特許 7534625 ロボットを用いた容器詰め装置、容器詰め方法、容器詰め治具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-06

(45)【発行日】2024-08-15

(54)【発明の名称】ロボットを用いた容器詰め装置、容器詰め方法、容器詰め治具

(51)【国際特許分類】

   B65B 35/40 20060101AFI20240807BHJP

   B25J 13/00 20060101ALI20240807BHJP

   B65B 5/06 20060101ALI20240807BHJP

【ＦＩ】

B65B35/40

B25J13/00 Z

B65B5/06

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020198363

(22)【出願日】2020-11-30

(65)【公開番号】P2022086395

(43)【公開日】2022-06-09

【審査請求日】2023-08-21

(73)【特許権者】

【識別番号】501428545

【氏名又は名称】株式会社デンソーウェーブ

(74)【代理人】

【識別番号】110000567

【氏名又は名称】弁理士法人サトー

(72)【発明者】

【氏名】伊庭 歩美

【審査官】▲桑▼原 恭雄

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０１６３８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－００１４９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０１３７４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第００７３４９４９（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｂ ３５／４０

Ｂ２５Ｊ １３／００

Ｂ６５Ｂ ５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロボットを用いて複数のワークをまとめて容器に詰める容器詰め装置であって、
多関節型のロボットと、
前記ロボットを制御するコントローラと、
形状が異なるものを含む複数のワークを仮置きするものであって、仮置きされた状態におけるワークの位置を前記容器の開口部分の領域内となるように規定する仮置き部材と、
前記仮置き部材に対して相対移動可能に設けられ、前記仮置き部材に仮置きされた複数のワークを前記容器の開口部分に向けて押し出す押出部材と、を備え、
前記押出部材は、上下方向に延びて形成されている壁部と、前記壁部の下方から押し出し方向に延びて形成されていて、前記仮置き部材に仮置きされた状態において最下方となるワークの少なくとも端部が載置される載置部とを有しており、
前記コントローラは、前記ロボットに、複数のワークを前記仮置き部材に仮置きさせ、前記押出部材を前記容器に向けて移動させることによって仮置きされた複数のワークをまとめて前記容器に詰めさせるものであり、複数のワークを仮置きさせる際、最も下部側に配置されるワークの少なくとも端部が前記載置部上となるように仮置きする容器詰め装置。

【請求項2】

ロボットを用いて複数のワークをまとめて容器に詰める容器詰め装置であって、
多関節型のロボットと、
前記ロボットを制御するコントローラと、
形状が異なるものを含む複数のワークを仮置きするものであって、仮置きされた状態におけるワークの位置を前記容器の開口部分の領域内となるように規定する仮置き部材と、
前記仮置き部材に対して相対移動可能に設けられ、前記仮置き部材に仮置きされた複数のワークを前記容器の開口部分に向けて押し出す押出部材と、を備え、
前記容器は、開口した状態において、前記開口部分の下端が幅方向における中央側で下方に湾曲する曲線状になるものであり、
前記仮置き部材は、前記開口部分の下端の形状に対応して幅方向における中央側が下方に湾曲する曲線状に形成されており、
複数のワークには、平板状に形成されていて外力が加えられると弾性的に変形する平板状のものが少なくとも１つ含まれており、
前記コントローラは、前記ロボットに、複数のワークを前記仮置き部材に仮置きさせ、前記押出部材を前記容器に向けて移動させることによって仮置きされた複数のワークをまとめて前記容器に詰めさせるものであり、平板状のワークを前記仮置き部材の形状に沿って沿って湾曲した状態で仮置きさせ、当該平板状のワークが湾曲することによって形成される空きスペースに他のワークを仮置きさせ、積層した状態に仮置きされた複数のワークを前記押出部材により一括して押し出させることにより、複数のワークを前記容器にまとめて詰める容器詰め装置。

【請求項3】

ロボットを用いて複数のワークをまとめて容器に詰めるための容器詰め方法であって、
多関節型のロボットを用い、仮置きされた状態における当該ワークの位置および仮置きされた状態における当該ワークの形状のうち少なくともとも一方を規定可能な仮置き部材に順次仮置きし、
前記仮置き部材に対して相対移動可能に設けられていて、上下方向に延びて形成されている壁部と、前記壁部の下方から押し出し方向に延びて形成されていて、前記仮置き部材に仮置きされた状態において最下方となるワークの少なくとも端部が載置される載置部とを有する押出部材を移動させ、当該仮置き部材に仮置きされた形状が異なるものを含む複数のワークを前記容器の開口部分に向けて押し出すことにより、複数のワークを当該開口部分から前記容器内に位置させ、
ワークが前記容器内に位置している状態において前記押出部材を前記容器とは逆向きに移動させて複数のワークを当該容器内に残留させることにより、複数のワークを前記容器にまとめて詰めるとき、前記ロボットに、複数のワークを前記仮置き部材に仮置きさせ、前記押出部材を前記容器に向けて移動させることによって仮置きされた複数のワークをまとめて前記容器に詰めさせるものであって、複数のワークを仮置きさせる際、最も下部側に配置されるワークの少なくとも端部が前記載置部上となるように仮置きする容器詰め方法。

【請求項4】

ロボットを用いて複数のワークをまとめて容器に詰めるための容器詰め方法であって、
前記容器は、開口した状態において、前記開口部分の下端が幅方向における中央側で下方に湾曲する曲線状になるものであり、
複数のワークには、平板状に形成されていて外力が加えられると弾性的に変形する平板状のものが少なくとも１つ含まれており、
多関節型のロボットを用い、仮置きされた状態における当該ワークの位置および仮置きされた状態における当該ワークの形状のうち少なくともとも一方を規定可能であり、前記開口部分の下端の形状に対応して幅方向における中央側が下方に湾曲する曲線状に形成されている仮置き部材に順次仮置きし、
前記仮置き部材に対して相対移動可能に設けられている押出部材を移動させ、当該仮置き部材に仮置きされた形状が異なるものを含む複数のワークを前記容器の開口部分に向けて押し出すことにより、複数のワークを当該開口部分から前記容器内に位置させ、
ワークが前記容器内に位置している状態において前記押出部材を前記容器とは逆向きに移動させて複数のワークを当該容器内に残留させることにより、複数のワークを前記容器にまとめて詰めるとき、前記ロボットに、平板状のワークを前記仮置き部材の形状に沿って沿って湾曲した状態で仮置きさせ、当該平板状のワークが湾曲することによって形成される空きスペースに他のワークを仮置きさせ、積層した状態に仮置きされた複数のワークを前記押出部材により一括して押し出させることにより、複数のワークを前記容器にまとめて詰める容器詰め方法。

【請求項5】

ロボットを用いて複数のワークをまとめて容器に詰めるための容器詰め治具であって、
多関節型のロボットによって仮置きされる形状が異なるものを含む複数のワークを、仮置きされた状態における当該ワークの位置および仮置きされた状態における当該ワークの形状のうち少なくともとも一方を規定可能な仮置き部材と、
前記ロボットによって移動させれるものであって、前記仮置き部材に対して相対移動可能に設けられ、上下方向に延びて形成され、前記仮置き部材に仮置きされた複数のワークを前記容器の開口部分に向けて押し出す壁部、および前記壁部の下端側から押し出し方向に延びて形成され、仮置きされた状態において最下方となるワークの少なくとも端部が載置される載置部を有する押出部材と、を備える容器詰め治具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボットを用いて複数のワークをまとめて容器に詰める容器詰め装置、容器詰め方法、容器詰め治具に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、生産ライン等において、複数のワークをまとめて容器に詰める作業を自動化することが行われている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１４－２３４２２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

さて、いわゆる６軸ロボットや４軸ロボットのような多関節型のロボットは、プログラムによって作業内容を変更することが可能であることから、ワークの種類や形状が異なる場合にも対応することができる。そのため、例えば少量多品種の生産現場などにおいては、ロボットの汎用性を活かすことにより、複数のワークを容器に詰める容器詰め作業の効率を改善することができると考えられる。

【0005】

ところで、ワークの種類や形状が異なる場合には、各ワークは、個別の供給経路で供給されると考えられる。その場合、単純に言えば、各ワークを順次容器に詰めることにより、複数のワークを容器詰めすることができると考えられる。

【0006】

しかしながら、ワークを個別に容器に詰めようとすると、先に詰めたワークと後から詰めるワークとが干渉してワークが変形したり、先に詰めたワークがスペースを占有して他のワークを詰めることができなくなったりするおそれがある。そして、その状況を回避するためには、ワークを詰めるロボット以外に、先に詰めたワークの位置を確認するための例えばカメラのようなセンサや詰めたワークの位置を直すための別のロボットが必要となる。

【0007】

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ロボットを用いて容器詰めを行う際、複数のワークを容器に適切に詰めることができる容器詰め装置、容器詰め方法、容器詰め治具を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

請求項１に記載した発明では、容器詰め装置は、ロボットを用いて複数のワークをまとめて容器に詰めるものであり、多関節型のロボットと、ロボットを制御するコントローラと、形状が異なるものを含む複数のワークを仮置きするものであって、仮置きされた状態におけるワークの位置を容器の開口部分の領域内となるように規定する仮置き部材と、仮置き部材に対して相対移動可能に設けられ、仮置き部材に仮置きされた複数のワークを容器の開口部分に向けて押し出す押出部材とを備えている。

【0009】

これにより、対象となるワークを仮置き部材に仮置きすることにより、まず、ワークを容器への詰め込みが可能な配置とすることができる。つまり、容器詰め装置は、取得した複数のワークを直接容器に詰めるのではなく、まずは、容器詰めのための事前準備をする。そして、容器詰め装置は、ロボットに、複数のワークを仮置き部材に仮置きさせ、押出部材を容器に向けて移動させることによって仮置きされた複数のワークをまとめて容器に詰めさせる。

【0010】

これにより、先に詰め込んだワークの位置を確認するためのセンサ類やそのワークの位置を修正する他のロボットなどを設けることなく、形状が異なるものを含む複数のワークであっても、各ワークを取得するところから容器に詰め終わるまでの作業を１台のロボットにより行うことが可能となる。したがって、ロボットを用いて容器詰めを行う際、複数のワークを容器に適切に詰めることができる。

【0011】

また、容器詰め装置は、上下方向に延びて形成されている壁部と、壁部の下方から押し出し方向に延びて形成されていて、仮置き部材に仮置きされた状態において最下方となるワークの少なくとも端部が載置される載置部とを有する押出部材を用いて、複数のワークを仮置きさせる際、最も下部側に配置されるワークの少なくとも端部が載置部上となるように仮置きする。

【0012】

これにより、複数のワークを移動させる際、最下方のワークは下側から載置部によって支えられた状態で、且つ、壁部によって押し出し方向に向かって押し出されることで、複数のワークを押出部材の移動から取りこぼすことなく移動つまりは容器詰めすることができる。

【0013】

請求項２に記載した発明では、容器詰め装置は、開口した状態において、開口部分の下端が幅方向における中央側で下方に湾曲する曲線状になる容器を対象とし、開口部分の下端の形状に対応して幅方向における中央側が下方に湾曲する曲線状に形成されている仮置き部材を用い、平板状に形成されていて外力が加えられると弾性的に変形する平板状のものが少なくとも１つ含まれている複数のワークを対象とし、ロボットに、平板状のワークを仮置き部材の形状に沿って沿って湾曲した状態で仮置きさせ、当該平板状のワークが湾曲することによって形成される空きスペースに他のワークを仮置きさせ、積層した状態に仮置きされた複数のワークを押出部材により一括して押し出させることにより、複数のワークを容器にまとめて詰める。

【0014】

これにより、各ワークを仮置き部材の幅方向の範囲内、つまりは、容器の開口部分の正面視における領域内に配置することが可能となる。換言すると、複数のワークを容器詰めが可能となる範囲内に位置決めした状態で仮置きすることができる。これにより、複数のワークを確実に容器詰めすることができる。

【0015】

請求項３、４に記載した発明では、容器詰め方法は、ロボットを用いて複数のワークをまとめて容器に詰めるための方法であって、多関節型のロボットを用い、仮置きされた状態における当該ワークの位置および仮置きされた状態における当該ワークの形状のうち少なくともとも一方を規定可能な仮置き部材に順次仮置きし、仮置き部材に対して相対移動可能に設けられている押出部材を移動させ、当該仮置き部材に仮置きされた形状が異なるものを含む複数のワークを容器の開口部分に向けて押し出すことにより、複数のワークを当該開口部分から容器内に位置させ、ワークが容器内に位置している状態において押出部材を容器とは逆向きに移動させて複数のワークを当該容器内に残留させることにより、複数のワークを容器にまとめて詰める。

【0016】

このような方法を用いることにより、形状が異なるものを含む複数のワークについて、各ワークの取得から容器に詰め終わるまでの作業を１台のロボットにより行うことが可能となる。したがって、ロボットを用いて容器詰めを行う際、複数のワークを容器に適切に詰めることができるなど、上記した容器詰め装置と同様の効果を得ることができる。

【0017】

請求項５に記載した発明では、容器詰め治具は、ロボットを用いて複数のワークをまとめて容器に詰めるためのものであって、多関節型のロボットによって仮置きされる形状が異なるものを含む複数のワークを、仮置きされた状態における当該ワークの位置および仮置きされた状態における当該ワークの形状のうち少なくともとも一方を規定可能な仮置き部材と、ロボットによって移動させれるものであって、仮置き部材に対して相対移動可能に設けられ、上下方向に延びて形成され、仮置き部材に仮置きされた複数のワークを容器の開口部分に向けて押し出す壁部、および、壁部の下端側から押し出し方向に延びて形成され、仮置きされた状態において最下方となるワークの少なくとも端部が載置される載置部を有する押出部材と、備える。

【0018】

このような治具を用いることにより、形状が異なるものを含む複数のワークについて、各ワークの取得から容器に詰め終わるまでの作業を１台のロボットにより行うことが可能となる。したがって、ロボットを用いて容器詰めを行う際、複数のワークを容器に適切に詰めることができるなど、上記した容器詰め装置と同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】実施形態の箱詰め装置の構成例を模式的に示す図

【図2】仮置き部材の構成例を模式的に示す図

【図3】切り欠き部の作用を説明するための図

【図4】押出部材の構成例を模式的に示す図

【図5】容器の形状の一例を模式的に示す図

【図6】ワークの形状の一例を模式的に示す図

【図7】ワークの収容状態と、個別に収容する際の問題点とを説明するための図

【図8】容器詰め処理の流れを示す図

【図9】ワークを仮置きする態様を模式的に示す図

【図10】ワークの端部を載置部に載置した状態を模式的に示す図

【図11】押出部材の他の形状例を模式的に示す図

【図12】他の形状例、他の仮置き例、他の開口例を模式的に示す図

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。図１に平面図にて模式的に示すように、本実施形態の容器詰め装置１は、ロボット２、コントローラ３、容器詰め治具４に相当する仮置き部材５および押出部材６などを備えている。以下、図１に矢印Ｆ１にて示す向きを押し出し方向とも称し、矢印Ｆ２にて示す向きを幅方向とも称し、紙面に垂直となる向きを上下方向とも称する。また、押し出し方向に視た状態を正面視と称し、幅方向に視た状態を側面視と称する。

【0021】

ロボット２は、多関節型のものであり、例えば垂直多関節型のいわゆる６軸や７軸の構成や水平多関節型のいわゆる４軸の構成を採用することができる。本実施形態では、ロボット２して、設置面に設置されるベース２ａ、ベース２ａに対して相対回転可能に設けられているショルダ２ｂ、ショルダ２ｂに対して相対回転可能に設けられている下アーム２ｃ、下アーム２ｃに対して相対回転可能に設けられている第１上アーム２ｄ、第１上アーム２ｄに対して同軸で相対回転可能に設けられている第２上アーム２ｅ、第２上アーム２ｅの先端に設けられているフランジ２ｆを有する垂直多関節型のものを採用している。このフランジ２ｆにはハンド７が取り付けられている。

【0022】

コントローラ３は、ＣＰＵやＲＯＭおよびＲＡＭなどで構成された図示しない制御部を有しており、プログラムを実行することによりロボット２に設けられている図示しないモータを駆動してロボット２の姿勢や動作を制御する。ただし、本実施形態では、ロボット２による作業内容は予め教示されているものとする。また、ロボット２に対する教示については周知であるためここでは詳細な説明は省略するが、ワークが載置されている位置やワークを把持する位置やタイミング、ハンド７を移動させる通過点や経路などが教示されている。

【0023】

仮置き部材５および押出部材６は、ロボット２を用いて複数のワークをまとめて詰めるための容器詰め治具４を構成している。仮置き部材５は、例えば金属材料や樹脂材料により形成されている。仮置き部材５は、図２に示すように、幅方向における中央部分が下方に湾曲したいわゆる軒どいのような形状に形成されている。

【0024】

仮置き部材５の幅Ｗ１、押し出し方向への長さＬ１、上端から下端までの深さＨ１および湾曲の程度は、図５に示す容器８の形状や、図６に示す対象となるワーク９の大きさや、ワーク９を積み上げた状態に仮置きした際に想定される高さなどに応じて適宜設定することができる。

【0025】

ただし、本実施形態では、仮置き部材５の幅Ｗ１は、容器８の開口部分８ａの幅Ｗ３よりも小さく形成されているとともに、仮置き部材５の長さＬ１は、図６に示す仮置きされるワーク９の押し出し方向への長さＬ４よりも大きく設定されている。これにより、仮置き部材５にワーク９を仮置きした状態において、正面視における容器８の開口部分８ａの領域内にワーク９が収まるようにしている。

【0026】

仮置き部材５の幅方向における両端には、それぞれ爪部５ａが設けられている。本実施形態では、爪部５ａは、押し出し方向において離間した位置で２か所ずつ設けられている。爪部５ａは、仮置き部材５の表面との間に隙間が設けられた状態で中央側に向かって延びている。この爪部５ａの隙間は、平板状に形成されていて外力が加えられると弾性的に変形する平板状のワーク９の端部を挿入可能な大きさに形成されている。この爪部５ａは、平板状のワーク９の位置決めおよび変形した状態を維持する部材として機能する。

【0027】

そのため、詳細は後述するが、仮置き部材５に平板状のワーク９を仮置きする際、平板状のワーク９の端部を爪部５ａの隙間に挿入することによって、平板状のワーク９の幅方向における位置決めと、仮置き部材５の表面に沿って湾曲するように変形した状態の保持とが行われる。すなわち、仮置き部材５は、仮置きされた状態におけるワーク９の位置、および仮置きされた状態におけるワーク９の形状のうち少なくともとも一方、本実施形態では双方を、容器８の開口部分８ａの領域内に収まるように規定している。

【0028】

また、図２に示すように、仮置き部材５の幅方向における一方の端部には、爪部５ａの間に位置して、切り欠き部５ｂが形成されている。この切り欠き部５ｂは、側面視にも示すように、仮置き部材５の上端から表面に沿って一部を切り欠いた状態で設けられている。この切り欠き部５ｂは、図３に示すように、平板状のワーク９を仮置きする際、平板状のワーク９を把持しているハンド７が、仮置き部材５の上端位置（Ｙ１）よりも下方となる位置（Ｙ２）まで移動可能な大きさに形成されている。

【0029】

より詳細に言えば、切り欠き部５ｂは、平板状のワーク９の把持されている側の端部位置（Ｙ３）が、爪部５ａの開放側の端部位置（Ｙ４）よりも下方となる位置まで移動できる大きさに形成されている。換言すると、切り欠き部５ｂは、平板状のワーク９の端部を爪部５ａの隙間に挿入する際のクリアランスを確保できる大きさに設定されている。

【0030】

押出部材６は、図４に示すように、正面視における中心角が概ね１８０度の扇形状部に形成されていて下部が湾曲している板状の壁部６ａと、壁部６ａの下端側に設けられいて押し出し方向に延びて形成されている平板状の載置部６ｂと、壁部６ａの上端側において押し出し方向と逆側に延びて形成されている把持部６ｃとを有している。なお、図４では壁部６ａや載置部６ｂを明瞭にするための意図的に厚みを強調して示しているが、壁部６ａや載置部６ｂの厚みは適宜設定することができる。

【0031】

壁部６ａは、下部の形状が仮置き部材５の表面に沿った形状に形成されており、仮置き部材５の表面に沿って押し出し方向およびその逆方向に移動可能になっている。つまり、押出部材６は、仮置き部材５に対して相対的移動に設けられている。この壁部６ａの押し出し方向側の面は、押出部材６を移動させる際にワーク９に当接可能な大きさに形成されている。

【0032】

載置部６ｂは、壁部６ａの下端側であって幅方向における中央部分に設けられている。そのため、複数のワーク９を仮置きした際には、仮置きされた状態において最下方となるワーク９の押し出し方向に沿った端部が少なくとも載置部６ｂに載置される。そのため、押出部材６を移動させた場合には、ワーク９の端部が載置部６ｂに載置された状態で、且つ、仮置きされた他のワーク９も含めて壁部６ａに押される形で、各ワーク９が仮置き部材５に対して相対的に移動する。

【0033】

また、この載置部６ｂを設けたことにより、押出部材６は、壁部６ａが上下方向に沿った状態においては、壁部６ａが若干載置部６ｂ側に傾く状態となる。そして、押出部材６は、後述するようにワーク９を載置する際には載置部６ｂの少なくとも一部が仮置き部材５上に位置する状態に配置される。

【0034】

そのため、押出部材６は、ワーク９を仮置きする際には載置部６ｂが仮置き部材５の表面と接触することにより、壁部６ａが上下方向に概ね沿った自立した状態になる。なお、壁部６ａの下部に、載置部６ｂと反対側となる位置に壁部６ａを支える支持部を設けて自立させる構造とすることもできる。

【0035】

このとき、押出部材６の幅Ｗ２は、仮置き部材５の幅Ｗ１、より厳密に言えば、幅方向における両端の爪部５ａの間隔よりも小さく設定されている。また、押し出し方向への長さＬ２、上端から下端までの深さＨ２、載置部６ｂの幅Ｗ２ａ、載置部６ｂの長さＬ２ａ、載置部６ｂの設置高さＨ２ａは、対象となるワーク９の大きさや、ワーク９を積み上げた状態に仮置きした際に想定される高さ、ワーク９を詰める容器８の形状に応じて適宜設定することができる。

【0036】

ただし、本実施形態では、押出部材６の長さＬ２ａを図５に示す容器８の奥行Ｌ３よりも小さく設定するとともに、高さＨ２ａを容器８の開口部分８ａの高さＨ３よりも小さく設定することにより、押出部材６の少なくとも壁部６ａの全体が容器８内に挿入される構成としている。

【0037】

把持部６ｃは、ロボット２のハンド７によって把持される部位である。ロボット２は、把持部６ｃを把持した状態で押出部材６を移動させることにより、仮置きしたワーク９を容器８に詰める。なお、本実施形態では把持部６ｃを壁部６ａから延びる柱状に形成しているが、壁部６ａの上端を折り曲げてフランジ２ｆ状にしたり、把持部６ｃを設けずに壁部６ａをハンド７で直接的に押す構成としたりすることもできる。

【0038】

そして、本実実施形態では、例えば図６に示すように形状が異なる複数のワーク９ａ、ワーク９ｂ、ワーク９ｃを容器８に詰めることを想定している。ただし、ワーク９の種類や形状あるいは数は一例であり、他の形状のものや数が異なることも想定される。また、本実施形態では、ワーク９ｃのように平板状のワーク９が少なくとも１つ含まれていることを想定している。

【0039】

ワーク９ａは、円筒状の梱包物１０ａを梱包材１１で梱包したものであり、押し出し方向における長さがＬ４ａ、正面視における外形が概ね円形であってその幅Ｗ４ａのものを想定している。ただし、ワーク９ａの長さＬ４ａおよび幅Ｗ４ａは、容器８に収容可能な範囲内になっていることは勿論である。

【0040】

本実施形態では、梱包材１１として気泡緩衝材を想定しており、図６では正面視における形状を簡略化した円形に示しているが、実際には外周部に凹凸が形成されている。このため、仮置き部材５に載置した場合には、仮置きした位置から多少移動することは想定されるものの、次のワーク９を仮置きするまでには静止した状態になると想定される。また、本実施形態では、人が手作業により梱包することを想定しており、同じワーク９ａであっても外形が多少異なるものが混在することを想定している。これは、ワーク９ｂについても同様である。

【0041】

ワーク９ｂは、柱状の梱包物１０ｂを梱包材１１で梱包したものであり、押し出し方向における長さがワーク９ａよりも短いＬ４ｂであり、正面視における外形が概ね円形であって、その幅Ｗ４ｂがワーク９ａの幅Ｗ４ａよりも小さいものを想定している。ただし、ワーク９ｂの長さＬ４ｂおよび幅Ｗ４ｂは、容器８に収容可能な範囲内になっていることは勿論である。

【0042】

ワーク９ｃは、複数枚の紙や取扱説明書のような平板状の梱包物１０ｃを袋詰めしたものであり、押し出し方向における長さが各ワーク９で最長のＬ４ｃであり、その正面視における外形が概ね長方形でその幅Ｗ４ｃのものを想定している。ワーク９ｃの長さＬ４ｃは容器８に収容可能な範囲内になっていることは勿論であるが、本実施形態では、ワーク９ｃとして、その幅Ｗ４ｃが、容器８の開口部分８ａの幅Ｗ３よりは小さいものの幅Ｗ３に近いもの、例えば概ね幅Ｗ３の半分以上であるものを想定している。

【0043】

このようなワーク９は、例えば梱包物１０ａが製品、梱包物１０ｂが付属品、梱包物１０ｃが取扱説明書や保証書といった場合に想定される。これらのワーク９は、形状や種類が異なることから、図１に示すように個別の供給経路１２ａ、供給経路１２ｂおよび供給経路１２ｃから所定の位置および所定の向きでそれぞれ供給される。なお、ワーク９の種類によっては、いわゆるバッチ式の供給経路１２で供給されるものを対象とすることができる。

【0044】

仮置き部材５および押出部材６は、載置テーブル１３上の所定の位置に配置されている。仮置き部材５は、載置テーブル１３上に固定的に配置された状態、あるいは、押し出し方向に沿って容器８の開口部分８ａの位置あるいは容器８内となる位置まで移動可能な例えば直動型の図示しない移動機構上に配置されている。

【0045】

押出部材６は、ワーク９を載置する際には、載置部６ｂの少なくとも一部が仮置き部材５と幅方向および押し出し方向において重なるように配置されている。以下、ワーク９を載置する際における押出部材６の位置を、待機位置と称する。

【0046】

ワーク９が詰められる容器８は、本実施形態では例えば厚紙や段ボールなどで形成された紙製のものを想定している。この容器８は、図１に示すように供給テーブル１４上の所定の位置に開口した状態で固定されて供給される。つまり、容器８の位置は予め定められており、ワーク９を詰める際には開口した状態になっているものとする。このとき、容器８の開口部分８ａは、図５に示すように、上下方向よりも幅方向のほうが広い幅広であって、幅方向の両端に上側と下側との接続部分となる稜線を有するの概ね楕円形に形成されている。ただし、容器の形状は一例である。

【0047】

ただし、容器８は、２枚の紙を貼り合わせたような状態で供給し、容器詰めが実施されるまでの期間に供給テーブル１４上で開口した状態とする構成であってもよい。また、開口した状態の容器８を、仮置き部材５側に移動可能として仮置き部材５との隙間を少なくする、あるいは、隙間を無くす構成とすることもできる。また、紙製に限らずビニールなどの合成樹脂製であってもよい。

【0048】

そして、容器詰め装置１は、コントローラ３からの指令に基づいてロボット２を動作させることにより、複数のワーク９を容器８に詰める容器詰め作業を実施する。このとき、各ワーク９にはバーコードやＱＲコード（登録商標）のような二次元コード１５が添付されている。

【0049】

また、載置テーブル１３には、取り換え用のハンド７が用意されており、ワーク９の大きさに応じてハンド７を取り換えることが可能となっている。ただし、１つのハンド７で各ワーク９を把持できる場合にはハンド７を取り換える必要はない。

【0050】

また、載置テーブル１３には、二次元コード１５を読み取るコードリーダ１６が配置されている。このコードリーダ１６は、コントローラ３や図示しない管理装置に接続されており、容器８に詰める際にコードリーダ１６でデータが読み取ることで、容器詰めの対象となるワーク９であるか否かの確認や、全てのワーク９が容器詰めされたか否かの確認などが行われる。

【0051】

次に、上記した構成の作用について説明する。
前述のように、プログラムによって作業内容を変更可能なロボット２の汎用性を活かすことにより、例えば比較的少量生産の現場や多品種のワーク９を扱う必要がある現場において、複数のワーク９を容器８に詰める容器詰め作業の効率を改善することができると考えられる。その一方で、本実施形態のように１台のロボット２を用いて作業を行うことを想定している場合には、形状が異なるものを含む複数のワーク９を詰める際に課題が発生することがある。

【0052】

例えば、上記したワーク９ａ～ワーク９ｃは、図７に収容状態として示すように容器８内に収容されることになる。この場合、人が手作業で詰めるのであれば、どのワーク９から詰めたとしても、ワーク９の位置をずらしたり変形させたりすることにより各ワーク９ａ～ワーク９ｃを適切に容器８に詰めることができると考えられる。

【0053】

なお、本実施形態では、容器８は、正面視における収容部分の面積に対してワーク９が占有する面積が比較的大きく、各ワーク９ａ～ワーク９ｃが押し出し方向、幅方向あるいは上下方向の少なくとも１つの方向において互いに積み重なる状態で収容される程度の大きさのものを想定している。より平易に言えば、容器８は、現実的な観点から言って各ワーク９ａ～ワーク９ｃを収容可能であって過剰にならない大きさに形成されているものを想定している。

【0054】

その一方で、容器８の形状が中央部分において下方に湾曲し、幅方向における両端側で上方に反っている場合には、ワーク９が中央に寄りやすくなって他のワーク９の容器詰めを阻害するおそれもある。

【0055】

例えば、ワーク９を個別に容器８に詰める場合には、図７に比較例その１として示すように、便宜的にハッチングを付している例えば正面視において相対的に直径が大きいワーク９ａを最初に詰めると、ワーク９ｂを詰める際にはワーク９ａを避けた位置に移動してから詰める必要があり、平板状のワーク９ｃを詰める際にはワーク９ｃを湾曲させて詰める必要がある。

【0056】

あるいは、図７に比較例その２として示すように、便宜的にハッチングを付している平板状のワーク９ｃを最初に詰めると、そのワーク９ｃによってワーク９ａやワーク９ｂを詰めるスペースが占有され、ワーク９ｃを湾曲させてスペースを確保してからワーク９ａやワーク９ｂを詰める必要がある。

【0057】

つまり、複数のワーク９を個別に詰めようとすると、先に詰めたワーク９と後から詰めるワーク９とが干渉してワーク９が変形したり、先に詰めたワーク９がスペースを占有して他のワーク９を詰めることができなくなったりするおそれがある。

【0058】

そして、その状況を回避するためには、ワーク９を詰める作業を行うロボット２の他に、先に詰めたワーク９の位置を確認するための例えばカメラのようなセンサや、先に詰めたワーク９の位置や形状を変更するための別の装置などが必要になってしまう。

【0059】

そこで、本実施形態では、図８に示す容器詰め処理を実行することにより、１台のロボット２を用いて複数のワーク９を容器８に適切に詰めることができるようにしている。容器詰め処理はコントローラ３によって実行されるものであり、コントローラ３からの指令に基づいてロボット２が動作することで容器詰めが行われるが、以下では、説明の簡略化のために容器詰め装置１を主体にして説明する。

【0060】

容器詰め装置１は、作業対象となる複数のワーク９のうち、まず平板状のワーク９ｃを取得する（Ｓ１）。具体的には、容器詰め装置１は、平板状のワーク９ｃをハンド７で挟むことにより対象となるワーク９を取得つまりは移動可能な状態に把持する。続いて、容器詰め装置１は、取得したワーク９の二次元コード１５をコードリーダ１６で読み取らせた後（Ｓ２）、平板状のワーク９ｃを仮置き部材５に仮置きする（Ｓ３）。

【0061】

このとき、容器詰め装置１は、図９に開始状態として一例を示すように、ワーク９ｃを切り欠き部５ｂが形成されている側から斜めに傾けた状態とし、把持している側とは反対側のワーク９ｃの端部を仮置き部材５の表面に近づけた後、ハンド７を矢印Ｖ１にて示すように図示左方側且つ図示下方側に向かう移動軌跡で、ハンド７の向きつまりはロボット２の姿勢を制御しながら移動させる。

【0062】

これにより、ワーク９ｃは、図示左方側の端部が仮置き部材５の表面に沿って移動するとともに、全体として仮置き部材５の表面に沿って下方に湾曲した状態に弾性的に変形する。ただし、ハンド７の移動軌跡や向きの変化は一例であり、ワーク９ｃを同様の状態に仮置きすることが可能になるのであれば、異なる移動軌跡や向きの変化で移動させることができる。

【0063】

続いて、容器詰め装置１は、図９にスライド状態として示すように、ワーク９ｃの図示左方側の端部が左方側の爪部５ａに挿入されるまでハンド７を移動させた後、切り欠き部５ｂを利用してワーク９ｃの図示右方側の端部が爪部５ａに挿入可能な位置に来るようにする。そして、容器詰め装置１は、その状態でワーク９の把持状態を解除してハンド７を矢印Ｖ２にて示すように離脱させる。

【0064】

これにより、ワーク９ｃは、図９に配置状態として示すように、仮置き部材５の表面に沿って湾曲するように変形した状態であって、幅方向における両端が爪部５ａに挿入されて仮置き部材５に対する位置が規定された状態で仮置きされる。なお、図９では、理解し易くするために、爪部５ａを意図的に拡大しているとともに、ワーク９ｃと仮置き部材５との間、および、ワーク９ｃと爪部５ａとの間に意図的に隙間を設けて示している。

【0065】

また、図９では押出部材６の図示を省略しているが、Ｘ－Ｘ線での断面視を示す図１０に示すように、ワーク９ｃは、押出部材６側の端部が載置部６ｂに載置された状態で仮置きされている。なお、図９では説明のために、ワーク９ｃ、仮置き部材５、載置部６ｂとの間に意図的に隙間を設けて示している。また、図９では押出部材６の図示を省略しているが、ワーク９ｃの押出部材６側の端部が載置部６ｂに載置されていたとしても、ワーク９ｃの幅方向の端部を図示左方に移動させていくことにより、同様の状態に仮置きすることができる。

【0066】

このようにワーク９ｃを下方に湾曲させた状態で仮置きすることにより、ワーク９ｃの上方には、図９の配置状態に示すように正面視においてワーク９ｃと干渉しない空きスペース（Ｓ）が、幅方向および押し出し方向に形成される。この空きスペース（Ｓ）は、ワーク９ｃが変形していない状態ではワーク９ｃによって遮られる位置を含んで形成される。換言すると、ワーク９ｃを変形させることにより、幅方向および押し出し方向において、ワーク９ｃの上方に他のワーク９を積み上げる形で配置するためのスペースを確保することができる。

【0067】

さて、平板状のワーク９を仮置きすると、容器詰め装置１は、形成された空きスペース（Ｓ）に残りのワーク９を仮置きする。具体的には、容器詰め装置１は、図８に示すように、残りのワーク９を取得し、二次元コード１５を読み取り、仮置き部材５に仮置きする（Ｓ４）。すなわち、容器詰め装置１は、取得した複数のワーク９を直接的に容器８に詰めるのではなく、まずは、容器詰めのための事前準備をする。

【0068】

このとき、ワーク９ｃは、爪部５ａによって仮置き部材５に対して位置決めされている。また、ワーク９ａおよびワーク９ｂは、仮置き部材５の幅方向の両端が上方に立ち上がっていることから、仮置き部材５の幅Ｗ１の範囲で仮置きされることになる。なお、ワーク９ａとワーク９ｂは順不同で仮置きすればよいが、対象となるワーク９の形状に基づいて優先順位を決めて仮置きすることもできる。

【0069】

その結果、各ワーク９は、図９に仮置き状態として示すように、ワーク９ａ～ワーク９ｃが容器８の開口部分８ａの正面視における領域（Ｒ）内に配置される。つまり、容器詰め装置１は、１つのロボット２により、複数のワーク９を容器詰めが可能となる範囲内に位置決めした状態で仮置きすることができる。これにより、複数のワーク８を容器詰めするための事前準備が完了する。

【0070】

続いて、容器詰め装置１は、容器８に詰めるべきワーク９の仮置きが完了したか否かを判定し（Ｓ５）、完了していない場合には（Ｓ５：ＮＯ）、ステップＳ４に移行して仮置きを繰り返し、完了した場合には（Ｓ５：ＹＥＳ）、押出部材６を容器８側に向けて移動させる（Ｓ６）。

【0071】

押出部材６を移動させた場合には、最下方に仮置きされたワーク９ｃは、その端部が載置部６ｂ上に位置していることから、下側から載置部６ｂによって支えた状態で壁部６ａによって押し出し方向に押し出され、押出部材６の移動に取り残されることなく移動することになる。また、仮置き部材５に爪部５ａを設けたことにより、ワーク９ｃは、湾曲した状態のまま移動する。また、ワーク９ｃに積み重なるように仮置きされたワーク９ａとワーク９ｂは、壁部６ａで押されることによって、あるいは、ワーク９ｃと間の摩擦によってワーク９ｃが移動することに伴って同時に移動する。

【0072】

このとき、容器詰め装置１は、図１に示すように押出部材６の壁部６ａが容器８内に位置するまで、押出部材６を移動させる。これにより、各ワーク９は、その全体が容器８内に位置することになる。その後、容器詰め装置１は、押出部材６を待機位置まで移動させることにより、押出部材６を容器８内から引き出す（Ｓ７）。

【0073】

これにより、図７に収容状態として示したように、各ワーク９を容器８にまとめて詰めることができる。このように、容器詰め装置１は、ワーク９の取得から容器詰めまでの作業を１つのロボット２を用いて行っている。なお、図８では説明のために終了する流れとしているが、実際には、次の容器詰めを行うために容器詰め処理が繰り返されることになる。

【0074】

以上説明した実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
容器詰め装置１は、ロボット２を用いて複数のワーク９をまとめて容器８に詰めるものであり、多関節型のロボット２と、ロボット２を制御するコントローラ３と、形状が異なるものを含む複数のワーク９を仮置きするものであって、仮置きされた状態におけるワーク９の位置を容器８の開口部分８ａの領域内となるように規定する仮置き部材５と、仮置き部材５に対して相対移動可能に設けられ、仮置き部材５に仮置きされた複数のワーク９を容器８の開口部分８ａに向けて押し出す押出部材６と、を備えている。

【0075】

これにより、対象となるワーク９を仮置き部材５に仮置きすることにより、まず、ワーク９を容器８への詰め込みが可能な配置とすることができる。つまり、容器詰め装置１は、取得した複数のワーク９を直接的に容器８に詰めるのではなく、まずは、容器詰めのための事前準備をする。そして、容器詰め装置１は、その事前準備が完了すると、ロボット２に、複数のワーク９を仮置き部材５に仮置きさせ、押出部材６を容器８に向けて移動させることによって仮置きされた複数のワーク９をまとめて容器８に詰めさせる。

【0076】

これにより、先に詰め込んだワーク９の位置を確認するためのセンサ類やそのワーク９の位置を修正する他のロボット２などを設けることなく、形状が異なるものを含む複数のワーク９であっても、各ワーク９を取得するところから容器８に詰め終わるまでの作業を１台のロボット２により行うことが可能となる。したがって、ロボット２を用いて容器詰めを行う際、複数のワーク９を容器８に適切に詰めることができる。

【0077】

また、容器詰め装置１は、上下方向に延びて形成されている壁部６ａと、壁部６ａの下方から押し出し方向に延びて形成されていて、仮置き部材５に仮置きされた状態において最下方となるワーク９の少なくとも端部が載置される載置部６ｂとを有する押出部材６を用いて、複数のワーク９を仮置きさせる際、最も下部側に配置されるワーク９の少なくとも端部が載置部６ｂ上となるように仮置きする。

【0078】

これにより、複数のワーク９を移動させる際、最下方のワーク９を下側から載置部６ｂによって支えた状態で壁部６ａによって押し出し方向に押し出すことが可能となり、複数のワーク９を取りこぼすことなく移動つまりは容器詰めすることができる。

【0079】

また、容器詰め装置１は、開口した状態において、開口部分８ａの下端が幅方向における中央側で下方に湾曲する曲線状になる容器８を対象とし、開口部分８ａの下端の形状に対応して幅方向における中央側が下方に湾曲する曲線状に形成されている仮置き部材５を用い、平板状に形成されていて外力が加えられると弾性的に変形する平板状のものが少なくとも１つ含まれている複数のワーク９を対象としている。

【0080】

そして、容器詰め装置１は、ロボット２に、平板状のワーク９を仮置き部材５の形状に沿って沿って湾曲した状態で仮置きさせ、当該平板状のワーク９が湾曲することによって形成される空きスペースに他のワーク９を仮置きさせ、積層した状態に仮置きされた複数のワーク９を押出部材６により一括して押し出させることにより、複数のワーク９を容器８にまとめて詰める。

【0081】

これにより、各ワーク９を仮置き部材５の幅方向の範囲内、つまりは、容器８の開口部分８ａの正面視における領域（Ｒ）内に配置することが可能となる。換言すると、複数のワーク９を容器詰めが可能となる範囲内に位置決めした状態で仮置きすることができる。これにより、複数のワーク９を確実に容器詰めすることができる。

【0082】

また、容器詰め方法は、ロボット２を用いて複数のワーク９をまとめて容器８に詰めるための方法であって、多関節型のロボット２を用い、仮置きされた状態における当該ワーク９の位置および仮置きされた状態における当該ワーク９の形状のうち少なくともとも一方を規定可能な仮置き部材５に順次仮置きする。

【0083】

そして、仮置き部材５に対して相対移動可能に設けられている押出部材６を移動させ、当該仮置き部材５に仮置きされた形状が異なるものを含む複数のワーク９を容器８の開口部分８ａに向けて押し出すことにより、複数のワーク９を当該開口部分８ａから容器８内に位置させ、ワーク９が容器８内に位置している状態において押出部材６を容器８とは逆向きに移動させて複数のワーク９を当該容器８内に残留させることにより、複数のワーク９を容器８にまとめて詰める。

【0084】

このような容器詰め方法によっても、形状が異なるものを含む複数のワーク９について、各ワーク９の取得から容器８に詰め終わるまでの作業を１台のロボット２により行うことが可能となる。したがって、ロボット２を用いて容器詰めを行う際、複数のワーク９を容器８に適切に詰めることができるなど、上記した容器詰め装置１と同様の効果を得ることができる。

【0085】

また、容器詰め治具４は、ロボット２を用いて複数のワーク９をまとめて容器８に詰めるためのものであって、多関節型のロボット２によって仮置きされる形状が異なるものを含む複数のワーク９を、仮置きされた状態における当該ワーク９の位置および仮置きされた状態における当該ワーク９の形状のうち少なくともとも一方を規定可能な仮置き部材５と、ロボット２によって移動させれるものであって、仮置き部材５に対して相対移動可能に設けられ、上下方向に延びて形成され、仮置き部材５に仮置きされた複数のワーク９を容器８の開口部分８ａに向けて押し出す壁部６ａ、および、壁部６ａの下端側から押し出し方向に延びて形成され、仮置きされた状態において最下方となるワーク９の少なくとも端部が載置される載置部６ｂを有する押出部材６と、備える。

【0086】

このような構成の治具を採用することにより、形状が異なるものを含む複数のワーク９について、各ワーク９の取得から容器８に詰め終わるまでの作業を１台のロボット２により行うことが可能となる。したがって、ロボット２を用いて容器詰めを行う際、複数のワーク９を容器８に適切に詰めることができるなど、上記した容器詰め装置１と同様の効果を得ることができる。

【0087】

また、本発明は上記した、或いは、図面に記載した実施形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で例えば以下のように変形又は拡張することができる。

【0088】

実施形態では仮置き部材５の幅方向における一方の端部に切り欠き部５ｂを設けた構成を例示したが、仮置き部材５の幅方向における両方の端部に設ける構成とすることができる。また、切り欠き部５ｂは、対象となるワーク９に応じて大きさが異なるものを押し出し方向に複数設けたり、幅方向の両端に異なる形状のものを設けたりする構成とすることもできる。

【0089】

実施形態では壁部６ａの下部を正面視において円弧状に形成した例を示したが、放物線の一部や二次曲線の一部などの他の曲線状に形成したり、一部に直線部分を設けたりすることもできる。

【0090】

実施形態では押出部材６の載置部６ｂを平板状に形成した例を示したが、例えば図１１に示すように、壁部６ａの下端に沿って湾曲した状態で押し出し方向に延びて形成されている載置部６ｂを設ける構成とすることができる。

【0091】

このような構成によっても、最下方に仮置きされるワーク９が実施形態のようなワーク９ｃほど幅広でない場合であっても、仮置きされた状態におけるワーク９の位置決めを行うことができる。例えば、ジェルやゴム製のように平板状に形成されてはいるものの自重によって湾曲するようなワーク９に適用することができる。

【0092】

すなわち、仮置きされた状態における当該ワーク９の位置、および仮置きされた状態におけるワーク９の形状のうち少なくとも一方を規定可能な仮置き部材５を設ける構成とすることができる。

【0093】

対象となるワーク９は、図１２に他の形状例として示すように、正面視において概ね矩形となるワーク９ｄ、楕円形となるワーク９ｅ、三角形となるワーク９ｆなど、他の形状のワーク９を対象とする場合にも適用することができる。

【0094】

また、実施形態では押し出し方向に長いワーク９を例示したが、図１２に他の仮置き例として示すように、押し出し方向の長さが比較的短いワーク９ｇを複数個配置し、それらをまとめて容器詰めする場合にも適用することができる。

【0095】

また、実施形態では概ね楕円状に開口する容器８の例を示したが、図１２に他の開口例その１として示すように開口部分８ａの正面視が矩形状のものや、開口例その２として示すように開口部分８ａの正面視が三角形のものを対象とすることができる。あるいは、図示は省略するが開口部分８ａの正面視が単純な円形や五角形以上の多角形のものを対象とすることができる。

【0096】

また、例えば容器８の幅Ｗ３よりも平板状のワーク９の幅Ｗ４のほうが広く、容器詰めする際にワーク９を開口部分８ａの下部と側部とに沿って湾曲させたり、折り曲げたりする必要があるワーク９を対象とすることもできる。このように容器８の形状やワーク９の形状が実施形態とは異なる場合であっても、仮置き部材５を利用して実施形態と同様の手法を採用することにより、複数のワーク９を１台のロボット２で容器詰めすることができる。

【符号の説明】

【0097】

図面中、１は容器詰め装置、２はロボット、４は容器詰め治具、５は仮置き部材（治具）、６は押出部材（治具）、６ａは壁部、６ｂは載置部、８は容器、８ａは開口部分、９、９ａ～９ｇはワークを示す。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】