripping hand; ) Is a front view thereof, and (c) is a side view thereof. 5 is a view showing an example of an empty carton collection hand used in the carton automatic opening system shown in FIG. 1, wherein (a) is a plan view of the carton gripping hand, (b) is a front view thereof, (c) ) Is a side view thereof.
図1に示すように、カートン自動開封システム1は、中心位置に作業ロボット2を配置し、作業ロボット2の周囲にカートン10を開封するために必要な作業を行う複数のステーションを配置して構成されている。カートン10は、包装物として、ボトルのキャップCのような軽量な小物品を内袋にバラ状に包装した箱である。作業スペース全体は、外部と遮断され且つ空調が管理されたクリーンルーム内にセットするのが好ましいが、周囲の環境はキャップCに異物が混入しない程度に清浄であればよく、クリーンルーム内には限らない。
As shown in FIG. 1, the carton
カートン自動開封システムの詳細を説明する前に、カートンの構造の一例を図2に基づいて説明する。図2は、この発明によるカートン自動開封システムにおいて開封の対象となるカートンを斜め下方から見た斜視図である。カートン10は、四角筒状の胴状の側板部11と、側板部11の下端に沿って形成された折り目に従って折曲げ可能に形成された底部フラップ12と、側板部11の上端に沿って形成された折り目に従って折曲げ可能に形成された天部フラップ13とから構成されており、構造自体は従来の構造のものと変わるところがない。底部フラップ12は、一方の対を構成しカートン10の内側に先に折り曲げられた内側フラップ14,14と、他方の対を構成し両内側フラップ14,14に重ねられてシールが施された外側フラップ15,15とから成っている。内側フラップ14,14と外側フラップ15,15とのシールは、図示の例ではテープ18によって行われている。テープ18による底部フラップ12のシールだけでは包装物の荷重によって底部フラップ12のシールが破られる虞がある場合には、各外側フラップ15の側端部15aと側板部11とに渡ってテープ18aを貼って、テープ18とテープ18aとを合わせて全体としてH型にシールを施すことにより、カートン10の底部フラップ12のシール力が補強されている。内外両フラップのシールは、テープ18,18aに代えてホットメルト等の接着剤19による接着によって形成してもよい。天部フラップ13も、底部フラップ12の構造と同様、内側フラップ16,16と、内側フラップ16,16に重ねられてテープ88によってシールが施される外側フラップ17,17とから成っている。天部フラップ13のシール性を向上するため、各外側フラップ17の側端部17aと側板部11とに渡ってテープ88aを貼って、テープ88とテープ88aとを合わせて全体としてH型にシールが施されている。
Before explaining the details of the carton automatic opening system, an example of the structure of a carton will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a perspective view of a carton to be opened in the carton automatic opening system according to the present invention as seen obliquely from below. The
図1に示すカートン自動開封システム1では、カートン10は、複数個がパレットに積み重ねられてパレタイズされた状態で搬入ステーション3に搬入される。搬入ステーション3に搬入されたカートン10は、作業ロボット2によって搬入ステーション3から予備開封ステーション4a又は直接に底部開封ステーション4に移送され、カートン10の底部フラップ12のシールが開封される。底部フラップ12のシールが開封されたカートン10は、次に、分離ステーション5に移送され、分離ステーション5において、既に開封されている底部フラップ12を通じて内袋B(図11参照)がカートン10から分離される。分離ステーション5でカートン10から分離された内袋Bからは、包装物受取りステーション6に包装物であるキャップCが受け取られる。底部開封ステーション4、分離ステーション5及び包装物受取りステーション6は、作業ロボット2の周りにおいて作業順に並べて配置されている。こうした作業順の配置により、各ステーション4〜6での作業ロボット2の各作業とステーション4,5間、及びステーション5,6間でのカートン10の移動量を最小限にすることができる。その結果、カートン10の移動距離及び移動時間が短くて済み、作業ロボット2の作業能率が向上する。
In the carton
カートン自動開封システム1において、分離ステーション5で分離され且つ内容物が取り出された空袋B’(図11参照)を回収するため、分離ステーション5からバキュームダクト79を通じて空袋B’を吸引して回収する空袋回収ステーション7を配設することができる。分離ステーション5からバキュームダクト79を通じて空袋B’を吸引して回収することにより、空袋B’の回収を容易に行うことができる。また、カートン自動開封システム1には、分離ステーション5で内袋Bと分離された空きカートン10’の天部フラップ13のシールを開封する天部開封ステーション8、天部開封ステーション8で天部フラップ13のシールが開封され且つ平坦に潰された空きカートン10’を回収する空きカートン回収ステーション9が配設されている。分離ステーション5で内袋Bと分離された空きカートン10’は、そのままでは嵩張るので、天部開封ステーション8において空きカートン10’の天部フラップ13のシールを開封し、天部フラップ13のシールが開封されて筒状になった空きカートン10’を平坦に潰して減容し、減容された空きカートン10’を空きカートン回収ステーション9において回収することが好ましい。安全のため作業ロボット2の作業範囲2a内には、作業員の立ち入りが禁止されている。従って、パレット3aは、フォークリフト等の搬送手段によって作業範囲2aの外に一旦荷下ろしされ、その後レール3b上を移動させることによって搬入ステーション3へ搬入される。搬入後、空きパレット3aは作業範囲2aの外に出される。同様に、空きカートン回収ステーション9は、車輪付きの小型搬送車9aをレール9b上に載せた状態で出入り可能に構成されており、例えば、作業ロボット2が小型搬送車9aを押し出すことにより、作業員は作業範囲2a外で空きカートン10’を回収することができる。更に、空袋回収ステーション7は、作業員が直接に空袋B’を取り出すことができるように、作業範囲2aの外においてパレット3aや小型搬送車9aと並んで作業員がアクセス可能な方向に配置されている。なお、空袋回収ステーション7の位置は、作業範囲2a外に配置されればよく、図1に示す位置に限らない。
In the carton
カートン自動開封システム1における作業ロボット2の概要を、図3に示す作業ロボットの側面図に基づいて説明する。作業ロボット2は、設置台20、設置台20上に旋回可能に置かれたロボット本体21、及びロボット本体21から延び且つ先端部25の位置を制御可能なアーム22とを備えている。アーム22は、関節24a、24b,24cによって連結された第1アーム23a,第2アーム23b,第3アーム23cから構成されており、第1アーム23a,第2アーム23b,第3アーム23cは、それぞれ隣合うアームとの相対回動量が制御可能である。また、ロボット本体21は設置台20の上で縦軸回りに回動量が制御可能である。アーム22の先端部25には、作業内容に応じてハンド26,27が交換可能に装着される。アーム22の先端部25の位置は、作業ロボット2の全周囲において届く範囲で3次元的に制御可能である。従って、アーム22の先端部25に取り付けられる後述するハンド26,27の細かな制御も可能である。図3においては、側面図においてハンド26,27の届く範囲の輪郭がループ28で示されている。
An outline of the work robot 2 in the carton
作業ロボット2において、アーム22の先端部25に装着することができるハンドの一つは、カートン把持ハンド26である。カートン把持ハンド26の一例が、図4に示されている。図4(a)はカートン把持ハンドの平面図、同(b)はその正面図、同(c)はその側面図である。カートン把持ハンド26は、第3アーム23cの先端部25にチャックによって装着可能なハンド本体30と、ハンド本体30の下方に向かって取り付けられ且つカートン10の天部フラップ13を吸着可能な吸着体31と、カートン10の側板部11を挟むことができるクランプ32とを有している。吸着体31は、天部フラップ13を均等に吸着可能になるように四つ吸着パッド33を備えている。各吸着パッド33は、天部フラップ13を略均等に分散した位置で吸着し、この吸着によってカートン10を把持することができる。クランプ32は、揺動軸34の回りに揺動可能であって、側板部11の互いに反対側に位置する面に対して挟み込むことができる一対のクランプ板35,35と、クランプ板35,35を駆動するためアーム本体30に設けられたエアアクチュエータ及びリンク機構から成る駆動機構36,36とから構成されている。アーム22に装着したカートン把持ハンド26によって、吸着体31でカートン10を吸着しクランプ32で挟み込むことにより、カートン10のアーム22への保持と位置決めとを確実に行うことができる。なお、クランプ32は、側板部11の上側部分を挟み込むが、クランプ32による挟み付けは、カートン10の位置規制又は補助的な把持に止まるものである。
In the work robot 2, one hand that can be attached to the
アーム22の先端部25に装着することができる他のハンドは、空きカートン回収ハンド27である。空きカートン回収ハンド27の一例が、図5に示されている。図5(a)は空きカートン回収ハンドの平面図、同(b)はその正面図、同(c)はその側面図である。図5に示す空きカートン回収ハンド27は、第3アーム23cの先端部25にチャックによって装着可能なハンド本体40と、空きカートン10’の側板部11の互いに隣合う部分11a,11bをそれぞれ吸着可能な一対の吸着体41,41と、吸着体41,41をそれぞれ開閉させる対を構成する駆動機構42,42とを備えている。各吸着体41は、四つの吸着パッド43と、吸着パッド43を支持する支持板44とから成っており、各吸着パッド43は、側板部11a,11bを分散した位置で吸着し、この吸着によって空きカートン10’を把持することができる。各駆動機構42は、ハンド本体40に設けられたエアアクチュエータ45、及びその出力側と支持板44とを連結するリンク機構46から成っている。両支持板44は駆動機構42,42によって90°に開いた状態と閉じた状態との間で駆動され、空きカートン回収ハンド27は、両支持板44が90°に開いたとき吸着体41,41によって空きカートン10’の側板部11の互いに隣合う部分11a,11bをそれぞれ吸着することで空きカートン10’を把持し、吸着体41,41が閉じることにより、空きカートン10’を平坦に潰して減容させることができる。
Another hand that can be attached to the
空きカートン回収ハンド27は、内袋Bが分離された後の空きカートン10’を把持した状態で平たく閉じてカートン10’を減容し、減容したカートン10’を空きカートン回収ステーション9に運ぶためのハンドである。カートン把持ハンド26と空きカートン回収ハンド27との交換・装着は、カートン自動開封システム1の作業ロボット2のアーム22が届くハンド仮置き台29(図1参照)において行われる。一時的に使用しない一方又は両方のハンド26,27は、ハンド仮置き台29に置かれる。
The empty
カートン自動開封システム1では、図1に示すように、各ステーション3〜9及びハンド仮置き台29は、作業ロボット2の周りに殆ど同じ距離のところに集中配置されている。その結果、作業ロボット2は、アーム22の操作によって、各ハンド26,27の装着・交換やカートン開封作業のための各ステーション内及び各ステーション間でのカートン10の必要なすべての移動を行うことができる。また、こうした作業ロボット2の周りに配置することによって、カートン自動開封システム1の全体は、作業ロボット2を中心とした矩形又は円形等のコンパクトな配置に組み立てられており、必要なスペースが最小限に抑えられて省スペースに構成されている。なお、各ステーション3〜9配置は、図1に示す順序に限ることはなく、ステーション4〜6をこの順に配置すること及び作業ロボット2を中心としてその周囲に集中配置する以外は、適宜変更可能である。
In the carton
底部開封ステーション4には、図6及び図7に示すような、底部シールオープナー50が備わっている。図6は、カートン自動開封システムの底部開封ステーションの概略を示す図であり、(a)は平面図、(b)は側面図、(c)は底部開封ステーションの別の形態を示す平面概略図である。また、図7は、底部シールオープナー50に用いられるラッセルガイド55に関する図であり、(a)はその拡大斜視図、(b)はラッセルガイドによるカートンの開封の様子を示す斜めから見上げた斜視図である。カートン10は、図6(b)に示すように作業ロボット2によって、カートン把持ハンド26で把持された状態で底部開封ステーション4に搬入される。底部開封ステーション4の作業台54上には、底部シールオープナー50が配設されており、底部シールオープナー50は、底部フラップ12のシールの開封に先立って、カートン10の底部フラップ12を構成する外側フラップ15を内側フラップ14から離れる方向に付勢する付勢具51と、隙間の開いた外側フラップ15と内側フラップ14との間に侵入可能なラッセルガイド55とを備えている。付勢具51は、吸引具としての吸着パッド52と、負圧源(図示せず)からの負圧を吸着パッド52に供給する吸引ダクト53とを備えている。吸引ダクト53を通じて供給された負圧を吸着パッド52によって底部フラップ12に作用させて、外側フラップ15の下面に吸着して外側フラップ15を下方に拡げる方向に引き込み、内側フラップ14から離れる方向に付勢することによって、外側フラップ15と内側フラップ14との間にラッセルガイド55が侵入するのを支援している。付勢具51は、シールが接着剤19によって得られている場合に特に有効である。
The bottom opening station 4 is provided with a
底部シールオープナー50に用いられるラッセルガイド55は、図7(a)に示すように、カートン10の内側フラップ14と外側フラップ15との間に侵入し且つ接着剤19によるシールを開封する内外フラップ分離爪56,56と、両フラップ分離爪56,56に交差し且つ両外側フラップ15,15の合わせ目15bに侵入する左右フラップ分離爪57とを有している。内外フラップ分離爪56,56については、その侵入端縁部56a,56aが中央側から末端側に向かうに従って後方に傾斜しており、先端58aは内外フラップ間に侵入し易いように楔状に尖った構造とされている。ラッセルガイド55の側端縁部56b,56bは、進行方向にストレートに延びている。左右フラップ分離爪57の侵入端縁部57aは、テープ18を切断可能なカッタ刃となっており、内外フラップ分離爪56,56との交差部分58bから末端側に向かうに従って後方に傾斜している。また、内外フラップ分離爪56,56は、上下の面が滑らかな表面となっており、断面で見ても、侵入端縁部56aから後方に向かうに従って次第に厚くなる肉厚t1を有しているが、充分後方では中央側から側端縁部56bまで同じ肉厚t2となっている。
As shown in FIG. 7 (a), the
上記の構造を有するラッセルガイド55は、図6に示すように、カートン10の移動経路において開封ステーション4に固定して設けられている。実線の位置もたらされたカートン10の底部フラップ12の外側フラップ15が付勢具51によって下方に付勢されて、内側フラップ14との間に隙間が形成される。隙間が形成された状態のカートン10がカートン把持ハンド26によってラッセルガイド55に向かって移動されることにより、ラッセルガイド55は、外側フラップ15と内側フラップ14との間に侵入し、更に相対的に進むことによって底部フラップ12のシールを開封し、内外両側のフラップ14,15の相互の拘束を解いて両外側フラップ15を内側フラップ14から分離することが可能となる。
As shown in FIG. 6, the
底部フラップ12のシールを、外側フラップ15と内側フラップ14との対向面に適用されたホットメルト等の接着剤19によるシールとした場合、次のようにして、そのシールが開封される。ラッセルガイド55がカートン10に対して相対移動するとき、内外フラップ分離爪56,56がカートン10の内側フラップ14と外側フラップ15との間に侵入する。内外フラップ分離爪56,56の侵入端縁部56a,56aは、先端58aが楔状に尖っていて且つ中央側から末端側に向かうに従って後方に傾斜しているので、先端58aから侵入端縁部56a,56aへと次第に横方向に広がりながら、内側フラップ14と外側フラップ15との間に侵入していく。内外フラップ分離爪56,56の肉厚は前縁側となる侵入端縁部56a,56a側が薄くなっており、上下の面も滑らかな表面を持っているので、侵入時及びその後の開封時の抵抗が少なくなり、開封がスムーズに進行する。
When the seal of the
内外フラップ分離爪56,56の肉厚は後方に至るほど厚くなっているので、内側フラップ14と外側フラップ15との接着は、ラッセルガイド55の進行に伴って、肉厚が増大する内外フラップ分離爪56,56によって順次強制的に剥がされ、接着剤19によるシールが開封される。このとき、左右フラップ分離爪57は両外側フラップ15,15の合わせ目15bに侵入して、ラッセルガイド55のカートン10に対する相対移動を案内する。左右フラップ分離爪57の侵入端縁部57aは、内外フラップ分離爪56,56との交差部分58bから垂直に伸び、また末端側に向かうに従って後方に傾斜してもいるので、内外フラップ分離爪56,56と協働して、最も弱い部分である両外側フラップ15,15の合わせ目15bへ侵入することが容易になる。
Since the inner and outer
カートン10の底部フラップ12のシールを、H形に貼られたテープによるシール、即ち、図2に示すように両外側フラップ15,15の合わせ目15bに跨がって貼着されるとともに、両端部がカートン10の側板部11,11に跨がって貼着されたテープ18と、両外側フラップ15,15の側端部15a,15aとカートン10の側板部11,11とに跨がって貼着されたテープ18aとによるシールとした場合のシールの開封について説明する。この場合、カートン自動開封システム1においては、底部開封ステーション4は、ラッセルガイド55によるテープ18の開封に先行してテープ18,18aを切断するサイドカッタ60を備えた、図8に示すような予備開封ステーション4aを含むことができる。図8は、サイドカッタ60を備えた予備開封ステーション4aの概略図であり、(a)はその平面図、(b)はその正面図である。予備開封ステーション4aでは、サイドカッタ60,60は、カートン10を搬送する両側の固定ガイド61,61の中央において回転軸を傾斜させて配置され、エアリュータで丸刃62を回転させる形式のものである。作業ロボット2のカートン把持ハンド26でカートン10を把持して、カートン10を開封予備ステーション4aに搬入し、作業ロボット2がカートン10を把持したまま固定ガイド61,61上を搬送させるとき、各サイドカッタ60は、各外側フラップ15の側板部11との境界に対応する側端部15aにおいて、テープ18aについてはその長手方向に沿って、テープ18については対応する端部を横断方向に切断する。両サイドカッタ61,61及び下面には、紙粉対策として、生じた紙粉等のダストを吸引排除するバキュームダクト63,63,64が取り付けられている。
The seal of the
各側端部15aにおいてテープ18,18aが切断されたカートン10は、以後、底部開封ステーション4において、既に図7(b)に示した底部シールオープナー50のラッセルガイド55によって、外側フラップ15,15の合わせ目15bに貼着されたテープ18が切断されて、シールが開封される。即ち、ラッセルガイド55の内外フラップ分離爪56,56は、カートン10の内側フラップ14と外側フラップ15との間に内袋Bの重みによって既に形成されている隙間に侵入する。また、左右フラップ分離爪57は、両外側フラップ15,15の合わせ目15bに侵入してテープ18を切断可能である。従って、カートン把持ハンド26によってカートン10を把持してラッセルガイド55に対して相対移動させるとき、内外フラップ分離爪56,56は内側フラップ14と外側フラップ15との間に侵入し、左右フラップ分離爪57は、内外フラップ分離爪56,56とT字状に繋がっている形状によって、カートン10の両外側フラップ15,15の最も脆弱な合わせ目15bに侵入し、その後の引き続く進行により、カッタ刃となっている侵入端縁部57aが、合わせ目15bに沿ってテープ18を切断してテープ18によるシールを開封する。左右フラップ分離爪57の侵入端縁部57aは末端側に向かうに従って後方に傾斜させることで、テープ18の切断時に生じる抵抗が低抵抗となり、テープ18の切断をスムーズに行うことができる。
The
底部開封ステーション4には、図1の実線で示すように、また図6(a)(b)に示すように、底部シールオープナー50を1個だけ設け、カートン10をカートン把持ハンド26によって姿勢を反転し、その前後においてカートン10の各端部から底部シールオープナー50を通すことによって、分担してシールを開封することができる。カートン10において、各内側フラップ14は側板部11から折り曲げられて連続的に延びているので、内外フラップ分離爪56,56は、カートン10の外側からは内側フラップ14と外側フラップ15との間へと侵入しやすいが、カートン10の内側からはラッセルガイド55の先端58aが内側フラップ14の端縁に衝突し易い。従って、内外フラップ分離爪56,56をカートン10の一方の側から他方の側へと通り抜けるように通過させるのは困難である。そこで、底部シールオープナー50を1個設ける場合には、カートン把持ハンド26によってカートン10の姿勢を反転させることにより、その前後において、カートン10の各端部から、例えば、半分ずつ分担してシールを開封することが好ましい。
As shown by the solid line in FIG. 1 and as shown in FIGS. 6A and 6B, the bottom opening station 4 is provided with only one
カートン自動開封システム1において、上記のとおり、内外フラップ分離爪56,56をカートン10の一方の側から他方の側へと通り抜けるように通過させるのは困難である。図1の底部開封ステーション4で想像線で示す部分を含む底部開封ステーションの場合、即ち図6(c)に示す形態の底部開封ステーションにおいては、底部シールオープナー50と同じ構造の底部シールオープナーが、付勢具51a,51bと共にカートン10を間に置いて移動方向に隔置して2個(50a,50b)配設されている。二つの底部シールオープナー50a,50b間に置いたカートン10をカートン把持ハンド26で把持しつつ移動させるとき、カートン10の姿勢を変更することなくその移動方向のみを反転することで、カートン10の各端部から例えば、テープ18による底部フラップ12のシールを半分ずつ分担して開封することができる。
In the carton
以上のように、前記底部開封ステーションは、前記カートンの前記外側フラップの外面に吸着して前記外側フラップを前記内側フラップから離す方向に付勢可能な付勢具を備えており、前記底部シールオープナーは、前記両外側フラップの前記シールを開封するため、前記外側フラップが前記付勢具によって付勢された状態にあるときに、前記外側フラップと前記内側フラップとの間に侵入するという構成とすることができる。付勢具は、外側フラップの外面に吸着して外側フラップを拡げる方向に付勢された吸引具とすることができる。吸引具が外側フラップの外面に吸着し、その吸引具を外側フラップを内側フラップから離して拡げる方向に付勢することによって、カートンの外側フラップを内側フラップから浮き離すことが可能となる。カートンの外側フラップが付勢具によって内側フラップから離れる方向に付勢されて内側フラップから浮き離れたところで、底部シールオープナーが外側フラップと内側フラップとの間に侵入し、底部シールオープナーが相対的に更に進むことによって、両外側フラップは、シールが開封されて内側フラップから分離する。 As described above, the bottom opening station includes a biasing device that can be biased in the direction of separating the outer flap from the inner flap by being attracted to the outer surface of the outer flap of the carton, and the bottom seal opener. Is configured to enter between the outer flap and the inner flap when the outer flap is biased by the biasing tool in order to open the seals of the outer flaps. be able to. The urging tool can be a suction tool that is urged in the direction of expanding the outer flap by being attracted to the outer surface of the outer flap. By attracting the suction tool to the outer surface of the outer flap and energizing the suction tool in a direction to expand the outer flap away from the inner flap, the outer flap of the carton can be lifted away from the inner flap. When the outer flap of the carton is urged away from the inner flap by the urging tool and lifted away from the inner flap, the bottom seal opener enters between the outer flap and the inner flap, and the bottom seal opener is relatively By proceeding further, both outer flaps are separated from the inner flap by opening the seal.
この底部シールオープナーを備えたカートンの自動開封システムにおいて、前記底部シールオープナーは、前記カートンの前記内側フラップと前記外側フラップとの間に侵入し且つ前記接着剤による前記シールを開封する内外フラップ分離爪、及び/又は前記フラップ分離爪に交差し且つ前記両外側フラップの合わせ目に侵入する左右フラップ分離爪を備えていることが好ましい。内側フラップと外側フラップとのシールが接着剤によって行われている場合、底部シールオープナーがカートンに対して相対移動するとき、内外フラップ分離爪がカートンの内側フラップと外側フラップとの間に侵入して、そのシールを開封する。このとき、左右フラップ分離爪は両外側フラップの合わせ目に侵入して、底部シールオープナーのカートンに対する相対移動を案内する。 In the carton automatic opening system having the bottom seal opener, the bottom seal opener penetrates between the inner flap and the outer flap of the carton, and opens and closes the seal by the adhesive. And / or left and right flap separation claws that intersect the flap separation claws and enter the joints of the outer flaps. If the inner and outer flaps are sealed with adhesive, the inner and outer flap separation pawls will penetrate between the inner and outer flaps of the carton when the bottom seal opener moves relative to the carton. Open the seal. At this time, the left and right flap separating claws enter the joints of the outer flaps to guide the relative movement of the bottom seal opener relative to the carton.
両外側フラップがテープでシールされているカートンの場合、底部シールオープナーがカートンに対して相対移動するとき、左右フラップ分離爪がカートンの両外側フラップの合わせ目に侵入して、テープを切断してテープによるシールを開封する。このとき、内外フラップ分離爪は内側フラップと外側フラップとの間に侵入して、底部シールオープナーのカートンに対する相対移動を案内する。 In the case of a carton where both outer flaps are sealed with tape, when the bottom seal opener moves relative to the carton, the left and right flap separation pawls enter the joints of both outer flaps of the carton and cut the tape Open the tape seal. At this time, the inner and outer flap separating claws enter between the inner flap and the outer flap to guide the relative movement of the bottom seal opener relative to the carton.
カートン自動開封システム1において、底部開封ステーション4には、底部フラップ12のシールを開封するときに生じるダストを吸引して排出する吸引ダクト59を配設することができる。底部フラップ12のシールを開封するときに生じるテープ18や接着剤19の粉、或いは紙粉、切り屑等のダストは、包装物であるキャップに付着したままボトル等の容器に混入する虞がある。従って、ダスト発生の可能性がある底部フラップ12のシールの開封の際には、切断や剥離による開封作業に近いところでダストを集塵する受け皿59aを設け、集塵したダストを受け皿59aに開口する吸引ダクト59によって吸引して排出することが好ましい。
In the carton
図9には、底部開封ステーションからのカートンの搬送機構と分離ステーションとが示されている。図9(a)はその平面図、図9(b)は側面図である。カートン自動開封システム1において、底部開封ステーション4と分離ステーション5との間には、底部フラップ12のシールが開封されたカートン10の底部を支持する支持台65が、分離ステーション5に向かってスライド可能に設けられている。即ち、底部開封ステーション4から分離ステーション5に向かって滑らかに伸縮可能な入れ子式のスライド段67a〜67cから成る搬送機構66が設けられており、基端側のスライド段67aは底部開封ステーション4に支持されており、中間のスライド段67bを介して、最先端のスライド段67cに載置されている支持台65が底部開封ステーション4から分離ステーション5まで往復動可能である。カートン把持ハンド26(図9では省略、図6(b)参照)は、底部開封ステーション4においてカートン10を把持していた状態のまま継続して、カートン10を支持台65に載置し、更にカートン10を僅かに支持台65に押し付ける状態で、カートン把持ハンド26を分離ステーション5に向けて移動させる。各スライド段67a〜67cはカートン把持ハンド26からの搬送力によって伸びる方向にスライドし、搬送機構66は開封された底部フラップ12を閉じたままの状態でカートン10を分離ステーション5まで移送することができる。伸びきった搬送機構66を底部開封ステーション4にまで戻すため、スライド段67aとスライド段66cとの間には復帰手段68が配設されている。復帰手段68は、搬送時のカートン把持ハンド26の移動に合わせて自ら駆動するアクチュエータとすることもできる。
FIG. 9 shows the transport mechanism and separation station for the carton from the bottom opening station. FIG. 9A is a plan view and FIG. 9B is a side view. In the carton
図9に加えて、図10にも分離ステーション5の概略が示されている。図10(a)は分離ステーション5の平面図、同(b)はその側面図である。カートン自動開封システム1の分離ステーション5においては、底部フラップ12のシールが開封されたカートン10からの内袋Bの分離を、包装物を収容した内袋Bの自重で行うことができる。搬送機構66によって分離ステーション5の上方まで搬送されたカートン10はカートン把持ハンド26で把持された状態のままであるが、復帰手段68の作動によって底部フラップ12の支える支持台65が搬送機構66と共に後退するので、カートン10の底部フラップ12が内袋Bの荷重によって直ちに開放され、内袋Bは開放された底部フラップ12を通して落下し、カートン10から分離ステーション5に設けられている仮ホッパ70内に投入される。内袋Bの自重を利用することで、内袋Bの分離ステーション5への投入には特別の駆動源が必要とされない。その結果、内袋Bの分離のための機構が簡単化され、容易にカートン10の底側から内袋Bを分離させることができる。
In addition to FIG. 9, FIG. 10 also shows an outline of the
分離ステーション5には、底部開封ステーション4の作業台54に並んで作業台74が配置されており、仮ホッパ70は吸引ボックス73を間に挟んで作業台74上に設けられている。仮ホッパ70の底部にはアクチュエータ72によって開閉可能な底板71が設けられており、仮ホッパ70に投入された内袋Bは、仮ホッパ70において閉じ状態の底板71上に支持される。後述するように、仮ホッパ70の反転時に内袋Bが仮ホッパ70から落下しないように、仮ホッパ70には、径方向に対向した位置に、内袋Bを把持するための袋把持具75と吸引具76とが設けられている。吸引具76は底板71上に支持された内袋Bの両底耳部を吸引し、吸引具76で引っ張られた状態の内袋Bの側部が袋把持具75によって挟まれた状態に把持される。
In the
作業ロボット2は、カートン把持ハンド26で空きカートン10’を把持した状態のまま、空きカートン10’を後述する天部開封ステーション8に移載投入する。その後、作業ロボット2は、カートン把持ハンド26を、既に置かれている空きカートン回収ハンド27と共にハンド仮置き台29に置き、アーム22に何らのハンドを装着することなくアーム22のみの状態で分離ステーション5に戻り、仮ホッパ70に接近する。キャップCを内袋Bから取り出すために、仮ホッパ70には、仮ホッパ70を把持してそのまま内袋Bと共に仮ホッパ70の反転駆動を行うための把持チャック77が予め装着されている。作業ロボット2は、仮ホッパ70用の把持チャック77をアーム22に装着し、その状態で把持チャック77を介して仮ホッパ70を反転操作することができる。
The work robot 2 transfers the
図11は、分離ステーションにおいて、仮ホッパを反転作動させることによる包装物を取出し操作を説明する側面図である。作業ロボット2は、図11に示すように、アーム22を把持チャック77に係合させて、内袋Bが袋把持具75で把持された状態のまま、仮ホッパ70を包装物受取りステーション6に向かって反転駆動する。キャップCは、内袋B内から包装物受取りステーション6に取り出される。この際、内袋Bは袋把持具75によって仮ホッパ70に拘束されているので、内袋Bは仮ホッパ70から落下することがない。内袋BはキャップCを収容していても剛性が低いので一般には取り扱いが難しいが、仮ホッパ70で内袋Bを袋把持具75によって把持した状態で、仮ホッパ70ごと反転駆動することで、キャップCを内袋Bから容易に包装物受取りステーション6に取り出すことができる。キャップCの取出し完了後、作業ロボット2の復帰作動によって、仮ホッパ70は、キャップCが取り出された空袋B’と共に分離ステーション5に戻る。
FIG. 11 is a side view for explaining an operation of taking out the package by reversing the temporary hopper in the separation station. As shown in FIG. 11, the work robot 2 engages the
仮ホッパ70が分離ステーション5に戻ると、仮ホッパ70に把持されている袋把持具75による空袋B’の把持が解放され、アクチュエータ72を作動させることにより底板71が開き状態となり、仮ホッパ70からその下方の吸引ボックス73に通じる孔78が開放される。吸引ボックス73には、空袋回収ステーション7(図1参照)に通じているバキュームダクト79が接続されているので、空袋B’は、孔78から吸引ボックス73、及びバキュームダクト79を通じて空袋回収ステーション7に回収することができる。
When the
図12は、天部開封ステーション8の概略を示す図であり、(a)はその平面図、(b)はその側面図、(c)はその開封の様子を示す斜視図である。空袋B’が除去された空きカートン10’は、嵩張るので、平坦に潰して減容処理することが好ましい。天部開封ステーション8には、作業台81の上に自走走行ユニット82を備えており、自走走行ユニット82には、角錐台状の頂部83aを有し底部フラップ12が開いた状態の空きカートン10’が被すことができる規制ガイド83が立設されている。分離ステーション5において内袋Bを分離したカートン10’は、作業ロボット2のカートン把持ハンド26で把持されたまま天部開封ステーション8において、規制ガイド83に被せるようにして移載投入される。作業ロボット2は、その後、カートン把持ハンド26をハンド仮置き台29に置き、上記したように、アーム22にどのハンドも装着することなく分離ステーション5に戻って仮ホッパ70の反転動作を行い、更にその後、ハンド仮置き台29に戻ってアーム22に空きカートン回収ハンド27を装着し、更に天部開封ステーション8に戻る。
12A and 12B are diagrams showing an outline of the
規制ガイド83に被された空きカートン10’は、自走走行ユニット82によって前進位置(図12(a)及び(b)において左側位置)と後退位置とを往復するとき、予備開封ステーション4aの場合と同様に、天部シールオープナー80によってシールが開封される。即ち、先ず、自走走行ユニット82が後退位置から前進位置へと進むときに、天部フラップ13の外側フラップ17の合わせ目17bに沿って施され且つ外側フラップ17と側板部11とに跨がって貼られたテープ88及び外側フラップ17の側端部17aに沿って側板部11とに跨がって貼られたテープ88aが一対のサイドカッタ84,84によってカットされる。前進位置において、空きカートン10’が90°水平回転され、切断すべきテープ88の向きがラッセルガイド85に合わせられる。吸着パッド86が下降して、天部フラップ13の外側フラップ17を吸着して引き上げ、内側フラップ16との間に隙間が形成される。次に、自走走行ユニット82が前進位置から後退位置へと戻るとき、ラッセルガイド85は、外側フラップ17,17に施されていたテープ88を合わせ目17bに沿って切断する。
When the
天部開封ステーション8に戻った作業ロボット2は、アーム22に空きカートン回収ハンド27を装着しているので、後退位置において、空きカートン回収ハンド27によって空きカートン10’の側板部11を吸着把持し、その状態で空きカートン回収ハンド27と規制ガイド83とが上下方向に相対移動することで、天部フラップ13のフラップが45°程度開かれる。空きカートン10’は、更に、空きカートン回収ハンド27によって吸着把持されたまま規制ガイド83から垂直上方に引き上げられる。空きカートン10’は、規制ガイド83から引き上げられたとき、空きカートン回収ハンド27の支持板44,44の閉じ動作によって平坦に畳まれ、空きカートン回収ステーション9において回収される。サイドカッタ84及びラッセルガイド85は、それぞれ、基本的に、底部開封ステーション4におけるサイドカッタ60、ラッセルガイド55と同じ構造を有し、且つ機能的にも同等であるので、再度の詳細な説明を省略する。
Since the work robot 2 that has returned to the
図13は、ホッパから客先ホッパへの包装物の搬送を説明する概略図である。即ち、図13(a)は、包装物の搬送機構の平面図、図13(b)はその側面図である。包装物受取りステーション6は、作業台96の上にホッパ90と振動作動型のメッシュベルトコンベヤ91とを備えた構造となっている。包装物受取りステーション6に受け取られた包装物としての多数のキャップCは、包装物受取りステーション6のホッパ90から、傾斜板93に案内されて、メッシュベルトコンベヤ91に落とされ、振動によって既設の客先ホッパやボトル製造ラインに至るコンベヤ92に搬送される。メッシュベルトコンベヤ91の下方には集塵受け皿94が配設されており、キャップCと共に搬送されるダストは、メッシュベルトコンベヤ91のメッシュから篩い落されて、集塵受け皿94に落下し、更にダクト95を通じて集塵装置に回収される。なお、このカートン自動開封システム1においては、包装物はキャップCとしたが、ホコリを嫌う小物品であれば、どのようなものでも適用可能である。
FIG. 13 is a schematic diagram illustrating the conveyance of the package from the hopper to the customer hopper. 13A is a plan view of a package transport mechanism, and FIG. 13B is a side view thereof. The
1 カートン自動開封システム 2 作業ロボット
3 搬入ステーション 4 底部開封ステーション
4a 予備開封ステーション 5 分離ステーション
6 包装物受取りステーション 7 空袋回収ステーション
8 天部開封ステーション 9 空きカートン回収ステーション
10 カートン 10’ 空きカートン
11 側板部 12 底部フラップ
13 天部フラップ 14 内側フラップ
15 外側フラップ 16 内側フラップ
17 外側フラップ
18,18a,88,88a テープ 19 接着剤
21 ロボット本体 22 アーム
25 先端部
26 カートン把持ハンド 27 空きカートン回収ハンド
29 ハンド仮置き台
30 ハンド本体 31 吸着体
32 クランプ 33 吸着パッド
40 ハンド本体 41 吸着体
43 吸着パッド 44 支持板
50 底部シールオープナー 51 付勢具
52 吸着パッド 53 吸引ダクト
55 ラッセルガイド
60 サイドカッタ 62 丸刃
65 支持台 66 スライド機構
70 仮ホッパ 71 底板
73 吸引ボックス 75 袋把持具
76 吸引具 77 把持チャック
78 孔 79 バキュームダクト
80 天部シールオープナー 82 自走走行ユニット
83 規制ガイド 85 ラッセルガイド
84 サイドカッタ 88 テープ
90 ホッパ 91 メッシュベルトコンベヤ
B 内袋 B’ 空袋
C キャップ(包装物)
DESCRIPTION OF
18, 18a, 88,
DESCRIPTION OF
60
Claims (6)
前記分離ステーションには、前記カートンから分離した前記内袋を支持する仮ホッパを備え、該仮ホッパは、閉じ状態で前記カートンから分離された前記内袋を支持し、開き状態で前記包装物が前記内袋から前記包装物受取りステーションに取り出された後の空袋を前記仮ホッパから排出可能とする開閉可能な底板を備え、且つ前記閉じ状態にある前記底板によって支持された前記内袋の径方向に対向した位置を把持する袋把持具を備えていることから成り、
前記分離ステーションで分離され且つ前記包装物が取り出された空袋を回収するため、前記分離ステーションから仮ホッパの下方に形成された吸収ボックスに接続されているバキュームダクトを通じて前記空袋を吸引して回収する空袋回収ステーションが配設されて成り、
前記包装物は、前記内袋を前記袋把持具で把持された状態で前記仮ホッパを前記包装物受取りステーションに向かって前記作業ロボットで反転駆動することにより、前記内袋から前記包装物受取りステーションに取り出されることから成ることを特徴とするカートン自動開封システム。 Carrying in a carton having a package packed in an inner bag and having at least a bottom flap sealed therein, a bottom opening station for opening the bottom flap of the carton transferred from the loading station, and transferring from the bottom opening station A separation station for separating the inner bag from the carton through the opened bottom of the carton, and a package receiving station for receiving the package from the inner bag separated from the carton at the separation station, And each station is arranged around a work robot, and the work robot grips the carton and moves the carton within and between the stations.
The separation station includes a temporary hopper that supports the inner bag separated from the carton, the temporary hopper supports the inner bag separated from the carton in a closed state, and the package in an opened state. A diameter of the inner bag that is provided with an openable / closable bottom plate that allows the empty bag after being taken out from the inner bag to the package receiving station to be discharged from the temporary hopper, and that is supported by the bottom plate in the closed state. Comprising a bag gripper for gripping a position facing the direction ,
In order to collect the empty bag separated at the separation station and taken out of the package, the empty bag is sucked from the separation station through a vacuum duct connected to an absorption box formed below the temporary hopper. An empty bag collection station to collect is arranged,
In the package, the temporary hopper is reversely driven by the work robot toward the package receiving station in a state where the inner bag is held by the bag gripping tool. A carton automatic opening system characterized by comprising being taken out by
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