TW202015971A

TW202015971A - 食品裝箱裝置及其動作方法

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Publication number: TW202015971A
Application number: TW108129632A
Authority: TW
Inventors: 笹木恵太; 平田和範
Original assignee: 日商川崎重工業股份有限公司
Priority date: 2018-08-21
Filing date: 2019-08-20
Publication date: 2020-05-01
Also published as: WO2020040055A1; JP2020029281A

Abstract

本發明之食品裝箱裝置係將食品裝入上表面開口之容器中之裝置。上述控制裝置以實行將由上述手部保持之食品移動至上述容器上方之既定高度之搬送動作、將由上述手部保持之食品自上述既定之高度下降至上述容器之底部之下降動作、及於上述容器內之既定位置釋放由上述手部保持之食品之釋放動作之方式控制上述手部及上述移動部之動作，並且上述異常偵測部於上述下降動作中偵測保持於上述手部之食品之底部是否接觸至上述容器之底部。

Description

食品裝箱裝置及其動作方法

本發明係關於食品裝箱裝置及其動作方法。

習知技術中，已知有將食品放入托盤等容器中之裝置。專利文獻1中揭示有一種食品之裝箱裝置，其經由吸附單元將複數個食品（飯團）向上方提起，將該提起之食品移動至既定之裝箱位置，解除吸附而裝入箱中。 [現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2011-251702號公報

[發明所欲解決之問題]

然而，於上述專利文獻1之習知技術中，因為使複數個食品自既定之高度落下，存在接觸至箱之底面之食品翻倒之情形。此外，有時容器內會存在未預料之障礙物。由此，若放置不管食品之排列狀態發生異常之狀態，則作業之效率降低。

本發明係為了解決如上述之課題而完成者，其目的在於即便於食品之裝箱作業中食品之排列狀態發生異常之情形時，亦防止作業效率之降低。 [解決問題之手段]

為了達成上述目的，本發明之某形態之食品之裝箱裝置係將食品裝入上表面開口之容器中之裝置，其具備：手部，其以可保持或釋放上述食品之方式構成；移動部，其以可移動上述手部之方式構成；控制裝置，其以控制上述手部及上述移動部之動作之方式構成；及異常偵測部，其以於上述手部及上述移動部之動作中偵測異常之方式構成，且上述控制裝置以實行將由上述手部保持之食品移動至上述容器上方之既定高度之搬送動作、將由上述手部保持之食品自上述既定之高度下降至上述容器之底部之下降動作、及於上述容器內之既定位置釋放由上述手部保持之食品之釋放動作之方式控制上述手部及上述移動部之動作，並且上述異常偵測部於上述下降動作中偵測保持於上述手部之食品之底部是否接觸至上述容器之底部。

根據上述構成，例如於容器內之裝入位置存在未預料之障礙物之情形時或應存在於其他位置之食品翻倒之情形時，由於保持於手部之食品之底部與障礙物或翻倒之食品接觸，故而未接觸至容器之底部。藉此，可偵測到食品之裝箱動作中之異常。

上述手部具有以把持上述食品之兩側之方式構成之一對把持構件，及具有可於上下方向伸縮之彈性構件且以支持上述一對把持構件之方式構成之支持構件，上述異常偵測部具有檢測上述下降動作中自上述支持構件作用於上述彈性構件之力之力檢測部，基於由上述力檢測部檢測到之力，偵測由上述一對把持構件保持之食品之底部是否接觸至上述容器之底部亦可。

根據上述構成，由於藉由具有彈性構件之支持構件支持一對把持構件，故而即便於例如由一對把持構件把持之食品之底部接觸翻倒之其他食品或未預料之障礙物之情形時，彈性構件（例如彈簧）會變形，因此不會損傷食品。

另外，上述支持構件進一步具有硬性構件，以可於由上述硬性構件支持上述一對把持構件之第1狀態與由上述彈性構件支持上述一對把持構件之第2狀態之間切換之方式構成，上述支持構件以於上述搬送動作中切換為上述第1狀態，且於上述下降動作中切換為上述第2狀態之方式構成亦可。

根據上述構成，於搬送動作中，一對把持構件係由硬性構件支持，因此可削弱彈性構件之彈性力，而以穩定之狀態搬送食品。另一方面，於下降動作中，一對把持構件係由彈性構件支持，因此可藉由檢測自支持構件作用於彈性構件之力來偵測容器之底部之障礙物。

又，上述移動部具備1個以上之關節軸、驅動上述關節軸之伺服馬達、及具有檢測伺服馬達』位置之位置感測器的機器臂，上述控制裝置以根據位置指令反饋控制上述伺服馬達之方式構成，上述異常偵測部於上述下降動作中，基於反饋控制中之偏差量偵測由上述手部保持之食品之底部是否接觸至上述容器之底部亦可。

根據上述構成，可將異常偵測功能組裝至反饋控制迴路中，因此無需設置特別之感測器。另外，監控位置偏差、速度偏差及電流偏差中任一者之變化率來偵測異常亦可。

可為上述控制裝置於上述下降動作中減小控制迴路增益。

根據上述構成，於搬送動作中，藉由反饋控制將由手部保持之食品準確地移動至容器上空之既定之高度。另一方面，於下降動作中，減小控制迴路增益，因此偏差量變大，變得容易檢測異常。可提高偵測靈敏度。

本發明之其他形態之食品裝箱裝置之動作方法係具備如下構成之食品裝箱裝置之動作方法：手部，其以可保持或釋放食品之方式構成；移動部，其以可移動上述手部之方式構成；控制裝置，其以控制上述手部及上述移動部之動作之方式構成；及異常偵測部，其以於上述手部及上述移動部之動作中偵測異常之方式構成，且藉由上述控制裝置以實行將由上述手部保持之食品移動至上表面開口之容器上方之既定高度之搬送動作、將由上述手部保持之食品自上述既定之高度下降至上述容器之底部之下降動作、及於上述容器內之既定位置釋放由上述手部保持之食品之釋放動作之方式實行上述手部及上述移動部之動作，並且藉由上述異常偵測部，偵測上述下降動作中保持於上述手部之食品之底部是否接觸至上述容器之底部。 [發明之效果]

本發明具有以上所說明之構成，即便於食品之裝箱作業中食品之排列狀態發生異常之情形時，亦可防止作業效率之降低。

以下，參照圖式對較佳之實施形態進行說明。另外，以下全部圖式中對相同或相當之要素標註相同之參照符號，並省略其重複之說明。又，圖式為了容易理解而示意性表示各構成要素。

（第1實施形態）圖1係表示本發明之第1實施形態之食品裝箱裝置之構成的圖。如圖1所示，食品裝箱裝置1被導入至例如食品之製造現場。本實施形態之食品裝箱裝置1係由機器人11構成。本實施形態之機器人11進行將食品40裝入容器41中之作業（以下亦簡稱為「裝箱作業」）。機器人11係具備由基底12支持之一對機器臂（以下亦簡稱為「臂」）13、13之雙臂機器人。另外，關於該機器人11，對水平多關節型之雙臂機器人進行說明，但可採用垂直多關節型之雙臂機器人。機器人11可設置於相當於一人份之有限空間（例如610 mm×620 mm）。以下，將展開一對臂13、13之方向稱為左右方向，將平行於基軸之軸心之方向稱為上下方向，將與左右方向及上下方向正交之方向稱為前後方向。

各臂13、13具備臂部15與腕部17。又，構成2個臂部15、15之基端側連桿之旋轉軸線位於同一直線上，左臂13與右臂13係上下設置高低差而配置。另外，左右臂13、13為實質上相同之構造亦可。各臂13、13具有4個關節，以與各關節相對應之方式設置有驅動用之伺服馬達（未圖示）、及檢測該伺服馬達之旋轉角之位置感測器，即編碼器（未圖示）等。左右臂13、13可獨立地動作，或可互相關聯地動作。於各臂13、13之前端安裝有用以保持或釋放食品40之末端效果器18、18。

於機器人11之前方配置搬送裝置50。搬送裝置50係用以將搬送路徑51上之食品40依序搬送至機器人11之近側之裝置。搬送裝置50沿左右方向延伸。食品40係具有一定之形狀之食料品，例如可例示飯團及三明治。本實施形態之食品40係由薄膜包裝之三角形狀之飯團。食品40之外側表面係由互相平行之2個三角形狀平面與設置於包圍三角形狀平面之外周之三邊之3個矩形狀平面所構成。又，通常由薄膜包裝之飯團係使薄膜向上部突出以易於開封，但此處未圖示上部之薄膜。食品40係藉由搬送裝置50，以2個三角形狀平面朝向豎直方向、且一矩形狀平面在下之起立狀態被依序搬送。

又，於機器人11之基底12之左側附近設置作業台52。於作業台52上配置有容器41。由於容器41之上表面開口，故而機器人11可自上方進行食品40之裝箱作業。於本實施形態中，容器41具有矩形之底部41a，沿矩形之底部41a之緣具有沿大致垂直於底部41a之方向設置之側部41b。容器41具有可收納40個（5×8）食品40之空間。於本實施形態中，機器人11係以如下方式構成：藉由設置於臂13之前端之末端效果器18，保持由搬送裝置50搬送來之4個食品40，以每4個食品40成組作為一單位，重複進行將食品40配置於容器41內之既定位置之動作，而進行裝箱作業。於本實施形態中，機器人11係以2條臂13、13進行同樣之作業。此處於作業台52上鄰接配置有複數個容器41。結束裝箱作業之容器41例如由作業者（未圖示）出貨。

本實施形態之機器人11於左右之末端效果器18具備於裝箱作業中偵測異常之異常偵測功能。另外，所謂「裝箱作業中之異常」係指於應配置食品40之區域存在障礙物之情況。於在該情況下繼續機器人11之動作之情形時，食品40之排列狀態崩亂，作業效率降低。

接著，對末端效果器18之構成之一例進行說明。另外，左右之末端效果器18、18之構成相同，因此此處僅對其中一者之構成進行說明。圖2係表示末端效果器（手部）18之構成之前視圖及側視圖。如圖2所示，末端效果器18係以可保持或釋放以起立狀態沿既定之方向排列之4個食品40之方式構成。4個食品40係以鄰接之食品40之三角形狀平面彼此接觸之狀態被保持。

末端效果器18具有經由旋轉關節即手腕關節25連結於腕部17之基部20、安裝於基部20之支持構件21、及由支持構件21支持之一對把持構件22。

一對把持構件22係以將沿既定方向排列之4個食品40自其兩側夾持之方式構成。把持構件22於既定方向上橫亙4個食品40之側面延伸。即，把持構件22之尺寸涵蓋4個食品40中位於最前方之食品40與位於最後尾部之食品40之間之範圍。把持構件22具有與食品40之側面之傾斜相對應之形狀，且具有抵接於食品40之抵接面22a。一對把持構件22例如為矩形之平板形狀，具有相對向之兩個平坦之主面。該等主面係抵接於食品40之兩側之抵接面22a。一對把持構件22係以其互相之間隔朝向連接部分變窄之方式以八字形狀配置，形成為下方擴展之山形形狀（倒V字形狀）。又，藉由連接於一對把持構件22之基端側之驅動構件23，一對把持構件22收縮互相之間隔而夾住並保持4個食品40。

支持構件21具有彈性構件21a及硬性構件21b。彈性構件30係以可於上下方向伸縮之方式構成。於本實施形態中，彈性構件30係一端連接於基部20、另一端連接於支持構件21之彈簧。硬性構件21b係內部具有致動器（未圖示）、以可沿上下方向移動之方式構成之縱向構件。

支持構件21係以可於由硬性構件21b支持一對把持構件22之第1狀態與由彈性構件21a支持一對把持構件22之第2狀態之間切換之方式構成。硬性構件21b於第1狀態下，上端藉由向上方向移動而連接於基部20，下端連接於支持構件21。另一方面，硬性構件21b於第2狀態下，上端藉由向下方向移動而自與基部20之連接釋放，下端連接於支持構件21。基部20於內部具備在第2狀態下檢測自支持構件21作用於彈性構件21a之力之力檢測部32。另外，關於力檢測部32之具體之構成，只要可檢測作用於彈簧之力，則無特別限定。

圖3係概略性地表示機器人11之控制裝置之構成的功能方塊圖。如圖3所示，控制裝置14具備ROM、RAM等儲存部140，CPU等運算部141，及伺服控制部142。控制裝置14係例如具備微控制器等電腦之機器人控制器。另外，控制裝置14可由進行集中控制之單個控制裝置14所構成，亦可由互相協動進行分散控制之複數個控制裝置14所構成。控制裝置14係以可與力檢測部32通訊之方式連接。

於儲存部140中儲存有作為機器人控制器之基本程式、各種固定資料等資訊。運算部141藉由讀出儲存於儲存部140中之基本程式等軟體並實行，而控制機器人11之各種動作。即，運算部141產生機器人11之控制指令，並將其輸出至伺服控制部142。伺服控制部142係以基於由運算部141產生之控制指令控制與機器人11之各臂13之關節相對應之伺服馬達等致動器之驅動之方式構成。又，控制裝置14亦進行末端效果器18之致動器之驅動控制。由此，控制裝置14進行機器人11整體之動作之控制。

又，運算部141具備偵測裝箱作業中之異常之異常偵測部141a。將藉由力檢測部32於第2狀態下檢測到之資料送出至控制裝置14。異常偵測部141a係以基於藉由力檢測部32檢測到之力判定裝箱作業中是否發生異常之方式構成。異常偵測部141a係運算部141中藉由實行既定之程式而實現之功能區塊。

接著，使用圖式對以上述方式構成之食品裝箱裝置1之動作進行說明。

圖4係表示食品40之配置順序之容器41之俯視圖。如圖4所示，設置於容器41之底部41a之配置區域被分割成8個子區域。對各配置區域標註之編號（1～10）表示食品40之配置順序。於本實施形態中，機器人11之末端效果器18係可以起立狀態保持或釋放4個食品40成組之構成。機器人11係以每4個食品40成組作為一單位，以重複進行將食品40配置於容器41內之既定位置之動作而進行40個食品40之裝箱作業之方式構成（參照圖1）。因此，各配置區域之形狀於俯視下為矩形狀，各配置區域之面積相當於4個食品40之底部之面積。另外，食品40之配置順序等其他資訊早於動作之前，預先儲存於控制裝置14之儲存部140中。控制裝置14係以依照配置順序實行裝箱作業之方式控制臂13之動作。

圖5係用以對機器人11之動作之順序進行說明之流程圖。圖6係用以對機器人11之動作進行說明之圖。於本實施形態中，2條臂13進行同樣之作業，因此以1條臂13之動作為中心進行說明。

首先，控制裝置14係如圖6（A）所示，控制臂13之動作，藉由末端效果器18保持4個食品40，搬送至空容器41之上方之既定高度（圖5之步驟S1）。此時，控制裝置14切換為搬送動作中藉由硬性構件21b支持末端效果器18之一對把持構件22之第1狀態（參照圖2）。

接著，控制裝置14依照配置順序（參照圖4），如圖6（B）所示般，控制臂13之動作，將由末端效果器18保持之4個食品40成組自既定之高度下降至容器41之底部41a（圖5之步驟S2）。此時，控制裝置14切換為下降動作中藉由彈性構件21a支持末端效果器18之一對把持構件22之第2狀態（參照圖2）。

接著，力檢測部32於第2狀態下，檢測自支持構件21作用於彈性構件21a之力（參照圖2），將該檢測資料送出至控制裝置14。控制裝置14接收該檢測資料，異常偵測部141a基於由力檢測部32檢測到之力，判定裝箱作業中是否發生異常（圖5之步驟S3）。如圖6（C）所示，例如若容器41之第1號配置區域不存在任何障礙物，則由末端效果器18保持之食品40之底部接觸至容器41之底部41a。由於力檢測部32中所檢測之力較微弱（例如小於既定之閾值），故而控制裝置14中異常偵測部141a判定於第1配置區域不存在障礙物（即為正常）（圖5之步驟S3中為NO）。

於該情形時，控制裝置14如圖6（D）所示，控制臂13之動作，釋放容器41內之第1配置區域中由末端效果器18保持之食品40（圖5之步驟S4）。然後，重複上述動作直至作業結束（步驟S6）。具體而言，返回至步驟S1，於下一配置區域進行裝箱作業。

接著，對裝箱作業中發生異常之情形時之動作進行說明。圖7係裝箱作業中之發生異常時之容器41之俯視圖。圖8係用以對發生異常時之機器人之動作進行說明之圖。如圖7所示，配置於第3號配置區域之4個食品40成組中位於端部之食品40翻倒，作為障礙物而存在於第4號配置區域。

控制裝置14如圖8（A）所示，控制臂13之動作，藉由末端效果器18保持搬送裝置50上之4個食品40，搬送至配置於作業台52上之空容器41之上方之既定高度（圖5之步驟S1）。此時，控制裝置14切換為搬送動作中藉由硬性構件21b支持末端效果器18之一對把持構件22之第1狀態（參照圖2）。

接著，控制裝置14依照配置順序（參照圖4），如圖8（B）所示，控制臂13之動作，將由末端效果器18保持之4個食品40成組自既定之高度下降至容器41之底部41a（圖5之步驟S2）。此時，控制裝置14切換為下降動作中藉由彈性構件21a支持末端效果器18之一對把持構件22之第2狀態（參照圖2）。

接著，力檢測部32檢測自支持構件21作用於彈性構件21a之力（參照圖2），將該檢測資料送出至控制裝置14。控制裝置14接收該檢測資料，異常偵測部141a基於由力檢測部32檢測到之力，判定裝箱作業中是否發生異常（圖5之步驟S3）。如圖8（C）所示，由於在容器41之第4配置區域中，第3配置區域中翻倒之食品40作為障礙物而存在，故而由末端效果器18保持之食品40之底部位於障礙物之上方，未接觸至容器41之底部41a。於該情形時，由於力檢測部32中所檢測之反作用力較強（例如大於既定之閾值），故而控制裝置14中異常偵測部141a判定於第4配置區域存在障礙物（即，裝箱作業中發生異常）（圖5之步驟S3中為YES）。此時，控制裝置14如圖8（D）所示，使臂13之動作停止（圖5之步驟S5）。周圍之作業者進行容器41內之障礙物之去除作業，其後，可手動再次啟動機器人11之動作。

根據本實施形態，於在容器41內之配置區域存在未預料之障礙物之情形時或應存在於其他位置之食品翻倒之情形時，由於由末端效果器18保持之食品40之底部與障礙物接觸，故而未接觸至容器之底部。藉此，可偵測到食品之裝箱動作中之異常，防止作業效率之降低。

又，於本實施形態中，由於一對把持構件22由具有彈性構件21a之支持構件21所支持，故而即便於由一對把持構件22把持之食品40之底部接觸障礙物之情形時，彈性構件21a（彈簧）會變形，因此不會損傷食品40。

又，於本實施形態中，於搬送動作中一對把持構件22由硬性構件21b所支持，因此可削弱彈性構件21a之彈性力，而以穩定之狀態搬送食品40。另一方面，於下降動作中一對把持構件22由彈性構件21a所支持，因此藉由檢測自支持構件21作用於彈性構件21a之力，可偵測容器41之底部41a之障礙物。

另外，於本實施形態中，以於下降動作中一對把持構件22由彈性構件21a所支持之方式構成，但彈性構件為例如以可於上下方向伸縮之方式構成之汽缸亦可。即便為此種構成，亦可藉由檢測自支持構件21作用於汽缸之力來偵測容器41之底部41a之障礙物。

另外，於本實施形態中，控制裝置14係以於偵測到裝箱作業中發生之異常之情形時停止臂13之動作之方式進行控制（圖5之步驟S5），但以向上空退避之方式控制臂13之動作亦可，暫時退避至上空後停止臂13之動作亦可。

（第2實施形態）以下，對第2實施形態進行說明。本實施形態之食品裝箱裝置1之基本構成與第1實施形態相同。以下，省略與第1實施形態共通之構成之說明，僅對不同之構成進行說明。

第1實施形態之機器人11係將於裝箱作業中偵測異常之異常偵測功能組裝至左右之末端效果器18中，但於本實施形態中，將異常偵測功能組裝至控制裝置之反饋控制迴路中，於該方面不同於第1實施形態。

圖9係表示本實施形態之食品裝箱裝置之構成之圖。如圖9所示，本實施形態之末端效果器18A與第1實施形態之末端效果器18（圖2）相比，於不具備具有彈性構件21a及硬性構件21b之支持構件21之方面不同。

圖10係表示控制裝置之詳細構成之方塊圖。如圖10所示，本實施形態之控制裝置14A與第1實施形態之控制裝置14（圖3）相比，於將異常偵測部154組裝至以根據位置指令反饋控制伺服馬達M之方式構成之控制迴路中之方面不同。異常偵測部154係以於下降動作中基於反饋控制中之偏差量，偵測由末端效果器18A保持之食品40之底部是否接觸至容器41之底部41a之方式構成。

控制裝置14A具備儲存部140、運算部141、及控制部150。控制部150具備位置控制部151、速度控制部152、電流控制部153、異常偵測部154、及增益調整部155。位置控制部151輸出速度指令，上述速度指令對應於來自運算部141之位置指令與由伺服馬達M之位置感測器E檢測到之旋轉位置之偏差。速度控制部152輸出電流指令（轉矩指令），上述電流指令對應於自位置控制部151輸出之速度指令與由位置感測器E檢測到之旋轉位置之微分值（旋轉速度）之偏差。電流控制部153輸出電壓指令，上述電壓指令對應於自速度控制部152輸出之電流指令與由電流檢測器C檢測到之線圈電流之偏差。另外，本實施形態之控制裝置14A係以於反饋控制中使用電流檢測器C檢測電流，並算出與自速度控制部152輸出之電流指令之偏差之方式構成，但不限定於此種構成。

異常偵測部154係以於下降動作中基於反饋控制中之偏差量來偵測由末端效果器18A保持之食品40之底部是否接觸至容器41之底部41a之方式構成。於本實施形態中，異常偵測部154係以基於電流偏差來偵測異常之方式構成，但以監控位置偏差、速度偏差及電流偏差中任一者之變化率來偵測異常亦可。藉此，可將異常偵測功能組裝至反饋控制迴路中，因此與第1實施形態之構成相比，無須設置特別之感測器。

增益調整部155係以依照來自運算部141之指示調整控制迴路增益之方式構成。運算部141於藉由異常偵測部154偵測到異常之情形時，對增益調整部155發出指令。於本實施形態中，增益調整部155依照來自運算部141之指示，於下降動作中以減小控制迴路增益之方式對電流控制部153發出增益調整指令。藉此，於搬送動作中，藉由反饋控制使由末端效果器18保持之食品40準確地移動至容器41上空之既定之高度。另一方面，於下降動作中，減小控制迴路增益，因此偏差量變大，變得容易檢測異常。可提高偵測靈敏度。

另外，機器人11可具備將第1實施形態之異常偵測功能與本實施形態之異常偵測功能組合而成之構成。

（其他實施形態）另外，上述實施形態之食品之裝箱裝置係由水平多關節型之雙臂機器人構成，但採用垂直多關節型之雙臂機器人亦可。

另外，於上述實施形態中，末端效果器18係以可保持或釋放沿既定之方向排列之4個食品40之方式構成，根據容器41之收納容積，食品40之保持數量可不同。例如，可保持1個至3個之食品40，保持5個以上之食品40亦可。又，容器41只要為上表面開口之容器即可。容器41可收納40個食品40，但收納容積並不限於此。

另外，上述實施形態之異常偵測功能係以組裝入末端效果器18或控制裝置14之控制系統中之方式構成，組裝入末端效果器18及控制裝置14之控制系統之兩者中亦可。又，末端效果器18具備以可***至收容於容器41內之鄰接之食品40之間隙的方式構成之平板部，將具備彈性構件21a之異常偵測功能組裝入平板部中亦可。又，除此以外，利用視覺感測器（例如利用攝影機）拍攝作業現場，藉由圖像處理技術非接觸地進行異常判定（翻倒判定）亦可。藉此，異常判定精度提高。

根據上述說明，所屬技術領域中具有通常知識者可明確得知本發明之多種改良或其他實施形態。因此，上述說明應僅作為例示進行解釋，係為了對所屬技術領域中具有通常知識者教示實行本發明之最佳態樣而提供者。可於不脫離本發明之精神之情況下實質變更其構造及/或功能之詳細。 [產業上之可利用性]

本發明作為食品之裝箱裝置有用。

1:食品裝箱裝置 11:機器人 12:基底 13:臂 14:控制裝置 17:腕部 18、18A:末端效果器 20:基部 21:支持構件 21a:彈性構件 21b:硬性構件 22:把持構件 22a:抵接面 23:驅動構件 25:手腕關節 32:力檢測部 40:食品（飯團） 41:容器 41a:底部（容器） 41b:側部（容器） 50:搬送裝置 51:搬送路徑 52:作業台 140:儲存部 141:運算部 141a:異常偵測部 142:伺服控制部 150:控制部 151:位置控制部 152:速度控制部 153:電流控制部 154:異常偵測部 155:增益調整部 C:電流檢測器 M:伺服馬達 S1~S6:步驟

圖1係表示本發明之第1實施形態之食品裝箱裝置之圖。圖2係表示末端效果器（手部）之構成之一例的圖。圖3係表示機器人之控制裝置之構成之一例的方塊圖。圖4係表示食品之配置順序之容器之俯視圖。圖5係表示裝箱作業中之機器人之動作之順序的流程圖。圖6係用以對裝箱作業中之機器人之動作進行說明之圖。圖7係裝箱作業中之發生異常時之容器之俯視圖。圖8係用以對發生異常時之機器人之動作進行說明之圖。圖9係表示本發明之第2實施形態之食品裝箱裝置之構成的圖。圖10係表示控制裝置之構成之一例的方塊圖。

1:食品裝箱裝置

11:機器人

13:臂

17:腕部

18:末端效果器

40:食品(飯團)

41:容器

41a:底部(容器)

41b:側部(容器)

50:搬送裝置

51:搬送路徑

52:作業台

Claims

一種食品裝箱裝置，其係將食品裝入上表面開口之容器中之裝置，其具備：手部，其以可保持或釋放上述食品之方式構成；移動部，其以可移動上述手部之方式構成；控制裝置，其以控制上述手部及上述移動部之動作之方式構成；及異常偵測部，其以於上述手部及上述移動部之動作中偵測異常之方式構成，上述控制裝置以實行將由上述手部保持之食品移動至上述容器上方之既定高度之搬送動作、將由上述手部保持之食品自上述既定之高度下降至上述容器之底部之下降動作、及於上述容器內之既定位置釋放由上述手部保持之食品之釋放動作之方式控制上述手部及上述移動部之動作，並且上述異常偵測部於上述下降動作中偵測保持於上述手部之食品之底部是否接觸至上述容器之底部。
如請求項1所述之食品裝箱裝置，其中上述手部具有以把持上述食品之兩側之方式構成之一對把持構件、及具有可於上下方向伸縮之彈性構件且以支持上述一對把持構件之方式構成之支持構件，上述異常偵測部具有檢測上述下降動作中自上述支持構件作用於上述彈性構件之力之力檢測部，基於由上述力檢測部檢測到之力，偵測由上述一對把持構件保持之食品之底部是否接觸至上述容器之底部。
如請求項2所述之食品裝箱裝置，其中上述支持構件進而具有硬性構件，以可於由上述硬性構件支持上述一對把持構件之第1狀態與由上述彈性構件支持上述一對把持構件之第2狀態之間切換之方式構成，上述支持構件以於上述搬送動作中切換為上述第1狀態，且於上述下降動作中切換為上述第2狀態之方式構成。
如請求項1所述之食品裝箱裝置，其中上述移動部具備機器臂，該機器臂具有1個以上之關節軸、驅動上述關節軸之伺服馬達、及檢測伺服馬達位置之位置感測器，上述控制裝置以根據位置指令反饋控制上述伺服馬達之方式構成，上述異常偵測部於上述下降動作中，基於反饋控制中之偏差量偵測由上述手部保持之食品之底部是否接觸至上述容器之底部。
如請求項4所述之食品裝箱裝置，其中上述控制裝置於上述下降動作中減小控制迴路增益。
一種食品裝箱裝置之動作方法，該食品裝箱裝置具備：手部，其以可保持或釋放食品之方式構成；移動部，其以可移動上述手部之方式構成；控制裝置，其以控制上述手部及上述移動部之動作之方式構成；及異常偵測部，其以於上述手部及上述移動部之動作中偵測異常之方式構成，且藉由上述控制裝置以實行將由上述手部保持之食品移動至上表面開口之容器上方之既定高度之搬送動作、將由上述手部保持之食品自上述既定之高度下降至上述容器之底部之下降動作、及於上述容器內之既定位置釋放由上述手部保持之食品之釋放動作之方式實行上述手部及上述移動部之動作，並且藉由上述異常偵測部，偵測上述下降動作中保持於上述手部之食品之底部是否接觸至上述容器之底部。