DE112017005095T5

DE112017005095T5 - Haltevorrichtung für Lebensmittel

Info

Publication number: DE112017005095T5
Application number: DE112017005095.2T
Authority: DE
Inventors: Kenji Bando; Kazunori HIRATA
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd; Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd; Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2016-10-07
Filing date: 2017-10-05
Publication date: 2019-08-01
Also published as: JP2018058184A; KR20190055217A; US20200039090A1; CN109789936A; WO2018066642A1; JP6539247B2

Abstract

Eine Haltevorrichtung für Lebensmittel ist konfiguriert, von selbst stehende Lebensmittel, welche jeweils eine Vorderfläche und eine zur Vorderfläche parallele Rückfläche aufweisen, zu halten. Die Haltevorrichtung für die Lebensmittel beinhaltet ein Halteteil, das konfiguriert ist, die Lebensmittel in einem stehenden Zustand zu halten, in welchem die Vorderflächen in eine erste Richtung weisen, und in einem Zustand, in welchem die Lebensmittel in der ersten Richtung aufgereiht sind. Das Halteteil beinhaltet eine Vielzahl von Paaren von Halteelementen, welche jeweils so konfiguriert sind, jedes der Lebensmittel von beiden Seiten in der ersten Richtung zu klemmen, und Aktuatorelemente, welche jeweils so konfiguriert sind, jedes der Paare von Halteelementen unabhängig zu betätigen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Haltevorrichtung für Lebensmittel.
Technischer Hintergrund
Herkömmlicher Weise sind Vorrichtungen bekannt, die Lebensmittel in einen Behälter wie etwa einen Tray bzw. eine Umverpackung verpacken (siehe Patentdokumente 1 bis 3). Eine in Patentdokument 1 offenbarte Behälterverpackungsvorrichtung für Lebensmittel lässt Lebensmittel in einer gegebenen Pose von einem Förderband auf ein Förderteil fallen und verpackt die Lebensmittel anschließend in einen Behälter, so dass die Lebensmittel unter Beibehaltung einer stehenden Haltung nebeneinander gestapelt werden. Diese Behälterverpackungsvorrichtung für Lebensmittel kann Lebensmittel wie etwa Reisbällchen oder Sandwiches in den Behälter verpacken. Derartige Lebensmittel sind leicht verformbar, und wenn die Lebensmittel auf Grund einer externen Kraft verformt wurden, kehren sie nicht mehr in ihre ursprüngliche Form zurück, selbst wenn die externe Kraft wegfällt. Wenn daher das Lebensmittel durch die externe Kraft verformt wird, wenn das Lebensmittel fällt, verringert sich der Warenwert des Lebensmittels wegen der Verformung. Infolgedessen kann eine Rate fehlerhafter Produkte steigen, was die Arbeitseffizienz verringert.
Die Patentdokumente 2 und 3 offenbaren Schachtelverpackungsvorrichtungen, welche eine Vielzahl von Lebensmitteln verpacken, während sie die Lebensmittel halten. Die in Patentdokument 2 offenbarte Schachtelverpackungsvorrichtung saugt die Lebensmittel (Gurken) an und hält diese mittels Saugnäpfen an einer vorderen Reihe und einer hinteren Reihe, die in zwei Reihungs-Trays aufgereiht sind, und trägt die Lebensmittel (Gurken) in einer Pose, in welcher hintere Enden der Lebensmittel sich leicht nach unten neigen. Die Vorrichtung verpackt dann die Lebensmittel (Gurken) an der vorderen Reiche und die Lebensmittel (Gurken) an der hinteren Reihe, die von den jeweiligen Saugnäpfen angesaugt und gehalten sind, so dass diese an deren longitudinalen Endstücken überlappen. Die in Patentdokument 3 offenbarte Schachtelverpackungsvorrichtung hebt eine Vielzahl von Lebensmitteln (Reisbällchen) mittels einer Saugeinheit an, bewegt die angehobenen Lebensmittel über eine gegebene Verpackungsposition und senkt die Lebensmittel ab, und Beendet das Ansaugen, um die Lebensmittel in eine Schachtel zu verpacken. Als weiterer Stand der Technik offenbart Patentdokument 4 eine Roboterhand, die gleichzeitig eine Vielzahl von Lebensmitteln halt, die mittels einer Fördervorrichtung wie einem Förderband von einem vorhergehenden Prozess zugeführt werden, und transferiert diese zu einem nachfolgenden Prozess. Diese Roboterhand ist an einem oberen Teil davon mit einem langen Rahmen versehen, der sich in einer Richtung erstreckt, eine Vielzahl von Greifträgern, die an eine Basisplatte befestigt sind, hängen in gleichmäßigen Intervallen unterhalb des Rahmens, und an einem unteren Ende jedes Greifträgers ist ein Werkstückgreifer vorgesehen.
Dokumente des Standes der Technik
Patentdokumente

Patentdokument 1 JP 1994-024408A
Patentdokument 2 JP 1994-071404U
Patentdokument 3 JP 2011-251702A
Patentdokument 4 JP 2001-198871A

Beschreibung der Offenbarung
Von der Offenbarung zu lösende Probleme
Die Schachtelverpackungsvorrichtung von Patentdokument 2 ist jedoch nur in der Lage, lediglich zwei Lebensmittel (Gurken) gleichzeitig zu halten. Wenn diese Schachtelverpackungsvorrichtung daher dazu verwendet wird, um Lebensmittel wie Reisbällchen und Sandwiches in einen Behälter zu verpacken, mag die Produktivität herabgesetzt sein.
Zudem gibt es, auch wenn die Schachtelverpackungsvorrichtung von Patentdokument 3 und die Roboterhand von Patentdokument 4 eine Vielzahl (sechs) von Lebensmitteln gleichzeitig halten können, da diese die Lebensmittel Seite an Seite gestapelt halten, das Problem, dass ein großer Arbeitsraum erforderlich ist, um die Arbeit des Verpackens der Lebensmittel auszuführen.
Die vorliegende Offenbarung wird gegeben, um die obigen Probleme zu adressieren, und es ist eine Aufgabe derselben, eine Effizienz einer Arbeit des Verpackens von Lebensmitteln innerhalb eines begrenzten Arbeitsraums zu verbessern.
Zusammenfassung der Offenbarung
Um die obige Aufgabe zu erreichen, beinhaltet eine Haltevorrichtung für Lebensmittel gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung, welche von selbst stehende Lebensmittel hält, die jeweils eine Vorderseite und eine zur Vorderseite parallele Rückseite aufweisen, ein Halteteil, das konfiguriert ist, die Lebensmittel in einem stehenden Zustand, in welchem die Vorderflächen in eine ersten Richtung weisen, und in einem Zustand, in welchem die Lebensmittel in der ersten Richtung aufgereiht sind. Das Halteteil beinhaltet eine Vielzahl von Paaren von Halteelementen, welche jeweils so konfiguriert sind, jedes der Lebensmittel von beiden Seiten in der ersten Richtung zu klemmen, und Aktuatorelemente, welche jeweils so konfiguriert sind, jedes der Paare von Halteelementen unabhängig voneinander zu betätigen. Es sei bemerkt, dass der Ausdruck „von selbst stehend“ bedeutet, dass das Lebensmittel stabil in einem Zustand still stehen kann, wo die Vorderfläche und die Rückfläche, die zueinander parallel sind, in der vertikalen Richtung ausgerichtet sind. Darüber hinaus der Ausdruck, dass die Vorderfläche und die Rückfläche des Lebensmittels in der vertikalen Richtung oder zueinander parallel ausgerichtet sind, nicht dazu gedacht, diese allein auf die exakt vertikale Richtung oder auf exakte gegenseitige Parallelität beschränkt sind, sondern eine kleine Neigung erlaubt, welche durch die Oberfläche des Lebensmittels oder die Einwicklung des Lebensmittels verursacht wird.
Gemäß der obigen Struktur, durch die Vielzahl von Paaren von Halteelementen, die jeweils unabhängig voneinander arbeiten, um jedes der Lebensmittel von beiden Seiten in der ersten Richtung zu klemmen, können die Lebensmittel sicher in dem Zustand gehalten werden, wo die Lebensmittel in der ersten Richtung aufgereiht sind. Die Effizienz der Arbeit des Verpackens der Lebensmittel in dem begrenzten Arbeitsraum kann daher verbessert werden.
Die Haltevorrichtung kann weiter eine Basis und einen Roboterarm beinhalten, der konfiguriert ist, relativ zur Basis beweglich zu sein, und welcher an einem vorderen Ende davon mit dem Halteteil ausgestattet ist. Die Haltevorrichtung kann die Lebensmittel in dem Zustand, in welchem die Lebensmittel in der ersten Richtung aufgereiht sind, durch Wiederholen, in einem Arbeitsraum des Roboterarms, einer Halteoperation durch jedes der Paare von Halteelementen auf jedes der Lebensmittel, die in einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung in dem stehenden Zustand aufgereiht sind, wobei die Vorderfläche in die erste Richtung weist. Der Ausdruck „aufgereiht in der Richtung senkrecht zur ersten Richtung“, wie hierin verwendet, ist nicht dazu gedacht, die Richtung allein auf die exakt senkrecht Richtung zu beschränken, sondern soll eine positionelle Abweichung oder eine leichte Neigung des Lebensmittels erlauben, welche von der Oberfläche des Lebensmittels oder der Umverpackung des Lebensmittels verursacht wird.
Gemäß der obigen Struktur können die Lebensmittel sicher gehalten werden in dem Zustand, wo die Lebensmittel in der ersten Richtung aufgereiht sind, durch Wiederholen der Halteoperation durch jedes der Paare von Halteelementen für jedes Lebensmittel, das in der zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung in dem stehenden Zustand aufgereiht ist, wobei die Vorderfläche in die erste Richtung weist.
Wirkung der Offenbarung
Die vorliegende Offenbarung weist die oben beschriebene Struktur auf und hat die Wirkung, die Effizienz der Arbeit des Verpackens der Lebensmittel in dem beschränkten Arbeitsraum zu erhöhen.
Figurenliste

1 ist eine Draufsicht, welche schematisch die Gesamtstruktur einer Haltevorrichtung für Lebensmittel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
2 ist eine Perspektivansicht, welche schematisch die Lebensmittel von 1 zeigt.
3 ist eine Draufsicht, welche schematisch die Gesamtstruktur eines beispielhaften Roboters von 1 zeigt.
4(A) und 4(B) sind Ansichten, welche eine Struktur eines Handteils (Halteteil) des Roboters von 3 zeigen.
5 ist ein Funktionsblockdiagramm, welches schematisch eine Struktur einer Steuer- und/oder Regelvorrichtung des Roboters von 3 zeigt.
6 ist eine Perspektivansicht, welche eine erste Operation des Haltens der Lebensmittel zeigt.
7 ist eine Perspektivansicht, welche eine zweite Operation des Haltens der Lebensmittel zeigt.
8 ist eine Perspektivansicht, welche eine dritte Operation des Haltens der Lebensmittel zeigt.
9(A) und 9(B) sind Ansichten, welche eine Modifikation der Struktur des Handteils (Halteteils) des Roboters von 4 zeigen.

Moden zum Ausführen der Offenbarung
Nachfolgend wird eine wünschenswerte Ausführungsform mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Es sei bemerkt, dass im Nachfolgenden gleiche oder entsprechende Elemente über die Zeichnungen hinweg mit denselben Bezugszeichen versehen sind, um eine wiederholte Beschreibung auszulassen. Darüber illustrieren die Zeichnungen jedes Element schematisch, um für ein leichteres Verständnis zu sorgen. Weiterhin wird eine Richtung, in welcher sich ein Paar von Armen erstreckt, als die „Richtung links-und-rechts“ bezeichnet, eine Richtung parallel zu einer axialen Mitte einer Basiswelle wird als die „Richtung auf-und-ab“ bezeichnet, und eine Richtung senkrecht zur Richtung links-und-rechts und zur Richtung auf-und-ab wird als die „Richtung vorne-und-hinten“ bezeichnet.
Ausführungsform
1 ist eine Draufsicht, welche schematisch die Gesamtstruktur einer Haltevorrichtung 10 für Lebensmittel 40 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. Wie in 1 gezeigt, wird die Haltevorrichtung 10 für die Lebensmittel 40 verwendet für eine Arbeit des Verpackens von einer Vielzahl von Lebensmitteln 40 in einen Tray 41. In dieser Ausführungsform wird ein Fall beschrieben, wo die Haltevorrichtung 10 für die Lebensmittel 40 gemäß der vorliegenden Offenbarung durch einen Roboter 11 gebildet ist. Der Roboter 11 beinhaltet ein Paar Roboterarme 13. Es sei bemerkt, dass die Haltevorrichtung 10 für die Lebensmittel 40 nicht auf den Fall beschränkt ist, wo diese durch den Roboter 11 gebildet ist. Es sei bemerkt, dass auch wenn ein Fall beschrieben wird, wo der Roboter 11 ein zweiarmiger Horizontal-Knickarmroboter ist, ein Horizontal-Knickarmroboter oder ein Vertikal-Knickarmroboter eingesetzt werden kann. Der Roboter 11 kann in einem begrenzten Raum (zum Beispiel 610 mm x 620 mm) installiert werden, der einer Person entspricht.
Ein erster Bandförderer 51 ist vor dem Roboter 11 angeordnet. Ein zweiter Bandförderer 52 und ein dritter Bandförderer 53 sind an der linken und an der rechten Seite des Roboters 11 angeordnet. In dieser Ausführungsform ist ein „Arbeitsraum“ des Paares von Roboterarmen 13 ein Raum, welcher in einer Vorderansicht einen Teil des ersten Bandförderers 51 auf der Seite des Roboters 11, und des zweiten Bandförderers 52 und des dritten Bandförderers 53 abdeckt. Der erste Bandförderer 51 ist eine Vorrichtung zum Transferieren der Lebensmittel 40 von einem Ort vor dem Roboter 11 in die Nähe des Roboters 11, und erstreckt sich in die Richtung vorne-und-hinten. Der zweite Bandförderer 52 ist eine Vorrichtung, welche sich in der Richtung vorne-und-hinten erstreckt und die Trays 41 von der rechten Seite des Roboters 11 zur rechten hinteren Seite bewegt. Der dritte Bandförderer 53 ist eine Vorrichtung, welche sich in der Richtung vorne-und-hinten erstreckt und die Trays 41 von der linken Seite des Roboters 11 zur linken hinteren Seite bewegt. Darüber hinaus ist, auch wenn in diesem Beispiel jeder Tray 41 ein Behälter ist, der 40 Stücke (acht Spalten x fünf Reihen) von Lebensmitteln 40 hält, die Haltekapazität des Trays 41 nicht auf diese Kapazität beschränkt. Es können auch andere Behälter verwendet werden, wenn die Behälter nach oben offen sind.
Jedes Lebensmittel 40 ist ein Lebensmittelprodukt, das eine feste Form aufweist, und das Lebensmittel 40 kann beispielsweise ein Reisbällchen oder ein Sandwich sein. 2 ist eine Perspektivansicht, welche schematisch das Lebensmittel 40 in 1 zeigt. Wie in 2 gezeigt, ist das Lebensmittel 40 von selbst stehend und weist eine Vorderfläche 40a und eine Rückfläche 40b, die parallel zur Vorderfläche 40a ist, auf. Es sei bemerkt, dass der Ausdruck „von selbst stehend“ bedeutet, dass das Lebensmittel 40 in der Lage ist, stabil und still zu stehen in einem Zustand, in welchem die zueinander parallelen Vorderfläche 40a und Rückfläche 40b in der vertikalen Richtung ausgerichtet sind. Darüber hinaus ist der Ausdruck, dass die Vorderfläche 40a und die Rückfläche 40b des Lebensmittels 40 in den vertikalen Richtungen ausgerichtet oder zueinander parallel sind, nicht dazu gedacht, diese auf die exakte vertikale Richtung oder auf exakte Parallelität zueinander zu beschränken, sondern ist so gedacht, eine kleine Neigung zuzulassen, die von der Oberfläche des Lebensmittels 40 oder durch das Einwickeln des Lebensmittels 40 verursacht wird. In dieser Ausführungsform wird ein dreieckiges Reisbällchen, das in einen Film eingewickelt ist, als das Lebensmittel 40 verwendet. Normaler Weise, auch wenn das in Film eingewickelte Reisbällchen zum einfacheren Öffnen des Films einen Filmabschnitt aufweist, der von einem oberen Teil absteht, ist der obere Filmabschnitt hier nicht gezeigt. Eine Außenfläche des Lebensmittels 40 weist zwei dreieckige Flächen (die Vorderfläche 40a und die Rückfläche 40b) und drei rechteckige Flächen (Seitenflächen 40c auf beiden Seiten und eine Bodenfläche 40d) auf. In dieser Ausführungsform werden die Lebensmittel 40 jeweils auf dem ersten Bandförderer 51 gefördert, in dem stehenden Zustand, wo die Vorderfläche 40a in eine erste Richtung weist, und in einem Zustand, in welchem die Lebensmittel 40 in einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung aufgereiht sind. Der Ausdruck „in der Richtung senkrecht zur ersten Richtung aufgereiht“, wie hierin verwendet, ist nicht dazu gedacht, die Richtung auf die exakt senkrechte Richtung zu beschränken, sondern eine kleine Neigung zu erlauben, welche verursacht wird von der Oberfläche des Lebensmittels 40 oder der Umpackung des Lebensmittels 40, oder der positionellen Abweichung des Lebensmittels 40, wenn das Lebensmittel 40 auf den Bandförderer platziert wird.
3 ist eine Draufsicht, welche schematisch die Gesamtstruktur eines Beispiels des Roboters 11 zeigt. Wie in 3 gezeigt, beinhaltet der Roboter 11 eine Basis 12, die auf ein Fahrgestell befestigt ist, das Paar von Roboterarmen 13 (welche hiernach einfach als die „Arme“ bezeichnet werden mögen), welche von der Basis 12 getragen werden, und eine Steuer- und/oder Regelvorrichtung 14, welche in der Basis 12 untergebracht ist. Jeder Arm 13 ist ein Horizontal-Knickarmroboter-Arm, der relative zur Basis beweglich ist, und ist mit einem Armteil 15, einem Handgelenkteil 17 und einem Handteil 18 oder 19 ausgestattet. Es sei bemerkt, dass der rechte Arm 13 und der linke Arm 13 im Wesentlichen gleiche Strukturen aufweisen können. Darüber hinaus können der rechte Arm 13 und der linke Arm 13 unabhängig voneinander oder miteinander zusammenwirkend arbeiten.
In diesem Beispiel wird jedes Armteil 15 aus einem ersten Glied 15a und einem zweiten Glied 15b gebildet. Das erste Glied 15a ist über ein Drehgelenk J1 an eine Basisachse 16 gekoppelt, welche an eine obere Oberfläche der Basis 12 befestigt ist, und ist um eine Drehachse L1 drehbar, welche durch eine Achsenmitte der Basisachse 16 verläuft. Das zweite Glied 15b ist über ein Drehgelenk J2 an ein vorderes Ende des ersten Glieds 15a gekoppelt und ist um eine Drehachse L2 drehbar, die an dem vorderen Ende des ersten Glieds 15a definiert ist.
Das Handgelenkteil 17 umfasst ein Hebeteil 17a und ein Drehteil 17b. Der Hebeteil 17a ist über ein Linearbewegungsgelenk an ein vorderes Ende des zweiten Glieds 15b gekoppelt und kann sich mit Bezug auf das zweite Glied 15b nach oben und nach unten bewegen. Das Drehteil 17b ist über ein Drehgelenk J4 an ein unteres Ende des Hebeteils 17a gekoppelt, und ist um eine Drehachse L3 drehbar, welche an dem unteren Ende des Hebeteils 17a definiert ist.
Das rechte Handteil 18 und das linke Handteil 19 sind jeweils an ein Drehteil 17b des Handgelenkteils 17 gekoppelt. Das rechte Handteil 18 ist an einem vorderen Ende des rechten Arms 13 vorgesehen. Das linke Handteil 19 ist an einem vorderen Ende des linken Arms 13 vorgesehen. Es sei bemerkt, dass das rechte Handteil 18 und das linke Handteil 19 einem „Halteteil“ der vorliegenden Offenbarung entsprechen.
Jeder Arm 13, der die obige Struktur aufweist, beinhaltet die Gelenke J1-J4. Der Arm 13 ist mit den Gelenken J1-J4 entsprechenden jeweiligen Servomotoren (nicht dargestellt) und Encodern (nicht dargestellt), welche Drehwinkel der Servomotoren erfassen, ausgestattet. Die Drehachsen L1 der ersten Glieder 15a der zwei Arme 13 sind koaxial angeordnet. Das erste Glied 15a des einen Arms 13 und das erste Glied 15a des anderen Arms 13 sind mit einem Höhenunterschied zwischen diesen angeordnet.
4(A) und 4(B) sind eine Vorderansicht bzw. eine Seitenansicht der Struktur des rechten Handteils 18 (Halteteil) von 3. Es sei bemerkt, dass da das linke Handteil 19 dieselbe Struktur wie das rechte Handteil 18 aufweist, hierin nur die Struktur des rechten Handteils 18 beschrieben wird. Wie in 4(A) gezeigt, ist das rechte Handteil 18 so ausgebildet, dass es vier Stücke des Lebensmittels 40 in stehendem Zustand halten kann, welche in der ersten Richtung aufgereiht sind, wobei die Vorderflächen 40a der Lebensmittel 40 in der ersten Richtung ausgerichtet sind. Die erste Richtung ist eine Richtung von links nach rechts in dem Blatt der Zeichnung der von 4(A). In 4(B) ist die erste Richtung eine Richtung von einem Betrachter zum Zeichnungsblatt. Das rechte Handteil 18 weist vier Paar Halteelemente 32 auf, die in der ersten Richtung aufgereiht sind, und vier Aktuatorelemente 33 welche unabhängig voneinander ein jeweiliges der vier Paar Halteelemente 32 betätigen können. Das Drehteil 17b des Handgelenkteils 17 erstreckt sich in der horizontalen Richtung senkrecht zur Drehachse L3 in der Draufsicht. Jedes Halteelement 32 ist über das Aktuatorelement 33 mit dem Drehteil 17b des Handgelenkteils 17 verbunden.
Jedes Paar Halteelemente 32 ist so ausgebildet, das Lebensmittel 40 von beiden Seiten zu klemmen, in dem stehenden Zustand, wo die Vorderfläche 40a in die erste Richtung weist. In dieser Ausführungsform ist jedes Paar von Halteelementen 32 so ausgebildet, die Seitenflächen 40c des Lebensmittels 40 von beiden Seiten zu klemmen. Jedes Halteelement 32 weist eine Kontaktfläche 32a auf, welche eine Form hat, welche der Neigung der Seitenfläche 40c des Lebensmittels 40 entspricht, und das Lebensmittel 40 berührt. Das Halteelement 32 kann zum Beispiel eine Form einer rechteckigen flachen Platte aufweisen, und weist zwei gegenüberliegende flache Hauptflächen auf, und eine der Hauptflächen ist die Kontaktfläche 32a, welche das das Lebensmittel 40, das von den Halteelementen 32 gehalten wird, berührt. Als Material des Halteelements 32 kann zum Beispiel eine Harzplatte oder eine Metallplatte verwendet werden. In dieser Ausführungsform ist, da ein dreieckiges Reisbällchen als das Lebensmittel 40 verwendet wird, jedes Paar von Halteelementen 32 so angeordnet, dass sie eine Form eines Berges bilden (die Form eines umgekehrten V), bei welcher sich ein gegenseitig gebildeter Spalt sich zu den oberen Endteilen hin verjüngt, und sich nach unten hin weitet.
Das Aktuatorelement 33 betätigt das Paar von Halteelementen 32. Das Aktuatorelement 33 ist mit einem Aktuator (nicht dargestellt) etc. verbunden, und ist mit der Seite am oberen Ende des Paares von Halteelementen 32 verbunden, so dass es sich linear bewegt, um den gegenseitigen Spalt es Paares von Halteelementen 32 zu ändern. Durch dieses Aktuatorelement 33 verringern die Halteelemente 32 den gegenseitigen Spalt, um ein Stück des Lebensmittels 40 zu klemmen und zu halten. Auch wenn in dieser Ausführungsform jedes Lebensmittel 40 durch eine Reibkraft gehalten wird, welche erzeugt wird, wenn die Kontaktflächen 32a der Halteelemente 32 die Seitenflächen 40c des Lebensmittels 40 berühren, können ein oder mehrere Saugnäpfe in der Kontaktfläche 32a ausgebildet sein, um das Lebensmittel 40 mittels einer Saugkraft zu halten.
Es sei bemerkt, dass in dieser Ausführungsform der Spalt an den oberen Enden des linken und des rechten Halteelements 32 gebildet ist, wenn das Lebensmittel 40 gehalten wird. Die Halteelemente 32 berühren daher nicht den Film am oberen Teil des Reisbällchens (40). Normalerweise, in dem mit dem Film umverpackten Reisbällchen, da der Film am oberen Teil mittels Perforationen etc. für ein einfacheres Aufreißen des Films so ausgebildet ist, dass er leichter aufgerissen werden kann, wird die obige Struktur das Lebensmittel 40 weder unbeabsichtigt öffnen, noch beschädigen.
5 ist ein funktionelles Blockdiagramm, welches schematisch eine Konfiguration der Steuer- und/oder Regelvorrichtung 14 des Roboters 11 in 3 zeigt. Wie in 5 gezeigt, beinhaltet die Steuer- und/oder Regelvorrichtung 14 einen Prozessor 14a, wie eine CPU, einen Speicher 14b, wie ein ROM und/oder ein RAM, und eine Servorsteuer- und/oder -regeleinheit 14c. Die Steuer- und/oder Regelvorrichtung 14 ist eine Robotersteuer- und/oder -regeleinheit, die mit einem Computer ausgestattet ist, wie zum Beispiel einen Mikrocontroller. Die Steuer- und/oder Regelvorrichtung 14 kann eine einzelne Steuer- und/oder Regelvorrichtung 14 umfassen, welche eine zentralisierte Steuerung und/oder Regelung ausführt. Alternativ kann die Steuer- und/oder Regelvorrichtung 14 eine Vielzahl von Steuer- und/oder Regelvorrichtungen 14 umfassen, welche zusammenwirkend eine verteilte Steuerung und/oder Regelung ausführen.
Der Speicher 14b speichert Information, wie ein Grundprogramm als die Robotersteuer- und/oder -regeleinheit, verschiedene feste Daten, etc. Der Prozessor 14a steuert und/oder regelt verschiedene Operationen des Roboters 11 durch Lesen und Ausführen von Software, wie das Grundprogramm, welche im Speicher 14b gespeichert ist. Das heißt, der Prozessor 14a erzeugt einen Steuerbefehl des Roboters 11 und gibt den Befehl an die Servorsteuer- und/oder -regeleinheit 14c aus. Die Servorsteuer- und/oder -regeleinheit 14c steuert und/oder regelt die Servomotoren, welche den Gelenken J1-J4 jedes Arms 13 des Roboters 11 entsprechen, basierend auf dem Steuerbefehl, der von dem Prozessor 14a erzeugt wurde.
Als nächstes werden Operationen des Haltens der Lebensmittel 40 in dieser Ausführungsform mit Bezug auf 6 bis 8 beschrieben. Da Operationen des linken und des rechten Arms des Roboters 11 gleich sind, werden hierin die Operationen des rechten Handteils 18 (Halteteil) beschrieben. In dieser Ausführungsform werden die Lebensmittel 40 in einer Linie auf dem ersten Bandförderer 51 zugeführt, in dem stehenden Zustand, in welchem die Vorderflächen 40a in die erste Richtung weisen, und in einem Zustand, wo die Lebensmittel 40 in der zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung aufgereiht sind. Hier ist die erste Richtung die Richtung links-und-rechts, und die zweite Richtung ist die Richtung vorne-und-hinten. Weiterhin ist die senkrechte Richtung nicht auf die exakt senkrechte Richtung beschränkt, sondern erlaubt eine kleine Neigung, welche durch die Oberfläche des Lebensmittels 40 oder durch die Umverpackung des Lebensmittels 40 verursacht wird, sowie die Positionsabweichung des Lebensmittels 40, wenn das Lebensmittel 40 auf den Bandförderer platziert wird. Wie in 6 gezeigt, steuert und/oder regelt die Steuer- und/oder Regelvorrichtung 14 die Operationen des rechten Arms 13, um das rechte Handteil 18 (Position des Handgelenkteils 17) annähernd direkt über einem Ende des ersten Bandförderers 51 auszurichten. Dann wird das rechte Handteil 18 (das Hebeteil 17a des Handgelenkteils 17) abgesenkt, so dass die Kontaktflächen 32a des Paares von Halteelementen 32, welche sich an einem rechten Ende befinden, die Seitenflächen 40c des Lebensmittels 40 berühren, das sich an einem vorderen Ende auf dem ersten Bandförderers 51 befindet (siehe 4). Durch die Operation des Aktuatorelements 33 verringern die Halteelemente 32 am rechten Ende die dazwischenliegende Spalte, um das Lebensmittel 40 am vorderen Ende zu klemmen und zu halten.
Als nächstes wird, wo das Lebensmittel 40 durch die Halteelemente 32 am rechten Ende gehalten wird, das Hebeteil 17a des Handgelenkteils 17 zu einer gegebenen Position angehoben. Das Handgelenkteil 17 wird horizontal um eine Distanz in der ersten Richtung bewegt, welche einer Breite von einem Stück Lebensmittel 40 entspricht. Hier arbeitet der erste Bandförderer 51 periodisch um einen Betrag, welcher einer Länge von einem Stück Lebensmittel 40 entspricht, in der zweiten Richtung. Das heißt, der erste Bandförderer 51 ist konfiguriert, auf Koordinierte Weise mit den Operationen des Roboters 11 zu arbeiten. Dann wird das rechte Handteil 18 (das Hebeteil 17a des Handgelenkteils 17) erneut abgesenkt, so dass mittels der Halteelemente 32, welche die zweiten von rechts sind, die Kontaktflächen 32a der zweiten Halteelemente 32 die Seitenflächen 40c des Lebensmittels 40 am vorderen Ende auf dem ersten Bandförderer 51 berühren. Durch die Operation des Aktuatorelements 33 verringern die zweiten Halteelemente 32 den Zwischenspalt, um das zweite Lebensmittel 40 zu klemmen und zu halten. Indem die obigen Operationen wiederholt werden, wie in 7 gezeigt, werden die vier Stück Lebensmittel 40 von den vier Halteelementen 32 gehalten.
Und wie in 8 gezeigt, packt der Roboter 11 die vier Stück Lebensmittel 40, welche von dem rechten Handteil 18 gehalten werden, in den Tray 41 auf dem zweiten Bandförderer 52, der sich zur rechten Seite des Roboters 11 befindet. Während der Serie von Operationen des rechten Arms 13 steht der linke Arm 13 über dem ersten Bandförderer 51, um für die Operation des Haltens des Lebensmittels 40 bereit zu sein. Durch Wiederholen einer Serie von Operationen ähnlich denen des rechten Arms 13 hält dann der linke Arm 13 auch vier Stück Lebensmittel 40 und packt die vier Stück Lebensmittel 40, die von dem linken Handteil 19 gehalten werden, in den Tray 41 auf dem dritten Bandförderer 53, der sich zur linken Seite des Roboters 11 befindet.
Gemäß dieser Ausführungsform, ja jedes der vier Paare von Halteelementen 32 unabhängig arbeitet, um die vier Stück Lebensmittel 40 von beiden Seiten in der ersten Richtung zu klemmen, können daher die vier Stück Lebensmittel 40 sicher in dem Zustand gehalten werden, wo die Lebensmittel 40 in der ersten Richtung aufgereiht sind, indem wiederholt die Halteoperation von jedem Paar der Halteelemente 32 für jedes der vier Stück Lebensmittel 40 ausgeführt wird, welche in der zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung ausgerichtet sind, in dem stehenden Zustand, wo die Vorderflächen 40a in die erste Richtung weisen. Die Effizienz der Arbeit des Verpackens der Lebensmittel kann daher verbessert werden in dem begrenzten Arbeitsraum.
Abwandlung
Als nächstes wird eine Abwandlung des Handteils 18 (Halteteil) des Roboters 1 dieser Ausführungsform beschrieben unter Verwendung einer Draufsicht und einer Seitenansicht von 9(A) und 9(B). Die Grundstruktur eines Handteils 18A dieser Abwandlung ist ähnlich derjenigen der ersten Ausführungsform (4). Nachstehend wird eine Beschreibung der Strukturen, welche gleich mit der ersten Ausführungsform sind, ausgelassen und es werden nur sich unterscheidende Strukturen beschrieben. Wie in 9 gezeigt, auch wenn jedes Paar von Halteelementen 32 dieser Abwandlung so konstruiert ist, das Lebensmittel 40 von beiden Seiten zu klemmen in dem stehenden Zustand, wo die Vorderfläche 40a in die erste Richtung weist, ist in dieser Abwandlung jedes Paar von Halteelementen 32 so konstruiert, die Vorderfläche 40a und die Rückfläche 40b des Lebensmittels 40 von beiden Seiten zu klemmen. Jedes Halteelement 32 weist eine Kontaktfläche 32a auf, welche eine Form aufweist, welcher der Vorderfläche 40a und der Rückfläche 40b des Lebensmittels 40 entspricht, und berührt das Lebensmittel 40. Das Halteelement 32 kann zum Beispiel die Form einer rechteckigen, flachen Platte aufweisen, und weist zwei gegenüberliegende flache Hauptflächen auf, und eine der Hauptflächen ist die Kontaktfläche 32a, welche die Vorderfläche 40a oder die Rückfläche 40b des Lebensmittels 40 berührt, welches von den Halteelementen 32 gehalten wird. Es kann zum Beispiel eine Harzplatte oder eine Metallplatte als Material für das Halteelement 32 verwendet werden.
Hier betätigt das Aktuatorelement 33 ebenfalls das Paar von Halteelementen 32. Das Aktuatorelement 33 ist mit einem Aktuator (nicht dargestellt) etc. verbunden, und ist mit der oberen Endseite des Paares von Halteelementen 32 so verbunden, dass das Paar von Halteelementen 32 sich linear bewegt, um den zwischen diesen gebildeten Spalt zu ändern. Mittels diesem Aktuatorelement 33 verringert das Paar von Halteelementen 32 den zwischen diesen gebildeten Spalt, um ein Stück Lebensmittel 40 zu klemmen und zu halten. Auch wenn in dieser Abwandlung jedes Lebensmittel 40 mittels einer Reibkraft gehalten wird, welche erzeugt wird, wenn die Kontaktfläche 32a des Halteelements 32 die Vorderfläche 40a oder die Rückfläche 40b des Lebensmittels 40 berührt, können ein oder mehrere Saugnäpfe in der Kontaktfläche 32a ausgebildet sein, um das Lebensmittel 40 mittels einer Saugkraft zu halten.
Andere Ausführungsformen
Es sei bemerkt, dass auch wenn in der obigen Ausführungsform das rechte Handteil 18 und das linke Handteil 19 jeweils die Struktur aufweisen, um kollektive die vier Stück Lebensmittel 40 zu halten, diese jeweils eine Struktur aufweisen können, um zwei oder drei Stück Lebensmittel 40 zu halten, indem die Anzahl an Halteelementen 32 geändert wird, welche in der ersten Richtung vorgesehen sind, oder eine Struktur aufweisen können, um fünf oder mehr Stück Lebensmittel 40 zu halten.
Es sei bemerkt, dass auch wenn in der obigen Ausführungsform der Fall beschrieben wird, in welchem die Haltevorrichtung 10 für die Lebensmittel 40 gemäß der vorliegenden Offenbarung von dem zweiarmigen Roboter gebildet ist, welcher das Paar von Roboterarmen 13 aufweist, die Haltevorrichtung 10 durch einen einarmigen Roboter gebildet sein kann, der einen Roboterarm 13 aufweist.
Es sei bemerkt, dass auch wenn in der obigen Ausführungsform die Anzahl von ersten Bandförderern 51 eins ist, die Anzahl zwei oder mehr sein kann. Wenn zum Beispiel die Lebensmittel 40 auf zwei ersten Bandförderern 51 gefördert werden, kann einer der Arme 13 so betätigt werden, eine Vielzahl von Lebensmitteln 40 auf einem der Förderer (51) zu halten, und der andere Arm 13 kann eine Vielzahl von Lebensmitteln 40 auf dem anderen Förderer (51) halten.
Es sei bemerkt, dass auch wenn in der obigen Ausführungsform die Haltevorrichtung 10 für die Lebensmittel 40 verwendet wird für die Arbeit des Verpackens der Vielzahl von Lebensmitteln 40 in den Tray 41, die Arbeit eine andere Arbeit sein kann, welche das Halten der Vielzahl von Lebensmitteln 40 erfordert.
Es wird einem Fachmann ausgehend von der obigen Beschreibung ersichtlich sein, dass viele Verbesserungen und andere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung möglich. Die vorstehende Beschreibung ist daher lediglich beispielhaft zu verstehend und wurde gegeben, um den Fachleuten den besten Modus der Implementierung der vorliegenden Offenbarung mitzuteilen. Die Details der Strukturen und/oder die Funktionen können wesentlich geändert werden, ohne den Geist der vorliegenden Offenbarung zu verlassen.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die vorliegende Offenbarung ist nützlich als die Haltevorrichtung für Lebensmittel beim Verpacken der Lebensmittel in den Tray.
Bezugszeichenliste

10: Haltevorrichtung
11: Roboter
13: Arm
14: Steuer- und/oder Regelvorrichtung
17: Handgelenkteil
18: Rechte Hand (Halteteil)
19: Linke Hand (Halteteil)
32: Halteelement
33: Aktuatorelement
40: Lebensmittel
41: Tray
51: Erster Bandförderer
52: Zweiter Bandförderer
53: Dritter Bandförderer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 6024408 A [0003]
JP 6071404 U [0003]
JP 2011251702 A [0003]
JP 2001198871 A [0003]

Claims

Haltevorrichtung für Lebensmittel, welche konfiguriert ist, von selbst stehende Lebensmittel zu halten, welche jeweils eine Vorderfläche und eine zur Vorderfläche parallele Rückfläche aufweisen, umfassend: ein Halteteil, welches konfiguriert ist, die Lebensmittel in einem stehenden Zustand, in welchem die Vorderflächen in eine erste Richtung weisen, und in einem Zustand, in welchem die Lebensmittel in der ersten Richtung aufgereiht sind, zu halten, wobei das Halteteil eine Vielzahl von Paaren von Halteelementen beinhaltet, welche jeweils so konfiguriert sind, jedes der Lebensmittel von beiden Seiten in der ersten Richtung zu klemmen, und Aktuatorelemente, welche jeweils so konfiguriert sind, jedes der Paare von Halteelementen unabhängig zu betätigen.
Haltevorrichtung nach Anspruch 1, weiter umfassend: eine Basis; und einen Roboterarm, der konfiguriert ist, sich mit Bezug auf die Basis zu bewegen, und welcher an einem vorderen Ende davon mit dem Halteteil ausgestattet ist, wobei die Haltevorrichtung die Lebensmittel in dem Zustand hält, in welchem die Lebensmittel in der ersten Richtung aufgereiht sind, durch Wiederholen, in einem Arbeitsraum des Roboterarms, einer Halteoperation durch jedes der Paare von Halteelementen auf jedes der Lebensmittel, welche in einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung in dem stehenden Zustand aufgereiht sind, wobei die Vorderflächen in die erste Richtung weisen.