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箱嵌合方法及び装置、及び外装箱の製造システム - 特開2008−80623 | j-tokkyo
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【発明の名称】 箱嵌合方法及び装置、及び外装箱の製造システム
【発明者】 【氏名】浅倉 孝郎

【要約】 【課題】箱の嵌合を自動化する。

【解決手段】外箱9を外箱保持機構46で保持し、側面9cを側面押圧機構49で押圧して開口部9aを拡幅する。内箱8を内箱嵌合ロボットで把持し、第1辺8cを開口部9aに挿入する。次いで、第1辺8cが外箱9の第1側面9cに近接されるように、外箱9内で内箱8移動して片寄せする。内箱8の第2辺8dと外箱9の開口部9aとのズレ量を撮像及び画像処理を用いるズレ量測定部47で測定する。ズレ量の測定結果に基づいて内箱8を移動させ、第2辺8dを開口部9aに挿入する。その後、内箱8を押圧して外箱9に嵌合させる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
外箱の開口部に内箱の第1の辺を挿入する工程と、
前記内箱または外箱を移動させて、前記第1の辺と、この第1の辺に対面する前記外箱の第1の側面とを近接させる工程と、
前記第1の辺に対面する前記内箱の第2の辺と、前記開口部とのズレ量を測定する工程と、
前記第2の辺を移動させてズレ量を補正する工程と、
前記第2の辺を前記開口部に挿入する工程と、
前記内箱と前記外箱とを嵌合させる工程を含むことを特徴とする箱嵌合方法。
【請求項2】
前記ズレ量を測定する工程は、前記第2の辺に連設された前記内箱の側面と、この側面に対応する外箱の側面とを撮像して側面画像を作成する工程と、
前記側面画像を2値化して2値化画像を作成し、この2値化画像の座標値から前記開口部と前記第2の辺とのズレ量を算出する工程を含むことを特徴とする請求項1記載の箱嵌合方法。
【請求項3】
前記開口部に前記第1の辺を挿入する工程の前に行なわれ、前記開口部の幅を広げる工程と、
前記開口部に対する前記第2の辺の挿入後に行なわれ、前記開口部を元の幅に戻す工程とを含むことを特徴とする請求項1または2記載の箱嵌合方法。
【請求項4】
前記開口部の幅を広げる工程は、前記第1の辺に対面する前記外箱の2つの側面のうち、少なくとも一方を内側に押圧して、前記2つの側面の間の他の側面を外側に湾曲させる工程を含むことを特徴とする請求項3記載の箱嵌合方法。
【請求項5】
前記内箱と外箱とを嵌合させる途中で、前記内箱の側面に接着剤を塗布する工程と、
前記内箱の前記接着剤が塗布された部分が前記外箱内に挿入される際に、前記開口部を広げて前記外箱の端縁への接着剤の付着を防止する工程と含むことを特徴とする請求項1〜4いずれか記載の箱嵌合方法。
【請求項6】
前記内箱と外箱とを嵌合した後に、前記外箱の接着材に対面する部位を押圧する工程を含むことを特徴とする請求項5記載の箱嵌合方法。
【請求項7】
外箱または内箱を保持する箱保持手段と、
前記内箱または外箱を保持して移動させ、前記外箱の開口部に前記内箱の第1の辺、前記第1の辺に対面する第2の辺を順に挿入し、前記内箱または外箱を押圧して前記内箱と外箱とを嵌合させる箱嵌合手段と、
前記第1の辺が前記開口部に挿入された後に前記内箱または外箱を移動させて、前記第1の辺と、この第1の辺に対面する前記外箱の第1の側面とを近接させる片寄せ手段と、
前記開口部に前記第2の辺を挿入する際に、前記開口部と前記第2の辺とのズレ量を測定するズレ量測定手段とを備え、
前記箱嵌合手段は、前記第2の辺を前記開口部に挿入する前に、前記ズレ量が小さくなるように前記内箱または外箱を移動させることを特徴とする箱嵌合装置。
【請求項8】
前記ズレ量測定手段は、前記第2の辺に連設された前記内箱の側面と、この側面に対応する外箱の側面とを撮像して側面画像を作成する撮像部と、
前記側面画像を2値化して2値化画像を作成し、この2値化画像の座標値から前記第2の辺と前記開口部とのズレ量を算出する画像処理部とを有することを特徴とする請求項7記載の箱嵌合装置。
【請求項9】
前記片寄せ手段は、前記内箱または外箱を保持するロボットハンドと、
前記内箱または外箱を保持する際に用いられる第1の位置と、前記第1の辺を第1の側面に近接させる第2の位置との間で前記ロボットハンドをスライド自在に保持するスライド機構と、
前記ロボットハンドを第1の位置で保持するハンド保持機構と、
前記ロボットハンドを第2の位置に向けて付勢するバネとを有することを特徴とする請求項7または8記載の箱嵌合装置。
【請求項10】
前記箱嵌合手段として、前記ロボットハンドと、このロボットハンドを移動するロボットアームとを有する多軸ロボットを用いることを特徴とする請求項9記載の箱嵌合装置。
【請求項11】
前記第1の辺を前記開口部に挿入する際に前記開口部の幅を広げ、前記第1の辺の挿入後に前記開口部の幅を元に戻す開口拡幅手段を有することを特徴とする請求項7〜10いずれか記載の箱嵌合装置。
【請求項12】
前記開口拡幅手段は、前記第1の側面を内側に向けて押圧する側面押圧機構と、前記第1の辺に対面する第2の側面に当接して前記側面押圧機構による押圧を受け止める受け部とを有し、前記第1の側面と第2の側面との間の側面を外側に湾曲させることを特徴とする請求項11記載の箱嵌合装置。
【請求項13】
前記内箱と外箱とを嵌合させる途中で、前記内箱の側面に接着剤を塗布する接着剤塗布手段を有することを特徴とする請求項7〜12いずれか記載の箱嵌合装置。
【請求項14】
前記内箱と外箱とを嵌合した後に、前記外箱の接着材に対面する部位を押圧して接合させる接合手段を有することを特徴とする請求項13記載の箱嵌合装置。
【請求項15】
内装品が収納される内箱と、この内箱の外側に嵌合される外箱とを有する外装箱の製造システムにおいて、
前記外箱を製造する外箱製函装置と、
前記内箱を製造する内箱製函装置と、
前記外箱製函装置から取り出した前記外箱に、前記内箱製函装置から取り出した前記内箱を嵌合する箱嵌合装置とを備え、
前記箱嵌合装置として、請求項7〜14いずれか記載の箱嵌合装置を用いることを特徴とする外装箱の製造システム。
【請求項16】
内装品が収納される内箱と、この内箱の下部に被せるように嵌合される外箱と、前記内箱の上部に被せるように嵌合される蓋箱とを有する外装箱の製造システムにおいて、
前記外箱を製造する外箱製函装置と、
前記内箱を製造する内箱製函装置と、
前記蓋箱を製造する蓋箱製函装置と、
前記外箱を保持して搬送する搬送装置と、
前記外箱製函装置から前記外箱を取り出して前記搬送装置にセットする外箱取出し装置と、
前記内箱製函装置から前記内箱を取り出して、前記搬送装置によって搬送されてきた前記外箱に前記内箱を嵌合する外箱嵌合装置と、
前記蓋箱製函装置から前記蓋箱を取り出して、前記搬送装置によって搬送されてきた前記内箱に前記蓋箱を嵌合する蓋箱嵌合装置とを備え、
前記内箱嵌合装置として、請求項7〜14いずれか記載の箱嵌合装置を用い、前記蓋箱嵌合装置として、請求項7〜10いずれか記載の箱嵌合装置を用いることを特徴とする外装箱の製造システム。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、箱嵌合方法及び装置、及び外装箱の製造システムに関し、詳しくは、外箱の中に内箱を嵌合する方法及び装置と、内箱の外側に嵌合される外箱及び蓋箱を有する外装箱の製造システムに関する。
【背景技術】
【0002】
各種製品の包材として、紙製の包装箱が普及している。例えば、従来のX線フイルムの包装には、外箱と、この外箱に嵌合される蓋箱とが用いられている(例えば、特許文献1参照)。外箱は、上方に開口部が設けられた横型の箱であり、複数枚のX線フイルムを積み重ねて包装袋に収納した袋詰め品がその積層方向が上下方向となるように収納される。蓋箱は、外箱よりも一回り大きく形成されて下方が開口された横型の箱であり、外箱の上に被せられるように嵌合される。
【0003】
特許文献1記載の製造システムでは、外箱、蓋箱をそれぞれ製函機で製造し、外箱への袋詰め品の収納、及び外箱への蓋箱の嵌合を自動で行なっている。外箱に蓋箱を嵌合する際には、ヒレ押さえ部材により外箱の側面を押圧して外箱の変形を修正して、ヒレ押さえ部材の上から蓋箱を嵌合し、その後にヒレ押さえ部材を除去している。
【0004】
また、現在のX線フイルムの包装には、袋詰め品が上方の開口部から立てて収納される外装箱が用いられている。この外装箱は、袋詰め品が収納される縦型の内箱と、この内箱の下部に被せられる外箱と、内箱の上部に被せられる蓋箱とから構成されている。この外装箱は、いわゆる印籠箱と呼ばれる形態を有しており、複数の箱を重ねることで遮光性が高められている。
【0005】
上記外装箱は、外箱、内箱、蓋箱を外箱製函機、内箱製函機、蓋箱製函機でそれぞれ製造し、外箱への内箱の嵌合、及び内箱への蓋箱の嵌合は手作業により行なわれている。各箱の嵌合が手作業によって行なわれているのは、遮光性を高めるために各箱の間の隙間が小さくされているため、特許文献1記載の発明のように、箱の間にヒレ押さえ部材を挿入する隙間がないためである。
【特許文献1】特開平09−048369号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、外箱、内箱、蓋箱の嵌合を手作業で行なうのは非常に効率が悪く、多くの人手を必要とするため、製造コストが高くなってしまい、外装箱のコストの低廉化に限界がある。
【0007】
また、外箱、内箱、蓋箱を製函機で製造し、各箱の嵌合を手作業で行なう場合、その作業速度、作業形態の違いから、各製函機で製造された箱をストックして嵌合作業に供給することになるが、これらの箱の数量管理、ストックするためのスペース確保により外装箱のコストが高くなるという問題がある。
【0008】
本発明は、上記問題を解決するために、各箱の嵌合を自動化することができる箱嵌合方法及び装置、及び外装箱の製造システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するために本発明の箱嵌合方法は、外箱の開口部に内箱の第1の辺を挿入する工程と、内箱または外箱を移動させて第1の辺と、この第1の辺に対面する外箱の第1の側面とを近接させる工程と、第1の辺に対面する内箱の第2の辺と、開口部とのズレ量を測定する工程と、第2の辺を移動させてズレ量を補正する工程と、第2の辺を開口部に挿入する工程と、内箱と外箱とを嵌合させる工程から構成したものである。また、内箱と外箱とを嵌合させる工程では、内箱または外箱を押圧して、内箱と外箱とを嵌合させてもよい。
【0010】
また、ズレ量を測定する工程は、第2の辺に連設された内箱の側面と、この側面に対応する外箱の側面とを撮像して側面画像を作成する工程と、側面画像を2値化して2値化画像を作成し、この2値化画像の座標値から開口部と第2の辺とのズレ量を算出する工程から構成したものである。
【0011】
更に、開口部に第1の辺を挿入する工程の前に開口部の幅を広げる工程を行ない、開口部に対する第2の辺の挿入後に開口部を元の幅に戻す工程を行なうようにしたものである。
【0012】
また、開口部の幅を広げる工程は、第1の辺に対面する外箱の2つの側面のうち、少なくとも一方を内側に押圧し、2つの側面の間の他の側面を外側に湾曲させるようにしたものである。
【0013】
また、内箱と外箱とを嵌合させる途中で、内箱の側面に接着剤を塗布する工程と、内箱の接着剤が塗布された部分が外箱内に挿入される際に、開口部を広げて外箱の端縁への接着剤の付着を防止する工程を設けたものである。
【0014】
また、内箱と外箱とを嵌合した後に、外箱の接着材に対面する部位を押圧する工程を設けたものである。
【0015】
また、本発明の箱嵌合装置は、外箱または内箱を保持する箱保持手段と、内箱または外箱を保持して移動させ、外箱の開口部に内箱の第1の辺、第1の辺に対面する第2の辺を順に挿入し、内箱または外箱を押圧して内箱と外箱とを嵌合させる箱嵌合手段と、第1の辺が開口部に挿入された後に内箱または外箱を移動させて、第1の辺と、この第1の辺に対面する外箱の第1の側面とを近接させる片寄せ手段と、開口部に第2の辺を挿入する際に、開口部と第2の辺とのズレ量を測定するズレ量測定手段とを設けたものである。そして、箱嵌合手段は、第2の辺を開口部に挿入する前に、ズレ量が小さくなるように内箱または外箱を移動させるようにしたものである。
【0016】
また、ズレ量測定手段は、第2の辺に連設された内箱の側面と、この側面に対応する外箱の側面とを撮像して側面画像を作成する撮像部と、側面画像を2値化して2値化画像を作成し、この2値化画像の座標値から第2の辺と開口部とのズレ量を算出する画像処理部から構成したものである。
【0017】
また、片寄せ手段は、内箱または外箱を保持するロボットハンドと、内箱または外箱を保持する際に用いられる第1の位置と、第1の辺を第1の側面に近接させる第2の位置との間でロボットハンドをスライド自在に保持するスライド機構と、ロボットハンドを第1の位置で保持するハンド保持機構と、ロボットハンドを第2の位置に向けて付勢するバネとから構成したものである。
【0018】
等に、箱嵌合手段として、ロボットハンドと、このロボットハンドを移動するロボットアームとを有する多軸ロボットを用いるようにしたものである。
【0019】
また、第1の辺を開口部に挿入する際に開口部の幅を広げ、第1の辺の挿入後に開口部の幅を元に戻す開口拡幅手段を設けたものである。この開口拡幅手段は、第1の側面を内側に向けて押圧する側面押圧機構と、第1の辺に対面する第2の側面に当接して側面押圧機構による押圧を受け止める受け部から構成し、第1の側面と第2の側面との間の側面を外側に湾曲させるようにしたものである。
【0020】
更に、内箱と外箱とを嵌合させる途中で、内箱の側面に接着剤を塗布する接着剤塗布手段を設けたものである。
【0021】
また、内箱と外箱とを嵌合した後に、外箱の接着材に対面する部位を押圧して接合させる接合手段を設けたものである。
【0022】
更に、本発明の外装箱の製造システムは、外箱を製造する外箱製函装置と、内箱を製造する内箱製函装置と、外箱製函装置から取り出した外箱に、内箱製函装置から取り出した内箱を嵌合する箱嵌合装置から構成し、箱嵌合装置として、請求項7〜14いずれか記載の箱嵌合装置を用いるようにしたものである。
【0023】
また、別の外装箱の製造システムでは、外箱を製造する外箱製函装置と、内箱を製造する内箱製函装置と、蓋箱を製造する蓋箱製函装置と、外箱を保持して搬送する搬送装置と、外箱製函装置から外箱を取り出して搬送装置にセットする外箱取出し装置と、内箱製函装置から内箱を取り出して、搬送装置によって搬送されてきた外箱に嵌合する外箱嵌合装置と、蓋箱製函装置から蓋箱を取り出して、搬送装置によって搬送されてきた内箱に蓋箱を嵌合する蓋箱嵌合装置とを設け、内箱嵌合装置として請求項7〜14いずれか記載の箱嵌合装置を用い、蓋箱嵌合装置として請求項7〜10いずれか記載の箱嵌合装置を用いるようにしたものである。
【発明の効果】
【0024】
本発明によれば、内箱を1辺ずつ外箱に挿入するようにしたので、確実に内箱と外箱とを自動機で嵌合させることができる。また、1辺を挿入した後で外箱内で内箱を片寄せするようにしたので、スムーズに1辺ずつ挿入することができる。更に、2つ目の辺を挿入する際には、内箱と外箱のズレ量を測定し、このズレ量が小さくなるように箱の位置を補正するようにしたので、内箱と外箱との端縁同士がぶつかって破損するのを防止することができる。また、ズレ量の測定は、撮像による非接触で行なうようにしたので、測定時に箱がズレ動くことはない。
【0025】
また、内箱を外箱に挿入する際に、外箱を拡幅するようにしたので、多少の位置ズレがあっても内箱を外箱に確実に挿入することができる。この拡幅は、外箱の側面を押圧する単純な構成であるため、ローコストに適用することができ、高い動作信頼性を得ることができる。
【0026】
更に、内箱を外箱に嵌合させる途中で接着剤を塗布するようにしたので、接着剤を塗布する工程を別個に設ける必要がなくなり、嵌合時間の短縮を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0027】
図1及び図2に示すように、X線フイルムを包装する紙製の外装箱2は、上部に開口部3aが形成された縦型の箱本体3と、この箱本体3の上部に被せられる開口部4aが形成された蓋箱4とで構成されている。箱本体3には、複数枚のX線フイルムを包装袋に収納した袋詰め品5が開口部3aから納められ、この箱本体3を封止するように蓋箱4が嵌合される。袋詰め品5は、包装袋がシート状に展開された包装シートを折り畳んで複数枚のX線フイルムを挟み込み、包装シートの3辺を接合して封止することにより形成される。この接合により袋詰め品5の外周に生じるヒレ部分5aは、折り畳まれて箱本体3に収納される。
【0028】
図3に示すように、箱本体3は、袋詰め品5が収納される内箱8と、この内箱8の外側に下方から被せられて内箱8を外装する外箱9から構成されており、内箱8の外側に外箱9と蓋箱4とを被せて多層化することによって遮光性を高めている。
【0029】
内箱8は、袋詰め品5を衝撃等から保護するために厚みのある段ボール紙によって形成されており、袋詰め品5の全体を収納可能な高さ寸法を備えている。外箱9は、内箱8が挿入される開口部9aが上部に形成されており、内箱8よりも高さ寸法が小さくされている。そのため、外箱9の開口部9aから内箱8の上部が突出され、蓋箱4はこの内箱8の突出部分に被せられる。内箱8の上端部の一方の角部8fは、収納した袋詰め品5を取り出しやすくするため、また内箱8に蓋箱4を被せやすくするために円弧状に切り欠かれている。
【0030】
図4及び図5に示すように、本発明の外装箱製造システム12は、外箱9、内箱8、蓋箱4をそれぞれ製造する外箱製函装置13、内箱製造装置14、蓋箱製造装置15と、外箱製函装置13から外箱9を取り出して搬送装置16に供給する外箱取出しロボット17と、内箱嵌合装置14から内箱8を取り出して外箱9に嵌合する内箱嵌合装置18と、蓋箱嵌合装置15から蓋箱4を取り出して内箱8に嵌合する蓋箱嵌合装置19と、外装箱製造システム12を制御する制御装置20と、外箱取出しロボット17等を制御するロボットコントローラ21から構成されている。
【0031】
外箱製函装置13、内箱製函装置14、蓋箱製函装置15は、厚紙または段ボール紙で展開形状に形成されたブランクシートを折込み線に沿って折り込み、端部の接合フラップに接着材を塗布して接合することにより外箱9、内箱8、蓋箱4を製造する。また、蓋箱製函装置4では、開口部4aが上方を向いた状態で蓋箱4が完成されるが、内箱8への嵌合がしやすいように、開口部4aが下方を向くように反転させる。これらの製函装置13〜15は、ブランクシートを折り込む金型を交換することによって、多サイズの外箱、内箱、蓋箱の製造に対応することができる。
【0032】
外箱取出しロボット17は、外箱9を挟み込んで保持するロボットハンド25と、このロボットハンド25を移動する多軸アーム26から構成された多軸ロボットであり、本発明の外箱取出し装置を構成する。外箱取出しロボット17は、外箱製函装置13によって製造された外箱9を取り出して搬送装置16に供給し、この搬送装置16によって外箱9が保持されるとロボットハンド25による保持を解除して、次の外箱9を取り出すために外箱製函装置13にロボットハンド25を移動する。
【0033】
搬送装置16は、外箱取出しロボット17から供給された外箱9を搬送方向X1に搬送する。その搬送途中には、外箱取出しロボット17から外箱9が供給される外箱供給ステージ30と、外箱9に内箱8が嵌合される内箱嵌合ステージ31と、内箱8の高さを測定して外箱9に対する内箱8の嵌合状態を検査し、外箱9と内箱8とを押圧して接着材を圧着させる第1検査ステージ32と、内箱8に蓋箱4が嵌合される蓋箱嵌合ステージ33と、完成した外装箱2の高さを検査して品種を識別し、外装箱製造システムから排出する第2検査ステージ34とが設けられている。
【0034】
図6に示すように、搬送装置16は、搬送方向X1に沿って配置された一対のガイドレール37と、これらのガイドレール37の上に搬送方向X1及び戻し方向X2においてスライド自在となるように取り付けられた一対のスライドレール38と、これらのスライドレール38の上に取り付けられてX1、X2方向での取付位置が調整可能にされた一対の調整レール39とを備えており、一対のガイドレール37は、搬送方向X1に直交する幅方向W1、W2において移動自在とされている。各スライドレール38及び各調整レール39の上には、外箱9の前面及び背面を側方から挟み込んで保持する複数個の背面側サイドクランプ40と前面側サイドクランプ41とが取り付けられており、外箱9は調整レール39の上に載置されて搬送される。また、一対のガイドレール37の間には、上下方向で昇降自在とされた複数個の箱保持片42が配置されている。
【0035】
一対のガイドレール37は、外箱9の供給時に幅方向W1に移動されている。ガイドレール37の間に外箱9が供給されると、図7(A)に示すように、一対のガイドレール37が幅方向W2に移動され、背面側サイドクランプ40と前面側サイドクランプ41とが外箱9の前面及び背面を側方から挟み込む。背面側サイドクランプ40と前面側サイドクランプ41との間隔は、調整レール39を方向X1、X2で移動させることにより、箱の大きさに合せて調整することができる。
【0036】
図7(B)に示すように、一対のスライドレール38は、搬送方向X1にスライドされ、外箱9が同方向に搬送される。次いで、下方から複数の箱保持片42が上昇される。これらの箱保持片42は、外箱9の厚み寸法に合せて位置が調整された部材であり、背面側サイドクランプ40と前面側サイドクランプ41との間で外箱9を挟み込んで保持する。
【0037】
図7(C)に示すように、ガイドレール37が幅方向W1に移動されて、背面側サイドクランプ40及び前面側サイドクランプ41による外箱9の保持が解除され、次いでスライドレール38が戻り方向X2に移動されることにより、1列目の背面側サイドクランプ40と前面側サイドクランプ41は、図6に示す位置に復帰する。
【0038】
その後、1列目の背面側サイドクランプ40と前面側サイドクランプ41の間に新たな外箱9が供給され、ガイドレール37が幅方向W2に移動して背面側サイドクランプ40と前面側サイドクランプ41で二つの外箱9を保持し、箱保持片42が下降される。以後、図7(B)〜(D)の動作を繰り返すことにより、複数個の外箱9が順に搬送される。
【0039】
図8に示すように、内箱嵌合装置18は、内箱嵌合ステージ31の近傍に配置される内箱嵌合ロボット45と、外箱嵌合ステージ31で外箱9を保持する外箱保持機構46と、内箱8と外箱9との位置ズレを測定するズレ量測定部47と、外箱8の側面に接着材を塗布する接着材塗布機構48と、内箱8を外箱9に挿入する際に外箱9の開口部9aの幅を拡幅する側面押圧機構49と、第1検査ステージ32で外箱9と内箱8の側面を押圧して接着材を圧着させる接合機構50とを有している。
【0040】
図5に示すように、内箱嵌合ロボット45は、前述の外箱取出しロボット17と同様のもので、内箱製函装置14で製造された内箱8を保持するロボットハンド53と、このロボットハンド53を移動させて内箱8を外箱9に嵌合させるロボットアーム54から構成された多軸ロボットであり、箱嵌合手段を構成する。この内箱嵌合ロボット45は、ロボットコントローラ21によって制御される。
【0041】
図9及び図10は、内箱嵌合装置18による内箱8の嵌合手順を示している。なお、図面の煩雑化を避けるため、背面側サイドクランプ40と前面側サイドクランプ41は図示していない。
【0042】
図9(A)に示すように、外箱9は搬送装置16の各調整レール39の上に載置され、外箱供給ステージ30から内箱嵌合ステージ31に搬送される。箱保持手段及び開口拡幅手段の受け部を構成する外箱保持機構46と、開口拡幅手段の側面押圧機構49は、内箱嵌合ステージ31に配置されている。外箱保持機構46と側面押圧機構49は、幅方向W1,W2において移動自在とされており、同図(B)に示すように、内箱嵌合ステージ31に外箱9が搬送されてくると、W2方向に移動して外箱保持機構46で外箱9の第2側面9b側を挟み込んで保持し、側面押圧機構49で外箱9の第1側面9cを押圧する。これにより、外箱9の前面9d及び背面9eが外側に湾曲して上部の開口部9aの幅が拡張される。
【0043】
図9(C)に示すように、接着材塗布手段である接着材塗布機構48は、内箱製函装置14から取り出された内箱8が内箱嵌合ステージ31に搬送される途中で、内箱8の前面8a及び背面8bに接着材57を塗布する。この接着材57には、例えば熱可塑性プラスチックなどが用いられる。
【0044】
図9(D)に示すように、内箱嵌合ロボット45は、最初に内箱8の底面の第1辺8cを外箱9の開口部9aに挿入し、次いで第1辺8cに対面する第2辺8dを挿入する。開口部9aは、側面押圧機構49の押圧によって拡幅されているので、多少の位置ズレが生じていても第1辺8cは容易に挿入することができる。その後、同図(E)に示すように、側面押圧機構49による押圧が解除され、開口部9aの幅が元の状態に戻される。内箱嵌合ロボット45には、内箱8の第1辺8cが外箱9の第1側面9cに片寄せされるように、内箱8を外箱9内で移動させる片寄せ機構が設けられている。
【0045】
図11に示すように、片寄せ機構60は、ロボットアーム54の先端に取り付けられた略L字形状のブラケット61と、このブラケット61の屈曲内面に取り付けられ、ロボットハンド53を同図(A)に示す第1の位置と同図(B)に示す第2の位置との間でスライド自在に保持するスライドガイド62と、ロボットハンド53を第1の位置で保持するハンド保持機構であるエアシリンダ63と、ロボットハンド53を第2の位置に向けて付勢するバネ64から構成されている。
【0046】
片寄せ機構60は、内箱製函装置18から内箱8を取り出し、内箱8の第1辺8cを外箱9の開口部9aに挿入するまで、エアシリンダ63によってロボットハンド53を第1の位置で保持している。第1辺8cが開口部9aに挿入されると、エアシリンダ9aからエアが抜かれるため、ロボットハンド53はバネ64の付勢によって第2の位置にスライドされる。これにより、第1辺8cが外箱9の第1側面9cに片寄せされる。
【0047】
図9(F)に示すように、ズレ量測定部47は、内箱8の片寄せ後に、内箱8の第1辺8cに対面する第2辺8dと、外箱9の第2側面9bとのズレ量を測定する。ズレ量測定部47は、内箱8の第2辺8dに連設された側面8eと、外箱9の第2側面9bとを撮像して側面画像を形成する撮像カメラ67と、側面画像を2値化して2値化画像を作成し、この2値化画像の座標値から第2辺8dと第2側面9bとのズレ量を算出する画像処理回路68から構成されている。
【0048】
図12(A)に示すように、撮像カメラ67で撮像を行なうことにより、内箱8の側面8eと外箱9の第2側面9bの側面画像が作成される。この側面画像は、画像処理回路68に入力され、画像の明暗に基づいて白黒の2値化画像が作成される。同図(B)に示すように、画像処理回路68は、外箱9の第2側面9bの上端を点a,bとして設定し、内箱8の側面8eの下端を点c,dとして設定し、これらの点a〜dの座標値から、予め設定されている基準線Lまでの距離A〜Dを算出する。次いで、B−A、及びD−Cの演算を行なって、外箱9の中心点Xと、内箱8の中心点Yの座標値を算出する。そして、X−Yの演算を行なうことにより、外箱9と内箱8との間のズレ量Zを算出する。
【0049】
次いで、図12(C)に示すように、ズレ量Zが小さくなるように内箱嵌合ロボット45が内箱8を移動させ、同図(D)に示すように、内箱8の第2辺8dを外箱9の開口部9aに挿入する。
【0050】
図10(E)に示すように、接合機構50は、外箱9を前面側及び背面側から挟み込む押圧板71から構成されており、第1検査ステージ32に設けられている。押圧板71は、接着材57を押圧して外箱9と内箱8を圧着させる。なお、サイズの大きな外装箱の場合には、内箱8内に押圧を受け止めるガイドが挿入される。
【0051】
図13に示すように、蓋箱嵌合装置19は、蓋箱嵌合ステージ33の近傍に配置される蓋箱嵌合ロボット75と、蓋箱嵌合ステージ33で外箱9を保持する外箱保持機構76と、内箱8と蓋箱4との位置ズレを測定するズレ量測定部77とを有している。
【0052】
図5に示すように、蓋箱嵌合ロボット75は、前述の内箱嵌合ロボット45と同様のもので、蓋箱製函装置15で製造された蓋箱4を保持するロボットハンド80と、このロボットハンド80を移動させて蓋箱4を内箱8に嵌合させるロボットアーム81から構成された多軸ロボットであり、箱嵌合手段を構成する。この蓋箱嵌合ロボット75は、ロボットコントローラ21によって制御される。なお、詳しくは図示しないが、蓋箱嵌合ロボット75には、内箱嵌合ロボット45と同様の片寄せ機構が設けられている。
【0053】
図14は、蓋箱嵌合装置19による蓋箱4の嵌合手順を示している。なお、図面の煩雑化を避けるため、背面側サイドクランプ40と前面側サイドクランプ41は図示していない。また、外箱保持機構76及びズレ量測定部77は、内箱嵌合装置18の外箱保持機構46及びズレ量測定部47と同じものであるため、詳しい説明は省略する。
【0054】
次に、上記実施形態の作用について、図16〜17を参照して説明する。図4及び5に示す外箱取出しロボット17は、外箱製函装置13から完成した外箱9を取り出して搬送装置16の外箱供給ステージ30に供給する。図6及び7に示すように、搬送装置16は、調整外箱9を背面側サイドクランプ40と前面側サイドクランプ41とで挟み込み、調整レール39上をX1方向に搬送する。
【0055】
図9(A)に示すように、外箱9が内箱嵌合ステージ31に到達すると、同図(B)に示すように、外箱保持機構46で外箱9を挟み込んで保持し、側面押圧機構49で外箱9の第1側面9cを押圧する。これにより、外箱9の前面9d及び背面9eが外側に湾曲されて、開口部9aが拡幅される。
【0056】
内箱嵌合装置18の内箱嵌合ロボット45は、内箱製函装置14から完成した内箱8を取り出して内箱嵌合ステージ31に搬送する。その途中で、図9(C)に示すように、内箱8の前面8a及び背面8bに接着材57が塗布される。
【0057】
図9(D)に示すように、内箱嵌合ロボット45は、内箱8の第1辺8cを外箱9の開口部9aに挿入し、同図(E)に示すように、第1辺8cが外箱9の第1側面9cに近接されるように内箱8を移動する。この内箱8の移動時には、図11に示す片寄せ機構60が用いられる。
【0058】
内箱8の第1辺8cは、拡幅された開口部9aに挿入されるので、多少の位置ズレが生じていても容易に挿入することができる。また、ロボットアーム54を動かして内箱8を片寄せする場合、内箱8を外箱9からいったん抜き出して再挿入しなければならず、時間がかかる。しかし、片寄せ機構60を用いることにより、ロボットアーム54を動かす必要がなくなるため、短時間で片寄せ動作を行なうことができる。また、バネ64の付勢力は、内箱8の押圧によって外箱9の保持が外れない程度にされているので、外箱9がズレ動くことはない。
【0059】
図9(F)及び図12に示すように、ズレ量測定部47は、内箱8の第2辺8dと、外箱9の第2側面9bとのズレ量を測定する。内箱嵌合ロボット45は、算出されたズレ量Zが小さくなるように内箱8を移動する。そして、図10(A)に示すように、内箱8の第2辺8dを開口部9aに挿入する。このように、内箱8と外箱9とのズレを測定して内箱8を外箱9に挿入するようにしたので、確実に短時間で挿入することができる。また内箱8と外箱9との端縁同士がぶつかるのを防止することができるので、箱の損傷を防止することができる。
【0060】
図10(B)に示すように、内箱8の挿入は、接着剤57が外箱9に到達する直前でいったん停止され、側面押圧機構49によって開口部9aが拡幅される。そして、同図(C)、(D)に示すように、内箱8が外箱9の底まで挿入される。これにより、接着材57が外箱9の開口部9aに付着するのを防止することができる。
【0061】
内箱8の嵌合が完了した外箱9は、搬送装置16によって第1検査ステージ32に搬送される。この第1検査ステージでは、内箱8の高さが測定されて嵌合の適否が判定される。更に、接合機構50の押圧板71によって外箱9の前面9d及び背面9eが押圧され、接着材57が圧着される。
【0062】
内箱8が嵌合された外箱9は、搬送装置16によって蓋嵌合ステージ33に搬送され、図14(A)に示すように、外箱保持機構76によって保持される。蓋箱嵌合装置19の蓋箱嵌合ロボット75は、蓋箱製函装置15から完成した蓋箱4を取り出して蓋箱嵌合ステージ33に搬送する。そして、同図(B)に示すように、開口部4aの最も幅が広くなっている中央部を内箱8の上端の第3辺8eに挿入する。同図(C)に示すように、蓋箱嵌合ロボット75に設けられた片寄せ機構を用いて蓋箱4を内箱8に対して片寄せする。
【0063】
同図(D)に示すように、ズレ量測定部77を用いて蓋箱4の開口4aと、内箱8の第3辺8eに対面する角部8fとのズレ量を測定し、このズレ量が小さくなるように蓋箱4を移動する。そして、同図(E)に示すように、開口4aを角部8fに挿入し、同図(F)に示すように、蓋箱4を押圧して内箱8を奥まで挿入する。このように、蓋箱4と内箱8との嵌合においてもズレを測定して挿入するようにしたので、確実に短時間で挿入することができる。また、箱の損傷を防止することができる。
【0064】
蓋箱4が嵌合されて完成した外装箱2は、第2検査ステージ34に搬送され、高さ検査及び品種識別が行なわれる。検査が終了した外装箱2は、外装箱製造システム12から排出される。以上で説明した動作が、予定生産箱数を満たすまで繰り返し行なわれることにより、多数の外装箱2を製造することができる。また、外箱9、内箱8、蓋箱4の製函後に、これらの嵌合を連続して行なうので、これらの箱の数量管理や、ストックするためのスペース等を省くことができる。
【0065】
なお、上記実施形態では、外箱、内箱、蓋箱を有する外装箱を例に説明したが、内箱と外箱とからなる外装箱や、更に多数の箱の嵌合からなる外装箱の製造にも適用することができる。また、X線フイルムの外装箱を例に説明したが、その他の製品の外装箱に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0066】
【図1】本発明によって製造される外装箱の外観形状を示す斜視図である。
【図2】外装箱の構成を示す分解斜視図である。
【図3】箱本体の構成を示す分解斜視図である。
【図4】外装箱製造システムの構成を示すブロック図である。
【図5】外装箱製造システムの構成を示す概略図である。
【図6】搬送装置の構成を示す外観斜視図である。
【図7】搬送装置の動作手順を示す説明図である。
【図8】内箱嵌合装置の構成を示すブロック図である。
【図9】外箱に対する内箱の挿入手順を示す説明図である。
【図10】外箱に対する内箱の嵌合手順を示す説明図である。
【図11】片寄せ機構の構成及び動作状態を示す正面図である。
【図12】ズレ量測定部によるズレ量の測定手順を示す説明図である。
【図13】蓋箱嵌合装置の構成を示すブロック図である。
【図14】内箱に対する蓋箱の嵌合手順を示す説明図である。
【図15】外装箱の製造手順を示すフローチャートである。
【図16】内箱の嵌合手順を示すフローチャートである。
【図17】蓋箱の嵌合手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【0067】
2 外装箱
3 箱本体
4 蓋箱
5 袋詰め品
8 内箱
9 外箱
12 外装箱製造システム
13 外箱製函装置
14 内箱製函装置
15 蓋箱製函装置
16 搬送装置
17 外箱取出しロボット
18 内箱嵌合装置
19 蓋箱勘合装置
20 制御装置
21 ロボットコントローラ
45 内箱嵌合ロボット
46 外箱保持機構
47 ズレ量測定部
48 接着材塗布機構
49 側面押圧機構
50 接合機構
53 ロボットハンド
54 ロボットアーム
60 片寄せ機構
62 スライドガイド
63 エアシリンダ
64 バネ
67 撮像カメラ
68 画像処理回路
【出願人】 【識別番号】306037311
【氏名又は名称】富士フイルム株式会社
【出願日】 平成18年9月27日(2006.9.27)
【代理人】 【識別番号】100075281
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 和憲

【識別番号】100095234
【弁理士】
【氏名又は名称】飯嶋 茂

【識別番号】100117536
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 英了


【公開番号】 特開2008−80623(P2008−80623A)
【公開日】 平成20年4月10日(2008.4.10)
【出願番号】 特願2006−262672(P2006−262672)