JP2023025411A - 梱包箱組立てシステムおよびそれを用いた物品梱包システム - Google Patents
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Abstract
Description
平坦に畳まれた状態で所定位置に供給された梱包箱の本体部分を角筒状に曲げ起こすとともに、その本体部分の一端部に底蓋を形成して、有底の梱包箱を組み立てるシステムであって、
前記梱包箱の本体部分の一面を吸着パッドで吸着保持する梱包箱組立て用ハンドと、
前記梱包箱組立て用ハンドを腕の先端部に装着され、所定の制御プログラムに従ってその梱包箱組立て用ハンドを移動および作動させる第1の多関節ロボットと、
前記第1の多関節ロボットの作業範囲内に固定配置され、前記第1の多関節ロボットによる前記梱包箱組立て用ハンドの移動および作動との協働で前記梱包箱の本体部分の一側縁を押圧してその本体部分を角筒状に曲げ起こす第1の治具と、
前記第1の多関節ロボットの作業範囲内に固定配置され、前記第1の多関節ロボットによる前記梱包箱組立て用ハンドの移動および作動との協働で、前記梱包箱の本体部分の一端部でその本体部分の前記一面の両脇の二面からそれらの面と平行にそれぞれ延出する二枚の内フラップと、前記一面またはその一面に対向する他の一面からその面と平行に延出する一枚の外フラップと、その外フラップからそれと平行にさらに延出するタックとを、直近の折曲げ対象以外の折曲げ前の内フラップ、外フラップおよびタックは逃がしながら、順次に折り曲げて底蓋を形成する第2の治具と、
を備えることを特徴としている。
前記梱包箱組立てシステムを備え、その梱包箱組立てシステムが組み立てた有底の梱包箱での物品の梱包を行うシステムであって、
前記物品を吸着保持する吸着パッドを有する物品挿入用ハンドと、
前記物品挿入用ハンドを腕の先端部に装着され、所定の制御プログラムに従ってその物品挿入用ハンドを移動および作動させて、前記物品挿入用ハンドで吸着保持している前記物品を、前記第1の多関節ロボットが前記梱包箱組立て用ハンドで吸着保持している有底の梱包箱内にその梱包箱の本体部分の他端部の開口から挿入する第2の多関節ロボットと、
前記第1の多関節ロボットの作業範囲内に配置され、前記第1の多関節ロボットによる前記梱包箱組立て用ハンドの移動および作動との協働で、前記有底の梱包箱の本体部分の他端部で前記一面の両脇の二面からそれらと平行にそれぞれ延出する二枚の内フラップと、前記一面またはその一面に対向する他の一面からそれと平行に延出する一枚の外フラップと、その外フラップからそれと平行にさらに延出するタックとを、直近の折曲げ対象以外の折曲げ前の内フラップ、外フラップおよびタックは逃がしながら、順次に折り曲げて、前記物品を挿入された前記有底の梱包箱に上蓋を形成する第3の治具と、
をさらに備えることを特徴としている。
先ず、双腕ロボット1のコントローラ1cは、頭部13のステレオビジョンカメラ19で曲げ起こし治具4の三つのクロスマーク4bを撮像して、それらのクロスマーク4bのセットからなるマーカが設けられた曲げ起こし治具4の前面4cの、ロボット座標系における姿勢を含む三次元位置を求め、同様にして、梱包箱供給装置3、底葢形成治具5、内容品供給トレイ7、能書き供給装置8および上葢形成治具9の、ロボット座標系における姿勢を含む三次元位置を求めて、周辺環境の位置を認識する。これにより、当該システムを移設した際に双腕ロボット1と周辺環境との位置関係がずれた場合でも、双腕ロボット1はその位置関係のズレによる作業の教示点のズレを補正する。
双腕ロボット1のコントローラ1cは、図9A(a)に示すように、左腕部11の梱包箱組立て用ハンド17の二枚の保持板17gを、エアチャック17eの作動で互いに離間した位置に移動させるとともにエアモータ17fの作動で後退位置まで90度回動させて、梱包箱供給装置3との干渉を回避させ、次いで梱包箱組立て用ハンド17を移動させて二本の吸着パッド17cを梱包箱供給装置3の一番前の梱包箱21に向き合わせ、それらの吸着パッド17cを梱包箱21の本体部分21aの四つの面のうち、内フラップ21bも外フラップ21cも延設されていない一面の中央部に接触させてその一面を吸着保持する。
次いで、図10(a)に示すように、左腕部11の梱包箱組立て用ハンド17を移動させて梱包箱21の本体部分21aの底側にする一端部から延出する、最初の折曲げ対象でない折曲げ前の外フラップ21cおよびタック21dを、底葢形成治具5の下側の第2の隙間5cに差し込んで逃がすとともに、その本体部分21aを底葢形成治具5の正面に対し側方に傾斜させ、その本体部分21aの底側にする一端部から延出する二枚の内フラップ21bのうちの直近即ち最初の折曲げ対象とする一方の内フラップ21bを、底葢形成治具5の正面の二枚の折曲げ板5bのうちの一方に押し当てて、最初の折曲げ対象でない折曲げ前の他方の内フラップ21bは底葢形成治具5の第1の隙間5aに差し込んで逃がしながら、上記一方の内フラップ21bを第2の隙間5cに沿ってその折曲げ板5bの基部に向けて移動させて内向きに折り曲げる。
双腕ロボット1のコントローラ1cは、右腕部12の物品挿入用ハンド18を移動させて、コンプライアンスユニット18bを介して三本の吸着パッド18dのうちのハンド部材18eが取り付けられた側の端の一本の吸着パッド18dを能書き供給装置8の一番前の能書き23に向き合わせ、その吸着パッド18dを能書き23の中央部にコンプライアンスユニット18bの作用により弾性的に当接させてその能書き23を吸着保持する。
次いで、双腕ロボット1のコントローラ1cは、右腕部12の物品挿入用ハンド18をさらに移動させて、三本の吸着パッド18dの内の残りの二本を内容品供給トレイ7内の一本の内容品22に向き合わせ、それらの吸着パッド18dを内容品22の長手方向に並ぶ二か所にコンプライアンスユニット18bの作用により弾性的に当接させて、その内容品22を潰さないように吸着保持する。次いで、物品挿入用ハンド18を上方に移動させて内容品22を取り上げ、能書き23と重ねて一緒に保持する。
次いで、双腕ロボット1のコントローラ1cは、左腕部11の梱包箱組立て用ハンド17を移動させて、組み立てた有底の梱包箱24を、一端部の底蓋が底葢形成治具5の下側の突当て部5eに当接するとともに他端部の開口が斜め上に向く状態で傾斜させて保持し、その有底の梱包箱24の保持状態で、右腕部12の物品挿入用ハンド18を移動させて、本体部分21aの上記他端部から延出する二枚の内フラップ21bの間に二本のハンド部材18eを差し込んでそれらの内フラップ21bを互いの間隔が狭まらないように内側から押さえながら、三本の吸着パッド18dの負圧を切って本体部分21aの上記他端部の斜め上に向く開口に対向する位置で内容品22と能書き23とを解放し、それら内容品22と能書き23とを互いに重ねた状態で上記他端部の開口から本体部分21a内に落とし込んで挿入する。
次いで、双腕ロボット1のコントローラ1cは、左腕部11の梱包箱組立て用ハンド17を移動させて、底蓋の形成時と同様の手順で、上葢形成治具9を使用して本体部分21aの上記他端部から延出する二枚の内フラップ21bと一枚の外フラップ21cとその外フラップ21cから延出する一枚のタック21dとを、次の折曲げ対象以外の折曲げ前のものは第1の隙間5aまたは第2の隙間5cに差し込んで逃がしながら、順次に折り曲げ、さらにタック21dを上記他端部の開口から差し込んで、内部に内容品22と能書き23とを挿入した有底の梱包箱24の上蓋を形成し、これによって完成させた梱包品25を梱包品搬出トレイ6内に、他の梱包品25がない場合は端に寄せて、また他の梱包品25が既にある場合はそれに並べて収納する。
1a ロボット本体
1b 支持台
1c ロボットコントローラ
2 作業台
3 梱包箱供給装置
3a ストッパローラー機構
4 曲げ起こし治具
4a 押圧面
4b クロスマーク
4c 前面
5 底葢形成治具
5a 第1の隙間
5b 折曲げ板
5c 第2の隙間
5d 折曲げ突条
5e 突当て部
6 梱包品搬出トレイ
7 内容品供給トレイ
8 能書き供給装置
9 上蓋形成治具
9a 第1の隙間
9b 折曲げ板
9c 第2の隙間
9d 折曲げ突条
9e 突当て部
11 左腕部
12 右腕部
13 頭部
14 首部
15 胴部
16 腰部
17 梱包箱組立て用ハンド
17a ベース板
17b 吸着パッド取付け板
17c 吸着パッド
17d 押付け板
17e エアチャック
17f エアモータ
17g 保持板
17h 手首部装着ユニット
18 物品挿入用ハンド
18a ベース板
18b コンプライアンスユニット
18c 支持フレーム
18d 吸着パッド
18e ハンド部材
18f 手首部装着ユニット
18g 支持フレーム
18h ブラケット
19 ステレオビジョンカメラ
21 梱包箱
21a 本体部分
21b 内フラップ
21c 外フラップ
21d タック
21P プレーン型の梱包箱
21R リバース型の梱包箱
22 内容品
23 能書き
24 梱包箱
25 梱包品
26 内容品供給コンベヤ
27 梱包品搬出コンベヤ
平坦に畳まれた状態で所定位置に供給された梱包箱の本体部分を角筒状に曲げ起こすとともに、その本体部分の一端部に底蓋を形成して、有底の梱包箱を組み立てるシステムであって、
前記梱包箱の本体部分の一面を吸着パッドで吸着保持する梱包箱組立て用ハンドと、
前記梱包箱組立て用ハンドを腕の先端部に装着され、所定の制御プログラムに従ってその梱包箱組立て用ハンドを移動および作動させる第1の多関節ロボットと、
前記第1の多関節ロボットの作業範囲内に固定配置され、前記第1の多関節ロボットによる前記梱包箱組立て用ハンドの移動および作動との協働で前記梱包箱の本体部分の一側縁を押圧してその本体部分を角筒状に曲げ起こす第1の治具と、
前記第1の多関節ロボットの作業範囲内に固定配置され、前記第1の多関節ロボットによる前記梱包箱組立て用ハンドの移動および作動との協働で、前記梱包箱の本体部分の一端部でその本体部分の前記一面の両脇の二面からそれらの面と平行にそれぞれ延出する二枚の内フラップと、前記一面またはその一面に対向する他の一面からその面と平行に延出する一枚の外フラップと、その外フラップからそれと平行にさらに延出するタックとを、直近の折曲げ対象以外の折曲げ前の内フラップ、外フラップおよびタックは逃がしながら、順次に折り曲げて底蓋を形成する第2の治具と、
を備え、
前記第2の治具は、互いの間に第1の隙間を開けて同一面上に延在する二枚の折曲げ板と、前記二枚の折曲げ板の側縁に沿ってそれらの側方に前記第1の隙間に繋がる第2の隙間を開けて延在する折曲げ突条と、前記折曲げ突条の基部から前記二枚の折曲げ板と反対の方向に突出して延在する突当て部と、を有するものであることを特徴としている。
Claims (17)
- 平坦に畳まれた状態で所定位置に供給された梱包箱の本体部分を角筒状に曲げ起こすとともに、その本体部分の一端部に底蓋を形成して、有底の梱包箱を組み立てるシステムにおいて、
前記梱包箱の本体部分の一面を吸着パッドで吸着保持する梱包箱組立て用ハンドと、
前記梱包箱組立て用ハンドを腕の先端部に装着され、所定の制御プログラムに従ってその梱包箱組立て用ハンドを移動および作動させる第1の多関節ロボットと、
前記第1の多関節ロボットの作業範囲内に固定配置され、前記第1の多関節ロボットによる前記梱包箱組立て用ハンドの移動および作動との協働で前記梱包箱の本体部分の一側縁を押圧してその本体部分を角筒状に曲げ起こす第1の治具と、
前記第1の多関節ロボットの作業範囲内に固定配置され、前記第1の多関節ロボットによる前記梱包箱組立て用ハンドの移動および作動との協働で、前記梱包箱の本体部分の一端部でその本体部分の前記一面の両脇の二面からそれらの面と平行にそれぞれ延出する二枚の内フラップと、前記一面またはその一面に対向する他の一面からその面と平行に延出する一枚の外フラップと、その外フラップからそれと平行にさらに延出するタックとを、直近の折曲げ対象以外の折曲げ前の内フラップ、外フラップおよびタックは逃がしながら、順次に折り曲げて底蓋を形成する第2の治具と、
を備えることを特徴とする梱包箱組立てシステム。 - 前記第1の治具は、平坦な板面と、その板面の側端縁に連なる側面とを有し、その側面を、前記本体部分の一側縁を押圧する押圧面とするものであることを特徴とする、請求項1に記載の梱包箱組立てシステム。
- 前記第1の多関節ロボットの作業範囲内に前記梱包箱を一枚ずつ取出し可能に供給する梱包箱供給装置を備え、
前記第1の治具は、その梱包箱供給装置が供給する梱包箱の本体部分に沿って延在するように配置されていることを特徴とする、請求項1または2に記載の梱包箱組立てシステム。 - 前記第2の治具は、互いの間に第1の隙間を開けて同一面上に延在する二枚の折曲げ板と、前記二枚の折曲げ板の側縁に沿ってそれらの側方に前記第1の隙間に繋がる第2の隙間を開けて延在する折曲げ突条と、前記折曲げ突条の基部から前記二枚の折曲げ板と反対の方向に突出して延在する突当て部と、を有するものであることを特徴とする、請求項1から3までの何れか1項に記載の梱包箱組立てシステム。
- 前記第2の治具は、前記二枚の折曲げ板の両側方にそれらの折曲げ板に関して対称に、それぞれ前記第2の隙間を開けて前記折曲げ突条と前記突当て部とを有していることを特徴とする、請求項4に記載の梱包箱組立てシステム。
- 前記梱包箱組立て用ハンドは、前記吸着パッドが吸着保持した前記本体部分の前記一面の両脇の曲げ起こされた二面を挟んで前記本体部分を角筒状に保持する二つの保持部材と、前記二つの保持部材を前記吸着パッドの吸着面よりも進出する前進位置と後退する後退位置との間で出し入れする保持部材出し入れ機構と、前記二つの保持部材を前記前進位置で互いに接近および離間させる保持部材接近離間機構と、を有していることを特徴とする、請求項1から5までの何れか1項に記載の梱包箱組立てシステム。
- 前記第2の治具は、前記第1の治具の延在方向の一端部に向けて配置されていることを特徴とする、請求項1から6までの何れか1項に記載の梱包箱組立てシステム。
- 前記第2の治具は、斜め上向きに配置されていることを特徴とする、請求項1から7までの何れか1項に記載の梱包箱組立てシステム。
- 請求項1から8までの何れか1項に記載の梱包箱組立てシステムを備え、その梱包箱組立てシステムが組み立てた有底の梱包箱での物品の梱包を行う物品梱包システムにおいて、
前記物品を吸着保持する吸着パッドを有する物品挿入用ハンドと、
前記物品挿入用ハンドを腕の先端部に装着され、所定の制御プログラムに従ってその物品挿入用ハンドを移動および作動させて、前記物品挿入用ハンドで吸着保持している前記物品を、前記第1の多関節ロボットが前記梱包箱組立て用ハンドで吸着保持している有底の梱包箱内にその梱包箱の本体部分の他端部の開口から挿入する第2の多関節ロボットと、
前記第1の多関節ロボットの作業範囲内に配置され、前記第1の多関節ロボットによる前記梱包箱組立て用ハンドの移動および作動との協働で、前記有底の梱包箱の本体部分の他端部で前記一面の両脇の二面からそれらと平行にそれぞれ延出する二枚の内フラップと、前記一面またはその一面に対向する他の一面からそれと平行に延出する一枚の外フラップと、その外フラップからそれと平行にさらに延出するタックとを、直近の折曲げ対象以外の折曲げ前の内フラップ、外フラップおよびタックは逃がしながら、順次に折り曲げて、前記物品を挿入された前記有底の梱包箱に上蓋を形成する第3の治具と、
をさらに備えることを特徴とする物品梱包システム。 - 前記第3の治具は、前記第2の治具と同一の構成を有していることを特徴とする、請求項9に記載の物品梱包システム。
- 前記物品挿入用ハンドは、前記吸着パッドが吸着保持する前記物品に整列し、前記有底の梱包箱の本体部分の前記他端部の前記二枚の内フラップの内側に入ってそれらの内フラップを前記物品が通過可能な間隔に広げた状態で保持する内フラップ保持部材を有していることを特徴とする、請求項9または10に記載の物品梱包システム。
- 前記第2の多関節ロボットの作業範囲内に前記物品を供給する物品供給装置を備えていることを特徴とする、請求項9から11までの何れか1項に記載の物品梱包システム。
- 前記第3の治具は、前記第1の治具の上方に、前記第2の治具に対し平面視で直角な向きで固定配置されていることを特徴とする、請求項9から12までの何れか1項に記載の物品梱包システム。
- 前記第3の治具は、斜め下向きに固定配置されていることを特徴とする、請求項9から13までの何れか1項に記載の物品梱包システム。
- 前記第3の治具は、前記第2の多関節ロボットの腕の先端部に、前記物品挿入用ハンドと同じ向きで一緒に装着されていることを特徴とする、請求項9から12までの何れか1項に記載の物品梱包システム。
- 前記第2の多関節ロボットは、前記梱包箱組立てシステムの前記第1の多関節ロボットと共に双腕ロボットの双腕を構成するものであることを特徴とする、請求項9から15までの何れか1項に記載の物品梱包システム。
- 前記双腕ロボットは、ステレオビジョンカメラを有し、その双腕ロボットの制御プログラムは、前記ステレオビジョンカメラの画像と向きとから少なくとも前記第1の治具と前記第2の治具と前記第3の治具とのうちの一つまたは複数の治具に設けたマーカの3次元位置を割り出し、そのマーカの3次元位置を用いて少なくとも前記一つまたは複数の治具の位置データを修正するものであることを特徴とする、請求項16に記載の物品梱包システム。
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