JP7364886B2 - 箱詰装置及び制御装置 - Google Patents
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Description
本節では、箱詰装置1のハードウェア構成について説明する。箱詰装置1は、対象物を箱7に収容する装置である。特に、対象物は、底部よりも上部が小さい複数の対象物である。以下本実施形態において、一例として、対象物は、本体部よりも開口部の直径が小さい容器であるものとする。具体的には、複数の容器として、容器5,6(図6参照)が含まれる。また、容器5,6はそれぞれ、本体部51,61よりも開口部52,62の直径が小さい容器である(図6参照)。図1に示すように、箱詰装置1は、ガイド部材8、ロボットアーム3、制御装置4を備える。
ガイド部材8は、箱7の内部に配置可能に構成され、且つ、複数の容器の側面側をガイド可能に構成される。図4及び図5に示すように、ガイド部材8は、掴み部81、連結部82、ガイド部83を備える。掴み部81は、後述のロボットアーム3の把持部31により把持される部分である。連結部82は、掴み部81とガイド部83を連結する部分である。本実施形態では、連結部82は、掴み部81の一端から湾曲して略垂直に設けられる。そして、連結部82の他端がガイド部83と接続される。ガイド部83は、容器の側面側をガイドする部材である。ここで、ガイド部材8の形状はこれに限定されず、適宜設計することができる。なお、箱7の内部のある列に容器6をk個配置する場合、ガイド部材8の幅が容器6の幅と(k-1)との積よりも大きな値を有するように実施することが好ましい。
ロボットアーム3は、把持部31を備える。この把持部31が複数の容器5,6又はガイド部材8を把持可能に構成される。また、把持部31が複数の容器5,6又はガイド部材8を把持した状態でその位置を可変に構成される。本実施形態では、把持部31は、容器5,6の開口部52,62を把持するように構成される。さらに、本実施形態では、把持部31は、ガイド部材8に設けられた掴み部81を把持することにより、ガイド部材8を把持可能となる。ここで、掴み部81の幅が容器5,6の開口部52,62の幅形状と略同一である場合、容器5,6の開口部52,62を把持するときと掴み部81を把持するときに特別な調整が不用となり、1つの把持部31で簡単に容器5,6の開口部52,62と掴み部81を把持することが可能になる。
図2に示すように、制御装置4は、通信部42、記憶部43、制御部44を備え、これらが通信バス41を介して電気的に接続されている。
本節では、箱詰装置1の機能構成について説明する。図3に示すように、制御部44は、ガイド部材配置制御部441、収容制御部442、ガイド部材撤去制御部443、判定部444を備える。換言すると、制御装置4は、ガイド部材配置制御部441と、収容制御部442とを備える。
ガイド部材配置制御部441は、すでに箱7に収容された容器5の上に新たな容器6を配置する場合、箱7の内部において箱7に収容された容器5の側面側にガイド部材8を配置する。本実施形態では、ガイド部材配置制御部441は、ロボットアーム3を制御し、ガイド部材8の配置制御を実行するものである。具体的には、ロボットアーム3の把持部31を駆動させてガイド部材8の掴み部81を把持させるとともに、ガイド部材8の移動方向、移動速度、移動タイミング等を制御する。
収容制御部442は、新たな容器6をガイド部材8にガイドさせた状態で箱7に収容するように、ロボットアーム3を制御する。本実施形態では、収容制御部442は、ロボットアーム3を制御し、容器5,6の収容制御を実行するものである。具体的には、ロボットアーム3の把持部31を駆動させて容器5,6の開口部52,62を把持させるとともに、容器5,6の移動方向、移動速度、移動タイミング等を制御する。
ガイド部材撤去制御部443をさらに備える。ガイド部材撤去制御部443は、箱7に対する容器5,6の箱詰めが完了した後に、ガイド部材8を箱7から取り除くようにロボットアーム3を制御する。本実施形態では、ガイド部材撤去制御部443は、ロボットアーム3を制御し、ガイド部材8の撤去制御を実行するものである。具体的には、ロボットアーム3の把持部31を駆動させてガイド部材8の掴み部81を把持させるとともに、ガイド部材8の移動方向、移動速度、移動タイミング等を制御する。
判定部444は、ロボットアーム3が把持する容器が、箱7の下段に収容される容器5であるか、箱7の上段に収容される容器6であるかを判定可能に構成される。ここで、箱7の下段及び上段は、上下2段に限られず、3段以上のうち、相対的な上下関係を表すものである。本実施形態では、判定部444は、箱7の下段に全ての容器5が収容されたことを判定可能に構成される。そして、判定部444により、箱7の下段に全ての容器5が収容されたと判定された場合、ガイド部材配置制御部441によりロボットアーム3が制御され、ガイド部材8が箱7の内部に配置される。その後、収容制御部442によりロボットアーム3が制御され、容器5の上に別の容器6を配置する。
図6及び図7に示すように、箱詰装置1により、複数の容器5,6が箱7に転倒しないように互いにわずかな隙間を有して収容される。箱7は、箱底面部71、箱底面部71から垂設する箱側面部72、及び上側に開口した箱開口部73により構成される。このとき、容器6の下部が容器5の上部に載置される。
ガイド部材配置制御部441は、すでに箱7に収容された容器5の上に新たな容器6を配置する場合、箱7の内部において箱7に収容された容器5の側面側にガイド部材8を配置する。本実施形態では、図12に示すように、箱7の内部の下段に全ての容器5が収容された後、1列目の容器5の側面側にガイド部材8を配置する。さらに具体的には、容器5の側面側であって、箱7の箱開口部73より収容される容器6の側面をガイド可能な位置にガイド部材8のガイド部83が位置決めされる。ここで、図12では、視認性の向上のため、ガイド部材8のうちガイド部83以外の部分を省略している(図13も同様)。
本節では、図15を用いて、箱詰装置1による処理について説明する。
(アクティビティA11)
収容制御部442により制御されたロボットアーム3の把持部31を領域R1(図10参照)に移動させ、容器5の開口部52を把持する。
続いて、収容制御部442により制御されたロボットアーム3の把持部31を領域R2(図10参照)に移動させ、容器5を箱7の中に収容する(収容に際して現在の段は、下段)。このとき、2つのロボットアーム3により、複数の容器5が交互に配置されてもよい。
ガイド部材配置制御部441により制御されたロボットアーム3の把持部31を領域R3(図10参照)に移動させ、ガイド部材8を把持する。本実施形態では、把持部31により、ガイド部材8の掴み部81が把持される。
続いて、ガイド部材配置制御部441により制御されたロボットアーム3を領域R2(図10参照)に移動させ、ガイド部材8を箱7に移動する。このとき、ガイド部材8が容器5の側面側であって、容器6の側面をガイド可能な位置に位置決めされる。このとき、2つのロボットアーム3のうち、ガイド部材8を把持しているロボットアーム3は、位置決めされた位置に固定される。
続いて、ガイド部材8を把持していない方のロボットアーム3であって、収容制御部442により制御されたロボットアーム3の把持部31を領域R1(図10参照)に移動させ、容器6の開口部62を把持する。
続いて、収容制御部442により制御されたロボットアーム3の把持部31を領域R2(図10参照)に移動させ、容器6を箱7の中に収容する(収容に際して現在の段は、上段)。
ガイド部材撤去制御部443により制御されたロボットアーム3によって、ガイド部材8が箱7から撤去される。換言すると、ガイド部材撤去制御部443は、箱7に対する容器5,6の箱詰めが完了した後に、ガイド部材8を箱7から取り除くようにロボットアーム3を制御する。その後、ガイド部材撤去制御部443により制御されたロボットアーム3を領域R3(図10参照)に移動させ、ガイド部材8を領域R3に戻し、処理を終了する。
[ここまで]
判定部444による判定は、予め規定の個数をティーチングし、オープンループ制御によるものとして説明したが、判定に際して、カメラを利用したビジュアルフィードバック制御を実施してもよい。かかる場合、容器6の位置をカメラで認識して、ロボットアーム3を制御することとなる。
以上のように、本実施形態によれば、対象物を箱に収容する際に、安定した作業を実施することができる箱詰装置を実現することができる。
前記箱詰装置において、前記把持部は、前記対象物の上部を把持するように構成されるもの。
前記箱詰装置において、前記ガイド部材は、掴み部を備え、前記把持部は、前記掴み部を把持可能に構成されるもの。
前記箱詰装置において、前記ガイド部材配置制御部は、前記対象物を前記箱の内部のn列目に収容した後、前記対象物を前記箱の内部のn+1列目に収容可能な位置に前記ガイド部材を移動させるように前記ロボットアームを制御し、ここで、nは1以上の整数であるもの。
前記箱詰装置において、前記ガイド部材配置制御部は、前記対象物を前記箱の内部のn_max列目に収容するときに、前記箱の外側から前記箱の側面を押圧し、前記前記箱の内部のn_max列目に収容される前記対象物をガイド可能に前記ガイド部材を移動させるように前記ロボットアームを制御し、ここで、n_maxは、前記箱に収容される前記対象物の最大列数を表すもの。
前記箱詰装置において、前記対象物は、底部よりも上部が小さい複数の対象物で、前記ガイド部材配置制御部は、すでに前記箱に収容された対象物の上に新たな対象物を配置する場合、前記箱の内部において前記箱に収容された対象物の側面側に前記ガイド部材を配置し、前記収容制御部は、前記新たな対象物を前記ガイド部材にガイドさせた状態で前記箱に収容するように、前記ロボットアームを制御するもの。
前記箱詰装置において、前記収容制御部は、前記ガイド部材を利用して前記新たな対象物を収容するときに、前記新たな対象物の底部が前記すでに箱に収容された対象物の上部と接触する前に、前記把持の把持を解除するように前記ロボットアームを制御するもの。
対象物を箱に収容する箱詰装置の制御装置であって、前記箱詰装置は、ガイド部材と、ロボットアームとを備え、前記ガイド部材は、前記箱の内部に配置可能に構成され、且つ、前記対象物の側面側をガイド可能に構成され、前記ロボットアームは、把持部を備え、この把持部が前記対象物又は前記ガイド部材を把持可能に構成され、前記把持部が前記複数の対象物又は前記ガイド部材を把持した状態でその位置を可変に構成され、本制御装置は、ガイド部材配置制御部と、収容制御部とを備え、前記ガイド部材配置制御部は、前記箱の内部において前記ガイド部材を配置し、前記収容制御部は、前記対象物を前記ガイド部材にガイドさせた状態で前記箱に収容するように、前記ロボットアームを制御するもの。
もちろん、この限りではない。
3 :ロボットアーム
31 :把持部
4 :制御装置
41 :通信バス
42 :通信部
43 :記憶部
44 :制御部
441 :ガイド部材配置制御部
442 :収容制御部
443 :ガイド部材撤去制御部
444 :判定部
5 :容器
51 :本体部
52 :開口部
6 :容器
61 :本体部
62 :開口部
7 :箱
71 :箱底面部
72 :箱側面部
73 :箱開口部
8 :ガイド部材
81 :掴み部
82 :連結部
83 :ガイド部
R1 :領域
R2 :領域
R3 :領域
Claims (7)
- 対象物を箱に収容する箱詰装置であって、
ガイド部材と、ロボットアームと、制御装置とを備え、
前記ガイド部材は、前記箱の内部に配置可能に構成され、且つ、前記対象物の側面側をガイド可能に構成され、
前記ロボットアームは、
把持部を備え、この把持部が前記対象物又は前記ガイド部材を把持可能に構成され、
前記把持部が前記対象物又は前記ガイド部材を把持した状態でその位置を可変に構成され、
前記制御装置は、ガイド部材配置制御部と、収容制御部とを備え、
前記ガイド部材配置制御部は、前記箱の内部において前記ガイド部材を配置するように前記ロボットアームを制御し、
前記収容制御部は、前記対象物を前記ガイド部材にガイドさせた状態で前記箱に収容するように前記ロボットアームを制御し、
前記ガイド部材配置制御部は、前記対象物を前記箱の内部のn列目に収容した後、前記対象物を前記箱の内部のn+1列目に収容可能な位置に前記ガイド部材を移動させるように前記ロボットアームを制御し、
ここで、nは1以上の整数であるもの。 - 請求項1に記載の箱詰装置において、
前記把持部は、前記対象物の上部を把持するように構成されるもの。 - 請求項2に記載の箱詰装置において、
前記ガイド部材は、掴み部を備え、
前記把持部は、前記掴み部を把持可能に構成されるもの。 - 請求項1~請求項3の何れか1つに記載の箱詰装置において、
前記ガイド部材配置制御部は、前記対象物を前記箱の内部のn_max列目に収容するときに、前記箱の外側から前記箱の側面を押圧し、前記箱の内部のn_max列目に収容される前記対象物をガイド可能に前記ガイド部材を移動させるように前記ロボットアームを制御し、
ここで、n_maxは、前記箱に収容される前記対象物の最大列数を表すもの。 - 対象物を箱に収容する箱詰装置であって、
ガイド部材と、ロボットアームと、制御装置とを備え、
前記ガイド部材は、前記箱の内部に配置可能に構成され、且つ、前記対象物の側面側をガイド可能に構成され、
前記ロボットアームは、
把持部を備え、この把持部が前記対象物又は前記ガイド部材を把持可能に構成され、
前記把持部が前記対象物又は前記ガイド部材を把持した状態でその位置を可変に構成され、
前記制御装置は、ガイド部材配置制御部と、収容制御部とを備え、
前記ガイド部材配置制御部は、前記箱の内部において前記ガイド部材を配置するように前記ロボットアームを制御し、
前記収容制御部は、前記対象物を前記ガイド部材にガイドさせた状態で前記箱に収容するように前記ロボットアームを制御し、
前記対象物は、底部よりも上部が小さい複数の対象物で、
前記ガイド部材配置制御部は、すでに前記箱に収容された対象物の上に新たな対象物を配置する場合、前記箱の内部において前記箱に収容された対象物の側面側に前記ガイド部材を配置し、
前記収容制御部は、前記新たな対象物を前記ガイド部材にガイドさせた状態で前記箱に収容するように前記ロボットアームを制御するもの。 - 請求項5に記載の箱詰装置において、
前記収容制御部は、前記ガイド部材を利用して前記新たな対象物を収容するときに、前記新たな対象物の底部が前記すでに箱に収容された対象物の上部と接触する前に、前記把持部の把持を解除するように前記ロボットアームを制御するもの。 - 対象物を箱に収容する箱詰装置の制御装置であって、
前記箱詰装置は、
ガイド部材と、ロボットアームとを備え、
前記ガイド部材は、前記箱の内部に配置可能に構成され、且つ、前記対象物の側面側をガイド可能に構成され、
前記ロボットアームは、
把持部を備え、この把持部が前記対象物又は前記ガイド部材を把持可能に構成され、
前記把持部が前記複数の対象物又は前記ガイド部材を把持した状態でその位置を可変に構成され、
本制御装置は、ガイド部材配置制御部と、収容制御部とを備え、
前記ガイド部材配置制御部は、前記箱の内部において前記ガイド部材を配置するように前記ロボットアームを制御し、
前記収容制御部は、前記対象物を前記ガイド部材にガイドさせた状態で前記箱に収容するように前記ロボットアームを制御し、
前記ガイド部材配置制御部は、前記対象物を前記箱の内部のn列目に収容した後、前記対象物を前記箱の内部のn+1列目に収容可能な位置に前記ガイド部材を移動させるように前記ロボットアームを制御し、
ここで、nは1以上の整数であるもの。
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