本发明涉及装箱装置。
背景技术:
在被装袋的薯片等物品的制造工序中,通过记载于专利文献1(日本特开2016-13867号公报)那样的装箱装置将预定数量的物品装入包装箱。首先,装箱装置聚集多个物品来形成相当于一层份的物品组。接下来,装箱装置将该物品组装入包装箱。装箱装置使该动作通过重复应被收容到一个包装箱的物品的层数,来将预定数量的物品装入包装箱。
技术实现要素:
发明要解决的技术问题
在未适当地进行一层份的物品的聚集时,在装填包装箱的工序中,可能会发生袋的破裂或物品的消失等不良的现象。这种情况下,存在发货不满足应被包装的物品的数量的包装箱的风险。
本发明的技术问题在于,在装箱装置中防止物品的破损、消失,并将正常数量的物品装入包装箱。
用于解决技术问题的方案
本发明的第一观点所涉及的装箱装置具备聚集机构、检测部以及装填机构。聚集机构使多个物品聚集来形成物品组。检测部检测物品组的姿态。装填机构基于检测部的检测结果将物品组装入包装箱。
根据该结构,基于检测结果来进行向物品组的包装箱的装填。因此,通过在检测结果异常时不会装填,能够抑制物品的破损、消失。
本发明的第二观点所涉及的装箱装置是在第一观点所涉及的装箱装置中,装箱装置还具备物品组载置部。聚集机构在物品组载置部上形成物品组。检测部检测在物品组载置部上所形成的物品组的姿态。
根据该结构,检测结果与物品组载置部上的物品组的姿态有关。因此,能够检测出被装填机构把持前的物品组的姿态的异常。
本发明的第三观点所涉及的装箱装置是在第一观点或第二观点所涉及的装箱装置中,装填机构具有一次性把持物品组的把持部。检测部检测被把持部把持的物品组的姿态。
根据该结构,检测结果与被把持部把持的物品组的姿态有关。因此,能够检测在把持时产生的姿态的异常。
本发明的第四观点所涉及的装箱装置是在第一观点至第三观点中的任意一个所涉及的装箱装置中,检测部检测经过装填机构进行的对包装箱的装填作业后的物品组的姿态。
根据该结构,检测结果与经过装填作业后的物品组的姿态有关。因此,能够检测在装填作业时产生的物品的破损、消失。
本发明的第五观点所涉及的装箱装置是在第一观点至第四观点中的任意一个所涉及的装箱装置中,检测部具有相机。
根据该结构,检测部具有相机。因此,能够获取与物品组的姿态有关的大量信息。
本发明的第六观点所涉及的装箱装置是在第一观点至第五观点中的任意一个所涉及的装箱装置中,检测部具有光传感器。
根据该结构,检测部具有光传感器。因此,检测部被廉价地构成。
本发明的第七观点所涉及的装箱装置是在第三观点所涉及的装箱装置中,检测部具有设于把持部的光传感器。
根据该结构,检测部具有设于把持部的光传感器。因此,可检测被把持部把持的物品的消失等。
本发明的第八观点所涉及的装箱装置是在第三观点所涉及的装箱装置中,装箱装置还具备保持包装箱的至少一部分的箱保持部。检测部具有设于箱保持部的光传感器。
根据该结构,检测部具有设于箱支承部的光传感器。因此,可检测未进入到包装箱的姿态的物品组。
本发明的第九观点所涉及的装箱装置是在第一观点至第八观点中的任意一个所涉及的装箱装置中,装箱装置还具备判定检测结果的判定部。在判定部判定为检测结果所涉及的物品组的姿态为异常的情况下,装填机构不将物品组装入包装箱,而是将物品组排出。
根据该结构,基于判定部的异常判定,装填机构将物品组排出。因此,姿态存在异常的物品组不被装填到包装箱。
本发明的第十观点所涉及的装箱装置是在第一观点至第九观点中的任意一个所涉及的装箱装置中,构成物品组的物品分别与其他的物品部分重叠。
根据该结构,物品组由部分彼此重叠的多个物品构成。因此,在装填到包装箱的装填作业中,能够针对易于发生袋的破裂、物品的消失的物品组检测姿态的异常。
本发明的第十一观点所涉及的装箱装置是在第一观点所涉及的装箱装置中,聚集机构通过把持多个物品来生成物品组。
根据该结构,聚集机构同时把持多个物品。因此,迅速地生成物品组。
本发明的第十二观点所涉及的装箱装置是在第十一观点所涉及的装箱装置中,聚集机构具有用于把持物品组的吸附头。
根据该结构,物品通过被吸附头吸附,从而被吸附头把持。因此,容易物品的把持和释放。
本发明的第十三观点所涉及的装箱装置是在第十一观点或第十二观点所涉及的装箱装置中,检测部设置于聚集机构,并且检测被聚集机构把持的物品组的姿态。
根据该结构,被聚集机构把持的物品组的姿态通过设置在聚集机构的检测部被检测。因此,迅速地进行物品组的姿态的检测。
本发明的第十四观点所涉及的装箱装置是在第十一观点至第十三观点中的任意一个所涉及的装箱装置中,聚集机构和装填机构由同一机器人构成。
根据该结构,聚集机构和装填机构为同一机器人。因此,构成装箱装置的部件点数较少。
本发明的第十五观点所涉及的装箱装置是在第十四观点所涉及的装箱装置中,装箱装置还具备判定检测结果的判定部。在判定部判定为检测结果所涉及的物品组的姿态为异常的情况下,装填机构不将物品组装入包装箱,而是将物品组排出。
根据该结构,装填机构基于判定部的异常判定排出物品组。因此,姿态存在异常的物品组不被装填到包装箱。
发明效果
根据本发明所涉及的装箱装置,能够抑制物品的破损、消失。
附图说明
图1是物品a的概略图。
图2是包装箱b的概略图。
图3是本发明的第一实施方式所涉及的装箱装置90的侧视图。
图4是装箱装置90的内部结构的概略图。
图5是控制部80的结构的概略图。
图6是装箱装置90的俯视图。
图7是装箱装置90的俯视图。
图8a是示出物品组g的例子的示意图。
图8b是示出物品组g的例子的示意图。
图8c是示出物品组g的例子的示意图。
图8d是示出物品组g的例子的示意图。
图9是示出本发明的第二实施方式所涉及的装箱装置90a的检测部60a的俯视图。
图10是示出本发明的第三实施方式所涉及的装箱装置90b的检测部60b的俯视图。
图11是本发明的第四实施方式所涉及的装箱装置90c的俯视图。
图12是本发明的第五实施方式所涉及的装箱装置90d的俯视图。
图13是本发明的第六实施方式所涉及的装箱装置90e的内部结构的概略图。
具体实施方式
<第一实施方式>
(1)装箱装置操作的对象
本发明所涉及的装箱装置是将图1所示的多个物品a装填到图2所示的包装箱b中的装置。
(1-1)物品a
图1是装箱装置操作的物品a的外观。物品a例如是以薄膜将薯片、其他的食品等内含物包装成袋状的物品。在物品a的上边缘和下边缘形成有密封部sl。
(1-2)包装箱b
图2是包装箱b的外观。包装箱b例如由瓦楞纸构成。包装箱b具有四个壁部w和分别从壁部w延伸的上翼片fu以及下翼片fl。上翼片fu以及下翼片fl能够在折线c的位置处相对于壁部w弯折。
在本图所示的包装箱b中,弯折下翼片fl而构成包装箱b的底部。上翼片fu处于打开的状态。
(2)装箱装置90的整体结构
图3示出了本发明的第一实施方式所涉及的装箱装置90的外观。装箱装置90具有框架10。图4示出装箱装置90的内部结构。装箱装置90还具有物品输送部20、箱输送部30、聚集机构40、装填机构50、检测部60以及箱保持部70。而且,装箱装置90具有图5所示的控制部80。
(3)详细结构
(3-1)框架10
如图3所示,框架10支承装箱装置90的各部件。如图4所示,在框架10上设有入口区域11、出口区域12、第一空箱入口区域13、第二空箱入口区域14以及排出区域15。入口区域11是用于取入物品a的部位。出口区域12是用于排出完结收容多个物品a的包装箱b的部位。第一空箱入口区域13以及第二空箱入口区域14是用于取入空的包装箱b的部位。排出区域15是用于排出聚集状态不适当的物品a的部位。
(3-2)物品输送部20
图4的物品输送部20输送物品a。物品输送部20具有第一输送机21以及第二输送机22。第一输送机21例如由带输送机构成,是用于取入处于入口区域11的物品a的装置。第二输送机22例如由带输送机构成,是与聚集多个物品a相关的装置。第一输送机21和第二输送机22被配置为部分平行。
(3-3)箱输送部30
箱输送部30输送包装箱b。箱输送部30具有输送机辊31、推箱机构32以及第三输送机33。在上翼片fu打开的状态下,空的包装箱b被从第一空箱入口区域13或第二空箱入口区域14投入。输送机辊31将空的包装箱b引导至推箱机构32。若检测到空的包装箱b,则推箱机构32向第三输送机33的一侧推出这个包装箱b。第三输送机33例如由带输送机构成,是与对包装箱b装填物品a相关的装置。第三输送机33的上表面的一部分构成装填地点34,与第三输送机的旋转状态无关。
(3-4)聚集机构40
聚集机构40使多个物品a聚集来形成物品组g。具体而言,聚集机构40通过第一输送机21抬起被搬运的物品a,并通过放置于第二输送机22来将物品组g载置到第二输送机上。构成物品组g的物品a分别与其他的物品a部分重叠。
聚集机构40例如由并联连杆机器人构成,例如具有头41、三只臂43、外壳44以及软管45。头41具有接触件42。接触件42由具有可挠性或弹性的原料形成。聚集机构40控制与软管45连接的未图示的泵,并从头41的接触件42抽吸空气。通过该抽吸,头41能够把持与接触件42接触的物品a。
外壳44容纳未图示的多个电机。多个电机的一部分也可以设于头41。聚集机构40通过利用电机驱动三只臂43,从而使头41三维地移动或旋转。
(3-5)装填机构50
装填机构50一次性把持放置于第二输送机22上的物品组g,并使其移动到放置于装填地点34的包装箱b中。装填机构50由平行移动机器人构成,例如具有头51、杆53、铅垂移动装置54、水平移动装置55以及软管56。头51具有接触件52。接触件52由具有可挠性或弹性的原料形成。
装填机构50通过与软管56连接的未图示的泵,从头51的接触件52抽吸空气。通过该抽吸,头51能够一次性把持与接触件52接触的物品组g。
铅垂移动装置54以及水平移动装置55被未图示的多个电机驱动。铅垂移动装置54能够使与头51牵连的杆53在上下方向上移动。水平移动装置55能够使铅垂移动装置54与头51一起在水平方向上移动。
(3-6)检测部60
检测部60检测物品组g的聚集状态,即姿态。检测部60由相机构成。检测部60摄影载置于第二输送机22的物品组g。
(3-7)箱保持部70
箱保持部70是针对放置于装填地点34的包装箱b,为了使上翼片fu稳定在打开的状态而保持上翼片fu的装置。
(3-8)控制部80
如图5所示,控制部80具有中央处理部81、传感器读取部82、致动器驱动部83、信号处理部84以及判定部85。为了发挥这些组件的功能,控制部80也可以通过cpu以及保存程序的存储器而构成为整体。
中央处理部81总括装箱装置90的整体动作。传感器读取部82读取各种传感器的输出。致动器驱动部83输出驱动各种致动器的信号。各种致动器例如是指带输送机的驱动用电机。信号处理部84处理检测部60的输出信号。输出信号具体是指相机的图像信号。判定部85接收信号处理部84的处理结果,并判定物品组g的姿态是正常还是异常。
(4)整体动作
如图4所示,空的包装箱b被从第一空箱入口区域13或第二空箱入口区域14投入。箱输送部30将空的包装箱b输送至装填地点34。空的包装箱b在装填地点34待机。
装箱装置90在入口区域11一个一个地接收物品a。第一输送机21输送物品a。放置于第一输送机21上的物品a在输送方向上两个密封部sl(图1)分离。通常,以一定的速度进行第一输送机21的输送,但在在后段的机构的处理中检测出延迟的情况下等,第一输送机21也可以暂时中断输送。
首先,聚集机构40使第一个物品a从第一输送机21向第二输送机22移动。如图6所示,在该移动的过程中,聚集机构40使头41旋转90°。通过该旋转,聚集机构40能够将物品a以物品a的两个密封部sl在与第一输送机21的输送方向正交的方向上分离的方式载置到第二输送机22上。接下来,聚集机构40使第二个物品a同样地旋转以及移动,并载置于第二输送机22上的第一个物品a的旁边。最后,聚集机构40使第三个物品a同样地旋转以及移动,并与第一个物品a以及第二个物品a的双方重叠。通过这样,聚集机构40形成物品组g。
第二输送机22使物品组g靠近装填机构50。
装填机构50使头51接近载置于第二输送机22上的物品组g,并使接触件52与物品组g接触。并且,装填机构50一次性把持物品组g并将物品组g在铅垂方向上抬起。其后,装填机构50使物品组g水平移动至在装填地点34待机的包装箱b的上方。接着,装填机构50将物品组g搬到下方的包装箱b中。最后,装填机构50停止空气的抽吸并解除物品组g的把持。
装箱装置90通过以预定的次数重复该一连串的作业,将预定层数的物品组g堆叠在包装箱b中。
最后,第三输送机33从出口区域12排出完成装箱工序的包装箱b。然后,通过包装箱b的上翼片fu被作业者或机器弯折来关闭包装箱b。
(5)聚集状态的检测
(5-1)不适当的聚集状态
在图7中,示出有适当被聚集的物品组g。物品组g由被聚集的三个物品a构成。在物品组g的聚集状态为不适当时,有可能三个物品a被更分散地配置,从而物品组g占有更大的面积。在装填机构50将这样异常姿态的物品组g装填到包装箱b中时,存在与包装箱b接触的一部分的物品a向包装箱b的外侧落下,或者被头51和包装箱b夹着的一部分的物品a的袋破裂的风险。
物品组g的不适当的聚集状态可能进一步使一部分的物品a和接触件52的接触不充分。这种情况下,在头51把持物品组g并使物品组g移动的途中,存在一部分的物品a从头51落下的风险。
(5-2)检测部60的动作
检测部60拍摄图7所示的包括对象区域60’的区域。对象区域60’包括载置于第二输送机22上的物品组g。检测部60所拍摄的图像信号被向图5的控制部80的信号处理部84发送。信号处理部84通过进行图像信号的二值化以及边缘提取等图像处理,来检测物品组g所占面积的形状。接着,判定部85通过比较物品组g的形状和包装箱b的大小,来判定物品组g的姿态是正常还是异常。在判定部85判定为物品组g的姿态为异常的情况下,致动器驱动部83驱动第二输送机22,并将异常的物品组g从排出区域15排出到装箱装置90的外侧。
(6)特征
(6-1)
基于检测部60的检测结果来进行装填物品组g的包装箱b。因此,能够通过在检测结果异常时不进行装填,来抑制物品a的破损、消失。
(6-2)
检测结果与第二输送机22上的物品组g的姿态有关。因此,能够检测出被装填机构50把持前的物品组g的姿态的异常。
(6-3)
检测部60具有相机。因此,能够获取与物品组g的姿态有关的大量信息。
(6-4)
基于判定部75的异常判定,装填机构50排出物品组g。因此,姿态存在异常的物品组g不会被装填到包装箱b中。
(6-5)
物品组g由部分彼此重叠的多个物品a构成。因此,在对包装箱b的装填作业中,能够对易于发生袋的破裂、物品a的消失的物品组g检测姿态的异常。
(7)变形例
(7-1)
第一输送机21所输送的物品a的配置不限于两个密封部sl在输送方向上分离的形态。例如两个密封部sl也可以是在与输送方向垂直的方向上分离。而且,第二输送机22所载置的物品a的配置不限于两个密封部sl在与输送方向垂直的方向上分离的形态。例如两个密封部sl也可以是在输送方向上分离。
(7-2)
如图8a所示,在上述实施方式中采用的物品组g的结构由三个物品a构成,且是中央的物品a放置于紧邻的物品a上的结构。但是,物品组g的结构不限于此。图8b~图8d示出其他的物品组g的结构的例子。在图8b所示的物品组g中,邻接的两个物品a中的左侧的物品a放置于右侧的物品a上。图8c所示的物品组g由3个物品a构成。两个物品a配置在相同方向上,一个的物品a配置在与其他的物品a正交的方向上。图8d所示的物品组g由4个物品a构成。物品a分别与其他任意一个的物品a重叠。
而且,物品组g也可以是除了这些之外的一切结构。例如,在物品组g中,物品a并非必须与其他的物品a重叠。
(7-3)
物品a不限于包装成袋状的物品。例如,物品a也可以是包装成比包装箱b小的箱的物品。
<第二实施方式>
(1)结构
图9示出本发明的第二实施方式所涉及的装箱装置90a的检测部60a。装箱装置90a在具有检测部60a来代替检测部60的这一点上,与第一实施方式所涉及的装箱装置90不同。
检测部60a由光传感器61a~61d构成。光传感器61a~61d都是反射型的光传感器,即具有投光部和受光部。投光部朝向对象物出射光。光可以是红外光,也可以是具有除了红外光之外的波长的光。光在对象物中反射。受光部检测反射光。根据受光部所检测到的反射光的水平,来掌握光传感器61a~61d与对象物之间的距离。
光传感器61a~61d设在装填机构50的头51的四角。光传感器61a~61d的投光部朝向下方出射光。在作为对象物的物品组g中反射光。在通过头51把持适当被聚集的物品组g时,光传感器61a~61d与物品组g之间的距离较小,因此受光部能够检测具有预定阈值以上的水平的反射光。在光传感器61a~61d中的至少一个检测水平在阈值以下时,应构成物品组g的物品a的一部分未被头51适当地把持,消失的可能性较大。
图5的信号处理部84掌握光传感器61a~61d的检测水平。判定部85将光传感器61a~61d的检测水平与阈值比较,并判定头51是否适当地把持物品组g。
(2)特征
(2-1)
检测结果与被头51把持的物品组g的姿态有关。因此,能够检测在基于头51的把持时所产生的姿态的异常。
(2-2)
检测部60a具有光传感器61a~61d。因此,检测部60a被廉价地构成。
(2-3)
检测部60a的光传感器61a~61d设于头51。因此,可检测被头51把持的物品a的消失等。
(3)变形例
也可以将第一实施方式的变形例应用于本实施方式。
<第三实施方式>
(1)结构
图10示出本发明的第三实施方式所涉及的装箱装置90b的检测部60b。装箱装置90b在具有检测部60b来代替检测部60的这一点上,与第一实施方式所涉及的装箱装置90不同。
检测部60b由光传感器65a、65b、66a、66b、67a、67b、68a、68b构成。这些光传感器为透射型的光传感器,即投光器和受光器的四组对。光传感器65a、66a、67a、68a作为投光器出射光。光可以是红外光,也可以是具有除了红外光之外的波长的光。光传感器65b、66b、67b、68b为受光器。光传感器65b、66b、67b、68b分别检测出光传感器65a、66a、67a、68a出射的光。若在投光器和受光器之间存在障碍物,则光被遮断,因此受光器的检测水平变低。
光传感器65a、65b、66a、66b、67a、67b、68a、68b设于箱保持部70。箱保持部70将放置于装填地点34的包装箱b的上翼片fu保持为打开的状态。箱保持部70具有第一短边翼片保持部71、第二短边翼片保持部72、第一长边翼片保持部73以及第二长边翼片保持部74。光传感器65a、66a、67a、68a出射的光在俯视观察下,在与包装箱b的四个折线c一致或邻近的路径上前进。在装填机构50将物品组g装填到包装箱b中时,如果物品组g的姿态为正常,则物品组g不遮断投光器出射的光。如果物品组g的姿态为异常,则物品组g遮断投光器出射的光。在光传感器65b、66b、67b、68b至少一个的检测水平在阈值以下时,物品组g处于超出折线c那样的异常姿态的可能性较大。
(2)特征
检测部60b的光传感器设于箱保持部70。因此,能够检测未进入到包装箱b中的姿态的物品组g。
(3)变形例
也可以将迄今为止的实施方式的变形例应用于本实施方式。
<第四实施方式>
(1)结构
本发明的第四实施方式所涉及的装箱装置90c的检测部60c与第一实施方式同样地由相机构成。检测部60c拍摄图11所示的包括对象区域60c’的区域。对象区域60’包括装填地点34。检测部60c所拍摄的图像信号被发送至图5的控制部80的信号处理部84。信号处理部84通过进行图像信号的二值化以及边缘提取等图像处理,来检测物品组g所占面积的形状。接着,判定部85通过比较物品组g的形状和包装箱b的大小,来判定物品组g的姿态是正常还是异常。
而且,信号处理部84解析包装箱b外侧的图像,并检测在包装箱b的外侧落下的物品a的存在。在包装箱b的外侧存在落下的物品a时,判定部85将物品组g的姿态判定为异常。
在判定部85将物品组g的姿态判定为异常的情况下,致动器驱动部83驱动第二输送机22,并将不适当的物品组g从排出区域15排出至装箱装置90的外侧。
(2)特征
检测部60c的检测结果与经过装填作业后的物品组g的姿态有关。因此,能够检测在装填作业时所产生的物品a的破损、消失。
(3)变形例
也可以将迄今为止的实施方式的变形例应用于本实施方式。
<第五实施方式>
(1)结构
图12示出本发明的第五实施方式所涉及的装箱装置90d的检测部60d。装箱装置90d在具有检测部60d来代替检测部60的这一点上,与第一实施方式所涉及的装箱装置90不同。
检测部60d由多个光传感器69构成。与第二实施方式同样地,光传感器69都是反射型的光传感器。在装填机构50的头51的下表面,光传感器69设在邻接的接触件52之间。光传感器69的投光部朝向下方出射光。在作为对象物的物品组g中反射光。受光部检测反射光。
在装填机构50将物品组g装填到包装箱b中后,头51移动到预定的高度,以便从包装箱b分离。其后,检测部60d的多个光传感器69测定反射光的水平。
图5的信号处理部84掌握光传感器69的检测水平。第一,判定部85相互比较多个光传感器69的检测水平,并确认被装填的物品组g的各处的高度是否均一。如果高度不均一,则判定部85将物品组g的姿态判定为异常。第二,判定部85基于已经装填于包装箱b的物品组g的层数,确认检测水平的大小是否妥当。如果检测水平的大小不合理,则判定部85将物品组g的姿态判定为异常。
(2)特征
检测结果与经过装填作业后的物品组g的姿态有关。因此,能够检测在装填作业时所产生的物品a的破损、消失。
(3)变形例
也可以将迄今为止的实施方式的变形例应用于本实施方式。
<第六实施方式>
(1)结构
图13示出本发明的第六实施方式所涉及的装箱装置90e。装箱装置90e在聚集机构40兼具装填机构50以及检测部60e的功能的这一点上,与第一实施方式所涉及的装箱装置90不同。
首先,聚集机构40将第一个物品a从第一输送机21拾起。接下来,聚集机构40不将第一个物品a放置于第二输送机22,而是将第二个物品a从第一输送机21拾起。接下来,聚集机构40边保持第一个物品a以及第二个物品a,边将第三个物品a从第一输送机21拾起。这样,聚集机构40通过多个物品a来形成物品组g。
在聚集机构40的头41上设有光传感器69’。光传感器69’构成检测部60e。与第二实施方式同样地,光传感器69’都是反射型的光传感器。光传感器69’的投光部朝向下方出射光。在作为对象物的物品组g中反射光。受光部检测反射光。根据受光部所检测到的反射光的水平,来掌握物品组g的姿态或状态。
空的包装箱b在第二输送机22上待机。聚集机构40将物品组g装填到包装箱b中。装填结束的包装箱b从排出区域15被第二输送机22排出。
(2)特征
聚集机构40兼具装填机构50以及检测部60e的功能。因此,装箱装置90e被廉价地构成。
(3)变形例
也可以将迄今为止的实施方式的变形例应用于本实施方式。
附图标记说明
10…框架;11…入口区域;12…出口区域;20…物品输送部;21…第一输送机;22…第二输送机;30…箱输送部;33…第三输送机;34…装填地点;40…聚集机构;50…装填机构;51…头;52…接触件;53…杆;54…铅垂移动装置;55…水平移动装置;56…软管;60、60a~e…检测部;61a~d…光传感器;65a、65b、66a、66b…光传感器;67a、67b、68a、68b…光传感器;69、69’…光传感器;70…箱保持部;75…判定部;80…控制部;81…中央处理部;82…传感器读取部;83…致动器驱动部;84…信号处理部;85…判定部;90、90a~e…装箱装置;a…物品;b…包装箱;c…折线;fl…下翼片;fu…上翼片;g…物品组;w…壁部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-13867号公报。