開梱装置及び開梱済物品の製造方法
【課題】梱包材の切り屑が内容物に混入し難いように開梱することができる開梱装置を提供する。
【解決手段】梱包物を開梱して内容物を取り出す開梱装置であって、前記梱包物において、前記内容物が一次梱包材により梱包されて一次梱包物が形成され、前記一次梱包物が二次梱包材により梱包されて二次梱包物が形成され、前記二次梱包物における前記二次梱包材には切れ目が設けられており、ロボット１０と、ロボット１０が、前記二次梱包材の前記切れ目から前記一次梱包物を取り出し、さらに前記一次梱包物から前記内容物を取り出すように前記ロボット１０を制御する制御部とを備える。
【解決手段】梱包物を開梱して内容物を取り出す開梱装置であって、前記梱包物において、前記内容物が一次梱包材により梱包されて一次梱包物が形成され、前記一次梱包物が二次梱包材により梱包されて二次梱包物が形成され、前記二次梱包物における前記二次梱包材には切れ目が設けられており、ロボット１０と、ロボット１０が、前記二次梱包材の前記切れ目から前記一次梱包物を取り出し、さらに前記一次梱包物から前記内容物を取り出すように前記ロボット１０を制御する制御部とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、梱包物を開梱して内容物を取り出す開梱装置及び開梱済物品の製造方法に関し、特に、梱包物を開梱する際に、梱包材の切り屑の混入を減少させるための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
生産ラインに投入される原材料は、一般に梱包された状態で入荷される。従来より、梱包された原材料は作業者の手作業により開梱され、原材料が生産ラインに投入されている。また、開梱作業はほとんどが繰り返し作業であるため、自動化されているものが多い。
【０００３】
ここで梱包材を刃物で切断して内容物を取り出す開梱装置が特許文献１、及び特許文献２に開示されている。特許文献１の開梱装置では、梱包材を切断する際に内容物（古新聞）を同時に切断している（特許文献１の段落００１８）。特許文献２の開梱装置では、斜めのカッターが箱の上壁を切除している（特許文献２の段落０００３、０００４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2002-002638号公報
【特許文献２】特開2002-249116号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２のような開梱装置により梱包材を切断した場合には、梱包材を切断する際に切り屑が内容物に混入する可能性が高い。特許文献１の開梱装置のように内容物が古新聞である場合には、梱包材である段ボール箱の切り屑が古新聞に多少混入してもさほど問題にはならないかもしれない。しかしながら、内容物が食料品であるような場合には、梱包材の切り屑が内容物に混入することは望ましくない。
【０００６】
一方、内容物が野菜や小麦粉のように比較的小さいものである場合に、開梱の際に内容物の一部が梱包材の中に残ってしまうことがある。そこで、開梱の際にできるだけ内容物が梱包材の中に残らないようにしたいという要望がある。
【０００７】
本発明は、梱包材の切り屑が内容物に混入し難いように開梱することができる開梱装置及び開梱済物品の製造方法を提供することを第１の目的とする。また、内容物が梱包材の中に残り難いように開梱することができる開梱装置及び開梱済物品の製造方法を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る開梱装置は、梱包物を開梱して内容物を取り出す開梱装置であって、前記梱包物において、前記内容物が一次梱包材により梱包されて一次梱包物が形成され、前記一次梱包物が二次梱包材により梱包されて二次梱包物が形成され、前記二次梱包物における前記二次梱包材には切れ目が設けられており、前記ロボットと、前記ロボットが、前記二次梱包材の前記切れ目から前記一次梱包物を取り出し、さらに前記一次梱包物から前記内容物を取り出すように前記ロボットを制御する制御部とを備える。ここで開梱装置において、前記ロボットが、前記一次梱包物の自重により前記二次梱包材の前記切れ目から前記一次梱包物を取り出すように前記ロボットを制御するとよい。
【０００９】
ここで開梱装置において、前記一次梱包材は、可撓性を有する袋であって取出口を有しており、前記制御部は、前記ロボットが、前記一次梱包物における前記一次梱包材を掴み、前記一次梱包材を引き上げ、前記内容物の自重により前記取出口から前記内容物を取り出すように前記ロボットを制御するとよい。
【００１０】
ここで開梱装置において、前記制御部は、前記ロボットが、前記取出口から前記内容物を取り出す前に、前記一次梱包物における前記一次梱包材の所定の位置を掴み、所定の移動量だけ前記一次梱包物を引き上げて放す予備掴み動作と、前記所定の位置の近辺、又は前記所定の位置を掴む本掴み動作とを行うように前記ロボットを制御するとよい。
【００１１】
ここで開梱装置において、前記制御部は、さらに、前記ロボットが、前記予備掴み動作と前記本掴み動作との間に上下動作を行うように前記ロボットを制御し、前記上下動作は、 前記予備掴み動作において前記ロボットが前記一次梱包物を放した状態から、上方向又は下方向に前記ロボットが動作して、前記本掴み動作において前記ロボットが前記一次梱包物を掴む位置を移動する動作であるとよい。
【００１２】
ここで開梱装置において、前記一次梱包材は、可撓性を有する袋であって、前記一次梱包物において、前記内容物が前記一次梱包材により密封されており、前記制御部は、前記ロボットが、前記一次梱包物における前記一次梱包材を掴み、前記一次梱包材に切り込みを入れる切り込み動作を行い、前記内容物の自重により前記切り込みから前記内容物を取り出すように前記ロボットを制御するとよい。
【００１３】
ここで開梱装置において、前記制御部は、前記ロボットが、前記一次梱包材に切り込みを入れる前に、前記一次梱包物における前記一次梱包材の所定の位置を掴み、所定の移動量だけ前記一次梱包物を引き上げて放す予備掴み動作と、前記所定の位置の近辺、又は前記所定の位置を掴む本掴み動作とを行うように前記ロボットを制御するとよい。
【００１４】
ここで開梱装置において、前記制御部は、さらに、前記ロボットが、前記予備掴み動作と前記本掴み動作との間に上下動作を行うように前記ロボットを制御し、前記上下動作は、 前記予備掴み動作において前記ロボットが前記一次梱包物を離した状態から、上方向又は下方向に前記ロボットが動作して、前記本掴み動作において前記ロボットが前記一次梱包物を掴む位置を移動する動作であるとよい。
【００１５】
ここで開梱装置において、前記制御部は、前記ロボットが、前記予備掴み動作において前記一次梱包材の前記所定の位置を掴んだ状態のままで、所定の時間だけ動作を休止するように前記ロボットを制御するとよい。
【００１６】
ここで開梱装置において、前記開梱装置は、さらに、前記ロボットにより前記一次梱包物が取り出される場所、及び前記ロボットにより前記内容物が取り出される場所のいずれとも異なる場所において、前記二次梱包物における前記二次梱包材に切断処理を施して、前記二次梱包材の前記切れ目を作る梱包材切断部と、前記梱包材切断部から前記ロボットの動作域まで、前記二次梱包物を搬送する搬送部と、前記梱包材切断部から前記ロボットの動作域までの間の、前記ロボットにより前記一次梱包物が取り出される場所、及び前記ロボットにより前記内容物が取り出される場所のいずれとも異なる場所において、前記切断処理により発生する切り屑を前記二次梱包物から排除する切り屑排除部とを備えるとよい。
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明に係る開梱済物品の製造方法は、ロボットを用いて梱包物を開梱して内容物を取り出し、開梱済物品を製造する方法であって、前記内容物が一次梱包材により梱包されて一次梱包物が形成されており、前記一次梱包物が二次梱包材により梱包されて二次梱包物が形成されており、前記二次梱包物における前記二次梱包材には切れ目があり、前記ロボットが、前記二次梱包材の前記切れ目から前記一次梱包物を取り出し、さらに前記一次梱包物から前記内容物を取り出す制御ステップを含む。
【発明の効果】
【００１８】
課題を解決するための手段に記載した開梱装置及び開梱済物品の製造方法の構成により、梱包材の切り屑が内容物に混入し難いように開梱することができる。また、課題を解決するための手段に記載した開梱装置及び開梱済物品の製造方法の構成により、内容物が梱包材の中に残り難いように開梱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】食材の梱包状態の概略（その１）を示す図である
【図２】食材の梱包状態の概略（その２）を示す図である
【図３】実施の形態１の工程レイアウトを示す平面図である。
【図４】実施の形態１に係る開梱装置の概略を示す図である。
【図５】一次取出制御部の機能を説明するための図である。
【図６】二次取出制御部の機能を説明するための図である。
【図７】変形例１に係る開梱装置の概略を示す図である
【図８】予備掴み動作制御部の機能を説明するための図である。
【図９】上下動作制御部、及び本掴み動作制御部の機能を説明するための図である。
【図１０】変形例２に係る開梱装置の概略を示す図である。
【図１１】変形例３に係る開梱装置の概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［実施の形態１］
＜概要＞
実施の形態１では、多関節ロボットにより、段ボール箱に切れ目を入れた梱包物からビニール袋を取り出し、続いてビニール袋を掴み上げて内容物を取り出す開梱装置を示す。
【００２１】
＜構成＞
実施の形態１では、スナック菓子の生産ラインに原料の食材を投入する場合を考える。食材が入荷されたときの梱包状態を以下に示す。
【００２２】
図１、図２は、食材の梱包状態の概略を示す図である。図１に示すように内容物である食材１が（図１左）一次梱包材であるビニール袋２に入れられ（図１中央）取出口６が折り畳まれて一次梱包物３が形成されている（図１右）。また図２に示すように一次梱包物３が二次梱包材である段ボール箱４に梱包されて（図２左）二次梱包物５が形成されている（図２右）。ここで一次梱包材は、ビニール袋２のように可撓性を有する袋であって、取出口６を有している。また二次梱包材は、段ボール箱４のようにある程度の外力を与えなければ形状が変化しない容器である。また実施の形態１では、二次梱包材の基材そのものや貼付されている荷造りテープ７を刃物等で切ることで、二次梱包物５に一次梱包物３を取り出すことができる程度の切れ目を作ることができることとする。
【００２３】
図３は、実施の形態１の工程レイアウトを示す平面図である。ここで図３には、双腕ロボット１０、梱包物搬送部１１、梱包材切断部１２、切り屑排除部１３、内容物搬出コンベア１４、段ボール搬出コンベア１５、段ボール収納装置１６、ビニール袋収納装置１７及びビニール袋収納箱１８を記載している。
【００２４】
双腕ロボット１０は、合計１５軸の多関節ロボットであり、７軸の多関節ロボットを２本備え、２本の多関節ロボットが水平方向に回転する共通の１軸に搭載されている。梱包物搬送部１１は、少なくとも梱包材切断部１２から双腕ロボット１０の動作域まで、二次梱包物５を搬送する。梱包物搬送部１１は、梱包物搬入コンベア１９及び横送り装置２０から構成される。
【００２５】
梱包物搬入コンベア１９は、上流の荷卸し工程から横送り装置２０の始点まで、二次梱包物５を運ぶ（図３中矢印Ａ）。
【００２６】
梱包材切断部１２は、梱包物搬入コンベア１９による二次梱包物５の搬送経路の途中に設置された切断装置である。梱包材切断部１２は、刃物等を用いて二次梱包物５における段ボール箱４に切れ目を作る。ここで、梱包材切断部１２は、段ボール箱４の下面以外の部分に切れ目を作る。なお、梱包材切断部１２による梱包材の切断処理を行う場所は、双腕ロボット１０により一次梱包物３が取り出される場所、及び双腕ロボット１０により食材１が取り出される場所のいずれとも異なる場所が好ましい。また、梱包材切断部１２が段ボール箱４の下側に切れ目を作った後で、切れ目が横側や上側になるように二次梱包物５を回転させてもよい。
【００２７】
切り屑排除部１３は、梱包材切断部１２から横送り装置２０までの間に設置された掃除装置である。切り屑排除部１３は、圧縮空気で吹き飛ばしたり、吸い込んだりすることにより、梱包材の切断処理により発生する切り屑を二次梱包物５から排除する。なお切り屑排除部１３による切り屑を排除する場所は、梱包材切断部１２から双腕ロボット１０の動作域までの間であり、かつ双腕ロボット１０により一次梱包物３が取り出される場所、及び双腕ロボット１０により食材１が取り出される場所のいずれとも異なる場所が好ましい。
【００２８】
横送り装置２０は、梱包物搬入コンベア１９の終点から内容物搬出コンベア１４の始点まで二次梱包物５を平行移動することにより搬送する（図３中矢印Ｂ）。
【００２９】
図４は、実施の形態１に係る開梱装置１００の概略を示す図である。図４に示すように、開梱装置１００は、双腕ロボット１０、一次取出制御部１１０及び二次取出制御部１２０を備える。なお、実施の形態１において、一次取出制御部１１０と二次取出制御部１２０とは制御部として機能する。
【００３０】
一次取出制御部１１０及び二次取出制御部１２０はそれぞれ、双腕ロボット１０が梱包物を開梱して内容物を取り出すように、双腕ロボット１０を制御する。
【００３１】
図５は、一次取出制御部１１０の機能を説明するための図である。図５に示すように、一次取出制御部１１０は、双腕ロボット１０が梱包材切断部１２により作られた切れ目８から一次梱包物３を取り出すように、双腕ロボット１０を制御する。詳細には、一次取出制御部１１０は、まず双腕ロボット１０が内容物搬出コンベア１４の始点において二次梱包物５における段ボール箱４を保持して二次梱包物５を持ち上るように、双腕ロボット１０を制御する（図５上）。
【００３２】
次に一次取出制御部１１０は、双腕ロボット１０が切れ目８が下側に向くように二次梱包物５を回転させて、一次梱包物３の自重により、切れ目８から内容物搬出コンベア１４の上に一次梱包物３を取り出すように、双腕ロボット１０を制御する（図５下）。例えば、切れ目８が段ボール箱４の上側にある場合には、一次取出制御部１１０は、双腕ロボット１０が二次梱包物５を１８０度回転させるように、双腕ロボット１０を制御する。さらに、一次取出制御部１１０は、双腕ロボット１０が段ボール箱４を保持したままで回転して（図３中矢印Ｃ）、段ボール搬出コンベア１５の上に段ボール箱を運ぶように、双腕ロボット１０を制御する。
【００３３】
段ボール搬出コンベア１５は、双腕ロボット１０により段ボール箱４が運ばれると、段ボール収納装置１６まで段ボール箱４を運搬する（図３中矢印Ｄ）。段ボール収納装置１６は、段ボール搬出コンベア１５により搬送されてきた段ボール箱４を収納する。
【００３４】
図６は、二次取出制御部１２０の機能を説明するための図である。図６に示すように、二次取出制御部１２０は、双腕ロボット１０が内容物搬出コンベア１４の上に戻り一次梱包物３から食材１を取り出すように、双腕ロボット１０を制御する。詳細には、二次取出制御部１２０は、双腕ロボット１０が、一次梱包物３におけるビニール袋２を掴み（図６左）、ビニール袋２を引き上げて、食材１の自重により取出口６から内容物搬出コンベア１４の上に食材１を取り出すように、双腕ロボット１０を制御する（図６右）。
【００３５】
ここで、二次取出制御部１２０は、双腕ロボット１０が、一次梱包物３におけるビニール袋２を掴む際に、掴む位置をセンサ（図示せず）で確認している。さらに、二次取出制御部１２０は、双腕ロボット１０が、コンベア１４の上に食材１を取り出した後、ビニール袋２を掴んだままで回転して（図３中矢印Ｃ）、ビニール袋回収装置１７の上にビニール袋２を運ぶように、双腕ロボット１０を制御する。
【００３６】
なお、双腕ロボット１０は、ビニール袋２を引き上げる際に、食材１がビニール袋２から出るまでは、動作による衝撃によりビニール袋２がちぎれてしまわないように、比較的遅い速度で動作し、食材１がビニール袋２から出た後は比較的早い速度で動作してもよい。ここで二次取出制御部１２０は、双腕ロボット１０のサーボモータの感度を用いて食材１がビニール袋２から出たことを感知することができる。また、二次取出制御部１２０は、食材１がビニール袋２から出たか否かを感知せずに、双腕ロボット１０が比較的遅い速度で所定の距離だけ動作するように、双腕ロボット１０を制御した後に、双腕ロボット１０が比較的早い速度で動作するように、双腕ロボット１０を制御してもよい。ここで所定の距離は、ビニール袋２の長手方向の長さ程度であることが好ましい。
【００３７】
ビニール袋回収装置１７は、ビニール袋２をビニール袋収納箱１８へ送る（図３中矢印Ｅ）。ビニール袋収納箱１８は、ビニール袋収納装置１７により送られたビニール袋２を収納する。内容物搬出コンベア１４は、双腕ロボット１０により食材１が取り出されると、次工程へ食材１を運搬する（図３中矢印Ｆ）。
【００３８】
＜まとめ＞
特許文献１及び特許文献２のような従来の開梱装置により、二次梱包物５から内容物（食材１）を取り出そうとすれば、二次梱包材（段ボール箱４）と一次梱包材（ビニール袋２）とを同時に刃物で切断することになる。ところが二次梱包材（段ボール箱４）と一次梱包材（ビニール袋２）とを同時に刃物で切断すると、内容物に二次梱包材（段ボール箱４）及び一次梱包材（ビニール袋２）の切り屑が入る可能性が高い。
【００３９】
一方、実施の形態１に係る開梱装置１００及び開梱済物品の製造方法によれば、先に二次梱包物５から一次梱包物３を取り出し、後で一次梱包材（ビニール袋２）に切れ目を作らずに内容物（食材１）を取り出すので、一次梱包材（ビニール袋２）及び二次梱包材（段ボール箱４）の切り屑が内容物（食材１）に混入し難い。さらに、実施の形態１に係る開梱装置１００によれば、二次梱包材（段ボール箱４）に切れ目を作る場所が、一次梱包物３を取り出す場所、及び内容物（食材１）を取り出す場所のいずれとも異なるので、特に二次梱包材（段ボール箱４）の切り屑が内容物（食材１）に混入し難い。
［変形例１］
＜概要＞
変形例１では、実施の形態１の開梱装置１００に、さらに、掴みしろを作る動作を追加した例を説明する。
【００４０】
ここで掴みしろを作る動作とは、ビニール袋２を掴む際に、所定の位置を掴み上方向へ引き上げて放す予備掴み動作のことをいう。
【００４１】
＜構成＞
図７は、変形例１に係る開梱装置２００の概略を示す図である。図７に示すように、開梱装置２００は、双腕ロボット１０、一次取出制御部１１０及び二次取出制御部２２０を備える。なお、変形例１において、一次取出制御部１１０と二次取出制御部２２０とは制御部として機能する。ここで、実施の形態１と同様の構成要素には同一番号を付し、その説明を省略する。
【００４２】
二次取出制御部２２０は、実施の形態１の開梱装置１００が備える二次取出制御部１２０と同様に、双腕ロボット１０が一次梱包物３から食材１を取り出すように、双腕ロボット１０を制御する。二次取出制御部２２０は、二次取出制御部１２０と比べて、掴みしろを作る動作を備えている点が異なる。二次取出制御部２２０は、予備掴み動作制御部２２１、上下動作制御部２２２及び本掴み動作制御部２２３を含む。
【００４３】
図８は、予備掴み動作制御部２２１の機能を説明するための図である。予備掴み動作制御部２２１は、双腕ロボット１０が、取出口６から食材１を取り出す前に、一次梱包物３におけるビニール袋２の所定の位置を掴み（図８左）、所定の移動量だけ一次梱包物３を引き上げて（図８中央）放すように、双腕ロボット１０を制御する（図８右）。
【００４４】
図９は、上下動作制御部２２２、及び本掴み動作制御部２２３の機能を説明するための図である。上下動作制御部２２２は、予備掴み動作制御部２２１による制御において双腕ロボット１０が一次梱包物３を放した状態から、上方向又は下方向に双腕ロボット１０を動作させて、本掴み動作において双腕ロボット１０が一次梱包物３を掴む位置を移動する（図９左）。ここで、変形例１では、上下動作制御部２２２は、３０ｃｍから５０ｃｍ程度上方向に、双腕ロボット１０を動作させている。本掴み動作制御部２２３は、所定の位置の近辺、又は前記所定の位置を掴む（図９右）。
【００４５】
なお、上下動作制御部２２２による制御において、上方向又は下方向に双腕ロボット１０を動作させる距離や予備掴み動作の回数は、使用者により任意に設定が可能なようにしてもよい。例えば、タッチパネルに掴みしろの位置や予備掴み動作の回数の設定画面を表示し、使用者から「高」、「中」、「低」等の選択入力や予備掴み動作の回数を受け付けてもよい。また、上下動作制御部２２２における双腕ロボット１０を動作させる距離はゼロであってもよいので、予備掴み動作制御部２２１は上下動作制御部２２２を含まない構成であってもよい。
【００４６】
＜まとめ＞
以上のように、変形例１に係る開梱装置２００によれば、双腕ロボット１０が掴みしろを作る動作を行うことにより、予備掴み動作の際に掴む内容物（食材１）の量よりも、本掴み動作の際に掴む内容物（食材１）の量を少なくすることができる。従って、開梱装置２００において双腕ロボット１０が、一次梱包材（ビニール袋２）に切れ目を作らずに、一次梱包材（ビニール袋２）を掴んで内容物（食材１）を取り出す際に、内容物（食材１）が一次梱包材（ビニール袋２）の中に残り難い。
［変形例２］
＜概要＞
変形例２では、多関節ロボットが、段ボール箱に切れ目を入れた梱包物から密閉されたビニール袋を取り出し、次にビニール袋を掴みビニール袋に切り込みを入れて、切り込みから内容物を取り出す開梱装置を説明する。
【００４７】
＜構成＞
変形例２では、実施の形態１と同様に、スナック菓子の生産ラインに原料の食材を投入する場合を考える。但し、変形例２では、食材の梱包状態が実施の形態１とは異なる。実施の形態１では、内容物である食材１が一次梱包材であるビニール袋２に入れられ取出口６が折り畳まれて一次梱包物３が形成されている。変形例２では、内容物である食材１が一次梱包材であるビニール袋２２（図示せず）に密閉されて一次梱包物２３（図示せず）が形成されている。また実施の形態１と同様に、一次梱包物２３が二次梱包材である段ボール箱４に梱包されて二次梱包物２５（図示せず）が形成されている。
【００４８】
食材の梱包状態の概略は実施の形態１の図１、図２と同様である。ここで変形例２のビニール袋２２は実施の形態１のビニール袋２に相当し、ビニール袋２２は開口部分が熱溶着等により塞がれる点がビニール袋２と異なる。変形例２の一次梱包物２３は実施の形態１の一次梱包物３に相当し、一次梱包物３は内容物を密閉していないが、一次梱包物２３は内容物を密閉している点が異なる。変形例２の二次梱包物２５は実施の形態１の二次梱包物５に相当し、二次梱包物２５は一次梱包物２３を梱包し、二次梱包物５は一次梱包物３を梱包する点が異なる。
【００４９】
図１０は、変形例２に係る開梱装置３００の概略を示す図である。図１０に示すように、開梱装置３００は、双腕ロボット１０、一次取出制御部１１０及び二次取出制御部３２０を備える。なお、変形例２において、一次取出制御部１１０と二次取出制御部３２０とは制御部として機能する。ここで、実施の形態１と同様の構成要素には同一番号を付し、その説明を省略する。
【００５０】
二次取出制御部３２０は、実施の形態１の開梱装置１００が備える二次取出制御部１２０と同様に、双腕ロボット１０が一次梱包物２３から食材１を取り出すように、双腕ロボット１０を制御する。二次取出制御部３２０は、二次取出制御部１２０と比べて、双腕ロボット１０がビニール袋に切り込みを入れる切り込み動作を行うように、双腕ロボット１０を制御する点が異なる。二次取出制御部３２０は切り込み動作制御部３２４を含む。
【００５１】
切り込み動作制御部３２４は、双腕ロボット１０が、双腕ロボット１０の一方のロボットアームにより一次梱包物２３におけるビニール袋２２を掴んだ状態で、もう一方のロボットアームによりビニール袋２２に切り込みを入れる切り込み動作を行うように、双腕ロボット１０を制御する。
【００５２】
＜まとめ＞
以上のように、変形例２に係る開梱装置３００によれば、双腕ロボット１０が先に二次梱包物２５から一次梱包物２３を取り出し、後で一次梱包材（ビニール袋２２）に切り込みを入れて、切り込みから内容物（食材１）を取り出すので、一次梱包材（ビニール袋２２）及び二次梱包材（段ボール箱４）の切り屑が内容物（食材１）に混入し難い。
【００５３】
また、例えば内容物があまり人体によいものでない場合には、作業者の手作業により開梱作業を行うことは好ましくないので、変形例２に係る開梱装置３００は特に有用である。ここで、内容物があまり人体によいものでない場合には、例えば変形例２のように内容物は一次梱包材（ビニール袋２２）に密閉されて一次梱包物２３が形成される。また、例えば一次梱包物２３は段ボール箱４よりも強靭な二次梱包材により梱包されて二次梱包物２５が形成される。ここで、段ボール箱４よりも強靭な二次梱包材とは、例えばドラム缶のような、相当な外力を加えても簡単には変形しない容器を指す。但しドラム缶のような強靭な容器は、段ボール箱のように切断処理を施すことで切れ目を作ることができないので、図３に示す実施の形態１の工程レイアウトにおいて、梱包材切断部１２の代わりに容器の蓋を開けるための蓋開け装置が必要となる。
［変形例３］
＜概要＞
変形例３では、変形例２の開梱装置３００に、さらに、切りしろを作る動作を追加した例を説明する。ここで切りしろを作る動作とは、変形例１における掴みしろを作る動作と同様に、ビニール袋２２を掴む際に、所定の位置を掴み上方向へ引き上げて放す予備掴み動作のことをいう。
【００５４】
＜構成＞
図１１は、変形例３に係る開梱装置４００の概略を示す図である。図１１に示すように、開梱装置４００は、双腕ロボット１０、一次取出制御部１１０及び二次取出制御部４２０を備える。なお、変形例３において、一次取出制御部１１０と二次取出制御部４２０とは制御部として機能する。ここで、実施の形態１、変形例１及び変形例２と同様の構成要素には同一番号を付し、その説明を省略する。
【００５５】
二次取出制御部４２０は、変形例２の開梱装置３００が備える二次取出制御部３２０と同様に、双腕ロボット１０が一次梱包物２３から食材１を取り出すように、双腕ロボット１０を制御する。二次取出制御部４２０は、二次取出制御部３２０と比べて、切りしろを作る動作を備えている点が異なる。二次取出制御部４２０は、予備掴み動作制御部２２１、動作休止制御部４２１、上下動作制御部２２２、本掴み動作制御部２２３及び切り込み動作制御部３２４を含む。
【００５６】
動作休止制御部４２１は、予備掴み動作制御部２２１による制御において双腕ロボット１０がビニール袋２２の所定の位置を掴んだ状態のままで、所定の時間だけ動作を休止させるように、双腕ロボット１０を制御する。ここで変形例３では、所定の時間は、数秒、もしくは十数秒程度である。
【００５７】
動作休止制御部４２１による所定の時間だけ双腕ロボット１０の動作を休止させる休止制御は、小麦粉のように内容物の粒子径がある程度細かい場合に、動作を休止している間に内容物が下方に落下することにより切りしろが大きくなる効果を期待して行うものである。なお休止制御を変形例１において適用してもよい。また、内容物の粒子径がある程度以上大きい場合等には休止制御の効果が期待できないので、動作休止制御部４２１は必ずしも必要な構成要素ではない。
【００５８】
＜まとめ＞
以上のように、変形例３に係る開梱装置４００によれば、双腕ロボット１０が切りしろを作る動作を行うことにより、一次梱包材（ビニール袋２２）に切り込みを入れる際に、内容物（食材１）が周辺に散乱する量を少なくすることができる。
【００５９】
なお、上記開梱装置１００、開梱装置２００、開梱装置３００及び開梱装置４００では、段ボール箱４に既に切れ目を入れた状態の梱包物を開梱することができる。また各開梱装置に、梱包物搬送部１１、梱包材切断部１２及び切り屑排除部１３を追加すれば、段ボール箱４に既に切れ目が入っていない状態の梱包物を開梱することができる開梱装置となる（図３の点線枠Ｇの部分に相当）。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、梱包物を開梱して内容物を取り出すあらゆる開梱装置に適用することができる。本発明によれば、開梱作業において、梱包材の切り屑が内容物に混入し難いように開梱することができるので、産業的利用価値は極めて高い。
【符号の説明】
【００６１】
１０ 双腕ロボット
１１ 梱包物搬送部
１２ 梱包材切断部
１３ 切り屑排除部
１４ 内容物搬出コンベア
１５ 段ボール搬出コンベア
１６ 段ボール収納装置
１７ ビニール袋回収装置
１８ ビニール袋収納箱
１９ 梱包物搬入コンベア
２０ 横送り装置
１００ 開梱装置
１１０ 一次取出制御部
１２０ 二次取出制御部
２００ 開梱装置
２２０ 二次取出制御部
２２１ 予備掴み動作制御部
２２２ 上下動作制御部
２２３ 本掴み動作制御部
３００ 開梱装置
３２０ 二次取出制御部
３２４ 切り込み動作制御部
４００ 開梱装置
４２０ 二次取出制御部
４２１ 動作休止制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、梱包物を開梱して内容物を取り出す開梱装置及び開梱済物品の製造方法に関し、特に、梱包物を開梱する際に、梱包材の切り屑の混入を減少させるための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
生産ラインに投入される原材料は、一般に梱包された状態で入荷される。従来より、梱包された原材料は作業者の手作業により開梱され、原材料が生産ラインに投入されている。また、開梱作業はほとんどが繰り返し作業であるため、自動化されているものが多い。
【０００３】
ここで梱包材を刃物で切断して内容物を取り出す開梱装置が特許文献１、及び特許文献２に開示されている。特許文献１の開梱装置では、梱包材を切断する際に内容物（古新聞）を同時に切断している（特許文献１の段落００１８）。特許文献２の開梱装置では、斜めのカッターが箱の上壁を切除している（特許文献２の段落０００３、０００４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2002-002638号公報
【特許文献２】特開2002-249116号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２のような開梱装置により梱包材を切断した場合には、梱包材を切断する際に切り屑が内容物に混入する可能性が高い。特許文献１の開梱装置のように内容物が古新聞である場合には、梱包材である段ボール箱の切り屑が古新聞に多少混入してもさほど問題にはならないかもしれない。しかしながら、内容物が食料品であるような場合には、梱包材の切り屑が内容物に混入することは望ましくない。
【０００６】
一方、内容物が野菜や小麦粉のように比較的小さいものである場合に、開梱の際に内容物の一部が梱包材の中に残ってしまうことがある。そこで、開梱の際にできるだけ内容物が梱包材の中に残らないようにしたいという要望がある。
【０００７】
本発明は、梱包材の切り屑が内容物に混入し難いように開梱することができる開梱装置及び開梱済物品の製造方法を提供することを第１の目的とする。また、内容物が梱包材の中に残り難いように開梱することができる開梱装置及び開梱済物品の製造方法を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る開梱装置は、梱包物を開梱して内容物を取り出す開梱装置であって、前記梱包物において、前記内容物が一次梱包材により梱包されて一次梱包物が形成され、前記一次梱包物が二次梱包材により梱包されて二次梱包物が形成され、前記二次梱包物における前記二次梱包材には切れ目が設けられており、前記ロボットと、前記ロボットが、前記二次梱包材の前記切れ目から前記一次梱包物を取り出し、さらに前記一次梱包物から前記内容物を取り出すように前記ロボットを制御する制御部とを備える。ここで開梱装置において、前記ロボットが、前記一次梱包物の自重により前記二次梱包材の前記切れ目から前記一次梱包物を取り出すように前記ロボットを制御するとよい。
【０００９】
ここで開梱装置において、前記一次梱包材は、可撓性を有する袋であって取出口を有しており、前記制御部は、前記ロボットが、前記一次梱包物における前記一次梱包材を掴み、前記一次梱包材を引き上げ、前記内容物の自重により前記取出口から前記内容物を取り出すように前記ロボットを制御するとよい。
【００１０】
ここで開梱装置において、前記制御部は、前記ロボットが、前記取出口から前記内容物を取り出す前に、前記一次梱包物における前記一次梱包材の所定の位置を掴み、所定の移動量だけ前記一次梱包物を引き上げて放す予備掴み動作と、前記所定の位置の近辺、又は前記所定の位置を掴む本掴み動作とを行うように前記ロボットを制御するとよい。
【００１１】
ここで開梱装置において、前記制御部は、さらに、前記ロボットが、前記予備掴み動作と前記本掴み動作との間に上下動作を行うように前記ロボットを制御し、前記上下動作は、 前記予備掴み動作において前記ロボットが前記一次梱包物を放した状態から、上方向又は下方向に前記ロボットが動作して、前記本掴み動作において前記ロボットが前記一次梱包物を掴む位置を移動する動作であるとよい。
【００１２】
ここで開梱装置において、前記一次梱包材は、可撓性を有する袋であって、前記一次梱包物において、前記内容物が前記一次梱包材により密封されており、前記制御部は、前記ロボットが、前記一次梱包物における前記一次梱包材を掴み、前記一次梱包材に切り込みを入れる切り込み動作を行い、前記内容物の自重により前記切り込みから前記内容物を取り出すように前記ロボットを制御するとよい。
【００１３】
ここで開梱装置において、前記制御部は、前記ロボットが、前記一次梱包材に切り込みを入れる前に、前記一次梱包物における前記一次梱包材の所定の位置を掴み、所定の移動量だけ前記一次梱包物を引き上げて放す予備掴み動作と、前記所定の位置の近辺、又は前記所定の位置を掴む本掴み動作とを行うように前記ロボットを制御するとよい。
【００１４】
ここで開梱装置において、前記制御部は、さらに、前記ロボットが、前記予備掴み動作と前記本掴み動作との間に上下動作を行うように前記ロボットを制御し、前記上下動作は、 前記予備掴み動作において前記ロボットが前記一次梱包物を離した状態から、上方向又は下方向に前記ロボットが動作して、前記本掴み動作において前記ロボットが前記一次梱包物を掴む位置を移動する動作であるとよい。
【００１５】
ここで開梱装置において、前記制御部は、前記ロボットが、前記予備掴み動作において前記一次梱包材の前記所定の位置を掴んだ状態のままで、所定の時間だけ動作を休止するように前記ロボットを制御するとよい。
【００１６】
ここで開梱装置において、前記開梱装置は、さらに、前記ロボットにより前記一次梱包物が取り出される場所、及び前記ロボットにより前記内容物が取り出される場所のいずれとも異なる場所において、前記二次梱包物における前記二次梱包材に切断処理を施して、前記二次梱包材の前記切れ目を作る梱包材切断部と、前記梱包材切断部から前記ロボットの動作域まで、前記二次梱包物を搬送する搬送部と、前記梱包材切断部から前記ロボットの動作域までの間の、前記ロボットにより前記一次梱包物が取り出される場所、及び前記ロボットにより前記内容物が取り出される場所のいずれとも異なる場所において、前記切断処理により発生する切り屑を前記二次梱包物から排除する切り屑排除部とを備えるとよい。
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明に係る開梱済物品の製造方法は、ロボットを用いて梱包物を開梱して内容物を取り出し、開梱済物品を製造する方法であって、前記内容物が一次梱包材により梱包されて一次梱包物が形成されており、前記一次梱包物が二次梱包材により梱包されて二次梱包物が形成されており、前記二次梱包物における前記二次梱包材には切れ目があり、前記ロボットが、前記二次梱包材の前記切れ目から前記一次梱包物を取り出し、さらに前記一次梱包物から前記内容物を取り出す制御ステップを含む。
【発明の効果】
【００１８】
課題を解決するための手段に記載した開梱装置及び開梱済物品の製造方法の構成により、梱包材の切り屑が内容物に混入し難いように開梱することができる。また、課題を解決するための手段に記載した開梱装置及び開梱済物品の製造方法の構成により、内容物が梱包材の中に残り難いように開梱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】食材の梱包状態の概略（その１）を示す図である
【図２】食材の梱包状態の概略（その２）を示す図である
【図３】実施の形態１の工程レイアウトを示す平面図である。
【図４】実施の形態１に係る開梱装置の概略を示す図である。
【図５】一次取出制御部の機能を説明するための図である。
【図６】二次取出制御部の機能を説明するための図である。
【図７】変形例１に係る開梱装置の概略を示す図である
【図８】予備掴み動作制御部の機能を説明するための図である。
【図９】上下動作制御部、及び本掴み動作制御部の機能を説明するための図である。
【図１０】変形例２に係る開梱装置の概略を示す図である。
【図１１】変形例３に係る開梱装置の概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［実施の形態１］
＜概要＞
実施の形態１では、多関節ロボットにより、段ボール箱に切れ目を入れた梱包物からビニール袋を取り出し、続いてビニール袋を掴み上げて内容物を取り出す開梱装置を示す。
【００２１】
＜構成＞
実施の形態１では、スナック菓子の生産ラインに原料の食材を投入する場合を考える。食材が入荷されたときの梱包状態を以下に示す。
【００２２】
図１、図２は、食材の梱包状態の概略を示す図である。図１に示すように内容物である食材１が（図１左）一次梱包材であるビニール袋２に入れられ（図１中央）取出口６が折り畳まれて一次梱包物３が形成されている（図１右）。また図２に示すように一次梱包物３が二次梱包材である段ボール箱４に梱包されて（図２左）二次梱包物５が形成されている（図２右）。ここで一次梱包材は、ビニール袋２のように可撓性を有する袋であって、取出口６を有している。また二次梱包材は、段ボール箱４のようにある程度の外力を与えなければ形状が変化しない容器である。また実施の形態１では、二次梱包材の基材そのものや貼付されている荷造りテープ７を刃物等で切ることで、二次梱包物５に一次梱包物３を取り出すことができる程度の切れ目を作ることができることとする。
【００２３】
図３は、実施の形態１の工程レイアウトを示す平面図である。ここで図３には、双腕ロボット１０、梱包物搬送部１１、梱包材切断部１２、切り屑排除部１３、内容物搬出コンベア１４、段ボール搬出コンベア１５、段ボール収納装置１６、ビニール袋収納装置１７及びビニール袋収納箱１８を記載している。
【００２４】
双腕ロボット１０は、合計１５軸の多関節ロボットであり、７軸の多関節ロボットを２本備え、２本の多関節ロボットが水平方向に回転する共通の１軸に搭載されている。梱包物搬送部１１は、少なくとも梱包材切断部１２から双腕ロボット１０の動作域まで、二次梱包物５を搬送する。梱包物搬送部１１は、梱包物搬入コンベア１９及び横送り装置２０から構成される。
【００２５】
梱包物搬入コンベア１９は、上流の荷卸し工程から横送り装置２０の始点まで、二次梱包物５を運ぶ（図３中矢印Ａ）。
【００２６】
梱包材切断部１２は、梱包物搬入コンベア１９による二次梱包物５の搬送経路の途中に設置された切断装置である。梱包材切断部１２は、刃物等を用いて二次梱包物５における段ボール箱４に切れ目を作る。ここで、梱包材切断部１２は、段ボール箱４の下面以外の部分に切れ目を作る。なお、梱包材切断部１２による梱包材の切断処理を行う場所は、双腕ロボット１０により一次梱包物３が取り出される場所、及び双腕ロボット１０により食材１が取り出される場所のいずれとも異なる場所が好ましい。また、梱包材切断部１２が段ボール箱４の下側に切れ目を作った後で、切れ目が横側や上側になるように二次梱包物５を回転させてもよい。
【００２７】
切り屑排除部１３は、梱包材切断部１２から横送り装置２０までの間に設置された掃除装置である。切り屑排除部１３は、圧縮空気で吹き飛ばしたり、吸い込んだりすることにより、梱包材の切断処理により発生する切り屑を二次梱包物５から排除する。なお切り屑排除部１３による切り屑を排除する場所は、梱包材切断部１２から双腕ロボット１０の動作域までの間であり、かつ双腕ロボット１０により一次梱包物３が取り出される場所、及び双腕ロボット１０により食材１が取り出される場所のいずれとも異なる場所が好ましい。
【００２８】
横送り装置２０は、梱包物搬入コンベア１９の終点から内容物搬出コンベア１４の始点まで二次梱包物５を平行移動することにより搬送する（図３中矢印Ｂ）。
【００２９】
図４は、実施の形態１に係る開梱装置１００の概略を示す図である。図４に示すように、開梱装置１００は、双腕ロボット１０、一次取出制御部１１０及び二次取出制御部１２０を備える。なお、実施の形態１において、一次取出制御部１１０と二次取出制御部１２０とは制御部として機能する。
【００３０】
一次取出制御部１１０及び二次取出制御部１２０はそれぞれ、双腕ロボット１０が梱包物を開梱して内容物を取り出すように、双腕ロボット１０を制御する。
【００３１】
図５は、一次取出制御部１１０の機能を説明するための図である。図５に示すように、一次取出制御部１１０は、双腕ロボット１０が梱包材切断部１２により作られた切れ目８から一次梱包物３を取り出すように、双腕ロボット１０を制御する。詳細には、一次取出制御部１１０は、まず双腕ロボット１０が内容物搬出コンベア１４の始点において二次梱包物５における段ボール箱４を保持して二次梱包物５を持ち上るように、双腕ロボット１０を制御する（図５上）。
【００３２】
次に一次取出制御部１１０は、双腕ロボット１０が切れ目８が下側に向くように二次梱包物５を回転させて、一次梱包物３の自重により、切れ目８から内容物搬出コンベア１４の上に一次梱包物３を取り出すように、双腕ロボット１０を制御する（図５下）。例えば、切れ目８が段ボール箱４の上側にある場合には、一次取出制御部１１０は、双腕ロボット１０が二次梱包物５を１８０度回転させるように、双腕ロボット１０を制御する。さらに、一次取出制御部１１０は、双腕ロボット１０が段ボール箱４を保持したままで回転して（図３中矢印Ｃ）、段ボール搬出コンベア１５の上に段ボール箱を運ぶように、双腕ロボット１０を制御する。
【００３３】
段ボール搬出コンベア１５は、双腕ロボット１０により段ボール箱４が運ばれると、段ボール収納装置１６まで段ボール箱４を運搬する（図３中矢印Ｄ）。段ボール収納装置１６は、段ボール搬出コンベア１５により搬送されてきた段ボール箱４を収納する。
【００３４】
図６は、二次取出制御部１２０の機能を説明するための図である。図６に示すように、二次取出制御部１２０は、双腕ロボット１０が内容物搬出コンベア１４の上に戻り一次梱包物３から食材１を取り出すように、双腕ロボット１０を制御する。詳細には、二次取出制御部１２０は、双腕ロボット１０が、一次梱包物３におけるビニール袋２を掴み（図６左）、ビニール袋２を引き上げて、食材１の自重により取出口６から内容物搬出コンベア１４の上に食材１を取り出すように、双腕ロボット１０を制御する（図６右）。
【００３５】
ここで、二次取出制御部１２０は、双腕ロボット１０が、一次梱包物３におけるビニール袋２を掴む際に、掴む位置をセンサ（図示せず）で確認している。さらに、二次取出制御部１２０は、双腕ロボット１０が、コンベア１４の上に食材１を取り出した後、ビニール袋２を掴んだままで回転して（図３中矢印Ｃ）、ビニール袋回収装置１７の上にビニール袋２を運ぶように、双腕ロボット１０を制御する。
【００３６】
なお、双腕ロボット１０は、ビニール袋２を引き上げる際に、食材１がビニール袋２から出るまでは、動作による衝撃によりビニール袋２がちぎれてしまわないように、比較的遅い速度で動作し、食材１がビニール袋２から出た後は比較的早い速度で動作してもよい。ここで二次取出制御部１２０は、双腕ロボット１０のサーボモータの感度を用いて食材１がビニール袋２から出たことを感知することができる。また、二次取出制御部１２０は、食材１がビニール袋２から出たか否かを感知せずに、双腕ロボット１０が比較的遅い速度で所定の距離だけ動作するように、双腕ロボット１０を制御した後に、双腕ロボット１０が比較的早い速度で動作するように、双腕ロボット１０を制御してもよい。ここで所定の距離は、ビニール袋２の長手方向の長さ程度であることが好ましい。
【００３７】
ビニール袋回収装置１７は、ビニール袋２をビニール袋収納箱１８へ送る（図３中矢印Ｅ）。ビニール袋収納箱１８は、ビニール袋収納装置１７により送られたビニール袋２を収納する。内容物搬出コンベア１４は、双腕ロボット１０により食材１が取り出されると、次工程へ食材１を運搬する（図３中矢印Ｆ）。
【００３８】
＜まとめ＞
特許文献１及び特許文献２のような従来の開梱装置により、二次梱包物５から内容物（食材１）を取り出そうとすれば、二次梱包材（段ボール箱４）と一次梱包材（ビニール袋２）とを同時に刃物で切断することになる。ところが二次梱包材（段ボール箱４）と一次梱包材（ビニール袋２）とを同時に刃物で切断すると、内容物に二次梱包材（段ボール箱４）及び一次梱包材（ビニール袋２）の切り屑が入る可能性が高い。
【００３９】
一方、実施の形態１に係る開梱装置１００及び開梱済物品の製造方法によれば、先に二次梱包物５から一次梱包物３を取り出し、後で一次梱包材（ビニール袋２）に切れ目を作らずに内容物（食材１）を取り出すので、一次梱包材（ビニール袋２）及び二次梱包材（段ボール箱４）の切り屑が内容物（食材１）に混入し難い。さらに、実施の形態１に係る開梱装置１００によれば、二次梱包材（段ボール箱４）に切れ目を作る場所が、一次梱包物３を取り出す場所、及び内容物（食材１）を取り出す場所のいずれとも異なるので、特に二次梱包材（段ボール箱４）の切り屑が内容物（食材１）に混入し難い。
［変形例１］
＜概要＞
変形例１では、実施の形態１の開梱装置１００に、さらに、掴みしろを作る動作を追加した例を説明する。
【００４０】
ここで掴みしろを作る動作とは、ビニール袋２を掴む際に、所定の位置を掴み上方向へ引き上げて放す予備掴み動作のことをいう。
【００４１】
＜構成＞
図７は、変形例１に係る開梱装置２００の概略を示す図である。図７に示すように、開梱装置２００は、双腕ロボット１０、一次取出制御部１１０及び二次取出制御部２２０を備える。なお、変形例１において、一次取出制御部１１０と二次取出制御部２２０とは制御部として機能する。ここで、実施の形態１と同様の構成要素には同一番号を付し、その説明を省略する。
【００４２】
二次取出制御部２２０は、実施の形態１の開梱装置１００が備える二次取出制御部１２０と同様に、双腕ロボット１０が一次梱包物３から食材１を取り出すように、双腕ロボット１０を制御する。二次取出制御部２２０は、二次取出制御部１２０と比べて、掴みしろを作る動作を備えている点が異なる。二次取出制御部２２０は、予備掴み動作制御部２２１、上下動作制御部２２２及び本掴み動作制御部２２３を含む。
【００４３】
図８は、予備掴み動作制御部２２１の機能を説明するための図である。予備掴み動作制御部２２１は、双腕ロボット１０が、取出口６から食材１を取り出す前に、一次梱包物３におけるビニール袋２の所定の位置を掴み（図８左）、所定の移動量だけ一次梱包物３を引き上げて（図８中央）放すように、双腕ロボット１０を制御する（図８右）。
【００４４】
図９は、上下動作制御部２２２、及び本掴み動作制御部２２３の機能を説明するための図である。上下動作制御部２２２は、予備掴み動作制御部２２１による制御において双腕ロボット１０が一次梱包物３を放した状態から、上方向又は下方向に双腕ロボット１０を動作させて、本掴み動作において双腕ロボット１０が一次梱包物３を掴む位置を移動する（図９左）。ここで、変形例１では、上下動作制御部２２２は、３０ｃｍから５０ｃｍ程度上方向に、双腕ロボット１０を動作させている。本掴み動作制御部２２３は、所定の位置の近辺、又は前記所定の位置を掴む（図９右）。
【００４５】
なお、上下動作制御部２２２による制御において、上方向又は下方向に双腕ロボット１０を動作させる距離や予備掴み動作の回数は、使用者により任意に設定が可能なようにしてもよい。例えば、タッチパネルに掴みしろの位置や予備掴み動作の回数の設定画面を表示し、使用者から「高」、「中」、「低」等の選択入力や予備掴み動作の回数を受け付けてもよい。また、上下動作制御部２２２における双腕ロボット１０を動作させる距離はゼロであってもよいので、予備掴み動作制御部２２１は上下動作制御部２２２を含まない構成であってもよい。
【００４６】
＜まとめ＞
以上のように、変形例１に係る開梱装置２００によれば、双腕ロボット１０が掴みしろを作る動作を行うことにより、予備掴み動作の際に掴む内容物（食材１）の量よりも、本掴み動作の際に掴む内容物（食材１）の量を少なくすることができる。従って、開梱装置２００において双腕ロボット１０が、一次梱包材（ビニール袋２）に切れ目を作らずに、一次梱包材（ビニール袋２）を掴んで内容物（食材１）を取り出す際に、内容物（食材１）が一次梱包材（ビニール袋２）の中に残り難い。
［変形例２］
＜概要＞
変形例２では、多関節ロボットが、段ボール箱に切れ目を入れた梱包物から密閉されたビニール袋を取り出し、次にビニール袋を掴みビニール袋に切り込みを入れて、切り込みから内容物を取り出す開梱装置を説明する。
【００４７】
＜構成＞
変形例２では、実施の形態１と同様に、スナック菓子の生産ラインに原料の食材を投入する場合を考える。但し、変形例２では、食材の梱包状態が実施の形態１とは異なる。実施の形態１では、内容物である食材１が一次梱包材であるビニール袋２に入れられ取出口６が折り畳まれて一次梱包物３が形成されている。変形例２では、内容物である食材１が一次梱包材であるビニール袋２２（図示せず）に密閉されて一次梱包物２３（図示せず）が形成されている。また実施の形態１と同様に、一次梱包物２３が二次梱包材である段ボール箱４に梱包されて二次梱包物２５（図示せず）が形成されている。
【００４８】
食材の梱包状態の概略は実施の形態１の図１、図２と同様である。ここで変形例２のビニール袋２２は実施の形態１のビニール袋２に相当し、ビニール袋２２は開口部分が熱溶着等により塞がれる点がビニール袋２と異なる。変形例２の一次梱包物２３は実施の形態１の一次梱包物３に相当し、一次梱包物３は内容物を密閉していないが、一次梱包物２３は内容物を密閉している点が異なる。変形例２の二次梱包物２５は実施の形態１の二次梱包物５に相当し、二次梱包物２５は一次梱包物２３を梱包し、二次梱包物５は一次梱包物３を梱包する点が異なる。
【００４９】
図１０は、変形例２に係る開梱装置３００の概略を示す図である。図１０に示すように、開梱装置３００は、双腕ロボット１０、一次取出制御部１１０及び二次取出制御部３２０を備える。なお、変形例２において、一次取出制御部１１０と二次取出制御部３２０とは制御部として機能する。ここで、実施の形態１と同様の構成要素には同一番号を付し、その説明を省略する。
【００５０】
二次取出制御部３２０は、実施の形態１の開梱装置１００が備える二次取出制御部１２０と同様に、双腕ロボット１０が一次梱包物２３から食材１を取り出すように、双腕ロボット１０を制御する。二次取出制御部３２０は、二次取出制御部１２０と比べて、双腕ロボット１０がビニール袋に切り込みを入れる切り込み動作を行うように、双腕ロボット１０を制御する点が異なる。二次取出制御部３２０は切り込み動作制御部３２４を含む。
【００５１】
切り込み動作制御部３２４は、双腕ロボット１０が、双腕ロボット１０の一方のロボットアームにより一次梱包物２３におけるビニール袋２２を掴んだ状態で、もう一方のロボットアームによりビニール袋２２に切り込みを入れる切り込み動作を行うように、双腕ロボット１０を制御する。
【００５２】
＜まとめ＞
以上のように、変形例２に係る開梱装置３００によれば、双腕ロボット１０が先に二次梱包物２５から一次梱包物２３を取り出し、後で一次梱包材（ビニール袋２２）に切り込みを入れて、切り込みから内容物（食材１）を取り出すので、一次梱包材（ビニール袋２２）及び二次梱包材（段ボール箱４）の切り屑が内容物（食材１）に混入し難い。
【００５３】
また、例えば内容物があまり人体によいものでない場合には、作業者の手作業により開梱作業を行うことは好ましくないので、変形例２に係る開梱装置３００は特に有用である。ここで、内容物があまり人体によいものでない場合には、例えば変形例２のように内容物は一次梱包材（ビニール袋２２）に密閉されて一次梱包物２３が形成される。また、例えば一次梱包物２３は段ボール箱４よりも強靭な二次梱包材により梱包されて二次梱包物２５が形成される。ここで、段ボール箱４よりも強靭な二次梱包材とは、例えばドラム缶のような、相当な外力を加えても簡単には変形しない容器を指す。但しドラム缶のような強靭な容器は、段ボール箱のように切断処理を施すことで切れ目を作ることができないので、図３に示す実施の形態１の工程レイアウトにおいて、梱包材切断部１２の代わりに容器の蓋を開けるための蓋開け装置が必要となる。
［変形例３］
＜概要＞
変形例３では、変形例２の開梱装置３００に、さらに、切りしろを作る動作を追加した例を説明する。ここで切りしろを作る動作とは、変形例１における掴みしろを作る動作と同様に、ビニール袋２２を掴む際に、所定の位置を掴み上方向へ引き上げて放す予備掴み動作のことをいう。
【００５４】
＜構成＞
図１１は、変形例３に係る開梱装置４００の概略を示す図である。図１１に示すように、開梱装置４００は、双腕ロボット１０、一次取出制御部１１０及び二次取出制御部４２０を備える。なお、変形例３において、一次取出制御部１１０と二次取出制御部４２０とは制御部として機能する。ここで、実施の形態１、変形例１及び変形例２と同様の構成要素には同一番号を付し、その説明を省略する。
【００５５】
二次取出制御部４２０は、変形例２の開梱装置３００が備える二次取出制御部３２０と同様に、双腕ロボット１０が一次梱包物２３から食材１を取り出すように、双腕ロボット１０を制御する。二次取出制御部４２０は、二次取出制御部３２０と比べて、切りしろを作る動作を備えている点が異なる。二次取出制御部４２０は、予備掴み動作制御部２２１、動作休止制御部４２１、上下動作制御部２２２、本掴み動作制御部２２３及び切り込み動作制御部３２４を含む。
【００５６】
動作休止制御部４２１は、予備掴み動作制御部２２１による制御において双腕ロボット１０がビニール袋２２の所定の位置を掴んだ状態のままで、所定の時間だけ動作を休止させるように、双腕ロボット１０を制御する。ここで変形例３では、所定の時間は、数秒、もしくは十数秒程度である。
【００５７】
動作休止制御部４２１による所定の時間だけ双腕ロボット１０の動作を休止させる休止制御は、小麦粉のように内容物の粒子径がある程度細かい場合に、動作を休止している間に内容物が下方に落下することにより切りしろが大きくなる効果を期待して行うものである。なお休止制御を変形例１において適用してもよい。また、内容物の粒子径がある程度以上大きい場合等には休止制御の効果が期待できないので、動作休止制御部４２１は必ずしも必要な構成要素ではない。
【００５８】
＜まとめ＞
以上のように、変形例３に係る開梱装置４００によれば、双腕ロボット１０が切りしろを作る動作を行うことにより、一次梱包材（ビニール袋２２）に切り込みを入れる際に、内容物（食材１）が周辺に散乱する量を少なくすることができる。
【００５９】
なお、上記開梱装置１００、開梱装置２００、開梱装置３００及び開梱装置４００では、段ボール箱４に既に切れ目を入れた状態の梱包物を開梱することができる。また各開梱装置に、梱包物搬送部１１、梱包材切断部１２及び切り屑排除部１３を追加すれば、段ボール箱４に既に切れ目が入っていない状態の梱包物を開梱することができる開梱装置となる（図３の点線枠Ｇの部分に相当）。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、梱包物を開梱して内容物を取り出すあらゆる開梱装置に適用することができる。本発明によれば、開梱作業において、梱包材の切り屑が内容物に混入し難いように開梱することができるので、産業的利用価値は極めて高い。
【符号の説明】
【００６１】
１０ 双腕ロボット
１１ 梱包物搬送部
１２ 梱包材切断部
１３ 切り屑排除部
１４ 内容物搬出コンベア
１５ 段ボール搬出コンベア
１６ 段ボール収納装置
１７ ビニール袋回収装置
１８ ビニール袋収納箱
１９ 梱包物搬入コンベア
２０ 横送り装置
１００ 開梱装置
１１０ 一次取出制御部
１２０ 二次取出制御部
２００ 開梱装置
２２０ 二次取出制御部
２２１ 予備掴み動作制御部
２２２ 上下動作制御部
２２３ 本掴み動作制御部
３００ 開梱装置
３２０ 二次取出制御部
３２４ 切り込み動作制御部
４００ 開梱装置
４２０ 二次取出制御部
４２１ 動作休止制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
梱包物を開梱して内容物を取り出す開梱装置であって、
前記梱包物において、前記内容物が一次梱包材により梱包されて一次梱包物が形成され、前記一次梱包物が二次梱包材により梱包されて二次梱包物が形成され、前記二次梱包物における前記二次梱包材には切れ目が設けられており、
前記ロボットと、
前記ロボットが、前記二次梱包材の前記切れ目から前記一次梱包物を取り出し、さらに前記一次梱包物から前記内容物を取り出すように前記ロボットを制御する制御部とを備える開梱装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記ロボットが、前記一次梱包物の自重により前記二次梱包材の前記切れ目から前記一次梱包物を取り出すように前記ロボットを制御する、請求項１に記載の開梱装置。
【請求項３】
前記一次梱包材は、可撓性を有する袋であって取出口を有しており、
前記制御部は、
前記ロボットが、前記一次梱包物における前記一次梱包材を掴み、前記一次梱包材を引き上げ、前記内容物の自重により前記取出口から前記内容物を取り出すように前記ロボットを制御する、請求項１又は請求項２に記載の開梱装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記ロボットが、
前記取出口から前記内容物を取り出す前に、前記一次梱包物における前記一次梱包材の所定の位置を掴み、所定の移動量だけ前記一次梱包物を引き上げて放す予備掴み動作と、
前記所定の位置の近辺又は前記所定の位置を掴む本掴み動作とを行うように前記ロボットを制御する、請求項３に記載の開梱装置。
【請求項５】
前記制御部は、さらに、
前記ロボットが、前記予備掴み動作と前記本掴み動作との間に上下動作を行うように前記ロボットを制御し、
前記上下動作は、
前記予備掴み動作において前記ロボットが前記一次梱包物を放した状態から、上方向又は下方向に前記ロボットが動作して、前記本掴み動作において前記ロボットが前記一次梱包物を掴む位置を移動する動作である、請求項４に記載の開梱装置。
【請求項６】
前記一次梱包材は、可撓性を有する袋であって、
前記一次梱包物において、前記内容物が前記一次梱包材により密封されており、
前記制御部は、
前記ロボットが、前記一次梱包物における前記一次梱包材を掴み、前記一次梱包材に切り込みを入れる切り込み動作を行い、前記内容物の自重により前記切り込みから前記内容物を取り出すように前記ロボットを制御する、請求項１又は請求項２に記載の開梱装置。
【請求項７】
前記制御部は、
前記ロボットが、前記一次梱包材に切り込みを入れる前に、前記一次梱包物における前記一次梱包材の所定の位置を掴み、所定の移動量だけ前記一次梱包物を引き上げて放す予備掴み動作と、
前記所定の位置の近辺又は前記所定の位置を掴む本掴み動作とを行うように前記ロボットを制御する、請求項６に記載の開梱装置。
【請求項８】
前記制御部は、さらに、
前記ロボットが、前記予備掴み動作と前記本掴み動作との間に上下動作を行うように前記ロボットを制御し、
前記上下動作は、
前記予備掴み動作において前記ロボットが前記一次梱包物を離した状態から、上方向又は下方向に前記ロボットが動作して、前記本掴み動作において前記ロボットが前記一次梱包物を掴む位置を移動する動作である、請求項７に記載の開梱装置。
【請求項９】
前記制御部は、
前記ロボットが、前記予備掴み動作において前記一次梱包材の前記所定の位置を掴んだ状態のままで、所定の時間だけ動作を休止するように前記ロボットを制御する、請求項７又は請求項８に記載の開梱装置。
【請求項１０】
前記開梱装置は、さらに、
前記ロボットにより前記一次梱包物が取り出される場所、及び前記ロボットにより前記内容物が取り出される場所のいずれとも異なる場所において、前記二次梱包物における前記二次梱包材に切断処理を施して、前記二次梱包材の前記切れ目を作る梱包材切断部と、
前記梱包材切断部から前記ロボットの動作域まで、前記二次梱包物を搬送する搬送部と、
前記梱包材切断部から前記ロボットの動作域までの間の、前記ロボットにより前記一次梱包物が取り出される場所、及び前記ロボットにより前記内容物が取り出される場所のいずれとも異なる場所において、前記切断処理により発生する切り屑を前記二次梱包物から排除する切り屑排除部とを備える、請求項１〜請求項９のうちの何れか１項に記載の開梱装置。
【請求項１１】
ロボットを用いて梱包物を開梱して内容物を取り出し、開梱済物品を製造する方法であって、
前記内容物が一次梱包材により梱包されて一次梱包物が形成されており、
前記一次梱包物が二次梱包材により梱包されて二次梱包物が形成されており、
前記二次梱包物における前記二次梱包材には切れ目があり、
前記ロボットが、前記二次梱包材の前記切れ目から前記一次梱包物を取り出し、さらに前記一次梱包物から前記内容物を取り出す制御ステップを含む、開梱済物品の製造方法。
【請求項１】
梱包物を開梱して内容物を取り出す開梱装置であって、
前記梱包物において、前記内容物が一次梱包材により梱包されて一次梱包物が形成され、前記一次梱包物が二次梱包材により梱包されて二次梱包物が形成され、前記二次梱包物における前記二次梱包材には切れ目が設けられており、
前記ロボットと、
前記ロボットが、前記二次梱包材の前記切れ目から前記一次梱包物を取り出し、さらに前記一次梱包物から前記内容物を取り出すように前記ロボットを制御する制御部とを備える開梱装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記ロボットが、前記一次梱包物の自重により前記二次梱包材の前記切れ目から前記一次梱包物を取り出すように前記ロボットを制御する、請求項１に記載の開梱装置。
【請求項３】
前記一次梱包材は、可撓性を有する袋であって取出口を有しており、
前記制御部は、
前記ロボットが、前記一次梱包物における前記一次梱包材を掴み、前記一次梱包材を引き上げ、前記内容物の自重により前記取出口から前記内容物を取り出すように前記ロボットを制御する、請求項１又は請求項２に記載の開梱装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記ロボットが、
前記取出口から前記内容物を取り出す前に、前記一次梱包物における前記一次梱包材の所定の位置を掴み、所定の移動量だけ前記一次梱包物を引き上げて放す予備掴み動作と、
前記所定の位置の近辺又は前記所定の位置を掴む本掴み動作とを行うように前記ロボットを制御する、請求項３に記載の開梱装置。
【請求項５】
前記制御部は、さらに、
前記ロボットが、前記予備掴み動作と前記本掴み動作との間に上下動作を行うように前記ロボットを制御し、
前記上下動作は、
前記予備掴み動作において前記ロボットが前記一次梱包物を放した状態から、上方向又は下方向に前記ロボットが動作して、前記本掴み動作において前記ロボットが前記一次梱包物を掴む位置を移動する動作である、請求項４に記載の開梱装置。
【請求項６】
前記一次梱包材は、可撓性を有する袋であって、
前記一次梱包物において、前記内容物が前記一次梱包材により密封されており、
前記制御部は、
前記ロボットが、前記一次梱包物における前記一次梱包材を掴み、前記一次梱包材に切り込みを入れる切り込み動作を行い、前記内容物の自重により前記切り込みから前記内容物を取り出すように前記ロボットを制御する、請求項１又は請求項２に記載の開梱装置。
【請求項７】
前記制御部は、
前記ロボットが、前記一次梱包材に切り込みを入れる前に、前記一次梱包物における前記一次梱包材の所定の位置を掴み、所定の移動量だけ前記一次梱包物を引き上げて放す予備掴み動作と、
前記所定の位置の近辺又は前記所定の位置を掴む本掴み動作とを行うように前記ロボットを制御する、請求項６に記載の開梱装置。
【請求項８】
前記制御部は、さらに、
前記ロボットが、前記予備掴み動作と前記本掴み動作との間に上下動作を行うように前記ロボットを制御し、
前記上下動作は、
前記予備掴み動作において前記ロボットが前記一次梱包物を離した状態から、上方向又は下方向に前記ロボットが動作して、前記本掴み動作において前記ロボットが前記一次梱包物を掴む位置を移動する動作である、請求項７に記載の開梱装置。
【請求項９】
前記制御部は、
前記ロボットが、前記予備掴み動作において前記一次梱包材の前記所定の位置を掴んだ状態のままで、所定の時間だけ動作を休止するように前記ロボットを制御する、請求項７又は請求項８に記載の開梱装置。
【請求項１０】
前記開梱装置は、さらに、
前記ロボットにより前記一次梱包物が取り出される場所、及び前記ロボットにより前記内容物が取り出される場所のいずれとも異なる場所において、前記二次梱包物における前記二次梱包材に切断処理を施して、前記二次梱包材の前記切れ目を作る梱包材切断部と、
前記梱包材切断部から前記ロボットの動作域まで、前記二次梱包物を搬送する搬送部と、
前記梱包材切断部から前記ロボットの動作域までの間の、前記ロボットにより前記一次梱包物が取り出される場所、及び前記ロボットにより前記内容物が取り出される場所のいずれとも異なる場所において、前記切断処理により発生する切り屑を前記二次梱包物から排除する切り屑排除部とを備える、請求項１〜請求項９のうちの何れか１項に記載の開梱装置。
【請求項１１】
ロボットを用いて梱包物を開梱して内容物を取り出し、開梱済物品を製造する方法であって、
前記内容物が一次梱包材により梱包されて一次梱包物が形成されており、
前記一次梱包物が二次梱包材により梱包されて二次梱包物が形成されており、
前記二次梱包物における前記二次梱包材には切れ目があり、
前記ロボットが、前記二次梱包材の前記切れ目から前記一次梱包物を取り出し、さらに前記一次梱包物から前記内容物を取り出す制御ステップを含む、開梱済物品の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−１００１１８（Ｐ２０１３−１００１１８Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４４４２３（Ｐ２０１１−２４４４２３）
【出願日】平成２３年１１月８日（２０１１．１１．８）
【出願人】（０００００６６２２）株式会社安川電機 (2,482)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月８日（２０１１．１１．８）
【出願人】（０００００６６２２）株式会社安川電機 (2,482)
【Ｆターム（参考）】
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