JP2019210038A - 箱組立ておよび梱包システム並びにそのシステム用コントローラ - Google Patents

Abstract

【課題】設備を小型化し、費用を抑え、異なる形状や材質の梱包箱の組立ておよび梱包の自動化に対応する。【解決手段】梱包箱の胴部の側部を突き当てられる第一の治具４４と、梱包箱のフラップ部およびタック部を突き当てられる第二の治具１０と、二本の多関節アーム２ａ、２ｂを有するロボット１とを具え、二本の多関節アーム２ａ、２ｂのうちの第一の多関節アーム２ｂは、平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａを梱包箱保持機構で保持して移動させ、その梱包箱の胴部を第一の治具４４との協働で平坦に畳まれた形状から角筒形状に折り起こして維持し、第二の多関節アーム２ａは、折り曲げ部材を移動させて梱包箱のフラップ部およびタック部に当接させ、第二の治具１０との協働で梱包箱の底部と蓋部とをそれぞれ形成するとともに、梱包対象把持機構３１で把持した梱包対象２００を移動させて底部の形成と蓋部の形成との間に端部から胴部内に挿入するものである。【選択図】図１

Description

この発明は、梱包箱の組立ておよびその梱包箱での梱包対象の梱包を行う箱組立ておよび梱包システムに関し、特には、形状を自己保持しにくい弾性的な材質の梱包箱に適した箱組立ておよび梱包システムに関するものである。また、この発明は、その箱組立ておよび梱包システム用のコントローラにも関するものである。

紙製や樹脂製の梱包箱は、商品の梱包に幅広く利用されるものであり、そのような梱包箱の組立てから梱包対象の商品の梱包までの一連の作業は自動化が望まれる工程である。商品が大量生産される場合には、梱包箱の形状や材質が同一になるため、大型の専用設備を導入することで梱包箱の組立てから商品の梱包までの作業が自動化されている。

即ち、例えば特許文献１記載の装置は、板状ダンボールからダンボール箱を組み立てるまでの作業を、吸着旋回機構、ダンボール移動機構、フラップ折り曲げ機構、テープ貼り付け機構等を有する専用機械を用いて自動化している。

一方、商品が多品種で中・小量生産の場合には、梱包箱の形状や材質が商品の種類毎に変更されるため、大型の専用設備を梱包箱の形状や材質毎に準備、調整する手間と時間が必要になり、形状や材質の異なる梱包箱の組立てを設備の変更なしに自動化するのは困難である。

そこで、例えば特許文献２記載の装置は、専用の大型機械を使用せず、吸着器を有するエンドフェクタを持つ二本の多関節アームを具える双腕型ロボットを使用して、板状に折りたたまれたダンボール箱の組立てから梱包までの作業を実現している。

特開２０１２−０９６８０７号公報 特開２０１３−０５２９２５号公報

しかしながら、特許文献１におけるような大型機械による自動化では、組み立てる箱の形状に変更があった場合に大規模な設備の変更が必要となる。一方、特許文献２におけるような手法では、真空ポンプ等によって発生する吸引力で物体を吸着する吸着器を多数使用してダンボールの把持および固定を行っているため設備コストが増加する。また、梱包箱を二本の多関節アームで吸着保持して筒状にするので、梱包箱の取回しの自由度が低いため作業効率が低下し、さらに、梱包箱が形状を自己保持しにくい弾性的な材質のものの場合に適切な組立てが困難になるという問題がある。

それゆえこの発明は、商品梱包作業のラインに配置された汎用ロボットに対して簡単な治具を組み合わせることで、設備の大幅な小型化を可能とし、設備費用を抑え、プログラムの変更のみで異なる形状や材質の梱包箱の組立ておよび商品の梱包に対応可能とする箱組立ておよび梱包システムを提供することを目的とする。

さらにこの発明は、梱包箱が形状を自己保持しにくい弾性的な材質のものの場合でも適切な組立てを可能とする箱組立ておよび梱包システムを提供することを目的とし、また、それらの箱組立ておよび梱包システム用のコントローラを提供することを目的とする。

さらにこの発明は、梱包箱および梱包対象を供給する機構と、梱包された梱包対象を次工程に搬送する搬送機構とが連動して一連の梱包工程を完了させることで、梱包工程の効率的な自動化を可能とする箱組立ておよび梱包システム並びに、そのシステム用のコントローラを提供することを目的とする。

上記課題を有利に解決するこの発明の第１の態様の箱組立ておよび梱包システムは、
梱包箱の組立ておよびその梱包箱での梱包対象の梱包を行う箱組立ておよび梱包システムにおいて、
所定位置に固定されて前記梱包箱の胴部の側部を突き当てられる第一の治具と、
所定位置に固定されて前記梱包箱のフラップ部およびタック部を突き当てられる第二の治具と、
二本の多関節アームを有する一台のロボットもしくは、各々一本の多関節アームを有する二台のロボットと、
を具え、
前記二本の多関節アームのうちの第一の多関節アームのエンドエフェクタは、前記梱包箱を解放可能に保持する梱包箱保持機構と、その梱包箱の前記胴部を角筒形状に維持する梱包箱角筒形状維持機構とを有し、
前記二本の多関節アームのうちの第二の多関節アームのエンドエフェクタは、前記第一の多関節アームの前記梱包箱保持機構が保持する前記梱包箱の前記フラップ部および前記タック部に当接する折り曲げ部材と、前記梱包対象を解放可能に把持する梱包対象把持機構とを有し、
前記第一の多関節アームは、平坦に畳まれた形状の前記梱包箱を前記梱包箱保持機構で保持して移動させ、その梱包箱の前記胴部を前記第一の治具との協働で平坦に畳まれた形状から角筒形状に折り起こして、その梱包箱の折り起こされた前記胴部を前記梱包箱角筒形状維持機構で角筒形状に維持し、
前記第二の多関節アームは、前記折り曲げ部材を移動させ、前記第一の多関節アームが前記梱包箱保持機構で保持する前記梱包箱の前記フラップ部および前記タック部にその折り曲げ部材を当接させて、前記第二の治具との協働で前記梱包箱の前記フラップ部の折り曲げと前記タック部の折り曲げおよび前記胴部の端部への差し込みとを順次に行って前記梱包箱の底部と蓋部とをそれぞれ形成するとともに、前記梱包対象把持機構で把持した前記梱包対象を移動させて前記底部の形成と前記蓋部の形成との間に前記端部から前記胴部内に挿入することを特徴とするものである。

また、この発明の第２の態様の箱組立ておよび梱包システムは、
前記第一の多関節アームに対して前記梱包箱を供給する梱包箱供給機構と、
前記第二の多関節アームに対して前記梱包対象を供給する梱包対象供給機構と、
前記第一の多関節アームおよび前記第二の多関節アームにより梱包された前記梱包対象を次工程へと搬出する搬出機構と、
を具え、
前記第一の多関節アームと、前記第二の多関節アームと、前記梱包箱供給機構と、前記梱包対象供給機構と、前記搬出機構とが連動して、前記第一の多関節アームに対して前記梱包箱供給機構により前記梱包箱を供給し、前記第二の多関節アームに対して前記梱包対象供給機構により前記梱包対象を供給し、前記第一の多関節アームおよび前記第二の多関節アームにより梱包された前記梱包対象を前記搬出機構により次工程へと搬出することで一連の梱包工程を完了させることを特徴とするものである。

一方、この発明の第１の態様の箱組立ておよび梱包システム用コントローラは、
前記第一の多関節アームが、平坦に畳まれた形状の前記梱包箱を前記梱包箱保持機構で保持して移動させ、その梱包箱の前記胴部を前記第一の治具との協働で平坦に畳まれた形状から角筒形状に折り起こして、その梱包箱の折り起こされた前記胴部を前記梱包箱角筒形状維持機構で角筒形状に維持し、
前記第二の多関節アームが、前記折り曲げ部材を移動させ、前記第一の多関節アームが前記梱包箱保持機構で保持する前記梱包箱の前記フラップ部および前記タック部にその折り曲げ部材を当接させて、前記第二の治具との協働で前記梱包箱の前記フラップ部の折り曲げと前記タック部の折り曲げおよび前記胴部の端部への差し込みとを順次に行って前記梱包箱の底部と蓋部とをそれぞれ形成するとともに、前記梱包対象把持機構で把持した前記梱包対象を移動させて前記底部の形成と前記蓋部の形成との間に前記端部から前記胴部内に挿入するように、
前記箱組立ておよび梱包システムの前記一もしくは二台のロボットの前記第一の多関節アームおよび前記第二の多関節アームの動作を制御することを特徴とするものである。

また、この発明の第２の態様の箱組立ておよび梱包システム用コントローラは、
前記第一の多関節アームと、前記第二の多関節アームと、前記梱包箱供給機構と、前記梱包対象供給機構と、前記搬出機構とが連動して、前記第一の多関節アームに対して前記梱包箱供給機構により前記梱包箱を供給し、前記第二の多関節アームに対して前記梱包対象供給機構により前記梱包対象を供給し、前記第一の多関節アームおよび前記第二の多関節アームにより梱包された前記梱包対象を前記搬出機構により次工程へと搬出することで一連の梱包工程を完了させるように、
前記第一の多関節アームと、前記第二の多関節アームと、前記梱包箱供給機構と、前記梱包対象供給機構と、前記搬出機構との動作を制御することを特徴とするものである。

この発明の第１の態様の箱組立ておよび梱包システムにあっては、一もしくは二台のロボットが有する二本の多関節アームのうちの第一の多関節アームのエンドエフェクタが、梱包箱を解放可能に保持する梱包箱保持機構と、その梱包箱の胴部を角筒形状に維持する梱包箱角筒形状維持機構とを有し、その第一の多関節アームが、例えば梱包箱供給機構により供給される平坦に畳まれた形状の梱包箱を梱包箱保持機構で保持して移動させ、その梱包箱の胴部を、所定位置に固定されて梱包箱の胴部の側部を突き当てられる第一の治具との協働で平坦に畳まれた形状から角筒形状に折り起こして、その梱包箱の折り起こされた胴部を梱包箱角筒形状維持機構で角筒形状に維持する。

また、上記二本の多関節アームのうちの第二の多関節アームのエンドエフェクタが、第一の多関節アームの梱包箱保持機構が保持する梱包箱のフラップ部およびタック部に当接する折り曲げ部材と、梱包対象を解放可能に把持する梱包対象把持機構とを有し、その第二の多関節アームが、折り曲げ部材を移動させ、第一の多関節アームが梱包箱保持機構で保持する梱包箱のフラップ部およびタック部に折り曲げ部材を当接させて、所定位置に固定されて梱包箱のフラップ部およびタック部を突き当てられる第二の治具との協働で梱包箱のフラップ部の折り曲げとタック部の折り曲げおよび胴部の端部への差し込みとを順次に行って梱包箱の底部と蓋部とをそれぞれ形成するとともに、例えば梱包品供給機構により供給される梱包対象を梱包対象把持機構で把持して移動させて底部の形成と蓋部の形成との間に胴部の端部から胴部内に挿入し、このようにして梱包箱で梱包対象を梱包した梱包品を例えば搬出機構により次工程へと搬出する。これによって、梱包箱の組立て作業およびその梱包箱での商品等の梱包対象の梱包作業が完了する。

従って、この発明の第１の態様の箱組立ておよび梱包システムによれば、商品梱包作業のラインに配置された一もしくは二台の汎用ロボットに対して簡単な構成の第一および第二の治具を組み合わせることでシステムを構成することができるので、設備を大幅に小型化し、設備費用を抑え、プログラムの変更のみで異なる形状や材質の梱包箱の組立ておよび異なる商品の梱包に対応することができる。

しかも、この発明の第１の態様の箱組立ておよび梱包システムによれば、第一の多関節アームが、エンドエフェクタの梱包箱角筒形状維持機構で、梱包箱の折り起こされた胴部を角筒形状に維持するので、梱包箱が形状を自己保持しにくい弾性的な材質のものの場合でもその胴部を角筒形状に維持しながら取り回して、梱包箱の適切な組立てを行うことができる。

なお、この発明の第１の態様の箱組立ておよび梱包システムにおいては、前記ロボットは、前記第一の多関節アームと前記第二の多関節アームとの両方を有する一台の双腕型ロボットであると、設備をさらに小型化するとともに設備費用をさらに抑えられるので好ましい。

また、この発明の第１の態様の箱組立ておよび梱包システムにおいては、前記第一の多関節アームは、前記梱包箱の前記折り起こされた胴部を前記第一の治具との協働で前記平坦に畳まれた形状と反対の側に折り曲げてから前記梱包箱角筒形状維持機構で角筒形状に維持するものであると、梱包箱が形状を自己保持しにくい弾性的な材質のものの場合でも、その胴部を確実に角筒形状に維持することができる。

さらに、この発明の第１の態様の箱組立ておよび梱包システムにおいては、
前記第一の多関節アームに対して前記梱包箱を供給する梱包箱供給機構と、
前記第二の多関節アームに対して前記梱包対象を供給する梱包対象供給機構と、
前記第一の多関節アームおよび前記第二の多関節アームにより前記梱包箱で前記梱包対象を梱包した梱包品を次工程へと搬出する搬出機構と、
のうちの一つまたは二つを具えていると、作業の自動化を促進することができるので好ましい。
そして、それら三つを全て具えている、この発明の第２の態様の箱組立ておよび梱包システムによれば、一連の梱包工程を全て自動化することができる。

一方、この発明の第１の態様の箱組立ておよび梱包システム用コントローラによれば、第一の多関節アームが、例えば梱包箱供給機構により供給される平坦に畳まれた形状の梱包箱を梱包箱保持機構で保持して移動させ、その梱包箱の胴部を第一の治具との協働で平坦に畳まれた形状から角筒形状に折り起こして、その梱包箱の折り起こされた胴部を梱包箱角筒形状維持機構で角筒形状に維持し、また、第二の多関節アームが、折り曲げ部材を移動させ、第一の多関節アームが梱包箱保持機構で保持する梱包箱のフラップ部およびタック部に折り曲げ部材を当接させて、第二の治具との協働で梱包箱のフラップ部の折り曲げとタック部の折り曲げおよび胴部の端部への差し込みとを順次に行って梱包箱の底部と蓋部とをそれぞれ形成するとともに、例えば梱包品供給機構により供給される梱包対象を梱包対象把持機構で把持して移動させて底部の形成と蓋部の形成との間に端部から胴部内に挿入し、このようにして梱包箱で梱包対象を梱包した梱包品を例えば搬出機構により次工程へと搬出するように、箱組立ておよび梱包システムの一もしくは二台のロボットの第一および第二の多関節アームの動作を制御するので、商品梱包作業のラインに配置された一もしくは二台の汎用ロボットと簡単な構成の第一および第二の治具との組み合わせによって、箱組立て作業および梱包作業を自動的に行うことができる。

さらに、この発明の第２の態様の箱組立ておよび梱包システム用コントローラによれば、第一の多関節アームと、第二の多関節アームと、梱包箱供給機構と、梱包対象供給機構と、搬出機構とが連動して、第一の多関節アームに対して梱包箱供給機構により梱包箱を供給し、第二の多関節アームに対して梱包対象供給機構により梱包対象を供給し、第一の多関節アームおよび第二の多関節アームにより梱包箱で梱包対象を梱包した梱包品を搬出機構により次工程へと搬出することで一連の梱包工程を完了させるように、箱組立ておよび梱包システムの第一の多関節アームと、第二の多関節アームと、梱包箱供給機構と、梱包対象供給機構と、搬出機構との動作を制御するので、梱包工程の効率的な自動化を可能とすることができる。

この発明の箱組立ておよび梱包システムの一実施形態の全体構成を示す平面図である。 上記実施形態の箱組立ておよび梱包システムが梱包に用いる梱包箱の一例を示す展開図である。 （ａ）および（ｂ）は、上記実施形態の箱組立ておよび梱包システムが具えるロボットを示す正面図および側面図である。 （ａ）および（ｂ）は、上記実施形態の箱組立ておよび梱包システムが具えるロボットを示す平面図および斜視図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ）および（ｄ）は、上記実施形態の箱組立ておよび梱包システムが具える第一の治具としての梱包箱角筒形状折り起こし治具を示す平面図、正面図、側面図および斜視図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ）および（ｄ）は、上記実施形態の箱組立ておよび梱包システムが具える第二の治具としての梱包箱フラップ部折り曲げ治具を示す平面図、正面図、側面図および斜視図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）および（ｆ）は、上記実施形態の箱組立ておよび梱包システムのロボットの左腕のエンドエフェクタが有する梱包箱保持機構と梱包箱角筒形状維持機構とを示す平面図、正面図、左右側面図および左右斜視図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）および（ｆ）は、上記実施形態の箱組立ておよび梱包システムのロボットの右腕のエンドエフェクタが有する梱包対象把持機構と棒状移動治具とを示す平面図、正面図、左右側面図および左右斜視図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）および（ｆ）は、上記実施形態の箱組立ておよび梱包システムのロボットの左腕が平坦に畳まれた形状の梱包箱を梱包箱保持機構で保持して上記梱包箱角筒形状折り起こし治具（第一の治具）との協働で角筒形状に折り起こし、その角筒形状に折り起こされた梱包箱を第一の構成例の梱包箱角筒形状維持機構で角筒形状に保つ工程を順次に示す説明図である。 （ａ）および（ｂ）は、上記実施形態の箱組立ておよび梱包システムにおいて角筒形状に折り起こされた梱包箱を第二の構成例の梱包箱角筒形状維持機構で角筒形状に保つ工程を示す説明図であり、（ｃ），（ｄ）および（ｅ）は、上記実施形態の箱組立ておよび梱包システムにおいて角筒形状に折り起こされた梱包箱を第三の構成例の梱包箱角筒形状維持機構で角筒形状に保つ工程を示す説明図である。 （ａ），（ｂ）および（ｃ）は、上記実施形態の箱組立ておよび梱包システムのロボットの左腕が保持する角筒形状に折り起こした梱包箱の内フラップ部をそのロボットの右腕が棒状移動治具により上記梱包箱フラップ部折り曲げ治具（第二の治具）との協働で折り曲げる工程を順次に示す説明図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）および（ｆ）は、上記実施形態の箱組立ておよび梱包システムのロボットの左腕が保持する角筒形状に折り起こした梱包箱の外フラップ部およびタック部をそのロボットの右腕が棒状移動治具により上記梱包箱フラップ部折り曲げ治具（第二の治具）との協働で折り曲げて梱包箱の胴部の端部へ差し込む工程を順次に示す説明図である。 （ａ），（ｂ）および（ｃ）は、上記実施形態の箱組立ておよび梱包システムのロボットの左腕が保持する角筒形状に折り起こした梱包箱の内フラップ部をそのロボットの右腕が棒状移動治具により上記梱包箱フラップ部折り曲げ治具との協働で折り曲げつつ、同時に上記梱包箱の外フラップ部をそのロボットの右腕が上記梱包箱フラップ部折り曲げ治具との協働で折り曲げる工程を順次に示す説明図である。 上記実施形態の箱組立ておよび梱包システムのロボットの左腕が保持する角筒形状に折り起こした梱包箱の胴部内へ、そのロボットの右腕が梱包対象把持機構で把持した梱包対象を挿入する工程を示す説明図である。

以下に、この発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。ここに、図１は、この発明の箱組立ておよび梱包システムの一実施形態の全体構成を示す平面図であり、この実施形態の箱組立ておよび梱包システムは、汎用の双腕ロボット１と、第二の治具としての梱包箱フラップ部折り曲げ治具１０と、梱包対象の搬入・搬出用コンベア２０と、梱包対象を双腕ロボット１へ供給する梱包対象供給機構３０と、組立て前の平坦に畳まれた形状の梱包箱を双腕ロボット１へ供給する梱包箱供給機構４０と、梱包対象を梱包箱で梱包した梱包品をコンベア２０に搬出する搬出機構としての梱包品搬出機構５０とを具え、梱包箱供給機構４０は、梱包箱置き場４２と、第一の治具としての梱包箱角筒形状折り起こし治具４４とを有している。なお、双腕ロボット１としては例えばカワダロボティクス株式会社製の、双腕を持つ人型ロボットの上半身を台車部分で支持する構成の作業ロボット、商品名「ＮＥＸＴＡＧＥ」（登録商標）を使用することができる。

図２は、上記実施形態の箱組立ておよび梱包システムが梱包に用いる梱包箱の一例を示す展開図であり、この実施形態の箱組立ておよび梱包システムが組み立てて梱包に用いる梱包箱１００は、角筒状に組み立てられる胴部１０６と、のり代部１０７とを有し、梱包箱１００はその胴部１０６の端部同士がのり代部１０７により接着されており、角筒形状に折り起こすことができる。胴部１０６は、互いに対向する第一側面１０４ａおよび第二側面１０４ｂと、それらの側面間に位置する第三側面１０４ｃとを有している。そして胴部１０６の角筒軸線方向（図では上下方向）両端部からはそれぞれ、第一内フラップ部１０１ａと第二内フラップ部１０１ｂと外フラップ部１０２とが延在し、それらの外フラップ部１０２の先端からはタック部１０３が延在している。

図３（ａ）および図３（ｂ）は、上記実施形態の箱組立ておよび梱包システムが具える双腕ロボット１を示す正面図および側面図、また図４（ａ）および図４（ｂ）は、その双腕ロボット１を示す平面図および斜視図であり、この双腕ロボット１は、複数の駆動軸を持ち、手先を任意の位置姿勢に移動可能な多関節アームである右腕２ａおよび左腕２ｂを有している。右腕２ａの先端にはエンドエフェクタ３ａが取り付けられ、エンドエフェクタ３ａは、梱包対象把持部４と棒状移動治具５とを有している。左腕２ｂの先端にはエンドエフェクタ３ｂが取り付けられ、エンドエフェクタ３ｂは、梱包箱吸着保持部６と梱包箱形状維持部７とを有している。

図５（ａ），図５（ｂ），図５（ｃ）および図５（ｄ）は、上記実施形態の箱組立ておよび梱包システムの梱包箱供給機構４０が有する梱包箱置き場４２と梱包箱角筒形状折り起こし治具４４（第一の治具）とを示す平面図、正面図、側面図および斜視図であり、梱包箱角筒形状折り起こし治具４４は断面Ｌ字状をなし、梱包箱置き場４２はその梱包箱角筒形状折り起こし治具４４の正面から突出して水平に延在する複数、図示例では４本の棒状部品にて構成されており、梱包箱角筒形状折り起こし治具４４の正面には、梱包箱置き場４２上に平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａを配置した時に、平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａが当接するように高さが調整されて、平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａが収まる程度の幅を持つ切り欠き部４５が設けられている。これら梱包箱置き場４２と梱包箱角筒形状折り起こし治具４４とは、双腕ロボット１の作業範囲内の所定位置、例えば図１では双腕ロボット１の左側の位置に固定されている。

図６（ａ），図６（ｂ），図６（ｃ）および図６（ｄ）は、上記実施形態の箱組立ておよび梱包システムの梱包箱フラップ部折り曲げ治具１０（第二の治具）を示す平面図、正面図、側面図および斜視図であり、梱包箱フラップ部折り曲げ治具１０は、３本の棒状部材１０ａ〜１０ｃを基台１０ｄ上に立設されて構成され、それらの棒状部材のうち両側の第一棒状部材１０ａおよび第三棒状部材１０ｃは、中央の第二棒状部材１０ｂよりも太い外径の中央部１０ｅを有しており、中央部１０ｅの上側にはテーパー部１０ｆが設けられ、中央部１０ｅの側面にはその中央部１０ｅを上方から見たときにＤ字状となる切り欠き部１０ｇが設けられている。中央部１０ｅの長さは、梱包箱１００の胴部１０６の開口部の一辺の長さよりも短く成形されており、また中央部１０ｅの直径は、胴部１０６の開口部の上記一辺と交わる異なる一辺の長さよりも短く成形されている。

図７（ａ），図７（ｂ），図７（ｃ），図７（ｄ），図７（ｅ）および図７（ｆ）は、上記実施形態の箱組立ておよび梱包システムの双腕ロボット１の左腕のエンドエフェクタ３ｂが有する、梱包箱保持機構としての梱包箱吸着保持部６と、梱包箱角筒形状維持機構としての梱包箱形状維持部７と、伸縮動作機構８と、回転動作機構９とを示す平面図、正面図、左右側面図および左右斜視図であり、梱包箱吸着保持部６は、真空ポンプ等によって発生する吸引力で梱包箱を吸着保持する複数、図示例では２個の吸着器６ａを下向きに有している。また、梱包箱形状維持部７は、梱包箱吸着保持部６の吸着器６ａと概略同一平面状に位置する保持面７ａと、その保持面７ａよりも下向きに突出する突条部の側面である押当て面７ｂを持つ押当て部材７ｃとを有している。そして伸縮動作機構８は、例えばエアシリンダにより押当て部材７ｃを移動させて、保持面７ａに対し押当て面７ｂを接近させたり離間させたりし、回転動作機構９は、伸縮動作機構８の伸縮と連動して動作し、押当て部材７ｃを回転させ、保持面７ａに対する押当て面７ｂの角度を変更するとともに、押当て部材７ｃの下向き方向に突出する高さを変更させたりする。

図８（ａ），図８（ｂ），図８（ｃ），図８（ｄ），図８（ｅ）および図８（ｆ）は、上記実施形態の箱組立ておよび梱包システムの双腕ロボット１の右腕のエンドエフェクタ３ａが有する、梱包対象把持機構としての梱包対象把持部４と折り曲げ部材としての棒状移動治具５とを示す平面図、正面図、側面図および斜視図であり、梱包対象把持部４は、例えばエアシリンダで一対の板状把持部材を互いに接近および離間移動させて梱包対象を把持および解放する把持機構からなる。また、棒状移動治具５はその上端部を、梱包対象把持部４から離間した位置でブラケットに固定支持されて、右腕２ａの動作により任意の位置および姿勢に移動する。

搬入・搬出用コンベア２０は、梱包対象の位置を認識するための例えば光学式のセンサ２１を有している。梱包対象供給機構３０は、搬入・搬出用コンベア２０上の梱包対象２００を把持する、例えば上記梱包対象把持部４と同様の構成の梱包対象把持機構３１と、梱包対象把持機構３１が把持した梱包対象２００を梱包対象把持機構３１と一緒に水平に移動させる例えばサーボモータ駆動のボールネジと直線案内機構とが組み合わされた移動機構３２と、梱包対象２００の向きを調整する例えばステップモータ駆動の回転機構３３とを有している。

梱包箱供給機構４０は、平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａをストックする梱包箱ストック部４１と、双腕ロボット１が梱包箱を取り出すための上記梱包箱置き場４２と、梱包箱ストック部４１の下端部に側部を掛止された平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａの中央部を下側から例えば吸着器で吸着し、平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａを一部ずつ水平に引き出して梱包箱置き場４２へと搬送する、例えば上記移動機構３２と同様の構成の梱包箱搬送機構４３と、平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａを角筒形状に折り起こすのに使用される上記第一の治具としての梱包箱角筒形状折り起こし治具４４とを有している。

梱包品搬出機構５０は、例えば図１に示すように双腕ロボット１の斜め前方の所定位置に位置する梱包品置き場５１と、梱包品置き場５１上に置かれた、梱包対象２００を梱包箱１００で梱包した梱包品２０１を把持する、例えば上記梱包対象把持機構３１と同様の構成の梱包品把持機構５２と、梱包品把持機構５２が把持した梱包品２０１を梱包品把持機構５２と一緒に水平に移動させ、搬入・搬出用コンベア２０上に移動させる、例えば上記移動機構３２と同様の構成の移動機構５３とを有している。

上述した構成を具えるこの実施形態の箱組立ておよび梱包システムは、双腕ロボット１の上半身を支持する台車部分内に収容された、予め制御プログラムを与えられた通常のコンピュータおよびそのコンピュータで制御されてモータ等を駆動する駆動回路を有する、この発明の一実施形態の図示しない箱組立ておよび梱包システム用コントローラにより、例えば双腕ロボット１の動作に加えて、搬出用コンベア２０と梱包対象供給機構３０と梱包箱供給機構４０と梱包品搬出機構５０との動作を制御されて、例えば以下の如くして梱包箱の組立ておよび梱包対象の梱包の作業を行う。

図９（ａ），図９（ｂ），図９（ｃ），図９（ｄ），図９（ｅ）および図９（ｆ）は、上記実施形態の箱組立ておよび梱包システムの双腕ロボット１の左腕が平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａを梱包箱保持機構としての梱包箱吸着保持部６で保持して上記梱包箱角筒形状折り起こし治具（第一の治具）４４との協働で角筒形状に折り起こし、その角筒形状に折り起こされた梱包箱１００ｂを梱包箱角筒形状維持機構の第一の構成例としての梱包箱形状維持部７で角筒形状に保つ工程を順次に示す説明図である。また、図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、上記実施形態の箱組立ておよび梱包システムにおいて角筒形状に折り起こされた梱包箱１００ｂを梱包箱角筒形状維持機構の第二の構成例としての梱包箱形状維持部７で角筒形状に保つ工程を示す説明図であり、図１０（ｃ），図１０（ｄ）および図１０（ｅ）は、上記実施形態の箱組立ておよび梱包システムにおいて角筒形状に折り起こされた梱包箱１００ｂを梱包箱角筒形状維持機構の第三の構成例としての梱包箱形状維持部７で角筒形状に保つ工程を示す説明図である。

（梱包箱の供給）
ここでは先ず、梱包箱搬送機構４３が、梱包箱ストック部４１にストックされている平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａを一部取り出して梱包箱置き場４２に移動させ、その平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａを、第二側面１０４ｂと第三側面１０４ｃとの間の第一角部１０５ａが梱包箱角筒形状折り起こし治具４４の持つ切り欠き部４５に当接する所定の位置および姿勢となるように梱包箱置き場４２に載置する。次に、双腕ロボット１が左腕２ｂを移動させて、左腕のエンドエフェクタ３ｂの梱包箱吸着保持部６の動作により、図９（ａ）に示すように、梱包箱置き場４２上の平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａの第一側面１０４ａを吸着保持する。ここで、図９（ｂ）に示すように、梱包箱形状保持部７の押当て部材７ｃは、押当て面７ｂの長さの分だけ平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａを下方向に押しつけることで平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａに変形を生じさせ、その平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａの変形部分は、梱包箱角筒形状折り起こし治具４４の正面に設けられて梱包箱置き場４２を形成する棒状部品の隙間に収まる。

（梱包箱の角筒形状への変形）
次いで、双腕ロボット１が左腕２ｂを斜め上方に移動させて、図９（ｃ）に太矢印で示すように、梱包箱置き場４２と接している平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａの第二側面１０４ｂが滑らないように平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａの第一角部１０５ａを梱包箱角筒形状折り起こし治具４４の正面に当接させたまま、左腕２ｂの梱包箱吸着保持部６で吸着保持した平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａの第一側面１０４ａを梱包箱角筒形状折り起こし治具４４側に寄せながら持ち上げる。この時、平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａの第一角部１０５ａが切り欠き部４５に入り込んだ状態から平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａを持ち上げ始めることで、平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａの第二側面１０４ｂが梱包箱角筒形状折り起こし治具４４から浮き上がることなく平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａを持ち上げることができ、平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａの第三側面１０４ｃを梱包箱角筒形状折り起こし治具４４側に当接させるように持ち上げるにつれて、第一角部１０５ａは折りたたまれた状態から広がっていき、図９（ｄ）に示すように、平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａの持つ弾性力により第三側面１０４ｃが梱包箱角筒形状折り起こし治具４４の正面に平行になるように変形することで、第一角部１０５ａが切り欠き部４５から抜け出る。これにより、梱包箱１００の胴部１０６が概略角筒形状に折り起こされて、平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａが、角筒形状の胴部１０６を持つ角筒形状に折り起こされた梱包箱１００ｂに変形される。

次に、双腕ロボット１が左腕２ｂを斜め下方向に移動させて、図９（ｅ）に太矢印で示すように、角筒形状に折り起こされた梱包箱１００ｂの第二角部１０５ｂがさらに屈曲するように梱包箱角筒形状折り起こし治具４４で角筒形状に折り起こされた梱包箱１００ｂの第三側面１０４ｃに圧力をかける。角筒形状に折り起こされた梱包箱１００ｂの各角部には溝が設けられているため、側面に圧力をかけることで、平坦であった第二角部１０５ｂに折り目が付き、角筒形状に折り起こされた梱包箱１００ｂがその弾性回復力により平坦形状に戻るのが防止される。

梱包箱形状維持部７は、図９（ｆ）に示すように、押当て面７ｂが角筒形状に折り起こされた梱包箱１００ｂの第三側面１０４ｃに押し当てられ、角筒形状に折り起こされた梱包箱１００ｂの第二角部１０５ｂの角度が実質的に直角に維持されるように取り付け位置が調整される、梱包箱角筒形状維持機構の第一の構成例を備えている。梱包箱吸着保持部６により保持されている角筒形状に折り起こされた梱包箱１００ｂの上記の弾性回復力により、図９（ｆ）に太矢印で示すように、角筒形状に折り起こされた梱包箱１００ｂの第三側面１０４ｃには押当て部材７ｃの押当て面７ｂに押し当てる力が働いており、また梱包箱吸着保持部６の吸着器６ａにより、角筒形状に折り起こされた梱包箱１００ｂの第一側面１０４ａには保持面７ａに押し当てる力が働いているので、角筒形状に折り起こされた梱包箱１００ｂの胴部１０６は角筒形状を維持される。

なお、梱包箱形状維持部７は、図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、押当て面７ｂを持つ押当て部材７ｃを保持面７ａに対して水平方向に移動させる、例えばエアシリンダを用いた伸縮動作機構８を有し、伸縮動作機構８による押当て部材７ｃの伸縮動作移動量は、押当て面７ｂが角筒形状に折り起こされた梱包箱１００ｂの第三側面１０４ｃに押し当てられ、角筒形状に折り起こされた梱包箱１００ｂの第二角部１０５ｂの角度が実質的に直角に維持されるように調整される、梱包箱角筒形状維持機構の第二の構成例を備えていても良い。この第二の構成例の梱包箱角筒形状維持機構を備えることで、梱包箱置き場４２上の平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａを吸着保持する際に、梱包箱形状維持部７の押当て面７ｂと平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａの第二角部１０５ｂとの位置関係を厳密に調整する必要が無くなるため、大きさの異なる梱包箱１００であってもエンドエフェクタ３ｂを変更することなく取り扱うことができる。

さらに梱包箱形状維持部７は、図１０（ｃ），図１０（ｄ）および図１０（ｅ）に示すように、押当て面７ｂを持つ押当て部材７ｃを保持面７ａに対して水平方向に移動させる、例えばエアシリンダを用いた伸縮動作機構８を有するとともに、伸縮動作機構８が伸展時には梱包箱形状維持部７の押当て面７ｂが保持面７ａと水平になりつつ上方向へと持ちあがる、例えばカム構造を用いた回転動作機構９を有し、伸縮動作機構８および回転動作機構９による押当て部材７ｃの伸縮動作および回転動作の移動量は、押当て面７ｂが梱包箱１００の第三側面１０４ｃに押し当てられ、梱包箱１００の第二角部１０５ｂの角度が実質的に直角に維持されるように調整される、第三の構成例の梱包箱形状維持機構を備えても良い。この第三の構成例の梱包箱形状維持機構を備えることで、梱包箱置き場４２上の平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａを吸着保持する際に、梱包箱形状維持部７の押当て面７ｂと、平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａの第二角部１０５ｂとの位置関係を厳密に調整する必要が無く、さらに図１０（ｃ）に示すように、梱包箱置き場４２上の平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａの第一側面１０４ａを吸着保持する際に、回転動作機構９により梱包箱形状維持部７の押当て面７ｂが保持面７ａよりも上方向へと持ちあがるため、梱包箱形状維持部７の押当て部材７ｃが平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａを下方向に押しつけることなく平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａを吸着保持することができ、梱包箱形状維持部７の押当て面７ｂを長くして角筒形状に折り起こされた梱包箱１００ｂの第三側面１０４ｃに押当てる範囲を広くすることで、第二角部１０５ｂの角度をより強固に直角に維持することができる。

（底部のフラップ部の折り曲げ）
次いで、双腕ロボット１が左腕２ｂを移動させて、図１１（ａ）に示すように、角筒形状の胴部を持つ角筒形状に折り起こされた梱包箱１００ｂを、第一開口部１０６ａ側の第一内フラップ部１０１ａが梱包箱フラップ部折り曲げ治具１０の第一棒状部材１０ａの上部に接触するようにする。この時、第一開口部１０６ａ側の外フラップ部１０２が第一棒状部材１０ａと第二棒状部材１０ｂとの間に来るように、角筒形状に折り起こされた梱包箱１００ｂの位置を調整する。

次に、双腕ロボット１が、右腕２ａを移動させて、図１１（ｂ）に示すように、右腕２ａのエンドエフェクタ３ａが有する棒状移動治具５により、第一開口部１０６ａ側の第二内フラップ部１０１ｂを上方から下方へ折り曲げた後、図１１（ｃ）に示すように、右腕２ａのエンドエフェクタ３ａと左腕２ｂのエンドエフェクタ３ｂとの位置関係を変えないまま右腕２ａおよび左腕２ｂを下方に移動させて、第一開口部１０６ａ側の第一内フラップ部１０１ａを梱包箱フラップ部折り曲げ治具１０の第一棒状部材１０ａに当接させることで、第一内フラップ部１０１ａを、同じ開口部側の第二内フラップ部１０１ｂに外側から被せて折り曲げる。

次に、双腕ロボット１が右腕２ａおよび左腕２ｂを移動させて、図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示すように、梱包箱フラップ部折り曲げ治具１０の第二棒状部材１０ｂに第一開口部１０６ａ側の外フラップ部１０２を沿わせるとともに、梱包箱フラップ部折り曲げ治具１０の第一棒状部材１０ａに、同じ開口部側の第二内フラップ部１０１ｂに外側から被せられて折り曲げられた第一内フラップ部１０１ａを当接させ、第二棒状部材１０ｂによって外フラップ部１０２を押すことで、外フラップ部１０２を第一内フラップ部１０１ａおよび第二内フラップ部１０２ｂに覆い被さるように折り曲げる。

次に、双腕ロボット１が右腕２ａおよび左腕２ｂの相対位置を調整して、図１２（ｂ）に示すように、右腕２ａのエンドエフェクタ３ａの棒状移動治具５を、折り曲げられた外フラップ部１０２の内側に挿入し、その後、双腕ロボット１が右腕２ａを移動させて、図１２（ｃ）に示すように、外フラップ部１０２に繋がるタック部１０３を、棒状移動治具５と第二棒状部材１０ｂとによって折り曲げる。この時、第三棒状部材１０ｃは外フラップ部１０２を押さえた状態となる。

次に、双腕ロボット１が左腕２ｂを移動させて、図１２（ｄ）に示すように、折り曲げられたタック部１０３を角筒形状に折り起こされた梱包箱１００ｂの第一開口部１０６ａ内に挿入する。タック部１０３の挿入が始まった段階で双腕ロボット１は、右腕２ａを移動させることで右腕２ａのエンドエフェクタ３ａの棒状移動治具５を上方に引き抜き、その後、左腕２ｂを水平方向に移動させることで、図１２（ｅ）に示すように、第三棒状部材１０ｃの中央部１０ｅが外フラップ部１０２の中央部付近を押さえ、タック部１０３が第一開口部１０６ａ内にさらに深く挿入され、図１２（ｆ）に示すように、左腕２ｂを水平方向にさらに移動させることで、第一開口部１０６ａの内フラップ部１０１ａおよび外フラップ部１０１ｂの組付けを完了する。中央部１０ｅの長さは第一開口部１０６ａの一辺の長さよりも短く成形されており、また中央部１０ｅの直径は第一開口部１０６ａの一辺の長さよりも短く成形されており、中央部１０ｅが第一開口部１０６ａの面を超えて外フラップ部１０２を押し込むことで、タック部１０３を第一開口部１０６ａ内により深く挿入し、内フラップ部１０１ａおよび外フラップ部１０１ｂを確実に組み付けることができる。

なお、上述した第一内フラップ部１０１ａおよび第二内フラップ部１０１ｂの折り曲げと外フラップ部１０２の折り曲げとは並行して行ってもよく、図１３（ａ）, 図１３（ｂ）, 図１３（ｃ）にそれぞれ側方および上方から見て示すように、第一内フラップ部１０１ａを第一棒状部材１０ａに当接させて折り曲げながら、外フラップ部１０２を第二棒状部材１０ｂに当接させて折り曲げてもよい。ここで、第一棒状部材１０ａの中央部１０ｅの上部に設けられたテーパー部１０ｆと、第一棒状部材１０ａの中央部１０ｅの側面に設けられたＤ字状となる切り欠き部１０ｇとにより、第一内フラップ部１０１ａを折り曲げるため角筒形状に折り起こされた梱包箱１００ｂ全体を下方向へと移動させる際に、外フラップ部１０２が第二棒状部材１０ｂに当接することで第一開口部１０６ａ側に折り曲げられて第一内フラップ部の中央部１０ｅに上方向から接触した場合に、外フラップ部１０２は、テーパー部１０ｆに沿って折り曲げられ、さらにＤ字状切り欠き部１０ｇに沿って下方向へと移動するため、外フラップ部１０２が中央部１０ｅに引っ掛かることなく、第一内フラップ部１０１ａおよび外フラップ部１０２を折り曲げることができる。

（梱包対象の供給）
その一方、図１に示すように搬入・搬出用コンベア２０上を流れる梱包対象２００をセンサ２１が認識すると、梱包対象把持機構３１が梱包対象２００を把持する。梱包対象把持機構３１で把持された梱包対象２００は、梱包対象把持機構３１と一緒に移動機構３２により移動されて回転機構３３上に載置される。回転機構３３は、梱包対象２００が規定された向きになるように梱包対象２００を回転させる。梱包対象２００の向きの確認は、梱包対象供給機構３０や双腕ロボット１が備えたカメラ等の認識用機器で実施しても良い。

（梱包対象の挿入）
次いで、双腕ロボット１が右腕２ａを移動させて、回転機構３３上に載置された梱包対象２００を右腕２ａのエンドエフェクタ３ａの梱包対象把持部４により把持し、第一内フラップ部１０１ａ、第二内フラップ部１０１ｂおよび外フラップ部１０２が組付けられた状態の第一開口部１０６ａが下側に来るように左腕２ｂを移動させ、さらに、図１４に示すように、梱包対象２００を第二開口部１０６ｂから胴部１０６内に挿入できるように、右腕２ａを移動させる。

次に、梱包対象把持部４が把持動作を解除して梱包対象２００を解放し、梱包対象２００を第二開口部１０６ｂ内に梱包対象２００の自重による移動で挿入する。この時、第一開口部１０６ａ側のフラップ部の組付けが梱包対象２００を挿入する時の衝撃で外れないように、第一開口部１０６ａ側の外フラップ部１０２を支えるための梱包箱フラップ部支持治具６０を、双腕ロボット１の作業範囲内の所定位置、例えば図１では双腕ロボット１の前方の折り曲げ治具１０の隣の位置に固定配置しても良い。

（上部のフラップ部の折り曲げ）
次いで、双腕ロボット１が右腕２ａおよび左腕２ｂを移動させて、梱包箱１００の上部の第二開口部１０６ｂ側の第一内フラップ部１０１ａ、第二内フラップ部１０１ｂ、外フラップ部１０２およびタック部１０３を、第一開口部１０６ａ側のフラップ部の折り曲げと同様の手順で折り曲げ、梱包を完了する。

（梱包品の搬出）
次いで、双腕ロボット１が左腕２ｂを移動させて、梱包を終えた梱包対象である梱包品２０１を、梱包品搬出機構５０の梱包品置き場５１に移動させる。梱包品搬出機構５０は、梱包品置き場５１に移動された梱包品２０１を梱包品把持機構５２により把持し、移動機構５３の動作により、図１に示すように、梱包品２０１を移送して搬入・搬出用コンベア２０上に載置し、搬入・搬出用コンベア２０は、その載置された梱包品２０１を次工程へと搬出する。

従って、この実施形態の箱組立ておよび梱包システム並びにそのシステム用のこの実施形態のコントローラによれば、梱包作業のラインに配置された一台の汎用双腕ロボット１に対して簡単な構成の梱包箱角筒形状折り起こし治具４４および梱包箱フラップ部折り曲げ治具１０を組み合わせることで箱組立ておよび梱包システムを構成することができるので、設備を大幅に小型化し、設備費用を抑え、プログラムの変更のみで異なる形状や材質の梱包箱の組立ておよび異なる商品の梱包に対応することができる。

しかも、この実施形態の箱組立ておよび梱包システム並びにそのシステム用のこの実施形態のコントローラによれば、ロボットが、何れも多関節アームである右腕２ａと左腕２ｂとの両方を有する一台の双腕型ロボット１であるので、設備をさらに小型化するとともに設備費用をさらに抑えることができる。

さらに、この実施形態の箱組立ておよび梱包システム並びにそのシステム用のこの実施形態のコントローラによれば、第一の多関節アームである左腕２ｂが、梱包箱１００の折り起こされた胴部１０６を梱包箱角筒形状折り起こし治具４４との協働で平坦に畳まれた形状と反対の側に折り曲げてから梱包箱形状維持部７で角筒形状に維持するので、梱包箱１００が形状を自己保持しにくいプラスチック等の弾性的な材質のものの場合でも、その胴部１０６を確実に角筒形状に維持することができる。

さらに、この実施形態の箱組立ておよび梱包システム並びにそのシステム用のこの実施形態のコントローラによれば、第一の多関節アームである左腕２ｂが、エンドエフェクタ３ｂの梱包箱形状維持部７で、梱包箱１００の折り起こされた胴部１０６を角筒形状に維持するので、梱包箱１００が形状を自己保持しにくいプラスチック等の弾性的な材質のものの場合でも、その胴部１０６を角筒形状に維持しながら取り回して、梱包箱１００の適切な組立てを行うことができる。

さらに、この実施形態の箱組立ておよび梱包システム並びにそのシステム用のこの実施形態のコントローラによれば、搬入・搬出用コンベア２０と、梱包対象供給機構３０と、梱包箱供給機構４０と、梱包品搬出機構５０とを具えているので、双腕ロボット１への梱包箱および梱包対象の供給と、梱包対象の梱包と、梱包した梱包対象を次工程に搬送するまでの一連の梱包工程を効率良く行うことができ、作業の自動化を促進することができる。

以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更し得るものであり、例えば、１台の双腕ロボット１に代えて従来の単腕型ロボットを２台用いても良い。

さらに、第一の治具および第二の治具の構成も、上述の例に限られず、特許請求の範囲の記載範囲内で所要に応じて適宜変更しても良い。

かくしてこの発明の箱組立ておよび梱包システム並びにそのシステム用のこの発明のコントローラによれば、商品梱包作業のラインに配置された一もしくは二台の汎用ロボットに対して簡単な構成の第一および第二の治具を組み合わせることでシステムを構成することができるので、設備を大幅に小型化し、設備費用を抑え、プログラムの変更のみで異なる形状や材質の梱包箱の組立ておよび異なる商品の梱包に対応することができる。

しかも、この発明の箱組立ておよび梱包システム並びにそのシステム用のこの発明のコントローラによれば、第一の多関節アームが、エンドエフェクタの梱包箱角筒形状維持機構で、梱包箱の折り起こされた胴部を角筒形状に維持するので、梱包箱が形状を自己保持しにくい弾性的な材質のものの場合でもその胴部を角筒形状に維持しながら取り回して、梱包箱の適切な組立てを行うことができる。

さらに、この発明の第２の態様の箱組立ておよび梱包システム並びにそのシステム用のこの発明の第２の態様のコントローラによれば、梱包箱および梱包対象の供給機構と、梱包箱で梱包対象を梱包した梱包品の次工程への搬出機構とが連動して一連の梱包工程を完了するので、梱包工程の効率的な自動化を可能とすることがきる。

１ 双腕ロボット（ロボット）
２ａ 右腕（第二の多関節アーム）
２ｂ 左腕（第一の多関節アーム）
３ａ，３ｂ エンドエフェクタ
４ 梱包対象把持部
５ 棒状移動治具
６ 梱包箱吸着保持部
６ａ 吸着器
７ 梱包箱形状維持部
７ａ 保持面
７ｂ 押当て面
７ｃ 押当て部材
８ 伸縮動作機構
９ 回転動作機構
１０ 梱包箱フラップ部折り曲げ治具（第二の治具）
１０ａ 第一棒状部材
１０ｂ 第二棒状部材
１０ｃ 第三棒状部材
１０ｄ 基台
１０ｅ 中央部
１０ｆ テーパー部
１０ｇ Ｄ字状切り欠き部
２０ 搬入・搬出用コンベア
２１ センサ
３０ 梱包対象供給機構
３１ 梱包対象把持機構
３２ 移動機構
３３ 回転機構
４０ 梱包箱供給機構
４１ 梱包箱ストック部
４２ 梱包箱置き場
４３ 梱包箱搬送機構
４４ 梱包箱角筒形状折り起こし治具（第一の治具）
４５ 切り欠き部
５０ 梱包品搬出機構
５１ 梱包品置き場
５２ 梱包品把持機構
５３ 移動機構
６０ 梱包箱フラップ支持治具
１００ 梱包箱
１００ａ 平坦に畳まれた形状の梱包箱
１００ｂ 角筒形状に折り起こされた梱包箱
１０１ａ 第一内フラップ部
１０１ｂ 第二内フラップ部
１０２ 外フラップ部
１０３ タック部
１０４ａ 第一側面
１０４ｂ 第二側面
１０４ｃ 第三側面
１０５ａ 第一角部
１０５ｂ 第二角部
１０６ 胴部
１０６ａ 第一開口部
１０６ｂ 第二開口部
１０７ のり代部
２００ 梱包対象
２０１ 梱包品

上記課題を有利に解決するこの発明の第１の態様の箱組立ておよび梱包システムは、
梱包箱の組立ておよびその梱包箱での梱包対象の梱包を行う箱組立ておよび梱包システムにおいて、
所定位置に固定されて前記梱包箱の胴部の側部を突き当てられる第一の治具と、
所定位置に固定されて前記梱包箱のフラップ部およびタック部を突き当てられる第二の治具と、
二本の多関節アームを有する一台のロボットもしくは、各々一本の多関節アームを有する二台のロボットと、
を具え、
前記二本の多関節アームのうちの第一の多関節アームのエンドエフェクタは、前記梱包箱を解放可能に保持する梱包箱保持機構と、その梱包箱の前記胴部を角筒形状に維持する梱包箱角筒形状維持機構とを有し、
前記二本の多関節アームのうちの第二の多関節アームのエンドエフェクタは、前記第一の多関節アームの前記梱包箱保持機構が保持する前記梱包箱の前記フラップ部および前記タック部に当接する折り曲げ部材と、前記梱包対象を解放可能に把持する梱包対象把持機構とを有し、
前記第一の多関節アームは、平坦に畳まれた形状の前記梱包箱を前記梱包箱保持機構で保持して移動させ、その梱包箱の前記胴部を前記第一の治具との協働で平坦に畳まれた形状から角筒形状に折り起こして、その梱包箱の折り起こされた前記胴部を前記第一の治具との協働で前記平坦に畳まれた形状と反対の側に折り曲げてから前記梱包箱角筒形状維持機構で角筒形状に維持し、
前記第二の多関節アームは、前記折り曲げ部材を移動させ、前記第一の多関節アームが前記梱包箱保持機構で保持する前記梱包箱の前記フラップ部および前記タック部にその折り曲げ部材を当接させて、前記第二の治具との協働で前記梱包箱の前記フラップ部の折り曲げと前記タック部の折り曲げおよび前記胴部の端部への差し込みとを順次に行って前記梱包箱の底部と蓋部とをそれぞれ形成するとともに、前記梱包対象把持機構で把持した前記梱包対象を移動させて前記底部の形成と前記蓋部の形成との間に前記端部から前記胴部内に挿入することを特徴とするものである。

図７（ａ），図７（ｂ），図７（ｃ），図７（ｄ），図７（ｅ）および図７（ｆ）は、上記実施形態の箱組立ておよび梱包システムの双腕ロボット１の左腕のエンドエフェクタ３ｂが有する、梱包箱保持機構としての梱包箱吸着保持部６と、梱包箱角筒形状維持機構としての梱包箱形状維持部７と、伸縮動作機構８と、回転動作機構９とを示す平面図、正面図、左右側面図および左右斜視図であり、梱包箱吸着保持部６は、真空ポンプ等によって発生する吸引力で梱包箱を吸着保持する複数、図示例では２個の吸着器６ａを下向きに有している。また、梱包箱形状維持部７は、梱包箱吸着保持部６の吸着器６ａと概略同一平面上に位置する保持面７ａと、その保持面７ａよりも下向きに突出する突条部の側面である押当て面７ｂを持つ押当て部材７ｃとを有している。そして伸縮動作機構８は、例えばエアシリンダにより押当て部材７ｃを移動させて、保持面７ａに対し押当て面７ｂを接近させたり離間させたりし、回転動作機構９は、伸縮動作機構８の伸縮と連動して動作し、押当て部材７ｃを回転させ、保持面７ａに対する押当て面７ｂの角度を変更するとともに、押当て部材７ｃの下向き方向に突出する高さを変更させたりする。

なお、梱包箱形状維持部７は、図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、押当て面７ｂを持つ押当て部材７ｃを保持面７ａに対して平行に水平方向に移動させる、例えばエアシリンダを用いた伸縮動作機構８を有し、伸縮動作機構８による押当て部材７ｃの伸縮動作移動量は、押当て面７ｂが角筒形状に折り起こされた梱包箱１００ｂの第三側面１０４ｃに押し当てられ、角筒形状に折り起こされた梱包箱１００ｂの第二角部１０５ｂの角度が実質的に直角に維持されるように調整される、梱包箱角筒形状維持機構の第二の構成例を備えていても良い。この第二の構成例の梱包箱角筒形状維持機構を備えることで、梱包箱置き場４２上の平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａを吸着保持する際に、梱包箱形状維持部７の押当て面７ｂと平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａの第二角部１０５ｂとの位置関係を厳密に調整する必要が無くなるため、大きさの異なる梱包箱１００であってもエンドエフェクタ３ｂを変更することなく取り扱うことができる。

さらに梱包箱形状維持部７は、図１０（ｃ），図１０（ｄ）および図１０（ｅ）に示すように、押当て面７ｂを持つ押当て部材７ｃを保持面７ａに対して平行に水平方向に移動させる、例えばエアシリンダを用いた伸縮動作機構８を有するとともに、伸縮動作機構８が伸展時には梱包箱形状維持部７の押当て面７ｂが保持面７ａと平行になりつつ上方向へと持ちあがる、例えばカム構造を用いた回転動作機構９を有し、伸縮動作機構８および回転動作機構９による押当て部材７ｃの伸縮動作および回転動作の移動量は、押当て面７ｂが梱包箱１００の第三側面１０４ｃに押し当てられ、梱包箱１００の第二角部１０５ｂの角度が実質的に直角に維持されるように調整される、第三の構成例の梱包箱角筒形状維持機構を備えても良い。この第三の構成例の梱包箱角筒形状維持機構を備えることで、梱包箱置き場４２上の平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａを吸着保持する際に、梱包箱形状維持部７の押当て面７ｂと、平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａの第二角部１０５ｂとの位置関係を厳密に調整する必要が無く、さらに図１０（ｃ）に示すように、梱包箱置き場４２上の平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａの第一側面１０４ａを吸着保持する際に、回転動作機構９により梱包箱形状維持部７の押当て面７ｂが保持面７ａよりも上方向へと持ちあがるため、梱包箱形状維持部７の押当て部材７ｃが平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａを下方向に押しつけることなく平坦に畳まれた形状の梱包箱１００ａを吸着保持することができ、梱包箱形状維持部７の押当て面７ｂを長くして角筒形状に折り起こされた梱包箱１００ｂの第三側面１０４ｃに押当てる範囲を広くすることで、第二角部１０５ｂの角度をより強固に直角に維持することができる。

次に、双腕ロボット１が右腕２ａおよび左腕２ｂを移動させて、図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示すように、梱包箱フラップ部折り曲げ治具１０の第二棒状部材１０ｂに第一開口部１０６ａ側の外フラップ部１０２を沿わせるとともに、梱包箱フラップ部折り曲げ治具１０の第一棒状部材１０ａに、同じ開口部側の第二内フラップ部１０１ｂに外側から被せられて折り曲げられた第一内フラップ部１０１ａを当接させ、第二棒状部材１０ｂによって外フラップ部１０２を押すことで、外フラップ部１０２を第一内フラップ部１０１ａおよび第二内フラップ部１０１ｂに覆い被さるように折り曲げる。

Claims (9)

1. 梱包箱の組立ておよびその梱包箱での梱包対象の梱包を行う箱組立ておよび梱包システムにおいて、
   所定位置に固定されて前記梱包箱の胴部の側部を突き当てられる第一の治具と、
   所定位置に固定されて前記梱包箱のフラップ部およびタック部を突き当てられる第二の治具と、
   二本の多関節アームを有する一台のロボットもしくは、各々一本の多関節アームを有する二台のロボットと、
   を具え、
   前記二本の多関節アームのうちの第一の多関節アームのエンドエフェクタが、前記梱包箱を解放可能に保持する梱包箱保持機構と、その梱包箱の前記胴部を角筒形状に維持する梱包箱角筒形状維持機構とを有し、
   前記二本の多関節アームのうちの第二の多関節アームのエンドエフェクタが、前記第一の多関節アームの前記梱包箱保持機構が保持する前記梱包箱の前記フラップ部および前記タック部に当接する折り曲げ部材と、前記梱包対象を解放可能に把持する梱包対象把持機構とを有し、
   前記第一の多関節アームは、平坦に畳まれた形状の前記梱包箱を前記梱包箱保持機構で保持して移動させ、その梱包箱の前記胴部を前記第一の治具との協働で平坦に畳まれた形状から角筒形状に折り起こして、その梱包箱の折り起こされた前記胴部を前記梱包箱角筒形状維持機構で角筒形状に維持し、
   前記第二の多関節アームは、前記折り曲げ部材を移動させ、前記第一の多関節アームが前記梱包箱保持機構で保持する前記梱包箱の前記フラップ部および前記タック部にその折り曲げ部材を当接させて、前記第二の治具との協働で前記梱包箱の前記フラップ部の折り曲げと前記タック部の折り曲げおよび前記胴部の端部への差し込みとを順次に行って前記梱包箱の底部と蓋部とをそれぞれ形成するとともに、前記梱包対象把持機構で把持した前記梱包対象を移動させて前記底部の形成と前記蓋部の形成との間に前記端部から前記胴部内に挿入することを特徴とする箱組立ておよび梱包システム。
2. 前記ロボットは、前記第一の多関節アームと前記第二の多関節アームとの両方を有する一台の双腕型ロボットであることを特徴とする、請求項１記載の箱組立ておよび梱包システム。
3. 前記第一の多関節アームは、前記梱包箱の前記折り起こされた胴部を前記第一の治具との協働で前記平坦に畳まれた形状と反対の側に折り曲げてから前記梱包箱角筒形状維持機構で角筒形状に維持することを特徴とする、請求項１または２記載の箱組立ておよび梱包システム。
4. 前記梱包箱形状維持機構は、前記梱包箱把持機構の梱包箱把持面に対して垂直となる押し当て面を持ち、前記梱包箱把持機構により前記梱包箱把持面が水平に保たれ、前記梱包箱の前記折り起こされた胴部が元の形状に戻るように生じる弾性力によって、前記梱包箱の側面が前記押し当て面に押し当てられて垂直に保たれることで前記梱包箱の角筒形状が維持されることを特徴とする、請求項１から３までの何れか１項記載の箱組立ておよび梱包システム。
5. 前記梱包箱形状維持機構は、前記押し当て面を前記梱包箱把持機構の梱包箱把持面に対して水平に移動させる伸縮動作機構と、前記押し当て面を前記梱包箱把持面に対して垂直となるように回転させる回転動作機構と、の少なくとも一つを備え、前記押し当て面の伸縮動作および回転動作の移動量は、前記梱包箱把持機構により前記梱包箱把持面が水平に保たれ、前記梱包箱の前記折り起こされた胴部が元の形状に戻るように生じる弾性力によって、前記梱包箱の側面が前記押し当て面に押し当てられて垂直に保たれることで前記梱包箱の角筒形状が維持されるように調整されることを特徴とする、請求項４の箱組立ておよび梱包システム。
6. 前記第二の治具は、３本の棒状部材を基台上に立設されて構成され、
   前記３本の棒状部材のうち両端の第一棒状部材および第三棒状部材は、中央の第二棒状部材よりも太い外径の中央部を有しており、
   前記中央部の上側にはテーパーを具え、前記中央部の側面には前記中央部を上方から見た時にＤ字状となる切り欠き部を具え、前記中央部の長さは前記角筒状に維持された梱包箱の開口部の一辺の長さよりも短く成形されており、前記中央部の直径は前記一辺と交わる異なる一辺の長さよりも短く成形されており、
   前記梱包箱の底部と蓋部とをそれぞれ形成する際に前記梱包箱の前記フラップ部が前記中央部に当接しても前記テーパーで逃がされ、
   前記梱包箱の前記タック部を前記胴部の端部へと差し込む際にいずれかの前記中央部を前記梱包箱の底部または蓋部となる面の中心付近に押し当てて前記タックを挿入することを特徴とする、請求項１から５までの何れか１項記載の箱組立ておよび梱包システム。
7. 前記第一の多関節アームに対して前記梱包箱を供給する梱包箱供給機構と、
   前記第二の多関節アームに対して前記梱包対象を供給する梱包対象供給機構と、
   前記第一の多関節アームおよび前記第二の多関節アームにより前記梱包箱で前記梱包対象を梱包した梱包品を次工程へと搬出する搬出機構と、
   の少なくとも一つを具えることを特徴とする、請求項１から６までの何れか１項記載の箱組立ておよび梱包システム。
8. 請求項１から７までの何れか１項記載の箱組立ておよび梱包システムに用いられるコントローラにおいて、
   前記第一の多関節アームが、平坦に畳まれた形状の前記梱包箱を前記梱包箱保持機構で保持して移動させ、その梱包箱の前記胴部を前記第一の治具との協働で平坦に畳まれた形状から角筒形状に折り起こして、その梱包箱の折り起こされた前記胴部を前記梱包箱角筒形状維持機構で角筒形状に維持し、
   前記第二の多関節アームが、前記折り曲げ部材を移動させて前記第一の多関節アームが前記梱包箱保持機構で保持する前記梱包箱の前記フラップ部および前記タック部に当接させ、前記第二の治具との協働で前記梱包箱の前記フラップ部の折り曲げと前記タック部の折り曲げおよび前記胴部の端部への差し込みとを順次に行って前記梱包箱の底部と蓋部とをそれぞれ形成するとともに、前記梱包対象把持機構で把持した前記梱包対象を移動させて前記底部の形成と前記蓋部の形成との間に前記端部から前記胴部内に挿入するように、
   前記箱組立ておよび梱包システムの前記一もしくは二台のロボットの前記第一の多関節アームおよび前記第二の多関節アームの動作を制御することを特徴とする箱組立ておよび梱包システム用コントローラ。
9. 前記箱組立ておよび梱包システムが、
   前記第一の多関節アームに対して前記梱包箱を供給する梱包箱供給機構と、
   前記第二の多関節アームに対して前記梱包対象を供給する梱包対象供給機構と、
   前記第一の多関節アームおよび前記第二の多関節アームにより前記梱包箱で前記梱包対象を梱包した梱包品を次工程へと搬出する搬出機構と、
   を具え、
   前記第一の多関節アームと、前記第二の多関節アームと、前記梱包箱供給機構と、前記梱包対象供給機構と、前記搬出機構とが連動して、前記第一の多関節アームに対して前記梱包箱供給機構が前記梱包箱を供給し、前記第二の多関節アームに対して前記梱包対象供給機構が前記梱包対象を供給し、前記第一の多関節アームおよび前記第二の多関節アームが前記梱包箱で前記梱包対象を梱包した前記梱包品を前記搬出機構が次工程へと搬出し、一連の梱包工程を完了させるように、前記コントローラが、前記第一の多関節アームと、前記第二の多関節アームと、前記梱包箱供給機構と、前記梱包対象供給機構と、前記搬出機構との動作を制御することを特徴とする、請求項８記載の箱組立ておよび梱包システム用コントローラ。