(57)【要約】【課題】段ボール等の折り畳み可能なシート状のワークを確実に保持する。【解決手段】ワーク保持装置(1)は、支持部(23b,23c)により、本体部が折り畳まれた状態で置台(21)に配置されたワーク(40)の本体部(41b)を支持するとともに、第１吸着パッド(23a)により、互いに重なった状態の第１及び第２の舌片(42b,42c)の一方を吸着し当該第１及び第２の舌片(42b,42c)の間に所定の間隔を生じさせる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の本体部と、前記本体部の一の開口の周縁部から延設された第１の舌片及び第２の舌片と、を有するワークの保持装置であって、
前記第１及び第２の舌片が互いに重なり、且つ、前記本体部が折り畳まれた状態で前記ワークが配置される置台と、
基部と、
前記基部に設けられ、折り畳まれた前記本体部を支持可能に構成された支持部と、
前記基部に設けられ、互いに重なった前記第１及び第２の舌片のうち一方を吸着可能に構成された第１吸着パッドと、
前記支持部及び第１吸着パッドの動作を制御する制御部と、を備え、
前記支持部により、前記本体部が折り畳まれた状態で前記置台に配置された前記ワークの本体部を支持するとともに、前記第１吸着パッドにより、互いに重なった状態の前記第１及び第２の舌片の一方を吸着して当該第１及び第２の舌片の間に所定の間隔を生じさせる、ワーク保持装置。
【請求項２】
前記第１及び第２の舌片の一方を保持可能に構成された第１保持部、前記第１及び第２の舌片の他方を保持可能に構成された第２保持部、前記第１保持部が取り付けられた第１ロボットアーム、及び、前記第２保持部が取り付けられた第２ロボットアームを有するロボット本体と、
前記ロボット本体の動作を制御するロボット制御部と、
を更に備え、
前記第１保持部により、前記所定の間隔を生じた前記第１及び第２の舌片の一方を保持するとともに、前記第２保持部により、前記第１及び第２の舌片の他方を保持し、折り畳まれた前記本体部を筒状に展開する、請求項１に記載のワーク保持装置。
【請求項３】
前記第１保持部は、前記第１及び第２の舌片の一方をその両側から挟む一対の保持部材を備え、
前記第２保持部は、前記第１及び第２の舌片の他方をその両側から挟む一対の保持部材を備える、
請求項２に記載のワーク保持装置。
【請求項４】
前記一対の保持部材は、平板形状を有する、請求項３に記載のワーク保持装置。
【請求項５】
前記基部は、所定の回転軸を中心に当該基部本体を回動可能に構成された回転関節を有し、
前記回転関節は、前記基部本体を所定の第１姿勢と所定の第２姿勢との間で回動させることができ、
前記基部本体を前記第２姿勢に設定して、前記支持部により前記置台に配置された前記ワークの本体部を支持するとともに、前記第１吸着パッドにより互いに重なった状態の
前記第１及び第２の舌片の一方を吸着し、
その後、前記回転関節により、前記基部本体の姿勢を前記第２姿勢から前記第１姿勢に変化させ、
その後、前記支持部により前記本体部を支持した状態で、前記本体部に対して前記第１吸着パッドにより吸着した前記舌片を折り曲げることにより重なった前記第１及び第２の舌片の間に所定の間隔を生じさせる、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のワーク保持装置。
【請求項６】
前記支持部は、前記基部に設けられた第２吸着パッド及び支持突起で構成され、
前記支持突起により前記本体部を支持しながら前記第２吸着パッドにより前記本体部を吸着するとともに、前記第１吸着パッドにより前記第１及び第２の舌片の一方を吸着し、
前記第２吸着パッドにより前記本体部を吸着しつつ前記支持突起を支点として、前記本体部に対して前記第１吸着パッドにより吸着した前記舌片を折り曲げることにより重なった状態の第１及び第２の舌片の間に所定の間隔を生じさせる、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のワーク保持装置。
【請求項７】
前記ワークは、折り畳まれた状態から筒状に展開可能に構成された箱材であって、
前記本体部は折り線を介して連設される４枚の側板を有し、前記舌片は前記４枚の側板の開口の周縁部から折り線を介して延設されたフラップである、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のワーク保持装置。
【請求項８】
前記第１吸着パッドは、
基端部と、
前記基端部に取り付けられ、真空発生源からの負圧が内部に作用し、軸方向に伸縮可能に構成された筒状部と、
を有し、
前記筒状部の先端を、互いに重なった状態の前記第１及び第２の舌片の一方に接触させた状態で、前記真空発生源で前記筒状部の内部を減圧することにより前記筒状部を軸方向に縮ませて、前記本体部に対して前記筒状部の先端が接触している前記舌片を折り曲げる、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のワーク保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク保持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ダンボール箱の組立を行う梱包装置や製函装置が知られている（特許文献１及び特許文献２参照）。これらの装置は、吸着パッドにより、折り畳まれた状態の箱材の二つの側面を吸着して立体的に展開し、筒状に展開された箱材を保持しながら組立作業を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−８６８３７号公報
【特許文献２】国際公開第２０１４／１２５６２７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来技術では、箱材を立体的に展開する際に、箱材を保持する吸着パッドが外れてしまうことがあった。その結果、組立作業の作業効率が低下してしまう。このことはダンボール箱に限らず、折り畳み可能なシート状のワーク全般に共通する課題である。
【０００５】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、折り畳み可能なシート状のワークを確実に保持することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明のある形態に係るワーク保持装置は、筒状の本体部と、前記本体部の一の開口の周縁部から延設された第１の舌片及び第２の舌片と、を有するワークの保持装置であって、前記第１及び第２の舌片が互いに重なり、且つ、前記本体部が折り畳まれた状態で前記ワークが配置される置台と、基部と、前記基部に設けられ、折り畳まれた前記本体部を支持可能に構成された支持部と、前記基部に設けられ、互いに重なった前記第１及び第２の舌片のうち一方を吸着可能に構成された第１吸着パッドと、前記支持部及び第１吸着パッドの動作を制御する制御部と、を備え、前記支持部により、前記本体部が折り畳まれた状態で前記置台に配置された前記ワークの本体部を支持するとともに、前記第１吸着パッドにより、互いに重なった状態の前記第１及び第２の舌片の一方を吸着して当該第１及び第２の舌片の間に所定の間隔を生じさせる。
【０００７】
上記構成によれば、支持部により、置台に配置されたワークの本体部を支持した状態で、吸着パッドにより重なった状態の二つの舌片（フラップ）の一方を吸着し、重なった状態の二つの舌片の間に所定の間隔を生じさせる。例えばロボットハンドにより、ワークの二つの舌片を保持し易くなる。ワークを確実に保持することができる。
【０００８】
また、上記ワーク保持装置は、前記第１及び第２の舌片の一方を保持可能に構成された第１保持部、前記第１及び第２の舌片の他方を保持可能に構成された第２保持部、前記第１保持部が取り付けられた第１ロボットアーム、及び、前記第２保持部が取り付けられた第２ロボットアームを有するロボット本体と、前記ロボット本体の動作を制御するロボット制御部と、を更に備え、前記第１保持部により、前記所定の間隔を生じた前記第１及び第２の舌片の一方を保持するとともに、前記第２保持部により、前記第１及び第２の舌片の他方を保持し、折り畳まれた前記本体部を筒状に展開するようにしてもよい。
【０００９】
上記構成によれば、双腕ロボットの左右のロボットハンド（第１保持部及び第２保持部）によって所定の間隔が生じたワークの二つの舌片（フラップ）を保持することにより、ワーク本体部を筒状に展開することができる。
【００１０】
上記ロボット本体において、前記第１保持部は、前記第１及び第２の舌片の一方をその両側から挟む一対の保持部材を備え、前記第２保持部は、前記第１及び第２の舌片の他方をその両側から挟む一対の保持部材を備えるようにしてもよい。
【００１１】
上記構成によれば、左右のロボットハンド（第１保持部及び第２保持部）の各々が一対の保持部材を備えることにより、ワークの舌片をその両側から保持し易くなる。
【００１２】
前記一対の保持部材は、平板形状を有するようにしてもよい。
【００１３】
上記構成によれば、一対の保持部材が平板形状を有するので、二つの舌片の間に一対の保持部材を挿入し易い。ワークを保持し易くなる。
【００１４】
前記基部は、所定の回転軸を中心に当該基部本体を回動可能に構成された回転関節を有し、前記回転関節は、前記基部本体を所定の第１姿勢と所定の第２姿勢との間で回動させることができ、前記基部本体を前記第２姿勢に設定して、前記支持部により前記置台に配置された前記ワークの本体部を支持するとともに、前記第１吸着パッドにより互いに重なった状態の前記第１及び第２の舌片の一方を吸着し、その後、前記回転関節により、前記基部本体の姿勢を前記第２姿勢から前記第１姿勢に変化させ、その後、前記支持部により前記本体部を支持した状態で、前記本体部に対して前記第１吸着パッドにより吸着した前記舌片を折り曲げることにより重なった前記第１及び第２の舌片の間に所定の間隔を生じさせるようにしてもよい。
【００１５】
上記構成によれば、基部（吸着ユニット）が所定の回転軸を中心に回動可能に構成されているので、基部本体を第２姿勢に設定して、支持部により置台に配置されたワークの本体部を支持するとともに、第１吸着パッドにより互いに重なった状態の二つの舌片（フラップ）の一方を吸着する。その後、回転関節により、基部本体の姿勢を第２姿勢（例えば水平方向）から第１姿勢（例えば鉛直方向）に変化させる。その後、支持部により本体部を支持した状態で、本体部に対して第１吸着パッドにより吸着した舌片を折り曲げることにより重なった二つの舌片の間に所定の間隔が生じる。これにより、所定間隔が空いた二つの舌片を所望の姿勢（例えば鉛直方向）で保持することができるので、例えばロボットハンドによりワークを保持し易くなる。
【００１６】
前記支持部は、前記基部に設けられた第２吸着パッド及び支持突起で構成され、前記支持突起により前記本体部を支持しながら前記第２吸着パッドにより前記本体部を吸着するとともに、前記第１吸着パッドにより前記第１及び第２の舌片の一方を吸着し、前記第２吸着パッドにより前記本体部を吸着しつつ前記支持突起を支点として、前記本体部に対して前記第１吸着パッドにより吸着した前記舌片を折り曲げることにより重なった状態の第１及び第２の舌片の間に所定の間隔を生じさせるようにしてもよい。
【００１７】
上記構成によれば、支持部（吸着ユニット）が第２吸着パッド及び支持突起を有しているので、第２吸着パッドにより本体部を吸着しつつ支持突起を支点として、本体部に対して第１吸着パッドにより吸着した舌片を折り曲げることができる。これにより、重なった状態の第１及び第２の舌片の間に所定の間隔を生じさせ易い。
【００１８】
尚、前記ワークは、折り畳まれた状態から筒状に展開可能に構成された箱材であって、前記本体部は折り線を介して連設される４枚の側板を有し、前記舌片は前記４枚の側板の開口の周縁部から折り線を介して延設されたフラップであってもよい。また、箱材の材質は段ボールでもよいし、プラスティックでもよい。
【００１９】
前記第１吸着パッドは、基端部と、前記基端部に取り付けられ、真空発生源からの負圧が内部に作用し、軸方向に伸縮可能に構成された筒状部と、を有し、前記筒状部の先端を、互いに重なった状態の前記第１及び第２の舌片の一方に接触させた状態で、前記真空発生源で前記筒状部の内部を減圧することにより前記筒状部を軸方向に縮ませて、前記本体部に対して前記筒状部の先端が接触している前記舌片を折り曲げるようにしてもよい。
【００２０】
上記構成によれば、第１吸着パッドの基端部に取り付けられた筒状部が、真空発生源からの負圧が内部に作用し、軸方向に伸縮可能に構成されているので、筒状部の先端を、互いに重なった状態の第１及び第２の舌片の一方に接触させた状態で、真空発生源で筒状部の内部を減圧することにより筒状部が軸方向に縮み、本体部に対して筒状部の先端が接触している舌片が折り曲がる。これにより、第１及び第２の舌片の間に所定の間隔を生じさせることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、以上に説明した構成を有し、折り畳み可能なシート状のワークを確実に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、一実施形態に係るワーク保持装置の全体の構成を示す図である。
【図２】図２は、図１のロボットのエンドエフェクタの構成を示した図である。
【図３】図３は、図１の制御装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。
【図４】図４は、図１のワークの構成を示す図である。
【図５】図５は、図１の吸着旋回機構の動作を説明するための正面図である。
【図６】図６は、図１の吸着旋回機構の動作を説明するための平面図である。
【図７】図７は、図１のロボットの動作を説明するための斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、好ましい実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図面を通じて同一または相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。また、図面は理解しやすくするために、それぞれの構成要素を模式的に示したものである。さらに、一対のアームを広げた方向を左右方向と称し、基軸の軸心に平行な方向を上下方向と称し、左右方向および上下方向に直交する方向を前後方向と称する。
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態に係るワーク保持装置１の全体の構成を示す図である。本実施形態のワーク保持装置１は、製品の製造現場に導入され、製品の梱包材としての箱材の組立作業に使用される。図１に示すように、ワーク保持装置１は、ロボット１１と、ロボット１１の左側方に配置された吸着旋回機構２０とを備える。
【００２５】
ロボット１１は、ベース１２に支持された一対のロボットアーム１３，１３を備えた双腕ロボットである。ただし、ワーク保持装置１はロボット１１を備える構成に限定されない。なお、このロボット１１について、水平多関節型の双腕ロボットを説明するが、垂直多関節型の双腕ロボットを採用することができる。ロボット１１は、人一人分に相当する限られたスペース（例えば６１０ｍｍ×６２０ｍｍ）に設置することができる。
【００２６】
ロボット１１は、台車に固定されたベース１２と、ベース１２に支持された一対のロボットアーム（以下、単に「アーム」と記載する場合がある）１３、１３と、ベース１２内に収納された制御装置１４及び真空発生装置５０とを備えている。真空発生装置５０は、たとえば、真空ポンプやＣＯＮＶＵＭ（登録商標）など、後述する吸着パッド（２３ａ，２３ｂ）に負圧を発生させる装置である。各アーム１３は、ベース１２に対して移動可能に構成された水平多関節型ロボットアームであって、アーム部１５とリスト部１７とエンドエフェクタ１８、１９とを備えている。なお、右のアーム１３および左のアーム１３は、実質的に同じ構造であってもよい。また、右のアーム１３および左のアーム１３は、独立して動作したり、互いに関連して動作したりすることができる。
【００２７】
アーム部１５は、本例では、第１リンク１５ａおよび第２リンク１５ｂとで構成されている。第１リンク１５ａは、ベース１２の上面に固定された基軸１６と回転関節Ｊ１により連結され、基軸１６の軸心を通る回転軸線Ｌ１まわりに回動可能である。第２リンク１５ｂは、第１リンク１５ａの先端と回転関節Ｊ２により連結され、第１リンク１５ａの先端に規定された回転軸線Ｌ２まわりに回動可能である。
【００２８】
リスト部１７は、昇降部１７ａおよび回動部１７ｂにより構成されている。昇降部１７ａは、第２リンク１５ｂの先端と直動関節Ｊ３により連結され、第２リンク１５ｂに対し昇降移動可能である。回動部１７ｂは、昇降部１７ａの下端と回転関節Ｊ４により連結され、昇降部１７ａの下端に規定された回転軸線Ｌ３まわりに回動可能である。
【００２９】
エンドエフェクタ１８、１９は、リスト部１７の回動部１７ｂにそれぞれ連結されている。エンドエフェクタ１８は右のアーム１３の先端に設けられ、エンドエフェクタ１９は左のアーム１３の先端に設けられている。
【００３０】
上記構成の各アーム１３は、各関節Ｊ１〜Ｊ４を有する。そして、アーム１３には、各関節Ｊ１〜Ｊ４に対応付けられるように、駆動用のサーボモータ（図示せず）、および、そのサーボモータの回転角を検出するエンコーダ（図示せず）等が設けられている。また、２本のアーム１３、１３の第１リンク１５ａ、１５ａの回転軸線Ｌ１は同一直線上にあり、一方のアーム１３の第１リンク１５ａと他方のアーム１３の第１リンク１５ａとは上下に高低差を設けて配置されている。本実施形態では、一対のロボットアーム１３，１３の作業領域は、吸着旋回機構２０を覆う領域である。
【００３１】
吸着旋回機構２０は、ワーク４０が載置される置台２１と、ワーク４０を吸着するための吸着ユニット２２と、を備える。
【００３２】
置台２１は、本実施形態では、天板と脚部で構成されたテーブルである。テーブルの上面は水平に形成されている。テーブル上の所定位置には折り畳まれたシート状のワーク４０が平積みされている。テーブル上にはワーク４０を所定位置に固定するための治具が設けられていてもよい。ワーク４０は、筒状に展開可能な本体部４１と、本体部４１の一の開口の周縁部から折り線４５を介して延設された蓋フラップ４２と、本体部４１の他の開口の周縁部から折り線４５を介して延設された底フラップ４３と、を備える。ワーク４０は、後述するように、シート状に折り畳まれた状態から箱状に組立可能に構成されている。尚、本実施形態では蓋フラップ４２が本発明の「舌片」に相当する。
【００３３】
吸着ユニット２２は、長手形状を有するフレーム部材２３と、フレーム部材２３の長手方向に沿って設けられた第１吸着パッド２３ａ、第２吸着パッド２３ｂ、及び、支持突起２３ｃと、を備える。第１吸着パッド２３ａは、基端部２３ｄと、基端部２３ｄに取付けられた筒状部２３ｅと、を有する。筒状部２３ｅは、真空発生装置５０からの負圧が内部に作用し、軸方向に伸縮可能に構成される。本実施形態では、筒状部２３ｅは蛇腹形状を有する。第２吸着パッド２３ｂは、第１吸着パッド２３ａと同じ構成を有する。フレーム部材２３の基端には、水平な回転軸（Ｌ４）を中心にフレーム部材２３本体を回動可能に構成された回転関節Ｊ５が設けられている。回転関節Ｊ５は、フレーム部材２３本体を所定の第１姿勢と所定の第２姿勢との間で回動させることができる。尚、吸着ユニット２２は、図１では一組のみ示されているが、本実施形態では、前後方向（図１の紙面の奥行き方向）に二組配列されている。二つの回転関節Ｊ５は回転軸が同時に回転するように同期制御される。
【００３４】
本実施形態のワーク保持装置１が導入された製品の製造現場では、吸着旋回機構２０によりシート状のワーク４０が吸着され、ロボット１１により、吸着旋回機構２０により吸着されたワーク４０を保持して立体的に展開する。その後、ロボット１１は、ワーク４０を製函装置（図示せず）にセットする。製函装置によってワーク４０は箱状に組み立てられ、その後、製品の梱包作業が行われる。
【００３５】
次に、ロボット１１のアーム１３，１３に取り付けられるエンドエフェクタ１８，１９の構成について説明する。なお、エンドエフェクタ１８，１９は左右対称な構造であるので、ここでは一方についてのみ説明する。図２は、右アーム１３のエンドエフェクタ１８の構成を示した図である。図２（Ａ）は正面図を示している。図２（Ｂ）は斜視図を示している。
【００３６】
エンドエフェクタ１８は、ワーク４０を保持する保持機構である。エンドエフェクタ１８は、リスト部１７の回動部１７ｂを含む基部３０と、基部３０に連結されたブラケット３１と、基部３０を介してブラケット３１に連結されたアクチュエータ３２と、ブラケット３１に連結されたスライド機構３３と、スライド機構３３に連結された一対の保持部材３４と、を備える。
【００３７】
スライド機構３３は、ガイド部材３３ａと、駆動部材３３ｂとを有する。ガイド部材３３ａの上側にはレール（図示せず）が設けられている。駆動部材３３ｂはガイド部材３３ａに対して所定方向（図では前後方向）にスライド可能に構成される。
【００３８】
一対の保持部材３４は、各々が基端部３４ａと保持部３４ｂとを備える。一方の保持部材３４の基端部３４ａは、スライド機構３３のガイド部材３３ａの下側に連結され、一方の保持部材３４の保持部３４ｂは、平板形状を有し、その平面が上下方向を向くように構成される。他方の保持部材３４の基端部３４ａは、スライド機構３３の駆動部材３３ｂの前側に連結されている。他方の保持部材３４の保持部３４ｂは、平板形状を有し、その平面が上下方向を向くように構成される。一対の保持部材３４の保持部３４ｂは互いに対向して配置される。
【００３９】
スライド機構３３の駆動部材３３ｂがガイド部材３３ａに対して所定方向スライドする。これにより、一対の保持部材３４は、平板状の保持部３４ｂの互いの間隔を伸縮してシート状のワーク４０をその両側から挟んで保持又は解放することができる。
【００４０】
また、アクチュエータ３２は、サーボモータ３２ａと減速機３２ｂで構成される。アクチュエータ３２は基部３０を介してブラケット３１に連結されている。サーボモータ３２ａの回転力はブラケット３１に伝達され、基部３０に対して一対の保持部材３４を回転させることができる。例えばワーク４０を保持した状態で、２枚の平板状の保持部３４ｂの角度を任意に変更することができる。
【００４１】
図３は、ロボット１１の制御装置１４の構成を概略的に示す機能ブロック図である。図３に示すように、制御装置１４は、ＣＰＵ等の演算部１４ａと、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部１４ｂと、サーボ制御部１４ｃと、を備える。制御装置１４は、例えばマイクロコントローラ等のコンピュータを備えたロボットコントローラである。なお、制御装置１４は、集中制御する単独の制御装置１４によって構成されていてもよいし、互いに協働して分散制御する複数の制御装置１４によって構成されていてもよい。
【００４２】
記憶部１４ｂには、ロボットコントローラとしての基本プログラム、各種固定データ等の情報が記憶されている。演算部１４ａは、記憶部１４ｂに記憶された基本プログラム等のソフトウェアを読み出して実行することにより、ロボット１１の各種動作を制御する。すなわち、演算部１４ａは、ロボット１１の制御指令を生成し、これをサーボ制御部１４ｃに出力する。サーボ制御部１４ｃは、演算部１４ａにより生成された制御指令に基づいて、ロボット１１の各アーム１３の関節Ｊ１〜Ｊ５等に対応するサーボモータの駆動を制御するように構成されている。
【００４３】
また、制御装置１４は、真空発生装置５０（図１参照）の動作および開閉弁の開閉を制御する。開閉弁の開閉により配管が開放および閉塞することによって、第１吸着パッド２３ａ及び第２吸着パッド２３ｂによる吸着およびその解除が行われる。
【００４４】
図４は、ワーク４０の構成を示した図である。ワーク４０は、シート状に折り畳まれた状態から筒状に展開可能に構成されたダンボール箱である。図４（Ａ）は、シート状に折り畳まれた状態のワーク４０を示す斜視図である。図４（Ｂ）は、立体的に展開された状態のワーク４０を示す斜視図である。ワーク４０の本体部４１は、折り線４５を介して連設される４枚の側板４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄを有する。蓋フラップ４２は、４枚の側板４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄの一の開口の周縁部から折り線４５を介して延設された４枚のフラップ４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄで構成される。底フラップ４３は、４枚の側板４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄの他の開口の周縁部から折り線４５を介して延設された４枚のフラップ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄで構成される。
【００４５】
図４（Ａ）に示すように、ワーク４０が折り畳まれた状態では、側板４１ｂ及び側板４１ｃが折り線４４を介して折り畳まれ、側板４１ａ及び側板４１ｄが折り線４４を介して折り畳まれている。一方、フラップ４２ｂ及び４２ｃは互いに重なり、フラップ４２ａ及び４２ｄは互いに重なっている。同様に、フラップ４３ｂ及び４３ｃは互いに重なり、フラップ４３ａ及び４３ｄは互いに重なっている。
【００４６】
図４（Ｂ）に示すように、ワーク４０が筒状に展開された状態では、側板４１ａ及び側板４１ｃが互いに対向し、側板４１ｂ及び側板４１ｄが互いに対向している。一方、フラップ４２ａ及び４２ｃは互いに対向し、フラップ４２ｂ及び４２ｄは互いに対向する。同様に、フラップ４３ａ及び４３ｃは互いに対向し、フラップ４３ｂ及び４３ｄは互いに対向する。
【００４７】
次に、ワーク保持装置１の動作について図面を用いて説明する。図５は吸着旋回機構２０を正面から見た動作を示している。図６は吸着旋回機構２０を平面から見た動作を示している。
【００４８】
図５（Ａ）及び図６（Ａ）に示すように、ワーク４０は、折り畳まれた状態で置台２１に平積みされている。本体部４１は、側板４１ｂ及び４１ｃが折り線４４を介して折り畳まれ、且つ、側板４１ｂ及び４１ｄが折り線４４を介して折り畳まれている。蓋フラップ４２は、フラップ４２ｂ及び４２ｃが上下に重なり、且つ、フラップ４２ａ及び４２ｄが上下に重なっている。底フラップ４３は、フラップ４３ｂ及び４３ｃが上下に重なり、且つ、フラップ４３ａ及び４３ｄが上下に重なっている。また、本実施形態では、吸着ユニット２２は、前後方向に二組設置され、回転関節Ｊ５は、フレーム部材２３本体を所定の第１姿勢と所定の第２姿勢との間で回動させることができる。図５（Ａ）に示すように、第１姿勢では、回転軸（Ｌ４）は、フレーム部材２３本体の長手方向が略鉛直方向（図では上下方向）に一致するような第１角度に制御される。
【００４９】
次に、図５（Ｂ）及び図６（Ｂ）に示すように、制御装置１４は、二組の吸着ユニット２２の回転関節Ｊ５を駆動させて、フレーム部材２３本体を第１姿勢から第２姿勢に変更する。図５（Ｂ）に示すように、回転軸（Ｌ４）は、第１角度から、フレーム部材２３の長手方向が略水平方向（図では左右方向）に一致するような第２角度まで回動する。本実施形態では、二組の吸着ユニット２２が同時に回転するように同期制御される。
【００５０】
一組目の吸着ユニット２２は、第２姿勢において、第２吸着パッド２３ｂにより本体部４１の側板４１ｂを吸着するとともに支持突起２３ｃの先端により支持する。更に、第１吸着パッド２３ａにより、上下に重なった状態の２枚のフラップ４２ｂ及び４２ｃのうち上側のフラップ４２ｂを吸着する。
【００５１】
同様に、二組目の吸着ユニット２２は、第２姿勢において、第２吸着パッド２３ｂにより本体部４１の側板４１ａを吸着するとともに支持突起２３ｃの先端により支持する。更に、第１吸着パッド２３ａにより、上下に重なった状態の２枚のフラップ４２ａ及び４２ｄのうち上側のフラップ４２ａを吸着する。
【００５２】
次に、図５（Ｃ）及び図６（Ｃ）に示すように、制御装置１４は、二組の吸着ユニット２２の回転関節Ｊ５を駆動させて、フレーム部材２３本体を第２姿勢から第１姿勢に変更する。回転軸（Ｌ４）は、第２角度から第１角度まで回動する。ここでも二組の吸着ユニット２２は同時に回転するように同期制御される。
【００５３】
一組目の吸着ユニット２２は、第１姿勢において、第２吸着パッド２３ｂ及び支持突起２３ｃにより本体部４１の側板４１ｂを支持し、且つ、第１吸着パッド２３ａによりフラップ４２ｂを吸着した状態で、真空発生装置５０（図１参照）により第１吸着パッド２３ａ先端の筒状部２３ｅの内部を減圧させる。これにより、第１吸着パッド２３ａの筒状部２３ｅが軸方向に縮む。筒状部２３ｅの先端に接触しているフラップ４２ｂが側板４１ｂに対して折り曲がる。また、支持突起２３ｃが支点になるので、側板４１ｂに対してフラップ４２ｂを折り曲げ易くなる。これにより、重なった２つのフラップ４２ｂ及び４２ｃの間に所定の間隔が生じ、例えばロボット１１のエンドエフェクタ１８により、２つのフラップ４２ｂ及び４２ｃの一方を保持し易くなる。また、二つのフラップ４２ｂ及び４２ｃはエンドエフェクタ１８により保持し易いように第１姿勢に維持される。尚、フラップ４２ｂ及び４２ｃは本発明の「第１及び第２の舌片」に相当する。
【００５４】
同様に、二組目の吸着ユニット２２は、第１姿勢において、第２吸着パッド２３ｂ及び支持突起２３ｃにより本体部４１の側板４１ａを支持し、且つ、第１吸着パッド２３ａによりフラップ４２ａを吸着した状態で、真空発生装置５０（図１参照）により、第１吸着パッド２３ａ先端の筒状部２３ｅの内部を減圧させる。これにより、第１吸着パッド２３ａの筒状部２３ｅが軸方向に縮む。筒状部２３ｅの先端に接触しているフラップ４２ａが側板４１ａに対して折り曲がる。また、支持突起２３ｃが支点になるので、側板４１ａに対してフラップ４２ａを折り曲げ易くなる。これにより、重なった２つのフラップ４２ａ及び４２ｄの間に所定の間隔が生じ、例えばロボット１１のエンドエフェクタ１９により、２つのフラップ４２ａ及び４２ｄの一方を保持し易くなる。また、二つのフラップ４２ａ及び４２ｄは、エンドエフェクタ１９により保持し易いように第１姿勢に維持される。尚、フラップ４２ａ及び４２ｄは本発明の「第１及び第２の舌片」に相当する。
【００５５】
図７はロボット１１のワーク４０の保持動作を示している。ここでは左右のロボットアーム１３，１３に取り付けられたエンドエフェクタ１８，１９のみ示している。
【００５６】
図７（Ａ）に示すように、ロボット１１は、エンドエフェクタ１８により、所定の間隔を生じた二つのフラップ４２ｂ、４２ｃのうちの一方のフラップ４２ｃを保持する。エンドエフェクタ１９により、二つのフラップ４２ａ、４２ｄのうちの他方のフラップ４２ａを保持する。一対の保持部材３４は、互いの間隔を縮めてフラップ４２ａ，４２ｃをその両側から挟んで保持することができる。また、各保持部材３４が平板形状を有するので、二つのフラップの間に保持部材３４を挿入し易い。
【００５７】
次に、図７（Ｂ）に示すように、ロボット１１は、エンドエフェクタ１８，１９により２つのフラップ４２ｃ，４２ａを保持した状態で、ロボットアーム１３，１３を動作させることにより、折り畳まれた本体部４１の側板４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄを筒状に展開する。このように、本実施形態のワーク保持装置１によれば、ワーク４０を確実に保持することができ、その後の製函作業や梱包作業の作業効率の向上を図ることができる。
【００５８】
尚、本実施形態では、ワーク４０の材質は、段ボールであったが、それ以外の紙でもよいし、プラスティックでもよい。
【００５９】
尚、本実施形態では、第２吸着パッド２３ｂと支持突起２３ｃの双方により、ワーク４０の本体部４１を支持したが、第２吸着パッド２３ｂ又は支持突起２３ｃにより支持してもよいし、例えばクランプ部材によって本体部４１を挟んで固定するように構成されていてもよい。
【００６０】
尚、本実施形態では、置台２１は天板と脚部で構成されたテーブルであったが（図１参照）、ワーク４０を配置可能な部材であればパレットでもよいし、コンベア等の搬送装置やロボットでもよい。また、作業スペースの床面でもよい。また、置台２１はワーク４０を立て掛け可能な部材でもよい。
【００６１】
尚、本実施形態のワーク保持装置１は、二組の吸着ユニット２２を備え、これらが同時に回転するように同期制御されたが、一組の吸着ユニット２２が回転するような構成でもよい。吸着ユニット２２が一組の場合は、フレーム部材２３の形状は長手形状に限られるものではなく、例えば大型のプレート状に形成されてもよい。
【００６２】
尚、本実施形態では、双腕型のロボット１１によりワーク４０を保持して立体的に展開するように構成されたが、上記エンドエフェクタ１８，１９を備え、位置決め制御が可能な専用装置で実現されてもよいし、作業者がワーク４０を保持して立体的に展開してもよい。
【００６３】
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造および／または機能の詳細を実質的に変更できる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、製品の製造現場において有用である。
【符号の説明】
【００６５】
１  ワーク保持装置
１１  ロボット
１２  ベース
１３  ロボットアーム
１４  制御装置
１７  リスト部
１８，１９  エンドエフェクタ
２０  吸着旋回機構
２１  置台
２２  吸着ユニット
２３  フレーム部材
２３ａ  第１吸着パッド
２３ｂ  第２吸着パッド
２３ｃ  支持突起
２３ｄ  基端部
２３ｅ  筒状部
３０  基部
３１  ブラケット
３２  アクチュエータ
３２ａ  サーボモータ
３２ｂ  減速機
３３  スライド機構
３４  保持部材
４０  ワーク
４１  本体部
４２  蓋フラップ
４３  底フラップ
４４，４５  折り線
５０  真空発生装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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