JP2017189862A - 作業ロボット及び作業システム - Google Patents

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Abstract

【課題】省スペース化が可能な作業ロボット及び作業システムを提供する。
【解決手段】食品容器12を搬送する搬送コンベア11の近傍に配置され、食品容器12に対し食品13の盛り付け作業を行う作業ロボット2であって、回動可能に連結された第1アーム部材21、第2アーム部材22を備えたロボットアーム20と、ロボットアーム20の動作を制御するコントローラを収容する制御ボックス59と、制御ボックス59とロボットアーム20の設置位置が上下方向から見て重複し、制御ボックス59とロボットアーム20の間に間隙Sが設けられ、且つ、間隙Sの少なくとも一方向が開口した状態となるように、制御ボックス59とロボットアーム20を支持する支持フレーム60と、を有する。
【選択図】図4

Description

開示の実施形態は、作業ロボット及び作業システムに関する。
ワークを搬送する搬送装置の近傍に配置され、搬送されるワークに対し所定の作業を行う作業ロボットが知られている。
このような作業ロボットの一例として、例えば特許文献1には、ベルトコンベアにより搬送される弁当トレイの決められた位置に総菜等の各種食品を盛り付ける食品盛付け装置が記載されている。
特開平5−262333号公報
上記従来技術の食品盛付け装置では、ベルトコンベアの横に、盛付けロボットや、総菜ケースをストックし供給するケース供給装置等が配置される。このため、設置スペースが大きくなり易く、省スペース化が難しいという課題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、省スペース化が可能な作業ロボット及び作業システムを提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、ワークを搬送する搬送装置の近傍に配置され、前記ワークに対し所定の作業を行う作業ロボットであって、回動可能に連結された複数のアーム部材を備えたロボットアームと、前記ロボットアームの動作を制御するコントローラを収容する制御ボックスと、前記制御ボックスと前記ロボットアームの設置位置が上下方向から見て重複し、前記制御ボックスと前記ロボットアームの間に間隙が設けられ、且つ、前記間隙の少なくとも一方向が開口した状態となるように、前記制御ボックスと前記ロボットアームを支持する支持フレームと、を有する作業ロボットが適用される。
また、本発明の別の観点によれば、ワークを搬送する搬送装置と、前記搬送装置の近傍に配置され、前記ワークに対し所定の作業を行う作業ロボットと、を有し、前記作業ロボットは、回動可能に連結された複数のアーム部材を備えたロボットアームと、前記ロボットアームの動作を制御するコントローラを収容する制御ボックスと、前記制御ボックスと前記ロボットアームの設置位置が上下方向から見て重複し、前記制御ボックスと前記ロボットアームの間に間隙が設けられ、且つ、前記間隙の少なくとも一方向が開口した状態となるように、前記制御ボックスと前記ロボットアームを支持する支持フレームと、を有し、前記搬送装置は、前記作業ロボットの前記間隙を通るように配置されている作業システムが適用される。
本発明によれば、省スペース化が可能な作業ロボット及び作業システムを提供することができる。
実施形態に係る作業システムの全体構成の一例を表す説明図である。 作業ロボットの構成の一例を表す前面図である。 作業ロボットの構成の一例を表す上面図である。 作業ロボットの構成の一例を表す右側面図である。 作業ロボットのロボットアームの内部構造の一例を表す概念的断面図である。 比較例の作業システムの構成を表す説明図である。 搬送コンベアで2列の食品容器を搬送する変形例の作業システムの全体構成の一例を表す説明図である。 トレー供給装置、トレー回収装置を設置した変形例の作業システムの全体構成の一例を表す説明図である。 トレー供給装置の構成の一例を表す上面図である。 トレー回収装置の構成の一例を表す上面図である。 トレー供給装置、トレー回収装置を備え、2列の食品容器を搬送する変形例の作業システムの全体構成の一例を表す説明図である。 ストック装置を設けた変形例の作業システムにおいて、ストック装置が食品トレーをストックする場面の一例を表す説明図である。 ストック装置を設けた変形例の作業システムにおいて、ストック装置がストックした食品トレーを搬送コンベアへ戻す場面の一例を表す説明図である。
<1.実施形態>
以下、一実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下において、作業ロボット等の構成の説明の便宜上、上下左右前後等の方向を適宜使用する場合があるが、作業ロボット等の各構成の位置関係を限定するものではない。
(1−1.作業システムの全体構成)
図1により、本実施形態の作業システム1の全体構成の一例について説明する。本実施形態の作業システム1は、食品容器12(ワークの一例)に食品13(部品の一例)を盛り付ける作業ラインを構成している。
作業システム1は、食品容器12を搬送する搬送コンベア11(搬送装置の一例)と、作業ロボット2と、を有する。作業ロボット2は、搬送コンベア11の近傍に配置され、食品容器12に対し食品13の盛付け(所定の作業の一例)を行う。図1に示す例では、搬送コンベア11の近傍に、複数(この例では3台)の作業ロボット2と共に、食品容器12に対し食品13の盛付けを行う複数(この例では2人)の作業員10も配置されており、作業システム1は作業員10も含む作業システムとなっている。なお、作業員10の代わりに作業ロボット2を配置してもよい。
図1に示す例では、3台の作業ロボット2と2人の作業員10は、搬送コンベア11に対し、上流側(図1中左側)から1番目に作業員10、2番目に作業ロボット2、3番目に作業ロボット2、4番目に作業ロボット2、5番目に作業員10の順で、略等間隔に配置されている。このうち、上流側から1番目の作業員10、3番目の作業ロボット2、5番目の作業員10は、搬送コンベア11の幅方向一方側(図1中上側)に配置され、上流から2番目の作業ロボット2、4番目の作業ロボット2は、搬送コンベア11の幅方向他方側(図1中下側)に配置されている。なお、図1に示す作業ロボット2と作業員10の配置は一例であり、上記以外の配置としてもよい。
搬送コンベア11には、上記1番目の作業員10よりも上流側の図示しない供給位置で、空の食品容器12や、盛り付けに必要な総菜等の食品13が収容された食品トレー14(部品容器の一例)が、適宜のタイミングで供給される。空の食品容器12は、例えば予め定められた一定時間おきに搬送コンベア11に供給され、食品トレー14は、例えばいずれかの作業ロボット2及び作業員10において1つの食品トレー14が空になった場合に搬送コンベア11に供給される。これにより、搬送コンベア11は食品容器12に食品トレー14を混在させて下流側(図1中右側)へ向けて順次搬送する。
食品トレー14には、盛り付けに必要な総菜等の食品13が収容されている。1つの食品トレー14には1種類の食品13が複数収容されている。食品13は複数種類あり、その種類ごとに異なる食品トレー14に収容されている。この例では、盛り付けられる食品13は例えば5種類であり、各作業ロボット2と各作業員10は対応する種類の食品13を盛り付ける。各作業員10及び各作業ロボット2の搬送コンベア11に近接した位置には、それぞれ食品トレー14を保持するトレー載置台15が配置されている。
作業ロボット2は、2本のロボットアーム20を有する双腕ロボットである。2本のロボットアーム20は、互いに上流側と下流側となるよう搬送コンベア11上に突出しており、それぞれ独立して搬送コンベア11とトレー載置台15との間で動作しつつ作業可能に構成されている。作業ロボット2の詳細については後述する。
3台の作業ロボット2と2人の作業員10は、それぞれの上流側からの順番に対応する種類の食品13を食品容器12に盛り付ける。
具体的には、上流側から1番目の作業員10は、搬送コンベア11により上流から流れてくる第1の種類の食品13を収容した食品トレー14をトレー載置台15上に引き込み、保持する。また、1番目の作業員10は、トレー載置台15上に保持されている食品トレー14の食品13を把持し、当該作業員10の近傍に流れてくる空の食品容器12に対し、所定の第1の盛り付け位置(この例では食品容器12の当該作業員10に近い側の下流側の隅部近傍)に食品13を運んで盛り付ける。
上流側から2番目の作業ロボット2は、搬送コンベア11により上流から流れてくる第2の種類の食品13を収容した食品トレー14をロボットアーム20でトレー載置台15上に引き込み、保持する。なお、図1ではこのロボットアーム20による食品トレー14の引き込み動作を白矢印で示している(以下同様)。また、2番目の作業ロボット2は、ロボットアーム20でトレー載置台15上に保持されている食品トレー14の食品13を把持し、当該作業ロボット2の近傍に流れてくる第1の種類の食品13が盛り付けられた食品容器12に対し、所定の第2の盛り付け位置(この例では食品容器12の当該作業ロボット2に近い側の下流側の隅部近傍)に食品13を運んで盛り付ける。なお、図1ではこのロボットアーム20による食品13の盛り付け動作を黒矢印で示している(以下同様)。
上流側から3番目の作業ロボット2は、搬送コンベア11により上流から流れてくる第3の種類の食品13を収容した食品トレー14をロボットアーム20でトレー載置台15上に引き込み、保持する。また、3番目の作業ロボット2は、ロボットアーム20でトレー載置台15上に保持されている食品トレー14の食品13を把持し、当該作業ロボット2の近傍に流れてくる第1及び第2の種類の食品13が盛り付けられた食品容器12に対し、所定の第3の盛り付け位置(この例では食品容器12の当該作業ロボット2に近い側の上流側の隅部近傍)に食品13を運んで盛り付ける。
上流側から4番目の作業ロボット2は、搬送コンベア11により上流から流れてくる第4の種類の食品13を収容した食品トレー14をロボットアーム20でトレー載置台15上に引き込み、保持する。また、4番目の作業ロボット2は、ロボットアーム20でトレー載置台15上に保持されている食品トレー14の食品13を把持し、当該作業ロボット2の近傍に流れてくる第1〜第3の種類の食品13が盛り付けられた食品容器12に対し、所定の第4の盛り付け位置(この例では食品容器12の当該作業ロボット2に近い側の上流側の隅部近傍)に食品13を運んで盛り付ける。
上流側から5番目の作業員10は、搬送コンベア11により上流から流れてくる第5の種類の食品13を収容した食品トレー14をトレー載置台15上に引き込み、保持する。また、5番目の作業員10は、トレー載置台15上に保持されている食品トレー14の食品13を把持し、当該作業員10の近傍に流れてくる第1〜第4の種類の食品13が盛り付けられた食品容器12に対し、所定の第5の盛り付け位置(この例では食品容器12の中央位置近傍)に食品13を運んで盛り付ける。
食品容器12に第1〜第5の5種類の食品13が盛り付けられると、食品13の盛り付け作業が完了する。食品13の盛り付け作業が完了した食品容器12は、搬送コンベア11により下流側に設置された図示しない後工程設備に流され、例えば食品容器12にフタを被せる等の後工程処理が行われる。また、各作業員10及び各作業ロボット2は、トレー載置台15上に保持されている食品トレー14の食品13がなくなって空になると、当該空の食品トレー14をトレー載置台15上から搬送コンベア11上に戻す。戻された空の食品トレー14は、下流側の図示しない回収位置に搬送されて、搬送コンベア11上から回収される。
(1−2.作業ロボットの全体構成)
次に、図2〜図4により、作業ロボット2の全体構成の一例を説明する。図2は作業ロボット2の構成の一例を表す正面図、図3は作業ロボット2の構成の一例を表す平面図、図4は作業ロボット2の構成の一例を表す右側面図である。
図2〜図4に示すように、作業ロボット2は、左右一対の上記ロボットアーム20と、ロボットアーム20の動作を制御するコントローラ(図示省略)を収容する制御ボックス59と、支持フレーム60と、を有する。支持フレーム60は、制御ボックス59とロボットアーム20の設置位置が上下方向から見て重複し、制御ボックス59とロボットアーム20の間に間隙S(図4参照)が設けられ、且つ、間隙Sの少なくとも一方向(この例では前方、右方及び左方)が開口した状態となるように、制御ボックス59とロボットアーム20を支持する。図4に示すように、間隙Sには搬送コンベア11が収容されるように配置される。すなわち、支持フレーム60は、制御ボックス59が搬送コンベア11の下方に配置され、ロボットアーム20が搬送コンベア11の上方に配置されるように、ロボットアーム20と制御ボックス59を支持する、とも言うことができる。支持フレーム60は、軽量材料(金属全般やFRP(繊維強化プラスチック)等)で構成された角パイプ等である。
支持フレーム60は、搬送コンベア11の下方に配置された略四角形状の底板フレーム60aと、底板フレーム60aの左右の後側隅部に立設された支柱フレーム60bと、支柱フレーム60bの上端間を連結した連結フレーム60cとを備えている。制御ボックス59は、底板フレーム60a上に設置され、間隙Sの下方、すなわち搬送コンベア11の下方に配置されている。底板フレーム60aの下面には、作業ロボット2の重心を低くするための重量部材として、例えばステンレス製のベース板58が取り付けられている。
左右の支柱フレーム60bの間には、上下一対の左右方向に沿った梁フレーム62が設けられ、これら一対の梁フレーム62の間には背面板63が固定されている。背面板63には、各ロボットアーム20の基端側に配置され、各ロボットアーム20を個別に上下方向に移動させる一対の上下移動機構50が設置されている。上下移動機構50は、例えばボールねじ機構を有している。
ベース板58の下面の四隅には、作業ロボット2を設置場所に移動するためのキャスタ56と、移動した作業ロボット2を設置場所に据え付けるための調整脚57が設けられている。また、各支柱フレーム60bの後部には、作業ロボット2を移動する際に作業者が把持するための取手64が設けられている。
また、支持フレーム60には、左右の側面を覆う一対の安全カバー65が設けられている。安全カバー65は、例えば矩形の透明板等で構成されており、ロボットアーム20の動作範囲を区画すると共に、外部から人や機器類等がロボットアーム20に干渉するのを防止する。安全カバー65は、各支柱フレーム60bから前方に突設された一対の片持ち梁66及び支柱フレーム60bの側面にそれぞれ固定されている。
作業ロボット2の上方には、搬送コンベア11とトレー載置台15に跨るようにカメラ67が配置されている。カメラ67は、搬送される食品容器12や食品トレー14における食品13の状況等を同時に監視する。カメラ67は、連結フレーム60cの略中央部から上方及び前方に突出して設けられたL字状フレーム68の先端部の下面に取り付けられている。
(1−3.ロボットアームの構成)
次に、図5により、ロボットアームの構成の一例について説明する。図5は、ロボットアームの内部構造の一例を表す概念的断面図である。
ロボットアーム20は、回動可能に連結された複数のアーム部材、この例では第1アーム部材21と第2アーム部材22を有しており、これら第1アーム部材21及び第2アーム部材22を水平面内で旋回させる水平多関節型のロボットアームである。第1アーム部材21は、図示しない中空穴を有する略矩形状の板材である。第1アーム部材21は、略水平姿勢で上下移動機構50に旋回可能に連結されている。第2アーム部材22は、中空穴を有しない略矩形状の板材である。第2アーム部材22は、第1アーム部材21の上側において略水平姿勢で第1アーム部材21の先端に旋回可能に連結されている。
第1アーム部材21の基端部の下方には、上下移動機構50のスライダ52に固定された支持板24が配置されており、この支持板24の上側に第1アーム部材21が旋回可能に連結されている。支持板24の下面には、第1アーム部材21を旋回駆動する第1アクチュエータ25が配置されている。第1アクチュエータ25は、支持板24の下面に取り付けられた減速機26と、減速機26の下方に同軸に取り付けられ、減速機26の入力軸に接続された第1モータ27とを有する。減速機26の出力軸26aは、支持板24に回転自在に支持され、出力軸26aの上端は、支持板24を貫通して第1アーム部材21の基端部に固定されている。
第1アクチュエータ25の近傍、具体的には第1アーム部材21の長手方向中間位置よりも第1アクチュエータ25寄りの位置には、第2アーム部材22を旋回駆動する第2アクチュエータ28が配置されている。第2アクチュエータ28は、第1アーム部材21の下面に支持部材29を介して取り付けられた減速機30と、減速機30の下方に同軸に取り付けられ、減速機30の入力軸に接続された第2モータ31とを有する。減速機30の出力軸30aには駆動プーリ32が連結されている。
一方、第2アーム部材22の基端部には、第1アーム部材21の先端部を貫通した中空構造のアーム軸33の上端部が固定されている。アーム軸33は、第1アーム部材21の先端部に設けられた軸受34により回転自在に支持されている。アーム軸33の下端部は第1アーム部材21から下方に突出し、その下端に従動プーリ36が連結されている。駆動プーリ32と従動プーリ36には、例えばゴム製のベルト37が巻き回されている。
第2アーム部材22の先端部の下面には、食品13の把持等の所定の作業を行うためのツール38が設けられている。ツール38は特に限定されるものではないが、例えばエアハンド、電動ハンド、吸着パッド等である。ツール38は、第2アーム部材22の下面に取り付けられたツール駆動機構39を有している。第2アーム部材22の上面には、ツール38をθ軸周りに回転させる第3アクチュエータ40が設置されている。第3アクチュエータ40は、第2アーム部材22の上面に取り付けられた減速機41と、減速機41の上方に同軸に取り付けられた第3モータ42とを備える。
第2アーム部材22上には、ツール38の駆動用の配管43(エアチューブ等)や第3アクチュエータ40用の配線44等が配設されており、アーム軸33の内部を通して第1アーム部材21の下方に引き出され、第1アーム部材21の下方でロボットアーム20の基端側に向けて配設されている。
第1アーム部材21の下部には、第1アーム部材21の下部を覆う第1アーム下カバー45(第1アームカバーの一例)が取り付けられている。第1アーム下カバー45は、上端側及び第1アクチュエータ25側が開口した箱体であり、第1アーム下カバー45の底面は、第2アクチュエータ28の下部を覆うように下方にL字状に屈曲されている。第1アーム下カバー45は、第1アーム部材21の下方に配置された駆動プーリ32、従動プーリ36、ベルト37、第2アクチュエータ28、アーム軸33から引き出された配管43及び配線44等を収容する。
第1アーム部材21の上面には、第1アーム上カバー46(図3及び図4参照。図5では図示省略)が取り付けられている。第1アーム上カバー46は皿状に形成されており、上部にねじ等の部品を載置することが可能である。また、第1アーム下カバー45の下方には、第1アーム下カバー45の屈曲部45a及び第1モータ27等の下部を覆うモータカバー47が設けられている。図3に示すように、モータカバー47は、上端部及び支持フレーム60側が開口した箱体であり、スライダ52又は支持板24に取り付けられている。これにより、モータカバー47は、上下移動機構50によりロボットアーム20と共に上下方向に移動される。モータカバー47の側面の上部は、第1アーム下カバー45の屈曲部45aと上下方向に重複するように配置されており、第1アクチュエータ25や第2アクチュエータ28等により生じた油やゴミがトレー載置台15や搬送コンベア11側に飛散し難くなっている。またモータカバー47の側面は、第1アーム下カバー45の屈曲部45aの可動範囲を覆うように略扇状に形成されており、第1アーム部材21の旋回動作によりモータカバー47と第1アーム下カバー45とが干渉しない構造となっている。
第2アーム部材22の上部には、第2アーム部材21の上部を覆う第2アームカバー48が取り付けられている。第2アームカバー48は、下端側が開口した箱体であり、内側に第3アクチュエータ40、配管43及び配線44等を収容している。また、第2アーム部材22の先端部の下面には、第3アクチュエータ40により生じる油やゴミの落下を防止するための皿状の防塵カバー49が取り付けられている。
上記構成であるロボットアーム20は、上下移動機構50により上下方向に移動される。上下移動機構50は、背面板63に設けられた直動ガイド51と、直動ガイド51にスライド可能に設けられたスライダ52と、Z軸モータ53とを有している。Z軸モータ53が図示しないねじ軸を回転させることにより、ねじ軸に連結されたスライダ52が直動ガイド51に沿って上下方向(Z軸方向)に移動される。
(1−4.比較例の作業システム)
以上説明した本実施形態による効果を説明する前に、図6により、比較例の作業システム1’について説明する。
作業システム1’では、搬送コンベア11の近傍に、食品容器12に対し食品13の盛り付けを行う複数(この例では5人)の作業員10が配置されている。また、各作業員10に隣接して、コンテナ16(いわゆる番重等)が配置されている。各コンテナ16には、複数(この例では4つ)の食品トレー14が1段又は複数段に収容されている。各コンテナ16に収容された食品トレー14には、対応する種類の食品13が収容されている。コンテナ16は、図示しない運搬台車等に積載され、作業員10の背後に確保された図示しない通路スペースを通って運び込まれ、作業員10の近傍の所定の配置位置に設置される。
各作業員10は、コンテナ16から食品トレー14をトレー載置台15上に移動して保持し、搬送コンベア11により搬送される食品容器12に対し、所定の盛り付け位置に食品13を盛り付ける。トレー載置台15上の食品トレー14が空になると、空になった食品トレー14はコンテナ16に戻される。空の食品トレー14を収容したコンテナ16は、適宜、新たなコンテナ16と交換される。
このように構成される作業システム1’では、コンテナ16の配置スペースやコンテナ16を台車等で運搬するための運搬スペースが必要となるので、作業システム1’の省スペース化が難しい。また、上記作業システム1’が運搬スペースを挟んで多数配置される工場レイアウトでは、作業員10の代わりに安全枠が必要な産業用ロボットを設置するのが難しく、少人化が難しいという課題があった。
(1−5.実施形態の効果)
以上説明したように、本実施形態の作業システム1では、搬送コンベア11の近傍に作業ロボット2が配置される。搬送コンベア11上には食品容器12と食品トレー14が供給され、食品容器12のみではなく食品トレー14も混在して搬送される。作業ロボット2は、上流側から搬送される食品トレー14をトレー載置台15に引き込んで保持し、当該食品トレー14に収容された食品13を用いて、搬送される食品容器12に対し盛り付け作業を行う。作業ロボット2は、食品13が使用されて空になった食品トレー14を搬送コンベア11に戻し、下流側に搬送させる。下流側に搬送された使用済みの食品トレー14は、搬送コンベア11上から回収される。
このようなシステム構成とすることにより、食品トレー14を収納しておくコンテナ16(番重等)が不要となるので、コンテナ16の配置スペースやコンテナ16を台車等で運搬するための運搬スペースが不要となる。これにより、作業システム1を省スペース化できる。
また、作業ロボット2は、回動可能に連結された第1アーム部材21及び第2アーム部材22を備えたロボットアーム20と、ロボットアーム20の動作を制御するコントローラを収容する制御ボックス59と、制御ボックス59とロボットアーム20の設置位置が上下方向から見て重複し、制御ボックス59とロボットアーム20の間に間隙Sが設けられ、且つ、間隙Sの少なくとも一方向が開口した状態となるように、制御ボックス59とロボットアーム20を支持する支持フレーム60と、を有する。これにより、次の効果を奏する。
すなわち、作業ロボット2の上記間隙Sに対して開口した方向(上記実施形態では前方向)から搬送コンベア11を挿入し、搬送コンベア11が間隙Sを通るように配置されることにより、作業ロボット2では、制御ボックス59が搬送コンベア11の下方に配置されると共に、ロボットアームが搬送コンベア11の上方に配置される。これにより、上面視において作業ロボット2や制御ボックス59を搬送コンベア11に対して重なるように配置できるので、作業ロボット2の設置スペースを縮小でき、省スペース化が可能となる。その結果、作業員10の代わりに作業ロボット2を設置することが可能となり、少人化を図ることができる。
また、支持フレーム60により制御ボックス59とロボットアーム20とを一体化できるので、制御ボックス59が別置きの場合に比べて、作業ロボット2の移設作業が容易となる。
また、本実施形態では特に、ロボットアーム20は、水平面内で旋回する複数のアーム部材21,22を備えた水平多関節型のロボットアームであり、作業ロボット2は、ロボットアーム20の基端側に配置され、ロボットアーム20を上下方向に移動させる上下移動機構50を有する。これにより、次の効果を奏する。
すなわち、一般に水平多関節型(スカラ式ともいう)のロボットアームは、先端部に設けられた所定の作業を行うためのツールを上下方向に移動させる上下移動機構を、ロボットアームの先端部に備えている。このため、上下移動機構から生じる油やゴミが下方に位置する食品容器12や食品トレー14に落下する可能性がある。
本実施形態では、上下移動機構50がロボットアーム20の基端側に配置されており、ロボットアーム20を上下方向に移動させることによってツール38を上下方向に移動させる。これにより、上下移動機構50から出る油やゴミが食品容器12や食品トレー14へ落下するのを防止できる。その結果、食品13の衛生状況を良好に保つことができる。
また、本実施形態では特に、ロボットアーム20は、上下移動機構50に旋回可能に連結された第1アーム部材21と、第1アーム部材21の先端部に旋回可能に連結された第2アーム部材22と、第1アーム部材21の基端部に配置され、第1アーム部材21を旋回駆動する第1アクチュエータ25と、第1アクチュエータ25の近傍に配置され、第2アーム部材22を旋回駆動する第2アクチュエータ28と、を有する。これにより、次の効果を奏する。
すなわち、例えば、第2アーム部材22を旋回駆動する第2アクチュエータ28が第1アーム部材21の先端部(第1アーム部材21と第2アーム部材22の間の関節部)に配置されるロボットアームでは、第2アクチュエータ28が食品容器12や食品トレー14の上方(又はその近傍)に位置する可能性があることから、第2アクチュエータ28から生じる油やゴミが下方に位置する食品容器12や食品トレー14に落下する可能性がある。
本実施形態では、第2アクチュエータ28が、第1アーム部材21の基端部に配置された第1アクチュエータ25の近傍に配置される。これにより、第2アクチュエータ28を食品容器12や食品トレー14から遠ざけることが可能となるので、第2アクチュエータ28から出る油やゴミが食品容器12や食品トレー14へ飛散するのを防止できる。
また、本実施形態では特に、ロボットアーム20は、第1アーム部材21の先端部に設けられた軸受34と、第2アーム部材22の基端部に設けられた、軸受34により回転可能に支持された中空構造のアーム軸33と、を有する。これにより、次の効果を奏する。
すなわち、ロボットアーム20において、ツール38の駆動用の配管43や、ツール38をθ軸周りに回転させる第3アクチュエータ40用の配線44等の経路を内部に確保できない場合、ロボットアーム20の外部に配線ダクトやチューブが設けられる。この場合、配線ダクトの擦れ等によりゴミが発生する可能性がある。
本実施形態では、上記配管43及び配線44等をアーム軸33の内部を通して配設することができるので、配線、配管の経路をロボットアーム20の内部に確保できる。したがって、ロボットアーム20の外部に配線ダクトやチューブを設ける必要がなくなるので、ゴミの発生源が少ない構造を実現できる。
また、本実施形態では特に、ロボットアーム20は、第2アクチュエータ28の出力軸(減速機30の出力軸30a)に連結された駆動プーリ32と、アーム軸33に連結された従動プーリ36と、駆動プーリ32と従動プーリ36に巻き回されたベルト37と、を有する。これにより、次の効果を奏する。
すなわち、一般にロボットアーム20の先端部(第2アーム部材22の先端部)は高速で動作するため、第2アクチュエータ28の出力軸30aとアーム軸33とが直結された構造の場合には、ロボットアーム20の先端部が他の機器や人に接触した場合の衝撃が大きくなる。
本実施形態では、第2アクチュエータ28の駆動力の第2アーム部材22への伝達をベルト伝達とするので、ロボットアーム20の先端部が他の機器や人に接触した場合にベルト37がクッションの役目を果たし、衝撃を低減できる。特に、ベルト37としてゴムベルトを使用した場合には衝撃の吸収効果を高めることができる。これにより、安全性を向上できるので、人との共存が可能な作業ロボットを実現できる。
また、本実施形態では特に、ロボットアーム20は、第1アーム部材21の下部を覆う第1アーム下カバー45と、第2アーム部材22の上部を覆う第2アームカバー48と、を有する。これにより、次の効果を奏する。
すなわち、第1アーム下カバーにより、軸受34やベルト伝達機構(駆動プーリ32、従動プーリ36、ベルト37等)、第1アーム部材21の下部に配設される配管43、配線44等を収容できるので、これらから出る油やゴミが食品容器12や食品トレー14へ飛散、落下するのを防止できる。また、第2アームカバー48により、第3アクチュエータ40や第2アーム部材22の上部に配設される配管43、配線44等を収容できるので、これらから出る油やゴミが食品容器12や食品トレー14へ飛散、落下するのを防止できる。
また、本実施形態では特に、作業ロボット2は、2本のロボットアーム20を有する双腕ロボットである。これにより、次の効果を奏する。
すなわち、本実施形態のように食品容器12に食品13を盛り付ける作業を行う場合、ロボットアーム20が取り扱う対象物が柔らかくデリケートな食品13であるため、ロボットアーム20の動作が速すぎると食品13の破損や損傷を招く可能性がある。一方で、ロボットアーム20の動作を遅くし過ぎるとタクトタイム(1つの食品13を盛り付けるのに要する時間)が長くなり、搬送される食品容器12に対する作業が間に合わなくなる可能性がある。
本実施形態では、作業ロボット2を双腕ロボットとすることで、各ロボットアーム20の動作速度を抑えつつタクトタイムを短縮できるので、食品13の損傷防止と生産性の向上を両立できる。
<2.変形例>
なお、開示の実施形態は、上記に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を説明する。
(2−1.搬送コンベアで2列の食品容器を搬送する場合)
上記実施形態では、食品容器12を搬送コンベア11上に1列に配置して搬送したが、幅広の搬送コンベアを使用して食品容器12を搬送コンベア上に2列に配置して搬送してもよい。図7に当該第1変形例の作業システム1Aの構成の一例を示す。
図7に示すように、本変形例の作業システム1Aでは、搬送コンベア11Aが上記実施形態の搬送コンベア11よりも大きな幅方向寸法を有している。搬送コンベア11A上の幅方向一方側(図7の上側)寄りの位置と、幅方向他方側(図7の下側)寄りの位置とに、食品容器12と食品トレー14とがそれぞれ混在して2列に配置され、搬送される。
図7に示す例では、搬送コンベア11Aの近傍、すなわち幅方向一方側に3台の作業ロボット2と2人の作業員10が、幅方向他方側に2台の作業ロボット2と3人の作業員10が、それぞれ配置されている。幅方向一方側の3台の作業ロボット2と2人の作業員10は、上流側(図7中左側)から下流側(図7中右側)に向けて、作業ロボット2、作業員10、作業ロボット2、作業員10、作業ロボット2の順に略等間隔で配置されている。幅方向他方側の2台の作業ロボット2と3人の作業員10は、上流側から下流側に向けて、作業員10、作業ロボット2、作業員10、作業ロボット2、作業員10の順に略等間隔で配置されている。各作業ロボット2と各作業員10は、搬送コンベア11Aの幅方向に対向するように配置されている。
幅方向一方側の3台の作業ロボット2と2人の作業員10の各々は、搬送コンベア11A上の幅方向一方側において上流側から流れてくる食品容器12に対し、対応する種類の食品13を対応する位置に盛り付ける。幅方向他方側の2台の作業ロボット2と3人の作業員10の各々は、搬送コンベア11A上の幅方向他方側において上流側から流れてくる食品容器12に対し、対応する種類の食品13を対応する位置に盛り付ける。本変形例のその他の構成は図1と同様である。
本変形例では、上記実施形態と比べて、搬送コンベア11Aにより搬送する食品容器12の数を2倍に増やすことができ、且つ、食品トレー14を収納しておくコンテナ16(番重等)の設置スペースが無いことから、搬送コンベア11Aを長くすることなく工程数を増やすことができる。したがって、生産性を2倍に向上することが可能となる。また、作業ロボット2と作業員10を対向して配置するので、作業ロボット2に不具合等が生じた場合に、例えば対向する作業員10が一時的に2列分の盛り付け作業を行う等の緊急対応が可能となり、工程ラインの停止を回避できる。
(2−2.トレー供給装置、トレー回収装置を設置する場合)
図8、図9A、図9Bを用いて、第2変形例の作業システム1Bについて説明する。図8は、第2変形例の作業システム1Bの全体構成の一例を表す説明図、図9Aはトレー供給装置3の構成の一例を表す平面図、図9Bはトレー回収装置4の構成の一例を表す平面図である。
図8に示すように、本変形例の作業システム1Bでは、搬送コンベア11の幅方向他方側(図8中下側)において、搬送方向上流側の作業員10よりも上流側の位置にトレー供給装置3(供給装置の一例)が配置され、搬送方向下流側の作業員10よりも下流側の位置にトレー回収装置4(回収装置の一例)が配置されている。
図9Aに示すように、トレー供給装置3は、フレーム70と、トレー棚71と、一対のL字状アーム72と、一対のアーム前後軸73と、一対のアーム上下軸74と、一対のアーム回転軸75と、上下エレベータ軸76とを備えている。
フレーム70は、搬送コンベア11の上方に突出した一対の片持ち梁70Aを有する。トレー棚71は、フレーム70の略中央に配置されており、食品13を収容した複数の食品トレー14が載置された棚が、上下方向に複数段設置されて構成されている。L字状アーム72は、トレー棚71に載置された食品トレー14を搬送コンベア11上に押し出すためのアームである。アーム前後軸73は、片持ち梁70Aの内側に設けられ、L字状アーム72を前後方向に移動させる。アーム上下軸74は、アーム前後軸73の内側に設けられ、L字状アーム72を上下方向に移動させる。アーム回転軸75は、アーム上下軸74の内側に設けられ、L字状アーム72を回転させる。上下エレベータ軸76は、トレー棚71が有する各棚を上下方向に移動させる。
上記構成であるトレー供給装置3は、上下エレベータ軸76によりトレー棚71の複数の棚のうちの1つを供給位置に移動させ、当該供給位置に移動されたトレー棚71からL字状アーム72により食品トレー14を適宜のタイミングで搬送コンベア11上に押し出して、食品トレー14を搬送コンベア11に供給する。
図9Bに示すように、トレー回収装置4は、トレー供給装置3と同様の構成である。トレー回収装置4では、L字状アーム72をアーム回転軸75の周りに180°回転させて、搬送コンベア11上を流れる空になった食品トレー14をトレー棚71に引き込む。トレー回収装置4のトレー棚71には、食品13が空になった食品トレー14が収容される。
上記構成であるトレー回収装置4は、上下エレベータ軸76によりトレー棚71の複数の棚のうちの1つを回収位置に移動させ、当該回収位置に移動されたトレー棚71に搬送コンベア11上を流れる空になった食品トレー14をL字状アーム72により引き込み、搬送コンベア11から空になった食品トレー14を回収する。
以上のように、作業システム1Bでは、搬送方向において作業ロボット2等(作業員10を含む)の上流側に配置され、作業ロボット2等が行う食品盛り付け作業に必要な食品13が収容された食品トレー14を搬送コンベア11に供給するトレー供給装置3と、作業ロボット2等の下流側に配置され、作業ロボット2等により食品13が使用された食品容器12を回収するトレー回収装置4と、を有する。
上記システム構成とすることにより、食品トレー14の搬送コンベア11に対する供給及び回収を自動化することができる。したがって、さらなる少人化が可能となる。
(2−3.トレー供給装置、トレー回収装置を備え、2列の食品容器を搬送する場合)
図10を用いて、第3変形例の作業システム1Cについて説明する。
図10に示すように、本変形例の作業システム1Cでは、上記第1変形例と同様、搬送コンベア11A上の幅方向一方側(図10の上側)寄りの位置と、幅方向他方側(図10の下側)寄りの位置とに、食品容器12と食品トレー14とがそれぞれ混在して2列に配置され、搬送される。搬送コンベア11Aの幅方向一方側には、上流側(図10中左側)から下流側(図10中右側)に向けて、トレー供給装置3、作業ロボット2、作業員10、作業ロボット2、作業員10、作業ロボット2、トレー回収装置4の順に配置されている。また、搬送コンベア11Aの幅方向他方側には、上流側から下流側に向けて、トレー供給装置3、作業員10、作業ロボット2、作業員10、作業ロボット2、作業員10、トレー回収装置4の順に配置されている。各作業ロボット2及び各作業員10の配置は上記第1変形例と同様であり、搬送コンベア11Aの幅方向に対向するように配置されている。
本変形例によれば、上記第1変形例と同様に、搬送コンベア11Aにより搬送する食品容器12の数を増やすことができるので生産性を向上できると共に、食品トレー14の搬送コンベア11に対する供給及び回収を自動化できるので、さらなる少人化が可能となる。
(2−4.ストック装置を設ける場合)
図11及び図12を用いて、第4変形例の作業システム1Dについて説明する。
図11及び図12に示すように、本変形例の作業システム1Dは、前工程装置5と、後工程装置6と、ストック装置7と、を備えている。前工程装置5は、例えば食品容器12への食品13の盛り付け等の工程に関わる装置であり、例えば前述の実施形態の作業システム1等に相当する。また、後工程装置6は、前工程装置5により食品13の盛り付けが完了した食品容器12に対しフタの取り付け等の工程を行う装置である。
ストック装置7は、搬送コンベア11の近傍に配置され、搬送コンベア11により搬送される食品容器12を回収してストックし、ストックした食品容器12を搬送コンベア11に供給する。ストック装置7の構成は、前述の図9A及び図9Bに示すトレー供給装置3及びトレー回収装置4と同様である。
図11に示すように、例えば後工程装置6に不具合等が生じ、搬送コンベア11上に食品容器12が滞留した場合、ストック装置7はL字状アーム72により搬送コンベア11上の食品容器12を引き込み、トレー棚71に一時的にストックする。
その後、図12に示すように、後工程装置6の不具合等が解消して、搬送コンベア11上の食品容器12の滞留が解消した場合には、ストック装置7はL字状アーム72によりトレー棚71にストックされた食品容器12を押し出し、食品容器12を搬送コンベア11に再供給する。
本変形例によれば、次の効果を奏する。すなわち、一般に、工程ラインは搬送コンベア11に沿って各工程に関わる装置が配置されて構築されるが、一部の装置に不具合等が生じた場合、その装置に対する食品容器12の供給を停止するのが好ましい。このため、工程ラインを停止できない場合には、例えば作業員10が手作業にて食品容器12を回収してコンテナ等に一時的にストックし、装置の修復後にはストックされた食品容器12を搬送コンベア11に戻す、といった緊急対応が行われる。
本変形例によれば、ストック装置7により食品容器12の一時的なストック及び搬送コンベア11への復帰を自動的に行うことができる。これにより、上記緊急対応のための人員の確保が不要となり、人件費を節減できる。
(2−5.その他)
以上では、作業ロボット2が水平多関節型(スカラー式)のロボットアーム20を備える場合について説明したが、ロボットアーム20はスカラー式に限定されるものではなく、パラレルリンク式、直動式、垂直多関節型等の他の形式でもよい。
また以上では、作業ロボット2が行う作業として、食品の盛付け作業を行う場合を一例として説明したが、これに限定されるものではなく、例えば製品の筐体に対する部品の組み付け作業等を行う場合にも、本発明は適用可能である。
なお、以上の説明において、「垂直」「平行」「平面」等の記載がある場合には、当該記載は厳密な意味ではない。すなわち、それら「垂直」「平行」「平面」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に垂直」「実質的に平行」「実質的に平面」という意味である。
また、以上の説明において、外観上の寸法や大きさ、形状、位置等が「同一」「同じ」「等しい」「異なる」等の記載がある場合は、当該記載は厳密な意味ではない。すなわち、それら「同一」「同じ」「等しい」「異なる」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に同一」「実質的に同じ」「実質的に等しい」「実質的に異なる」という意味である。
また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。その他、一々例示はしないが、上記実施形態や各変形例は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
1 作業システム
1A 作業システム
1B 作業システム
1C 作業システム
1D 作業システム
2 作業ロボット
3 トレー供給装置(供給装置の一例)
4 トレー回収装置(回収装置の一例)
7 ストック装置
11 搬送コンベア(搬送装置の一例)
12 食品容器(ワークの一例)
13 食品(部品の一例)
14 食品トレー(部品容器の一例)
20 ロボットアーム
21 第1アーム部材(アーム部材の一例)
22 第2アーム部材(アーム部材の一例)
25 第1アクチュエータ
28 第2アクチュエータ
32 駆動プーリ
33 アーム軸
34 軸受
36 従動プーリ
37 ベルト
45 第1アーム下カバー(第1アームカバーの一例)
48 第2アームカバー
50 上下移動機構
59 制御ボックス
60 支持フレーム
S 間隙
上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、ークに対し所定の作業を行うとともに、前記ワークを搬送する搬送装置と前記所定の作業に必要な部品が収容された部品容器を保持する載置台との近傍に配置された作業ロボットであって、回動可能に連結された複数のアーム部材を備えたロボットアームと、前記ロボットアームの動作を制御するコントローラを収容する制御ボックスと、前記制御ボックスと前記ロボットアームの設置位置が上下方向から見て重複し、前記制御ボックスと前記ロボットアームの間に間隙が設けられ、且つ、前記間隙の少なくとも一方向が開口した状態となり、かつ前記搬送装置及び前記載置台が前記間隙に配置されるように、前記制御ボックスと前記ロボットアームを支持する支持フレームと、を有する作業ロボットが適用される。
また、本発明の別の観点によれば、ワークを搬送する搬送装置と、前記搬送装置の近傍に配置され、前記ワークに対し所定の作業を行う作業ロボットと、前記搬送装置及び前記作業ロボットの近傍に配置され、前記所定の作業に必要な部品が収容された部品容器を保持する載置台と、を有し、前記作業ロボットは、回動可能に連結された複数のアーム部材を備えたロボットアームと、前記ロボットアームの動作を制御するコントローラを収容する制御ボックスと、前記制御ボックスと前記ロボットアームの設置位置が上下方向から見て重複し、前記制御ボックスと前記ロボットアームの間に間隙が設けられ、且つ、前記間隙の少なくとも一方向が開口した状態となるように、前記制御ボックスと前記ロボットアームを支持する支持フレームと、を有し、前記搬送装置は、前記作業ロボットの前記間隙を通るように配置されており、前記載置台は、前記間隙に配置されている作業システムが適用される。
上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、ワークに対し所定の作業を行うとともに、前記ワーク及び前記所定の作業に必要な部品が収容された部品容器を搬送する搬送装置と前記部品容器を静止状態で保持する載置台との近傍に配置された作業ロボットであって、回動可能に連結された複数のアーム部材を備え、前記搬送装置により搬送される前記部品容器を前記載置台に引き込み、前記載置台に保持された前記部品容器に収容された前記部品を用いて前記ワークに対し前記所定の作業を行うロボットアームと、前記ロボットアームの動作を制御するコントローラを収容する制御ボックスと、前記制御ボックスと前記ロボットアームの設置位置が上下方向から見て重複し、前記制御ボックスと前記ロボットアームの間に間隙が設けられ、且つ、前記間隙の少なくとも一方向が開口した状態となり、かつ前記搬送装置及び前記載置台が前記間隙に配置されるように、前記制御ボックスと前記ロボットアームを支持する支持フレームと、を有する作業ロボットが適用される。
また、本発明の別の観点によれば、ワーク及び前記ワークに対して行われる所定の作業に必要な部品が収容された部品容器を搬送する搬送装置と、前記搬送装置の近傍に配置され、前記ワークに対し前記所定の作業を行う作業ロボットと、前記搬送装置及び前記作業ロボットの近傍に配置され、前記部品容器を静止状態で保持する載置台と、を有し、前記作業ロボットは、回動可能に連結された複数のアーム部材を備え、前記搬送装置により搬送される前記部品容器を前記載置台に引き込み、前記載置台に保持された前記部品容器に収容された前記部品を用いて前記ワークに対し前記所定の作業を行うロボットアームと、前記ロボットアームの動作を制御するコントローラを収容する制御ボックスと、前記制御ボックスと前記ロボットアームの設置位置が上下方向から見て重複し、前記制御ボックスと前記ロボットアームの間に間隙が設けられ、且つ、前記間隙の少なくとも一方向が開口した状態となるように、前記制御ボックスと前記ロボットアームを支持する支持フレームと、を有し、前記搬送装置は、前記作業ロボットの前記間隙を通るように配置されており、前記載置台は、前記間隙に配置されている作業システムが適用される。

Claims (10)

  1. ワークを搬送する搬送装置の近傍に配置され、前記ワークに対し所定の作業を行う作業ロボットであって、
    回動可能に連結された複数のアーム部材を備えたロボットアームと、
    前記ロボットアームの動作を制御するコントローラを収容する制御ボックスと、
    前記制御ボックスと前記ロボットアームの設置位置が上下方向から見て重複し、前記制御ボックスと前記ロボットアームの間に間隙が設けられ、且つ、前記間隙の少なくとも一方向が開口した状態となるように、前記制御ボックスと前記ロボットアームを支持する支持フレームと、
    を有することを特徴とする作業ロボット。
  2. 前記ロボットアームは、
    水平面内で旋回する前記複数のアーム部材を備えた水平多関節型のロボットアームであり、
    前記作業ロボットは、
    前記ロボットアームの基端側に配置され、前記ロボットアームを上下方向に移動させる上下移動機構をさらに有する
    ことを特徴とする請求項1に記載の作業ロボット。
  3. 前記複数のアーム部材は、
    前記上下移動機構に旋回可能に連結された第1アーム部材と、
    前記第1アーム部材の先端部に旋回可能に連結された第2アーム部材と、を含み、
    前記ロボットアームは、
    前記第1アーム部材の基端部に配置され、前記第1アーム部材を旋回駆動する第1アクチュエータと、
    前記第1アクチュエータの近傍に配置され、前記第2アーム部材を旋回駆動する第2アクチュエータと、を有する
    ことを特徴とする請求項2に記載の作業ロボット。
  4. 前記ロボットアームは、
    前記第1アーム部材の前記先端部に設けられた軸受と、
    前記第2アーム部材の基端部に設けられた、前記軸受により回転可能に支持された中空構造のアーム軸と、を有する
    ことを特徴とする請求項3に記載の作業ロボット。
  5. 前記ロボットアームは、
    前記第2アクチュエータの出力軸に連結された駆動プーリと、
    前記アーム軸に連結された従動プーリと、
    前記駆動プーリと前記従動プーリに巻き回されたベルトと、を有する
    ことを特徴とする請求項4に記載の作業ロボット。
  6. 前記ロボットアームは、
    前記第1アーム部材の下部を覆う第1アームカバーと、
    前記第2アーム部材の上部を覆う第2アームカバーと、を有する
    ことを特徴とする請求項5に記載の作業ロボット。
  7. 2本の前記ロボットアームを有する双腕ロボットである
    ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の作業ロボット。
  8. ワークを搬送する搬送装置と、
    前記搬送装置の近傍に配置され、前記ワークに対し所定の作業を行う作業ロボットと、を有し、
    前記作業ロボットは、
    回動可能に連結された複数のアーム部材を備えたロボットアームと、
    前記ロボットアームの動作を制御するコントローラを収容する制御ボックスと、
    前記制御ボックスと前記ロボットアームの設置位置が上下方向から見て重複し、前記制御ボックスと前記ロボットアームの間に間隙が設けられ、且つ、前記間隙の少なくとも一方向が開口した状態となるように、前記制御ボックスと前記ロボットアームを支持する支持フレームと、を有し、
    前記搬送装置は、
    前記作業ロボットの前記間隙を通るように配置されている
    ことを特徴とする作業システム。
  9. 前記ワークの搬送方向において前記作業ロボットの上流側に配置され、前記作業ロボットが行う前記所定の作業に必要な部品が収容された部品容器を前記搬送装置に供給する供給装置と、
    前記搬送方向において前記作業ロボットの下流側に配置され、前記作業ロボットにより前記部品が使用された前記部品容器を回収する回収装置と、をさらに有する
    ことを特徴とする請求項8に記載の作業システム。
  10. 前記搬送装置の近傍に配置され、前記搬送装置により搬送される前記ワークを回収してストックし、ストックした前記ワークを前記搬送装置に供給するストック装置をさらに有する
    ことを特徴とする請求項8又は9に記載の作業システム。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200026131A (ko) 2018-08-30 2020-03-10 가부시키가이샤 야스카와덴키 식품 처리 시스템
JP2020049594A (ja) * 2018-09-27 2020-04-02 株式会社安川電機 ロボット、ロボットシステム、ロボットの位置調整方法
US11179857B2 (en) 2019-08-23 2021-11-23 Fanuc Corporation Interface mechanism and horizontal articulated robot

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6646026B2 (ja) * 2017-10-16 2020-02-14 ファナック株式会社 作業システム、物品に対する作業実施方法、およびロボット
US20190240830A1 (en) * 2018-02-05 2019-08-08 Nongshim Engineering Co., Ltd. Cable conveying apparatus
WO2020037461A1 (zh) * 2018-08-20 2020-02-27 北京瀛海智能自动化科技有限公司 食材配送系统和食材配送方法

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62203681A (ja) * 1986-03-04 1987-09-08 Nissan Motor Co Ltd ハンドリングロボツトの運転方法
JPH05229665A (ja) * 1992-02-20 1993-09-07 Kyodo Kumiai Techno Ueebu 異形ブランク材の整列装置
JPH05228859A (ja) * 1992-02-21 1993-09-07 Komatsu Ltd 産業ロボット
JPH06320364A (ja) * 1993-05-19 1994-11-22 Ricoh Co Ltd 部品自動組立装置
JPH07172518A (ja) * 1993-12-16 1995-07-11 Toyo Kanetsu Kk ピッキング方法
JPH09117883A (ja) * 1995-10-26 1997-05-06 Ricoh Co Ltd ロボット装置及びロボット制御方法
JPH10230432A (ja) * 1997-02-17 1998-09-02 Canon Inc 物品の搬送方法及び物品の供給方法並びに物品供給装置
JP2002307365A (ja) * 2001-04-11 2002-10-23 Aitec:Kk スカラロボットのアーム
JP2003078287A (ja) * 2001-09-05 2003-03-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 部品実装機の基板搬送方法及びその基板搬送装置
JP2004238182A (ja) * 2003-02-07 2004-08-26 M Tec Co Ltd 被搬送物の移載装置および移載方法
JP2010064198A (ja) * 2008-09-11 2010-03-25 Kawada Kogyo Kk ロボットの作業位置修正システムおよびそのシステムを備えた簡易設置型ロボット
JP2010069552A (ja) * 2008-09-17 2010-04-02 Rexxam Co Ltd ダブルアーム型ロボット
JP2010179382A (ja) * 2009-02-03 2010-08-19 Seiko Epson Corp 産業用ロボット
JP2013158896A (ja) * 2012-02-08 2013-08-19 Seiko Epson Corp 水平多関節ロボット
JP2014121742A (ja) * 2012-12-20 2014-07-03 Kawada Industries Inc 多関節型双腕ロボットによる生産システムおよび生産ライン
JP2014223718A (ja) * 2013-04-19 2014-12-04 花王株式会社 物品供給装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080002818A (ko) * 2005-04-11 2008-01-04 니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤 다관절형 로보트
JP2008213129A (ja) * 2007-03-07 2008-09-18 Seiko Epson Corp 生産システム用汎用セル及び該汎用セルを用いた生産システム
US7946800B2 (en) * 2007-04-06 2011-05-24 Brooks Automation, Inc. Substrate transport apparatus with multiple independently movable articulated arms
JP2011119556A (ja) * 2009-12-07 2011-06-16 Yaskawa Electric Corp 水平多関節ロボットおよびそれを備えた搬送装置
US10010988B2 (en) * 2013-04-17 2018-07-03 Hitachi Zosen Fukui Corporation Workpiece transfer apparatus with shifter and crossbar and workpiece transfer method using same
JP2016190296A (ja) * 2015-03-31 2016-11-10 セイコーエプソン株式会社 ロボットシステム

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62203681A (ja) * 1986-03-04 1987-09-08 Nissan Motor Co Ltd ハンドリングロボツトの運転方法
JPH05229665A (ja) * 1992-02-20 1993-09-07 Kyodo Kumiai Techno Ueebu 異形ブランク材の整列装置
JPH05228859A (ja) * 1992-02-21 1993-09-07 Komatsu Ltd 産業ロボット
JPH06320364A (ja) * 1993-05-19 1994-11-22 Ricoh Co Ltd 部品自動組立装置
JPH07172518A (ja) * 1993-12-16 1995-07-11 Toyo Kanetsu Kk ピッキング方法
JPH09117883A (ja) * 1995-10-26 1997-05-06 Ricoh Co Ltd ロボット装置及びロボット制御方法
JPH10230432A (ja) * 1997-02-17 1998-09-02 Canon Inc 物品の搬送方法及び物品の供給方法並びに物品供給装置
JP2002307365A (ja) * 2001-04-11 2002-10-23 Aitec:Kk スカラロボットのアーム
JP2003078287A (ja) * 2001-09-05 2003-03-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 部品実装機の基板搬送方法及びその基板搬送装置
JP2004238182A (ja) * 2003-02-07 2004-08-26 M Tec Co Ltd 被搬送物の移載装置および移載方法
JP2010064198A (ja) * 2008-09-11 2010-03-25 Kawada Kogyo Kk ロボットの作業位置修正システムおよびそのシステムを備えた簡易設置型ロボット
JP2010069552A (ja) * 2008-09-17 2010-04-02 Rexxam Co Ltd ダブルアーム型ロボット
JP2010179382A (ja) * 2009-02-03 2010-08-19 Seiko Epson Corp 産業用ロボット
JP2013158896A (ja) * 2012-02-08 2013-08-19 Seiko Epson Corp 水平多関節ロボット
JP2014121742A (ja) * 2012-12-20 2014-07-03 Kawada Industries Inc 多関節型双腕ロボットによる生産システムおよび生産ライン
JP2014223718A (ja) * 2013-04-19 2014-12-04 花王株式会社 物品供給装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200026131A (ko) 2018-08-30 2020-03-10 가부시키가이샤 야스카와덴키 식품 처리 시스템
US11238861B2 (en) 2018-08-30 2022-02-01 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Food processing system
JP2020049594A (ja) * 2018-09-27 2020-04-02 株式会社安川電機 ロボット、ロボットシステム、ロボットの位置調整方法
US11179853B2 (en) 2018-09-27 2021-11-23 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Robot, robot system, robot position adjustment method
US11179857B2 (en) 2019-08-23 2021-11-23 Fanuc Corporation Interface mechanism and horizontal articulated robot

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