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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Roboter und ein Verfahren zum Betreiben eines Roboters.
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Stand der Technik
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An einer Herstellungsstätte für lange und flexible Nahrungsmittel, wie z.B. Nudeln, greifen Arbeiter das Nahrungsmittel nur in einer optimalen Menge per Hand und richten das Nahrungsmittel an. In den letzten Jahren wurde auf verschiedenen Gebieten vorgeschlagen, dass Roboter und Arbeiter im Hinblick auf eine Produktivitätsverbesserung in demselben Arbeitsraum zusammenarbeiten sollen. An dem Herstellungsort für das Nahrungsmittel, wie es vorstehend beschrieben worden ist, sind in einem Fall, bei dem ein humanoider Arbeitsroboter eingesetzt wird, Maßnahmen für den Roboter erforderlich, um Nahrungsmittel sicher zu halten und zu transportieren. Im Stand der Technik gibt es einen Roboter, der Nahrungsmittel, die aus Nudelsträngen, wie z.B. Udon, Soba und Ramen, bestehen, überführt (vgl. PTL 1 und PTL 2).
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Dokumentenliste
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Patentdokumente
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- PTL 1: Japanisches Patent Nr. 5477665
- PTL 2: Japanisches Patent Nr. 2788302
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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In einem Fall, bei dem das Nahrungsmittel durch Roboterhände von PTL 1 und PTL 2 im Stand der Technik gehalten wird, liegt das Nahrungsmittel jedoch in einem Zustand vor, bei dem es von Endabschnitten der Roboterhände herabhängt, da das Nahrungsmittel lang und flexibel ist. In einem Fall, bei dem in einem solchen Zustand das Nahrungsmittel zu einer vorgegebenen Position transportiert wird, besteht die Möglichkeit, dass das Nahrungsmittel mit anderen Vorrichtungen oder in der Nähe stehenden Arbeitern in Kontakt kommt oder ein Teil des Nahrungsmittels auf halben Wege herabfällt.
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Die vorliegende Erfindung wurde zum Lösen der vorstehend beschriebenen Probleme gemacht und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das sichere Transportieren eines langen und flexiblen Nahrungsmittels, wie z.B. Nudeln, zu einer vorgegebenen Position.
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Lösung des Problems
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Zum Lösen der vorstehend genannten Aufgabe ist ein Roboter gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung ein Roboter zum Transportieren eines langen und flexiblen Nahrungsmittels zu einer vorgegebenen Position. Der Roboter umfasst eine Basis, einen ersten Roboterarm und einen zweiten Roboterarm, die mit der Basis verbunden sind, eine Roboterhand, die für den ersten Roboterarm bereitgestellt und zum Halten des Nahrungsmittels ausgebildet ist, und einen Endeffektor, der für den zweiten Roboterarm bereitgestellt ist, wobei der Endeffektor zum Stützen eines longitudinalen Zwischenabschnitts des Nahrungsmittels in einem Zustand, bei dem das Nahrungsmittel von einem Endabschnitt der Roboterhand herabhängt, ausgebildet ist, und das Nahrungsmittel in einem Zustand transportiert wird, bei dem das Nahrungsmittel durch die Roboterhand gehalten wird und der longitudinale Zwischenabschnitt des Nahrungsmittels durch den Endeffektor gestützt wird.
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Mit dem vorstehenden Aufbau kann in einem Zustand, bei dem ein Nahrungsmittel (z.B. Nudeln), das durch die Roboterhand eines Roboterarms gehalten wird, von dem Endabschnitt der Roboterhand herabhängt, der longitudinale Zwischenabschnitt des Nahrungsmittels durch den Endeffektor des anderen Roboterarms gestützt werden. Auf diese Weise kann das Nahrungsmittel nach dem Vermindern der Abmessung der Gesamtlänge des Nahrungsmittels in der Oben-Unten-Richtung transportiert werden. Im Transportbetrieb wird das Bewegungsausmaß des Roboterarms auf der Seite der Roboterhand in der Oben-Unten-Richtung gering und demgemäß ist dies beispielsweise für einen SCARA-Roboter mit einem kurzen Hub in der Oben-Unten-Richtung geeignet.
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Der Endeffektor kann einen stabförmigen distalen Endabschnitt aufweisen, der sich in einer horizontalen Richtung in einer Stellung von mindestens einem Roboter erstreckt, und der stabförmige distale Endabschnitt kann so betrieben werden, dass er den longitudinalen Zwischenabschnitt des Nahrungsmittels, das von dem Endabschnitt der Roboterhand herabhängt, kreuzt.
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Mit dem vorstehenden Aufbau kann der longitudinale Zwischenabschnitt des Nahrungsmittels durch den distalen Endabschnitt des Endeffektors dadurch gestützt werden, dass bewirkt wird, dass der distale Endabschnitt so betrieben wird, dass er den longitudinalen Zwischenabschnitt des Nahrungsmittels, das von dem Endabschnitt der Roboterhand herabhängt, kreuzt, da sich der stabförmige distale Endabschnitt des Endeffektors in der horizontalen Richtung erstreckt.
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Alternativ kann der Endeffektor einen flachen plattenförmigen distalen Endabschnitt aufweisen, der sich in einer horizontalen Richtung in einer Stellung von mindestens einem Roboter erstreckt, und der flache plattenförmige distale Endabschnitt kann so betrieben werden, dass er den longitudinalen Zwischenabschnitt des Nahrungsmittels, das von dem Endabschnitt der Roboterhand herabhängt, kreuzt.
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Mit dem vorstehenden Aufbau kann der longitudinale Zwischenabschnitt des Nahrungsmittels durch den distalen Endabschnitt des Endeffektors dadurch gestützt werden, dass bewirkt wird, dass der distale Endabschnitt so betrieben wird, dass er den longitudinalen Zwischenabschnitt des Nahrungsmittels, das von dem Endabschnitt der Roboterhand herabhängt, kreuzt, da sich der flache plattenförmige distale Endabschnitt des Endeffektors in der horizontalen Ebene erstreckt.
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Alternativ kann der Endeffektor in der Draufsicht einen U-förmigen oder V-förmigen distalen Endabschnitt in einer Stellung von mindestens einem Roboter aufweisen, und der U-förmige oder V-förmige distale Endabschnitt wird so betrieben, dass er den longitudinalen Zwischenabschnitt des Nahrungsmittels, das von dem Endabschnitt der Roboterhand herabhängt, kreuzt.
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Mit dem vorstehenden Aufbau kann der longitudinale Zwischenabschnitt des Nahrungsmittels durch den distalen Endabschnitt des Endeffektors dadurch gestützt werden, dass bewirkt wird, dass der distale Endabschnitt so betrieben wird, dass er den longitudinalen Zwischenabschnitt des Nahrungsmittels, das von dem Endabschnitt der Roboterhand herabhängt, kreuzt, da der distale Endabschnitt des Endeffektors eine U-Form oder V-Form aufweist. Darüber hinaus ist es einfach, die Position des Endeffektors mit der Mitte des Nahrungsmittels auszurichten. Die U-Form oder V-Form kann ein Einschnitt bzw. eine Kerbe bzw. eine Einbuchtung sein.
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Alternativ kann der Endeffektor einen löffelförmigen distalen Endabschnitt aufweisen, der mit einer Aussparung versehen ist, und in einem Zustand, bei dem eine Öffnung der Aussparung in einer Stellung von mindestens einem Roboter aufwärts gerichtet ist, kann der löffelförmige distale Endabschnitt so betrieben werden, dass er den longitudinalen Zwischenabschnitt des Nahrungsmittels, das von dem Endabschnitt der Roboterhand herabhängt, kreuzt.
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Mit dem vorstehenden Aufbau kann der longitudinale Zwischenabschnitt des Nahrungsmittels durch die Aussparung des Löffels durch Bewirken gestützt werden, dass der distale Endabschnitt so betrieben wird, dass er den longitudinalen Zwischenabschnitt des Nahrungsmittels, das von dem Endabschnitt der Roboterhand herabhängt, in einem Zustand kreuzt, bei dem die Öffnung der Aussparung aufwärts gerichtet ist, da der distale Endabschnitt des Endeffektors eine Löffelform aufweist. Darüber hinaus können die Nudeln transportiert werden, nachdem sie durch Drehen auf einem Teller, wie wenn eine Person Nudeln auf einem Löffel mittels einer Gabel dreht, angesammelt worden sind.
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Die Roboterhand kann eine Mehrzahl von Fingern, die zum Halten des Nahrungsmittels durch einen Abstand zwischen unteren distalen Enden, die geschlossen sind, ausgebildet sind, und eine Öffnungs/Schließ-Antriebsvorrichtung, die zum Betreiben der Mehrzahl von Fingern in einer Halterichtung und einer Öffnungsrichtung, die eine Richtung ist, die der Halterichtung entgegengesetzt ist, ausgebildet ist, umfassen, wobei ein Nahrungsmittelfreigabebetrieb des Öffnens der Mehrzahl von Fingern und des Fallenlassens des Nahrungsmittels nach dem Halten des Nahrungsmittels durch die Mehrzahl von Fingern durchgeführt werden kann und das Nahrungsmittel nach dem Nahrungsmittelfreigabebetrieb transportiert werden kann.
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Mit dem vorstehenden Aufbau wird ein Betrieb des Aufnehmens und Fallenlassens von z.B. Nudeln wiederholt durchgeführt, und dadurch können die Nudeln freigegeben werden. Die Flexibilität der Nudeln wird erhöht und folglich wird es einfach, die Nudeln zu halten.
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Die Roboterhand kann nach einem Haltebetrieb des Nahrungsmittels abgesenkt werden und kann dann unvermittelt gestoppt werden. Mit dem vorstehenden Aufbau wird eine überschüssige Menge an Nudeln abgeschüttelt und folglich kann eine angemessene Menge Nudeln gehalten werden.
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Ein Verfahren zum Betreiben eines Roboters gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben eines Roboters, der eine Basis, einen ersten Roboterarm und einen zweiten Roboterarm, die mit der Basis verbunden sind, eine Roboterhand, die für den ersten Roboterarm bereitgestellt und zum Halten des Nahrungsmittels ausgebildet ist, und einen Endeffektor, der für den zweiten Roboterarm bereitgestellt ist, umfasst. Das Verfahren umfasst das Halten eines langen und flexiblen Nahrungsmittels durch die Roboterhand, Stützen eines longitudinalen Zwischenabschnitts des Nahrungsmittels in einem Zustand, bei dem das Nahrungsmittel von einem Endabschnitt der Roboterhand herabhängt, durch den Endeffektor, und Transportieren des Nahrungsmittels zu einer vorgegebenen Position in einem Zustand, bei dem das Nahrungsmittel durch die Roboterhand gehalten wird und der longitudinale Zwischenabschnitt des Nahrungsmittels durch den Endeffektor gestützt wird.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung hat den vorstehend beschriebenen Aufbau und kann lange und flexible Nahrungsmittel, wie z.B. Nudeln, sicher zu einer vorgegebenen Position transportieren.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht, die den Gesamtaufbau eines Roboters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 2 ist eine Vorderansicht, die schematisch den Gesamtaufbau eines Beispiels für den Roboter von 1 zeigt.
- 3 ist eine Ansicht, die den Aufbau eines Endeffektors (Roboterhand) von 2 zeigt.
- 4 ist eine Ansicht, die den Aufbau des Endeffektors von 2 zeigt.
- 5 ist ein Funktionsblockdiagramm, das schematisch den Aufbau einer Steuervorrichtung zeigt.
- 6 ist ein Flussdiagramm, das einen Betriebsablauf des Roboters zeigt.
- 7 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Betriebs des Roboters zeigt.
- 8 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel des Betriebs des Roboters zeigt.
- 9 ist eine Ansicht, die einen Aufbau eines Endeffektors gemäß eines ersten Modifizierungsbeispiels zeigt.
- 10 ist eine Ansicht, die einen Aufbau eines Endeffektors gemäß eines zweiten Modifizierungsbeispiels zeigt.
- 11 ist eine Ansicht, die einen Aufbau eines Endeffektors gemäß eines dritten Modifizierungsbeispiels zeigt.
- 12 ist eine Ansicht, die einen Aufbau eines Endeffektors gemäß eines vierten Modifizierungsbeispiels zeigt.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Nachstehend werden dieselben oder entsprechende Elemente in allen Zeichnungen durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und eine überflüssige Beschreibung wird weggelassen. Darüber hinaus zeigen die Zeichnungen schematisch die jeweiligen Bestandteilselemente zum Erleichtern des Verständnisses.
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(Ausführungsformen)
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Die 1 ist eine perspektivische Ansicht, die den Gesamtaufbau eines Roboters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie es in der 1 gezeigt ist, ist der Roboter 11 ein Doppelarmroboter, der ein Paar von Roboterarmen (nachstehend in manchen Fällen einfach als „Arm“ bezeichnet) 13, 13 umfasst, die durch eine Basis 12 gestützt werden. Nachstehend wird eine Richtung, in der sich ein Paar von Armen erstreckt, als Rechts-links-Richtung bezeichnet, eine Richtung parallel zu einem Wellenzentrum einer Basiswelle wird als Oben-unten-Richtung bezeichnet und eine Richtung orthogonal zu der Rechts-links-Richtung und der Oben-unten-Richtung Richtung wird als Vorne-hinten-Richtung bezeichnet. Der Roboter 11 wird auf eine Fertigungsstätte eines Nahrungsmittels 40 angewandt. In der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich bei dem Nahrungsmittel 40 um Nudeln. Dabei wird ein Aggregat von Nudelsträngen aus langen und flexiblen Nudeln zusammen als Nahrungsmittel 40 bezeichnet. Der Roboter 11 ist eine Vorrichtung zum Transportieren der Nahrungsmittel 40 zu einer vorgegebenen Position. Der Roboter 11 kann in einem beschränkten Raum installiert werden (z.B. 610 mm x 620 mm), der einer Person entspricht. Ein großer Schalenbehälter 60 ist auf der rechten Seite des Roboters 11 angeordnet. Der Schalenbehälter 60 ist aufwärts geöffnet und eine große Menge Nahrungsmittel 40 ist im Inneren des Schalenbehälters 60 aufgenommen. Eine Kombinationswägevorrichtung 50 für das Nahrungsmittel 40 ist vor dem Roboter 11 angeordnet. Die Kombinationswägevorrichtung 50 umfasst eine Mehrzahl von Wägefördereinrichtungen 51 und eine Transportfördereinrichtung 52, die auf einem Tisch vor dem Roboter 11 angeordnet sind. Der Roboter 11 hält eine vorgegebene Menge (z.B. eine Menge, die einer Portion entspricht) des Nahrungsmittels 40 von dem Schalenbehälter 60 durch den Endeffektor 18, der mit jedem der Arme 13, 13 verbunden ist, und transportiert das Nahrungsmittel 40 zu einer vorgegebenen Position auf der Wägefördereinrichtung 51. Die Wägefördereinrichtung 51 misst das Gewicht des Nahrungsmittels 40, das auf einem Band angeordnet ist, und befördert dann durch die Drehung des Bands das Nahrungsmittel 40 auf dem Band zur Transportfördereinrichtung 52. Die Transportfördereinrichtung 52 befördert dann das Nahrungsmittel 40, das ausgehend von jeder Wägefördereinrichtung 51 befördert worden ist, in einem vorgegebenen Abstand zu einer Nahrungsmittelzuführungsöffnung 53. Ein Arbeiter führt eine Anrichtetätigkeit des Nahrungsmittels 40 durch, das von der Nahrungsmittelzuführungsöffnung 53 zugeführt worden ist. In der vorliegenden Ausführungsform deckt ein Arbeitsbereich des Paars von Armen 13, 13 den Schalenbehälter 60, der auf der rechten Seite des Roboters angeordnet ist 11, und die Gesamtheit der Kombinationswägevorrichtung 50 ab, die vor dem Roboter 11 angeordnet ist.
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Die 2 ist eine Vorderansicht, die schematisch den Gesamtaufbau eines Beispiels für den Roboter 11 zeigt. Wie es in der 2 gezeigt ist, umfasst der Roboter 11 die Basis 12, die an einem Untergestell angebracht ist, wobei das Paar von Armen 13, 13 durch die Basis 12 gestützt wird, und eine Steuervorrichtung 14, die in der Basis 12 aufgenommen ist. Jeder Arm 13 ist ein horizontaler gelenkiger Roboterarm, der so ausgebildet ist, dass er bezüglich der Basis 12 beweglich ist. Jeder Arm 13 umfasst einen Armabschnitt 15, einen Anlenkabschnitt 17 und einen Endeffektor (18, 19). Der rechte Arm 13 und der linke Arm 13 können im Wesentlichen die gleiche Struktur aufweisen. Darüber hinaus können der rechte Arm 13 und der linke Arm 13 unabhängig betrieben werden oder können zusammen betrieben werden.
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In dem vorliegenden Beispiel ist der Armabschnitt 15 aus einem ersten Verbindungsstück 15a und einem zweiten Verbindungsstück 15b ausgebildet. Das erste Verbindungsstück 15a ist mit einer Basiswelle 16, die an einer oberen Oberfläche der Basis 12 angebracht ist, durch ein Drehgelenk J1 verbunden, und ist um eine Drehachse L1 drehbar, die durch ein Wellenzentrum der Basiswelle 16 verläuft. Das zweite Verbindungsstück 15b ist durch ein Drehgelenk J2 mit einem distalen Ende des ersten Verbindungsstücks 15a verbunden und ist um eine Drehachse L2 drehbar, die in dem distalen Ende des ersten Verbindungsstücks 15a festgelegt ist.
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Der Anlenkabschnitt 17 ist aus einem Hebeabschnitt 17a und einem Drehabschnitt 17b ausgebildet. Der Hebeabschnitt 17a ist durch eine lineare Verbindung J3 mit einem distalen Ende des zweiten Verbindungsstücks 15b verbunden und ist in Bezug auf das zweite Verbindungsstück 15b auf- und abwärts bewegbar. Der Drehabschnitt 17b ist mit einem unteren Ende des Hebeabschnitts 17a durch ein Drehgelenk J4 verbunden und ist um eine Drehachse L3, die in dem unteren Ende des Hebeabschnitts 17a festgelegt ist, drehbar.
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Der Endeffektor (18, 19) ist mit dem Drehabschnitt 17b von jedem des rechten und linken Anlenkabschnitts 17 verbunden. D.h., der Endeffektor (18, 19) ist mit einem distalen Ende von jedem des rechten und linken Arms 13 verbunden.
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Jeder Arm 13, der den vorstehend beschriebenen Aufbau aufweist, umfasst die Gelenke bzw. Verbindung J1 bis J4. Ferner ist der Arm 13 mit einem Servomotor (nicht gezeigt) zum Antreiben, einem Inkrementalgeber (nicht gezeigt) zum Erfassen des Drehwinkels des Servomotors und dergleichen versehen, so dass diese den Gelenken bzw. der Verbindung J1 bis J4 entsprechen. Darüber hinaus befinden sich die Drehachse L1 des ersten Verbindungsstücks 15a und 15a der zwei Arme 13, 13 auf derselben Geraden und das erste Verbindungsstück 15a eines Arms 13 und das erste Verbindungsstück 15a des anderen Arms 13 sind mit einer Höhendifferenz in der Oben-unten-Richtung angeordnet.
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Die 3(A) und die 3(B) sind eine Vorderansicht und eine Draufsicht, die den Aufbau des Endeffektors 18 zeigen, der für den rechten Arm 13 bereitgestellt ist. Der Endeffektor 18 ist eine Roboterhand, die zum Halten des Nahrungsmittels 40 ausgebildet ist. Nachstehend wird der Endeffektor 18 als Roboterhand 18 bezeichnet. Die Roboterhand 18 umfasst einen Basisabschnitt 18a, der mit dem Drehabschnitt 17b des rechten Anlenkabschnitts 17 verbunden ist, drei Finger 18b zum Halten eines Nahrungsmittels und eine Öffnungs/Schließ-Antriebsvorrichtung 18c für den Finger 18b. Es sollte beachtet werden, dass die Anzahl der Finger 18b vier oder mehr betragen kann.
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Der Basisabschnitt 18a ist in einer zylindrischen Form ausgebildet. Die Finger 18b sind auf der Außenoberfläche des unteren Endes des Basisabschnitts 18a in einem regelmäßigen Abstand (beispielsweise einem Abstand von 120 Grad) mittels der Öffnungs/Schließ-Antriebsvorrichtung 18c bereitgestellt. Der Finger 18b ist in einer Stabform ausgebildet. Die untere Seite des Fingers 18b ist zu einer zentralen Richtung (nachstehend als Halterichtung bezeichnet) der Drehachse L3 des Basisabschnitts 18a gekrümmt. Die Öffnungs/Schließ-Antriebsvorrichtung 18c umfasst darin einen Aktuator (nicht gezeigt), wie z.B. einen Servomotor. Durch Ansteuern des Aktuators wird der Finger 18b in der Halterichtung (zentrale Richtung der Drehachse L3) und einer Öffnungsrichtung, die eine Richtung entgegengesetzt zu der Halterichtung ist, betrieben. Die Roboterhand 18 ist so ausgebildet, dass der Abstand zwischen den unteren distalen Enden der Finger 18b gering ist, so dass die unteren distalen Enden das Nahrungsmittel 40 halten (nachstehend als Haltebetrieb bezeichnet).
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Die 4(A) und die 4(B) sind eine Vorderansicht und eine Draufsicht, die den Aufbau des Endeffektors 19 zeigen, der für den linken Arm 13 bereitgestellt ist. Wie es in der 4 gezeigt ist, umfasst der Endeffektor 19 einen Basisabschnitt 19a, der mit dem Drehabschnitt 17b des linken Anlenkabschnitts 17 verbunden ist, und einen distalen Endabschnitt 19b.
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Der Basisabschnitt 19a ist in einer zylindrischen Form ausgebildet. Der distale Endabschnitt 19b ist an einem unteren Ende des Basisabschnitts 18a bereitgestellt. Der distale Endabschnitt 19b weist in der Draufsicht eine T-Form auf und der Stab des distalen Endes erstreckt sich in der Stellung von mindestens einem Roboter 11 in der horizontalen Richtung (der Vorne-hinten-Richtung in der 4). Wie es nachstehend beschrieben ist, ist der Endeffektor 19 zum Stützen eines longitudinalen Zwischenabschnitts des Nahrungsmittels 40 in einem Zustand ausgebildet, bei dem das Nahrungsmittel 40 von dem Endabschnitt der Roboterhand 18 herabhängt. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Roboter 11 zum Transportieren des Nahrungsmittels 40 in einem Zustand ausgebildet, bei dem das Nahrungsmittel 40 durch die Roboterhand 18 (vgl. die 3) des rechten Arms 13 gehalten wird und das Nahrungsmittel 40 durch den Endeffektor 19 (vgl. die 4) des linken Arms 13 gestützt wird.
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Die 5 ist ein Funktionsblockdiagramm, das schematisch den Aufbau der Steuervorrichtung 14 (vgl. die 2) des Roboters 11 zeigt. Wie es in der 5 gezeigt ist, umfasst die Steuervorrichtung 14 eine Betriebseinheit 14a, wie z.B. eine CPU, eine Speichereinheit 14b, wie z.B. einen ROM oder RAM, und eine Servosteuereinheit 14c. Die Steuervorrichtung 14 ist z.B. eine Robotersteuereinrichtung, die einen Computer, wie z.B. einen Microcontroller, umfasst. Die Steuervorrichtung 14 kann aus einer einzelnen Steuervorrichtung 14 für eine zentralisierte Steuerung ausgebildet sein oder kann aus einer Mehrzahl von Steuervorrichtungen 14 für eine verteilte Steuerung im gemeinsamen Betrieb miteinander ausgebildet sein.
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Informationen, wie z.B. ein Basisprogramm als Robotersteuereinrichtung, und verschiedene Elemente von festgelegten Daten sind in der Speichereinheit 14b gespeichert. Die Betriebseinheit 14a steuert verschiedene Betriebsarten des Roboters 11 durch Auslesen und Ausführen einer Software, wie z.B. des Basisprogramms, das in der Speichereinheit 14b gespeichert ist. D.h., die Betriebseinheit 14a erzeugt eine Steueranweisung für den Roboter 11 und gibt die Steueranweisung an die Servosteuereinheit 14c aus. Die Servosteuereinheit 14c ist zum Steuern des Ansteuerns des Servomotors entsprechend den Gelenken bzw. der Verbindung J1 bis J4 jedes Arms 13 des Roboters 11 auf der Basis der Steueranweisung ausgebildet, die durch die Betriebseinheit 14a erzeugt wird. Darüber hinaus wird auch der Haltebetrieb des Nahrungsmittels 40 durch die Finger 18b der Roboterhand 18 durch die Steuervorrichtung 6 gesteuert. Demgemäß steuert die Steuervorrichtung 6 den gesamten Betrieb des Roboters 1.
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Als nächstes wird ein Beispiel des Betriebs des Roboters 11, der durch die Steuervorrichtung 14 gesteuert wird, unter Verwendung des Flussdiagramms von 6 beschrieben. Die 7 und die 8 sind schematische Ansichten, die ein Beispiel des Betriebs des Roboters zeigen.
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Zuerst führt der Roboter 11 einen Freigabebetrieb des Nahrungsmittels 40 vor dem Transportbetrieb des Nahrungsmittels 40 durch (Schritt S1 von 6). Der Freigabebetrieb des Nahrungsmittels 40 bezieht sich auf einen Betrieb des Öffnens der Finger 18b und des Fallenlassens des Nahrungsmittels 40 nach dem Halten des Nahrungsmittels 40 durch die Finger 18b der Roboterhand 18. Insbesondere bewegt die Steuervorrichtung 14 die Roboterhand 18 durch Steuern des Betriebs des rechten Arms 13, wie es in der 7(A) gezeigt ist, derart, dass sie in der Nähe unmittelbar oberhalb des Schalenbehälters 60 vorliegt, in dem das Nahrungsmittel 40 aufgenommen ist. Dann senkt, wie es in den 7(B) und 7(C) gezeigt ist, die Steuervorrichtung 14 die Roboterhand 18 ab, so dass das Nahrungsmittel 40 gehalten wird, das in dem Schalenbehälter 60 aufgenommen ist. Danach hebt die Steuervorrichtung 14 die Roboterhand 18 und öffnet die Finger 18b, so dass das Nahrungsmittel 40 fallengelassen wird. Wie es in der 7(D) gezeigt ist, (1) werden nacheinander ein Haltebetrieb, (2) ein Anhebebetrieb, (3) ein Öffnungsbetrieb, (4) ein Fallenlassen-Betrieb und (5) ein Haltebetrieb durchgeführt. D.h., eine Reihe von Betriebsvorgängen, welche die Nudeln 40 aufnehmen und in den Schalenbehälter 60 fallen lassen, wird wiederholt durch die Roboterhand 18 durchgeführt, und dadurch können die Nudeln 40 freigegeben werden. Die Flexibilität der Nudeln 40 wird erhöht und folglich wird es einfach, die Nudeln 40 zu halten. Es sollte beachtet werden, dass die Anzahl der Durchführungsvorgänge des Freigabebetriebs des Nahrungsmittels 40 gemäß dem Zustand des Nahrungsmittels 40, der Umgebungstemperatur und dergleichen in einer geeigneten Weise eingestellt wird.
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Als nächstes führt der Roboter 11 den Haltebetrieb des Nahrungsmittels 40 erneut durch die Roboterhand 18 für den Transport durch (Schritt S2 in der 6). Insbesondere senkt durch Steuern des Betriebs des rechten Arms 13 die Steuervorrichtung 14 die Roboterhand 18 von der Umgebung unmittelbar oberhalb des Schalenbehälters 60 ab, hält das Nahrungsmittel 40 durch Schließen der Finger 18b und hebt die Roboterhand 18 zu einer vorgegebenen Position an. Dabei liegt, da es sich bei dem Nahrungsmittel 40 um lange und flexible Nudeln handelt, wie es in der 8(A) gezeigt ist, das Nahrungsmittel 40, das durch die Roboterhand 18 gehalten wird, in einem Zustand vor, in dem es von dem Endabschnitt der Finger 18b herabhängt.
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Als nächstes führt der Roboter 11 einen Abschüttelbetrieb des Nahrungsmittels 40 nach dem Haltebetrieb des Nahrungsmittels 40 durch (Schritt S3 in der 6). Insbesondere senkt durch den Betrieb des rechten Arms 13 die Steuervorrichtung 14 die Roboterhand 18, die das Nahrungsmittel 40 hält, wie es in der 8(A) gezeigt ist, von einem Zustand, in dem die Roboterhand 18 zu einer vorgegebenen Position angehoben ist, ab, und stoppt dann die Roboterhand 18 unvermittelt bei einer vorgegebenen Position (vgl. die 8(B)). Auf diese Weise wird eine überschüssige Menge Nudeln 40 abgeschüttelt und folglich kann eine geeignete Menge Nudeln 40 gehalten werden. Es sollte beachtet werden, dass die Anzahl der Durchführungsvorgänge des Abschüttelbetriebs des Nahrungsmittels 40 gemäß der Menge an Nudeln 40, die z.B. einer Portion entsprechen, in einer geeigneten Weise eingestellt wird.
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Als nächstes stützt der Roboter 11 durch den Endeffektor 19 das Nahrungsmittel 40, das durch die Roboterhand 18 gehalten wird (Schritt S4 in der 6). Insbesondere bewirkt durch Steuern des Betriebs des linken Arms 13, wie es in der 8(C) gezeigt ist, die Steuervorrichtung 14, dass der stabförmige distale Endabschnitt 19b, der sich in der horizontalen Richtung (in der Vorne-hinten-Richtung in der 8) des Endeffektors 19 erstreckt, dass er so betrieben wird, dass er einen longitudinalen Zwischenabschnitt 40a des Nahrungsmittels 40, das von dem Endabschnitt der Roboterhand 18 (in der rechten Richtung in derselben Zeichnung) herabhängt, kreuzt. Auf diese Weise wird der longitudinale Zwischenabschnitt 40a des Nahrungsmittels 40, das von dem Endabschnitt der Roboterhand 18 herabhängt, durch den stabförmigen distalen Endabschnitt 19b des Endeffektors 19 gestützt.
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Schließlich transportiert der Roboter 11 das Nahrungsmittel 40 in einem Zustand, bei dem das Nahrungsmittel 40 durch die Roboterhand 18 gehalten wird und der longitudinale Zwischenabschnitt 40a des Nahrungsmittels 40 durch den Endeffektor 19 gestützt wird, zu einer vorgegebenen Position (Schritt S5 in der 6). Insbesondere bewegt durch Steuern des Betriebs des rechten und linken Arms 13, wie es in der 8(D) gezeigt ist, die Steuervorrichtung 14 das Nahrungsmittel 40 (in der linken Richtung in derselben Zeichnung), während der Zustand, bei dem das Nahrungsmittel 40 durch die Roboterhand 18 gehalten wird und der longitudinale Zwischenabschnitt 40a des Nahrungsmittels 40 durch den Endeffektor 19 gestützt wird, beibehalten wird. Auf diese Weise kann das Nahrungsmittel 40 sicher zu einer vorgegebenen Position auf der Wägefördereinrichtung 51 der Kombinationswägevorrichtung 50 transportiert werden, nachdem die Abmessung der Gesamtlänge des Nahrungsmittels 40 in der Oben-unten-Richtung vermindert worden ist (vgl. die 1). Der Roboter 11 wiederholt die Betriebsvorgänge von dem Schritt S2 zu dem Schritt S5 bis zum Ende der Arbeit (Schritt S6 in der 6).
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Es sollte beachtet werden, dass in dem Transportbetrieb des Nahrungsmittels 40 in der vorliegenden Ausführungsform, da das Bewegungsausmaß des Roboterarms 13 auf der Seite der Roboterhand 18 in der Oben-unten-Richtung gering wird, es für einen horizontalen gelenkigen Arm geeignet ist, dass er einen kurzen Hub in der Oben-unten-Richtung aufweist, wie z.B. der Roboterarm 13 der vorliegenden Ausführungsform.
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(Modifizierungsbeispiel)
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Es sollte beachtet werden, dass der Endeffektor 19 der vorliegenden Ausführungsform einen Aufbau aufweist, der mit dem stabförmigen distalen Endabschnitt 19b versehen ist, der sich in der horizontalen Richtung (der Vorne-hinten-Richtung in der 8) in der Stellung des mindestens einen Roboters 11 erstreckt, jedoch nicht auf diesen Aufbau beschränkt ist. Nachstehend wird der Aufbau eines Modifizierungsbeispiels des Endeffektors 19 beschrieben.
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Die 9(A) und die 9(B) sind eine Vorderansicht und eine Draufsicht, die einen Aufbau gemäß eines ersten Modifizierungsbeispiels des Endeffektors 19 zeigen, der für den linken Arm 13 bereitgestellt ist. Wie es in der 9 gezeigt ist, weist der distale Endabschnitt 19b des Endeffektors 19 gemäß dem vorliegenden Modifizierungsbeispiel eine flache Plattenform auf, die sich in einer horizontalen Ebene (einer Ebene, die in der Vorne-hinten-Richtung und der Rechts-links-Richtung in der 9 festgelegt ist) in der Stellung von mindestens einem Roboter 11 erstreckt. Gemäß dem vorliegenden Modifizierungsbeispiel kann, da sich der flache plattenförmige distale Endabschnitt 19b des Endeffektors 19 in der horizontalen Ebene erstreckt, der longitudinale Zwischenabschnitt 40a des Nahrungsmittels 40 dadurch durch den distalen Endabschnitt 19b des Endeffektor 19 gestützt werden, dass bewirkt wird, dass der distale Endabschnitt 19b so betrieben wird, dass er den longitudinalen Zwischenabschnitt 40a des Nahrungsmittels 40, der von dem Endabschnitt der Roboterhand 18 herabhängt, kreuzt, und zwar ähnlich wie in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform.
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Die 10(A) und die 10(B) sind eine Vorderansicht und eine Draufsicht, die einen Aufbau gemäß einem zweiten Modifizierungsbeispiel des Endeffektors 19 zeigen, der für den linken Arm 13 bereitgestellt ist. Wie es in der 10 gezeigt ist, weist der distale Endabschnitt 19b des Endeffektors 19 gemäß dem vorliegenden Modifizierungsbeispiel in der Draufsicht eine V-Form in der Stellung von mindestens einem Roboter 11 auf.
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Da der distale Endabschnitt 19b des Endeffektors 19 gemäß dem Modifizierungsbeispiel eine V-Form aufweist, kann der longitudinale Zwischenabschnitt 40a des Nahrungsmittels 40 durch den distalen Endabschnitt 19b des Endeffektors 19 dadurch gestützt werden, dass bewirkt wird, dass der distale Endabschnitt 19b so betrieben wird, dass er den longitudinalen Zwischenabschnitt 40a des Nahrungsmittels 40, das von dem Endabschnitt der Roboterhand 18 herabhängt, kreuzt, und zwar ähnlich wie in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform. Darüber hinaus ist es einfach, die Position des Endeffektors 19 mit der Mitte des Nahrungsmittels 40 auszurichten. Es sollte beachtet werden, dass die V-Form ein Einschnitt bzw. eine Kerbe bzw. eine Einbuchtung sein kann.
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Die 11 (A) und die 11 (B) sind eine Vorderansicht und eine Draufsicht, die einen Aufbau gemäß einem ersten Modifizierungsbeispiel des Endeffektor 19 zeigen, der für den linken Arm 13 bereitgestellt ist. Wie es in der 11 gezeigt ist, weist der distale Endabschnitt 19b des Endeffektors 19 gemäß dem vorliegenden Modifizierungsbeispiel in der Draufsicht eine U-Form in der Stellung von mindestens einem Roboter 11 auf. Da gemäß dem vorliegenden Modifizierungsbeispiel der distale Endabschnitt 19b des Endeffektors 19 eine U-Form aufweist, kann der longitudinale Zwischenabschnitt 40a des Nahrungsmittels 40 durch den distalen Endabschnitt 19b des Endeffektor 19 dadurch gestützt werden, dass bewirkt wird, dass der distale Endabschnitt 19b so betrieben wird, dass er den longitudinalen Zwischenabschnitt 40a des Nahrungsmittels 40, das von dem Endabschnitt der Roboterhand 18 herabhängt, kreuzt, und zwar ähnlich wie in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform. Darüber hinaus ist es einfach, die Position des Endeffektors 19 mit der Mitte des Nahrungsmittels 40 auszurichten. Es sollte beachtet werden, dass die U-Form ein Einschnitt bzw. eine Kerbe bzw. eine Einbuchtung sein kann.
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Die 12(A) und die 12(B) sind eine Vorderansicht und eine Draufsicht, die einen Aufbau gemäß einem ersten Modifizierungsbeispiel des Endeffektors 19 zeigen, der für den linken Arm 13 bereitgestellt ist. Wie es in der 12 gezeigt ist, weist der distale Endabschnitt 19b des Endeffektors 19 gemäß dem vorliegenden Modifizierungsbeispiel einen löffelförmigen distalen Endabschnitt 19b auf, der mit einer Aussparung 19c versehen ist.
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Da gemäß dem vorliegenden Modifizierungsbeispiel der distale Endabschnitt 19b des Endeffektors 19 eine Löffelform aufweist, kann in einem Zustand, bei dem die Öffnung der Aussparung 19c aufwärts gerichtet ist, der longitudinale Zwischenabschnitt 40a des Nahrungsmittels 40 durch die Aussparung 19c des Löffels dadurch gestützt werden, dass bewirkt wird, dass der distale Endabschnitt 19b so betrieben wird, dass er den longitudinalen Zwischenabschnitt 40a des Nahrungsmittels 40, das von dem Endabschnitt der Roboterhand 18 herabhängt, kreuzt, und zwar ähnlich wie in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform. Darüber hinaus können die Nudeln 40 transportiert werden, nachdem die Nudeln 40 durch Drehen der Roboterhand 18, welche die Nudeln 40 hält, auf dem Löffel 19 gesammelt werden, wie wenn eine Person Nudeln auf dem Löffel mit einer Gabel dreht.
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(Weitere Ausführungsformen)
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Es sollte beachtet werden, dass es sich in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform bei dem Nahrungsmittel 40 um Nudeln handelt, wobei es sich jedoch um Nudelstränge, wie z.B. Udon, Soba und Ramen, handeln kann, solange das Nahrungsmittel lang und flexibel ist.
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In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird die Transportarbeit des Nahrungsmittels durch den Doppelarmroboter 11 durchgeführt, kann jedoch durch eine spezielle Vorrichtung realisiert werden, welche die Roboterhand 18 und den Endeffektor 19 umfasst und eine Positionssteuerung durchführen kann.
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Der Roboter 11 der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist der horizontale gelenkige Doppelarmroboter, kann jedoch ein vertikaler gelenkiger Doppelarmroboter sein.
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Für einen Fachmann sind aus der vorstehenden Beschreibung viele Modifizierungen und weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ersichtlich. Demgemäß sollte die vorstehende Beschreibung lediglich als veranschaulichend betrachtet werden und sie ist für den Zweck bereitgestellt, einem Fachmann die besten Modi zur Ausführung der vorliegenden Erfindung zu lehren. Die Details der Strukturen und/oder der Funktionen können wesentlich geändert werden, ohne von dem Wesen der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Die vorliegende Erfindung ist in einer Fertigungsstätte eines langen und flexiblen Nahrungsmittels, wie z.B. Nudeln, geeignet.
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Bezugszeichenliste
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- 11
- Roboter
- 13
- Roboterarm
- 14
- Steuervorrichtung
- 18
- Endeffektor (Roboterhand)
- 18a
- Basisabschnitt
- 18b
- Finger
- 19
- Endeffektor
- 19a
- Basisabschnitt
- 19b
- Distaler Endabschnitt
- 40
- Nahrungsmittel (Nudeln)
- 40a
- Longitudinaler Zwischenabschnitt des Nahrungsmittels
- 50
- Kombinationswägevorrichtung
- 51
- Wägefördereinrichtung
- 52
- Transportfördereinrichtung
- 60
- Behälter
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 5477665 [0002]
- JP 2788302 [0002]
