特許 7366465 製函装置及び製函方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-13

(45)【発行日】2023-10-23

(54)【発明の名称】製函装置及び製函方法

(51)【国際特許分類】

   B31B 50/78 20170101AFI20231016BHJP

   B31B 50/52 20170101ALI20231016BHJP

   B31B 50/07 20170101ALI20231016BHJP

   B31B 50/26 20170101ALI20231016BHJP

【ＦＩ】

B31B50/78

B31B50/52

B31B50/07

B31B50/26

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2022517839

(86)(22)【出願日】2021-11-25

(86)【国際出願番号】 JP2021043146

【審査請求日】2022-03-18

(73)【特許権者】

【識別番号】506329292

【氏名又は名称】スターテクノ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100134326

【弁理士】

【氏名又は名称】吉本 聡

(72)【発明者】

【氏名】菱川 辰巳

【審査官】岡崎 克彦

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－００１３０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５５－１２８７２０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５７－１５６３２４（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ３１Ｂ ５０／７８

Ｂ３１Ｂ ５０／５２

Ｂ３１Ｂ ５０／０７

Ｂ３１Ｂ ５０／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の方向に延びる長尺の移動レールと、
その移動レール上を移動可能であって、函を把持可能な多関節ロボットと、
前記移動レール上の前記多関節ロボットにより把持された前記函の一対の内フラップを折り曲げるように構成された第１の折曲部材と、
その第１の折曲部材を挟んで配置され、前記第１の折曲部材に対して上下方向及び左右方向に移動させることにより、前記移動レール上の前記多関節ロボットにより把持された前記函の一対の外フラップを折り曲げるように構成された第２の折曲部材と、
を備え、
前記多関節ロボットは、前記一対の外フラップが前記第２の折曲部によって折り曲げられている間に、前記函を前記第１の折曲部材から離間させるように構成されていることを特徴とする製函装置。

【請求項2】

前記第２の折曲部材は、前記第１の折曲部材を挟んで配置された一対の第２のレールによって構成され、
前記一対の第２のレール間の距離及び前記第１の折曲部材と前記第２の折曲部材との前記上下方向及び前記左右方向に垂直な前後方向における距離を、前記函の大きさに応じて変更可能としたことを特徴とする請求項１に記載の製函装置。

【請求項3】

前記第１の折曲部材は、第１のレールと、その第１のレールの表面から突出して前記第１のレール上に配置された湾曲形状の外周を有する突出部と、から構成され、
前記移動レール上の前記多関節ロボットは、把持した前記函の傾斜角度を変えながら、前記函の各内フラップを前記突出部の湾曲形状からなる外周の異なる位置に当接させて、前記一対の内フラップを折り曲げることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の製函装置。

【請求項4】

複数種類の平面函を載置した平面函載置部から所望の前記平面函を多関節ロボットの先端に接続された物品吸着装置によって把持する第１の工程と、
その第１の工程の後、前記平面函を前記吸着装置によって把持して立体化する第２の工程と、
その第２の工程の後、立体化された函の傾斜角度を変えながら、前記函の一対の内フラップの各内フラップを、第１の折曲部材に設けられた突出部の湾曲形状からなる外周の異なる位置に当接させて、前記一対の内フラップを折り曲げる第３の工程と、
その第３の工程の後、前記第１の折曲部材を挟んで配置された一対の第２の折曲部材を上下方向及び左右方向に移動させることにより、前記函の一対の外フラップを折り曲げる第４の工程と、
立体化された前記函を前記多関節ロボットによって移動させることにより、前記第４の工程によって前記一対の外フラップが前記第２の折曲部材によって折り曲げられている間に、前記函を前記第１の折曲部材から離間させる第５の工程と、
を備えたことを特徴とする製函方法。」

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、平面状に折り畳まれた箱を立体化して組み立てる製函装置及び製函方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、平面状に折り畳まれた箱を立体化して組み立てる製函装置が知られている。

【0003】

例えば、特許文献１には、箱材８を吸着するハンド２と、そのハンド２が取り付けられ、ハンド２に吸着された箱材８を一定方向に移動させながら箱材８の組立を行うロボット本体１と、を有するロボットと、固定的に設置され、ロボット本体１により移動される箱材８の内側フラップ部８３ａ及び８３ｂが当接されることにより、内側フラップ部８３ａ及び８３ｂが折り曲げられる第１折曲部材４と、固定的に設置され、ロボット本体１により移動される箱材８の外側フラップ部８４ａ及び８４ｂが当接されることにより、外側フラップ８４ａ及び８４ｂが折り曲げられる第２折曲部材５と、を備えたロボットシステム（製函装置）１００が記載されていると認められる（図４乃至図１１等参照）。

【0004】

また、特許文献１には、ロボットシステム（製函装置）１００によれば、異なるサイズの箱材を組み立てる場合でも、ユーザの作業負担が増加するのを抑制することができる旨記載されている（０００５段落等参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１４－１２４７９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、引用文献１に記載の製函装置は、ハンド２のサイズが一定であるため、函の大きさが異なる場合にその函を製函することが困難であるという問題があった。特に、函の大きさが大きい場合に問題があった。

【0007】

また、引用文献１に記載の製函装置は、第１折曲部材４及び第２折曲部材５の形状及び配置に関して種々の工夫が施されているものの、函の大きさによっては、函の外側フラップ８４ａ及び８４ｂが第２折曲部材５に当接して折り曲がる前に内フラップ８３ａ及び８３ｂの折りが戻ってしまったり、函の外側フラップ８４ａ及び８４ｂが折り曲がる際に、外側フラップ８４ａ及び８４ｂが第１折曲部材４に当接して変形してしまったりするといった問題があった。

【0008】

本発明は、従来技術が有する上述した問題に対応してなされたものであり、大きさの異なる函であっても、確実に組み立てることができる製函装置及び製函方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上述した課題を解決するために、本発明の第１の態様の製函装置は、第１の方向に延びる長尺の移動レールと、その移動レール上を移動可能であって、函を把持可能な多関節ロボットと、前記移動レール上の前記多関節ロボットにより把持された前記函の一対の内フラップを折り曲げるように構成された第１の折曲部材と、その第１の折曲部材を挟んで配置され、前記第１の折曲部材に対して上下方向及び左右方向に移動させることにより、前記移動レール上の前記多関節ロボットにより把持された前記函の一対の外フラップを折り曲げるように構成された第２の折曲部材と、を備え、前記多関節ロボットは、前記一対の外フラップが前記第２の折曲部によって折り曲げられている間に、前記函を前記第１の折曲部材から離間させるように構成されていることを特徴とする。

【0010】

また、本発明の第２の態様は、第１の態様の製函装置において、前記第２の折曲部材は、前記第１の折曲部材を挟んで配置された一対の第２のレールによって構成され、前記一対の第２のレール間の距離及び前記第１の折曲部材と前記第２の折曲部材との前記上下方向及び前記左右方向に垂直な前後方向における距離を、前記函の大きさに応じて変更可能としたことを特徴とする。

【0011】

また、本発明の第３の態様は、第１の態様の製函装置または第２の態様の製函装置において、前記第１の折曲部材は、第１のレールと、その第１のレールの表面から突出して前記第１のレール上に配置された湾曲形状の外周を有する突出部と、から構成され、前記移動レール上の前記多関節ロボットは、把持した前記函の傾斜角度を変えながら、前記函の各内フラップを前記突出部の湾曲形状からなる外周の異なる位置に当接させて、前記一対の内フラップを折り曲げることを特徴とする。

【0012】

さらに、本発明の第４の態様の製函方法は、複数種類の平面函を載置した平面函載置部から所望の前記平面函を多関節ロボットの先端に接続された物品吸着装置によって把持する第１の工程と、その第１の工程の後、前記平面函を前記吸着装置によって把持して立体化する第２の工程と、その第２の工程の後、立体化された函の傾斜角度を変えながら、前記函の一対の内フラップの各内フラップを、第１の折曲部材に設けられた突出部の湾曲形状からなる外周の異なる位置に当接させて、前記一対の内フラップを折り曲げる第３の工程と、その第３の工程の後、前記第１の折曲部材を挟んで配置された一対の第２の折曲部材を上下方向及び左右方向に移動させることにより、前記函の一対の外フラップを折り曲げる第４の工程と、立体化された前記函を前記多関節ロボットによって移動させることにより、前記第４の工程によって前記一対の外フラップが前記第２の折曲部材によって折り曲げられている間に、前記函を前記第１の折曲部材から離間させる第５の工程と、を備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明の第１の態様の製函装置によれば、本発明の第１の態様の製函装置は、第１の方向に延びる長尺の移動レールと、その移動レール上を移動可能であって、函を把持可能な多関節ロボットと、移動レール上の多関節ロボットにより把持された函の一対の内フラップを折り曲げるように構成された第１の折曲部材と、その第１の折曲部材を挟んで配置され、第１の折曲部材に対して上下方向及び左右方向に移動させることにより、移動レール上の多関節ロボットにより把持された函の一対の外フラップを折り曲げるように構成された第２の折曲部材と、を備え、多関節ロボットは、一対の外フラップが第２の折曲部によって折り曲げられている間に、函を第１の折曲部材から離間させるように構成されているので、大きさの異なる平面函を安定して効率良く製函することができ、外フラップが折れ曲がる際に、外フラップが第１の折曲部材に当接して変形することを防止することができる。

【0014】

また、本発明の第２の態様によれば、第１の態様の製函装置において、第２の折曲部材は、第１の折曲部材を挟んで配置された一対の第２のレールによって構成され、一対の第２のレール間の距離及び第１の折曲部材と第２の折曲部材との上下方向及び左右方向に垂直な前後方向における距離を、函の大きさに応じて変更可能としたので、第１の態様の製函装置の効果に加え、大きさの異なる函であっても、さらに安定して函を組み立てることができる。

【0015】

また、本発明の第３の態様によれば、第１の態様の製函装置または第２の態様の製函装置において、第１の折曲部材は、第１のレールと、その第１のレールの表面から突出して第１のレール上に配置された湾曲形状の外周を有する突出部と、から構成され、移動レール上の多関節ロボットは、把持した函の傾斜角度を変えながら、函の各内フラップを突出部の湾曲形状からなる外周の異なる位置に当接させて、一対の内フラップを折り曲げるので、第１の態様または第２の態様の製函装置の効果に加え、内フラップが折れ曲がる際に、内フラップが突起部に当接して変形することを防止することができるとともに、大きさの異なる函を確実に組み立てることができる装置を簡単に構成することができる。

【0016】

さらに、本発明の第４の態様の製函方法によれば、複数種類の平面函を載置した平面函載置部から所望の平面函を多関節ロボットの先端に接続された物品吸着装置によって把持する第１の工程と、その第１の工程の後、前記平面函を吸着装置によって把持して立体化する第２の工程と、その第２の工程の後、立体化された函の傾斜角度を変えながら、函の一対の内フラップの各内フラップを、第１の折曲部材に設けられた突出部の湾曲形状からなる外周の異なる位置に当接させて、一対の内フラップを折り曲げる第３の工程と、その第３の工程の後、第１の折曲部材を挟んで配置された一対の第２の折曲部材を上下方向及び左右方向に移動させることにより、函の一対の外フラップを折り曲げる第４の工程と、立体化された函を多関節ロボットによって移動させることにより、第４の工程によって一対の外フラップが第２の折曲部材によって折り曲げられている間に、函を第１の折曲部材から離間させる第５の工程と、を備えているので、大きさの異なる函を効率良く、かつ確実に函を組み立てることができ、外フラップが折れ曲がる際に、外フラップが第１の折曲部材に当接して変形することを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施形態における製函装置の函載置処理状態を示す全体平面図である。

【図2】本実施形態の製函装置に使用される把持部の伸長開状態における全体斜視図である。

【図3】本実施形態の製函装置に使用される把持部の伸長閉状態における全体斜視図である。

【図4】本実施形態の製函装置に使用される把持部の屈曲開状態における全体斜視図である。

【図5】本実施形態の製函装置に使用される把持部の屈曲閉状態における全体斜視図である。

【図6】本実施形態の製函装置のブロック図である。

【図7】本実施形態の製函装置におけるメインコントローラのブロック図である。

【図8】本実施形態の製函装置におけるメインプログラムのフローチャートである。

【図9】本実施形態の製函装置における外フラップ折り処理プログラムのフローチャートである。

【図10】本実施形態における製函装置の函立体化処理状態を示す全体斜視図である。

【図11】本実施形態における段ボール函Ｗ１の前側内フラップ折り処理状態を示す縦断面図である。

【図12】図１１のＡ－Ａ断面図である。

【図13】本実施形態における段ボール函Ｗ１の後側内フラップ折り処理の第１状態を示す縦断面図である。

【図14】図１３のＢ－Ｂ断面図である。

【図15】本実施形態における段ボール函Ｗ１の後側内フラップ折り処理の第２状態を示す縦断面図である。

【図16】図１５のＣ－Ｃ断面図である。

【図17】本実施形態における段ボール函Ｗ１の外フラップ折り処理の第１状態を示す縦断面図である。

【図18】図１７のＤ－Ｄ断面図である。

【図19】本実施形態における段ボール函Ｗ１の外フラップ折り処理の第２状態を示す縦断面図である。

【図20】図１９のＥ－Ｅ断面図である。

【図21】本実施形態における段ボール函Ｗ１の外フラップ折り処理の第３状態を示す縦断面図である。

【図22】図２１のＦ－Ｆ断面図である。

【図23】本実施形態における段ボール函Ｗ１の外フラップ折り処理の最終状態を示す縦断面図である。

【図24】図２３のＧ－Ｇ断面図である。

【図25】本実施形態における段ボール函Ｗ３の前側内フラップ折り処理状態を示す縦断面図である。

【図26】図２５のＨ－Ｈ断面図である。

【図27】本実施形態における段ボール函Ｗ３の後側内フラップ折り処理の第１状態を示す縦断面図である。

【図28】図２７のＪ－Ｊ断面図である。

【図29】本実施形態における段ボール函Ｗ３の後側内フラップ折り処理の第２状態を示す縦断面図である。

【図30】図２９のＫ－Ｋ断面図である。

【図31】本実施形態における段ボール函Ｗ３の外フラップ折り処理の第１状態を示す縦断面図である。

【図32】図３１のＬ－Ｌ断面図である。

【図33】本実施形態における段ボール函Ｗ３の外フラップ折り処理の第２状態を示す縦断面図である。

【図34】図３３のＭ－Ｍ断面図である。

【図35】本実施形態における段ボール函Ｗ３の外フラップ折り処理の第３状態を示す縦断面図である。

【図36】図３５のＮ－Ｎ断面図である。

【図37】本実施形態における段ボール函Ｗ３の外フラップ折り処理の最終状態を示す縦断面図である。

【図38】図３７のＰ－Ｐ断面図である。

【0018】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態の製函装置については、函の例として段ボール函を製函するものとして説明するが、段ボール函のみならず、平面函を立体化するものであれば何れの函であっても製函可能である。

【0019】

（実施形態）
先ず、本実施形態の製函装置が、後述する大きなサイズの平面段ボール函Ｗ１を製函する場合について説明する。

【0020】

図１は、本発明の実施形態における製函装置の函載置処理状態を示す全体平面図であり、図２は、本実施形態の製函装置に使用される把持部の伸長開状態における全体斜視図であり、図３は、把持部の伸長閉状態における全体斜視図であり、図４は、把持部の屈曲開状態における全体斜視図であり、図５は、把持部の屈曲閉状態における全体斜視図である。

【0021】

図１に示すように、本実施形態の製函装置１は、立体に組み立てる前の平面段ボール函が載置された平面函載置部９（本発明の「第１の平面函載置部」に相当）と、平面函載置部９に載置された平面段ボール函のうち、所望のサイズの平面段ボール函を後述する第２製函部１１に移動させ製函作業を司る第１製函部７と、その第１製函部７との協働作業により、平面段ボール函を立体化して製函する第２製函部１１と、立体化された段ボール函を排出する排出部１３と、を備えている。

【0022】

本実施形態における平面函載置部９は、３つの異なるサイズの平面段ボール函Ｗ１、Ｗ２及びＷ３を載置している。本実施形態では、平面段ボール函Ｗ１が最も大きいサイズの平面段ボール函であり、平面段ボール函Ｗ３が最も小さいサイズの平面段ボール函である。

【0023】

一方、平面段ボール函のサイズ数は、本実施形態のように３つに限られるものではなく、平面函載置部９と後述する第１製函部７との関係で許されるのであれば、いくつであっても良い。

【0024】

第１製函部７は、平面函載置部９に載置された平面段ボール函のうち、所望のサイズの平面段ボール函を選択して把持し、後述する第２製函部１１と協働して、平面段ボール函を立体化するものである。

【0025】

また、第１製函部７は、多関節ロボット３と、その多関節ロボット３が設置された移動台１９と、その移動台１９を平面函載置部９の全体長さに亙って移動させるための長尺の移動レール１５（移動レール１５が延びる＋Ｙ・－Ｙ方向が本発明の「第１の方向」に相当する）と、移動台１９に設置され、移動台１９を移動レール１５上で移動させるためのロボット位置駆動用モータ１７と、を備える。

【0026】

そして、多関節ロボット３が接続された移動台１９は、ロボット位置駆動用モータ１７の回転によって移動レール１５上を＋Ｙ方向及び－Ｙ方向に移動可能なように構成され、本実施形態では、多関節ロボット３が平面函載置部９全体に亙って載置された平面段ボール函を把持可能なように設定されている。

【0027】

多関節ロボット３は、移動台１９に固定された第１の基台３１と、その第１の基台３１に対して旋回する第２の基台３３と、その第２の基台３３に対して前後に回動する下腕部（下アーム部）３５と、その下腕部３５に対して上下に回動する中腕部（中アーム部）３７と、その中腕部３７に対して上下に回動する上腕部（上アーム部）３９と、その上腕部３９に対して同軸に回転する回転部４１と、その回転部４１に接続された把持部５（本発明の「物品吸着装置」に相当）と、を備える（図１０参照）。

【0028】

把持部５は、図２乃至図５に示すように、第１アーム基端部５７と、その第１アーム基端部５７に対してスライド可能に係合された第１アーム中間部７７と、その第１アーム中間部７７に対してスライド可能に係合された第１アーム先端部８９と、第１アーム基端部５７に対して回動可能に係合された第２アーム基端部５９と、その第２アーム基端部５９に対してスライド可能に係合された第２アーム中間部７９と、その第２アーム中間部７９に対してスライド可能に係合された第２アーム先端部９１と、を備える。

【0029】

なお、第１アーム基端部５７、第１アーム中間部７７、及び第１アーム先端部８９が本発明の「第１のアーム」を構成し、第２アーム基端部５９、第２アーム中間部７９、及び第２アーム先端部９１が本発明の「第２のアーム」を構成する。

【0030】

また、把持部５は、第１アーム基端部５７に対して第２アーム基端部５９をモータ軸（本発明の「第１の軸」に相当）を中心にして回動させるためのアーム回転駆動用モータ５１と、第１アーム基端部５７に対して第１アーム中間部７７をスライドさせるとともに、第１アーム中間部７７に対して第１アーム先端部８９をスライドさせるための第１アーム駆動用モータ５３と、第２アーム基端部５９に対して第２アーム中間部７９をスライドさせるとともに、第２アーム中間部７９に対して第２アーム先端部９１をスライドさせるための第２アーム駆動用モータ５５と、を備える。

【0031】

また、第１アーム駆動用モータ５３のモータ軸の先端にはモータギア６５ａが圧入されており、第１アーム基端部５７の先端側には従動ギア６５ｂが回転可能に固定されており、モータギア６５ａと従動ギア６５ｂとの間にはタイミングベルト６９が巻回されている。

【0032】

また、第１アーム中間部７７の基端側には従動ギア８１ａが回転可能に固定されており、第１アーム中間部７７の先端側には従動ギア８１ｂが回転可能に固定されており、従動ギア８１ａと従動ギア８１ｂとの間にはタイミングベルト８５が巻回されている。

【0033】

また、第１アーム先端部８９の基端側には従動ローラ９９ａが回転可能に固定されており、第１アーム先端部８９の先端側には従動ローラ９９ｂ（図示せず）が回転可能に固定されており、従動ローラ９９ａ及び従動ローラ９９ｂが第１アーム中間部７７の下部に形成された溝内を移動することによって、第１アーム先端部８９は、第１アーム中間部７７に対してスライド可能となっている。

【0034】

また、第１アーム中間部７７の基端に一体的に接続された端子７３がタイミングベルト６９の下側に接続されており、第１アーム駆動用モータ５３のモータ軸に圧入されたモータギア６５ａが図２上左周りに回転すると、端子７３と一体的に接続された第１アーム中間部７７は、図２上右側に移動し、第１アーム駆動用モータ５３のモータ軸に圧入されたモータギア６５ａが図２上右周りに回転すると、端子７３と一体的に接続された第１アーム中間部７７は、図２上左側に移動するように構成されている。

【0035】

また、第１アーム基端部５７の先端に一体的に接続された端子６１がタイミングベルト８５の図２上第１アーム基端部５７側に接続されており、第１アーム先端部８９がタイミングベルト８５の図２上第１アーム基端部５７とは反対側に接続されており、第１アーム中間部７７が図２上右側に移動すると、従動ギア８１ａ及び従動ギア８１ｂが図２上左周りに回転し、従動ローラ９９ａ及び従動ローラ９９ｂが第１アーム中間部７７の下部に形成された溝内を回転しながら図２上右側に移動し、第１アーム先端部８９も図２上右側に移動する。

【0036】

また、第１アーム中間部７７が図２上左側に移動すると、従動ギア８１ａ及び従動ギア８１ｂが図２上右周りに回転し、従動ローラ９９ａ及び従動ローラ９９ｂが第１アーム中間部７７の下部に形成された溝内を回転しながら図２上左側に移動し、第１アーム先端部８９も図２上左側に移動する。

【0037】

一方、第２アーム駆動用モータ５５のモータ軸の先端にはモータギア６７ａが圧入されており、第２アーム基端部５９の先端側には従動ギア６７ｂが回転可能に固定されており、モータギア６７ａと従動ギア６７ｂとの間にはタイミングベルト７１が巻回されている。

【0038】

また、第２アーム中間部７９の基端側には従動ギア８３ａが回転可能に固定されており、第２アーム中間部７９の先端側には従動ギア８３ｂが回転可能に固定されており、従動ギア８３ａと従動ギア８３ｂとの間にはタイミングベルト８７が巻回されている。

【0039】

また、第２アーム先端部９１の基端側には従動ローラ９８ａが回転可能に固定されており、第２アーム先端部９１の先端側には従動ローラ９８ｂ（図示せず）が回転可能に固定されており、従動ローラ９８ａ及び従動ローラ９８ｂが第２アーム中間部７９の下部に形成された溝内を移動することによって、第２アーム先端部９１は、第２アーム中間部７９に対してスライド可能となっている。

【0040】

また、第２アーム中間部７９の基端に一体的に接続された端子７５がタイミングベルト７１の下側に接続されており、第２アーム駆動用モータ５５のモータ軸に圧入されたモータギア６７ａが図２上左周りに回転すると、端子７５と一体的に接続された第２アーム中間部７９は、図２上右側に移動し、第２アーム駆動用モータ５５のモータ軸に圧入されたモータギア６７ａが図２上右周りに回転すると、端子７５と一体的に接続された第２アーム中間部７９は、図２上左側に移動するように構成されている。

【0041】

また、第２アーム基端部５９の先端に一体的に接続された端子６３がタイミングベルト８７の図２上第２アーム基端部５９側に接続されており、第２アーム先端部９１がタイミングベルト８７の図２上第２アーム基端部５９とは反対側に接続されており、第２アーム中間部７９が図２上右側に移動すると、従動ギア８３ａ及び従動ギア８３ｂが図２上左周りに回転し、従動ローラ９８ａ及び従動ローラ９８ｂが第２アーム中間部７９の下部に形成された溝内を回転しながら右側に移動し、第２アーム先端部９１も図２上右側に移動する。

【0042】

また、第２アーム中間部７９が図２上左側に移動すると、従動ギア８３ａ及び従動ギア８３ｂが図２上右周りに回転し、従動ローラ９８ａ及び従動ローラ９８ｂが第２アーム中間部７９の下部に形成された溝内を回転しながら左側に移動し、第２アーム先端部９１も図２上左側に移動する。

【0043】

また、第１アーム基端部５７の基端側には、一対の第３吸着部９３ａ及び９３ｂが設けられ、第１アーム先端部８９の先端側には、一対の第１吸着部９５ａ及び９５ｂが設けられ、第２アーム先端部９１の先端側には、一対の第２吸着部９７ａ及び９７ｂが設けられ、それぞれの吸着部は、後述コンプレッサー８の動作によって、内部に空気を吸引するように構成されている。

【0044】

上述した構成の把持部５によれば、アーム回転駆動用モータ５１のモータ軸が一方向に回転することによって、第１アーム基端部５７と第２アーム基端部５９との間の角度が拡がり、アーム回転駆動用モータ５１のモータ軸が他方向に回転することによって、第１アーム基端部５７と第２アーム基端部５９との間の角度が狭くなる。

【0045】

本実施形態では、アーム回転駆動用モータ５１のモータ軸が一方向に回転することによって、第１アーム基端部５７と第２アーム基端部５９との間の角度が１８０度（伸長状態）になり、アーム回転駆動用モータ５１のモータ軸が他方向に回転することによって、第１アーム基端部５７と第２アーム基端部５９との間の角度が９０度（屈曲状態）となるように構成されている。

【0046】

また、上述した構成の把持部５によれば、第１アーム駆動用モータ５３のモータ軸に圧入されたモータギア６５ａが図２上左周りに回転すると、第１アーム中間部７７及び第１アーム先端部８９が図２上右側に移動し、一対の第３吸着部９３ａ及び９３ｂと一対の第１吸着部９５ａ及び９５ｂとの間隔が縮み（閉状態）、第１アーム駆動用モータ５３のモータ軸に圧入されたモータギア６５ａが図２上右周りに回転すると、第１アーム中間部７７及び第１アーム先端部８９が図２上左側に移動し、一対の第３吸着部９３ａ及び９３ｂと一対の第１吸着部９５ａ及び９５ｂとの間隔が拡がる（開状態）。

【0047】

また、上述した構成の把持部５によれば、第２アーム駆動用モータ５５のモータ軸に圧入されたモータギア６７ａが図２上左周りに回転すると、第２アーム中間部７９及び第２アーム先端部９１が図２上右側に移動し、一対の第３吸着部９３ａ及び９３ｂと一対の第２吸着部９７ａ及び９７ｂとの間隔が拡がり（開状態）、第２アーム駆動用モータ５５のモータ軸に圧入されたモータギア６７ａが図２上右周りに回転すると、第２アーム中間部７９及び第２アーム先端部９１が図２上左側に移動し、一対の第３吸着部９３ａ及び９３ｂと一対の第２吸着部９７ａ及び９７ｂとの間隔が縮む（閉状態）。

【0048】

なお、把持部５の伸長開状態を図２に示し、把持部５の伸長閉状態を図３に示し、把持部５の屈曲開状態を図４に示し、把持部５の屈曲閉状態を図５に示す。

【0049】

排出部１３は、立体化された段ボール函を排出する領域であり、製函された段ボール函を載置する第１の基台２２と、その第１の基台２２の前方に配置された第２の基台３２と、を備え、第１の基台２２には、製函された段ボール函を送るための複数の第１の回転ローラ２４が配置され、第２の基台３２には、第１の回転ローラ２４と同一の方向に段ボール函を送るための複数の第２の回転ローラ２６と、第２の回転ローラ２６が送る方向とは略垂直の方向に函を送るための複数の第３の回転ローラ２８と、を備えている（図１０参照）。

【0050】

第２製函部１１は、平面函載置部９に載置された平面段ボール函のうち、所望のサイズの平面段ボール函を把持する第１製函部７との協働作業により、平面段ボール函を立体化して製函するものである。

【0051】

第２製函部１１は、第３の基台２１と、その第３の基台２１の上面に設置された９つの孔からなる物品吸着部Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７、Ｖ８及びＶ９と、その物品吸着部Ｖ１～Ｖ９の図１上左側中央に配置され＋Ｙ方向及び－Ｙ方向に移動可能な第１レール２３（本発明の「第１の折曲部材」の一部に相当）と、その第１レール２３の＋Ｘ方向及び－Ｘ方向両側に配置され、＋Ｘ方向及び－Ｘ方向、＋Ｙ方向及び－Ｙ方向並びに＋Ｚ方向及び－Ｚ方向に移動可能な一対の第２レール２７ａ及び２７ｂ（本発明の「第２の折曲部材」に相当）と、第２レール２７ａ及び２７ｂの図１上左側中央に配置され、製函された段ボール函の底部にテープ貼りを行うテープ貼部２９と、を備える（図１０参照）。

【0052】

なお、本実施形態の第１レール２３は、長尺の棒体であって横断面が円形であり、第２レール２７ａ及び第２レール２７ｂも、長尺の棒体であって横断面が円形であるが、それぞれの横断面形状は、円形に限らず楕円形状、矩形状等他の形状であっても良い。

【0053】

また、本実形態の第２レール２７ａ及び第２レール２７ｂは長尺の棒体であるが、後述するように、第２レール２７ａ及び第２レール２７ｂが右側下外フラップＷ１ＤＬ１及び左側下外フラップＷ１ＤＬ２を折り曲げることができるのであれば、球状等他の形状であっても良い。

【0054】

しかしながら、適度な長さを有する右側下外フラップＷ１ＤＬ１及び左側下外フラップＷ１ＤＬ２を傷つけることなく折り曲げるには、本実形態のように、第２レール２７ａ及び第２レール２７ｂは長尺の棒体である方が良い。

【0055】

また、物品吸着部Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７、Ｖ８及びＶ９は、平面段ボール函全体を吸引するものではなく、平面段ボール函を立体化する際に基本的に動かない面のみを吸引するものであり、本実施形態では、図１に示すように、平面段ボール函のうち図１上左中央位置の面のみが吸引されるように構成されている。

【0056】

また、第２製函部１１は、第１レール２３を＋Ｙ方向及び－Ｙ方向に移動させるための第１レール前後駆動用モータ４３と、一対の第２レール２７ａ及び２７ｂを＋Ｙ方向及び－Ｙ方向に移動させるための第２レール前後駆動用モータ４５と、一対の第２レール２７ａ及び２７ｂを＋Ｘ方向及び－Ｘ方向に移動させるための第２レール左右駆動用モータ４７と、一対の第２レール２７ａ及び２７ｂを＋Ｚ方向及び－Ｚ方向に移動させるための第２レール上下駆動用モータ４９と、を第３の基台２１に備える（図１０参照）。

【0057】

なお、第１レール２３の－Ｙ方向基端部には、第１レール２３の表面から上方に突出した突出部２５が形成されている（図１０参照）。突出部２５の形状は特に限定されないが、本実施形態では、折り曲げるフラップに傷等を付けないように縦断面視湾曲形状に形成されている。そして、第１レール２３及び突出部２５が本発明の第１の折曲部材を構成する。

【0058】

次に、本実施形態の製函装置１のブロック図について説明する。

【0059】

図６は、本実施形態の製函装置のブロック図であり、図７は、本実施形態の製函装置におけるメインコントローラのブロック図である。

【0060】

図６において、製函装置１は、電源４と、その電源４に電気的に接続されたメインコントローラ２と、そのメインコントローラ２に電気的に接続され、多関節ロボット３を駆動するためのロボットコントローラ１０と、メインコントローラ２に電気的に接続され、第３吸着部９３ａ及び９３ｂ、第１吸着部９５ａ及び９５ｂ、第２吸着部９７ａ及び９７ｂ、並びに物品吸着部Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７、Ｖ８及びＶ９を駆動するためのコンプレッサー８と、メインコントローラ２に電気的に接続され、アーム回転駆動用モータ５１、第１アーム駆動用モータ５３、第２アーム駆動用モータ５５、第１レール前後駆動用モータ、第２レール前後駆動用モータ４５、第２レール左右駆動用モータ４７、第２レール上下駆動用モータ４９及びロボット位置駆動用モータ１７を駆動するためのドライバー回路１２と、装置の使用者からの入力を受け付ける操作パネル６と、を備える。

【0061】

また、図７において、メインコントローラ２は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）１４と、そのＣＰＵ１４に入出力可能に接続されたＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１６と、ＣＰＵ１４に入出力可能に接続されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１８とを備える。

【0062】

ＲＡＭ１６は、段ボール函の載置位置を記憶した函載置位置データテーブル１６ａと、段ボール函のサイズ等の情報を記憶した函情報データテーブル１６ｂと、を備え、ＲＯＭ１８は、本実施形態の製函装置１全体の動作を司るメインプログラム１８ａと、段ボール函の外フラップを折るための外フラップ折り処理プログラム１８ｂと、を備える。

【0063】

次に、上述した構成の製函装置１の動作について説明する。図８は、本実施形態の製函装置におけるメインプログラムのフローチャートであり、図９は、本実施形態の製函装置における外フラップ折り処理プログラムのフローチャートである。

【0064】

図８において、先ず、製函装置１の使用者が装置の電源スイッチを入れた後、操作パネル６上の操作ボタンによって処理対象である段ボール函のサイズ（段ボール函のサイズ＝Ｗ１）及び段ボール函の処理個数を入力して、スタートボタンを押下すると、製函装置１は、初期状態にセットされ（Ｓ１）、処理個数がセットされ（Ｓ３）、ＲＡＭ１６の函載置位置データテーブル１６ａに記憶された段ボール函Ｗ１の載置位置と、函情報データテーブル１６ｂに記憶された段ボールＷ１のサイズ等の函情報を取得する（Ｓ５）。

【0065】

なお、初期状態においては、製函装置１の多関節ロボット３は、図１上移動レール１５の左端位置にセットされている。

【0066】

製函装置１が函載置位置データテーブル１６ａに記憶された平面段ボール函の載置位置（平面段ボール函Ｗ１の位置）と、函情報データテーブル１６ｂに記憶された函情報（平面段ボールＷ１のサイズ等）とを取得すると、製函装置１は、ロボット位置駆動用モータ１７を回転させることによって、多関節ロボット３が設置された移動台１９を、平面函載置部９の平面段ボール函Ｗ１が積層された場所まで移動レール１５上を移動させる。

【0067】

そして、多関節ロボット３に設けられた把持部５を、平面段ボール函Ｗ１のサイズに合わせて図２に示すような伸長開状態にして、積層された平面段ボール函Ｗ１のうち最上段に積層された平面段ボール函Ｗ１を吸引し、持ち上げ、回転させながら、第３の基台２１の上面に移動させ、第３の基台２１の上面（本発明の「第２の平面函載置部」に相当）に載置する（Ｓ７）。

【0068】

その際、把持部５は、一対の第３吸着部９３ａ及び９３ｂ、第１吸着部９５ａ及び９５ｂ、並びに、一対の第２吸着部９７ａ及び９７ｂを使用して（すべて吸着部がＯＮの状態である）、平面段ボール函Ｗ１を吸引しても良いが、後述するＳ１３の処理を考慮して、この時点から、一対の第３吸着部９３ａ及び９３ｂと、第１吸着部９５ａ及び９５ｂとのみを使用して平面段ボール函Ｗ１を吸引し、一対の第２吸着部９７ａ及び９７ｂは使用しないようにすることも可能である。

【0069】

そして、第３の基台２１の上面に設置された９つの孔からなる物品吸着部Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７、Ｖ８及びＶ９をコンプレッサー８によって駆動させ、平面段ボール函Ｗ１を吸引することによって、平面段ボール函Ｗ１を第３の基台２１の上面に固定する（Ｓ９）。

【0070】

上述の通り、物品吸着部Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７、Ｖ８及びＶ９は、平面段ボール函を立体化する際に基本的に動かない面のみを吸引するものであり、図１に示すように、平面段ボール函Ｗ１のうち図１上左中央位置の面（平面段ボール函Ｗ１の下面）のみが吸引されるように構成されている。

【0071】

そして、多関節ロボット３を動作させ、把持部５を図２に示すような伸長開状態にして、図１に示すように、把持部５のうち第１アーム基端部５７を平面段ボール函Ｗ１内に配置する一方で、第２アーム基端部５９を平面段ボール函Ｗ１の範囲外に配置し、一対の第３吸着部９３ａ及び９３ｂと、第１吸着部９５ａ及び９５ｂとのみを使用して平面段ボール函Ｗ１を吸引させる（Ｓ１１）。

【0072】

なお、Ｓ１１の処理が本発明の「第１の工程」として機能する。

【0073】

図１は、Ｓ１１の処理後の状態の平面図を示している。

【0074】

その後、平面段ボール函Ｗ１の左中央位置の下面を物品吸着部Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７、Ｖ８及びＶ９によって吸引したまま、多関節ロボット３を動作させて、一対の第３吸着部９３ａ及び９３ｂと、第１吸着部９５ａ及び９５ｂとのみを使用して吸引した平面段ボール函Ｗ１の上面を持ち上げ、平面段ボール函Ｗ１を立体化する（Ｓ１３）。

【0075】

なお、Ｓ１３の処理が本発明の「第２の工程」として機能する。

【0076】

また、平面段ボール函Ｗ１を立体化した後には、段ボール函Ｗ１の把持を確実にするために、把持部５を図４に示すような屈曲開状態にして、一対の第２吸着部９７ａ及び９７ｂを使用することによって、一対の第３吸着部９３ａ及び９３ｂと、第１吸着部９５ａ及び９５ｂとのみを使用して吸引した平面段ボール函Ｗ１の上面に隣接する面を吸引させる。

【0077】

図１０は、本実施形態における製函装置１の函立体化処理状態を示す全体斜視図であり、Ｓ１３の処理後の状態の斜視図を示している。

【0078】

そして、段ボール函Ｗ１のサイズに合わせて、第１レール前後駆動用モータ４３を回転させて第１レール２３を移動させ（Ｓ１５）、第２レール前後駆動用モータ４５を回転させて一対の第２レール２７ａ及び２７ｂを移動させる（Ｓ１７）。

【0079】

その際、後述する前側内フラップ折り処理時及び後側内フラップ処理時に、外フラップが極力一対の第２レール２７ａ及び２７ｂに接触しないように、第２レール２７ａ及び２７ｂは、第１のレールよりも段ボール函Ｗ１の進行方向前方または後方にずらして位置するように移動させるのが良い。

【0080】

その後、多関節ロボット３を動作させて、立体化された段ボール函Ｗ１を持ち上げ、段ボール函Ｗ１の内フラップ及び外フラップが段ボール函Ｗ１の上下に位置するように回転させ、段ボール函Ｗ１の前側下内フラップＷ１ＤＳ１を第１レール２３の先端に設けられた突出部２５に当接させることによって折り曲げる（Ｓ１９）。

【0081】

具体的には、図１１に示すように、段ボール函Ｗ１の後端をその先端よりも高く持ち上げ、段ボール函Ｗ１を傾斜させた状態で、前側下内フラップＷ１ＤＳ１を突出部２５に当接させ、そのまま段ボール函Ｗ１を斜め下方前方に移動させることにより、前側下内フラップＷ１ＤＳ１を折り曲げる。

【0082】

図１１は、本実施形態における段ボール函Ｗ１の前側内フラップ折り処理状態を示す縦断面図であり、図１２は、図１１のＡ－Ａ断面図である。

【0083】

なお、段ボール函Ｗ１は、上側に、前側上内フラップＷ１ＵＳ１、後側上内フラップＷ１ＵＳ２、右側上外フラップＷ１ＵＬ１及び左側上外フラップＷ１ＵＬ２を備え、下側に、前側下内フラップＷ１ＤＳ１、後側下内フラップＷ１ＤＳ２、右側下外フラップＷ１ＤＬ１及び左側下外フラップＷ１ＤＬ２を備える。

【0084】

その後、多関節ロボット３を動作させて、前側下内フラップＷ１ＤＳ１を折り曲げた状態、かつ後側下内フラップＷ１ＤＳ２が突出部２５に当接しない状態となるように傾斜させ、後側下内フラップＷ１ＤＳ２が突出部２５を通過するまで、段ボール函Ｗ１の先端を第１レール２３に当接させながら前方に移動させる。

【0085】

その後、段ボール函Ｗ１の傾斜角度を小さくして、後側下内フラップＷ１ＤＳ２を突出部２５に当接させ、傾斜確度を小さくしながら、段ボール函Ｗ１の先端を第１レール２３に当接させ後方に移動させることによって、後側下内フラップＷ１ＤＳ２を折り曲げる（Ｓ２１）。

【0086】

図１３は、本実施形態における段ボール函Ｗ１の後側内フラップ折り処理第１状態を示す縦断面図であり、図１４は、図１３のＢ－Ｂ断面図である。

【0087】

なお、Ｓ１９及びＳ２１の処理が本発明の「第３の工程」として機能する。

【0088】

その後、段ボール函Ｗ１の先端を第１レール２３に当接させ再度前方に移動させることによって、前側下内フラップＷ１ＤＳ１及び後側下内フラップＷ１ＤＳ２を折り曲げ、段ボール函Ｗ１の底面を第１レール２３に沿って平行にしたところで下内フラップの折り曲げ処理が完了することになる。

【0089】

しかしながら、本実施形態の製函装置１は、下内フラップの折り曲げ処理が完全に完了する前に、一対の第２レール２７ａ及び２７ｂを第１レール２３に向かって移動させ（Ｓ２３）、右側下外フラップＷ１ＤＬ１及び左側下外フラップＷ１ＤＬ２を折り曲げることにより、前側下内フラップＷ１ＤＳ１及び後側下内フラップＷ１ＤＳ２が完全に折り曲げられるように構成されている。その点が図１５及び図１６に示されている。

【0090】

図１５は、本実施形態における段ボール函Ｗ１の後側内フラップ折り処理第２状態を示す縦断面図であり、図１６は、図１５のＣ－Ｃ断面図である。

【0091】

前側下内フラップＷ１ＤＳ１及び後側下内フラップＷ１ＤＳ２が折り曲げられると、次に、外フラップの折り曲げ処理が実行される（Ｓ２５）。

【0092】

なお、Ｓ２５及び後述するＳ４１乃至Ｓ５３の処理が本発明の「第４の工程」として機能する。

【0093】

図９において、先ず、多関節ロボット３によって段ボール函Ｗ１を前方に水平移動しながら（Ｓ４１）、第２レール上下駆動用モータ４９を回転させて一対の第２レール２７ａ及び第２レール２７ａを上昇させ、第２レール左右駆動用モータ４７を回転させて第２レール２７ａと第２レール２７ａの間隔を徐々に縮小させる（Ｓ４３）。

【0094】

さらに、第２レール前後駆動用モータ４５を回転させて一対の第２レール２７ａ及び第２レール２７ａを前方に移動させ（Ｓ４５）、第１レール前後駆動用モータ４３を回転させて第１レール２３を後方に移動させる。

【0095】

そして、一対の第２レール２７ａ及び第２レール２７ａの高さが第１レール２３の高さと同じであるか否かが判断され（Ｓ４９）、一対の第２レール２７ａ及び第２レール２７ａの高さが第１レール２３の高さと同じない場合には（Ｓ４９：Ｎｏ）、Ｓ４１～Ｓ４７Ｓ７の処理を繰り返し、一対の第２レール２７ａ及び第２レール２７ａの高さが第１レール２３の高さと同じ場合には（Ｓ４９：Ｙｅｓ）、さらに、多関節ロボット３によって段ボール函Ｗ１を前方に水平移動させ（Ｓ５１）、右側下外フラップＷ１ＤＬ１及び左側下外フラップＷ１ＤＬ２の折り曲げ処理が完了し、メインプログラムに戻る（Ｓ５３）。

【0096】

図１７は、本実施形態における段ボール函Ｗ１の外フラップ折り処理の第１状態を示す縦断面図であり、図１８は、図１７のＤ－Ｄ断面図であり、図１９は、その後の本実施形態における段ボール函Ｗ１の外フラップ折り処理の第２状態を示す縦断面図であり、図２０は、図１９のＥ－Ｅ断面図である。

【0097】

また、図２１は、その後の本実施形態における段ボール函Ｗ１の外フラップ折り処理の第３状態を示す縦断面図であり、図２２は、図２１のＦ－Ｆ断面図である。

【0098】

なお、本実施形態では、一対の第２レール２７ａ及び第２レール２７ａを、第２レール前後駆動用モータ４５を回転させることによって前方に移動させ、第１レール２３を、第１レール前後駆動用モータ４３を回転させることによって後方に移動させ、一対の第２レール２７ａ及び第２レール２７ａの基端が第１レール２３の先端を超えたところで、一対の第２レール２７ａ及び第２レール２７ａの高さを第１レールの高さに一致させるように構成されている。

【0099】

そして、右側下外フラップＷ１ＤＬ１及び左側下外フラップＷ１ＤＬ２は、段ボール函Ｗ１が第１レール２３から外れた後に、一対の第２レール２７ａ及び第２レール２７ａによって閉じられるようになっている。

【0100】

図２３は、実施形態における外フラップ折り処理最終状態を示す縦断面図であり、図２４は、 図２３のＧ－Ｇ断面図である。

【0101】

そして、テープ貼部２９によって段ボール函Ｗ１の底面にテープが貼られ（Ｓ２７）、テープが貼られた段ボール函Ｗ１は、排出部１３に排出される（Ｓ２９）。

【0102】

段ボール函Ｗ１が排出されると、段ボール函Ｗ１の処理個数が終了したか否かが判断され（Ｓ３１）、段ボール函Ｗ１の処理個数が終了していない場合には（Ｓ３１：Ｎｏ）、Ｓ７の処理に戻り、段ボール函Ｗ１の処理個数が終了している場合には（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、処理を終了する（Ｓ３３）。

【0103】

次に、小さな平面段ボール函Ｗ３を製函する場合について説明する。

【0104】

図８において、先ず、製函装置１の使用者が装置の電源スイッチを入れた後、操作パネル６上の操作ボタンによって処理対象である段ボール函のサイズ（段ボール函のサイズ＝Ｗ３）及び段ボール函の処理個数を入力して、スタートボタンを押下すると、製函装置１は、初期状態にセットされ（Ｓ１）、処理個数がセットされ（Ｓ３）、ＲＡＭ１６の函載置位置データテーブル１６ａに記憶された段ボール函Ｗ３の載置位置と、函情報データテーブル１６ｂに記憶された段ボールＷ３のサイズ等の函情報を取得する（Ｓ５）。

【0105】

なお、初期状態においては、製函装置１の多関節ロボット３は、上述の通り、図１上移動レール１５の左端位置にセットされている。

【0106】

製函装置１が函載置位置データテーブル１６ａに記憶された平面段ボール函の載置位置（平面段ボール函Ｗ３の位置）と、函情報データテーブル１６ｂに記憶された函情報（平面段ボールＷ３のサイズ等）とを取得すると、製函装置１は、ロボット位置駆動用モータ１７を回転させることによって、多関節ロボット３が設置された移動台１９を、平面函載置部９の平面段ボール函Ｗ３が積層された場所まで移動レール１５上を移動させる。

【0107】

そして、多関節ロボット３に設けられた把持部５を、平面段ボール函Ｗ３のサイズに合わせて図３に示すような伸長閉状態にして、積層された平面段ボール函Ｗ３のうち最上段に積層された平面段ボール函Ｗ３を吸引し、持ち上げ、回転させながら、第３の基台２１の上面に移動させ、第３の基台２１の上面に載置する（Ｓ７）。

【0108】

その際、把持部５は、一対の第３吸着部９３ａ及び９３ｂ、第１吸着部９５ａ及び９５ｂ、並びに、一対の第２吸着部９７ａ及び９７ｂを使用して（すべて吸着部がＯＮの状態である）、平面段ボール函Ｗ３を吸引しても良いが、後述するＳ１３の処理を考慮して、この時点から、一対の第３吸着部９３ａ及び９３ｂと、第１吸着部９５ａ及び９５ｂとのみを使用して平面段ボール函Ｗ３を吸引し、一対の第２吸着部９７ａ及び９７ｂは使用しないようにすることも可能である。

【0109】

そして、第３の基台２１の上面に設置された９つの孔からなる物品吸着部Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７、Ｖ８及びＶ９のうち、平面段ボール函Ｗ３のサイズに合わせて、４つの物品吸着部Ｖ４、Ｖ５、Ｖ７及びＶ８をコンプレッサー８によって駆動させ、平面段ボール函Ｗ３を吸引することによって、平面段ボール函Ｗ３を第３の基台２１の上面に固定する（Ｓ９）。

【0110】

上述の通り、物品吸着部Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７、Ｖ８及びＶ９は、平面段ボール函を立体化する際に基本的に動かない面のみを吸引するものであり、平面段ボール函Ｗ３のうち左中央位置の面（平面段ボール函Ｗ３の下面）のみが吸引されるように構成されている。

【0111】

そして、多関節ロボット３を動作させ、把持部５を図３に示すような伸長閉状態にして、図１に示すように、把持部５のうち第１アーム基端部５７を平面段ボール函Ｗ３内に配置する一方で、第２アーム基端部５９を平面段ボール函Ｗ３の範囲外に配置し、一対の第３吸着部９３ａ及び９３ｂと、第１吸着部９５ａ及び９５ｂとのみを使用して平面段ボール函Ｗ３を吸引させる（Ｓ１１）。

【0112】

その後、平面段ボール函Ｗ３の左中央位置の下面を物品吸着部Ｖ４、Ｖ５、Ｖ７及びＶ８によって吸引したまま、多関節ロボット３を動作させて、一対の第３吸着部９３ａ及び９３ｂと、第１吸着部９５ａ及び９５ｂとのみを使用して吸引した平面段ボール函Ｗ３の上面を持ち上げ、平面段ボール函Ｗ３を立体化する（Ｓ１３）。

【0113】

また、平面段ボール函Ｗ３を立体化した後には、段ボール函Ｗ３の把持を確実にするために、把持部５を図５に示すような屈曲閉状態にして、一対の第２吸着部９７ａ及び９７ｂを使用することによって、一対の第３吸着部９３ａ及び９３ｂと、第１吸着部９５ａ及び９５ｂとのみを使用して吸引した平面段ボール函Ｗ３の上面に隣接する面を吸引させる。

【0114】

そして、段ボール函Ｗ３のサイズに合わせて、第１レール前後駆動用モータ４３を回転させて第１レール２３を移動させ（Ｓ１５）、第２レール前後駆動用モータ４５を回転させて一対の第２レール２７ａ及び２７ｂを移動させる（Ｓ１７）。

【0115】

その際には、前述の通り、後述する前側内フラップ折り処理時及び後側内フラップ処理時に、外フラップが極力一対の第２レール２７ａ及び２７ｂに接触しないように、第２レール２７ａ及び２７ｂは、第１のレールよりも段ボール函Ｗ１の進行方向前方または後方にずらして位置するように移動させるのが良い。

【0116】

なお、このときの第１レール２３の移動位置は、段ボールのサイズの関係上、段ボール函Ｗ１のときの第１レール２３の移動位置よりも前方側（図２５上左側）である。

【0117】

その後、多関節ロボット３を動作させて、立体化された段ボール函Ｗ３を持ち上げ、段ボール函Ｗ３の内フラップ及び外フラップが段ボール函Ｗ３の上下に位置するように回転させ、段ボール函Ｗ３の前側下内フラップＷ３ＤＳ１を第１レール２３の先端に設けられた突出部２５に当接させることによって折り曲げる（Ｓ１９）。

【0118】

具体的には、図２５に示すように、段ボール函Ｗ３の後端をその先端よりも高く持ち上げ、段ボール函Ｗ３を傾斜させた状態で、前側下内フラップＷ３ＤＳ１を突出部２５に当接させ、そのまま段ボール函Ｗ３を斜め下方前方に移動させることにより、前側下内フラップＷ３ＤＳ１を折り曲げる。

【0119】

図２５は、本実施形態における段ボール函Ｗ３の前側内フラップ折り処理状態を示す縦断面図であり、図２６は、図２５のＨ－Ｈ断面図である。

【0120】

なお、段ボール函Ｗ３は、上側に、前側上内フラップＷ３ＵＳ１、後側上内フラップＷ３ＵＳ２、右側上外フラップＷ３ＵＬ１及び左側上外フラップＷ３ＵＬ２を備え、下側に、前側下内フラップＷ３ＤＳ１、後側下内フラップＷ３ＤＳ２、右側下外フラップＷ３ＤＬ１及び左側下外フラップＷ３ＤＬ２を備える。

【0121】

その後、多関節ロボット３を動作させて、前側下内フラップＷ３ＤＳ１を折り曲げた状態、かつ後側下内フラップＷ３ＤＳ２が突出部２５に当接しない状態となるように傾斜させ、後側下内フラップＷ３ＤＳ２が突出部２５を通過するまで、段ボール函Ｗ３の先端を第１レール２３に当接させながら前方に移動させる。

【0122】

その後、段ボール函Ｗ３の傾斜角度を小さくして、後側下内フラップＷ３ＤＳ２を突出部２５に当接させ、傾斜確度を小さくしながら、段ボール函Ｗ３の先端を第１レール２３に当接させ後方に移動させることによって、後側下内フラップＷ３ＤＳ２を折り曲げる（Ｓ２１）。

【0123】

図２７は、本実施形態における段ボール函Ｗ３の後側内フラップ折り処理の第１状態を示す縦断面図であり、図２８は、図２７のＪ－Ｊ断面図である。

【0124】

その後、段ボール函Ｗ３の先端を第１レール２３に当接させ再度前方に移動させることによって、前側下内フラップＷ３ＤＳ１及び後側下内フラップＷ３ＤＳ２を折り曲げ、段ボール函Ｗ３の底面を第１レール２３に沿って平行にしたところで下内フラップの折り曲げ処理が完了することになる。

【0125】

しかしながら、本実施形態の製函装置１は、この場合においても、下内フラップの折り曲げ処理が完全に完了する前に、一対の第２レール２７ａ及び２７ｂを第１レール２３に向かって移動させ（Ｓ２３）、右側下外フラップＷ３ＤＬ１及び左側下外フラップＷ３ＤＬ２を折り曲げることにより、前側下内フラップＷ３ＤＳ１及び後側下内フラップＷ３ＤＳ２が完全に折り曲げられるように構成されている。その点が図２９及び図３０に示されている。

【0126】

図２９は、本実施形態における段ボール函Ｗ３の後側内フラップ折り処理の第２状態を示す縦断面図であり、図３０は、図２９のＫ－Ｋ断面図である。

【0127】

前側下内フラップＷ３ＤＳ１及び後側下内フラップＷ３ＤＳ２が折り曲げられると、次に、外フラップの折り曲げ処理が実行される（Ｓ２５）。

【0128】

図９において、先ず、多関節ロボット３によって段ボール函Ｗ３を前方に水平移動しながら（Ｓ４１）、第２レール上下駆動用モータ４９を回転させて一対の第２レール２７ａ及び第２レール２７ａを上昇させ、第２レール左右駆動用モータ４７を回転させて第２レール２７ａと第２レール２７ａの間隔を徐々に縮小させる（Ｓ４３）。

【0129】

さらに、第２レール前後駆動用モータ４５を回転させて一対の第２レール２７ａ及び第２レール２７ａを前方に移動させ（Ｓ４５）、第１レール前後駆動用モータ４３を回転させて第１レール２３を後方に移動させる。

【0130】

そして、一対の第２レール２７ａ及び第２レール２７ａの高さが第１レール２３の高さと同じであるか否かが判断され（Ｓ４９）、一対の第２レール２７ａ及び第２レール２７ａの高さが第１レール２３の高さと同じない場合には（Ｓ４９：Ｎｏ）、Ｓ４１～Ｓ４７Ｓ７の処理を繰り返し、一対の第２レール２７ａ及び第２レール２７ａの高さが第１レール２３の高さと同じ場合には（Ｓ４９：Ｙｅｓ）、さらに、多関節ロボット３によって段ボール函Ｗ３を前方に水平移動させ（Ｓ５１）、右側下外フラップＷ３ＤＬ１及び左側下外フラップＷ３ＤＬ２の折り曲げ処理が完了し、メインプログラムに戻る（Ｓ５３）。

【0131】

図３１は、本実施形態における段ボール函Ｗ３の外フラップ折り処理の第１状態を示す縦断面図であり、図３２は、図３１のＬ－Ｌ断面図であり、図３３は、本実施形態における段ボール函Ｗ３の外フラップ折り処理の第２状態を示す縦断面図であり、図３４は、図３３のＭ－Ｍ断面図である。

【0132】

また、図３５は、本実施形態における段ボール函Ｗ３の外フラップ折り処理の第３状態を示す縦断面図であり、図３６は、図３５のＮ－Ｎ断面図である。

【0133】

なお、本実施形態では、一対の第２レール２７ａ及び第２レール２７ａを、第２レール前後駆動用モータ４５を回転させることによって前方に移動させ、第１レール２３を、第１レール前後駆動用モータ４３を回転させることによって後方に移動させ、一対の第２レール２７ａ及び第２レール２７ａの基端が第１レール２３の先端を超えたところで、一対の第２レール２７ａ及び第２レール２７ａの高さを第１レールの高さに一致させるように構成されている。

【0134】

そして、右側下外フラップＷ３ＤＬ１及び左側下外フラップＷ３ＤＬ２は、段ボール函Ｗ３が第１レール２３から外れた後に、一対の第２レール２７ａ及び第２レール２７ｂによって閉じられるようになっている。

【0135】

図３７は、本実施形態における段ボール函Ｗ３の外フラップ折り処理の最終状態を示す縦断面図であり、図３８は、図３７のＰ－Ｐ断面図である。

【0136】

そして、テープ貼部２９によって段ボール函Ｗ３の底面にテープが貼られ（Ｓ２７）、テープが貼られた段ボール函Ｗ３は、排出部１３に排出される（Ｓ２９）。

【0137】

段ボール函Ｗ３が排出されると、段ボール函Ｗ３の処理個数が終了したか否かが判断され（Ｓ３１）、段ボール函Ｗ３の処理個数が終了していない場合には（Ｓ３１：Ｎｏ）、Ｓ７の処理に戻り、段ボール函Ｗ３の処理個数が終了している場合には（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、処理を終了する（Ｓ３３）。

【0138】

本実施形態の把持部５によれば、アーム回転駆動用モータ５１のモータ軸の周りに回転可能に接続された第１アーム基端部５７、第１アーム中間部７７及び第１アーム先端部８９、並びに、第２アーム基端部５９、第２アーム中間部７９及び第２アーム先端部９１と、第１アーム先端部８９に備えられた第１吸着部９５ａ及び９５ｂと、第２アーム先端部９１に備えられ、第１吸着部９５ａ及び９５ｂが吸着する同一面を吸着可能な第２吸着部９７ａ及び９７ｂと、を備え、第１吸着部９５ａ及び９５ｂ、並びに、第２吸着部９７ａ及び９７ｂは、アーム回転駆動用モータ５１のモータ軸からの距離を変更可能なように、第１アーム先端部８９または第２アーム先端部９１に備えられているので、物品の大きさに応じて、第１吸着部及び第２吸着部の位置を変更して、第１吸着部と第２吸着部とによって物品の同一面を吸着して保持することができ、物品の大きさ及び形状に応じて、第１吸着部及び第２吸着部の位置、及び、第１吸着部と第２吸着部との角度を変更して物品を適切に吸着して保持することができる。

【0139】

また、本実施形態の把持部５によれば、第１吸着部９５ａ及び９５ｂ、及び／または、第２吸着部９７ａ及び９７ｂが、第１アーム基端部５７、第１アーム中間部７７及び第１アーム先端部８９、及び／または、第２アーム基端部５９、第２アーム中間部７９及び第２アーム先端部９１の長手方向に複数備えられ、その複数備えられた第１吸着部間の長さ及び／または第２吸着部間の長さを変更可能であるので、物品の大きさに応じて、第１吸着部及び第２吸着部の位置を変更して、第１吸着部と第２吸着部とによって物品の同一面をさらに強固に吸着して保持することができ、物品の大きさ及び形状に応じて、第１吸着部及び第２吸着部の位置、及び、第１吸着部と第２吸着部との角度を変更して物品をさらに適切に吸着して保持することができる。

【0140】

また、本実施形態の製函装置１によれば、把持部５を先端に接続した多関節ロボット３と、その多関節ロボット３を第１の方向に移動可能な長尺の移動レール１５と、を有する第１製函部７と、その第１製函部７に並行して第１の方向に延び、第１製函部７と協働して、平面函を立体化して製函する第２製函部１１と、第１製函部７を挟んで第２製函部１１に対向して配置され、第１の方向に沿って複数種類の平面函を載置した第１の平面函載置部９と、を備えているので、大きさの異なる平面函を効率良く製函することができる。

【0141】

また、本実施形態の製函装置１によれば、第２製函部１１は、多関節ロボット３により把持された平面函を載置する第２の平面函載置部と、第１の方向に第２の平面函載置部に隣接して配置され、函の前側下内フラップ及び後側下内フラップを折り曲げ可能な第１のレール２３及び突出部２５と、第１のレール２３及び突出部２５を挟んで配置され、第１のレール２３及び突出部２５に対して上下方向及び左右方向に移動させることにより、函の右側下外フラップ及び左側下外フラップを折り曲げ可能な一対の第２レール２７ａ及び第２レール２７ｂと、第１の方向に一対の第２レール２７ａ及び第２レール２７ｂに隣接して配置され、函の底部にテープ貼りを行うテープ貼部２９と、を備えているので、大きさの異なる函であっても、確実に函を組み立てることができる。

【0142】

また、本実施形態の製函装置１によれば、第１のレール２３及び突出部２５と、一対の第２レール２７ａ及び第２レール２７ｂとの距離を、上下方向及び左右方向に垂直な前後方向に変更可能としたので、大きさの異なる函であっても、さらに安定して函を組み立てることができる。

【0143】

また、本実施形態の製函方法によれば、複数種類の平面函を載置した第１の平面函載置部９から所望の平面函を多関節ロボット３の先端に接続された把持部５によって把持する第１の工程と、その第１の工程の後、平面函を把持部５によって把持して立体化する第２の工程と、立体化された函を多関節ロボット３によって移動させ、函の前側下内フラップ及び後側下内フラップを第１のレール２３及び突出部２５に当接させることにより折り曲げる第３の工程と、立体化された函を多関節ロボット３によって移動させ、第１のレール２３及び突出部２５を挟んで配置された一対の第２レール２７ａ及び第２レール２７ｂを上下方向及び左右方向に移動させることにより、函の右側下外フラップ及び左側下外フラップを折り曲げる第４の工程と、を備えているので、大きさの異なる函を効率良く、かつ確実に函を組み立てることができる。

【0144】

さらに、本実施形態の製函方法によれば、右側下外フラップ及び左側下外フラップは、函が第１のレール２３及び突出部２５から外れた後に、一対の第２レール２７ａ及び第２レール２７ｂによって閉じられるので、大きさの異なる函であっても、さらに安定して函を組み立てることができる。

【0145】

以上、本発明の実施形態における製函装置について説明してきたが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更して実施することが可能である。

【0146】

例えば、上述の実施形態においては、アームに複数の吸着部を設ける例として、第１アーム基端部５７に第３吸着部９３ａ及び９３ｂを設けるとともに、第１アーム先端部８９に第１吸着部９５ａ及び９５ｂを設ける構成を説明したが、第２アーム基端部５９に２つの第４吸着部を設けるとともに、第２アーム先端部９１に第２吸着部９７ａ及び９７を設けるようにしても良く、第１アーム中間部７７及び第２アーム中間部に吸着部をもうけるようにしても良い。

【0147】

また、上述の実施形態において、第２レール２７ａ及び第２レール２７ｂは、第１レール２３及び突出部２５に対して上下方向、左右方向及び前後方向に移動するように構成されているが、第２レール２７ａ及び第２レール２７ｂは、第１レール２３及び突出部２５に対して上下方向及び左右方向のみ移動するように構成しても、函を確実に組み立てることは可能である。

【0148】

しかしながら、第２レール２７ａ及び第２レール２７ｂを、第１レール２３及び突出部２５に対して上下方向、左右方向及び前後方向に移動するように構成した方が、大きさの異なる函を、さらに安定して組み立てることができる。

【符号の説明】

【0149】

１・・・製函装置
２・・・発振器
３・・・多関節ロボット（ロボット）
５・・・把持部
２３・・・第１レール（第１の折曲部材）
２５・・・突出部（第１の折曲部材）
２７ａ，２７ｂ・・・第２レール（第２の折曲部材）
１７・・・ロボット位置駆動用モータ
４３・・・第１レール前後駆動用モータ
４５・・・第２レール前後駆動用モータ
４７・・・第２レール左右駆動用モータ
４９・・・第２レール上下駆動用モータ
５１・・・アーム回転駆動用モータ
５３・・・第１アーム駆動用モータ
５５・・・第２アーム駆動用モータ
５７・・・第１アーム基端部
５９・・・第２アーム基端部
７７・・・第１アーム中間部
７９・・・第２アーム中間部
８９・・・第１アーム先端部
９１・・・第２アーム先端部
９３ａ，９３ｂ・・・第３吸着部
９５ａ，９５ｂ・・・第１吸着部
９７ａ，９７ｂ・・・第２吸着部
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ８，Ｖ９・・・物品吸着部
Ｗ１，Ｗ２、Ｗ３・・・段ボール函（函）

【要約】

大きさの異なる函であっても、確実に函を把持することができる物品吸着装置、及び、その物品吸着装置を使用して、大きさの異なる函であっても、確実に組み立てることができる製函装置及び製函方法を提供する。
把持部（５）は、アーム回転駆動用モータ（５１）のモータ軸の周りに回転可能に接続された第１アーム基端部（５７）、第１アーム中間部（７７）及び第１アーム先端部（８９）、並びに、第２アーム基端部（５９）、第２アーム中間部（７９）及び第２アーム先端部（９１）と、第１アーム先端部（８９）に備えられた第１吸着部（９５ａ）及び（９５ｂ）と、第２アーム先端部（９１）に備えられ、第１吸着部（９５ａ）及び（９５ｂ）が吸着する同一面を吸着可能な第２吸着部（９７ａ）及び（９７ｂ）と、を備え、第１吸着部（９５ａ）及び（９５ｂ）、並びに、第２吸着部（９７ａ）及び（９７ｂ）は、アーム回転駆動用モータ（５１）のモータ軸からの距離を変更可能なように、第１アーム先端部（８９）または第２アーム先端部（９１）に備えられている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】