WO2017213015A1 - 食品の詰め込み装置 - Google Patents

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WO2017213015A1
WO2017213015A1 PCT/JP2017/020428 JP2017020428W WO2017213015A1 WO 2017213015 A1 WO2017213015 A1 WO 2017213015A1 JP 2017020428 W JP2017020428 W JP 2017020428W WO 2017213015 A1 WO2017213015 A1 WO 2017213015A1
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food
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foods
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support member
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PCT/JP2017/020428
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康彦 橋本
省吾 長谷川
賢二 坂東
圭一 田中
浩 片渕
和範 平田
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川崎重工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a food stuffing device for stuffing food into a tray.
  • Patent Document 1 As an apparatus for stuffing food into a tray, for example, a food container stuffing apparatus shown in Patent Document 1 is known.
  • this food container packing device the food drops from the conveyor to the fixed chute plate.
  • this fixed chute plate food is dropped while changing its direction sequentially by the timing holder and the holding container. And the foodstuff which became the predetermined attitude
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a food stuffing apparatus that can suppress a decrease in work efficiency.
  • a food stuffing device includes a supply unit that supplies food, a grip unit that grips the plurality of foods arranged by the supply unit, and the grip unit.
  • a conveying unit configured to convey a plurality of the foods gripped by a tray onto a tray
  • the gripping unit includes a pair of clamping members that sandwich the plurality of foods from both sides in a direction in which the plurality of foods are arranged.
  • the food can be accommodated in the tray without being deformed by sandwiching the food by the pair of sandwiching members. Therefore, it is possible to prevent an increase in non-conforming products and to suppress a reduction in work efficiency.
  • the pair of clamping members may be configured by plate-like bodies provided in parallel to each other. According to this, since the clamping member has a simple shape, an increase in product cost can be suppressed. Moreover, since the clamping member is thin, food can be accommodated in the tray without widening the gap between the food previously accommodated in the tray.
  • the supply unit may have an adsorption head for adsorbing the food. According to this, even if the food is easily deformed, the food can be supplied by the suction head without being deformed.
  • the grip portion may further include a support member that supports the plurality of foods from a side different from both sides in the direction in which the plurality of foods are arranged. According to this, food can be more reliably gripped by supporting the food with the support member in addition to the holding member.
  • the support member may have a mountain shape in which the support member extends downward. According to this, food can be gripped more reliably by applying the chevron-shaped support member to the upper part of the triangular food.
  • the outer surface of the food has a pair of parallel planes, and a plurality of the foods arranged so that the planes are in contact with each other may be sandwiched between the pair of clamping members.
  • This food stuffing device may be constituted by a robot having a pair of arms each having the grip portion at the tip. According to this, for example, by using a general-purpose robot whose tip can be replaced, food can be stuffed only by replacing the tip.
  • the present invention has the above-described configuration and has an effect of suppressing a reduction in work efficiency.
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing an overall configuration of an example of a robot to which the food stuffing apparatus according to the embodiment is applied.
  • FIG. 2 is a functional block diagram schematically showing the configuration of the control device for the robot shown in FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view schematically showing a state in which food is supplied to the work table by the supply unit.
  • FIG. 4 is a perspective view schematically showing a state where the food is gripped by the gripping portion.
  • FIG. 5 is a perspective view schematically showing a state in which the food is being transported onto the tray by the transport unit.
  • the stuffing device 10 for food 40 is a device for stuffing a plurality of foods 40 into a tray 41.
  • the case where the foodstuff 40 stuffing device 10 according to the present invention is configured by the robot 11 shown in FIG. 1 will be described.
  • the stuffing device 10 for the food 40 is not limited to the case where it is configured by the robot 11.
  • the food 40 is a food product having a certain shape, and examples thereof include a rice ball and a sandwich.
  • the robot 11 is housed in a carriage 12, a pair of robot arms (hereinafter sometimes simply referred to as “arms”) 13 and 13 supported by the carriage 12, and the carriage 12. And a control device 14.
  • Each arm 13 is a horizontal articulated robot arm, and includes an arm unit 15, a wrist unit 17, and hand units 18 and 19.
  • the arm unit 15 and the wrist unit 17 function as a transport unit that transports the plurality of foods 40 onto the tray 41.
  • the left arm 13 and the right arm 13 may have substantially the same structure except for the hand portions 18 and 19. Further, the left arm 13 and the right arm 13 can operate independently or operate in association with each other.
  • the arm portion 15 is composed of a first link 15a and a second link 15b.
  • the first link 15 a is connected to a base shaft 16 fixed to the upper surface of the carriage 12 by a rotary joint J ⁇ b> 1 and is rotatable around a rotation axis L ⁇ b> 1 passing through the axis of the base shaft 16.
  • the second link 15b is connected to the distal end of the first link 15a by the rotary joint J2, and is rotatable around the rotation axis L2 defined at the distal end of the first link 15a.
  • the list unit 17 includes an elevating unit 17a and a rotating unit 17b.
  • the raising / lowering part 17a is connected with the front-end
  • the rotating part 17b is connected to the lower end of the elevating part 17a by the rotary joint J4, and can be rotated around the rotation axis L3 defined at the lower end of the elevating part 17a.
  • the right hand unit 18 and the left hand unit 19 are connected to the rotating unit 17 b of the wrist unit 17, and include a supply unit 20 that supplies the food 40 and a grip unit 30 that grips the food 40.
  • the supply unit 20 has a suction head 23.
  • the supply unit 20 and the grip unit 30 are provided at the tip of the arm 13. Details of the right hand unit 18 and the left hand unit 19 will be described later.
  • the suction head 23 is connected to a vacuum generator 25 through a pipe 24, and a negative pressure is generated by the vacuum generator 25.
  • the vacuum generator 25 is, for example, a vacuum pump or CONVUM (registered trademark), and is provided on the carriage 12 or the arm 13.
  • the pipe 24 is provided with, for example, an on-off valve (not shown), and suction and release by the suction head 23 are performed by opening and closing the pipe 24 with the on-off valve.
  • the operation of the vacuum generator 25 and the opening / closing of the on-off valve are controlled by the control device 14.
  • Each arm 13 having the above configuration has each joint J1 to J4.
  • the arm 13 is provided with a drive servomotor (not shown) and an encoder (not shown) for detecting the rotation angle of the servomotor so as to be associated with each joint J1 to J4. It has been.
  • the rotation axes L1 of the first links 15a and 15a of the two arms 13 and 13 are on the same straight line, and the first link 15a of one arm 13 and the first link 15a of the other arm 13 are up and down. It is arranged with a height difference.
  • the control device 14 includes a calculation unit 14a such as a CPU, a storage unit 14b such as a ROM and a RAM, and a servo control unit 14c.
  • the control device 14 is a robot controller including a computer such as a microcontroller.
  • the control device 14 may be configured by a single control device 14 that performs centralized control, or may be configured by a plurality of control devices 14 that perform distributed control in cooperation with each other.
  • the storage unit 14b stores information such as a basic program as a robot controller and various fixed data.
  • the calculation unit 14a controls various operations of the robot 11 by reading and executing software such as a basic program stored in the storage unit 14b. That is, the arithmetic unit 14a generates a control command for the robot 11 and outputs it to the servo control unit 14c.
  • the servo control unit 14c is configured to control the driving of the servo motors corresponding to the joints J1 to J4 of each arm 13 of the robot 11 based on the control command generated by the calculation unit 14a.
  • Each hand unit 18, 19 includes a supply unit 20 and a gripping unit 30.
  • the relative position between the supply unit 20 and the gripping unit 30 is changed in the left-right direction or the front-rear direction by the rotation of the wrist unit 17.
  • the supply unit 20 includes a pedestal 21, a rotating member 22, and a suction head 23.
  • One or a plurality of (two in this embodiment) suction heads 23 are provided in the supply unit 20.
  • the pedestal 21 has an inclined surface 21a extending downward from the wrist portion 17 and inclined with respect to the extending direction.
  • the inclined surface 21a faces downward with respect to the front-rear direction or the left-right direction.
  • the rotating member 22 is rotatably attached to the inclined surface 21a of the pedestal 21.
  • the rotating member 22 rotates about an axis perpendicular to the inclined surface 21a.
  • the suction head 23 is attached to the rotating member 22.
  • the suction head 23 is a suction pad formed of an elastic material such as rubber, and has a cap shape that opens in a direction away from the rotating member 22.
  • the two suction heads 23 are arranged so that there is no step at the opening edge.
  • Rotating the rotating member 22 changes the direction of the opening of the suction head 23 downward and laterally (left and right direction).
  • the suction head 23 of the left hand unit 19 faces downward
  • the suction head 23 of the right hand unit 18 faces left.
  • the grip portion 30 includes a clamping member 31 and a support member 32.
  • the clamping member 31 has, for example, a rectangular plate shape and extends downward.
  • One main surface (opposing surface) of the clamping member 31 is a direction away from the supply unit 20 and faces the side opposite to the side where the opening of the suction head 23 faces.
  • the opening of the suction head 23 faces the left side, while the facing surface of the clamping member 31 faces the right side.
  • a pair of clamping members 31 is constituted by the clamping member 31 of the right hand unit 18 and the clamping member 31 of the left hand unit 19.
  • the opposing surface of the clamping member 31 of the right hand part 18 and the opposing surface of the clamping member 31 of the left hand part 19 can be provided in parallel to face each other.
  • the facing surface of the right hand portion 18 faces the left side
  • the facing surface of the left hand portion 19 faces the right side
  • the pair of facing surfaces face each other.
  • the support member 32 is arranged perpendicular to the facing surface on the facing surface side of the clamping member 31.
  • the support member 32 may have any shape that can support portions other than both sides of the plurality of foods 40 arranged (for example, the upper part of the food 40).
  • the support member 32 is formed in a mountain shape (inverted V shape) extending downward. This may be formed by connecting each one end of two plate-like bodies, or may be formed by bending one plate-like body.
  • the dimension of the support member 32 should just be the dimension in alignment with the one or several foodstuff 40 of the foodstuff 40 arranged. However, the support member 32 can support the food 40 more stably as long as the support member 32 extends to the plurality of foods 40.
  • the outer surface of the food 40 has three rectangular planes and two triangular planes. The two triangular planes are provided in parallel to each other.
  • a work table 42 and a belt conveyor 43 are disposed in front of the robot 11, and a tray 41 is disposed on the side of the robot 11 (left side in this embodiment).
  • the work table 42 is a table for temporarily placing the food 40 and is disposed between the robot 11 and the belt conveyor 43.
  • the belt conveyor 43 is a device for transferring the food 40 to the front of the robot 11.
  • the triangular plane of the food 40 has a larger area than the quadrangular plane, the food 40 is conveyed in the left-right direction by the belt conveyor 43 with the triangular plane directed in the vertical direction.
  • the tray 41 is a container for holding the food 40 for shipping, for example, and opens upward.
  • the robot 11 is directed to the triangular plane of the food 40 on the belt conveyor 43 with the opening of the suction head 23 of the right hand unit 18 or the left hand unit 19 facing downward.
  • the vacuum generator 25 (FIG. 1) is operated, and the pipe 24 (FIG. 1) is opened by the on-off valve.
  • the food 40 is adsorbed by the adsorption head 23.
  • the suction head 23 is moved onto the work table 42 by the arm unit 15, and the food 40 is carried to the upper side of the work table 42. Further, the rotating member 22 is rotated to direct the opening of the suction head 23 from the lower side to the side. At this time, the opening of the suction head 23 of one hand part 18, 19 of the right hand part 18 and the left hand part 19 is directed to the other hand part 18, 19 side. For example, in the case of FIG. 3, the opening of the suction head 23 of the right hand unit 18 is directed to the left side. Thereby, the attitude
  • the suction head 23 is lowered by the wrist unit 17 and the pipe 24 (FIG. 1) is closed by the on-off valve. Thereby, the suction of the suction head 23 to the food 40 is released, and the food 40 is placed on the work table 42.
  • the food 40 is arranged on the left side or the right side with respect to the existing food 40.
  • the plurality of foods 40 are arranged so that the triangular planes of the foods 40 are in contact with each other.
  • the food 40 is supplied to the work table 42 through a series of operations from the adsorption to the release of the food 40.
  • This series of supply operations may be performed by the right hand unit 18 and the left hand unit 19 or may be performed by only one side. Since the right hand unit 18 and the left hand unit 19 are alternately performed, the work process time can be shortened.
  • a series of supply operations are repeated, and a predetermined number (six in this embodiment) of foods 40 are arranged.
  • the wrist unit 17 is rotated so that the facing surface of the left hand unit 19 and the facing surface of the right hand unit 18 face each other.
  • the grip portion 30 is disposed by the arm portion 15 outside both sides of the plurality of foods 40 arranged side by side.
  • the right hand part 18 and the left hand part 19 are lowered by the wrist part 17, and the support member 32 hits the upper part of the food 40.
  • the left hand unit 19 is moved to the right side by the arm unit 15 so that the distance between the facing surface of the left hand unit 19 and the facing surface of the right hand unit 18 is narrowed, and the right hand unit 18 is moved to the right side by the arm unit 15. Move. Accordingly, the plurality of foods 40 are sandwiched and sandwiched between the sandwiching portion of the left hand unit 19 and the sandwiching unit of the right hand unit 18. Therefore, the right hand unit 18 and the left hand unit 19 are raised by the wrist unit 17. At this time, by setting the right hand portion 18 and the left hand portion 19 to the same height, the plurality of foods 40 arranged so that the triangular planes are in contact with each other are lifted from the work table 42.
  • the pair of arms 13 and 13 are rotated with respect to the carriage 12 to turn the right hand portion 18 and the left hand portion 19.
  • the food 40 sandwiched between the grip portions 30 of the right hand portion 18 and the left hand portion 19 is carried to the upper side of the tray 41.
  • the right hand part 18 and the left hand part 19 are lowered by the wrist part 17 and the food 40 is placed on the tray 41.
  • the right hand portion 18 and the left hand portion 19 are moved so that the distance between the facing surface of the left hand portion 19 and the facing surface of the right hand portion 18 is increased, the food 40 is accommodated in the tray 41.
  • the arm unit 15 and the wrist unit 17 function as a transport unit that transports the plurality of foods 40 gripped by the grips 30 onto the tray 41.
  • the grip portion 30 has the pair of clamping members 31 that sandwich the plurality of foods 40 from both sides in the direction in which the plurality of foods 40 are arranged. Even for food 40 that is easily deformed, such as rice balls and sandwiches, the food 40 can be accommodated in the tray 41 without being deformed by sandwiching and transporting the food 40 by the sandwiching member 31. Therefore, an increase in nonconforming products can be prevented and a reduction in work efficiency can be suppressed.
  • the pair of clamping members 31 are respectively constituted by plate-like bodies provided in parallel to each other.
  • the clamping member 31 has a simple shape, the product cost can be suppressed.
  • the clamping member 31 is thin, the food 40 can be accommodated in the tray 41 by closing the space between the food 40 previously accommodated in the tray 41.
  • the supply unit 20 has an adsorption head 23 that adsorbs the food 40.
  • the suction head 23 sucks the food 40 and supplies it to the work table 42 or the like. For this reason, even if it is the food 40 which is easy to deform
  • the grip portion 30 further includes a support member 32 that supports the plurality of foods 40 from a side different from both sides in the direction in which the plurality of foods 40 are arranged.
  • a support member 32 that supports the plurality of foods 40 from a side different from both sides in the direction in which the plurality of foods 40 are arranged.
  • the support member 32 has a mountain shape that extends downward.
  • the food 40 can be supported from more directions by placing the chevron-shaped support member 32 on the top of the food 40 such as a triangular rice ball and sandwich. Therefore, the food 40 can be gripped more reliably and the deformation of the food 40 can be prevented.
  • the outer surface of the food 40 has a pair of parallel triangular planes, and a plurality of foods 40 are arranged so that the triangular planes are in contact with each other and lifted by the pair of clamping members 31.
  • grip the food 40 while being able to hold
  • the food stuffing device is constituted by a robot 11 having a pair of arms 13 each having a grip portion 30 at the tip.
  • each of the supply unit 20 and the gripping unit 30 may be detachably mounted on the wrist unit 17 via a mounting unit (not shown).
  • the supply unit 20 is attached to the wrist part 17 by the attachment part and provided at the tip of the arm 13, and the grip part 30 is attached to the wrist part 17 by the attachment part and provided at the tip of the arm 13.
  • the general-purpose robot 11 whose tip can be replaced, food can be stuffed only by replacing the tip.
  • the suction head 23 is used for the supply part 20, if the foodstuff 40 can be supplied to the work table 42 etc., it will not be limited to this.
  • the supply unit 20 may be an L-shaped plate member.
  • the food 40 may be scooped up by an L-shaped plate member and supplied to the work table 42 or the like.
  • a mountain-shaped plate member is used for the support member 32, but the support member 32 is not limited to this as long as it is a shape that can support the food 40.
  • the support member 32 may be a flat plate member.
  • the upper surface of the rectangular parallelepiped food 40 may be supported by the support member 32
  • the side surface of the rectangular parallelepiped food 40 may be supported by the support member 32
  • the lower surface of the food 40 may be supported by the support member 32.
  • the support member 32 is not provided below the food 40. In this case, when the food 40 is separated from the grip portion 30, it is not necessary to widen the distance between the pair of sandwiching members 31, and the food 40 can be closely packed and accommodated in the tray 41.
  • the anti-slip member 33 may be further provided on the opposing surface of the clamping member 31.
  • the anti-slip member 33 is a member that increases the coefficient of friction between the opposing surface of the holding member 31 and the food 40, and is formed of an elastic material such as rubber, for example.
  • the anti-slip member 33 has, for example, a thin sheet shape.
  • a sensor (not shown) for detecting the presence or absence of the food 40 conveyed to the belt conveyor 43 may be further provided.
  • the sensor is provided in front of the robot 11 and detects the presence of the food 40 carried in front of the robot 11 by the belt conveyor 43.
  • the control device 14 of the robot 11 receives the detection signal from the sensor and causes the food head 40 to adsorb the food 40.
  • a camera (not shown) for detecting the direction of the food 40 conveyed to the belt conveyor 43 may be further provided.
  • the camera is provided above the belt conveyor 43, and photographs the food 40 that is carried by the belt conveyor 43 in front of the robot 11.
  • the control device 14 of the robot 11 detects the direction of the food 40 from the image of the food 40 taken by the camera. Then, the supply unit 20 is rotated by the wrist unit 17 based on the direction of the food 40, and the posture of the food 40 is changed so that the rectangular plane of the food 40 faces down.
  • the chevron-shaped support member 32 is used.
  • the support member 32 is formed of two plate-like bodies, and the interval between the two plate-like bodies may be adjustable.
  • an actuator such as a cylinder is attached to one or both of the two plate-like bodies, and one or both of the two plate-like bodies are moved by the actuator.
  • the food 40 is gripped by narrowing the distance between the pair of sandwiching members 31 and narrowing the distance between the two plate-like bodies. Thereby, the food 40 can be more reliably gripped.
  • an adsorption port may be provided on the contact surface of the support member 32 that contacts the food 40.
  • a vacuum generator (not shown) is connected to the suction port via a pipe (not shown), and an open / close valve is provided on the pipe.
  • the operation of the vacuum generator and the opening / closing of the on-off valve are controlled by the control device 14. For example, while narrowing the space
  • the vacuum generator connected to the suction port may also be used as the vacuum generator 25 connected to the suction head 23.
  • the suction port and the vacuum generation device may be provided in the stuffing device 10 together with an actuator that adjusts the distance between the two plate-like bodies in the support member 32. Thereby, the food 40 can be more stably gripped by the grip portion 30.
  • the present invention is useful as a food stuffing device or the like that can suppress a decrease in work efficiency.

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Abstract

食品(40)の詰め込み装置(10)は、食品(40)を供給する供給部(20)と、前記供給部(20)により並べられた複数の前記食品(40)を把持する把持部(30)と、前記把持部(30)により把持された複数の前記食品(40)をトレイ(41)上に搬送する搬送部と、を備え、前記把持部(30)は、複数の前記食品(40)が並べられた方向において複数の前記食品(40)をその両側から挟む一対の挟持部材(31)を有している。

Description

食品の詰め込み装置
　本発明は、食品をトレイに詰め込む食品の詰め込み装置に関する。
　従来、食品をトレイに詰め込む装置として、たとえば、特許文献１に示す食品のコンテナ詰め装置が知られている。この食品のコンテナ詰め装置では、食品は搬送コンベアから固定シュート板に落下する。この固定シュート板においてタイミングホルダおよび保持容器により食品は順次向きを変えながら落下していく。そして、所定の姿勢になった食品が固定シュート板から搬送部に落下し、搬送部により搬送されるコンテナに重ね入れられていく。
特開平６－２４４０８号公報
　特許文献１の食品のコンテナ詰め装置では、食品をタイミングホルダ、保持容器およびコンテナに順次落下させている。この食品のコンテナ詰め装置で、おにぎりおよびサンドイッチなどの食品をコンテナに詰め込むことが考えられる。このような食品は変形し易く、外力により一度変形すると、外力を除いても元の形には戻らない。よって、食品が落下した際に食品が外力を受けて変形すると、食品の変形により商品価値が損なわれる。この結果、不適合品の割合が増え、作業効率が低下してしまうおそれがある。
　本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、作業効率の低下を抑制することができる食品の詰め込み装置を提供することを目的としている。
　上記目的を達成するために、本発明のある形態に係る食品の詰め込み装置は、食品を供給する供給部と、前記供給部により並べられた複数の前記食品を把持する把持部と、前記把持部により把持された複数の前記食品をトレイ上に搬送する搬送部と、を備え、前記把持部は、複数の前記食品が並べられた方向において複数の前記食品をその両側から挟む一対の挟持部材を有している。
　これによれば、変形し易い食品であっても、一対の挟持部材により食品を挟持することにより、変形することなく食品をトレイに収容することができる。よって、不適合品の増加を防ぎ、作業効率が低下することを抑制することができる。
　この食品の詰め込み装置は、一対の前記挟持部材は、互いに平行に設けられた板状体によりそれぞれ構成されていてもよい。これによれば、挟持部材は簡単な形状であるため、製品コストの増大を抑えることができる。また、挟持部材は薄いため、先にトレイに収容した食品との間隔を広くとることなく、食品をトレイに収容することができる。
　この食品の詰め込み装置は、前記供給部は、前記食品を吸着する吸着ヘッドを有していてもよい。これによれば、変形し易い食品であっても、変形することなく食品を吸着ヘッドにより供給することができる。
　この食品の詰め込み装置は、前記把持部は、複数の前記食品が並べられた方向の両側とは異なる側から複数の前記食品を支える支持部材をさらに有していてもよい。これによれば、挟持部材に加えて支持部材により食品を支えることにより、より確実に食品を把持することができる。
　この食品の詰め込み装置は、前記支持部材は、前記支持部材は下方に拡がる山型形状を有していてもよい。これによれば、三角形状の食品の上部に山型形状の支持部材を当てることにより、より確実に食品を把持することができる。
　この食品の詰め込み装置は、前記食品の外表面は平行な一対の平面を有しており、その平面どうしが接するように並べられた複数の前記食品を一対の前記挟持部材により挟んでもよい。これにより、食品を安定的に把持することができると共に、トレイにおける食品の収納率を向上させ、作業効率の向上が図られる。
　この食品の詰め込み装置は、前記把持部を先端にそれぞれ有する一対のアームを備えたロボットにより構成されていてもよい。これによれば、たとえば、先端を取替可能な汎用ロボットを使用することにより、先端を取り替えるだけで、食品の詰め込み作業が可能となる。
　本発明は、以上に説明した構成を有し、作業効率の低下を抑制することができるという効果を奏する。
図１は、実施形態に係る食品の詰め込み装置を適用したロボットの一例の全体的な構成を概略的に示す平面図である。 図２は、図１のロボットの制御装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。 図３は、供給部により食品を作業台に供給している状態を概略的に示す斜視図である。 図４は、把持部により食品を把持している状態を概略的に示す斜視図である。 図５は、搬送部により食品をトレイ上に搬送している状態を概略的に示す斜視図である。
　以下、好ましい実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図面を通じて同一または相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。また、図面は理解しやすくするために、それぞれの構成要素を模式的に示したものである。さらに、一対のアームを広げた方向を左右方向と称し、基軸の軸心に平行な方向を上下方向と称し、左右方向および上下方向に直交する方向を前後方向と称する。
　（実施形態）
　本実施形態に係る食品４０の詰め込み装置１０は、複数の食品４０をトレイ４１に詰め込む装置である。図１に示すロボット１１により本発明に係る食品４０の詰め込み装置１０を構成した場合について説明する。ただし、食品４０の詰め込み装置１０はロボット１１により構成される場合に限定されない。なお、このロボット１１について、水平多関節型の双腕ロボットを説明するが、水平多関節型・垂直多関節型などのロボット１１を採用することができる。また、食品４０は、一定の形状を有する食料品であって、たとえば、おにぎりおよびサンドイッチが例示される。
　ロボット１１は、図１に示すように、台車１２と、台車１２に支持された一対のロボットアーム（以下、単に「アーム」と記載する場合がある）１３、１３と、台車１２内に収納された制御装置１４とを備えている。各アーム１３は、水平多関節型ロボットアームであって、アーム部１５とリスト部１７とハンド部１８、１９とを備えている。アーム部１５およびリスト部１７は、複数の食品４０をトレイ４１上に搬送する搬送部として機能する。なお、左のアーム１３および右のアーム１３は、ハンド部１８、１９を除いて実質的に同じ構造であってもよい。また、左のアーム１３および右のアーム１３は、独立して動作したり、互いに関連して動作したりすることができる。
　アーム部１５は、本例では、第１リンク１５ａおよび第２リンク１５ｂとで構成されている。第１リンク１５ａは、台車１２の上面に固定された基軸１６と回転関節Ｊ１により連結され、基軸１６の軸心を通る回転軸線Ｌ１まわりに回動可能である。第２リンク１５ｂは、第１リンク１５ａの先端と回転関節Ｊ２により連結され、第１リンク１５ａの先端に規定された回転軸線Ｌ２まわりに回動可能である。
　リスト部１７は、昇降部１７ａおよび回動部１７ｂにより構成されている。昇降部１７ａは、第２リンク１５ｂの先端と直動関節Ｊ３により連結され、第２リンク１５ｂに対し昇降移動可能である。回動部１７ｂは、昇降部１７ａの下端と回転関節Ｊ４により連結され、昇降部１７ａの下端に規定された回転軸線Ｌ３まわりに回動可能である。
　右ハンド部１８および左ハンド部１９は、リスト部１７の回動部１７ｂに連結されており、食品４０を供給する供給部２０、および、食品４０を把持する把持部３０により構成されている。供給部２０は吸着ヘッド２３を有している。供給部２０および把持部３０はアーム１３の先端に設けられている。なお、右ハンド部１８および左ハンド部１９の詳細については後述する。
　吸着ヘッド２３は、配管２４を介して真空発生装置２５に接続されており、真空発生装置２５により負圧を発生させられる。真空発生装置２５は、たとえば、真空ポンプやＣＯＮＶＵＭ（登録商標）などであり、台車１２やアーム１３に設けられている。配管２４には、たとえば、開閉弁（図示せず）が設けられており、開閉弁により配管２４を開放および閉塞することによって、吸着ヘッド２３による吸着およびその解除が行われる。この真空発生装置２５の動作および開閉弁の開閉は制御装置１４により制御される。
　上記構成の各アーム１３は、各関節Ｊ１～Ｊ４を有する。そして、アーム１３には、各関節Ｊ１～Ｊ４に対応付けられるように、駆動用のサーボモータ（図示せず）、および、そのサーボモータの回転角を検出するエンコーダ（図示せず）等が設けられている。また、２本のアーム１３、１３の第１リンク１５ａ、１５ａの回転軸線Ｌ１は同一直線上にあり、一方のアーム１３の第１リンク１５ａと他方のアーム１３の第１リンク１５ａとは上下に高低差を設けて配置されている。
　制御装置１４は、図２に示すように、ＣＰＵ等の演算部１４ａと、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部１４ｂと、サーボ制御部１４ｃと、を備える。制御装置１４は、例えばマイクロコントローラ等のコンピュータを備えたロボットコントローラである。なお、制御装置１４は、集中制御する単独の制御装置１４によって構成されていてもよいし、互いに協働して分散制御する複数の制御装置１４によって構成されていてもよい。
　記憶部１４ｂには、ロボットコントローラとしての基本プログラム、各種固定データ等の情報が記憶されている。演算部１４ａは、記憶部１４ｂに記憶された基本プログラム等のソフトウェアを読み出して実行することにより、ロボット１１の各種動作を制御する。すなわち、演算部１４ａは、ロボット１１の制御指令を生成し、これをサーボ制御部１４ｃに出力する。サーボ制御部１４ｃは、演算部１４ａにより生成された制御指令に基づいて、ロボット１１の各アーム１３の関節Ｊ１～Ｊ４に対応するサーボモータの駆動を制御するように構成されている。
　次に、右ハンド部１８および左ハンド部１９について、図３を参照して説明する。各ハンド部１８、１９は、供給部２０および把持部３０を備えている。供給部２０と把持部３０との相対位置は、リスト部１７の回動により左右方向または前後方向に変えられる。
　供給部２０は、台座２１、回転部材２２および吸着ヘッド２３を有している。１つまたは複数（この実施形態では、２つ）の吸着ヘッド２３が供給部２０に設けられている。
　台座２１は、リスト部１７から下方に延び、この延びる方向に対して傾斜する傾斜面２１ａを有している。傾斜面２１ａは、前後方向または左右方向に対して下方に向く。回転部材２２は、台座２１の傾斜面２１ａに対して回転可能に取り付けられている。回転部材２２は、傾斜面２１ａに対して垂直な軸に対して回転する。吸着ヘッド２３は、回転部材２２に取り付けられている。吸着ヘッド２３は、ゴムなどの弾性材料で形成された吸着パッドであり、回転部材２２から離れる方向に開口するキャップ形状を有している。２つの吸着ヘッド２３は、その開口縁に段差がないように配置されている。
　回転部材２２が回転することにより、吸着ヘッド２３の開口は下方および側方（左右方向）に向きを変える。たとえば、図３の場合には、左ハンド部１９の吸着ヘッド２３は下方を向き、右ハンド部１８の吸着ヘッド２３は左側を向いている。
　把持部３０は、挟持部材３１および支持部材３２を有している。挟持部材３１は、たとえば、矩形の板形状であって、下方に延びる。挟持部材３１の一方主面（対向面）は、供給部２０から離れる方向であって、吸着ヘッド２３の開口が向く側方に対し反対側の側方を向く。たとえば、図３の右ハンド部１８の場合、吸着ヘッド２３の開口が左側を向くのに対し、挟持部材３１の対向面は右側を向く。
　右ハンド部１８の挟持部材３１と左ハンド部１９の挟持部材３１により一対の挟持部材３１が構成される。リスト部１７の回動によって、右ハンド部１８の挟持部材３１の対向面と左ハンド部１９の挟持部材３１の対向面とは、互いに平行に設けられて対向することが可能である。たとえば、図４の場合には、右ハンド部１８の対向面が左側を向き、左ハンド部１９の対向面が右側を向いて、一対の対向面は相対する。
　支持部材３２は、挟持部材３１の対向面側において、対向面に対して垂直に配置される。支持部材３２は、並べられた複数の食品４０の両側以外の部分（たとえば、食品４０の上部）を支持することができる形状であればよい。この実施形態では、食品４０に三角形状のおにぎりが用いられているため、支持部材３２は下方に拡がる山型形状（逆Ｖ字形状）に形成される。これは、２枚の板状体の各一端が接続されて形成されてもよいし、１枚の板状体が折り曲げられて形成されてもよい。また、支持部材３２の寸法は、並べられた食品４０の１つまたは複数の食品４０に沿う寸法であればよい。ただし、複数の食品４０に支持部材３２が亘る寸法であれば、支持部材３２は食品４０をより安定的に支持することができる。
　次に、上記構成のロボット１１による食品４０をトレイ４１に詰め込む方法について図３～図５を参照して説明する。この方法は制御装置１４により制御されている。なお、ここでは、三角形状のおにぎりの詰め込み方法について説明するが、他の食品４０でも詰め込み方法が同じであるため、その説明は省略する。また、食品４０の外表面は、３つの四角形状平面、および、２つの三角形状平面を有している。２つの三角形状平面は互いに平行に設けられている。
　図３に示すように、ロボット１１の前には、作業台４２およびベルトコンベア４３が配置され、ロボット１１の側方（この実施形態では、左側）にはトレイ４１が配置されている。作業台４２は食品４０を仮置きするための台であり、ロボット１１とベルトコンベア４３との間に配置されている。ベルトコンベア４３は、食品４０をロボット１１の前まで移送するための装置である。この実施形態では、食品４０の三角形状平面は四角形状平面より面積が大きいため、食品４０は三角形状平面を上下方向に向けてベルトコンベア４３により左右方向に運ばれる。トレイ４１は、たとえば、出荷するために食品４０を保持するための容器であり、上方に開口している。
　まず、ロボット１１は、右ハンド部１８または左ハンド部１９の吸着ヘッド２３の開口を下方に向けて、ベルトコンベア４３上の食品４０の三角形状平面に宛がう。このとき、真空発生装置２５（図１）を動作させておき、開閉弁により配管２４（図１）を開放しておく。これにより、食品４０は吸着ヘッド２３により吸着される。
　続いて、アーム部１５により吸着ヘッド２３を作業台４２上に移動させ、食品４０を作業台４２の上側に運ぶ。また、回転部材２２を回転させて、吸着ヘッド２３の開口を下方から側方へ向ける。このとき、右ハンド部１８および左ハンド部１９の一方のハンド部１８、１９の吸着ヘッド２３の開口は他方のハンド部１８、１９側に向けられる。たとえば、図３の場合には、右ハンド部１８の吸着ヘッド２３の開口は左側に向けられている。これにより、食品４０は、四角形状平面が下になるように、姿勢が変えられる。
　そして、リスト部１７により吸着ヘッド２３を下降させて、開閉弁により配管２４（図１）を閉じる。これにより、食品４０に対する吸着ヘッド２３の吸着が解除されて、食品４０が作業台４２に載置される。この際、食品４０が作業台４２に既に置かれている場合、この既存の食品４０に対して左側または右側に並べられる。この際、食品４０の三角形状平面どうしが接するように複数の食品４０が並べられる。
　このような食品４０の吸着から解除までの一連の作業により、食品４０が作業台４２に供給される。この一連の供給作業は、右ハンド部１８および左ハンド部１９で行われてもよいし、一方だけで行われてもよい。右ハンド部１８および左ハンド部１９が交互に行われることにより、作業工程時間を短縮化することができる。
　図４に示すように、一連の供給作業が繰り返され、所定数（この実施形態では、６個）の食品４０が並べられる。続いて、左ハンド部１９の対向面と右ハンド部１８の対向面とが相対するように、リスト部１７を回動する。また、並んだ複数の食品４０の両側より外側に把持部３０をアーム部１５により配置する。右ハンド部１８および左ハンド部１９をリスト部１７により下げて、支持部材３２が食品４０の上部に当てる。それから、左ハンド部１９の対向面と右ハンド部１８の対向面との間隔が狭まるように、左ハンド部１９をアーム部１５により右側へ移動させ、右ハンド部１８をアーム部１５により右側へ移動させる。これにより、複数の食品４０は左ハンド部１９の挟持部と右ハンド部１８の挟持部との間に挟まれて挟持される。このため、右ハンド部１８および左ハンド部１９をリスト部１７により上げる。この際、右ハンド部１８および左ハンド部１９を同じ高さにすることにより、三角形状平面どうしが接するように並べられた複数の食品４０が作業台４２から持ち上げられる。
　図５に示すように、一対のアーム１３、１３を台車１２に対して回動して、右ハンド部１８および左ハンド部１９を旋回させる。これにより、右ハンド部１８および左ハンド部１９の各把持部３０により挟持された食品４０がトレイ４１の上側に運ばれる。
　そして、右ハンド部１８および左ハンド部１９をリスト部１７により下降させて、食品４０をトレイ４１上に置く。左ハンド部１９の対向面と右ハンド部１８の対向面との間隔が拡がるように、右ハンド部１８および左ハンド部１９を移動させると、食品４０がトレイ４１に収容される。なお、このように、アーム部１５およびリスト部１７は、各把持部３０により把持された複数の食品４０をトレイ４１上に搬送する搬送部として機能する。
　上記構成によれば、把持部３０は、複数の食品４０が並べられた方向において複数の食品４０をその両側から挟む一対の挟持部材３１を有している。おにぎりおよびサンドイッチのような変形し易い食品４０であっても、食品４０を挟持部材３１により挟持して搬送することにより、変形することなく食品４０をトレイ４１に収容することができる。よって、不適合品の増加を防ぎ、作業効率の低下を抑制することができる。
　また、一対の挟持部材３１は、互いに平行に設けられた板状体によりそれぞれ構成されている。このように、挟持部材３１は簡単な形状であるため、製品コストを抑えることができる。さらに、挟持部材３１は薄いため、先にトレイ４１に収容した食品４０との間隔を詰めて、食品４０をトレイ４１に収容することができる。
　さらに、供給部２０は、食品４０を吸着する吸着ヘッド２３を有している。この吸着ヘッド２３により食品４０を吸着して作業台４２などに供給する。このため、変形し易い食品４０であっても、変形することなく食品４０を供給することができる。
　また、把持部３０は、複数の食品４０が並べられた方向の両側とは異なる側から複数の食品４０を支える支持部材３２をさらに有している。挟持部材３１に加えて支持部材３２により食品４０を支えることにより、より確実に食品４０を把持することができる。これにより、食品４０の落下などを防ぎ、食品４０の変形を防止することができる。
　さらに、支持部材３２は、下方に拡がる山型形状を有している。たとえば、三角形状のおにぎりおよびサンドイッチなどの食品４０の上部に山型形状の支持部材３２を当てることにより、より多くの方向から食品４０を支えることができる。よって、より確実に食品４０を把持し、食品４０の変形を防止することができる。
　または、食品４０の外表面は平行な一対の三角形状平面を有しており、その三角形状平面どうしが接するように複数の食品４０が並べられて一対の挟持部材３１により持ち上げられる。これにより、食品４０を安定的に把持することができると共に、トレイ４１における食品４０の収納率を向上させ、作業効率の向上が図られる。
　さらに、食品の詰め込み装置は、把持部３０を先端にそれぞれ有する一対のアーム１３を備えたロボット１１により構成されている。たとえば、供給部２０および把持部３０のそれぞれが装着部（図示せず）を介してリスト部１７に脱着可能に装着されていてもよい。供給部２０が装着部によりリスト部１７に装着されてアーム１３もの先端に設けられ、把持部３０が装着部によりリスト部１７に装着されてアーム１３の先端に設けられる。これによれば、たとえば、先端を取替可能な汎用ロボット１１を使用することにより、先端を取り替えるだけで、食品の詰め込み作業が可能となる。
　（その他の実施形態）
　上記実施形態において、供給部２０に吸着ヘッド２３が用いられているが、食品４０を作業台４２などに供給できるものであれば、これに限定されない。たとえば、供給部２０はＬ字形状の板部材であってもよい。この場合、Ｌ字形状の板部材で食品４０をすくい上げて作業台４２などに供給してもよい。
　上記実施形態において、支持部材３２に山型形状の板部材を用いたが、支持部材３２は食品４０を支えられる形状であれば、これに限定されない。たとえば、支持部材３２は平らな板部材であってもよい。この場合、支持部材３２で直方体形状の食品４０の上面を支えてもよいし、支持部材３２で直方体形状の食品４０の側面を支えてもよいし、支持部材３２で食品４０の下面を支えてもよい。このうち、支持部材３２で直方体形状の食品４０の上面および／または側面を支えると、支持部材３２が食品４０の下方に設けられない。この場合、把持部３０から食品４０を離す際に、一対の挟持部材３１の間隔を広くとる必要がなく、食品４０の間隔を詰めてトレイ４１に収容することができる。
　上記実施形態において、挟持部材３１の対向面に滑り止め部材３３をさらに備えていてもよい。滑り止め部材３３は、挟持部材３１の対向面と食品４０との間の摩擦係数を大きくする部材であって、たとえば、ゴムなどの弾性材料から形成される。滑り止め部材３３は、たとえば、薄いシート形状を有している。
　上記実施形態において、ベルトコンベア４３に搬送される食品４０の有無を検知するセンサ（図示せず）をさらに備えてもよい。センサは、ロボット１１の前に設けられており、ベルトコンベア４３によりロボット１１の前に運ばれてくる食品４０の存在を検知する。ロボット１１の制御装置１４は、センサからの検知信号を受けて、吸着ヘッド２３に食品４０を吸着させる。
　上記実施形態において、ベルトコンベア４３に搬送される食品４０の向きを検知するためのカメラ（図示せず）をさらに備えてもよい。カメラは、ベルトコンベア４３より上側に設けられており、ベルトコンベア４３によりロボット１１の前に運ばれてくる食品４０を撮影する。ロボット１１の制御装置１４は、カメラにより撮影された食品４０の画像から、食品４０の向きを検知する。そして、食品４０の向きに基づいて供給部２０をリスト部１７により回動して、食品４０の四角形状平面が下になるように食品４０の姿勢を変える。
　上記実施形態において、山型形状の支持部材３２が用いられた。この支持部材３２は、２枚の板状体で形成されており、２枚の板状体の間隔は調整可能であってもよい。この場合、シリンダなどのアクチュエータ（図示せず）が２枚の板状体の一方または両方に取り付けられており、アクチュエータにより２枚の板状体の一方または両方が移動する。たとえば、一対の挟持部材３１の間隔を狭めると共に、２枚の板状体の間隔を狭めて、食品４０を把持する。これにより、より確実に食品４０を把持することができる。
　上記実施形態において、支持部材３２において食品４０に当接する当接面に吸着口（図示せず）が設けられていてもよい。この場合、吸着口に真空発生装置（図示せず）が配管（図示せず）を介して接続されており、配管に開閉弁が設けられている。この真空発生装置の動作および開閉弁の開閉は制御装置１４により制御される。たとえば、一対の挟持部材３１の間隔を狭めると共に、吸着口から食品４０を吸着する。これにより、より確実に食品４０を把持することができる。なお、吸着口に接続される真空発生装置は、吸着ヘッド２３に接続される真空発生装置２５に兼用されていてもよい。また、吸着口および真空発生装置などは、支持部材３２における２枚の板状体の間隔を調整するアクチュエータと共に、詰め込み装置１０に設けられていてもよい。これにより、さらに安定的に食品４０を把持部３０により把持することができる。
　上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造および／または機能の詳細を実質的に変更できる。
　本発明は、作業効率の低下を抑制することができる食品の詰め込み装置等として有用である。
１０　　：詰め込み装置
２０　　：供給部
２３　　：吸着ヘッド
３０　　：把持部
３１　　：挟持部材
３２　　：支持部材
４０　　：食品
４１　　：トレイ

Claims (7)

  1. 　食品を供給する供給部と、
    　前記供給部により並べられた複数の前記食品を把持する把持部と、
    　前記把持部により把持された複数の前記食品をトレイ上に搬送する搬送部と、を備え、
    　前記把持部は、複数の前記食品が並べられた方向において複数の前記食品をその両側から挟む一対の挟持部材を有している、食品の詰め込み装置。
  2. 　一対の前記挟持部材は、互いに平行に設けられた板状体によりそれぞれ構成されている、請求項１に記載の食品の詰め込み装置。
  3. 　前記供給部は、前記食品を吸着する吸着ヘッドを有している、請求項１または２に記載の食品の詰め込み装置。
  4. 　前記把持部は、複数の前記食品が並べられた方向の両側とは異なる側から複数の前記食品を支える支持部材をさらに有している、請求項１～３のいずれか一項に記載の食品の詰め込み装置。
  5. 　前記支持部材は、前記支持部材は下方に拡がる山型形状を有している、請求項４に記載の食品の詰め込み装置。
  6. 　前記食品の外表面は平行な一対の平面を有しており、その平面どうしが接するように並べられた複数の前記食品を一対の前記挟持部材により挟む、請求項１～５のいずれか一項に記載の食品の詰め込み装置。
  7. 　前記把持部を先端にそれぞれ有する一対のアームを備えたロボットにより構成されている、請求項１～６のいずれか一項に記載の食品の詰め込み装置。
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