箱詰め装置
【課題】必要数に満たない物品が外装箱の内部に収容されるのを防止することができる箱詰め装置を提供する。
【解決手段】箱詰め装置１０は、複数の物品Ｔと同数の物品検出センサ１０２を有し、物品押出し装置１６による押出し動作の最中に複数の物品Ｔのそれぞれの有無を物品検出センサ１０２のそれぞれで検出する物品検出装置１００と、警報を発生する警報発生装置とを備え、制御装置は、物品検出装置１００が検出した物品Ｔの数が複数の物品Ｔの必要数に満たないときに、警報発生装置に警報を発生させる警報処理を実行する。
【解決手段】箱詰め装置１０は、複数の物品Ｔと同数の物品検出センサ１０２を有し、物品押出し装置１６による押出し動作の最中に複数の物品Ｔのそれぞれの有無を物品検出センサ１０２のそれぞれで検出する物品検出装置１００と、警報を発生する警報発生装置とを備え、制御装置は、物品検出装置１００が検出した物品Ｔの数が複数の物品Ｔの必要数に満たないときに、警報発生装置に警報を発生させる警報処理を実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ポテトチップ、豆、飴等の食品が袋詰め又は箱詰めされた物品を、段ボールケースやダース箱等の外装箱の内部に整然と収容する箱詰め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の箱詰め装置の一例が特許文献１に記載されている。この箱詰め装置は、複数の物品を整列させる整列コンベアと、整列コンベアに複数の物品を順次導入する物品導入コンベアと、整列コンベアで整列させられた複数の物品をダンパー板上に押し出す押し出しプレートと、押し出された複数の物品をダンパー板が開いた際に外装箱の内部に押し込む押し込みプレートと、これらの各装置の動作を制御する制御装置とを備えている。そして、整列コンベアの物品受取位置には、物品導入コンベアから物品が導入されたことを検出する物品受取位置センサが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１４３７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された箱詰め装置では、物品受取位置センサの出力に基づいて、整列コンベアに導入される物品に欠品が生じたことを検出することができる。しかし、整列コンベアに一旦導入された物品が、その後、整列コンベアから飛び出した場合には、当該物品の欠品を検出することができず、必要数に満たない物品が、整列コンベア、押し出しプレート及び押し込みプレートを経て外装箱の内部にそのまま収容されるおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、必要数に満たない物品が外装箱の内部に収容されるのを防止することができる、箱詰め装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の箱詰め装置は、複数の物品を列状に並べて整列させる物品整列装置と、整列させられた前記複数の物品を列の側方に同時に押し出す物品押出し装置と、押し出された前記複数の物品を外装箱の内部に押し込む物品押込み装置と、前記物品整列装置、前記物品押出し装置及び前記物品押込み装置を制御する制御装置とを備える箱詰め装置であって、前記複数の物品と同数の物品検出センサを有し、前記物品押出し装置による押出し動作の最中に前記複数の物品のそれぞれの有無を前記物品検出センサのそれぞれで検出する物品検出装置と、警報を発生する警報発生装置とを備え、前記制御装置は、前記物品検出装置が検出した物品の数が前記複数の物品の必要数に満たないときに、前記警報発生装置に警報を発生させる警報処理を実行する。
【０００７】
この構成では、押出し動作の最中に、複数の物品のそれぞれの有無を複数の物品と同数の物品検出センサで個別に検出するようにしているので、物品整列装置から物品が飛び出した場合でも、当該物品の欠品を正確に検出することができる。
【０００８】
繰り返し実行される前記押出し動作ごとに前記押出し動作を検出する押出し動作検出手段を備え、前記制御装置は、前記押出し動作検出手段が前記押出し動作を検出し、かつ、その押出し動作において前記物品検出装置が検出した物品の数が前記複数の物品の必要数に満たないときに前記警報処理を実行してもよい。
【０００９】
この構成では、繰り返し実行される押出し動作の各回において、物品の欠品を正確に検出することができる。
【００１０】
前記物品押出し装置は、前記複数の物品に押圧力を付与する物品押出し部と、前記物品押出し部を往復移動させる直動機構と、待機位置に位置している前記物品押出し部を検出する待機位置センサとを有し、前記押出し動作検出手段は、前記待機位置センサの出力に基づいて前記押出し動作を検出してもよい。
【００１１】
この構成では、押出し動作を検出するセンサを待機位置センサとは別に設ける必要がないので、装置の構成が複雑になるのを防止することができる。
【００１２】
前記物品押出し装置は、前記複数の物品に押圧力を付与する物品押出し部と、前記物品押出し部を往復移動させる直動機構とを有し、前記押出し動作検出手段は、前記直動機構の動作に基づいて前記押出し動作を検出してもよい。
【００１３】
この構成では、押出し動作を、直動機構の動作に基づいて簡単に検出することができる。
【００１４】
前記物品検出センサのそれぞれは、前記複数の物品のそれぞれを非接触で検出する非接触センサであってもよい。
【００１５】
この構成では、複数の物品のそれぞれを非接触で検出することができるので、物品と接触することによる物品検出センサの損傷等を防止することができる。
【００１６】
前記物品検出センサのそれぞれは、相互間の距離を調整できるように移動可能に設けられてもよい。
【００１７】
この構成では、物品検出センサの相互間の距離を調整することができるので、物品の数や大きさが変更された場合でも、適宜対応することができる。
【００１８】
前記制御装置は、前記物品検出装置が検出した物品の数が前記複数の物品の必要数に満たないときに、前記物品整列装置、前記物品押出し装置及び前記物品押込み装置を停止させる停止処理を実行してもよい。
【００１９】
この構成では、停止処理によって物品の流れを止めることができるので、欠品を生じた物品集合体に物品を補充する時間を確保することができる。
【００２０】
前記物品押出し装置は、前記複数の物品がガイド部でガイドされながら移動する押出し経路を有し、前記物品検出センサのそれぞれは、前記押出し経路において前記複数の物品のそれぞれを検出してもよい。
【００２１】
この構成では、複数の物品がガイド部でガイドされながら安定して移動する最中に、複数の物品の有無を物品検出センサのそれぞれで検出することができるので、物品の誤検出を防止することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、押出し動作の最中に、複数の物品のそれぞれの有無を複数の物品と同数の物品検出センサで個別に検出することができるとともに、警報によって欠品の発生を報知することができる。したがって、必要数に満たない物品が外装箱の内部に収容されるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態に係る箱詰め装置の構成を示す正面図である。
【図２】実施形態に係る箱詰め装置の構成を示す平面図である。
【図３】実施形態に係る箱詰め装置の主要部の構成を示す斜視図である。
【図４】実施形態に係る箱詰め装置における制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】実施形態に係る箱詰め装置における制御装置の制御動作を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２５】
（第１実施形態）
［箱詰め装置の全体構成］
図１は、第１実施形態に係る箱詰め装置１０の構成を示す正面図であり、図２は、箱詰め装置１０の構成を示す平面図であり、図３は、箱詰め装置１０の主要部の構成を示す斜視図である。また、図４は、箱詰め装置１０における制御装置２２の構成を示すブロック図であり、図５は、箱詰め装置１０における制御装置２２の制御動作を示すフロー図である。なお、図３中の矢印で示すように、以下の説明で用いる前、後、左、右、上、下の方向は、箱詰め装置１０を正面（図１）から見たときの方向と一致する。
【００２６】
図１に示すように、箱詰め装置１０は、ポテトチップ、豆、飴等の食品が袋詰め又は箱詰めされた複数（本実施形態では４個）の物品Ｔを整列させて物品集合体Ｘを構成するとともに、これらの物品Ｔを、物品集合体Ｘを単位として段ボールケースやダース箱等の外装箱Ｕの内部に自動収容するものである。
【００２７】
図１及び図２に示すように、箱詰め装置１０は、縦ピロー包装機等のような前段の装置（図示省略）から物品Ｔを導入する物品導入装置１２と、複数の物品Ｔを列状に並べて整列させる物品整列装置１４と、整列させられた複数の物品Ｔからなる物品集合体Ｘを前方に押し出す物品押出し装置１６と、押し出された物品集合体Ｘを外装箱Ｕの内部に押し込む物品押込み装置１８と、これらの装置を支持するフレーム２０と、これらの装置を統一的に制御する制御装置２２（図１）と、異常発生時に警報を発生する警報発生装置２３（図１）とを備えている。
【００２８】
図１に示すように、フレーム２０は、パイプ状又は棒状の部材や板状の部材を互いに接合することによって構成されており、図２に示すように、フレーム２０の前部には、物品集合体Ｘが上から下に通過する第１開口Ｗ１が設けられている。そして、図２に示すように、フレーム２０の後部に物品導入装置１２及び物品整列装置１４が左右に並んで設けられており、フレーム２０の前部における第１開口Ｗ１に対応する部分に物品押込み装置１８が設けられている。さらに、フレーム２０の上部における物品整列装置１４と物品押込み装置１８とに跨る領域に物品押出し装置１６が設けられている。また、物品押出し装置１６における物品Ｔの押出し経路Ｒ又はその近傍には、物品Ｔの有無を検出する物品検出装置１００が設けられている。
【００２９】
図４に示すように、制御装置２２は、ＣＰＵ２２ａと、制御プログラム及び各種のデータを記憶する記憶装置２２ｂと、各種の情報を入力する入力部２２ｃと、各種の情報を表示する表示部２２ｄとを有している。そして、ＣＰＵ２２ａで制御プログラムが実行されることによって一連の箱詰め動作が実行される。
【００３０】
図１に示すように、警報発生装置２３は、箱詰め装置１０の動作に異常が発生したときに、光、音及び画像表示等によって異常を報知するものである。本実施形態の警報発生装置２３は、ランプ２３ａ及びブザー２３ｂを有しており、図４に示すように、ランプ２３ａ及びブザー２３ｂが制御装置２２に電気的に接続されている。
【００３１】
［物品導入装置の構成］
図１に示すように、物品導入装置１２は、左右方向に間隔を隔てて配置された一対のローラ２４（左側のローラ２４は図示省略）と、一対のローラ２４間に掛け渡された無端ベルト２６と、一対のローラ２４のうち少なくとも一方を駆動するモータ（図示省略）とを有している。縦ピロー包装機等のような前段の装置（図示省略）から物品導入装置１２に複数の物品Ｔが順次供給されると、これらの物品Ｔは、無端ベルト２６に載置されて右方に向けて搬送され、無端ベルト２６の右側の端部から物品整列装置１４に与えられる。
【００３２】
［整列コンベアの構成］
図１及び図２に示すように、物品整列装置１４は、複数の物品Ｔを立てた状態で１列に整列させるものであり、複数の物品Ｔを一方向（本実施形態では右方向）に搬送する搬送面３０ａを有する無端軌道３０と、無端軌道３０の搬送面３０ａに搬送方向に間隔を隔てて設けられた複数のフィン３２とを有している。
【００３３】
図３に示すように、無端軌道３０は、前方から後方に向けて互いに平行に並んで配置された第１ベルト３４ａ、第２ベルト３４ｂ、第３ベルト３４ｃ及び第４ベルト３４ｄを有しており、これらのベルト３４ａ〜３４ｄの表面が搬送面３０ａとなっている。そして、第１ベルト３４ａ及び第３ベルト３４ｃが、左右方向に間隔を隔てて設けられた一対のプーリー３６（右側のプーリー３６は図示省略）間に掛け渡されており、第２ベルト３４ｂ及び第４ベルト３４ｄが、左右方向に間隔を隔てて設けられた一対のプーリー３８（右側のプーリー３８は図示省略）間に掛け渡されている。図１に示すように、一対のプーリー３６のうち少なくとも一方には、第１駆動部３７が接続されており、一対のプーリー３８のうち少なくとも一方には、第２駆動部３９が接続されている。第１駆動部３７及び第２駆動部３９のそれぞれは、高精度の位置制御が可能なモータ（ステッピングモータ及びサーボモータ等）３７ａ，３９ａを有しており、図４に示すように、これらのモータ３７ａ，３９ａがドライバ３７ｂ，３９ｂを介して制御装置２２に電気的に接続されている。
【００３４】
図３に示すように、複数のフィン３２は、複数の物品Ｔを立てた状態で保持する板状部材であり、本実施形態では、４個の物品Ｔを保持する５枚のフィン３２が１組となって１つのフィン群４０が構成されており、複数のフィン郡４０が無端軌道３０の搬送面３０ａ上に所定の間隔を隔てて配置されている。
【００３５】
各フィン郡４０において、隣接するフィン３２どうしの間隔は、２枚のフィン３２間に物品Ｔを立てた状態で収容し得るように、物品Ｔの厚さよりも大きく設計されている。また、各フィン３２の長さは、２枚のフィン３２間で物品Ｔを立てた状態で保持し得るように、立てられた状態にある物品Ｔの上下方向長さよりも長く設計されている。
【００３６】
そして、搬送面３０ａ上に並ぶ複数のフィン郡４０に連続番号を付したと仮定すると、奇数番号が付されたフィン郡４０を構成する各フィン３２が、第１ベルト３４ａ及び第３ベルト３４ｃに取り付けられており、偶数番号が付されたフィン郡４０を構成する各フィン３２が、第２ベルト３４ｂ及び第４ベルト３４ｄに取り付けられている。したがって、奇数番目のフィン郡４０と偶数番目のフィン郡４０とを、第１駆動部３７及び第２駆動部３９によって別々に駆動させることができる。例えば、図３に示すように、先行するフィン郡４０を物品整列位置Ｐ１で停止させた状態で、後続するフィン郡４０を物品受入れ位置Ｐ２で停止させたり、或いは、物品整列位置Ｐ１に向けて移動させたりすることができる。
【００３７】
図１に示すように、物品受入れ位置Ｐ２には、２枚のフィン３２間のギャップＧに物品Ｔが導入されたことを検出する導入センサ４２が設けられており、図４に示すように、この導入センサ４２が制御装置２２に電気的に接続されている。
【００３８】
図１に示すように、物品受入れ位置Ｐ２に位置するギャップＧに物品Ｔが導入されたことを導入センサ４２が検出すると、制御装置２２でモータ３７ａ又は３９ａが制御され、次のギャップＧが物品受入れ位置Ｐ２に位置決めされる。そして、最終のギャップＧに物品Ｔが導入されたことを導入センサ４２が検出すると、図２に示すように、複数の物品Ｔを保持したフィン郡４０が物品受入れ位置Ｐ２から物品整列位置Ｐ１に向けて移動させられる。
【００３９】
［物品押出し装置の構成］
図２に示すように、物品押出し装置１６は、列状に並べられた複数の物品Ｔを物品整列位置Ｐ１から列の側方（本実施形態では前方）に向けて同時に押し出すものであり、直動機構４４と、物品押出し部４６と、左右一対のガイド部４８と、ストッパ部５０とを有している。
【００４０】
図２に示すように、直動機構４４は、前後方向に延びて配置されたリニアレール５２と、リニアレール５２に対して往復移動可能に取り付けられた往復テーブル５４と、リニアレール５２の前端部及び後端部のそれぞれの近傍に配置された一対のプーリー５６ａ，５６ｂと、これらのプーリー５６ａ，５６ｂ間に掛け渡された無端ベルト５８と、一方のプーリー５６ａを駆動するモータ６０とを有している。モータ６０としては、高精度の位置制御が可能なステッピングモータ及びサーボモータ等が用いられており、図４に示すように、モータ６０がドライバ６０ｂを介して制御装置２２に電気的に接続されている。
【００４１】
また、図２に示すように、リニアレール５２の後端部又はその近傍には、物品押出し部４６が待機位置Ｐ５に位置していることを検出するとともに、物品押出し部４６が待機位置Ｐ５から移動したことを検出する待機位置センサ６１が設けられており、図４に示すように、待機位置センサ６１が制御装置２２に電気的に接続されている。なお、待機位置センサ６１の種類は、特に限定されるものではなく、光電センサ、超音波センサ及び近接センサ等のような非接触式のセンサの他、リミットスイッチのような接触式のセンサが用いられてもよい。
【００４２】
物品押出し部４６が待機位置Ｐ５に存在しないことを待機位置センサ６１が検出すると、制御装置２２は、その検出時点で物品押出し装置１６による押出し動作が開始されたと判断することができる。つまり、本実施形態では、待機位置センサ６１と制御装置２２とによって「押出し動作検出手段」が構成されており、「押出し動作検出手段」は、待機位置センサ６１の出力に基づいて押出し動作を検出する。
【００４３】
そして、図２に示すように、無端ベルト５８に対して往復テーブル５４が固定されており、往復テーブル５４に対して物品押出し部４６が固定されている。モータ６０でプーリー５６ａを正転又は逆転させると、無端ベルト５８が正転又は逆転され、これに伴って往復テーブル５４及び物品押出し部４６が前方又は後方に往復移動される。複数の物品Ｔを整列させる物品整列工程の前段階では、物品押出し部４６が後方に移動される。そして、待機位置センサ６１によって物品押出し部４６が検出されると、モータ６０が停止され、物品押出し部４６が待機位置Ｐ５に位置決めされる。
【００４４】
図３に示すように、物品押出し部４６は、複数の物品Ｔに押圧力を付与するものであり、左右方向に延びる支持アーム６２と、複数の物品Ｔ（すなわち物品集合体Ｘ）を同時に前方に押し出す押出しプレート６４とを有している。押出しプレート６４は、略四角形の板状のプレート本体６４ａを有しており、プレート本体６４ａにおける複数のフィン３２のそれぞれの後端面と対向する位置には、スリット６４ｂが設けられている。そして、図１に示すように、押出しプレート６４の上端部が、支持アーム６２の一方端部に固定されており、支持アーム６２の他方端部が往復テーブル５４に固定されている。
【００４５】
図２に示すように、一対のガイド部４８は、物品押出し部４６で前方に押し出される物品集合体Ｘを、押出し経路Ｒにおいて左右方向からガイドする板状部材である。図３に示すように、ストッパ部５０は、物品押出し部４６で押し出されて来た物品集合体Ｘ（図２）を受け止める板状部材である。
【００４６】
［物品押込み装置の構成］
図３に示すように、物品押込み装置１８は、シャッタ６６と、物品保持装置６８と、物品押込み部７０と、外装箱搬送装置７２と、開口部材７４とを備えている。シャッタ６６は、フレーム２０（図２）の第１開口Ｗ１を開閉するものであり、第１開口Ｗ１に移動可能に設けられた左右一対の開閉プレート７６，７８と、開閉プレート７６，７８を左右方向に移動させるプレート移動機構（図示省略）とを有している。開閉プレート７６，７８のそれぞれは、平面視略四角形の板状部材であり、２枚の開閉プレート７６，７８を合わせた大きさは、第１開口Ｗ１の大きさよりも大きく設計されている。
【００４７】
図２に示すように、物品保持装置６８は、開閉プレート７６，７８の上面に載置された複数の物品Ｔ（すなわち物品集合体Ｘ）を保持するものであり、第１開口Ｗ１の左右両側に配置された左右一対の保持プレート８０ａ，８０ｂと、保持プレート８０ａ，８０ｂを物品集合体Ｘに左右方向から押し当てる押圧装置８２ａ，８２ｂとを有している。
【００４８】
図１に示すように、物品押込み部７０は、フレーム２０に設けられた昇降タワー８６と、昇降タワー８６に昇降自在に取り付けられた昇降部材８８と、昇降部材８８に取り付けられた押込みプレート９０と、昇降部材８８を昇降させる昇降装置（図示省略）とを有している。押込みプレート９０は、物品集合体Ｘを構成する複数の物品Ｔのそれぞれを吸着する吸着口（図示省略）を有しており、吸着口には、真空ポンプ及びサクションブロア等の吸込口（図示省略）が連通されている。
【００４９】
図１に示すように、外装箱搬送装置７２は、外装箱昇降装置９２と、外装箱搬入装置９４と、外装箱搬出装置９６とを有している。外装箱昇降装置９２は、空の外装箱Ｕを第１開口Ｗ１の直下に位置する所定の箱詰位置Ｐ３まで上昇させるとともに、複数の物品Ｔが収容された外装箱Ｕを所定の降下位置Ｐ４まで降下させるものであり、外装箱Ｕを支持するテーブル９２ａと、テーブル９２ａを昇降させる昇降機構９２ｂとを有している。
【００５０】
外装箱搬入装置９４は、空の外装箱Ｕを降下位置Ｐ４にあるテーブル９２ａに搬送するものであり、本実施形態では、モータ（図示省略）によって駆動されるベルトコンベアが外装箱搬入装置９４として用いられている。外装箱搬出装置９６は、複数の物品Ｔが収容された外装箱Ｕを降下位置Ｐ４にあるテーブル９２ａから搬出するものであり、本実施形態では、駆動機構を有しないローラコンベアが外装箱搬出装置９６として用いられている。
【００５１】
図３に示すように、開口部材７４は、第１開口Ｗ１の下方に物品集合体Ｘ（図２）が通過する第２開口Ｗ２を構成するとともに、物品集合体Ｘ（図２）を外装箱Ｕに案内するものであり、平面視略四角形の枠部材（図示省略）と、枠部材に取り付けられた可撓性の案内部材（図示省略）とを有している。
【００５２】
［物品検出装置の構成］
図３に示すように、物品検出装置１００は、物品押出し装置１６による押出し動作の最中に複数の物品Ｔのそれぞれの有無を検出するものであり、複数の物品Ｔと同数（本実施形態では４個）の物品検出センサ１０２を有している。本実施形態の物品検出センサ１０２は、物品Ｔを非接触で検出する非接触センサであり、光を出光する発光部１０２ａと、光を反射させる反射部１０２ｂと、光を受光する受光部１０２ｃとを有している。物品検出センサ１０２のそれぞれの発光部１０２ａ及び受光部１０２ｃは、複数の物品Ｔがガイド部４８（図２）でガイドされながら移動する押出し経路Ｒの上方に設けられており、物品検出センサ１０２のそれぞれの反射部１０２ｂは、発光部１０２ａ及び受光部１０２ｃと対向する位置に設けられている。本実施形態では、発光部１０２ａ及び受光部１０２ｃが、押出し経路Ｒの上方に配置された板状の保持部１０４の側面（本実施形態では前側面）に下方に向けて取り付けられており、反射部１０２ｂが、押出し経路Ｒの上面１０６（図２）又は上面１０６より下方の所定部分に上方に向けて取り付けられている。そして、図４に示すように、物品検出センサ１０２（発光部１０２ａ及び受光部１０２ｃ）が制御装置２２に電気的に接続されている。
【００５３】
図３に示すように、制御装置２２（図４）で物品検出センサ１０２のそれぞれを駆動させると、発光部１０２ａから押出し経路Ｒに向けて光（図３中に一点鎖線で示す。）が出光され、この光が反射部１０２ｂで反射されて受光部１０２ｃで受光される。そして、物品押出し装置１６で押し出された物品Ｔが物品検出センサ１０２の下方に位置する物品検出位置Ｐ６に到達すると、当該物品Ｔによって光が遮断され、受光部１０２ｃの出力が低下する。したがって、制御装置２２は、受光部１０２ｃの出力が所定の閾値より低下したときに、物品Ｔが存在すると判断することができる。また、全ての物品検出センサ１０２について受光部１０２ｃの出力低下を見ることによって、物品Ｔの数を検出することができる。
【００５４】
なお、物品検出センサ１０２の種類は、特に限定されるものではなく、光電センサ、超音波センサ及び近接センサ等のような非接触式のセンサの他、リミットスイッチのような接触式のセンサが用いられてもよい。また、光電センサを用いる場合には、本実施形態のような回帰反射型の光電センサの他、物品Ｔの表面で光を反射させる反射型の光電センサや、発光部と受光部とが対向して配置された透過型の光電センサが用いられてもよい。ただし、物品Ｔとの接触による損傷を防止する観点からは、非接触式のセンサを用いることが望ましく、汚れ等で光量が低下することによる誤検出を防止する観点からは、超音波センサ及び近接センサを用いることが望ましい。これらのいずれのセンサを用いる場合でも、メンテナンス作業を容易にする等のために、センサの全部又は一部を押出し経路Ｒの上方に配置することが望ましい。
【００５５】
物品集合体Ｘを構成する物品Ｔの数及び大きさは適宜変更されてもよく、駆動される物品検出センサ１０２の数及び位置は、物品Ｔの数及び大きさに応じて適宜変更されてもよい。たとえば、物品Ｔの数を３個に減らす場合には、４個の物品検出センサ１０２のいずれか１つを停止させてもよい。また、４個の物品Ｔのそれぞれの大きさが変更される場合には、物品検出センサ１０２の相互間の距離を、各物品Ｔに対応するように調整してもよい。この場合には、物品検出センサ１０２のそれぞれが、相互間の距離を調整できるように移動可能に設けられてもよい。
［箱詰め装置の動作］
図５は、実施形態に係る箱詰め装置１０における制御装置２２の制御動作を示すフロー図である。図５に示すように、制御装置２２（図１）のＣＰＵ２２ａ（図４）によって制御プログラムが実行されると、まず、ステップＳ１において物品導入工程が実行され、続いて、ステップＳ３において物品整列工程が実行される。
【００５６】
図２に示すように、物品導入工程では、縦ピロー包装機等のような前段の装置（図示省略）から供給された複数の物品Ｔが、物品導入装置１２によって物品整列装置１４に向けて順次搬送される。一方、物品整列工程では、導入された複数の物品Ｔが列状に並べられ、物品集合体Ｘが構成される。図２に示すように、物品整列工程では、直動機構４４のモータ６０が停止され、物品押出し部４６が待機位置Ｐ５に位置決めされる。
【００５７】
複数の物品Ｔの整列が完了すると、物品押出し装置１６による複数の物品Ｔの押出し動作が開始され、整列させられた複数の物品Ｔ（すなわち物品集合体Ｘ）が、開閉プレート７６，７８の上面１０７（図２）まで押し出される。図５に示すように、ステップＳ５において、物品押出し装置１６による押出し動作が「押出し動作検出手段」によって検出されると、ステップＳ７において、その押出し動作の最中に、複数の物品Ｔのそれぞれの有無（欠品の有無）が物品検出装置１００で検出される。なお、本実施形態では、待機位置センサ６１と制御装置２２とによって「押出し動作検出手段」が構成されている。
【００５８】
ステップＳ９では、複数の物品Ｔのそれぞれの欠品の有無が押出し動作ごとに判断される。本実施形態では、ステップＳ７で検出された物品Ｔの数と複数の物品Ｔの必要数（本実施形態では４個）とが比較され、検出された物品Ｔの数が必要数であるときに「ＮＯ（欠品無し）」と判断され、必要数に満たないときに「ＹＥＳ（欠品有り）」と判断される。
【００５９】
そして、「ＮＯ（欠品無し）」と判断されると、ステップＳ１１〜Ｓ１５において通常の箱詰め動作が実行される。つまり、ステップＳ１１において物品押込み工程が実行され、ステップＳ１３において物品押出し部４６が原点に復帰され、ステップＳ１５において制御装置２２による欠品検出動作がリセットされる。そして、ステップＳ１７において、箱詰め動作を終了するか否かが判断され、「ＮＯ（終了しない）」と判断されるとステップＳ１に戻り、「ＹＥＳ（終了する）」と判断されると、箱詰め動作が終了される。なお、ステップＳ１１〜Ｓ１５の各工程は、互いに並列に処理されるものである。
【００６０】
ステップＳ１１の物品押込み工程では、図１に示すように、開閉プレート７６，７８（図２）の上面に載置された各物品Ｔが押込みプレート９０によって保持される。また、空の外装箱Ｕが、外装箱搬送装置７２の外装箱搬入装置９４及び外装箱昇降装置９２によって箱詰位置Ｐ３まで搬送される。そして、第１開口Ｗ１（図２）が開かれたときに、押込みプレート９０が降下され、各物品Ｔが外装箱Ｕの内部に押し込まれる。外装箱Ｕに所定数の物品Ｔが収容されると、当該外装箱Ｕが降下位置Ｐ４まで降下され、外装箱搬出装置９６によって搬出される。
【００６１】
図５に示すように、ステップＳ９において、「ＹＥＳ（欠品有り）」と判断されると、ステップＳ１９において、警報発生装置２３（図４）に警報を発生させる警報処理が実行され、ランプ２３ａ及びブザー２３ｂの少なくとも一方が駆動される。そして、ステップＳ２１において、物品整列装置１４、物品押出し装置１６及び物品押込み装置１８を停止させる停止処理が実行される。この停止処理では、物品押出し装置１６によって押し出されて来た物品Ｔが、開閉プレート７６，７８の上面１０７（図２）に停止させられる。したがって、作業者は、当該上面１０７において、欠品した物品Ｔを手作業で補充することができる。なお、停止処理では、物品Ｔが押出し経路Ｒの上面１０６（図２）に停止させられてもよい。ただし、この場合には、押出し動作の再開時に物品Ｔの姿勢が乱れるおそれがあるので、上述のように、物品Ｔは開閉プレート７６，７８の上面１０７に停止させられることが望ましい。
【００６２】
ステップＳ２３では、箱詰め動作を再開するか否かが判断され、「ＹＥＳ（再開する）」と判断されると、ステップＳ１１に進み、通常の箱詰め動作と同じ工程が実行される。一方、「ＮＯ（再開しない）」と判断されると、ステップＳ２１に戻り、待機状態が継続される。本実施形態では、入力部２２ｃ（図４）が作業者によって操作される再開スイッチ（図示省略）を有しており、箱詰め動作を再開するか否かの判断は、再開スイッチの出力に基づいて行われる。
【００６３】
（他の実施形態）
上述の実施形態では、待機位置センサ６１と制御装置２２とによって「押出し動作検出手段」が構成されているが、他の実施形態では、待機位置センサ６１の前方に設けられた押出し動作検出センサ（図示省略）と制御装置２２とによって「押出し動作検出手段」が構成されてもよい。この場合には、押出し動作検出センサが物品Ｔを検出したとき、制御装置２２が、押出し動作の最中であると判断してもよい。
【００６４】
また、他の実施形態では、直動機構４４と制御装置２２とによって「押出し動作検出手段」が構成されてもよい。この場合には、制御装置２２が、直動機構４４を構成するモータ（ステッピングモータ及びサーボモータ等）６０の制御情報に基づいて物品押出し部４６の位置を把握し、当該位置が待機位置Ｐ５より前方の所定位置に到達したときに押出し動作の最中であると判断してもよい。
【００６５】
そして、上述の実施形態では、欠品した物品Ｔを停止処理段階（図５，ステップＳ２１）で補充するようにしているが、他の実施形態では、停止処理段階より後の物品押込み段階（図５，ステップＳ１１）、或いは、それより後の段階で補充してもよい。さらに、停止処理段階（図５，ステップＳ２１）を実行することなく物品押込み段階（図５，ステップＳ１１）に移行し、当該物品押込み段階、或いは、それより後の段階で補充してもよい。
【符号の説明】
【００６６】
Ｔ… 物品
Ｒ… 押出し経路
Ｐ５… 待機位置
Ｕ… 外装箱
１０… 箱詰め装置
１２… 物品導入装置
１４… 物品整列装置
１６… 物品押出し装置
１８… 物品押込み装置
２２… 制御装置
２３… 警報発生装置
４８… ガイド部
６１… 待機位置センサ
１００… 物品検出装置
１０２… 物品検出センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ポテトチップ、豆、飴等の食品が袋詰め又は箱詰めされた物品を、段ボールケースやダース箱等の外装箱の内部に整然と収容する箱詰め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の箱詰め装置の一例が特許文献１に記載されている。この箱詰め装置は、複数の物品を整列させる整列コンベアと、整列コンベアに複数の物品を順次導入する物品導入コンベアと、整列コンベアで整列させられた複数の物品をダンパー板上に押し出す押し出しプレートと、押し出された複数の物品をダンパー板が開いた際に外装箱の内部に押し込む押し込みプレートと、これらの各装置の動作を制御する制御装置とを備えている。そして、整列コンベアの物品受取位置には、物品導入コンベアから物品が導入されたことを検出する物品受取位置センサが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１４３７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された箱詰め装置では、物品受取位置センサの出力に基づいて、整列コンベアに導入される物品に欠品が生じたことを検出することができる。しかし、整列コンベアに一旦導入された物品が、その後、整列コンベアから飛び出した場合には、当該物品の欠品を検出することができず、必要数に満たない物品が、整列コンベア、押し出しプレート及び押し込みプレートを経て外装箱の内部にそのまま収容されるおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、必要数に満たない物品が外装箱の内部に収容されるのを防止することができる、箱詰め装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の箱詰め装置は、複数の物品を列状に並べて整列させる物品整列装置と、整列させられた前記複数の物品を列の側方に同時に押し出す物品押出し装置と、押し出された前記複数の物品を外装箱の内部に押し込む物品押込み装置と、前記物品整列装置、前記物品押出し装置及び前記物品押込み装置を制御する制御装置とを備える箱詰め装置であって、前記複数の物品と同数の物品検出センサを有し、前記物品押出し装置による押出し動作の最中に前記複数の物品のそれぞれの有無を前記物品検出センサのそれぞれで検出する物品検出装置と、警報を発生する警報発生装置とを備え、前記制御装置は、前記物品検出装置が検出した物品の数が前記複数の物品の必要数に満たないときに、前記警報発生装置に警報を発生させる警報処理を実行する。
【０００７】
この構成では、押出し動作の最中に、複数の物品のそれぞれの有無を複数の物品と同数の物品検出センサで個別に検出するようにしているので、物品整列装置から物品が飛び出した場合でも、当該物品の欠品を正確に検出することができる。
【０００８】
繰り返し実行される前記押出し動作ごとに前記押出し動作を検出する押出し動作検出手段を備え、前記制御装置は、前記押出し動作検出手段が前記押出し動作を検出し、かつ、その押出し動作において前記物品検出装置が検出した物品の数が前記複数の物品の必要数に満たないときに前記警報処理を実行してもよい。
【０００９】
この構成では、繰り返し実行される押出し動作の各回において、物品の欠品を正確に検出することができる。
【００１０】
前記物品押出し装置は、前記複数の物品に押圧力を付与する物品押出し部と、前記物品押出し部を往復移動させる直動機構と、待機位置に位置している前記物品押出し部を検出する待機位置センサとを有し、前記押出し動作検出手段は、前記待機位置センサの出力に基づいて前記押出し動作を検出してもよい。
【００１１】
この構成では、押出し動作を検出するセンサを待機位置センサとは別に設ける必要がないので、装置の構成が複雑になるのを防止することができる。
【００１２】
前記物品押出し装置は、前記複数の物品に押圧力を付与する物品押出し部と、前記物品押出し部を往復移動させる直動機構とを有し、前記押出し動作検出手段は、前記直動機構の動作に基づいて前記押出し動作を検出してもよい。
【００１３】
この構成では、押出し動作を、直動機構の動作に基づいて簡単に検出することができる。
【００１４】
前記物品検出センサのそれぞれは、前記複数の物品のそれぞれを非接触で検出する非接触センサであってもよい。
【００１５】
この構成では、複数の物品のそれぞれを非接触で検出することができるので、物品と接触することによる物品検出センサの損傷等を防止することができる。
【００１６】
前記物品検出センサのそれぞれは、相互間の距離を調整できるように移動可能に設けられてもよい。
【００１７】
この構成では、物品検出センサの相互間の距離を調整することができるので、物品の数や大きさが変更された場合でも、適宜対応することができる。
【００１８】
前記制御装置は、前記物品検出装置が検出した物品の数が前記複数の物品の必要数に満たないときに、前記物品整列装置、前記物品押出し装置及び前記物品押込み装置を停止させる停止処理を実行してもよい。
【００１９】
この構成では、停止処理によって物品の流れを止めることができるので、欠品を生じた物品集合体に物品を補充する時間を確保することができる。
【００２０】
前記物品押出し装置は、前記複数の物品がガイド部でガイドされながら移動する押出し経路を有し、前記物品検出センサのそれぞれは、前記押出し経路において前記複数の物品のそれぞれを検出してもよい。
【００２１】
この構成では、複数の物品がガイド部でガイドされながら安定して移動する最中に、複数の物品の有無を物品検出センサのそれぞれで検出することができるので、物品の誤検出を防止することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、押出し動作の最中に、複数の物品のそれぞれの有無を複数の物品と同数の物品検出センサで個別に検出することができるとともに、警報によって欠品の発生を報知することができる。したがって、必要数に満たない物品が外装箱の内部に収容されるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態に係る箱詰め装置の構成を示す正面図である。
【図２】実施形態に係る箱詰め装置の構成を示す平面図である。
【図３】実施形態に係る箱詰め装置の主要部の構成を示す斜視図である。
【図４】実施形態に係る箱詰め装置における制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】実施形態に係る箱詰め装置における制御装置の制御動作を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２５】
（第１実施形態）
［箱詰め装置の全体構成］
図１は、第１実施形態に係る箱詰め装置１０の構成を示す正面図であり、図２は、箱詰め装置１０の構成を示す平面図であり、図３は、箱詰め装置１０の主要部の構成を示す斜視図である。また、図４は、箱詰め装置１０における制御装置２２の構成を示すブロック図であり、図５は、箱詰め装置１０における制御装置２２の制御動作を示すフロー図である。なお、図３中の矢印で示すように、以下の説明で用いる前、後、左、右、上、下の方向は、箱詰め装置１０を正面（図１）から見たときの方向と一致する。
【００２６】
図１に示すように、箱詰め装置１０は、ポテトチップ、豆、飴等の食品が袋詰め又は箱詰めされた複数（本実施形態では４個）の物品Ｔを整列させて物品集合体Ｘを構成するとともに、これらの物品Ｔを、物品集合体Ｘを単位として段ボールケースやダース箱等の外装箱Ｕの内部に自動収容するものである。
【００２７】
図１及び図２に示すように、箱詰め装置１０は、縦ピロー包装機等のような前段の装置（図示省略）から物品Ｔを導入する物品導入装置１２と、複数の物品Ｔを列状に並べて整列させる物品整列装置１４と、整列させられた複数の物品Ｔからなる物品集合体Ｘを前方に押し出す物品押出し装置１６と、押し出された物品集合体Ｘを外装箱Ｕの内部に押し込む物品押込み装置１８と、これらの装置を支持するフレーム２０と、これらの装置を統一的に制御する制御装置２２（図１）と、異常発生時に警報を発生する警報発生装置２３（図１）とを備えている。
【００２８】
図１に示すように、フレーム２０は、パイプ状又は棒状の部材や板状の部材を互いに接合することによって構成されており、図２に示すように、フレーム２０の前部には、物品集合体Ｘが上から下に通過する第１開口Ｗ１が設けられている。そして、図２に示すように、フレーム２０の後部に物品導入装置１２及び物品整列装置１４が左右に並んで設けられており、フレーム２０の前部における第１開口Ｗ１に対応する部分に物品押込み装置１８が設けられている。さらに、フレーム２０の上部における物品整列装置１４と物品押込み装置１８とに跨る領域に物品押出し装置１６が設けられている。また、物品押出し装置１６における物品Ｔの押出し経路Ｒ又はその近傍には、物品Ｔの有無を検出する物品検出装置１００が設けられている。
【００２９】
図４に示すように、制御装置２２は、ＣＰＵ２２ａと、制御プログラム及び各種のデータを記憶する記憶装置２２ｂと、各種の情報を入力する入力部２２ｃと、各種の情報を表示する表示部２２ｄとを有している。そして、ＣＰＵ２２ａで制御プログラムが実行されることによって一連の箱詰め動作が実行される。
【００３０】
図１に示すように、警報発生装置２３は、箱詰め装置１０の動作に異常が発生したときに、光、音及び画像表示等によって異常を報知するものである。本実施形態の警報発生装置２３は、ランプ２３ａ及びブザー２３ｂを有しており、図４に示すように、ランプ２３ａ及びブザー２３ｂが制御装置２２に電気的に接続されている。
【００３１】
［物品導入装置の構成］
図１に示すように、物品導入装置１２は、左右方向に間隔を隔てて配置された一対のローラ２４（左側のローラ２４は図示省略）と、一対のローラ２４間に掛け渡された無端ベルト２６と、一対のローラ２４のうち少なくとも一方を駆動するモータ（図示省略）とを有している。縦ピロー包装機等のような前段の装置（図示省略）から物品導入装置１２に複数の物品Ｔが順次供給されると、これらの物品Ｔは、無端ベルト２６に載置されて右方に向けて搬送され、無端ベルト２６の右側の端部から物品整列装置１４に与えられる。
【００３２】
［整列コンベアの構成］
図１及び図２に示すように、物品整列装置１４は、複数の物品Ｔを立てた状態で１列に整列させるものであり、複数の物品Ｔを一方向（本実施形態では右方向）に搬送する搬送面３０ａを有する無端軌道３０と、無端軌道３０の搬送面３０ａに搬送方向に間隔を隔てて設けられた複数のフィン３２とを有している。
【００３３】
図３に示すように、無端軌道３０は、前方から後方に向けて互いに平行に並んで配置された第１ベルト３４ａ、第２ベルト３４ｂ、第３ベルト３４ｃ及び第４ベルト３４ｄを有しており、これらのベルト３４ａ〜３４ｄの表面が搬送面３０ａとなっている。そして、第１ベルト３４ａ及び第３ベルト３４ｃが、左右方向に間隔を隔てて設けられた一対のプーリー３６（右側のプーリー３６は図示省略）間に掛け渡されており、第２ベルト３４ｂ及び第４ベルト３４ｄが、左右方向に間隔を隔てて設けられた一対のプーリー３８（右側のプーリー３８は図示省略）間に掛け渡されている。図１に示すように、一対のプーリー３６のうち少なくとも一方には、第１駆動部３７が接続されており、一対のプーリー３８のうち少なくとも一方には、第２駆動部３９が接続されている。第１駆動部３７及び第２駆動部３９のそれぞれは、高精度の位置制御が可能なモータ（ステッピングモータ及びサーボモータ等）３７ａ，３９ａを有しており、図４に示すように、これらのモータ３７ａ，３９ａがドライバ３７ｂ，３９ｂを介して制御装置２２に電気的に接続されている。
【００３４】
図３に示すように、複数のフィン３２は、複数の物品Ｔを立てた状態で保持する板状部材であり、本実施形態では、４個の物品Ｔを保持する５枚のフィン３２が１組となって１つのフィン群４０が構成されており、複数のフィン郡４０が無端軌道３０の搬送面３０ａ上に所定の間隔を隔てて配置されている。
【００３５】
各フィン郡４０において、隣接するフィン３２どうしの間隔は、２枚のフィン３２間に物品Ｔを立てた状態で収容し得るように、物品Ｔの厚さよりも大きく設計されている。また、各フィン３２の長さは、２枚のフィン３２間で物品Ｔを立てた状態で保持し得るように、立てられた状態にある物品Ｔの上下方向長さよりも長く設計されている。
【００３６】
そして、搬送面３０ａ上に並ぶ複数のフィン郡４０に連続番号を付したと仮定すると、奇数番号が付されたフィン郡４０を構成する各フィン３２が、第１ベルト３４ａ及び第３ベルト３４ｃに取り付けられており、偶数番号が付されたフィン郡４０を構成する各フィン３２が、第２ベルト３４ｂ及び第４ベルト３４ｄに取り付けられている。したがって、奇数番目のフィン郡４０と偶数番目のフィン郡４０とを、第１駆動部３７及び第２駆動部３９によって別々に駆動させることができる。例えば、図３に示すように、先行するフィン郡４０を物品整列位置Ｐ１で停止させた状態で、後続するフィン郡４０を物品受入れ位置Ｐ２で停止させたり、或いは、物品整列位置Ｐ１に向けて移動させたりすることができる。
【００３７】
図１に示すように、物品受入れ位置Ｐ２には、２枚のフィン３２間のギャップＧに物品Ｔが導入されたことを検出する導入センサ４２が設けられており、図４に示すように、この導入センサ４２が制御装置２２に電気的に接続されている。
【００３８】
図１に示すように、物品受入れ位置Ｐ２に位置するギャップＧに物品Ｔが導入されたことを導入センサ４２が検出すると、制御装置２２でモータ３７ａ又は３９ａが制御され、次のギャップＧが物品受入れ位置Ｐ２に位置決めされる。そして、最終のギャップＧに物品Ｔが導入されたことを導入センサ４２が検出すると、図２に示すように、複数の物品Ｔを保持したフィン郡４０が物品受入れ位置Ｐ２から物品整列位置Ｐ１に向けて移動させられる。
【００３９】
［物品押出し装置の構成］
図２に示すように、物品押出し装置１６は、列状に並べられた複数の物品Ｔを物品整列位置Ｐ１から列の側方（本実施形態では前方）に向けて同時に押し出すものであり、直動機構４４と、物品押出し部４６と、左右一対のガイド部４８と、ストッパ部５０とを有している。
【００４０】
図２に示すように、直動機構４４は、前後方向に延びて配置されたリニアレール５２と、リニアレール５２に対して往復移動可能に取り付けられた往復テーブル５４と、リニアレール５２の前端部及び後端部のそれぞれの近傍に配置された一対のプーリー５６ａ，５６ｂと、これらのプーリー５６ａ，５６ｂ間に掛け渡された無端ベルト５８と、一方のプーリー５６ａを駆動するモータ６０とを有している。モータ６０としては、高精度の位置制御が可能なステッピングモータ及びサーボモータ等が用いられており、図４に示すように、モータ６０がドライバ６０ｂを介して制御装置２２に電気的に接続されている。
【００４１】
また、図２に示すように、リニアレール５２の後端部又はその近傍には、物品押出し部４６が待機位置Ｐ５に位置していることを検出するとともに、物品押出し部４６が待機位置Ｐ５から移動したことを検出する待機位置センサ６１が設けられており、図４に示すように、待機位置センサ６１が制御装置２２に電気的に接続されている。なお、待機位置センサ６１の種類は、特に限定されるものではなく、光電センサ、超音波センサ及び近接センサ等のような非接触式のセンサの他、リミットスイッチのような接触式のセンサが用いられてもよい。
【００４２】
物品押出し部４６が待機位置Ｐ５に存在しないことを待機位置センサ６１が検出すると、制御装置２２は、その検出時点で物品押出し装置１６による押出し動作が開始されたと判断することができる。つまり、本実施形態では、待機位置センサ６１と制御装置２２とによって「押出し動作検出手段」が構成されており、「押出し動作検出手段」は、待機位置センサ６１の出力に基づいて押出し動作を検出する。
【００４３】
そして、図２に示すように、無端ベルト５８に対して往復テーブル５４が固定されており、往復テーブル５４に対して物品押出し部４６が固定されている。モータ６０でプーリー５６ａを正転又は逆転させると、無端ベルト５８が正転又は逆転され、これに伴って往復テーブル５４及び物品押出し部４６が前方又は後方に往復移動される。複数の物品Ｔを整列させる物品整列工程の前段階では、物品押出し部４６が後方に移動される。そして、待機位置センサ６１によって物品押出し部４６が検出されると、モータ６０が停止され、物品押出し部４６が待機位置Ｐ５に位置決めされる。
【００４４】
図３に示すように、物品押出し部４６は、複数の物品Ｔに押圧力を付与するものであり、左右方向に延びる支持アーム６２と、複数の物品Ｔ（すなわち物品集合体Ｘ）を同時に前方に押し出す押出しプレート６４とを有している。押出しプレート６４は、略四角形の板状のプレート本体６４ａを有しており、プレート本体６４ａにおける複数のフィン３２のそれぞれの後端面と対向する位置には、スリット６４ｂが設けられている。そして、図１に示すように、押出しプレート６４の上端部が、支持アーム６２の一方端部に固定されており、支持アーム６２の他方端部が往復テーブル５４に固定されている。
【００４５】
図２に示すように、一対のガイド部４８は、物品押出し部４６で前方に押し出される物品集合体Ｘを、押出し経路Ｒにおいて左右方向からガイドする板状部材である。図３に示すように、ストッパ部５０は、物品押出し部４６で押し出されて来た物品集合体Ｘ（図２）を受け止める板状部材である。
【００４６】
［物品押込み装置の構成］
図３に示すように、物品押込み装置１８は、シャッタ６６と、物品保持装置６８と、物品押込み部７０と、外装箱搬送装置７２と、開口部材７４とを備えている。シャッタ６６は、フレーム２０（図２）の第１開口Ｗ１を開閉するものであり、第１開口Ｗ１に移動可能に設けられた左右一対の開閉プレート７６，７８と、開閉プレート７６，７８を左右方向に移動させるプレート移動機構（図示省略）とを有している。開閉プレート７６，７８のそれぞれは、平面視略四角形の板状部材であり、２枚の開閉プレート７６，７８を合わせた大きさは、第１開口Ｗ１の大きさよりも大きく設計されている。
【００４７】
図２に示すように、物品保持装置６８は、開閉プレート７６，７８の上面に載置された複数の物品Ｔ（すなわち物品集合体Ｘ）を保持するものであり、第１開口Ｗ１の左右両側に配置された左右一対の保持プレート８０ａ，８０ｂと、保持プレート８０ａ，８０ｂを物品集合体Ｘに左右方向から押し当てる押圧装置８２ａ，８２ｂとを有している。
【００４８】
図１に示すように、物品押込み部７０は、フレーム２０に設けられた昇降タワー８６と、昇降タワー８６に昇降自在に取り付けられた昇降部材８８と、昇降部材８８に取り付けられた押込みプレート９０と、昇降部材８８を昇降させる昇降装置（図示省略）とを有している。押込みプレート９０は、物品集合体Ｘを構成する複数の物品Ｔのそれぞれを吸着する吸着口（図示省略）を有しており、吸着口には、真空ポンプ及びサクションブロア等の吸込口（図示省略）が連通されている。
【００４９】
図１に示すように、外装箱搬送装置７２は、外装箱昇降装置９２と、外装箱搬入装置９４と、外装箱搬出装置９６とを有している。外装箱昇降装置９２は、空の外装箱Ｕを第１開口Ｗ１の直下に位置する所定の箱詰位置Ｐ３まで上昇させるとともに、複数の物品Ｔが収容された外装箱Ｕを所定の降下位置Ｐ４まで降下させるものであり、外装箱Ｕを支持するテーブル９２ａと、テーブル９２ａを昇降させる昇降機構９２ｂとを有している。
【００５０】
外装箱搬入装置９４は、空の外装箱Ｕを降下位置Ｐ４にあるテーブル９２ａに搬送するものであり、本実施形態では、モータ（図示省略）によって駆動されるベルトコンベアが外装箱搬入装置９４として用いられている。外装箱搬出装置９６は、複数の物品Ｔが収容された外装箱Ｕを降下位置Ｐ４にあるテーブル９２ａから搬出するものであり、本実施形態では、駆動機構を有しないローラコンベアが外装箱搬出装置９６として用いられている。
【００５１】
図３に示すように、開口部材７４は、第１開口Ｗ１の下方に物品集合体Ｘ（図２）が通過する第２開口Ｗ２を構成するとともに、物品集合体Ｘ（図２）を外装箱Ｕに案内するものであり、平面視略四角形の枠部材（図示省略）と、枠部材に取り付けられた可撓性の案内部材（図示省略）とを有している。
【００５２】
［物品検出装置の構成］
図３に示すように、物品検出装置１００は、物品押出し装置１６による押出し動作の最中に複数の物品Ｔのそれぞれの有無を検出するものであり、複数の物品Ｔと同数（本実施形態では４個）の物品検出センサ１０２を有している。本実施形態の物品検出センサ１０２は、物品Ｔを非接触で検出する非接触センサであり、光を出光する発光部１０２ａと、光を反射させる反射部１０２ｂと、光を受光する受光部１０２ｃとを有している。物品検出センサ１０２のそれぞれの発光部１０２ａ及び受光部１０２ｃは、複数の物品Ｔがガイド部４８（図２）でガイドされながら移動する押出し経路Ｒの上方に設けられており、物品検出センサ１０２のそれぞれの反射部１０２ｂは、発光部１０２ａ及び受光部１０２ｃと対向する位置に設けられている。本実施形態では、発光部１０２ａ及び受光部１０２ｃが、押出し経路Ｒの上方に配置された板状の保持部１０４の側面（本実施形態では前側面）に下方に向けて取り付けられており、反射部１０２ｂが、押出し経路Ｒの上面１０６（図２）又は上面１０６より下方の所定部分に上方に向けて取り付けられている。そして、図４に示すように、物品検出センサ１０２（発光部１０２ａ及び受光部１０２ｃ）が制御装置２２に電気的に接続されている。
【００５３】
図３に示すように、制御装置２２（図４）で物品検出センサ１０２のそれぞれを駆動させると、発光部１０２ａから押出し経路Ｒに向けて光（図３中に一点鎖線で示す。）が出光され、この光が反射部１０２ｂで反射されて受光部１０２ｃで受光される。そして、物品押出し装置１６で押し出された物品Ｔが物品検出センサ１０２の下方に位置する物品検出位置Ｐ６に到達すると、当該物品Ｔによって光が遮断され、受光部１０２ｃの出力が低下する。したがって、制御装置２２は、受光部１０２ｃの出力が所定の閾値より低下したときに、物品Ｔが存在すると判断することができる。また、全ての物品検出センサ１０２について受光部１０２ｃの出力低下を見ることによって、物品Ｔの数を検出することができる。
【００５４】
なお、物品検出センサ１０２の種類は、特に限定されるものではなく、光電センサ、超音波センサ及び近接センサ等のような非接触式のセンサの他、リミットスイッチのような接触式のセンサが用いられてもよい。また、光電センサを用いる場合には、本実施形態のような回帰反射型の光電センサの他、物品Ｔの表面で光を反射させる反射型の光電センサや、発光部と受光部とが対向して配置された透過型の光電センサが用いられてもよい。ただし、物品Ｔとの接触による損傷を防止する観点からは、非接触式のセンサを用いることが望ましく、汚れ等で光量が低下することによる誤検出を防止する観点からは、超音波センサ及び近接センサを用いることが望ましい。これらのいずれのセンサを用いる場合でも、メンテナンス作業を容易にする等のために、センサの全部又は一部を押出し経路Ｒの上方に配置することが望ましい。
【００５５】
物品集合体Ｘを構成する物品Ｔの数及び大きさは適宜変更されてもよく、駆動される物品検出センサ１０２の数及び位置は、物品Ｔの数及び大きさに応じて適宜変更されてもよい。たとえば、物品Ｔの数を３個に減らす場合には、４個の物品検出センサ１０２のいずれか１つを停止させてもよい。また、４個の物品Ｔのそれぞれの大きさが変更される場合には、物品検出センサ１０２の相互間の距離を、各物品Ｔに対応するように調整してもよい。この場合には、物品検出センサ１０２のそれぞれが、相互間の距離を調整できるように移動可能に設けられてもよい。
［箱詰め装置の動作］
図５は、実施形態に係る箱詰め装置１０における制御装置２２の制御動作を示すフロー図である。図５に示すように、制御装置２２（図１）のＣＰＵ２２ａ（図４）によって制御プログラムが実行されると、まず、ステップＳ１において物品導入工程が実行され、続いて、ステップＳ３において物品整列工程が実行される。
【００５６】
図２に示すように、物品導入工程では、縦ピロー包装機等のような前段の装置（図示省略）から供給された複数の物品Ｔが、物品導入装置１２によって物品整列装置１４に向けて順次搬送される。一方、物品整列工程では、導入された複数の物品Ｔが列状に並べられ、物品集合体Ｘが構成される。図２に示すように、物品整列工程では、直動機構４４のモータ６０が停止され、物品押出し部４６が待機位置Ｐ５に位置決めされる。
【００５７】
複数の物品Ｔの整列が完了すると、物品押出し装置１６による複数の物品Ｔの押出し動作が開始され、整列させられた複数の物品Ｔ（すなわち物品集合体Ｘ）が、開閉プレート７６，７８の上面１０７（図２）まで押し出される。図５に示すように、ステップＳ５において、物品押出し装置１６による押出し動作が「押出し動作検出手段」によって検出されると、ステップＳ７において、その押出し動作の最中に、複数の物品Ｔのそれぞれの有無（欠品の有無）が物品検出装置１００で検出される。なお、本実施形態では、待機位置センサ６１と制御装置２２とによって「押出し動作検出手段」が構成されている。
【００５８】
ステップＳ９では、複数の物品Ｔのそれぞれの欠品の有無が押出し動作ごとに判断される。本実施形態では、ステップＳ７で検出された物品Ｔの数と複数の物品Ｔの必要数（本実施形態では４個）とが比較され、検出された物品Ｔの数が必要数であるときに「ＮＯ（欠品無し）」と判断され、必要数に満たないときに「ＹＥＳ（欠品有り）」と判断される。
【００５９】
そして、「ＮＯ（欠品無し）」と判断されると、ステップＳ１１〜Ｓ１５において通常の箱詰め動作が実行される。つまり、ステップＳ１１において物品押込み工程が実行され、ステップＳ１３において物品押出し部４６が原点に復帰され、ステップＳ１５において制御装置２２による欠品検出動作がリセットされる。そして、ステップＳ１７において、箱詰め動作を終了するか否かが判断され、「ＮＯ（終了しない）」と判断されるとステップＳ１に戻り、「ＹＥＳ（終了する）」と判断されると、箱詰め動作が終了される。なお、ステップＳ１１〜Ｓ１５の各工程は、互いに並列に処理されるものである。
【００６０】
ステップＳ１１の物品押込み工程では、図１に示すように、開閉プレート７６，７８（図２）の上面に載置された各物品Ｔが押込みプレート９０によって保持される。また、空の外装箱Ｕが、外装箱搬送装置７２の外装箱搬入装置９４及び外装箱昇降装置９２によって箱詰位置Ｐ３まで搬送される。そして、第１開口Ｗ１（図２）が開かれたときに、押込みプレート９０が降下され、各物品Ｔが外装箱Ｕの内部に押し込まれる。外装箱Ｕに所定数の物品Ｔが収容されると、当該外装箱Ｕが降下位置Ｐ４まで降下され、外装箱搬出装置９６によって搬出される。
【００６１】
図５に示すように、ステップＳ９において、「ＹＥＳ（欠品有り）」と判断されると、ステップＳ１９において、警報発生装置２３（図４）に警報を発生させる警報処理が実行され、ランプ２３ａ及びブザー２３ｂの少なくとも一方が駆動される。そして、ステップＳ２１において、物品整列装置１４、物品押出し装置１６及び物品押込み装置１８を停止させる停止処理が実行される。この停止処理では、物品押出し装置１６によって押し出されて来た物品Ｔが、開閉プレート７６，７８の上面１０７（図２）に停止させられる。したがって、作業者は、当該上面１０７において、欠品した物品Ｔを手作業で補充することができる。なお、停止処理では、物品Ｔが押出し経路Ｒの上面１０６（図２）に停止させられてもよい。ただし、この場合には、押出し動作の再開時に物品Ｔの姿勢が乱れるおそれがあるので、上述のように、物品Ｔは開閉プレート７６，７８の上面１０７に停止させられることが望ましい。
【００６２】
ステップＳ２３では、箱詰め動作を再開するか否かが判断され、「ＹＥＳ（再開する）」と判断されると、ステップＳ１１に進み、通常の箱詰め動作と同じ工程が実行される。一方、「ＮＯ（再開しない）」と判断されると、ステップＳ２１に戻り、待機状態が継続される。本実施形態では、入力部２２ｃ（図４）が作業者によって操作される再開スイッチ（図示省略）を有しており、箱詰め動作を再開するか否かの判断は、再開スイッチの出力に基づいて行われる。
【００６３】
（他の実施形態）
上述の実施形態では、待機位置センサ６１と制御装置２２とによって「押出し動作検出手段」が構成されているが、他の実施形態では、待機位置センサ６１の前方に設けられた押出し動作検出センサ（図示省略）と制御装置２２とによって「押出し動作検出手段」が構成されてもよい。この場合には、押出し動作検出センサが物品Ｔを検出したとき、制御装置２２が、押出し動作の最中であると判断してもよい。
【００６４】
また、他の実施形態では、直動機構４４と制御装置２２とによって「押出し動作検出手段」が構成されてもよい。この場合には、制御装置２２が、直動機構４４を構成するモータ（ステッピングモータ及びサーボモータ等）６０の制御情報に基づいて物品押出し部４６の位置を把握し、当該位置が待機位置Ｐ５より前方の所定位置に到達したときに押出し動作の最中であると判断してもよい。
【００６５】
そして、上述の実施形態では、欠品した物品Ｔを停止処理段階（図５，ステップＳ２１）で補充するようにしているが、他の実施形態では、停止処理段階より後の物品押込み段階（図５，ステップＳ１１）、或いは、それより後の段階で補充してもよい。さらに、停止処理段階（図５，ステップＳ２１）を実行することなく物品押込み段階（図５，ステップＳ１１）に移行し、当該物品押込み段階、或いは、それより後の段階で補充してもよい。
【符号の説明】
【００６６】
Ｔ… 物品
Ｒ… 押出し経路
Ｐ５… 待機位置
Ｕ… 外装箱
１０… 箱詰め装置
１２… 物品導入装置
１４… 物品整列装置
１６… 物品押出し装置
１８… 物品押込み装置
２２… 制御装置
２３… 警報発生装置
４８… ガイド部
６１… 待機位置センサ
１００… 物品検出装置
１０２… 物品検出センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の物品を列状に並べて整列させる物品整列装置と、
整列させられた前記複数の物品を列の側方に同時に押し出す物品押出し装置と、
押し出された前記複数の物品を外装箱の内部に押し込む物品押込み装置と、
前記物品整列装置、前記物品押出し装置及び前記物品押込み装置を制御する制御装置とを備える箱詰め装置であって、
前記複数の物品と同数の物品検出センサを有し、前記物品押出し装置による押出し動作の最中に前記複数の物品のそれぞれの有無を前記物品検出センサのそれぞれで検出する物品検出装置と、
警報を発生する警報発生装置とを備え、
前記制御装置は、前記物品検出装置が検出した物品の数が前記複数の物品の必要数に満たないときに、前記警報発生装置に警報を発生させる警報処理を実行する、箱詰め装置。
【請求項２】
繰り返し実行される前記押出し動作ごとに前記押出し動作を検出する押出し動作検出手段を備え、
前記制御装置は、前記押出し動作検出手段が前記押出し動作を検出し、かつ、その押出し動作において前記物品検出装置が検出した物品の数が前記複数の物品の必要数に満たないときに前記警報処理を実行する、請求項１に記載の箱詰め装置。
【請求項３】
前記物品押出し装置は、前記複数の物品に押圧力を付与する物品押出し部と、前記物品押出し部を往復移動させる直動機構と、待機位置に位置している前記物品押出し部を検出する待機位置センサとを有し、
前記押出し動作検出手段は、前記待機位置センサの出力に基づいて前記押出し動作を検出する、請求項２に記載の箱詰め装置。
【請求項４】
前記物品押出し装置は、前記複数の物品に押圧力を付与する物品押出し部と、前記物品押出し部を往復移動させる直動機構とを有し、
前記押出し動作検出手段は、前記直動機構の動作に基づいて前記押出し動作を検出する、請求項２に記載の箱詰め装置。
【請求項５】
前記センサのそれぞれは、前記複数の物品のそれぞれを非接触で検出するセンサである、請求項１ないし４のいずれかに記載の箱詰め装置。
【請求項６】
前記センサのそれぞれは、相互間の距離を調整できるように移動可能に設けられている、請求項１ないし５のいずれかに記載の箱詰め装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記物品検出装置が検出した物品の数が前記複数の物品の必要数に満たないときに、前記物品整列装置、前記物品押出し装置及び前記物品押込み装置を停止させる停止処理を実行する、請求項１ないし６のいずれかに記載の箱詰め装置。
【請求項８】
前記物品押出し装置は、前記複数の物品がガイド部でガイドされながら移動する押出し経路を有し、前記物品検出センサのそれぞれは、前記押出し経路において前記複数の物品のそれぞれを検出する、請求項１ないし７のいずれかに記載の箱詰め装置。
【請求項１】
複数の物品を列状に並べて整列させる物品整列装置と、
整列させられた前記複数の物品を列の側方に同時に押し出す物品押出し装置と、
押し出された前記複数の物品を外装箱の内部に押し込む物品押込み装置と、
前記物品整列装置、前記物品押出し装置及び前記物品押込み装置を制御する制御装置とを備える箱詰め装置であって、
前記複数の物品と同数の物品検出センサを有し、前記物品押出し装置による押出し動作の最中に前記複数の物品のそれぞれの有無を前記物品検出センサのそれぞれで検出する物品検出装置と、
警報を発生する警報発生装置とを備え、
前記制御装置は、前記物品検出装置が検出した物品の数が前記複数の物品の必要数に満たないときに、前記警報発生装置に警報を発生させる警報処理を実行する、箱詰め装置。
【請求項２】
繰り返し実行される前記押出し動作ごとに前記押出し動作を検出する押出し動作検出手段を備え、
前記制御装置は、前記押出し動作検出手段が前記押出し動作を検出し、かつ、その押出し動作において前記物品検出装置が検出した物品の数が前記複数の物品の必要数に満たないときに前記警報処理を実行する、請求項１に記載の箱詰め装置。
【請求項３】
前記物品押出し装置は、前記複数の物品に押圧力を付与する物品押出し部と、前記物品押出し部を往復移動させる直動機構と、待機位置に位置している前記物品押出し部を検出する待機位置センサとを有し、
前記押出し動作検出手段は、前記待機位置センサの出力に基づいて前記押出し動作を検出する、請求項２に記載の箱詰め装置。
【請求項４】
前記物品押出し装置は、前記複数の物品に押圧力を付与する物品押出し部と、前記物品押出し部を往復移動させる直動機構とを有し、
前記押出し動作検出手段は、前記直動機構の動作に基づいて前記押出し動作を検出する、請求項２に記載の箱詰め装置。
【請求項５】
前記センサのそれぞれは、前記複数の物品のそれぞれを非接触で検出するセンサである、請求項１ないし４のいずれかに記載の箱詰め装置。
【請求項６】
前記センサのそれぞれは、相互間の距離を調整できるように移動可能に設けられている、請求項１ないし５のいずれかに記載の箱詰め装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記物品検出装置が検出した物品の数が前記複数の物品の必要数に満たないときに、前記物品整列装置、前記物品押出し装置及び前記物品押込み装置を停止させる停止処理を実行する、請求項１ないし６のいずれかに記載の箱詰め装置。
【請求項８】
前記物品押出し装置は、前記複数の物品がガイド部でガイドされながら移動する押出し経路を有し、前記物品検出センサのそれぞれは、前記押出し経路において前記複数の物品のそれぞれを検出する、請求項１ないし７のいずれかに記載の箱詰め装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２２４３５９（Ｐ２０１２−２２４３５９Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９２２２８（Ｐ２０１１−９２２２８）
【出願日】平成２３年４月１８日（２０１１．４．１８）
【出願人】（０００２０８４４４）大和製衡株式会社 (535)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１８日（２０１１．４．１８）
【出願人】（０００２０８４４４）大和製衡株式会社 (535)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]