JP7087355B2 - Bag opening device - Google Patents
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Description
本発明は、物品の袋詰めで使用する開袋装置に関する。 The present invention relates to a bag opening device used for bagging articles.
近年の労働力不足により、従来は手作業で行っている包装工程についても作業者が不足している。特に、チューブやボトルなどの物品を袋に詰める袋詰め等の作業は、長時間にわたり同じ作業を繰り返す単純作業であるため作業者が敬遠し、集まりにくい。 Due to the labor shortage in recent years, there is a shortage of workers in the packaging process, which was conventionally performed manually. In particular, the work of packing items such as tubes and bottles in a bag is a simple work in which the same work is repeated for a long period of time, so that workers are shunned and it is difficult to gather.
そこで、ロボットやロボットの周辺装置などを用いて袋詰め作業を自動化することが望まれている。 Therefore, it is desired to automate the bagging work by using a robot or a peripheral device of the robot.
一方、省資源化や、店頭における商品の高密度展示のため、物品の袋詰めでは、物品に対して大きさに余裕のない袋が使用されるようになっている。 On the other hand, in order to save resources and display products at high density in stores, bags that are not large enough for the products are used for bagging the products.
物品に対して大きさに余裕のない袋を使用する場合でも確実に袋に物品を挿入するため、弾性体で形成した円錐状部材を円環状部材に取り付けた漏斗状の案内具を袋の入り口におき、袋を吸着により開口した後、案内具を通して物品を袋に挿入することが提案されている(特許文献1)。 In order to securely insert the article into the bag even when using a bag that is not large enough for the article, a funnel-shaped guide tool with a conical member formed of an elastic body attached to the annular member is attached to the entrance of the bag. It has been proposed that the bag is opened by suction and then the article is inserted into the bag through a guide tool (Patent Document 1).
袋の入り口においた漏斗状の案内具を通して物品を袋に挿入すると、袋の開口部に物品を通すことはできる。しかしながら、袋が縦長であったり、底部や側部にマチがあったりすると、袋の途中が折れたりシワになったりして袋に物品を所定の位置までしっかりと押込むことが困難となったり、無理に物品を袋に押込もうとして袋を傷付けたり、変形させたりすることが問題となっている。 By inserting the article into the bag through a funnel-shaped guide at the entrance of the bag, the article can be passed through the opening of the bag. However, if the bag is vertically long or has a gusset on the bottom or side, the middle of the bag may break or wrinkle, making it difficult to firmly push the article into the bag to the specified position. The problem is that the bag is damaged or deformed while trying to force the article into the bag.
そこで、本発明は、物品を袋に挿入する袋詰め作業を自動化するにあたり、袋が途中で切れたりシワになったりすることなく、確実に広げることを課題とする。 Therefore, it is an object of the present invention to automate the bagging work of inserting an article into a bag, and to surely expand the bag without cutting or wrinkling in the middle.
本発明者は、物品の袋詰め作業を無駄のない動きで効率よく低コストに行うためには、吸着部とそれに対向する弾性部材を用いて袋を確実に開口することが有効であることを想到し、本発明を完成させた。 The present inventor has found that it is effective to surely open the bag by using the suction portion and the elastic member facing the suction portion in order to efficiently perform the bagging work of the article with a lean movement and at low cost. I came up with the idea and completed the present invention.
即ち、物品の袋詰めに供される袋の開袋装置であって、
袋の表裏の一方の面を吸着する吸着部を備えた固定ベース、
袋の表裏の他方の面を吸着する吸着部を有する移動ベース、及び
移動ベースを固定ベースに対して動かす駆動装置を備え、
固定ベースの吸着部と移動ベースの吸着部は、袋の開袋時に固定ベースと移動ベースを対向させたときに互いに重ならない位置に形成されている開袋装置を提供する。
That is, it is a bag opening device used for bagging articles.
A fixed base with a suction part that sucks one of the front and back sides of the bag,
It is equipped with a moving base having a suction part that sucks the other surface of the front and back of the bag, and a driving device that moves the moving base with respect to the fixed base.
The suction portion of the fixed base and the suction portion of the moving base provide a bag opening device formed at a position where the fixed base and the moving base do not overlap each other when the fixed base and the moving base are opposed to each other when the bag is opened.
また、本発明は、物品の袋詰めに供される袋の開袋方法であって、
袋の表裏の一方の面を吸着する吸着部を備えた固定ベースと、袋の表裏の他方の面を吸着する吸着部を有する移動ベースとの間で袋を吸着保持する工程、
移動ベースを固定ベースから離すことにより、固定ベースと移動ベースの間で保持されている袋を開袋する工程を有し、
袋を吸着保持する工程において、固定ベースと移動ベースを対向させたときに、固定ベースの吸着部と移動ベースの吸着部とが互いに重ならないようにする開袋方法を提供する。
Further, the present invention is a method for opening a bag used for bagging an article.
A step of sucking and holding a bag between a fixed base having a suction portion that adsorbs one of the front and back surfaces of the bag and a moving base having a suction portion that adsorbs the other surface of the front and back of the bag.
It has a step of opening the bag held between the fixed base and the moving base by separating the moving base from the fixed base.
Provided is a bag opening method for preventing the suction portion of the fixed base and the suction portion of the moving base from overlapping each other when the fixed base and the moving base are opposed to each other in the step of sucking and holding the bag.
物品を袋詰めするにあたり、本発明の開袋装置を使用して、又は本発明の開袋方法により、袋詰めに使用する袋を開袋すると確実に吸着が行われ、袋が縦長であっても、袋の底部又は側部にマチがあっても袋を確実に開口させることができるので、以降の工程において物品を袋に押し込みやすくなる。さらに、確実に吸着されているので、物品を袋に押し込む際に押し込み時の抵抗で吸着が外れて押し込みを失敗する可能性が極めて小さくなる。 When packing an article by using the bag opening device of the present invention or by the bag opening method of the present invention, when the bag used for bagging is opened, suction is surely performed and the bag is vertically long. However, since the bag can be reliably opened even if there is a gusset on the bottom or side of the bag, it becomes easy to push the article into the bag in the subsequent steps. Further, since the article is reliably adsorbed, the possibility that the adsorption will be disengaged due to the resistance at the time of pushing the article into the bag and the pushing will fail is extremely reduced.
また、本発明の開袋装置はシンプルな構成であるため、汎用のロボットのアームに装着して使用することができる。本発明の開袋装置である開袋用ロボットハンドを汎用のロボットのハンドとして装着することで、袋を吸着保持する工程において、固定ベースと移動ベースを対向させたときに、固定ベースの吸着部と移動ベースの吸着部とが互いに重ならないようにする位置関係を容易に構築することができる。さらに、そのロボットに、開袋した袋に物品を押し込む物品押込用ロボットハンドも装着すると、大掛かりな装置を使用することなく、低コストで袋詰め作業を自動化させることができる。 Further, since the bag opening device of the present invention has a simple structure, it can be used by being attached to the arm of a general-purpose robot. By attaching the bag-opening robot hand, which is the bag-opening device of the present invention, as a general-purpose robot hand, when the fixed base and the moving base are opposed to each other in the process of sucking and holding the bag, the suction portion of the fixed base It is possible to easily construct a positional relationship so that the suction portion of the moving base and the suction portion of the moving base do not overlap each other. Further, if the robot is also equipped with an article pushing robot hand that pushes an article into an opened bag, it is possible to automate the bagging work at low cost without using a large-scale device.
以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。なお、各図中、同一符号は、同一又は同等の構成要素を表している。
本発明の一実施例の開袋装置20は、固定ベース21と移動ベース22を有する。図1は、この移動ベース22を開袋用ロボットハンド28として装備したロボット1の概略正面図であり、図2Aは、固定ベース21を組み込んだ袋詰め用作業台30の上面図あり、図2Bはロボット1が、ロボットハンドをなす移動ベース22を、作業台30に組み込まれた固定ベース21の上空においた状態の上面図である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same reference numerals represent the same or equivalent components.
The
[物品の袋詰め作業の概要]
図1に示したロボット1は、物品の袋詰め製品の製造ラインにおいて、物品の袋詰め作業を行う双腕ロボットで、右ハンドとして物品押込用ロボットハンド10を有し、左ハンドとして、本発明の実施例の開袋装置20の一部をなす移動ベース22(即ち、開袋用ロボットハンド28)を有する。物品の袋詰め作業は、概略、袋供給装置40から供給される袋2を左ハンドの開袋装置20の移動ベース22で作業台30に取り出し、作業台30上で袋2を開袋し、一方、右ハンドの物品押込用ロボットハンド10で、物品供給装置50から供給される物品3を作業台30上に取り出し、開袋装置20によって開袋された袋2をさらに底部まで開袋し、その袋2に物品3を押し込むことにより行われる。なお、こうして物品が押し込まれた袋は、袋の閉封作業を行う次工程に送られる。
[Outline of bagging work of goods]
The
[物品]
袋詰めの対象とする物品については特に制限はないが、本発明は縦長の物品を対象とする場合に特に効果を発揮する。
縦長の物品の例としては、図6に示したボトル容器、図7に示したチューブ容器等を挙げることができる。この他、物品は、縦長の平板状などであってもよく、容器の底部の径がキャップ部に比して細径になっている容器なども挙げることができる。
[Article]
There are no particular restrictions on the articles to be bagged, but the present invention is particularly effective when targeting vertically long articles.
Examples of the vertically long article include a bottle container shown in FIG. 6, a tube container shown in FIG. 7, and the like. In addition, the article may be in the shape of a vertically long flat plate, and examples thereof include a container in which the diameter of the bottom portion of the container is smaller than that of the cap portion.
[袋]
物品の袋詰めに使用する袋としては、合掌型、3方シール型などの平袋、両側辺がシールされて、底部にマチを有するガゼット袋、底部及び側部にマチを有するガゼット袋等を挙げることができる。これらの袋が縦長であると、従来は吸着により袋の表裏を引っ張って開口させても、底部付近まで確実に開口させることが難しいので、本発明の効果が十分に発揮される。
[bag]
Bags used for bagging goods include flat bags such as a gassho type and a three-way seal type, a gusset bag with gussets on both sides and a gusset on the bottom, and a gusset bag with gussets on the bottom and sides. Can be mentioned. If these bags are vertically long, it is difficult to surely open the bags to the vicinity of the bottom even if the front and back surfaces of the bags are pulled to open by adsorption, so that the effect of the present invention is fully exhibited.
[ロボット]
図1には、ロボット1として垂直多関節型の双腕ロボットを示したが、本発明の開袋装置を取り付けるロボットの種類に特に限定はない。例えば、シリアル型の垂直多関節ロボット、シリアル型の水平多関節(スカラ型)ロボット、パラレルリンク型のロボットなどが挙げられる。
図1に示した物品押込用ロボットハンド10と開袋装置20を用いて袋詰め作業をする場合、袋の開袋動作と、袋への物品の押し込み動作は左右のハンドが近接した状態で行われるため、ロボットとしてはロボットアームやハンドが互いに干渉する可能性が少ないシリアル型が特に好ましい。
[robot]
Although FIG. 1 shows a vertical articulated dual-arm robot as the
When bagging is performed using the article pushing
双腕ロボットは、左右の各アームを制御することが容易であり、左右のアームを連動して制御することもできるので、左右のアームが干渉しない動作を容易に作成できる点でより好ましい。ここで、2本のロボットアームを同時制御可能なロボットは機能的には双腕ロボットと同等なので、双腕ロボットに含まれるとする。また、双腕ロボットは、左右のロボットアームの取付部が共通であるため、物品押込用ロボットハンド10を取り付けるロボットアームと、開袋装置20を取り付けるロボットアームをコンパクトに設置できる点でも好ましい。一方、本発明では、双腕の腕数を超える、すなわち3本以上のロボットアームを有するロボットであっても良い。
The dual-arm robot is more preferable in that it is easy to control each of the left and right arms and it is also possible to control the left and right arms in conjunction with each other, so that it is possible to easily create an operation in which the left and right arms do not interfere with each other. Here, a robot capable of simultaneously controlling two robot arms is functionally equivalent to a dual-arm robot, and is therefore included in the dual-arm robot. Further, since the left and right robot arms have a common mounting portion for the dual-arm robot, it is also preferable that the robot arm for mounting the article pushing
また、ロボットの種類は、袋詰めを行う作業位置に対する物品供給部や袋供給部の位置によっても適宜選択することが好ましい。例えば、ロボットアームの動作において左右上下の動きが大部分となる場合には、水平方向に高速移動が可能で、また水平方向の移動範囲が大きい水平多関節(スカラ型)ロボットの使用が好ましい。様々な位置や方向で供給された物品や袋を取り出す必要があったり、袋詰めされた物品を立てるなどして次工程に供給する必要があって、ハンドを振り上げたり振り下げたり回転させるなどの動きが求められる場合は、垂直方向の移動範囲や自由度が大きく、手首の複雑な動きも可能であるシリアル型の垂直多関節ロボットの使用が好ましい。 Further, it is preferable that the type of the robot is appropriately selected depending on the position of the article supply unit or the bag supply unit with respect to the work position for bagging. For example, when the movement of the robot arm is mostly left, right, up and down, it is preferable to use a horizontal articulated (scalar type) robot that can move at high speed in the horizontal direction and has a large horizontal movement range. It is necessary to take out the goods and bags supplied in various positions and directions, and to supply the goods to the next process by standing up the packed goods, such as swinging up, swinging down, and rotating the hand. When movement is required, it is preferable to use a serial type vertical articulated robot that has a large vertical movement range and a large degree of freedom and is capable of complicated wrist movements.
図1に示したロボット1は、動作範囲を広げるために、腰部にも水平回転部1aを有していることで作業可能な範囲を広くしている。このようにロボットにはロボットアーム以外に適宜回転軸を増やすことができる。
The
袋詰めする物品や袋詰めに使用する袋をそれぞれ定位置から取り出して使用する場合、ロボットに画像認識装置がなくても袋詰め作業を行うことができるが、画像認識装置があると、任意の方向から一定の範囲に供給された物品を袋詰めすることが可能となる。 When the items to be bagged and the bags used for bagging are taken out from the fixed positions and used, the bagging work can be performed even if the robot does not have an image recognition device, but if there is an image recognition device, any bagging work can be performed. It is possible to bag articles supplied within a certain range from the direction.
画像認識装置に使用する撮像装置は特に限定されず、2次元型でも3次元型でもよい。画像処理に要する時間、物品の色や物品の背景色、コストなどの点から、カラーまたは白黒の2次元型の撮像装置が一般的には選択され、画素数もコストや処理時間を鑑みて適宜選択される。 The image pickup device used for the image recognition device is not particularly limited, and may be a two-dimensional type or a three-dimensional type. A color or black-and-white two-dimensional image pickup device is generally selected from the viewpoints of time required for image processing, color of article, background color of article, cost, etc., and the number of pixels is also appropriate in consideration of cost and processing time. Be selected.
また撮像装置の設置位置も特に限定されず、例えば、ピック位置上空に設置することができ、双腕ロボットの頭部に設置することもできる。
撮像装置をピック位置上空に設置すると、正確に物品の方向と位置が認識できるので、ピック時の位置ずれを最小にすることができる。ロボットとは別にピック位置上空に撮像装置を設置しても良いし、ロボットアームに撮像装置を設置してピック位置上空から撮像することもできる。
Further, the installation position of the image pickup device is not particularly limited, and for example, it can be installed above the pick position and can be installed on the head of the dual-arm robot.
When the image pickup device is installed above the pick position, the direction and position of the article can be accurately recognized, so that the misalignment at the time of picking can be minimized. An image pickup device may be installed in the sky above the pick position separately from the robot, or an image pickup device may be installed in the robot arm to take an image from the sky above the pick position.
撮像装置を双腕ロボットの頭部に設置すると、ロボットアームに対する撮像装置の相対位置が定まるので、ロボット設置位置とピック位置が変化しても、例えば基準マーカーを読み込んで自動的に微調整するなどの方法で、キャリブレーションと呼ばれる撮像画像とロボットアームの位置関係の調整が不要となる。 When the image pickup device is installed on the head of the dual-arm robot, the relative position of the image pickup device with respect to the robot arm is determined, so even if the robot installation position and pick position change, for example, the reference marker is read and fine adjustment is automatically performed. This method eliminates the need for adjustment of the positional relationship between the captured image and the robot arm, which is called calibration.
[物品押込用ロボットハンド]
図3Aは、物品押込用ロボットハンド10の4面図(上面図、正面図、右側面図、左側面図)である。
この物品押込用ロボットハンド10は、開袋した袋に挿入されて袋の底部を開かせる袋底開き用棒状部材12、開袋した袋に物品を押し込む押込用棒状部材14、及び物品を吸着する吸着部19を有する吸着治具17を備えている。これらは共通の作業平面上で長手方向を揃えて並列するようにハンドベース11に取り付けられている。
[Robot hand for pushing goods]
FIG. 3A is a four-view view (top view, front view, right side view, left side view) of the article pushing
The article pushing
(袋底開き用棒状部材)
袋底開き用棒状部材12は、開袋装置20が袋詰め位置33で袋2を開口させた後、その袋2に挿入される棒状部材であって、袋2の底部まで袋2を確実に開かせるものである。そのため、袋底開き用棒状部材12は開袋に適した先端部材として袋底開き部材12aを有し、袋底開き部材12aを前方に突出させるエアシリンダ13を有している。突出させる手段は特に限定されず、電動式のアクチュエータであっても良い。
(Bar-shaped member for opening the bottom of the bag)
The bag bottom opening rod-shaped
袋底開き部材12aの大きさは、袋2の内寸未満とされる。また、袋底開き部材12aの大きさは、袋2に押し込む物品3の大きさの最大部と同等もしくは若干縮小した大きさとすることが好ましい。これにより、袋2を過剰に広げて傷めることを防止でき、また、物品3の大きさに応じて袋2の底部を確実に押し広げることができる。
The size of the bag
袋底開き部材12aの形状は、先端が先細りの円錐台形状とし、表面が平滑で袋の内面との摩擦係数が小さい材質とすることがスムーズに袋を開くことができるので好ましい。
The shape of the bag
確実に袋底部まで広げる方法として、図3B(a)に示すように、袋底開き部材12aの先端付近にエア供給口12bを設け、そこから図3B(b)に示すように、エアを袋内2に供給することにより袋2を底部まで開かせてもよい。この場合、袋底開き部材12aの大きさを袋の内寸未満とし、かつ袋の内寸にできる限り近づけることがエア漏れを最小とし、袋底部まで確実に開くことができて好ましい。エアによって開袋する場合に、袋底開き部材12aは袋底まで押し込んでもよく、その手前、即ち、袋の底部に至らない途中までの押込としてもよい。袋底開き部材12aの内寸法は、袋の内寸法に近いので、底部まで押し込むと袋を傷める虞があることから、袋の途中までの押し込みとすることが好ましい。
As a method of reliably spreading to the bottom of the bag, as shown in FIG. 3B (a), an
さらに確実に袋底部まで広げる方法としては、図3Cに示すように袋底開き部材12aの先端にエア供給口12bを設けると共に、袋底開き部材12aの後方に、外寸が拡張可能な部材12cを設けてもよい。外寸が拡張可能な部材12cの縮小時の径を袋の内寸未満とし(同図(a))、拡張時の径を袋の内寸とすると(同図(b))、袋を底部まで広げるときに袋底開き部材12aを袋内に押し込み、そこで外寸が拡張可能な部材12cを拡径させ、袋底開き部材12aの先端からエアを供給することによりエアのもれをほぼ無くすることができ、袋底部をより確実に広げることができるので好ましい(同図(c))。
As a method of more reliably expanding to the bottom of the bag, as shown in FIG. 3C, an
外寸が拡張可能な部材としては、特に限定はないが、例えば、外寸が拡張可能な部材を中空で伸縮可能なゴム部材で形成し、エアの供給によって拡張し、エアの供給停止により常圧になると縮小する、所謂風船様の部材を挙げることができる。 The member whose outer dimension can be expanded is not particularly limited, but for example, a member whose outer dimension can be expanded is formed of a hollow and expandable rubber member, which is expanded by supplying air, and is always caused by stopping the supply of air. A so-called balloon-like member that shrinks when pressure is applied can be mentioned.
外寸が拡張可能な部材を使用する場合の袋底開き部材12aの押込量としては、底部まで押し込んでもよいし、その手前、又は開口部付近で押込を停止させてもよい。外寸が拡張可能な部材の拡張により袋が押し広げられ、それにより袋が変形したとしても、その変形が目立たず、また、袋の口が裂けることのないように、外寸が拡張可能な部材が開口部よりも底部側に僅かに押し込まれる位置とすることが好ましい。
When a member having an expandable outer dimension is used, the pushing amount of the bag
(押込用棒状部材)
押込用棒状部材14は、袋底開き用棒状部材12により袋2が底部まで十分に開いた後、袋2内に物品3を押し込む部材である。そのため、押込用棒状部材14は先端に押込に適した物品押込部材15を有し、また、物品押込部材15を前方に突出させるエアシリンダ16を備えるものが好ましい。突出させる手段は特に限定されず、電動式のアクチュエータであっても良い。突出時の移動ストロークは、袋2に完全に物品を押し込むものであっても良いし、押し込み途中までの移動ストロークであっても良い。押し込み途中までの移動ストロークとしたほうが、ハンド全体がコンパクトになるので好ましい。押し込み途中までの移動ストロークであっても、物品を押し込む際の勢いで物品を完全に挿入させることが可能である。またロボットアームの動きで押し込みストロークを十分なものとすることもできる。
(Pushing rod-shaped member)
The pushing rod-shaped
物品押込部材15は、物品3の胴部よりやや細径の押し込み面を有し、物品が棒状部材で押される部分がチューブのシール部のようにすぼまっていても、確実に物品を袋内に押し込める。また、物品押込部材15は、底部側に突起15aを有している。図4(a)に示すように、この突起15aを、物品押込部材15の押込方向に作業台30に形成されている溝35に挿入することで、物品押込部材15が物品3を押し込めるようになる。これにより、チューブ状の物品3の押込時にシール部4が物品押込部材15の下に潜り込むことがなく、確実に物品を押すことができる。これに対して、物品押込部材15に突起15aが形成されていない場合には、図4(b)に示すように、物品押込部材15でチューブの物品3の線状のシール部4を押し込んだときに、そのシール部4が物品押込部材15の下方に潜り込んで挟まった状態になり、それ以上押込不能となる場合がある。このように、物品押込部材15に形成した突起15aを作業台30の溝35に挿入して物品3を押し込む方法は、物品押込部材15で押し込む物品がチューブ状物品のように、物品押込部材15で押される部位が作業台30に近い位置にある場合に、その部位が物品押込部材15の下に潜り込むことを防止できるので、特に有用である。物品押込部材15の突出時の移動ストロークは、突起15aが袋2の下部に干渉することを防ぐため、押し込み途中までの移動ストロークで良い。押し込み途中までの移動ストロークであっても、物品を押し込む際の勢いで物品を完全に挿入させることが可能である。
The
(吸着部)
吸着部19はバキュームパッドで形成されている。複数の吸着部19が吸着部ベース18に配列し、吸着部19と吸着部ベース18で吸着治具17を構成している(図3A)。吸着治具17は、物品押込用ロボットハンド10の動きにより物品供給部55に移動し、吸着部19で物品3を吸着して持ち上げ、その物品3を仮置位置32に置くという役割を担う。
(Adsorption part)
The
[開袋装置]
本実施例の開袋装置20は、吸着部(バキュームパッド)23を備えた固定ベース21と、吸着部(バキュームパッド)24及び弾性部材25を備えた移動ベース22と、移動ベース22を固定ベース21に対して移動させる駆動装置を備えている(図2B)。図5は開袋措置20の移動ベース22が吸着部を作業台30に向けている状態の3面図(上面図、側面図、正面図)である。
[Bag opening device]
The
図1、図2A及び図2Bに示した開袋装置の装置構成では、作業台30の袋詰め位置33を固定ベース21として使用しており、作業台30の袋詰め位置33に複数の吸着部23(23a、23b、23c)が、袋詰め位置33に載置する袋の長手方向に配列している。このように吸着部を配列することにより、縦長の袋を開口から底部近傍まで確実に開口させることができる。
In the device configuration of the bag opening device shown in FIGS. 1, 2A and 2B, the
移動ベース22では、吸着部24と弾性部材25が袋3を吸着する面に交互に配列しており、袋の開袋時に固定ベース21と移動ベース22を対向させた場合に、固定ベース21の吸着部23と移動ベース22の吸着部24とは互いに重ならない位置に設けられている。袋を固定ベース21と移動ベース22で挟み、それらの吸着部23、24で袋の表裏をそれぞれ吸着し、移動ベース22を固定ベース21から上昇させて袋を開袋する場合に、固定ベース21の吸着部23と移動ベース22の吸着部24が対向する位置にあると、一般に吸着部は可撓性のある材料で形成されているため、袋を吸着するために吸着部を袋に押しつけたときに、可撓性のある材料同士で袋を押圧することになり、吸着面が安定しないので物品を吸着できない場合が生じる。これに対して、固定ベース21の吸着部23と移動ベース22の吸着部24とが互いに重ならないようにすると、双方の吸着部23、24のそれぞれが安定して袋を吸着することができる。
In the moving
好ましくは、図2Bに示すように、固定ベース21の吸着部23に対向する移動ベース22の部位に弾性材料で形成されたパッド25を設けることが好ましく、より好ましくは、移動ベース22の吸着部24に対向する固定ベース21の部位にも弾性材料で形成されたパッド26を設ける。この弾性材料による押しつけにより、固定ベース21の吸着部23と移動ベース22の吸着部24とで袋2を確実に吸着し、移動ベース22を固定ベース21から持ち上げることにより袋2を開くことができる。
Preferably, as shown in FIG. 2B, a
なお、本発明においては、固定ベース21の吸着部23と移動ベース22の吸着部24が、袋の開袋時に固定ベース21と移動ベース22を対向させたときに互いに重ならない位置に形成されていることを特徴としているが、固定ベース21の吸着部23と移動ベース22の吸着部24は、袋の開袋時に固定ベース21と移動ベース22を対向させたときに互いに重なるように形成されている組合わせを含んでいても良い。
In the present invention, the
ここで、吸着部としては、平型、ベローズ型(蛇腹型)等のバキュームパッドを使用することができる。特に、固定ベース21において袋2の開口部に近接した吸着部23では、ベローズ型(蛇腹型)のバキュームパッドを設けることが好ましい。これにより、物品3を袋2に押し込むときや、袋底部を袋底開き用棒状部材12で開くとき等に、予期しない力が加わってもベローズ型バキュームパッドが柔軟に変形するので、吸着が外れることを防止できる。また、袋2の開口部近傍以外を吸着するバキュームパッドは、平型とすることが、吸着面積を広くし、強い力で袋を固定できる点で好ましい。
Here, as the suction portion, a vacuum pad such as a flat type or a bellows type (bellows type) can be used. In particular, it is preferable to provide a bellows type (bellows type) vacuum pad in the
固定ベース21及び移動ベース22のそれぞれにおいて、互いの吸着部に対向させる弾性材料としては、ゴム、硬質スポンジ等を挙げることができる。バキュームパッドに対向する弾性材料としてバッファ(スプリングプランジャ)を使用してもよい。また、固定ベース21及び移動ベース22のそれぞれにおいて互いの吸着部に対向する部分は平坦にすることが好ましい。
In each of the fixed
一方、開袋装置20は、移動ベース22とハンドベース11との接続部に旋回装置27を有している。旋回装置27により移動ベース22を旋回させて移動ベース22の吸着部24を袋供給部43に向け、袋供給部43から袋2を吸着により取り出したり、その後移動ベース22の吸着面を作業台30に向かせる等の動作を行うことが可能となる。旋回装置27をハンドに有すことにより、ロボットアームを大きく動かすことなく所望の動作が可能となる。なお、このような旋回動作は、垂直多関節型ロボットによればロボットアームとロボットハンドの動作で行うことができるので、ロボット側の構成で旋回動作が可能である場合には、開袋装置20から旋回装置27を省略することができ、ハンドをシンプルにして軽量化することができる。
On the other hand, the
[作業台]
作業台30には、物品が押込用棒状部材により押し込みを受ける押込位置31、物品供給部供給から供給された物品3を、押込位置31に移動させるまで物品3が一時的に置かれる仮置位置32、物品3が袋に押し込まれるときの袋の載置位置である袋詰め位置33が確保されている(図2A)。
[Workbench]
On the
作業台の一方の側部には物品規制ガイド34が設けられ、他方の側部には、仮置位置32に置かれた物品3の規制ガイドとして機能すると共に、仮置位置32にある物品3を押込位置31に平行移動させる板状部材としても機能する物品移動板兼物品規制ガイド56が設けられている。
An article regulation guide 34 is provided on one side of the workbench, and the
また、作業台30には、押込位置31にある物品を押込用棒状部材14で袋詰め位置にある袋に押し込むときに、押込用棒状部材14の先端の突起15aが挿入され、棒状部材がその長手方向(押し込み方向)に摺動する溝35が設けられている。
Further, when the article at the pushing
袋詰め位置33には、該袋詰め位置33に載置された袋2の開口部側を吸着する固定ベースの吸着パッド23aと、袋の中央部を吸着する吸着パッド23bと、袋の底部側を吸着する吸着パッド23cが設けられている(図2A)。
At the
物品押込用ロボットハンド10と、開袋装置20の移動ベース22とを備えたロボット1は、図2Aに示した作業台30の物品押込位置31近傍の前面に載置される。このとき、物品押込用ロボットハンド10の底開き用棒状部材12と吸着治具17と押込用棒状部材14は、それらの長手方向(即ち、延長方向)を作業台30での物品の押し込み方向(溝35が伸びている方向)にして互いに並列しており、押込用棒状部材14が、物品供給部55から物品仮置位置32へ物品を移動させる方向の上手にあり、底開き用棒状部材12が下手にある。物品押込用ロボットハンド10の底開き用棒状部材12と吸着治具17と押込用棒状部材14がこの配置であることにより、後述するように、物品の袋詰めを無駄のない動作で効率よく行うことができる。
The
[袋供給装置]
袋供給装置40は、扁平に潰れた状態の袋2の積層体が載置される集積袋供給台41と集積袋供給台41の両側部で袋の積層体の載置位置を規制する袋供給部ガイド42と、袋の集積体を袋2の袋供給部43方向に押す袋押し部44が設けられている(図2A)。袋供給部ガイド42の袋2の取り出し側には、袋2の幅より僅かに狭いストッパ部を有している。袋押し部44にて、袋2は取り出し側の定位置に保たれている。袋2がピックされる際は、袋2が変形してストッパ部からピックされた1枚のみが抜け出すことができる。
[Bag supply device]
The
[物品供給装置]
物品供給装置50は、ベルトコンベア51、ベルトコンベア51上に物品の搬送路52を画する一対の物品供給部ガイド53、ベルトコンベア51の搬送方向の先端部に設けられた物品ストッパ54を備え、袋詰めされる物品を物品供給部55に順次送り出す(図2A)。
[Goods supply device]
The
一対の物品供給部ガイド53の間隔は、物品3の幅よりも僅かに幅狭になっており、一対の物品供給部ガイド53に挟まれた搬送路52内では物品3は斜めに傾いている(図2B)。これにより、物品3としてチューブが搬送路52で搬送される間に、チューブの底の線状のシール部4が、該チューブの後ろに続いて搬送されているチューブの胴部の上に乗り上げたり、下に潜り込んだりすることを防止できる。
The distance between the pair of article supply unit guides 53 is slightly narrower than the width of the
[物品の袋詰め方法]
本発明の物品押込用ロボットハンド10と開袋装置20を備えた図1に示したロボット1を図2Aに示した作業台30で使用することにより、物品の袋詰めが次のように行われる。
[How to pack goods]
By using the
(工程1)
物品押込用ロボットハンド10の吸着部19が、物品供給部55に運ばれてきた物品3を吸着し、ピックする。一方、開袋装置20の移動ベース22は吸着面を袋供給装置40に向け、袋供給部43にある袋2を吸着し、ピックする(図10A)。このピックの際、袋供給装置40における袋群は弾性体的な特性を有するので、移動ベース22の吸着部24に袋2が押し付けられ、移動ベース22の吸着部24で袋2を確実に吸着することができる。
(Step 1)
The
(工程2)
物品押込用ロボットハンド10の吸着部19が、物品3を仮置位置32にプレイスする。一方、開袋装置20は移動ベース22の吸着部で吸着した袋を袋詰め位置33の上空に移動させる(図10B)。
(Step 2)
The
(工程3)
物品押込用ロボットハンド10の吸着部19は、物品3をプレイスした仮置位置32上にある。一方、開袋装置20は移動ベース22を旋回させ、吸着している袋2を、固定ベースとして使用する袋詰め位置33上に移動し(図8A)、そこにプレイスし(図8B)、さらに移動ベース22を固定ベース21に側に下げる(図8C)。図8A~図8Cからわかるように、固定ベース21の吸着部23に対向する移動ベース22の位置には、弾性材料で形成されたパッド25があり、移動ベース22の吸着部24に対向する固定ベース21の位置には吸引部が存在せず、平坦部となっている。したがって、移動ベース22をさらに下げて袋2に吸着部23、24を押しつけても、吸着部23、24が傾いたり浮いたりすることなく、これらの吸着部23、24で袋2を確実に吸着することができる。特に、移動ベース22の弾性材料で形成されたパッド25が下がって固定ベース21に設けられている吸着部23が圧縮されると、そのパッド25に対向する固定ベース21の吸着部23はより確実に袋2を吸着する。吸着部23及び吸着部24によって袋2の両面が吸着されると移動ベース22は上昇を始め、袋2が開き始める(図8D)(図10C)。
(Step 3)
The
移動ベース22において、固定ベース21の吸着部23と対向する位置に弾性部材を設けることで、袋2が移動ベース22すなわち物品押込用ロボットハンド10によって固定ベース21に運ばれたときに、固定ベース21の吸着部23に確実に吸着されるので好ましいが、さらに固定ベース21には、移動ベース22の吸着部24と対向する位置に、好ましくは弾性部材で形成された平坦部を設けることが、袋が一層確実に各吸着部に押し付けられ吸着されるので好ましい。
By providing an elastic member at a position facing the
(工程4)
物品押込用ロボットハンド10の吸着部19は、引き続き物品3をプレイスした仮置位置32上にあるが、袋底開き用棒状部材12を袋詰め位置33で開口している袋2に向けて押し出すための位置調整を行う。開袋装置20は移動ベース22を上昇させて袋2を大きく開口させる(図8E)(図10D)。
(Step 4)
The
(工程5)
物品押込用ロボットハンド10は袋底開き用棒状部材12の袋底開き部材12aを開口した袋2の底部まで前進させ、袋2を底部まで完全に開く(図9A)。開袋装置20は、袋詰め位置(固定ベース)33の吸着部と移動ベース22の吸着部で袋2の開口状態を保持している(図10E)。
(Step 5)
The article pushing
(工程6)
物品押込用ロボットハンド10は袋底開き用棒状部材12の袋底開き部材12aを袋2から後退させる。開袋装置20は引き続き、固定ベース21の吸着部と移動ベース22の吸着部で袋2の開口状態を保持している(図10F)。
(Step 6)
The article pushing
(工程7)
物品押込用ロボットハンド10は袋底開き用棒状部材12をさらに後退させ、袋底開き部材12aが押込位置31にかからないようにする。吸着部19も吸着を止めて物品3から離れて後退する。開袋装置20は引き続き、固定ベース21の吸着部と移動ベース22の吸着部で袋2の開口状態を保持している(図10G)。
(Step 7)
The article pushing
(工程8)
作業台の物品移動板兼物品規制ガイド56を平行移動させることにより仮置位置32にあった物品を押込位置31に移動させる(図10H)。
(Step 8)
By translating the article moving plate and article regulation guide 56 of the workbench, the article that was in the
(工程9)
物品押込用ロボットハンド10を、その押込用棒状部材14から袋底開き用棒状部材12の方向に移動させ、押込用棒状部材14の物品押込部材15を押込位置31にある物品に合わせる(図10I)。
(Step 9)
The article pushing
(工程10)
物品押込用ロボットハンド10全体を押込位置31側に移動し、物品押込部材15を用いて物品を袋2の中程まで押し込む。(図9B)(図10J)
この押し込み時には物品押込部材15の突起15aが作業台30に形成された溝35に挿入されたまま溝35内を延長方向に移動するので、物品3の押される部位がチューブのシール部4であっても、シール部4が物品押込部材15の下に潜り込むことがなく、確実に物品3を袋2内に移動させることができる。
(Step 10)
The entire article pushing
At the time of this pushing, the
(工程11)
前工程における物品3の移動時の勢いで、袋2の底部まで物品3は押し込まれる。物品押込用ロボットハンド10を、物品押込部材15の突起15aが袋の下部に干渉しない位置まで僅かに上昇させ、物品押込用ロボットハンド10の物品押込用部材15をエアシリンダ16で、またはロボットアームの動きによってさらに前進させることで、袋2の底部まで物品3を押し込んでも良い(図9C)。
こうして袋詰めされた物品を得ることができる(図10K)。
(Step 11)
The
In this way, the bagged article can be obtained (Fig. 10K).
(工程12)
袋詰めされた物品3は開袋用ロボットハンド28である移動ベース22で吸着されているので、固定ベース21の吸着を解除すれば、開袋用ロボットハンド28で袋詰めされた物品3を持ち上げることが可能となる。開袋用ロボットハンド28は排出方向へと移動し、吸着を解除することで排出シュート36上に物品3を落下させる。袋詰めされた物品3は排出シュート36から排出され、次工程に送られる。次工程では袋の封函作業などが行われる。一方、物品押込用ロボットハンド10は工程1の位置に戻る。
(Step 12)
Since the bag-packed
以上の工程1~12において、物品の押込用ロボットハンド10は、物品の押し込み方向と垂直な方向において、一往復しているのみであり、無駄な動作がない。したがって、物品の袋詰めを短時間で行うことができる。
In the
本発明の方法は、種々の態様をとることができる。
例えば、物品供給部55から仮置位置32に物品を移動させるために、物品移動板兼物品規制ガイド56を使用することなく、工程4で袋詰め位置33にある袋2を開いた後、図11Aに示したように、物品移動板兼物品規制ガイド56を、物品の仮置位置32と押込位置31との間に移動させ、袋詰め位置33で開口している袋2に袋底開き用棒状部材12を挿入し、袋の底部まで開かせた後、図11Bに示すように、物品押込用ロボットハンド10の吸着部19を用いて物品3を仮置位置32から押込位置31へ移動させ、その物品3を押込用棒状部材14で袋内に押し込んでもよい。この方法によると、物品を仮置位置32から押込位置31に移動させるときの物品のプレイス位置や、押込位置31から袋内へ移動するときの移動路を物品移動板兼物品規制ガイド56で規制することができる。
The method of the present invention can take various aspects.
For example, in order to move an article from the article supply unit 55 to the
開袋装置20の固定ベース21は、作業面が水平な作業台30に組み込むことに限られない。例えば、図12Aに示したように、固定ベース21の吸着面を鉛直方向に起立させてもよい。固定ベース21の吸着面を鉛直方向の面とする場合も、固定ベース21を作業台30に組み込む場合と同様に、固定ベース21と移動ベース22にはそれぞれ吸着部23、24を設けるが、開袋時に固定ベース21と移動ベース22を対向させて袋を吸着するときに、双方の吸着部23、24が互いに重ならないように配置する。好ましくは、固定ベース21の吸着部23に対向する移動ベース22の部位に弾性材料で形成されたパッド25を設ける。移動ベース22の吸着部24に対向する固定ベース21の部位にも弾性材料で形成されたパッドを設けることが好ましい。図12Aに示した例では、固定ベース21の吸着部23のうち、袋2の開口部近傍を吸着する吸着部23aを蛇腹型のバキュームパッドとし、それ以外の吸着部23b、23cを平型のバキュームパッドとしている。また、移動ベース22では、固定ベース21の吸着部に対向する位置に弾性材料で形成されたパッド25を設け、それらの間に吸着部24として平型のバキュームパッドを設けている。
The fixed
固定ベース21を鉛直方向に起立させた場合の開袋工程としては、まず、袋供給部で供給される袋2を移動ベース22で吸着して取り出し、袋2を吸着した移動ベース22を固定ベース21の吸着面の前に移動させる。
In the bag opening step when the fixed
次に、移動ベース22を固定ベース21の方へ近づける。この場合、移動ベース22に設けられている弾性材料で形成されたパッド25が圧縮されるように近づけ、移動ベース22の吸着部24を袋2の表面に接触させると共に、固定ベース21の吸着部23を袋2の背面に接触させる(図12B)。
Next, the moving
移動ベース22の吸着部24と固定ベース21の吸着部23のそれぞれで袋2を吸着し、移動ベース22を固定ベース21から離れる方向に所定の位置まで移動させる。これにより袋2が開口する。このとき固定ベース21の蛇腹型のバキュームパッド23aと平型のバキュームパッド23b、23cとで袋がずれ落ちないようにしっかり固定する(図12C)。
The
次に、ロボットハンドに構成された把持装置などで物品の上部を把持し、袋2の上面開口部から袋2の中又は底部まで物品3を挿入する(図12D)。物品3の把持を解放すると物品3は安定的に袋2の底部まで入る。
Next, the upper part of the article is gripped by a gripping device or the like configured in the robot hand, and the
一方、物品3の挿入時に、袋2の開口部に漏斗57を設け、漏斗57を介して物品3を袋2に挿入してもよい(図12E)。なお、漏斗57を不図示の昇降装置に取り付け、袋2が開口した後に漏斗57が下降してその先端が袋2内に入るようにし、物品3の下端が漏斗57の上端開口面より少し下降した高さとなるところから物品3を漏斗内に落とすことが好ましい。これにより、物品3は、漏斗57を経て、詰まることなく袋2内に挿入されることとなる。
On the other hand, when the
1 ロボット
1a 水平回転部
2 袋
3 物品
4 シール部
10 物品押込用ロボットハンド
11 ハンドベース
12 袋底開き用棒状部材
12a 袋底開き部材
12b エア供給口
12c 外寸が拡張可能な部材
13 エアシリンダ
14 押込用棒状部材
15 物品押込部材
15a 突起
16 エアシリンダ
17 吸着治具
18 吸着部ベース
19 吸着部(バキュームパッド)
20 開袋装置
21 固定ベース
22 移動ベース
23 固定ベースの吸着部
24 移動ベースの吸着部
25、26 弾性材料で形成されたパッド
28 開袋用ロボットハンド
27 旋回装置
30 作業台
31 押込位置
32 仮置位置
33 袋詰め位置
34 物品規制ガイド
35 溝
36a、36b、36c 吸着パッド
40 袋供給装置
41 集積袋供給台
42 袋供給部ガイド
43 袋供給部
44 袋押し部
45 ストッパ
50 物品供給装置
51 ベルトコンベア
52 搬送路
53 物品供給部ガイド
54 物品ストッパ
55 物品供給部
56 物品移動板兼物品規制ガイド
57 漏斗
1 Robot 1a
20
Claims (9)
袋の表裏の一方の面を吸着する複数の吸着部を備え、袋の開袋時の位置が固定された固定ベース、
袋の表裏の他方の面を吸着する複数の吸着部と弾性部材とを有し、該弾性部材が袋の開袋時に固定ベースの吸着部と対向する位置にある移動ベース、及び
移動ベースを固定ベースに対して動かす駆動装置を備え、
固定ベースの複数の吸着部と移動ベースの複数の吸着部は、袋の開袋時に固定ベースと移動ベースを対向させたときに袋の開口部と底部を結ぶ方向に配列すると共に互いに重ならない位置に形成されている開袋装置。 It is a bag opening device used for bagging goods.
A fixed base that has multiple suction parts that suck on one side of the front and back of the bag, and the position when the bag is opened is fixed.
A moving base and a moving base having a plurality of suction portions for sucking the other surfaces of the front and back surfaces of the bag and an elastic member, and the elastic member is located at a position facing the suction portion of the fixed base when the bag is opened . Equipped with a drive device that moves against a fixed base
Multiple suction parts of the fixed base and multiple suction parts of the moving base are arranged in the direction connecting the opening and the bottom of the bag when the fixed base and the moving base are opposed to each other when the bag is opened, and the positions do not overlap each other. A bag opening device formed in.
袋の表裏の一方の面を吸着する複数の吸着部を備え、袋の開袋時の位置が固定された固定ベースと、袋の表裏の他方の面を吸着する複数の吸着部と弾性部材とを有し、該弾性部材が袋の開袋時に固定ベースの吸着部と対向する位置にある移動ベースとの間で袋を吸着保持する工程、
移動ベースを固定ベースから離すことにより、固定ベースと移動ベースの間で保持されている袋を開袋する工程を有し、
袋を吸着保持する工程において、固定ベースと移動ベースを対向させたときに、固定ベースの複数の吸着部と移動ベースの複数の吸着部とが袋の開口部と底部を結ぶ方向に配列すると共に互いに重ならないようにする開袋方法。 It is a method of opening a bag used for bagging goods.
A fixed base that has a plurality of suction parts that suck one side of the front and back of the bag and the position when the bag is opened is fixed, and a plurality of suction parts and an elastic member that suck the other side of the front and back of the bag. The step of sucking and holding the bag between the suction portion of the fixed base and the moving base at a position where the elastic member faces the suction portion of the fixed base when the bag is opened .
It has a step of opening the bag held between the fixed base and the moving base by separating the moving base from the fixed base.
In the process of sucking and holding the bag, when the fixed base and the moving base are opposed to each other, the plurality of suction parts of the fixed base and the plurality of suction parts of the moving base are arranged in the direction connecting the opening and the bottom of the bag. How to open the bag so that it does not overlap with each other.
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