JP2018176294A - ロボット及びその動作方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アームを用いて容器を自動的に供給することが可能なロボット及びその動作方法を提供する。【解決手段】ロボットは、第２アーム１３Ｂの第２ハンド１９が、容器積層体４１の最下位の容器４２の頂部を把持して当該容器積層体を保持し、その後、第１アーム１３Ａの第１ハンド１８が、容器積層体の最下位の容器の第２ハンドによって保持された部分より下側の部分を把持して当該容器積層体を保持し、その後、第２アームの第２ハンドが、最下位の容器の頂部を解放し、その後、容器積層体の下から２番目の容器の頂部を把持して当該容器積層体を保持し、その後、第１アームの第１ハンドが最下位の容器を下方へ移動させて、容器積層体から当該最下位の容器を分離するように構成されている。【選択図】図５Ｆ

Description

本発明は、ロボット及びその動作方法に関する。

従来から、カップを自動的に供給することが知られている。例えば、積み重ねられたカップに係合するようにカップ切離しカムが設けられ、当該カップ切離しカムが１回転することにより、最下位のカップのみが切り離されて落下する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、積み重ねられた紙コップを、隣り合う紙コップの飲み口の間に刃状のストッパを差し込んで、切り離す技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。

また、エアシリンダーの爪を突出させて最下側の紙コップの上縁を押して、当該紙コップをその上の紙コップから離す技術が知られている（例えば、特許文献３参照）。

特開２００２−２３０６３９公報（特に、段落［０００３］及び図３参照） 特開平４−０７８１０９公報（特に図１参照） 実用新案登録第３０９０５７４号公報（特に段落［０００６］及び図４参照）

近年、様々な分野において、生産性向上の観点から、ロボットと作業者が同じ作業空間内で共同して作業を行うことが提案されている。しかし、上記従来技術は、カップの自動供給にロボットが用いられていない。また、カップは容器の一例であり、可能な限り広範な容器を自動供給することが好ましい。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、アームを用いて容器を自動的に供給することが可能なロボット及びその動作方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明のある態様（aspect）に係るロボットは、容器積層体から容器を順に分離するロボットであって、前記容器は、頂部が開放され、底部が閉鎖され、且つ頂部から底部に向かって細くなる形状を有しており、前記容器積層体は、上下方向に隣接する２つの容器において、下側の容器の内部空間に上側の容器が底部から挿入されて頂部が露出するように、複数の前記容器が順に積層されており、前記ロボットは、先端部に前記容器を把持することが可能な第２ハンドを備える第２アームと先端部に前記容器を把持することが可能な第１ハンドを備える第１アームと、前記第１及び第２アームの動作を制御する制御器と、を備えており、前記制御器は、前記第２アームの前記第２ハンドが、前記容器積層体の最下位の容器の頂部を把持して当該容器積層体を保持し、その後、前記第１アームの前記第１ハンドが、前記容器積層体の前記最下位の容器の前記第２ハンドによって保持された部分より下側の部分を把持して当該容器積層体を保持し、その後、前記第２アームの前記第２ハンドが、前記最下位の容器の頂部を解放し、その後、前記容器積層体の下から２番目の容器の頂部を把持して当該容器積層体を保持し、その後、前記第１アームの第１ハンドが前記最下位の容器を下方へ移動させて、前記容器積層体から当該最下位の容器を分離するよう前記第１及び第２アームを制御するように構成されている。

この構成によれば、第１及び第２アームが、容器積層体を第２アーム、第１アーム、第２アームの順に持ち替えて保持し、第２アームが容器積層体の下から２番目の容器の頂部を把持して当該容器積層体を保持した状態において、第１アームが最下位の容器を下方へ移動させて、容器積層体から当該最下位の容器を分離するので、アームを用いて容器を自動的に供給することができる。しかも、容器の供給速度が、アームの動作速度に依存するので、アームの動作速度を上げることによって、容器の供給速度（作業効率）を向上することが可能である。

前記制御器は、前記第２アームの前記第２ハンドが前記容器積層体の最下位の容器の頂部を把持して当該容器積層体を保持する際に、前記第２ハンドが所定の高さ位置に位置し、その後、前記第２ハンドが前記容器積層体の下から２番目の容器の頂部を把持するまでに前記第２ハンドが所定の高さだけ上昇し、且つ、前記第１アームの第１ハンドが前記最下位の容器を下方へ移動させた後、前記第２ハンドが前記所定の高さ位置に戻るよう、前記第１及び第２アームを制御するように構成されていてもよい。

この構成によれば、第２アームの第２ハンドが容器積層体を所定の高さ位置に保持する動作が容器の分離動作の開始動作となり、第１アームの第１ハンドが最下位の容器を下方へ移動させた後、第２ハンドが前記所定の高さ位置に戻る動作が、容器の分離動作の終了動作となるので、分離動作を繰り返すことができる。

前記第１ハンド及び前記第２ハンドは、前記容器に対し水平方向に挟持力を作用させて当該容器を把持するように構成されていてもよい。

この構成によれば、下から上へ順に積層された容器積層体の容器を好適に把持することができる。

前記容器がカップであってもよい。

この構成によれば、第２アームが容器積層体の下から２番目の容器の頂部を把持して当該容器積層体を保持した状態において、第１アームが最下位の容器を把持して下方へ移動させることにより容器積層体から当該最下位の容器を分離するので、容器積層体が、カップの弾性によって、隣接するカップが互いに密着しているカップ積層体であっても、好適にカップを分離することができる。

また、本発明の他の態様（aspect）に係るロボットの動作方法は、器積層体から容器を順に分離するロボットの動作方法であって、前記容器は、頂部が開放され、底部が閉鎖され、且つ頂部から底部に向かって細くなる形状を有しており、前記容器積層体は、上下方向に隣接する２つの容器において、下側の容器の内部空間に上側の容器が底部から挿入されて頂部が露出するように、複数の前記容器が順に積層されており、前記ロボットは、先端部に前記容器を把持することが可能な第２ハンドを備える第２アームと先端部に前記容器を把持することが可能な第１ハンドを備える第１アームとを備えており、前記動作方法は、前記第２アームの前記第２ハンドによって、前記容器積層体の最下位の容器の頂部を把持して当該容器積層体を保持することと、その後、前記第１アームの前記第１ハンドによって、前記容器積層体の前記最下位の容器の前記第２ハンドによって保持された部分より下側の部分を把持して当該容器積層体を保持することと、その後、前記第２アームの前記第２ハンドによって、前記最下位の容器の頂部を解放することと、その後、前記第２アームの前記第２ハンドによって、前記容器積層体の下から２番目の容器の頂部を把持して当該容器積層体を保持することと、その後、前記第１アームの第１ハンドによって、前記最下位の容器を下方へ移動させて、前記容器積層体から当該最下位の容器を分離することと、を含む。

この構成によれば、第１及び第２アームが、容器積層体を第２アーム、第１アーム、第２アームの順に持ち替えて保持し、第２アームが容器積層体の下から２番目の容器の頂部を把持して当該容器積層体を保持した状態において、第１アームが最下位の容器を下方へ移動させて、容器積層体から当該最下位の容器を分離するので、アームを用いて容器を自動的に供給することができる。しかも、容器の供給速度が、アームの動作速度に依存するので、アームの動作速度を上げることによって、容器の供給速度（作業効率）を向上することが可能である。

本発明は、アームを用いて容器を自動的に供給することが可能なロボット及びその動作方法を提供することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施形態に係るロボットの構成を示す正面図である。 図２は、図１の双腕ロボットのハンドの構成及び双腕ロボットの適用例（使用例）を示す斜視図である。 図３は、図１の双腕ロボットの制御系統の構成を示す機能ブロック図である。 図４は、図１の双腕ロボットの動作を示すフローチャートである。 図５Ａは、図１の双腕ロボットの動作を示す斜視図である。 図５Ｂは、図１の双腕ロボットの動作を示す斜視図である。 図５Ｃは、図１の双腕ロボットの動作を示す斜視図である。 図５Ｄは、図１の双腕ロボットの動作を示す斜視図である。 図５Ｅは、図１の双腕ロボットの動作を示す斜視図である。 図５Ｆは、図１の双腕ロボットの動作を示す斜視図である。 図６は、容器積層体の他の構成例を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。以下では、全ての図を通じて、同一又は相当する要素には同一の参照符号を付してその重複する説明を省略する。また、図面は理解しやすくするために、それぞれの構成要素を模式的に示したものである。従って、本発明と関係の無い要素が省略される場合、及び複数の図が互いに一致しない場合がある。また、各要素の寸法は必ずしも正確ではない。

（実施形態）
［構成］
図１は、本発明の実施形態に係るロボットの構成を示す正面図である。本実施形態では、図１において、双腕ロボット１１の一対のアームを広げた方向を左右方向と称し、基軸の軸心に平行な方向を上下方向と称し、左右方向および上下方向に直交する方向を前後方向と称する。

図１を参照すると、双腕ロボット１１は、台車に固定されたベース１２と、ベース１２に支持された一対のアーム（以下、単に「アーム」と記載する場合がある）１３Ａ、１３Ｂと、ベース１２内に収納された制御器１４と、を備えている。ベース１２及び一対のアーム１３Ａ、１３Ｂが双腕ロボット１１の本体を構成している。各アーム１３Ａ、１３Ｂは、ベース１２に対して移動可能に構成された水平多関節型アームであって、アーム部１５とリスト部１７とエンドエフェクタ（１８、１９）を備えている。なお、第１アーム（右のアーム）１３Ａおよび第２アーム（左のアーム）１３Ｂは、実質的に同じ構造であってもよい。また、右のアーム１３Ａおよび左のアーム１３Ｂは、独立して動作したり、互いに関連して動作したりすることができる。なお、各アーム１３Ａ、１３Ｂは、ロボットアームであればよく、水平多関節型アームには限定されない。例えば、一般的な多関節型アームでもよい。また、左のアームが第１アームで、右のアームが第２アームであってもよい。

アーム部１５は、本例では、第１リンク１５ａおよび第２リンク１５ｂとで構成されている。第１リンク１５ａは、ベース１２の上面に固定された基軸１６と回転関節Ｊ１により連結され、基軸１６の軸心を通る回転軸線Ｌ１まわりに回動可能である。第２リンク１５ｂは、第１リンク１５ａの先端部と回転関節Ｊ２により連結され、第１リンク１５ａの先端部に規定された回転軸線Ｌ２まわりに回動可能である。

リスト部１７は、昇降部１７ａおよび回動部１７ｂにより構成されている。昇降部１７ａは、第２リンク１５ｂの先端部と直動関節Ｊ３により連結され、第２リンク１５ｂに対し昇降移動可能である。回動部１７ｂは、昇降部１７ａの下端と回転関節Ｊ４により連結され、昇降部１７ａの下端部に規定された回転軸線Ｌ３まわりに回動可能である。

エンドエフェクタ（１８、１９）は、左右のリスト部１７の回動部１７ｂにそれぞれ連結されている。エンドエフェクタ（１８、１９）は、左右のアーム１３の各々の先端に設けられている。エンドエフェクタ（１８、１９）は、本例ではハンドで構成されている。ハンドの構成は後述する。

上記構成の各アーム１３Ａ、１３Ｂは、各関節Ｊ１〜Ｊ４を有する。そして、アーム１３には、各関節Ｊ１〜Ｊ４に対応付けられるように、駆動用のサーボモータ（図示せず）、および、そのサーボモータの回転角を検出するエンコーダ（図示せず）等が設けられている。また、２本のアーム１３Ａ、１３Ｂの第１リンク１５ａ、１５ａの回転軸線Ｌ１は同一直線上にあり、一方のアーム１３の第１リンク１５ａと他方のアーム１３の第１リンク１５ａとは上下に高低差を設けて配置されている。

図２は、図１の双腕ロボットのハンドの構成及び双腕ロボットの適用例（使用例）を示す斜視図である。

図１及び図２を参照すると、第１アーム１３Ａは、エンドエフェクタとしての第１ハンド１８を備える。第１ハンド１８は、ベース部２１と第１把持部２２と第２把持部２３とを含む。ベース部２１は、屈曲した板状に形成されていて、水平な（回転軸線Ｌ３に垂直直な）第１部分と第１部分の一方の端部から下方に延び、そこから水平に延びる第２部分とを含む。第１部分の中央部は回動部１７ｂに固定されている。第２部分の先端部には一対の爪を有する第１把持部２２が設けられている。この一対の爪は、水平方向（回転軸線Ｌ３に垂直な方向）に開閉自在に設けられている。一対の爪は、内面に容器の形状に対応する溝状の凹部が形成されている。この溝状の凹部は、本例では、円弧状の断面を有し、上下方向（回転軸線Ｌ３に平行な方向）に延びる柱状に形成されている。また、一対の爪は剛性の本体部と当該本体部の内面を覆う弾性層とで構成されている。剛性の本体部は、例えば、金属、樹脂等で構成される。弾性層は、例えば、ゴム、硬目のスポンジ等で構成される。これにより、一対の爪が容器４２を挟持すると容器４２に対して、水平方向の挟持力が作用するので、下から上へ順に積層された容器積層体４１の容器４２を好適に把持することができる。さらに、挟持の際に、一対の爪の内面の弾性層が凹んで弾性層の弾性力により爪と容器との間に摩擦力が生じるので、一対の爪が、滑ることなく容器４２を把持することができる。

第１部分の他方の端部には、一対の爪を有する第２把持部２３が形成されている。この一対の爪は、水平方向（回転軸線Ｌ３に垂直な方向）に開閉自在に設けられている。一対の爪は、内面に容器の形状に対応する溝状の凹部が形成されている。この溝状の凹部は、本例では、円弧状の断面を有し、上下方向（回転軸線Ｌ３に平行な方向）に延びる柱状に形成されている。この一対の爪は、金属、樹脂等の材料で構成されている。

第１把持部２２及び第２把持部２３は、例えば、エア又はモータ（本例ではエア）で開閉駆動されるチャックで構成される。

以上の構成により、第１アーム１３Ａの第１ハンド１８は、第２把持部２３に把持された吐出器３２の吐出方向が回転軸線Ｌ３に一致する方向を向き、且つ、第１把持部２２に把持された容器４２の底部から頂部に向かう方向が回転軸線Ｌ３に一致する方向を向く（図７Ｅ参照）。この構成によれば、回転軸線Ｌ３が鉛直方向に一致しているので、第１アームを制御しなくても、第１把持部２２に把持された容器４２が上方向を向き、第２把持部２３に把持された吐出器３２の吐出方向が下方向を向くので、容器載置及び飲食材充填動作が簡単になる。

第２アーム１３Ｂは、エンドエフェクタとしての第２ハンド１９を備える。第２ハンド１９は、ベース部２４と把持部２５とを含む。ベース部２４は、平板状に形成されていて、その一方の端部が回動部１７ｂに固定されている。ベース部２４の他方の端部には一対の爪を有する把持部２５が設けられている。この一対の爪は、水平方向（回転軸線Ｌ３に垂直な方向）に開閉自在に設けられている。一対の爪は、内面に容器の形状に対応する溝状の凹部が形成されている。この溝状の凹部は、本例では、円弧状の断面を有し、上下方向（回転軸線Ｌ３に平行な方向）に延びる柱状に形成されている。また、一対の爪は剛性の本体部と当該本体部の内面を覆う弾性層とで構成されている。剛性の本体部は、例えば、金属、樹脂等で構成される。弾性層は、例えば、ゴム、硬目のスポンジ等で構成される。これにより、一対の爪が容器４２を挟持すると容器４２に対して、水平方向の挟持力が作用するので、下から上へ順に積層された容器積層体４１の容器４２を好適に把持することができる。さらに、挟持の際に、一対の爪の内面の弾性層が凹んで弾性層の弾性力により爪と容器との間に摩擦力が生じるので、一対の爪が、滑ることなく容器４２を把持することができる。

以上の構成により、第２アーム１３Ｂの第２ハンド１９の把持部２５に把持された容器積層体４１の容器４２の底部から頂部に向かう方向が回転軸線Ｌ３に一致する方向（鉛直方向）を向く（図７Ｅ参照）。

第２アーム１３Ｂの把持部２５は、第１アーム１３Ａの第１把持部２２と比べると、幅（上下方向の寸法）が大きく形成されている。その理由は、主に第２アーム１３Ｂの把持部２５が容器積層体４１を保持するので、当該把持部２５が安定して容器積層４１を保持できるようにするためである。第２アーム１３Ｂの把持部２５は、例えば、エア又はモータ（本例ではエア）で開閉駆動されるチャックで構成される。

図３は、双腕ロボット１１の制御系統の構成を概略的に示す機能ブロック図である。図３に示すように、制御器１４は、演算部（処理部）１４ａと、記憶部１４ｂと、サーボ制御部１４ｃと、を備える。制御器１４は、マイクロコントローラ、ＭＰＵ、ＦＧＰＡ(field programmable gate array)、ＰＬＣ(programmable logic controller)等で構成される。演算部１４ａは、マイクロコントローラ等のプロセッサ等で構成され、記憶部１４ｂは、マイクロコントローラ等のメモリで構成される。制御器１４は、集中制御する単独の制御器によって構成されていてもよいし、互いに協働して分散制御する複数の制御器によって構成されていてもよい。

記憶部１４ｂには、ロボットコントローラとしての基本プログラム、各種固定データ等の情報が記憶されている。演算部１４ａは、記憶部１４ｂに記憶された基本プログラム等を読み出して実行することにより、双腕ロボット１１の各種動作を制御する。すなわち、演算部１４ａは、双腕ロボット１１の制御指令を生成し、これをサーボ制御部１４ｃに出力する。サーボ制御部１４ｃは、演算部１４ａにより生成された制御指令に基づいて、双腕ロボット１１の各アーム１３の関節Ｊ１〜Ｊ４に対応するサーボモータの駆動を制御するように構成されている。また、第１ハンド１８の第１把持部２２及び第２把持部２３、並びに、第２ハンドの把持部２５の動作の制御も制御器１４によって行われる。このように、制御器１４は、双腕ロボット１の全体の動作を制御する。

［適用例］
次に、以上のように構成された双腕ロボット１１の適用例（使用例）を、図２を用いて説明する。

＜作業現場＞
図２を参照すると、双腕ロボット１１は、例えば、容器４２に流動性を有する飲食材（飲料又は食料、又はこれらの材料）を充填する作業現場に適用される。この作業現場には、搬送体５１を移動させて搬送体５１上に載置される物（ここでは容器４２）を搬送する搬送装置５０が配置されている。搬送体５１は、本例ではベルトであり、搬送装置５０はベルトコンベアである。この搬送体５１の両側に作業に必要な装置、器具、人員等が配置される。双腕ロボット１１は、容器４２を搬送体５１上に自動的に載置し、この載置された容器４２に飲食材を充填するための装置である。本例では、飲食材はドレッシングである。図２に示すように、双腕ロボット１１は、人一人分に相当する限られたスペース（例えば６１０ｍｍ×６２０ｍｍ）に設置することができる。双腕ロボット１１の右側には飲食材供給装置３０が配置される。この飲食材供給装置３０は、台車３４上に載置されている。従って、容器４２に充填すべき飲食材に応じた飲食材供給装置３０が、台車３４に載置されて作業員により搬送され、所定位置に配置される。飲食材供給装置３０は、飲食材容器３１と、吐出器３２と、吐出器置台３３とを備える。飲食材容器３１は流動性を有する飲食材を収容する。吐出器３２は、基端部に設けられた入口が供給管によって飲食材容器３１と接続されており、先端部に吐出部３２ａが設けられている。吐出器置台３３は、飲食材供給装置３０の適所に設けられ、上端部に置き板が配置され、この置き板に貫通孔３３ａが形成されている。吐出器３２は、この貫通孔３３ａに吐出部３２ａが下に向けて挿入された状態で搬送される。そして、容器４２への飲食材充填作業が開始されると、双腕ロボット１１の第１アーム１３Ａの第１ハンド１８の第２把持部２３によって把持される。この際、第２把持部２３は、吐出器３２の中央部を把持する。

一方、双腕ロボット１１の第１アームの搬送体５１の向かい側には容器置台３５が配置されている。容器置台３５の上には、複数の容器積層体４１が所定の位置にそれぞれ配置されている。

＜容器積層体＞
容器４２は、頂部が開放され、底部が閉鎖され、且つ頂部から底部に向かって細くなる形状を有していればよい。本例では、容器４２はカップである。

容器積層体４１は、上下方向に隣接する２つの容器において、下側の容器の内部空間に上側の容器が底部から挿入されて頂部が露出するように、複数の前記容器が順に積層されている。換言すると、容器積層体４１は、容器４２が正立するように積層されている。ここで「正立」とは、「倒立」の反対語であり、容器４２が、底部から頂部に向かう方向が下から上に向かう方向になる姿勢を取ることを意味する。

［動作例］
次に、以上のように構成された双腕ロボットの動作を図２、図４、及び図５Ａ乃至図５Ｆに基づいて説明する。この動作は、制御器１４が双腕ロボット１１を制御することによって行われる。図４は、図１の双腕ロボットの動作を示すフローチャートである。図５Ａ乃至図５Ｆは、図１の双腕ロボットの動作を示す斜視図である。なお、以下では、簡略化のため、「ハンドの把持部」の動作を、「ハンド（把持部）」の動作として表現する場合がある。

図２に示すように、容器４２への飲食材の充填作業が開始されると、双腕ロボット１１の第１アーム１３Ａは、第２把持部２３によって、吐出器置台３３に置かれた吐出器３２の中央部を把持する。その後、第１アーム１３Ａの第１ハンド１８は、平面視において、搬送体５１の移動経路上の容器載置位置に第１把持部２２が位置し、搬送体５１の移動経路上の飲食材充填位置に第２把持部２３に把持された吐出器３２の吐出部３２ａが位置する姿勢を取る。容器載置位置及び飲食材充填位置は、平面視において、搬送体５１の移動方向に一致する直線上に位置し、飲食材充填位置が容器載置位置の下流に位置する。搬送体５１の移動速度は所定の速度に設定されている。この状態で、双腕ロボット１１は、以下のように、容器分離動作（容器載置動作）を行う。

次に、図５Ａに示すように、第２アーム１３Ｂの第２ハ
ンド１９（把持部２５）が容器置台３５の所定の載置位置にある容器積層体４１の最下位の容器４２の頂部を把持して当該容器積層体４１を保持し、所定の分離位置に位置する（ステップＳ１）。分離位置は、容器載置位置の真上の位置である。なお、図５Ａには、第１ハンド１８（第１把持部２２）が、前の容器分離動作において分離した容器４２を解放して、搬送体５１上に載置した状態が示されている。

次に、図５Ｂに示すように、第１アーム１３Ａの第１ハンド１８（第１把持部２２）が上昇を開始する。

次に、図５Ｃに示すように、第１アーム１３Ａの第１ハンド１８（第１把持部２２）が容器積層体４１の最下位の容器４２の第２ハンド１９（把持部２５）によって保持された部分より下側の部分を把持して当該容器積層体４１を保持する（ステップＳ２）。

次に、図５Ｄに示すように、第２アーム１３Ｂの第２ハンド１９（把持部２５）が最下位の容器４２の頂部を解放する（ステップＳ３）。

次に、図５Ｅに示すように、第２アーム１３Ｂの第２ハンド１９（把持部２５）が所定の高さだけ上昇し、容器積層体４１の下から２番目の容器４２の頂部を把持することを試みる（ステップＳ４）。ここでは、最下位の容器４２の上に容器４２が存在するので、この把持に成功する（ステップＳ４でＹＥＳ）。

そして、第２アーム１３Ｂの第２ハンド１９（把持部２５）が容器積層体４１を保持する（ステップＳ５）。

次に、図５Ｆに示すように、第１アーム１３Ａの第１ハンド１８（第１把持部２２）が最下位の容器４２を下方へ移動させて、容器積層体４１から当該最下位の容器４２を分離し、搬送体５１上に載置して解放する（ステップＳ６）。

次に、図５Ａに示すように、第１アーム１３Ａの第１ハンド１８（第１把持部２２）が最下位の容器４２を下方へ移動させた後、第２ハンド１９（把持部２５）が所定の分離位置に戻る（ステップＳ７）。

ここで、ステップＳ４において、最下位の容器４２の上に容器４２が存在しない場合、すなわち、第１アームの第１ハンド１８（第１把持部２２）が把持している容器４２が容器積層体４１の最上位の容器（最後の容器）である場合には、この把持に失敗する（ステップＳ４でＮＯ）。この場合は、この容器分離動作は、第１アームの第１ハンド１８（第１把持部２２）が最下位の容器４２を下方へ移動させて、容器積層体４１から当該最下位の容器４２を分離し、搬送体５１上に載置して解放し（ステップＳ９）、その後、ステップＳ１に戻り、第２ハンド（把持部２５）が次の容器積層体４１を把持して分離位置に位置する。

ステップＳ７の後、制御器１４が容器分離動作を終了するか否か判断する（ステップＳ８）。終了しない場合（ステップＳ８でＮＯ）は、ステップＳ２に戻る。終了する場合（ステップＳ８でＹＥＳ）は、容器分離動作を終了する。

そして、この容器分離動作と同時進行で、飲食材充填動作が以下のように行われる。

図２及び図５Ａを参照すると、容器載置位置において、搬送体５１上に載置された容器４２が飲食材充填位置に位置すると、第１アーム１３Ａの第１ハンド１８の第２把持部２３に把持された吐出器３２の吐出部３２ａから飲食材が容器４２に吐出されて充填される。本例では、容器４２が容器載置位置において搬送体５１上に載置される時間間隔（サイクルタイム）が、容器載置位置と飲食材充填位置とを容器４２が移動する時間の整数分の１（本例では２分の１）に設定されている。従って、容器４２が飲食材充填位置に位置したか否かを検出するセンサは不要である。また、飲食材の吐出は、飲食材供給装置３０と双腕ロボット１１の共同作業により適宜おこなわれる。これは、本発明に直接関係しないので、これ以上の説明は省略する。

このように本実施形態によれば、第１及び第２アーム１３Ａ、１３Ｂが、容器積層体４１を第２アーム１３Ｂ、第１アーム１３Ａ、第２アーム１３Ｂの順に持ち替えて保持し、第２アーム１３Ｂが容器積層体４１の下から２番目の容器の頂部を把持して当該容器積層体４１を保持した状態において、第１アーム１３Ａが最下位の容器を下方へ移動させて、容器積層体４１から当該最下位の容器４２を分離するので、アーム１３Ａ、１３Ｂを用いて容器４２を自動的に供給することができる。しかも、容器４２の供給速度が、アーム１３Ａ、１３Ｂの動作速度に依存するので、アーム１３Ａ、１３Ｂの動作速度を上げることによって、容器４２の供給速度（作業効率）を向上することが可能である。

［変形例］
図６は、容器積層体４１の他の構成例を示す模式図である。図６を参照すると、本変形例では、容器４２は、茶碗である。この茶碗４２が、上下方向に隣接する２つの茶碗４２において、下側の茶碗４２の内部空間に上側の茶碗４２が底部から挿入されて頂部が露出するように、複数の茶碗が順に積層されている。

本実施形態の双腕ロボット１１によれば、このような茶碗積層体４１であっても、好適に容器分離動作を行って、茶碗４２を自動供給することができる。

（その他の実施形態）
容器は、上述の例に限定されず、トレイ、お椀、皿等であってもよい。

また、作業現場は、食品に関する作業現現場に限定されず、ロボットと作業者が同じ作業空間内で共同して作業する現場であればよい。

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造および／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

本発明のロボット及びその動作方法は、アームを用いて容器を自動的に供給することが可能なロボット及びその動作方法として有用である。

１１ 双腕ロボット
１２ ベース
１３Ａ 第１アーム
１３Ｂ 第２アーム
１４ 制御器
１４ａ 演算部（処理部）
１４ｂ 記憶部
１４ｃ サーボ制御部
１５ アーム部
１５ａ 第１リンク
１５ｂ 第２リンク
１６ 基軸
１７ リスト部
１７ａ 昇降部
１７ｂ 回動部
１８ 第１ハンド（エンドエフェクタ）
１９ 第２ハンド（エンドエフェクタ）
２１ ベース部
２２ 第１把持部
２３ 第２把持部
２４ ベース部
２５ 把持部
３０ 飲食材供給装置
３１ 飲食材容器
３２ 吐出器
３２ａ 吐出部
３３ 吐出器置台
３３ａ 貫通孔
３４ 台車
３５ 容器置台
４１ 容器
４２ 容器積層体
５０ 搬送装置
５１ 搬送体

Claims (8)

1. 容器積層体から容器を順に分離するロボットであって、
   前記容器は、頂部が開放され、底部が閉鎖され、且つ頂部から底部に向かって細くなる形状を有しており、
   前記容器積層体は、上下方向に隣接する２つの容器において、下側の容器の内部空間に上側の容器が底部から挿入されて頂部が露出するように、複数の前記容器が順に積層されており、
   前記ロボットは、先端部に前記容器を把持することが可能な第１ハンドを備える第１アームと先端部に前記容器を把持することが可能な第２ハンドを備える第２アームと、前記第１及び第２アームの動作を制御する制御器と、を備えており、
   前記制御器は、
   前記第２アームの前記第２ハンドが、前記容器積層体の最下位の容器の頂部を把持して当該容器積層体を保持し、
   その後、前記第１アームの前記第１ハンドが、前記容器積層体の前記最下位の容器の前記第２ハンドによって保持された部分より下側の部分を把持して当該容器積層体を保持し、
   その後、前記第２アームの前記第２ハンドが、前記最下位の容器の頂部を解放し、その後、前記容器積層体の下から２番目の容器の頂部を把持して当該容器積層体を保持し、
   その後、前記第１アームの第１ハンドが前記最下位の容器を下方へ移動させて、前記容器積層体から当該最下位の容器を分離するよう前記第１及び第２アームを制御するように構成されている、ロボット。
2. 前記制御器は、前記第２アームの前記第２ハンドが前記容器積層体の最下位の容器の頂部を把持して当該容器積層体を保持する際に、前記第２ハンドが所定の高さ位置に位置し、その後、前記第２ハンドが前記容器積層体の下から２番目の容器の頂部を把持するまでに前記第２ハンドが所定の高さだけ上昇し、且つ、前記第１アームの第１ハンドが前記最下位の容器を下方へ移動させた後、前記第２ハンドが前記所定の高さ位置に戻るよう、前記第１及び第２アームを制御するように構成されている、請求項１に記載のロボット。
3. 前記第１ハンド及び前記第２ハンドは、前記容器に対し水平方向に挟持力を作用させて当該容器を把持するように構成されている、請求項１又は２に記載のロボット。
4. 前記容器がカップである、請求項１乃至３のいずれかに記載のロボット。
5. 容器積層体から容器を順に分離するロボットの動作方法であって、
   前記容器は、頂部が開放され、底部が閉鎖され、且つ頂部から底部に向かって細くなる形状を有しており、
   前記容器積層体は、上下方向に隣接する２つの容器において、下側の容器の内部空間に上側の容器が底部から挿入されて頂部が露出するように、複数の前記容器が順に積層されており、
   前記ロボットは、先端部に前記容器を把持することが可能な第２ハンドを備える第２アームと先端部に前記容器を把持することが可能な第１ハンドを備える第１アームとを備えており、
   前記動作方法は、
   前記第２アームの前記第２ハンドによって、前記容器積層体の最下位の容器の頂部を把持して当該容器積層体を保持することと、
   その後、前記第１アームの前記第１ハンドによって、前記容器積層体の前記最下位の容器の前記第２ハンドによって保持された部分より下側の部分を把持して当該容器積層体を保持することと、
   その後、前記第２アームの前記第２ハンドによって、前記最下位の容器の頂部を解放することと、
   その後、前記第２アームの前記第２ハンドによって、前記容器積層体の下から２番目の容器の頂部を把持して当該容器積層体を保持することと、
   その後、前記第１アームの第１ハンドによって、前記最下位の容器を下方へ移動させて、前記容器積層体から当該最下位の容器を分離することと、を含む、
   ロボットの動作方法。
6. 前記第２アームの前記第２ハンドが前記容器積層体の最下位の容器の頂部を把持して当該容器積層体を保持する際に、前記第２ハンドが所定の高さ位置に位置し、その後、前記第２ハンドが前記容器積層体の下から２番目の容器の頂部を把持するまでに前記第２ハンドが所定高さ上昇し、且つ、前記第１アームの第１ハンドが前記最下位の容器を下方へ移動させ始めた後、前記第２ハンドが前記所定の高さ位置に戻る、請求項５に記載のロボットの動作方法。
7. 前記第１ハンド及び前記第２ハンドは、前記容器に対し水平方向に挟持力を作用させて当該容器を把持するように構成されている、請求項５又は６に記載のロボットの動作方法。
8. 前記容器がカップである、請求項５乃至７のいずれかに記載のロボットの動作方法。

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