CN109153513B - 食品填装装置 - Google Patents

Abstract

食品（40）的填装装置（10）具备：供给部（20），其供给食品（40）；把持部（30），其把持藉由上述供给部（20）而排列的多个上述食品（40）；及搬送部，其将藉由上述把持部（30）把持的多个上述食品（40）搬送至托盘（41）上；且上述把持部（30）具有一对夹持构件（31），该一对夹持构件（31）在多个上述食品（40）所排列的方向将多个上述食品（40）自其两侧夹持。

Description

食品填装装置

技术领域

本发明关于一种将食品填装至托盘的食品填装装置。

背景技术

以往，作为将食品填装至托盘的装置，例如已知有专利文献1所示的食品容器填装装置。在该食品容器填装装置中，食品自搬送输送机掉落至固定滑槽板。在该固定滑槽板中藉由正时保持器及保持容器，食品按顺序一面改变朝向，一面掉落。并且，变成特定姿势的食品自固定滑槽板掉落至搬送部，重叠装入至藉由搬送部搬送的容器。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特开平6-24408号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

在专利文献1的食品的容器填装装置中，使食品按顺序掉落至正时保持器、保持容器及容器。考虑利用该食品容器填装装置将饭团及三明治等食品装填至容器中。此种食品容易变形，一旦因外力变形，则即便去除外力也无法恢复原状。因此，若食品掉落时食品受外力而变形，则因食品的变形而导致商品价值受损。其结果为，有不合格品的比率增加、作业效率降低的担忧。

本发明是为解决如上所述的课题而完成，其目的在于提供一种可抑制作业效率的降低的食品填装装置。

解决问题的手段：

为了达成上述目的，本发明的某形态的食品填装装置具备：供给部，其供给食品；把持部，其把持藉由上述供给部而排列的多个上述食品；及搬送部，其将藉由上述把持部把持的多个上述食品搬送至托盘上；且上述把持部具有一对夹持构件，该一对夹持构件在多个上述食品所排列的方向将多个上述食品自其两侧夹持。

藉此，即便为易变形食品，也可藉由利用一对夹持构件夹持食品，从而不变形地将食品容纳在托盘。因此，可防止不合格品的增加，抑制作业效率降低。

该食品填装装置也可为，一对上述夹持构件由相互平行地设置的板状体分别构成。藉此，由于夹持构件为简单形状，故而可抑制制品成本的增大。又，由于夹持构件较薄，故而可不扩大与先容纳在托盘的食品的间隔而将食品容纳在托盘。

该食品填装装置也可为，上述供给部具有吸附上述食品的吸附头。藉此，即便为易变形食品，也可不变形地藉由吸附头供给食品。

该食品填装装置也可为，上述把持部进而具有支持构件，该支持构件自与多个上述食品所排列的方向的两侧不同的侧支持多个上述食品。藉此，藉由除夹持构件之外还利用支持构件支持食品，可更确实地把持食品。

该食品填装装置也可为，上述支持构件具有向下方扩大的山型形状。藉此，藉由在三角形状的食品的上部放置山型形状的支持构件，可更确实地把持食品。

该食品填装装置也可为，上述食品的外表面具有平行的一对平面，藉由一对上述夹持构件夹持以该平面彼此接触的方式排列的多个上述食品。藉此，可稳定地把持食品，并且提高托盘中的食品的收纳率，实现作业效率的提高。

该食品填装装置也可由具备梢端分别具有上述把持部的一对臂的机器人构成。藉此，例如，藉由使用可更换梢端的通用机器人，可仅凭更换梢端而进行食品填装作业。

发明效果：

本发明具有以上所说明的构成，发挥可抑制作业效率的降低的效果。

附图说明

图1是概略性地表示应用实施形态的食品填装装置的机器人的一例的整体构成的俯视图；

图2是概略性地表示图1的机器人的控制装置的构成的功能方块图；

图3是概略性地表示藉由供给部将食品供给至作业台的状态的立体图；

图4是概略性地表示藉由把持部把持食品的状态的立体图；

图5是概略性地表示藉由搬送部将食品搬送至托盘上的状态的立体图。

具体实施方式

以下，一边参照附图，一边对较佳实施形态进行说明。再者，以下，对全部附图中相同或相当的要素赋予同一附图标记，并省略其重复说明。又，附图是为了容易理解而模式性地表示各构成要素者。进而，将张开一对臂的方向称为左右方向，将与基轴的轴心平行的方向称为上下方向，将与左右方向及上下方向正交的方向称为前后方向。

（实施形态）

本实施形态的食品40的填装装置10是将多个食品40填装至托盘41的装置。对藉由图1所示的机器人11构成本发明的食品40的填装装置10的情形进行说明。但是，食品40的填装装置10并非限定于藉由机器人11构成的情形。再者，关于该机器人11，对水平多关节型的双臂机器人进行说明，但可采用水平多关节型/垂直多关节型的等机器人11。又，食品40是具有固定形状的食品，例如例示有饭团及三明治。

机器人11如图1所示，具备：转向架12、支持于转向架12的一对机械臂（以下有简记为「臂」的情形）13、13、及收纳在转向架12内的控制装置14。各臂13是水平多关节型机械臂，具备臂部15、腕部17、及手部18、19。臂部15及腕部17作为将多个食品40搬送至托盘41上的搬送部而发挥作用。再者，左臂13及右臂13可为除手部18、19之外实质上相同的构造。又，左臂13及右臂13可独立动作、或相互关联而动作。

臂部15在本例中由第一连杆15a及第二连杆15b构成。第一连杆15a是藉由旋转关节J1而与固定在转向架12的上表面的基轴16连结，可绕通过基轴16的轴心的旋转轴线L1转动。第二连杆15b是藉由旋转关节J2而与第一连杆15a的梢端连结，可绕第一连杆15a的梢端所规定的旋转轴线L2转动。

腕部17由升降部17a及转动部17b构成。升降部17a是藉由直动关节J3而与第二连杆15b的梢端连结，可相对于第二连杆15b升降移动。转动部17b是藉由旋转关节J4而与升降部17a的下端连结，可绕升降部17a的下端所规定的旋转轴线L3转动。

右手部18及左手部19是与腕部17的转动部17b连结，且由供给食品40的供给部20、及把持食品40的把持部30构成。供给部20具有吸附头23。供给部20及把持部30设置于臂13的梢端。再者，关于右手部18及左手部19的详细情况，在下文叙述。

吸附头23经由配管24而与真空产生装置25连接，藉由真空产生装置25产生负压。真空产生装置25例如为真空泵或CONVMM（注册商标）等，设置于转向架12或臂13。在配管24，例如设置有开关阀（未图示），藉由利用开关阀打开及闭合配管24，进行吸附头23的吸附及其解除。该真空产生装置25的动作及开关阀的开启及关闭由控制装置14控制。

上述构成的各臂13具有各关节J1～J4。并且，在臂13，以与各关节J1～J4建立对应关系的方式设置有驱动用的伺服马达（未图标）、及检测该伺服马达的旋转角的编码器（未图标）等。又，两个臂13、13的第一连杆15a、15a的旋转轴线L1在同一直线上，一臂13的第一连杆15a与另一臂13的第一连杆15a在上下设置高低差而配置。

控制装置14如图2所示，具备CPU等运算部14a、ROM、RAM等储存部14b、及伺服控制部14c。控制装置14例如为微控器等具备计算机的机器人控制器。再者，控制装置14可藉由进行集中控制的单独的控制装置14构成，也可藉由相互协动而分散控制的多个控制装置14构成。

在储存部14b，储存有作为机器人控制器的基本程序、各种固定数据等信息。运算部14a藉由读取并执行储存在储存部14b的基本程序等软件，而控制机器人11的各种动作。即，运算部14a生成机器人11的控制指令，并将其向伺服控制部14c输出。伺服控制部14c构成为，基于藉由运算部14a而生成的控制指令，控制与机器人11的各臂13的关节J1～J4对应的伺服马达的驱动。

继而，参照图3对右手部18及左手部19进行说明。各手部18、19具备供给部20及把持部30。供给部20与把持部30的相对位置藉由腕部17的转动而在左右方向或前后方向改变。

供给部20具有台座21、旋转构件22及吸附头23。在供给部20设置有1个或多个（在此实施形态中为2个）吸附头23。

台座21自腕部17向下方延伸，且具有相对于该延伸方向倾斜的倾斜面21a。倾斜面21a相对于前后方向或左右方向朝向下方。旋转构件22相对于台座21的倾斜面21a可旋转地安装。旋转构件22相对于与倾斜面21a垂直的轴而旋转。吸附头23安装在旋转构件22。吸附头23是由橡胶等弹性材料所形成的吸附垫，具有在远离旋转构件22的方向开口的盖形状。2个吸附头23以其开口缘无阶差的方式而配置。

藉由旋转构件22旋转，吸附头23的开口向下方及侧方（左右方向）改变朝向。例如，在图3的情形时，左手部19的吸附头23朝向下方，右手部18的吸附头23朝向左侧。

把持部30具有夹持构件31及支持构件32。夹持构件31例如为矩形的板形状，向下方延伸。夹持构件31的一主面（相向面）朝向远离供给部20的方向、且相对于吸附头23的开口所朝向的侧方为相反侧的侧方。例如，在图3的右手部18的情形时，吸附头23的开口朝向左侧，与此相对，夹持构件31的相向面朝向右侧。

藉由右手部18的夹持构件31与左手部19的夹持构件31构成一对夹持构件31。藉由腕部17的转动，右手部18的夹持构件31的相向面与左手部19的夹持构件31的相向面可相互平行地设置而相向。例如，在图4的情形时，右手部18的相向面朝向左侧，左手部19的相向面朝向右侧，一对相向面相对。

支持构件32是在夹持构件31的相向面侧，相对于相向面垂直地配置。支持构件32只要为可支持所排列的多个食品40的两侧以外的部分（例如食品40的上部）的形状即可。在该实施形态中，由于食品40使用三角形状的饭团，故而支持构件32形成为向下方扩大的山型形状（倒V字形状）。其可为连接2片板状体的各一端而形成，也可弯折1片板状体而形成。又，支持构件32的尺寸只要为按照所排列的食品40的1个或多个食品40的尺寸即可。但是，若为支持构件32遍及多个食品40的尺寸，则支持构件32可更稳定地支持食品40。

继而，参照图3～图5，对利用上述构成的机器人11将食品40装填在托盘41的方法进行说明。该方法由控制装置14控制。再者，在此处，对三角形状的饭团的填装方法进行说明，但由于即便为其他食品40，填装方法也相同，故而省略其说明。又，食品40的外表面具有3个四角形状平面、及2个三角形状平面。2个三角形状平面相互平行地设置。

如图3所示，在机器人11的前方，配置有作业台42及带式输送机43，在机器人11的侧方（在该实施形态中，左侧）配置有托盘41。作业台42是用以暂时放置食品40的台，配置于机器人11与带式输送机43之间。带式输送机43是用以将食品40移送至机器人11前方的装置。在该实施形态中，由于食品40的三角形状平面面积比四角形状平面更大，故而食品40将三角形状平面朝向上下方向并藉由带式输送机43沿左右方向搬运。托盘41是例如为了出货而用以保持食品40的容器，朝上方开口。

首先，机器人11将右手部18或左手部19的吸附头23的开口朝向下方，贴在带式输送机43上的食品40的三角形状平面。此时，预先使真空产生装置25（图1）动作，且预先藉由开关阀打开配管24（图1）。藉此，食品40由吸附头23吸附。

继而，藉由臂部15使吸附头23移动至作业台42上，将食品40搬运至作业台42的上侧。又，使旋转构件22旋转，使吸附头23的开口自下方朝向侧方。此时，右手部18及左手部19的一手部18、19的吸附头23的开口朝向另一手部18、19侧。例如，在图3的情形时，右手部18的吸附头23的开口朝向左侧。藉此，食品40改变姿势以使得四角形状平面朝下。

然后，藉由腕部17使吸附头23下降，藉由开关阀关闭配管24（图1）。藉此，解除吸附头23对食品40的吸附，而将食品40载置于作业台42。此时，在于作业台42已放置有食品40的情形时，相对于该既有的食品40排列在左侧或右侧。此时，以食品40的三角形状平面彼此接触的方式排列多个食品40。

藉由自此种食品40的吸附至解除为止的一系列作业，将食品40供给至作业台42。该一系列供给作业可藉由右手部18及左手部19进行，也可仅藉由其一进行。藉由右手部18及左手部19交替进行，可缩短作业步骤时间。

如图4所示，反复进行一系列供给作业，排列特定数（在该实施形态中，6个）的食品40。继而，以左手部19的相向面与右手部18的相向面相对的方式转动腕部17。又，在较所排列的多个食品40的两侧更外侧，藉由臂部15配置把持部30。藉由腕部17使右手部18及左手部19下降，而支持构件32置于食品40的上部。继而，以左手部19的相向面与右手部18的相向面的间隔变窄的方式，藉由臂部15使左手部19向右侧移动，藉由臂部15使右手部18向右侧移动。藉此，多个食品40被夹在左手部19的夹持部与右手部18的夹持部之间而被夹持。因此，藉由腕部17使右手部18及左手部19上升。此时，藉由使右手部18及左手部19为同一高度，而将以三角形状平面彼此接触的方式排列的多个食品40自作业台42提升。

如图5所示，相对于转向架12转动一对臂13、13，使右手部18及左手部19回转。藉此，将藉由右手部18及左手部19的各把持部30所夹持的食品40搬运至托盘41的上侧。

然后，藉由腕部17使右手部18及左手部19下降，将食品40放置于托盘41上。若以左手部19的相向面与右手部18的相向面的间隔扩大的方式使右手部18及左手部19移动，则食品40容纳在托盘41。再者，如此，臂部15及腕部17作为将由各把持部30所把持的多个食品40搬送至托盘41上的搬送部而发挥作用。

根据上述构成，把持部30具有一对夹持构件31，该一对夹持构件31在多个食品40的排列方向将多个食品40自其两侧夹持。即便为如饭团及三明治般易变形的食品40，也可藉由利用夹持构件31夹持并搬送食品40，而不变形地将食品40容纳在托盘41。因此，可防止不合格品的增加，抑制作业效率的降低。

又，一对夹持构件31由相互平行地设置的板状体分别构成。如此，由于夹持构件31为简单形状，故而可抑制制品成本。进而，由于夹持构件31较薄，故而可缩短与先容纳在托盘41的食品40的间隔，而将食品40容纳在托盘41。

进而，供给部20具有吸附食品40的吸附头23。藉由该吸附头23吸附食品40并供给至作业台42等。因此，即便为易变形食品40，也可不变形地供给食品40。

又，把持部30进而具有支持构件32，该支持构件32自与多个食品40的排列方向的两侧不同的侧支持多个食品40。藉由除夹持构件31之外还利用支持构件32支持食品40，可更确实地把持食品40。藉此，可防止食品40的掉落等，防止食品40的变形。

进而，支持构件32具有向下方扩大的山型形状。例如，藉由在三角形状的饭团及三明治等食品40的上部放置山型形状的支持构件32，可自更多方向支持食品40。因此，可更确实地把持食品40，防止食品40的变形。

或者，食品40的外表面具有平行的一对三角形状平面，多个食品40以该三角形状平面彼此接触的方式排列并藉由一对夹持构件31而提升。藉此，可稳定地把持食品40，并且提高托盘41中的食品40的收纳率，实现作业效率的提高。

进而，食品填装装置由具备梢端分别具有把持部30的一对臂13的机器人11构成。例如，供给部20及把持部30的各者也可经由安装部（未图示）而可装卸地安装在腕部17。供给部20藉由安装部安装在腕部17且也设置于臂13的梢端，把持部30藉由安装部安装在腕部17且设置于臂13的梢端。藉此，例如，藉由使用可更换梢端的通用机器人11，可仅凭更换梢端进行食品填装作业。

（其他实施形态）

在上述实施形态中，供给部20使用吸附头23，但只要为可将食品40供给至作业台42等者，则并非限定于此。例如，供给部20可为L字形状的板构件。在该情形时，也可藉由L字形状的板构件捧起食品40并供给至作业台42等。

在上述实施形态中，支持构件32使用山型形状的板构件，但支持构件32只要为可支持食品40的形状，则并非限定于此。例如，支持构件32也可为平坦的板构件。在该情形时，可利用支持构件32支持长方体形状的食品40的上表面，也可利用支持构件32支持长方体形状的食品40的侧面，也可利用支持构件32支持食品40的下表面。其中，若利用支持构件32支持长方体形状的食品40的上表面及/或侧面，则支持构件32无法设置于食品40的下方。在该情形时，自把持部30分离食品40时，无需使一对夹持构件31的间隔扩大，可缩短食品40的间隔而容纳在托盘41内。

在上述实施形态中，可在夹持构件31的相向面进而具备防滑构件33。防滑构件33是增大夹持构件31的相向面与食品40间的摩擦系数的构件，例如由橡胶等弹性材料形成。防滑构件33例如具有薄片形状。

在上述实施形态中，也可进而具备侦测搬送至带式输送机43的食品40的有无的传感器（未图示）。传感器设置于机器人11的前方，侦测藉由带式输送机43搬运至机器人11的前方的食品40的存在。机器人11的控制装置14接收来自传感器的侦测信号，使吸附头23吸附食品40。

在上述实施形态中，也可进而具备用以侦测搬送至带式输送机43的食品40的朝向的相机（未图示）。相机设置于较带式输送机43更上侧，拍摄藉由带式输送机43搬运至机器人11的前方的食品40。机器人11的控制装置14根据藉由相机拍摄的食品40的图像，侦测食品40的朝向。然后，基于食品40的朝向而藉由腕部17转动供给部20，以食品40的四角形状平面朝下的方式改变食品40的姿势。

在上述实施形态中，使用山型形状的支持构件32。该支持构件32可由2片板状体形成，且2片板状体的间隔也可调整。在该情形时，气缸等致动器（未图示）安装在2片板状体的一者或两者，藉由致动器而使2片板状体的一者或两者移动。例如，缩小一对夹持构件31的间隔，并且缩小2片板状体的间隔，而把持食品40。藉此，可更确实地把持食品40。

在上述实施形态中，可在支持构件32中在抵接于食品40的抵接面设置吸附口（未图示）。在该情形时，在吸附口，经由配管（未图示）而连接有真空产生装置（未图标），且在配管设置有开关阀。该真空产生装置的动作以及开关阀的开启及关闭由控制装置14控制。例如，缩小一对夹持构件31的间隔，并且自吸附口吸附食品40。藉此，可更确实地把持食品40。再者，连接在吸附口的真空产生装置也可兼用作连接在吸附头23的真空产生装置25。又，吸附口及真空产生装置等可与调整支持构件32中的2片板状体的间隔的致动器一起设置于填装装置10。藉此，可进而稳定地藉由把持部30把持食品40。

根据上述说明，本领域技术人员明白本发明的多种改良或其他实施形态。因此，上述说明应仅作为例示而解释，且是以向本领域技术人员教示执行本发明的最佳形态为目的而提供者。可在不脱离本发明的精神的情况下，实质地变更其构造及/或功能的详细情况。

工业应用性：

本发明作为可抑制作业效率的降低的食品填装装置等而有用。

符号说明：

10：填装装置

20：供给部

23：吸附头

30：把持部

31：夹持构件

32：支持构件

40：食品

41：托盘。

Claims (5)

1.一种食品填装装置，其特征在于，具备：

供给部，其供给食品；

把持部，其把持藉由所述供给部而排列的多个所述食品；及

搬送部，其将藉由所述把持部把持的多个所述食品搬送至托盘上；

所述把持部具有一对夹持构件，该一对夹持构件在多个所述食品所排列的方向将多个所述食品自其两侧夹持，该两侧为位于多个所述食品所排列的方向上的多个所述食品的两侧；

一对所述夹持构件藉由相互平行地设置的板状体分别构成；

所述食品的外表面具有平行的一对平面，藉由一对所述夹持构件夹持以该平面彼此接触的方式排列的多个所述食品。

2.根据权利要求1所述的食品填装装置，其特征在于，

所述供给部具有吸附所述食品的吸附头。

3.根据权利要求1所述的食品填装装置，其特征在于，

所述把持部进而具有支持构件，该支持构件自与多个所述食品所排列的方向的两侧不同的侧支持多个所述食品。

4.根据权利要求3所述的食品填装装置，其特征在于，

所述支持构件具有向下方扩大的山型形状。

5.根据权利要求1所述的食品填装装置，其特征在于，

由具备梢端分别具有所述把持部的一对臂的机器人构成。

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