WO2020138344A1 - エンドエフェクタ及びそれが装着されたロボット - Google Patents

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WO2020138344A1
WO2020138344A1 PCT/JP2019/051257 JP2019051257W WO2020138344A1 WO 2020138344 A1 WO2020138344 A1 WO 2020138344A1 JP 2019051257 W JP2019051257 W JP 2019051257W WO 2020138344 A1 WO2020138344 A1 WO 2020138344A1
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WO
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cardboard box
pair
wall
end effector
nozzle
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/051257
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English (en)
French (fr)
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俊行 辻森
祥一 宮尾
山根　秀士
健太郎 東
和範 平田
友希男 岩▲崎▼
一平 長廣
Original Assignee
川崎重工業株式会社
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Filing date
Publication date
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    • B65B69/00—Unpacking of articles or materials, not otherwise provided for
    • B65B69/0033—Unpacking of articles or materials, not otherwise provided for by cutting
    • B65B69/0041—Unpacking of articles or materials, not otherwise provided for by cutting by puncturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
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    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/0052—Gripping heads and other end effectors multiple gripper units or multiple end effectors
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/02—Gripping heads and other end effectors servo-actuated
    • B25J15/0206—Gripping heads and other end effectors servo-actuated comprising articulated grippers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25J15/06—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means
    • B25J15/0616—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means with vacuum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls

Definitions

  • the present invention relates to an end effector and a robot equipped with the end effector.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and facilitates the removal of contents from a cardboard box by promoting the self-weight drop of the contents when unpacking the cardboard box using a robot. It is an object of the present invention to provide an end effector and a robot equipped with the end effector.
  • an end effector is attached to a tip end portion of a robot arm, and one or more flaps provided at one end of a side wall are mutually or on the side wall.
  • a box holding part that holds the corrugated cardboard box by holding a part other than the one end wall, and a perforation part that is provided in the main body part and that forms a through hole in a wall other than the one end wall of the corrugated cardboard box.
  • the “end wall” means a lid wall (top wall) and a bottom wall.
  • the end effector is attached to the tip of the robot arm via the main body.
  • the cardboard box is unpacked as follows, for example. That is, the robot arm holds the cardboard box by the box holding unit of the end effector. At this time, a through hole is formed in a wall other than one end wall of the cardboard box by the punching portion. Then, the robot arm presses the one end wall of the cardboard box against an appropriately fixed cutter to move the cardboard box and press it so that the flap opens on the flap of the one end wall of the cardboard box. Make a cut and then rotate the cardboard box so that one end wall faces down. This causes the contents of the cardboard box to start falling due to its own weight.
  • the through holes are opened in the walls other than the one end wall, so the air outside the corrugated box is not opened through the through holes.
  • the pressurized air from the pressurized air source is supplied to the inside of the cardboard box, so that the gap is prevented from becoming negative pressure, and the self-weight fall of the contents is promoted. Therefore, the contents can be easily taken out from the cardboard box.
  • the box holding unit includes an end wall holding unit that holds the other end wall of the cardboard box, and a pair of side wall holding units that holds a pair of side walls of the cardboard box that face each other.
  • a through hole may be formed in the other end wall and/or side wall of the cardboard box.
  • the "other end wall and/or side wall” includes both the case of the other end wall and the side wall, the case of the other end wall only, and the case of the side wall only.
  • the robot arm is stacked on the pallet.
  • One of the stacked cardboard boxes can be lifted by holding the other end wall of the cardboard box by the end wall holding part of the end effector, and the cardboard box can perform the holding operation by the pair of side wall holding parts.
  • the pair of side wall holding portions of the end effector can hold the pair of side wall of the cardboard box. Therefore, when a plurality of cardboard boxes are stacked on the pallet, the contents can be easily taken out from the cardboard boxes.
  • the end wall holding portion may be a suction portion that sucks the other end wall of the cardboard box.
  • the pair of side wall holding portions includes a pair of swinging members each having a claw and/or a friction member, and the pair of swinging members respectively includes the pair of swinging members when the main body is located above the cardboard box. It is configured to swing around the portion of the main body located above the pair of side walls to cause the claws to bite into the pair of side walls and/or to press the friction member, thereby gripping the corrugated cardboard box.
  • “having a claw and/or a friction member” includes a case having both the claw and the friction member, a case having only the claw, and a case having only the friction member.
  • "to bite the claw and/or press the friction member” means a case of biting the claw and pressing the friction member, a case of only biting the claw, and a case of only pressing the friction member. And, including.
  • the side walls can be strongly held with a simple configuration.
  • the perforated portion discharges at least pressurized air, an operating position where the nozzle penetrates the other end wall or side wall of the cardboard box, and the nozzle separates from the other end wall or side wall of the cardboard box.
  • a nozzle moving mechanism for moving the nozzle to and from the standby position may be provided.
  • the nozzle moving mechanism can appropriately penetrate the nozzle into the other end wall or side wall of the cardboard box. Furthermore, the cardboard box was rotated so that one end wall faced downward, and the contents of the cardboard box began to fall due to its own weight, creating a gap between the contents that had slipped halfway and the other end wall. In this case, the self-weight fall of the contents is promoted by discharging the pressurized air from the nozzle. Therefore, the contents can be taken out from the cardboard box more easily.
  • the nozzle is an end wall nozzle that sucks air and discharges pressurized air
  • the nozzle moving mechanism includes an operating position where the end wall nozzle penetrates the other end wall of the cardboard box and the nozzle is the It may be an end wall nozzle moving mechanism that moves the nozzle between a standby position separated from the other end wall of the cardboard box.
  • the end wall nozzle moving mechanism can properly penetrate the other end wall of the cardboard box by the end wall nozzle moving mechanism.
  • the robot arm changes its posture so that the other end wall faces upward in order to make a cut in one end wall of the cardboard box
  • the air inside the cardboard box is sucked from the end wall nozzle.
  • the contents can be moved downward and a gap larger than the gap due to its own weight can be generated between the contents and the one end wall.
  • the corrugated cardboard box when the corrugated cardboard box is rotated so that one end wall faces downward, the contents can be pressed downward by ejecting pressurized air from the nozzle, so that the self-weight drop of the contents is large. Be promoted. Therefore, the contents can be taken out from the cardboard box more easily.
  • the pair of side wall holding portions includes a pair of swinging members each having a claw and/or a friction member, and the pair of swinging members respectively includes the pair of swinging members when the main body is located above the cardboard box. It is configured to swing around the portion of the main body located above the pair of side walls to cause the claws to bite into the pair of side walls and/or to press the friction member, thereby gripping the corrugated cardboard box.
  • the pair of rocking members constitutes the nozzle moving mechanism, the nozzles are a pair of side wall nozzles that discharge pressurized air, and the pair of side wall nozzles are the pair of rocking members. When the member swings so as to grip the cardboard box, it penetrates the pair of side wall portions of the cardboard box, and the pair of swinging members swings to open the cardboard box.
  • the swing member may be provided so as to be separated from the pair of side walls.
  • the pair of side wall nozzles can be appropriately penetrated through the pair of side wall of the cardboard box by the pair of swing members.
  • the content of the friction force between the pair of side walls is caused by discharging the pressurized air from the pair of side wall nozzles. Is reduced.
  • the air discharged from the pair of side wall nozzles presses the contents downward. As a result, the self-weight drop of the contents is greatly promoted. Therefore, the contents can be taken out from the cardboard box more easily.
  • a three-dimensional position measuring device that measures the position of the cardboard box; and a box position specifying unit that specifies the three-dimensional position of the cardboard box based on the three-dimensional position measured by the three-dimensional position measuring device. Good.
  • the cardboard box since the three-dimensional position of the cardboard box is specified by the box position specifying unit, the cardboard box can be accurately held by the end effector.
  • one of the above end effectors is attached to the tip of the robot arm.
  • the contents can be easily taken out from the cardboard box by promoting the self-weight drop of the contents when unpacking the cardboard box.
  • the present invention provides an end effector capable of easily taking out contents from a cardboard box by promoting self-weight drop of the contents when unpacking the cardboard box using a robot, and a robot equipped with the end effector. It has the effect of being able to.
  • FIG. 1 is a front view showing a hardware configuration of an end effector according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control system of the end effector of FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a lifting operation of the cardboard box by the robot arm.
  • FIG. 4 is a front view showing the end effector with a cardboard box held.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a cutting operation of the lower wall of the cardboard box by the robot arm.
  • FIG. 6 is a front view showing the end effector at the time of cutting the lower wall of the cardboard box.
  • FIG. 7 is a front view showing the end effector in a state where the contents are dropped from the cardboard box having the lower wall opened.
  • FIG. 1 is a front view showing a hardware configuration of an end effector according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control system of the end effector of FIG.
  • FIG. 8 is a perspective view which shows the operation
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing the configuration of the side wall nozzle in the end effector according to the first modification.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing the configuration of the perforating member in the end effector according to Modification 2.
  • the vertical direction of FIGS. 1 to 8 indicates the vertical direction of the space.
  • the vertical direction of FIG. 1 is referred to as the vertical direction of the end effector
  • the rightward and leftward directions of FIG. 1 are referred to as the leftward and rightward directions of the end effector 10, respectively.
  • the vertical direction of FIG. 1 is called the vertical direction of the cardboard box 33
  • the right direction and the left direction of FIG. 1 are called the left direction and right direction of the cardboard box 33, respectively.
  • FIG. 1 is a front view showing a hardware configuration of an end effector according to a first embodiment of the present invention. 1, 4, 6, and 7, the pair of claws 15A and 15B, the pair of side wall nozzles 16A and 16B, and the upper wall nozzle 19 are exaggerated and drawn large for clarity. In practice, they are made small enough not to damage the contents 36.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a lifting operation of the cardboard box by the robot.
  • the end effector 10 is attached to a tip end portion of a robot arm 31 of a robot 30, and one or more flaps 33b provided at one end of a side wall are stopped by each other or the side wall. It is an end effector for unpacking a cardboard box 33 that constitutes a wall (one end wall).
  • the end effector 10 includes a main body portion 11 attached to a tip end portion of a robot arm 31, and a portion provided on the main body portion 11 and other than a lower wall of a cardboard box 33.
  • Box holding portions 13A, 13B, 18 for holding the corrugated cardboard box, and perforation portions 16A, 17A, 19 provided in the main body 11 for making through holes in walls other than the lower wall of the corrugated cardboard box 33 are provided.
  • the cardboard box 33 that is the unpacking target of the end effector 10 has a known structure.
  • the cardboard box 33 generally has a rectangular parallelepiped shape.
  • the six walls of the corrugated cardboard box 33 are, depending on the function, a lid wall for loading and unloading contents, a bottom wall that is a wall facing the wall and that is opened by cutting. The two walls are connected and divided into a side wall surrounding the contents.
  • the present invention needs to specify the wall to be opened by cutting the flap, but depending on the contents, either the lid wall or the bottom wall may be the wall to be specified. ..
  • the form in which the bottom wall is the wall to be specified is exemplified, but the form in which the lid wall is the wall to be specified may be used.
  • the concept of including the lid wall and the bottom wall is necessary. Therefore, it is considered that the cardboard box has a rectangular prism shape, and the concept of including the lid wall and the bottom wall is referred to as "end wall". Used the concept.
  • a general cardboard box 33 in which both the lid wall and the bottom wall are configured by flaps 33b is used as an example.
  • the lid wall is configured by the flaps 33b and the cardboard box 33 is used, and the lid wall is opened. It may be in the form described.
  • the cardboard box 33 has four flaps 33 at the upper and lower ends of the four side walls of the main body 33a, respectively.
  • the four flaps 33b at the lower ends of the four side walls are folded and fixed to each other and the side walls with an adhesive tape 34 in an H shape to form a bottom wall.
  • the contents are pushed into the cardboard box 33 with the bottom wall facing downward and the four flaps 33b at the upper ends of the four side walls being opened.
  • the four flaps 33b at the upper ends of these four side walls are folded and fixed to each other and the side walls with the adhesive tape 34 in an H-shape as described above to form a lid wall.
  • the cardboard box 33 may be placed in two cases, one with the lid wall facing up and the other with the bottom wall facing up.
  • the "end wall” located on the upper side is called the “upper wall”
  • the “end wall” located on the lower side when placed is called the “lower wall”.
  • the number of flaps 33b is not particularly limited and may be 1 or more. Further, the mode of stopping the flap 33b is not particularly limited. Other than the adhesive tape 34, a mode in which they are fixed to each other or the side wall by an adhesive, a mode in which the flaps are engaged with each other or the side wall, and the like are illustrated.
  • the content 36 (see FIG. 4) is not particularly limited.
  • the contents 36 in which the present invention exerts a peculiar function and effect are the contents 36 that do not come out of the box only by dropping by its own weight when the opened surface of the cardboard box 33 faces downward. ..
  • the specific gravity is small, and when it is pushed into the cardboard box 33, the elasticity of itself and the elasticity of the cardboard box 33 cause a frictional force between the side wall of the cardboard box 33.
  • a vinyl bag filled with nuts is exemplified.
  • the robot 30 may be any one as long as the end effector 10 is attached to the tip portion thereof and the cardboard box 33 held by the end effector 10 can be inverted in the vertical direction. This is because the upper wall or the lower wall can be cut by moving the cutter.
  • a multi-joint robot is exemplified as the robot 30, but other types of robots may be used.
  • the robot 30 includes a robot arm 31 and a controller that controls the operation of the robot arm 31.
  • a controller 80 that controls the operation of the end effector 10 is used as this controller.
  • the end effector 10 includes a main body portion 11, a mounting portion 12, a pair of swing members 13 ⁇ /b>A and 13 ⁇ /b>B, a suction portion 18, an upper wall nozzle 19, and a three-dimensional structure.
  • the position measuring device 20 is provided.
  • the main body 11 is formed in a frame body having an inverted U-shaped cross section as viewed in the left-right direction and extending in the left-right direction (see particularly FIG. 3).
  • a cylindrical mounting portion 12 having a flange at the tip is provided upright.
  • the central axis of the mounting portion 12 constitutes the reference axis line AR of the end effector 10.
  • the end effector 10 is attached to the tip end portion so that the reference axis line AR coincides with the axis line of the twist rotation of the tip end portion (wrist portion) of the robot arm 31.
  • the end effector 10 is positioned by the robot arm 31 such that the main body 11 is above the cardboard box 33 and the reference axis line AR is substantially aligned with the central axis of the cardboard box 33.
  • the end effector 10 is shown in a posture in which the reference axis AR extends in the vertical direction (vertical direction).
  • the base ends of the pair of rocking members 13A and 13B are attached to the main body 11 at a predetermined distance L in a predetermined direction (left and right direction) perpendicular to the reference axis AR.
  • the base ends of the pair of swinging members 13A and 13B are rotatable about a pair of rotation axis lines A1 and A2 perpendicular (or orthogonal) to the extending direction of the reference axis line AR and the predetermined direction. It is attached to the part 11.
  • the portions of the main body portion 11 to which the base end portions of the pair of swing members 13A and 13B are attached are equally spaced from the reference axis AR of the main body portion 11 in the predetermined direction.
  • the pair of rocking members 13A and 13B are, for example, in the direction or side (hereinafter, inward or inward) in which the pair of rocking members 13A and 13B approach each other when viewed from the extending direction of the respective rotation axis lines A1 and A2. It is formed in a plate shape having a cross-sectional shape that is bent.
  • ⁇ Inwardly projecting claws 15A and 15B are provided at the tips of the pair of rocking members 13A and 13B, respectively.
  • side wall nozzles 16A and 16B protruding inward are provided at the tip ends of the pair of rocking members 13A and 13B, respectively.
  • friction members 17A and 17B are attached to the inner ends of the pair of rocking members 13A and 13B, respectively, on the tip side of the bent portions.
  • the pair of side wall nozzles 16A and 16B penetrate the pair of friction members 17A and 17B, respectively.
  • the pair of side wall nozzles 16A and 16B are connected to a pneumatic circuit 70 (see FIG. 2) as described later.
  • the pair of friction members 17A and 17B may be members having a large friction coefficient, and examples of the pair of friction members 17A and 17B include members made of rubber, sponge, sandpaper, and the like.
  • the length and the degree of bending of the pair of swinging members 13A and 13B are in a state where the main body 11 is located above the corrugated cardboard box 33 (more specifically, the suction portion 18 sucks the central portion of the upper surface of the corrugated cardboard box 33).
  • the pair of claws 15A and 15B bite into the upper portions of the left and right side walls of the corrugated cardboard box 33
  • the pair of side wall nozzles 16A and 16B respectively pass through the upper portions of the left and right side walls of the corrugated cardboard box 33
  • the pair of friction members 17A and 17B are set (designed) so as to contact the upper portions of the left and right side walls of the corrugated board box 33, respectively.
  • the length of the pair of swing members 13A and 13B and the degree of bending are such that the main body 11 is located above the corrugated board box 33.
  • the pair of claws 15A and 15B bite into either part of the left and right side walls of the corrugated board box 33, respectively.
  • the side wall nozzles 16A and 16B penetrate through either of the left and right side walls of the corrugated board box 33, respectively, and the pair of friction members 17A and 17B contact the left and right side walls of the corrugated board box 33, respectively. May be set (designed).
  • An adsorption section 18 is provided on the lower surface of the main body section 11.
  • the suction unit 18 is composed of, for example, a vacuum suction pad.
  • the suction unit 18 is provided, for example, so that the central axis thereof coincides with the reference axis line AR.
  • the adsorption unit 18 is connected to a pressurized air source 50 (see FIG. 2) as described later.
  • an upper wall nozzle 19 is provided on the lower surface of the main body 11.
  • the upper wall nozzle 19 extends in the extending direction of the reference axis AR, and is driven back and forth in the extending direction of the reference axis AR by a pneumatic cylinder 60 (see FIG. 2) described later.
  • the upper wall nozzle 19 is driven forward and backward so as to penetrate the upper wall (here, the lid wall) of the cardboard box at the operating position (advancing position) and separate from the upper wall at the standby position (retracting position).
  • a three-dimensional position measuring device 20 for measuring the three-dimensional position of the cardboard box 33 is provided on the side of the main body 11.
  • the three-dimensional position measuring device 20 is composed of, for example, a three-dimensional vision camera.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the control system of the end effector 10 of this embodiment.
  • the end effector 10 includes a pneumatic circuit 70.
  • the pneumatic circuit 70 is connected to the pressurized air source 50.
  • the pressurized air source 50 is provided outside the end effector 10 here.
  • the pressurized air source 50 may be provided in the end effector 10.
  • the pressurized air source 50 is composed of, for example, an air pump.
  • First to fifth control valves 51 to 55 are connected in parallel to the pressurized air source 50.
  • a first pneumatic cylinder 56 is connected to the first control valve 51.
  • the piston rod 56a of the first pneumatic cylinder 56 is connected to the base ends of the pair of swing members 13A and 13B via a predetermined power transmission mechanism.
  • the first control valve 51 switches the supply destination of the pressurized air between the pair of air supply ports 56b and 56c of the first pneumatic cylinder 56, the piston rod 56a of the first pneumatic cylinder 56 moves back and forth accordingly. Accordingly, the pair of swing members 13A and 13B swing so as to open and close.
  • a negative pressure generator 57 is connected to the second control valve 52.
  • the negative pressure generator 57 is a device that generates negative pressure using pressurized air, and is generally called a vacuum generator (ejector).
  • the negative pressure generator 57 is exemplified by Conbum (registered trademark).
  • the suction unit 18 is connected to the negative pressure generator 57.
  • the second control valve 52 supplies the pressurized air to the negative pressure generator 57 and stops the supply of the pressurized air
  • the negative pressure generator 57 accordingly supplies the negative pressure to the adsorption unit 18 and the negative pressure. Is stopped, and in response thereto, the adsorption unit 18 sucks the external air and stops sucking the external air.
  • a pair of side wall nozzles 16A and 16B is connected to the third control valve 53.
  • the third control valve 53 supplies the pressurized air to the pair of sidewall nozzles 16A and 16B and stops the supply of the pressurized air
  • the pair of sidewall nozzles 16A and 16B discharges and pressurizes the pressurized air accordingly. Stop air discharge.
  • a negative pressure generator 58 is connected to the fourth control valve 54, and an input side of a sixth control valve 59 is connected to the negative pressure generator 58.
  • the negative pressure generator 58 is exemplified by Conbum (registered trademark).
  • the input side of the sixth control valve 59 is connected to the third control valve 53.
  • the upper wall nozzle 19 is connected to the output side of the sixth control valve 59.
  • the sixth control valve 59 switches the connection destination of the upper wall nozzle 19 between the negative pressure generator 58 and the third control valve 53.
  • the fourth control valve 54 supplies pressurized air to the negative pressure generator 58 and stops the supply of pressurized air while the sixth control valve 59 connects the upper wall nozzle 19 to the negative pressure generator 58. Accordingly, the negative pressure generator 58 supplies the negative pressure to the upper wall nozzle 19 and stops the supply of the negative pressure, and accordingly, the upper wall nozzle 19 sucks the external air and sucks the external air. Stop.
  • a second pneumatic cylinder 60 is connected to the fifth control valve 55.
  • the upper wall nozzle 19 is connected to the piston rod 60a of the second pneumatic cylinder 60 via a predetermined power transmission mechanism.
  • the first to sixth control valves 51 to 55, 59, the first and second pneumatic cylinders 56, 60, and the negative pressure generators 57, 58 are installed in the main body 11 of the end effector 10.
  • the controller 80 is composed of a single controller for centralized control or a plurality of controllers for distributed control.
  • the controller 80 is composed of a single controller that performs centralized control.
  • the controller 80 includes, for example, a processor and a memory.
  • the controller 80 controls the operations of the end effector 10 and the robot arm 31 by the processor reading and executing a predetermined operation program stored in the memory.
  • the controller 80 is specifically configured by, for example, a microcontroller, MPU, FPGA (Field Programmable Gate Array), PLC (Programmable Logic Controller), logic circuit, and the like.
  • the controller 80 controls the operations of the first to sixth control valves 51 to 55, 59 to control the pair of swing members 13A, 13B, the suction portion 18, and the pair of side wall nozzles 16A, 16B. , And the operation of the upper wall nozzle 19.
  • the controller 80 also serves as a robot controller here and controls the operation of the robot arm 31. Therefore, the robot arm 31 and the controller 80 constitute the robot 30.
  • the controller 80 further controls the operation of the three-dimensional position measuring device 20, and specifies the three-dimensional position of the corrugated cardboard box 33 based on the three-dimensional position measured by the three-dimensional position measuring device 20. Therefore, the three-dimensional position measuring device 20 and the controller 80 form a box position specifying unit.
  • the controller 80 is installed on the base (not shown) of the robot arm 31, for example.
  • the installation location of the controller 80 is not particularly limited.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a lifting operation of the cardboard box 33 by the robot arm 31.
  • FIG. 4 is a front view showing the end effector 10 in a state where the cardboard box 33 is held.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a cutting operation of the lower wall of the cardboard box 33 by the robot arm 31.
  • FIG. 6 is a front view showing the end effector 10 when the lower wall of the cardboard box 33 is cut.
  • FIG. 7 is a front view showing the end effector 10 in a state where the contents 36 are dropped from the cardboard box 33 whose lower wall is opened.
  • FIG. 8 is a perspective view showing the operation of dropping the contents from the cardboard box 33 having the lower wall opened by the robot arm 31.
  • the end effector 10 is attached to the tip of the robot arm 31.
  • a plurality of corrugated cardboard boxes 33 are stacked on a pallet (not shown).
  • Reference numeral 39 indicates the pile of the stacked cardboard boxes.
  • a large number of plastic bags filled with nuts, for example, are pushed into the cardboard box 33, and upper and lower flaps 33b are fastened with tape 34 to form a lid wall and a bottom wall.
  • the cardboard boxes 33 are stacked so that the lid wall faces upward.
  • the three-dimensional position measuring device 20 and the controller 80 identify the position of one cardboard box 33 at the top of the pile 39 of the stacked cardboard boxes 33, and the robot arm 31
  • the main body 12 of the end effector 10 is located at the center of the upper surface of the corrugated board box 33.
  • the suction portion 18 of the end effector 10 sucks the upper surface of the cardboard box 33.
  • the upper wall nozzle 19 penetrates the upper wall (lid wall) of the cardboard box 33 and advances to the operating position.
  • the robot arm 31 lifts the cardboard box 33 to a predetermined height.
  • the pair of swing members 13A and 13B of the end effector 10 swing so as to close.
  • the pair of claws 15A and 15B bite into the upper portions of the pair of side walls of the cardboard box 33, respectively, and the pair of friction members 17A and 17B are pressed against the upper portions of the pair of side walls of the cardboard box 33, respectively.
  • the cardboard box 33 is firmly gripped by the pair of swing members 13A and 13B.
  • the pair of side wall nozzles 16A and 16B respectively penetrate the upper portions of the pair of side walls of the cardboard box 33 and advance to the operating position.
  • the contents 36 of the cardboard box 33 are moving below the cardboard box 33.
  • the robot arm 31 reverses the cardboard box 33 so that the lower wall (bottom wall) faces upward.
  • the upper wall nozzle sucks the air inside the cardboard box 33.
  • the contents 36 which had been moved to the lower wall located above the cardboard box 33, are moved to the upper wall located below the cardboard box 33 due to this suction and its own weight.
  • a sufficient gap is formed between the lower wall of the cardboard box 33 and the contents 36 for cutting described later.
  • a cutter 41 is placed in this work environment.
  • the cutter 41 may have any structure as long as it can make a cut in the flap 33b of the cardboard box 33, and its structure is not particularly limited.
  • the cutter 41 is fixed to an appropriate support member 42.
  • the robot arm 31 cuts the tape 34 (and the flap 33b and the lower wall) at the joint of the flaps on the lower wall (bottom wall) of the cardboard box 33 while moving the cardboard box 33.
  • the tape 34 attached so as to extend in the longitudinal direction is shown at the central portion in the lateral direction of the lower wall, and the other tapes are omitted.
  • other tapes (and the flap 33b and the lower wall) attached to the lower wall are also cut.
  • the lower wall of the cardboard box 33 is opened.
  • the cardboard box 33 since a sufficient gap is formed between the contents 36 and the lower wall, it is possible to make a cut in the lower wall without damaging the contents 36.
  • the robot arm 31 conveys the cardboard box 33 to, for example, the upper side of the conveyer 43, and reverses it so that the lower wall faces downward.
  • the upper wall nozzle 19 stops suction of air and discharges pressurized air.
  • the pair of side wall nozzles 16A and 16B discharges pressurized air.
  • the content 36 is pressed downward by the pressurized air discharged from the upper wall nozzle 19. Further, the frictional force between the content 36 and the pair of side walls is reduced by the pressurized air discharged from the pair of side wall nozzles 16A and 16B.
  • the air discharged from the pair of side wall nozzles 16A and 16B presses the content 36 downward. Due to these actions, the weight 36 of the contents 36 is greatly accelerated.
  • the contents 36 can be easily taken out from the cardboard box 33.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing the configuration of the left side wall nozzle 26A in the end effector 10 according to Modification 1.
  • the end effector 10 is configured in the same manner as the left side wall nozzle 26A and the left side wall nozzle 26A of FIG. 9 instead of the pair of side wall nozzles 16A and 16B of FIG. 1 in that it includes a right side wall nozzle (not shown) and, instead of the upper wall nozzle 19 in FIG. 1, an upper wall nozzle (not shown) configured similarly to the left side wall nozzle 26A.
  • the structure other than the effector 10 is the same as that of the end effector 10 in FIG. Hereinafter, this difference will be described.
  • a left side wall nozzle 26A is provided on the left swing member 13A.
  • the left side wall nozzle 26A is formed in a cylindrical shape with a sharp tip.
  • a plurality of through holes 27A are provided at the tip of the left sidewall nozzle 26A.
  • the base end of the left side wall nozzle 26A is open.
  • the right rocking member 13B is provided with a right side wall nozzle configured similarly to the left side wall nozzle 26A.
  • the main body portion 11 is provided with an upper wall nozzle (not shown) configured similarly to the left wall nozzle 26A.
  • This upper wall nozzle is driven back and forth by the second pneumatic cylinder 60, similarly to the upper wall nozzle 19 of FIG.
  • the left wall nozzle 26A and the right wall nozzle penetrate the pair of sidewalls of the main body portion 33a of the cardboard box 33. To make a hole 38.
  • the upper wall nozzle is driven to advance to the operating position, the upper wall nozzle penetrates the upper wall of the main body 33a of the cardboard box 33 to make a hole.
  • the inside of the cardboard box 33 communicates with the outside through the left side wall nozzle 26A, the right side wall nozzle, and the upper wall nozzle.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing the configuration of the perforation member 22 in the end effector 10 according to the second modification.
  • the present modification 2 is different in that the end effector 10 includes the punching member 22 of FIG. 9 instead of the pair of side wall nozzles 16A and 16B and the upper wall nozzle 19 of FIG. 1 is different from the end effector 10 of FIG. 1, and the other configurations are the same as those of the end effector 10 of FIG.
  • this difference will be described.
  • the piercing member 22 is formed in a cylindrical shape with a sharp tip.
  • the punching member 22 is driven back and forth between an operating position (advancing position) and a standby position (retracting position) by a pneumatic cylinder (not shown) connected to the pneumatic circuit 70.
  • a pneumatic cylinder not shown
  • the hole 38 is opened through the pair of side walls or the upper wall of the main body 33a of the cardboard box 33.
  • the inside of the corrugated board box 33 communicates with the outside through the hole 38.
  • the perforating member 22 is provided in place of the pair of side wall nozzles 16A and 16B and the upper wall nozzle 19 in the end effector 10 of FIG.
  • the box holding part includes the upper wall holding part (18) and the pair of side wall holding parts (13A, 13B), but either one may be used.
  • the case where the cardboard boxes 33 are stacked is illustrated, but the mounting form of the cardboard boxes 33 is not limited to this.
  • a plurality of cardboard boxes may be stacked in one row.
  • the upper wall holding portion (18) may be omitted.
  • the direction in which the end effector 10 holds the cardboard box 33 is not particularly limited.
  • the end effector 10 may hold the cardboard box 33 from the side or the bottom.
  • the end effector 10 may hold the cardboard box 33 with the main body 11 adjacent to the end wall of the cardboard box 33 opposite to the open end wall.
  • the box holding part may hold the cardboard box 33 by supporting a part other than the end wall of the cardboard box 33 to be opened, and may hold the ridges or corners of the cardboard box 33, for example. ..
  • the suction portion 18 is illustrated as the upper wall holding portion, but the upper wall holding portion only needs to support and hold the upper wall of the cardboard box 33.
  • the upper wall holding portion may include a claw that can bite into the upper wall to support the cardboard box 33.
  • the side wall holding portion is exemplified by the pair of swinging members 13A and 13B, but the side wall holding portion may support the side wall and hold the corrugated board box 33.
  • the side wall holding portion may be configured to advance and retreat in the left-right direction to sandwich the pair of side walls.
  • the movable element (13A, 13B, 19) of the end effector is driven by the pressurized air source 50, but the power source of the movable element is not limited to this.
  • the movable element (13A, 13B, 19) may be driven by a motor.
  • the three-dimensional position measuring device 20 may be omitted.
  • the end effector and the robot of the present invention are an end effector capable of easily taking out contents from a cardboard box by promoting self-weight drop of the contents when the cardboard box is unpacked by using the robot, and the end effector and the attachment thereof. It is useful as a robot.

Abstract

エンドエフェクタ１０は、ロボットアームの先端部に装着され、側壁の一端に設けられた１以上のフラップが相互に又は側壁に止められて一方の端壁を構成している段ボール箱(33)を開梱するためのエンドエフェクタ(10)であって、ロボットアームの先端部に装着される本体部(12)と、本体部(12)に設けられ、段ボール箱(33)の一方の端壁以外の部分を保持することによって当該段ボール箱(33)を保持する箱保持部(18,13A,13B)と、本体部(12)に設けられ、段ボール箱(33)の一方の端壁以外の壁に貫通孔を開ける穿孔部(16A,16B,19)と、を備える。

Description

エンドエフェクタ及びそれが装着されたロボット
　本発明は、エンドエフェクタ及びそれが装着されたロボットに関する。
　従来、ロボットを用いて梱包物を開梱する技術が知られている。例えば、特許文献１に記載された開梱装置では、内容物が詰められて封止された段ボール箱を倒立させて底蓋に切れ目を入れ、当該倒立した段ボール箱を双腕ロボットで把持して正立させることによって内容物を自重落下させ、それにより、段ボール箱から内容物が取り出される。
特開２０１３－１００１１８号公開特許公報
　しかしながら、上記従来技術のように、単に内容物を自重落下させるだけでは、内容物が箱から出て来ない場合がある。例えば、ナッツが詰まったビニール袋が段ボール箱に押し込まれて梱包されている場合が該当する。これは、途中までずり落ちたビニール袋と上蓋との隙間に生じる負圧、ビニール袋と段ボール箱との間に生じる摩擦力等によって内容物の自重落下が阻害されることが原因であると考えられる。
　本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、ロボットを用いて段ボール箱を開梱する際に内容物の自重落下を促進することによって段ボール箱から内容物を容易に取り出すことが可能なエンドエフェクタ及びそれが装着されたロボットを提供することを目的としている。
　上記目的を達成するために、本発明のある形態（aspect）に係るエンドエフェクタは、ロボットアームの先端部に装着され、側壁の一端に設けられた１以上のフラップが相互に又は前記側壁に止められて一方の端壁を構成している段ボール箱を開梱するためのエンドエフェクタであって、前記ロボットアームの先端部に装着される本体部と、前記本体部に設けられ、前記段ボール箱の前記一方の端壁以外の部分を保持することによって当該段ボール箱を保持する箱保持部と、前記本体部に設けられ、前記段ボール箱の前記一方の端壁以外の壁に貫通孔を開ける穿孔部と、を備える。ここで、「端壁」とは、蓋壁（天壁）及び底壁を意味する。
　この構成によれば、エンドエフェクタが本体部を介してロボットアームの先端部に装着される。その後、段ボール箱が、例えば、以下のようにして開梱される。すなわち、ロボットアームが、段ボール箱を、エンドエフェクタの箱保持部で保持する。この時、穿孔部によって段ボール箱の一方の端壁以外の壁に貫通孔を開ける。次いで、ロボットアームが、段ボール箱の一方の端壁を、適宜な固定されたカッターに当該段ボール箱を移動させなら押し付けることによって、段ボール箱の一方の端壁のフラップに、当該フラップが開くように切れ目を入れ、次いで、一方の端壁が下方を向くように段ボール箱を回転させる。これにより、段ボール箱の内容物が自重で落下し始める。ここで、途中までずり落ちた内容物と他方の端壁との間に隙間が生じても、一方の端壁以外の壁に貫通孔が開いているので、貫通孔から段ボール箱の外部の空気又は加圧空気源からの加圧空気が段ボール箱の内部に供給されることによって当該隙間が負圧になることが抑制され、内容物の自重落下が促進される。よって、段ボール箱から内容物を容易に取り出すことが可能になる。
　前記箱保持部が、前記段ボール箱の他方の端壁を保持する端壁保持部と、前記段ボール箱の互いに対向する一対の側壁を保持する一対の側壁保持部と、を備え、前記穿孔部が、前記段ボール箱の他方の端壁及び又は側壁に貫通孔を開けるよう構成されていてもよい。ここで、「他方の端壁及び又は側壁」は、他方の端壁及び側壁の双方の場合と、他方の端壁のみの場合と、側壁のみの場合と、を含む。
　この構成によれば、パレット上に複数の段ボール箱が段積されている場合、エンドエフェクタが本体部を介してロボットアームの先端部に装着された後、例えば、ロボットアームが、パレット上に段積されている複数の段ボール箱の１つを、エンドエフェクタの端壁保持部で段ボール箱の他方の端壁を保持することによって持ち上げ、段ボール箱が一対の側壁保持部が保持動作を行うことが可能な高さになったらエンドエフェクタの一対の側壁保持部で段ボール箱の一対の側壁を保持することができる。よって、パレット上に複数の段ボール箱が段積されている場合に、段ボール箱から内容物を容易に取り出すことができる。
　前記端壁保持部が、前記段ボール箱の他方の端壁を吸着する吸着部であってもよい。
　この構成によれば、簡単な構成で段ボール箱の他方の端壁を保持することができる。
　前記一対の側壁保持部が、爪及び又は摩擦部材をそれぞれ有する一対の揺動部材を備え、前記一対の揺動部材は、前記本体部が前記段ボール箱の上方に位置した場合において、それぞれ、前記本体部の前記一対の側壁の上方に位置する部位を中心に揺動して前記一対の側壁に前記爪を食い込ませ及び又は前記摩擦部材を押し付け、それによって当該段ボール箱を把持するように構成されていてもよい。ここで、「爪及び又は摩擦部材を有する」は、爪及び摩擦部材の双方を有する場合と、爪のみを有する場合と、は摩擦部材のみを有する場合と、を含む。また、「前記爪を食い込ませ及び又は前記摩擦部材を押し付け」は、前記爪を食い込ませ且つ前記摩擦部材を押し付ける場合と、前記爪を食い込ませるのみの場合と、前記摩擦部材を押し付けるのみの場合と、を含む。
　この構成によれば、一対の揺動部材を揺動させることによって一対の側壁を把持することができるので、簡単な構成で側壁を強く保持することができる。
　前記穿孔部が、少なくとも加圧空気を吐出するノズルと、前記ノズルが前記段ボール箱の他方の端壁又は側壁を貫通する動作位置と前記ノズルが前記段ボール箱の他方の端壁又は側壁から離隔する待機位置との間で前記ノズルを移動させるノズル移動機構と、を備えてもよい。
　この構成によれば、ノズル移動機構によってノズルを、適切に、段ボール箱の他方の端壁又は側壁に貫通させることができる。さらに、一方の端壁が下方を向くように段ボール箱を回転させて段ボール箱の内容物が自重で落下し始め、途中までずり落ちた内容物と他方の端壁との間に隙間が生じた場合、ノズルから加圧空気を吐出させることによって内容物の自重落下が促進される。よって、段ボール箱から内容物をさらに容易に取り出すことが可能になる。
　前記ノズルが、空気を吸引し且つ加圧空気を吐出する端壁ノズルであり、前記ノズル移動機構が、前記端壁ノズルが前記段ボール箱の他方の端壁を貫通する動作位置と前記ノズルが前記段ボール箱の他方の端壁から離隔する待機位置との間で前記ノズルを移動させる端壁ノズル移動機構であってもよい。
　この構成によれば、端壁ノズル移動機構によって端壁ノズルを、適切に、段ボール箱の他方の端壁に貫通させることができる。また、ロボットアームによって、段ボール箱の一方の端壁に切れ目を入れるために段ボール箱を他方の端壁が上を向くように姿勢を変えた時に、端壁ノズルから段ボール箱内の空気を吸引することによって内容物を下方に移動させ、内容物と一方の端壁との間に自重による隙間より大きな隙間を発生させることができる。その結果、カッターで一方の端壁のフラップに切れ目を入れる際に内容物を傷つけるリスクを低減することができる。さらに、一方の端壁が下方を向くように段ボール箱を回転させた場合、ノズルから加圧空気を吐出させることによって、内容物を下方に押圧することができるので、内容物の自重落下が大きく促進される。よって、段ボール箱から内容物を、より一層、容易に取り出すことが可能になる。
　前記一対の側壁保持部が、爪及び又は摩擦部材をそれぞれ有する一対の揺動部材を備え、前記一対の揺動部材は、前記本体部が前記段ボール箱の上方に位置した場合において、それぞれ、前記本体部の前記一対の側壁の上方に位置する部位を中心に揺動して前記一対の側壁に前記爪を食い込ませ及び又は前記摩擦部材を押し付け、それによって当該段ボール箱を把持するように構成されており、前記一対の揺動部材が、前記ノズル移動機構を構成しており、前記ノズルが、加圧空気を吐出する一対の側壁ノズルであり、前記一対の側壁ノズルは、前記一対の揺動部材が前記段ボール箱を把持するよう揺動した場合に当該段ボール箱の前記一対の側壁部を貫通し、前記一対の揺動部材が前記段ボール箱を開放するよう揺動した場合に当該段ボール箱の前記一対の側壁から離隔するように前記一対の揺動部材に設けられていてもよい。
　この構成によれば、一対の揺動部材によって一対の側壁ノズルを、適切に、段ボール箱の一対の側壁に貫通させることができる。また、ロボットアームによって、一方の端壁が下方を向くように段ボール箱を回転させた場合、一対の側壁ノズルから加圧空気を吐出させることによって、内容物を一対の側壁との間の摩擦力が低減される。また、内容物が一対の側壁ノズルより下方にずり落ちると、一対の側壁ノズルから吐出された空気が内容物を下方に押圧する。ことができるので、内容物の自重落下が大きく促進される。よって、段ボール箱から内容物を、より一層、容易に取り出すことが可能になる。
　前記段ボール箱の位置を計測する３次元位置計測器と、前記３次元位置計測器が計測した３次元位置に基づいて、前記段ボール箱の３次元位置を特定する箱位置特定部と、を備えてもよい。
　この構成によれば、箱位置特定部によって、段ボール箱の３次元位置が特定されるので、エンドエフェクタによって段ボール箱を的確に保持することができる。
　本発明の他の形態（aspect）に係るロボットは、上記エンドエフェクタのいずれかがロボットアームの先端部に装着されている。
　この構成によれば、段ボール箱を開梱する際に内容物の自重落下を促進することによって段ボール箱から内容物を容易に取り出すことができる。
　本発明は、ロボットを用いて段ボール箱を開梱する際に内容物の自重落下を促進することによって段ボール箱から内容物を容易に取り出すことが可能なエンドエフェクタ及びそれが装着されたロボットを提供できるという効果を奏する。
図１は、本発明の実施形態１に係るエンドエフェクタのハードウェアの構成を示す正面図である。 図２は、図１のエンドエフェクタの制御系統の構成を示すブロック図である。 図３は、ロボットアームによる段ボール箱の持ち上げ動作を示す斜視図である。 図４は、段ボール箱を保持した状態のエンドエフェクタを示す正面図である。 図５は、ロボットアームによる段ボール箱の下壁のカッティング動作を示す斜視図である。 図６は、段ボール箱の下壁のカッティング時のエンドエフェクタを示す正面図である。 図７は、下壁が開放された段ボール箱から内容物を落下させている状態のエンドエフェクタを示す正面図である。 図８は、ロボットアームによって、下壁が開放された段ボール箱から内容物を落下させる動作を示す斜視図である。 図９は、変形例１に係るエンドエフェクタにおける側壁ノズルの構成を示す断面図である。 図１０は、変形例２に係るエンドエフェクタにおける穿孔部材の構成を示す断面図である。
　以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。また、以下の図は本発明を説明するための図であるので、本発明と関係の無い要素が省略される場合、誇張等のために寸法が正確でない場合、複数の図面において互いに対応する要素が一致しない場合等がある。また、本発明は、以下の実施形態に限定されない。
　（実施形態１）
　［方向］
　空間の方向については、図１～図８の上下方向が空間の上下方向を示す。エンドエフェクタ１０の方向については、便宜上、図１の上下方向をエンドエフェクタの上下方向と呼び、図１の右方向及び左方向を、それぞれ、エンドエフェクタ１０の左方向及び右方向と呼ぶ。段ボール箱３３の方向については、図１の上下方向を段ボール箱３３の上下方向と呼び、図１の右方向及び左方向を、それぞれ、段ボール箱３３の左方向及び右方向と呼ぶ。
　［構成］
　｛ハードウェアの構成｝
　図１は、本発明の実施形態１に係るエンドエフェクタのハードウェアの構成を示す正面図である。なお、図１、４、６、及び７において、一対の爪１５Ａ，１５Ｂ、一対の側壁ノズル１６Ａ，１６Ｂ、及び上壁ノズル１９は、判り易くするために誇張されて大きく描かれている。実際には、これらは、内容物３６を傷つけないように、十分小さく作成される。図３は、ロボットによる段ボール箱の持ち上げ動作を示す斜視図である。
　図３を参照すると、本実施形態のエンドエフェクタ１０は、ロボット３０のロボットアーム３１の先端部に装着され、側壁の一端に設けられた１以上のフラップ３３ｂが相互に又は側壁に止められて上壁（一方の端壁）を構成している段ボール箱３３を開梱するためのエンドエフェクタである。
　図１及び図３を参照すると、エンドエフェクタ１０は、ロボットアーム３１の先端部に装着される本体部１１と、本体部１１に設けられ、段ボール箱３３の下壁以外の部分を保持することによって当該段ボール箱を保持する箱保持部１３Ａ，１３Ｂ，１８と、本体部１１に設けられ、段ボール箱３３の下壁以外の壁に貫通孔を開ける穿孔部１６Ａ，１７Ａ，１９と、を備える。
　以下、これらの構成を、順次、具体的に説明する。
　＜段ボール箱３３＞
　図３を参照すると、エンドエフェクタ１０の開梱対象となる段ボール箱３３は、周知の構造を有する。段ボール箱３３は、一般には、直方体状の形状を有する。本実施形態では、段ボール箱３３の６の壁を、機能に依拠して、内容物を出し入れする蓋壁と、この壁に対向する壁であって、切れ目を入れて開放する底壁と、これら２つの壁を連結し、内容物を囲う側壁と、に区分する。
　ところで、本発明は、フラップに切れ目を入れて開放する壁を特定する必要があるが、内容物に依存して、蓋壁及び底壁のうちのいずれの壁もこの特定されるべき壁で有り得る。以下では、底壁がこの特定されるべき壁である形態を例示するが、蓋壁がこの特定されるべき壁である形態であってもよい。
　特許請求の範囲では、蓋壁と底壁とを包括する概念が必要であるので、段ボール箱を四角柱状であると観念し、蓋壁と底壁とを包括する概念として、「端壁」という概念を用いた。
　以下では、蓋壁及び底壁の双方がフラップ３３ｂで構成される一般的な段ボール箱３３を用いる形態を例示するが、蓋壁のみがフラップ３３ｂで構成され段ボール箱３３を用い、蓋壁が開放される形態であってもよい。
　具体的には、ここでは、段ボール箱３３は、本体部３３ａの４つの側壁の上端及び下端に、それぞれ、４つのフラップ３３を有する。４つの側壁の下端の４つのフラップ３３ｂが、周知のように、折り畳まれてＨ字状に粘着テープ３４で相互及び側壁に止着され、底壁を構成する。そして、例えば、底壁を下方に向け、４つの側壁の上端の４つのフラップ３３ｂを開いた状態で、内容物が段ボール箱３３内に押し込まれる。その後、これら４つの側壁の上端の４つのフラップ３３ｂが、上述のように、折り畳まれてＨ字状に粘着テープ３４で相互及び側壁に止着され、蓋壁を構成する。
　上述の説明から明らかなように、段ボール箱３３は、蓋壁を上にして置かれる場合と底壁を上にして置かれる場合との２つの場合があるので、以下では、置かれた状態で上側に位置する「端壁」を「上壁」と呼び、置かれた状態で下側に位置する「端壁」を「下壁」と呼ぶ。
　なお、フラップ３３ｂの数は特に限定されず、１以上であればよい。また、フラップ３３ｂを止める態様は特に限定されない。粘着テープ３４の他、接着材によって相互に又は側壁に止着する態様、フラップを相互に又は側壁に係合させる態様等が例示される。
　＜内容物３６＞
　内容物３６（図４参照）は、特に限定されない。但し、本発明が特有の作用効果を奏する内容物３６は、段ボール箱３３の開放された面を下方に向けた場合に、自重落下させるだけでは箱から出て来ないような内容物３６である。このような内容物３６として、例えば、比重が小さく、且つ、段ボール箱３３内に押し込まれた場合に自身の弾性と段ボール箱３３の弾性によって段ボール箱３３の側壁との間に摩擦力を生じるようなものが挙げられる。具体的には、ナッツが詰まったビニール袋が例示される。
　＜ロボット３０＞
　ロボット３０は、エンドエフェクタ１０を先端部に装着し、エンドエフェクタ１０によって保持された段ボール箱３３を上下方向に反転させることができるものであればよい。上壁又は下壁のカッティングは、カッターを移動させることによってもできるからである。
　ロボット３０として、多関節ロボットが例示されるが、その他のタイプのロボットであってもよい。
　ロボット３０は、ロボットアーム３１と、ロボットアーム３１の動作を制御する制御器とを備える。ここでは、この制御器として、エンドエフェクタ１０の動作を制御する制御器８０が用いられる。
　＜エンドエフェクタ１０＞
　図１及び図３を参照すると、エンドエフェクタ１０は、ここでは、本体部１１と、取付部１２と、一対の揺動部材１３Ａ，１３Ｂと、吸着部１８と、上壁ノズル１９と、３次元位置計測器２０と、を備える。
　本体部１１は、左右方向から見て、逆Ｕ字状の断面を有し左右方向に延在する枠体に形成されている（特に図３参照）。
　この本体部１１の中央部に、先端にフランジを有する円筒状の取付部１２が上方に立設されている。取付部１２の中心軸がエンドエフェクタ１０の規準軸線ＡＲを構成している。エンドエフェクタ１０は、基準軸線ＡＲがロボットアーム３１の先端部（手首部）の捻り回転の軸線と一致するように当該先端部に装着される。また、エンドエフェクタ１０は、後述するように、ロボットアーム３１によって、本体部１１が段ボール箱３３の上方に、基準軸線ＡＲが段ボール箱３３の中心軸に略一致するようにして、位置させられる。
　図１では、エンドエフェクタ１０が、基準軸線ＡＲが上下方向（鉛直方向）に延在する姿勢で示されている。
　一対の揺動部材１３Ａ，１３Ｂは、それぞれの基端部が、規準軸線ＡＲに垂直な所定の方向（ここでは左右方向）において所定距離Ｌだけ離隔して本体部１１に取り付けられている。一対の揺動部材１３Ａ，１３Ｂのそれぞれの基端部は、基準軸線ＡＲの延在方向及び上記所定方向に垂直な（直交する）一対の回動軸線Ａ１，Ａ２の周りに回動可能に本体部１１に取り付けられている。この一対の揺動部材１３Ａ，１３Ｂの基端部がそれぞれ取り付けられた本体部１１の部位は、上記所定方向において、本体部１１の規準軸線ＡＲから互いに等しい距離離れている。
　一対の揺動部材１３Ａ，１３Ｂは、例えば、それぞれの回動軸線Ａ１，Ａ２の延在方向から見て、一対の揺動部材１３Ａ，１３Ｂが互いに接近する方向又は側（以下、内方又は内側という）に屈曲された断面形状を有する板状に形成されている。
　一対の揺動部材１３Ａ，１３Ｂの先端には、それぞれ、内方に突出する爪１５Ａ，１５Ｂが設けられている。また、一対の揺動部材１３Ａ，１３Ｂの先端部には、それぞれ、内方に突出する側壁ノズル１６Ａ，１６Ｂが設けられている。さらに、一対の揺動部材１３Ａ，１３Ｂの内側の面の屈曲部より先端側の部分には、それぞれ、摩擦部材１７Ａ，１７Ｂが取り付けられている。一対の側壁ノズル１６Ａ，１６Ｂは、それぞれ、一対の摩擦部材１７Ａ，１７Ｂを貫通している。一対の側壁ノズル１６Ａ，１６Ｂは、後述するように、空圧回路７０（図２参照）に接続されている。一対の摩擦部材１７Ａ，１７Ｂは、摩擦係数の大きい部材であればよく、一対の摩擦部材１７Ａ，１７Ｂとして、ゴム、スポンジ、サンドペーパー等から成る部材が例示される。
　一対の揺動部材１３Ａ，１３Ｂの長さ及び屈曲の程度は、本体部１１が段ボール箱３３の上方に位置した状態（より詳しくは、吸着部１８が段ボール箱３３の上面の中央部を吸着した状態）において、例えば、一対の爪１５Ａ、１５Ｂがそれぞれ段ボール箱３３の左右の側壁の上部に食い込み、一対の側壁ノズル１６Ａ，１６Ｂがそれぞれ段ボール箱３３の左右の側壁の上部を貫通し、且つ、一対の摩擦部材１７Ａ，１７Ｂがそれぞれ段ボール箱３３の左右の側壁の上部に当接するように設定（設計）される。
　但し、内容物の状態によっては（例えば、内容物が少ない場合等には）、一対の揺動部材１３Ａ，１３Ｂの長さ及び屈曲の程度は、本体部１１が段ボール箱３３の上方に位置した状態（より詳しくは、吸着部１８が段ボール箱３３の上面の中央部を吸着した状態）において、一対の爪１５Ａ、１５Ｂがそれぞれ段ボール箱３３の左右の側壁のいずれかの部分に食い込み、一対の側壁ノズル１６Ａ，１６Ｂがそれぞれ段ボール箱３３の左右の側壁のいずれかの部分を貫通し、且つ、一対の摩擦部材１７Ａ，１７Ｂがそれぞれ段ボール箱３３の左右の側壁のいずれかの部分に当接するように設定（設計）されてもよい。
　本体部１１の下面には、吸着部１８が設けられている。吸着部１８は、例えば、真空吸着パッドで構成される。吸着部１８は、例えば、中心軸が基準軸線ＡＲに一致するように設けられる。吸着部１８は、後述するように、加圧空気源５０（図２参照）に接続されている。
　また、本体部１１の下面には、上壁ノズル１９が設けられている。上壁ノズル１９は、基準軸線ＡＲの延在方向に延在し、且つ、後述する空圧シリンダ６０（図２参照）によって、基準軸線ＡＲの延在方向に進退駆動される。上壁ノズル１９は、動作位置（進出位置）で段ボール箱の上壁（ここでは蓋壁）を貫通し、待機位置（後退位置）で上壁から離隔するように進退駆動される。
　さらに、本体部１１の側部には、段ボール箱３３の３次元位置を計測する３次元位置計測器２０が設けられている。３次元位置計測器２０は、例えば、３次元ビジョンカメラで構成される。
　｛制御系統の構成｝
　図２は、本実施形態のエンドエフェクタ１０の制御系統の構成を示すブロック図である。図１及び図２を参照すると、エンドエフェクタ１０は、空圧回路７０を備えている。この空圧回路７０は加圧空気源５０に接続される。加圧空気源５０は、ここでは、エンドエフェクタ１０の外部に設けられる。もちろん、加圧空気源５０をエンドエフェクタ１０に設けてもよい。加圧空気源５０は、例えば、空気ポンプで構成される。
　加圧空気源５０に第１乃至第５制御弁５１～５５が並列に接続されている。第１制御弁５１には第１空圧シリンダ５６が接続されている。第１空圧シリンダ５６のピストンロッド５６ａには、所定の動力伝達機構を介して一対の揺動部材１３Ａ，１３Ｂの基端部がそれぞれ接続されている。第１制御弁５１が加圧空気の供給先を第１空圧シリンダ５６の一対の空気供給ポート５６ｂ，５６ｃの間で切り替えると、それに応じて第１空圧シリンダ５６のピストンロッド５６ａが進退し、それに応じて一対の揺動部材１３Ａ，１３Ｂが開閉するように揺動する。
　第２制御弁５２には、負圧発生器５７が接続されている。負圧発生器５７は、加圧空気を用いて負圧を発生する機器であり、一般には真空発生器（エジェクタ）と呼ばれている。負圧発生器５７として、コンバム（登録商標）が例示される。負圧発生器５７には吸着部１８が接続されている。第２制御弁５２が、負圧発生器５７へ加圧空気を供給し及び加圧空気の供給を停止すると、それに応じて負圧発生器５７が吸着部１８に負圧を供給し及び負圧の供給を停止し、それに応じて吸着部１８が外部の空気を吸引し及び外部の空気の吸引を停止する。
　第３制御弁５３には、一対の側壁ノズル１６Ａ，１６Ｂが接続されている。第３制御弁５３が一対の側壁ノズル１６Ａ，１６Ｂに加圧空気を供給し及び加圧空気の供給を停止すると、それに応じて一対の側壁ノズル１６Ａ，１６Ｂが加圧空気を吐出し及び加圧空気の吐出を停止する。
　第４制御弁５４には負圧発生器５８が接続され、負圧発生器５８には第６制御弁５９の入力側が接続されている。負圧発生器５８として、コンバム（登録商標）が例示される。また、第６制御弁５９の入力側は第３制御弁５３に接続されている。そして、第６制御弁５９の出力側に上壁ノズル１９が接続されている。第６制御弁５９は、上壁ノズル１９の接続先を、負圧発生器５８と第３制御弁５３との間で切り替える。
　第６制御弁５９が上壁ノズル１９を第３制御弁５３に接続した状態において、第３制御弁５３が上壁ノズル１９に加圧空気を供給し及び加圧空気の供給を停止すると、それに応じて上壁ノズル１９が加圧空気を吐出し及び加圧空気の吐出を停止する。
　第６制御弁５９が上壁ノズル１９を負圧発生器５８に接続した状態において、第４制御弁５４が、負圧発生器５８へ加圧空気を供給し及び加圧空気の供給を停止すると、それに応じて負圧発生器５８が上壁ノズル１９に負圧を供給し及び負圧の供給を停止し、それに応じて上壁ノズル１９が外部の空気を吸引し及び外部の空気の吸引を停止する。
　第５制御弁５５には、第２空圧シリンダ６０が接続されている。第２空圧シリンダ６０のピストンロッド６０ａには、所定の動力伝達機構を介して上壁ノズル１９が接続されている。第５制御弁５５が加圧空気の供給先を第２空圧シリンダ６０の一対の空気供給ポート６０ｂ，６０ｃの間で切り替えると、それに応じて第２空圧シリンダ６０のピストンロッド６０ａが進退し、それに応じて上壁ノズル１９が、上述のように進退する。
　第１乃至第６制御弁５１～５５，５９、第１及び第２空圧シリンダ５６，６０、及び負圧発生器５７，５８は、エンドエフェクタ１０の本体部１１に設置されている。
　制御器８０は、集中制御を行う単独の制御器又は分散制御をする複数の制御器で構成される。制御器８０は、ここでは、集中制御を行う単独の制御器で構成される。制御器８０は、例えば、プロセッサとメモリとを備える。制御器８０は、メモリに格納された所定の動作プログラムをプロセッサが読み出して実行することにより、エンドエフェクタ１０及びロボットアーム３１の動作を制御する。制御器８０は、具体的には、例えば、マイクロコントローラ、ＭＰＵ、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）、論理回路等で構成される。
　具体的には、制御器８０は、第１乃至第６制御弁５１～５５，５９の動作を制御することによって、一対の揺動部材１３Ａ，１３Ｂ、吸着部１８、一対の側壁ノズル１６Ａ，１６Ｂ、及び上壁ノズル１９の動作を制御する。また、制御器８０は、ここでは、ロボットコントローラを兼ねていて、ロボットアーム３１の動作を制御する。従って、ロボットアーム３１及び制御器８０がロボット３０を構成している。
　制御器８０は、さらに、３次元位置計測器２０の動作を制御し、且つ３次元位置計測器２０が計測した３次元位置に基づいて、段ボール箱３３の３次元位置を特定する。従って、３次元位置計測器２０及び制御器８０が箱位置特定部を構成している。
　制御器８０は、例えば、ロボットアーム３１の基台（不図示）に設置される。但し、制御器８０の設置箇所は特に限定されない。
　［動作］
　次に、以上のように構成されたエンドエフェクタ１０及びエンドエフェクタ１０を先端部に装着したロボットアーム３１の動作を説明する。これらの動作は、エンドエフェクタ１０及びロボットアーム３１を制御器８０が制御することによって、遂行される。
　図３は、ロボットアーム３１による段ボール箱３３の持ち上げ動作を示す斜視図である。図４は、段ボール箱３３を保持した状態のエンドエフェクタ１０を示す正面図である。図５は、ロボットアーム３１による段ボール箱３３の下壁のカッティング動作を示す斜視図である。図６は、段ボール箱３３の下壁のカッティング時のエンドエフェクタ１０を示す正面図である。図７は、下壁が開放された段ボール箱３３から内容物３６物を落下させている状態のエンドエフェクタ１０を示す正面図である。図８は、ロボットアーム３１によって、下壁が開放された段ボール箱３３から内容物を落下させる動作を示す斜視図である。
　図３を参照すると、ロボットアーム３１の先端部にエンドエフェクタ１０が装着されている。一方、パレット（不図示）の上に複数の段ボール箱３３が段積されている。参照符号３９は、この段積された段ボール箱の山を示す。段ボール箱３３には、例えば、ナッツが詰まったビニール袋が多数押し込まれていて、上下のフラップ３３ｂがテープ３４で止められて、蓋壁及び底壁を構成している。段ボール箱３３は蓋壁が上を向くように段積されている。
　図１～図４を参照すると、３次元位置計測器２０及び制御器８０によって、段積された段ボール箱３３の山３９の最上段の１つの段ボール箱３３の位置が特定され、ロボットアーム３１は、エンドエフェクタ１０の本体部１２をこの段ボール箱３３の上面の中央部に位置させる。
　次いで、エンドエフェクタ１０の吸着部１８が段ボール箱３３の上面を吸着する。このとき、上壁ノズル１９が段ボール箱３３の上壁（蓋壁）を貫通して動作位置に進出する。
　次いで、ロボットアーム３１が段ボール箱３３を、所定の高さまで持ち上げる。この状態で、エンドエフェクタ１０の一対の揺動部材１３Ａ，１３Ｂが閉じるように揺動する。これにより、一対の爪１５Ａ，１５Ｂがそれぞれ段ボール箱３３の一対の側壁の上部に食い込み、且つ、一対の摩擦部材１７Ａ，１７Ｂがそれぞれ段ボール箱３３の一対の側壁の上部に押し付けられる。これにより、段ボール箱３３が一対の揺動部材１３Ａ，１３Ｂによってしっかりと把持される。また、この際、一対の側壁ノズル１６Ａ，１６Ｂがそれぞれ段ボール箱３３の一対の側壁の上部を貫通して動作位置に進出する。この状態では、段ボール箱３３の内容物３６は、段ボール箱３３の下方に移動している。
　次いで、図５及び図６を参照すると、ロボットアーム３１は、段ボール箱３３を下壁（底壁）が上を向くように反転させる。このとき、上壁ノズルは、段ボール箱３３の内部の空気を吸引する。これにより、段ボール箱３３の上側に位置している下壁の方に移動していた内容物３６が、この吸引と自重とによって段ボール箱３３の下側に位置している上壁の方に移動し、段ボール箱３３の下壁と内容物３６との間に、後述するカッティングに十分な隙間が形成される。
　一方、この作業環境には、カッター４１が配置されている。カッター４１は、段ボール箱３３のフラップ３３ｂに切れ目を入れることができればよく、その構造は特に限定されない。ここでは、カッター４１は、カッター４１が適宜な支持部材４２に固定されている。
　ロボットアーム３１は、段ボール箱３３を移動させながら、段ボール箱３３の下壁（底壁）のフラップの接合部のテープ３４（並びにフラップ３３ｂ及び下壁）に切れ目を入れる。なお、図５では、下壁の短手方向の中央部に長手方向に延在するように貼着されたテープ３４のみを示し、他のテープの図示を省略している。もちろん、下壁に貼着された他のテープ（並びにフラップ３３ｂ及び下壁）にも切れ目が入れられる。これにより、段ボール箱３３の下壁が開放される。この際、段ボール箱３３では、内容物３６と下壁との間に十分な隙間が形成されているので、内容物３６を傷つけることなく、下壁に切れ目を入れることができる。
　次いで、図７及び図８を参照すると、ロボットアーム３１は、段ボール箱３３を、例えば、搬送コンベア４３の上方まで搬送し、下壁が下を向くように反転させる。
　この時、エンドエフェクタ１０では、上壁ノズル１９が空気の吸引を停止して、加圧空気を吐出する。また、一対の側壁ノズル１６Ａ，１６Ｂが加圧空気を吐出する。
　これにより、上壁ノズル１９から吐出される加圧空気によって内容物３６が下方に押圧される。また、一対の側壁ノズル１６Ａ、１６Ｂから吐出された加圧空気によって、内容物３６と一対の側壁との間の摩擦力が低減される。また、内容物３６が一対の側壁ノズル１６Ａ，１６Ｂより下方にずり落ちると、一対の側壁ノズル１６Ａ，１６Ｂから吐出された空気が内容物３６を下方に押圧する。これらの作用によって、内容物３６の自重落下が大きく促進される。
　その結果、内容物３６が、スムーズに搬送コンベア４３上に落下する。
　以上に説明したように、本実施形態によれば、段ボール箱３３から内容物３６を容易に取り出すことができる。
　［変形例１］
　図９は、変形例１に係るエンドエフェクタ１０における左側壁ノズル２６Ａの構成を示す断面図である。図１及び図９を参照すると、本変形例１は、エンドエフェクタ１０が、図１の一対の側壁ノズル１６Ａ，１６Ｂに代えて図９の左側壁ノズル２６Ａ及び左側壁ノズル２６Ａと同様に構成された右側壁ノズル（不図示）を備え、且つ、図１の上壁ノズル１９に代えて、左側壁ノズル２６Ａと同様に構成された上壁ノズル（不図示）を備える点において、図１のエンドエフェクタ１０と相違し、これ以外の構成は図１のエンドエフェクタ１０と同様である。以下、この相違点を説明する。
　図９を参照すると、本変形例では、左側の揺動部材１３Ａに左側壁ノズル２６Ａが設けられている。左側壁ノズル２６Ａは、先端部が尖った円筒状に形成されている。左側壁ノズル２６Ａの先端部には、複数の貫通孔２７Ａが設けられている。また、左側壁ノズル２６Ａの基端は開放されている。右側の揺動部材１３Ｂには、左側壁ノズル２６Ａと同様に構成された右側壁ノズルが設けられている。
　また、図１を参照すると、本体部１１に、上壁ノズル１９に代えて、左側壁ノズル２６Ａと同様に構成された上壁ノズル（不図示）が設けられている。この上壁ノズルは、図１の上壁ノズル１９と同様に、第２空圧シリンダ６０によって進退駆動される。
　このように構成された本変形例では、一対の揺動部材１３Ａ，１３Ｂが閉じるように揺動すると、左側壁ノズル２６Ａ及び右側壁ノズルが段ボール箱３３の本体部３３ａの一対の側壁を貫通して穴３８を開ける。また、上壁ノズルが動作位置に進出するよう駆動されると、上壁ノズルが段ボール箱３３の本体部３３ａの上壁を貫通して穴を開ける。これにより、段ボール箱３３の内部が、左側壁ノズル２６Ａ、右側壁ノズル、及び上壁ノズルを介して外部に連通する。
　従って、図７に示すようにロボットアーム３１によって、開放された下壁が下方を向くように段ボール箱３３が反転された場合、段ボール箱３３の内容物３６が自重で落下して、途中までずり落ちた内容物３６と上壁との間に隙間が生じても、左側壁ノズル２６Ａ、右側壁ノズル、及び上壁ノズルを介して外部の空気が当該隙間に供給されるので、当該隙間が負圧になることが抑制され、内容物３６の自重落下が促進される。よって、段ボール箱３３から内容物３６を容易に取り出すことができる。
　［変形例２］
　図１０は、変形例２に係るエンドエフェクタ１０における穿孔部材２２の構成を示す断面図である。図１及び図１０を参照すると、本変形例２は、エンドエフェクタ１０が、図１の一対の側壁ノズル１６Ａ，１６Ｂ及び上壁ノズル１９に代えて図９の穿孔部材２２を備える点において、図１のエンドエフェクタ１０と相違し、これ以外の構成は図１のエンドエフェクタ１０と同様である。以下、この相違点を説明する。
　図１０を参照すると、穿孔部材２２は、先端が尖った円柱状に形成されている。この穿孔部材２２は、空圧回路７０に接続された空圧シリンダ（不図示）によって、動作位置（進出位置）と待機位置（後退位置）との間で進退駆動される。穿孔部材２２が動作位置に進出するよう駆動されると、段ボール箱３３の本体部３３aの一対の側壁又は上壁を貫通して穴３８を開ける。その後、穿孔部材２２が待機位置に後退するよう駆動されると、穴３８によって、段ボール箱３３の内部が外部に連通される。
　この穿孔部材２２が、図１のエンドエフェクタ１０において、一対の側壁ノズル１６Ａ，１６Ｂ及び上壁ノズル１９に代えて設けられる。
　このように構成された本変形例では、一対の揺動部材１３Ａ，１３Ｂが閉じるように揺動すると、これらに設けられた一対の穿孔部材が進退駆動されて段ボール箱３３の本体部３３ａの一対の側壁に穴３８を開ける。また、本体部１２の下面に設けられた穿孔部材２２が進退駆動されて段ボール箱３３の本体部３３ａの上壁に穴３８を開ける。これにより、段ボール箱３３の内部が外部に連通される。
　従って、図７に示すようにロボットアーム３１によって、開放された下壁が下方を向くように段ボール箱３３が反転された場合、段ボール箱３３の内容物３６が自重で落下して、途中までずり落ちた内容物３６と上壁との間に隙間が生じても、穴３８を介して外部の空気が当該隙間に供給されるので、当該隙間が負圧になることが抑制され、内容物３６の自重落下が促進される。よって、段ボール箱３３から内容物３６を容易に取り出すことができる。
　（その他の実施形態）
　上記実施形態では、箱保持部が上壁保持部（１８）及び一対の側壁保持部（１３Ａ，１３Ｂ）を備えるが、いずれか一方でもよい。
　また、上記実施形態では、段ボール箱３３が段積される場合を例示したが、段ボール箱３３の載置形態はこれには限定されない。例えば、段ボール箱が１列に複数段積まれていてもよい。このような場合、上壁保持部（１８）を省略してもよい。
　また、エンドエフェクタ１０が段ボール箱３３を保持する方向は、特に限定されない。例えば、段ボール箱３３が蓋壁を横向き又は下向きにして載置されている場合、エンドエフェクタ１０は、段ボール箱３３を側方又は下方から保持すればよい。要するに、エンドエフェクタ１０は、段ボール箱３３の開放されるベき端壁と反対側の端壁に本体部１１を隣接させて段ボール箱３３を保持すればよい。
　また、箱保持部は、段ボール箱３３の開放されるべき端壁以外の部分を支持して段ボール箱３３を保持すればよく、例えば、段ボール箱３３の稜部又は角部を保持してもよい。
　上記実施形態では、上壁保持部として吸着部１８を例示したが、上壁保持部は、段ボール箱３３の上壁を支持して保持できればよい。例えば、上壁保持部が、上壁に食い込んで段ボール箱３３を支持できるような爪を備えていてもよい。
　上記実施形態では、側壁保持部が一対の揺動部材１３Ａ，１３Ｂで構成される形態を例示したが、側壁保持部は、側壁を支持して段ボール箱３３を保持できればよい。例えば、側壁保持部が左右方向に進退して一対の側壁を挟持するように構成されてもよい。
　上記実施形態では、一対の側壁ノズル１６Ａ，１６Ｂと上壁ノズル１９の双方を備える形態を例示したが、いずれか一方のみを備えてもよい。これは、変形例１の一対の側壁ノズル及び上壁ノズル、並びに、変形例２の穿孔部材２２についても同様である。
　また、上記実施形態では、エンドエフェクタの可動要素（１３Ａ，１３Ｂ，１９）が加圧空気源５０で駆動されたが、当該可動要素の動力源はこれには限定されない。例えば、当該可動要素（１３Ａ，１３Ｂ，１９）がモータによって駆動されてもよい。
　また、上記実施形態において、３次元位置計測器２０を省略してもよい。
　上記説明から、当業者にとっては、多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきである。
　本発明のエンドエフェクタ及びロボットは、ロボットを用いて段ボール箱を開梱する際に内容物の自重落下を促進することによって段ボール箱から内容物を容易に取り出すことが可能なエンドエフェクタ及びそれが装着されたロボットとして有用である。
１０　エンドエフェクタ
１１　本体部
１２　取付部
１３Ａ，１３Ｂ　揺動部材
１５Ａ，１５Ｂ　爪
１６Ａ，１６Ｂ　側壁ノズル
１７Ａ，１７Ｂ　摩擦部材
１８　吸着部
１９　上壁ノズル
２０　３次元位置計測器
２２　穿孔部材
２６Ａ　左側壁ノズル
３０　ロボット
３１　ロボットアーム
３３　段ボール箱
３３ａ　本体部
３３ｂ　フラップ
３４　テープ
３６　内容物
４１　カッター
４２　支持部材
５０　加圧空気源
５１～５５　第１乃至第５制御弁
５６　第１空圧シリンダ
５７，５８　負圧発生器
５９　第６制御弁
６０　第２空圧シリンダ
７０　空圧回路
８０　制御器
Ａ１，Ａ２　回動軸線
ＡＲ　基準軸線
Ｌ　所定距離

Claims (9)

  1. 　ロボットアームの先端部に装着され、側壁の一端に設けられた１以上のフラップが相互に又は前記側壁に止められて一方の端壁を構成している段ボール箱を開梱するためのエンドエフェクタであって、
    　前記ロボットアームの先端部に装着される本体部と、
    　前記本体部に設けられ、前記段ボール箱の前記一方の端壁以外の部分を保持することによって当該段ボール箱を保持する箱保持部と、
    　前記本体部に設けられ、前記段ボール箱の前記一方の端壁以外の壁に貫通孔を開ける穿孔部と、を備える、エンドエフェクタ。
  2. 　前記箱保持部は、
    　前記段ボール箱の他方の端壁を保持する端壁保持部と、前記段ボール箱の互いに対向する一対の側壁を保持する一対の側壁保持部と、を備え、
    　前記穿孔部は、前記段ボール箱の他方の端壁及び又は側壁に貫通孔を開けるよう構成されている、請求項１に記載のエンドエフェクタ。
  3. 　前記端壁保持部が、前記段ボール箱の他方の端壁を吸着する吸着部である、請求項２に記載のエンドエフェクタ。
  4. 　前記一対の側壁保持部が、爪及び又は摩擦部材をそれぞれ有する一対の揺動部材を備え、
    　前記一対の揺動部材は、前記本体部が前記段ボール箱の他方の端壁の上方に位置した場合において、それぞれ、前記本体部の前記一対の側壁の上方に位置する部位を中心に揺動して前記一対の側壁に前記爪を食い込ませ及び又は前記摩擦部材を押し付け、それによって当該段ボール箱を把持するように構成されている、請求項２又は３に記載のエンドエフェクタ。
  5. 　前記穿孔部が、少なくとも加圧空気を吐出するノズルと、前記ノズルが前記段ボール箱の他方の端壁又は側壁を貫通する動作位置と前記ノズルが前記段ボール箱の他方の端壁又は側壁から離隔する待機位置との間で前記ノズルを移動させるノズル移動機構と、を備える、請求項２に記載のエンドエフェクタ。
  6. 　前記ノズルが、空気を吸引し且つ加圧空気を吐出する端壁ノズルであり、
    　前記ノズル移動機構が、前記端壁ノズルが前記段ボール箱の他方の端壁を貫通する動作位置と前記ノズルが前記段ボール箱の他方の端壁から離隔する待機位置との間で前記ノズルを移動させる端壁ノズル移動機構である、請求項５に記載のエンドエフェクタ。
  7. 　前記一対の側壁保持部が、爪及び又は摩擦部材をそれぞれ有する一対の揺動部材を備え、
    　前記一対の揺動部材は、前記本体部が前記段ボール箱の上方に位置した場合において、それぞれ、前記本体部の前記一対の側壁の上方に位置する部位を中心に揺動して前記一対の側壁に前記爪を食い込ませ及び又は前記摩擦部材を押し付け、それによって当該段ボール箱を把持するように構成されており、
    　前記一対の揺動部材が、前記ノズル移動機構を構成しており、
    　前記ノズルが、加圧空気を吐出する一対の側壁ノズルであり、
    　前記一対の側壁ノズルは、前記一対の揺動部材が前記段ボール箱を把持するよう揺動した場合に当該段ボール箱の前記一対の側壁を貫通し、前記一対の揺動部材が前記段ボール箱を開放するよう揺動した場合に当該段ボール箱の前記一対の側壁から離隔するように前記一対の揺動部材に設けられている、請求項６に記載のエンドエフェクタ。
  8. 　前記段ボール箱の位置を計測する３次元位置計測器と、前記３次元位置計測器が計測した３次元位置に基づいて、前記段ボール箱の３次元位置を特定する箱位置特定部と、を備える、請求項１乃至７のいずれかに記載のエンドエフェクタ。
  9. 　請求項１乃至８のいずれかに記載のエンドエフェクタがロボットアームの先端部に装着されたロボット。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022221089A3 (en) * 2021-04-16 2022-12-29 Dexterity, Inc. Robotic tray gripper
IT202200000287A1 (it) * 2022-01-11 2023-07-11 Bm Group Holding S P A Apparecchiatura di prelievo e/o taglio di campioni in un processo di laminazione.
US11745956B2 (en) 2021-03-29 2023-09-05 Dexterity, Inc. Tray handling autonomous robot

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230052763A1 (en) * 2021-08-13 2023-02-16 Mujin, Inc. Robotic systems with gripping mechanisms, and related systems and methods
CN117141818B (zh) * 2023-10-31 2024-02-27 江苏烽禾升智能科技有限公司 电池模组倒置入箱机及其使用方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02191133A (ja) * 1989-01-19 1990-07-27 Konica Corp 箱体の開封方法およびその装置
JPH0369432A (ja) * 1989-08-08 1991-03-25 Shibuya Kogyo Co Ltd ロボットを備えた箱処理装置
JP2003160115A (ja) * 2001-11-21 2003-06-03 Japan Crown Cork Co Ltd カートン自動開封システム
US20030120387A1 (en) * 2001-12-20 2003-06-26 Abb Automation Inc. End effector for transferring articles
US9457474B1 (en) * 2014-07-03 2016-10-04 Amazon Technologies, Inc. Opening packages at high speeds using robots

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5529455A (en) * 1978-08-18 1980-03-01 Kao Corp Automatic unpacking and folding method of and apparatus for corrugated fiberboard boxes
FR2907100B1 (fr) * 2006-10-11 2010-10-01 Sidel Participations Installation d'emballage et de conditionnement.
WO2010009050A2 (en) * 2008-07-15 2010-01-21 Applied Materials, Inc. Substrate lift pin sensor
JP5529455B2 (ja) 2009-07-30 2014-06-25 大日商事株式会社 ケミカルフィルタ及びその梱包体並びにレチクルケース
WO2015187975A1 (en) * 2014-06-04 2015-12-10 Intelligrated Headquarters Llc Truck unloader visualization
US9457477B1 (en) * 2014-08-25 2016-10-04 Google Inc. Variable stiffness suction gripper
CN106716618B (zh) * 2014-09-30 2020-05-12 株式会社钟化 试样移动载置系统及太阳能电池的制造方法
CN106272497B (zh) * 2016-09-20 2018-11-20 北京京东尚科信息技术有限公司 部件内部卡持装置
JP6702909B2 (ja) * 2017-04-12 2020-06-03 ファナック株式会社 ロボットシステム
CN208278499U (zh) * 2017-07-05 2018-12-25 天津逸轩包装制品有限公司 一种具有内防水功能的瓦楞纸箱
US10800045B1 (en) * 2017-10-31 2020-10-13 Amazon Technologies, Inc. Finger assembly having a spring-biased talon

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02191133A (ja) * 1989-01-19 1990-07-27 Konica Corp 箱体の開封方法およびその装置
JPH0369432A (ja) * 1989-08-08 1991-03-25 Shibuya Kogyo Co Ltd ロボットを備えた箱処理装置
JP2003160115A (ja) * 2001-11-21 2003-06-03 Japan Crown Cork Co Ltd カートン自動開封システム
US20030120387A1 (en) * 2001-12-20 2003-06-26 Abb Automation Inc. End effector for transferring articles
US9457474B1 (en) * 2014-07-03 2016-10-04 Amazon Technologies, Inc. Opening packages at high speeds using robots

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11745956B2 (en) 2021-03-29 2023-09-05 Dexterity, Inc. Tray handling autonomous robot
WO2022221089A3 (en) * 2021-04-16 2022-12-29 Dexterity, Inc. Robotic tray gripper
US11731287B2 (en) 2021-04-16 2023-08-22 Dexterity, Inc. Robotic tray gripper
IT202200000287A1 (it) * 2022-01-11 2023-07-11 Bm Group Holding S P A Apparecchiatura di prelievo e/o taglio di campioni in un processo di laminazione.

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