特許 7168190 箱の開封装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-31

(45)【発行日】2022-11-09

(54)【発明の名称】箱の開封装置

(51)【国際特許分類】

   B65B 69/00 20060101AFI20221101BHJP

【ＦＩ】

B65B69/00 D

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2018079214

(22)【出願日】2018-04-17

(65)【公開番号】P2019182535

(43)【公開日】2019-10-24

【審査請求日】2021-03-03

(73)【特許権者】

【識別番号】000128131

【氏名又は名称】株式会社エヌテック

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】石川 修平

(72)【発明者】

【氏名】中島 正忠

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 孝昌

【審査官】植前 津子

(56)【参考文献】

【文献】特開平０２－１９１１３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０７２１２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１４５０４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０１８９３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０６２１９０００（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｂ ６９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

箱に貼られたテープを切断して前記箱を開封する箱の開封装置であって、
前記箱の天面に押し当て可能な第１方向に変位可能に設けられた第１の転動体と、
前記第１の転動体を前記第１方向に付勢する第１の付勢部と、
前記箱の側面に押し当て可能な第２方向に変位可能に設けられた第２の転動体と、
前記第２の転動体を前記第２方向に付勢する第２の付勢部と、
前記第１の転動体及び前記第２の転動体と共に前記第１方向及び前記第２方向に変位可能な刃部と、
前記第１の転動体、前記第２の転動体及び前記刃部を前記箱に対して相対移動させる移動機構と、を備え、
前記第１の転動体が前記箱の天面に押し当てられながら転動し、且つ前記第２の転動体が前記箱の側面に押し当てられながら転動することにより、前記刃部は前記箱の前記天面と前記側面との間の側縁に貼られた前記テープを切断することを特徴とする箱の開封装置。

【請求項2】

前記箱の天面に押し当て可能な前記第１方向に変位可能に設けられた第３の転動体と、
前記第３の転動体を前記第１方向に付勢する第３の付勢部と、
前記第３の転動体と共に前記第１方向に変位可能な第２の刃部と、を更に備え、
前記第３の転動体を前記テープが貼られた前記箱の天面に押し当てながら転動させることにより、前記第２の刃部が、前記箱の一対のフラップに跨って貼られた前記テープを切断することを特徴とする請求項１に記載の箱の開封装置。

【請求項3】

前記付勢部は、前記転動体を空気圧で与圧することを特徴とする請求項１又は２に記載の箱の開封装置。

【請求項4】

前記刃部を撮像する撮像部と、
前記撮像部が前記刃部を撮像した前記刃部の撮像画像と前記刃部の基準画像とを比較して、前記刃部の欠損の有無を判定する判定部と、を更に備えたことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の箱の開封装置。

【請求項5】

前記撮像部は、前記刃部が前記箱の前記テープを切断した後に前記刃部を撮像し、
前記判定部は、前記テープの切断後に判定を行い、
前記基準画像は、前記刃部の初期画像、又は前記箱の前記テープの切断を開始する前に前記撮像部が前記刃部を撮像した当該刃部の撮像画像であることを特徴とする請求項４に記載の箱の開封装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、箱に貼られたテープを切断して箱を開封する箱の開封装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１～３には、箱のフラップを封止するテープを切断する箱の開封装置が開示されている。
特許文献１に記載された箱の開封装置（開梱包装置）は、段ボール箱のフラップの衝合部に貼られた粘着テープを切断して箱を開梱するカッタを備える。

【0003】

また、特許文献２、３に記載された箱の開封装置では、水平に支持された案内板と、案内板に立設されたカッタとを備え、案内板を箱のフラップの内側に挿入してフラップを少し持ち上げた状態にし、コンベヤの搬送に伴ってカッタでテープを切断する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平９－１２４０１５号公報

【文献】特開昭５９－１５２１３３号公報

【文献】特開平１１－９１７４６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、特許文献１～３に記載の開封装置では、箱が変形している場合、カッタがテープを切断する過程で、箱の変形箇所でカッタのテープに対する差込み深さ浅くなったり、カッタがテープから離れたりすると、その部分でカッタがテープを切断できず、箱を開封できなくなる。このため、箱が多少変形していても、テープの切断ミスの発生頻度を低く抑え、箱の開封ミスを低減できる箱の開封装置が要望されている。

【0006】

本発明の目的は、テープの切断ミスに起因する箱の開封ミスを低減できる箱の開封装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。上記課題を解決する箱の開封装置は、箱に貼られたテープを切断して前記箱を開封する箱の開封装置であって、前記箱の面に押し当てる押当て方向に変位可能に設けられた転動体と、前記転動体を前記押当て方向に付勢する付勢部と、前記転動体と共に前記押当て方向に変位可能な刃部と、前記転動体及び前記刃部を前記箱に対して相対移動させる移動機構と、を備え、前記転動体を前記箱の面に押し当てながら転動させることで、前記テープが貼られた前記箱の面に前記刃部を追従させて前記テープを切断する。

【0008】

この構成によれば、転動体を箱の面に押し当てながら面上を転動させることにより、転動体と共に刃部も箱の面に追従する。刃部も箱の面に追従することで、刃部が適切な深さでテープに当たる。よって、箱が多少変形していても、箱に貼られたテープを適切に切断し、箱を開封できる。したがって、テープの切断ミスに起因する箱の開封ミスを低減できる。

【0009】

上記箱の開封装置では、前記転動体を前記テープが貼られた前記箱の天面に押し当てながら転動させることにより、前記刃部が、前記箱の一対のフラップに跨って貼られた前記テープを切断することが好ましい。

【0010】

この構成によれば、箱が多少変形していても、刃部によって箱の天面において２つのフラップに跨って貼られたテープを切断できる。
上記箱の開封装置では、前記転動体として、前記箱の天面に押し当て可能な第１転動体と、前記箱の側面に押し当て可能な第２転動体とを備え、前記付勢部は、前記第１転動体を前記天面に押し当て可能な第１方向に付勢する第１付勢部と、前記第２転動体を前記側面に押し当て可能な第２方向に付勢する第２付勢部とを含み、前記第１転動体が前記箱の天面に押し当てられながら転動し、且つ前記第２転動体が前記箱の側面に押し当てられながら転動することにより、前記刃部は前記箱の前記天面と前記側面との間の側縁に貼られた前記テープを切断することが好ましい。

【0011】

この構成によれば、第１転動体が箱の天面に押し当てられながら転動しつつ、第２転動体が箱の側面に押し当てられながら転動することにより、刃部は天面と側面とに追従する。これにより刃部のテープに対する差込み深さが確保され、かつ刃部をテープに対する幅方向の適切な切断位置に位置決めできる。よって、箱が多少変形していても、箱の天面と側面との間の側縁に貼られたテープを確実に切断できる。この場合、箱の天面と側面の両方が変形していても、側縁に貼られたテープを確実に切断できる。

【0012】

上記箱の開封装置では、前記付勢部は、前記転動体を空気圧で与圧することが好ましい。
この構成によれば、転動体を空気圧で付勢する構成であるため、転動体をばねで付勢する構成に比べ、転動体の押当て方向の位置の違いによる押当て方向の付勢力の変動が小さく済む。この結果、刃部の押し当て力が安定する。よって、箱が多少変形していても、刃部を安定な押し当て力でテープに追従させ、テープをより確実に切断できる。また、箱の面の変形によって、転動体を押し当てる付勢が弱過ぎて刃部のテープに対する挿入深さが不足したり、転動体を押し当てる付勢が強過ぎて刃転動体が箱を強く押し過ぎて箱の面を徒に変形させたりすることがない。

【0013】

上記箱の開封装置では、前記刃部を撮像する撮像部と、前記撮像部が前記刃部を撮像した前記刃部の撮像画像と前記刃部の基準画像とを比較して、前記刃部の欠損の有無を判定する判定部と、を更に備えることが好ましい。

【0014】

この構成によれば、刃部を撮像して取得した刃部の撮像画像と刃部の基準画像とを比較することで、両者の差から、刃部の欠損を検出できる。
上記箱の開封装置では、前記撮像部は、前記刃部が前記箱の前記テープを切断した後に前記刃部を撮像し、前記判定部は、前記テープの切断後に判定を行い、前記基準画像は、前記刃部の初期画像、又は前記箱の前記テープの切断を開始する前に前記撮像部が前記刃部を撮像した当該刃部の撮像画像であることが好ましい。

【0015】

この構成によれば、箱のテープが切断された後に、撮像部により撮像された刃部の撮像画像を、刃部の初期画像、または箱のテープの切断を開始する前に撮像部が刃部を撮像した刃部の撮像画像と比較することで、刃部の欠損の有無を判定する。よって、仮に刃部が欠損しても、その刃部の欠損の起きたテープ切断後に速やかに刃部の欠損を検出できる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、テープの切断ミスに起因する箱の開封ミスを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】一実施形態における箱の開封システムを示す模式側面図。

【図2】箱の開封システムを示す模式平面図。

【図3】第１開封装置を示す模式正面図。

【図4】第１カッタユニットが箱のテープを切断する切断動作を示す模式正面図。

【図5】開封位置に位置決めされた箱を示す斜視図。

【図6】第１テープを切断するカッタユニットを示す模式側面図。

【図7】第２テープを切断するカッタユニットを示す模式正面図。

【図8】ローラを付勢するエアシリンダを制御する空圧回路図。

【図9】第１テープを切断するカッタユニットを示す模式側面図。

【図10】第２テープを切断するカッタユニットを示す模式正面図。

【図11】箱の開封システムの電気的構成を示すブロック図。

【図12】カッタ基準画像を示す模式図。

【図13】カッタ撮像画像を示す模式図。

【図14】開封制御を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、箱の開封装置に係る一実施形態を、図面を参照して説明する。なお、図１、図２において、箱の開封装置の一例としての箱の開封システム１０が、箱Ｃの天面の中央ラインに沿って貼られた第１テープ（中央テープ）を切断する際にカッタが移動する方向をＸ方向、箱Ｃの側縁に貼られた第２テープ（側縁テープ）を切断する際にカッタが移動する方向をＹ方向とする。また、Ｘ方向及びＹ方向と交差し鉛直方向と平行な方向をＺ方向とする。箱の開封システム１０において搬送方向であるＸ方向を搬送方向Ｘ、搬送方向Ｘと交差するＹ方向を幅方向Ｙともいう。また、Ｚ方向を高さ方向Ｚともいう。

【0019】

図１に示すように、箱の開封システム１０は、箱Ｃに貼られたテープを切断して、箱Ｃを開封する機能を有する。箱Ｃは、例えば段ボール箱であり、箱Ｃの閉じられたフラップの周縁部の少なくとも一部に粘着テープが貼られている。本例では、箱Ｃは、天面の中央ラインに沿って貼られた第１テープと、第１テープと交差する状態で天面の２つの側縁に天面と側面とに跨って貼られた第２テープとにより、所謂「Ｈ貼り」により閉じられている。

【0020】

図１に示すように、開封システム１０は、箱ＣのＸ方向に貼られたテープを切断する第１開封装置３０と、箱のＹ方向に貼られたテープを切断する第２開封装置６０とを備える。第１開封装置３０は、第１コンベヤ１１を有し、第２開封装置６０は第２コンベヤ１２を有する。第１コンベヤ１１と第２コンベヤ１２は直列に接続されており、箱Ｃは、第１コンベヤ１１、第２コンベヤ１２の順に上流側から下流側へ向かって搬送される。開封後の箱Ｃは、第２コンベヤ１２から、開封システム１０よりも搬送方向Ｘの下流側に配置された不図示の開梱装置へ送られる。なお、開梱装置とは、テープが切断された後の箱Ｃに対して、複数のフラップを外側に押し広げて箱Ｃを内容物の取り出しが可能な状態としたり、さらに箱Ｃから内容物を取り出す作業を行ったりする。

【0021】

第１開封装置３０は、複数の支柱２１と、複数の支柱２１により支持された上部フレーム２２とを有する枠体２３を備える。第１コンベヤ１１は、枠体２３の内側を通る経路で箱ＣをＸ方向に搬送する。また、第２開封装置６０は、複数の支柱２４と、複数の支柱２４により支持された上部フレーム２５とを有する枠体２６を備える。第２コンベヤ１２は、枠体２６の内側を通る経路で箱ＣをＸ方向に搬送する。図１、図２に示すように、コンベヤ１１，１２上には、最大サイズの箱Ｃ１から最小サイズの箱Ｃ２までの範囲内の任意のサイズの箱Ｃが搬送される。

【0022】

図１、図３に示すように、第１開封装置３０は、第１コンベヤ１１上の箱Ｃを第１位置（第１開封位置）に位置決めする第１位置決め装置３１を備える。第１位置決め装置３１は、第１コンベヤ１１上を搬送される箱Ｃの移動を規制するストッパ３２と、ストッパ３２によってＸ方向に位置決めされた箱Ｃを幅方向Ｙに位置決めする一対のガイドユニット３３とを備える。ストッパ３２は、箱Ｃの移動を規制する規制位置（図１を参照）と、箱Ｃの第１位置からのＸ方向への搬送を許容する退避位置とに移動する。なお、図２では、ストッパ３２を省略している。

【0023】

図２に示すように、一対のガイドユニット３３は、第１コンベヤ１１の幅方向Ｙの両側に設けられている。一対のガイドユニット３３は、その動力源となる電動シリンダ３４の動力で幅方向Ｙに進退可能な一対のガイド部材３５を備える。一対のガイド部材３５は、図２に示す退避位置と、退避位置から幅方向Ｙの内側へ進出して箱Ｃを幅方向Ｙに挟んで位置決めするガイド位置とに移動する。箱Ｃの幅寸法が既知であるので、電動シリンダ３４は、一対のガイド部材３５が箱Ｃを幅方向Ｙに挟むガイド位置まで箱Ｃの幅寸法に応じた駆動量で駆動される。なお、本例では、箱Ｃを第１コンベヤ１１の幅中心に箱Ｃの幅中心を一致させるセンタ基準で箱Ｃを位置決めする例を示すが、これに限らず、箱Ｃを第１コンベヤ１１の幅方向Ｙの片側に寄せた片寄せ基準で位置決めする構成でもよい。

【0024】

図２に示すように、第１コンベヤ１１の搬送方向Ｘにおいてストッパ３２よりも上流側の位置には、第１位置に到達した箱Ｃを検知する第１センサ３６が配設されている。第１センサ３６は、発光部と受光部とを有する光学式センサよりなる。第１センサ３６が箱Ｃを検知すると、電動シリンダ３４が駆動され、一対のガイド部材３５が箱Ｃを幅方向Ｙの両側から挟んで箱Ｃを幅方向Ｙに位置決めする。なお、ストッパ３２に替え、ガイド部材３５の搬送方向Ｘの下流側端部を幅方向Ｙの内側へＬ字状に屈曲させてなるガイド部材３５と一体のストッパ部を用いてもよい。この場合、一対のガイド部材３５を箱Ｃがストッパ部に当たる待機位置で待機させ、ストッパ部に当たる位置まで到達した箱Ｃを第１センサ３６が検知すると、ガイドユニット３３を待機位置からガイド位置に駆動させる構成とする。

【0025】

また、図１～図３に示すように、第１開封装置３０は、第１コンベヤ１１上の第１位置に位置決めされた箱Ｃの天面（上面）に貼られた第１テープ１７（図５を参照）を切断する第１開封ユニット４０を備える。第１開封ユニット４０は、カッタユニット５０を下端部に支持する状態で移動させる移動機構の一例としての移動ユニット４０Ａを備える。

【0026】

図１に示すように、移動ユニット４０Ａは、枠体２３の上部フレーム２２に組み付けられ、カッタユニット５０をＸ方向およびＺ方向に移動させる。移動ユニット４０Ａは、カッタユニット５０をＸ方向に移動させるＸ軸スライド機構４１と、Ｘ軸スライド機構４１に対してＺ方向に相対移動してカッタユニット５０をＺ方向に移動させるＺ軸スライド機構４２とを備える。

【0027】

図１に示すように、Ｘ軸スライド機構４１は、動力源となるサーボモータ等のモータ４３と、Ｘ方向に延びるレール部４４Ａを有する例えばボールネジ式のリニア駆動機構４４とを有する。リニア駆動機構４４は、その長手方向がＸ方向と一致する姿勢で配置されている。Ｚ軸スライド機構４２は、リニア駆動機構４４の不図示のスライダに固定されている。Ｚ軸スライド機構４２は、動力源となるサーボモータ等のモータ４５と、Ｚ方向に延びるレール部４６Ａ（図３を参照）を有する例えばボールネジ式のリニア駆動機構４６と、レール部４６Ａ沿ってＺ方向に移動可能なスライダ４７とを有している。スライダ４７は、Ｚ方向に長い所定長さを有する長尺の板材よりなる。

【0028】

図１、図３に示すように、スライダ４７の下端部には、付勢部の一例としてのエアシリンダ４８を介してカッタユニット５０が支持されている。エアシリンダ４８はその伸縮方向がＺ方向に一致する向きで配置され、そのピストンロッドの先端部にカッタユニット５０が支持されている。カッタユニット５０は、刃部の一例としてのカッタ５１を有する。

【0029】

図３に示すように、カッタユニット５０は、幅方向Ｙにおいて第１コンベヤ１１の幅中心位置に配置されている。このため、カッタユニット５０のカッタ５１は、幅方向Ｙにおいては、第１コンベヤ１１上の第１位置に位置決めされた箱Ｃの幅中心に一致する。つまり、図２における平面視において、カッタユニット５０のカッタ５１は、第１コンベヤ１１上の第１位置に位置決めされた箱Ｃの幅中心線上を移動可能となっている。

【0030】

モータ４３が正逆転駆動されると、Ｘ軸スライド機構４１を構成するリニア駆動機構４４が駆動され、Ｚ軸スライド機構４２がＸ方向に移動する。また、モータ４５が正逆転駆動されると、Ｚ軸スライド機構４２を構成するリニア駆動機構４６のスライダ４７がレール部４６Ａに沿ってＺ方向に昇降する。なお、図１に示すように、移動ユニット４０Ａには、Ｘ方向に移動するＺ軸スライド機構４２へ電力を供給する電力線を案内するフレキシブルガイド部材Ｆ１と、エアシリンダ４８に空気圧を供給する空気流路及びカッタユニット５０に電力を供給する電力線５４Ｂ（図６を参照）をガイドするフレキシブルガイド部材Ｆ２とが設けられている。

【0031】

ここで、図５を参照して開封システム１０が開封する箱Ｃについて説明する。図５は、コンベヤ１１，１２上の所定位置で位置決めされた開封前の箱Ｃを示す。図５に示す例では、箱Ｃは、搬送方向Ｘにストッパ３２により移動が規制され、かつ一対のガイド部材３５により幅方向Ｙに位置決めされている。箱Ｃは、箱本体１５と、箱本体１５の上側の開口を開閉可能な状態で折り曲げられた４つのフラップ１６（図５では外側の２つのみ示す）を有する。４つのフラップ１６が開口を閉じた状態で外側の一対のフラップ１６の向き合う境界に沿って粘着テープよりなる第１テープ１７（中央テープ）が貼られている。第１テープ１７は、箱Ｃの天面１９Ａ（上面）における幅中心を通りＸ方向に延びる中央ラインに沿って貼られている。また、箱Ｃには、第１テープ１７が貼られた２つのフラップ１６のＸ方向の両側縁に、フラップ１６と箱本体１５とに跨って第２テープ１８（側縁テープ）が貼られている。第２テープ１８は、箱Ｃの上側で閉じた状態で向き合う一対のフラップ１６と、箱本体１５の搬送方向Ｘの前後の側面１９Ｂとの間に跨って貼られている。

【0032】

箱Ｃは開封すべき天面１９Ａを上向きにしてコンベヤ１１，１２で搬送される。図５に示すように、箱Ｃは、天面１９Ａの中央に貼られた第１テープ１７の長手方向がＸ方向となる向きにある。箱Ｃの天面１９Ａに貼られた第１テープ１７は、図５に一点鎖線で示す切断仮想線Ｌ１に沿って切断される。また、箱Ｃの側縁に貼られた第２テープ１８は、図５に一点鎖線で示す切断仮想線Ｌ２に沿って切断される。なお、箱Ｃの底部は、天面側と同様に、４つのフラップで閉じた状態でテープ（いずれも図示略）が貼られることで封止されている。

【0033】

なお、箱Ｃの品番等を含む箱特定情報に基づき、箱ＣのＸ方向の寸法、Ｙ方向の寸法およびＺ方向の寸法を含む箱サイズが特定される。例えば開封システム１０の上流側には、パレットに段積みされた箱群から１つずつ箱Ｃを取り出してコンベヤ上に載置する段ばらし作業を行うデパレタイザが配置されている。デパレタイザは箱Ｃに記された２次元コードを読取部で読み取って取得した箱特定情報を、開封システム１０が有する図１に示す制御部１１０（コントローラ）に送信する。このため、制御部１１０は、開封システム１０に搬入される箱Ｃに関する箱特定情報を事前に取得している。制御部１１０は、箱特定情報を基に箱Ｃのサイズを取得し、サイズに応じて電動シリンダ３４、モータ４３，４５等を駆動制御して一対のガイド部材３５及びカッタユニット５０を位置制御する。図１に示すように、カッタユニット５０は、同図に二点鎖線で示す切断開始位置Ｐ１から切断終了位置Ｐ２まで同図に一点鎖線の矢印で示すＸ方向に移動し、カッタ５１が図５に示す第１テープ１７の切断仮想線Ｌ１に沿って移動することで、第１テープ１７を切断する。

【0034】

次に、第２開封装置６０について説明する。図１に示すように、第２開封装置６０は、第２コンベヤ１２上の箱Ｃを第２位置に位置決めする第２位置決め装置６１を備える。第２位置決め装置６１は、第１位置決め装置３１と同様の構成である。第２位置決め装置６１は、第２コンベヤ１２上を搬送される箱Ｃの移動を規制するストッパ６２と、ストッパ６２によってＸ方向に位置決めされた箱Ｃを幅方向Ｙに位置決めする一対のガイドユニット６３とを備える。

【0035】

図２に示すように、一対のガイドユニット６３は、その動力源となる電動シリンダ６４と、電動シリンダ６４の動力で幅方向Ｙに進退可能な一対のガイド部材６５とを備える。箱Ｃの幅寸法が既知であるので、図５に示すように、箱Ｃは、ストッパ６２および一対のガイドユニット６３により、Ｘ方向及びＹ方向において第２位置に位置決めされる。なお、第２位置決め装置６１についても、箱Ｃを第２コンベヤ１２の幅方向Ｙの片側に寄せた片寄せ基準で位置決めする構成でもよい。

【0036】

図２に示すように、ストッパ６２よりも搬送方向Ｘの上流側の位置には、第２位置に到達した箱Ｃを検知する第２センサ６６が配設されている。第２センサ６６は、第１センサ３６と同じ構成の光学式センサよりなる。第２センサ６６が箱Ｃを検知すると、電動シリンダ６４が駆動され、一対のガイド部材６５が退避位置から箱Ｃの幅寸法に応じたガイド位置まで伸長し、箱Ｃを両側から挟むことで箱Ｃは幅方向Ｙに第２位置に位置決めされる。なお、箱Ｃを搬送方向に第２位置に位置決めするストッパ６２を、ガイド部材６５の下流側端部を屈曲させたL字状のストッパ部に替えてもよい。

【0037】

また、図１、図２に示すように、第２開封装置６０は、第２コンベヤ１２上の第２位置に位置決めされた箱Ｃの２つの側縁に貼られた第２テープ１８（図５を参照）を切断する２つの第２開封ユニット７０を備える。第２開封ユニット７０は、カッタユニット８１，８２をそれぞれ下端部に支持する２つの移動ユニット７０Ａ，７０Ｂを備える。

【0038】

図１、図２に示すように、２つの移動ユニット７０Ａ，７０Ｂは、枠体２６の上部フレーム２５のＸ方向に異なる位置にそれぞれ組み付けられている。第１移動ユニット７０Ａは、その下端部に第１カッタユニット８１をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向に移動可能に支持する。第２移動ユニット７０Ｂは、その下端部に支持する第２カッタユニット８２をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動させる。なお、移動ユニット７０Ａ，７０Ｂにより、移動機構の一例が構成される。

【0039】

図１、図２に示すように、第１移動ユニット７０Ａは、第１カッタユニット８１を、Ｙ方向に移動させるＹ軸スライド機構７１と、Ｘ方向に移動させるＸ軸スライド機構７２と、Ｚ方向に移動させるＺ軸スライド機構７３とを備える。Ｙ軸スライド機構７１は、上部フレーム２５に組み付けられている。Ｘ軸スライド機構７２は、Ｙ軸スライド機構７１に対して第１カッタユニット８１をＸ方向に移動させる方向に相対移動する。Ｚ軸スライド機構７３は、Ｘ軸スライド機構７２に対して第１カッタユニット８１をＺ方向に移動させる方向に相対移動する。また、第２移動ユニット７０Ｂは、第１移動ユニット７０Ａと搬送方向Ｘに第２位置を挟んで向き合って配置されるものの、基本的構成は第１移動ユニット７０Ａと同様である。すなわち、第２移動ユニット７０Ｂは、第２カッタユニット８２をＹ方向移動させるＹ軸スライド機構７１と、第２カッタユニット８２をＸ方向移動させるＸ軸スライド機構７２と、第２カッタユニット８２をＺ方向移動させるＺ軸スライド機構７３とを備える。

【0040】

図１、図２に示すように、第２位置では、箱Ｃは、搬送方向の下流側の端面を基準にして位置決めされる。このため、搬送方向において、第２カッタユニット８２の切断位置となる箱Ｃの下流側の端面の位置は箱Ｃのサイズによらず常に一定であり、第１カッタユニット８１の切断位置となる箱Ｃの上流側の端面の位置は箱Ｃのサイズに応じて変化する。このため、第１移動ユニット７０Ａが第１カッタユニット８１をＸ方向に移動させる移動ストロークが、第２移動ユニット７０Ｂが第２カッタユニット８２をＸ方向に移動させる移動ストロークよりも長くなっている。また、第１移動ユニット７０Ａと第２移動ユニット７０Ｂは、第１カッタユニット８１と第２カッタユニット８２とがＸ方向において対向する位置関係にある。

【0041】

図１，図２に示すように、Ｙ軸スライド機構７１は、動力源となるサーボモータ等のモータ７４と、Ｙ方向に延びるレール部７５Ａを有する例えばボールネジ式のリニア駆動機構７５とを有する。リニア駆動機構７５は、その長手方向がＹ方向と一致させた姿勢で配置されている。Ｘ軸スライド機構７２は、動力源となるサーボモータ等のモータ７６と、Ｘ方向に延びるレール部７７Ａを有する例えばボールネジ式のリニア駆動機構７７とを有する。リニア駆動機構７７は、その長手方向がＸ方向と一致させた姿勢で配置されている。リニア駆動機構７７の不図示のスライダには、Ｚ軸スライド機構７３が組み付けられている。Ｚ軸スライド機構７３は、動力源となるサーボモータ等のモータ７８と、Ｚ方向に延びるレール部（図示略）を有する例えばボールネジ式のリニア駆動機構（リニアガイド）７９と、レール部に沿ってＺ方向に移動可能なスライダ８０とを有する。スライダ８０は、Ｚ方向に長い所定長さを有する長尺の板材よりなる。

【0042】

第１移動ユニット７０Ａ側のスライダ８０の下端部には、付勢部及び第１付勢部の一例としての第１エアシリンダ８３および付勢部及び第２付勢部の一例としての第２エアシリンダ８４を介して第１カッタユニット８１が支持されている。すなわち、スライダ８０の下端部には、第１エアシリンダ８３がその伸縮方向をＺ方向に一致させた向きで固定されている。さらに第１エアシリンダ８３のピストンロッドの先端部には、第２エアシリンダ８４がその伸縮方向をＸ方向に一致させた向きで固定されている。エアシリンダ８４のピストンロッドの先端部には、第１カッタユニット８１が支持されている。第１カッタユニット８１は、刃部の一例としてのカッタ８５を有する。

【0043】

第２移動ユニット７０Ｂ側のスライダ８０の下端部における第２カッタユニット８２の支持構造も、基本的に第１移動ユニット７０Ａ側と同様である。すなわち、第２移動ユニット７０Ｂ側のスライダ８０の下端部には、Ｚ方向に伸縮可能な第１エアシリンダ８３およびＸ方向に伸縮可能な第２エアシリンダ８４を介して第２カッタユニット８２が支持されている。第２エアシリンダ８４のピストンロッドの先端部に支持された第２カッタユニット８２は、刃部の一例としてのカッタ８５を有する。なお、第１移動ユニット７０Ａ及び第２移動ユニット７０Ｂにおいて、第１エアシリンダ８３のピストンロッドの先端部に第２エアシリンダ８４をその伸縮方向がＸ方向と交差する斜め方向となる向きに角度をつけて固定してもよい。

【0044】

モータ７４が正逆転駆動されると、Ｙ軸スライド機構７１を構成するリニア駆動機構７５が駆動され、Ｘ軸スライド機構７２がＹ方向に移動する。また、モータ７６が正逆転駆動されると、Ｘ軸スライド機構７２を構成するリニア駆動機構７７が駆動され、Ｚ軸スライド機構７３がＸ方向に移動する。さらにモータ７８が正逆転駆動されると、Ｚ軸スライド機構７３を構成するリニア駆動機構７９のスライダ８０がＺ方向に昇降する。なお、図１に示すように、移動ユニット７０Ａ，７０Ｂには、Ｙ方向に移動するＸ軸スライド機構７２へ電力を供給する電力線をガイドするフレキシブルガイド部材Ｆ３、Ｘ方向に移動するＺ軸スライド機構７３へ電力を供給する電力線をガイドするフレキシブルガイド部材Ｆ４が設けられている。また、移動ユニット７０Ａ，７０Ｂには、スライダ８０と共にＺ方向に移動するエアシリンダ８３，８４に空気圧を供給する空気流路及びカッタユニット８１，８２に電力を供給する電力線８９Ｂ（図７を参照）をガイドするフレキシブルガイド部材Ｆ５が設けられている。

【0045】

図３に示すように、第１開封装置３０には、カメラ９２が設けられている。カメラ９２は、上部フレーム２２から支持ロッド９１により吊り下げ状態に支持され、カッタユニット５０が図３に実線で示す待機位置にある状態において、カッタ５１を撮像可能な位置に配置されている。カメラ９２が撮像した画像データは、制御部１１０へ出力される。

【0046】

また、図１に示すように、第２開封装置６０には、２つのカメラ９４が設けられている。２つのカメラ９４は、上部フレーム２５から支持ロッド９３により吊り下げ状態に支持され、カッタユニット８１，８２が図１に実線で示す待機位置にある状態において、それぞれのカッタ８５を撮像可能な位置に配置されている。カメラ９４が撮像した画像データは、制御部１１０へ出力される。

【0047】

次に、図６を参照して、カッタユニット５０の構成を説明する。図６に示すように、エアシリンダ４８のピストンロッド４８Ａの先端部には支持プレート５２が固定されている。支持プレート５２の下部には、転動体の一例として一対のローラ５３が支持プレート５２の下端よりも少し下方へ突出する状態で取り付けられている。一対の第１ローラ５３間にカッタ５１が位置し、カッタ５１の先端部は一対の第１ローラ５３の下端よりもさらに下方へ突出している。一対のローラ５３は、カッタユニット５０がＸ方向に移動する過程で箱Ｃの天面１９Ａを転動可能に、Ｙ方向と平行な回転軸５３Ａを中心に回転する。

【0048】

また、支持プレート５２には、円柱状の振動子５４がブラケット５４Ａにより取り付けられている。カッタ５１は、振動子５４の出力軸（図示略）の先端部に固定されている。振動子５４及びカッタ５１は、水平面に対して所定角度（例えば約４５度）に傾く斜めの姿勢で保持されている。カッタユニット５０は、振動子５４が発生する超音波で振動するカッタ５１を第１テープ１７の切断仮想線Ｌ１（図５を参照）に沿って移動させることで第１テープ１７を切断する。なお、振動子５４に周期的に変化する電圧を供給する電力線５４Ｂはフレキシブルガイド部材Ｆ２を介して不図示の発振器に接続されている。

【0049】

また、エアシリンダ４８は、伸長時にピストンロッド４８Ａをストロークの途中で止めて使用される。すなわち、Ｚ軸スライド機構４２によるスライダ４７の下降位置が、エアシリンダ４８を伸長させたときにストロークの途中でローラ５３が箱Ｃの天面１９Ａに当たる位置に位置制御される。このため、ローラ５３が箱Ｃの天面１９Ａ上を転動するとき、ピストンロッド４８Ａはストロークの途中に位置し、ローラ５３は天面１９Ａが変形していても追従できる。

【0050】

例えばローラの付勢手段がばねである構成を採用すると、ばねは自然長からの長さの変化（変位）とばね定数との積に応じてローラの付勢力（弾性力）を変化させる。このため、ローラの付勢力がストロークに応じて変化すると、ストロークに応じてローラの箱に対する付勢力が安定しない。これに対して、エアシリンダ４８であるので、ピストンロッド４８Ａのストロークが変化しても一定の空気圧（付勢力）でローラ５３を付勢できる。ローラ５３は、エアシリンダ４８にかかる微小な空気圧による比較的弱い所定の付勢力で押さえ付けられながら箱Ｃの天面１９Ａを転動する。

【0051】

次に、図７を参照して２つのカッタユニット８１，８２の構成について説明する。２つのカッタユニット８１，８２は、基本的構成が同じであるため、以下では、第１カッタユニット８１の構成について説明する。図７に示すように、スライダ８０の下端部に固定された第１エアシリンダ８３のピストンロッド８３Ａの先端部（下端部）には、第２エアシリンダ８４がＸ方向に伸縮可能な向きで固定され、そのピストンロッド８４Ａ（図１０を参照）の先端部に支持プレート８６が固定されている。支持プレート８６には、一対の第１ローラ８７と一対の第２ローラ８８とが取り付けられている。一対の第１ローラ８７は、カッタユニット８１，８２がＹ方向に移動する過程で箱Ｃの天面１９Ａを転動可能に、Ｘ方向と平行な回転軸８７Ａを中心に回転する。一対の第１ローラ８７の下端は支持プレート８６の下端よりも少しよりも下方に位置する。一対の第１ローラ８７間にカッタ８５が位置し、カッタ８５の先端部は一対の第１ローラ８７の下端よりもさらに下方へ突出している。

【0052】

一対の第２ローラ８８は、カッタユニット８１，８２がＹ方向に移動する過程で箱Ｃの側面１９Ｂを転動可能に、Ｚ方向と平行な回転軸８８Ａを中心に回転する。第２ローラ８８は、第１ローラ８７よりも下方に位置し、第１ローラ８７が箱Ｃの天面１９Ａ上を転動するとき、箱Ｃの側面１９Ｂ上を転動する。

【0053】

第１エアシリンダ８３は、第１ローラ８７をＺ方向の下側へ付勢する。第１ローラ８７は第１エアシリンダ８３の付勢力により箱Ｃの天面１９Ａに押し付けられながら転動する。また、第２エアシリンダ８４は、第２ローラ８８をＸ方向に付勢する。第１移動ユニット７０Ａ側の第２エアシリンダ８４は、第２ローラ８８をＸ方向の下流側に付勢し、第２移動ユニット７０Ｂ側の第２エアシリンダ８４は、第２ローラ８８をＸ方向の上流側に付勢する。第２ローラ８８は第２エアシリンダ８４の付勢力により箱Ｃの側面１９Ｂに押し付けられながら転動する。

【0054】

また、支持プレート８６には、円柱状の振動子８９がブラケット８９Ａにより組み付けられている。カッタ８５は、振動子８９の出力軸（図示略）の先端部に固定されている。振動子８９及びカッタ８５は、水平面に対して所定角度（例えば約４５度）に傾く斜めの姿勢で保持されている。カッタユニット８１，８２は、振動子８９が発生する超音波で振動するカッタ８５を、第２テープ１８の切断仮想線Ｌ２（図５を参照）に沿って移動させることで第２テープ１８を切断する。なお、振動子８９に周期的に変化する電圧を供給する電力線８９Ｂはフレキシブルガイド部材Ｆ５を介して不図示の発振器に接続されている。

【0055】

図８は、エアシリンダ４８，８３，８４を駆動させるための空圧回路を示す。各エアシリンダ４８，８３，８４を駆動させる空圧回路１００は基本的に同じ構成である。以下、エアシリンダ４８を制御する空圧回路１００を例に説明する。図８に示すように、空圧回路１００は、空圧源１０１を備える。空圧源１０１には流路１０２を通じて電磁切換弁１０３が接続されている。また、電磁切換弁１０３とエアシリンダ４８との間には、エアシリンダ４８内のピストン４８Ｂ側の室と連通する流路１０４と、エアシリンダ４８内のピストンロッド４８Ａ側の室と連通する流路１０５とが接続されている。流路１０４の途中には減圧弁１０６が配置され、減圧弁１０６で減圧した微小な空気圧をエアシリンダ４８内に供給することによりローラ５３を箱Ｃの面に押し付ける付勢力を弱い所定値に調整する。

【0056】

電磁切換弁１０３が切り換えられることで、エアシリンダ４８は伸長又は収縮する。電磁切換弁１０３が図８に示す第１位置にあるとき、空圧源１０１からの空気圧がエアシリンダ４８のピストンロッド側の室に供給され、エアシリンダ４８は収縮駆動する。電磁切換弁１０３が第１位置とは異なる第２位置に切り換えられると、空圧源１０１からの空気圧が減圧弁１０６で減圧された微小な空気圧がエアシリンダ４８のピストン側の室に供給され、エアシリンダ４８は伸長駆動する。エアシリンダ４８はその伸長時に微小な一定の空気圧によりローラ５３をＺ方向の下側へ付勢し、ローラ５３を箱Ｃの天面１９Ａに弱い付勢力で押し付ける。また、エアシリンダ４８は収縮時にローラ５３を箱Ｃの天面１９Ａから離間させる。なお、第１エアシリンダ８３及び第２エアシリンダ８４についても、エアシリンダ４８と空圧源１０１が共通であり、エアシリンダ４８と同様の構成の空圧回路１００により駆動制御される。

【0057】

また、エアシリンダ４８，８３，８４は、ストロークの途中で止めて使用される。すなわち、エアシリンダ４８，８３を伸長させたときにストロークの途中でローラ５３，８７が箱Ｃの天面１９Ａに当たる位置にＺ軸スライド機構４２，７３によってスライダ４７，８０の下降位置が位置制御される。このため、ローラ５３，８７が箱Ｃの天面１９Ａ上を転動するとき、ピストンロッド４８Ａ，８３Ａがストロークの途中（例えば中間位置）に位置するので、ローラ５３，８７は天面１９Ａが多少変形していてもＺ方向に上下に変位することで天面１９Ａに追従できる。また、第２ローラ８８が箱Ｃの側面１９Ｂ上を転動するとき、第２エアシリンダ８４のピストン８４Ｂがストロークの途中（例えば中間位置）に位置するので、第２ローラ８８は側面１９Ｂが多少変形していてもＸ方向の両側に変位することで側面１９Ｂに追従できる。

【0058】

エアシリンダ４８，８３，８４のピストン４８Ｂ，８３Ｂ，８４Ｂ側の室には、空圧源１０１の空気圧が減圧弁１０６により減圧された微小な空気圧が供給される。このため、ローラ５３および第１ローラ８７は、エアシリンダ４８，８３による弱い付勢力で箱Ｃの天面１９Ａを押す。また、第２ローラ８８は、第２エアシリンダ８４に供給される微小な空気圧による弱い付勢力で箱Ｃの側面１９Ｂを押す。また、ローラ５３，８７，８８は、エアシリンダ４８，８３，８４の空気圧で付勢されるので、箱Ｃの面に追従する過程でエアシリンダ４８，８３，８４のストローク位置が変化してもほぼ一定の力で付勢される。例えばローラ５３，８７，８８の付勢手段としてばねを使用する構成も考えられるが、ばねは変位量に応じて付勢力（弾性力）が変化する。このため、箱Ｃの面に追従するローラの付勢力はストロークに応じて変化するため不安定になる。これに対してエアシリンダ４８，８３，８４のピストン４８Ｂ，８３Ｂ，８４Ｂ側の室に減圧弁１０６で減圧した微小な空気圧を供給することで、エアシリンダ４８，８３，８４がローラ５３，８７，８８を押圧する付勢力を弱めに設定する。また、ピストン４８Ｂ，８３Ｂ，８４Ｂをストロークの途中位置に配置する状態でローラ５３，８７，８８を箱Ｃの面に押し当てる。このため、箱Ｃの天面１９Ａにうねりや変形があっても、ローラ５３，８７は箱Ｃの天面１９Ａに追従して転動し、箱Ｃの側面１９Ｂにうねりや変形があっても、ローラ８８は箱Ｃの側面１９Ｂに追従して転動する。

【0059】

第１移動ユニット７０Ａは、第１カッタユニット８１のカッタ８５を、第２位置に位置決めされた箱Ｃの側縁部に貼られた第２テープ１８の切断開始位置Ｐ１１（図４を参照）に配置する。カッタユニット８１を図４に実線で示す切断開始位置Ｐ１１から、同図に二点鎖線で示す切断終了位置Ｐ１２まで移動させて第２テープ１８を切断する。図４、図１０に示すように、この切断過程では、第１エアシリンダ８３はピストンロッド８３Ａがストロークの途中に位置する状態で伸長し、第１ローラ８７は減圧弁１０６で減圧された微小な空気圧による第１エアシリンダ８３からの小さな付勢力で箱Ｃの天面１９Ａに押し付けられながら天面１９Ａ上を転動する。また、図１０に示すように、第２エアシリンダ８４はピストンロッド８４Ａがストロークの途中に位置する状態で伸長し、第２ローラ８８は減圧弁１０６で減圧された微小な空気圧による第２エアシリンダ８４からの小さな付勢力で箱Ｃの側面１９Ｂに押し付けられながら側面１９Ｂ上を転動する。

【0060】

図１に示す第２開封装置６０の移動ユニット７０Ａ，７０Ｂを構成する一対のカッタユニット８１，８２は、図４に一点鎖線の矢印で示すように、図４に実線で示す位置から二点鎖線で示す位置へＹ方向に同時並行に移動する。切断過程では、図１０に示すように、第１ローラ８７が天面１９Ａに押し付けられ、第２ローラ８８が側面１９Ｂに押し付けられた状態にある。各ローラ８７，８８がそれぞれ天面１９Ａと側面１９Ｂ上を押し付けられながら転動することで、カッタ８５は天面１９Ａと側面１９Ｂに対して位置決めされながら、図４に実線で示す切断開始位置Ｐ１１から二点鎖線で示す切断終了位置Ｐ１２まで移動する。２つのカッタユニット８１，８２の各カッタ８５は、図５に示す２つの第２テープ１８の切断仮想線Ｌ２に沿ってそれぞれ移動し、２つの第２テープ１８を切断する。

【0061】

次に、図１１を参照して、開封システム１０の電気的構成について説明する。開封システム１０の制御部１１０には、作業者が開封システム１０に対して、各種設定データの入力操作、運転の開始及び停止等の指示を与える操作などに用いられる操作盤１２０が電気的に接続されている。操作盤１２０は表示部１２１を備える。制御部１１０は、設定画面や作業者にエラー等を報知する報知用画面などを表示部１２１に表示させる。

【0062】

制御部１１０には、第１開封装置３０と第２開封装置６０とが電気的に接続されている。すなわち、制御部１１０には、第１開封装置３０を構成する、第１コンベヤ１１、第１位置決め装置３１、第１開封ユニット４０及び第１カメラ９２が電気的に接続されている。また、制御部１１０には、第２開封装置６０を構成する、第２コンベヤ１２、第２位置決め装置６１、第２開封ユニット７０及び第２カメラ９４が電気的に接続されている。また、制御部１１０には、入力系として第１センサ３６及び第２センサ６６が電気的に接続されている。

【0063】

制御部１１０は、画像処理部１１１、判定部１１２およびメモリ１１３を備える。メモリ１１３には、図１４にフローチャートで示されるプログラムＰＲと、カッタ基準画像データＳＤとが記憶されている。カッタ基準画像データＳＤとは、カッタ５１，８５が使用前の初期状態にあるときの画像データ（カッタ初期画像データ）である。カッタ５１，８５を交換したときにカメラ９２，９４が初期のカッタ５１，８５を撮像した画像データをカッタ基準画像データＳＤとしてメモリ１１３に記憶してもよい。また、カッタ基準画像データＳＤは、次の箱Ｃの１つ前、つまり今回の箱Ｃのテープ１７，１８の切断を開始する前にカメラ９２，９４がカッタ５１，８５を撮像した撮像画像データでもよい。なお、カッタ基準画像データＳＤとして、カッタ初期画像データと、カッタの使用開始以後かつ今回の箱の開封開始前にカメラ９２，９４が撮像した前回以前のカッタ撮像画像データをカッタ基準画像データとしたものとの両方を用いてもよい。

【0064】

図１２はカッタ基準画像データＳＤを示す。図１２に示すカッタ基準画像ＳＤは、カッタ５１，８５の使用前の初期画像の例である。カッタ基準画像ＳＤにおけるカッタ５１，８５には、欠損も摩耗もない。図１３は、カメラ９２，９４が開封システム１０の運転中の所定時期にカッタ５１，８５を撮像したカッタ撮像画像データＰＤ（以下、単に「カッタ撮像画像ＰＤ」ともいう。）を示す。図１３に示すカッタ撮像画像ＰＤは、欠損Ｋを有するカッタ５１，８５の例である。

【0065】

制御部１１０は、カッタ基準画像ＳＤとカッタ撮像画像ＰＤとを比較して欠損Ｋおよび摩耗の有無を判定する。画像処理部１１１は、カメラ９２，９４が撮像したカッタ撮像画像データＰＤに必要な画像処理を施す。判定部１１２は、画像処理後のカッタ撮像画像ＰＤとカッタ基準画像ＳＤとを比較して、カッタ５１，８５の欠損Ｋの有無及び摩耗の有無を判定する。制御部１１０は、判定部１１２の判定結果に基づきカッタ５１，８５の欠損Ｋを検出した場合、操作盤１２０の表示部１２１にカッタの欠損Ｋが発生した旨を表示して作業者に報知する。また、制御部１１０は、カッタ５１，８５の摩耗を検出した場合、操作盤１２０の表示部１２１にカッタが摩耗した旨を表示して作業者に報知する。

【0066】

画像処理部１１１は、図１２に示すカッタ基準画像ＳＤと図１３に示すカッタ撮像画像ＰＤとのサイズを合わせ、差分をとると、欠損Ｋ等の欠落領域は差分領域ＤＡとして取得される。画像処理部１１１は、画像処理後のカッタ撮像画像ＰＤとカッタ基準画像ＳＤとを比較処理する。比較処理としてカッタ撮像画像ＰＤとカッタ基準画像ＳＤとの差分をとる差分処理を行う。差分処理の結果、画像処理部１１１は、図１３に示す差分領域ＤＡを得る。判定部１１２は、差分領域ＤＡについて形状閾値・面積閾値を用いて、差分領域ＤＡが欠損Ｋであるか摩耗であるかを判定する。判定部１１２は、次の箱Ｃのテープ１７，１８の切断により次の箱Ｃが開封されるまでに判定を行う。本例では、判定部１１２は、次の箱Ｃのテープ１７，１８の切断が開始される前にカッタ５１，８５の欠損Ｋの有無を判定する。また、判定部１１２は、カッタ基準画像ＳＤとしてカッタ初期画像を用いることで、カッタ５１，８５の摩耗度合も判定できる。

【0067】

次に、開封システム１０の作用を説明する。開封システム１０は、制御部１１０により制御される。作業者は、操作盤１２０を操作し、運転開始の指示を与える。制御部１１０は、運転開始の指示を受け付けると、開封システム１０の運転を開始する。制御部１１０は、メモリ１１３からプログラムＰＲを読み出して実行する。

【0068】

なお、制御部１１０は、開封システム１０の上流側で箱の段ばらし作業を行っているパレタイザから、第１コンベヤ１１へ搬入される箱に関する箱特定情報を受信している。段ばらしされる箱のサイズは種々あり、形状・サイズの異なる箱Ｃが第１コンベヤ１１には搬入される。第１コンベヤ１１に箱が搬入されたことを不図示のセンサが検知すると、制御部１１０は、不図示のアクチュエータを駆動させてストッパ３２を退避位置から規制位置へ移動させる。また、第２コンベヤ１２に箱Ｃが搬入されたことを不図示のセンサが検知すると、制御部１１０は、不図示のアクチュエータを駆動させてストッパ６２を退避位置から規制位置へ移動させる。

【0069】

以下、制御部１１０が図１４に示されるプログラムＰＲを実行して行う開封制御について説明する。なお、第１開封装置３０と第２開封装置６０とにおいて、カッタユニット５０，８１，８２の構成及び移動ユニット４０Ａ，７０Ａ，７０Ｂがカッタユニット５０，８１，８２を移動させる方向などが、切断対象のテープ１７，１８の位置及び向きの違いで多少異なるものの、開封制御の基本的な内容は同じである。そのため、以下では、第１開封装置３０の例で開封制御について説明する。

【0070】

まずステップＳ１１では、制御部１１０は、センサ３６がオンするまで待機し、センサ３６がオンすれば、次のステップＳ１２に進む。すなわち、箱Ｃの搬送中はセンサが箱Ｃを検知するまで待機し、センサ３６が箱Ｃを検知すると、ステップＳ１２に進む。なお、センサ３６に検知された箱Ｃはストッパ３２に当たり、搬送方向（Ｘ軸方向）におけるそれ以上の移動が規制され、第１位置に位置決めされる。

【0071】

ステップＳ１２では、制御部１１０はコンベヤ１１を停止させる。この結果、箱は開封位置に配置される。
次のステップＳ１３では、制御部１１０は箱Ｃの位置決め動作を行う。すなわち、制御部１１０は、一対のガイドユニット３３を駆動し一対のガイド部材３５を伸長させることで、ストッパ３２で搬送方向Ｘに位置決めされた箱Ｃを幅方向Ｙに位置決めする。この結果、箱Ｃは開封位置である第１位置に位置決めされる。

【0072】

次のステップＳ１４では、制御部１１０は、カッタ５１を切断開始位置へ移動させる。すなわち、制御部１１０は箱特定情報から特定した箱Ｃのサイズに応じた切断開始位置を算出し、その算出した切断開始位置にカッタ５１が移動させるべく開封ユニットをＸ方向およびＺ方向に位置制御し、カッタ５１を切断開始位置に移動させる。このとき、制御部１１０は、Ｘ軸スライド機構４１をＸ軸方向に位置制御するとともにＺ軸スライド機構４２を下降させ、さらにエアシリンダ４８を下方へ伸長駆動させることで、カッタユニット５０を切断開始位置へ移動させる。

【0073】

次のステップＳ１５では、制御部１１０はテープの切断動作を行う。すなわち、制御部１１０は、図１に示すように、カッタユニット５０を切断開始位置Ｐ１から切断終了位置Ｐ２に向かってＸ方向へ移動させることで、カッタ５１をエアシリンダ４８の所定の空気圧による小さな付勢力で付勢しながら第１テープ１７の切断仮想線Ｌ１に沿って移動させる。この結果、第１テープ１７は切断される。図９に示すように、ローラ５３が所定の空気圧で箱Ｃの天面１９Ａに押付けられながら天面１９Ａ上を転動する。このため、カッタ５１は箱Ｃの天面１９Ａの面形状に沿って上下に変位しながら第１テープ１７の面に沿って追従する。このとき、箱Ｃの天面１９Ａの面形状に応じてエアシリンダ４８のストロークが変化しても、ローラ５３を一定の付勢力で天面１９Ａに押し付けることができる。このため、カッタ５１は、天面１９Ａ上を転動するローラ５３によりＺ方向に位置決めされ、第１テープ１７に対して所定の深さで差し込まれた状態で切断仮想線Ｌ１に沿って移動する。よって、天面１９Ａが多少変形していても、第１テープ１７は確実に切断される。カッタ５１は、第１テープ１７の厚みよりも少し深く入り込みつつも過度に箱Ｃ内に入り込むことがない。このため、カッタ５１によって第１テープ１７を確実に切断できるうえ、カッタ５１が箱Ｃ内の内容物を傷付けることを回避できる。

【0074】

ステップＳ１６では、制御部１１０は、箱Ｃの搬出動作を行う。すなわち、制御部１１０は、電動シリンダ３４を制御してガイドユニット３３をガイド位置から退避位置へ退避させるとともにストッパ３２を規制位置から退避位置へ移動させた後、コンベヤ１１を駆動させる。この結果、第１テープ１７が切断された後の箱Ｃは、第１コンベヤ１１から第２コンベヤ１２に受け渡されて第２開封装置６０へ搬入される。

【0075】

次のステップＳ１７では、制御部１１０は検査時期であるか否かを判断する。カッタの検査を行う時期は予め設定されている。本例では、１回の切断動作の度に検査を行うべく検査時期が設定されている。このため、ステップＳ１７において、常に検査時期の条件が成立する。なお、検査時期は、切断回数で２回以上のＮ回（但しＮは２以上の自然数）ごとに設定されてもよいし、テープの切断長さを計測してその累積値をメモリ１１３に記憶し、切断長さの累積値が設定値を超えたときを検査時期としてもよい。制御部１１０は、検査時期であればステップＳ１８に進み、検査時期でなければステップＳ２３に進む。例えば、毎回検査する本例では、ステップＳ１８に進むことになる。

【0076】

ステップＳ１８では、制御部１１０は、カメラ９２によりカッタ５１を撮像する。すなわち、制御部１１０は、カッタユニット５０を切断終了位置Ｐ２から撮像位置へ移動させる。ここで、撮像位置は、カメラ９２の焦点の合う位置であり、かつカッタ５１を所定サイズ以上で撮像可能な位置である。また、撮像位置は、切断終了位置Ｐ２から待機位置までのカッタ５１の移動経路上の位置が好ましい。制御部１１０は、カッタ５１が撮像位置に移動して停止すると、カメラ９２を撮像動作させる。カメラ９２は、カッタ５１を撮像したカッタ撮像画像データＰＤを制御部１１０へ出力する。

【0077】

ステップＳ１９では、カッタが正常であるか否かを判断する。すなわち、制御部１１０は、カメラ９２が撮像した現状のカッタ撮像画像ＰＤと、メモリ１１３に記憶するカッタ基準画像ＳＤとを比較する。カッタ５１に欠損Ｋまたは過度な摩耗がある場合、カッタ基準画像ＳＤとカッタ撮像画像ＰＤとの差分が閾値を超える。制御部１１０では、画像処理部１１１がカッタ撮像画像ＰＤに所定の画像処理を施し、カッタ基準画像ＳＤとカッタ撮像画像ＰＤとの差分を図１３に示す差分領域ＤＡとして取得する。制御部１１０は、差分領域ＤＡの面積と形状を、面積閾値と形状閾値と比較することによって、カッタ５１に欠損Ｋまたは過度な摩耗があるか否かを判定する。カッタ５１に欠損Ｋがある場合は「異常」とされる。カッタ５１に過度な摩耗がある場合は、「異常」とはされないがカッタ５１が交換時期にある「非正常」とされる。このため、制御部１１０は判定の結果、カッタ５１が正常であればステップＳ２３に進み、カッタ５１が異常または非正常であればステップＳ２０に進む。

【0078】

ステップＳ２０では、制御部１１０は、カッタ５１が異常であるか否かを判定する。制御部１１０は、カッタ５１が異常であればステップＳ２１に進んで、開封システム１０の運転を非常停止させるとともに、カッタ５１に欠損Ｋの異常がある旨を報知する。すなわち、制御部１１０は、表示部１２１にカッタ５１に欠損Ｋの異常がある旨を表示する。

【0079】

また、ステップＳ２０の判定の結果、カッタ５１が異常でなければステップＳ２２に進んで、制御部１１０は、カッタの交換時期の旨を報知する。すなわち、制御部１１０は、表示部１２１にカッタの交換時期の旨を表示する。

【0080】

ステップＳ２３では、制御部１１０は、カッタを待機位置へ復帰させる。すなわち、制御部１１０は、エアシリンダ４８を収縮駆動させてカッタユニット５０を少し上方へ移動させるとともに、Ｘ軸スライド機構４１およびＺ軸スライド機構４２を駆動することで、カッタユニット５０を待機位置へ移動させる。

【0081】

制御部１１０は、第２開封装置６０についても、第１開封装置３０と同様に、基本的に図１４にフローチャートで示す開封制御ルーチンに従って開封制御を行う。第２開封装置６０は、箱Ｃの２つの側縁に貼られた２つの第２テープ１８を切断するため、２つの移動ユニット７０Ａ，７０Ｂを制御するとともに、第２カメラ９４が撮像したカッタ５１の画像に基づいてカッタ５１の欠損Ｋ等の異常の有無、およびカッタ５１の摩耗による交換時期であるか否かを判定する。

【0082】

図１４において、ステップＳ１４では、制御部１１０は、２つの移動ユニット７０Ａ，７０Ｂを駆動制御して、各カッタ８５を切断開始位置へ移動する。このとき、第１エアシリンダ８３を下方へ伸長駆動させて第１ローラ８７を箱Ｃの天面１９Ａに押し当て、第２エアシリンダ８４をＸ方向へ伸長駆動させて第２ローラ８８を箱Ｃの側面１９Ｂに押し当てる。

【0083】

ステップＳ１５では、制御部１１０は、各カッタ８５をそれぞれの切断開始位置Ｐ１１から切断終了位置Ｐ１２へ移動させる。カッタ８５は、第１ローラ８７が第１エアシリンダ８３からの付勢力で押し付けられながら転動する天面１９Ａと、第２ローラ８８が第２エアシリンダ８４からの付勢力で押し付けられながら転動する側面１９Ｂとに対して位置決めされながら第２テープ１８の面に追従して切断仮想線Ｌ２に沿って移動する。この結果、箱Ｃの天面１９Ａと側面１９Ｂのうち少なくとも一方が変形していても、第２テープは確実に切断される。また、箱Ｃの面形状に応じてエアシリンダ８３，８４が多少伸縮しても、第１ローラ８７が天面１９Ａに押し付けられる付勢力と、第２ローラ８８が側面１９Ｂに押し付けられる付勢力がほぼ一定に保たれる。このため、カッタ８５は、箱Ｃの変形に応じてエアシリンダ８３，８４のストローク位置が変化しても、天面１９Ａと側面１９Ｂに追従する。この結果、カッタ８５によって第２テープ１８を確実に切断できるうえ、カッタ８５が箱Ｃ内の内容物を傷付けることを回避できる。

【0084】

一方、検査時期にあるときは（Ｓ１７で肯定判定）、カッタ８５を撮像位置に移動させてカメラ９４がカッタ８５を撮像する（Ｓ１８）。制御部１１０は、カメラ９４が撮像した現状のカッタ撮像画像と、メモリ１１３に記憶するカッタ基準画像ＳＤとを比較する。制御部１１０は、カッタ基準画像ＳＤとカッタ撮像画像ＰＤとの差分をとった差分領域ＤＡの面積と形状とをそれぞれの閾値と比較し、カッタ８５に欠損Ｋまたは過度な摩耗があるか否かを判定する。カッタ８５に欠損Ｋがある場合は「異常」とされ（Ｓ２０で肯定判定）、開封システム１０の運転が非常停止させるとともに、カッタ８５に欠損Ｋの異常がある旨を報知する（Ｓ２１）。一方、カッタ８５が過度な摩耗をしている場合、カッタの交換時期の旨を報知する（Ｓ２２）。

【0085】

こうして箱Ｃは多少変形していても、開封システム１０によって、第１テープ１７と第２テープ１８が確実に切断される。また、カッタ５１，８５が欠損したとき、その欠損Ｋを検出し次の箱の開封を終えるまでに開封システム１０の運転の非常停止と、表示部１２１へのその旨の表示とが行われる。このため、カッタ５１，８５が欠損したときの箱Ｃを直ぐに特定して排除できる。例えばカッタ５１，８５の欠損部の箱Ｃの内容物への混入を阻止できる。

【0086】

以上詳述したように本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）箱Ｃの開封システム１０は、箱Ｃに貼られたテープ１７，１８を切断して箱Ｃを開封する。開封システム１０は、箱Ｃの面に押し当てる押当て方向に変位可能に設けられたローラ５３，８７，８８（転動体）と、ローラ５３，８７，８８を押当て方向に付勢するエアシリンダ４８，８３，８４（付勢部）とを備える。さらに開封システム１０は、ローラ５３，８７，８８と共に押当て方向に変位可能なカッタ５１，８５（刃部）と、ローラ５３，８７，８８及びカッタ５１，８５を箱Ｃに対して相対移動させる移動ユニット４０Ａ，７０Ａ，７０Ｂ（移動機構）とを備える。ローラ５３，８７，８８を箱Ｃの面に押し当てながら転動させることで、テープ１７，１８が貼られた箱Ｃの面にカッタ５１，８５を追従させてテープ１７，１８を切断する。よって、カッタ５１，８５を箱Ｃの面に追従させることで、箱Ｃが多少変形していても、箱Ｃに貼られたテープを適切に切断し、箱Ｃを開封できる。したがって、テープ１７，１８の切断ミスに起因する箱Ｃの開封ミスを低減できる。

【0087】

（２）ローラ５３を第１テープ１７が貼られた箱Ｃの天面１９Ａに押し当てながら転動させることにより、カッタ５１が、箱Ｃの一対のフラップ１６に跨って貼られた第１テープ１７を切断する。よって、箱Ｃが多少変形していても、カッタ５１によって箱Ｃの天面１９Ａにおいて２つのフラップ１６に跨って貼られた第１テープ１７を切断できる。

【0088】

（３）開封システム１０は、箱Ｃの天面１９Ａに押し当て可能な第１ローラ８７と、箱Ｃの側面１９Ｂに押し当て可能な第２ローラ８８とを備える。開封システム１０は、第１ローラ８７を天面１９Ａに押し当て可能な第１方向に付勢する第１エアシリンダ８３と、第２ローラ８８を側面１９Ｂに押し当て可能な第２方向に付勢する第２エアシリンダ８４とを備える。第１ローラ８７が箱Ｃの天面１９Ａに押し当てられながら転動し、且つ第２ローラ８８が箱Ｃの側面１９Ｂに押し当てられながら転動することにより、カッタ８５は箱Ｃの天面１９Ａと側面１９Ｂとの間の側縁に貼られた第２テープ１８を切断する。よって、第１ローラ８７が箱Ｃの天面１９Ａに押し当てられながら転動しつつ、第２ローラ８８が箱Ｃの側面１９Ｂに押し当てられながら転動することにより、カッタ８５は天面１９Ａと側面１９Ｂとに追従する。よって、箱Ｃが多少変形していても、箱Ｃの天面１９Ａと側面１９Ｂとの間の側縁に貼られた第２テープ１８を確実に切断できる。しかも、仮に箱Ｃの天面１９Ａと側面１９Ｂとの両方が変形していても、側縁に貼られた第２テープ１８を確実に切断できる。

【0089】

（４）エアシリンダ４８，８３，８４は、ローラ５３，８７，８８を空気圧で与圧する。ローラ５３，８７，８８を空気圧で付勢する構成であるため、ばねで付勢する構成に比べ、ローラ５３，８７，８８の押当て方向のストローク位置の違いによる付勢力の変動が小さく済む。この結果、ローラ５３，８７，８８を箱Ｃの面に追従し、カッタ５１，８５の押し当て力が安定する。よって、箱Ｃが多少変形していても、カッタ５１，８５をテープ１７，１８に追従させ、テープ１７，１８をより確実に切断できる。例えば付勢手段がばねである構成である場合、ローラが箱Ｃの面を強く押し過ぎて箱Ｃを変形させたり、ローラの押し当て力が弱過ぎてカッタがテープに浅く当たり切断ミスの発生頻度が相対的に高くなったりする。しかし、本実施形態の開封システム１０では、ローラ５３，８７，８８の押し当て力がストローク位置に依らず安定するので、この種の箱Ｃの変形及び切断ミスの発生頻度を低減できる。

【0090】

（５）開封システム１０は、カッタ５１，８５を撮像するカメラ９２，９４（撮像部の一例）と、カメラ９２，９４がカッタ５１，８５を撮像したカッタ撮像画像ＰＤと、メモリ１１３に記憶するカッタ基準画像ＳＤとを比較してカッタ５１，８５の欠損Ｋの有無を判定する判定部１１２とを備える。よって、カッタ５１，８５をカメラ９２，９４で撮像した画像を基に、カッタ５１，８５の欠損Ｋを検出できる。例えば、開封した箱Ｃ内にカッタ５１，８５の欠損部が混入しても、その箱Ｃを容易に特定して直ぐに除去できる。

【0091】

（６）カメラ９２，９４は、カッタ５１，８５が箱Ｃのテープ１７，１８を切断した後にカッタ５１，８５を撮像する。判定部１１２は、箱Ｃのテープ１７，１８の切断後に判定を行う。カッタ基準画像ＳＤは、カッタ５１，８５の初期画像、又は箱Ｃのテープ１７，１８の切断を開始する前にカメラ９２，９４がカッタ５１，８５を撮像した撮像画像である。よって、箱Ｃのテープ１７，１８が切断された後に、カメラ９２，９４がカッタ５１，８５を撮像したカッタ撮像画像ＰＤを、カッタ５１，８５の初期画像、またはテープ１７，１８の切断前に撮像されたカッタ基準画像ＳＤと比較することで、カッタ５１，８５の欠損Ｋの有無を判定できる。よって、仮にカッタ５１，８５が欠損しても、そのカッタ５１，８５の欠損Ｋの起きたテープ切断後に速やかにカッタ５１，８５の欠損を検出できる。

【0092】

（７）カメラ９２，９４は、カッタ５１，８５が箱Ｃのテープ１７，１８を切断した後、次の箱Ｃのテープ１７，１８の切断を開始する前の期間にカッタ５１，８５を撮像する。判定部１１２は、箱Ｃのテープ１７，１８の切断後、次の箱Ｃのテープ１７，１８を切断して開封し終わる前に判定を行う。よって、仮にカッタ５１，８５が欠損しても、箱Ｃのテープ１７，１８が切断された後、次の箱Ｃが開封される前に早期に、カッタ５１，８５の欠損Ｋを発見できる。

【0093】

前記実施形態は、上記に限定されず、以下のように変更してもよい。
・付勢部は、ばねでもよい。ばねの付勢力によりローラ５３，８７，８８は箱Ｃの面に押し付けられながら転動するので、ローラ５３，８７，８８と共に箱Ｃの面に追従するカッタ５１，８５でテープ１７，１８を切断することができる。

【0094】

・第１ローラ５３は一対に限らず１個でもよい。また、第１ローラ８７は一対に限らず１個でもよい。第１ローラ５３，８７を１個にした場合、カッタ５１，８５を箱Ｃの天面により一層追従させ易くなる。

【0095】

・第１テープ１７よりも先に第２テープ１８を切断してもよい。
・移動機構は、電動シリンダまたは空圧シリンダを動力源とする駆動方式でもよい。
・移動機構は、箱Ｃに対してカッタユニット５０，８１，８２を移動させる移動ユニット４０Ａ，７０Ａ，７０Ｂに替え、箱Ｃのサイズに応じて幅方向Ｙ及び高さ方向Ｚに位置決めされた位置で停止するカッタユニットに対して、テープを切断可能な方向に箱を移動させるコンベヤでもよい。

【0096】

・転動体は、ローラに限らずボールでもよい。
・超音波振動式の刃部に限定されず、物理的に切断するカッタでもよい。
・刃部の検査の頻度は、刃部の用途等に応じて適宜設定できる。例えば、開封した箱の数をカウンターで計数し、その計数値が２以上の値である設定値に達する度に、検査動作を行ってもよい。例えば、食品関連用途の場合、検査頻度は高めとすることが好ましい。

【0097】

・カッタユニットに距離センサを設け、切断中に箱Ｃの面までの距離を検出して、検出した距離に応じてカッタユニットを高さ制御しながらテープを切断してもよい。
・箱Ｃは、天面の中央ラインに沿って貼られた第１テープ１７により、所謂「縦貼り」で閉じられていてもよい。また、箱Ｃは、天面の縦に延びる第１中央ラインに沿って貼られた第１テープと、第１テープと交差する状態で天面の横に延びる第２中央ラインに沿って貼られた第２テープとにより、所謂「十字貼り」で閉じられていてもよい。これらの場合、第１開封装置３０のみで開封できる。

【0098】

・第２開封装置６０のみを使用してもよい。例えば箱Ｃの天面の中央ラインの第１テープは作業者がカッタを用いて手動で切断し、箱Ｃの側縁に貼られた第２テープを第２開封装置６０で自動切断する構成でもよい。

【0099】

・カッタを傾けた姿勢の軸線方向に付勢するようにエアシリンダをカッタと平行に斜めに傾けて配置してもよい。
・テープは粘着テープに限らず、糊又は接着剤で貼られてもよい。また、テープが箱に溶着されていてもよい。

【0100】

・刃部（カッタ）の撮像画像を用いて刃部の破損等を検査する検査部は無くてもよい。
・転動体を備えない切断機構とし、刃部の検査部を備える構成でもよい。この構成によれば、カッタをカメラで撮像したカッタ撮像画像を用いてカッタの検査はできる。

【0101】

・箱は、紙製の段ボール箱に限らず、プラスチック製の段ボール箱でもよい。また、段ボール以外の紙製又はプラスチック製の箱でもよい。また、箱の形状は、直方体に限定されず、円柱でもよい。

【符号の説明】

【0102】

１０…箱の開封装置の一例としての箱の開封システム、１１…第１コンベヤ、１２…第２コンベヤ、１６…フラップ、１７…テープの一例としての第１テープ、１８…テープの一例としての第２テープ、１９Ａ…天面、１９Ｂ…側面、３０…箱の開封装置の一例を構成する第１開封装置、３１…第１位置決め装置、３２…ストッパ、３３…ガイドユニット、３５…ガイド部材、３６…第１センサ、４０…第１開封ユニット、４０Ａ…移動機構の一例を構成する移動ユニット、４１…Ｘ軸スライド機構、４２…Ｚ軸移動機構、４８…付勢部の一例としてのエアシリンダ、５０…カッタユニット、５１…刃部の一例としてのカッタ、６０…箱の開封装置の一例を構成する第２開封装置、６１…第２位置決め装置、６２…ストッパ、６３…ガイドユニット、６５…ガイド部材、６６…第２センサ、７０…第２開封ユニット、７０Ａ…移動機構の一例としての第１移動ユニット、７０Ｂ…移動機構の一例としての第２移動ユニット、７１…Ｙ軸スライド機構、７２…Ｘ軸スライド機構、７３…Ｚ軸スライド機構、付勢部及び第１付勢部の一例としての第１エアシリンダ、８４…付勢部及び第１付勢部の一例としての第２エアシリンダ、８５…刃部の一例としてのカッタ、９２…撮像部の一例としての第１カメラ、９４…撮像部の一例としての第２カメラ、１１０…制御部、１１１…画像処理部、１１２…判定部、１１３…メモリ、１２０…操作盤、１２１…表示部、Ｃ，Ｃ１，Ｃ２…箱、ＳＤ…カッタ基準画像データ（カッタ基準画像）、ＰＤ…カッタ撮像画像データ（カッタ撮像画像）、Ｋ…欠損、ＤＡ…差分領域、Ｘ…Ｘ方向（搬送方向）、Ｙ…Ｙ方向（幅方向）、Ｚ…Ｚ方向（高さ方向）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】