JPH0741568B2 - 箱詰ロボットのティーチングデータ作成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、４面が規制された外箱内に中箱を一定の順序
で、且つ一定の収納パターンに従って積付ける箱詰ロボ
ットシステムに用いて好適なロボットのティーチングデ
ータ作成装置に関し、特にオフラインでロボット積付け
データを作成する箱詰ロボットのティーチングデータ作
成装置に関する。

〔従来の技術〕 作業人員の削減、作業時間の短縮を図るために、中箱を
外箱内に箱詰めする積付け作業のロボット化が進められ
ている。

ロボットに箱詰め作業を行なわせるためには、各中箱の
積付け位置及び位置までのロボットの動作経路をロボッ
トに教示する作業が必要である。

通常、この作業には、ティーチング・プレイバック方式
と呼ばれる方式が採用されている。すなわち、人間がテ
ィーチングボックスを利用して、実際にロボットアーム
を動かしながら、各中箱ごとの積付け動作をロボットに
教示する。そしてこの時の位置データをエンコーダ等の
センサから取り込みロボットのプレイバックデータとす
る（以下これをオンラインティーチングと呼ぶ）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、ロボットにより４面が規制された外箱内に中箱
を多行多列且つ、１段又は多段に積みつける場合に、外
箱の内側面に接する位置に積みつけられる中箱にあって
は、中箱収納時に中箱が外箱の内側面に接して正常な中
箱の移動が阻害されるので、開放されたパッレト上に積
みつける場合と異なり、単純な積みつけ経路をロボット
に教示したのではロボットによる箱積めは実際上困難で
あった。しかも外箱の内寸法並びに中箱の外形寸法はバ
ラツキがある為なおさらである。

そこで、これを解決する方法として、特開昭60−197529
号（パレタイジングロボット制御方式）が開示されてい
る。又、他の方法としてロボットに各中箱の挿入動作と
して複雑な動きを教示させる方法がある。

前者は、木枠の寸法規制された中に荷を積付けるとき、
荷に振動を与えながら挿入するもので、荷が入りにくい
ときでも荷をゆすることによって挿入スペースを空け、
押し込み挿入ができるようにするものである。

そして、この場合、荷の把持手段は規制された木枠の中
に荷を挿入して行なうものであるため、必然的に真空吸
着手段を採用することになる。このため真空吸着による
把持力は横方向への力に弱いため振動の効果があまり期
待できない。また、吸着力を増すために多数の吸着盤を
備えて把持力を強くすると、取扱う製品の寸法に左右さ
れるという問題点がある。また、後者のようにロボット
に各中箱の挿入場所ごとに複雑な積付け動作を教示させ
るには実際に中箱をロボットに把持させて、各中箱の挿
入位置を正確に定め教示させていくオンラインティーチ
ングにより教示させていかねばならなかった。

このため、従来のオンラインティーチングにより箱の積
付け動作を教示させていく方法では、次のような問題が
あった。

（１） オンラインティーチング方式では、全ての中箱
について、教示を行なわねばならず、しかも低速で教示
しなければならないから、教示作業に長時間を要してい
た。

（２） 教示作業は、オペレーターがロボットの動作範
囲内に入って教示を行なわねばならず、常に危険が伴な
っていた。

（３） オンラインティーチングの教示データに個人差
があり、必ずしも最適な教示データとは言えなかった。

（４） 教示作業は、ロボットを３次元的に動かしなが
ら行なう為、熟練者しかできなかった。

（５） 教示作業にはロボットを使用する為、その間、
該ロボットを生産機として使用できなくなり、ロボット
の稼動率を低下させていた。

本発明は、前述した従来技術の問題点を解決し、オフラ
インでしかも簡単なデータ入力のみで、外箱内に中箱を
積付けるに際し、各積付け位置への最適な動作経路に対
応したロボットの座標データを自動的に作成することが
できる箱詰ロボットのティーチングデータ作成装置を提
供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上述の目的は、４側面が規制された外箱内に中箱を一定
の順序で積付ける箱詰めロボットのティーチングデータ
作成装置であって、入力された中箱の外形寸法並びに多
行多列且つ、１段又は多段に積付けられる中箱の積付け
配列パターンのデータから、各中箱の積付け位置を演算
する積付け位置演算手段と、前記配列パターンに従い外
箱内へ積付けられる各段の中箱を、該中箱を挿入する順
序における最終行且つ最終列の挿入グループ，該グルー
プを除いたもののうちの最終行の挿入グループ，最終列
の挿入グループ，それ以外の挿入グループの４つのグル
ープに分類する挿入グループ分類手段を有すると共に、
該各グループごとに定められた積付け動作経路計算式を
有し、該積付け動作経路計算式に基づいて、前記積付け
位置演算手段の演算結果から前記各中箱を積付ける際の
積付け動作経路を演算する動作経路演算手段と、該動作
経路演算手段の演算結果を前記箱詰めロボットの座標デ
ータに変換するロボットデータ変換手段とから構成した
ことを特徴とする箱詰めロボットのティーチングデータ
作成装置により達成される。

〔作用〕

この発明の構成によると次の様にして箱詰ロボットのテ
ィーチングデータが作成される。

計算機のキーボードから中箱の外形寸法（長さ、幅、高
さ）と、該中箱の外箱内への積付け配列パターンを入力
すると、積付け位置演算手段により各中箱のの三次元
（Xmnp,Ymnp,Zmnp）の積付け位置が演算される。

そして、動作経路演算手段の挿入グループ分類手段によ
り、前記配列パターンに従って外箱内に積付けられる各
段の中箱を、当該中箱を挿入する順序における最終行且
つ最終列の挿入グループと、当該グループを除いたもの
のうちの最終行の挿入グループ並びに最終列のグループ
と、それ以外の挿入グループの４つのグループに分類す
る。ついで、動作経路演算手段は、自体内に有する積付
け動作経路計算式に基づいて、前記積付け位置演算手段
の演算結果から前記各中箱の積付け動作経路を演算す
る。

しかる後、ロボットデータ変換手段によりこの演算結果
を箱詰めロボットの所望の座標データに変換する。

而して、当該箱詰めロボットのティーチングデータ作成
装置によれば、外箱内に中箱を積付けるに際し、各積付
け位置への最適な動作経路の対応したロボットの座標デ
ータを自動的に得ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は、その
制御フローチャート図、第３図は、制御対象ロボットと
中箱、外箱の位置関係、第４図はワールド座標系上にお
けるロボットアーム先端のフランジの姿勢を示す角度成
分図、第５図は、本発明を箱詰めロボットシステムに用
いた装置全体の斜視図を示す。

第１図において（１）はキーボードを示し、数字キー、
ファンクションキー、アルファベットキー等を備え、入
力されたデータは計算機（２）へ入力される。計算機
（２）は前記キーボード（１）から入力されたデータに
基づいて図示しないメモリに書き込まれている制御プロ
グラムに従がい、後述する機能をなす。そして、その演
算結果がロボット（３）のティーチングデータとしてロ
ボットに転送され、ロボット（３）に所定の箱詰め動作
を行なわせる。以下、前記計算機の処理機能を仮想回路
ブロックを想定して説明する。

この計算機（２）の仮想ブロックは、キーボード（１）
からの中箱外形寸法と、中箱の積付け配列パターンの入
力データに基づいて外箱内への各中箱の積付け位置を計
算する積付位置演算手段（４）と、この積付位置演算手
段（４）の演算出力と前記キーボード（１）からの中箱
の積付け配列パターンの入力に基づいて各中箱の積付け
動作経路を演算する動作経路演算手段（10）と、この動
作経路演算手段（10）の出力データを、制御対象ロボッ
ト（３）の制御データに変換するロボットデータ変換手
段（11）とから構成される。そして前記動作経路演算手
段（10）は、キーボードからの中箱の積付け配列パター
ンの入力に基づいて、各中箱を４つの挿入グループに分
類する挿入グループ分類手段（６）と、前記積付位置演
算手段（４）より計算された各中箱の積付け位置データ
を、それぞれ挿入グループ分類手段（６）により分類さ
れたグループに従って、予め各グループごとに定められ
たロボット（３）の積付け動作経路の計算式により各中
箱の積付け動作経路を計算する積付け動作経路計算式
（10）とからなる。

第２図は、前記計算機（２）内の制御フローチャート図
を示すもので、この図を基に箱詰ロボットのティーチン
グデータの作成についてその動作を説明する。図におい
て計算機の電源が投入されると計算機内の各レジスタ
類、各テーブル値等の初期化が行なわれる（ステップ10
0）。

次に箱詰すべき対象物の寸法諸元を該計算機に接続され
たキーボードから入力する（ステップ200）。入力項目
は中箱の外形寸法と、積付け配列パターンである。中箱
寸法は第６図に示す中箱の長さ（Ｌ）、幅（Ｗ）、高さ
（Ｈ）の数値（単位:mm）が入力される。又、積付け配
列パターンは第７図に示す中箱配置図に基づき、中箱の
列（Ｎ）、行（Ｍ）、段（Ｄ）の数値が入力される。

オペレーターにより前記寸法諸元データが入力されると
（ステップ200）、計算機はこのデータから積付動作基
準点の計算を行ない、第３図に示すロボットアームの先
端フランジ面の中心点ａ（Ｘ′,Y′,Z′）から中箱を把
持した状態における該中箱の底面中心点Ｐ（X,Y,Z）に
おける数値データに変換される。フランジ中心点ａの座
標（Ｘ′,Y′,Z′）と中箱底面中心点Ｐの座標（X,Y,
Z）との関係は、箱詰される中箱の寸法により幾何学的
に算出される。なお、本実施例における構成各部の位置
関係は、外箱の設置基準位置をワールド座標系の原点Ｏ
（0,0,0）とし、ロボットの動作基準点であるロボット
アームの先端フランジ面中心ａ点の位置を（Ｘ′,Y′,
Z′）座標で表わし、該フランジ面の向きporを第４図に
示すワールド座標系における角度成分のα，β，γを用
いて表わす。

ここでX,Y,Zはワールド座標でロボットアームの先端フ
ランジ面中心の“位置”を示し、α，β，γは該フラン
ジ面の“姿勢”（度単位：疑似オイラー角）を表わす。
α，β，γが全部零（基準姿勢）の時、該フランジ面の
姿勢は、ワールド座標Ｙ軸の負方向を向き、フランジ面
に固定されたツールＹ軸はワールド座標Ｘ軸に平行とな
る。αはフランジ面中心を通る鉛直軸（ワールド座標Ｚ
軸方向）のフランジ面の回転を規定し、ワールド座標Ｚ
軸正方向に向かって右回りが正となる。例えばα＝90
゜，β＝０゜，γ＝０゜ではフランジ面は水平面に対し
垂直のままで、ワールド座標Ｘ軸の正方向を向く。次に
βはα回転実施後のツールＹ軸回りの回転で、下向きが
正となる。例えばβ＝90゜ではフランジ面は真下方向を
向く。最後にγはα及びβ回転実施後のフランジ面の回
転を表わす。なお、姿勢を表わす回転は、常に基準姿勢
よりα，β，γの順に回転させる。又、第３図に示すよ
うにロボットアームの把持機構は、後述するように該ロ
ボットアームのフランジ面と、中箱底面は平行であるた
め中箱底面の向きα，β，γは共通となる。

次に中箱Ｂの外箱Ａ内への各中箱Ｂの積付け位置の演算
を行なう（ステップ400）。各中箱Ｂは同一寸法である
為、外箱Ａ内における各中箱Ｂの積付け位置Pmnp（Xmn
p,Ymnp,Zmnp）の計算は一定ピッチで次式より求めるこ
とができる。

ここに座標X,Y,Zの添え字ｍは積付け配列パターンの何
行目にあたるか、ｎは何列目にあたるか、ｐは何段目に
あたるかを表わしている。また、L,W,Hはそれぞれ第６
図に示すように、Ｌは中箱の横寸法、Ｗは幅寸法、Ｈは
高さ寸法を表わす。なお、中箱積付け時の姿勢を表わす
αmnp,βmnp,γmnpは外箱の傾斜角度θ＝30゜の場合、
第８図に示すテーブルに登録されているデータを用いて
計算する。

次に各中箱の積付け動作経路の演算方式について説明す
る（ステップ500,600,700）。中箱の積付け動作経路の
演算は、中箱を積付ける順序に従って、中箱１個ずつ順
次計算される（ステップ700）。まず該当する中箱の積
付け位置から挿入グループの割付けがなされる（ステッ
プ500）。挿入グループの割付けは第７図に示すよう
に、中箱を積付けた状態を外箱の上方から見て、各段の
最終行且つ最終列の中箱をグループAG。グループAGを除
く最終行の中箱をグループBG、グループAGを除く最終列
の中箱をグループCG、それら以外の中箱をグループDGと
して、４つのグループに分類し、前記各グループ毎に中
箱の積付け挿入グループを分類する。すなわち中箱の積
付けは１行１列から始めるため、次の様に分類される。
ｎ≠Ｎでｍ≠Ｍの時は、最終行且つ最終列以外のグルー
プである為、グループDGに割当てられる。又、ｎ≠Ｎで
ｍ≠Ｍの時は、最終行のグループである為、グループBG
に割当てられる。又、ｎ≠Ｎでｍ≠Ｍの時は、最終列の
グループである為、グループBGに割当てられる。そして
ｎ＝Ｎでｍ＝Ｍの時は列、行とも最終挿入位置の為、グ
ループAGに割当てられる。

次に前記各グループの中箱の積付け動作経路は、それぞ
れの部所において中箱が正確に挿入されるよう予め次の
動作経路を経由することにより中箱が挿入される。

まずグループDGについては第９図（ここでは２行１列目
の積付けを示す。）に示すようにロボットで把持した中
箱を一旦目標とする積付け位置から中箱の高さ寸法の略
1/2、長さ寸法の略1/2、幅寸法の略1/2の余裕を持たせ
たP1点の位置へ移動させ（９−ａ図）、次に積付け目標
位置へ以前に積付けられた中箱を押し付けるように直接
運動で挿入させる。次にグループBGについては第10図
（ここでは４行１列目の積付けを示す。）に示すように
中箱を一旦目標とする積付け位置から列方向へ中箱の幅
寸法の略1/2手前で、且つ水平方向に対し、ω≒60゜の
傾きを持たせたP0点の位置へ移動させ（10−ｃ図）、次
に前回積付けた中箱と外箱の横内壁の隙間に中箱の先端
部を本実施例では中箱の高さ寸法の略1/10をこじり入れ
る様、P1点の位置へ移動（10−ｄ図）させた後、積付け
目標位置へ該中箱を直線動作で挿入させる（10−ｅ
図）。

更にグループCGについては、第11図（ここでは１行４列
目の積付けを示す。）に示す様に、中箱を一旦，目標と
する積付け位置から行方向へ中箱の長さ寸法の略1/2の
位置で、且つ水平方向に対して＝30゜の傾きを持たせ
たP0点へ移動させ（11−ｆ点）、次に前回積付けた中箱
と外箱の奥内壁の隙間に中箱の先端部分を、本実施例で
は中箱の高さ寸法の略1/10をこじり入れる様P1点の位置
へ移動（11−ｇ図）させた後、積付け目標位置へ該中箱
を直線動作で挿入させる（11−ｈ図）。

最後にグループAGについては第12図（ここでは４行４列
目の積付けを示す。）に示す様に、中箱を水平面に対し
て該中箱をＦ面の傾きを略30゜、Ｅ面の傾きωを略60
゜それぞれ傾けた姿勢で列、行の最終挿入位置の頭上P0
点へ搬送させ（12−ｉ図）、その後、その傾斜姿勢で中
箱の高さ寸法の略1/10こじり入れる様P1点の位置へ移動
（12−ｊ図）させた後、積付け目標位置へ該中箱を直線
動作で挿入させる（12−ｋ図）。ここに中箱のＥ面、Ｆ
面をそれぞれ傾けた姿勢で目標場所へ挿入させるのは、
挿入空き部の列方向及び行方向が中箱の規定寸法より狭
くなっていても中箱を斜め方向から挿入することによっ
てこじり入れ易くするためである。尚、第３図の矢印に
て示す様にグループAGのP1点及びそれ以外の各グループ
のP0点までの中箱の搬送経路は、特定位置（ｑ点）から
供給される中箱を吸着把持した後、該中箱を一旦、外箱
の上面中央まで搬送させ、その後、それぞれのグループ
に対応したP0点の位置へ直線動作で移動させている。

次に各中箱の積付け動作経路は次の様に計算される。こ
の積付け動作経路は前述したように第９図から第12図に
示したP0点とP1点を計算することにより行なう（第２図
ステップ600）。

第７図のグループDGでは第２図のステップ610に示すよ
うに、積付け位置の座標データを基に第９図のP1点の計
算を行なう。第７図のグループBGでは、第２図のステッ
プ620に示すように積付け位置の座標データを基に第10
図のP0点、及びP1点の計算を行なう。第７図のグループ
CGでは、第２図のステップ630に示すように積付け位置
の座標データを基に第11図のP0点及びP1点の計算を行な
う。第７図のグループAGでは、第２図のステップ640に
示すように積付け位置の座標データを基に第12図のP0点
及びP1点の計算を行なう。なお各位置における挿入姿勢
を表わすθ＝30゜、ω＝60゜、＝30゜の場合のαmnp,
βmnp,γmnpの数値は第８図に示すテーブルに登録され
たデータを用いる。

本実施例では積付け作業中、中箱Ｂを安定させるために
外箱ＡをＹ軸回りにθ回転した傾斜状態で積付けを行な
うが中箱Ｂの重心が低く、安定しているものであれば、
外箱Ａを傾斜する必要はなく、その際の積付け位置及び
積付け動作経路の演算は前述の計算式においてθ＝０゜
として計算を行なえばよい。

次に各中箱の積付け動作経路の演算結果を対象ロボット
の制御データに変換するロボットデータ変換手段の動作
について説明する。

本実施例ではＫ社製のロボットを用いた列について説明
する。

先程の計算式で求めた各中箱の経過点であるP0、P1点の
位置座標演算結果（X,Y,Z）とその時のロボットアーム
先端のフランジの姿勢（α，β，γ）の数値を次式を代
入することにより、１つの経過点（P0,P1）のロボツト
データに変換される。又、各中箱の最終挿入位置（P2）
も積付け位置演算結果を代入することにより同様に計算
される。ロボットデータはT11,T12,T13,T21,T22,T23,T3
1,T32,T33,T14,T24,T34で表わされ次式により求めるこ
とができる。

T11＝Ｓ・cos（α−90゜）・cos（β＋90゜） ・cosγ−Ｓ・sin（α−90゜）・sinγ T12＝−Ｓ・cos（α−90゜）・cos（β＋90゜） ・sinγ−Ｓ・sin（α−90゜）・cosγ T13＝Ｓ・cos（α−90゜）・sin（β＋90゜） T21＝Ｓ・sin（α−90゜）・cos（β＋90゜） ・cosγ−Ｓ・cos（α−90゜）・sinγ T22＝−Ｓ・sin（α−90゜）・cos（β＋90゜） ・sinγ＋Ｓ・cos（α−90゜）・cosγ T23＝Ｓ・sin（α−90゜）・sin（β＋90゜） T31＝−Ｓ・sin（β＋90゜）・cosγ T32＝Ｓ・sin（β＋90゜）・sinγ T33＝Ｓ・cos（β＋90゜） T14＝Ｘ÷Ｋ T24＝Ｙ÷Ｋ T34＝Ｚ÷Ｋ Ｓ＝16384 Ｋ＝１÷32 但し、Ｓ及びＫはロボット固有の数値である。次に第５
図に示す本発明を用いた箱詰ロボットシステムについて
説明する。

図において（２）は計算機、（１）は該計算機に接続さ
れたキーボードで、この両者により前述したように目的
とする箱詰ティーチングデータが作成される。このティ
ーチングデータはロボットコントローラ（12）へ転送さ
れ、このデータに基づいて箱詰ロボットを制御するもの
である。（13）は箱詰装置で、外箱Ａを搬送するコンベ
ヤ（14）と、外箱Ａを所定位置で停止させるストッパ
（15）と、停止した外箱Ａを傾斜させて位置決めする傾
斜装置（16）と、中箱Ｂを外箱Ａに箱詰めするロボット
（３）とを有し、傾斜装置（16）の上方の所定位置に中
箱Ｂを順次供給する中箱切り出し供給装置（17）が付設
してある。ロボット（３）は吸着式のロボットハンド
（18）を有する。傾斜装置（16）の搬送方向上手側には
幅寄せ装置（19）が設けてある。中箱切り出し供給装置
（17）は切り出し時の位置基準となる中箱ストッパ（2
0）と、ロボット（３）による取り出し位置に中箱Ｂを
切り出すと同時に次の中箱Ｂの固定を行うＬ形ヘッドを
有する切り出しプッシャー（21）とにより構成される。
切り出しプッシャー（21）はエアシリンダ等からなる。
搬送台（22）には側面基準ガイド（23）と、これに対す
る間隔が中箱Ｂの幅によりガイドシフト装置（24）の駆
動で自動調整可能な可動ガイド（25）とが設けてある。
切り出しプッシャー（21）は可動ガイド（25）と共に移
動可能に設けてある。ロボット（３）による取り出し位
置には中箱Ｂストッパ（20）と対向して可動ガイド（2
6）を設け、中箱Ｂの幅に応じて可動ガイド（26）の位
置を自動調整するガイドシフト装置（27）が設けてあ
る。中箱ストッパ（20）および可動ガイド（26）には中
箱Ｂの下面側縁を受ける突条が設けられてある。

コンベヤ（14）は駆動式のローラコンベヤからなり、外
箱Ａの転倒防止ガイド（14b）を有する。ストッパ（1
5）はシリンダ装置等の昇降装置でコンベヤローラ（14
a）の間から突没可能である。

傾斜装置（16）は、第18図に示す様に、コンベヤローラ
（14a）間から突没する櫛歯状の底面持ち上げ手段（2
8）と側面基準盤（29）とを互いに直角に固定して軸受
（30）に回転軸（31）とともに回転自在に指示したもの
である。底面持ち上げ手段（28）はエアシリンダ等から
なる傾斜駆動装置（図示せず）により上下に回動駆動さ
れる。

側面基準盤（29）は外箱Ａを吸着する位置合せ吸着手段
（33）を一部に有する。位置合せ吸着手段（33）は、側
面基準盤（29）の基準面に設けた凹部状の吸着口からな
り、フレキシブルチューブ（34）でブロワー等の吸引装
置に接続してある。

幅寄せ装置（19）は、幅寄せガイド（35）と、修正基準
となる側面基準ガイド（36）とからなる。幅寄せガイド
（35）は、支柱（37）に水平回動自在に支持し、ばね部
材（図示せず）によりコンベヤ（14）の搬送方向と逆方
向のトルクを与えてある。また、逆方向回転端をストッ
パ等により規制してある。

各部の寸法はつぎのように定める。コンベヤ（14）の幅
ｄおよび底面持ち上げ手段（28）の幅ｃは、各々外箱Ａ
の最大のものの幅および長さよりも大きくする。位置合
せ吸着手段（33）の横幅ａおよび縦幅ｂは、各々外箱Ａ
の最小のものの長さおよび高さよりも小さくする。

次に、第13図ないし第17図に示すように、ロボットハン
ド（18）は、真空吸着盤（38）と、この真空吸着盤の前
方に延び中箱Ｂを支持する支持板（39）とを有する。真
空吸着盤（38）は、パイプ（40）の先端に固定してあ
り、パイプ（40）は基端にロボットアーム（41）への取
付用のフランジ（42）を有する。パイプ（40）は、先端
部からフランジ（42）の外周にわたり、フランジ（42）
側が広がる円錐状のカバー（43）で覆ってある。パイプ
（40）は真空吸着盤（38）に連通した吸引路を兼用し、
カバー（43）から突出した吸引ホースニップル（44）が
分岐管（45）を介して設けてある。（45′）は分岐管
（45）の接続口である。

真空吸着盤（38）は、前面の略全体が吸着口（38a）と
なる箱状のものであり、吸着口（38a）を通気材（46）
で覆うとともに、吸着口（38a）の外周にウレタン樹脂
製等の吸着パッド（47）が設けてある。通気材（46）は
金属メッシュを用いてあるが、多孔板や格子材を用いて
も良い。

ロボットハンド（18）の取付けは、フランジ（42）の取
付孔（48）（第17図）に連通した固定ねじをロボットア
ーム（41）（第14図）のハンド取付フランジ（53）に固
定することにより行う。

ロボット（３）は、人間に近い箱詰め動作を実現する多
軸タイプ（この例では６軸）の汎用ロボットを用いてあ
る。すなわち、基台（49）上での支柱（50）の水平回転
（矢印ａ）、ロボットアーム（41）の肩部での上下回転
（矢印ｂ）、ロボットアーム（41）の間接部での上下屈
曲（矢印ｃ）、手首部（51）（第15図）のアーム中心軸
ｐ回りでの回転（矢印ｄ）、手首部（51）の前期軸Ｐと
直交する軸ｑ回りでの折曲り（矢印ｅ）、回転継手（5
2）におけるハンド取付フランジ（53）の回転（矢印
ｆ）が可能なものである。ロボット（３）の本体にはこ
の他の種々のの形式のものを用いることができる。

第３図を用いて中箱切り出し供給装置（17）からの中箱
Ｂの取り出しを説明する。まず仕掛かる平均寸法の外箱
Ａ′の中央且つ該外箱の略２倍の高さの位置ｑ点に中箱
Ｂを中箱切り出し供給装置（17）が切り出す。ロボット
（３）はｑ点より該中箱Ｂを取り出す。次に傾斜位置決
めされた仕掛かる平均寸法の外箱Ａの中央且つ仕掛かる
平均寸法の中箱１箱分上方の積付け準備位置（Ｐ点）へ
と移動する。

以上の中箱Ｂ取り出し動作に関する位置データはあらか
じめ第５図に示す計算機（２）よりコントローラー（1
2）へ教示させておく。

尚、本実施例では、ティーチングデータの作成装置とし
て専用のパソコンを用いて作成するよう述べたがこれに
限ることなくホストコンピュータに本発明に係るティー
チングデータの作成機能を持たせ、これを複数のロボッ
トと通信回線で結ぶことにより一ケ所で集中してデータ
の作成、管理、更新をさせることもできる。この様にす
るとシステムの拡張性、融通性等を図ることができる。
又、ロボットが広範囲にわたって設置されている場合
は、ティーチングデータ作成装置から作成されたデータ
を磁気テープ、ディスケット、CD−ROM、ICカード等に
記憶させることにより、これらの媒体を介して、それぞ
れのロボットに要求される積付け動作を実行させること
ができる。

又、本実施例では、最初に積付ける中箱についても、他
の中箱と同様、一定の挿入経路で積付けるように述べた
が、最初の中箱は、他の中箱との干渉がないため、単独
経路で真っすぐ挿入させるようにしてもよい。これは各
段についても、適用できるため、これによりロボットの
積付け時間の短縮化を図ることができる。

又、本実施例においては、キーボードからの入力データ
として中箱の外形寸法と、中箱の積付け配列パターンを
入力するように述べたが、中箱の積付け位置が計算でき
れば良いから、これに限らないで、中箱の外形寸法と、
外箱の内寸法等の入力でも良い。

〔発明の効果〕

本発明は、以上詳述したように下記の効果を奏する。

（１） 中箱の外形寸法と、外箱への積付け配列パター
ンデータを入力するだけで外箱内へ積付ける全ての中箱
の積付け動作データを自動作成させることができるた
め、ロボットへの教示作業にかかわる作業工数を大幅に
短縮することができる。

（２） ロボットの積付け動作の教示が、実際にロボッ
ト動かさないでできるため、オペレーターの安全を確保
することができる。

（３） 個々の中箱の積付け動作を目で確認しつつティ
ーチングボックスでロボットの動かしながら教示してい
くオンラインティーチング方式と異なり、中箱の平均的
な寸法値を用いて、しかも計算機で最も理想的な箱詰動
作を教示させるので、安定した教示データを得ることが
でき、その実行時に於て動作トラブルの発生が少ない。

（４） ロボットを操作しないでティーチングデータを
作成できるため、オペレーターに熟練度を必要としな
い。

又、オペーレーターを諸元データのみ入力すれば、後は
計算機が自動作成するため短時間でティーチングデータ
を作成することができる。

（５） 更にロボットが稼動中であっても、教示データ
の作成ができるため、操業時間を有効に使うことができ
る等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示し、第１図は本発明の構成
を示すブロック図、第２図はその制御フローチャート
図、第３図は制御対象ロボットと中箱及び外箱の位置関
係図、第４図はX,Y,Z位置におけるロボットアーム先端
のフランジの姿勢を示す角度成分図、第５図は本発明を
箱詰ロボットシステムに用いた装置全体の外観斜視図、
第６図は中箱の外形寸法図、第７図は中箱の積付け位置
を４グループに分類した分類配置図、第８図は中箱の積
付け属性テーブルを示す記憶フォーマット図、第９図か
ら第12図は第７図に於いて区画分類された各区画グルー
プにおける各中箱の積付け動作経路を示すもので、第９
図はグループDG、第10図はグループBG、第11図はグルー
プCG、第12図はグループAGを示し、それぞれ、各動作変
化点での姿勢を一部破断正面図（右図）及びその一部破
断側面図（左図）で示す。第13図はロボットハンドの斜
視図、第14図は同じくロボットアームの斜視図、第15図
ないし第17図はそれぞれ同じくそのロボットハンドの側
面図、平面図及び正面図を示し、第18図はコンベヤ及び
傾斜装置の外観斜視図を表わす。 （１）……キーボード、（２）……計算機、 （３）……ロボット、 （４）……積付け位置演算手段、 （６）……挿入グループ分類手段、 （８）……積付け動作経路計算式、 （11）……ロボットデータ変換手段、 （12）……ロボットコントローラ、 （14）……コンベア、（16）……傾斜装置、 （17）……中箱切出し供給装置、 （18）……ロボットハンド Ａ……外箱、Ｂ……中箱。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０５Ｂ 19/4093 19/42 9064−3Ｈ Ｇ０５Ｂ 19/403 Ｌ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】４側面が規制された外箱内に中箱を一定の
   順序で積付ける箱詰めロボットのティーチングデータ作
   成装置であって、入力された中箱の外形寸法並びに多行
   多列且つ、１段又は多段に積付けられる中箱の積付け配
   列パターンのデータから、各中箱の積付け位置を演算す
   る積付け位置演算手段と、 前記配列パターンに従い外箱内へ積付けられる各段の中
   箱を、該中箱を挿入する順序における最終行且つ最終列
   の挿入グループ，該グループを除いたもののうちの最終
   行の挿入グループ，最終列の挿入グループ，それ以外の
   挿入グループの４つのグループに分類する挿入グループ
   分類手段を有すると共に、該各グループごとに定められ
   た積付け動作経路計算式を有し、該積付け動作経路計算
   式に基づいて、前記積付け位置演算手段の演算結果から
   前記各中箱を積付ける際の積付け動作経路を演算する動
   作経路演算手段と、 該動作経路演算手段の演算結果を前記箱詰めロボットの
   座標データに変換するロボットデータ変換手段とから構
   成したことを特徴とする箱詰めロボットのティーチング
   データ作成装置。