JP2014124798A

JP2014124798A - ロボットシステムおよびロボット

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Publication number: JP2014124798A
Application number: JP2012281515A
Authority: JP
Inventors: Toru Akama; 達赤間; Akira Takeno; 亮竹野
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2012-12-25
Filing date: 2012-12-25
Publication date: 2014-07-07
Anticipated expiration: 2032-12-25
Also published as: JP5545357B2; US20140179501A1; EP2749383A1; CN103895038B; CN103895038A

Abstract

【課題】異なるサイズの箱材を組み立てる場合でも、ユーザの作業負担が増加するのを抑制することが可能なロボットシステムおよびロボットを提供する。
【解決手段】このロボットシステム１００は、箱材８を吸着するハンド２と、ハンド２が取り付けられ、ハンド２に吸着された箱材８をＸ方向に移動させながら箱材８の組立を行うロボット本体１とを含むロボットと、固定的に設置され、ロボット本体１により移動される箱材８の内側フラップ部およびが当接されることにより、内側フラップ部およびが底面または上面を構成するように折り曲げられる第１折曲部材４と、固定的に設置され、ロボット本体１により移動される箱材８の外側フラップ部およびが当接されることにより、外側フラップ部およびが底面または上面を構成するように折り曲げられる第２折曲部材５とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、ロボットシステムおよびロボットに関し、特に、箱材の組立を行うロボットシステムおよびロボットに関する。

従来、箱材の組立を行う製函機が知られている（たとえば、特許文献１参照）。上記特許文献１には、箱材の底面となる内フラップ（内側フラップ部）を折り込む内フラップ折込み装置と、箱材の内フラップの外側に配置されて底面となる外フラップ（外側フラップ部）を折り込む外フラップ折込み装置とを備える製函機が開示されている。この製函機は、内フラップ折込み装置および外フラップ折込み装置を、箱材のサイズに対応するようにそれぞれ調整することによって、異なるサイズの箱材を組み立てることが可能に構成されていると考えられる。

特開平６−６４０７２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の製函機は、内フラップ折込み装置および外フラップ折込み装置を、箱材のサイズに対応するようにそれぞれ調整することによって、異なるサイズの箱材を組み立てることが可能に構成されているため、箱材のサイズごとに、内フラップ折込み装置および外フラップ折込み装置をユーザが調整する必要があり、ユーザの作業負担が増加するという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、異なるサイズの箱材を組み立てる場合でも、ユーザの作業負担が増加するのを抑制することが可能なロボットシステムおよびロボットを提供することである。

上記目的を達成するために、第１の局面によるロボットシステムは、箱材を吸着するハンドと、ハンドが取り付けられ、ハンドに吸着された箱材を所定の方向に移動させながら箱材の組立を行うロボット本体とを含むロボットと、固定的に設置され、ロボット本体により移動される箱材の底面または上面となる内側フラップ部が当接されることにより、内側フラップ部が底面または上面を構成するように折り曲げられる第１折曲部材と、固定的に設置され、ロボット本体により移動される箱材の内側フラップ部の外側に配置されて底面または上面となる外側フラップ部が当接されることにより、外側フラップ部が底面または上面を構成するように折り曲げられる第２折曲部材とを備える。

この第１の局面によるロボットシステムでは、上記のように、ロボット本体により所定の方向に移動される箱材の底面または上面となる内側フラップ部が当接されることにより、内側フラップ部が底面または上面を構成するように折り曲げられる第１折曲部材と、固定的に設置され、ロボット本体により所定の方向に移動される箱材の内側フラップ部の外側に配置されて底面または上面となる外側フラップ部が当接されることにより、外側フラップ部が底面または上面を構成するように折り曲げられる第２折曲部材とを設けることによって、箱材のサイズが異なる場合でも、箱材のサイズに応じてロボットを移動させることにより、箱材を第１折曲部材および第２折曲部材に当接させることができるので、ユーザが第１折曲部材および第２折曲部材を調整することなく、異なるサイズの箱材を組み立てることができる。これにより、ユーザの作業負担が増加するのを抑制することができる。

第２の局面によるロボットは、箱材を吸着するハンドと、ハンドが取り付けられ、ハンドに吸着された箱材を所定の方向に移動させながら箱材の組立を行うロボット本体とを備え、ロボット本体は、固定的に設置された第１折曲部材に、箱材の底面または上面となる内側フラップ部を当接させることにより、内側フラップ部を底面または上面を構成するように折り曲げるとともに、固定的に設置された第２折曲部材に、箱材の内側フラップ部の外側に配置されて底面または上面となる外側フラップ部を当接させることにより、外側フラップ部を底面または上面を構成するように折り曲げるように構成されている。

この第２の局面によるロボットでは、ロボット本体を、固定的に設置された第１折曲部材に、箱材の底面または上面となる内側フラップ部を当接させることにより、内側フラップ部を底面または上面を構成するように折り曲げるとともに、固定的に設置された第２折曲部材に、箱材の内側フラップ部の外側に配置されて底面または上面となる外側フラップ部を当接させることにより、外側フラップ部を底面または上面を構成するように折り曲げるように構成することによって、箱材のサイズが異なる場合でも、箱材のサイズに応じてロボットを移動させることにより、箱材を第１折曲部材および第２折曲部材に当接させることができるので、ユーザが第１折曲部材および第２折曲部材を調整することなく、異なるサイズの箱材を組み立てることができる。これにより、ユーザの作業負担が増加するのを抑制することが可能なロボットを提供することができる。

上記のように構成することによって、異なるサイズの箱材を組み立てる場合でも、ユーザの作業負担が増加するのを抑制することができる。

一実施形態によるロボットシステムのロボットの全体構成を示した斜視図である。一実施形態によるロボットシステムのロボットのハンドを示した斜視図である。一実施形態によるロボットシステムの全体を示した側面図である。一実施形態によるロボットシステムの全体を示した斜視図である。一実施形態によるロボットシステムのロボットの箱材を吸着する動作を示した斜視図である。一実施形態によるロボットシステムのロボットの箱材を起こす動作を示した斜視図である。一実施形態によるロボットシステムのロボットの箱材の一方の内側フラップ部を折り曲げる動作を示した斜視図である。一実施形態によるロボットシステムのロボットの箱材の他方の内側フラップ部を折り曲げる動作を示した斜視図である。一実施形態によるロボットシステムのロボットの箱材の外側フラップ部を折り曲げる動作の前の状態を示した斜視図である。一実施形態によるロボットシステムのロボットの箱材の外側フラップ部を折り曲げる動作の途中の状態を示した斜視図である。一実施形態によるロボットシステムのロボットの箱材の外側フラップ部を折り曲げる動作の後の状態を示した斜視図である。

以下、本実施形態を図面に基づいて説明する。

まず、図１〜図４を参照して、本実施形態のロボットシステム１００の構成について説明する。

図１に示すように、ロボットシステム１００は、ロボット本体１と、ロボット本体１に取り付けられたハンド２とを含むロボットと、ロボット本体１およびハンド２の動作の制御を行うロボットコントローラ３とを備えている。また、ロボットシステム１００は、図３および図４に示すように、第１折曲部材４と、第２折曲部材５と、箱材保持部６と、箱材位置決め部７とを備えている。また、ロボットシステム１００は、箱材８をＸ方向に移動させながら箱材８の組立を行うように構成されている。なお、Ｘ方向は、「所定の方向」の一例である。

箱材８は、たとえば、段ボール紙により構成されている。また、箱材８は、略直方体形状に組み立てられるように構成されている。また、箱材８は、長手方向の側面を構成する一対の側面部８１（図６参照）と、短手方向の側面を構成する一対の側面部８２（図６参照）と、底面（上面）を構成する内側フラップ部８３ａおよび８３ｂと、内側フラップ部８３ａおよび８３ｂの外側から覆うように折り曲げられ、底面（上面）を構成する外側フラップ部８４ａおよび８４ｂとを含む。なお、側面部８１および側面部８２は、それぞれ、「第１側面」および「第２側面」の一例である。

図１に示すように、ロボット本体１は、垂直多関節ロボットからなる。ロボット本体１の先端には、箱材８を吸着するハンド２が取り付けられている。また、ロボット本体１は、基台１１と、基台１１に取り付けられるロボットアーム１２とを含む。ロボットアーム１２は、６自由度を有して構成されている。また、ロボット本体１は、ハンド２に吸着された箱材８をＸ方向に移動させながら箱材８の組立を行うように構成されている。

具体的には、ロボット本体１は、固定的に設置された第１折曲部材４に、箱材８の底面または上面となる内側フラップ部８３ａおよび８３ｂを当接させることにより、内側フラップ部８３ａおよび８３ｂを底面または上面を構成するように折り曲げるとともに、固定的に設置された第２折曲部材５に、箱材８の内側フラップ部８３ａおよび８３ｂの外側に配置されて底面または上面となる外側フラップ部８４ａおよび８４ｂを当接させることにより、外側フラップ部８４ａおよび８４ｂを底面または上面を構成するように折り曲げるように構成されている。なお、ロボット本体１の詳細な動作については後述する。

ロボットアーム１２は、複数のアーム構造体を有しており、ロボット本体１の設置面に対して垂直な回転軸Ａ１まわりにアーム構造体１２ａが基台１１に対して回転可能に連結されている。アーム構造体１２ｂは、回転軸Ａ１に対して垂直な回転軸Ａ２まわりに回転可能にアーム構造体１２ａに連結されている。アーム構造体１２ｃは、回転軸Ａ２に対して平行な回転軸Ａ３まわりに回転可能にアーム構造体１２ｂに連結されている。アーム構造体１２ｄは、回転軸Ａ３に対して垂直な回転軸Ａ４まわりに回転可能にアーム構造体１２ｃに連結されている。アーム構造体１２ｅは、回転軸Ａ４に対して垂直な回転軸Ａ５まわりに回転可能にアーム構造体１２ｄに連結されている。アーム構造体１２ｆは、回転軸Ａ５に対して垂直な回転軸Ａ６まわりに回転可能にアーム構造体１２ｅに連結されている。なお、ここでいう「平行」「垂直」は、厳密な意味の「平行」および「垂直」だけでなく、「平行」および「垂直」から少しずれているものも含む広い意味である。各回転軸Ａ１〜Ａ６にはそれぞれサーボモータ（関節）が設けられており、各サーボモータは、それぞれの回転位置を検出するエンコーダを有している。各サーボモータは、ロボットコントローラ３に接続されており、ロボットコントローラ３の指令に基づいて各サーボモータが動作するように構成されている。

図２に示すように、ハンド２は、箱材８を吸着するように構成されている。また、ハンド２は、ロボットアーム１２のアーム構造体１２ｆに取り付けられている。また、ハンド２は、箱材８の側面部８１を吸着する吸着部２１ａと、側面部８１に隣接する側面部８２を吸着する吸着部２２ａとを含む。吸着部２１ａは、アーム構造体１２ｆに連結された略矩形形状のフレーム２１に４つ配置されている。また、吸着部２１ａは、負圧により、箱材８を吸着するように構成されている。

吸着部２２ａは、回動軸Ｂ１まわりに回動可能にフレーム２１に連結されたアーム部２２の先端に配置されている。また、吸着部２２ａは、エアシリンダ２２ｂにより、回動軸Ｂ１まわりに回動されるように構成されている。つまり、吸着部２２ａは、吸着部２１ａによる箱材８の吸着の際に干渉しないように退避する退避位置（図４参照）と、箱材８の側面部８２を吸着する吸着位置（図２参照）とに、吸着部２１ａに対して相対移動可能に構成されている。また、吸着部２２ａは、負圧により、箱材８を吸着するように構成されている。

ロボットコントローラ３は、ロボット本体１（ロボットシステム１００）の全体の動作を制御するように構成されている。

ここで、本実施形態では、図３および図４に示すように、第１折曲部材４は、フレーム９に固定的に設置されている。また、第１折曲部材４は、フレーム９のＹ方向における略中央に配置され、Ｘ方向に延びるように形成されている。また、第１折曲部材４は、ロボット本体１により移動される箱材８の底面または上面となる内側フラップ部８３ａおよび８３ｂが当接されることにより、内側フラップ部８３ａおよび８３ｂが底面または上面を構成するように折り曲げられるように（内側に折り曲げられるように）設置されている。

第１折曲部材４は、突出部４１と、スライドガイド部４２とを含む。第１折曲部材４の突出部４１およびスライドガイド部４２は、それぞれ、金属製（たとえば、アルミニウム材）の矩形断面の棒材により形成されている。突出部４１は、スライドガイド部４２から上方に突出するように形成されている。詳細には、突出部４１は、スライドガイド部４２のＸ２方向側に配置されている。また、突出部４１は、Ｘ２方向側の斜め上方に向かって延びるように形成されている。スライドガイド部４２は、箱材８の内側フラップ部８３ａおよび８３ｂが当接されてスライドされる平坦面形状の上面（スライド面）を有するとともに、Ｘ方向に沿って延びるように形成されている。なお、Ｘ２方向は、「第１方向」の一例である。

また、本実施形態では、第２折曲部材５は、フレーム９に固定的に設置されている。また、第２折曲部材５は、ロボット本体１により移動される箱材８の底面または上面となる外側フラップ部８４ａおよび８４ｂが当接されることにより、外側フラップ部８４ａおよび８４ｂが底面または上面を構成するように折り曲げられるように（内側に折り曲げられるように）設置されている。また、第２折曲部材５も、第１折曲部材４と同様、金属製（たとえば、アルミニウム材）の矩形断面の棒材により形成されている。

第２折曲部材５は、一対のスライドガイド部５１および５２により構成されており、一対のスライドガイド部５１および５２は、Ｘ１方向に向かって互いの間隔が徐々に小さくなるように配置されている。つまり、一対のスライドガイド部５１および５２は、Ｘ２方向側の間隔が、Ｘ１方向側の間隔に比べて広くなるように配置されている。また、一対のスライドガイド部５１および５２は、第１折曲部材４に対してＸ１方向側に隣接して配置されている。なお、Ｘ１方向は、「第２方向」の一例である。

また、一対のスライドガイド部５１および５２は、図３に示すように、第１折曲部材４に対して、側面視において（Ｙ方向から見て）、Ｘ１方向に向かって上方（Ｚ１方向）に傾斜するように形成されている。具体的には、一対のスライドガイド部５１および５２は、第１折曲部材４側（Ｘ２方向側）の端部が、Ｘ１方向側の端部よりも低い位置（Ｚ２方向側）に配置されている。また、一対のスライドガイド部５１および５２は、側面視において（Ｙ方向から見て）、第１折曲部材４に対してＸ２方向側においてオーバーラップするように配置されている。

箱材保持部６は、図３および図４に示すように、箱材位置決め部７により、Ｘ２方向でかつＹ１方向の角部が位置決めされた箱材８を下方（Ｚ２方向）から吸着して保持するように構成されている。具体的には、箱材保持部６は、吸着部６ａを含み、吸着部６ａは、ハンド２により吸着される箱材８の反対側の面（下側の面）を吸着するように構成されている。

次に、図４〜図１１を参照して、本実施形態によるロボットシステム１００の箱材８の組立動作について説明する。なお、箱材８を組み立てる際に、ロボットシステム１００は、プログラムから箱材８のサイズおよび形状を取得し、箱材８のサイズおよび形状に対応した組立動作がロボット本体１により行われる。

まず、図４に示すように、箱材８が箱材位置決め部７により位置決めされて載置されると、箱材保持部６により、箱材８が下側（Ｚ２方向側）から吸着される。そして、図５に示すように、ロボット本体１の先端に取り付けられたハンド２により、箱材８が上側（Ｚ１方向側）から吸着される。この際、ハンド２の吸着部２１ａにより、箱材８の側面部８１が吸着される。このとき、ハンド２の吸着部２２ａは、吸着部２１ａおよび箱材８に干渉しないように退避位置に位置する。

図６に示すように、箱材保持部６により箱材８を吸着した状態で、ロボット本体１により、箱材８が引き上げられて起こされる。つまり、ロボット本体１により、吸着部２１ａに吸着された箱材８の側面部８１が引き上げられて側面部８２が側面部８１に対して略垂直になるように起こされる。これにより、箱材８が筒状の直方体形状になる。その後、吸着部２１ａに対して吸着部２２ａが側面部８２を吸着する吸着位置に相対移動されて、側面部８２が吸着される。そして、ロボット本体１は、側面部８１を吸着部２１ａにより吸着し、側面部８２を吸着部２２ａにより吸着して、側面部８２が側面部８１に対して略垂直になるよう保持した状態で、箱材８の組立を行うために箱材８をＸ方向に移動させる。

次に、図７に示すように、ロボット本体１は、アーム１２を移動させることにより、箱材８の内側フラップ部８３ａの略中央を、Ｘ方向に沿って延びる第１折曲部材４に当接させた後、箱材８をＸ方向に移動させることにより、内側フラップ部８３ａを折り曲げる。具体的には、ロボット本体１は、箱材８をＸ１方向に移動させて、箱材８のＸ１方向側の内側フラップ部８３ａを第１折曲部材４の突出部４１に当接させて内側フラップ部８３ａを内側（Ｘ２方向側）に折り曲げる。この際、ロボット本体１は、箱材８を傾斜させながら（Ｘ方向に対して傾斜させた状態で）Ｘ１方向に移動させて、箱材８のＸ１方向側の内側フラップ部８３ａを第１折曲部材４の突出部４１にＸ２方向側から当接させて内側フラップ部８３ａを底面を構成するように折り曲げる。また、ロボット本体１は、箱材８の内側フラップ部８３ａを第１折曲部材４のスライドガイド部４２に当接させてＸ１方向にスライドさせることにより、内側フラップ部８３ａをさらに折り曲げる。

次に、図８に示すように、ロボット本体１は、箱材８の内側フラップ部８３ｂの略中央を、Ｘ方向に沿って延びる第１折曲部材４に当接させて、箱材８をＸ方向に移動させることにより、内側フラップ部８３ｂを折り曲げる。具体的には、ロボット本体１は、箱材８をＸ２方向に移動させて、Ｘ２方向側の内側フラップ部８３ｂを第１折曲部材４の突出部４１に当接させて内側フラップ部８３ｂを内側（Ｘ１方向側）に折り曲げる。この際、ロボット本体１は、箱材８を傾斜させながら（Ｘ方向に対して傾斜させた状態で）Ｘ２方向に移動させて、Ｘ２方向側の内側フラップ部８３ｂを第１折曲部材４の突出部４１にＸ１方向側から当接させて内側フラップ部８３ｂを底面を構成するように折り曲げる。また、ロボット本体１は、図９に示すように、箱材８の内側フラップ部８３ｂを第１折曲部材４のスライドガイド部４２に当接させてＸ１方向にスライドさせることにより、内側フラップ部８３ｂをさらに折り曲げる。

図９および図１０に示すように、ロボット本体１は、第１折曲部材４のスライドガイド部４２により内側フラップ部８３ａおよび８３ｂの折り曲げ状態を維持しながら、第２折曲部材５（スライドガイド部５１および５２）により外側フラップ部８４ａおよび８４ｂを折り曲げるように、箱材８をＸ１方向にスライド移動させる。図１１に示すように、箱材８の外側フラップ部８４ａおよび８４ｂが底面を構成するように側面に対して垂直に折り曲げられて、箱材８が組み立てられる。その後、組み立てられた箱材８を下流の装置に受け渡し、次の箱材８を組み立てる動作が上記組立動作と同様にして行われる。なお、下流の装置は、外側フラップ部８４ａおよび８４ｂが戻らない（開かない）ような高さ位置（たとえば、スライドガイド部５１および５２のＸ１方向側の端部と略同じ高さ位置）に配置されている。

本実施形態では、上記のように、ロボット本体１を、固定的に設置された第１折曲部材４に、箱材８の底面または上面となる内側フラップ部８３ａおよび８３ｂを当接させることにより、内側フラップ部８３ａおよび８３ｂを底面または上面を構成するように折り曲げるとともに、固定的に設置された第２折曲部材５（一対のスライドガイド部５１および５２）に、箱材８の内側フラップ部８３ａおよび８３ｂの外側に配置されて底面または上面となる外側フラップ部８４ａおよび８４ｂを当接させることにより、外側フラップ部８４ａおよび８４ｂを底面または上面を構成するように折り曲げるように構成することによって、箱材８のサイズが異なる場合でも、箱材８のサイズに応じてロボット本体１を移動させることにより、箱材８を第１折曲部材４および第２折曲部材５に当接させることができるので、ユーザが第１折曲部材４および第２折曲部材５を調整することなく、異なるサイズの箱材８を組み立てることができる。これにより、ユーザの作業負担が増加するのを抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、ハンド２は、箱材８の側面部８１を吸着する吸着部２１ａと、側面部８１に隣接する側面部８２を吸着する吸着部２２ａとを含む。これにより、ロボット本体１のハンド２により、箱材８の側面部８１および８２を確実に保持することができるので、ロボット本体１により箱材８を所定方向に移動させながら、容易に箱材８を組み立てることができる。

また、本実施形態では、上記のように、吸着部２１ａに吸着された箱材８の側面部８１を引き上げて側面部８２を側面部８１に対して略垂直になるように起こす際に、吸着部２１ａに対して吸着部２２ａを側面部８２を吸着する吸着位置に相対移動させて吸着するようにロボット本体１を構成する。これにより、吸着部２１ａにより箱材８の側面部８１を吸着して引き上げる場合に、吸着部２２ａを吸着部２１ａおよび箱材８と干渉しない位置に配置することができるとともに、側面部８１に対して略垂直になるように起こされた側面部８２を吸着部２２ａにより吸着する場合に、吸着位置に配置された吸着部２２ａにより容易に吸着することができる。

また、本実施形態では、上記のように、側面部８１を吸着部２１ａにより吸着し、側面部８２を吸着部２２ａにより吸着して、側面部８２が側面部８１に対して略垂直になるよう保持した状態で、箱材８をＸ方向に移動させながら箱材８の組立を行うようにロボット本体１を構成する。これにより、箱材８の形状が直方体形状に維持されるので、歪むことなく箱材８を組み立てることができる。

また、本実施形態では、上記のように、内側フラップ部８３ａおよび８３ｂを折り曲げる際に、箱材８の内側フラップ部８３ａおよび８３ｂの略中央を、Ｘ方向に沿って延びる第１折曲部材４に当接させて、箱材８をＸ方向に移動させるようにロボット本体１を構成する。これにより、異なるサイズの箱材８を組み立てる場合でも、箱材８のサイズに応じてロボット本体１を移動させることにより、箱材８の内側フラップ部８３ａおよび８３ｂの略中央がＸ方向に沿って延びる第１折曲部材４に当接させて折り曲げられるので、内側フラップ部８３ａおよび８３ｂを容易に安定して折り曲げることができる。

また、本実施形態では、上記のように、箱材８をＸ方向に移動させて、突出部４１に箱材８の内側フラップ部８３ａおよび８３ｂを当接させて折り曲げ始めるとともに、スライドガイド部４２に内側フラップ部８３ａおよび８３ｂを当接させて内側フラップ部８３ａおよび８３ｂをさらに折り曲げるようにロボット本体１を構成する。これにより、突出部４１により箱材８の内側フラップ部８３ａおよび８３ｂを内側に折り曲げるとともに、内側に折れ曲がった内側フラップ部８３ａおよび８３ｂを、スライドガイド部４２により、容易にさらに折り曲げて、内側フラップ部８３ａおよび８３ｂを底面または上面を構成するようにすることができる。

また、本実施形態では、上記のように、第１折曲部材４の突出部４１を、スライドガイド部４２のＸ２方向側に配置するとともに、Ｘ２方向側の斜め上方に向かって延びるように形成し、箱材８をＸ１方向に移動させて、箱材８のＸ１方向側の内側フラップ部８３ａを第１折曲部材４の突出部４１に当接させて内側フラップ部８３ａを底面または上面を構成するように折り曲げるとともに、箱材８をＸ２方向に移動させて、Ｘ２方向側の内側フラップ部８３ｂを第１折曲部材４の突出部４１に当接させて内側フラップ部８３ｂを底面または上面を構成するように折り曲げるようにロボット本体１を構成する。これにより、Ｘ２方向側の斜め上方に向かって延びるように形成された突出部４１に、箱材８のＸ１方向側の内側フラップ部８３ａを当接させて、Ｘ１方向側の内側フラップ部８３ａを容易に内側に折り曲げることができるとともに、箱材８のＸ２方向側の内側フラップ部８３ｂを突出部４１に当接させて、Ｘ２方向側の内側フラップ部８３ｂを容易に内側に折り曲げることができる。

また、本実施形態では、上記のように、ロボット本体１を、箱材８を傾斜させながらＸ１方向に移動させて、箱材８のＸ１方向側の内側フラップ部８３ａを第１折曲部材４の突出部４１にＸ２方向側から当接させて内側フラップ部８３ａを底面または上面を構成するように折り曲げるとともに、箱材８を傾斜させながらＸ２方向に移動させて、Ｘ２方向側の内側フラップ部８３ｂを第１折曲部材４の突出部４１にＸ１方向側から当接させて内側フラップ部８３ｂを底面または上面を構成するように折り曲げるように構成する。これにより、箱材８のＸ１方向側の内側フラップ部８３ａを折り曲げる際に、箱材８を傾斜させながら、第１折曲部材４の突出部４１にＸ２方向側から内側フラップ部８３ａを当接させるので、折り曲げたいＸ１方向側の内側フラップ部８３ａを突出部４１に当接させつつ、Ｘ２方向側の内側フラップ部８３ｂが突出部４１に当接するのを防止して内側フラップ部８３ｂが外側に折れ曲がるのを防止することができる。また、箱材８のＸ２方向側の内側フラップ部８３ｂを折り曲げる際に、箱材８を傾斜させながら、第１折曲部材４の突出部４１にＸ１方向側から内側フラップ部８３ｂを当接させるので、内側フラップ部８３ｂが突出部４１のＸ１方向側に配置されているスライドガイド部４２に突出部４１より先に当接することを防止して内側フラップ部８３ｂが外側に折れ曲がるのを防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、一対のスライドガイド部５１および５２を、第１折曲部材４に対してＸ１方向側に隣接して配置し、Ｘ１方向側に向かって平面視において間隔が狭まるように延びるように形成する。これにより、内側フラップ部８３ａおよび８３ｂを第１折曲部材４に当接させて折り曲げた後に、Ｘ１方向側に配置された一対のスライドガイド部５１および５２により、外側フラップ部８４ａおよび８４ｂを内側フラップ部８３ａおよび８３ｂの外側から容易に折り曲げることができる。また、一対のスライドガイド部５１および５２を、Ｘ１方向側に向かって平面視において（Ｚ方向から見て）間隔が狭まるように延びるように形成することによって、箱材８をスライドガイド部５１および５２に沿ってＸ１方向に移動させることにより、容易に外側フラップ部８４ａおよび８４ｂを内側に折り曲げることができる。

また、本実施形態では、上記のように、第２折曲部材５（スライドガイド部５１および５２）を、第１折曲部材４（スライドガイド部４２）に対して、側面視において（Ｙ方向から見て）、Ｘ１方向に向かって上方に傾斜するように形成する。これにより、第１折曲部材４により内側フラップ部８３ａおよび８３ｂの折り曲げ状態を維持しながら、Ｘ１方向に箱材８を移動させることにより、第２折曲部材５により外側フラップ部８４ａおよび８４ｂを内側フラップ部８３ａおよび８３ｂの外側から折り曲げることができる。

また、本実施形態では、上記のように、第２折曲部材５（スライドガイド部５１および５２）を、第１折曲部材４に対してＸ方向においてオーバーラップするようにＸ１方向側に隣接して配置し、ロボット本体１を、第１折曲部材４により内側フラップ部８３ａおよび８３ｂの折り曲げ状態を維持しながら、第２折曲部材５により外側フラップ部８４ａおよび８４ｂを折り曲げるように、箱材８をＸ１方向にスライド移動させるように構成する。これにより、折り曲げた内側フラップ部８３ａおよび８３ｂが元に戻るのを防止して、内側フラップ部８３ａおよび８３ｂの外側に確実に外側フラップ部８４ａおよび８４ｂを折り曲げることができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、段ボール紙製の箱材を組み立てる例を示したが、たとえば、紙製以外のプラスチック製の段ボールの箱材を組み立ててもよいし、段ボール以外の厚紙などの紙製の箱材を組み立ててもよい。

また、上記実施形態では、ロボットのロボットアームが６自由度を有する例を示したが、たとえば、ロボットアームが６自由度以外の自由度（５自由度、７自由度など）を有していてもよい。

また、上記実施形態では、ロボットシステムにより箱材の底面を折り曲げて組み立てる構成の例を示したが、たとえば、ロボットシステムにより箱材の上面を折り曲げて組み立ててもよい。また、箱材の底面および上面の両方をそれぞれ折り曲げて組み立ててもよい。

また、上記実施形態では、第１吸着部に対して第２吸着部を回動させて相対移動する例を示したが、たとえば、第１吸着部に対して第２吸着部を往復移動させるようにして相対移動させてもよい。

また、上記実施形態では、プログラムから箱材のサイズおよび形状を取得し、箱材のサイズおよび形状に対応した組立動作がロボット本体により行われる例を示したが、たとえば、ロボットシステムは、撮像部や、コード読み取り器を備え、箱材に含まれる、コードやマークなどの情報を撮像部や、コード読み取り器により取得して、箱材のサイズおよび形状に対応した組立動作がロボット本体により行われてもよい。

また、上記実施形態では、第１折曲部材の突出部がスライドガイド部に固定的に取り付けられている例を示したが、たとえば、箱材のサイズや形状に応じて、突出部がスライドガイド部に対して移動するように構成されていてもよい。

また、上記実施形態では、箱材保持部により、箱材を下側から吸着するように構成する例を示したが、たとえば、箱材保持部を設けなくてもよい。この場合、複数の箱材を重ねて載置してもよい。

１ロボット本体
２ハンド
４第１折曲部材
５第２折曲部材
８箱材
２１ａ吸着部（第１吸着部）
２２ａ吸着部（第２吸着部）
４１突出部
４２スライドガイド部
５１、５２スライドガイド部（第２折曲部材）
８１側面部（第１側面）
８２側面部（第２側面）
８３ａ、８３ｂ内側フラップ部
８４ａ、８４ｂ外側フラップ部
１００ロボットシステム

上記目的を達成するために、第１の局面によるロボットシステムは、箱材を吸着するハンドと、ハンドが取り付けられ、ハンドに吸着された箱材を所定の方向に移動させながら箱材の組立を行うロボット本体とを含むロボットと、固定的に設置され、ロボット本体により移動される箱材の底面または上面となる内側フラップ部が当接されることにより、内側フラップ部が底面または上面を構成するように折り曲げられる第１折曲部材と、固定的に設置され、ロボット本体により移動される箱材の内側フラップ部の外側に配置されて底面または上面となる外側フラップ部が当接されることにより、外側フラップ部が底面または上面を構成するように折り曲げられる第２折曲部材とを備え、第１折曲部材は、所定の方向に沿って延びるスライドガイド部と、スライドガイド部から上方に突出する突出部とを含み、第２折曲部材は、一対設けられているとともに、一対の第２折曲部材は、所定の方向のうち第１折曲部材から遠ざかる方向に向かって平面視において間隔が狭まるように延びている。

第２の局面によるロボットは、箱材を吸着するハンドと、ハンドが取り付けられ、ハンドに吸着された箱材を所定の方向に移動させながら箱材の組立を行うロボット本体とを備え、ロボット本体は、所定の方向に沿って延びるスライドガイド部と、スライドガイド部から上方に突出する突出部とを含み固定的に設置された第１折曲部材に、箱材の底面または上面となる内側フラップ部を当接させることにより、内側フラップ部を底面または上面を構成するように折り曲げるとともに、所定の方向のうち第１折曲部材から遠ざかる方向に向かって平面視において間隔が狭まるように延びている固定的に設置された第２折曲部材に、箱材の内側フラップ部の外側に配置されて底面または上面となる外側フラップ部を当接させることにより、外側フラップ部を底面または上面を構成するように折り曲げるように構成されている。

Claims

箱材を吸着するハンドと、前記ハンドが取り付けられ、前記ハンドに吸着された前記箱材を所定の方向に移動させながら前記箱材の組立を行うロボット本体とを含むロボットと、
固定的に設置され、前記ロボット本体により移動される前記箱材の底面または上面となる内側フラップ部が当接されることにより、前記内側フラップ部が底面または上面を構成するように折り曲げられる第１折曲部材と、
固定的に設置され、前記ロボット本体により移動される前記箱材の前記内側フラップ部の外側に配置されて底面または上面となる外側フラップ部が当接されることにより、前記外側フラップ部が底面または上面を構成するように折り曲げられる第２折曲部材とを備える、ロボットシステム。
前記ハンドは、前記箱材の第１側面を吸着する第１吸着部と、前記第１側面に隣接する第２側面を吸着する第２吸着部とを含む、請求項１に記載のロボットシステム。
前記ロボット本体は、前記第１吸着部に吸着された前記箱材の前記第１側面を引き上げて前記第２側面を前記第１側面に対して略垂直になるように起こす際に、前記第１吸着部に対して前記第２吸着部を前記第２側面を吸着する吸着位置に相対移動させて吸着するように構成されている、請求項２に記載のロボットシステム。
前記ロボット本体は、前記第１側面を前記第１吸着部により吸着し、前記第２側面を前記第２吸着部により吸着して、前記第２側面が前記第１側面に対して略垂直になるよう保持した状態で、前記箱材を前記所定の方向に移動させながら前記箱材の組立を行うように構成されている、請求項２または３に記載のロボットシステム。
前記ロボット本体は、前記内側フラップ部を折り曲げる際に、前記箱材の前記内側フラップ部の略中央を、前記所定の方向に沿って延びる前記第１折曲部材に当接させて、前記箱材を前記所定の方向に移動させるように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のロボットシステム。
前記第１折曲部材は、前記所定の方向に沿って延びるスライドガイド部と、前記スライドガイド部から上方に突出する突出部とを含み、
前記ロボット本体は、前記箱材を前記所定の方向に移動させて、前記突出部に前記箱材の前記内側フラップ部を当接させて折り曲げ始めるとともに、前記スライドガイド部に前記内側フラップ部を当接させて前記内側フラップ部をさらに折り曲げるように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載のロボットシステム。
前記第１折曲部材の前記突出部は、前記スライドガイド部の前記所定の方向のうち第１方向側に配置されるとともに、前記第１方向側の斜め上方に向かって延びるように形成されており、
前記ロボット本体は、前記箱材を前記所定の方向のうち前記第１方向と反対の第２方向に移動させて、前記箱材の一対の前記内側フラップ部のうちの前記第２方向側の一方を前記第１折曲部材の前記突出部に当接させて前記内側フラップ部を底面または上面を構成するように折り曲げるとともに、前記箱材を前記第１方向に移動させて、前記第１方向側の他方の前記内側フラップ部を前記第１折曲部材の前記突出部に当接させて前記内側フラップ部を底面または上面を構成するように折り曲げるように構成されている、請求項６に記載のロボットシステム。
前記ロボット本体は、前記箱材を傾斜させながら前記第２方向に移動させて、前記箱材の一対の前記内側フラップ部のうちの前記第２方向側の一方を前記第１折曲部材の前記突出部に前記第１方向側から当接させて前記内側フラップ部を底面または上面を構成するように折り曲げるとともに、前記箱材を傾斜させながら前記第１方向に移動させて、前記第１方向側の他方の前記内側フラップ部を前記第１折曲部材の前記突出部に前記第２方向側から当接させて前記内側フラップ部を底面または上面を構成するように折り曲げるように構成されている、請求項７に記載のロボットシステム。
前記第２折曲部材は、一対設けられているとともに、一対の前記第２折曲部材は、前記第１折曲部材に対して前記所定の方向のうち第２方向側に隣接して配置され、前記第２方向側に向かって平面視において間隔が狭まるように延びている、請求項１〜８のいずれか１項に記載のロボットシステム。
前記第２折曲部材は、前記第１折曲部材に対して、側面視において、前記第２方向に向かって上方に傾斜するように形成されている、請求項９に記載のロボットシステム。
前記第２折曲部材は、前記第１折曲部材に対して前記所定方向においてオーバーラップするように前記第２方向側に隣接して配置されており、
前記ロボット本体は、前記第１折曲部材により前記内側フラップ部の折り曲げ状態を維持しながら、前記第２折曲部材により前記外側フラップ部を折り曲げるように、前記箱材を前記第２方向にスライド移動させるように構成されている、請求項９または１０に記載のロボットシステム。
箱材を吸着するハンドと、前記ハンドが取り付けられ、前記ハンドに吸着された前記箱材を所定の方向に移動させながら前記箱材の組立を行うロボット本体とを備え、
前記ロボット本体は、固定的に設置された第１折曲部材に、前記箱材の底面または上面となる内側フラップ部を当接させることにより、前記内側フラップ部を底面または上面を構成するように折り曲げるとともに、固定的に設置された第２折曲部材に、前記箱材の前記内側フラップ部の外側に配置されて底面または上面となる外側フラップ部を当接させることにより、前記外側フラップ部を底面または上面を構成するように折り曲げるように構成されている、ロボット。