JP2021112793A - ケース保持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ケースの側壁部が部分的にしか露出されていない場合であっても、当該ケースを保持することができるケース保持装置の提供。【解決手段】ケース保持装置は、ケースの上端面の一部を押さえ付ける押さえ面と、ケースの側壁部の内側に上方から差し込まれるピンとを含む押さえ部材と、側壁部から突出する鍔状部に外方から当接する当接面と、鍔状部の下面を支持するように当接面の下方から突出する支持部とを含む第１支持部材と、ケースを下方から支持する第２支持部材と、第１支持部材を側壁部に対して接近離間させる接近離間機構と、第１支持部材を側壁部に沿って上下方向に移動させる第１上下移動機構と、押さえ部材と第２支持部材との一方を他方に対して上下方向に移動させる第２上下移動機構と、第２支持部材をケースの下方に移動させると共にケースの下方から退避させる進退移動機構とを含む。【選択図】図５

Description

本開示は、ケースの移送に際してロボットアームに取り付けられて当該ケースを保持するケース保持装置に関する。

従来、壁部を有する箱形のワークをデパレタイズするためのロボットシステムとして、ロボット本体（ロボットアーム）と、当該ロボット本体の先端に取り付けられてパレットに配置されたワークを吸着・保持するロボットハンドとを含むものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、従来、コンテナを１個ずつ保持して所定位置まで移送する物品移送装置として、ロボット本体（ロボットアーム）と、ロボット本体の先端側に設けられ、コンテナを傾斜状態で保持するハンド装置（ロボットハンド）とを含むものが知られている（例えば、特許文献２参照）。この物品移送装置のハンド装置は、互いに接離移動可能であると共に下端部の高さ位置が互いに異なる一方側移動体および他方側移動体と、下端部の高さ位置が低い一方側移動体に固設されて物品の一側面部を外面側から引っ掛け保持する一方側フック体と、下端部の高さ位置が高い他方側移動体に固設されて上記一側面部と離間対向する物品の他側面部を外面側から引っ掛け保持する他方側フック体を含む。

特許第５７６８８２７号公報 特開２０１６−１２４０６４号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたロボットシステムは、上部が開放された箱状のワークを保持し得ないものであり、箱形のワークに蓋が装着されていても、ロボットハンドにより吸着された蓋からワークが離脱してしまうおそれがある。また、特許文献２に記載された物品移送装置では、一方側フックを用いてコンテナを傾けた後、他方側フックを差し込むための隙間（Ｌ）を形成するために当該コンテナを引き摺って移動させる必要があるが（特許文献２の図２８および図２９参照）、コンテナを引き摺ることで当該コンテナの下方のコンテナを摩擦により移動させてしまうおそれがある。更に、当該物品移送装置では、上記隙間が形成された後、下方のコンテナに対して引き摺られた保持対象となるコンテナが一時的に一方側および他方側フックの双方により支持されなくなる（特許文献２の図３２参照）。このため、保持対象となるコンテナが不安定な状態で下方のコンテナに載置され、当該コンテナ（および収容物）の重心位置によっては下方のコンテナから落下してしまうおそれがある。従って、このため、特許文献２の物品移送装置では、ロボット本体およびハンド装置を低速で作動させなければならず、作業時間の長期化を招いてしまう。

そこで、本開示は、ケースの側壁部が部分的にしか露出されていない場合であっても、当該ケースを保持すると共に、作業時間の長期化を抑制することができるケース保持装置の提供を主目的とする。

本開示のケース保持装置は、ロボットアームに取り付けられ、側壁部および前記側壁部から外側に突出する鍔状部を含むケースを保持するケース保持装置であって、前記ケースの上端面の一部を押さえ付ける押さえ面と、前記側壁部の内側に上方から差し込まれるピンとを含む押さえ部材と、前記側壁部から突出する前記鍔状部に外方から当接する当接面と、前記鍔状部の下面を支持するように前記当接面の下方から突出する支持部とを含む第１支持部材と、前記ケースを下方から支持する第２支持部材と、前記第１支持部材を前記側壁部に対して接近離間させる接近離間機構と、前記第１支持部材を前記側壁部に沿って上下方向に移動させる第１上下移動機構と、前記押さえ部材と前記第２支持部材との一方を他方に対して上下方向に移動させる第２上下移動機構と、前記第２支持部材を前記ケースの下方に移動させると共に前記ケースの下方から退避させる進退移動機構とを含むものである。

本開示のケース保持装置は、側壁部および当該側壁部から外側に突出する鍔状部を含むケースを保持するためにロボットアームに取り付けられ、例えば、パレットや台車あるいはコンベヤ上の複数のケースを１個ずつ取り出したり、ケースを１個ずつパレット、台車あるいはコンベヤ上に移載したりするのに用いられる。本開示のケース保持装置にケースを保持させる際には、ロボットアームによりケース保持装置を対象となるケースの上方まで移動させる。次いで、鍔状部に対して外側からアクセス可能な側壁部の内側にピンが位置し、かつ押さえ面がケースの上端面の一部を押さえ付けるようにロボットアームによりケース保持装置を下方に移動させる。また、当接面が側壁部から突出する鍔状部に外方から当接するように接近離間機構により第１支持部材を移動させる。更に、支持部が側壁部から突出する鍔状部の下面を支持するように第１上下移動機構により第１支持部材を側壁部に沿って上方に移動させる。これにより、ケースの側壁部から突出する鍔状部が、押さえ部材の押さえ面と第１支持部材の支持部とにより上下から挟持されると共に、押さえ部材のピンと第１支持部材の当接面とによって横から挟持される。すなわち、対象となるケース上に他のケース等が存在しておらず、鍔状部を有する側壁部が部分的に露出されていれば、両隣および背後に他のケース等が存在していたとしても、ケースの種類やサイズ等に拘わらず、側壁部および鍔状部をケース保持装置によって挟持することが可能となる。続いて、押さえ部材および第１支持部材により挟持された側壁部を持ち上げてケースを傾斜させるようにロボットアームを作動させる。更に、第２上下移動機構により押さえ部材等と第２支持部材とを相対移動させると共に、進退移動機構により第２支持部材をケースの下方まで移動させる。これにより、第２上下移動機構により押さえ部材と第２支持部材との相対距離を調整しながら、周囲のケース等との干渉を生じさせることなく、押さえ部材および第１支持部材と、第２支持部材とでケースを挟み込んでしっかりと保持することが可能となる。また、第１上下移動機構により第１支持部材を上方に移動させた以降、ケースは、押さえ部材と第１支持部材とにより常時保持されることから、ロボットアーム、第２上下移動機構および進退移動機構を速やかに作動させて作業時間が長期化するのを抑制することができる。更に、単一のケース保持装置により高さが異なる複数種類のケースを容易に保持することも可能となる。そして、ロボットアームによりケースを移送先に移動させた後、上述の順序とは逆の順序でケース保持装置を作動させてケースからケース保持装置を離間させることができる。なお、本開示のケース保持装置は、上部が開放されたケースだけではなく、押さえ部材のピンが差し込まれる凹部を有する蓋が装着されたケースも保持可能である。

本開示のケース保持装置を含むケース移送装置を示す概略構成図である。 本開示のケース保持装置により保持されるケースを示す斜視図である。 本開示のケース保持装置により保持されるケースを示す斜視図である。 本開示のケース保持装置を示す斜視図である。 本開示のケース保持装置を示す側面図である。 本開示のケース保持装置の動作を説明するための側面図である。 本開示のケース保持装置の動作を説明するための側面図である。 本開示のケース保持装置の動作を説明するための側面図である。 本開示のケース保持装置の動作を説明するための側面図である。 本開示のケース保持装置の動作を説明するための側面図である。 本開示のケース保持装置の動作を説明するための側面図である。 本開示のケース保持装置の動作を説明するための側面図である。 本開示のケース保持装置の動作を説明するための側面図である。 本開示のケース保持装置の動作を説明するための側面図である。 本開示のケース保持装置の動作を説明するための側面図である。 本開示のケース保持装置の動作を説明するための側面図である。

次に、図面を参照しながら、本開示の発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本開示のケース保持装置１０を含むケース移送装置１を示す斜視図である。同図に示すように、ケース移送装置１は、ロボットハンドとしてのケース保持装置１０に加えて、先端部（手先部）に当該ケース保持装置１０が取り付けられるロボットアーム２や制御装置３、ロボットアーム２等の上方に位置するように当該ロボットアーム２の設置箇所に配置された３Ｄビジョンカメラ（３Ｄセンサ）５等を含む。ロボットアーム２は、多関節アーム機構や当該多関節アーム機構を駆動する複数のアクチュエータ（図示省略）等を含む。制御装置３は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等（何れも図示省略）を含み、ロボットアーム２の複数のアクチュエータと、図示しない電気ケーブルを介して接続されるケース保持装置１０とを制御する。

ケース保持装置１０は、図２および図３に示すケースＣを保持・解放可能なものである。また、ロボットアーム２は、図１におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向にケース保持装置１０を移動させると共に、当該ケース保持装置１０をＺ軸周りに回転させることができる。これにより、ケースＣを保持したケース保持装置１０をロボットアーム２により移動させることで、パレットＰ（図１参照）上に密に段積みされた複数のケースＣを１個ずつ取り出したり、複数のケースＣを１個ずつパレットＰ上に段積みしたりすることが可能となる。また、ケース移送装置１によれば、図示しないコンベヤにより搬送される複数のケースＣを１個ずつ取り出したり、複数のケースＣを１個ずつコンベヤ上に移載したりすることもできる。

ケース保持装置１０の保持対象となるケースＣは、可撓性を有する樹脂等により有底角筒状、すなわち上部が開放された直方体状（立方体状）に形成されており、図２および図３に示すように、底部Ｂ、間隔をおいて対向する一対の第１側壁部Ｗ１、および間隔をおいて対向する一対の第２側壁部Ｗ２を含む。第１側壁部Ｗ１の第１側面Ｓ１と、第２側壁部Ｗ２の第２側面Ｓ２とは、曲面状のコーナー面を介して互いに隣り合う。また、ケースＣは、各第１側面Ｓ１（第１側壁部Ｗ１）および各第２側面Ｓ２（第２側壁部Ｗ２）の上縁部（開口端側の周縁部）から外側に突出して当該ケースＣの上端面を形成する鍔状部（フランジ部）Ｆを含む。鍔状部Ｆは、ケースＣの上縁部の全周に沿って形成されており、当該上縁部から第１および第２側面Ｓ１，Ｓ２の各々と直交するように延在する。

ケースＣの種類（サイズ）は、収容される物品のサイズや特性等に応じて段積み可能となる範囲内で幅や高さを異ならせることにより複数用意されている。また、ケースＣには、当該ケースＣ内に収容された物品を保護するための図示しない蓋を装着可能である。ケースＣに装着される蓋は、当該ケースＣの鍔状部Ｆを覆う枠状の外周部と、外周部の内側に形成されると共に当該外周部の表面よりも窪んだ底面を有する凹部とを含むものである。なお、ケースＣの鍔状部Ｆは、必ずしも当該ケースＣの上縁部の全周に沿って形成される必要はなく、例えばコーナー部から省略されてもよく、当該上縁部よりも下側の部分から突出するものであってもよい。

図４は、ケース保持装置１０を示す斜視図であり、図５は、ケース保持装置１０を示す側面図である。これらの図面に示すように、ケース保持装置１０は、ベース部材１１と、ケースＣを保持するための押さえ部材１５、第１支持部材２１および第２支持部材２２とを含む。更に、ケース保持装置１０は、ケースＣを保持するように押さえ部材１５、第１および第２支持部材２１，２２を移動させる移動機構として、接近離間機構３０、第１上下移動機構３１、第２上下移動機構３２および進退移動機構３３を含む。

ベース部材１１は、略Ｌ字状に形成されており、略水平に延在する横プレート部１１０と、横プレート部１１０の端部から当該横プレート部１１０と直交するように延出されて上下方向に延在する縦プレート部１１１とを含む。ベース部材１１の横プレート部１１０は、略長方形状（本実施形態では、略矩形状）の平面形状を有し、その上面には、ロボットアーム２の先端部に連結される連結部１２が固定されている。ベース部材１１の縦プレート部１１１の表面には、第２上下移動機構３２が設置されている。

第２上下移動機構３２は、縦プレート部１１１の延在方向（上下）に沿って延びる送りねじ３２１と、当該送りねじ３２１を正逆方向に回転駆動するモータ３２３と、縦プレート部１１１に固定されたガイドレールに沿って当該縦プレート部１１１の延在方向（上下）に摺動自在であると共に送りねじ３２１の回転に伴って進退移動するスライダ３２５とを含む。スライダ３２５は、横プレート部１１０と平行かつ縦プレート部１１１と直交するように、当該縦プレート部材１１１から横プレート部１１０とは反対側に突出する。また、第２上下移動機構３２は、上記制御装置３により制御される。

押さえ部材１５は、何れも平板状に形成されており、それぞれ平坦な下面を有する。以下、押さえ部材１５の平坦な下面を「押さえ面１５ｓ」という。また、押さえ部材１５は、ピン１５ｐを軸方向すなわち上下方向に移動自在に支持する。ピン１５ｐは、重力により押さえ面１５ｓから下方に突出し、下方に存在する物品から押圧されることで上方に退避する。更に、押さえ部材１５は、接近離間機構３０と共に第２上下移動機構３２のスライダ３２５に連結される。

図５に示すように、第２上下移動機構３２のスライダ３２５の先端部には、連結部材３２７がスライダ３２５の突出方向における中心軸（幅方向および厚み方向の中心）を含む平面と直交する軸Ａの周りに回動自在に連結されている。また、接近離間機構３０は、図示しない圧縮空気源から圧縮空気が供給されるハウジングＨと、当該圧縮空気によりハウジングＨに対して軸方向に進退移動させられるロッドＲとを含むエアシリンダである。接近離間機構３０に対する圧縮空気の給排は、上記制御装置３により制御される。接近離間機構３０のハウジングＨは、ロッドＲがスライダ３２５の中心軸と平行に延在するように連結部材３２７の下面に固定されている。そして、押さえ部材１５は、押さえ面１５ｓおよびピン１５ｐが下側に位置するように、接近離間機構３０のハウジングＨの下面に固定される。

これにより、第２上下移動機構３２のモータ３２３を正転または逆転させることで、押さえ部材１５および接近離間機構３０を一体にベース部材１１に対して上下方向に移動させることが可能となる。また、本実施形態において、連結部材３２７がスライダ３２５に対して軸Ａの周りに回動自在となることで、押さえ部材１５および接近離間機構３０のハウジングＨもスライダ３２５に対して軸Ａの周りに回動自在となる。

更に、スライダ３２５には、連結部材３２７や押さえ部材１５等のスライダ３２５に対する回動を規制するためのストッパ機構３５が設置されている。ストッパ機構３５は、制御装置３により制御されるエアシリンダやストッパ部材等を含む。ストッパ機構３５は、ストッパ部材を連結部材３２７に押し付けることで当該連結部材３２７や押さえ部材１５等のスライダ３２５に対する回動を規制し、ストッパ部材の連結部材３２７に対する押し付けを解除することで当該連結部材３２７や押さえ部材１５等のスライダ３２５に対する回動を許容する。ストッパ機構３５により押さえ部材１５等のスライダ３２５に対する回動が規制されている際、押さえ部材１５の押さえ面１５ｓは、スライダ３２５、横プレート部１１０および第２支持部材２２と平行に延在する。

また、接近離間機構３０のロッドＲには、第１上下移動機構３１の一部が固定されている。第１上下移動機構３１は、図示しない圧縮空気源から圧縮空気が供給されるハウジングＨと、当該圧縮空気によりハウジングＨに対して軸方向に進退移動させられるロッドＲとを含むエアシリンダである。第１上下移動機構３１に対する圧縮空気の給排は、上記制御装置３により制御される。第１上下移動機構３１のハウジングＨは、ロッドＲが下方に向けて延在するように接近離間機構３０のロッドＲに固定されている。更に、第１上下移動機構３１のロッドＲの先端には、第１支持部材２１が固定されている。これにより、接近離間機構３０を作動させることで、第１支持部材２１および第１上下移動機構３１を一体に押さえ部材１５（ピン１５ｐ）に対して接近離間させることができる。更に、第１上下移動機構３１を作動させることで、第１支持部材２１を押さえ部材１５に対して上下方向に移動させることが可能となる。また、押さえ部材１５等のスライダ３２５に対する回動の軸Ａは、第１支持部材２１の押さえ部材１５に対する接近離間方向および上下移動方向の双方に直交することになる。

第１支持部材２１は、平坦な当接面２１１と、当該当接面２１１と平行に延在する平板状の支持部２１５とを含む。支持部２１５は、当接面２１１の下方から突出しており、例えば平坦な上端面および当接面２１１と平行に延在する前面を有する。第１支持部材２１は、当接面２１１が上下方向に延在するように第１上下移動機構３１のロッドＲに固定される。また、支持部２１５の当接面２１１からの突出長ｄ（図５参照）、すなわち当接面２１１から支持部２１５の前面までの長さは、ケースＣの鍔状部Ｆの第１および第２側壁部Ｗ１，Ｗ２（第１および第２側面Ｓ１，Ｓ２）からの張り出し長よりも短く定められる。更に、第１支持部材２１の上下方向における高さは、保持対象となる最も低背のケースＣの深さよりも短く定められる。

第２支持部材２２は、略長方形状（本実施形態では、略矩形状）の平面形状を有するプレート部材であり、第２支持部材２２の長辺は、ベース部材１１の横プレート部１１０の長辺よりも長く定められている。第２支持部材２２は、スライダ３２５および横プレート部１１０と平行をなすようにベース部材１１の縦プレート部１１１の下部に固定された一対のガイド部材１１５により摺動自在に支持される。すなわち、第２支持部材２２は、スライダ３２５の上下移動方向と直交する方向や、第１支持部材２１の押さえ部材１５に対する接近離間方向と平行な方向に沿って進退移動自在である。

進退移動機構３３は、図示しない圧縮空気源から圧縮空気が供給されるハウジングＨと、当該圧縮空気によりハウジングＨに対して軸方向に進退移動させられるロッドＲとを含むエアシリンダである。進退移動機構３３に対する圧縮空気の給排は、上記制御装置３により制御される。本実施形態において、進退移動機構３３のハウジングＨは、ロッドＲがスライダ３２５の中心軸と平行に延在するように第２支持部材２２の上面に固定される。また、進退移動機構３３のロッドＲの先端は、ベース部材１１の縦プレート部１１１に固定されている。これにより、進退移動機構３３を作動させることで、第２支持部材２２を押さえ部材１５および第１支持部材２１側に突出させると共に、ガイド部材１１５側に退避させることができる。

また、ケース保持装置１０は、ベース部材１１の縦プレート部１１１（例えば、ガイド部材１１５）に対して固定された測距装置４０を含む。本実施形態において、測距装置４０は、第２支持部材２２の表面付近から前方にレーザーを照射すると共に物体と衝突して反射したレーザーに基づいて当該物体との第２支持部材２２の移動方向における距離を非接触で測定するレーザー測距装置であり、測距装置４０により測定された距離は、制御装置３に送られる。なお、測距装置４０は、レーザー測距装置以外の非接触式測距装置であってもよい。

続いて、図６から図１６を参照しながら、上述のケース保持装置１０を含むケース移送装置１の動作について説明する。ここでは、例えば左右の側面および背面に設けられた柵を有する台車に段積みされた複数のケースＣをケース移送装置１により１個ずつ取り出していく場合を例にとって当該ケース移送装置１の動作について説明する。

台車からのケースＣの取り出しに際して、制御装置３は、最上段の最前列の何れか１つのケースＣを取り出し対象として選択する。当該ケースＣは、前側の１つの側壁部（ここでは、第１側壁部Ｗ１とする）のみが露出され、他の側壁部Ｗ１，Ｗ２が他のケースＣや柵等により囲われた状態のものである。また、ケースＣの取り出しに先立って、第１支持部材２１は、接近離間機構３０により押さえ部材１５から予め離間させられると共に、当接面２１１が押さえ部材１５のピン１５ｐと対向するように第１上下移動機構３１により予め下降させられている。更に、スライダ３２５は、押さえ部材１５および第１支持部材２１が第２支持部材２２よりも上側に位置するように第２上下移動機構３２より予め定められた初期位置まで移動させられ、第２支持部材２２は、進退移動機構３３により押さえ部材１５側とは反対側の退避位置まで移動させられている。また、ストッパ機構３５は、制御装置３により、連結部材３２７すなわち押さえ部材１５等のスライダ３２５に対する回動を規制するように制御される。

取り出し対象となるケースＣを選択した後、ケース移送装置１の制御装置３は、３Ｄビジョンカメラ５からの情報等に基づいて、対象となるケースＣの上方までケース保持装置１０を移動させるようにロボットアーム２を制御する。より詳細には、制御装置３は、上方からみて押さえ部材１５のピン１５ｐが対象となるケースＣの前側の第１側壁部Ｗ１の内側に位置するようにロボットアーム２によりケース保持装置１０を移動させる。ケース保持装置１０を対象となるケースＣの上方で停止させた後、制御装置３は、図６に示すように、ケース保持装置１０を対象となるケースＣに対して下降させるようにロボットアーム２を制御する。

ケース保持装置１０がケースＣに対して下降していくと、押さえ部材１５のピン１５ｐが当該ケースＣの第１側壁部Ｗ１の内側に上方から差し込まれる。制御装置３は、押さえ部材１５の押さえ面１５ｓがケースＣの上端面すなわち鍔状部Ｆの上面の一部にそれぞれ当接した段階で、ケース保持装置１０の下降を停止させるようにロボットアーム２を制御する。これにより、取り出し対象となるケースＣの前側の第１側壁部Ｗ１の内側にピン１５ｐが配置された状態で、当該第１側壁部Ｗ１から突出する鍔状部Ｆが上方から押さえ部材１５（押さえ面１５ｓ）により押さえ付けられる。

次いで、制御装置３は、図７に示すように、第１支持部材２１を第１側壁部Ｗ１すなわち押さえ部材１５に接近させるように接近離間機構３０を制御する。制御装置３は、第１支持部材２１の当接面２１１が第１側壁部Ｗ１から突出する鍔状部Ｆに外方から当接し、当該第１側壁部Ｗ１が押さえ部材１５のピン１５ｐに押し付けられた段階で、接近離間機構３０を停止させる。この際、第１支持部材２１を押さえ部材１５に接近させる前のピン１５ｐと第１側壁部Ｗ１との間隔によっては、可撓性を有するケースＣの第１側壁部Ｗ１の一部が撓むこともある。また、第１支持部材２１では、上述のように、支持部２１５の突出長ｄが鍔状部Ｆの張り出し長よりも短く定められている。従って、第１支持部材２１の当接面２１１が対応する鍔状部Ｆに当接した際、支持部２１５の前面は、第１側壁部Ｗ１の第１側面Ｓ１に当接しない。これにより、第１側面Ｓ１に、看板等が差し込まれるホルダ等が設けられている場合であっても、当接面２１１をケースＣの鍔状部Ｆに外方から当接させることが可能となる。

接近離間機構３０を停止させた後、制御装置３は、図８に示すように、第１支持部材２１を第１側壁部Ｗ１に沿ってベース部材１１に対して上昇させるように第１上下移動機構３１を制御する。この際、上述のように、支持部２１５の前面は、第１側壁部Ｗ１の第１側面Ｓ１に当接しておらず、当接面２１１のみが鍔状部Ｆに当接している。従って、第１支持部材２１に作用する摺動抵抗を減らして、当該第１支持部材２１をスムースに上昇させることができる。制御装置３は、第１支持部材２１の支持部２１５の上端面が対象となるケースＣの第１側壁部Ｗ１から突出する鍔状部Ｆに当接した段階で、第１上下移動機構３１を停止させる。

これにより、図８において拡大して示すように、取り出し対象となるケースＣの鍔状部Ｆの下面が支持部２１５により支持される。すなわち、第１側壁部Ｗ１から突出する鍔状部Ｆは、押さえ部材１５の押さえ面１５ｓと第１支持部材２１の支持部２１５とにより上下から挟持される。また、当該ケースＣの鍔状部Ｆは、押さえ部材１５のピン１５ｐと第１支持部材２１の当接面２１１とによって横から挟持される。すなわち、対象となるケースＣ上に他のケースＣ等が存在しておらず、鍔状部Ｆを有する第１側壁部Ｗ１（あるいは第２側壁部Ｗ２）が部分的に露出されていれば、両隣および背後に他のケースＣ等が存在していたとしても、ケースＣの種類やサイズ等に拘わらず、当該第１側壁部Ｗ１および鍔状部Ｆをケース保持装置１０によって挟持することが可能となる。

続いて、制御装置３は、連結部材３２７すなわち押さえ部材１５等のスライダ３２５に対する回動を許容するようにストッパ機構３５を制御する。押さえ部材１５等のスライダ３２５に対する回動が許容された後、制御装置３は、ケース保持装置１０を押さえ部材１５および第１支持部材２１により挟持された第１側壁部Ｗ１を持ち上げて対象となるケースＣを傾斜させるようにロボットアーム２を制御する。スライダ３２５に対する押さえ部材１５等の回動が許容されることで、ケース保持装置１０が上昇すると、押さえ部材１５および第１支持部材２１により挟持された第１側壁部Ｗ１が持ち上げられ、ケースＣは、縦プレート部１１１側に引き寄せられながら、図９に示すように傾斜する。これにより、ロボットアーム２によりケース保持装置１０を真っ直ぐに上昇させれば、第２支持部材２２の姿勢を押さえ面１５ｓ等と平行（水平）に維持すると共に取り出し対象のケースＣの下方に位置するケースＣの移動を抑制しながら、取り出し対象となるケースＣを傾斜させることが可能となる。

制御装置３は、図９に示すように、押さえ部材１５および第１支持部材２１により挟持された第１側壁部Ｗ１の全体が第２支持部材２２よりも上側に位置する前にロボットアーム２を停止させ、測距装置４０による距離の測定を開始させる。更に、制御装置３は、ケース保持装置１０を真っ直ぐに下降させるようにロボットアーム２を制御すると共に、スライダ３２５、押さえ部材１５および第１支持部材２１等を縦プレート部１１１に対して上昇させるように第２上下移動機構３２を制御する。これにより、ケースＣの傾斜状態（絶対位置）を実質的に変化させないようにしながら、第２支持部材２２を当該ケースＣよりも下側かつ下段側のケースＣよりも上側に位置させることができる。

また、ケース保持装置１０を真っ直ぐに下降させると共に押さえ部材１５および第１支持部材２１等を縦プレート部１１１に対して上昇させていくと、測距装置４０から照射されたレーザー（図９における二点鎖線参照）は、傾斜したケースＣの第１側壁部Ｗ１の第１側面Ｓ１で反射した後、図１０に示すように、ケースＣの底部Ｂの表面で反射するようになる。測距装置４０からのレーザーが底部Ｂの表面で反射するようになると、測距装置４０により測定される距離は、減少から増加に転じ、第２支持部材２２が取り出し対象のケースＣよりも下側かつ下段側のケースＣよりも上側に位置する。

制御装置３は、測距装置４０により測定される距離が減少から増加に転じると、図１１に示すように、第２支持部材２２を対象となるケースＣの下方に移動させるように進退移動機構３３を制御する。制御装置３は、３Ｄビジョンカメラ５からの情報に基づいて、ケースＣの奥行きの例えば半分以上（ここでは、第２側壁部Ｗ２の長さの半分以上）まで第２支持部材２２が対象となるケースＣの下方に入り込んだ段階で進退移動機構３３を停止させる。更に、制御装置３は、押さえ部材１５等が下降してケースＣの底部Ｂが第２支持部材２２の表面に当接するように第２上下移動機構３２を制御する。これにより、図１２に示すように、取り出し対象となるケースＣの姿勢を元に戻すと共に押さえ部材１５等と第２支持部材２２との相対距離を調整しながら、周囲のケースＣ等との干渉を生じさせることなく、押さえ部材１５および第１支持部材２１と、第２支持部材２２とで対象となるケースＣを挟み込んでしっかりと保持することが可能となる。

ケース保持装置１０により対象となるケースＣが保持された後、制御装置３は、図１３に示すように、ケース保持装置１０を上昇させると共に、ケースＣを例えばコンベヤ等の移送先まで移動させるようにロボットアーム２を制御する。ケースＣが移送先に到着すると、制御装置３は、図１４に示すように、スライダ３２５を上昇させてケースＣを傾斜させるように第２上下移動機構３２を制御する。また、制御装置３は、図１５に示すように、第２支持部材２２をケースＣの下方から退避させるように進退移動機構３３を制御する。更に、制御装置３は、第１支持部材２１を下降させるように第１上下移動機構３１を制御すると共に当該第１支持部材２１を押さえ部材１５から離間させるように接近離間機構３０を制御する。そして、制御装置３は、図１６に示すように、ケース保持装置１０をケースＣに対して上昇するようにロボットアーム２を制御する。これにより、ケース保持装置１０がケースＣから離間し、１つのケースＣの移送が完了する。その後、制御装置３は、次の取り出し対象となるケースＣの上方までケース保持装置１０を移動させるようにロボットアーム２を制御する。

上述のように、ケース保持装置１０によれば、取り出し対象となるケースＣ上に他のケース等が存在しておらず、鍔状部Ｆを有する第１または第２側壁部Ｗ１，Ｗ２が部分的に露出されていれば、両隣および背後に他のケースＣ等が存在していたとしても、ケースの種類やサイズ等に拘わらず、第１または第２側壁部Ｗ１，Ｗ２および鍔状部Ｆを押さえ部材１５および第１支持部材２１により挟持し、当該押さえ部材１５および第１支持部材２１と、第２支持部材２２とでケースＣを挟み込んでしっかりと保持することが可能となる。また、第１上下移動機構３１により第１支持部材２１を上方に移動させた以降、ケースＣは、押さえ部材１５と第１支持部材２１１とにより常時保持されることから、ロボットアーム２、第２上下移動機構３２および進退移動機構３３を速やかに作動させて作業時間が長期化するのを抑制することができる。更に、単一のケース保持装置１０により高さが異なる複数種類のケースＣを容易に保持することも可能となる。更に、ケース保持装置１０によれば、ケースＣに対して、押さえ部材１５のピン１５ｐが差し込まれる凹部を有する蓋が装着されている場合であっても、当該ケースＣを保持することができる。

また、上記ケース保持装置１０において、第２上下移動機構３２は、押さえ部材１５が連結されると共に上下方向に移動させられるスライダ３２５を含む。当該スライダ３２５は、接近離間機構３０を押さえ部材１５と一体に保持し、接近離間機構３０は、第１上下移動機構３１を押さえ部材１５のピン１５ｐに対して接近離間させる。これにより、ケース保持装置１０のコンパクト化を図ることが可能となる。

更に、第２上下移動機構３２のスライダ３２５は、第１支持部材２１の押さえ部材１５に対する接近離間方向と平行に延在するものであり、押さえ部材１５等は、スライダ３２５に対して、第１支持部材２１の押さえ部材１５に対する接近離間方向および上下移動方向の双方に直交する軸Ａの周りに回動自在に連結される。これにより、ロボットアーム２によりケース保持装置１０を上昇させることで、取り出し対象のケースＣの下方に位置するケースＣの移動を抑制しつつ、押さえ部材１５および第１支持部材２１によって挟持された第１または第２側壁部Ｗ１，Ｗ２を持ち上げてケースＣを傾斜させることができる。また、ロボットアーム２によりケース保持装置１０を下降させつつ、第２上下移動機構３２により押さえ部材１５等を上方に移動させることで、ケースＣを傾斜させたまま第２支持部材２２を当該ケースＣよりも下側に位置させ、進退移動機構３３により第２支持部材２２をケースＣの下方に移動させることが可能となる。加えて、進退移動機構３３により第２支持部材２２をケースＣの下方に移動させながら、第２上下移動機構３２により押さえ部材１５等を下降させることで、ケースＣの姿勢を元に戻しながら、押さえ部材１５および第１支持部材２１と、第２支持部材２２とでケースＣを挟み込んでしっかりと保持することが可能となる。

また、ケース保持装置１０は、第２上下移動機構３２のスライダ３２５を上下方向に移動自在に支持すると共に、第２支持部材２２をスライダ３２５の上下移動方向と直交する方向に移動自在に支持し、ロボットアーム２に取り付けられるベース部材１１と、前方に存在する物体との第２支持部材２２の移動方向における距離を非接触で測定する測距装置４０とを含む。これにより、測距装置４０により測定された距離に基づいて進退移動機構３３を制御することで、第２支持部材２２を保持対象のケースＣや周辺のケースＣ等に衝突させることなく、当該第２支持部材２２をケースＣの下方に移動させることが可能となる。

更に、ケース保持装置１０は、押さえ部材１５等のスライダ３２５に対する回動を選択的に規制可能なストッパ機構３５を含む。これにより、ストッパ機構３５により押さえ部材１５のスライダ３２５に対する回動を規制することで、当該押さえ部材１５によりケースＣをしっかりと押さえ付けることが可能となる。

また、第１支持部材２１の支持部２１５の当接面２１１からの突出長ｄは、ケースＣの鍔状部Ｆの第１または第２側壁部Ｗ１，Ｗ２からの張り出し長よりも短く定められる。これにより、第１支持部材２１の支持部２１５をケースＣの第１または第２側壁部Ｗ１，Ｗ２に突き当てることなく、第１支持部材２１の当接面２１１によりケースＣの鍔状部Ｆを押圧し、押さえ部材１５のピン１５ｐを基準としてケース保持装置１０に対してケースＣを位置決めすることが可能となる。更に、第１支持部材２１の上下方向における高さは、保持対象となる最も低背のケースＣの深さよりも短く定められる。これにより、当該最も低背のケースＣとその下に配置されたケースＣとがケース保持装置１０により同時に保持されないようにすることができる。

なお、押さえ部材１５や接近離間機構３０のハウジングＨは、第２上下移動機構３２のスライダ３２５に回動不能に固定されてもよい。また、第２上下移動機構３２は、押さえ部材１５等を縦プレート部１１１（第２支持部材２２）に対して上下方向に移動させるものに限られず、第２支持部材２２を縦プレート部１１１（押さえ部材１５）に対して上下方向に移動させるものであってもよい。更に、ケース保持装置１０に３Ｄビジョンカメラが搭載されてもよい。

以上説明したように、本開示のケース保持装置は、ロボットアーム（２）に取り付けられ、側壁部（Ｗ１，Ｗ２）および前記側壁部（Ｗ１，Ｗ２）から外側に突出する鍔状部（Ｆ）を含むケース（Ｃ）を保持するケース保持装置（１０）であって、前記ケース（Ｃ）の上端面の一部を押さえ付ける押さえ面（１５ｓ）と、前記側壁部（Ｗ１，Ｗ２）の内側に上方から差し込まれるピン（１５ｐ）とを含む押さえ部材（１５）と、前記側壁部（Ｗ１，Ｗ２）から突出する前記鍔状部（Ｆ）に外方から当接する当接面（２１１）と、前記鍔状部（Ｆ）の下面を支持するように前記当接面（２１１）の下方から突出する支持部（２１５）とを含む第１支持部材（２１）と、前記ケース（Ｃ）を下方から支持する第２支持部材（２２）と、前記第１支持部材（２１）を前記側壁部（Ｗ１，Ｗ２）に対して接近離間させる接近離間機構（３０）と、前記第１支持部材（２１）を前記側壁部（Ｗ１，Ｗ２）に沿って上下方向に移動させる第１上下移動機構（３１）と、前記押さえ部材（１５）と前記第２支持部材（２２）との一方を他方に対して上下方向に移動させる第２上下移動機構（３２）と、前記第２支持部材（２２）を前記ケース（Ｃ）の下方に移動させると共に前記ケース（Ｃ）の下方から退避させる進退移動機構（３３）とを含むものである。

本開示のケース保持装置は、側壁部および当該側壁部から外側に突出する鍔状部を含むケースを保持するためにロボットアームに取り付けられ、例えば、パレットや台車あるいはコンベヤ上の複数のケースを１個ずつ取り出したり、ケースを１個ずつパレット、台車あるいはコンベヤ上に移載したりするのに用いられる。本開示のケース保持装置にケースを保持させる際には、ロボットアームによりケース保持装置を対象となるケースの上方まで移動させる。次いで、鍔状部に対して外側からアクセス可能な側壁部の内側にピンが位置し、かつ押さえ面がケースの上端面の一部を押さえ付けるようにロボットアームによりケース保持装置を下方に移動させる。また、当接面が側壁部から突出する鍔状部に外方から当接するように接近離間機構により第１支持部材を移動させる。更に、支持部が側壁部から突出する鍔状部の下面を支持するように第１上下移動機構により第１支持部材を側壁部に沿って上方に移動させる。これにより、ケースの側壁部から突出する鍔状部が、押さえ部材の押さえ面と第１支持部材の支持部とにより上下から挟持されると共に、押さえ部材のピンと第１支持部材の当接面とによって横から挟持される。すなわち、対象となるケース上に他のケース等が存在しておらず、鍔状部を有する側壁部が部分的に露出されていれば、両隣および背後に他のケース等が存在していたとしても、ケースの種類やサイズ等に拘わらず、側壁部および鍔状部をケース保持装置によって挟持することが可能となる。続いて、押さえ部材および第１支持部材により挟持された側壁部を持ち上げてケースを傾斜させるようにロボットアームを作動させる。更に、第２上下移動機構により押さえ部材等と第２支持部材とを相対移動させると共に、進退移動機構により第２支持部材をケースの下方まで移動させる。これにより、第２上下移動機構により押さえ部材と第２支持部材との相対距離を調整しながら、周囲のケース等との干渉を生じさせることなく、押さえ部材および第１支持部材と、第２支持部材とでケースを挟み込んでしっかりと保持することが可能となる。また、第１上下移動機構により第１支持部材を上方に移動させた以降、ケースは、押さえ部材と第１支持部材とにより常時保持されることから、ロボットアーム、第２上下移動機構および進退移動機構を速やかに作動させて作業時間が長期化するのを抑制することができる。更に、単一のケース保持装置により高さが異なる複数種類のケースを容易に保持することも可能となる。そして、ロボットアームによりケースを移送先に移動させた後、上述の順序とは逆の順序でケース保持装置を作動させてケースからケース保持装置を離間させることができる。なお、本開示のケース保持装置は、上部が開放されたケースだけではなく、押さえ部材のピンが差し込まれる凹部を有する蓋が装着されたケースも保持可能である。

また、前記第２上下移動機構（３２）は、前記押さえ部材（１５）が連結されると共に上下方向に移動させられるスライダ（３２５）を含むものであってもよく、前記接近離間機構（３０）は、前記第２上下移動機構（３２）のスライダ（３２５）により前記押さえ部材（１５）と一体に保持されると共に、前記第１上下移動機構（３１）を前記押さえ部材（１５）の前記ピン（１５ｐ）に対して接近離間させるものであってもよい。これにより、ケース保持装置のコンパクト化を図ることが可能となる。

更に、前記押さえ部材（１５）は、前記スライダ（３２５）に対して、前記第１支持部材（２１）の前記押さえ部材（１５）に対する接近離間方向および上下移動方向の双方に直交する軸（Ａ）の周りに回動自在に連結されてもよい。これにより、ロボットアームによりケース保持装置を上昇させることで、取り出し対象のケースの下方に位置するケースの移動を抑制しつつ、押さえ部材および第１支持部材によって挟持された側壁部を持ち上げてケースを傾斜させることができる。また、ロボットアームによりケース保持装置を下降させつつ、第２上下移動機構により押さえ部材等を上方に移動させることで、ケースを傾斜させたまま第２支持部材を当該ケースよりも下側に位置させ、進退移動機構により第２支持部材をケースの下方に移動させることが可能となる。加えて、進退移動機構により第２支持部材をケースの下方に移動させながら、第２上下移動機構により押さえ部材等を下降させることで、ケースの姿勢を元に戻しながら、押さえ部材および第１支持部材と、第２支持部材とでケースを挟み込んでしっかりと保持することが可能となる。

また、前記ケース保持装置（１０）は、前記第２上下移動機構（３２）の前記スライダ（３２５）を上下方向に移動自在に支持すると共に、前記第２支持部材（２２）を前記スライダ（３２５）の移動方向と直交する方向に移動自在に支持し、前記ロボットアーム（２）に取り付けられるベース部材（１１）と、前方に存在する物体との前記第２支持部材（２２）の前記移動方向における距離を非接触で測定する測距装置（４０）とを含むものであってもよい。これにより、測距装置により測定された距離に基づいて進退移動機構を制御することで、第２支持部材を保持対象のケースや周辺のケース等に衝突させることなく、当該第２支持部材をケースの下方に移動させることが可能となる。

更に、前記ケース保持装置（１０）は、前記押さえ部材（１５）の前記スライダ（３２５）に対する回動を選択的に規制可能なストッパ機構（３５）を含むものであってもよい。これにより、ストッパ機構により押さえ部材のスライダに対する回動を規制することで、当該押さえ部材によりケースをしっかりと押さえ付けることが可能となる。

また、前記第１支持部材（２１）の前記支持部（２１５）の前記当接面（２１１）からの突出長（ｄ）は、前記ケース（Ｃ）の前記鍔状部Ｆの前記側壁部（Ｗ１，Ｗ２）からの張り出し長よりも短くてもよい。これにより、第１支持部材の支持部をケースの側壁部に突き当てることなく、第１支持部材の当接面によりケースの鍔状部を押圧し、押さえ部材のピンを基準としてケース保持装置に対してケースを位置決めすることが可能となる。

更に、前記第１支持部材（２１）の前記上下方向における高さは、保持対象となる最も低背のケース（Ｃ）の深さよりも短くてもよい。これにより、当該最も低背のケースとその下に配置されたケースとがケース保持装置により同時に保持されないようにすることができる。

なお、本開示の発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。更に、上記実施形態は、あくまで発明の概要の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、発明の概要の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。

本開示の発明は、ケースの移送に際してロボットアームに取り付けられて当該ケースを保持するケース保持装置の製造産業等において利用可能である。

１ ケース移送装置、２ ロボットアーム、３ 制御装置、５ ３Ｄビジョンカメラ、１０ ケース保持装置、１１ ベース部材、１１０ 横プレート部、１１１ 縦プレート部、１１５ ガイド部材、１２ 連結部、１５ 押さえ部材、１５ｐ ピン、１５ｓ 押さえ面、２１ 第１支持部材、２１１ 当接面、２１５ 支持部、２２ 第２支持部材、３０ 接近離間機構、３１ 第１上下移動機構、３２ 第２上下移動機構、３２１ 送りねじ、３２３ モータ、３２５ スライダ、３２７ 連結部材、３３ 進退移動機構、３５ ストッパ機構、４０ 測距装置、Ａ 軸、Ｂ 底部、Ｃ ケース、Ｆ 鍔状部、Ｈ ハウジング、Ｒ ロッド、Ｓ１ 第１側面、Ｓ２ 第２側面、Ｗ１ 第１側壁部、Ｗ２ 第２側壁部。

Claims (7)

1. ロボットアームに取り付けられ、側壁部および前記側壁部から外側に突出する鍔状部を含むケースを保持するケース保持装置であって、
   前記ケースの上端面の一部を押さえ付ける押さえ面と、前記側壁部の内側に上方から差し込まれるピンとを含む押さえ部材と、
   前記側壁部から突出する前記鍔状部に外方から当接する当接面と、前記鍔状部の下面を支持するように前記当接面の下方から突出する支持部とを含む第１支持部材と、
   前記ケースを下方から支持する第２支持部材と、
   前記第１支持部材を前記側壁部に対して接近離間させる接近離間機構と、
   前記第１支持部材を前記側壁部に沿って上下方向に移動させる第１上下移動機構と、
   前記押さえ部材と前記第２支持部材との一方を他方に対して上下方向に移動させる第２上下移動機構と、
   前記第２支持部材を前記ケースの下方に移動させると共に前記ケースの下方から退避させる進退移動機構と、
   を備えるケース保持装置。
2. 請求項１に記載のケース保持装置において、
   前記第２上下移動機構は、前記押さえ部材が連結されると共に上下方向に移動させられるスライダを含み、
   前記接近離間機構は、前記第２上下移動機構のスライダにより前記押さえ部材と一体に保持されると共に、前記第１上下移動機構を前記押さえ部材の前記ピンに対して接近離間させるケース保持装置。
3. 請求項２に記載のケース保持装置において、
   前記押さえ部材は、前記スライダに対して、前記第１支持部材の前記押さえ部材に対する接近離間方向および上下移動方向の双方に直交する軸の周りに回動自在に連結されるケース保持装置。
4. 請求項３に記載のケース保持装置において、
   前記第２上下移動機構の前記スライダを上下方向に移動自在に支持すると共に、前記第２支持部材を前記スライダの移動方向と直交する方向に移動自在に支持し、前記ロボットアームに取り付けられるベース部材と、
   前記ベース部材に対して固定され、前方に存在する物体との前記第２支持部材の前記移動方向における距離を非接触で測定する測距装置とを更に備えるケース保持装置。
5. 請求項３または４に記載のケース保持装置において、
   前記押さえ部材の前記スライダに対する回動を選択的に規制可能なストッパ機構を更に備えるケース保持装置。
6. 請求項１から５の何れか一項に記載のケース保持装置において、
   前記第１支持部材の前記支持部の前記当接面からの突出長は、前記ケースの前記鍔状部の前記側壁部からの張り出し長よりも短いケース保持装置。
7. 請求項１から６の何れか一項に記載のケース保持装置において、
   前記第１支持部材の前記上下方向における高さは、保持対象となる最も低背のケースの深さよりも短いケース保持装置。

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