JP7110839B2 - ケース保持装置 - Google Patents

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は、コンテナを保持する際に当該コンテナの両側に一方側フック体および他方側フック体を差し込むためのスペースを要求するものであり、コンテナ間の隙間が狭い場合には、ハンド装置によりコンテナを保持し得なくなってしまう。

そこで、本開示は、上部が開放されていたり、外れやすい蓋が装着されていたりするケースを隣り合うケース同士の隙間に拘わらず保持可能な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、互いに隣り合う２つの側面および前記２つの側面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少なくとも一部を押さえ付けるように形成された第１押さえ部材と、前記２つの側面の一方および前記鍔状部の下面を押さえ付けるように形成された第２押さえ部材と、前記２つの側面の他方および前記鍔状部の下面を押さえ付けるように形成された第３押さえ部材と、前記第２押さえ部材を前記２つの側面の前記一方に対して接近離間させると共に、前記第３押さえ部材を前記２つの側面の前記他方に対して接近離間させる第１移動機構と、前記第２押さえ部材を前記鍔状部に対して接近離間させると共に、前記第３押さえ部材を前記鍔状部に対して接近離間させる第２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、互いに隣り合う２つの側面および前記２つの側面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と共に、第１押さえ部材が当該ケースの上端面の少なくとも一部を（直接または蓋を介して）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降させる。次いで、第２および第３押さえ部材の各々がケースの互いに隣り合う２つの側面の対応する一方を押さえ付けるように第１移動機構を作動させる。更に、第２および第３押さえ部材の各々がケースの２つの側面から外側に突出する鍔状部の下面を押さえ付けるように第２移動機構を作動させる。これにより、上端面の少なくとも一部、互いに隣り合う２つの側面、および鍔状部の２箇所で第１、第２および第３押さえ部材によりケースをしっかりと保持することが可能となる。従って、ケースの上部が開放されていたり、ケースに比較的外れやすい蓋が装着されていたりしても、当該ケース上に他のケース等が存在しておらず、かつ互いに隣り合う２つの側面が露出されていれば、隣り合うケース同士の隙間に拘わらず当該ケースをケース保持装置によりしっかりと保持することができる。更に、上端面の少なくとも一部、互いに隣り合う２つの側面、および鍔状部の２箇所で第１、第２および第３押さえ部材によりケースを保持することで、ケースの保持に際して当該ケースの高さ情報（底部の位置情報）を取得する必要がなくなり、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が可能となる。そして、第１および第２移動機構により第２および第３押さえ部材をケースの鍔状部および互いに隣り合う２つの側面から順次離間させることで、ロボットアームによりケース保持装置をケースから離間させることができる。

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平面図である。 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斜視図である。 本開示のケース保持装置の動作を説明するための斜視図である。 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斜視図である。 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により保持され得る他の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得る他のケースを示す斜視図である。 図１２および図１３に示すケースの要部を示す部分断面図である。 本開示の他のケース保持装置を示す斜視図である。

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２０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２０に加えて、先端部（手先部）に当該ケース保持装置２０が取り付けられるロボットアーム２や制御装置３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２０とを制御する。

ケース保持装置２０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２０を移動させると共に、当該ケース保持装置２０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２０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２０の保持対象となるケースＣは、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、低壁部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および各第２側面Ｓ２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。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２０を示す斜視図であり、図５は、ケース保持装置２０を示す平面図であり、図６は、ケース保持装置２０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２０は、ケースＣを保持するための第１押さえ部材２１、第２押さえ部材２２および第３押さえ部材２３を含む。また、ケース保持装置２０は、それぞれ第２および第３押さえ部材２２，２３の対応する一方を予め定められた方向に沿って進退移動させる２つのスライド機構（第３移動機構）２４、２つの引き込み機構（第１移動機構）２５および２つの昇降機構（第２移動機構）２６を含む。

第１押さえ部材２１は、略長方形状（本実施形態では、略正方形状）の平面形状を有する平板状の支持プレート（プレート部材）２１０と、略長方形状（本実施形態では、略正方形状）の平面形状を有する平板状の当接プレート（当接部材）２１５とを含む。本実施形態において、支持プレート２１０と当接プレート２１５とは、互いに同一の平面形状を有し、当接プレート２１５は、複数のコイルスプリング（弾性体）ＳＰを介して支持プレート２１０の下面に連結されている。これにより、当接プレート２１５は、下方から押圧された際に支持プレート２１０側に移動し、複数のコイルスプリングＳＰにより移動が規制された時点で支持プレート２１０に対して停止する。また、支持プレート２１０の上面の中央部には、ロボットアーム２の先端部に連結される連結部２７が固定されている。

更に、支持プレート２１０には、何れか１つのコーナー部に近接するように開口２１０ｏが形成されており、当接プレート２１５には、支持プレート２１０の開口２１０ｏと重なり合うように開口２１５ｏ（図７参照）が形成されている。また、図４および図５に示すように、支持プレート２１０には、開口２１０ｏ，２１５ｏの上方に位置するように図示しない支持部材を介して３Ｄビジョンカメラ（３Ｄセンサ）２８が固定されている。３Ｄビジョンカメラ２８は、開口２１０ｏ，２１５ｏを介して下方に存在する物体（ケースＣ）を撮像し、取得した情報（３次元点群データ）を上述の制御装置３に送信する。制御装置３は、３Ｄビジョンカメラ２８からの情報に基づいて、開口２１０ｏ，２１５ｏを介して下方に存在する物体の位置や形状等を取得する。

また、第１押さえ部材２１は、連結部２７に関して３Ｄビジョンカメラ２８に近接したコーナー部とは反対側のコーナー部に配置された検出ユニット２９を含む。検出ユニット２９は、図４および図５に示すように、支持プレート２１０のコーナー部により当該支持プレート２１０の表面と直交する方向すなわち上下方向に移動自在に支持される接触子２９１や、接触子２９１の変位を検出する近接センサ２９２等を含む。検出ユニット２９の接触子２９１は、当接プレート２１５側の端部に固定された当接板２９３を有し、当接プレート２１５のコーナー部には、当接板２９３との干渉を抑制するための切欠２１５ｃが形成されている。

当接板２９３の下面は、図６に示すように、接触子２９１の初期状態（停止状態）で当接プレート２１５の下面と平行に延在する。当接プレート２１５および当接板２９３が下方から押圧された際、接触子２９１（当接板２９３）は当接プレート２１５と共に支持プレート２１０側に移動し、複数のコイルスプリングＳＰにより当接プレート２１５の移動が規制された時点で接触子２９１の移動（上昇）も停止する。そして、検出ユニット２９の近接センサ２９２は、接触子２９１（当接板２９３）の移動が停止した時点で、その旨を示す信号を制御装置３に送信する。

第２押さえ部材２２は、図４に示すように略Ｌ字状に形成されており、平坦な第１当接面２２ａと、当該第１当接面２２ａに直交する平坦な第２当接面２２ｂとを含む。第２押さえ部材２３も、図４に示すように略Ｌ字状に形成されており、平坦な第１当接面２３ａと、当該第１当接面２３ａに直交する平坦な第２当接面２３ｂとを含む。本実施形態において、第２および第３押さえ部材２２，２３は、互いに同一の形状（寸法）を有するが、第２および第３押さえ部材２２，２３の形状をケース保持装置２０の保持対象となるケースＣの形状等に応じて互いに異ならせてもよい。

２つのスライド機構２４は、図４に示すように、ガイドレール２４１と、当該ガイドレール２４１上に摺動自在に配置されるスライダ２４２と、当該スライダ２４２をガイドレール２４１に沿って進退移動させるアクチュエータ２４３とをそれぞれ含む。２つのスライド機構２４の一方のガイドレール２４１は、図４および図５に示すように、検出ユニット２９に近接したコーナー部で交差する２つの辺部の一方に沿って延在するように支持プレート２１０上に設置される。また、２つのスライド機構２４の他方のガイドレール２４１は、検出ユニット２９に近接したコーナー部で交差する２つの辺部の他方に沿って延在するように支持プレート２１０上に設置される。各スライド機構２４のアクチュエータ２４３は、エアシリンダあるいは電動モータを含む電動アクチュエータ等であり、上述の制御装置３により制御される。

２つの引き込み機構２５は、本実施形態ではエアシリンダであり、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２５１と、当該圧縮空気によりハウジング２５１に対して軸方向に進退移動させられるロッド２５２とを含む。各引き込み機構２５のハウジング２５１は、ロッド２５２が支持プレート２１０の表面と平行に延在すると共に対応するスライド機構２４のガイドレール２４１と直交するように当該スライド機構２４のスライダ２４２に固定される。また、各引き込み機構２５の初期状態（停止状態）において、ロッド２５２の先端部は、支持プレート２１０および当接プレート２１５の外周の外側に突出する。各引き込み機構２５も、上述の制御装置３により制御される。なお、引き込み機構２５は、電動モータや送り機構等を含む電動アクチュエータであってもよい。

２つの昇降機構２６は、本実施形態ではエアシリンダであり、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２６１と、当該圧縮空気によりハウジング２６１に対して軸方向に進退移動させられるロッド２６２とを含む。各昇降機構２６のハウジング２６１は、ロッド２６２が支持プレート２１０の表面と直交する方向（上下方向）に延在して当接プレート２１５（の下面）よりも支持プレート２１０とは反対側（下側）に突出するように対応する引き込み機構２５のロッド２５２の先端部に固定される。これにより、図４から図６に示すように、昇降機構２６は、支持プレート２１０および当接プレート２１５の外周よりも外側に位置することになる。また、各昇降機構２６も、上述の制御装置３により制御される。なお、昇降機構２６は、電動モータや送り機構等を含む電動アクチュエータであってもよい。

各昇降機構２６のロッド２６２の先端には、第１当接面２２ａ，２３ａが支持プレート２１０および当接プレート２１５の中心側を向くと共に第２当接面２２ｂ，２３ｂが図６における上側に位置するように第２および第３押さえ部材２２，２３の対応する一方が固定される。また、図６からわかるように、対応する昇降機構２６により支持された第２および第３押さえ部材２２，２３の第１当接面２２ａ，２３ａは、ロッド２６２の軸方向すなわち上下方向に延在し、第２当接面２２ｂ，２３ｂは、支持プレート２１０と平行に延在する。更に、各引き込み機構２５および各昇降機構２６が初期状態（停止状態）にある際、第２および第３押さえ部材２２，２３の第１当接面２２ａ，２３ａは、支持プレート２１０および当接プレート２１５の外周から比較的短い距離（図６参照）だけ離間し、第２当接面２２ｂ，２３ｂは、当接プレート２１５の下面から所定距離（ケースＣの鍔状部Ｆの厚みよりも充分に長い距離）だけ離間する。

上述のように構成されるケース保持装置２０では、一方のスライド機構２４を作動させることで、引き込み機構２５、昇降機構２６および第２押さえ部材２２を支持プレート２１０等の対応する一辺に沿って一体に移動させることができる。また、他方のスライド機構２４を作動させることで、引き込み機構２５、昇降機構２６および第３押さえ部材２３を支持プレート２１０等の対応する一辺に沿って一体に移動させることができる。更に、一方の引き込み機構２５を作動させることで、昇降機構２６および第２押さえ部材２２を支持プレート２１０および当接プレート２１５の中心側に一体に引き込むと共に、支持プレート２１０および当接プレート２１５の外周の外側まで一体に移動させることができる。また、他方の引き込み機構２５を作動させることで、昇降機構２６および第３押さえ部材２３を支持プレート２１０および当接プレート２１５の中心側に一体に引き込むと共に、支持プレート２１０および当接プレート２１５の外周の外側まで一体に移動させることができる。更に、各昇降機構２６を作動させることで、第２および第３押さえ部材２２，２３の各々を支持プレート２１０および当接プレート２１５に対して上下方向に接近離間させることができる。

次に、図７から図１１等を参照しながら、上述のケース保持装置２０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、パレットＰ上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。

パレットＰ上に段積みされたケースＣの取り出しに際して、ケース移送装置１の制御装置３は、支持プレート２１０に設置された３Ｄビジョンカメラ２８からの情報に基づいて、例えば、ロボットアーム２から最も遠い列の最上段の一端側に位置するケースＣの上方までケース保持装置２０を移動させるようにロボットアーム２を制御する。すなわち、制御装置３は、図１からわかるように、ケースＣの上端面を形成する鍔状部Ｆと、互い隣り合う一対の第１側面Ｓ１および第２側面Ｓ２とが他のケースＣにより遮られていないケースＣを最初の取り出し対象として選択し、図７に示すように、当該ケースＣの上方までケース保持装置２０を移動させる。

制御装置３は、図７に示すように、取り出し対象となるケースＣの第１および第２側面Ｓ１，Ｓ２が支持プレート２１０や当接プレート２１５の対応する一辺と平行に延在するように、必要に応じて３Ｄビジョンカメラ２８からの情報に基づいてケース保持装置２０をＺ軸周りに回転させる。また、制御装置３は、鍔状部Ｆが支持プレート２１０および当接プレート２１５の外周の外側に突出しないように３Ｄビジョンカメラ２８からの情報に基づいてロボットアーム２を制御する。更に、制御装置３は、第２押さえ部材２２の第１当接面２２ａが第１側面Ｓ１のケースＣのサイズに応じて定められた部分と対向し、かつ第３押さえ部材２３の第１当接面２３ａが第２側面Ｓ２のケースＣのサイズに応じて定められた部分と対向するように、必要に応じて２つのスライド機構２４の少なくとも何れか一方を制御する。

続いて、制御装置３は、ケース保持装置２０を対象となるケースＣに対して下降させるように３Ｄビジョンカメラ２８からの情報に基づいてロボットアーム２を制御する。ケース保持装置２０がケースＣに対して下降していくと、図８および図９に示すように、当接プレート２１５の下面がケースＣの鍔状部Ｆ（あるいは蓋）の少なくとも一部（図８および図９の例では、鍔状部Ｆのほぼ全体）に当接すると共に、検出ユニット２９の当接板２９３の下面が鍔状部Ｆ（あるいは蓋）に当接する。また、ケース保持装置２０の下降に応じて、当接プレート２１５および接触子２９１は、ケースＣにより下方から押圧されて支持プレート２１０側に移動する。そして、複数のコイルスプリングＳＰにより当接プレート２１５の移動が規制されて接触子２９１の移動が停止すると、検出ユニット２９の近接センサ２９２からの信号が制御装置３に送信され、制御装置３は、近接センサ２９２からの信号を受信した時点でロボットアーム２の動作を停止させる。これにより、ケース保持装置２０の第１押さえ部材２１によりケースＣの上端面を形成する鍔状部Ｆの少なくとも一部が上方から押さえ付けられる。

ロボットアーム２の動作を停止させた後、制御装置３は、第２押さえ部材２２がケースＣの第１側面Ｓ１を押さえ付けると共に、第３押さえ部材２３がケースＣの第２側面Ｓ２を押さえ付けるように、２つの引き込み機構２５を制御する。より詳細には、制御装置３は、ロッド２５２をケースＣに向けて移動させるように２つの引き込み機構２５を制御すると共に、第１当接面２２ａ，２３ａが図１０に示すように第１または第２側面Ｓ１，Ｓ２に当接（密着）したとみなされる時点（例えば、ロッド２５２の移動開始から所定時間経過した時点）でロッド２５２の位置を保持するように２つの引き込み機構２５を制御する。

更に、制御装置３は、第２および第３押さえ部材２２，２３の各々がケースＣの鍔状部Ｆの下面を押さえ付けるように２つの昇降機構２６を制御する。より詳細には、制御装置３は、ロッド２６２を上方に移動させるように２つの昇降機構２６を制御すると共に、第２当接面２２ｂ，２３ｂの各々が図１１に示すように鍔状部Ｆの下面に当接（密着）したとみなされる時点（例えば、ロッド２６２の移動開始から所定時間経過した時点）でロッド２６２の位置を保持するように２つの昇降機構２６を制御する。

これにより、ケースＣは、鍔状部Ｆの上面（ケースＣの上端面）の少なくとも一部、互いに隣り合う第１および第２側面Ｓ１，Ｓ２、並びに鍔状部Ｆの２箇所で第１、第２および第３押さえ部材２１，２２，２３によってしっかりと保持されることになる。ケース保持装置２０によりケースＣが保持された後、制御装置３は、ケースＣを例えば台車等の移送先に載置するようにロボットアーム２を制御する。ケースＣが移送先に載置されると、制御装置３は、第２および第３押さえ部材２２，２３がケースＣの鍔状部Ｆと第１および第２側面Ｓ１，Ｓ２とから順次離間するように各昇降機構２６および各引き込み機構２５を制御する。これにより、ケースＣがケース保持装置２０から解放され、制御装置３は、次の取り出し対象となるケースＣ（先に取り出されたケースＣの隣または下に配置されているケースＣ）の上方までケース保持装置２０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２０によれば、ケースＣの上部が開放されていたり、ケースＣに比較的外れやすい蓋が装着されていたりしても、当該ケースＣ上に他のケースＣ等が存在しておらず、かつ互いに隣り合う一対の第１および第２側面Ｓ１，Ｓ２が露出されていれば、隣り合うケースＣ同士の隙間に拘わらず当該ケースＣをしっかりと保持することが可能となる。また、鍔状部Ｆの上面の少なくとも一部、互いに隣り合う第１および第２側面Ｓ１，Ｓ２、並びに鍔状部Ｆの２箇所で第１、第２および第３押さえ部材２１，２２，２３によりケースＣを保持することで、ケースＣの保持に際して当該ケースＣの高さ情報（底部Ｂの位置情報）を取得する必要がなくなり、単一のケース保持装置２０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ができる。

更に、ケース保持装置２０は、それぞれ第２または第３押さえ部材２２，２３を支持プレート２１０等の対応する一辺、すなわち対応する第１または第２側面Ｓ１，Ｓ２に沿って移動させる２つのスライド機構２４を含む。これにより、単一のケース保持装置２０により幅や長さ（平面視した際の寸法）が異なる複数種類のケースＣを保持することが可能となる。

また、ケース保持装置２０は、第１押さえ部材２１がケースＣの鍔状部Ｆ（上端面）の少なくとも一部を押さえ付けたことを検出する検出ユニット２９を含み、上記制御装置３は、検出ユニット２９からの信号に基づいてロボットアーム２の移動を停止させる。これにより、ケース保持装置２０にケースＣを保持させる際に、ケースＣを上方から過剰に押圧してしまうのを抑制することが可能となる。

更に、ケース保持装置２０の第１押さえ部材２１は、ロボットアーム２の先端部に連結される連結部２７が固定された支持プレート２１０と、ケースＣの鍔状部Ｆの少なくとも一部を押圧可能となるように複数のコイルスプリングＳＰを介して支持プレート２１０に連結される当接プレート２１５とを含む。これにより、ケースＣが傾いているような場合であっても、第１押さえ部材２１により当該ケースＣの鍔状部Ｆの上面をしっかりと押さえ付けることが可能となる。

また、ケース保持装置２０は、支持プレート２１０（第１押さえ部材２１）により支持されると共に、当該支持プレート２１０や当接プレート２１５に形成された開口２１０ｏ，２１５ｏを介してケースＣを撮像する３Ｄビジョンカメラ２８を含む。これにより、３Ｄビジョンカメラ２８からの情報に基づいてロボットアーム２により第１押さえ部材２１（ケース保持装置２０）をケースＣに対して適正に移動させることが可能となる。なお、ケースＣの数や積み方によっては、図１において二点鎖線で示すように、更なる３Ｄビジョンカメラ３０がロボットアーム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てもよい。また、３Ｄビジョンカメラ３０がロボットアーム２の設置箇所に配置される場合、ケース保持装置２０から３Ｄビジョンカメラ２８が省略されてもよい。

更に、ケース保持装置２０において、２つのスライド機構２４は、第１押さえ部材２１の支持プレート２１０上に配置されると共に、それぞれ対応する引き込み機構２５をケースＣの第１または第２側面Ｓ１，Ｓ２に沿って移動させる。また、２つの引き込み機構２５は、それぞれ対応する昇降機構２６をケースＣの鍔状部Ｆに対して接近離間させ、第２および第３押さえ部材２２，２３は、対応する昇降機構２６により支持される。これにより、ケース保持装置２０をコンパクト化することが可能となる。

ただし、ケース保持装置２０において、２つのスライド機構２４の代わりに、２つの引き込み機構２５すなわち第２および第３押さえ部材２２，２３をケースＣの第１または第２側面Ｓ１，Ｓ２に沿って連動して移動させる単一のスライド機構（第３移動機構）が採用されてもよい。また、２つの引き込み機構２５の代わりに、２つの昇降機構２６すなわち第２および第３押さえ部材２２，２３をケースＣの第１または第２側面Ｓ１，Ｓ２に対して連動して接近離間させる単一の引き込み機構（第１移動機構）が採用されてもよい。更に、ケース保持装置２０において、２つの昇降機構２６の代わりに、第２および第３押さえ部材２２，２３をケースＣの鍔状部Ｆに対して連動して接近離間させる単一の昇降機構（第２移動機構）が採用されてもよい。

また、引き込み機構２５および昇降機構２６には、第２、第３押さえ部材２２，２３（ロッド２５２，２６２）の移動量を検出するセンサが設けられてもよい。更に、引き込み機構２５には、第２、第３押さえ部材２２，２３の第１当接面２２ａ，２３ａがケースＣの第１または第２側面Ｓ１，Ｓ２に当接したことを検知するセンサが設けられてもよい。また、昇降機構２６には、第２、第３押さえ部材２２，２３の第２当接面２２ｂ，２３ｂがケースＣの鍔状部Ｆの下面に当接したことを検知するセンサが設けられてもよい。更に、第１押さえ部材２１には、例えば各ケースＣやパレットＰ等に付与された２次元コードを読み取り可能なコードリーダーが設けられてもよい。

図１２および図１３は、上述のケース保持装置２０により保持され得る他のケースＣ′を示す斜視図である。これらの図面に示すケースＣ′は、鍔状部Ｆの第２側面Ｓ２に沿って延びる部分の外周端から当該第２側面Ｓ２に沿って下方（底部Ｂ側）に延出された延出部Ｅを含むものである。かかるケースＣ′をケース保持装置２０に保持させるためには、図１４に示すように、第３押さえ部材２３の第２側面Ｓ２に対する接近離間方向における第２当接面２３ｂの長さを延出部Ｅの内面から第２側面Ｓ２までの距離よりも短くすればよい。これにより、第３押さえ部材２３により、ケースＣ′の第２側面Ｓ２と延出部Ｅとの間で鍔状部Ｆの下面を押さえ付けることが可能となる。また、第２押さえ部材２２の第１側面Ｓ１に対する接近離間方向における第２当接面２２ｂの長さを延出部Ｅの内面から第２側面Ｓ２までの距離よりも短くしてもよく、これにより、第２および第２押さえ部材２２，２３の形状を同一にすることができる。

図１５は、本開示の他のケース保持装置２０Ｂを示す斜視図である。なお、ケース保持装置２０Ｂの構成要素のうち、上述のケース保持装置２０と同一の要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１５に示すケース保持装置２０Ｂは、比較的小型のケースＣ′を保持するように構成されたものであり、当該ケース保持装置２０Ｂからは、スライド機構２４や３Ｄビジョンカメラ２８が省略されている。また、ケース保持装置２０Ｂの第１押さえ部材２１Ｂは、ロボットアーム２の先端部に連結される連結部２７が固定された平板状の第１支持プレート（第１プレート部材）２１１と、当該第１支持プレート２１１の下方すなわちケースＣ′側に位置するように当該第１支持プレート２１１に間隔をおいて連結される第２支持プレート（第２プレート部材）２１２とを含む。

ケース保持装置２０Ｂの２つの引き込み機構２５は、第２支持プレート２１２上に配置（固定）されると共に、対応する昇降機構２６をケースＣ′の第１または第２側面Ｓ１，Ｓ２に対して接近離間させる。かかるケース保持装置２０Ｂでは、ロボットアーム２と各引き込み機構２５との干渉を抑制すると共に、当該ケース保持装置２０Ｂを平面視した際の寸法をより小さくすることが可能となる。従って、ケース保持装置２０Ｂは、特に、幅や長さの小さいケースＣ′を保持するのに有用である。また、ケース保持装置２０Ｂに検出ユニット２９を設けることで、ケース保持装置２０ＢにケースＣ′を保持させる際に、第１押さえ部材２１ＢによりケースＣ′を上方から過剰に押圧してしまうのを抑制することが可能となる。更に、第２支持プレート２１２に複数のコイルスプリングＳＰを介して当接プレート２１５を連結することで、ケースＣ′が傾いているような場合であっても、第１押さえ部材２１ＢによりケースＣ′の鍔状部Ｆ（上端面）をしっかりと押さえ付けることができる。なお、ケース保持装置２０Ｂにより上述のケースＣを保持し得ることはいうまでもない。

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、互いに隣り合う２つの側面（Ｓ１，Ｓ２）および前記２つの側面（Ｓ１，Ｓ２）から外側に突出する鍔状部（Ｆ）を含むケース（Ｃ，Ｃ′）を保持するケース保持装置（２０，２０Ｂ）であって、前記ケース（Ｃ，Ｃ′）の上端面の少なくとも一部を押さえ付けるように形成された第１押さえ部材（２１，２１Ｂ）と、前記２つの側面（Ｓ１，Ｓ２）の一方および前記鍔状部（Ｆ）の下面を押さえ付けるように形成された第２押さえ部材（２２）と、前記２つの側面（Ｓ１，Ｓ２）の他方および前記鍔状部（Ｆ）の下面を押さえ付けるように形成された第３押さえ部材（２３）と、前記第２押さえ部材（２２）を前記２つの側面（Ｓ１，Ｓ２）の前記一方に対して接近離間させると共に、前記第３押さえ部材（２３）を前記２つの側面（Ｓ１，Ｓ２）の前記他方に対して接近離間させる第１移動機構（２５）と、前記第２押さえ部材（２２）を前記鍔状部（Ｆ）に対して接近離間させると共に、前記第３押さえ部材（２３）を前記鍔状部（Ｆ）に対して接近離間させる第２移動機構（２６）とを含むものである。

本開示のケース保持装置は、互いに隣り合う２つの側面および前記２つの側面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と共に、第１押さえ部材が当該ケースの上端面の少なくとも一部を（直接または蓋を介して）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降させる。次いで、第２および第３押さえ部材の各々がケースの互いに隣り合う２つの側面の対応する一方を押さえ付けるように第１移動機構を作動させる。更に、第２および第３押さえ部材の各々がケースの２つの側面から外側に突出する鍔状部の下面を押さえ付けるように第２移動機構を作動させる。これにより、上端面の少なくとも一部、互いに隣り合う２つの側面、および鍔状部の２箇所で第１、第２および第３押さえ部材によりケースをしっかりと保持することが可能となる。従って、ケースの上部が開放されていたり、ケースに比較的外れやすい蓋が装着されていたりしても、当該ケース上に他のケース等が存在しておらず、かつ互いに隣り合う２つの側面が露出されていれば、隣り合うケース同士の隙間に拘わらず当該ケースをケース保持装置によりしっかりと保持することができる。更に、上端面の少なくとも一部、互いに隣り合う２つの側面、および鍔状部の２箇所で第１、第２および第３押さえ部材によりケースを保持することで、ケース保持装置にケースを保持させる際に当該ケースの高さ情報（底部の位置情報）を取得する必要がなくなり、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が可能となる。そして、第１および第２移動機構により第２および第３押さえ部材をケースの鍔状部および互いに隣り合う２つの側面から順次離間させることで、ロボットアームによりケース保持装置をケースから離間させることができる。

また、前記ケース保持装置（２０）は、前記第２押さえ部材（２２）を前記２つの側面（Ｓ１，Ｓ２）の前記一方に沿って移動させると共に、前記第３押さえ部材（２３）を前記２つの側面（Ｓ１，Ｓ２）の前記他方に沿って移動させる第３移動機構（２４）を更に含むものであってもよい。これにより、単一のケース保持装置により幅や長さ（平面視した際の寸法）が異なる複数種類のケースを保持することが可能となる。

更に、前記第１、第２および第３移動機構（２５，２６，２４）は、前記第２および第３押さえ部材（２２，２３）ごとに１つずつ設けられてもよく、前記第３移動機構（２４）の各々は、前記第１押さえ部材（２１）上に配置されると共に、対応する前記第１移動機構（２５）を前記２つの側面（Ｓ１，Ｓ２）の前記一方または前記他方に沿って移動させるものであってもよく、前記第１移動機構（２５）の各々は、対応する前記第２移動機構（２６）を前記２つの側面（Ｓ１，Ｓ２）の前記一方または前記他方に対して接近離間させるものであってもよく、前記第２および第３押さえ部材（２２，２３）は、対応する前記第２移動機構（２６）により支持されてもよい。これにより、ケース保持装置をコンパクト化することが可能となる。

また、前記ケース保持装置（２０）は、前記第１押さえ部材（２１）が前記ケース（Ｃ，Ｃ′）の前記上端面の少なくとも一部を押さえ付けたことを検出する検出装置（２９）と、前記検出装置（２９）からの信号に基づいて前記ロボットアーム（２）の移動を停止させる制御装置（３）とを更に含むものであってもよい。これにより、ケース保持装置にケースを保持させる際に、第１押さえ部材によりケースを上方から過剰に押圧してしまうのを抑制することが可能となる。

更に、前記第１押さえ部材（２１）は、前記ロボットアーム（２）に取り付けられるプレート部材（２１０）と、前記ケース（Ｃ，Ｃ′）の前記上端面の少なくとも一部を押圧可能となるように弾性体（ＳＰ）を介して前記プレート部材（２１０）に連結される当接部材（２１５）とを含むものであってもよい。これにより、ケースが傾いているような場合であっても、第１押さえ部材により当該ケースの上端面をしっかりと押さえ付けることが可能となる。

また、前記ケース保持装置（２０）は、前記第１押さえ部材（２１）により支持されると共に前記第１押さえ部材（２１）に形成された開口（２１０ｏ，２１５ｏ）を介して前記ケース（Ｃ，Ｃ′）を撮像する３Ｄセンサ（２８）を更に含むものであってもよい。これにより、３Ｄセンサからの情報に基づいてロボットアームにより第１押さえ部材（ケース保持装置）をケースに対して適正に移動させることが可能となる。ただし、３Ｄセンサは、ロボットアームの設置箇所に当該ロボットアーム等の上方に位置するように配置されてもよく、ケース保持装置およびロボットアームの設置箇所の双方に設けられてもよい。

更に、前記第１押さえ部材（２１Ｂ）は、前記ロボットアーム（２）に取り付けられる第１プレート部材（２１１）と、前記第１プレート部材（２１１）よりも前記ケース（Ｃ，Ｃ′）側に位置するように前記第１プレート部材（２１１）に間隔をおいて連結される第２プレート部材（２１２）とを含むものであってもよく、前記第１および第２移動機構（２５，２６）は、前記第２および第３押さえ部材（２２，２３）ごとに１つずつ設けられてもよく、前記第１移動機構（２５）の各々は、前記第２プレート部材（２１２）上に配置されると共に、対応する前記第２移動機構（２６）を前記２つの側面（Ｓ１，Ｓ２）の前記一方または前記他方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、ロボットアームと第１移動機構との干渉を抑制すると共に、ケース保持装置を平面視した際の寸法をより小さくすることが可能となる。かかる構成は、特に、幅や長さの小さいケースを保持するのに有用である。

また、前記ケース保持装置（２０Ｂ）は、前記第１押さえ部材（２１Ｂ）が前記ケース（Ｃ，Ｃ′）の前記上端面の少なくとも一部を押さえ付けたことを検出する検出装置（２９）と、前記検出装置（２９）からの信号に基づいて前記ロボットアームの移動を停止させる制御装置（３）とを更に含むものであってもよい。これにより、ケース保持装置にケースを保持させる際に、第１押さえ部材によりケースを上方から過剰に押圧してしまうのを抑制することが可能となる。

更に、前記第１押さえ部材（２１Ｂ）は、前記ケース（Ｃ，Ｃ′）の前記上端面の少なくとも一部を押圧可能となるように弾性体（ＳＰ）を介して前記第２プレート部材（２１２）に連結される当接部材（２１５）を含むものであってもよい。これにより、ケースが傾いているような場合であっても、第１押さえ部材によりケースの上端面をしっかりと押さえ付けることが可能となる。

また、前記ケース（Ｃ′）は、前記鍔状部（Ｆ）の外周端の少なくとも一部から下方に延出された延出部（Ｅ）を更に含むものであってもよく、前記第２および第３押さえ部材（２２，２３）の少なくとも何れか一方は、前記２つの側面（Ｓ１，Ｓ２）の少なくとも何れか一方と前記延出部（Ｅ）との間で前記鍔状部（Ｆ）の前記下面を押さえ付けるように形成されてもよい。

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、２０，２０Ｂ ケース保持装置，２１，２１Ｂ 第１押さえ部材，２１０ 支持プレート、２１０ｏ 開口、２１１ 第１支持プレート、２１２ 第２支持プレート、２１５ 当接プレート、２１５ｃ 切欠、２１５ｏ 開口、２２ 第２押さえ部材，２２ａ，２３ａ 第１当接面、２２ｂ，２３ｂ 第２当接面、２３ 第３押さえ部材、２４ スライド機構、２４１ ガイドレール、２４２ スライダ、２４３ アクチュエータ、２５ 引き込み機構、２５１ ハウジング、２５２ ロッド、２６ 昇降機構、２６１ ハウジング、２６２ ロッド、２７ 連結部、２８，３０ ３Ｄビジョンカメラ、２９ 検出ユニット、２９１ 接触子、２９２ 近接センサ、２９３ 当接板、Ｂ 底部、Ｃ，Ｃ′ ケース、Ｅ 延出部、Ｆ 鍔状部、Ｓ１ 第１側面、Ｓ２ 第２側面、Ｗ１ 第１側壁部、Ｗ２ 第２側壁部。

Claims (9)

1. ロボットアームに取り付けられ、互いに隣り合う２つの側面および前記２つの側面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少なくとも一部を押さえ付けるように形成された第１押さえ部材と、
   前記２つの側面の一方および前記鍔状部の下面を押さえ付けるように形成された第２押さえ部材と、
   前記２つの側面の他方および前記鍔状部の下面を押さえ付けるように形成された第３押さえ部材と、
   前記第２押さえ部材を前記２つの側面の前記一方に対して接近離間させると共に、前記第３押さえ部材を前記２つの側面の前記他方に対して接近離間させる第１移動機構と、
   前記第２押さえ部材を前記鍔状部に対して接近離間させると共に、前記第３押さえ部材を前記鍔状部に対して接近離間させる第２移動機構と、
   前記第２押さえ部材を前記２つの側面の前記一方に沿って移動させると共に、前記第３押さえ部材を前記２つの側面の前記他方に沿って移動させる第３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１、第２および第３移動機構は、前記第２および第３押さえ部材ごとに１つずつ設けられ、
   前記第３移動機構の各々は、前記第１押さえ部材上に配置されると共に、対応する前記第１移動機構を前記２つの側面の前記一方または前記他方に沿って移動させ、
   前記第１移動機構の各々は、対応する前記第２移動機構を前記２つの側面の前記一方または前記他方に対して接近離間させ、
   前記第２および第３押さえ部材は、対応する前記第２移動機構により支持されるケース保持装置。
3. ロボットアームに取り付けられ、互いに隣り合う２つの側面および前記２つの側面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少なくとも一部を押さえ付けるように形成された第１押さえ部材と、
   前記２つの側面の一方および前記鍔状部の下面を押さえ付けるように形成された第２押さえ部材と、
   前記２つの側面の他方および前記鍔状部の下面を押さえ付けるように形成された第３押さえ部材と、
   前記第２押さえ部材を前記２つの側面の前記一方に対して接近離間させると共に、前記第３押さえ部材を前記２つの側面の前記他方に対して接近離間させる第１移動機構と、
   前記第２押さえ部材を前記鍔状部に対して接近離間させると共に、前記第３押さえ部材を前記鍔状部に対して接近離間させる第２移動機構と、
   を備え、
   前記第１押さえ部材は、前記ロボットアームに取り付けられる第１プレート部材と、前記第１プレート部材よりも前記ケース側に位置するように前記第１プレート部材に間隔をおいて連結される第２プレート部材とを含み、
   前記第１および第２移動機構は、前記第２および第３押さえ部材ごとに１つずつ設けられ、
   前記第１移動機構の各々は、前記第２プレート部材上に配置されると共に、対応する前記第２移動機構を前記２つの側面の前記一方または前記他方に対して接近離間させるケース保持装置。
4. 請求項３に記載のケース保持装置において、
   前記第１押さえ部材が前記ケースの前記上端面の少なくとも一部を押さえ付けたことを検出する検出装置と、
   前記検出装置からの信号に基づいて前記ロボットアームの移動を停止させる制御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、
   前記第１押さえ部材は、前記ケースの前記上端面の少なくとも一部を押圧可能となるように弾性体を介して前記第２プレート部材に連結される当接部材を含むケース保持装置。
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押さえ部材が前記ケースの前記上端面の少なくとも一部を押さえ付けたことを検出する検出装置と、
   前記検出装置からの信号に基づいて前記ロボットアームの移動を停止させる制御装置とを更に備えるケース保持装置。
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押さえ部材は、前記ロボットアームに取り付けられるプレート部材と、前記ケースの前記上端面の少なくとも一部を押圧可能となるように弾性体を介して前記プレート部材に連結される当接部材とを含むケース保持装置。
8. 請求項１から７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押さえ部材により支持されると共に前記第１押さえ部材に形成された開口を介して前記ケースを撮像する３Ｄセンサを更に備えるケース保持装置。
9. 請求項１から８の何れか一項に記載のケース保持装置において、
   前記ケースは、前記鍔状部の外周端の少なくとも一部から下方に延出された延出部を更に含み、
   前記第２および第３押さえ部材の少なくとも何れか一方は、前記２つの側面の少なくとも何れか一方と前記延出部との間で前記鍔状部の前記下面を押さえ付けるように形成されているケース保持装置。
   
   

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