以下、本発明の好適な実施形態について図面に基づき、詳細に説明する。なお、本発明は、これに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。
図1は、本発明に係る包装機の好適な一実施形態を示す概略図である。本実施形態の包装機は、例えば横ピロー包装機であり、包装フィルムで物品を包み込むとともに、その包装フィルムの所定位置をシールし、カットすることで包装体を製造する包装機本体1と、その包装機本体1に帯状の包装フィルム6を連続して供給するフィルム供給装置2と、包装機本体1の上流側に配置され、その包装機本体1に対して物品3を所定間隔毎に供給する物品搬送供給装置4とを備えている。
フィルム供給装置2は、包装機本体1の上流側に、物品3の搬送方向に沿って前後に並べて配置した2台の自走式ロボット10を備えて構成する。各自走式ロボット10は、同一の構成を採り、例えば図2,図3等に示すように、自走式架台11と、自走式架台11の上面に、多関節のロボットアーム12を設け、ロボットアーム12の先端に回転支持軸13を装着する。自走式架台11は、矩形状のケース11aを有し、そのケース11aの底面の四隅に車輪部11bを配置し、ケース11a内に、車輪部11bやロボットアーム12用の駆動モータや、その駆動モータの出力を車輪部11bやロボットアーム12に伝える動力伝達機構や、それらの動きを制御する制御装置等を備える。制御装置は、無線通信機能を備え、包装機本体1に実装される包装機全体の制御装置と無線通信する機能を備えると良い。車輪部11bは、車輪とその車輪の回転軸を軸受け支持しつつケース11aの底面に連結するキャスター等を備える。
4つの車輪部11bの内、少なくとも2つは駆動車輪部となり、ケース11a内に実装した駆動部からの動力を受けて車輪が正逆回転し、自走式架台11ひいては自走式ロボット10は前後進移動する。また4つの車輪部11bの内、少なくとも2つは上下方向の軸周り所定角度範囲内で正逆回転してその向きを変更する機能を有する。係る機能を備える車輪部は、上述した駆動車輪部と兼用しても良いし、別の車輪部としても良い。
ロボットアーム12は、ケース11aの上面に起立配置されベース部14と、そのベース部14の上端に第一関節部15を介して連結される第一アーム部16と、その第一アーム部16の先端に第二関節部17を介して連結される第二アーム部18と、第二アーム部18の先端に連結されるアクチュエータ19を備える。第一関節部15と第二関節部17は、それぞれ直交する方向の2つの回転軸を備え、その2つの回転軸の軸周りに回転する回転機構を備える。これにより、例えば第一アーム部16は、ベース部14の上端付近を回転中心として水平平面内で旋回するとともに、上下方向の垂直面内の例えば180度の角度範囲内で正逆回転し、ベース部14の上方の略半天球の範囲内で移動する。また、第二関節部17は、例えば一方の回転軸は第一アーム部16の先端側に短手方向に延びるように配置し、他方の回転軸は第二アーム部18の長手方向と平行な方向に延びるように配置する。これにより第一アーム部16と第二アーム部18は、第二関節部17を回転中心として、同一平面内で正逆回転し、なす角が広狭変化するように変位する。また、第二アーム部18は、長手方向の中心軸を回転中心として正逆回転し、第二アーム部18の先端に取付けたアクチュエータ19の姿勢を変位する。第一関節部15,第二関節部17を適宜の方向に動かすことで、アクチュエータ19を、三次元空間上を任意の軌跡で移動させ、所望の位置で位置決めすることができる。なお、第一関節部15,第二関節部17の動きの方向は、上述したものに限ることはなく、各種の機構を用いると良い。
アクチュエータ19は、先端の取付面が、その取付面内で回転するように構成され、本実施形態では、その取付面に回転支持軸13を取付ける。よって、アクチュエータ19の回転駆動に伴い、回転支持軸13も回転する。
回転支持軸13は、原反ロール5を保持するものである。原反ロール5は、回転支持軸13の回転に伴い、その回転支持軸13と一体になって回転する。回転支持軸13の回転数を変えると、原反ロール5の回転数も変わる。原反ロール5は、両端開口した筒状の紙管5aの外周に帯状の包装フィルム6を巻き付けて構成される。また、包装フィルム6の巻き終わりの終端部には、例えば金属検出機等に反応する鉄成分入りのメタルコンテントタイプの両面接着テープが貼付けられている。
図示省略するが、回転支持軸13は、例えばその外周面の適宜位置に、径方向外側に突出する保持具を備える。適宜位置は、例えば、周方向には120度間隔で3箇所とするとよい。保持具は、回転支持軸13の外周面から外側への突出量が変更調整可能に構成され、その突出量の調整は、アクチュエータ19の駆動で回転支持軸13の回転駆動とは別の駆動により行う構成とすると良い。このようにすると、突出量を小さくし、保持具の先端の外接円の直径を紙管5aの内径よりも小さい状態で回転支持軸13を紙管5a内に挿入し、その挿入した状態で保持具の突出量を大きくし、保持具の先端を紙管5aの内周面に所定の付勢力で接触させることで、原反ロール5を保持し、回転支持軸13と原反ロール5を一体化する。
自走式ロボット10は、回転支持軸13に装着した巻径(外径)を計測する外径計測手段を備える。この計測手段は、図示省略するが、例えば、自走式架台11の上面に設けた軸受け部に、アームの下端を回転自在に取付け、そのアームの上端に接触ローラを回転自在に取付ける。その軸受け部に取付けるアームの下端の回転軸には、エンコーダを連係させ、アームの回転角度を検出する機能を備える。さらにその軸受け部における回転軸方向は、運転時に位置決めされた回転支持軸13と平行にし、その軸受け部を回転中心として所定角度範囲内で正逆回転するアームの上端が、回転支持軸13ひいてはそれに装着した原反ロール5に対して接近離反可能に構成する。アームの上端に取付けた接触ローラは、フリーローラであって運転時に位置決めされた回転支持軸13と平行になるように構成する。アームの上端を原反ロール5側に倒し、接触ローラを原反ロール5の外周面に接触させた状態にすると、エンコーダの出力からその接触した状態のアームの回転角度が検出され、その回転角度に基づき原反ロール5の外径を算出する。係る外径の算出処理は、例えば、自走式架台11内に実装した制御装置が行うと良い。原反ロール5の回転に伴い包装フィルムが繰り出され、原反ロール5の外径が徐々に減少する。この原反ロール5の回転時、接触ローラも当該回転に追従して受動的に回転し、包装フィルム6の繰り出しの邪魔にならず、包装フィルム6の繰り出しに伴う原反ロール5の外径が縮小すると、それに伴い原反ロール5に接触する接触ローラの位置も下降・変位しアームも倒れる。そこでエンコーダの出力からリアルタイムで原反ロール5の外径を検出し、例えば回転支持軸13の回転数の制御や、原反ロール5の終端等を検知するのに利用する。
さらに本実施形態の自走式ロボット10は、図2〜図4等に示すようにアクチュエータ19に、固定ローラアーム20を連結し、固定ローラアーム20の先端の軸受け部に、フリーローラ21を回転自在に連携させる。フリーローラ21は、回転支持軸13と平行に配置し、その長さは包装フィルム6のフィルム幅よりも長く設定しており、包装機の運転中において原反ロール5から繰り出される帯状の包装フィルム6が掛け渡される。
さらに本実施形態では、包装機本体1側に、図4等に示すように、フィルム接合用の可動アーム22を設ける。可動アーム22は、その下端側が回転中心となり、所定角度範囲内で正逆回転するように構成する。可動アーム22の下端に設けた軸受け部には、フリーローラ23を回転自在に連携させ、可動アーム22の上端に設けた軸受け部には、圧着ローラ24を回転自在に連携させる。フリーローラ23と圧着ローラ24は、ともに、回転支持軸13と平行に配置し、その長さは包装フィルム6のフィルム幅よりも長く設定している。フリーローラ23には、包装機の運転中において原反ロール5から繰り出される帯状の包装フィルム6が掛け渡される。このフリーローラ23は、上述した自走式ロボット10側に設けたフリーローラ21並びに、可動アーム22の下方の適宜位置に配置したフリーローラ25とともに、包装フィルム6の搬送経路を規定する。また圧着ローラ24は、運転中は可動アーム22が所定角度で起立して包装フィルム6から離反した状態で待機し、フィルム交換時に可動アーム22が倒れて搬送中の包装フィルム6を下方に位置する原反ロール5に押し付け可能に構成する。
本実施形態のフィルム供給装置2は、2台の片腕の自走式ロボット10が、それぞれ交互に原反ロール5を置いてあるフィルム置き場まで移動し、自己の回転支持軸13に原反ロール5をセットした状態で包装機まで戻り、その後、自走式ロボット10が包装機本体1へのフィルム供給を行う。さらに、2台の自走式ロボット10の一方が運転中となって包装機本体1へのフィルム供給を行い、他方が予備用で待機し運転に使用中の原反ロールの残量がなくなると、その原反ロールに巻き取られていた包装フィルムに、待機中の原反ロールの包装フィルムの先端を貼り付けて接続し、以後、待機中であった原反ロールから継続して包装機本体1に包装フィルムの供給を行うように構成する。係る処理は、具体的には、以下のようにすると良い。
図2,図5(a)に示すように、本実施形態では、前後に2つ並べた包装機本体1から離れた側に位置する自走式ロボット10(A)が、包装機本体1に包装フィルム6を供給する運転中で、包装機本体1に近い側に位置する自走式ロボット10(B)が待機中となる。この状態では、運転中の自走式ロボット10(A)は、ロボットアーム12はやや伸びた状態となって原反ロール5は、比較的高い位置に位置し、原反ロール5から繰り出される包装フィルム6は、固定ローラアーム20の先端に取り付けられたフリーローラ23に掛け渡され、包装機本体1へ供給される。このとき待機中の自走式ロボット10(B)は、ロボットアーム12はやや畳まれた状態となり、そこに取り付けられ原反ロール5はやや低い位置で待機する。そして、運転中の自走式ロボット10(A)が支持する原反ロール5から繰り出される包装フィルム6は、待機中の自走式ロボット10(B)が支持する原反ロール5から離反し、非接触の状態で搬送される。
運転中の自走式ロボット10(A)の制御装置は、例えば包装機全体の制御装置から包装フィルムの搬送速度を受信すると、原反ロールの外径に基づき受信した搬送速度で搬送するための回転数を求め、その求めた回転数で回転支持軸13が回転するようにアクチュエータ19の駆動を制御する。
運転中の自走式ロボット10からの包装フィルム6の供給作業を実行中に、待機中の自走式ロボット10(B)の制御装置は、外径計測手段を用いエンコーダの出力に基づき自己に装着している原反ロール5の巻径(外径)を計測し、近接センサの出力に基づきメタルコンテントタイプの両面接着テープの位置を検出する。
運転中の自走式ロボット10(A)の制御装置は、求めた原反ロール5の外径が、基準値以下になると、フィルム終端検知信号を例えば包装機全体の制御装置に向けて無線送信する。そのフィルム終端検知信号を受信した包装機全体の制御装置は、待機中の自走式ロボット10(B)の制御装置に対し、フィルム交換処理命令を送る。
このフィルム交換処理命令を受け取った待機中の自走式ロボット10(B)の制御装置は、先に求め原反ロールの外径に基づき、原反ロールの外周面の周速度が、現在供給中の包装フィルムの搬送速度と同速度になるように回転支持軸13を回転させる。待機中の自走式ロボット10の制御装置と、包装機全体の制御装置は、協働し、タイミングを併せて両面接着テープが、搬送中の包装フィルム6に対向しているときに、可動アーム22を回転させて圧着ローラ24が搬送中の包装フィルム6を待機中の原反ロール5に向けて付勢し、押し当てる(図3参照)。これにより、搬送中の包装フィルム6が、両面接着テープに所定の力で押しつけられ、その両面接着テープを介して待機中の原反ロール5に接着一体化する。また図示省略するが、可動アーム22の上端或いは別機構でカッター手段を設け、現在供給中の包装フィルム6における、圧着ローラ24にて両面接着テープが貼付けられた部位より上流側のフィルム部位を、フィルム幅方向にカットする。これにより、運転中だった原反ロール5は、先行する包装フィルム6から分断される。
その後、可動アーム22を逆回転させて圧着ローラ24を包装フィルム6から離反させると、待機中であった原反ロール5に巻き付けられていた包装フィルム6が、先行する現在供給中の包装フィルム6に引っ張られて包装機本体1へ継続して供給する。すなわち、待機中であった自走式ロボット10(B)が、運転中の自走式ロボット10に切り替わる。
今まで運転中で包装フィルムを供給していた自走式ロボット10(A)は、図外の原反ロール置き場に移動する(図5(b)参照)。今まで待機中の自走式ロボット10(B)は、元々自走式ロボット10(A)が位置していた運転位置に移動する(図5(b),(c)参照)。この移動中に、原反ロール5を上昇移動させる(図3中矢印X参照)ように、ロボットアーム12を伸ばすように制御する。運転位置に至った際には、図2中、左側の自走式ロボット10におけるロボットアーム12の姿勢になり、自走式ロボット10(B)が支持する原反ロール5から繰り出される包装フィルム6は、自走式ロボット10(B)の固定ローラアーム20の先端に取付けたフリーローラ21に掛け渡された状態で包装機本体1へ供給される。
原反ロール置き場に至った自走式ロボット10は、使用済みの原反ロールを排出し、新たな原反ロールを回転支持軸13にセットする。係る処理は、例えば、制御装置が、回転支持軸13の先端が下方或いは斜め下方を向くようにロボットアーム12の姿勢を制御し、保持具の突出量を小さくし、原反ロール5の保持を解除することで、原反ロール5を自然落下させるとよい。原反ロール置き場は、例えば図4に示すように、パレット27上に、原反ロール5を起立させた状態で並べる。ここで起立とは、原反ロール5の回転中心が起立した状態をさす。この状態で、例えば制御装置は、回転支持軸13の先端が垂直方向に下方を向くとともに、回転支持軸13の軸芯と原反ロール5(紙管5a)の中心が一致するようにロボットアーム12の姿勢を制御し、その状態のまま回転支持軸13を下降移動し、紙管5a内に挿入する(図4中二点鎖線参照)。その状態で、制御装置は、回転支持軸13の保持具の突出量が大きくなるようにアクチュエータを制御し、原反ロール5を保持する。そのように保持した状態で、制御装置はロボットアーム12の姿勢を制御し、例えば図4中実線で示すように折り畳んだ状態にし、原反ロール5の位置を低くし、重心を低く抑えた形態とする。
新たに原反ロール5をセットした自走式ロボット10(A)は、上述した姿勢のまま包装機本体1の上流側に戻り、現在運転中で運転位置にいる自走式ロボット10(B)と包装機本体1の間に進入し(図5(c)参照)、最終的には図5(a)に示すように2つの自走式ロボット10が前後に並び(A,Bの並び順は逆)、図2に示すように待機位置に入った自走式ロボット10は、ロボットアーム12の姿勢を制御し、自己が保持する原反ロール5を適宜の位置に移動して待機する。
以後、2台の自走式ロボット10が、上述した処理工程を適宜繰り返し行うことで、包装機本体への包装フィルムの供給、原反ロール置き場から予備用の原反ロールをもってくるとともに、現在包装フィルムを供給中の原反ロールがなくなると、自動的に運転中の原反ロールの切替並びに使用後の原反ロールの排出などの処理を、人手をさくことなく行うことが出来、包装機の連続運転が可能となるので良い。
なお、上述した第一実施形態では、使用後の原反ロールの取り外しから、予備用の原反ロールの取付けを自走式ロボット10により自動的に行うように構成したが、本発明はこれに限ることはなく、一部の工程を人或いは別の装置で行うようにしてもよい。但し、実施形態のように2台の自走式ロボット10で自動的に行う構成とした方が、人手が不要で、別途装置を用意する必要が無いので好ましい。
また、運転・供給中の包装フィルムと、待機中の包装フィルムの接合処理を人手で行うようにしてもよいが、本実施形態のように自動的に行うのが好ましい。
図6以降は、第二実施形態の要部を示している。本実施形態では、特に、包装フィルムの接合機構を変更している。上述した実施形態では、両面接着テープを用いて包装フィルム同士を接合したが、本実施形態では熱シールにより接合するようにしている。
自走式ロボット10は、ロボットアーム12の先端に、連結プレート30を所定角度範囲内で正逆回転可能に軸受け支持する。連結プレート30は、例えばアクチュエータ19の駆動を受け、回転支持軸13の回転中心と同心で、回転支持軸13とは独立して正逆回転する。連結プレート30は、例えば回転支持軸13の奥側に配置し、回転支持軸13の先端側から装着した原反ロール5の奥側の面は、連結プレート30とは接触しない構成とすると良い。
連結プレート30の先端側には、フィルムセット用テーブル31を連結する。フィルムセット用テーブル31は、例えば、所定の間隔をおいて配置する左右一対の帯状の側板32と、その一対の側板32間に掛け渡すように、長手方向両端にそれぞれ第一フリーローラ33と第二フリーローラ34を装着する。両側板32の間隔は、包装フィルム6のフィルム幅よりも長くし、一方の側板32を連結プレート30に連結して一体化する。他方の側板32は、手前側に位置させる。
図6に示すように、連結プレート30は、回転支持軸13の回転中心と同心で回転し、例えば、その先端すなわちフィルムセット用テーブル31側が上方にある第一位置や、下方にある第二位置で停止する。左側の包装フィルムを供給する運転中の自走式ロボット10は、連結プレート30を第二位置にさせ、待機中の自走式ロボット10は、連結プレート30を第一位置にした状態にする。この状態で、運転中の自走式ロボット10に装着した原反ロール5から繰り出される包装フィルム6は、フィルムセット用テーブル31の第一フリーローラ33に掛け渡された状態でフィルムセット用テーブル31の上方を移動し、図示省略するローラ等に掛け渡されて所定の経路を通って包装機本体1へ供給される。このとき図7に拡大して示すように、その包装フィルム6は、第二フリーローラ34とは非接触で離れた状態となる。また、この搬送中の包装フィルム6の熱シール可能なシーラント面は、フィルムセット用テーブル31側にする。
一方、待機中の自走式ロボット10の原反ロール5から繰り出した包装フィルム6は、第二フリーローラ34側から掛け渡して上流側に進み、その包装フィルム6の先端をフィルムセット用テーブル31に設けた固定具で固定する。固定具は、一方の側板32に設けたフィルムセット用ハンドル35と連動し、そのフィルムセット用ハンドル35を操作することで固定具を開閉し、閉じた状態で包装フィルム6の先端を挟み込んで固定するように構成すると良い。また、係る固定具による固定は、包装フィルム6を所定の力で軽く固定するように構成すると良く、例えば、固定した状態で包装フィルム6を引っ張ると、固定具から包装フィルム6が離脱するように構成すると良い。また、この固定された待機中の包装フィルム6の熱シール可能なシーラント面は、フィルムセット用テーブル31と反対側の上側に位置し、搬送中の包装フィルム6のシーラント面と対向する。
図6に示すような運転中では、上述したように運転中の自走式ロボット10が支持する原反ロール5から繰り出される包装フィルム6は、待機中の自走式ロボット10のフィルムセット用テーブル31上を移動するが、このとき当該包装フィルム6と、フィルムセット用テーブル31との間には待機中の自走式ロボット10が支持する原反ロール5からの包装フィルム6が、固定具で固定された状態で位置する。この状態では、搬送中の包装フィルム6と、固定具で固定された包装フィルム6とは、非接触であり、仮に接触していたとしても軽く触れるだけで、固定具で固定された状態を維持する。
さらに包装機側には、一対のフィルム接合用シーラ40を備える。この一対のフィルム接合用シーラ40は、第二位置にあるフィルムセット用テーブル31を上下から挟むように配置し、図示省略した駆動機構により互いに接近離反する。通常の運転中は、図7に示すように離反した待機位置にいて、互いに接近して搬送中と固定・待機中の包装フィルム6を挟み込んで熱シールし、両包装フィルム6同士を接合する。さらにフィルム接合用シーラ40は、例えばそのフィルム接合用シーラ40の軸方向・フィルム幅方向に沿って往復直進移動可能に構成され、接合後、待機位置の自走式ロボット10が運転位置に移動する前までに後退して退避するように構成すると良い。
また、このフィルム接合用シーラ40は、例えばカッターを内蔵すると良く、シールするとともにカットすると、待機中の包装フィルム6は、固定具に固定されたフィルム部位側から分離され、搬送中の包装フィルム6と一体化して追従して搬送され、継続して包装機本体1にフィルム供給が行われる。なお、カッターを内蔵せず、別途設けたカッター装置で、熱シールした部位よりも上流側の適宜位置をカットするようにしてもよいが、シーラに内蔵する方が熱シールした部位を同時にカットできるので良い。
上述した構成におけるフィルム接合による運転中の原反ロールの切替処理は、例えば以下のように行う。運転中の原反ロール5の外径から現在供給中の帯状フィルムの残り量を求め、交換のタイミングが来たら、例えば包装フィルム6の側縁に所定間隔ごとに印刷された位置決め用マークをフィルム搬送経路の所定位置に配置したセンサで検出し、その搬送中の包装フィルム6の適宜位置が、フィルム接合用シーラ40による接合位置に至ると運転中の自走式ロボット10の制御装置は、回転支持軸13の回転を一時停止する。次いで、一対のフィルム接合用シーラ40が互いに接近して2枚の包装フィルム6を挟み込んで熱シールするとともにカットして接合する。
その後、待機中の包装フィルム6は、カットされて固定具により固定されたフィルム部位から分離され、接合された今まで包装機本体1に供給していた包装フィルム6に追従して包装機本体1に供給する。また、それに伴い待機中であった自走式ロボット10は、回転支持軸13の回転を開始し、包装フィルム6を所定速度で繰り出す。
今まで待機中の自走式ロボット10は、運転位置から移動し、例えば図5(b)に示したように包装機から離反する。このとき、原反ロール5から繰り出された包装フィルム6は、接合処理により固定具より固定されていた待機中の包装フィルム6に接合されて一体化するが、自走式ロボット10の移動に伴い繰り出されていた包装フィルムも追従して包 装機から離反するように移動し、固定具から離脱する。
また待機中から運転中に切り替わった自走式ロボット10は、連結プレート30を第一位置に遷移するとともに、包装機本体1から上流側に離れた運転位置に移動する。この移動中に、原反ロール5を上昇移動させ(図7中矢印X参照)、ロボットアーム12を伸ばすように制御する。運転位置に至った際には、図6中、左側の自走式ロボット10におけるロボットアーム12の姿勢になる。
さらに、上述したように今まで運転中で包装フィルムを供給していた自走式ロボット10は、図外の原反ロール置き場に移動し、今まで回転支持軸13に装着していた原反ロールを排出するとともに、新しい原反ロールを回転支持軸に装着する。そして、ロボットアーム12の姿勢を制御し、例えば図8で示すように折り畳んだ状態にし、原反ロール5の位置を低くし、重心を低く抑えた形態とする。これらの原反ロール5の脱着の処理工程は、図4等を用いて説明した第一実施形態と同様に行うと良い。
本実施形態では、原反ロール置き場付近或いは包装機付近などで待機した作業員が、図8に示すような新たな原反ロール5を実装した状態で、原反ロール5に巻き取られた包装フィルム6の端部を引っ張り出してフィルムセット用テーブル31にセットする処理を行う。このセット時、図示の例では、フィルムセット用テーブル31が水平になる第三位置になるように連結プレート30の角度位置を調整する。セット後、自走式ロボットは、包装機における待機位置に至るとともに、ロボットアーム12が延びて所望の姿勢に遷移するとともに、連結プレート30を回転させて第一位置に位置させる。この第一位置に至ると、図6等に示すように、フィルムセット用テーブル31の第一フリーローラ33が、運転中の自走式ロボット10が支持する原反ロール5から繰り出される包装フィルム6を下側から接触し、ガイドする。
以後、2台の自走式ロボット10が、上述した処理工程を適宜繰り返し行うことで、順次原反ロールの補充を行いつつ、連続して包装フィルム6を包装機本体1への供給を継続する。なお、その他の構成並びに作用効果は、上述した第一実施形態と同様であるため、対応する部材に同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
上述した実施形態において、水平になる第三位置を作業員毎に登録可能にすると良い。このようにすると、各作業員は、それぞれにとって最適な作業姿勢でフィルムセットを行うことができるので好ましい。
さらにまた、本実施形態では、自走式ロボット10は、フィルムセット用テーブル31が水平になる第三位置になる姿勢で一時停止する機能を備えたが、本発明は必ずしもかかる機能を備える必要は無く、第三位置を設定しない構成では、連結プレート30を正逆回転可能に構成しなくてもよい。但し、実施形態のように第三位置を設定した方が、包装フィルムの先端のセット作業等が容易に行えるので好ましい。
図9は、本発明の第三実施形態を示している。本実施形態では、2台の自走式ロボット10を、物品搬送供給装置4を挟んで対向配置すると良い。このようにすると、自走式ロボット10同士の干渉を抑制し、包装機から離脱して原反ロール置き場などに移動したり、戻ってきて所定位置に移動したりするのが容易に行えるので良い。なお、その他の構成並びに作用効果は、上述した各実施形態と同様であるため、対応する部材に同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図10は、本発明の第四実施形態を示している。本実施形態では、複数の包装機からなる包装システムの一例を示している。本例では、4つの包装機本体1を備え、その4つの包装機本体1を4個並びで並列に配置し、その並列に並んだ方向の一方の先に原反ロール置き場41を配置したレイアウトとしている。係るレイアウトでは、4つの包装機本体1と原反ロール置き場41の間の移動距離はそれぞれ異なる。便宜上、一番近い側から第一包装機本体1a、第二包装機本体1b、第三包装機本体1c、第四包装機本体1dとする。図10(a)に示すように、第一包装機本体1aに対して包装フィルム6の供給を終了した自走式ロボット10(C)が、第一包装機本体1aから離れ、原反ロール置き場41まで移動する。
次いで、原反ロール置き場41で原反ロール5のセットが完了すると、自走式ロボット10(C)は、一番遠い第四包装機本体1dの付近に至る(図10(b))。このとき例えば第四包装機本体への待機位置に移動する。また、第四包装機本体1dの運転位置にあった自走式ロボット10(D)は、そこから離れ、原反ロール置き場41に至る。そしてこの第四包装機本体1dから離れた自走式ロボット10(D)は、原反ロール置き場41にて原反ロールをセットした後、第一包装機本体1a付近の所定位置に移動する。このように、第一包装機本体1aと第四包装機本体1dとの間で、4つの自走式ロボット10を共有し、各自走式ロボット10は、両包装機本体1に対して交互に移動することで、自走式ロボット10の移動距離を均等化し、原反ロールの交換作業のために包装機本体と原反ロール置き場との間の移動時間を均等化する。同様に第二包装機本体1bと第三包装機本体1cとの間で、4つの自走式ロボット10を共有し、各自走式ロボット10は、両包装機本体1に対して交互に移動することで、自走式ロボット10の移動距離を均等化し、原反ロールの交換作業のために包装機本体と原反ロール置き場との間の移動時間を均等化することができる。このようにすることで、包装システム全体の動作のバランスをとることができるので良い。
上述した例では、2つの包装機本体で4つの自走式ロボットを供給したが、本発明はこれに限ることはなく、3つ或いは4つの包装機で自走式ロボットを共有しても良く、その場合には自走式ロボットは、例えば、順番に距離が離れていくように包装機本体を渡り歩いたり、或いは逆に近づいていく方に包装機本体を渡り歩くように移動するように制御すると良い。
上述した実施形態では、包装フィルムの接合は、両面接着テープやヒートシールを用いた例を説明したが、本発明はこれに限ることはなく、例えば、片面接着テープやホットメルトや超音波シール等各種の接合方法・部材を用いると良い。
また、両面接着テープ等を用いて接合するものも上述した実施形態に限ることはなく、例えば図10に示すように、第一実施形態における可動アーム22の替わりにバネ等の付勢手段46を備えたフリーローラ45を設けてもよい。フィルムの接合に際し、二点鎖線で示す運転状態から待機中の自走式ロボット10が保持する原反ロール5をフリーローラ45に包装フィルム6を介して押し当てるとともに、両面接着テープが貼り付けられた部位より上流側を別機構のカッター手段により、運転中であった包装フィルム6をフィルム幅方向にカットするように構成すると良い。そして、フィルムの接合後は、待機中であった自走式ロボット10は、支持する原反ロール5をフリーローラ45から離れ、元の位置に復帰するとともに、運転中に切り替わり、以後、包装機本体1に対して包装フィルム6の供給を行う。
また、待機中の自走式ロボット10が保持する原反ロール5をフリーローラ45側に接近移動させる際に、例えば固定ローラアーム20やその先端に取付けたフリーローラ21が、包装フィルム6に接触しそうな場合、自走式ロボット10は、接触しないようにその姿勢を制御すると良い(図11参照)。なお、仮にフリーローラ21が接触したとしてもフィルム接合は出来るので、固定ローラアーム20の姿勢を変えずにそのまま原反ロール5をフリーローラ45側に付勢するように移動するように構成すると姿勢制御が容易に行えるので良い。
自走式ロボットが移動するので、原反ロール置き場は、包装機本体の付近で動作する自走式ロボットのロボットアームの届く範囲に設置する必要は無く、離れた位置に設置できる。特に、第四実施形態のように、複数の包装機から構成される包装システムでは、複数の包装機・包装機本体に使用する原反ロールの置き場所を例えば一箇所等の包装機の台数よりも少ない個数にすることができ、集中管理ができるので良い。係る構成では、例えば自走式ロボットに対する原反ロールの取り外し処理或いは装着処理を作業員が行うようにした場合でも、作業員は集約された原反ロール置き場等に待機していれば、複数の包装機に対応できるので好ましい。
また、上述した第四実施形態のように複数の包装機本体を備えたシステムでは、同一の包装機本体を備えたものに限ることはなく、複数の包装機本体は、包装フィルム、製品、能力、またはカットピッチが異なってもよい。異なる場合、自走式ロボット10の製品データは、包装機本体に合わせて自動で切り替えられるように構成すると良い。
原反ロール置き場における原反ロールの保管姿勢は、上述した図4に示す例では、回転中心が上下方向に延びるように立てた状態にしたが、横置きにしても良く、横置きにする場合には、例えばVブロックなど横に転がり移動するのを抑止する状態で保管すると良い。
例えば原反ロールの回転支持軸に対する取り外し及びまたは装着処理を人手で行うようにした場合、包装機本体へのフィルム供給が終了した自走式ロボットが適宜のタイミングで作業員が携帯する携帯端末に対して無線送信を利用して通知する機能を備えると良い。自走式ロボットは、係る無線送信を行った後、原反ロール置き場に移動する機能を備える。作業員は、当該通知を受けると、原反ロール置き場に行き、そこで自走式ロボットに対して原反ロールの脱着の所定の作業を行う。このようにすると、作業員は、原反ロール置き場に待機し続ける必要は無く、自走式ロボットが原反ロール置き場に来るタイミングで自分も出向けば良く、待ち時間に他の作業ができるので良い。上記の例では、自走式ロボットは、無線送信後に原反ロール置き場への移動を開始するようにしたが、先に移動開始し移動中に無線送信しても良い。但し、無線送信後に移動開始する方が、作業員が原反ロール置き場に向かう際の時間的に余裕があるので好ましい。
また、例えば、第二実施形態におけるフィルムセット用テーブル31へのフィルムセットを行うために、適宜タイミングで自走式ロボット10が無線送信により作業員が携帯する携帯端末に対して通知する機能を備えると良い。その通知を受けた作業員は、例えば原反ロール置き場や包装機本体などの所定の場所に出向き、そこで原反ロールに巻き取られた包装フィルムの先端を、フィルムセット用テーブル31の固定具にセットする。上記の通知する機能は、例えば自走式ロボットの到着予想時間を表示するようにするとよい。或いは、作業員は、携帯端末を利用して自分の現在位置や所定の作業を行う場所を自走式ロボット10に通知し、この通知を受けた自走式ロボットが、現在位置や指定された所定の作業を行う場所まで移動させる機能を備えると良い。自走式ロボットは、固定具へのセット後に所望の包装機本体の付近に移動する。このようにすると、自走式ロボットから作業員の方に移動してくるので、例えば作業員の都合の良い場所で作業がすくに行えるので良い。
一つの包装機・包装機本体に対する自走式ロボットの個数は、上述した実施形態では、2台にしたが、3台以上としても良い。
また上述した各実施形態や変形例等において、自走式ロボット10が装着する新たな原反ロールは、必ずしも新品のものに限ることはなく、例えば使いかけの原反ロールであってもよい。
また上述した各実施形態や変形例等において、テンション調整装置を設けて、継続してピロー包装機への帯状フィルムの供給するようにしてもよい。テンション調整装置は、上下に多数のローラを有し、ローラが昇降することでそのテンション調整装置を通過する帯状フィルムの経路長さを変更する機能を備える。これにより、例えば原反ロール支持軸の回転が一時停止しても、テンション調整装置における経路長が徐々に短くなる動作することで、包装機本体に対しての包装フィルムの供給を一時停止することなく継続して行える。
以上、本発明の様々な側面を実施形態並びに変形例を用いて説明してきたが、これらの実施形態や説明は、本発明の範囲を制限する目的でなされたものではなく、本発明の理解に資するために提供されたものであることを付言しておく。本発明の範囲は、明細書に明示的に説明された構成や製法に限定されるものではなく、本明細書に開示される本発明の様々な側面の組み合わせをも、その範囲に含むものである。本発明のうち、特許を受けようとする構成を、添付の特許請求の範囲に特定したが、現在の処は特許請求の範囲に特定されていない構成であっても、本明細書に開示される構成を、将来的に特許請求する可能性があることを、念のために申し述べる。