CN112839777A - 末端执行器和安装有它的机器人 - Google Patents

Abstract

本发明的末端执行器(10)安装于机器人臂的前端部，并用于将设置于侧壁一端的一个以上的折板相互封合或者封合于侧壁而构成一端壁的瓦楞纸箱(33)开包，具备：主体部(12)，安装于机器人臂的前端部；箱保持部(18、13A、13B)，设置于主体部(12)，并通过保持瓦楞纸箱(33)的一端壁以外的部分来保持该瓦楞纸箱(33)；以及穿孔部(16A、16B、19)，设置于主体部(12)，并在瓦楞纸箱(33)的一端壁以外的壁穿出贯通孔。

Description

末端执行器和安装有它的机器人

技术领域

本发明涉及末端执行器和安装有它的机器人。

背景技术

以往，公知有使用机器人来开包捆包物的技术。例如，在专利文献1所记载的开包装置中，使装满内容物并密封的瓦楞纸箱倒立并在底盖形成切缝，用双臂机器人把持该倒立的瓦楞纸箱并使其正立，从而使内容物自重落下，由此，从瓦楞纸箱取出内容物。

专利文献1：日本特开2013-100118号公开专利公报

然而，如上述现有技术那样，若仅通过使内容物自重落下，存在内容物不从箱出来的情况。例如，装满了坚果的塑料袋被压入于瓦楞纸箱并被梱包的情况符合上述情况。可以认为，这是因为由于在滑落到中途的塑料袋与上盖的间隙产生的负压、在塑料袋与瓦楞纸箱之间产生的摩擦力等而阻碍内容物的自重落下。

发明内容

本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于提供在使用机器人来开包瓦楞纸箱时促进内容物的自重落下从而能够容易地从瓦楞纸箱取出内容物的末端执行器和安装有它的机器人。

为了实现上述目的，本发明的某个方式(aspect)所涉及的末端执行器安装于机器人臂的前端部，并用于将设置于侧壁一端的一个以上的折板相互封合或者封合于所述侧壁而构成一端壁的瓦楞纸箱开包，其特征在于，具备：主体部，安装于所述机器人臂的前端部；箱保持部，设置于所述主体部，并通过保持所述瓦楞纸箱的所述一端壁以外的部分来保持该瓦楞纸箱；以及穿孔部，设置于所述主体部，并在所述瓦楞纸箱的所述一端壁以外的壁穿出贯通孔。这里，“端壁”是指盖壁(天壁)和底壁。

根据该结构，末端执行器经由主体部安装于机器人臂的前端部。之后，例如以以下的方式开包瓦楞纸箱。即，机器人臂用末端执行器的箱保持部保持瓦楞纸箱。此时，利用穿孔部在瓦楞纸箱的一端壁以外的壁穿出贯通孔。接下来，机器人臂边将瓦楞纸箱的一端壁按压于适当固定的刀具边使该瓦楞纸箱移动，从而在瓦楞纸箱的一端壁的折板形成切缝使得该折板打开，接下来，使瓦楞纸箱旋转以使得一端壁朝向下方。由此，瓦楞纸箱的内容物因自重而开始落下。这里，即使在滑落到中途的内容物与另一端壁之间产生间隙，因为在一端壁以外的壁开设有贯通孔，所以瓦楞纸箱的外部的空气或者来自加压空气源的加压空气从贯通孔供给至瓦楞纸箱的内部，从而抑制该间隙变为负压，并促进内容物的自重落下。由此，能够容易地从瓦楞纸箱取出内容物。

也可以构成为，所述箱保持部具备：端壁保持部，保持所述瓦楞纸箱的另一端壁；和一对侧壁保持部，保持所述瓦楞纸箱的相互对置的一对侧壁，所述穿孔部构成为在所述瓦楞纸箱的另一端壁和/或侧壁穿出贯通孔。这里，“另一端壁和/或侧壁”包括另一端壁和侧壁两者的情况、仅另一端壁的情况以及仅侧壁的情况。

根据该结构，当在托盘上堆积有多个瓦楞纸箱的情况下，在末端执行器经由主体部安装于机器人臂的前端部后，例如，机器人臂能够用末端执行器的端壁保持部保持瓦楞纸箱的另一端壁从而抬起堆积在托盘上的多个瓦楞纸箱中的一个，若瓦楞纸箱变为一对侧壁保持部能够进行保持动作的高度则用末端执行器的一对侧壁保持部保持瓦楞纸箱的一对侧壁。由此，当在托盘上堆积有多个瓦楞纸箱的情况下，能够容易地从瓦楞纸箱取出内容物。

也可以构成为，所述端壁保持部是吸附所述瓦楞纸箱的另一端壁的吸附部。

根据该结构，能够用简单的结构保持瓦楞纸箱的另一端壁。

也可以构成为，所述一对侧壁保持部具备分别具有爪和/或摩擦部件的一对摆动部件，所述一对摆动部件构成为，在所述主体部位于所述瓦楞纸箱的上方的情况下分别以所述主体部的位于所述一对侧壁的上方的部位为中心地摆动而使所述爪咬入所述一对侧壁和/或将所述摩擦部件按压于所述一对侧壁，从而把持该瓦楞纸箱。这里，“具有爪和/或摩擦部件”包括具有爪和摩擦部件两者的情况、仅具有爪的情况、以及仅具有摩擦部件的情况。另外，“使所述爪咬入所述一对侧壁和/或将所述摩擦部件按压”包括使所述爪咬入并且将所述摩擦部件按压的情况、仅使所述爪咬入的情况、以及仅将所述摩擦部件按压的情况。

根据该结构，能够通过使一对摆动部件摆动来把持一对侧壁，因此能够用简单的结构较强地保持侧壁。

也可以构成为，所述穿孔部具备：喷嘴，至少排出加压空气；和喷嘴移动机构，使所述喷嘴在所述喷嘴贯通所述瓦楞纸箱的另一端壁或者侧壁的动作位置、与所述喷嘴从所述瓦楞纸箱的另一端壁或者侧壁分离的待机位置之间移动。

根据该结构，能够利用喷嘴移动机构使喷嘴适当地在瓦楞纸箱的另一端壁或者侧壁贯通。并且，当使瓦楞纸箱旋转使得一端壁朝向下方而瓦楞纸箱的内容物因自重开始落下，在滑落到中途的内容物与另一端壁之间产生了间隙的情况下，通过从喷嘴排出加压空气来促进内容物的自重落下。由此，能够更加容易地从瓦楞纸箱取出内容物。

也可以构成为，所述喷嘴是吸引空气并排出加压空气的端壁喷嘴，所述喷嘴移动机构是使所述喷嘴在所述端壁喷嘴贯通所述瓦楞纸箱的另一端壁的动作位置、与所述喷嘴从所述瓦楞纸箱的另一端壁分离的待机位置之间移动的端壁喷嘴移动机构。

根据该结构，能够利用端壁喷嘴移动机构使端壁喷嘴适当地在瓦楞纸箱的另一端壁贯通。另外，当为了在瓦楞纸箱的一端壁形成切缝而利用机器人臂改变了瓦楞纸箱的姿势以使得另一端壁朝向上时，能够通过从端壁喷嘴吸引瓦楞纸箱内的空气来使内容物向下方移动，在内容物与一端壁之间产生较由自重产生的间隙大的间隙。其结果是，在用刀具在一端壁的折板形成切缝时能够降低划伤内容物的风险。并且，在使瓦楞纸箱旋转以使得一端壁朝向下方的情况下，通过从喷嘴排出加压空气，能够向下方挤压内容物，因此较大地促进内容物的自重落下。由此，能够进一步容易地从瓦楞纸箱取出内容物。

也可以构成为，所述一对侧壁保持部具备分别具有爪和/或摩擦部件的一对摆动部件，所述一对摆动部件构成为，在所述主体部位于所述瓦楞纸箱的上方的情况下，分别以所述主体部的位于所述一对侧壁的上方的部位为中心地摆动而使所述爪咬入所述一对侧壁和/或将所述摩擦部件按压于所述一对侧壁，从而把持该瓦楞纸箱，所述一对摆动部件构成所述喷嘴移动机构，所述喷嘴是排出加压空气的一对侧壁喷嘴，所述一对侧壁喷嘴以在所述一对摆动部件摆动以便把持所述瓦楞纸箱的情况下贯通该瓦楞纸箱的所述一对侧壁部、在所述一对摆动部件摆动以便敞开所述瓦楞纸箱的情况下从该瓦楞纸箱的所述一对侧壁分离的方式设置于所述一对摆动部件。

根据该结构，能够利用一对摆动部件使一对侧壁喷嘴适当地贯通于瓦楞纸箱的一对侧壁。另外，在利用机器人臂使瓦楞纸箱旋转以使得一端壁朝向下方的情况下，通过从一对侧壁喷嘴排出加压空气，来降低内容物与一对侧壁之间的摩擦力。另外，若内容物滑落至较一对侧壁喷嘴靠下方的位置，则从一对侧壁喷嘴排出的空气能够向下方挤压内容物，因此较大地促进内容物的自重落下。由此，能够进一步容易地从瓦楞纸箱取出内容物。

也可以构成为，具备：三维位置测量器，测量所述瓦楞纸箱的位置；和箱位置确定部，基于所述三维位置测量器测量出的三维位置来确定所述瓦楞纸箱的三维位置。

根据该结构，利用箱位置确定部确定瓦楞纸箱的三维位置，因此能够利用末端执行器准确地保持瓦楞纸箱。

本发明的另一方式(aspect)所涉及的机器人在机器人臂的前端部安装有上述末端执行器中的任一个。

根据该结构，在开包瓦楞纸箱时促进内容物的自重落下，从而能够容易地从瓦楞纸箱取出内容物。

本发明起到提供在使用机器人来开包瓦楞纸箱时促进内容物的自重落下从而能够容易地从瓦楞纸箱取出内容物的末端执行器和安装有它的机器人。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的末端执行器的硬件的结构的主视图。

图2是表示图1的末端执行器的控制系统的结构的框图。

图3是表示利用机器人臂进行的瓦楞纸箱的抬起动作的立体图。

图4是表示保持有瓦楞纸箱的状态的末端执行器的主视图。

图5是表示利用机器人臂进行的瓦楞纸箱的下壁的切割动作的立体图。

图6是表示切割瓦楞纸箱的下壁时的末端执行器的主视图。

图7是表示使内容物从敞开了下壁的瓦楞纸箱落下的状态的末端执行器的主视图。

图8是表示利用机器人臂使内容物从敞开了下壁的瓦楞纸箱落下的动作的立体图。

图9是表示变形例1所涉及的末端执行器中的侧壁喷嘴的结构的剖视图。

图10是表示变形例2所涉及的末端执行器中的穿孔部件的结构的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，以下在所有附图中对相同或者相当的元件标注相同的附图标记，省略其重复的说明。另外，以下的图是用于对本发明进行说明的图，因此存在省略与本发明没有关系的元件的情况、为了夸张等而尺寸不正确的情况，在多个附图中相互对应的元件不一致的情况等。另外，本发明并不限定于以下的实施方式。

(实施方式1)

[方向]

关于空间的方向，图1～图8的上下方向表示空间的上下方向。关于末端执行器10的方向，为了方便，将图1的上下方向称为末端执行器的上下方向，将图1的右方向和左方向分别称为末端执行器10的左方向和右方向。关于瓦楞纸箱33的方向，将图1的上下方向称为瓦楞纸箱33的上下方向，将图1的右方向和左方向分别称为瓦楞纸箱33的左方向和右方向。

[结构]

{硬件的结构}

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的末端执行器的硬件的结构的主视图。此外，在图1、4、6以及7中，为了容易理解而夸张地描绘了一对爪15A、15B、一对侧壁喷嘴16A、16B以及上壁喷嘴19。实际上，它们制作的足够小以便不划伤内容物36。图3是表示利用机器人进行的瓦楞纸箱的抬起动作的立体图。

参照图3，本实施方式的末端执行器10安装于机器人30的机器人臂31的前端部，并用于将设置于侧壁一端的一个以上的折板33b相互封合或者封合于侧壁而构成上壁(一端壁)的瓦楞纸箱33开包。

参照图1和图3，末端执行器10具备：主体部11，安装于机器人臂31的前端部；箱保持部13A、13B、18，设置于主体部11，并通过保持瓦楞纸箱33的下壁以外的部分来保持该瓦楞纸箱；以及穿孔部16A、17A、19，设置于主体部11，并在瓦楞纸箱33的下壁以外的壁穿出贯通孔。

以下，依次对他们的结构具体地进行说明。

＜瓦楞纸箱33＞

参照图3，成为末端执行器10的开包对象的瓦楞纸箱33具有公知的结构。瓦楞纸箱33一般具有长方体状的形状。在本实施方式中，将瓦楞纸箱33的六个壁依据功能而区分为存取内容物的盖壁、是与该壁对置的壁且形成切缝来敞开的底壁、以及将这两个壁连结并包围内容物的侧壁。

然而，本发明需要确定在折板形成切缝来敞开的壁，但取决于内容物，盖壁和底壁中的任一个壁都可能是该应确定的壁。以下，例示底壁为该应确定的壁的方式，但也可以是盖壁为该应确定的壁的方式。

在本发明中，需要包括盖壁和底壁的概念，因此将瓦楞纸箱看作四棱柱状，并使用“端壁”这样的概念作为包括盖壁和底壁的概念。

以下，例示使用盖壁和底壁两者由折板33b构成的一般的瓦楞纸箱33的方式，但也可以是使用仅盖壁由折板33b构成的瓦楞纸箱33，并敞开盖壁的方式。

具体而言，这里，瓦楞纸箱33在主体部33a的四个侧壁的上端和下端分别具有四个折板33。如公知的那样，折叠四个侧壁的下端的四个折板33b并H字状地用粘性带34相互固定和固定于侧壁而构成底壁。而且，例如在使底壁朝向下方，并打开了四个侧壁的上端的四个折板33b的状态下，内容物被压入至瓦楞纸箱33内。之后，如上述那样，折叠这四个侧壁的上端的四个折板33b并H字状地用粘性带34相互固定和固定于侧壁，而构成盖壁。

根据上述的说明清楚可知，瓦楞纸箱33有以盖壁为上地放置的情况和以底壁为上地放置的情况这两种情况，以下，将在放置状态下位于上侧的“端壁”称为“上壁”，将在放置状态下位于下侧的“端壁”称为“下壁”。

此外，折板33b的数量并不特别限定，只要为一个以上即可。另外，封合折板33b的形式并不特别限定。除粘性带34之外，可以例示利用粘合材相互固定或者固定于侧壁的形式、使折板相互卡合或者卡合于侧壁的形式等。

＜内容物36＞

内容物36(参照图4)并不特别限定。但是，本发明起到特有的作用效果的内容物36是在将瓦楞纸箱33敞开的面朝向下方的情况下仅使其自重落下时不从箱出来的那样的内容物36。作为这样的内容物36，例如可以举出比重较小，且在被压入至瓦楞纸箱33内的情况下由于自身的弹性和瓦楞纸箱33的弹性而在自身与瓦楞纸箱33的侧壁之间产生摩擦力那样的内容物。具体而言，可以例示装满了坚果的塑料袋。

＜机器人30＞

机器人30是能够在前端部安装末端执行器10，并使利用末端执行器10保持的瓦楞纸箱33在上下方向上反转的机器人即可。这是因为上壁或者下壁的切割也能够通过使刀具移动来进行。

作为机器人30，例示多关节机器人，但也可以是其他类型的机器人。

机器人30具备机器人臂31、和控制机器人臂31的动作的控制器。这里，使用控制末端执行器10的动作的控制器80作为该控制器。

＜末端执行器10＞

参照图1和图3，这里，末端执行器10具备主体部11、安装部12、一对摆动部件13A、13B、吸附部18、上壁喷嘴19以及三维位置测量器20。

在从左右方向观察时，主体部11形成为具有倒U字状的剖面并沿左右方向延伸的框体(特别是参照图3)。

在该主体部11的中央部，在上方竖立设置有在前端具有凸缘的圆筒状的安装部12。安装部12的中心轴构成末端执行器10的基准轴线AR。末端执行器10以基准轴线AR和机器人臂31的前端部(手臂部)扭转旋转的轴线一致的方式安装于该前端部。另外，如后述那样，末端执行器10利用机器人臂31定位为主体部11与瓦楞纸箱33的上方大致一致，基准轴线AR与瓦楞纸箱33的中心轴大致一致。

在图1中，末端执行器10以基准轴线AR沿上下方向(铅垂方向)延伸的姿势示出。

一对摆动部件13A、13B各自的基端部在与基准轴线AR垂直的规定的方向(这里是左右方向)上分离规定距离L地安装于主体部11。一对摆动部件13A、13B的各个基端部能够绕与基准轴线AR的延伸方向和上述规定方向垂直(正交)的一对转动轴线A1、A2转动地安装于主体部11。分别安装有该一对摆动部件13A、13B的基端部的主体部11的部位在上述规定方向上从主体部11的基准轴线AR离开相互相等的距离。

例如，在从各自的转动轴线A1、A2的延伸方向观察时，一对摆动部件13A、13B形成为具有一对摆动部件13A、13B向相互接近的方向或者侧(以下，称为内方向或者内侧)弯曲的剖面形状的板状。

在一对摆动部件13A、13B的前端分别设置有向内侧突出的爪15A、15B。另外，在一对摆动部件13A、13B的前端部分别设置有向内侧突出的侧壁喷嘴16A、16B。并且，在一对摆动部件13A、13B的内侧的面的较弯曲部靠前端侧的部分分别安装有摩擦部件17A、17B。一对侧壁喷嘴16A、16B分别贯通一对摩擦部件17A、17B。如后述那样，一对侧壁喷嘴16A、16B连接于气压回路70(参照图2)。一对摩擦部件17A、17B是摩擦系数较大的部件即可，作为一对摩擦部件17A、17B，可以例示由橡胶、海绵、砂纸等形成的部件。

一对摆动部件13A、13B的长度和弯曲的程度设定(设计)为，在主体部11位于瓦楞纸箱33的上方的状态(更详细而言，吸附部18吸附瓦楞纸箱33的上表面的中央部的状态)下，例如，一对爪15A、15B分别咬入于瓦楞纸箱33的左右的侧壁的上部，一对侧壁喷嘴16A、16B分别贯通瓦楞纸箱33的左右的侧壁的上部，并且一对摩擦部件17A、17B分别抵接于瓦楞纸箱33的左右的侧壁的上部。

其中，因内容物的状态而异(例如，在内容物较少的情况下)，一对摆动部件13A、13B的长度和弯曲的程度也可以设定(设计)为，在主体部11位于瓦楞纸箱33的上方的状态(更详细而言，吸附部18吸附瓦楞纸箱33的上表面的中央部的状态)下，一对爪15A、15B分别咬入于瓦楞纸箱33的左右的侧壁的任一部分，一对侧壁喷嘴16A、16B分别贯通瓦楞纸箱33的左右的侧壁的任一部分，并且一对摩擦部件17A、17B分别抵接于瓦楞纸箱33的左右的侧壁的任一部分。

在主体部11的下表面设置有吸附部18。吸附部18例如由真空吸附垫构成。吸附部18例如设置为中心轴与基准轴线AR一致。如后述那样，吸附部18连接于加压空气源50(参照图2)。

另外，在主体部11的下表面设置有上壁喷嘴19。上壁喷嘴19沿基准轴线AR的延伸方向延伸，并且由后述的气压缸60(参照图2)在基准轴线AR的延伸方向上进退驱动。上壁喷嘴19在动作位置(前进位置)贯通瓦楞纸箱的上壁(这里是盖壁)，在待机位置(后退位置)被进退驱动为从上壁分离。

并且，在主体部11的侧部设置有测量瓦楞纸箱33的三维位置的三维位置测量器20。三维位置测量器20例如由三维视觉照相机构成。

{控制系统的结构}

图2是表示本实施方式的末端执行器10的控制系统的结构的框图。参照图1和图2，末端执行器10具备气压回路70。该气压回路70连接于加压空气源50。这里，加压空气源50设置于末端执行器10的外部。当然，也可以在末端执行器10设置加压空气源50。加压空气源50例如由空气泵构成。

在加压空气源50并联地连接有第1～第5控制阀51～55。在第1控制阀51连接有第1气压缸56。在第1气压缸56的活塞杆56a经由规定的动力传递机构分别连接有一对摆动部件13A、13B的基端部。若第1控制阀51将加压空气的供给对象在第1气压缸56的一对空气供给口56b、56c之间切换，与此对应地第1气压缸56的活塞杆56a进退，与此对应地一对摆动部件13A、13B开闭地摆动。

在第2控制阀52连接有负压发生器57。负压发生器57是使用加压空气来产生负压的机器，一般称为真空发生器(喷射器)。作为负压发生器57，例示妙德真空发生器(CONVUM，注册商标)。在负压发生器57连接有吸附部18。若第2控制阀52向负压发生器57供给加压空气和停止供给加压空气，则与此对应地负压发生器57向吸附部18供给负压和停止供给负压，与此对应地吸附部18吸引外部的空气和停止吸引外部的空气。

在第3控制阀53连接有一对侧壁喷嘴16A、16B。若第3控制阀53对一对侧壁喷嘴16A、16B供给加压空气和停止供给加压空气，则与此对应地一对侧壁喷嘴16A、16B排出加压空气和停止排出加压空气。

在第4控制阀54连接有负压发生器58，在负压发生器58连接有第6控制阀59的输入侧。作为负压发生器58，例示妙德真空发生器(CONVUM，登录商标)。另外，第6控制阀59的输入侧连接于第3控制阀53。而且，在第6控制阀59的输出侧连接有上壁喷嘴19。第6控制阀59将上壁喷嘴19的连接对象在负压发生器58与第3控制阀53之间切换。

在第6控制阀59将上壁喷嘴19连接于第3控制阀53的状态下，若第3控制阀53对上壁喷嘴19供给加压空气和停止供给加压空气，则与此对应地上壁喷嘴19排出加压空气和停止排出加压空气。

在第6控制阀59将上壁喷嘴19连接于负压发生器58的状态下，若第4控制阀54向负压发生器58供给加压空气和停止供给加压空气，则与此对应地负压发生器58对上壁喷嘴19供给负压和停止供给负压，与此对应地上壁喷嘴19吸引外部的空气和停止吸引外部的空气。

在第5控制阀55连接有第2气压缸60。在第2气压缸60的活塞杆60a经由规定的动力传递机构连接有上壁喷嘴19。若第5控制阀55将加压空气的供给对象在第2气压缸60的一对空气供给口60b、60c之间切换，与此对应地第2气压缸60的活塞杆60a进退，与此对应地上壁喷嘴19如上述那样进退。

第1～第6控制阀51～55、59、第1～第2气压缸56、60以及负压发生器57、58设置于末端执行器10的主体部11。

控制器80由进行集中控制的单独控制器或者进行分散控制的多个控制器构成。这里，控制器80由进行集中控制的单独控制器构成。控制器80例如具备处理器和存储器。控制器80通过处理器读出并执行存储器所储存的规定的动作程序，来控制末端执行器10和机器人臂31的动作。具体而言，控制器80例如由微型控制器、MPU、FPGA(Field ProgrammableGate Array)、PLC(Programmable Logic Controller)、逻辑电路等构成。

具体而言，控制器80控制第1～第6控制阀51～55、59的动作，从而控制一对摆动部件13A、13B、吸附部18、一对侧壁喷嘴16A、16B以及上壁喷嘴19的动作。另外，这里，控制器80兼作机器人控制器，控制机器人臂31的动作。因此，机器人臂31和控制器80构成机器人30。

控制器80还控制三维位置测量器20的动作，并且基于三维位置测量器20所测量出的三维位置来确定瓦楞纸箱33的三维位置。因此，三维位置测量器20和控制器80构成箱位置确定部。

控制器80例如设置于机器人臂31的基台(未图示)。但控制器80的设置部位并不特别限定。

[动作]

接下来，对如以上那样构成的末端执行器10和在前端部安装有末端执行器10的机器人臂31的动作进行说明。这些动作通过控制器80控制末端执行器10和机器人臂31来进行。

图3是表示利用机器人臂31进行的瓦楞纸箱33的抬起动作的立体图。图4是表示保持有瓦楞纸箱33的状态的末端执行器10的主视图。图5是表示利用机器人臂31进行的切割瓦楞纸箱33的下壁的动作的立体图。图6是表示切割瓦楞纸箱33的下壁时的末端执行器10的主视图。图7是表示使内容物36从敞开了下壁的瓦楞纸箱33落下的状态的末端执行器10的主视图。图8是表示利用机器人臂31使内容物从敞开了下壁的瓦楞纸箱33落下的动作的立体图。

参照图3，在机器人臂31的前端部安装有末端执行器10。另一方面，在托盘(未图示)之上堆积有多个瓦楞纸箱33。附图标记39表示该堆积的瓦楞纸箱的堆。在瓦楞纸箱33例如压入多个装满了坚果的塑料袋，并用带34封合上下的折板33b而构成盖壁和底壁。瓦楞纸箱33盖壁朝向上地堆积。

参照图1～图4，利用三维位置测量器20和控制器80，确定堆积的瓦楞纸箱33的堆39的最上层的一个瓦楞纸箱33的位置，机器人臂31使末端执行器10的主体部12位于该瓦楞纸箱33的上表面的中央部。

接下来，末端执行器10的吸附部18吸附瓦楞纸箱33的上表面。此时，上壁喷嘴19贯通瓦楞纸箱33的上壁(盖壁)前进至动作位置。

接下来，机器人臂31将瓦楞纸箱33抬起到规定的高度。在该状态下，末端执行器10的一对摆动部件13A、13B闭合地摆动。由此，一对爪15A、15B分别咬入于瓦楞纸箱33的一对侧壁的上部，并且一对摩擦部件17A、17B分别按压于瓦楞纸箱33的一对侧壁的上部。由此，瓦楞纸箱33由一对摆动部件13A、13B牢牢地把持。另外，此时，一对侧壁喷嘴16A、16B分别贯通瓦楞纸箱33的一对侧壁的上部前进至动作位置。在该状态下，瓦楞纸箱33的内容物36向瓦楞纸箱33的下方移动。

接下来，参照图5和图6，机器人臂31使瓦楞纸箱33反转以使得下壁(底壁)朝向上。此时，上壁喷嘴吸引瓦楞纸箱33的内部的空气。由此，向位于瓦楞纸箱33的上侧的下壁的方向移动了的内容物36由于该吸引和自重而向位于瓦楞纸箱33的下侧的上壁移动，在瓦楞纸箱33的下壁与内容物36之间形成足够后述的切割的间隙。

另一方面，在该作业环境，配置有刀具41。刀具41能够在瓦楞纸箱33的折板33b形成切缝即可，其构造并不特别限定。这里，对于刀具41，刀具41固定于适当的支承部件42。

机器人臂31边使瓦楞纸箱33移动，边在瓦楞纸箱33的下壁(底壁)的折板的接合部的带34(以及折板33b和下壁)形成切缝。此外，在图5中，仅示出在下壁的短边方向的中央部沿长边方向延伸地粘贴的带34，省略其他带的图示。当然，在粘贴于下壁的其他带(和折板33b以及下壁)也形成切缝。由此，敞开瓦楞纸箱33的下壁。此时，在瓦楞纸箱33中，在内容物36与下壁之间形成有足够的间隙，因此能够不划伤内容物36地在下壁形成切缝。

接下来，参照图7和图8，机器人臂31将瓦楞纸箱33例如搬运到搬运输送机43的上方，并使其反转以使得下壁朝下。

此时，在末端执行器10中，上壁喷嘴19停止吸引空气而排出加压空气。另外，一对侧壁喷嘴16A、16B排出加压空气。

由此，利用从上壁喷嘴19排出的加压空气来向下方挤压内容物36。另外，利用从一对侧壁喷嘴16A、16B排出的加压空气来降低内容物36与一对侧壁之间的摩擦力。另外，若内容物36滑落至较一对侧壁喷嘴16A、16B靠下方，则从一对侧壁喷嘴16A、16B排出的空气向下方挤压内容物36。利用这些作用来较大地促进内容物36的自重落下。

其结果是，内容物36顺畅地落下至搬运输送机43上。

如以上说明的那样，根据本实施方式，能够容易地从瓦楞纸箱33取出内容物36。

[变形例1]

图9是表示变形例1所涉及的末端执行器10中的左侧壁喷嘴26A的结构的剖视图。参照图1和图9，本变形例1在末端执行器10取代图1的一对侧壁喷嘴16A、16B而具备图9的左侧壁喷嘴26A和与左侧壁喷嘴26A相同地构成的右侧壁喷嘴(未图示)、并且取代图1的上壁喷嘴19而具备与左侧壁喷嘴26A相同地构成的上壁喷嘴(未图示)的这一点，与图1的末端执行器10不同，除此以外的结构与图1的末端执行器10相同。以下，对该不同点进行说明。

参照图9，在本变形例中，在左侧的摆动部件13A设置有左侧壁喷嘴26A。左侧壁喷嘴26A形成为前端部尖的圆筒状。在左侧壁喷嘴26A的前端部设置有多个贯通孔27A。另外，敞开左侧壁喷嘴26A的基端。在右侧的摆动部件13B设置有与左侧壁喷嘴26A相同地构成的右侧壁喷嘴。

另外，参照图1，在主体部11取代上壁喷嘴19而设置有与左侧壁喷嘴26A相同地构成的上壁喷嘴(未图示)。该上壁喷嘴与图1的上壁喷嘴19相同地由第2气压缸60进退驱动。

在这样构成的本变形例中，若一对摆动部件13A、13B以闭合的方式摆动，则左侧壁喷嘴26A和右侧壁喷嘴贯通瓦楞纸箱33的主体部33a的一对侧壁而穿出孔38。另外，若上壁喷嘴被驱动为前进至动作位置，上壁喷嘴贯通瓦楞纸箱33的主体部33a的上壁而穿出孔。由此，瓦楞纸箱33的内部经由左侧壁喷嘴26A、右侧壁喷嘴以及上壁喷嘴连通至外部。

因此，在利用图7所示机器人臂31反转瓦楞纸箱33以使得敞开的下壁朝向下方的情况下，瓦楞纸箱33的内容物36因自重而落下，即使在滑落到中途的内容物36与上壁之间产生间隙，外部的空气也经由左侧壁喷嘴26A、右侧壁喷嘴以及上壁喷嘴供给至该间隙，因此抑制该间隙变为负压，并促进内容物36的自重落下。由此，能够容易地从瓦楞纸箱33取出内容物36。

[变形例2]

图10是表示变形例2所涉及的末端执行器10中的穿孔部件22的结构的剖视图。参照图1和图10，本变形例2在末端执行器10取代图1的一对侧壁喷嘴16A、16B和上壁喷嘴19而具备图9的穿孔部件22的这一点，与图1的末端执行器10不同，除此以外的结构与图1的末端执行器10相同。以下，对该不同点进行说明。

参照图10，穿孔部件22形成为前端尖的圆柱状。该穿孔部件22借助连接于气压回路70的气压缸(未图示)在动作位置(前进位置)与待机位置(后退位置)之间进退驱动。若穿孔部件22被驱动为前进至动作位置，则贯通瓦楞纸箱33的主体部33a的一对侧壁或者上壁而穿出孔38。之后，若穿孔部件22被驱动为后退至待机位置，则瓦楞纸箱33的内部利用孔38连通至外部。

在图1的末端执行器10中，取代一对侧壁喷嘴16A、16B和上壁喷嘴19而设置该穿孔部件22。

在这样构成的本变形例子中，若一对摆动部件13A、13B以闭合的方式摆动，则设置于他们的一对穿孔部件被进退驱动而在瓦楞纸箱33的主体部33a的一对侧壁穿出孔38。另外，设置于主体部12的下表面的穿孔部件22被进退驱动而在瓦楞纸箱33的主体部33a的上壁穿出孔38。由此，瓦楞纸箱33的内部连通至外部。

因此，在如图7所示地利用机器人臂31反转瓦楞纸箱33以使得敞开的下壁朝向下方的情况下，瓦楞纸箱33的内容物36因自重而落下，即使在滑落到中途的内容物36与上壁之间产生间隙，外部的空气也经由孔38供给至该间隙，因此抑制该间隙变为负压，并促进内容物36的自重落下。由此，能够容易地从瓦楞纸箱33取出内容物36。

(其他的实施方式)

在上述实施方式中，箱保持部具备上壁保持部(18)和一对侧壁保持部(13A、13B)，但也可以具备其中一个。

另外，在上述实施方式中例示了堆积瓦楞纸箱33的情况，但瓦楞纸箱33的载置方式并不限定于此。例如，瓦楞纸箱也可以在1列堆积多个。在这样的情况下，也可以省略上壁保持部(18)。

另外，末端执行器10保持瓦楞纸箱33的方向并不特别限定。例如，在将盖壁设为横向或者向下地载置瓦楞纸箱33的情况下，末端执行器10从侧方或者下方保持瓦楞纸箱33即可。总之，末端执行器10使主体部11邻接于瓦楞纸箱33的与应敞开的端壁相反的一侧的端壁来保持瓦楞纸箱33即可。

另外，箱保持部支承瓦楞纸箱33的应敞开的端壁以外的部分来保持瓦楞纸箱33即可，例如，也可以保持瓦楞纸箱33的棱部或者角部。

在上述实施方式中，作为上壁保持部而例示了吸附部18，但上壁保持部能够支承并保持瓦楞纸箱33的上壁即可。例如，上壁保持部也可以具备能够咬入上壁来支承瓦楞纸箱33那样的爪。

在上述实施方式中，例示了侧壁保持部由一对摆动部件13A、13B构成的方式，但侧壁保持部能够支承侧壁来保持瓦楞纸箱33即可。例如，侧壁保持部也可以构成为沿左右方向进退来夹持一对侧壁。

在上述实施方式中，例示了具备一对侧壁喷嘴16A、16B和上壁喷嘴19两者的方式，但也可以具备其中一者。这对于变形例1的一对侧壁喷嘴和上壁喷嘴、以及变形例2的穿孔部件22也相同。

另外，在上述实施方式中，末端执行器的可动元件(13A、13B、19)用加压空气源50驱动，但该可动元件的动力源并不限定于此。例如，该可动元件(13A、13B、19)也可以由马达驱动。

另外，在上述实施方式中，也可以省略三维位置测量器20。

根据上述说明，对本领域技术人员而言，可清楚知道较多的改进、其他实施方式。因此，上述说明仅作为例示而进行解释。

工业上的可利用性

本发明的末端执行器和机器人作为在使用机器人来开包瓦楞纸箱时促进内容物的自重落下从而能够容易地从瓦楞纸箱取出内容物的末端执行器和安装有它的机器人而适用。

附图标记说明

10…末端执行器；11…主体部；12…安装部；13A、13B…摆动部件；15A、15B…爪；16A、16B…侧壁喷嘴；17A、17B…摩擦部件；18…吸附部；19…上壁喷嘴；20…三维位置测量器；22…穿孔部件；26A…左侧壁喷嘴；30…机器人；31…机器人臂；33…瓦楞纸箱；33a…主体部；33b…折板；34…带；36…内容物；41…刀具；42…支承部件；50…加压空气源；51～55…第1～第5控制阀；56…第1气压缸；57、58…负压发生器；59…第6控制阀；60…第2气压缸；70…气压回路；80…控制器；A1、A2…转动轴线；AR…基准轴线；L…规定距离。

Claims (9)

1.一种末端执行器，安装于机器人臂的前端部，并用于将设置于侧壁一端的一个以上的折板相互封合或者封合于所述侧壁而构成一端壁的瓦楞纸箱开包，其特征在于，具备：

主体部，安装于所述机器人臂的前端部；

箱保持部，设置于所述主体部，通过保持所述瓦楞纸箱的所述一端壁以外的部分来保持该瓦楞纸箱；以及

穿孔部，设置于所述主体部，并在所述瓦楞纸箱的所述一端壁以外的壁穿出贯通孔。

2.根据权利要求1所述的末端执行器，其特征在于，

所述箱保持部具备：端壁保持部，保持所述瓦楞纸箱的另一端壁；和一对侧壁保持部，保持所述瓦楞纸箱的相互对置的一对侧壁，

所述穿孔部构成为在所述瓦楞纸箱的另一端壁和/或侧壁穿出贯通孔。

3.根据权利要求2所述的末端执行器，其特征在于，

所述端壁保持部是吸附所述瓦楞纸箱的另一端壁的吸附部。

4.根据权利要求2或3所述的末端执行器，其特征在于，

所述一对侧壁保持部具备分别具有爪和/或摩擦部件的一对摆动部件，

所述一对摆动部件构成为，在所述主体部位于所述瓦楞纸箱的另一端壁的上方的情况下，分别以所述主体部的位于所述一对侧壁的上方的部位为中心地摆动而使所述爪咬入所述一对侧壁和/或将所述摩擦部件按压于所述一对侧壁，从而把持该瓦楞纸箱。

5.根据权利要求2所述的末端执行器，其特征在于，

所述穿孔部具备：喷嘴，至少排出加压空气；和喷嘴移动机构，使所述喷嘴在所述喷嘴贯通所述瓦楞纸箱的另一端壁或者侧壁的动作位置、与所述喷嘴从所述瓦楞纸箱的另一端壁或者侧壁分离的待机位置之间移动。

6.根据权利要求5所述的末端执行器，其特征在于，

所述喷嘴是吸引空气并排出加压空气的端壁喷嘴，

所述喷嘴移动机构是使所述喷嘴在所述端壁喷嘴贯通所述瓦楞纸箱的另一端壁的动作位置、与所述喷嘴从所述瓦楞纸箱的另一端壁分离的待机位置之间移动的端壁喷嘴移动机构。

7.根据权利要求6所述的末端执行器，其特征在于，

所述一对侧壁保持部具备分别具有爪和/或摩擦部件的一对摆动部件，

所述一对摆动部件构成为，在所述主体部位于所述瓦楞纸箱的上方的情况下，分别以所述主体部的位于所述一对侧壁的上方的部位为中心地摆动而使所述爪咬入所述一对侧壁和/或将所述摩擦部件按压于所述一对侧壁，从而把持该瓦楞纸箱，

所述一对摆动部件构成所述喷嘴移动机构，

所述喷嘴是排出加压空气的一对侧壁喷嘴，

所述一对侧壁喷嘴以如下的方式设置于所述一对摆动部件：在所述一对摆动部件摆动以便把持所述瓦楞纸箱的情况下贯通该瓦楞纸箱的所述一对侧壁，在所述一对摆动部件摆动以便敞开所述瓦楞纸箱的情况下从该瓦楞纸箱的所述一对侧壁分离。

8.根据权利要求1～7中的任一项所述的末端执行器，其特征在于，具备：

三维位置测量器，测量所述瓦楞纸箱的位置；和箱位置确定部，基于所述三维位置测量器测量出的三维位置来确定所述瓦楞纸箱的三维位置。

9.一种机器人，其特征在于，

在机器人臂的前端部安装有权利要求1～8中的任一项所述的末端执行器。

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