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1. (WO2019035325) BOX PACKING DEVICE
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明 細 書

発明の名称 箱詰装置

技術分野

0001  

背景技術

0002  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0003   0004  

課題を解決するための手段

0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034  

発明の効果

0035  

図面の簡単な説明

0036  

発明を実施するための形態

0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103  

符号の説明

0104  

先行技術文献

特許文献

0105  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8A   8B   8C   8D   9   10   11   12   13  

明 細 書

発明の名称 : 箱詰装置

技術分野

[0001]
 本発明は、箱詰装置に関する。

背景技術

[0002]
 袋詰めされたポテトチップスなどの物品の製造工程においては、特許文献1(特開2016-13867号公報)に記載されたような箱詰装置によって、所定数の物品が梱包箱に詰められる。箱詰装置は、まず複数の物品を集積して一段分に相当する物品群を作る。次に、箱詰め装置は、その物品群を梱包箱の中に詰める。箱詰装置はこの動作を、1つの梱包箱の中に収容されるべき物品の段数だけ繰り返すことによって、所定数の物品を梱包箱に詰める。

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0003]
 一段分の物品の集積が適切に行われていない場合、梱包箱への詰め込みの工程において、袋の破裂、または、物品の消失などの好ましくない事象が発生しうる。この場合、梱包されるべき物品の数量を満足しない梱包箱が出荷されるおそれがある。
[0004]
 本発明の課題は、箱詰装置において物品の破損や消失を防ぎ、正常な数の物品を梱包箱に詰めることである。

課題を解決するための手段

[0005]
 本発明の第1観点に係る箱詰装置は、集積機構と、検知部と、詰込機構と、を備える。集積機構は、複数の物品を集積させて物品群を作る。検知部は、物品群の姿勢を検知する。詰込機構は、検知部による検知結果に基づいて、物品群を梱包箱に詰める。
[0006]
 この構成によれば、物品群の梱包箱への詰め込みは検知結果に基づいて行われる。したがって、検知結果の異常時に詰め込みをしないことで、物品の破損や消失を抑制することができる。
[0007]
 本発明の第2観点に係る箱詰装置は、第1観点に係る箱詰装置において、物品群載置部、をさらに備える。集積機構は、物品群を物品群載置部の上に作る。検知部は、物品群載置部の上に作られた物品群の姿勢を検知する。
[0008]
 この構成によれば、検知結果は、物品群載置部の上における物品群の姿勢に関するものである。したがって、詰込機構に把持される前の物品群の姿勢の異常を検出できる。
[0009]
 本発明の第3観点に係る箱詰装置は、第1観点または第2観点に係る箱詰装置において、詰込機構が、物品群を一括して把持する把持部を有する。検知部は、把持部によって把持されている物品群の姿勢を検知する。
[0010]
 この構成によれば、検知結果は、把持部によって把持されている物品群の姿勢に関するものである。したがって、把持の際に生じた姿勢の異常を検知できる。
[0011]
 本発明の第4観点に係る箱詰装置は、第1観点から第3観点のいずれか1つに係る箱詰装置において、検知部が、詰込機構による梱包箱への詰め込み作業を経た後の物品群の姿勢を検知する。
[0012]
 この構成によれば、検知結果は、詰め込み作業を経た物品群の姿勢に関するものである。したがって、詰め込み作業の際に生じた物品の破損や消失を検知できる。
[0013]
 本発明の第5観点に係る箱詰装置は、第1観点から第4観点のいずれか1つに係る箱詰装置において、検知部が、カメラを有する。
[0014]
 この構成によれば、検知部はカメラを有する。したがって、物品群の姿勢に関する多くの情報を取得できる。
[0015]
 本発明の第6観点に係る箱詰装置は、第1観点から第5観点のいずれか1つに係る箱詰装置において、検知部が、光センサを有する。
[0016]
 この構成によれば、検知部は光センサを有する。したがって、検知部が安価に構成される。
[0017]
 本発明の第7観点に係る箱詰装置は、第3観点に係る箱詰装置において、検知部が、把持部に設けられた光センサを有する。
[0018]
 この構成によれば、検知部は把持部に設けられた光センサを有する。したがって、把持部に把持された物品の消失等が検知される。
[0019]
 本発明の第8観点に係る箱詰装置は、第3観点に係る箱詰装置において、梱包箱の少なくとも一部を保持する箱保持部、をさらに備える。検知部は、箱保持部に設けられた光センサを有する。
[0020]
 この構成によれば、検知部は箱支持部に設けられた光センサを有する。したがって、梱包箱に入らない姿勢の物品群が検知される。
[0021]
 本発明の第9観点に係る箱詰装置は、第1観点から第8観点のいずれか1つに係る箱詰装置において、検知結果を判定する判定部、をさらに備える。検知結果に係る物品群の姿勢が異常である、と判定部が判定した場合に、詰込機構は物品群を梱包箱に詰めることなく排出する。
[0022]
 この構成によれば、判定部の異常判定に基づいて、詰込機構が物品群を排出する。したがって、姿勢に異常のある物品群が梱包箱に詰め込まれない。
[0023]
 本発明の第10観点に係る箱詰装置は、第1観点から第9観点のいずれか1つに係る箱詰装置において、物品群を構成する物品が、それぞれ、他の物品に部分的に重なっている。
[0024]
 この構成によれば、物品群は部分的に重なり合う複数の物品からなる。したがって、梱包箱への詰め込み作業において袋の破裂や物品の消失が発生しやすい物品群について、姿勢の異常を検知できる。
[0025]
 本発明の第11観点に係る箱詰装置は、第1観点に係る箱詰装置において、集積機構が、複数の物品を把持することによって物品群を生成する。
[0026]
 この構成によれば、集積機構が同時に複数の物品を把持する。したがって、物品群が迅速に生成される。
[0027]
 本発明の第12観点に係る箱詰装置は、第11観点に係る箱詰装置において、集積機構が、物品群を把持するための吸着ヘッドを有する。
[0028]
 この構成によれば、物品は吸着ヘッドによって吸着されることによって、吸着ヘッドに把持される。したがって、物品の把持と開放が容易である。
[0029]
 本発明の第13観点に係る箱詰装置は、第11観点又は第12観点に係る箱詰装置において、検知部が、集積機構に設置されているとともに、集積機構に把持されている物品群の姿勢を検知する。
[0030]
 この構成によれば、集積機構に把持される物品群の姿勢は、集積機構に設置された検知部により検知される。したがって、物品群の姿勢の検知が迅速に行われる。
[0031]
 本発明の第14観点に係る箱詰装置は、第11観点から第13観点のいずれか1つに係る箱詰装置において、集積機構と詰込機構は同一のロボットにより構成されている。
[0032]
 この構成によれば、集積機構と詰込機構は同一のロボットである。したがって、箱詰装置を構成する部品点数が少ない。
[0033]
 本発明の第15観点に係る箱詰装置は、第14観点に係る箱詰装置において、検知結果を判定する判定部、をさらに備える。検知結果に係る物品群の姿勢が異常である、と判定部が判定した場合に、詰込機構は物品群を梱包箱に詰めることなく排出する。
[0034]
 この構成によれば、判定部の異常判定に基づいて、詰込機構が物品群を排出する。したがって、姿勢に異常のある物品群が梱包箱に詰め込まれない。

発明の効果

[0035]
 本発明に係る箱詰装置によれば、物品の破損や消失を抑制することができる。

図面の簡単な説明

[0036]
[図1] 物品Aの概略図である。
[図2] 梱包箱Bの概略図である。
[図3] 本発明の第1実施形態に係る箱詰装置90の側面図である。
[図4] 箱詰装置90の内部構成の概略図である。
[図5] 制御部80の構成の概略図である。
[図6] 箱詰装置90の平面図である。
[図7] 箱詰装置90の平面図である。
[図8A] 物品群Gの例を示す模式図である。
[図8B] 物品群Gの例を示す模式図である。
[図8C] 物品群Gの例を示す模式図である。
[図8D] 物品群Gの例を示す模式図である。
[図9] 本発明の第2実施形態に係る箱詰装置90Aの検知部60Aを示す平面図である。
[図10] 本発明の第3実施形態に係る箱詰装置90Bの検知部60Bを示す平面図である。
[図11] 本発明の第4実施形態に係る箱詰装置90Cの平面図である。
[図12] 本発明の第5実施形態に係る箱詰装置90Dの平面図である。
[図13] 本発明の第6実施形態に係る箱詰装置90Eの内部構成の概略図である。

発明を実施するための形態

[0037]
 <第1実施形態>
 (1)箱詰装置が取り扱う対象
 本発明に係る箱詰装置は、図1に示される複数の物品Aを、図2に示す梱包箱Bに詰め込むものである。
[0038]
 (1-1)物品A
 図1は、箱詰装置が取り扱う物品Aの外観である。物品Aは、例えば、ポテトチップスやその他の食品などの内容物を、フィルムで袋状に包装したものである。物品Aの上辺と下辺にはシール部SLが形成される。
[0039]
 (1-2)梱包箱B
 図2は、梱包箱Bの外観である。梱包箱Bは例えば段ボールからなる。梱包箱Bは、4つの壁部Wと、それぞれの壁部Wから延びる上フラップFUおよび下フラップFLを有する。上フラップFUおよび下フラップFLは、折り目Cの箇所において、壁部Wに対して折り曲げることができる。
[0040]
 本図に示す梱包箱Bでは、下フラップFLが折り曲げられて梱包箱Bの底を構成している。上フラップFUは開いた状態である。
[0041]
 (2)箱詰装置90の全体構成
 図3は、本発明の第1実施形態に係る箱詰装置90の外観を示している。箱詰装置90は、フレーム10を有する。図4は、箱詰装置90の内部構成を示す。箱詰装置90は、物品搬送部20、箱搬送部30、集積機構40、詰込機構50、検知部60、箱保持部70をさらに有する。さらに、箱詰装置90は、図5に示す制御部80を有する。
[0042]
 (3)詳細構成
 (3-1)フレーム10
 図3に示すように、フレーム10は、箱詰装置90の各部品を支持する。図4に示すように、フレーム10には、入口エリア11、出口エリア12、第1空箱入口エリア13、第2空箱入口エリア14、排出エリア15が設けられている。入口エリア11は物品Aを取り込むための部位である。出口エリア12は、複数の物品Aを収容済みの梱包箱Bを排出するための部位である。第1空箱入口エリア13および第2空箱入口エリア14は、空の梱包箱Bを取り込むための部位である。排出エリア15は、集積状態が不適切である物品Aを排出するための部位である。
[0043]
 (3-2)物品搬送部20
 図4の物品搬送部20は、物品Aを搬送する。物品搬送部20は、第1コンベア21および第2コンベア22を有する。第1コンベア21は、入口エリア11にある物品Aを取り込むためのものであり、例えばベルトコンベアからなる。第2コンベア22は、複数の物品Aの集積に関与するものであり、例えばベルトコンベアからなる。第1コンベア21と第2コンベア22は部分的に平行に配置されている。
[0044]
 (3-3)箱搬送部30
 箱搬送部30は、梱包箱Bを搬送する。箱搬送部30は、コンベアローラ31、箱押機構32、第3コンベア33を有する。空の梱包箱Bは、上フラップFUが開いた状態で、第1空箱入口エリア13または第2空箱入口エリア14から投入される。コンベアローラ31は、空の梱包箱Bを箱押機構32まで誘導する。箱押機構32は、空の梱包箱Bを検知すると、その梱包箱Bを第3コンベア33の方へ押し出す。第3コンベア33は、物品Aの梱包箱Bへの詰め込みに関与するものであり、例えばベルトコンベアからなる。第3コンベア33の上面の一部は、第3コンベアの回転状態に関わらず、詰込場所34を構成する。
[0045]
 (3-4)集積機構40
 集積機構40は、複数の物品Aを集積させて物品群Gを作る。具体的には、集積機構40は、第1コンベア21によって運ばれる物品Aを持ち上げ、第2コンベア22に置くことによって、第2コンベアの上に物品群Gを載置する。物品群Gを構成する物品Aは、それぞれ、他の物品Aに部分的に重なっている。
[0046]
 集積機構40は、例えばパラレルリンクロボットからなり、例えば、ヘッド41、3本のアーム43、ケース44、ホース45を有する。ヘッド41は接触具42を有する。接触具42は、可撓性または弾力性を有する素材で形成される。集積機構40は、ホース45に接続された図示しないポンプを制御して、ヘッド41の接触具42から空気を吸引する。この吸引により、ヘッド41は、接触具42に接触した物品Aを把持することができる。
[0047]
 ケース44は、図示しない複数のモータを格納している。複数のモータの一部はヘッド41に設けられていても良い。集積機構40は、モータを用いて3本のアーム43を駆動することによって、ヘッド41を3次元的に移動させ、または回転させる。
[0048]
 (3-5)詰込機構50
 詰込機構50は、第2コンベア22上に置かれた物品群Gを一括して把持し、詰込場所34に置かれた梱包箱Bの中へ移動させる。詰込機構50は平行移動ロボットからなり、例えば、ヘッド51、ロッド53、鉛直移動装置54、水平移動装置55、ホース56を有する。ヘッド51は接触具52を有する。接触具52は、可撓性または弾力性を有する素材で形成される。
[0049]
 詰込機構50は、ホース56に接続された図示しないポンプによって、ヘッド51の接触具52から空気を吸引する。この吸引により、ヘッド51は、接触具52に接触した物品群Gを一括して把持することができる。
[0050]
 鉛直移動装置54および水平移動装置55は、図示しない複数のモータによって駆動される。鉛直移動装置54は、ヘッド51に繋がるロッド53を上下方向に移動させることができる。水平移動装置55は、鉛直移動装置54をヘッド51とともに水平方向に移動させることができる。
[0051]
 (3-6)検知部60
 検知部60は、物品群Gの集積状態、すなわち姿勢を検知する。検知部60は、カメラからなる。検知部60は、第2コンベア22に載置された物品群Gを撮影する。
[0052]
 (3-7)箱保持部70
 箱保持部70は、詰込場所34に置かれた梱包箱Bについて、上フラップFUが開いた状態を安定させるために上フラップFUを保持するものである。
[0053]
 (3-8)制御部80
 図5に示すように、制御部80は、中央処理部81、センサ読取部82、アクチュエータ駆動部83、信号処理部84、判定部85を有する。制御部80は、これらのブロックの機能を発揮できるように、全体としてCPUおよびプログラムを格納したメモリによって構成されてもよい。
[0054]
 中央処理部81は、箱詰装置90の動作全体を統括する。センサ読取部82は、各種センサの出力を読み取る。アクチュエータ駆動部83は、各種アクチュエータを駆動する信号を出力する。各種アクチュエータとは、例えばベルトコンベアの駆動用モータである。信号処理部84は、検知部60の出力信号を処理する。出力信号とは、具体的にはカメラの画像信号である。判定部85は、信号処理部84の処理結果を受け取り、物品群Gの姿勢が正常か異常かを判定する。
[0055]
 (4)全体動作
 図4に示すように、空の梱包箱Bは、第1空箱入口エリア13または第2空箱入口エリア14から投入される。箱搬送部30は、空の梱包箱Bを詰込場所34まで搬送する。空の梱包箱Bは、詰込場所34で待機する。
[0056]
 箱詰装置90は、入口エリア11において物品Aを1つずつ受け取る。第1コンベア21は、物品Aを搬送する。第1コンベア21の上に置かれた物品Aは、2つのシール部SL(図1)が搬送方向に離間している。通常、第1コンベア21による搬送は一定の速度で行われるが、後段の機構の処理に遅れが検出された場合などには、第1コンベア21は一時的に搬送を中断してもよい。
[0057]
 集積機構40は、まず1つ目の物品Aを第1コンベア21から第2コンベア22へ移動させる。この移動の過程で、図6に示すように、集積機構40はヘッド41を90°だけ回転させる。この回転により、集積機構40は、物品Aの2つのシール部SLが、第1コンベア21の搬送方向と直交する方向に離間するように、物品Aを第2コンベア22の上に載置することができる。次に、集積機構40は、2つ目の物品Aを同様に回転および移動させ、第2コンベア22の上の1つ目の物品Aの隣に載置する。最後に、集積機構40は、3つ目の物品Aを同様に回転および移動させ、1つ目の物品Aおよび2つ目の物品Aの両方に重ねる。このようにして、集積機構40は、物品群Gを作る。
[0058]
 第2コンベア22は、物品群Gを詰込機構50に近づける。
[0059]
 詰込機構50は、第2コンベア22の上に載置された物品群Gにヘッド51を接近させ、物品群Gに接触具52を接触させる。そして、詰込機構50は、物品群Gを一括して把持し、物品群Gを鉛直方向に持ち上げる。その後、詰込機構50は物品群Gを、詰込場所34で待機している梱包箱Bの上方まで水平に移動させる。次いで、詰込機構50は物品群Gを下方の梱包箱Bの中へ運び降ろす。最後に、詰込機構50は、空気の吸引を停止し、物品群Gの把持を解除する。
[0060]
 箱詰装置90は、この一連の作業を所定の回数だけ繰り返すことにより、梱包箱Bの中に所定の段数の物品群Gを積み重ねる。
[0061]
 最後に、第3コンベア33が、箱詰め工程を終えた梱包箱Bを出口エリア12から排出する。この後、梱包箱Bの上フラップFUが作業者または機械によって折り曲げられることにより、梱包箱Bが閉じられる。
[0062]
 (5)集積状態の検知
 (5-1)不適切な集積状態
 図7には、適切に集積された物品群Gが示されている。物品群Gは集積された3つの物品Aからなる。物品群Gの集積状態が不適切である場合、3つの物品Aがより広がって配置され、物品群Gはより大きな面積を占めるかもしれない。このような異常な姿勢の物品群Gを詰込機構50が梱包箱Bに詰め込む際には、梱包箱Bに接触した一部の物品Aが梱包箱Bの外へ落下したり、あるいはヘッド51と梱包箱Bに挟まれた一部の物品Aの袋が破裂したりするおそれがある。
[0063]
 物品群Gの不適切な集積状態は、さらに、一部の物品Aと接触具52の接触を不十分にさせうる。この場合、ヘッド51が物品群Gを把持し、物品群Gを移動させる最中に、一部の物品Aがヘッド51から落下するおそれがある。
[0064]
 (5-2)検知部60の動作
 検知部60は、図7に示す対象領域60’を含むエリアを撮像する。対象領域60’は、第2コンベア22の上に載置された物品群Gを含んでいる。検知部60が撮像した画像信号は、図5の制御部80の信号処理部84へ送られる。信号処理部84は、画像信号の2値化、およびエッジ抽出などの画像処理を行うことにより、物品群Gが占める面積の形状を検知する。次いで、判定部85が、物品群Gの形状と梱包箱Bの大きさとを比較することにより、物品群Gの姿勢が正常であるか異常であるかを判定する。判定部85が物品群Gの姿勢を異常であると判定した場合、アクチュエータ駆動部83は第2コンベア22を駆動し、異常な物品群Gを排出エリア15から箱詰装置90の外へ排出する。
[0065]
 (6)特徴
 (6-1)
 物品群Gの梱包箱Bへの詰め込みは検知部60の検知結果に基づいて行われる。したがって、検知結果の異常時に詰め込みをしないことで、物品Aの破損や消失を抑制することができる。
[0066]
 (6-2)
 検知結果は、第2コンベア22の上における物品群Gの姿勢に関するものである。したがって、詰込機構50に把持される前の物品群Gの姿勢の異常を検出できる。
[0067]
 (6-3)
 検知部60はカメラを有する。したがって、物品群Gの姿勢に関する多くの情報を取得できる。
[0068]
 (6-4)
 判定部75の異常判定に基づいて、詰込機構50が物品群Gを排出する。したがって、姿勢に異常のある物品群Gが梱包箱Bに詰め込まれない。
[0069]
 (6-5)
 物品群Gは部分的に重なり合う複数の物品Aからなる。したがって、梱包箱Bへの詰め込み作業において袋の破裂や物品Aの消失が発生しやすい物品群Gについて、姿勢の異常を検知できる。
[0070]
 (7)変形例
 (7-1)
 第1コンベア21に搬送される物品Aの配置は、2つのシール部SLが搬送方向に離間する態様に限られない。例えば2つのシール部SLは搬送方向に垂直な方向に離間してもよい。さらに、第2コンベア22に載置される物品Aの配置は、2つのシール部SLが搬送方向に垂直な方向に離間する態様に限られない。例えば2つのシール部SLは搬送方向に離間してもよい。
[0071]
 (7-2)
 上記実施形態で採用した物品群Gの構成は、図8Aに示すように3つの物品Aからなり、かつ中央の物品Aが両隣の物品Aの上に置かれているものである。しかし、物品群Gの構成はこれに限られない。図8B~図8Dは、他の物品群Gの構成の例を示す。図8Bに示す物品群Gでは、隣接する2つの物品Aのうち左側の物品Aは右側の物品Aの上に置かれている。図8Cに示す物品群Gは3個の物品Aからなる。2つの物品Aが同じ方向に配置され、1つの物品Aは他の物品Aと直交する方向に配置されている。図8Dに示す物品群Gは4個の物品Aからなる。それぞれの物品Aは、他のいずれかの物品Aと重なっている。
[0072]
 さらに、物品群Gはこれら以外のあらゆる構成であってもよい。例えば、物品群Gにおいて、物品Aは必ずしも他の物品Aと重ならなくともよい。
[0073]
 (7-3)
 物品Aは、袋状に包装されたものに限られない。例えば、物品Aは、梱包箱Bよりも小さな箱に包装されたものであってもよい。
[0074]
 <第2実施形態>
 (1)構成
 図9は、本発明の第2実施形態に係る箱詰装置90Aの検知部60Aを示す。箱詰装置90Aは、検知部60に代えて検知部60Aを有する点において、第1実施形態に係る箱詰装置90と異なっている。
[0075]
 検知部60Aは、光センサ61a~61dからなる。光センサ61a~61dは、いずれも反射型の光センサであり、すなわち、投光部と受光部とを有する。投光部は対象物に向かって光を放射する。光は赤外光であってもよいし、それ以外の波長を持つ光でもよい。光は対象物において反射する。受光部は反射光を検知する。受光部が検知した反射光のレベルによって、光センサ61a~61dと対象物の間の距離が把握される。
[0076]
 光センサ61a~61dは、詰込機構50のヘッド51の四隅に設けられている。光センサ61a~61dの投光部は、下方に向かって光を放射する。光は対象物である物品群Gにおいて反射する。適切に集積された物品群Gがヘッド51によって把持されている場合、光センサ61a~61dと物品群Gの間の距離は小さいので、受光部は所定閾値以上のレベルを持つ反射光を検知できる。光センサ61a~61dの少なくとも1つの検知レベルが閾値以下である場合、物品群Gを構成すべき物品Aの一部が適切にヘッド51に把持おらず、消失している蓋然性が大きい。
[0077]
 図5の信号処理部84は光センサ61a~61dの検知レベルを把握する。判定部85は光センサ61a~61dの検知レベルを閾値と比較し、物品群Gが適切にヘッド51に把持されているか否かを判定する。
[0078]
 (2)特徴
 (2-1)
 検知結果は、ヘッド51によって把持されている物品群Gの姿勢に関するものである。したがって、ヘッド51による把持の際に生じた姿勢の異常を検知できる。
[0079]
 (2-2)
 検知部60Aは光センサ61a~61dを有する。したがって、検知部60Aが安価に構成される。
[0080]
 (2-3)
 検知部60Aの光センサ61a~61dはヘッド51に設けられる。したがって、ヘッド51に把持された物品Aの消失等が検知される。
[0081]
 (3)変形例
 第1実施形態の変形例を、本実施形態に適用してもよい。
[0082]
 <第3実施形態>
 (1)構成
 図10は、本発明の第3実施形態に係る箱詰装置90Bの検知部60Bを示す。箱詰装置90Bは、検知部60に代えて検知部60Bを有する点において、第1実施形態に係る箱詰装置90と異なっている。
[0083]
 検知部60Bは、光センサ65a、65b、66a、66b、67a、67b、68a、68bからなる。これらの光センサは透過型の光センサであり、投光器と受光器の4組の対である。光センサ65a、66a、67a、68aは投光器であり、光を放射する。光は赤外光であってもよいし、それ以外の波長を持つ光でもよい。光センサ65b、66b、67b、68bは受光器である。光センサ65a、66a、67a、68aが放射する光は、それぞれ、光センサ65b、66b、67b、68bによって検出される。投光器と受光器の間に障害物が存在すると、光が遮断されるので、受光器の検出レベルは低くなる。
[0084]
 光センサ65a、65b、66a、66b、67a、67b、68a、68bは、箱保持部70に設けられている。箱保持部70は、詰込場所34に置かれた梱包箱Bの上フラップFUを開いた状態に保持するものである。箱保持部70は、第1短辺フラップ保持部71、第2短辺フラップ保持部72、第1長辺フラップ保持部73、第2長辺フラップ保持部74を有する。光センサ65a、66a、67a、68aが放射する光は、平面視において梱包箱Bの4つの折り目Cと一致または近接する経路を進行する。詰込機構50が物品群Gを梱包箱Bに詰め込む際、物品群Gの姿勢が正常であれば、投光器が放射した光を物品群Gは遮断しない。物品群Gの姿勢が異常であれば、投光器が放射した光を物品群Gは遮断する。光センサ65b、66b、67b、68bの少なくとも1つの検知レベルが閾値以下である場合、物品群Gは折り目Cをはみ出すような異常な姿勢にある蓋然性が大きい。
[0085]
 (2)特徴
 検知部60Bの光センサは、箱保持部70に設けられる。したがって、梱包箱Bに入らない姿勢の物品群Gが検知される。
[0086]
 (3)変形例
 これまでの実施形態の変形例を、本実施形態に適用してもよい。
[0087]
 <第4実施形態>
 (1)構成
 本発明の第4実施形態に係る箱詰装置90Cの検知部60Cは、第1実施形態と同様にカメラから構成される。検知部60Cは、図11に示す対象領域60C’を含むエリアを撮像する。対象領域60’は、詰込場所34を含んでいる。検知部60Cが撮像した画像信号は、図5の制御部80の信号処理部84へ送られる。信号処理部84は、画像信号の2値化、およびエッジ抽出などの画像処理を行うことにより、物品群Gが占める面積の形状を検知する。次いで、判定部85が、物品群Gの形状と梱包箱Bの大きさとを比較することにより、物品群Gの姿勢が正常であるか異常であるかを判定する。
[0088]
 さらに、信号処理部84は、梱包箱Bの外側の画像を解析し、梱包箱Bの外に落下した物品Aの存在を検知する。判定部85は、梱包箱Bの外に落下した物品Aが存在する場合には、物品群Gの姿勢を異常であると判定する。
[0089]
 判定部85が物品群Gの姿勢を異常であると判定した場合、アクチュエータ駆動部83は第2コンベア22を駆動し、不適切な物品群Gを排出エリア15から箱詰装置90の外へ排出する。
[0090]
 (2)特徴
 検知部60Cの検知結果は、詰め込み作業を経た物品群Gの姿勢に関するものである。したがって、詰め込み作業の際に生じた物品Aの破損や消失を検知できる。
[0091]
 (3)変形例
 これまでの実施形態の変形例を、本実施形態に適用してもよい。
[0092]
 <第5実施形態>
 (1)構成
 図12は、本発明の第5実施形態に係る箱詰装置90Dの検知部60Dを示す。箱詰装置90Dは、検知部60に代えて検知部60Dを有する点において、第1実施形態に係る箱詰装置90と異なっている。
[0093]
 検知部60Dは、多数の光センサ69からなる。第2実施形態と同様に、光センサ69は、いずれも反射型の光センサである。光センサ69は、詰込機構50のヘッド51の下面において、隣接する接触具52の間に設けられている。光センサ69の投光部は、下方に向かって光を放射する。光は対象物である物品群Gにおいて反射する。受光部は、反射光を検知する。
[0094]
 詰込機構50が物品群Gを梱包箱Bに詰め込んだ後、ヘッド51は梱包箱Bから離間するように、所定の高さに移動する。その後、検知部60Dの多数の光センサ69は、反射光のレベルを測定する。
[0095]
 図5の信号処理部84は光センサ69の検知レベルを把握する。判定部85は第1に、多数の光センサ69の検知レベルを相互に比較し、詰め込まれた物品群Gの各所の高さが均一であるかを確認する。高さが不均一であれば、判定部85は物品群Gの姿勢を異常であると判定する。判定部85は第2に、すでに梱包箱Bに詰め込まれた物品群Gの段数に基づいて、検知レベルの大きさが妥当であるかを確認する。検知レベルの大きさが不当であれば、判定部85は物品群Gの姿勢を異常であると判定する。
[0096]
 (2)特徴
 検知結果は、詰め込み作業を経た物品群Gの姿勢に関するものである。したがって、詰め込み作業の際に生じた物品Aの破損や消失を検知できる。
[0097]
 (3)変形例
 これまでの実施形態の変形例を、本実施形態に適用してもよい。
[0098]
 <第6実施形態>
 (1)構成
 図13は、本発明の第6実施形態に係る箱詰装置90Eを示す。箱詰装置90Eは、集積機構40が詰込機構50及び検知部60Eの機能を併せ持つ点において、第1実施形態に係る箱詰装置90と異なっている。
[0099]
 集積機構40は、まず1つ目の物品Aを第1コンベア21から拾い上げる。集積機構40は、次に、1つ目の物品Aを第2コンベア22へ置くことなく、2つ目の物品Aを第1コンベア21から拾い上げる。集積機構40は、次に、1つ目の物品A及び2つ目の物品Aを保持しながら、3つ目の物品Aを第1コンベア21から拾い上げる。このように、集積機構40は、複数の物品Aから物品群Gを作る。
[0100]
 集積機構40のヘッド41には、光センサ69’が設けられている。光センサ69’は検知部60Eを構成する。第2実施形態と同様に、光センサ69’は、いずれも反射型の光センサである。光センサ69’の投光部は、下方に向かって光を放射する。光は対象物である物品群Gにおいて反射する。受光部は、反射光を検知する。受光部が検知した反射光のレベルによって、物品群Gの姿勢又は状態が把握される。
[0101]
 空の梱包箱Bは、第2コンベア22の上で待機する。集積機構40は、梱包箱Bの中に、物品群Gを詰め込む。詰め込みが終了した梱包箱Bは、排出エリア15から第2コンベア22によって排出される。
[0102]
 (2)特徴
 集積機構40が詰込機構50及び検知部60Eの機能を併せ持つ。したがって、箱詰装置90Eが廉価に構成される。
[0103]
 (3)変形例
 これまでの実施形態の変形例を、本実施形態に適用してもよい。

符号の説明

[0104]
10   :フレーム
11   :入口エリア
12   :出口エリア
20   :物品搬送部
21   :第1コンベア
22   :第2コンベア
30   :箱搬送部
33   :第3コンベア
34   :詰込場所
40   :集積機構
50   :詰込機構
51   :ヘッド
52   :接触具
53   :ロッド
54   :鉛直移動装置
55   :水平移動装置
56   :ホース
60、60A~E:検知部
61a~d:光センサ
65a、65b、66a、66b:光センサ
67a、67b、68a、68b:光センサ
69、69’:光センサ
70   :箱保持部
75   :判定部
80   :制御部
81   :中央処理部
82   :センサ読取部
83   :アクチュエータ駆動部
84   :信号処理部
85   :判定部
90、90A~E:箱詰装置
A    :物品
B    :梱包箱
C    :折り目
FL   :下フラップ
FU   :上フラップ
G    :物品群
W    :壁部

先行技術文献

特許文献

[0105]
特許文献1 : 特開2016-13867号公報

請求の範囲

[請求項1]
 複数の物品を集積させて物品群を作る集積機構と、
 前記物品群の姿勢を検知する検知部と、
 前記検知部による検知結果に基づいて、前記物品群を梱包箱に詰める詰込機構と、
を備える、箱詰装置。
[請求項2]
 物品群載置部、
をさらに備え、
 前記集積機構は、前記物品群を前記物品群載置部の上に作り、
 前記検知部は、前記物品群載置部の上に作られた前記物品群の前記姿勢を検知する、
請求項1に記載の箱詰装置。
[請求項3]
 前記詰込機構は、前記物品群を一括して把持する把持部を有し、
 前記検知部は、前記把持部によって把持されている前記物品群の前記姿勢を検知する、
請求項1または請求項2に記載の箱詰装置。
[請求項4]
 前記検知部は、前記詰込機構による前記梱包箱への詰め込み作業を経た後の前記物品群の前記姿勢を検知する、
請求項1から3のいずれか1つに記載の箱詰装置。
[請求項5]
 前記検知部は、カメラを有する、
請求項1から4のいずれか1つに記載の箱詰装置。
[請求項6]
 前記検知部は、光センサを有する、
請求項1から5のいずれか1つに記載の箱詰装置。
[請求項7]
 前記検知部は、前記把持部に設けられた光センサを有する、
請求項3に記載の箱詰装置。
[請求項8]
 前記梱包箱の少なくとも一部を保持する箱保持部、
をさらに備え、
 前記検知部は、前記箱保持部に設けられた光センサを有する、
請求項3に記載の箱詰装置。
[請求項9]
 前記検知結果を判定する判定部、
をさらに備え、
 前記検知結果に係る前記物品群の前記姿勢が異常である、と前記判定部が判定した場合に、前記詰込機構は前記物品群を前記梱包箱に詰めることなく排出する、
請求項1から8のいずれか1つに記載の箱詰装置。
[請求項10]
 前記物品群を構成する前記物品は、それぞれ、他の物品に部分的に重なっている、
請求項1から9のいずれか1つに記載の箱詰装置。
[請求項11]
 前記集積機構は、前記複数の物品を把持することによって前記物品群を生成する、
請求項1に記載の箱詰装置。
[請求項12]
 前記集積機構は、前記物品群を把持するための吸着ヘッドを有する、
請求項11に記載の箱詰装置。
[請求項13]
 前記検知部は、前記集積機構に設置されているとともに、前記集積機構に把持されている前記物品群の姿勢を検知する、
請求項11又は12に記載の箱詰装置。
[請求項14]
 前記集積機構と前記詰込機構は同一のロボットにより構成されている、
請求項11から13のいずれか1つに記載の箱詰装置。
[請求項15]
 前記検知結果を判定する判定部、
をさらに備え、
 前記検知結果に係る前記物品群の前記姿勢が異常である、と前記判定部が判定した場合に、前記詰込機構は前記物品群を前記梱包箱に詰めることなく排出する、
請求項14に記載の箱詰装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8A]

[ 図 8B]

[ 図 8C]

[ 図 8D]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]