チューブの箱詰め装置、箱詰め方法及びチューブの箱詰め装置用作業ハンド
【課題】ロボット等でチューブの箱詰め動作を自動化するにあたり、不用意なチューブの抜き出しを確実に発見できる技術を提供する。
【解決手段】箱詰め装置は、ロボットにより作業ハンド１６を移動させてチューブＴを箱詰めする。チューブＴは予め物品列ＴＡの状態で整列されており、作業ハンド１６は各フィンガ１８にチューブＴを引っ掛けた状態で物品列ＴＡを保持し、収容箱１４内に箱詰めする。両側のフィンガ１８にはそれぞれ内部にフォトセンサ２４が収容されており、その間のフィンガ１８には径方向に貫通孔が形成されている。フォトセンサ２４の検出光Ｌは貫通孔を通って一方から投光され、他方で受光される。箱詰め後に作業ハンド１６を退出させてフォトセンサ２４による検出を行い、チューブＴが残存しているか否かを自動的に検出する。
【解決手段】箱詰め装置は、ロボットにより作業ハンド１６を移動させてチューブＴを箱詰めする。チューブＴは予め物品列ＴＡの状態で整列されており、作業ハンド１６は各フィンガ１８にチューブＴを引っ掛けた状態で物品列ＴＡを保持し、収容箱１４内に箱詰めする。両側のフィンガ１８にはそれぞれ内部にフォトセンサ２４が収容されており、その間のフィンガ１８には径方向に貫通孔が形成されている。フォトセンサ２４の検出光Ｌは貫通孔を通って一方から投光され、他方で受光される。箱詰め後に作業ハンド１６を退出させてフォトセンサ２４による検出を行い、チューブＴが残存しているか否かを自動的に検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内容物が充填される前のチューブを千鳥状に積み上げながら箱詰めするチューブの箱詰め装置、箱詰め方法及びチューブの箱詰め装置用作業ハンドに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の箱詰め装置に関して従来、複数本の歯を有するフォークを用いて未充填のチューブを１列ずつ保持し、この状態でフォークを上下、左右、前後に往復移動させながらケース（収容箱）内に積み上げていく先行技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この先行技術は、それまで手作業で行っていた動作をフォーク装置によって自動化したものであり、特に、フォーク装置がチューブ貯留位置と箱詰め位置とを繰り返し往復移動することでチューブの連続的な箱詰め動作を実現している。
【０００３】
すなわち上記の先行技術では、予めチューブ貯留位置で未充填のチューブを寝かせた状態（横倒し）でその径方向に１列で並べておき、この状態でフォーク装置が個々のチューブ内にフォークの歯を挿入し、そのままフォークを持ち上げることで、複数本のチューブをフォークの歯に引っ掛けた状態で保持する。またケースは、予め前面側を開放させた状態（横倒し）で設置されており、その前面側の開口を通じて内部にフォークごとチューブを受け入れることができる。そしてフォーク装置は、チューブの列を保持した状態のフォークをケース内（箱詰め位置）に移動させた後、そのままフォークを下降させてチューブを積み上げる。このときフォーク装置は、それまでのチューブの積み込み状況（積み上げ段数）に応じてフォークのストロークを制御する。またフォーク装置は、最端部の歯を回転させる機構を有しており、フォークの歯を１本だけ回転させた状態では、貯留位置から取り出すチューブの数を１本だけ減らすことができる。そしてフォーク装置は、１段おきにチューブの本数を増減しつつ、順に左右方向へフォーク全体を半ピッチだけずらしながら箱詰め動作をさせることで、ケースの底部から千鳥状にチューブを積み上げていき、最終的に最大本数のチューブをケース内に詰め込むことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−１６２４１８号公報（第１−２頁、第４図、第７図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した先行技術では、ケース内でチューブを積み上げる際に上下動シリンダを用いてフォーク全体を下降させており、このときのストロークは、上記のようにそれまでの積み込み状況に応じて制御されている。さらに先行技術では、チューブの積み上げ完了後にフォークを引き抜く際、チューブ内でのフォークの位置（高さ）を調整し、チューブに歯を接触させないための工夫もなされている。
【０００６】
しかしながら、積み上げたチューブの列（段）に対してフォークの位置は、構造上の制約から全体として調整することしかできず、積み上げ後に個々のチューブの位置（高さ）がばらついていると、たとえフォークの位置を全体で調整しても、その中でいずれかの歯がチューブに接触してしまうことがある。
【０００７】
すなわち、チューブ自身はある程度の可撓性を有するため、これを寝かせた姿勢で何段にも積み上げていくと、下段（下層）のチューブほど次々と重みがかかって弾性変形が生じていく。このとき、各段内のチューブは全て一様（均等）に変形するわけではなく、その位置によって受ける重みも異なることから、個々にチューブの変形量（歪み）は不均一となる。また、１段あたりの本数が多い段では、その両端に位置するチューブが側方への落下をケース側壁によって支えられた状態にあるが、例えばケース側壁が外側へ湾曲する等により、両端のチューブからケース側壁までの距離が段によって異なっていると、ある高さの段では、他の段に比べて両端のチューブが極端に落ち込んだ位置で止まってしまうことがある。その結果、チューブを積み上げていくうちに各段内のチューブの高さには相当のばらつきが生じてくることから、たとえフォークを引き抜く際にその全体の位置（高さ）を一律に調整したとしても、各段内のどこかでチューブに歯が接触したままになっていることがある。この状態でフォークを引き抜くと、接触している歯がチューブを引っ掛け、一度積み込んだはずのチューブをそのままケース内から抜き出してしまうという問題がある。そうかといって、フォークの引き抜き時にチューブが抜き出されていないかどうかを人員によって一々監視しておくことは極めて非効率であり、何らかの対策が望まれるところである。
【０００８】
本発明は上記の事情に鑑み、チューブの箱詰め動作を自動化するにあたり、不用意なチューブの抜き出しを確実に発見できる技術の提供を課題としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、軸線方向の少なくとも一端が開口した未充填のチューブを寝かせた状態で径方向に所定本数ずつ並べて物品列を形成し、この物品列を前面が開放する姿勢で設置された収容箱の底部から順に千鳥状に積み上げて箱詰めするチューブの箱詰め装置である。
【００１０】
また本発明の箱詰め装置は、上記の物品列を一括して保持するフィンガを有した作業ハンドとともに、この作業ハンドを用いて物品列の箱詰め動作を実行させる動作機構を備えている。特に作業ハンドには検出ユニットが設けられており、この検出ユニットは、物品列の積み上げ動作後に作業ハンドが収容箱から退出された状態で、全てのフィンガにチューブが残存していない場合にのみ検出信号を出力するものである。
【００１１】
上記の作業ハンドは、物品列をなす所定本数のチューブに対応してフォーク状に配列された所定本数のフィンガを有しており、これらフィンガをそれぞれチューブの一端開口から内部に挿入し、かつ、個々のチューブをその内周面にてフィンガに引っ掛けた状態で物品列を一括して保持することができる。また動作機構は、物品列を一括して保持した状態の作業ハンドを収容箱の前面側から内部に進入させ、その底部又は先に積載済みの物品列に対して上方から下降させることで保持した状態の物品列を収容箱内に積載した後、作業ハンドを収容箱から退出させるまでの動作を実行させる。
【００１２】
その上で本発明では、作業ハンドが収容箱から退出された状態で、全てのフィンガにチューブが残存していなければ、上記の検出ユニットから検出信号が出力される。したがって、検出信号が出力された場合は箱詰め動作が正常に行われたことを意味するので、そのまま問題なく次の動作に移行することができる。逆に検出ユニットは、いずれかのフィンガに１本でもチューブが残存していれば、検出信号を出力しない。これにより、作業ハンドが収容箱から退出されたタイミングで検出ユニットによる検出信号の出力の有無を確認すれば、チューブの箱詰め動作に不具合があったか否かを確実に判断することができる。
【００１３】
上記の検出ユニットは、一対の透過型センサ及びその検出光を通過させる光通過路を含むことができる。一対の透過型センサは、例えば投光部と受光部とを対にしたものであり、このうち投光部から発（投光）した検出光を受光部が受光することでセンシングを行う。このような一対の透過型センサは、作業ハンドが有する所定本数のフィンガのうち、フォーク状をなす配列の両端に位置する一対のフィンガにそれぞれ取り付けられている。具体的には、配列の一端に位置するフィンガに投光部が取り付けられ、他端に位置するフィンガに受光部が取り付けられることになる。この状態で一対の透過型センサは、フィンガの配列方向に検出光を投光及び受光する。
【００１４】
このとき、配列の両端以外に位置する個々のフィンガには光通過路が形成されているので、上記のように全てのフィンガにチューブが残存していなければ、そのまま問題なく一対の透過型センサによる検出光の投光及び受光が行われる。そしてこの場合、検出ユニットから検出信号が出力されることで、今回（物品列の１段分）の箱詰め動作に不具合がなかったことを確認することができる。逆に、配列内でいずれかのフィンガに１本でもチューブが残存していれば、その残存したチューブが光通過路に干渉して検出光が遮られ、一対の透過型センサ（特に受光部）による検出光の受光が行われない。この場合、検出ユニットからは検出信号が出力されないので、それによって今回の箱詰め動作に不具合が発生したことを確実に発見することができる。
【００１５】
より好ましくは、上記の配列の両端に位置する一対のフィンガは、その内部に形成されて一対の透過型センサをそれぞれ収容する収容部と、この収容部内に一対の透過型センサがそれぞれ収容された状態で、フィンガの内外に検出光を通過させる開口部とを有するものである。
【００１６】
上記の態様であれば、一対の透過型センサが各フィンガの外側に露出しないため、作業ハンドにより物品列を保持する際、各フィンガをチューブ内に挿入した状態で各透過型センサとチューブとの干渉を避けることができる。また、作業ハンドを収容箱内から退出させる際、不用意に各透過型センサがチューブを引っ掛けてしまうのを防止することができる。
【００１７】
また光通過路は、上記の配列の両端以外に位置する個々のフィンガをその配列方向に貫通して形成された貫通孔であり、これら貫通孔が検出光の光軸上に並んで配置されていることが好ましい。
【００１８】
この場合、配列の両端に位置する一対のフィンガ間では、その他のフィンガの内部を通過して検出光が投光及び受光されることになる。このため例えば、光通過路を形成するために配列の両端以外に位置するフィンガの全長を短くする必要がなく、配列中で全てのフィンガの全長を同一にすることができる。
【００１９】
あるいは本発明において、配列の両端に位置する一対のフィンガは、中空の棒状をなす本体と、この本体の内部に形成されて透過型センサを収容する収容部と、本体の先端に形成されて収容部を本体の先端方向に開放する開口部とを有しており、作業ハンドは、一対の透過型センサをそれぞれ本体の長手方向に往復移動させることで、開口部を通じて収容部内と本体の外部との間で出入りさせる往復機構をさらに有する構成であってもよい。この場合、光通過路は、駆動機構により一対の透過型センサが本体の外部に露出された状態で、配列の両端以外に位置する個々のフィンガの先端面よりも外側の領域に形成される。
【００２０】
上記の構成であれば、一対の透過型センサを各フィンガの本体（収容部）に収容した状態で物品列の保持を行い、その箱詰め動作後に作業ハンドが収容箱から退出したタイミングで一対の透過型センサを各フィンガの本体から露出させると、その他のフィンガの先端面をかすめるようにして検出光を投光及び受光させることができる。そして、このとき全てのフィンガについてチューブが残存していなければ、一対の透過型センサによるセンシングに基づき、検出ユニットから検出信号が出力されるので、それによって箱詰め動作に不具合がなかったことを確認することができる。
【００２１】
また本発明は、軸線方向の少なくとも一端が開口した未充填のチューブを寝かせた状態で径方向に所定本数ずつ並べて物品列を形成し、この物品列を前面が開放する姿勢で設置された収容箱の底部から順に千鳥状に積み上げて箱詰めするチューブの箱詰め方法を提供する。特に本発明の箱詰め方法は、以下の工程を有するものである。
【００２２】
（１）保持工程
この工程では、上記の物品列をなす個々のチューブに対応してフォーク状に配列された所定本数のフィンガを有する作業ハンドを使用する。具体的には、個々のチューブに対してその一端開口を通じて作業ハンドのフィンガをその内部に挿入することにより、個々のチューブをその内周面にてフィンガに引っ掛けた状態にして物品列を一括して保持する。
【００２３】
（２）進入工程
この工程では、上記（１）の保持工程を経て、物品列を一括して保持した状態の作業ハンドを収容箱の前面側から内部に進入させる。
【００２４】
（３）積載工程
この工程では、上記（２）の進入工程で収容箱の内部に進入させた作業ハンドを収容箱の底部又は先に積載済みの物品列に対して上方から下降させることで、保持した状態の物品列を収容箱内にて積載する。なお、このとき収容箱に未だ物品列が積載されていなければ、収容箱の底部（設置した状態での底面）に最初（１段目）の物品列が積載されることになる。あるいは、先に物品列が積載されていれば、その上に次の段の物品列が積載される。
【００２５】
（４）退出工程
この工程では、上記（３）の積載工程で物品列を積載した後、作業ハンドを収容箱から退出させる。これにより、通常は各チューブ内からフィンガが抜き取られるので、積載済みの物品列だけが収容箱内に残った状態となる。
【００２６】
（５）検出工程
この工程では、上記（４）の退出工程を経て収容箱から作業ハンドを退出させた状態で、全てのフィンガについてチューブが残存していない場合にのみ検出信号を出力する。逆に、いずれかのフィンガに１本でもチューブが残存していれば、検出信号を出力しない。
【００２７】
本発明の箱詰め方法によれば、上記（５）の検出工程において、全てのフィンガにチューブが残存していなければ、その旨を表す検出信号が出力される。したがって、検出信号が出力された場合は上記（１）〜（４）の各工程を通じてチューブ（物品列）の箱詰め動作が正常に行われたことを意味するので、そのまま問題なく次の動作に移行することができる。逆に上記（５）の検出工程において、いずれかのフィンガに１本でもチューブが残存していれば、ここでは検出信号が出力されない。したがって、検出工程において検出信号の出力の有無を確認すれば、一連のチューブの箱詰め動作に不具合があったか否かを確実に判断することができる。
【００２８】
本発明のチューブの箱詰め方法において、上記（５）の検出工程で検出信号の出力がなされた場合、次に改めて（１）保持工程を実行して新たに別の物品列を保持した後、（２）の進入工程、（３）の積載工程及び（４）の退出工程を経て、さらに（５）の検出工程を実行する。一方、上記（５）の検出工程で検出信号の出力がなされない場合、（１）の保持工程を実行することなくアラームを出力することができる。
【００２９】
上記の手順を採用すれば、（１）〜（５）の各工程の作業を全て自動化している場合であっても、その間の箱詰め動作に不具合があれば、それ以上の自動作業を停止してアラームが出力される。このため例えば、不具合が発生した場合の人員による確認や復旧作業を速やかに促し、その復旧後は改めて（１）の保持工程から自動作業を再開させることができる。これにより、不具合によって箱詰め作業が中断する時間を短縮し、その作業効率の向上に寄与することができる。
【００３０】
また本発明は、軸線方向の少なくとも一端が開口した未充填のチューブを寝かせた状態で径方向に所定本数ずつ並べて形成した物品列を、前面が開放する姿勢で設置された収容箱の底部から順に千鳥状に積み上げて箱詰めするチューブの箱詰め装置用作業ハンドとして構成することもできる。
【００３１】
すなわち、本発明の箱詰め装置用作業ハンドは、箱詰め対象となる物品列をなした所定本数のチューブに対応してフォーク状に配列された所定本数のフィンガを備える。これらフィンガは、各チューブの一端開口を通じてその内部に挿入されることで個々のチューブをその内周面にて引っ掛けた状態にして物品列を一括して保持可能である一方、この保持状態にて物品列を収容箱の内部でその底部又は先に積載済みの物品列に対して上方から下降させた後に各チューブの内部から抜き出されることで収容箱内にて物品列を積載可能である。
【００３２】
また箱詰め装置用作業ハンドは、所定本数のフィンガとともに検出領域及び検出器の構成をも備える。このうち検出領域は、フィンガの配列方向に形成されており、物品列の保持状態でチューブ内に挿入される各フィンガの部位を通過して延びている。そして検出器は、いずれかのフィンガに設けられており、各チューブの内部からフィンガが抜き出された状態で、検出領域を通じて全てのフィンガについてチューブが残存していないことを検出可能である。
【００３３】
本発明を上記のような箱詰め装置用作業ハンドとして構成すれば、これを例えば産業用ロボット等の汎用機械に対するアタッチメント（箱詰め作業用治具）として利用することができる。この場合、産業用ロボット等の汎用機械を上記の駆動機構とすることで、上述したチューブの箱詰め装置を実現することができる。すなわち、汎用機械に取り付けた箱詰め装置用作業ハンドを用いてチューブの物品列を保持するとともに、この状態で汎用機械により作業ハンドを収容箱内に進入させ、さらにこれを下降させて物品列を収容箱内にて積載する。そして、汎用機械により作業ハンドを収容箱から退出させることで、各チューブ内からフィンガを抜け出させて１段分の箱詰め動作を完了する。このとき、作業ハンドに設けられた検出器により検出領域を通じて検出を行った結果、全てについてチューブが残存していなければ、それによって今回の箱詰め動作が正常に完了したことを知ることができる。逆に、検出器により全てのフィンガについてチューブが残存していないことが検出できなかった場合、いずれかのフィンガにチューブが残存していることを意味するため、それによって今回の箱詰め動作に不具合があったことを確実に知ることができる。
【００３４】
上記の検出器は、所定本数のフィンガのうち、フォーク状をなす配列の両端に位置する一対のフィンガにそれぞれ取り付けられて配列方向に検出光を投光及び受光する一対の透過型センサで構成することができる。また検出領域は、配列の両端以外に位置する個々のフィンガに形成されて検出光を通過させる光通過路を含むものである。
【００３５】
この場合、上述した箱詰め装置と同様の検出動作を実現することができるので、一回ごとの箱詰め動作に不具合がなかったか否かを確実に知ることができる。また、箱詰装置と同様に一対の透過型センサや光通過路を作業ハンドが有することにより、上述した箱詰め装置の各種構成である「収容部」、「開口部」、「貫通孔」、「中空の棒状をなす本体」、「開口部」、「往復機構」等を有することもできる。
【発明の効果】
【００３６】
以上のように本発明によれば、作業ハンドを用いた物品列の保持と収容箱内への積載、そして積載後に収容箱からの作業ハンドの抜き出しといった箱詰め動作のサイクルを自動化しつつ、毎回の箱詰め動作において所定本数分のチューブが正しく収容箱内に積載されたかどうかを検出信号の有無によって確認することができる。これにより、収容箱内に収容可能な最大の段数に至るまで特に不具合なく一連の箱詰め動作が完了すれば、それによって収容箱内に決められた本数（員数）のチューブが正確に箱詰めされたことを保証することができる。
【００３７】
この点、従来は作業ハンドによる箱詰め動作そのものは自動化できても、その箱詰め動作に不具合がなかったかどうかを確実に検出する手段がなかったため、員数の保証は困難であった。また、収容箱内に箱詰めが完了した後の荷姿からは、決められた本数のチューブが抜けなく収容されているかどうかを目視で確認することは極めて困難であったため、員数の保証には多大な労力を要していたが、本発明は一連の箱詰め動作に加えて、その員数の管理までを含めて自動化することができ、単なる「作業の自動化」に終始しない点で多大な有用性を発揮している。
【００３８】
さらに本発明では、作業ハンドの抜き出し後、その全体としてチューブが残存していないかどうかを検出信号の出力の有無で表しているため、複数あるフィンガの１本１本にセンサを設置する必要がない。したがって、センサ等の設置コストを最小に抑えつつ、最小限の構成で正確に必要な情報を得ることができる。
【００３９】
また本発明は、箱詰め装置用作業ハンドとしての構成だけでも成立するため、産業用ロボット等の汎用機械を保有した既存設備への適用が容易であり、それだけ少ないコストで容易に高性能なチューブの箱詰め装置を導入することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】一実施形態の箱詰め装置及び箱詰め方法の概要を示す流れ図である。
【図２】箱詰め装置を構成する設備の配置例を示した平面図である。
【図３】箱詰め装置を構成する設備の配置例を示した側面図である。
【図４】作業ハンドの構成を示す平面図である。
【図５】フィンガ及びその他の側面図（図４中、Ｖ−Ｖ線に沿う断面を一部に含む）である。
【図６】配列の両端に位置するフィンガの内部構造をより詳細に示す縦断面図である。
【図７】配列の両端及びそれ以外に位置する各フィンガの先端部分の構造を詳細に示す拡大図である。
【図８】作業ハンドによる物品列の一連の箱詰め動作を連続的に示した平面図（１／２）である。
【図９】作業ハンドによる物品列の一連の箱詰め動作を連続的に示した平面図（２／２）である。
【図１０】箱詰め装置の制御に関する構成を概略的に示すブロック図である。
【図１１】１箱分の箱詰め動作に関する制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】別形態の作業ハンドの構造を部分的に示す図である。
【図１３】別形態の作業ハンドの構造を部分的に示す図である。
【図１４】別形態の作業ハンドによる検出動作の概要を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００４２】
〔箱詰め装置及び方法の概要〕
図１は、一実施形態の箱詰め装置及び箱詰め方法の概要を示す流れ図である。ここでは先ず、箱詰め装置を構成する設備とこれを用いて実行される箱詰め方法の概要について説明する。
【００４３】
〔未充填チューブ〕
本実施形態の箱詰め装置及び箱詰め方法は、未充填のチューブＴを自動で箱詰めするものである。すなわち、この段階でチューブＴは、内容物が充填されていない空の状態（未充填）であり、このためチューブＴは、その軸線方向の一端（キャップと反対側の一端）が全て開口している。特に図示していないが、チューブＴには軸線方向でみて一端の開口と反対側の端部にネックが形成されており、このネックにはキャップ（参照符号なし）が被せられている。またチューブＴの外周面には、例えば印刷やシュリンクフィルムによる外装（製品説明、意匠等）が施されている。
【００４４】
チューブＴ（キャップを含む。以下同じ。）は合成樹脂製（例えばＰＥＴ，ＰＥ等）の成型品である。このようなチューブＴは、その内部にペースト状やクリーム状、ゲル状等の内容物（例えば食品、医薬品、化粧品、化学品等）が充填された後、その開口端を封止（ヒートシール）されることで各種のチューブ製品となる。なお未充填のチューブＴは、その内部が空洞であることに加え、上記のように軸線方向の一端が開口しているため、それだけ径方向に弾性変形が生じやすい状態にある。
【００４５】
〔物品列〕
箱詰め装置は、その設備として例えば整列コンベア１０を備えている。チューブＴは、例えば図示しないチューブ製造装置により製造された後、図中に白抜きの矢印で示される方向に送出されて整列コンベア１０上に供給される。整列コンベア１０は、例えば水平方向に延びる搬送面を有しており、この搬送面上でチューブＴは、横倒しの姿勢で搬送される。このとき搬送面上には、その終端から所定本数（例えば１１本）のチューブＴを略隙間なく径方向に並べた状態で物品列ＴＡが形成される。
【００４６】
搬送面上で物品列ＴＡを正しく形成するため、整列コンベア１０の搬送面上には、例えば個々のチューブＴを搬送面上にて位置決めするためのガイド部材となる桟（図示していない）が等間隔で配置されている。桟は、チューブＴの軸線方向と並行に搬送面を横断する方向に延びており、かつ、搬送面からある程度の高さ（例えば十数ｍｍ程度）まで突出している。このような桟をチューブＴの整列間隔（外径に略等しい間隔）で搬送面上に設置することにより、隣り合う桟の間にて個々のチューブＴを位置決めし、正しく物品列ＴＡを形成した状態で待機位置へ搬送することができる。なお上記は、例えば平ベルトの搬送面上に複数の桟を等間隔で配置した整列コンベア１０の形態を挙げたものであるが、その他の形態として、例えば図示しないチェーンコンベアに複数のＶ字溝型のアタッチメント（山形鋼等）を等間隔で配列したものでもよい。この場合、個々のチューブＴはアタッチメントのＶ字溝内に填り込んだ状態で保持されるため、同じく物品列ＴＡを正しく形成した状態で待機させておくことができる。
【００４７】
また箱詰め装置は、上記の整列コンベア１０の他に、その設備として例えば箱搬送装置１２を備えている。この箱搬送装置１２もまた水平方向に延びる搬送面を有しており、この搬送面は整列コンベア１０の搬送面と平行にして延びている。箱搬送装置１２は、その搬送面上に収容箱１４を縦置きの姿勢で設置するとともに、図示しない保持具によって収容箱１４を保持している。また箱搬送装置１２は、その搬送面上に複数の収容箱１４（図１には１つだけ示す）を保持しており、この状態で搬送面を移動させることにより、その移動方向に収容箱１４を搬送することができる。
【００４８】
〔収容箱〕
収容箱１４は、例えば段ボール製や合成樹脂製の箱体であり、全体として半ケース状（蓋なしの状態）に形成されている。収容箱１４は箱搬送装置１２に保持された状態で、整列コンベア１０（チューブＴの物品列ＴＡ）に対向する前面を全体的に開放している。この状態で収容箱１４には、その前面の開口を通じて上記の物品列ＴＡが積み込まれるものとなっている。このとき物品列ＴＡは、収容箱１４内でその底部から順に千鳥状に積み上げられる。なお収容箱１４は、組み立て式（コンテナ式）の箱体でもよい。この場合、そのフラップ部分を側面に折り畳んだ状態で前面を開放することができる。
【００４９】
なお本実施形態では、各段の物品列ＴＡが全て同じ本数（例えば１１本）のチューブＴ（図１では一部にのみ符号を付す）で構成されており、収容箱１４への積み込み時、１段ごとに列方向へ半ピッチ（チューブＴの外径の半分）ずつ物品列ＴＡの積載位置を交互にずらすことで、収容箱１４内で物品列ＴＡ（チューブＴ）が全体として千鳥状に積み上げられるものとなっている。
【００５０】
〔作業ハンド〕
箱詰め装置は、その他の設備として作業ハンド１６を備えている。この作業ハンド１６は、上記の物品列ＴＡを一括して保持するとともに、この状態で収容箱１４への箱詰め動作を行う。具体的には、作業ハンド１６は複数本のフィンガ１８（図１中、全てに符号は付していない）を有しており、これらフィンガ１８は全体としてフォーク状に配列されている。図１に示されているように、作業ハンド１６は複数本のフィンガ１８をそれぞれチューブＴの内部に挿入した状態で、物品列ＴＡを一括して保持することができる。このときフィンガ１８は、それぞれ対応するチューブＴをその内面にて引っ掛けるようにして保持する。このためフィンガ１８は、チューブＴの軸線方向でみた全長に対して充分な長さ（全長の２分の１より長い）を有している。なお、作業ハンド１６の構成についてはさらに詳しく後述する。
【００５１】
〔動作機構〕
また箱詰め装置は、その設備として産業用のロボット２０（図１中、２点鎖線で一部分のみ示す）を備えている。このロボット２０は、その動作に伴い作業ハンド１６を移動させて物品列ＴＡの保持や箱詰めの動作を行う。このとき一連の動作の概略的な流れは、例えば以下の通りとなる。
【００５２】
（１）物品列の保持（保持工程）
例えば、ロボット２０は作業ハンド１６を整列コンベア１０の一側方から横断方向に移動させ、搬送面上の終端領域で整列されている物品列ＴＡに対し、個々のチューブＴ内にその開口を通じて各フィンガ１８を挿入させる。このときロボット２０は、フィンガ１８の先端がチューブＴ内でそのネック部分に干渉しないところで作業ハンド１６の移動を停止させる。
【００５３】
次にロボット２０は、図１中に白抜きの矢印で示されるように、作業ハンド１６を鉛直上方へ移動させる。これにより、物品列ＴＡの全体が作業ハンド１６によって持ち上げられた状態となる。なお、高さ方向でみて作業ハンド１６が停止する位置は、これまでに積み上げられた物品列ＴＡの段数に応じて予め調整（ティーチング）されている。このとき上記のように、物品列ＴＡを構成する個々のチューブＴは、いずれも対応するフィンガ１８に引っ掛けられた状態で保持されている。
【００５４】
（２）作業ハンドの進入（進入工程）
物品列ＴＡを持ち上げると、次にロボット２０は、図１中に白抜きの矢印で示されるように、作業ハンド１６を収容箱１４に向けて移動（前進）させる。なお、この前に予備動作として、ロボット２０は作業ハンド１６を収容箱１４に対して真正面に位置決めしてもよい。作業ハンド１６の移動（前進）に伴い、保持されている物品列ＴＡが収容箱１４内に進入した状態となる。
【００５５】
（３）作業ハンドの下降（積載工程）
物品列ＴＡを収容箱１４内に進入させると、次にロボット２０は、図１中の白抜き矢印で示されるように、作業ハンド１６を収容箱１４内で下降させる。この下降に伴い、作業ハンド１６に保持されている物品列ＴＡが新たに収容箱１４内に積載される。図１に示されるように、このとき既に１段以上の物品列ＴＡが積載されていれば、今回の物品列ＴＡはその上の段へ千鳥状に積み上げられる。一方、未だ物品列ＴＡが積載されていなければ、今回の物品列ＴＡは１段目として収容箱１４の底部（設置状態で底面上）に積載されることになる。したがって、ここでも作業ハンド１６を下降させる位置は、それまでに積み上げられた物品列ＴＡの段数に応じて適切に調整されている。
【００５６】
（４）作業ハンドの退出（退出工程）
物品列ＴＡを積載すると、次にロボット２０は作業ハンド１６を収容箱１４から退出（後退）させる（この動作に関して矢印は図示されていない）。この動作に伴い、個々のチューブＴ内からフィンガ１８が抜き取られ、収容箱１４内には物品列ＴＡだけが積み上げられた状態となる。
【００５７】
ロボット２０の動作は図示しないロボットコントローラにより制御されており、ここまでに挙げた（１）物品列の保持、（２）作業ハンドの進入、（３）作業ハンドの下降、そして（４）作業ハンドの退出、までの動作は、ロボット２０による箱詰め作業のルーチンワークとして予めコントローラに教示（ティーチング）されている。これら（１）〜（４）の動作を複数回（例えば１５〜１６回程度）まで繰り返すと、予め決められた本数（員数）分のチューブＴが収容箱１４に箱詰めされた状態となる。このときの「員数」は、物品列ＴＡに含まれるチューブＴの本数×積み上げ段数となる。
【００５８】
（５）残存チューブの検出（検出工程）
加えて本実施形態では、毎回のルーチンワークにおいて、上記（４）の動作によりロボット２０が収容箱１４から作業ハンド１６を退出させると、このタイミングで全てのフィンガ１８上にチューブＴが残存していないことを検出している。そして、このときチューブＴが残存しないことを検出できた場合、ロボット２０は次の段のルーチンワークに移行するか、もしくは最上段のルーチンワークを完了して次の収容箱１４に対する最初のルーチンワークを開始する。
【００５９】
図２及び図３は、箱詰め装置を構成する設備の配置例を示した平面図及び側面図である。なお図３には、水平方向でみたロボット２０と整列コンベア１０、箱搬送装置１２（収容箱１４）の配置関係を理解しやすくするため概念的に示しており、図面上の配置間隔は図２と異なっている。
【００６０】
上記の整列コンベア１０や箱搬送装置１２、ロボット２０等は作業ベース２２上に設置されており、この配置例では、作業ベース２２上で整列コンベア１０の終端位置の近傍にロボット２０のベース部２０ａが設置されている。
【００６１】
また上記のロボット２０は、例えばベース部２０ａの他に旋回体２０ｂ、基部スイングアーム２０ｃ、水平リンク部２０ｄ、先端スイングアーム２０ｅ及び回転コネクタ２０ｆ等（各部の名称は一例）を備えており、これら部位を多自由度に稼働させて上記（１）〜（４）の作業を適宜の速度とテンポで実行する。作業ハンド１６は、上記の回転コネクタ２０ｆを介してロボット２０に支持された状態で物品列ＴＡの保持や積載を行う。なお、ロボット２０については公知の製品を適用することができるため、ここではその詳細についての説明を省略する。
【００６２】
図４は、作業ハンド１６の構成を示す平面図である。また図５は、作業ハンド１６の一側端に位置するフィンガ１８とその基部について一部の断面（図４中、Ｖ−Ｖ線に沿う断面）を示した図である。以下、作業ハンド１６の構成について具体的に説明する。
【００６３】
上記のように作業ハンド１６は複数本のフィンガ１８を有している。図４に示されているように、これらフィンガ１８はフォーク状に等間隔をおいて互いに平行に配列されている。また作業ハンド１６はベースプレート１６ａを有しており、このベースプレート１６ａはフィンガ１８の配列方向に延びている。ベースプレート１６ａの全長はフィンガ１８の配列の全長より長く、このためベースプレート１６ａの両端はフィンガ１８の配列よりも僅かに張り出している。
【００６４】
各フィンガ１８はベースプレート１６ａに対し、その厚み方向に基端部を貫通させた（差し込んだ）状態で取り付けられている。各フィンガ１８の基端部はベースプレート１６ａの片面（回転コネクタ２０ｆに対向する面）にて突出しておらず、このため各フィンガ１８の後端面とベースプレート１６ａの片面とは同一面内に位置している（いわゆる面一の状態）。また図５に示されているように、ベースプレート１６ａの内部には、その下端面から上方に向けてボルト１６ｃがねじ込まれている。このボルト１６ｃは、全てのフィンガ１８の取付位置に対応して複数箇所に設けられており、この状態で各ボルト１６ｃは、ベースプレート１６ａ内で対応するフィンガ１８の基端部を締め付けている。これにより、ベースプレート１６ａからのフィンガ１８の脱落や軸線周りへの位置ずれ等が防止されている。
【００６５】
またベースプレート１６ａの片面には、その長手方向の中央位置に別の基部プレート１６ｂが宛われるようにして取り付けられている。作業ハンド１６の全体は、この基部プレート１６ｂを介して上記の回転コネクタ２０ｆに連結されている。なお基部プレート１６ｂに対し、ベースプレート１６ａは別のボルト１６ｃを用いて固定されている。またボルト１６ｃは、ベースプレート１６ａを厚み方向に貫通した状態で、その先端部分を基部プレート１６ｂ内にねじ込まれている。
【００６６】
個々のフィンガ１８は、例えば円筒状の本体１８ａを有しており、その先端には円錐台形状のフェルール１８ｂが取り付けられている。本体１８ａは例えば金属材料又は硬質の合成樹脂材料で成形されており、本体１８ａは、上記のように基端部をベースプレート１６ａに支持された状態で、その基端から先端までの間にほとんど撓みを生じることなくフィンガ１８を略水平な姿勢に保持できるだけの充分な剛性を有している。フェルール１８ｂは、例えば合成樹脂製の成型品であり、このフェルール１８ｂは本体１８ａの先端面とチューブＴの内面との引っ掛かりを防止している。またフェルール１８ｂは、そのテーパー状の外形により、各フィンガ１８がチューブＴの内部に進入するのを容易にしている。
【００６７】
〔収容部〕
また複数あるフィンガ１８の中でも、その配列の両端に位置する一対のフィンガ１８は、それぞれ本体１８ａとフェルール１８ｂとの間に挟まれた位置にセンサ収容部１８ｃを有している。ただし、これら一対のフィンガ１８とその他の配列中に位置するフィンガ１８とは全長が同じであるため、一対のフィンガ１８については、センサ収容部１８ｃの長さ分だけ本体１８ａが短縮されている。センサ収容部１８ｃもまた、本体１８ａと同様に円筒形状をなしており、その内径は本体１８ａと略同じである。
【００６８】
〔透過型センサ〕
図６は、配列の両端に位置するフィンガ１８の内部構造をより詳細に示す縦断面図である。配列の両端に位置する一対のフィンガ１８については、いずれもセンサ収容部１８ｃの内部にフォトセンサ２４が収容されている。これらフォトセンサ２４は検出光を用いた透過型センサであり、配列の両端で２つのフォトセンサ２４が一対をなしている。すなわち、いずれか一方のフォトセンサ２４が透過型センサの投光部であり、他方のフォトセンサ２４が受光部である。各フォトセンサ２４には光ファイバケーブル２４ａが接続されており、この光ファイバケーブル２４ａは収容部１８ｃから本体１８ａの内部を通じてフィンガ１８に敷設され、さら基端部の開口から作業ハンド１６の外部へ延びている。なお光ファイバケーブル２４ａは、例えば箱詰め装置の制御盤（図示していない）に接続されている。
【００６９】
〔開口部〕
各フォトセンサ２４を用いて検出光を投光及び受光するため、各センサ収容部１８ｃには開口部１８ｄが形成されている。開口部１８ｄは、各センサ収容部１８ｃの側壁を厚み方向に貫通して形成されており、その開口面積は、フォトセンサ２４の側方への投影面積より大きい。このためフォトセンサ２４は、それぞれ開口部１８ｄを通じて充分に検出光を投光及び受光することができる。
【００７０】
〔光通過路〕
一方、配列の両端以外に位置するフィンガ１８については、本体１８ａの先端部にそれぞれ２つの貫通孔１８ｅが形成されている（図４参照）。これら貫通孔１８ｅは、本体１８ａの側壁を径方向に貫通するようにして形成されており、２つの貫通孔１８ｅは本体１８ａに対し、その軸線に関してして対称に位置している。このため配列の両端以外に位置する個々のフィンガ１８は、いずれも貫通孔１８ｅを通じて径方向に貫通路が形成された状態にある。
【００７１】
そして図４に示されているように、配列の両端以外に位置する全てのフィンガ１８については、全ての貫通孔１８ｅがフィンガ１８の配列方向でみた同一の直線上に位置している。この仮想的な直線は、上記のフォトセンサ２４の光軸と略一致しており、このため配列の両端で一対をなすフォトセンサ２４は、その間に位置する全てのフィンガ１８の貫通孔１８ｅを通じて検出光を投光及び受光することができる。このように、フォトセンサ２４の光軸が通過する仮想的な直線により、作業ハンド１６にはフィンガ１８の配列方向に延びる検出領域が形成されている。
【００７２】
図７は、配列の両端及びそれ以外に位置する各フィンガ１８の先端部分の構造を詳細に示す拡大図である。以下、それぞれについて説明する。
【００７３】
図７中（Ａ）：配列の両端に位置するフィンガ１８については、本体１８ａの先端部に取付孔１８ｆが形成されており、この取付孔１８ｆにはタッピング加工がされている。フォトセンサ２４は、取付孔１８ｆ内にコネクタ部分をねじ込んだ状態で、さらにセンサ収容部１８ｃ内からコネクタ部分にナットを締め付けることで本体１８ａに取り付けられている。このときフォトセンサ２４のレンズ（投光用又は受光用）は、上記の開口部１８ｄに向けて位置決めされている。
【００７４】
図７中（Ｂ）：配列の両端に位置するフィンガ１８については、上記のように本体１８ａの側壁に対向する一対の貫通孔１８ｅが形成されており、これら貫通孔１８ｅを通じて本体１８ａに径方向への貫通路が形成されている。なおこの例では、貫通孔１８ｅの形状や開口面積が配列の両端に位置するフィンガ１８の開口部１８ｄと共通化されている。
【００７５】
〔フォトセンサを用いた検出〕
次に図８及び図９は、作業ハンド１６による物品列ＴＡの一連の箱詰め動作を連続的に示した平面図である。なお図８及び図９中、収容箱１４は横断面にて示されている。本実施形態では、上記のフォトセンサ２４を用いて全てのフィンガ１８についてチューブＴが残存していないかの検出を実行することができる。以下、フォトセンサ２４を用いた検出手法について説明する。
【００７６】
〔物品列の保持→作業ハンドの上昇〕
図８中（Ａ）：箱詰め作業（ロボット２０によるルーチンワーク）の開始に伴い、上述のとおり作業ハンド１６により物品列ＴＡが保持される。そして作業ハンド１６が上昇し、それに伴い物品列ＴＡが一括して持ち上げられる。
【００７７】
〔作業ハンドの進入→下降〕
図８中（Ｂ）：次に、上述のとおり作業ハンド１６が収容箱１４に向けて移動（前進）する。これにより、物品列ＴＡが各チューブＴのキャップを先頭にした状態で、収容箱１４内に一括して挿入される。なお、このとき既に積載済みの物品列ＴＡがある場合、今回の物品列ＴＡはそれよりも上方で挿入されることになる。また、上記のように今回の物品列ＴＡは、１段前（前回）の物品列ＴＡに対して半ピッチ（チューブＴの半径）分だけ列方向に位置がずれている。続いて作業ハンド１６が下降し、今回の物品列ＴＡは１段前の物品列ＴＡに対して千鳥状に積み上げられる。
【００７８】
〔作業ハンドの退出→正常時の検出〕
図９中（Ｃ）：そして、上記のとおり作業ハンド１６が収容箱１４から退出し、１段分の箱詰め動作が完了する。このタイミングで、一対のフォトセンサ２４を用いた検出が行われる。このとき、図９中（Ｃ）に示されるように、全てのフィンガ１８についてチューブＴが一本も残存していなければ、フォトセンサ２４の検出光（参照符号Ｌ）が開口部１８ｄ及び全ての貫通孔１８ｅ（図９では符号を省略）を通じて投光及び受光される。この場合、フォトセンサ２４からは検出信号（受光時のＯＮ信号）が出力されるので、それによって今回の箱詰め動作に不具合がなかったことを知ることができる。
【００７９】
〔作業ハンドの退出→異常時の検出〕
図９中（Ｄ）：これに対し、作業ハンド１６が収容箱１４から退出したタイミングで、いずれかのフィンガ１８に１本でもチューブＴが残存している場合、そのチューブＴによってフォトセンサ２４の検出光が遮られるため、フォトセンサ２４（受光部）は検出光を受光することができない。この場合、フォトセンサ２４からは検出信号（受光時のＯＮ信号）が出力されないので、それによって今回の箱詰め動作に不具合があったことを知ることができる。なお、ここでは配列の両端以外に位置するフィンガ１８にチューブＴが残存する例を挙げているが、配列の両端に位置するいずれかのフィンガ１８にチューブＴが残存した場合であっても、同様にそのチューブＴによって検出光が遮られることになる。
【００８０】
〔制御手法〕
次に、上述した箱詰め装置による箱詰め方法を実現するための制御手法の例について説明する。
【００８１】
図１０は、箱詰め装置の制御に関する構成を概略的に示すブロック図である。箱詰め装置はメイン制御部３０を備えており、このメイン制御部３０は箱詰め装置の動作を全体的に統括する。なおメイン制御部３０は、例えば上述した制御盤（図示していない）に内蔵されているコンピュータハードウェアであり、メイン制御部３０は図示しないＣＰＵ（中央処理装置）をはじめ、記憶部３０ａ（例えばＲＯＭ、ＲＡＭ等）や外部インタフェース３０ｂを有するほか、図示しない各種の周辺回路等を有している。
【００８２】
メイン制御部３０には、上記の光ファイバケーブル２４ａを通じてフォトセンサ２４が接続されている。このため外部インタフェース３０ｂは、電子信号の他に光信号に対応した光コネクタ、アダプタ等を含んでいる。この他に、メイン制御部３０には整列検出用センサ３２が接続されており、この整列検出用センサ３２は、上述した整列コンベア１０に設置されている。整列コンベア１０の搬送面上に所定本数（例えば１１本）分のチューブＴが整列すると、整列検出用センサ３２から整列完了信号が出力される。これによりメイン制御部３０は、整列コンベア１０の搬送面上に正しく物品列ＴＡが形成されたことを知ることができる。
【００８３】
またメイン制御部３０には、外部ステータス信号として１箱分動作開始信号が入力されるものとなっている。箱詰め装置は、上記の箱搬送装置１２に対応して別の箱搬送制御盤（図示していない）を備えており、この箱搬送制御盤は、箱搬送装置１２による新たな（空の）収容箱１４の設置（箱詰め位置での保持）が完了したタイミングで１箱分動作開始信号を出力する。これによりメイン制御部３０は、新たな収容箱１４への箱詰め動作を開始できる状態になったことを知ることができる。
【００８４】
メイン制御部３０にはロボットコントローラ３４が接続されており、このロボットコントローラ３４は、ロボット２０の動作を具体的に制御している。メイン制御部３０は、制御ステータス上で箱詰め動作が開始可能になると、ロボットコントローラ３４に対して動作開始信号を送信するとともに、その後の動作フェーズ信号を順に送信する。ロボットコントローラ３４は、メイン制御部３０から送信される各種の信号を受うけてロボット２０の動作を細かく制御し、上述した一連のルーチンワークを実行させる。なおロボットコントローラ３４からは、ロボット２０の動作に関する情報がメイン制御部３０にフィードバックされている。
【００８５】
この他に、メイン制御部３０にはアラーム装置３６が接続されている。このアラーム装置３６は、例えば音響出力回路やスピーカ、警報ランプ等（いずれも図示していない）を備えており、アラーム装置３６はスピーカを駆動して警報音を発したり、警報ランプを点灯又は点滅させたりすることができる。メイン制御部３０は上記の検出信号に基づき、作業ハンド１６による箱詰め動作に不具合が発生したことを知ると、アラーム装置３６に作動信号を出力する。これを受けてアラーム装置３６が作動し、上記の警報動作を行うものとなっている。
【００８６】
〔制御フローの例〕
図１１は、１箱分の箱詰め動作に関する制御処理の流れを示すフローチャートである。メイン制御部３０は、箱搬送制御盤から上記の１箱分動作開始信号を受信すると、１箱分の箱詰め動作に関する制御処理を開始する。以下、フローチャートに示す手順（ステップ）に沿って１箱分の箱詰め動作に関する制御処理の流れについて説明する。
【００８７】
ステップＳ１００：制御処理の開始に伴い、メイン制御部３０は待機モードに移行する。具体的には、メイン制御部３０はロボットコントローラ３４に対して待機（一時停止）信号を送信する。これを受けてロボットコントローラ３４は、ロボット２０を作動させて作業ハンド１６を待機位置に移動させ、そのまま待機させる。なお待機位置は、例えば整列コンベア１０の一側方（チューブＴの開口に対向する方向）に予め設定（ティーチング）されている。
【００８８】
ステップＳ１０２：待機モード中にメイン制御部３０は、チューブＴの整列（物品列ＴＡの形成）が完了したか否かの確認を行う。この確認は、上記の整列検出用センサ３２から出力される整列完了信号の有無によって行うことができる。未だ整列完了信号が出力されていなければ（Ｎｏ）、メイン制御部３０はステップＳ１００に戻って待機モードを継続する。
【００８９】
この後、実際に整列コンベア１０の搬送面上に所定本数（１１本）分のチューブＴの整列が完了し、整列検出用センサ３２から整列完了信号が出力されたことを確認すると（Ｙｅｓ）、メイン制御部３０は次のステップＳ１０４に進む。
【００９０】
〔チューブ保持動作（保持工程）〕
ステップＳ１０４：メイン制御部３０は、ロボットコントローラ３４に対してハンド下降コマンドを送信する。これを受けてロボットコントローラ３４はロボット２０を作動させ、作業ハンド１６を待機位置から下降させる。このとき作業ハンド１６を下降させる位置は、上下方向でみて物品列ＴＡと略同じ高さに設定（ティーチング）されている。
【００９１】
ステップＳ１０６：続いてメイン制御部３０は、ロボットコントローラ３４に対してハンド前進コマンドを送信する。これを受けてロボットコントローラ３４は、引き続きロボット２０を作動させて作業ハンド１６を前進させる。これに伴い、物品列ＴＡを形成する個々のチューブＴ内にそれぞれ作業ハンド１６のフィンガ１８が挿入された状態となる。なお、この段階でフィンガ１８はチューブＴの内周面に接していなくてもよい。
【００９２】
ステップＳ１０８：そしてメイン制御部３０は、ロボットコントローラ３４に対してハンド上昇コマンドを送信する。これを受けてロボットコントローラ３４は、さらにロボット２０を作動させて作業ハンド１６を上昇させる。作業ハンド１６の上昇に伴い、個々のチューブＴがその内周面にてフィンガ１８に引っ掛けられ、物品列ＴＡが一括して作業ハンド１６に保持された状態となる（例えば図１、図８中（Ａ）等を参照。）。このときロボット２０が作業ハンド１６を上昇させる高さは、それまでの箱詰め状況（積載済みの段数）に応じて予め設定（ティーチング）されている。
【００９３】
〔チューブ箱詰め動作開始〕
ステップＳ１１０：チューブＴの保持動作が完了すると、次にメイン制御部３０は、制御ステータスを「チューブ箱詰め動作開始」に移行させる。なお、この処理は制御上の内部ステータスを変化させるだけのものであり、信号の入出力や内部演算等は特に行われない。
【００９４】
〔作業ハンド前進（進入工程）〕
ステップＳ１１２：チューブ箱詰め動作開始に伴い、メイン制御部３０はロボットコントローラ３４に対してハンド前進コマンドを送信する。これを受けてロボットコントローラ３４はロボット２０を作動させ、作業ハンド１６を収容箱１４に向けて前進させる。これにより、物品列ＴＡが収容箱１４内に挿入された状態となる（例えば図８中（Ｂ）を参照。）。なお、このときロボット２０が作業ハンド１６を前進させる距離もまた、整列コンベア１０と箱搬送装置１２との位置関係に応じて予め設定（ティーチング）されている。
【００９５】
〔作業ハンド下降（積載工程）〕
ステップＳ１１４：続いてメイン制御部３０は、ロボットコントローラ３４に対してハンド下降コマンドを送信する。これを受けてロボットコントローラ３４は、ロボット２０を作動させて作業ハンド１６を下降させる。これにより、今回の物品列ＴＡが収容箱１４の底部又は先に積載済みの物品列ＴＡに向けて下降し、その上に積載された状態となる。このときロボット２０が作業ハンド１６を下降させる距離もまた、それまでの箱詰め状況（積載済みの段数）に応じて予め設定（ティーチング）されている。
【００９６】
〔作業ハンド後退（退出工程）〕
ステップＳ１１６：そしてメイン制御部３０は、ロボットコントローラ３４に対してハンド後退コマンドを送信する。これを受けてロボットコントローラ３４は、ロボット２０を作動させて作業ハンド１６を後退させる。作業ハンド１６の後退に伴い、個々のフィンガ１８が対応するチューブＴ内から抜け出し、今回の物品列ＴＡが収容箱１４内に箱詰めされた状態となる（例えば、図９中（Ｃ）を参照。）。
【００９７】
〔チューブ箱詰め動作終了〕
ステップＳ１１８：チューブＴ（物品列ＴＡ）の箱詰め動作が完了すると、次にメイン制御部３０は、制御ステータスを「チューブ箱詰め動作終了」に移行させる。この処理もまた制御上の内部ステータスを変化させるだけのものであり、信号の入出力や内部演算等は特に行われない。
【００９８】
〔チューブ残存検出（検出工程）〕
ステップＳ１２０：チューブ箱詰め動作終了に伴い、メイン制御部３０はチューブＴの残存を未検出であるかを確認する。この判断は、上記のようにフォトセンサ２４からの検出信号の有無に基づいて行うことができる。すなわち、作業ハンド１６の全てのフィンガ１８についてチューブＴが１本も残存していなければ、フォトセンサ２４による検出光の投光及び受光が行われて検出信号（受光時のＯＮ信号）が出力される（図９中（Ｃ）を参照。）。この検出信号は、作業ハンド１６にチューブＴが１本も残存していない状態であることを意味することから、メイン制御部３０は、フォトセンサ２４から検出信号が出力された場合、チューブＴの残存を未検出であると判断する（Ｙｅｓ）。またこの場合、今回の物品列ＴＡの箱詰め動作が問題なく完了したことを意味するので、メイン制御部３０は次にステップＳ１２２を実行する。
【００９９】
〔チューブ残存未検出時（セーフ時）〕
ステップＳ１２２：メイン制御部３０は、ここまでの処理を経て１箱分の箱詰め動作が完了したか否かを確認する。例えば、メイン制御部３０は上記の記憶部３０ａ内に段数カウンタの値（初期値＝０）をセットし、１回分の箱詰め動作を完了するごとに段数カウンタの値をインクリメント（＋１）する。その結果、現在までのカウンタの値が最大値（例えば１６）に達していなければ、メイン制御部３０は未だ１箱分の箱詰め動作は完了していないと判断する（Ｎｏ）。この場合、メイン制御部３０は最初のステップＳ１００に戻り、待機モードに移行する。そしてメイン制御部３０は、上述したステップＳ１０２〜ステップＳ１１８の手順を経て、改めてステップＳ１２０でチューブＴの残存を検出する。
【０１００】
毎回の箱詰め動作が問題なく完了し、ステップＳ１２２で１箱分の箱詰め動作が完了したことを確認すると（ステップＳ１２２：Ｙｅｓ）、メイン制御部３０はここでひとまず制御処理を終了する。この場合、収容箱１４内には予め決められた本数（員数）分のチューブＴが確実に箱詰めされた状態にあることから、特にオペレータ等による目視検査を行うことなく、そのまま収容箱１４を封止して出荷工程に引き継ぐことができる。箱詰めが完了した収容箱１４は、上記の箱搬送装置１２により搬送されて次の出荷ライン（図示していない）に移送される。
【０１０１】
そしてこの後、箱搬送装置１２により次の新たな収容箱１４が搬送されて箱詰め位置に保持されると、上記の箱搬送制御盤から次の１箱分動作開始信号が送信される。これを受けてメイン制御部３０は制御処理を開始し、上記のステップＳ１００〜ステップＳ１２２を繰り返す。
【０１０２】
以上は１箱分の箱詰め動作を通して不具合が発生しなかった場合の流れであるが、場合によっては以下の事情により箱詰め動作に不具合が発生することもある。
【０１０３】
例えば、収容箱１４内で物品列ＴＡの積み上げ段数が次第に増えていくと、下段ほど大きな重みが掛かり、チューブＴには径方向の弾性変形が生じてくる。このときの変形量は各段で一様ではなく、列方向の位置によって不均一である。また、例えば収容箱１４の両側壁が幅方向に拡がっていると、それだけ物品列ＴＡの側方に隙間ができるため、それによって物品列ＴＡの両端に位置するチューブＴは本来の段からある程度ずり落ちた状態となる。その結果、段を積み上げていくうちにチューブＴの高さ方向の位置は各段で不均一となる。
【０１０４】
一方、作業ハンド１６のフィンガ１８は全て同じ高さにあるため、今回箱詰めされた物品列ＴＡの中に他のチューブＴよりも極端に落ち込みが大きいチューブＴがあると、作業ハンド１６の退出時に当該チューブＴが引っ掛かったままとなり、作業ハンド１６と一緒に収容箱１４から抜き出されてしまうことがある（例えば、図９中（Ｄ）を参照。）。このように箱詰め動作に不具合が発生した場合、メイン制御部３０は以下の処理を実行する。
【０１０５】
〔チューブ残存検出時（フェール時）〕
箱詰め動作に不具合が発生した場合、フォトセンサ２４から検出信号（受光時のＯＮ信号）は出力されない。この場合、フォトセンサ２４の出力状態はローレベル（未受光時ＯＦＦ信号）であり、これは、いずれかのフィンガ１８にチューブＴ（１本以上）が残存した状態であることを意味する。したがってメイン制御部３０は、フォトセンサ２４から検出信号が出力されなかった場合、先のステップＳ１２０でチューブＴの残存を検出したと判断する（Ｎｏ）。この場合、メイン制御部３０は次にステップＳ１２４を実行する。
【０１０６】
〔アラーム発生処理〕
ステップＳ１２４：メイン制御部３０は、ここでアラーム発生処理を実行する。この処理では、メイン制御部３０は上記のアラーム装置３６に対して作動信号を出力する。これを受けてアラーム装置３６が作動し、警報音や発光による警報を発生させる。またメイン制御部３０は、ロボットコントローラ３４に対して一時停止コマンドを送信する。これを受けてロボットコントローラ３４は、ロボット２０の動作を一時的に停止させる。
【０１０７】
この後、例えば作業ハンド１６に残存しているチューブＴをオペレータが取り除き、破損や外観不良等が発生していないことを確認する。特に問題がなければ、オペレータによりチューブＴは収容箱１４内の正しい積載位置に戻される。また適宜、収容箱１４内の箱詰め状況についてオペレータによる目視確認が行われる。その後、例えばオペレータが制御盤や操作端末（図示していない）を通じて復旧完了の入力操作を行うと、これを受けてメイン制御部３０はアラーム発生処理から復帰する。
【０１０８】
ステップＳ１２６：アラーム発生処理からの復帰に伴い、メイン制御部３０は復旧操作が正しくなされたことを確認する。これにより、制御ステータス上では最終的に今回の箱詰め動作が全て正常に行われたものとして処理される。そして、メイン制御部３０は上記のステップＳ１２２に進み、ここまでで１箱分のチューブＴの箱詰め動作が完了したか否かを確認する。これ以降の処理は既に述べたとおりである。
【０１０９】
上記の制御処理を実行することにより、毎回（各段）の箱詰め動作で作業ハンド１６の退出後にチューブＴが１本も残存していないことを確実に検出することができる。チューブＴが１本も残存していなければ、今回の箱詰め動作が正常に行われたことをメイン制御部３０において確実に知ることができる。その結果、最終的に全ての段について箱詰め動作が正常に行われたことを確認できれば、それによって収容箱１４内に正規な本数（員数）分のチューブＴが箱詰めされたことを保証することができる。
【０１１０】
〔作業ハンドの別形態〕
本実施形態において、作業ハンド１６は以下の別形態により実施することもできる。作業ハンド１６の別形態では、フォトセンサ２４をフィンガ１８の先端から突出させたり、内部に引っ込めたりする機構を有している。以下、作業ハンド１６の別形態について具体的に説明する。
【０１１１】
図１２及び図１３は、別形態の作業ハンド１６の構造を部分的に示す図である。このうち図１２には、図６に相当するフィンガ１８の縦断面が合わせて示されている。また図１３には、作業ハンド１６の背面における構造が部分的に示されている。
【０１１２】
図１２に示されているように、別形態の作業ハンド１６においても、配列の両端に位置する一対のフィンガ１８の内部にそれぞれフォトセンサ２４が設置されている。ただしフィンガ１８は、円筒形状の本体１８ａに直接フェルール１８ｂを取り付けた構造である。
【０１１３】
別形態で用いられるフェルール１８ｂはドーム状の外形をなしており、その内部には貫通路１８ｇが形成されている。貫通路１８ｇはフェルール１８ｂの内部を軸線方向に貫通して延びており、このためフィンガ１８は、その先端面がフェルール１８ｂの貫通路１８ｇによって開口されている。また貫通路１８ｇは、フェルール１８ｂの内端部で段付き形状に拡張されている。
【０１１４】
本体１８ａの内部には、上記のフォトセンサ２４とともにスライダ２４ｂが収容されている。スライダ２４ｂは、例えば本体１８ａの内径より僅かに小さい外径を有した円柱形状の部材であり、その外周面は滑らかに仕上げられている。このためスライダ２４ｂは、本体１８ａの内周面に沿って軸線方向へ容易にスライドすることができる。
【０１１５】
またスライダ２４ｂには、その内部に取付孔２４ｃが形成されており、この取付孔２４ｃもまた、軸線方向で段付き形状に形成されている。このうち、取付孔２４ｃの小径部分にはタッピング加工が施されており、この小径部分にフォトセンサ２４のコネクタ部分がねじ込まれている。この状態で、さらに小径部分の外側からコネクタ部分にナット２４ｄを締め付けることにより、フォトセンサ２４がスライダ２４ｂに対して取り付けられている。このときフィンガ１８の配列の両端位置では、それぞれフォトセンサ２４のレンズ（投光用又は受光用）が配列方向で互いに向き合った状態で位置決めされている。
【０１１６】
一方、本体１８ａの内部には、その内径よりも小径のスリーブ管２４ｅが挿入されている。このスリーブ管２４ｅは、その一端がスライダ２４ｂに取り付けられた状態で本体１８ａ内を軸線方向に延び、さらにフィンガ１８の基端から外側へ突出している。フォトセンサ２４の光ファイバケーブル２４は、このスリーブ管２４ｅの内部を通じて敷設されている。
【０１１７】
スリーブ管２４ｅは、その一端からある程度の長さ（深さ）にわたって内部にタッピング加工が施されている。このねじ溝（めねじ）を利用して、スリーブ管２４ｅの一端部はフォトセンサ２４のコネクタ部に対して外側からねじ込まれている。このねじ込みにより、スリーブ管２４ｅの一端部はスライダ２４ｂに対し、その取付孔２４の大径部分の内側に挿入された状態となっている。なお、スリーブ管２４ｅの一端とスライダ２４ｂとの間には、例えば金属ワッシャ２４ｆが挟み込まれている。
【０１１８】
上記のように、フォトセンサ２４のコネクタ部分に対して、スライダ２４ｂ及びスリーブ管２４ｅがいずれもねじ込まれた状態で固定されていることから、フォトセンサ２４とともにスライダ２４ｂ、スリーブ管２４ｅはいずれも本体１８ａ内で一緒に軸線方向へ移動するものとなっている。
【０１１９】
一方で、上記のようにスリーブ管２４ｅの他端部は本体１８ａから外側へ大きく突き出ており、この他端部を通じてスリーブ管２４ｅを軸線方向に往復移動させることで、本体１８ａ内でフォトセンサ２４を軸線方向に往復移動させることができる。別形態の作業ハンド１６では、このときの往復移動を利用してフォトセンサ２４をフィンガ１８の先端から外側へ突出させたり、逆に本体１８ａ内に引っ込めたりすることができる。以下に、このようなフォトセンサ２４の往復機構についてより具体的に説明する。
【０１２０】
別形態の作業ハンド１６には、上記の往復機構としてエアシリンダ４０が設置されている。エアシリンダ４０は、配列の両端に位置する一対のフィンガ１８にそれぞれ対応して設置されており、各エアシリンダ４０は、ブラケット１６ｄを介してベースプレート１６ａに固定されている。ブラケット１６ｄは、ベースプレート１６ａの背面から突出するようにして取り付けられており、このブラケット１６ｄの片面に宛われるようにしてエアシリンダ４０が取り付けられている。
【０１２１】
各エアシリンダ４０は、そのピストンロッド４０ａを横向きにした姿勢で取り付けられている。また図１３に示されているように、各エアシリンダ４０は配列の両端に位置するフィンガ１８の略直上に位置しており、ピストンロッド４０ａの軸線とフィンガ１８の軸線とは互いに平行に延びている。上述したスリーブ管２４ｅの他端部は、クリップ部材４０ｂを介してピストンロッド４０ａに連結されている。クリップ部材４０ｂは、その基端部がピストンロッド４０ａに固定される一方、他端部にはすり割り溝が形成されており、クリップ部材４０ｂは、このすり割り溝を用いてスリーブ管２４ｅの他端部を挟み込んだ状態に締め付けている。
【０１２２】
エアシリンダ４０には、例えば空気管路を通じてコンプレッサ又はアキュムレータ（いずれも図示していない）から圧搾空気が供給されている。エアシリンダ４０は、圧搾空気の供給又は排出に伴い、ピストンロッド４０ａを収縮又は伸長させることができる。このように、エアシリンダ４０がピストンロッド４０ａを伸縮させることで、クリップ部材４０ｂを介してスリーブ管２４ｅが軸線方向に往復移動する。その結果、上記のようにフォトセンサ２４を本体１８ａの先端から外側へ突出させたり、その内部に引っ込めたりすることができる。
【０１２３】
〔検出動作〕
図１４は、別形態の作業ハンド１６による検出動作の概要を示す平面図である。なお図１４には主に、フィンガ１８の先端から中程までの部位を示しており、中程から基端までの部位やベースプレート１６ａ、エアシリンダ４０等については図示を省略している。また図１４では、配列の両端以外に位置するフィンガ１８の大部分の図示を省略し、１箇所に纏めて簡略化している。
【０１２４】
上記のように、エアシリンダ４０がピストンロッド４０ａを伸長させた状態（初期状態）では、スリーブ管２４ｅが各フィンガ１８の基端から外方向へ引き寄せられた状態にある。この場合、フォトセンサ２４は本体１８ａの内部に引き込まれた状態となる（図１４中の破線）。
【０１２５】
一方、エアシリンダ４０がピストンロッド４０ａを収縮させると、今度はスリーブ管２４ｅが各フィンガ１８の先端に向かって内部に押し込まれた状態となる。この場合、スリーブ管２４ｅを介してフォトセンサ２４が先端方向へ押され、その大部分は貫通路１８ｇを通じてフィンガ１８の先端から外側へ露出した状態となる（図１４中の２点鎖線）。このとき配列の両端に位置する一対のフィンガ１８間では、それぞれのフォトセンサ２４が投光部と受光部とを正しく向かい合わせにした状態で位置付けられる。また、このとき配列の両端以外に位置するフィンガ１８の先端面に沿ってその外側に検出光（図中参照符号Ｌ）の通路（光通過路）が形成される。
【０１２６】
〔別形態の制御手法〕
箱詰め装置及び箱詰め方法に別形態の作業ハンド１６を用いる場合、その制御手法は以下のものとなる。
【０１２７】
先ず制御上の構成として、エアシリンダ４０の空気制御弁が追加される。空気制御弁は、例えばスプール式の電磁弁であり、この空気制御弁は、メイン制御部３０からの動作信号に基づいて圧搾空気の流通経路を切り替えることができる。この切り替えに伴い、エアシリンダ４０に圧搾空気を供給したり、その排出を行ったりする動作をメイン制御部３０によって制御することができる。
【０１２８】
また図１１に示される制御処理において、例えばステップＳ１００の前後でメイン制御部３０はエアシリンダ４０の空気制御弁を排出位置に切り替える。これにより、待機モードの開始時からエアシリンダ４０はピストンロッド４０ａを伸長させた状態に維持されるため、フォトセンサ２４はフィンガ１８の本体１８ａ内に収容されたままの状態となる。
【０１２９】
別形態の作業ハンド１６を用いた場合においても、チューブＴの保持動作や箱詰め動作はこれまでと同様に行われる（図１１中のステップＳ１０４〜Ｓ１１６）。ただし、箱詰め動作が完了したタイミングで、例えばステップＳ１１６の次にメイン制御部３０は空気制御弁を供給位置に切り替える。これにより、エアシリンダ４０に圧搾空気が供給されてピストンロッド４０ａが収縮し、フィンガ１８の配列の両端で一対のフォトセンサ２４を先端から露出させる（図１４中の２点鎖線）。そして、次にメイン制御部３０はフォトセンサ２４からの検出信号の有無を確認し、上記と同様にステップＳ１２０の判断を行う。
【０１３０】
このように、別形態の作業ハンド１６を用いた場合であっても、物品列ＴＡの１段分の箱詰め動作が終了したタイミングで、チューブＴが残存しているか否かを確実に検出することができ、それによって箱詰め動作が正常におこなれたか否かを確認することができる。その結果、毎回の箱詰め動作が正常に行われたことを確認しつつ、１箱分の箱詰め動作が完了した場合、収容箱１４内に予め決められた本数（員数）分のチューブＴが正しく箱詰めされたことを確実に保証することができる。なお、途中の箱詰め動作に不具合があった場合、上記のアラーム発生処理（ステップＳ１２４）を同様に実行することで、その後の復旧操作を迅速に促すことができる。
【０１３１】
以上のように、本実施形態の箱詰め装置及びこれを用いて実現される箱詰め方法によれば、チューブＴの箱詰め作業をロボット２０により自動化しつつ、その途中で不具合が発生したか否かを確実に自動で検出することができる。また、箱詰め動作と検出動作とを合わせて自動化したことにより、最終的に１箱分の箱詰め動作が完了した時点でチューブＴの員数を保証することができる。このため、箱詰め作業後に検査工程を経ることなく、そのまま収容箱１４を出荷工程に移送することができ、それだけ全体としての作業効率を向上することができる。
【０１３２】
また本実施形態の箱詰め装置に用いた作業用ハンド１６は、例えばフィンガ１８にフォトセンサ２４を内蔵した状態で、これを汎用のロボット２０に対するアタッチメント（作業用治具）として製品化することができる。このため、例えば既存の整列コンベア１０や箱搬送装置１２、ロボット２０等を備えた設備があれば、そこに本実施形態で挙げた作業ハンド１６を新たに適用し、合わせてメイン制御部３０等の制御系の設備を追加することで、箱詰め装置を容易に実現することができる。
【０１３３】
本発明は上述した実施形態に制約されることなく、種々に変形して実施することができる。例えば、一実施形態ではチューブＴの縦断面を円形としているが、縦断面が楕円形状のチューブを箱詰めの対象としてもよい。
【０１３４】
一実施形態で挙げた設備の配置はあくまで一例であり、その具体的な配置は作業スペースに合わせて適宜に変更することができる。また、一実施形態ではロボット２０を用いて作業ハンド１６を移動させる例を挙げているが、作業ハンド１６は例えば３次元（Ｘ−Ｙ−Ｚ軸）に組み合わせた直動機構を用いて移動させることもできる。
【０１３５】
さらに作業ハンド１６について、フィンガ１８の本数や長さ、配置間隔等は対象とするチューブＴの大きさや収容箱１４の間口に合わせて適宜に変更することができる。また収容箱１４は、横長にした状態で箱詰め位置に設置されるものでもよい。
【０１３６】
また一実施形態では、全体として配列の両端にそれぞれ位置する２本のフィンガ１８にフォトセンサ２４を配置した例を挙げているが、フィンガ１８の本数がある程度多くなる場合、配列を複数の区画に分割し、各区画の両端にそれぞれ位置するフィンガ１８にフォトセンサ２４を配置することもできる。例えば、作業ハンド１６上でフィンガ１８の本数が２０本程度になる場合、配列を１０本ずつの区画に２分割し、各区画の両端にそれぞれ位置するフィンガ１８（合計４本）にフォトセンサ２４を配置すればよい。こうすることで、フォトセンサ２４の出力（駆動電力）を最小限に抑えるとともに、その光軸に対する貫通孔１８ｅの位置合わせ精度を向上し、より正確な検出性能を維持することができる。
【０１３７】
その他、一実施形態で挙げた各種部品の構成や配置はいずれも好ましい例示であり、本発明の実施に際して各種部品の構成や配置を適宜に変更してもよい。
【符号の説明】
【０１３８】
１０ 整列コンベア
１２ 箱搬送装置
１４ 収容箱
１６ 作業ハンド
１６ａ ベースプレート
１８ フィンガ
１８ａ 本体
１８ｃ センサ収容部
１８ｄ 開口部
１８ｅ 貫通孔
１８ｇ 貫通路
２０ ロボット
２４ フォトセンサ（検出器）
２４ｂ スライダ
２４ｅ スリーブ管
３０ メイン制御部
３２ 整列検出用センサ
３４ ロボットコントローラ
３６ アラーム装置
４０ エアシリンダ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内容物が充填される前のチューブを千鳥状に積み上げながら箱詰めするチューブの箱詰め装置、箱詰め方法及びチューブの箱詰め装置用作業ハンドに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の箱詰め装置に関して従来、複数本の歯を有するフォークを用いて未充填のチューブを１列ずつ保持し、この状態でフォークを上下、左右、前後に往復移動させながらケース（収容箱）内に積み上げていく先行技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この先行技術は、それまで手作業で行っていた動作をフォーク装置によって自動化したものであり、特に、フォーク装置がチューブ貯留位置と箱詰め位置とを繰り返し往復移動することでチューブの連続的な箱詰め動作を実現している。
【０００３】
すなわち上記の先行技術では、予めチューブ貯留位置で未充填のチューブを寝かせた状態（横倒し）でその径方向に１列で並べておき、この状態でフォーク装置が個々のチューブ内にフォークの歯を挿入し、そのままフォークを持ち上げることで、複数本のチューブをフォークの歯に引っ掛けた状態で保持する。またケースは、予め前面側を開放させた状態（横倒し）で設置されており、その前面側の開口を通じて内部にフォークごとチューブを受け入れることができる。そしてフォーク装置は、チューブの列を保持した状態のフォークをケース内（箱詰め位置）に移動させた後、そのままフォークを下降させてチューブを積み上げる。このときフォーク装置は、それまでのチューブの積み込み状況（積み上げ段数）に応じてフォークのストロークを制御する。またフォーク装置は、最端部の歯を回転させる機構を有しており、フォークの歯を１本だけ回転させた状態では、貯留位置から取り出すチューブの数を１本だけ減らすことができる。そしてフォーク装置は、１段おきにチューブの本数を増減しつつ、順に左右方向へフォーク全体を半ピッチだけずらしながら箱詰め動作をさせることで、ケースの底部から千鳥状にチューブを積み上げていき、最終的に最大本数のチューブをケース内に詰め込むことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−１６２４１８号公報（第１−２頁、第４図、第７図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した先行技術では、ケース内でチューブを積み上げる際に上下動シリンダを用いてフォーク全体を下降させており、このときのストロークは、上記のようにそれまでの積み込み状況に応じて制御されている。さらに先行技術では、チューブの積み上げ完了後にフォークを引き抜く際、チューブ内でのフォークの位置（高さ）を調整し、チューブに歯を接触させないための工夫もなされている。
【０００６】
しかしながら、積み上げたチューブの列（段）に対してフォークの位置は、構造上の制約から全体として調整することしかできず、積み上げ後に個々のチューブの位置（高さ）がばらついていると、たとえフォークの位置を全体で調整しても、その中でいずれかの歯がチューブに接触してしまうことがある。
【０００７】
すなわち、チューブ自身はある程度の可撓性を有するため、これを寝かせた姿勢で何段にも積み上げていくと、下段（下層）のチューブほど次々と重みがかかって弾性変形が生じていく。このとき、各段内のチューブは全て一様（均等）に変形するわけではなく、その位置によって受ける重みも異なることから、個々にチューブの変形量（歪み）は不均一となる。また、１段あたりの本数が多い段では、その両端に位置するチューブが側方への落下をケース側壁によって支えられた状態にあるが、例えばケース側壁が外側へ湾曲する等により、両端のチューブからケース側壁までの距離が段によって異なっていると、ある高さの段では、他の段に比べて両端のチューブが極端に落ち込んだ位置で止まってしまうことがある。その結果、チューブを積み上げていくうちに各段内のチューブの高さには相当のばらつきが生じてくることから、たとえフォークを引き抜く際にその全体の位置（高さ）を一律に調整したとしても、各段内のどこかでチューブに歯が接触したままになっていることがある。この状態でフォークを引き抜くと、接触している歯がチューブを引っ掛け、一度積み込んだはずのチューブをそのままケース内から抜き出してしまうという問題がある。そうかといって、フォークの引き抜き時にチューブが抜き出されていないかどうかを人員によって一々監視しておくことは極めて非効率であり、何らかの対策が望まれるところである。
【０００８】
本発明は上記の事情に鑑み、チューブの箱詰め動作を自動化するにあたり、不用意なチューブの抜き出しを確実に発見できる技術の提供を課題としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、軸線方向の少なくとも一端が開口した未充填のチューブを寝かせた状態で径方向に所定本数ずつ並べて物品列を形成し、この物品列を前面が開放する姿勢で設置された収容箱の底部から順に千鳥状に積み上げて箱詰めするチューブの箱詰め装置である。
【００１０】
また本発明の箱詰め装置は、上記の物品列を一括して保持するフィンガを有した作業ハンドとともに、この作業ハンドを用いて物品列の箱詰め動作を実行させる動作機構を備えている。特に作業ハンドには検出ユニットが設けられており、この検出ユニットは、物品列の積み上げ動作後に作業ハンドが収容箱から退出された状態で、全てのフィンガにチューブが残存していない場合にのみ検出信号を出力するものである。
【００１１】
上記の作業ハンドは、物品列をなす所定本数のチューブに対応してフォーク状に配列された所定本数のフィンガを有しており、これらフィンガをそれぞれチューブの一端開口から内部に挿入し、かつ、個々のチューブをその内周面にてフィンガに引っ掛けた状態で物品列を一括して保持することができる。また動作機構は、物品列を一括して保持した状態の作業ハンドを収容箱の前面側から内部に進入させ、その底部又は先に積載済みの物品列に対して上方から下降させることで保持した状態の物品列を収容箱内に積載した後、作業ハンドを収容箱から退出させるまでの動作を実行させる。
【００１２】
その上で本発明では、作業ハンドが収容箱から退出された状態で、全てのフィンガにチューブが残存していなければ、上記の検出ユニットから検出信号が出力される。したがって、検出信号が出力された場合は箱詰め動作が正常に行われたことを意味するので、そのまま問題なく次の動作に移行することができる。逆に検出ユニットは、いずれかのフィンガに１本でもチューブが残存していれば、検出信号を出力しない。これにより、作業ハンドが収容箱から退出されたタイミングで検出ユニットによる検出信号の出力の有無を確認すれば、チューブの箱詰め動作に不具合があったか否かを確実に判断することができる。
【００１３】
上記の検出ユニットは、一対の透過型センサ及びその検出光を通過させる光通過路を含むことができる。一対の透過型センサは、例えば投光部と受光部とを対にしたものであり、このうち投光部から発（投光）した検出光を受光部が受光することでセンシングを行う。このような一対の透過型センサは、作業ハンドが有する所定本数のフィンガのうち、フォーク状をなす配列の両端に位置する一対のフィンガにそれぞれ取り付けられている。具体的には、配列の一端に位置するフィンガに投光部が取り付けられ、他端に位置するフィンガに受光部が取り付けられることになる。この状態で一対の透過型センサは、フィンガの配列方向に検出光を投光及び受光する。
【００１４】
このとき、配列の両端以外に位置する個々のフィンガには光通過路が形成されているので、上記のように全てのフィンガにチューブが残存していなければ、そのまま問題なく一対の透過型センサによる検出光の投光及び受光が行われる。そしてこの場合、検出ユニットから検出信号が出力されることで、今回（物品列の１段分）の箱詰め動作に不具合がなかったことを確認することができる。逆に、配列内でいずれかのフィンガに１本でもチューブが残存していれば、その残存したチューブが光通過路に干渉して検出光が遮られ、一対の透過型センサ（特に受光部）による検出光の受光が行われない。この場合、検出ユニットからは検出信号が出力されないので、それによって今回の箱詰め動作に不具合が発生したことを確実に発見することができる。
【００１５】
より好ましくは、上記の配列の両端に位置する一対のフィンガは、その内部に形成されて一対の透過型センサをそれぞれ収容する収容部と、この収容部内に一対の透過型センサがそれぞれ収容された状態で、フィンガの内外に検出光を通過させる開口部とを有するものである。
【００１６】
上記の態様であれば、一対の透過型センサが各フィンガの外側に露出しないため、作業ハンドにより物品列を保持する際、各フィンガをチューブ内に挿入した状態で各透過型センサとチューブとの干渉を避けることができる。また、作業ハンドを収容箱内から退出させる際、不用意に各透過型センサがチューブを引っ掛けてしまうのを防止することができる。
【００１７】
また光通過路は、上記の配列の両端以外に位置する個々のフィンガをその配列方向に貫通して形成された貫通孔であり、これら貫通孔が検出光の光軸上に並んで配置されていることが好ましい。
【００１８】
この場合、配列の両端に位置する一対のフィンガ間では、その他のフィンガの内部を通過して検出光が投光及び受光されることになる。このため例えば、光通過路を形成するために配列の両端以外に位置するフィンガの全長を短くする必要がなく、配列中で全てのフィンガの全長を同一にすることができる。
【００１９】
あるいは本発明において、配列の両端に位置する一対のフィンガは、中空の棒状をなす本体と、この本体の内部に形成されて透過型センサを収容する収容部と、本体の先端に形成されて収容部を本体の先端方向に開放する開口部とを有しており、作業ハンドは、一対の透過型センサをそれぞれ本体の長手方向に往復移動させることで、開口部を通じて収容部内と本体の外部との間で出入りさせる往復機構をさらに有する構成であってもよい。この場合、光通過路は、駆動機構により一対の透過型センサが本体の外部に露出された状態で、配列の両端以外に位置する個々のフィンガの先端面よりも外側の領域に形成される。
【００２０】
上記の構成であれば、一対の透過型センサを各フィンガの本体（収容部）に収容した状態で物品列の保持を行い、その箱詰め動作後に作業ハンドが収容箱から退出したタイミングで一対の透過型センサを各フィンガの本体から露出させると、その他のフィンガの先端面をかすめるようにして検出光を投光及び受光させることができる。そして、このとき全てのフィンガについてチューブが残存していなければ、一対の透過型センサによるセンシングに基づき、検出ユニットから検出信号が出力されるので、それによって箱詰め動作に不具合がなかったことを確認することができる。
【００２１】
また本発明は、軸線方向の少なくとも一端が開口した未充填のチューブを寝かせた状態で径方向に所定本数ずつ並べて物品列を形成し、この物品列を前面が開放する姿勢で設置された収容箱の底部から順に千鳥状に積み上げて箱詰めするチューブの箱詰め方法を提供する。特に本発明の箱詰め方法は、以下の工程を有するものである。
【００２２】
（１）保持工程
この工程では、上記の物品列をなす個々のチューブに対応してフォーク状に配列された所定本数のフィンガを有する作業ハンドを使用する。具体的には、個々のチューブに対してその一端開口を通じて作業ハンドのフィンガをその内部に挿入することにより、個々のチューブをその内周面にてフィンガに引っ掛けた状態にして物品列を一括して保持する。
【００２３】
（２）進入工程
この工程では、上記（１）の保持工程を経て、物品列を一括して保持した状態の作業ハンドを収容箱の前面側から内部に進入させる。
【００２４】
（３）積載工程
この工程では、上記（２）の進入工程で収容箱の内部に進入させた作業ハンドを収容箱の底部又は先に積載済みの物品列に対して上方から下降させることで、保持した状態の物品列を収容箱内にて積載する。なお、このとき収容箱に未だ物品列が積載されていなければ、収容箱の底部（設置した状態での底面）に最初（１段目）の物品列が積載されることになる。あるいは、先に物品列が積載されていれば、その上に次の段の物品列が積載される。
【００２５】
（４）退出工程
この工程では、上記（３）の積載工程で物品列を積載した後、作業ハンドを収容箱から退出させる。これにより、通常は各チューブ内からフィンガが抜き取られるので、積載済みの物品列だけが収容箱内に残った状態となる。
【００２６】
（５）検出工程
この工程では、上記（４）の退出工程を経て収容箱から作業ハンドを退出させた状態で、全てのフィンガについてチューブが残存していない場合にのみ検出信号を出力する。逆に、いずれかのフィンガに１本でもチューブが残存していれば、検出信号を出力しない。
【００２７】
本発明の箱詰め方法によれば、上記（５）の検出工程において、全てのフィンガにチューブが残存していなければ、その旨を表す検出信号が出力される。したがって、検出信号が出力された場合は上記（１）〜（４）の各工程を通じてチューブ（物品列）の箱詰め動作が正常に行われたことを意味するので、そのまま問題なく次の動作に移行することができる。逆に上記（５）の検出工程において、いずれかのフィンガに１本でもチューブが残存していれば、ここでは検出信号が出力されない。したがって、検出工程において検出信号の出力の有無を確認すれば、一連のチューブの箱詰め動作に不具合があったか否かを確実に判断することができる。
【００２８】
本発明のチューブの箱詰め方法において、上記（５）の検出工程で検出信号の出力がなされた場合、次に改めて（１）保持工程を実行して新たに別の物品列を保持した後、（２）の進入工程、（３）の積載工程及び（４）の退出工程を経て、さらに（５）の検出工程を実行する。一方、上記（５）の検出工程で検出信号の出力がなされない場合、（１）の保持工程を実行することなくアラームを出力することができる。
【００２９】
上記の手順を採用すれば、（１）〜（５）の各工程の作業を全て自動化している場合であっても、その間の箱詰め動作に不具合があれば、それ以上の自動作業を停止してアラームが出力される。このため例えば、不具合が発生した場合の人員による確認や復旧作業を速やかに促し、その復旧後は改めて（１）の保持工程から自動作業を再開させることができる。これにより、不具合によって箱詰め作業が中断する時間を短縮し、その作業効率の向上に寄与することができる。
【００３０】
また本発明は、軸線方向の少なくとも一端が開口した未充填のチューブを寝かせた状態で径方向に所定本数ずつ並べて形成した物品列を、前面が開放する姿勢で設置された収容箱の底部から順に千鳥状に積み上げて箱詰めするチューブの箱詰め装置用作業ハンドとして構成することもできる。
【００３１】
すなわち、本発明の箱詰め装置用作業ハンドは、箱詰め対象となる物品列をなした所定本数のチューブに対応してフォーク状に配列された所定本数のフィンガを備える。これらフィンガは、各チューブの一端開口を通じてその内部に挿入されることで個々のチューブをその内周面にて引っ掛けた状態にして物品列を一括して保持可能である一方、この保持状態にて物品列を収容箱の内部でその底部又は先に積載済みの物品列に対して上方から下降させた後に各チューブの内部から抜き出されることで収容箱内にて物品列を積載可能である。
【００３２】
また箱詰め装置用作業ハンドは、所定本数のフィンガとともに検出領域及び検出器の構成をも備える。このうち検出領域は、フィンガの配列方向に形成されており、物品列の保持状態でチューブ内に挿入される各フィンガの部位を通過して延びている。そして検出器は、いずれかのフィンガに設けられており、各チューブの内部からフィンガが抜き出された状態で、検出領域を通じて全てのフィンガについてチューブが残存していないことを検出可能である。
【００３３】
本発明を上記のような箱詰め装置用作業ハンドとして構成すれば、これを例えば産業用ロボット等の汎用機械に対するアタッチメント（箱詰め作業用治具）として利用することができる。この場合、産業用ロボット等の汎用機械を上記の駆動機構とすることで、上述したチューブの箱詰め装置を実現することができる。すなわち、汎用機械に取り付けた箱詰め装置用作業ハンドを用いてチューブの物品列を保持するとともに、この状態で汎用機械により作業ハンドを収容箱内に進入させ、さらにこれを下降させて物品列を収容箱内にて積載する。そして、汎用機械により作業ハンドを収容箱から退出させることで、各チューブ内からフィンガを抜け出させて１段分の箱詰め動作を完了する。このとき、作業ハンドに設けられた検出器により検出領域を通じて検出を行った結果、全てについてチューブが残存していなければ、それによって今回の箱詰め動作が正常に完了したことを知ることができる。逆に、検出器により全てのフィンガについてチューブが残存していないことが検出できなかった場合、いずれかのフィンガにチューブが残存していることを意味するため、それによって今回の箱詰め動作に不具合があったことを確実に知ることができる。
【００３４】
上記の検出器は、所定本数のフィンガのうち、フォーク状をなす配列の両端に位置する一対のフィンガにそれぞれ取り付けられて配列方向に検出光を投光及び受光する一対の透過型センサで構成することができる。また検出領域は、配列の両端以外に位置する個々のフィンガに形成されて検出光を通過させる光通過路を含むものである。
【００３５】
この場合、上述した箱詰め装置と同様の検出動作を実現することができるので、一回ごとの箱詰め動作に不具合がなかったか否かを確実に知ることができる。また、箱詰装置と同様に一対の透過型センサや光通過路を作業ハンドが有することにより、上述した箱詰め装置の各種構成である「収容部」、「開口部」、「貫通孔」、「中空の棒状をなす本体」、「開口部」、「往復機構」等を有することもできる。
【発明の効果】
【００３６】
以上のように本発明によれば、作業ハンドを用いた物品列の保持と収容箱内への積載、そして積載後に収容箱からの作業ハンドの抜き出しといった箱詰め動作のサイクルを自動化しつつ、毎回の箱詰め動作において所定本数分のチューブが正しく収容箱内に積載されたかどうかを検出信号の有無によって確認することができる。これにより、収容箱内に収容可能な最大の段数に至るまで特に不具合なく一連の箱詰め動作が完了すれば、それによって収容箱内に決められた本数（員数）のチューブが正確に箱詰めされたことを保証することができる。
【００３７】
この点、従来は作業ハンドによる箱詰め動作そのものは自動化できても、その箱詰め動作に不具合がなかったかどうかを確実に検出する手段がなかったため、員数の保証は困難であった。また、収容箱内に箱詰めが完了した後の荷姿からは、決められた本数のチューブが抜けなく収容されているかどうかを目視で確認することは極めて困難であったため、員数の保証には多大な労力を要していたが、本発明は一連の箱詰め動作に加えて、その員数の管理までを含めて自動化することができ、単なる「作業の自動化」に終始しない点で多大な有用性を発揮している。
【００３８】
さらに本発明では、作業ハンドの抜き出し後、その全体としてチューブが残存していないかどうかを検出信号の出力の有無で表しているため、複数あるフィンガの１本１本にセンサを設置する必要がない。したがって、センサ等の設置コストを最小に抑えつつ、最小限の構成で正確に必要な情報を得ることができる。
【００３９】
また本発明は、箱詰め装置用作業ハンドとしての構成だけでも成立するため、産業用ロボット等の汎用機械を保有した既存設備への適用が容易であり、それだけ少ないコストで容易に高性能なチューブの箱詰め装置を導入することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】一実施形態の箱詰め装置及び箱詰め方法の概要を示す流れ図である。
【図２】箱詰め装置を構成する設備の配置例を示した平面図である。
【図３】箱詰め装置を構成する設備の配置例を示した側面図である。
【図４】作業ハンドの構成を示す平面図である。
【図５】フィンガ及びその他の側面図（図４中、Ｖ−Ｖ線に沿う断面を一部に含む）である。
【図６】配列の両端に位置するフィンガの内部構造をより詳細に示す縦断面図である。
【図７】配列の両端及びそれ以外に位置する各フィンガの先端部分の構造を詳細に示す拡大図である。
【図８】作業ハンドによる物品列の一連の箱詰め動作を連続的に示した平面図（１／２）である。
【図９】作業ハンドによる物品列の一連の箱詰め動作を連続的に示した平面図（２／２）である。
【図１０】箱詰め装置の制御に関する構成を概略的に示すブロック図である。
【図１１】１箱分の箱詰め動作に関する制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】別形態の作業ハンドの構造を部分的に示す図である。
【図１３】別形態の作業ハンドの構造を部分的に示す図である。
【図１４】別形態の作業ハンドによる検出動作の概要を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００４２】
〔箱詰め装置及び方法の概要〕
図１は、一実施形態の箱詰め装置及び箱詰め方法の概要を示す流れ図である。ここでは先ず、箱詰め装置を構成する設備とこれを用いて実行される箱詰め方法の概要について説明する。
【００４３】
〔未充填チューブ〕
本実施形態の箱詰め装置及び箱詰め方法は、未充填のチューブＴを自動で箱詰めするものである。すなわち、この段階でチューブＴは、内容物が充填されていない空の状態（未充填）であり、このためチューブＴは、その軸線方向の一端（キャップと反対側の一端）が全て開口している。特に図示していないが、チューブＴには軸線方向でみて一端の開口と反対側の端部にネックが形成されており、このネックにはキャップ（参照符号なし）が被せられている。またチューブＴの外周面には、例えば印刷やシュリンクフィルムによる外装（製品説明、意匠等）が施されている。
【００４４】
チューブＴ（キャップを含む。以下同じ。）は合成樹脂製（例えばＰＥＴ，ＰＥ等）の成型品である。このようなチューブＴは、その内部にペースト状やクリーム状、ゲル状等の内容物（例えば食品、医薬品、化粧品、化学品等）が充填された後、その開口端を封止（ヒートシール）されることで各種のチューブ製品となる。なお未充填のチューブＴは、その内部が空洞であることに加え、上記のように軸線方向の一端が開口しているため、それだけ径方向に弾性変形が生じやすい状態にある。
【００４５】
〔物品列〕
箱詰め装置は、その設備として例えば整列コンベア１０を備えている。チューブＴは、例えば図示しないチューブ製造装置により製造された後、図中に白抜きの矢印で示される方向に送出されて整列コンベア１０上に供給される。整列コンベア１０は、例えば水平方向に延びる搬送面を有しており、この搬送面上でチューブＴは、横倒しの姿勢で搬送される。このとき搬送面上には、その終端から所定本数（例えば１１本）のチューブＴを略隙間なく径方向に並べた状態で物品列ＴＡが形成される。
【００４６】
搬送面上で物品列ＴＡを正しく形成するため、整列コンベア１０の搬送面上には、例えば個々のチューブＴを搬送面上にて位置決めするためのガイド部材となる桟（図示していない）が等間隔で配置されている。桟は、チューブＴの軸線方向と並行に搬送面を横断する方向に延びており、かつ、搬送面からある程度の高さ（例えば十数ｍｍ程度）まで突出している。このような桟をチューブＴの整列間隔（外径に略等しい間隔）で搬送面上に設置することにより、隣り合う桟の間にて個々のチューブＴを位置決めし、正しく物品列ＴＡを形成した状態で待機位置へ搬送することができる。なお上記は、例えば平ベルトの搬送面上に複数の桟を等間隔で配置した整列コンベア１０の形態を挙げたものであるが、その他の形態として、例えば図示しないチェーンコンベアに複数のＶ字溝型のアタッチメント（山形鋼等）を等間隔で配列したものでもよい。この場合、個々のチューブＴはアタッチメントのＶ字溝内に填り込んだ状態で保持されるため、同じく物品列ＴＡを正しく形成した状態で待機させておくことができる。
【００４７】
また箱詰め装置は、上記の整列コンベア１０の他に、その設備として例えば箱搬送装置１２を備えている。この箱搬送装置１２もまた水平方向に延びる搬送面を有しており、この搬送面は整列コンベア１０の搬送面と平行にして延びている。箱搬送装置１２は、その搬送面上に収容箱１４を縦置きの姿勢で設置するとともに、図示しない保持具によって収容箱１４を保持している。また箱搬送装置１２は、その搬送面上に複数の収容箱１４（図１には１つだけ示す）を保持しており、この状態で搬送面を移動させることにより、その移動方向に収容箱１４を搬送することができる。
【００４８】
〔収容箱〕
収容箱１４は、例えば段ボール製や合成樹脂製の箱体であり、全体として半ケース状（蓋なしの状態）に形成されている。収容箱１４は箱搬送装置１２に保持された状態で、整列コンベア１０（チューブＴの物品列ＴＡ）に対向する前面を全体的に開放している。この状態で収容箱１４には、その前面の開口を通じて上記の物品列ＴＡが積み込まれるものとなっている。このとき物品列ＴＡは、収容箱１４内でその底部から順に千鳥状に積み上げられる。なお収容箱１４は、組み立て式（コンテナ式）の箱体でもよい。この場合、そのフラップ部分を側面に折り畳んだ状態で前面を開放することができる。
【００４９】
なお本実施形態では、各段の物品列ＴＡが全て同じ本数（例えば１１本）のチューブＴ（図１では一部にのみ符号を付す）で構成されており、収容箱１４への積み込み時、１段ごとに列方向へ半ピッチ（チューブＴの外径の半分）ずつ物品列ＴＡの積載位置を交互にずらすことで、収容箱１４内で物品列ＴＡ（チューブＴ）が全体として千鳥状に積み上げられるものとなっている。
【００５０】
〔作業ハンド〕
箱詰め装置は、その他の設備として作業ハンド１６を備えている。この作業ハンド１６は、上記の物品列ＴＡを一括して保持するとともに、この状態で収容箱１４への箱詰め動作を行う。具体的には、作業ハンド１６は複数本のフィンガ１８（図１中、全てに符号は付していない）を有しており、これらフィンガ１８は全体としてフォーク状に配列されている。図１に示されているように、作業ハンド１６は複数本のフィンガ１８をそれぞれチューブＴの内部に挿入した状態で、物品列ＴＡを一括して保持することができる。このときフィンガ１８は、それぞれ対応するチューブＴをその内面にて引っ掛けるようにして保持する。このためフィンガ１８は、チューブＴの軸線方向でみた全長に対して充分な長さ（全長の２分の１より長い）を有している。なお、作業ハンド１６の構成についてはさらに詳しく後述する。
【００５１】
〔動作機構〕
また箱詰め装置は、その設備として産業用のロボット２０（図１中、２点鎖線で一部分のみ示す）を備えている。このロボット２０は、その動作に伴い作業ハンド１６を移動させて物品列ＴＡの保持や箱詰めの動作を行う。このとき一連の動作の概略的な流れは、例えば以下の通りとなる。
【００５２】
（１）物品列の保持（保持工程）
例えば、ロボット２０は作業ハンド１６を整列コンベア１０の一側方から横断方向に移動させ、搬送面上の終端領域で整列されている物品列ＴＡに対し、個々のチューブＴ内にその開口を通じて各フィンガ１８を挿入させる。このときロボット２０は、フィンガ１８の先端がチューブＴ内でそのネック部分に干渉しないところで作業ハンド１６の移動を停止させる。
【００５３】
次にロボット２０は、図１中に白抜きの矢印で示されるように、作業ハンド１６を鉛直上方へ移動させる。これにより、物品列ＴＡの全体が作業ハンド１６によって持ち上げられた状態となる。なお、高さ方向でみて作業ハンド１６が停止する位置は、これまでに積み上げられた物品列ＴＡの段数に応じて予め調整（ティーチング）されている。このとき上記のように、物品列ＴＡを構成する個々のチューブＴは、いずれも対応するフィンガ１８に引っ掛けられた状態で保持されている。
【００５４】
（２）作業ハンドの進入（進入工程）
物品列ＴＡを持ち上げると、次にロボット２０は、図１中に白抜きの矢印で示されるように、作業ハンド１６を収容箱１４に向けて移動（前進）させる。なお、この前に予備動作として、ロボット２０は作業ハンド１６を収容箱１４に対して真正面に位置決めしてもよい。作業ハンド１６の移動（前進）に伴い、保持されている物品列ＴＡが収容箱１４内に進入した状態となる。
【００５５】
（３）作業ハンドの下降（積載工程）
物品列ＴＡを収容箱１４内に進入させると、次にロボット２０は、図１中の白抜き矢印で示されるように、作業ハンド１６を収容箱１４内で下降させる。この下降に伴い、作業ハンド１６に保持されている物品列ＴＡが新たに収容箱１４内に積載される。図１に示されるように、このとき既に１段以上の物品列ＴＡが積載されていれば、今回の物品列ＴＡはその上の段へ千鳥状に積み上げられる。一方、未だ物品列ＴＡが積載されていなければ、今回の物品列ＴＡは１段目として収容箱１４の底部（設置状態で底面上）に積載されることになる。したがって、ここでも作業ハンド１６を下降させる位置は、それまでに積み上げられた物品列ＴＡの段数に応じて適切に調整されている。
【００５６】
（４）作業ハンドの退出（退出工程）
物品列ＴＡを積載すると、次にロボット２０は作業ハンド１６を収容箱１４から退出（後退）させる（この動作に関して矢印は図示されていない）。この動作に伴い、個々のチューブＴ内からフィンガ１８が抜き取られ、収容箱１４内には物品列ＴＡだけが積み上げられた状態となる。
【００５７】
ロボット２０の動作は図示しないロボットコントローラにより制御されており、ここまでに挙げた（１）物品列の保持、（２）作業ハンドの進入、（３）作業ハンドの下降、そして（４）作業ハンドの退出、までの動作は、ロボット２０による箱詰め作業のルーチンワークとして予めコントローラに教示（ティーチング）されている。これら（１）〜（４）の動作を複数回（例えば１５〜１６回程度）まで繰り返すと、予め決められた本数（員数）分のチューブＴが収容箱１４に箱詰めされた状態となる。このときの「員数」は、物品列ＴＡに含まれるチューブＴの本数×積み上げ段数となる。
【００５８】
（５）残存チューブの検出（検出工程）
加えて本実施形態では、毎回のルーチンワークにおいて、上記（４）の動作によりロボット２０が収容箱１４から作業ハンド１６を退出させると、このタイミングで全てのフィンガ１８上にチューブＴが残存していないことを検出している。そして、このときチューブＴが残存しないことを検出できた場合、ロボット２０は次の段のルーチンワークに移行するか、もしくは最上段のルーチンワークを完了して次の収容箱１４に対する最初のルーチンワークを開始する。
【００５９】
図２及び図３は、箱詰め装置を構成する設備の配置例を示した平面図及び側面図である。なお図３には、水平方向でみたロボット２０と整列コンベア１０、箱搬送装置１２（収容箱１４）の配置関係を理解しやすくするため概念的に示しており、図面上の配置間隔は図２と異なっている。
【００６０】
上記の整列コンベア１０や箱搬送装置１２、ロボット２０等は作業ベース２２上に設置されており、この配置例では、作業ベース２２上で整列コンベア１０の終端位置の近傍にロボット２０のベース部２０ａが設置されている。
【００６１】
また上記のロボット２０は、例えばベース部２０ａの他に旋回体２０ｂ、基部スイングアーム２０ｃ、水平リンク部２０ｄ、先端スイングアーム２０ｅ及び回転コネクタ２０ｆ等（各部の名称は一例）を備えており、これら部位を多自由度に稼働させて上記（１）〜（４）の作業を適宜の速度とテンポで実行する。作業ハンド１６は、上記の回転コネクタ２０ｆを介してロボット２０に支持された状態で物品列ＴＡの保持や積載を行う。なお、ロボット２０については公知の製品を適用することができるため、ここではその詳細についての説明を省略する。
【００６２】
図４は、作業ハンド１６の構成を示す平面図である。また図５は、作業ハンド１６の一側端に位置するフィンガ１８とその基部について一部の断面（図４中、Ｖ−Ｖ線に沿う断面）を示した図である。以下、作業ハンド１６の構成について具体的に説明する。
【００６３】
上記のように作業ハンド１６は複数本のフィンガ１８を有している。図４に示されているように、これらフィンガ１８はフォーク状に等間隔をおいて互いに平行に配列されている。また作業ハンド１６はベースプレート１６ａを有しており、このベースプレート１６ａはフィンガ１８の配列方向に延びている。ベースプレート１６ａの全長はフィンガ１８の配列の全長より長く、このためベースプレート１６ａの両端はフィンガ１８の配列よりも僅かに張り出している。
【００６４】
各フィンガ１８はベースプレート１６ａに対し、その厚み方向に基端部を貫通させた（差し込んだ）状態で取り付けられている。各フィンガ１８の基端部はベースプレート１６ａの片面（回転コネクタ２０ｆに対向する面）にて突出しておらず、このため各フィンガ１８の後端面とベースプレート１６ａの片面とは同一面内に位置している（いわゆる面一の状態）。また図５に示されているように、ベースプレート１６ａの内部には、その下端面から上方に向けてボルト１６ｃがねじ込まれている。このボルト１６ｃは、全てのフィンガ１８の取付位置に対応して複数箇所に設けられており、この状態で各ボルト１６ｃは、ベースプレート１６ａ内で対応するフィンガ１８の基端部を締め付けている。これにより、ベースプレート１６ａからのフィンガ１８の脱落や軸線周りへの位置ずれ等が防止されている。
【００６５】
またベースプレート１６ａの片面には、その長手方向の中央位置に別の基部プレート１６ｂが宛われるようにして取り付けられている。作業ハンド１６の全体は、この基部プレート１６ｂを介して上記の回転コネクタ２０ｆに連結されている。なお基部プレート１６ｂに対し、ベースプレート１６ａは別のボルト１６ｃを用いて固定されている。またボルト１６ｃは、ベースプレート１６ａを厚み方向に貫通した状態で、その先端部分を基部プレート１６ｂ内にねじ込まれている。
【００６６】
個々のフィンガ１８は、例えば円筒状の本体１８ａを有しており、その先端には円錐台形状のフェルール１８ｂが取り付けられている。本体１８ａは例えば金属材料又は硬質の合成樹脂材料で成形されており、本体１８ａは、上記のように基端部をベースプレート１６ａに支持された状態で、その基端から先端までの間にほとんど撓みを生じることなくフィンガ１８を略水平な姿勢に保持できるだけの充分な剛性を有している。フェルール１８ｂは、例えば合成樹脂製の成型品であり、このフェルール１８ｂは本体１８ａの先端面とチューブＴの内面との引っ掛かりを防止している。またフェルール１８ｂは、そのテーパー状の外形により、各フィンガ１８がチューブＴの内部に進入するのを容易にしている。
【００６７】
〔収容部〕
また複数あるフィンガ１８の中でも、その配列の両端に位置する一対のフィンガ１８は、それぞれ本体１８ａとフェルール１８ｂとの間に挟まれた位置にセンサ収容部１８ｃを有している。ただし、これら一対のフィンガ１８とその他の配列中に位置するフィンガ１８とは全長が同じであるため、一対のフィンガ１８については、センサ収容部１８ｃの長さ分だけ本体１８ａが短縮されている。センサ収容部１８ｃもまた、本体１８ａと同様に円筒形状をなしており、その内径は本体１８ａと略同じである。
【００６８】
〔透過型センサ〕
図６は、配列の両端に位置するフィンガ１８の内部構造をより詳細に示す縦断面図である。配列の両端に位置する一対のフィンガ１８については、いずれもセンサ収容部１８ｃの内部にフォトセンサ２４が収容されている。これらフォトセンサ２４は検出光を用いた透過型センサであり、配列の両端で２つのフォトセンサ２４が一対をなしている。すなわち、いずれか一方のフォトセンサ２４が透過型センサの投光部であり、他方のフォトセンサ２４が受光部である。各フォトセンサ２４には光ファイバケーブル２４ａが接続されており、この光ファイバケーブル２４ａは収容部１８ｃから本体１８ａの内部を通じてフィンガ１８に敷設され、さら基端部の開口から作業ハンド１６の外部へ延びている。なお光ファイバケーブル２４ａは、例えば箱詰め装置の制御盤（図示していない）に接続されている。
【００６９】
〔開口部〕
各フォトセンサ２４を用いて検出光を投光及び受光するため、各センサ収容部１８ｃには開口部１８ｄが形成されている。開口部１８ｄは、各センサ収容部１８ｃの側壁を厚み方向に貫通して形成されており、その開口面積は、フォトセンサ２４の側方への投影面積より大きい。このためフォトセンサ２４は、それぞれ開口部１８ｄを通じて充分に検出光を投光及び受光することができる。
【００７０】
〔光通過路〕
一方、配列の両端以外に位置するフィンガ１８については、本体１８ａの先端部にそれぞれ２つの貫通孔１８ｅが形成されている（図４参照）。これら貫通孔１８ｅは、本体１８ａの側壁を径方向に貫通するようにして形成されており、２つの貫通孔１８ｅは本体１８ａに対し、その軸線に関してして対称に位置している。このため配列の両端以外に位置する個々のフィンガ１８は、いずれも貫通孔１８ｅを通じて径方向に貫通路が形成された状態にある。
【００７１】
そして図４に示されているように、配列の両端以外に位置する全てのフィンガ１８については、全ての貫通孔１８ｅがフィンガ１８の配列方向でみた同一の直線上に位置している。この仮想的な直線は、上記のフォトセンサ２４の光軸と略一致しており、このため配列の両端で一対をなすフォトセンサ２４は、その間に位置する全てのフィンガ１８の貫通孔１８ｅを通じて検出光を投光及び受光することができる。このように、フォトセンサ２４の光軸が通過する仮想的な直線により、作業ハンド１６にはフィンガ１８の配列方向に延びる検出領域が形成されている。
【００７２】
図７は、配列の両端及びそれ以外に位置する各フィンガ１８の先端部分の構造を詳細に示す拡大図である。以下、それぞれについて説明する。
【００７３】
図７中（Ａ）：配列の両端に位置するフィンガ１８については、本体１８ａの先端部に取付孔１８ｆが形成されており、この取付孔１８ｆにはタッピング加工がされている。フォトセンサ２４は、取付孔１８ｆ内にコネクタ部分をねじ込んだ状態で、さらにセンサ収容部１８ｃ内からコネクタ部分にナットを締め付けることで本体１８ａに取り付けられている。このときフォトセンサ２４のレンズ（投光用又は受光用）は、上記の開口部１８ｄに向けて位置決めされている。
【００７４】
図７中（Ｂ）：配列の両端に位置するフィンガ１８については、上記のように本体１８ａの側壁に対向する一対の貫通孔１８ｅが形成されており、これら貫通孔１８ｅを通じて本体１８ａに径方向への貫通路が形成されている。なおこの例では、貫通孔１８ｅの形状や開口面積が配列の両端に位置するフィンガ１８の開口部１８ｄと共通化されている。
【００７５】
〔フォトセンサを用いた検出〕
次に図８及び図９は、作業ハンド１６による物品列ＴＡの一連の箱詰め動作を連続的に示した平面図である。なお図８及び図９中、収容箱１４は横断面にて示されている。本実施形態では、上記のフォトセンサ２４を用いて全てのフィンガ１８についてチューブＴが残存していないかの検出を実行することができる。以下、フォトセンサ２４を用いた検出手法について説明する。
【００７６】
〔物品列の保持→作業ハンドの上昇〕
図８中（Ａ）：箱詰め作業（ロボット２０によるルーチンワーク）の開始に伴い、上述のとおり作業ハンド１６により物品列ＴＡが保持される。そして作業ハンド１６が上昇し、それに伴い物品列ＴＡが一括して持ち上げられる。
【００７７】
〔作業ハンドの進入→下降〕
図８中（Ｂ）：次に、上述のとおり作業ハンド１６が収容箱１４に向けて移動（前進）する。これにより、物品列ＴＡが各チューブＴのキャップを先頭にした状態で、収容箱１４内に一括して挿入される。なお、このとき既に積載済みの物品列ＴＡがある場合、今回の物品列ＴＡはそれよりも上方で挿入されることになる。また、上記のように今回の物品列ＴＡは、１段前（前回）の物品列ＴＡに対して半ピッチ（チューブＴの半径）分だけ列方向に位置がずれている。続いて作業ハンド１６が下降し、今回の物品列ＴＡは１段前の物品列ＴＡに対して千鳥状に積み上げられる。
【００７８】
〔作業ハンドの退出→正常時の検出〕
図９中（Ｃ）：そして、上記のとおり作業ハンド１６が収容箱１４から退出し、１段分の箱詰め動作が完了する。このタイミングで、一対のフォトセンサ２４を用いた検出が行われる。このとき、図９中（Ｃ）に示されるように、全てのフィンガ１８についてチューブＴが一本も残存していなければ、フォトセンサ２４の検出光（参照符号Ｌ）が開口部１８ｄ及び全ての貫通孔１８ｅ（図９では符号を省略）を通じて投光及び受光される。この場合、フォトセンサ２４からは検出信号（受光時のＯＮ信号）が出力されるので、それによって今回の箱詰め動作に不具合がなかったことを知ることができる。
【００７９】
〔作業ハンドの退出→異常時の検出〕
図９中（Ｄ）：これに対し、作業ハンド１６が収容箱１４から退出したタイミングで、いずれかのフィンガ１８に１本でもチューブＴが残存している場合、そのチューブＴによってフォトセンサ２４の検出光が遮られるため、フォトセンサ２４（受光部）は検出光を受光することができない。この場合、フォトセンサ２４からは検出信号（受光時のＯＮ信号）が出力されないので、それによって今回の箱詰め動作に不具合があったことを知ることができる。なお、ここでは配列の両端以外に位置するフィンガ１８にチューブＴが残存する例を挙げているが、配列の両端に位置するいずれかのフィンガ１８にチューブＴが残存した場合であっても、同様にそのチューブＴによって検出光が遮られることになる。
【００８０】
〔制御手法〕
次に、上述した箱詰め装置による箱詰め方法を実現するための制御手法の例について説明する。
【００８１】
図１０は、箱詰め装置の制御に関する構成を概略的に示すブロック図である。箱詰め装置はメイン制御部３０を備えており、このメイン制御部３０は箱詰め装置の動作を全体的に統括する。なおメイン制御部３０は、例えば上述した制御盤（図示していない）に内蔵されているコンピュータハードウェアであり、メイン制御部３０は図示しないＣＰＵ（中央処理装置）をはじめ、記憶部３０ａ（例えばＲＯＭ、ＲＡＭ等）や外部インタフェース３０ｂを有するほか、図示しない各種の周辺回路等を有している。
【００８２】
メイン制御部３０には、上記の光ファイバケーブル２４ａを通じてフォトセンサ２４が接続されている。このため外部インタフェース３０ｂは、電子信号の他に光信号に対応した光コネクタ、アダプタ等を含んでいる。この他に、メイン制御部３０には整列検出用センサ３２が接続されており、この整列検出用センサ３２は、上述した整列コンベア１０に設置されている。整列コンベア１０の搬送面上に所定本数（例えば１１本）分のチューブＴが整列すると、整列検出用センサ３２から整列完了信号が出力される。これによりメイン制御部３０は、整列コンベア１０の搬送面上に正しく物品列ＴＡが形成されたことを知ることができる。
【００８３】
またメイン制御部３０には、外部ステータス信号として１箱分動作開始信号が入力されるものとなっている。箱詰め装置は、上記の箱搬送装置１２に対応して別の箱搬送制御盤（図示していない）を備えており、この箱搬送制御盤は、箱搬送装置１２による新たな（空の）収容箱１４の設置（箱詰め位置での保持）が完了したタイミングで１箱分動作開始信号を出力する。これによりメイン制御部３０は、新たな収容箱１４への箱詰め動作を開始できる状態になったことを知ることができる。
【００８４】
メイン制御部３０にはロボットコントローラ３４が接続されており、このロボットコントローラ３４は、ロボット２０の動作を具体的に制御している。メイン制御部３０は、制御ステータス上で箱詰め動作が開始可能になると、ロボットコントローラ３４に対して動作開始信号を送信するとともに、その後の動作フェーズ信号を順に送信する。ロボットコントローラ３４は、メイン制御部３０から送信される各種の信号を受うけてロボット２０の動作を細かく制御し、上述した一連のルーチンワークを実行させる。なおロボットコントローラ３４からは、ロボット２０の動作に関する情報がメイン制御部３０にフィードバックされている。
【００８５】
この他に、メイン制御部３０にはアラーム装置３６が接続されている。このアラーム装置３６は、例えば音響出力回路やスピーカ、警報ランプ等（いずれも図示していない）を備えており、アラーム装置３６はスピーカを駆動して警報音を発したり、警報ランプを点灯又は点滅させたりすることができる。メイン制御部３０は上記の検出信号に基づき、作業ハンド１６による箱詰め動作に不具合が発生したことを知ると、アラーム装置３６に作動信号を出力する。これを受けてアラーム装置３６が作動し、上記の警報動作を行うものとなっている。
【００８６】
〔制御フローの例〕
図１１は、１箱分の箱詰め動作に関する制御処理の流れを示すフローチャートである。メイン制御部３０は、箱搬送制御盤から上記の１箱分動作開始信号を受信すると、１箱分の箱詰め動作に関する制御処理を開始する。以下、フローチャートに示す手順（ステップ）に沿って１箱分の箱詰め動作に関する制御処理の流れについて説明する。
【００８７】
ステップＳ１００：制御処理の開始に伴い、メイン制御部３０は待機モードに移行する。具体的には、メイン制御部３０はロボットコントローラ３４に対して待機（一時停止）信号を送信する。これを受けてロボットコントローラ３４は、ロボット２０を作動させて作業ハンド１６を待機位置に移動させ、そのまま待機させる。なお待機位置は、例えば整列コンベア１０の一側方（チューブＴの開口に対向する方向）に予め設定（ティーチング）されている。
【００８８】
ステップＳ１０２：待機モード中にメイン制御部３０は、チューブＴの整列（物品列ＴＡの形成）が完了したか否かの確認を行う。この確認は、上記の整列検出用センサ３２から出力される整列完了信号の有無によって行うことができる。未だ整列完了信号が出力されていなければ（Ｎｏ）、メイン制御部３０はステップＳ１００に戻って待機モードを継続する。
【００８９】
この後、実際に整列コンベア１０の搬送面上に所定本数（１１本）分のチューブＴの整列が完了し、整列検出用センサ３２から整列完了信号が出力されたことを確認すると（Ｙｅｓ）、メイン制御部３０は次のステップＳ１０４に進む。
【００９０】
〔チューブ保持動作（保持工程）〕
ステップＳ１０４：メイン制御部３０は、ロボットコントローラ３４に対してハンド下降コマンドを送信する。これを受けてロボットコントローラ３４はロボット２０を作動させ、作業ハンド１６を待機位置から下降させる。このとき作業ハンド１６を下降させる位置は、上下方向でみて物品列ＴＡと略同じ高さに設定（ティーチング）されている。
【００９１】
ステップＳ１０６：続いてメイン制御部３０は、ロボットコントローラ３４に対してハンド前進コマンドを送信する。これを受けてロボットコントローラ３４は、引き続きロボット２０を作動させて作業ハンド１６を前進させる。これに伴い、物品列ＴＡを形成する個々のチューブＴ内にそれぞれ作業ハンド１６のフィンガ１８が挿入された状態となる。なお、この段階でフィンガ１８はチューブＴの内周面に接していなくてもよい。
【００９２】
ステップＳ１０８：そしてメイン制御部３０は、ロボットコントローラ３４に対してハンド上昇コマンドを送信する。これを受けてロボットコントローラ３４は、さらにロボット２０を作動させて作業ハンド１６を上昇させる。作業ハンド１６の上昇に伴い、個々のチューブＴがその内周面にてフィンガ１８に引っ掛けられ、物品列ＴＡが一括して作業ハンド１６に保持された状態となる（例えば図１、図８中（Ａ）等を参照。）。このときロボット２０が作業ハンド１６を上昇させる高さは、それまでの箱詰め状況（積載済みの段数）に応じて予め設定（ティーチング）されている。
【００９３】
〔チューブ箱詰め動作開始〕
ステップＳ１１０：チューブＴの保持動作が完了すると、次にメイン制御部３０は、制御ステータスを「チューブ箱詰め動作開始」に移行させる。なお、この処理は制御上の内部ステータスを変化させるだけのものであり、信号の入出力や内部演算等は特に行われない。
【００９４】
〔作業ハンド前進（進入工程）〕
ステップＳ１１２：チューブ箱詰め動作開始に伴い、メイン制御部３０はロボットコントローラ３４に対してハンド前進コマンドを送信する。これを受けてロボットコントローラ３４はロボット２０を作動させ、作業ハンド１６を収容箱１４に向けて前進させる。これにより、物品列ＴＡが収容箱１４内に挿入された状態となる（例えば図８中（Ｂ）を参照。）。なお、このときロボット２０が作業ハンド１６を前進させる距離もまた、整列コンベア１０と箱搬送装置１２との位置関係に応じて予め設定（ティーチング）されている。
【００９５】
〔作業ハンド下降（積載工程）〕
ステップＳ１１４：続いてメイン制御部３０は、ロボットコントローラ３４に対してハンド下降コマンドを送信する。これを受けてロボットコントローラ３４は、ロボット２０を作動させて作業ハンド１６を下降させる。これにより、今回の物品列ＴＡが収容箱１４の底部又は先に積載済みの物品列ＴＡに向けて下降し、その上に積載された状態となる。このときロボット２０が作業ハンド１６を下降させる距離もまた、それまでの箱詰め状況（積載済みの段数）に応じて予め設定（ティーチング）されている。
【００９６】
〔作業ハンド後退（退出工程）〕
ステップＳ１１６：そしてメイン制御部３０は、ロボットコントローラ３４に対してハンド後退コマンドを送信する。これを受けてロボットコントローラ３４は、ロボット２０を作動させて作業ハンド１６を後退させる。作業ハンド１６の後退に伴い、個々のフィンガ１８が対応するチューブＴ内から抜け出し、今回の物品列ＴＡが収容箱１４内に箱詰めされた状態となる（例えば、図９中（Ｃ）を参照。）。
【００９７】
〔チューブ箱詰め動作終了〕
ステップＳ１１８：チューブＴ（物品列ＴＡ）の箱詰め動作が完了すると、次にメイン制御部３０は、制御ステータスを「チューブ箱詰め動作終了」に移行させる。この処理もまた制御上の内部ステータスを変化させるだけのものであり、信号の入出力や内部演算等は特に行われない。
【００９８】
〔チューブ残存検出（検出工程）〕
ステップＳ１２０：チューブ箱詰め動作終了に伴い、メイン制御部３０はチューブＴの残存を未検出であるかを確認する。この判断は、上記のようにフォトセンサ２４からの検出信号の有無に基づいて行うことができる。すなわち、作業ハンド１６の全てのフィンガ１８についてチューブＴが１本も残存していなければ、フォトセンサ２４による検出光の投光及び受光が行われて検出信号（受光時のＯＮ信号）が出力される（図９中（Ｃ）を参照。）。この検出信号は、作業ハンド１６にチューブＴが１本も残存していない状態であることを意味することから、メイン制御部３０は、フォトセンサ２４から検出信号が出力された場合、チューブＴの残存を未検出であると判断する（Ｙｅｓ）。またこの場合、今回の物品列ＴＡの箱詰め動作が問題なく完了したことを意味するので、メイン制御部３０は次にステップＳ１２２を実行する。
【００９９】
〔チューブ残存未検出時（セーフ時）〕
ステップＳ１２２：メイン制御部３０は、ここまでの処理を経て１箱分の箱詰め動作が完了したか否かを確認する。例えば、メイン制御部３０は上記の記憶部３０ａ内に段数カウンタの値（初期値＝０）をセットし、１回分の箱詰め動作を完了するごとに段数カウンタの値をインクリメント（＋１）する。その結果、現在までのカウンタの値が最大値（例えば１６）に達していなければ、メイン制御部３０は未だ１箱分の箱詰め動作は完了していないと判断する（Ｎｏ）。この場合、メイン制御部３０は最初のステップＳ１００に戻り、待機モードに移行する。そしてメイン制御部３０は、上述したステップＳ１０２〜ステップＳ１１８の手順を経て、改めてステップＳ１２０でチューブＴの残存を検出する。
【０１００】
毎回の箱詰め動作が問題なく完了し、ステップＳ１２２で１箱分の箱詰め動作が完了したことを確認すると（ステップＳ１２２：Ｙｅｓ）、メイン制御部３０はここでひとまず制御処理を終了する。この場合、収容箱１４内には予め決められた本数（員数）分のチューブＴが確実に箱詰めされた状態にあることから、特にオペレータ等による目視検査を行うことなく、そのまま収容箱１４を封止して出荷工程に引き継ぐことができる。箱詰めが完了した収容箱１４は、上記の箱搬送装置１２により搬送されて次の出荷ライン（図示していない）に移送される。
【０１０１】
そしてこの後、箱搬送装置１２により次の新たな収容箱１４が搬送されて箱詰め位置に保持されると、上記の箱搬送制御盤から次の１箱分動作開始信号が送信される。これを受けてメイン制御部３０は制御処理を開始し、上記のステップＳ１００〜ステップＳ１２２を繰り返す。
【０１０２】
以上は１箱分の箱詰め動作を通して不具合が発生しなかった場合の流れであるが、場合によっては以下の事情により箱詰め動作に不具合が発生することもある。
【０１０３】
例えば、収容箱１４内で物品列ＴＡの積み上げ段数が次第に増えていくと、下段ほど大きな重みが掛かり、チューブＴには径方向の弾性変形が生じてくる。このときの変形量は各段で一様ではなく、列方向の位置によって不均一である。また、例えば収容箱１４の両側壁が幅方向に拡がっていると、それだけ物品列ＴＡの側方に隙間ができるため、それによって物品列ＴＡの両端に位置するチューブＴは本来の段からある程度ずり落ちた状態となる。その結果、段を積み上げていくうちにチューブＴの高さ方向の位置は各段で不均一となる。
【０１０４】
一方、作業ハンド１６のフィンガ１８は全て同じ高さにあるため、今回箱詰めされた物品列ＴＡの中に他のチューブＴよりも極端に落ち込みが大きいチューブＴがあると、作業ハンド１６の退出時に当該チューブＴが引っ掛かったままとなり、作業ハンド１６と一緒に収容箱１４から抜き出されてしまうことがある（例えば、図９中（Ｄ）を参照。）。このように箱詰め動作に不具合が発生した場合、メイン制御部３０は以下の処理を実行する。
【０１０５】
〔チューブ残存検出時（フェール時）〕
箱詰め動作に不具合が発生した場合、フォトセンサ２４から検出信号（受光時のＯＮ信号）は出力されない。この場合、フォトセンサ２４の出力状態はローレベル（未受光時ＯＦＦ信号）であり、これは、いずれかのフィンガ１８にチューブＴ（１本以上）が残存した状態であることを意味する。したがってメイン制御部３０は、フォトセンサ２４から検出信号が出力されなかった場合、先のステップＳ１２０でチューブＴの残存を検出したと判断する（Ｎｏ）。この場合、メイン制御部３０は次にステップＳ１２４を実行する。
【０１０６】
〔アラーム発生処理〕
ステップＳ１２４：メイン制御部３０は、ここでアラーム発生処理を実行する。この処理では、メイン制御部３０は上記のアラーム装置３６に対して作動信号を出力する。これを受けてアラーム装置３６が作動し、警報音や発光による警報を発生させる。またメイン制御部３０は、ロボットコントローラ３４に対して一時停止コマンドを送信する。これを受けてロボットコントローラ３４は、ロボット２０の動作を一時的に停止させる。
【０１０７】
この後、例えば作業ハンド１６に残存しているチューブＴをオペレータが取り除き、破損や外観不良等が発生していないことを確認する。特に問題がなければ、オペレータによりチューブＴは収容箱１４内の正しい積載位置に戻される。また適宜、収容箱１４内の箱詰め状況についてオペレータによる目視確認が行われる。その後、例えばオペレータが制御盤や操作端末（図示していない）を通じて復旧完了の入力操作を行うと、これを受けてメイン制御部３０はアラーム発生処理から復帰する。
【０１０８】
ステップＳ１２６：アラーム発生処理からの復帰に伴い、メイン制御部３０は復旧操作が正しくなされたことを確認する。これにより、制御ステータス上では最終的に今回の箱詰め動作が全て正常に行われたものとして処理される。そして、メイン制御部３０は上記のステップＳ１２２に進み、ここまでで１箱分のチューブＴの箱詰め動作が完了したか否かを確認する。これ以降の処理は既に述べたとおりである。
【０１０９】
上記の制御処理を実行することにより、毎回（各段）の箱詰め動作で作業ハンド１６の退出後にチューブＴが１本も残存していないことを確実に検出することができる。チューブＴが１本も残存していなければ、今回の箱詰め動作が正常に行われたことをメイン制御部３０において確実に知ることができる。その結果、最終的に全ての段について箱詰め動作が正常に行われたことを確認できれば、それによって収容箱１４内に正規な本数（員数）分のチューブＴが箱詰めされたことを保証することができる。
【０１１０】
〔作業ハンドの別形態〕
本実施形態において、作業ハンド１６は以下の別形態により実施することもできる。作業ハンド１６の別形態では、フォトセンサ２４をフィンガ１８の先端から突出させたり、内部に引っ込めたりする機構を有している。以下、作業ハンド１６の別形態について具体的に説明する。
【０１１１】
図１２及び図１３は、別形態の作業ハンド１６の構造を部分的に示す図である。このうち図１２には、図６に相当するフィンガ１８の縦断面が合わせて示されている。また図１３には、作業ハンド１６の背面における構造が部分的に示されている。
【０１１２】
図１２に示されているように、別形態の作業ハンド１６においても、配列の両端に位置する一対のフィンガ１８の内部にそれぞれフォトセンサ２４が設置されている。ただしフィンガ１８は、円筒形状の本体１８ａに直接フェルール１８ｂを取り付けた構造である。
【０１１３】
別形態で用いられるフェルール１８ｂはドーム状の外形をなしており、その内部には貫通路１８ｇが形成されている。貫通路１８ｇはフェルール１８ｂの内部を軸線方向に貫通して延びており、このためフィンガ１８は、その先端面がフェルール１８ｂの貫通路１８ｇによって開口されている。また貫通路１８ｇは、フェルール１８ｂの内端部で段付き形状に拡張されている。
【０１１４】
本体１８ａの内部には、上記のフォトセンサ２４とともにスライダ２４ｂが収容されている。スライダ２４ｂは、例えば本体１８ａの内径より僅かに小さい外径を有した円柱形状の部材であり、その外周面は滑らかに仕上げられている。このためスライダ２４ｂは、本体１８ａの内周面に沿って軸線方向へ容易にスライドすることができる。
【０１１５】
またスライダ２４ｂには、その内部に取付孔２４ｃが形成されており、この取付孔２４ｃもまた、軸線方向で段付き形状に形成されている。このうち、取付孔２４ｃの小径部分にはタッピング加工が施されており、この小径部分にフォトセンサ２４のコネクタ部分がねじ込まれている。この状態で、さらに小径部分の外側からコネクタ部分にナット２４ｄを締め付けることにより、フォトセンサ２４がスライダ２４ｂに対して取り付けられている。このときフィンガ１８の配列の両端位置では、それぞれフォトセンサ２４のレンズ（投光用又は受光用）が配列方向で互いに向き合った状態で位置決めされている。
【０１１６】
一方、本体１８ａの内部には、その内径よりも小径のスリーブ管２４ｅが挿入されている。このスリーブ管２４ｅは、その一端がスライダ２４ｂに取り付けられた状態で本体１８ａ内を軸線方向に延び、さらにフィンガ１８の基端から外側へ突出している。フォトセンサ２４の光ファイバケーブル２４は、このスリーブ管２４ｅの内部を通じて敷設されている。
【０１１７】
スリーブ管２４ｅは、その一端からある程度の長さ（深さ）にわたって内部にタッピング加工が施されている。このねじ溝（めねじ）を利用して、スリーブ管２４ｅの一端部はフォトセンサ２４のコネクタ部に対して外側からねじ込まれている。このねじ込みにより、スリーブ管２４ｅの一端部はスライダ２４ｂに対し、その取付孔２４の大径部分の内側に挿入された状態となっている。なお、スリーブ管２４ｅの一端とスライダ２４ｂとの間には、例えば金属ワッシャ２４ｆが挟み込まれている。
【０１１８】
上記のように、フォトセンサ２４のコネクタ部分に対して、スライダ２４ｂ及びスリーブ管２４ｅがいずれもねじ込まれた状態で固定されていることから、フォトセンサ２４とともにスライダ２４ｂ、スリーブ管２４ｅはいずれも本体１８ａ内で一緒に軸線方向へ移動するものとなっている。
【０１１９】
一方で、上記のようにスリーブ管２４ｅの他端部は本体１８ａから外側へ大きく突き出ており、この他端部を通じてスリーブ管２４ｅを軸線方向に往復移動させることで、本体１８ａ内でフォトセンサ２４を軸線方向に往復移動させることができる。別形態の作業ハンド１６では、このときの往復移動を利用してフォトセンサ２４をフィンガ１８の先端から外側へ突出させたり、逆に本体１８ａ内に引っ込めたりすることができる。以下に、このようなフォトセンサ２４の往復機構についてより具体的に説明する。
【０１２０】
別形態の作業ハンド１６には、上記の往復機構としてエアシリンダ４０が設置されている。エアシリンダ４０は、配列の両端に位置する一対のフィンガ１８にそれぞれ対応して設置されており、各エアシリンダ４０は、ブラケット１６ｄを介してベースプレート１６ａに固定されている。ブラケット１６ｄは、ベースプレート１６ａの背面から突出するようにして取り付けられており、このブラケット１６ｄの片面に宛われるようにしてエアシリンダ４０が取り付けられている。
【０１２１】
各エアシリンダ４０は、そのピストンロッド４０ａを横向きにした姿勢で取り付けられている。また図１３に示されているように、各エアシリンダ４０は配列の両端に位置するフィンガ１８の略直上に位置しており、ピストンロッド４０ａの軸線とフィンガ１８の軸線とは互いに平行に延びている。上述したスリーブ管２４ｅの他端部は、クリップ部材４０ｂを介してピストンロッド４０ａに連結されている。クリップ部材４０ｂは、その基端部がピストンロッド４０ａに固定される一方、他端部にはすり割り溝が形成されており、クリップ部材４０ｂは、このすり割り溝を用いてスリーブ管２４ｅの他端部を挟み込んだ状態に締め付けている。
【０１２２】
エアシリンダ４０には、例えば空気管路を通じてコンプレッサ又はアキュムレータ（いずれも図示していない）から圧搾空気が供給されている。エアシリンダ４０は、圧搾空気の供給又は排出に伴い、ピストンロッド４０ａを収縮又は伸長させることができる。このように、エアシリンダ４０がピストンロッド４０ａを伸縮させることで、クリップ部材４０ｂを介してスリーブ管２４ｅが軸線方向に往復移動する。その結果、上記のようにフォトセンサ２４を本体１８ａの先端から外側へ突出させたり、その内部に引っ込めたりすることができる。
【０１２３】
〔検出動作〕
図１４は、別形態の作業ハンド１６による検出動作の概要を示す平面図である。なお図１４には主に、フィンガ１８の先端から中程までの部位を示しており、中程から基端までの部位やベースプレート１６ａ、エアシリンダ４０等については図示を省略している。また図１４では、配列の両端以外に位置するフィンガ１８の大部分の図示を省略し、１箇所に纏めて簡略化している。
【０１２４】
上記のように、エアシリンダ４０がピストンロッド４０ａを伸長させた状態（初期状態）では、スリーブ管２４ｅが各フィンガ１８の基端から外方向へ引き寄せられた状態にある。この場合、フォトセンサ２４は本体１８ａの内部に引き込まれた状態となる（図１４中の破線）。
【０１２５】
一方、エアシリンダ４０がピストンロッド４０ａを収縮させると、今度はスリーブ管２４ｅが各フィンガ１８の先端に向かって内部に押し込まれた状態となる。この場合、スリーブ管２４ｅを介してフォトセンサ２４が先端方向へ押され、その大部分は貫通路１８ｇを通じてフィンガ１８の先端から外側へ露出した状態となる（図１４中の２点鎖線）。このとき配列の両端に位置する一対のフィンガ１８間では、それぞれのフォトセンサ２４が投光部と受光部とを正しく向かい合わせにした状態で位置付けられる。また、このとき配列の両端以外に位置するフィンガ１８の先端面に沿ってその外側に検出光（図中参照符号Ｌ）の通路（光通過路）が形成される。
【０１２６】
〔別形態の制御手法〕
箱詰め装置及び箱詰め方法に別形態の作業ハンド１６を用いる場合、その制御手法は以下のものとなる。
【０１２７】
先ず制御上の構成として、エアシリンダ４０の空気制御弁が追加される。空気制御弁は、例えばスプール式の電磁弁であり、この空気制御弁は、メイン制御部３０からの動作信号に基づいて圧搾空気の流通経路を切り替えることができる。この切り替えに伴い、エアシリンダ４０に圧搾空気を供給したり、その排出を行ったりする動作をメイン制御部３０によって制御することができる。
【０１２８】
また図１１に示される制御処理において、例えばステップＳ１００の前後でメイン制御部３０はエアシリンダ４０の空気制御弁を排出位置に切り替える。これにより、待機モードの開始時からエアシリンダ４０はピストンロッド４０ａを伸長させた状態に維持されるため、フォトセンサ２４はフィンガ１８の本体１８ａ内に収容されたままの状態となる。
【０１２９】
別形態の作業ハンド１６を用いた場合においても、チューブＴの保持動作や箱詰め動作はこれまでと同様に行われる（図１１中のステップＳ１０４〜Ｓ１１６）。ただし、箱詰め動作が完了したタイミングで、例えばステップＳ１１６の次にメイン制御部３０は空気制御弁を供給位置に切り替える。これにより、エアシリンダ４０に圧搾空気が供給されてピストンロッド４０ａが収縮し、フィンガ１８の配列の両端で一対のフォトセンサ２４を先端から露出させる（図１４中の２点鎖線）。そして、次にメイン制御部３０はフォトセンサ２４からの検出信号の有無を確認し、上記と同様にステップＳ１２０の判断を行う。
【０１３０】
このように、別形態の作業ハンド１６を用いた場合であっても、物品列ＴＡの１段分の箱詰め動作が終了したタイミングで、チューブＴが残存しているか否かを確実に検出することができ、それによって箱詰め動作が正常におこなれたか否かを確認することができる。その結果、毎回の箱詰め動作が正常に行われたことを確認しつつ、１箱分の箱詰め動作が完了した場合、収容箱１４内に予め決められた本数（員数）分のチューブＴが正しく箱詰めされたことを確実に保証することができる。なお、途中の箱詰め動作に不具合があった場合、上記のアラーム発生処理（ステップＳ１２４）を同様に実行することで、その後の復旧操作を迅速に促すことができる。
【０１３１】
以上のように、本実施形態の箱詰め装置及びこれを用いて実現される箱詰め方法によれば、チューブＴの箱詰め作業をロボット２０により自動化しつつ、その途中で不具合が発生したか否かを確実に自動で検出することができる。また、箱詰め動作と検出動作とを合わせて自動化したことにより、最終的に１箱分の箱詰め動作が完了した時点でチューブＴの員数を保証することができる。このため、箱詰め作業後に検査工程を経ることなく、そのまま収容箱１４を出荷工程に移送することができ、それだけ全体としての作業効率を向上することができる。
【０１３２】
また本実施形態の箱詰め装置に用いた作業用ハンド１６は、例えばフィンガ１８にフォトセンサ２４を内蔵した状態で、これを汎用のロボット２０に対するアタッチメント（作業用治具）として製品化することができる。このため、例えば既存の整列コンベア１０や箱搬送装置１２、ロボット２０等を備えた設備があれば、そこに本実施形態で挙げた作業ハンド１６を新たに適用し、合わせてメイン制御部３０等の制御系の設備を追加することで、箱詰め装置を容易に実現することができる。
【０１３３】
本発明は上述した実施形態に制約されることなく、種々に変形して実施することができる。例えば、一実施形態ではチューブＴの縦断面を円形としているが、縦断面が楕円形状のチューブを箱詰めの対象としてもよい。
【０１３４】
一実施形態で挙げた設備の配置はあくまで一例であり、その具体的な配置は作業スペースに合わせて適宜に変更することができる。また、一実施形態ではロボット２０を用いて作業ハンド１６を移動させる例を挙げているが、作業ハンド１６は例えば３次元（Ｘ−Ｙ−Ｚ軸）に組み合わせた直動機構を用いて移動させることもできる。
【０１３５】
さらに作業ハンド１６について、フィンガ１８の本数や長さ、配置間隔等は対象とするチューブＴの大きさや収容箱１４の間口に合わせて適宜に変更することができる。また収容箱１４は、横長にした状態で箱詰め位置に設置されるものでもよい。
【０１３６】
また一実施形態では、全体として配列の両端にそれぞれ位置する２本のフィンガ１８にフォトセンサ２４を配置した例を挙げているが、フィンガ１８の本数がある程度多くなる場合、配列を複数の区画に分割し、各区画の両端にそれぞれ位置するフィンガ１８にフォトセンサ２４を配置することもできる。例えば、作業ハンド１６上でフィンガ１８の本数が２０本程度になる場合、配列を１０本ずつの区画に２分割し、各区画の両端にそれぞれ位置するフィンガ１８（合計４本）にフォトセンサ２４を配置すればよい。こうすることで、フォトセンサ２４の出力（駆動電力）を最小限に抑えるとともに、その光軸に対する貫通孔１８ｅの位置合わせ精度を向上し、より正確な検出性能を維持することができる。
【０１３７】
その他、一実施形態で挙げた各種部品の構成や配置はいずれも好ましい例示であり、本発明の実施に際して各種部品の構成や配置を適宜に変更してもよい。
【符号の説明】
【０１３８】
１０ 整列コンベア
１２ 箱搬送装置
１４ 収容箱
１６ 作業ハンド
１６ａ ベースプレート
１８ フィンガ
１８ａ 本体
１８ｃ センサ収容部
１８ｄ 開口部
１８ｅ 貫通孔
１８ｇ 貫通路
２０ ロボット
２４ フォトセンサ（検出器）
２４ｂ スライダ
２４ｅ スリーブ管
３０ メイン制御部
３２ 整列検出用センサ
３４ ロボットコントローラ
３６ アラーム装置
４０ エアシリンダ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向の少なくとも一端が開口した未充填のチューブを寝かせた状態で径方向に所定本数ずつ並べて物品列を形成し、この物品列を前面が開放する姿勢で設置された収容箱の底部から順に千鳥状に積み上げて箱詰めするチューブの箱詰め装置であって、
前記物品列をなす所定本数のチューブに対応してフォーク状に配列された所定本数のフィンガを有し、これらフィンガをそれぞれチューブの一端開口から内部に挿入し、かつ、個々のチューブをその内周面にて前記フィンガに引っ掛けた状態で前記物品列を一括して保持可能な作業ハンドと、
前記物品列を一括して保持した状態の前記作業ハンドを前記収容箱の前面側から内部に進入させ、その底部又は先に積載済みの前記物品列に対して上方から下降させることで前記保持した状態の前記物品列を前記収容箱内に積載した後、前記作業ハンドを前記収容箱から退出させるまでの動作を実行させる動作機構と、
前記作業ハンドに設けられ、前記動作機構により前記収容箱から前記作業ハンドが退出された状態で、全ての前記フィンガについてチューブが残存していない場合にのみ検出信号を出力する検出ユニットと
を備えたチューブの箱詰め装置。
【請求項２】
請求項１に記載のチューブの箱詰め装置において、
前記検出ユニットは、
所定本数の前記フィンガのうち、フォーク状をなす配列の両端に位置する一対の前記フィンガにそれぞれ取り付けられて配列方向に検出光を投光及び受光する一対の透過型センサと、
前記配列の両端以外に位置する個々の前記フィンガに形成されて前記検出光を通過させる光通過路と
を含むことを特徴とするチューブの箱詰め装置。
【請求項３】
請求項２に記載のチューブの箱詰め装置において、
前記配列の両端に位置する一対の前記フィンガは、
内部に形成されて一対の前記透過型センサをそれぞれ収容する収容部と、
前記収容部内に一対の前記透過型センサがそれぞれ収容された状態で、前記フィンガの内外に前記検出光を通過させる開口部とを有することを特徴とするチューブの箱詰め装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のチューブの箱詰め装置において、
前記光通過路は、
前記配列の両端以外に位置する個々の前記フィンガをその配列方向に貫通して形成された貫通孔であり、これら貫通孔が前記検出光の光軸上に並んで配置されていることを特徴とするチューブの箱詰め装置。
【請求項５】
請求項２に記載のチューブの箱詰め装置において、
前記配列の両端に位置する一対の前記フィンガは、
中空の棒状をなす本体と、
前記本体の内部に形成されて前記透過型センサを収容する収容部と、
前記本体の先端に形成されて前記収容部を前記本体の先端方向に開放する開口部とを有し、
前記作業ハンドは、
一対の前記透過型センサをそれぞれ前記本体の長手方向に往復移動させることで、前記開口部を通じて前記収容部内と前記本体の外部との間で出入りさせる往復機構をさらに有しており、
前記光通過路は、
前記駆動機構により一対の前記透過型センサが前記本体の外部に露出された状態で、前記配列の両端以外に位置する個々の前記フィンガの先端面よりも外側の領域に形成されることを特徴とするチューブの箱詰め装置。
【請求項６】
軸線方向の少なくとも一端が開口した未充填のチューブを寝かせた状態で径方向に所定本数ずつ並べて物品列を形成し、この物品列を前面が開放する姿勢で設置された収容箱の底部から順に千鳥状に積み上げて箱詰めするチューブの箱詰め方法であって、
前記物品列をなす個々のチューブに対応してフォーク状に配列された所定本数のフィンガを有する作業ハンドを使用し、個々のチューブに対してその一端開口を通じて前記フィンガを内部に挿入することにより、個々のチューブをその内周面にて前記フィンガに引っ掛けた状態にして前記物品列を一括して保持する保持工程と、
前記物品列を一括して保持した状態の前記作業ハンドを前記収容箱の前面側から内部に進入させる進入工程と、
前記収容箱の内部に進入させた前記作業ハンドを前記収容箱の底部又は先に積載済みの前記物品列に対して上方から下降させることで、前記保持した状態の前記物品列を前記収容箱内にて積載する積載工程と、
前記物品列を積載した後、前記作業ハンドを前記収容箱から退出させる退出工程と、
前記収容箱から前記作業ハンドを退出させた状態で、全ての前記フィンガについてチューブが残存していない場合にのみ検出信号を出力する検出工程と
を有するチューブの箱詰め方法。
【請求項７】
請求項６に記載のチューブの箱詰め方法において、
前記検出工程で前記検出信号の出力がなされた場合、次に前記保持工程を実行して新たに別の前記物品列を保持した後、前記進入工程、前記積載工程及び前記退出工程を経てさらに前記検出工程を実行する一方、前記検出工程で前記検出信号の出力がなされない場合、前記保持工程を実行することなくアラームを出力することを特徴とするチューブの箱詰め方法。
【請求項８】
軸線方向の少なくとも一端が開口した未充填のチューブを寝かせた状態で径方向に所定本数ずつ並べて形成した物品列を、前面が開放する姿勢で設置された収容箱の底部から順に千鳥状に積み上げて箱詰めするチューブの箱詰め装置用作業ハンドであって、
前記物品列をなす所定本数のチューブに対応してフォーク状に配列され、各チューブの一端開口を通じてその内部に挿入されることで個々のチューブをその内周面にて引っ掛けた状態にして前記物品列を一括して保持可能である一方、この保持状態にて前記物品列を前記収容箱の内部でその底部又は先に積載済みの前記物品列に対して上方から下降させた後に各チューブの内部から抜き出されることで前記収容箱内にて前記物品列を積載可能な所定本数のフィンガと、
前記フィンガの配列方向に形成され、前記物品列の保持状態でチューブ内に挿入される各前記フィンガの部位を通過して延びる検出領域と、
いずれかの前記フィンガに設けられ、各チューブの内部から前記フィンガが抜き出された状態で、前記検出領域を通じて全ての前記フィンガについてチューブが残存していないことを検出可能な検出器と
を備えたチューブの箱詰め装置用作業ハンド。
【請求項９】
請求項８に記載のチューブの箱詰め装置用作業ハンドにおいて、
前記検出器は、
所定本数の前記フィンガのうち、フォーク状をなす配列の両端に位置する一対の前記フィンガにそれぞれ取り付けられて配列方向に検出光を投光及び受光する一対の透過型センサであり、
前記検出領域は、
前記配列の両端以外に位置する個々の前記フィンガに形成されて前記検出光を通過させる光通過路を含むことを特徴とするチューブの箱詰め装置用作業ハンド。
【請求項１】
軸線方向の少なくとも一端が開口した未充填のチューブを寝かせた状態で径方向に所定本数ずつ並べて物品列を形成し、この物品列を前面が開放する姿勢で設置された収容箱の底部から順に千鳥状に積み上げて箱詰めするチューブの箱詰め装置であって、
前記物品列をなす所定本数のチューブに対応してフォーク状に配列された所定本数のフィンガを有し、これらフィンガをそれぞれチューブの一端開口から内部に挿入し、かつ、個々のチューブをその内周面にて前記フィンガに引っ掛けた状態で前記物品列を一括して保持可能な作業ハンドと、
前記物品列を一括して保持した状態の前記作業ハンドを前記収容箱の前面側から内部に進入させ、その底部又は先に積載済みの前記物品列に対して上方から下降させることで前記保持した状態の前記物品列を前記収容箱内に積載した後、前記作業ハンドを前記収容箱から退出させるまでの動作を実行させる動作機構と、
前記作業ハンドに設けられ、前記動作機構により前記収容箱から前記作業ハンドが退出された状態で、全ての前記フィンガについてチューブが残存していない場合にのみ検出信号を出力する検出ユニットと
を備えたチューブの箱詰め装置。
【請求項２】
請求項１に記載のチューブの箱詰め装置において、
前記検出ユニットは、
所定本数の前記フィンガのうち、フォーク状をなす配列の両端に位置する一対の前記フィンガにそれぞれ取り付けられて配列方向に検出光を投光及び受光する一対の透過型センサと、
前記配列の両端以外に位置する個々の前記フィンガに形成されて前記検出光を通過させる光通過路と
を含むことを特徴とするチューブの箱詰め装置。
【請求項３】
請求項２に記載のチューブの箱詰め装置において、
前記配列の両端に位置する一対の前記フィンガは、
内部に形成されて一対の前記透過型センサをそれぞれ収容する収容部と、
前記収容部内に一対の前記透過型センサがそれぞれ収容された状態で、前記フィンガの内外に前記検出光を通過させる開口部とを有することを特徴とするチューブの箱詰め装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のチューブの箱詰め装置において、
前記光通過路は、
前記配列の両端以外に位置する個々の前記フィンガをその配列方向に貫通して形成された貫通孔であり、これら貫通孔が前記検出光の光軸上に並んで配置されていることを特徴とするチューブの箱詰め装置。
【請求項５】
請求項２に記載のチューブの箱詰め装置において、
前記配列の両端に位置する一対の前記フィンガは、
中空の棒状をなす本体と、
前記本体の内部に形成されて前記透過型センサを収容する収容部と、
前記本体の先端に形成されて前記収容部を前記本体の先端方向に開放する開口部とを有し、
前記作業ハンドは、
一対の前記透過型センサをそれぞれ前記本体の長手方向に往復移動させることで、前記開口部を通じて前記収容部内と前記本体の外部との間で出入りさせる往復機構をさらに有しており、
前記光通過路は、
前記駆動機構により一対の前記透過型センサが前記本体の外部に露出された状態で、前記配列の両端以外に位置する個々の前記フィンガの先端面よりも外側の領域に形成されることを特徴とするチューブの箱詰め装置。
【請求項６】
軸線方向の少なくとも一端が開口した未充填のチューブを寝かせた状態で径方向に所定本数ずつ並べて物品列を形成し、この物品列を前面が開放する姿勢で設置された収容箱の底部から順に千鳥状に積み上げて箱詰めするチューブの箱詰め方法であって、
前記物品列をなす個々のチューブに対応してフォーク状に配列された所定本数のフィンガを有する作業ハンドを使用し、個々のチューブに対してその一端開口を通じて前記フィンガを内部に挿入することにより、個々のチューブをその内周面にて前記フィンガに引っ掛けた状態にして前記物品列を一括して保持する保持工程と、
前記物品列を一括して保持した状態の前記作業ハンドを前記収容箱の前面側から内部に進入させる進入工程と、
前記収容箱の内部に進入させた前記作業ハンドを前記収容箱の底部又は先に積載済みの前記物品列に対して上方から下降させることで、前記保持した状態の前記物品列を前記収容箱内にて積載する積載工程と、
前記物品列を積載した後、前記作業ハンドを前記収容箱から退出させる退出工程と、
前記収容箱から前記作業ハンドを退出させた状態で、全ての前記フィンガについてチューブが残存していない場合にのみ検出信号を出力する検出工程と
を有するチューブの箱詰め方法。
【請求項７】
請求項６に記載のチューブの箱詰め方法において、
前記検出工程で前記検出信号の出力がなされた場合、次に前記保持工程を実行して新たに別の前記物品列を保持した後、前記進入工程、前記積載工程及び前記退出工程を経てさらに前記検出工程を実行する一方、前記検出工程で前記検出信号の出力がなされない場合、前記保持工程を実行することなくアラームを出力することを特徴とするチューブの箱詰め方法。
【請求項８】
軸線方向の少なくとも一端が開口した未充填のチューブを寝かせた状態で径方向に所定本数ずつ並べて形成した物品列を、前面が開放する姿勢で設置された収容箱の底部から順に千鳥状に積み上げて箱詰めするチューブの箱詰め装置用作業ハンドであって、
前記物品列をなす所定本数のチューブに対応してフォーク状に配列され、各チューブの一端開口を通じてその内部に挿入されることで個々のチューブをその内周面にて引っ掛けた状態にして前記物品列を一括して保持可能である一方、この保持状態にて前記物品列を前記収容箱の内部でその底部又は先に積載済みの前記物品列に対して上方から下降させた後に各チューブの内部から抜き出されることで前記収容箱内にて前記物品列を積載可能な所定本数のフィンガと、
前記フィンガの配列方向に形成され、前記物品列の保持状態でチューブ内に挿入される各前記フィンガの部位を通過して延びる検出領域と、
いずれかの前記フィンガに設けられ、各チューブの内部から前記フィンガが抜き出された状態で、前記検出領域を通じて全ての前記フィンガについてチューブが残存していないことを検出可能な検出器と
を備えたチューブの箱詰め装置用作業ハンド。
【請求項９】
請求項８に記載のチューブの箱詰め装置用作業ハンドにおいて、
前記検出器は、
所定本数の前記フィンガのうち、フォーク状をなす配列の両端に位置する一対の前記フィンガにそれぞれ取り付けられて配列方向に検出光を投光及び受光する一対の透過型センサであり、
前記検出領域は、
前記配列の両端以外に位置する個々の前記フィンガに形成されて前記検出光を通過させる光通過路を含むことを特徴とするチューブの箱詰め装置用作業ハンド。
【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】
【公開番号】特開２０１１−５７３６７（Ｐ２０１１−５７３６７Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０８５４４（Ｐ２００９−２０８５４４）
【出願日】平成２１年９月９日（２００９．９．９）
【出願人】（０００１６２１１３）共同印刷株式会社 (488)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月９日（２００９．９．９）
【出願人】（０００１６２１１３）共同印刷株式会社 (488)
【Ｆターム（参考）】
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