JP2009528967A - 果物の分類包装システム - Google Patents

Abstract

卵と果物（１０）から成るグループから選択された物品を分類し包装するシステムである。分類包装システムは、複数のキャリヤが設けられた少なくとも１つの分類トラック（１）を有する分類装置と、各物品（１０）の少なくとも１つの特性を判定するための少なくとも１つのセンサと、少なくとも１つの特性に従って物品を分類するように構成された制御装置と、例えば、箱、かご、トレイといった包装ユニットを供給して排出し、分類トラックと交差して分類トラックの上方に延在する複数の包装コンベヤを備える。各包装コンベヤに隣接して、包装コンベヤ以上の高さに、移送装置が設けられ、移送装置は、分類装置のキャリヤから前記物品の１つを取り上げ、物品を対応する包装コンベヤの包装ユニットの中に載置するように構成されている。

Description

本発明は、卵と果物から成るグループから選択された物品を分類し包装するシステムに関する。

一般に、そのようなシステムは例えば、果物や野菜を分類する技術の分野で知られている。このようなシステムの一部を形成する分類装置の一例がＥＰ６８７５０８に記載されている。この文献に記載された分類装置は、物品を分類した後、物品を取り上げるグリッパによって物品を輸送し、これらの物品をグレードに従って包装コンベヤ上に解放する。この包装コンベヤは、例えば、コンベヤベルトの排出路として形成されたり、枠、箱が取り付けられたコンベヤとして形成される。従来、このような包装コンベヤは、供給コンベヤの経路と交差する輸送経路の後に続き、その下を通る。したがって、物品は下方に解放され、落下する。当業者には明らかなように、落下すると、果物が損傷を受けるだけでなく、落下位置もきちんと定まらない。

消費者が果物を買う場合、従来は、果物を取り集めてから袋に詰めていたが、今では、予め果物を小さな包装体に詰めておくことがますます多くなってきている。例えば予め所定の組み合わせや量でまとめて小さな箱やトレイに詰められている。

別のタイプの分類装置が、例えば、ＥＰ１０８４４５に記載されている。この分類装置において、物品はカップ内に置かれて解放位置まで運ばれる。グリッパやフォークで操るのが難しい物品、例えば洋梨やきゅうりなどは、このようなタイプの分類装置によって処理される。しかしながら、これらの物品は下方に解放されると大きな損傷を受けることは明らかである。これは、とくに、洋梨は皮が非常にデリケートな果物であり、きゅうりは、通常の実質的に丸い形状の物品とは形状が大きく異なるためである。

さらに、当業者には明らかなように、物品特性のトレーサビリティの要求がますます高まっている。

例えば上述した装置のような従来の分類装置やシステムでは、全ての分類データを管理しながら、物品の処理および包装を行うことは不可能である。分類データは多岐にわたり、通常、個々の物品で異なるものである。

上述したような要求や他の要求を満たすために、本発明は、卵と果物から成るグループから選択された物品を分類し包装するシステムを提供する。当該分類包装システムは、
複数のキャリヤが設けられた少なくとも１つの分類トラックを有する分類装置を備え、複数のキャリヤはそれぞれ単一の果物を運ぶように、かつ、分類トラックにおいてそれぞれ所定の位置となるように、配置され、
分類装置は、各物品の少なくとも１つの特性を判定するための少なくとも１つのセンサを備え、
各物品の少なくとも１つの特性を、当該物品を運ぶキャリヤの位置とともに保存し、各キャリヤの位置を、運搬する物品の少なくとも１つの特性に関連付ける制御装置を備え、
制御装置は、物品の少なくとも１つの特性に従って、物品を分類するように構成され、
分類トラックは、実質的に水平方向に延在し、使用中に、実質的に水平な搬送方向（Ｘ）に進む搬送速度を有し、
例えば、箱、かご、トレイといった包装ユニットを供給し排出する複数の包装コンベヤを備え、包装ユニットには、分類包装システムの使用中に、キャリヤによって運ばれる物品が詰められ、
複数の包装コンベヤのうちの少なくともいくつかは、分類トラックと交差して分類トラックの上方に延在し、
分類トラックと交差して分類トラックの上方に延在する各包装コンベヤに隣接して、包装コンベヤ以上の高さに、移送装置が設けられ、移送装置は、分類装置のキャリヤから物品の１つを取り上げ、物品を包装ユニットよりも高い位置まで移動し、持ち上げられた物品を対応する包装コンベヤの包装ユニットの中に載置するように構成され、
制御装置は、移送装置を制御し、各物品を、その分類に応じて、その分類に対応する包装コンベヤに移送するように構成され、
制御装置は、とくに、分類装置、移送装置、および包装コンベヤが互いに連動するように、これらの搬送速度を制御するように構成されている。

分類装置をこのように構成することにより、人間が行うような取り上げ動作と上方からの載置動作に近似した処理を、適切にかつ効率的に行うことが可能となる。さらに、次のような効果も得られる。すなわち、分類装置によって分類された各物品について、移送後にも各物品の特徴および特性の情報を保持することができる。これは、各物品が個別に包装ユニットに移送されるためである。したがって、少なくとも物品が包装ユニットに詰められるまでは、各物品の特徴および特性の情報が保持されるので、あるクラスの複数の物品について、特定の組み合わせで包装ユニットに詰め込むことができるという、非常に有利な効果が得られる。

移送装置は包装コンベヤ以上の位置に設けられ、包装コンベヤは分類トラックの上方に延在するので、移送装置に手が届きやすい。これは、システムの組み立て時および整備時に有利である。さらに、多くの場合、移送装置による移送距離を短くしておくことができる。その結果、必要な移送時間を短くすることができ、装置の効率を向上させることができる。したがって、移送装置を、例えば、ロボットやマニピュレータなどの形態とすることが可能であり、これらを最適に利用することができる。

本発明のさらなる実施の形態において、物品を移送する移送装置は、実質的に単一面においてトラックごとに作動する。このようなトラックごとの移送装置は、構成が比較的簡単であり、動作も素早い。単一面は、鉛直に、すなわちＺ方向に延在することが望ましい。

このような構成において、トラックごとの移送装置は、Ｘ−Ｚマニピュレータを備えることができる。

移送装置の配置の自由度を向上させるため、移送装置は、Ｘ方向の軸回りの小さな回動角で、全体として回動可能とすることができる。

さらに、あるいは代わりとして、移送装置は、Ｘ方向の軸回りの小さな回動角で回動する移送ヘッドを備えることもできる。

回動角は、最大で５度であることが望ましい。

本発明の実施の形態において、移送装置は、さらに、少なくとも１つの中間コンベヤを有することができる。キャリヤによって運ばれた物品は、包装ユニット内に詰め込まれる前に、中間コンベヤ上に載置される。これは、包装ユニットが必ず供給されているとは限らない場合、または、１個以上の物品を同時に包装ユニットに詰め込みたい場合に、有効である。このような場合、中間コンベヤは、バッファコンベヤとして機能する。

本発明の実施の形態において、複数のキャリヤは、カップ、グリッパ、およびフォークからなるグループから選択される。

当業者には明らかなように、このようなシステムは、システムの簡素化に大きく貢献するのに加え、これまで果物や卵の処理に関して存在していなかったいくつかの用途を提供するものである。特に、異なる種類の果物を組み合わせたり、同じ種類の異なる色の果物を組み合わせたりして、トレイに詰め込むことが可能となる。

さらに、このシステムは、空間的にいろいろな配置が可能であるという大きな利点がある。

物品を移送するための移送装置として、ロボットやマニピュレータを利用する点は、例えばＷＯ２００５００９６９０に開示されているように、食料分野において知られている。しかし、この文献に記載されたロボットは、大きなスペースと精密な制御が必要な非常に複雑な装置である。しかしながら、本発明によるシステムで利用する装置は、移動部材の数が限定されており、さらに、配置も容易である。また、その動作は、実質的に単一面、とくに、鉛直、またはＸ−Ｚ面、あるいはＹ−Ｚ面に限定されている。

本発明によるシステムの詳細を、以下に、図面に基づいて説明する。

図１は、本発明によるシステムの部分上面図である。 図２は、図１のシステムの側面図である。

これらの図面において、同一の部材には同一の参照符号を付している。さらに、図中、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向を慣例に従って選定している。

ここで、供給コンベヤ１は、Ｘ方向に移動する２つの分類トラックＰ１，Ｐ２を決定し、物品１０を供給するものである。このようなコンベヤ１は、通常、循環コンベヤであり、例えば、ＥＰ５４０１２６、ＥＰ６８７５０８、またはＥＰ１０８４４５に記載されたようなタイプのものである。物品は、フォークのような形状をした把持部材、グリッパ、またはカップを有するキャリヤによって運ばれる。

コンベヤ上で、物品１０のキャリヤは適切に設定された位置に配置され、これらの位置は、その位置で運ばれる各物品の特性に連動している。これらのデータは、例えば中央コンピュータによって実行されるコンピュータプログラムに従って収集され、管理され、処理される。

最先端のシステムにおいて、少なくとも１つの分類トラックを決定する供給コンベヤは、さらに、例えば、コンピュータ制御によって出力された信号に応じて物品を収集ユニットに導く解放手段、解除手段、または排出路を備えている。本技術分野において、物品は排出ベルト上に、例えば排出ベルト上に設置された包装ユニット内、具体的には包装コンベヤとして機能する箱やかご等の包装ユニット内に解放される。または、従来のように水流を利用した経路内に解放される。なお、解放動作は常に下方向に向かって行われることは明らかである。包装ユニットがベルトかコンベヤである場合、これらは常に無限循環式である。キャリヤからコンベヤまでの移送のときに、物品の落下を防ぐための回転ブラシがよく用いられる。または、排出ベルトの搬送面が、例えばブラシマットとして形成される。

また、既に説明したように、本発明によるシステムは複数の包装コンベヤ２を備えている。包装コンベヤ２は、Ｙ方向に移動し、例えば包装ユニット２０を搬送する。図面では簡単のため、複数の包装コンベヤのうちの１つのみを示しているが、コンベヤ２は供給コンベヤ１に直交するように位置決めされている。しかし、別の角度とすることも可能である。包装ユニット２０は、例えばステップ状に移動され、静止しているときに、物品１０が詰められる。物品１０の充填は、移送装置３によって上方から行われる。移送装置３は、供給コンベヤ１から包装コンベヤ２まで、経路Ｔに沿って物品を移動させる。

移送装置３をコンベヤ１，２の両方の上方に配置することで、手作業で充填および包装を行う場合と同様に、物品の収集と載置が慎重に行われる。このような移送装置により、取り上げ動作を制御しながら、さまざまなタイプのコンベヤを利用することができる。具体的には、各物品の特性を考慮しながら、高精度な位置決めを行うことができる。これは特に、ロボットやマニピュレータを利用する場合である。

ロボットやマニピュレータは、通常、グリッパや吸着カップを備えている。さらに、ロボットは、中央コンピュータに接続され、上述したように、各物品のキャリヤと連動して、正しい物品を取り上げるように構成されている。ここで、ロボットに例えばカメラを搭載し、すべての制御信号を中央コンピュータからロボットに送って、中央コンピュータのすべてのデータをロボット制御用のデータと組み合わせることができる。

さらなる実施の形態では、移送中の移動動作を単一面、望ましくは垂直面に制限する。この場合、移送装置を一層、単純化することができる。これにより、特に、例えば、デルタ型やスカラ型等の複雑なロボットを回避し、さらにはその大型化や複雑な機構を回避することができる。この実施の形態においては、当該移送装置を、Ｘ−Ｚマニピュレータと呼ぶ。もう一度強調するが、本発明は、単一面を有する構成を検討しており、この面は、一般的にＸ−Ｚ平面と呼ばれる平面自体とは一致する必要がないが、また、ある角度を持って配置される面としてもよく、この場合、包装コンベヤを異なる角度に配置することができる。さらに、対頂角以外の角度も利用できる。

確かに、本技術分野において、実質的に単一面上を移動しながら、包装ユニットに物品を詰める装置は知られている。例えば、ＥＰ６４４１２０には、吸着カップピックアップ手段の複数の列を有するフレームが移動可能であり、吸着カップホルダーが幅方向に移動可能な装置が開示されている。このような装置は、とくに、あるパターンに配置された物品に対応して利用される。さらに、物品を当該装置に供給すると、分類された物品は、上記パターンの形成により、個々の分類情報の一部を失ってしまうことも知られている。これは、供給装置から解放された物品は、コンベヤベルトにランダムに到達し、その後、例えば単一化ベルト（singulator belt）に続くバッファベルト等のパターン形成ユニットに供給されるためである。

移送装置の操作性や柔軟性を向上させるため、さらなる実施の形態においては、移送装置３を回動可能とする。この場合、移送装置は、上述した単一面、および／またはこれに直交する面において、例えば５度程度の小さな回動角で回動する。さらに、移送ヘッドを、手の形状をしたエンドやグリッパエンドの形状として回動可能な構成とするように、移送装置を設計することもできる。

当業者には明らかなように、上述した実施形態の若干の変形も、添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれると理解されるべきである。

例えば、システムにおいて、従来の方法による、すなわち下方で交差する包装コンベヤをさらに利用することもできる。この場合、分類された、所定の物品は、例えば、従来の方法の通り、下方に解放される。さらに、複数のＸ−Ｚマニピュレータを収容するように上述した面を平行に複数用意し、複数の平行な分類トラックを同時に処理できるように移送装置を構成する。別の実施の形態では、特徴および特性の異なる組み合わせとするために、複数の包装コンベヤを利用することもできる。移送装置は、また、例えばバッファとして機能する１つあるいは複数の中間コンベヤを備えることもできる。中間コンベヤは、例えば、上述した少なくとも１つの包装コンベヤの上流側に配置され、最適な時間−搬送スケジュールを達成するためのバッファとして機能する。

Claims (11)

1. 卵と果物から成るグループから選択された物品を分類し包装する分類包装システムであって、
   複数のキャリヤが設けられた少なくとも１つの分類トラックを有する分類装置を備え、前記複数のキャリヤはそれぞれ単一の果物を運ぶように、かつ、前記分類トラックにおいてそれぞれ所定の位置となるように、配置され、
   前記分類装置は、各物品の少なくとも１つの特性を判定するための少なくとも１つのセンサを備え、
   前記各物品の前記少なくとも１つの特性を、当該物品を運ぶ前記キャリヤの前記位置とともに保存し、各キャリヤの位置を、運搬する物品の前記少なくとも１つの特性に関連付ける制御装置を備え、
   前記制御装置は、前記物品の前記少なくとも１つの特性に従って、前記物品を分類するように構成され、
   前記分類トラックは、実質的に水平方向に延在し、使用中に、実質的に水平な搬送方向（Ｘ）に進む搬送速度を有し、
   例えば、箱、かご、トレイといった包装ユニットを供給し排出する複数の包装コンベヤを備え、前記包装ユニットには、前記分類包装システムの使用中に、前記キャリヤによって運ばれる前記物品が詰められ、、
   前記複数の包装コンベヤのうちの少なくともいくつかは、前記分類トラックと交差して前記分類トラックの上方に延在し、
   前記分類トラックと交差して前記分類トラックの上方に延在する各包装コンベヤに隣接して、前記包装コンベヤ以上の高さに、移送装置が設けられ、前記移送装置は、前記分類装置のキャリヤから前記物品の１つを取り上げ、前記物品を前記包装ユニットよりも高い位置まで移動し、持ち上げられた前記物品を前記対応する包装コンベヤの前記包装ユニットの中に載置するように構成され、
   前記制御装置は、前記移送装置を制御し、各物品を、その分類に応じて、その分類に対応する包装コンベヤに移送するように構成され、
   前記制御装置は、とくに、前記分類装置、前記移送装置、および前記包装コンベヤが互いに連動するように、これらの前記搬送速度を制御するように構成されていることを特徴とする分類包装システム。
2. 請求項１に記載の分類包装システムにおいて、
   前記物品を移送する前記移送装置は、実質的に単一面においてトラックごとに作動することを特徴とする分類包装システム。
3. 請求項２に記載の分類包装システムにおいて、
   前記単一面は、鉛直でＺ方向に延在することを特徴とする分類包装システム。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の分類包装システムにおいて、
   前記移送装置は、Ｘ−Ｚマニピュレータを備えることを特徴とする分類包装システム。
5. 請求項４に記載の分類包装システムにおいて、
   前記移送装置は、前記Ｘ方向の軸回りの小さな回動角で、全体として回動可能であることを特徴とする分類包装システム。
6. 請求項４に記載の分類包装システムにおいて、
   前記移送装置は、前記Ｘ方向の軸回りの小さな回動角で回動する移送ヘッドを備えることを特徴とする分類包装システム。
7. 請求項５または請求項６に記載の分類包装システムにおいて、
   前記回動角は、最大で５度であることを特徴とする分類包装システム。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の分類包装システムにおいて、
   前記移送装置は、さらに、少なくとも１つの中間コンベヤを有することを特徴する分類包装システム。
9. 請求項８に記載の分類包装システムにおいて、
   前記中間コンベヤは、バッファコンベヤとして機能することを特徴とする分類包装システム。
10. 請求項１に記載の分類包装システムにおいて、
    前記分類装置、前記移送装置、前記包装装置の前記搬送速度は、とくに、前記位置に依存することを特徴とする分類包装システム。
11. 請求項１に記載の分類包装システムにおいて、
    前記複数のキャリヤは、カップ、グリッパ、およびフォークからなるグループから選択されることを特徴とする分類包装システム。

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