KR102487271B1 - 상자 담기 장치 - Google Patents

Abstract

제1 암과, 제1 핸드와, 제어부를 구비하고, 제1 핸드는, 핸드 베이스와, 핸드 베이스에 설치되고, 큰 상자의 플랩부 상단을 파지하는 파지부를 구비하는 파지 기구와, 핸드 베이스에 설치되고, 속 상자를 유지하는 유지부를 구비하는 유지 기구를 구비하고, 제어부는, 파지 기구의 파지부가, 접혀진 상태의 큰 상자의 플랩부 상단을 파지한 상태에서, 큰 상자를 전개하도록 수평면 내를 이동하는 전개 동작과, 유지 기구의 유지부가 속 상자를 유지한 상태에서, 전개된 큰 상자 내에 속 상자를 수용시키는 수용 동작을 수행하도록, 제1 암 및 제1 핸드의 동작을 제어하고, 제1 핸드는, 파지 기구의 파지부와 유지 기구의 유지부가, 평면에서 볼 때 이격된 위치, 또한 수직 방향으로 이격된 위치에 위치하도록 구성되어 있다.

Description

상자 담기 장치

본 발명은 포장(梱包)용의 큰 상자(大箱) 내에 피포장물이 수용된 복수의 속 상자(中箱)를 재치(載置)하기 위한 상자 담기 장치에 관한 것이다.

제품의 제조 라인 등에는, 소정 수량의 제품(피포장물)을 속 상자에 수용하고, 복수의 속 상자를 보다 큰 큰 상자에 재치하여 포장하는 공정이 존재하는 경우가 있다. 기존의 제조 라인 등에서는, 이러한 공정은, 작업자가 접힌 상태의 큰 상자를 전개하여 상자 조립하는 작업을 수행한 후에, 당해 전개된 큰 상자 내에 재치하는 작업을 수행하는 일이 많다.

여기에서, 하기 특허문헌 1에는, 접힌 상자(큰 상자)를 전개하여 상자 조립하는 작업을 자동화한 장치가 제안되어 있다.

또한, 하기 특허문헌 2에는, 복수의 물품을 큰 상자에 재치시키기 위한 로봇이 제안되어 있다.

일본 특허공개 특개2018-1736호 공보 국제 특허공개 제2015/129388호

그러나, 종래의 구성에서는, 큰 상자의 전개 후에, 물품을 그 안에 재치하는 것을 1 개의 장치에서 수행할 수가 없었다. 따라서, 1 개의 장치에서 이들을 수행하기 위한 과제에 대해서도 알려지지 않았다.

본 발명은 상기 과제를 해결하는 것이며, 큰 상자를 전개하고, 그 안에 복수의 속 상자를 재치하는 작업을 1 개의 장치로 효율적으로 수행할 수 있는 상자 담기 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상자 담기 장치는, 포장용의 큰 상자 내에 피포장물이 수용된 복수의 속 상자를 재치하기 위한 상자 담기 장치로서, 복수의 관절축을 구비하는 제1 암과, 상기 제1 암의 선단부에 설치되는 제1 핸드와, 상기 제1 암 및 상기 제1 핸드의 동작을 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제1 핸드는, 핸드 베이스와, 상기 핸드 베이스에 설치되고, 상기 큰 상자의 플랩(flap)부 상단을 파지하는 파지부를 구비하는 파지 기구와, 상기 핸드 베이스에 설치되고, 상기 속 상자를 유지(保持)하는 유지부를 구비하는 유지 기구를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 파지 기구의 파지부가, 접혀진 상태의 상기 큰 상자의 플랩부 상단을 파지한 상태에서, 상기 큰 상자를 전개하도록 수평면 내를 이동하는 전개 동작과, 상기 유지 기구의 유지부가 상기 속 상자를 유지한 상태에서, 전개된 상기 큰 상자 내에 상기 속 상자를 수용시키는 수용 동작을 수행하도록, 상기 제1 암 및 상기 제1 핸드의 동작을 제어하고, 상기 제1 핸드는, 상기 파지 기구의 파지부와 상기 유지 기구의 유지부가, 평면에서 볼 때 이격된 위치, 또한 수직 방향으로 이격된 위치에 위치하도록 구성되어 있다.

상기 구성에 따르면, 큰 상자를 전개하기 위해 큰 상자의 플랩부 상단을 파지하는 파지부를 구비하는 파지 기구와, 속 상자를 유지하는 유지부를 구비하는 유지 기구가 1 개의 핸드에 설치된다. 나아가, 파지부와 유지부는, 평면에서 볼 때 이격된 위치, 또한 수직 방향으로 이격된 위치에 위치하도록 구성된다. 이러한 구성을 가짐으로써, 큰 상자를 전개하기 위해 큰 상자의 플랩부 상단을 파지하였을 때에, 유지부가 파지부에 대해서 평면에서 볼 때 겹치지 않는 위치에 위치하기 때문에, 큰 상자의 전개 동작에서 유지 기구가 큰 상자에 간섭하는 것이 방지된다. 또한, 유지부가 속 상자를 유지한 상태에서 큰 상자 내(즉, 플랩부 기부 보다 하방)으로 이동하였을 때, 유지부와 파지부가 상하 방향으로 이격되어 있기 때문에, 속 상자의 수용 동작에서 파지 기구가 큰 상자에 간섭하는 것이 방지된다. 따라서, 큰 상자를 전개하고, 그 속에 복수의 속 상자를 재치하는 작업을 1 개의 장치로 효율적으로 수행할 수 있다.

상기 핸드 베이스는, 제1 방향으로 연장되는 제1 연장부(延出部)와, 상기 제1 연장부의 제1 단부에 장착되고, 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 연장되는 제2 연장부를 구비하고, 상기 파지 기구는, 상기 제1 연장부의 제2 단부에서 상기 파지부가 상기 제2 방향을 향하도록 장착되고, 상기 유지 기구는, 상기 제2 연장부의 선단부에서 상기 유지부가 상기 제2 방향을 향하도록 장착되어도 좋다.

상기 구성과 같이, 제1 연장부에 파지부가 설치되고, 제2 연장부에 유지부가 설치됨으로써, 간단한 구성으로 파지부 또는 유지부를 간섭 회피를 위해 가동시키는 구성으로 하지 않고(파지부 및 유지부의 상대 위치를 변경시키지 않고) 큰 상자의 전개 동작 및 속 상자의 수용 동작 중 일방의 동작 중에, 당해 동작에 사용되지 않는 기구가 동작에 간섭하는 것을 방지할 수 있다.

상기 제1 핸드는 상기 파지 기구의 파지부가 상기 큰 상자의 플랩부 상단을 파지하였을 때, 상기 유지 기구가 상기 큰 상자 보다 외측에 위치하여도 좋다. 이에 따라서, 큰 상자의 전개 동작에서 유지 기구가 큰 상자에 간섭하는 것이 더 확실하게 방지된다.

상기 상자 담기 장치는, 복수의 관절축을 구비하는 제2 암과, 상기 제2 암의 선단부에 설치되는 제2 핸드을 구비하고, 상기 제2 핸드는, 핸드 베이스와, 상기 핸드 베이스에 설치되고, 상기 큰 상자의 플랩부 상단을 파지하는 파지부를 구비하는 파지 기구와, 상기 핸드 베이스에 설치되고, 상기 속 상자를 유지하는 유지부를 구비하는 유지 기구를 구비하여도 좋다. 상기 구성에 따르면, 2 개의 암이 협조 동작함으로써, 더 효율적으로 큰 상자의 전개 동작 및 속 상자의 수용 동작을 수행할 수 있다.

상기 제1 암 및 상기 제2 암의 각각은, 기대(基台)에 수직인 축에 동축(同軸)으로 배치되고 또한 상기 기대에 대해서 독립적으로 상기 축 둘레를 회동 가능하게 구성되어도 좋다. 상기 구성에 따르면, 2 개의 암이 동축 배치되기 때문에 공간 효율성과 제어성을 높일 수 있다.

상기 제1 핸드 및 제2 핸드의 상기 핸드 베이스는 각각, 제1 방향으로 연장되는 제1 연장부와, 상기 제1 연장부의 제1 단부에 장착되고, 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 연장되는 제2 연장부를 구비하고, 상기 제1 핸드 및 제2 핸드의 상기 파지 기구는 각각, 대응하는 상기 제1 연장부의 제2 단부에서 상기 파지부가 상기 제2 방향을 향하도록 장착되고, 상기 제1 핸드 및 제2 핸드의 상기 유지 기구는 각각, 대응하는 상기 제2 연장부의 선단부에서 상기 유지부가 상기 제2 방향을 향하도록 장착되며, 상기 제1 핸드 및 제2 핸드의 상기 유지 기구는, 하나의 속 상자를 유지하기 위해서, 서로 상기 제1 방향을 따라 배열된 상태에서, 각각, 상기 하나의 속 상자를 유지하도록 구성되고, 상기 제1 핸드 및 제2 핸드의 상기 파지 기구는, 상기 유지 기구가 상기 하나의 속 상자를 유지한 상태에서 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 직교하는 제3 방향에 따라 배열되어 있도록 구성되어도 좋다.

상기 구성에 따르면, 2 개의 유지 기구에 의해 하나의 속 상자를 유지하는 경우에, 2 개의 유지 기구의 배열 방향에 직교하는 방향으로 2 개의 파지 기구가 배열된다. 이에 따라서, 유지 기구에 의해 속 상자를 유지하였을 때에, 각각의 파지 기구를 2 개의 유지 기구 사이에 위치시킬 수 있다. 따라서, 속 상자의 유지 시에, 평면에서 볼 때 속 상자의 상면 보다 외측으로 파지 기구가 밀려나는 영역을 줄일 수 있다. 이에 따라서, 큰 상자 내로의 속 상자의 수용 동작에서 파지 기구가 바깥 상자 등에 간섭하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 상기 목적, 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부 도면의 참조 하에, 이하의 바람직한 실시예의 상세한 설명으로부터 명확해진다.

본 발명은 이상에서 설명한 바와 같이 구성되어, 큰 상자를 전개하고, 그 속에 복수의 속 상자를 재치하는 작업을 1 개의 장치로 효율적으로 할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 상자 담기 장치의 예를 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 상자 담기 장치의 개략적인 구성을 도시하는 모식적인 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 상자 담기 장치의 정면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 상자 담기 장치에서 전개 동작 중의 상태를 도시하는 평면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 상자 담기 장치에서 전개 동작의 완료 상태를 도시하는 평면도이다.
도 6은 전개 동작 시에서 제1 핸드 및 제2 핸드와, 큰 상자의 위치 관계를 도시하는 정면도이다.
도 7은 도 2에 도시된 상자 담기 장치에서 수용 동작 중의 상태를 도시하는 평면도이다.
도 8은 도 2에 도시된 상자 담기 장치에서 수용 동작의 완료 상태를 도시하는 평면도이다.
도 9는 도 1에 도시된 상자 담기 장치에서 수용 동작의 완료 상태를 도시하는 사시도이다.
도 10은 수용 동작 시에서 제1 핸드와, 큰 상자 및 속 상자의 위치 관계를 도시하는 측면도이다.
도 11은 본 발명의 실시예 2에 따른 상자 담기 장치의 예를 도시하는 사시도이다.
도 12는 도 11에 도시된 상자 담기 장치의 개략적인 구성을 도시하는 모식적인 평면도이다.
도 13은 도 12에 도시된 상자 담기 장치의 정면도이다.
도 14는 도 12에 도시된 상자 담기 장치에서 수용 동작의 완료 상태를 도시하는 평면도이다.
도 15는 도 11에 도시된 상자 담기 장치의 수용 동작의 완료 상태를 도시하는 확대 사시도이다.
도 16은 실시예 1의 변형예에서 제1 핸드 및 제2 핸드를 도시하는 확대 평면도이다.

이하에서, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다. 여기서, 이하에서는 모든 도면을 통해 동일 또는 대응하는 요소에는 동일한 참조 부호를 부여하고, 그 중복하는 설명을 생략한다.

[실시예 1]

도 1은 본 발명의 실시예 1에 관한 상자 담기 장치의 예를 도시하는 사시도이다. 또한, 도 2는 도 1에 도시된 상자 담기 장치의 개략적인 구성을 도시하는 모식적인 평면도이다. 또한, 도 3은 도 2에 도시된 상자 담기 장치의 정면도이다. 도 2 및 도 3에서는, 도 1의 구성을 개략적으로 도시하는 것이고, 도 1의 구성과는 형상의 상세 등이 다르게 되어 있다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 상자 담기 장치(10)는 기대(2)에 2 개의 암(제1 암(3) 및 제2 암(4))이 설치된 듀얼 암 로봇(1)을 구비하고 있다. 제1 암(3)은 선단부에 제1 핸드(5)가 설치되고, 기대(2)와 제1 핸드(5) 사이에 복수의 관절축(본 실시예에서는 6 개의 관절축(J1a ~ J6a))을 구비한다. 즉, 제1 암(3)은 인접한 2 개의 관절축 끼리를 연결하는 복수의 멤버(member)(본 실시예에서는 관절축(J1a) 측으로부터 제1 멤버(31) ~ 제5 멤버(35))를 구비한다.

마찬가지로, 제2 암(4)은 선단부에 제2 핸드(6)가 설치되고, 기대(2)와 제2 핸드(6) 사이에 적어도 1 개의 관절축(본 실시예에서는 6 개의 관절축(J1b ~ J6b))을 구비한다. 즉, 제2 암(4)은 인접한 2 개의 관절축 끼리를 연결하는 복수의 멤버(본 실시예에서는 관절축(J1b) 측으로부터 제1 멤버(41) ~ 제5 멤버(45))를 구비한다.

제1 암(3)의 관절축(J1a, J2a, J6a)은, 기대(2)에 수직으로 배치되고, 관절축(J3a, J4a, J5a)은 기대(2)에 수평(관절축(J1a, J2a, J6a)에 수직)으로 배치된다. 마찬가지로, 제2 암(4)의 관절축(J1b, J2b, J6b)은 기대(2)에 수직으로 배치되고, 관절축(J3b, J4b, J5b)은 기대(2)에 수평(관절축(J1b, J2b, J6b)에 수직)으로 배치된다. 제1 암(3)의 관절축(J3a)과 관절축(J4a) 사이의 제3 멤버(33), 및 관절축(J4a)과 관절축(J5a) 사이의 제4 멤버(34)가 거의 동일한 길이(관절축간 거리)를 가지고 있다.

이에 따라서, 평면에서 볼 때 관절축(J3a) 및 관절축(J5a)이 동축 배치된 상태에서 제3 멤버(33) 및 제4 멤버(34)가 이루는 각을 변경함으로써, 제1 암(3)의 선단부(제1 핸드(5))의 수평 방향 위치를 변화시키지 않고 수직 방향 위치를 변화시킬 수 있다. 제2 암(4)의 제3 멤버(43) 및 제4 멤버(44)에 대해서도 제1 암(3)과 마찬가지로 구성되어 있다.

또한, 수평 방향의 관절축(J3a ~ J5a, J3b ~ J5b)이 회동하지 않는 상태에서 수직 방향의 관절축(J1a, J2a, J6a, J1b, J2b, J6b)이 회동함으로써, 각각의 암(3, 4)의 선단부(제1 핸드(5) 및 제2 핸드(6))가 수평면에 평행한 평면 내를 이동하도록 구성되어 있다.

본 실시예에 따른 로봇(1)은, 관절축(J1a)과 관절축(J1b)이 동축 배치된(회동축(C)으로서 구성된) 동축 듀얼 암 로봇으로 구성되어 있다. 제1 암(3) 및 제2 암(4)의 각각은, 기대(2)에 대해서 서로 독립적으로 회동축(C) 둘레를 회동 가능하게 구성된다. 2 개의 암(3, 4)의 베이스가 동축에 배치되기 때문에, 로봇 좌표계의 원점을 당해 동축 위치에 설정함으로써, 2 개의 암(3, 4)을 같이 교시하여, 2 개의 암(3, 4)을, 시간 지연을 발생시키지 않고 정밀하게 제어할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 상자 담기 장치(10)는, 기대(2)의 전방에, 후술하는 큰 상자(제1 상자)(B1)의 전개 동작 및 속 상자(제2 상자)(B2)의 수용 작동을 수행하기 위한 상자 담기 영역(A1)이 설치된다. 상자 담기 영역(A1)의 전방에는, 속 상자(B2)가 상자 담기가 된 큰 상자(B1)의 상단부를 밀봉하여 반송하기 위한 큰 상자 반송 장치(20)가 설치된다.

기대(2)의 좌우 방향 일방 측(로봇(1)에서 상자 담기 영역(A1)을 향한 상태에서 볼 때 우측)에는, 복수의 접혀진 큰 상자(B1)가 채워진(stock) 큰 상자 재치 영역(A2)이 설치된다. 큰 상자(B1)는 골판지 상자 등의 접이 가능한 상자체이다. 상자 담기 영역(A1)의 좌우 방향 일방 측에는, 큰 상자 재치 영역(A2)에 재치된 접혀진 큰 상자(B1)를 상자 담기 영역(A1)의 우단부에 재치하는 큰 상자 설치 장치(70)가 설치되어 있다. 큰 상자 설치 장치(70)는, 본체부(71)가 수직축 둘레로 회동 가능하게 구성되고, 당해 본체부(71)는 수직축에 직교하는 방향으로 신축 가능한 신축 기구(72) 및 신축 기구(72)의 선단부에 설치된 흡착 기구(73)를 구비하고 있다.

또한, 기대(2)의 좌우 방향 타방 측(로봇(1)에서 상자 담기 영역(A)을 향한 상태에서 볼 때 좌측)에는, 복수의 속 상자(B2)를 반송하는 속 상자 반송 장치(80)가 설치되어 있다. 속 상자 반송 장치(80)는, 예를 들어 롤러 컨베이어 또는 벨트 컨베이어 등의 속 상자(B2)를 반송하는 반송부(81)와, 반송부(81)의 종단부에서 속 상자(B2)를 속 상자 재치 영역(A4)으로 이동시키는 이동 기구(82)를 구비하고 있다. 상자 담기 영역(A1)의 좌우 방향 타방 측에는, 큰 상자(B1)의 속 깔판(敷板)(B3)을 재치하는 속 깔판 재치 영역(A3)이 설치되어 있다.

상자 담기 장치(10)는 제1 암(3) 및 제2 암(4)의 각각을 제어하는 제어부(컨트롤러)(9)를 구비하고 있다. 제어부(9)는 마이크로 컨트롤러 등의 CPU 및 제어 프로그램을 기억하는 메모리 등을 구비하고 있다. 제어부(9)는 로봇(1)의 각각의 관절축(J1a ~ J6a, J1b ~ J6b)을 회동 구동하기 위한 서보 모터(미도시)를 서보 제어함으로써, 제1 핸드(5) 및 제2 핸드(6)를 임의의 위치에 임의의 경로를 따라 이동시킨다. 제어부(9)는 큰 상자 설치 장치(70) 및 각각의 반송 장치(20, 80)의 동작을 제어하여도 좋다.

제1 핸드(5)는, 핸드 베이스(51), 파지 기구(52) 및 유지 기구(54)를 구비하고 있다. 파지 기구(52)는 핸드 베이스(51)에 설치되고, 후술하는 큰 상자(B1)의 플랩부(외(外) 플랩부)(B1R)의 상단을 파지하는 파지부(53)를 구비하고 있다. 유지 기구(54)는 핸드 베이스(51)에 설치되고, 후술하는 속 상자(B2)를 유지하는 유지부(55)를 구비하고 있다. 마찬가지로, 제2 핸드(6)는 핸드 베이스(61), 파지부(63)를 구비하는 파지 기구(62) 및 유지부(65)를 구비하는 유지 기구(64)를 구비하고 있다.

이하에서, 핸드(5, 6)의 각각의 구성(51, 52, 54, 61, 62, 64)에서, 제1 핸드(5)와 제2 핸드(6)를 구별할 필요가 있는 경우에는, 제1 핸드(5)의 구성에 관해서는, 제1 핸드 베이스(51), 제1 파지 기구(52) 및 제1 유지 기구(54)라고 칭하고, 제2 핸드(6)의 구성에 관해서는 제2 핸드 베이스(61), 제2 파지 기구(62) 및 제2 유지 기구(64)라고 칭하는 경우가 있다.

파지 기구(52, 62)는, 파지부(53, 63)로서, 서로 대향하는 한 쌍의 당접편(當接片)을 구비하고, 한 쌍의 당접편이 개폐됨으로써 판형의 파지 대상을 양면에서 끼우는 클램프 구조를 가지고 있다. 또한, 유지 기구(54, 64)는, 유지부(55, 65)로서 흡착 구조를 가지고 있다. 본 실시예에 따르면, 유지부(55, 65)는 복수(6 개)의 흡착부로 구성되는 흡착 구조를 가지고 있다.

제어부(9)는 포장용의 큰 상자(B1) 내에 피포장물이 수용된 복수의 속 상자(B2)를 재치하기 위해서, 큰 상자(B1)의 전개 동작과, 속 상자(B2)의 큰 상자(B1)로의 수용 동작을 수행하도록, 제1 암(3), 제1 핸드(5), 제2 암(4) 및 제2 핸드(6)의 동작을 제어하도록 구성되어 있다.

큰 상자(B1)의 전개 동작에서, 제1 암(3) 및 제2 암(4)은, 파지 기구(52, 62)의 파지부(53, 63)가 접혀진 상태의 큰 상자(B1)의 플랩부 상단(외 플랩부(B1R, B1L)의 상단)을 파지한 상태에서, 큰 상자(B1)를 전개하도록 수평면 내를 이동한다. 속 상자(B2)의 수용 동작에서, 제1 암(3) 및 제2 암(4)은, 유지 기구(54, 64)의 유지부(55, 65)가 속 상자(B2)를 유지한 상태에서, 전개된 큰 상자(B1) 내에 속 상자(B2)를 수용시키도록 이동한다.

제어부(9)는, 상기 전개 동작 및 수용 동작에서, 각각의 암(3, 4)의 제5 멤버(35, 45)의 자세 변화가 생기지 않도록 제어한다. 즉, 로봇(1)은, 전개 동작 및 수용 동작을, 상술한 각각의 암(3, 4)의 선단부의 수평 방향 위치를 변화시키지 않고 수직 방향 위치를 변화시키는 동작과, 각각의 암(3, 4)의 선단부가 수평면에 평행한 평면 내를 이동하는 동작을 조합하여 실현한다.

따라서, 제1 핸드(5) 및 제2 핸드(6)의 기단부를 각각 원점으로 하는 직교 좌표를 고려하는 경우에, 당해 직교 좌표의 수직 방향의 축(후술하는 Z 방향을 따르는 축)이 수평면에 평행한 축 둘레로 회전하는 것은 아니다. 이하에서, 이와 같은 각각의 핸드(5, 6)의 기단부(암(3, 4)의 선단부)를 원점으로 하는 직교 좌표계(수평면에 수직한 제2 방향(Z), 수평면에 평행한 제1 방향(X1, X2) 및 제3 방향(Y1, Y2))을 이용하여 각각의 핸드(5, 6)의 구성을 설명한다. 각각의 핸드(5, 6)의 직교 좌표계는, 암(3, 4)의 선단부의 위치가, 공통의 회동축(C)을 포함하고, 수평면에 수직한 평면을 기준으로 대칭인 위치에 위치하는 경우에 서로 거울 대칭(鏡映對稱)이 되도록 설정되어 있다.

이와 같은 큰 상자(B1)의 전개 동작 및 속 상자(B2)의 수용 동작을 1 개의 로봇(1)으로 효율적으로 수행하기 위해서, 제1 핸드(5) 및 제2 핸드(6)는 파지 기구(52, 62)의 파지부(53, 63)와 유지 기구(54, 64)의 유지부(55, 65)가, 평면에서 볼 때 이격된 위치, 또한 수직 방향으로 이격된 위치에 위치하도록 구성되어 있다.

더 자세하게는, 핸드 베이스(51, 61)는, 제1 방향(수평 방향: X1, X2 방향)으로 연장되는 제1 연장부(56, 66)와, 제1 연장부(56, 66)의 제1 단부(56a, 66a)에 장착되고, 제1 방향(X1, X2)에 직교하는 제2 방향(하방: Z 방향)으로 연장되는 제2 연장부(57, 67)를 구비하고 있다. 제1 연장부(56, 66)는 평판 부재에 의해 구성되고, 제2 연장부(57, 67)는 복수(4 개)의 막대형 부재로 구성된다.

또한, 파지 기구(52, 62)는, 제1 연장부(56, 66)의 제2 단부(56b, 66b)에서 파지부(53, 63)가 제2 방향(Z)을 향하도록 장착된다. 또한, 유지 기구(54, 64)는 제2 연장부(57, 67)의 선단부에서 유지부(55, 65)가 제2 방향(Z)을 향하도록 장착된다.

이러한 구성에 의해서, 파지 기구(52, 62)의 파지부(53, 63)의 장착 위치가, 제1 연장부(56)의 길이만큼, 유지 기구(54, 64)의 유지부(55, 65)의 장착 위치에 대해서 수평 방향(제1 방향(X1, X2))으로 이격되어 있다. 나아가, 파지 기구(52, 62)의 파지부(53, 63)의 장착 위치가 제2 연장부(57)의 길이만큼, 유지 기구(54, 64)의 유지부(55, 65)의 장착 위치에 대해서 상하 방향(제2 방향(Z))으로 이격되어 있다.

또한, 핸드 베이스(51, 61)는, 핸드 베이스(51, 61)의 기단부에서 제1 방향(X1, X2) 및 제2 방향(Z)에 직교하는 제3 방향(수평 방향: Y1, Y2 방향)으로 연장되는 제3 연장부(58, 68)를 구비하고 있다. 제3 연장부(58, 68)는 평판 부재에 의해 구성된다. 제1 연장부(56, 66)의 제2 단부(56b, 66b)는, 제3 연장부(58, 68)의 선단부에 장착되어 있다. 또한, 제1 연장부(56, 66)의 제1 단부(56a, 66a)는, 제2 연장부(57, 67)의 기단부에 장착되어 있다. 즉, 본 실시예에 따르면, 제1 연장부(56, 66)의 제1 단부(56a, 56b)는 제1 연장부(56, 66)의 선단부이고, 제1 연장부(56, 66)의 제2 단부(56b, 66b)는 제1 연장부(56, 66)의 기단부이다. 파지부(53, 63)는 한 쌍의 당접편이 제1 방향(X1, X2)으로 개폐되도록 구성되어 있다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 제1 핸드(5) 및 제2 핸드(6)는, 제3 방향(Y1, Y2)을 동일한 방향으로 일치시킨 상태(도 2에 도시된 상태)에서 서로 거울 대칭으로 구성된다.

이하에서, 큰 상자(B1)의 전개 동작에 대해서 설명한다. 도 4는 도 2에 도시된 상자 담기 장치에서 전개 동작 중의 상태를 도시하는 평면도이고, 도 5는 도 2에 도시된 상자 담기 장치에서 전개 동작의 완료 상태를 도시하는 평면도이다. 여기서, 도 1도 전개 동작의 완료 상태를 도시하고 있다.

상술한 바와 같이, 큰 상자 설치 장치(70)는, 접혀진 상태의 큰 상자(B1)를 상자 담기 영역(A1)의 우 단부에서 초기 위치(P0)에 재치한다. 이 때, 접혀진 상태의 큰 상자(B1)는, 외 플랩부(B1R)의 내측면과 내(內) 플랩부(B1B)의 내측면이 맞닿고, 외 플랩부(B1L)와 내 플랩부(B1F)가 맞닿고, 외 플랩부(B1L)의 일부와 외 플랩부(B1R)의 일부가 맞닿은 상태로 되어 있다.

제어부(9)는 제1 파지 기구(52)의 파지부(53)가 초기 위치(P0)에 재치된 큰 상자(B1)의 기대(2) 측에서 볼 때 우측의 외 플랩부(B1R)의 상단을 파지하도록 제1 암(3)을 제어한다. 예를 들어, 파지부(53)는 외 플랩부(B1R)의 기대(2)에 가까운 쪽(내 플랩부(B1B)에 가까운 쪽)의 상단을 파지한다. 마찬가지로, 제어부(9)는 제2 파지 기구(62)의 파지부(63)가 초기 위치(P0)에 재치된 큰 상자(B1)의 기대(2) 측에서 볼 때 좌측의 외 플랩부(B1L)의 상단을 파지하도록 제2 암(4)을 제어한다.

제1 파지 기구(52)의 파지부(53)가 외 플랩부(B1R)의 상단을 파지하는 전후 방향 위치(내 플랩부(B1B)와의 접속단으로부터의 거리)와, 제2 파지 기구(62)의 파지부(63)가 외 플랩부(B1L)의 상단을 파지하는 전후 방향 위치는, 동일한 위치이다. 그러나, 초기 위치(P0)에 재치된 큰 상자(B1)는 접혀 있기 때문에, 제1 파지 기구(52)의 파지부(53)의 위치 좌표와 제2 파지 기구(62)의 파지부(63)의 위치 좌표는 내 플랩부(B1B)의 길이만큼 제3 방향(Y1, Y2)으로 어긋난 위치가 된다.

제어부(9)는, 상기와 같이 각각의 파지 기구(52, 62)의 파지부(53, 63)가 외 플랩부(B1R, B1L)를 파지한 상태에서 제1 암(3) 및/또는 제2 암(4)을 수평면 내에서 이동시킴으로써, 큰 상자(B1)를 전개하는 제어를 수행한다. 본 실시예에 따르면, 제1 암(3)은 이동하지 않고, 제2 암(4)이 원호형으로 수평면 내를 이동함으로써, 내 플랩부(B1B)가 외 플랩부(B1R)와의 접속단을 중심으로 내 플랩부(B1B)와 외 플랩부(B1R)가 이루는 각이 90°가 될 때까지 회동한다. 즉, 파지부(53, 63)가 외 플랩부(B1R, B1L)를 파지한 상태에서, 제2 암(4)의 관절축(J1b, J2b, J6b)이 회동함으로써, 큰 상자(B1)가 전개된다. 이 때, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 연장부(56, 66)는 일직선 상에 위치하고, 또한 제3 연장부(58, 68)는 서로 평행하게 위치한다.

여기서, 상기 제2 암(4)에 의한 전개 동작 후, 제어부(9)는, 파지 기구(52, 62)의 파지부(53, 63)에 의해 외 플랩부(B1R, B1L)를 파지한 상태에서 핸드(5, 6)를 큰 상자(B1)의 좌우 방향 외측(파지부(53, 63) 사이의 거리가 멀어지는 방향)으로 이동시키도록 암(3, 4)을 제어함으로써, 큰 상자(B1)의 외 플랩부(B1R, B1L)가 열린 상태를 유지하기 위한 바이어스(付勢) 보조 동작을 수행하여도 좋다. 또한, 상기 제2 암(4)에 의한 전개 동작 후, 제어부(9)는, 유지 기구(54, 64)의 측면을 내 플랩부(B1B, B1F)의 내측면에 접촉시킨 상태에서 큰 상자(B1)의 전후 방향 외측으로 이동하도록 암(3, 4)을 제어함으로써, 큰 상자(B1)의 내 플랩부(B1B, B1F)가 열린 상태를 유지하기 위한 바이어스 보조 동작을 수행하여도 좋다.

도 6은 전개 동작 시에서 제1 핸드 및 제2 핸드와, 큰 상자의 위치 관계를 도시하는 정면도이다. 도 6에서 큰 상자(B1)의 내 플랩부(B1B, B1F)는 도시를 생략하고 있다. 도 6은, 도 5에서 화살표(VI)에서 본 도면이다. 그러나, 전개 동작 중에서 화살표(VI)에서 볼 때 각각의 핸드(5, 6)와 큰 상자(B1)의 위치 관계는 핸드(5, 6) 사이의 거리를 제외하고 변화하지 않는다. 즉, 도 4에서도 도 6에 도시된 위치 관계가 성립하고있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 제1 핸드(5) 및 제2 핸드(6)는, 파지 기구(52, 62)의 파지부(53, 63)가 큰 상자(B1)의 외 플랩부(B1R, B1L)의 상단을 파지했을 때, 유지 기구(54 64)가 각각 큰 상자(B1) 보다 외측에 위치한다. 이에 따라서, 큰 상자(B1)의 전개 동작에서 유지 기구(54, 64)가 큰 상자(B1)에 간섭하는 것이 확실하게 방지된다.

큰 상자(B1)의 전개 동작 후, 로봇(1)은 속 깔판 재치 영역(A3)에 재치되어 있는 속 깔판(B3)을 큰 상자(B1) 내에 수용하는 동작을 수행한다. 본 실시예에 따르면, 제어부(9)는 제1 핸드(5)의 제1 유지 기구(54)가 속 깔판 재치 영역(A3)에 재치된 속 깔판(B3) 상에 위치하도록 제1 암(3)을 제어한다. 제1 유지 기구(54)의 유지부(55)가 속 깔판(B3)의 상면을 흡착함으로써, 제1 핸드(5)가 속 깔판(B3)을 유지한다. 제어부(9)는 큰 상자(B1) 내에 속 깔판(B3)이 수용되도록 제1 암(3)을 제어한다.

이 때, 제어부(9)는, 다음 공정으로서 수행되는 속 상자(B2)의 수용 동작을 위해서, 제2 핸드(6)가 속 상자 반송 장치(80)의 속 상자 재치 영역(A4) 상에 이동하도록 제2 암(4)을 제어한다. 이에 따라서, 제2 암(4)이 제1 암(3) 및 제1 핸드(5)에 의한 속 깔판(B3)의 수용 동작에 간섭하는 것을 방지할 수 있다.

이하에서, 속 상자(B2)의 수용 동작에 대해서 설명한다. 도 7은 도 2에 도시된 상자 담기 장치에서 수용 동작 중인 상태를 도시하는 평면도이고, 도 8은 도 2에 도시된 상자 담기 장치에서 수용 동작의 완료 상태를 도시하는 평면도이다. 도 9는 도 1에 도시된 상자 담기 장치에서 수용 동작의 완료 상태를 도시하는 사시도이다. 여기서, 도 8 및 도 9에서 수용 동작의 완료 상태는, 첫 번째 속 상자(B2)를 큰 상자(B1)에 수용할 수 있는 상태를 의미한다.

속 깔판(B3)의 수용 동작 후, 제어부(9)는, 제1 핸드(5)도 속 상자 반송 장치(80)의 속 상자 재치 영역(A4) 상에 이동하도록 제1 암(3)을 제어한다. 더 자세하게는, 제어부(9)는, 2 개의 유지 기구(54, 64)가 속 상자 재치 영역(A4) 상에서 제1 방향(X1, X2)을 따라 인접 배치되도록 제1 암(3) 및 제2 암(4)을 제어한다. 이와 같이 유지 기구(54, 64)가 속 상자 재치 영역(A4)에 재치된 속 상자(B2) 상에 배치된 후, 2 개의 유지부(55, 65)가 속 상자(B2)의 상면을 흡착함으로써 속 상자(B2)가 유지된다. 즉, 각각의 핸드(5, 6)의 유지 기구(54, 64)는, 하나의 속 상자(B2)를 유지하기 위해서, 서로 제1 방향(X1, X2)을 따라 배열된 상태에서, 각각, 하나의 속 상자(B2)를 유지하도록 구성된다. 이 때, 제1 연장부(56, 66)는 서로 평행하게 위치하고, 또한 제3 연장부(58, 68)는 일직선 상에 위치한다.

속 상자(B2)의 유지 후, 제어부(9)는 2 개의 암(3, 4)을 협조 제어함으로써, 유지부(55, 65)에 의해 유지된 속 상자(B2)를 전개된 큰 상자(B1)에 재치한다. 즉, 제어부(9)는 2 개의 유지 기구(54, 64)의 위치 관계를 유지한 상태에서 2 개의 암(3, 4)을 협조 제어함으로써, 유지된 속 상자(B2)를 이동시킨다.

먼저, 2 개의 암(3, 4)의 선단부의 수평 방향 위치를 변화시키지 않고 수직 방향 위치를 변화시키는 동작을 수행함으로써, 유지부(55, 65)에 의해 유지된 속 상자(B2)를 들어올린다. 또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 제어부(9)는 각각의 암(3, 4)의 선단부(각각의 핸드(5, 6))가 수평면에 평행한 평면 내를 이동하는 동작을 수행함으로써, 유지부(55, 65)에 의해 유지된 속 상자(B2)를 큰 상자(B1) 상의 소정의 재치 위치에 위치시킨다. 그 후, 2 개의 암(3, 4)의 선단부의 수평 방향 위치를 변화시키지 않고 수직 방향 위치를 변화시키는 동작을 수행함으로써, 유지부(55, 65)에 의해 유지된 속 상자(B2)를 큰 상자(B1)의 재치 위치에 재치시킨다.

도 10은 수용 동작 시에서 제1 핸드와, 큰 상자 및 속 상자의 위치 관계를 도시하는 측면도이다. 도 10은 도 8에서 제1 핸드(5)의 제3 방향(Y1)에서 본 도면이다. 큰 상자(B1)는, 점선으로 도시되어 있다. 도 10에서, 큰 상자(B1) 내의 제1 핸드(5) 및 속 상자(B2)가 큰 상자(B1)를 투과하여 도시하고 있다. 여기서, 제2 핸드(6)도 도 10과 마찬가지의 위치 관계를 가지고 있지만, 이하의 설명에서는 제1 핸드(5)에 대해서 예시한다.

도 10에 도시된 바와 같이, 제1 핸드(5)는, 유지부(55)에 의해 유지된 속 상자(B2)를 큰 상자(B1)의 내 플랩부(B1B)에 접속되는 측면에 접한 상태에서 큰 상자(B1)의 저면에 재치된 때에, 파지 기구(52)의 파지부(53)가 큰 상자(B1)의 측면(로봇(1)에서 상자 담기 영역(A1)을 향한 상태에서 볼 때 앞쪽) 보다 외측 그리고 내 플랩부(B1B)의 하단 보다 상방에 위치한다. 다시 말해서, 평면에서 볼 때, 파지 기구(52, 62)는 로봇(1)의 회동축(C)과 유지 기구(54, 64) 사이에 위치한다.

즉, 제2 연장부(57)의 제2 방향(Z 방향) 길이는, 유지 기구(54)의 선단부(유지부(55)의 흡착면)과 파지 기구(52)의 선단부(파지부(53)의 하단) 사이의 수직 방향(제2 방향(Z))의 거리가, 큰 상자(B1)의 저면에서 내 플랩부(B1B)의 하단까지의 길이(플랩부를 닫은 경우의 큰 상자(B1)의 높이)에서 속 상자(B2)의 높이를 뺀 길이 보다 길게 설정되어 있다. 또한, 각각의 암(3, 4)의 선단부에서 상하 방향 이동 거리가, 당해 선단부에서 유지부(55B, 65B)의 선단부(흡착면)까지의 길이와 거의 동일한 거리로 설정된다. 또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 평면에서 볼 때, 파지 기구(52, 62)는 로봇(1)의 회동축(C)과 유지 기구(54, 64) 사이에 위치한다.

이에 따라서, 속 상자(B2)의 큰 상자(B1)로의 수용 동작에서 파지 기구(52)가 큰 상자(B1)에 간섭하는 것이 확실하게 방지된다. 여기서, 내 플랩부(B1B)는 수용 동작 시에서 큰 상자(B1)의 본체부에 대하여 가동하기 위해서, 당해 수용 동작 시에서 파지부(53)가 내 플랩부(B1B)에 다소 접촉하여도 문제없다. 그러나, 파지부(53)가 내 플랩부(B1B)에 접촉하지 않도록, 제1 연장부(56) 및/또는 제2 연장부(57)의 길이를 설정하는 것도 가능하다.

큰 상자(B1)는, 복수의 속 상자(B2)가 수용 가능한 크기로 형성되어 있다. 본 실시예에 따르면, 로봇(1)에서 상자 담기 영역(A1)을 향한 상태에서 볼 때 전후 방향으로 2 개의 속 상자(B2)가 재치 가능하고 또한 높이 방향으로 2 단씩의 속 상자(B2)가 재치 가능하다. 즉, 큰 상자(B1)에 4 개의 속 상자(B2)가 재치 가능하다. 이 경우, 제어부(9)는 1 개의 큰 상자(B1)에 대해서, 각 회에서 재치 위치를 바꾸면서 속 상자(B2)를 수용 동작을 위한 제어를 4 회 수행한다.

속 상자(B2)의 큰 상자(B1)로의 수용 동작에서, 첫 번째 속 상자(B2)가 소정 위치(하단이고 앞쪽인 재치 위치)에 재치된 후, 제어부(9)는, 다시 핸드(5, 6)를 속 상자 반송 장치(80)의 속 상자 재치 영역(A4)을 이동시키고, 속 상자 재치 영역(A4)에 재치되어 있는 두 번째 속 상자(B2)를 유지부(55, 65)를 사용하여 유지하도록 암(3, 4)을 제어한다.

그 후, 제어부(9)는 유지부(55, 65)에 의해 유지된 속 상자(B2)를 큰 상자(B1) 상의 소정의 재치 위치애 재치시키도록 암(3, 4)을 제어한다. 이 때, 두 번째 속 상자(B2)의 재치 위치는, 예를 들어 하단이고 뒤쪽인 재치 위치가 된다. 이 후 마찬가지로, 세 번째 속 상자(B2)가 상단의 앞쪽의 재치 위치에 재치되고, 네 번째 속 상자(B2)를 상단의 뒤쪽의 재치 위치에 재치시킨다. 여기서, 제어부(9)는 하단의 2 개의 속 상자(B2)가 재치된 후, 다시 제1 암(3)을 이용하여 속 깔판(B3)을 하단의 2 개의 속 상자(B2) 상에 재치하는 제어를 수행하여도 좋다.

규정된 수(4 개)의 속 상자(B2)가 큰 상자(B1)에 재치된 후, 큰 상자(B1)는 큰 상자 반송 장치(20)에 의해 상자 담기 영역(A1) 밖으로 반송되면서 각각의 플랩부(B1B, B1F, B1R, B1L)가 닫혀 포장 작업이 종료된다. 여기서, 큰 상자 반송 장치(20)에 의해 큰 상자(B1)가 반송되기 전에, 제어부(9)는 파지 기구(52, 62)의 파지부(53, 63)에 의해 외 플랩부(B1R, B1L)를 파지한 상태에서 핸드(5, 6)를 큰 상자(B1)의 좌우 방향 내측으로 이동시키도록 암(3, 4)을 제어함으로써, 큰 상자(B1)의 외 플랩부(B1R, B1L)을 닫기 위한 보조를 수행하여도 좋다.

본 실시예에 따른 상자 담기 장치(10)에 의하면, 큰 상자(B1)를 전개하기 위해서 큰 상자(B1)의 플랩부(외 플랩부)(B1R, B1L)의 상단을 파지하는 파지부(53, 63)를 구비하는 파지 기구(52, 62)와 속 상자(B2)를 유지하는 유지부(55, 65)를 구비하는 유지 기구(54, 64)가, 각각의 핸드(5, 6)에 설치된다. 나아가, 파지부(53, 63)와 유지부(55, 65)는 평면에서 볼 때 이격된 위치, 또한 수직으로 이격된 위치에 위치하도록 구성된다.

이러한 구성을 구비함으로써, 유지부(55, 65)가 파지부(53, 63)에 대해서 평면에서 볼 때 겹치지 않는 위치에 위치하기 때문에, 큰 상자(B1)를 전개하기 위해서 큰 상자(B1)의 플랩부(외 플랩부)(B1R, B1L)의 상단을 파지하였을 때에, 큰 상자(B1)의 전개 동작에서 유지 기구(54, 64)가 큰 상자(B1)에 간섭하는 것이 방지된다. 또한, 유지부(55, 65)와 파지부(53, 63)가 상하 방향으로 이격되어 있기 때문에, 유지부(55, 65)가 속 상자(B2)를 유지한 상태에서 큰 상자(B1) 내(즉, 플랩부(B1B)의 하단 보다 하방)로 이동하였을 때에, 속 상자(B2)의 수용 동작에서 파지 기구(52, 62)가 큰 상자(B1)에 간섭하는 것이 방지된다. 따라서, 큰 상자(B1)를 전개하고, 그 속에 복수의 속 상자(B2)를 재치하는 작업을 1 개의 상자 담기 장치(10)(로봇(1))로 효율적으로 수행할 수 있다.

여기서, 본 명세서 및 특허 청구 범위의 기재에서, 「파지부」(53, 63)란, 파지 기구(52, 62)에 의해 큰 상자(B1)의 플랩부(B1R, B1L)를 파지하기 위해서, 큰 상자(B1)에 접촉하는 부분을 의미한다. 마찬가지로, 본 명세서 및 특허 청구 범위의 기재에서, 「유지부」(55, 65)란, 유지 기구(54, 64)에 의해 속 상자(B2)를 유지하기 위해서, 속 상자(B2)에 접촉하는 부분을 의미한다.

따라서, 본 명세서 및 특허 청구 범위의 기재에서, 「파지 기구의 파지부와 유지 기구의 유지부는, 평면에서 볼 때 이격된 위치에 위치한다」란, 큰 상자(B1)의 전개 동작에서 파지 기구(52, 62)가 큰 상자(B1)에 접촉하는 위치와, 속 상자(B2)의 수용 동작에서 유지 기구(54, 64)가 속 상자(B2)에 접촉하는 위치가 평면에서 볼 때 겹치지 않는 것을 의미한다. 예를 들어, 파지 기구(52, 62) 중에서 파지부(53, 63) 이외의 부분과, 유지 기구(54, 64) 중에서 유지부(55, 65) 이외의 부분은, 평면에서 볼 때 겹쳐 있어도 좋다. 파지 기구(52, 62) 중에서 파지부(53, 63) 이외의 부분 및 유지 기구(54, 64) 중에서 유지부(55, 65) 이외의 부분은, 예를 들어, 파지부(53, 63)에서 파지 동작을 수행하기 위한 가동 기구부(파지부의 베이스) 및/또는 액추에이터, 유지부(55, 65)에서 유지 동작(흡착 동작)을 수행하기 위한 액추에이터 및/또는 흡기 경로 등이다.

또한, 본 실시예에 따르면, 제1 연장부(56, 66)에 파지부(53, 63)가 설치되고, 제2 연장부(57, 67)에 유지부(55, 65)가 설치됨으로써, 간단한 구성으로 파지부(53, 63) 또는 유지부(55, 65)를 간섭 회피하기 위해 가동시키는 구성으로 하지 않고(즉, 파지부(53, 63) 및 유지부(55, 65)의 상대 위치를 변경시키지 않고) 큰 상자(B1)의 전개 동작 및 속 상자(B2)의 수용 동작 중 일방의 동작 중에, 당해 동작에 사용되지 않는 기구가 그 동작에 간섭하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 동축 듀얼 암 로봇(1)이 상기 전개 동작 및 수용 동작을 수행하도록 구성된다. 2 개의 암(3, 4)이 협조 동작함으로써, 더 효율적으로 큰 상자(B1)의 전개 동작 및 속 상자(B2)의 수용 동작을 수행할 수 있다. 또한, 2 개의 암(3, 4)이 회동축(C)에 의해 동축 배치되기 때문에 공간 효율성과 제어성을 높일 수 있다.

[실시예 2]

다음으로, 본 발명의 실시예 2에 대해 설명한다. 도 11은 본 발명의 실시예 2에 따른 상자 담기 장치의 예를 도시하는 사시도이다. 또한, 도 12는 도 11에 도시된 상자 담기 장치의 개략적인 구성을 도시하는 모식적인 평면도이다. 또한, 도 13은 도 12에 도시된 상자 담기 장치의 정면도이다. 도 12 및 도 13에서는, 도 11의 구성을 개략적으로 도시하는 것이고, 도 11의 구성과는 형상의 상세 등이 다르다.

실시예 2에서 실시예 1과 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 설명을 생략한다. 실시예 2에서 상자 담기 장치(10B)가 실시예 1의 상자 담기 장치(10)와 다른 점은 핸드(5B, 6B)의 핸드 베이스(51B, 61B)의 구성이 실시예 1의 핸드 베이스(51, 61)와는 다르다는 것이다.

본 실시예에서도, 핸드 베이스(51B, 61B)는 제1 연장부(56B, 66B), 제2 연장부(57B, 67B) 및 제3 연장부(58B, 68B)를 구비하고 있고, 이들의 방향은, 실시예 1과 동일하다. 즉, 제1 연장부(56B, 66B)는 제1 방향(X1, X2)으로 연장된다. 또한, 제2 연장부(57B, 67B)는 제1 연장부(56B, 66B)의 제1 단부(56a, 66a)에 장착되고, 제2 방향(Z)으로 연장된다. 또한, 제3 연장부(58B, 68B)는 제3 방향(Y1, Y2)으로 연장된다.

그러나, 본 실시예에 따른 핸드 베이스(51B, 61B)에서, 제2 연장부(57B, 67B)의 기단부는 제3 연장부(58B, 68B)의 선단부에 장착되고, 제1 연장부(56B, 66B)의 제1 단부(56a, 66a)는 제2 연장부(57B, 67B)의 선단부 보다 소정 거리 상방의 중간부에 장착되어 있다. 즉, 본 실시예에 따르면, 제1 연장부(56B, 66B)의 제1 단부(56a, 56b)는 제1 연장부(56B, 66B)의 기단부이고, 제1 연장부(56B, 66B)의 제2 단부(56b, 66b)는 제1 연장부(56B, 66B)의 선단부이다. 또한, 본 실시예에 따르면, 제2 연장부(57B, 67B)는 각각 1 개의 각기둥 부재에 의해 구성되어 있다.

또한, 각각의 핸드(5, 6)의 파지 기구(52B, 62B)는 각각, 대응하는 제1 연장부(56B, 66B)의 제2 단부(56b, 66b)에서 파지부(53B, 63B)가 제2 방향(Z)을 향하도록 장착되어 있다. 또한, 각각의 핸드(5, 6)의 유지 기구(54B, 64B)는 각각, 대응하는 제2 연장부(57B, 67B)의 선단부에서 유지부(55B, 65B)가 제2 방향(Z)을 향하도록 장착되어 있다.

도 13에 도시된 바와 같이, 제2 연장부(57B, 67B)는, 제3 연장부(58B, 68B)의 선단부 측의 제1 면(57a, 67a)과 당해 제1 면(57a, 67a)의 반대 측에 위치하는 제2 면(57b, 67b)을 구비하고 있다. 제1 핸드(5B)의 제3 연장부(58B)의 길이(제1 암(3B)의 선단부에서 제2 연장부(57B)의 장착 위치까지의 길이)와 제2 핸드(6B)의 제3 연장부(68B)의 길이(제2 암(4B)의 선단부에서 제2 연장부(67B)의 장착 위치까지의 길이)는 같다. 제1 핸드(5B)의 제1 연장부(56B)의 제1 단부(56a)는, 제2 연장부(57B)의 제2 면(57b)에 장착된다. 제2 핸드(6B)의 제1 연장부(66B)의 제1 단부(66a)는, 제2 연장부(67B)의 제1 면(67a)에 장착된다.

즉, 도 12에 도시된 바와 같이, 제1 파지 기구(52B)가 장착되는 제1 핸드(5)의 제1 연장부(56B)의 제2 연장부(57B)의 장착 위치와, 제2 파지 기구(62B)가 장착되는 제2 핸드(6)의 제1 연장부(66B)의 제2 연장부(67B)의 장착 위치가, 각각의 제3 방향(Y1, Y2)을 동일한 방향으로 배치한 상태에서 당해 제3 방향(Y1, Y2)에 대해서 서로 다르게 되어 있다. 따라서, 본 실시예에서 제1 핸드(5B) 및 제2 핸드(6B)는, 실시예 1과는 다르게, 제3 방향(Y1, Y2)을 같은 방향으로 일치시킨 상태(도 12에 도시된 상태)에서도 서로 거울 대칭의 관계로는 되지 않는다.

본 실시예에서 로봇(1B)도, 실시예 1과 마찬가지로 큰 상자(B1)의 전개 동작 및 속 상자(B2)의 수용 동작을 수행한다. 도 11 및 도 12는, 큰 상자(B1)의 전개 동작의 완료 상태를 도시하고 있다. 상술한 바와 같이, 본 실시예에서 제1 핸드(5B) 및 제2 핸드(6B)는 서로 거울 대칭 관계로는 되지 않는다. 따라서, 제어부(9)는 제1 핸드(5B)의 제1 파지 기구(52B)가 큰 상자(B1)의 외 플랩부(B1R)를 파지하고, 제2 핸드(6B)의 제2 파지 기구(62B)가 큰 상자(B1)의 외 플랩부(B1L)를 파지할 때, 외 플랩부(B1R, B1L)의 파지 위치를 전후 방향에서 서로 동일한 위치로 하기 위해서, 제1 암(3)의 선단부의 위치와 제2 암(4)의 선단부의 위치를, 제3 방향(Y1, Y2)에 대해 서로 어긋난 위치로 이동시키도록 제어한다. 이 때, 제1 연장부(56B, 66B)는 일직선 상에 위치하고, 또한 제3 연장부(58B, 68B)는 서로 평행하게 위치한다.

이와 같이, 본 실시예의 로봇(1B)은, 큰 상자(B1)의 전개 동작에서 실시예 1의 로봇(1)과 약간의 차이가 있지만, 본 실시예에서도, 제1 핸드(5B) 및 제2 핸드(6B)는, 파지 기구(52B, 62B)의 파지부(53B, 63B)가 큰 상자(B1)의 외 플랩부(B1R, B1L)의 상단을 파지하였을 때, 유지 기구(54B, 64B)가 각각 큰 상자(B1) 보다 외측에 위치하는 점에서 공통하고 있다. 따라서, 본 실시예에서도, 큰 상자(B1)의 전개 동작에서 유지 기구(54B, 64B)가 큰 상자(B1)에 간섭하는 것이 확실하게 방지된다.

제어부(9)는 속 상자(B2)의 수용 동작에서도, 실시예 1과 대략 마찬가지로 각각의 암(3B, 4B)의 동작을 제어한다. 즉, 각각의 핸드(5B, 6B)의 유지 기구(54B, 64B)는, 하나의 속 상자(B2)를 유지하기 위해서, 서로 제1 방향(X1, X2)을 따라 배열된 상태에서, 각각, 하나의 속 상자(B2)를 유지하도록 구성된다. 속 상자(B2)의 유지 후, 제어부(9)는 2 개의 암(3, 4)을 협조 제어함으로써, 유지부(55B, 65B)에 의해 유지된 속 상자(B2)를 전개된 큰 상자(B1)에 재치한다.

도 14은 도 12에 도시된 상자 담기 장치의 수용 동작의 완료 상태를 도시하는 평면도이다. 또한, 도 15은 도 11에 도시된 상자 담기 장치의 수용 동작의 완료 상태를 도시하는 확대 사시도이다. 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 각각의 핸드(5B, 6B)는, 유지 기구(54B, 64B)가 하나의 속 상자(B2)를 유지한 상태에서, 제3 방향(Y1, Y2)을 따라 배열되도록 구성되어 있다. 이 때, 제2 연장부(57B, 67B)의 제3 방향(Y1, Y2)의 위치는 동일 위치가 된다. 또한, 제1 연장부(56B, 66B)는 서로 평행하게 위치하고 또한 제3 연장부(58B, 68B)는 서로 평행하게 위치한다.

상기 구성에 따르면, 2 개의 유지 베이스(54B, 64B)에 의해 하나의 속 상자(B2)를 유지한 경우에, 2 개의 유지 기구(54B, 64B)의 배열 방향(제1 방향(X1, X2))에 직교하는 방향(제3 방향(Y1, Y2))으로 2 개의 파지 기구(52B, 62B)가 배열된다. 이에 따라서, 유지 기구(54B, 64B)에 의해 속 상자(B2)를 유지하였을 때에, 각각의 파지 기구(52B, 62B)를 2 개의 유지 기구(54B, 64B) 사이에 배치시킬 수 있다. 따라서, 속 상자(B2)의 유지 시에, 평면에서 볼 때 속 상자(B2)의 상면 보다 외측으로 파지 기구(52B, 62B)가 밀려나는 영역을 줄일(본 실시예에서는 제거할) 수 있다. 이에 따라서, 큰 상자(B1) 내로의 속 상자(B2)의 수용 동작에서 파지 기구(52B, 62B)가 큰 상자(B1) 등에 간섭하는 것을 방지할 수 있다.

여기서, 본 실시예에 따르면, 유지 기구(54B, 64B)는, 도 11 및 도 15에 도시된 바와 같이, 속 상자(B2)를 유지하는 때의 수평 방향(제1 방향(X1, X2) 및 제3 방향(Y1, Y2))에 대해서 속 상자(B2)와 유지부(55B, 65B)의 상대 위치를 규제하는 가이드 부재(59, 69)를 구비하고 있다. 여기서, 도 12 내지 도 14에서는 가이드 부재(59, 69)의 도시는 생략하고 있다. 가이드 부재(59, 69)는 유지 기구(54B, 64B)의 베이스에서 제1 방향(X1, X2) 및/또는 제3 방향(Y1, Y2) 방향으로 돌출된 수평편과, 수평편의 선단부에서 제2 방향(Z)(하방)으로 연장된 수직편을 구비하고 있다. 가이드 부재(59, 69)에 의해서, 유지 기구(54B, 64B)의 유지부(55B, 65B)에 의해 속 상자(B2)를 적절한 위치에 유지할 수 있다. 여기서, 실시예 1에서, 이와 같은 가이드 부재(59, 69)를 설치하여도 좋다.

[변형예]

이상에서, 본 발명의 실시예에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니고, 그 취지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지의 개량, 변경, 수정이 가능하다.

예를 들어, 상기 실시예에서는, 2 개의 핸드(5, 6)을 사용하여 1 개의 속 상자(B2)를 유지하는 형태에 대해 설명하였지만, 1 개의 핸드(5 또는 6)를 이용하여 1 개의 속 상자(B2)를 유지하여도 좋다. 예를 들어, 2 개의 핸드(5, 6) 각각이 1 개의 속 상자(B2)를 유지함으로써, 1 회의 수용 동작에서 2 개의 속 상자(B2)를 큰 상자(B1)에 수용하도록 하여도 좋다.

또한, 제1 핸드와 제2 핸드가 서로 다른 구성을 구비하여도 좋다. 도 16은 실시예 1의 변형예에서 제1 핸드와 제2 핸드를 도시하는 확대 평면도이다. 도 16에 도시된 변형예에서, 제1 핸드(5)는 상기 실시예 1과 동일한 구성을 구비하고 있다. 한편, 제2 핸드(6C)는 실시예 1과 동일한 파지부(제1 파지부)(63)를 구비하는 파지 기구(62)와, 실시예 1 또는 2의 흡착 구조를 구비하는 유지부(55, 65, 55B, 65B) 대신에, 속 상자(B2)를 측방(제1 방향(X2))에서 파지하도록 한 제2 파지부(90)를 구비하는 유지 기구(64C)를 구비하고 있다. 이 경우에도, 제어부(9)는, 제1 암(3) 및 제2 암(4)을 협조 제어하여 유지부(55) 및 제2 파지부(90)에 의한 속 상자(B2)의 유지 상태를 유지하면서 속 상자(B2)를 큰 상자(B1) 내에 수용하는 동작을 수행한다.

또한, 상기 실시예에서는, 2 개의 암(3, 4)이 회동축(C)에 동축 배치되는 구성에 대해 설명하였지만, 반드시 동축 배치되어 있지 않아도 좋다. 또한, 3 개 이상의 암을 구비한 상자 담기 장치 또는 1 개의 암만을 구비한 상자 담기 장치에 대해서도 본 발명을 적용 가능하다.

또한, 상기 실시예에서는, 상자 담기 장치(10)가 2 개의 암(3, 4)의 선단부의 수평 방향 위치를 변화시키지 않고 수직 방향 위치를 변화시키는 동작과, 각각의 암(3, 4)의 선단부가 수평면에 평행 한 평면 내를 이동하는 동작을 조합하여 실현되도록 한 로봇(1)을 구비한 구성에 대해 설명하였지만, 6 축 다관절 로봇 등과 같은 부하의 앞쪽의 위치를 3 차원적으로 제어할 수 있는 암이 1 개 또는 복수로 된 로봇을 이용하여 상자 담기 장치를 구성하는 경우에 대해서도 본 발명을 적용 가능하다. 1 개의 암만을 구비하는 상자 담기 장치에서, 큰 상자(B1)의 전개 동작은, 예를 들어, 큰 상자 반송 장치(70)가 외 플랩부(B1R)가 접속되는 큰 상자(B1)의 측면을 유지한 상태에서, 당해 1 개의 암 및 그에 접속되는 1 개의 핸드가 상기 실시예의 제2 암(5, 5B) 및 제2 핸드(6, 6B)와 동일한 조작을 수행하여 실현 가능하다.

상기 설명으로부터, 당업자에게는, 본 발명의 많은 개량이나 다른 실시 형태가 분명할 것이다. 따라서, 상기 설명은 예시로서만 해석되어야 하며, 본 발명을 실행하는 최선의 형태를 당업자에게 교시할 목적으로 제공된 것이다. 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 그 구조 및/또는 기능의 상세를 실질적으로 변경할 수 있다.

본 발명은 큰 상자를 전개하고, 그 속에 복수의 속 상자를 재치하는 작업을 1 개의 장치로 효율적으로 수행하기에 유용하다.

10, 10B: 상자 담기 장치
3, 3B: 제1 암
4, 4B: 제2 암
5, 5B: 제1 핸드
6, 6B: 제2 핸드
9: 제어부
51, 51B, 61, 61B: 핸드 베이스
52, 52B, 62, 62B: 파지 기구
53, 53B, 63, 63B: 파지부
54, 54B, 64, 64B: 유지 기구
55, 55B, 65, 65B: 유지부
56, 56B, 66, 66B: 제1 연장부
56a, 66a: 제1 단부
56b, 66b: 제2 단부
57, 57B, 67, 67B: 제2 연장부
B1: 큰 상자
B1R, B1L: 외 플랩부
B2: 속 상자

Claims (6)

1. 포장용의 큰 상자 내에 피포장물이 수용된 복수의 속 상자를 재치하기 위한 상자 담기 장치로서,
   복수의 관절축을 구비하는 제1 암과,
   상기 제1 암의 선단부에 설치되는 제1 핸드와,
   상기 제1 암 및 상기 제1 핸드의 동작을 제어하는 제어부를 구비하고,
   상기 제1 핸드는,
   핸드 베이스와,
   상기 핸드 베이스에 설치되고, 상기 큰 상자의 플랩부 상단을 파지하는 파지부를 구비하는 파지 기구와,
   상기 핸드 베이스에 설치되고, 상기 속 상자를 유지하는 유지부를 구비하는 유지 기구를 구비하고,
   상기 제어부는,
   상기 파지 기구의 파지부가, 접혀진 상태의 상기 큰 상자의 플랩부 상단을 파지한 상태에서, 상기 큰 상자를 전개하도록 수평면 내를 이동하는 전개 동작과,
   상기 유지 기구의 유지부가 상기 속 상자를 유지한 상태에서, 전개된 상기 큰 상자 내에 상기 속 상자를 수용시키는 수용 동작을 수행하도록, 상기 제1 암 및 상기 제1 핸드의 동작을 제어하고,
   상기 제1 핸드는, 상기 파지 기구의 파지부와 상기 유지 기구의 유지부가, 평면에서 볼 때 이격된 위치, 또한 수직 방향으로 이격된 위치에 위치하도록 구성되어 있고,
   상기 제어부는, 상기 유지부가 상기 속 상자를 유지한 상태에서, 유지된 상기 속 상자를 전개된 상기 큰 상자의 측면의 내면에 접한 상태에서 상기 큰 상자의 저면에 재치한 때에, 상기 파지부가 상기 큰 상자의 측면보다 외측 그리고 상기 측면보다 상방에 위치하도록 상기 제1 핸드를 제어하는 것을 특징으로 하는 상자 담기 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 핸드 베이스는, 제1 방향으로 연장되는 제1 연장부와, 상기 제1 연장부의 제1 단부에 장착되고, 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 연장되는 제2 연장부를 구비하고,
   상기 파지 기구는, 상기 제1 연장부의 제2 단부에서 상기 파지부가 상기 제2 방향을 향하도록 장착되고,
   상기 유지 기구는, 상기 제2 연장부의 선단부에서 상기 유지부가 상기 제2 방향을 향하도록 장착되는 것을 특징으로 하는 상자 담기 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제1 핸드는 상기 파지 기구의 파지부가 상기 큰 상자의 플랩부 상단을 파지하였을 때, 상기 유지 기구가 상기 큰 상자 보다 외측에 위치하는 것을 특징으로 하는 상자 담기 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   복수의 관절축을 구비하는 제2 암과,
   상기 제2 암의 선단부에 설치되는 제2 핸드을 구비하고,
   상기 제2 핸드는,
   핸드 베이스와,
   상기 핸드 베이스에 설치되고, 상기 큰 상자의 플랩부 상단을 파지하는 파지부를 구비하는 파지 기구와,
   상기 핸드 베이스에 설치되고, 상기 속 상자를 유지하는 유지부를 구비하는 유지 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 상자 담기 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 암 및 상기 제2 암의 각각은, 기대에 수직인 축에 동축으로 배치되고 또한 상기 기대에 대해서 독립적으로 상기 축 둘레를 회동 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 상자 담기 장치.
6. 제4항에 있어서,
   상기 제1 핸드 및 제2 핸드의 상기 핸드 베이스는 각각, 제1 방향으로 연장되는 제1 연장부와, 상기 제1 연장부의 제1 단부에 장착되고, 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 연장되는 제2 연장부를 구비하고,
   상기 제1 핸드 및 제2 핸드의 상기 파지 기구는 각각, 대응하는 상기 제1 연장부의 제2 단부에서 상기 파지부가 상기 제2 방향을 향하도록 장착되고,
   상기 제1 핸드 및 제2 핸드의 상기 유지 기구는 각각, 대응하는 상기 제2 연장부의 선단부에서 상기 유지부가 상기 제2 방향을 향하도록 장착되며,
   상기 제1 핸드 및 제2 핸드의 상기 유지 기구는, 하나의 속 상자를 유지하기 위해서, 서로 상기 제1 방향을 따라 배열된 상태에서, 각각, 상기 하나의 속 상자를 유지하도록 구성되고,
   상기 제1 핸드 및 제2 핸드의 상기 파지 기구는, 상기 유지 기구가 상기 하나의 속 상자를 유지한 상태에서 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 직교하는 제3 방향에 따라 배열되어 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 상자 담기 장치.

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