JP6876588B2 - 箱詰め装置および箱詰め方法 - Google Patents

Description

本発明は、ロボットのハンドによって箱内に物品を収容する箱詰め装置および箱詰め方法に関する。

従来から、ロボットのハンドによって箱などに物品を収容する箱詰め装置として、起函済みの箱を一方のハンドで保持し、その一方のハンドで保持される箱内に他方のハンドで物品を保持して箱内に収容する装置（例えば、特許文献１）や、搬送手段によって搬送される起函済みの箱内にロボットのハンドで物品を保持して収容する装置（例えば、特許文献２）などが知られている。

特許第５３５１９４６号公報 特許第６１１１３１８号公報

しかしながら、上記の従来技術はいずれも、箱を組み立てる工程と物品を収容する工程が分離しているため、例えばそれぞれの作業速度を向上させたとしても、箱の受け渡し回数は減らすことが出来ず、箱詰めの作業全体としての効率（サイクルタイム）の向上には限界があった。

また、上記の従来技術はいずれも、ロボットのハンドで組み立てられた箱が載置される載置台、あるいは別途組み立てられた箱が搬送される搬送手段が必要である。この載置台や搬送手段は床面に設置されるため、床面の清掃時に清掃手段が接触したり、清掃が不十分になる領域が生じるなどして、清掃性（清掃の効率や清掃（後）の状態）が悪い問題があった。

さらに、載置台や箱の搬送手段を設置するための床面積は必須であり、箱詰め装置全体としての占有面積を縮小できない問題もあった。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、箱詰め装置における箱詰め作業の効率化（サイクルタイムの短縮化）を実現するとともに、清掃性の向上と、箱詰め装置の省スペース化を図ることが可能な箱詰め装置および箱詰め方法を提供することを目的としている。

本発明は、それぞれにハンドを供えた一対のロボットアームを有する箱詰め装置であって、前記一方のロボットアームは、保持手段と、押さえ手段を有し、一方のロボットアームは、前記保持手段によって折り畳まれた状態の箱を保持し、側面を起函して底面を形成し、前記押さえ手段により接着前の該底面を支持し、他方のロボットアームは、空中にて前記一方のロボットアームが前記押さえ手段により前記底面を支持しながら保持する前記箱の内部に、該底面の対向面側から物品を供給する、ことを特徴とする箱詰め装置である。

また、本発明は、それぞれにハンドを供えた一対のロボットアームによって物品を箱に収容する箱詰め方法であって、一方のロボットアームは折り畳まれた状態の箱を保持し、側面を起函して底面を形成し、接着前の該底面を押さえ、他方のロボットアームは空中にて前記一方のロボットアームが前記底面を押さえながら保持する前記箱の内部に、該底面の対向面側から前記物品を供給する、ことを特徴とする箱詰め方法である。

本発明によれば、箱詰め装置における箱詰め作業の効率化（サイクルタイムの短縮化）を実現するとともに、清掃性の向上と、箱詰め装置の省スペース化を図ることが可能な箱詰め装置および箱詰め方法を提供することができる。

本発明の実施形態における箱詰め装置の上面図である。 本発明の実施形態における箱詰め装置の正面図である。 本発明の実施形態における箱を説明する図であり、（Ａ）折り畳まれた状態の平面図、（Ｂ）組み立て途中の概観斜視図、（Ｃ）封函後の外観斜視図である。 本発明の実施形態におけるハンドの一例を示す図であり、（Ａ）上面図、（Ｂ）側面図、（Ｃ）側面図、（Ｄ）〜（Ｅ）正面図である。 本発明の実施形態における箱詰め装置の動作を示す正面図である。 本発明の実施形態における箱詰め装置の動作を示す斜視図である。 本発明の実施形態における箱詰め装置の動作を示す斜視図である。 本発明の実施形態における箱詰め装置の動作を示す正面図である。 本発明の実施形態における箱詰め装置の動作を示す正面図である。 本発明の実施形態における箱詰め装置の動作を示す正面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る箱詰め装置１について詳細に説明する。なお、本図及び以降の各図において、一部の構成を適宜省略して、図面を簡略化する。そして、本図及び以降の各図において、部材の大きさ、形状、厚み等を適宜誇張して表現する。

＜全体構成＞
図１〜図４を用いて、本実施形態の箱詰め装置１の構成について説明する。図１は、箱詰め装置１の全体を示す正面概略図であり、図２は、箱詰め装置１の全体を示す正面概略図である。図３は、本実施形態の箱詰め装置１で用いる箱ＹＡ１を説明する図であり、同図（Ａ）が折り畳まれた状態（組み立て前の状態）の箱ＹＡ１を示す平面図、同図（Ｂ）は一部が起函された状態を示す外観斜視図、同図（Ｃ）は封函後の状態を示す外観斜視図である。また図４は、箱詰め装置１の一部を抜き出して示す図である。

なお、説明の便宜上、箱詰め装置１における各種方向の定義として、箱ＹＡ１が上流から下流に向かう方向（図２の左右方向）となる第一方向を搬送方向Ｔとし、搬送方向Ｔに直交する方向となる第二方向を搬送幅方向Ｗとし、箱ＹＡ１の高さ方向（搬送方向Ｔ及び搬送幅方向Ｗに対して直交する方向、同図の上下方向）となる第三方向を搬送高さ方向Ｈとする。

図１および図２（Ａ）に示すように、本実施形態の箱詰め装置１は、ロボット３およびガイド手段１０を含んで構成される。

ロボット３は例えば双腕の多関節ロボットであり、一対のロボットアーム５（５Ａ，５Ｂ）を少なくとも有する。ロボット３（ロボットアーム５）は、例えば、床面に対して略垂直な面あるいは対向する面に設けられる。具体的にはロボット３（ロボットアーム５）は、壁面、床面に対して略垂直に立設する側板、あるいは天面に設けられる。

一対のロボットアーム５は、それぞれ任意に３次元空間を移動可能であり、その先端に設けられたエンドエフェクタを用途に応じて付け替えることで、様々な作業に利用することができる。この例では、ロボットアーム５は、エンドエフェクタとしてそれぞれに物品ＸＡ１を保持可能なハンド７、８を有している。

本実施形態の箱詰め装置１は、一方のロボットアーム５（例えば、ロボットアーム５Ａ）のハンド７によって折り畳まれた状態で集積された箱ＹＡ１をホッパー２１（図１）から取り出し、組み立てて保持し、他方のロボットアーム５（例えば、ロボットアーム５Ｂ）のハンド８によって、搬送手段（例えば、ベルトコンベア）２０などによって搬送される物品ＸＡ１を保持して、一方のロボットアーム５Ａ（のハンド７）が保持する箱ＹＡ１内に当該物品ＸＡ１を収容する。

以下、単に、「ロボットアーム５（５Ａ，５Ｂ）による保持」とは、詳細には「ロボットアーム５（５Ａ，５Ｂ）のハンド７、８による保持」の意味である。

ガイド手段１０は、ロボットアーム５Ａ（のハンド７））によって折り畳まれた状態の箱ＹＡ１を組み立てる際に、組立をガイドする例えば棒状の部材（ガイド部材１０）である。

図３を参照して、本実施形態の箱詰め装置１が組み立てる箱ＹＡ１について説明する。

箱ＹＡ１は、例えば紙類（段ボール紙など）により構成され、略直方体形状または略立方体形状に組み立てられるものである。ここでは、側面８１、８２と、底面８３と、底面８３の対向面となる上面８４とを有し、略直方体形状に組み立てられる箱ＹＡ１を例に説明する。

箱ＹＡ１は、長手方向の側面８１を構成する一対の側面部８１Ａ、８１Ｂと、短手方向の側面８２を構成する一対の側面部８２Ａ、８２Ｂと、底面８３を構成する底面内側フラップ部８３Ａ、８３Ｂと、底面内側フラップ部８３Ａ、８３Ｂの外側から覆うように折り曲げられて底面８３を構成する底面外側フラップ部８３Ｃ、８３Ｄと、上面８４を構成する上面内側フラップ部８４Ａ、８４Ｂと、上面内側フラップ部８４Ａ、８４Ｂの外側から覆うように折り曲げられて上面８４を構成する上面外側フラップ部８４Ｃ、８４Ｄとを有する。

側面部８１Ａ、８２Ａ、８１Ｂ、８２Ｂが筒状となるようにこの順で連続し、例えば側面部８１Ａに隣接して上面外側フラップ部８４Ｄ、底面外側フラップ部８３Ｄが設けられ、側面部８２Ｂに隣接して上面内側フラップ部８４Ｂ、底面内側フラップ部８３Ｂが設けられ、側面部８１Ｂに隣接して上面外側フラップ部８４Ｃ、底面外側フラップ部８３Ｃが設けられ、側面部８２Ａに隣接して上面内側フラップ部８４Ａ、底面内側フラップ部８３Ａが設けられる。

後に詳述するが、箱ＹＡ１は、一方のロボットアーム５によって搬送方向Ｔに搬送されながら組み立てられる（図２参照）。すなわち、図３（Ａ）に示す折り畳まれた状態で、例えば破線丸印の位置に吸着部９Ａ、９Ｂが接触して一方のロボットアーム５によって取り出され、そのまま、図３（Ｂ）に示すようにまず側面部８１Ａ、８１Ｂ、８２Ａ、８２Ｂが立体的に起函される。次にロボットアーム５を移動してガイド部材１０（図２参照）に箱ＹＡ１を適宜当接させることによって、底面内側フラップ部８３Ａ、８３Ｂが折り曲げられ、その後、底面外側フラップ部８３Ｃ、８３Ｄが折り曲げられ、底面８３が形成される。

そして、箱ＹＡ１に物品ＸＡ１が収容された後、搬送方向Ｔの後方（上流）側であって、上面８４を構成する一方の上面内側フラップ部（ここでは、一例として上面内側フラップ部８４Ａ）が、一方のロボットアーム５によって折り曲げられ、その状態で、下流の封函手段（ここでは不図示）に移送される。

封函手段では、残りの上面内側フラップ部８４Ｂと、上面外側フラップ部８４Ｃ、８４Ｄを折り畳み、接着手段（例えば、テープ等）で上面外側フラップ部８４Ｃ、８４Ｄを接着し、封函し、図３（Ｃ）に示す封函状態の箱ＹＡ１が得られる。

＜ハンドの構成＞
図４は、ロボットアーム５のハンド７部分を拡大して示す図である。同図（Ａ）は上面図、同図（Ｂ）および同図（Ｃ）は側面図、同図（Ｄ）〜同図（Ｅ）は正面図である。

なお、ハンド７は３次元空間を移動可能であり、適宜その姿勢が変化する構成であり、同図における上面、側面および正面は便宜上の方向である。

同図に示すように、一方のロボットアーム５（ここでは、ロボットアーム５Ａ）のハンド７は、例えば、保持手段９と第１押さえ手段１１と、第２押さえ手段１３を含む。

保持手段９は例えば、ホッパー等から折り畳まれた状態の箱ＹＡ１を取り出して起函するものであり、この例では１対の吸着部９Ａ，９Ｂを含んで構成される。

同図（Ａ）〜同図（Ｃ）に示すように、一方の吸着部９Ａは、ハンド７の基部７１に取り付けられ、他方の吸着部９Ｂは例えば、基部７１に設けられた支持部材９Ｄによって、基部７１に対して回動自在となるとともに吸着面の方向を変更可能に構成されている。支持部材９Ｄは例えば、リンク機構などにより構成される。吸着部９Ｂは、基部７１に設けられた回転軸９Ｃ回りに回動可能であり、その吸着面は少なくとも吸着部９Ａの吸着面と略水平となる位置（同図（Ｂ））と、吸着部９Ａの吸着面と略直角になる位置（同図（Ｃ））に移動可能となっている。

第１押さえ手段１１および第２押さえ手段１３は、保持手段９よりも後のタイミングで箱ＹＡ１の一部と当接するように移動可能に構成される。例えば、第１押さえ手段１１は、箱ＹＡ１に物品ＸＡ１を収容する際に箱ＹＡ１の底面８３（底面外側フラップ部８３Ｃおよび８３Ｄ）を外側から支持し、第２押さえ手段１３は、下流の封函手段に箱ＹＡ１を移送する際、搬送方向Ｔ後方（上流側）の上面内側フラップ部の一方（例えば、上面内側フラップ部８４Ａ）を押し込み、折り畳んで支持する。

第１押さえ手段１１および第２押さえ手段１３の構成および移動態様（姿勢の変更態様）は同様であるが、移動するタイミングが異なっている。

具体的には、同図（Ｄ）〜同図（Ｅ）に示すように、第１押さえ手段１１は、例えば、基部７１に設けられた回転軸１１Ｂ回りに回動可能な支持部材１１Ｃと、これに取り付けられた例えば板状の第１押さえ部１１Ａを有し、基部７１に対して回動可能であるとともに、第１押さえ部１１Ａの方向（押さえ面の方向）を変更可能に構成されている。

詳細には、第１押さえ部１１Ａは、基部７１に対して回動可能であるとともに、少なくとも、保持手段９による箱ＹＡ１の取り出しと起函、および各フラップ部の折り曲げの際にこれらに干渉しないように退避する退避位置（図４（Ｄ））と、例えば、箱ＹＡ１の底面８３（底面外側フラップ部８３Ｃおよび８３Ｄ）を外側から支持する押さえ位置（同図（Ｅ）、同図（Ｆ））とに、移動可能に構成されている。なお、第１押さえ部１１Ａは、同図（Ｄ）および同図（Ｅ）に示す第２押さえ部１３Ａと同様の姿勢にも変化可能である。

なお、退避位置は、箱ＹＡ１の取り出しと起函、および各フラップ部の折り曲げの際にこれらおよびガイド手段１０等に干渉しない位置であればよく、同図（Ｄ）に示す第１押さえ手段１１の位置でもよいし、第２押さえ手段１３の位置でもよいし、同図（Ｄ）以外の位置であってもよい。

第１押さえ手段１１（第１押さえ部１１Ａ）は、底面外側フラップ部８３Ｃおよび８３Ｄを同時に押さえることが可能な板状部材（または棒状部材）であることが望ましい。

第２押さえ手段１３は、例えば、基部７１に設けられた回転軸１３Ｂ回りに回動可能な支持部材１３Ｃと、これに取り付けられた例えば板状の第２押さえ部１３Ａを有し、基部７１に対して回動可能であるとともに、第２押さえ部１３Ａの方向（押さえ面の方向）を変更可能に構成されている。

詳細には、第２押さえ部１３Ａは、基部７１に対して回動可能であるとともに、少なくとも、図４（Ｄ）に示す第１押さえ部１１Ａと同様に、保持手段９による箱ＹＡ１の取り出しと起函の際にこれらに干渉しないように退避する退避位置と、箱ＹＡ１の例えば、上面内側フラップ部８４Ａを押し込み、折り畳んで支持する押さえ位置（同図（Ｅ））とに、移動可能に構成されている。

第２押さえ部１３Ａは、例えば同図に示すように、板状部材（または棒状部材）であると望ましい。

他方のロボットアーム５（ここでは、ロボットアーム５Ｂ）のハンド８は、図２に示すように保持手段１５を含む。保持手段１５は例えば、別途の搬送手段２０で搬送される、あるいは、ストッカー（不図示）などに集積される物品ＸＡ１を保持するものであり、この例では１つまたは複数の吸着部１５Ａを含んで構成される。

ハンド８は保持した物品ＸＡ１を、ロボットアーム５Ａのハンド７が組み立てて保持する箱ＹＡ１内に収容する（図２（Ｂ））。この例では、ハンド８に複数の吸着部１５Ａが設けられる例を示すが、吸着部１５Ａは１個でもよい。

なお、保持手段９および保持手段１５の少なくとも一方は、吸着部を有する吸着手段に限らず、把持部を有する把持手段であってもよい。

ガイド手段（ガイド部材）１０は、例えば、箱ＹＡ１の搬送方向Ｔに延びる複数本の棒状あるいは板状部材であり、例えば少なくとも２本が搬送幅方向Ｗに所定距離で離間して配置されとともに、少なくとも２本が搬送方向Ｔに所定距離で離間して配置される。

詳細は後述するが、一方のロボットアーム５（ここではロボットアーム５Ａ）は、側面８１，８２が起函された箱ＹＡ１を保持し、箱ＹＡ１を適宜移動させながらガイド部材１０に底面内側フラップ部８３Ａ、８３Ｂ、底面外側フラップ部８３Ｃ、８３Ｄを当接させ、折り畳んで底面８３を形成する。ガイド部材１０も例えば壁面に取り付けられていると望ましい。

これら箱詰め装置１の各部は、制御ユニットによって統括的に制御される。制御ユニットは、ＣＰＵ、ＲＡＭ、及びＲＯＭなどから構成され、各種制御を実行する。ＣＰＵは、いわゆる中央演算処理装置であり、各種プログラムが実行されて各種機能を実現する。ＲＡＭは、ＣＰＵの作業領域として使用される。ＲＯＭは、ＣＰＵで実行される基本ＯＳやプログラムを記憶する。

＜箱詰め装置の動作および箱詰め方法＞
次に、図５〜図１０を参照して、本実施形態の箱詰め装置１の動作および箱詰め方法について時系列に説明する。図５は、箱詰め装置１を示す正面図であり、同図（Ａ），同図（Ｂ）はロボット３の全体の正面図、同図（Ｃ）は、ハンド７の一部とガイド部材１０部分を抜き出して示す正面図である。また、図６および図７はガイド部材１０を用いたフラップ部の折込動作を説明する斜視図であり、図８〜図１０は箱詰め装置１を示す正面図であり、いずれも説明に必要な構成以外の部分を省略している場合がある。また、図５〜図１０において、ハンド８は、ハンド７が組み立てた箱ＹＡ１内に物品ＸＡ１を直接的に供給（収容）する構成であればよく、その動作のタイミングは、以下の説明および図示するものに限らない。

まず、図５（Ａ）に示すように、箱詰め装置１は、ロボットアーム５Ａのハンド７によって、折り畳まれた状態（組み立て前の）箱ＹＡ１を保持する。具体的には、ハンド７の保持手段９の吸着部９Ａ、９Ｂを互いの吸着面が互いに略水平になるように移動させ、例えば、起立状態、傾斜して積み重ねた状態、又は平積み状態でホッパー２１（図１参照）等にスタックされている折り畳まれた状態の箱ＹＡ１を吸着保持する。このとき例えば、吸着部９Ａを折り畳まれた状態の箱ＹＡ１の側面部８２Ａに吸着させ、吸着部９Ｂをそれに隣り合う側面部８１Ａに吸着させて（図３（Ａ）参照）、ホッパー等から取り出す。

そして、ハンド７は、図５（Ｂ）に示すように、箱ＹＡ１を保持したまま吸着部９Ａの吸着面に対して、吸着部９Ｂの吸着面が略垂直（直角）になる方向に支持部材７５を回動させて、側面部８１Ａ、８１Ｂ，８２Ａ，８２Ｂを起函し、上面８４と底面８３が開放された筒状に組み立てる。

なお、このとき、ハンド８以外の吸着手段、又はハンド８の吸着手段１５によって側面部８１Ｂ、又は８２Ｂのうち、いずれか一方を吸着して対向する側面部、例えば側面部８２Ａと、側面部８２Ｂとを離間させてから吸着部９Ｂの吸着面を略垂直（直角）にしてもよい。

なお、このとき、一方の吸着部（例えば、吸着部９Ｂ）のみ、箱ＹＡ１と当接させたまま吸引を解除し（支持は継続する）、箱ＹＡ１の側面部８１Ａに対して僅かに摺動可能としてもよい。一方の吸着部９Ｂが摺動することにより、箱ＹＡ１の側面部８１Ａ、８１Ｂ，８２Ａ，８２Ｂの起函が正確に行える場合がある。この場合、起函後に、一方の吸着部（例えば、吸着部９Ｂ）は側面部８１Ａを再度吸着する。

ロボットアーム５Ａは、側面部８１Ａ、８２Ａを保持した状態で、図５（Ｃ）に示すように、箱ＹＡ１を移動（必要に応じて回転）させてガイド部材１０（１０Ａ，１０Ｂ）に底面内側フラップ部８３Ａ、８３Ｂ、底面外側フラップ部８３Ｃ、８３Ｄを順次当接させて折り曲げ、底面８３を形成する。このときハンド７は、第１押さえ手段１１および第２押さえ手段１３が各フラップおよびガイド部材１０と干渉しないよう、退避位置にこれらを移動させている。

なお、この例では、吸着部９Ｂが箱ＹＡ１よりもロボット３に遠い位置にあるように、すなわち、側面部８１Ａがロボット３と対向するように移動して、底面８３を形成する。

ガイド手段（ガイド部材）１０は、例えば、箱ＹＡ１の搬送方向Ｔに延びる複数本の棒状あるいは板状部材であり、例えば少なくとも２本が搬送幅方向Ｗに所定距離で離間して配置されとともに、少なくとも２本のガイド部材１０Ａ、１０Ｂが搬送方向Ｔに所定距離で離間して配置される。

例えばこの間に、ハンド８は物品ＸＡ１の方向に移動し、物品ＸＡ１を吸着保持する。物品ＸＡ１は、例えば別の搬送手段２０（図１参照）によってハンド８の保持位置まで搬送される。あるいは物品ＸＡ１は、例えばスタッカー（不図示）などに集積されていてもよい。

図６および図７を参照して、図５（Ｃ）に示す状態に続いて、底面８３を形成する動作を説明する。図６および図７は、図１に示すホッパー２１側から見た斜視図である。図６および図７においてはハンド７による箱ＹＡ１の移動の状態（ガイド部材１０との当接の状態）を示し、ハンド７の記載は省略する。すなわち、ハンド７によって例えば図６および図７に示すように箱ＹＡ１を移動させることによって、底面８３を形成する。

図６に示すように、ガイド部材１０は例えば、第１方向Ｄ１に沿って延在する複数の棒状（または板状）の固定のガイドであり、ロボット３から遠い遠位側の一対の遠位側ガイド部材１０Ａ（１０Ａ１、１０Ａ２）と、ロボット３に近い近位側の一対の近位側ガイド部材１０Ｂ（１０Ｂ１，１０Ｂ２）とから構成される。一対の遠位側ガイド部材１０Ａ（１０Ａ１、１０Ａ２）は、第１方向Ｄ１に直交する第２方向Ｄ２に沿って離間して配置され、一対の近位側ガイド部材１０Ｂ（１０Ｂ１，１０Ｂ２）も第２方向Ｄ２に沿って離間して配置される。また、遠位側ガイド部材１０Ａ（１０Ａ１、１０Ａ２）と、近位側ガイド部材１０Ｂ（１０Ｂ１，１０Ｂ２）も第１方向Ｄに沿って所定距離で離間されている。

すなわち、第１方向Ｄ１に沿って延びる所定長さの４本のガイド部材１０Ａ１、１０Ａ２、１０Ｂ１，１０Ｂ２を互いに離間して、この例では第１方向Ｄ１、第２方向Ｄ２に対向配置している。なおガイド部材１０は図示の例に限らず、折り畳むフラップ部の状態に応じて本数や長さが適宜選択され、対向位置からずれるように搬送高さ方向Ｈにずらして配置してもよい。また、この例ではガイド部材１０は、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２は、搬送方向Ｔおよび搬送幅方向Ｗと異なる方向である場合を示しているが、第１方向Ｄ１は搬送方向Ｔと同方向であり、第２方向Ｄ２は搬送幅方向Ｗと同方向となるように、ガイド部材１０が配置されてもよい。

まず、図６（Ａ）に示すように、ハンド７は、遠位側ガイド部材１０Ａと近位側ガイド部材１０Ｂの離間部分および、遠位側ガイド部材１０Ａ１、１０Ａ２の離間部分に対し、遠位側ガイド部材１０Ａ１に跨るように箱ＹＡ１を上方から斜めに差込み、遠位側ガイド部材１０Ａ１の近位側端部に底面内側フラップ部８３Ｂを当接させてそのまま第１方向Ｄ１の遠位側にスライド移動させる。

これにより、底面内側フラップ部８３Ｂが折り畳まれ、第１ガイド部材１０Ａの上を摺動させられることで折癖が付けられる。

次に、底面内側フラップ部８３Ａの一部を遠位側ガイド部材１０Ａ，近位側ガイド部材１０Ｂの間に挿入する。そして、同図（Ｂ）に示すように、箱ＹＡ１を第１方向Ｄ１の近位側にスライド移動させ、近位側ガイド部材１０Ｂ１の遠位側端部に底面内側フラップ８３Ａを当接させて、そのまま第１方向Ｄ１の近位側にスライド移動させつつ、箱ＹＡ１の底面内側フラップ８３Ａ側を下降する。

これにより、底面内側フラップ部８３Ａが折り畳まれ、第２ガイド部材１０Ｂの上を摺動させられることで折癖が付けられる。

次に図７（Ａ）に示すように、底面内側フラップ８３Ａ、及び底面内側フラップ８３Ｂの折り畳み状態を維持したまま箱ＹＡ１の第２方向Ｄ２の一端側（この例では、遠位側ガイド部材１０Ａ２、近位側ガイド部材１０Ｂ２側）を搬送高さ方向Ｈに一旦移動し、遠位側ガイド部材１０Ａ２および近位側ガイド部材１０Ｂ２に底面外側フラップ８３Ｄの外面を傾斜した状態で当接させて、そのまま第２方向Ｄ２に沿って、箱ＹＡ１を遠位側ガイド部材１０Ａ２および近位側ガイド部材１０Ｂ２方向にスライド移動しながら下降させて、底面外側フラップ８３Ｄを折り畳む。

次に、同図（Ｂ）に示すように、底面内側フラップ８３Ａ、及び底面内側フラップ８３Ｂの折り畳み状態を維持したまま箱ＹＡ１の第２方向Ｄ２の他端部（この例では、遠位側ガイド部材１０Ａ１および近位側ガイド部材１０Ｂ１側）を搬送高さ方向Ｈに一旦移動し、且つ箱ＹＡ１を第２方向Ｄ２のホッパー２１に近づく方向に移動する。このとき、箱ＹＡ１の下方に延在する底面外側フラップ８３Ｃは、遠位側ガイド部材１０Ａ１および近位側ガイド部材１０Ｂ１を跨ぐ。次に、箱ＹＡ１を第２方向Ｄ２のホッパー２１から遠ざかる方向に移動するとともに、箱ＹＡ１の他端部を下降させて、遠位側ガイド部材１０Ａ２および近位側ガイド部材１０Ｂ２に底面外側フラップ８３Ｃの外面を傾斜した状態で当接させて、そのまま第２方向Ｄ２に沿って箱ＹＡ１をスライド移動しつつ、下降させて底面外側フラップ８３Ｃを折り畳む。なお、底面外側フラップ８３Ｃおよび底面外側フラップ８３Ｄの折り畳みは、近位側ガイド部材、遠位側ガイド部材のいずれか一方のガイドを用いて折り畳んでもよい。また、底面外側フラップ８３Ｃ、及び底面外側フラップ８３Ｄは、折り畳み開始時に底面外側フラップ８３Ｃ、８３Ｄを垂直状態にして、ガイド部材１０に当接して折り畳んでもよい。また、箱ＹＡ１の移動距離を短くすることができ、サイクルタイムを短縮できるため、底面外側フラップ８３Ｃ、８３Ｄを傾斜した状態にして、ガイド部材１０に当接して折り畳むとよい。このようにして、底面８３が形成される。

なお、本実施形態では、ハンド７による箱ＹＡ１の移動と、ガイド部材１０によってハンド７が保持する箱ＹＡ１の底面８３を構成する各フラップを折り畳んで底面８３が形成できればよく、折り畳みの順番や移動方法はこの例に限らない。

図７（Ｂ）に続いて図８（Ａ）に示すように、底面８３が形成されると、ハンド７は、ガイド部材１０から箱ＹＡ１を取り出すように移動させる。そして、図８（Ｂ）に示すように、ガイド部材１０に底面８３の一部を当接させた状態で、第１押さえ手段１１を押さえ位置まで回動させ、底面８３（底面外側フラップ部８３Ｃおよび８３Ｄ）を外側から支持する。つまり、第１押さえ手段１１は、一部の期間においてガイド部材１０と共に底面外側フラップ部８３Ｃおよび８３Ｄを外側から支持し、その後、第１押さえ手段１１のみで底面外側フラップ部８３Ｃおよび８３Ｄを外側から支持する。

このように、ガイド部材１０と第１押さえ手段１１とで底面外側フラップ部８３Ｃおよび８３Ｄを支持する期間を重複させることで、接着前の底面８３の開放を防いで、ガイド部材１０から箱ＹＡ１を離脱させることができる。

その後、同図（Ｃ）に示すように、一方のロボットアーム５Ａが箱ＹＡ１を保持した状態で、より詳細には、保持手段９（吸着部９Ａ，９Ｂ）が側面８１、８２を保持（支持）し、第１押さえ手段１１が底面８３の一部を支持した状態で、他方のロボットアーム５Ｂが箱ＹＡ１内に物品ＸＡ１を収容（供給）する。

図８（Ｃ）に続いて図９（Ａ）に示すように、箱ＹＡ１内への物品ＸＡ１の収容が完了すると、ロボットアーム５Ａは、箱ＹＡ１を下流の封函手段１７に移送する。なお、図９（Ａ）では他方のロボットアーム５Ｂの図示を省略しているが、他方のロボットアーム５Ｂは箱ＹＡ１内への物品ＸＡ１の収容が完了すると、物品ＸＡ１を開放し、所定位置に復帰する。

図９（Ａ）に示すように、ロボットアーム５Ａは、封函手段１７に移送する前に、第２押さえ手段１１によって、搬送方向Ｔの後方となる上面内側フラップ部（ここでは、上面内側フラップ部８４Ａ）を折り曲げる。

同図（Ｂ），同図（Ｃ）のハンド７部分を抜き出して示す正面図を参照により詳細に説明すると、ハンド７は、第２押さえ手段１３の第２押さえ部１３Ａを、同図（Ｂ）に示す待機位置から回動させる。これにより第２押さえ部１３Ａは、同図（Ｃ）に示すように搬送方向Ｔの後方となる上面内側フラップ部８４Ａを押し込み、更に同図（Ｄ）に示す押さえ位置まで回動して上面内側フラップ部８４Ａを折り曲げて、その状態を維持する。

ロボットアーム５Ａは、引き続き第１押さえ手段１１によって底面８３を支持し、また第２押さえ手段１３（第２押さえ部１３Ａ）によって上面内側フラップ部８４Ａを折り曲げて支持した状態で、（載置台や他の搬送手段等に箱ＹＡ１を載置することなく）箱ＹＡ１を下流の封函手段１７に移送する。

図１０は、封函手段１７による封函工程を示す正面図である。図１０においてもロボットアーム５Ｂの図示を省略する。

封函手段（封函装置）１７は、例えばテープ貼り装置であり、少なくともフラップの折り曲げ手段１７１、１７３と、テープ貼り手段１７５を有する（図１参照）。折り曲げ手段１７１は、例えば、棒状などの固定ガイド部材であり、上流端部の折り曲げ手段１７１は、上流側から受け入れた箱ＹＡ１の折り曲げられていない下流側の上面内側フラップ部（この例では、上面内側フラップ部８４Ｂ）を折り畳む。他の折り曲げ手段１７３は、上面内側フラップ部８４Ｂが折り畳まれた後に、箱ＹＡ１を搬送方向に搬送することで上面外側フラップ部８４Ｃ、８４Ｄを折り畳む、例えば、棒状などの固定のガイド部材である。

テープ貼り手段１７５は、接着手段（例えば、テープ等）で上面外側フラップ部８４Ｃ、８４Ｄ、および底面外側フラップ部８３Ｃ、８３Ｄを接着し、封函する。

このように上面内側フラップ部８４Ｂと、上面外側フラップ部８４Ｃ、８４Ｄの折り畳みは、封函装置１７内で箱ＹＡ１を一対のサイドベルトコンベアで挟み込んで上流から下流に移動させることによって、封函装置１７内に設けた折り曲げ手段１７１，１７３よって折り畳むことができ、また同時にテープを貼り付けて封止できる（同図（Ｂ））。

本実施形態ではロボットアーム５（５Ａ）の第２押さえ手段１３によって、上面内側フラップ部８４Ａを折り畳み、押さえた状態で封函装置１７に移送するため、封函装置１７において上面内側フラップ部８４Ａの折り畳み手段が不要となる。

例えば、封函装置１７に上面内側フラップ部８４Ａの折り畳み手段を設ける場合、上流側に起立するフラップ部を上流から下流に向かって押し込むようにするために、封函装置１７の上流端部において、例えば、先端が搬送方向に移動するように回動する折り畳み手段が必要であり、封函装置１７が大型化（長尺化）する問題がある。また、箱ＹＡ１の形状が変更になった場合には、適切に上面内側フラップ部８４Ａに当接するように折り畳み手段も交換等の調整が必要となり、作業が煩雑となる問題がある。

本実施形態では、封函装置１７とは別のロボットアーム５（５Ａ）が上面内側フラップ部８４Ａを押さえた状態で封函装置１７内に移送できるため、封函装置１７に折り畳み手段が不要であり、簡素かつ安価な封函装置１７を利用できる。

このように、本実施形態の箱詰め装置１のロボット３は、一方のロボットアーム５（ロボットアーム５Ａ）によって折り畳まれた状態の箱ＹＡ１の少なくとも底面を形成して該底面を保持しつつ、他方のロボットアーム５（ロボットアーム５Ｂ）が、箱ＹＡ１内に物品ＸＡ１を供給する。

このようにすることで、箱ＹＡ１を組み立てる工程と物品ＸＡ１を収容する工程が箱詰め装置１の処理として連続して一体的に行え、この間の箱ＹＡ１の受け渡しを省略できるため、これらの工程が分離されている場合と比較して、箱詰めの作業全体としての効率（サイクルタイム）を向上させることができる。

また、ロボット３は例えば壁面に取り付けられ、ロボットアーム５によって折り畳まれた状態の箱ＹＡ１を取り出して組み立て、物品ＸＡ１を収容するまでの間に、空中にて箱ＹＡ１の組み立てと箱詰めが終了する。つまり、箱ＹＡ１を載置台や搬送手段上に載置する必要がなく、箱詰め装置１下方の床面には、何も設置することなく、箱詰めが行える。

従って、床面の清掃時に、清掃手段が接触する構造物はなく、十分な清掃が可能となり、清掃性（清掃の効率や清掃（後）の状態）を向上させる（良好にする）ことができる。

さらに、載置台や箱ＹＡ１の搬送手段を設置する面積が不要となるため、箱詰め装置１全体としての占有面積を縮小できる。

また、例えばベルトコンベアなどの搬送手段で搬送しながらガイド手段に当接させるようにしてフラップ部の折り曲げを行う装置の場合、箱ＹＡ１の外形状（サイズ）が変更になった場合にはその都度、フラップ部に適切に当接するようにガイド手段の位置を調整する必要がある。これに対し本実施形態では、ロボット３（ロボットアーム５）で箱ＹＡ１を保持して下流工程に移送するため、箱ＹＡ１の外形状が変更になった場合であっても、フラップ部がガイド手段に適切に当接するようにロボットアーム５の移動経路（動作経路）を調整するのみでよく、煩雑なガイド手段の位置調整作業が不要となる。

また、ロボットアーム５（５Ａ）の第２押さえ手段１３によって、上面内側フラップ部８４Ａを折り畳み、押さえた状態で封函装置１７に移送するため、封函装置１７において上面内側フラップ部８４Ａの折り畳み手段が不要となり、簡素かつ安価な封函装置１７を利用できる。

なお、上記実施形態における一対のロボットアーム５のうち一方、又はその両方を天面に配置するようにしてもよい。

また、一対のロボットアーム５は、１台の双腕ロボット３のアームである場合を例に説明したが、２台の単腕ロボットのアームを協働させる構成であってもよい。

また、ガイド部材１０は、遠位側ガイド部材１０Ａ、又は近位側ガイド部材１０Ｂ、又はその両方を搬送方向Ｔに沿って複数（２つ以上）に分割し、それらを互いに離間させて配置してもよい。このようにすることで、箱ＹＡ１のサイズが変更された場合であっても、製函時に箱ＹＡ１をガイド部材に沿って移動させる距離を小さく（短く）することができるため、サイクルタイムを短縮できる。

以上、本発明は上記実施形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

１ 箱詰め装置
５，５Ａ，５Ｂ ロボットアーム
７ ハンド
８ ハンド
９ 保持手段
９Ａ，９Ｂ 吸着部
９Ｃ 回転軸
９Ｄ 支持部材
１０ ガイド手段
１１ 第１押さえ手段
１１Ａ 第１押さえ部
１１Ｂ 回転軸
１１Ｃ 支持部材
１３ 第２押さえ手段
１３Ａ 第２押さえ部
１３Ｂ 回転軸
１３Ｃ 支持部材
１５ 保持手段
１５Ａ 吸着部
１７ 封函手段
ＸＡ１ 物品
ＹＡ１ 箱

Claims (5)

1. それぞれにハンドを供えた一対のロボットアームを有する箱詰め装置であって、
   一方のロボットアームは、保持手段と、押さえ手段を有し、
   前記一方のロボットアームは、前記保持手段によって折り畳まれた状態の箱を保持し、側面を起函して底面を形成し、前記押さえ手段により接着前の該底面を支持し、
   他方のロボットアームは、空中にて前記一方のロボットアームが前記押さえ手段により前記底面を支持しながら保持する前記箱の内部に、該底面の対向面側から物品を供給する、
   ことを特徴とする箱詰め装置。
2. 前記押さえ手段は、前記保持手段に対して移動可能に構成され、前記底面が形成された後に該底面の押さえ位置に移動する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の箱詰め装置。
3. 前記一方のロボットアームは、前記物品が前記箱内に供給された後に、搬送方向の後方となる上面のフラップ部を折り曲げる他の押さえ手段を有し、前記底面の支持と前記フラップ部の折り曲げを維持した状態で、前記箱を下流の封函手段に移送する、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の箱詰め装置。
4. それぞれにハンドを供えた一対のロボットアームによって物品を箱に収容する箱詰め方法であって、
   一方のロボットアームは、折り畳まれた状態の箱を保持し、側面を起函して底面を形成し、接着前の該底面を押さえ、他方のロボットアームは空中にて前記一方のロボットアームが前記底面を押さえながら保持する前記箱の内部に、該底面の対向面側から前記物品を供給する、
   ことを特徴とする箱詰め方法。
5. 前記一方のロボットアームによって、前記底面の支持と搬送方向の後方となる上面のフラップ部の折り曲げを維持した状態で、前記箱を下流の封函工程に受け渡す、
   ことを特徴とする請求項４に記載の箱詰め方法。

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