JP2023110125A - ハンド装置およびこのハンド装置を用いた食品群形成方法 - Google Patents
ハンド装置およびこのハンド装置を用いた食品群形成方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】採取した食品を適正な位置に安定した姿勢で置くことができるものとする。【解決手段】開閉作動する左右の指状部によって食品を保持するハンド装置であって、左右の指状部のそれぞれに、独立して開閉作動する第1指状部材および第2指状部材を備え、各指状部において第1指状部材と第2指状部材とを接近して配置し、第1指状部材の内側縁部が第2指状部材の内側縁部に対して出没するように構成し、保持していた食品を左右の指状部から離脱させるときに、左右の第1指状部材が第2指状部材よりも先行して開き、左右の第1指状部材の内側縁部が左右の第2指状部材の内側縁部よりも外側に退避するように構成し、左右の第1指状部材の開放作動と共に作動して、保持していた食品の離脱を促進させる離脱促進手段を備える。【選択図】図8
Description
本発明は、例えばロボットアーム等に備えるハンド装置、および、このハンド装置を用いて食品群を形成する食品群形成方法に関するものである。
例えば食品加工工場では、生肉等の塊状食品を切断装置によってその先端部から所定間隔で切断し、これによって所定の厚さに形成された複数の食品(薄肉片等)を、手作業によってコンベア上から掬い上げ、食品用のトレーに盛り付ける。
トレーに盛り付けられて群を形成した食品は、このトレーごと包装され、食品の種類、計測された総重量、価格等のラベルが貼られて、商品として出荷される。
近年、このような食品群の形成を自動化する試みがなされており、特許文献1には、コンベア上の食品をロボットアームに備えた吸着ヘッドによって採取して移動させ、これを繰り返して食品群を形成する技術が開示されている。
また、この食品群をハンド装置に備えた一対の把持部材で把持して採取し、トレーに盛り付ける技術が開示されている。
トレーに盛り付けられて群を形成した食品は、このトレーごと包装され、食品の種類、計測された総重量、価格等のラベルが貼られて、商品として出荷される。
近年、このような食品群の形成を自動化する試みがなされており、特許文献1には、コンベア上の食品をロボットアームに備えた吸着ヘッドによって採取して移動させ、これを繰り返して食品群を形成する技術が開示されている。
また、この食品群をハンド装置に備えた一対の把持部材で把持して採取し、トレーに盛り付ける技術が開示されている。
しかしながら、特許文献1のような技術によって、例えば生肉のような油脂を含有する食品や粘着性を有する食品等を吸着ないし把持して採取した場合、この食品が吸着ヘッドや把持部材に付着する。
このため、吸着や把持を解除しても食品が離脱しにくく、この採取した食品を適正な位置に安定した姿勢で置くことができにくくなる問題がある。
また、特許文献1のような技術は、単に食品を採取して移動させるだけのものであり、採取した食品自体を所定の形状に整えて置くことはできない。
このため、吸着や把持を解除しても食品が離脱しにくく、この採取した食品を適正な位置に安定した姿勢で置くことができにくくなる問題がある。
また、特許文献1のような技術は、単に食品を採取して移動させるだけのものであり、採取した食品自体を所定の形状に整えて置くことはできない。
また、例えば生肉等の塊状食品は、先端部から後端部まで均一な断面形状ではなく、この断面形状は不規則に変化するため、これを均一な厚さに切断しても、切断された食品の大きさ(表面積等)や重量は均一にならない。
このため、切断された同一数の食品から群を形成した場合、この食品群ごとの重量がばらつく。
このように食品群ごとの重量がばらついた場合、商品としての表示重量帯やこれに伴う表示価格帯等を揃えることが難しくなるため、手作業での重量調整(食品片の追加等)を要することとなり、生産能率が低下するような問題が生じうる。
このため、切断された同一数の食品から群を形成した場合、この食品群ごとの重量がばらつく。
このように食品群ごとの重量がばらついた場合、商品としての表示重量帯やこれに伴う表示価格帯等を揃えることが難しくなるため、手作業での重量調整(食品片の追加等)を要することとなり、生産能率が低下するような問題が生じうる。
本発明は、上述のような課題を解決し、採取した食品を所定の形状に整えて適正な位置に安定した姿勢で置くことができるハンド装置と、このハンド装置を用いて形成された食品群の重量を設定範囲内に自動的に調整して生産能率を高めることのできる食品群形成方法を実現することを目的とする。
本発明は、上述の課題を解決するために、以下の技術的手段を講じる。
すなわち、請求項1に記載の発明は、開閉作動する左右の指状部によって食品を保持するハンド装置であって、前記左右の指状部のそれぞれに、独立して開閉作動する第1指状部材および第2指状部材を備え、前記各指状部において第1指状部材と第2指状部材とを接近して配置し、前記第1指状部材の内側縁部が第2指状部材の内側縁部に対して出没するように構成したハンド装置とする。
すなわち、請求項1に記載の発明は、開閉作動する左右の指状部によって食品を保持するハンド装置であって、前記左右の指状部のそれぞれに、独立して開閉作動する第1指状部材および第2指状部材を備え、前記各指状部において第1指状部材と第2指状部材とを接近して配置し、前記第1指状部材の内側縁部が第2指状部材の内側縁部に対して出没するように構成したハンド装置とする。
請求項2に記載の発明は、前記第2指状部材に空間部を形成し、この空間部から前記第1指状部材の内側縁部が出没するように構成した請求項1に記載のハンド装置とする。
請求項3に記載の発明は、前記左右の第1指状部材および左右の第2指状部材の夫々の内側縁部を上下方向に形成し、前記左右の第1指状部材の下端部に、対向側へ延在する係合部を備えた請求項1または請求項2に記載のハンド装置とする。
請求項4に記載の発明は、前記左右の指状部によって食品を保持するときに、左右の第1指状部材が左右の第2指状部材よりも先行して閉じる方向へ作動し、左右の第1指状部材の内側縁部が左右の第2指状部材の内側縁部よりも内側に突出するように構成した請求項1または請求項2または請求項3に記載のハンド装置とする。
請求項5に記載の発明は、保持していた食品を左右の指状部から離脱させるときに、前記左右の第1指状部材が第2指状部材よりも先行して開き、左右の第1指状部材の内側縁部が左右の第2指状部材の内側縁部よりも外側に退避するように構成した請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のハンド装置とする。
請求項6に記載の発明は、前記左右の第1指状部材の開放作動と共に作動して、保持していた食品の離脱を促進させる離脱促進手段を備えたことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のハンド装置とする。
請求項7に記載の発明は、前記離脱促進手段を、左右の指状部の間の中心位置またはその近傍の位置に向けてエアー等の流体を噴出させる構成とした請求項6に記載のハンド装置とする。
請求項8に記載の発明は、保持していた食品を左右の指状部から離脱させるときに、前記左右の第1指状部材が第2指状部材よりも先行して開き、この左右の第1指状部材が開き始めたときと略同時に前記離脱促進手段が作動するように構成した請求項6または請求項7に記載のハンド装置とする。
請求項9に記載の発明は、前記左右の第1指状部材および左右の第2指状部材の開閉作動を行なわせる駆動装置を、ハンド装置の上部に配置した請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のハンド装置とする。
請求項10に記載の発明は、採取位置に位置する食品の長さ方向での中間部を、前記左右の第1指状部材と左右の第2指状部材を閉じる方向へ作動させて保持し、前記ハンド装置を上昇させることによってこの食品の両端部を垂れ下げた状態で採取する第1工程と、前記食品を採取したハンド装置を、平面視での向きを変更させ且つ前記採取位置から離間した設定領域上へ移動させる第2工程と、前記設定領域上において、前記ハンド装置を前記第2工程における移動方向とは略逆方向に移動させながら下降させ、前記左右の第1指状部材および左右の第2指状部材を開く方向へ作動させると共に前記離脱促進手段を作動させて保持していた食品を離脱させることにより、前記食品を二つ折りの状態で前記設定領域内に載置する第3工程を含み、これら第1工程から第3工程までを自動的に反復して実行し、前記設定領域内に複数の食品からなる食品群を形成する請求項6から請求項9のいずれか一項に記載のハンド装置を用いた食品群形成方法とする。
請求項11に記載の発明は、平面視において、前記第2工程におけるハンド装置の移動方向と、前記第3工程におけるハンド装置の移動方向との間に所定の転向角度を形成した請求項10に記載のハンド装置を用いた食品群形成方法とする。
請求項12に記載の発明は、採取位置に位置する食品の長さ方向での中間部を、前記左右の第1指状部材と左右の第2指状部材を閉じる方向へ作動させて保持し、前記ハンド装置を上昇させることによってこの食品の両端部を垂れ下げた状態で採取する第1工程と、前記食品を採取したハンド装置を、平面視での向きを変更させ且つ前記採取位置から離間した設定領域上へ移動させる第2工程と、前記設定領域上において、前記ハンド装置を前記第2工程における移動方向とは略逆方向に移動させながら下降させ、前記左右の第1指状部材および左右の第2指状部材を開く方向へ作動させると共に前記離脱促進手段を作動させて保持していた食品を離脱させることにより、前記食品を二つ折りの状態で前記設定領域内に載置する第3工程を含み、これら第1工程から第3工程までを自動的に反復して実行し、前記設定領域内に複数の食品からなる食品群を形成するにあたり、前記食品群を形成する食品の数を各食品の大きさに応じて自動的に変更し、この食品群の重量を設定範囲内に調整する請求項6から請求項11のいずれか一項に記載のハンド装置を用いた食品群形成方法とする。
請求項13に記載の発明は、前記第1工程から第3工程までを自動的に反復して実行し、前記設定領域内に複数の食品からなる食品群を形成するにあたり、前記設定領域内に、食品を並べて置くための複数の行と複数の列を設定し、前記各行における列の数、または、前記各行における列の数と各列の間隔を、各行の先頭に置かれる食品の大きさに応じて自動的に変更する請求項12に記載の食品群形成方法とする。
請求項14に記載の発明は、採取される前の食品を撮像する撮像手段を備え、この撮像手段による撮像結果から前記食品の大きさを得る請求項12または請求項13に記載の食品群形成方法とする。
請求項15に記載の発明は、前記設定領域を食品用のトレーの底面上に設定する請求項12または請求項13または請求項14に記載の食品群形成方法とする。
本発明のハンド装置によれば、採取した食品を適正な位置に安定した姿勢で置くことができる。
また、採取した食品を二つ折りにして適正な位置に安定した姿勢で置くことができる。
さらに、このハンド装置を用いた食品群形成方法によれば、食品群を形成する食品の数を各食品の大きさに応じて自動的に変更し、この食品群の重量を設定範囲内に調整できるので、手作業での重量調整を少なくして生産能率を高めることができる。
また、採取した食品を二つ折りにして適正な位置に安定した姿勢で置くことができる。
さらに、このハンド装置を用いた食品群形成方法によれば、食品群を形成する食品の数を各食品の大きさに応じて自動的に変更し、この食品群の重量を設定範囲内に調整できるので、手作業での重量調整を少なくして生産能率を高めることができる。
以下に詳述する実施形態において、対象とする食品を、チルド状態の塊状肉をスライサー1によってスライスした生の薄肉Eとして説明する。
また、この薄肉Eは、スライサー1によって、切断後に二つ折りに折り畳まれたものであってもよい。
なお、この食品は、薄肉Eに限定されず、他の食品であってもよく、柔軟性や粘着性を有する食品生地等であってもよい。
また、この薄肉Eは、スライサー1によって、切断後に二つ折りに折り畳まれたものであってもよい。
なお、この食品は、薄肉Eに限定されず、他の食品であってもよく、柔軟性や粘着性を有する食品生地等であってもよい。
(第1搬送装置及び第2搬送装置)
図1、図2に示すように、スライサー1から切り出された薄肉Eは、スライサー1に備えた第1搬送装置2によって搬送される。
図1、図2に示すように、スライサー1から切り出された薄肉Eは、スライサー1に備えた第1搬送装置2によって搬送される。
(方向の定義)
なお、上述の第1搬送装置2の搬送方向において、スライサー1側を上流側とし、その反対側を下流側とする。
以下の各図において、「-Y」は上流側の方向を示し、「+Y」は下流側の方向を示す。
「+X」はスライサー1側から下流側に向いた状態での右手側の方向を示し、「-X」はスライサー1側から下流側に向いた状態での左手側の方向を示す。
「+Z」は上方向、「-Z」は下方向を示す。
X、Y、Zで示す方向は相互に直交し、それぞれが三次元座標軸となる。
なお、上述の第1搬送装置2の搬送方向において、スライサー1側を上流側とし、その反対側を下流側とする。
以下の各図において、「-Y」は上流側の方向を示し、「+Y」は下流側の方向を示す。
「+X」はスライサー1側から下流側に向いた状態での右手側の方向を示し、「-X」はスライサー1側から下流側に向いた状態での左手側の方向を示す。
「+Z」は上方向、「-Z」は下方向を示す。
X、Y、Zで示す方向は相互に直交し、それぞれが三次元座標軸となる。
しかして、スライサー1から切り出された薄肉Eは、そのX軸方向における長さ(幅)が、そのY軸方向における長さよりも長い状態で、第1搬送装置2におけるベルト3の搬送面3a上に載置される。
食品盛り付け装置(本発明の食品群形成方法を実現する装置)4は、第1搬送装置2に対して、その下流側の左側の位置に配置する。
食品盛り付け装置(本発明の食品群形成方法を実現する装置)4は、第1搬送装置2に対して、その下流側の左側の位置に配置する。
第1搬送装置2は、従動ローラ群と駆動ローラ(共に図示省略)にわたって無端状のベルト3を巻回したベルトコンベアとする。
この第1搬送装置2の終端側には、第1搬送装置2の搬送方向と平面視で直交し、左右方向に延在した第2搬送装置5を配置する。
この第2搬送装置5は、後述するように食品用のトレー6を第1搬送装置2の搬送終端に臨む待機位置へ搬送するものであり、従動スプロケットと駆動スプロケット(共に図示省略)にわたって無端状のチェーン7を巻回したチェーンコンベアとする。
なお、この第2搬送装置5を、トレー6を載置状態で搬送するベルト式のコンベアとしてもよい。
この第1搬送装置2の終端側には、第1搬送装置2の搬送方向と平面視で直交し、左右方向に延在した第2搬送装置5を配置する。
この第2搬送装置5は、後述するように食品用のトレー6を第1搬送装置2の搬送終端に臨む待機位置へ搬送するものであり、従動スプロケットと駆動スプロケット(共に図示省略)にわたって無端状のチェーン7を巻回したチェーンコンベアとする。
なお、この第2搬送装置5を、トレー6を載置状態で搬送するベルト式のコンベアとしてもよい。
また、第1搬送装置2のベルト3は、図18に示すサーボモータ8によって駆動される。
このサーボモータ8の回転位相は、図18に示すエンコーダ9により検出され、この検出値がスライサーコントローラ10に入力される。
このスライサーコントローラ10からの出力によってサーボモータ8を制御し、ベルト3を駆動することにより、このベルト3上の薄肉Eを図2に示す採取位置Tまで搬送する。
このサーボモータ8の回転位相は、図18に示すエンコーダ9により検出され、この検出値がスライサーコントローラ10に入力される。
このスライサーコントローラ10からの出力によってサーボモータ8を制御し、ベルト3を駆動することにより、このベルト3上の薄肉Eを図2に示す採取位置Tまで搬送する。
ベルト3の駆動によって薄肉Eが採取位置Tまで搬送されると、ベルト3が一時的に(微小時間)停止し、この停止状態において、採取位置Tにある薄肉Eが採取される。
また、第2搬送装置5は、食品盛り付け装置4によって、トレー6への設定数の薄肉Eの盛り付けが完了するまで(食品群の形成が完了するまで)は、このトレー6の搬送を停止している。
そして、トレー6への薄肉Eの盛り付けが完了した後に、第2搬送装置5を駆動してこのトレー6を搬出し、次の空のトレーを上述の待機位置まで送り出すように構成する。
また、第2搬送装置5は、食品盛り付け装置4によって、トレー6への設定数の薄肉Eの盛り付けが完了するまで(食品群の形成が完了するまで)は、このトレー6の搬送を停止している。
そして、トレー6への薄肉Eの盛り付けが完了した後に、第2搬送装置5を駆動してこのトレー6を搬出し、次の空のトレーを上述の待機位置まで送り出すように構成する。
(カメラ)
また、図1及び図2に示すように、採取位置Tよりも上流側の上方の位置に、採取位置Tに搬送される前(採取される前)の搬送面3a上の薄肉Eを撮像するカメラ(請求項の「撮像手段」)11を配置する。
また、図1及び図2に示すように、採取位置Tよりも上流側の上方の位置に、採取位置Tに搬送される前(採取される前)の搬送面3a上の薄肉Eを撮像するカメラ(請求項の「撮像手段」)11を配置する。
(ロボットアーム)
図1、図2に示すように、食品盛り付け装置4は、ロボットアーム12を備えたロボットである。
このロボットアーム12は、複数の能動関節の軸J1~J6を中心として、全体の旋回および各部の回動を自在に構成する。
図18に示すように、この能動関節の軸J1~J6の全てに、サーボモータ13~18を備え、これらのサーボモータ13~18のそれぞれに、回転位置検出器としてのエンコーダ19~23Sを備える。
図1、図2に示すように、食品盛り付け装置4は、ロボットアーム12を備えたロボットである。
このロボットアーム12は、複数の能動関節の軸J1~J6を中心として、全体の旋回および各部の回動を自在に構成する。
図18に示すように、この能動関節の軸J1~J6の全てに、サーボモータ13~18を備え、これらのサーボモータ13~18のそれぞれに、回転位置検出器としてのエンコーダ19~23Sを備える。
また、このロボットアーム12は、基台25、旋回ベース26、ロアアーム27、アッパアーム28、リスト29、及びハンド取付座30から構成する。
基台25は、加工工場のフロアまたはスライサー1側に連結された支持台24上に固定し、この基台25には、鉛直方向の軸J1周りに旋回ベース26を旋回自在に設ける。
この旋回ベース26には、水平方向の軸J2周りにロアアーム27を上下回動自在に軸支し、このロアアーム27の上端には、水平方向の軸J3周りにアッパアーム28の基部28aを上下方回動自在に軸支する。
この旋回ベース26には、水平方向の軸J2周りにロアアーム27を上下回動自在に軸支し、このロアアーム27の上端には、水平方向の軸J3周りにアッパアーム28の基部28aを上下方回動自在に軸支する。
基部28aの先端に取り付ける回転体28bは、基部28aの軸線に沿う軸J4の周りに回転自在に支持する。なお、軸J4は、軸J3と直交する。
回転体28bの先端には、リスト29を横方向の軸J5周りに回動自在に支持する。この軸J5は、軸J4と直交する。
リスト29の先端には、ハンド取付座30を上下方向の軸J6周りに旋回自在に装着する。
回転体28bの先端には、リスト29を横方向の軸J5周りに回動自在に支持する。この軸J5は、軸J4と直交する。
リスト29の先端には、ハンド取付座30を上下方向の軸J6周りに旋回自在に装着する。
各軸J1~J6に備えたサーボモータ13~18は、後述する食品盛り付け制御装置31のロボットコントローラ34からの出力によって駆動するように構成する。
(盛り付け領域R)
図2に示すように、第2搬送装置5によって搬送され、第1搬送装置2の終端よりも下流側に離間する位置に待機させたトレー6の底面上に、盛り付け領域(請求項の「設定領域」)Rを設定する。
図27に示すように、この盛り付け領域Rは、Y軸方向長さをr1とし、X軸方向長さをr2とする矩形の領域として設定する。
図2に示すように、第2搬送装置5によって搬送され、第1搬送装置2の終端よりも下流側に離間する位置に待機させたトレー6の底面上に、盛り付け領域(請求項の「設定領域」)Rを設定する。
図27に示すように、この盛り付け領域Rは、Y軸方向長さをr1とし、X軸方向長さをr2とする矩形の領域として設定する。
また、この盛り付け領域Rを設定する位置は、トレー6の底面上以外に、スライサー1周辺の固定位置など、適宜の位置に設定可能とする。
この盛り付け領域R内に複数の薄肉Eが置かれることで、薄肉Eの群(請求項の「食品群」)が形成される。
この盛り付け領域R内に複数の薄肉Eが置かれることで、薄肉Eの群(請求項の「食品群」)が形成される。
(盛り付け領域Rにおける行と列の定義)
上述の盛り付け領域Rにおいて、薄肉Eを盛り付け領域Rにおける左右方向の一端から他端まで連続的に盛り付けていく方向を「行」と定義し、この「行」と直交する方向を「列」と定義する。
これにより、薄肉Eが1つの行に全て置かれた後に、次の行頭への盛り付けが開始される。これを反復して、盛り付け領域R内の全ての行および全ての列に、盛り付けを完了する。
なお、本実施形態においては、X軸方向に「行」を設定し、Y軸方向に「列」を設定する。これにより、複数の「行」がY軸方向に間隔をおいて平行に並ぶ。
上述の盛り付け領域Rにおいて、薄肉Eを盛り付け領域Rにおける左右方向の一端から他端まで連続的に盛り付けていく方向を「行」と定義し、この「行」と直交する方向を「列」と定義する。
これにより、薄肉Eが1つの行に全て置かれた後に、次の行頭への盛り付けが開始される。これを反復して、盛り付け領域R内の全ての行および全ての列に、盛り付けを完了する。
なお、本実施形態においては、X軸方向に「行」を設定し、Y軸方向に「列」を設定する。これにより、複数の「行」がY軸方向に間隔をおいて平行に並ぶ。
(ハンド装置)
図1に示すように、ハンド取付座30の下面に、採取部を有するハンド装置33を装着する。
図3、図4に示すように、このハンド装置33は、枠体36を基体として構成し、この枠体36の上部をハンド取付座30の下面に着脱自在に装着する。
図1に示すように、ハンド取付座30の下面に、採取部を有するハンド装置33を装着する。
図3、図4に示すように、このハンド装置33は、枠体36を基体として構成し、この枠体36の上部をハンド取付座30の下面に着脱自在に装着する。
(指状部)
左右の指状部55L,55Rから採取部が形成される。
図3、図4に示すように、上述の枠体36の下面部には、左右の指状部55L,55Rを開閉駆動する第1エアシリンダ(請求項の「駆動装置」の一つ)56および第2エアシリンダ(請求項の「駆動装置」の一つ)57を、間隔をおいて平行に固定する。
これにより、第1エアシリンダ56と第2エアシリンダ57は、ハンド装置33の上部に配置され、水(スライサー1洗浄時の洗浄水等)や肉屑の影響を受けにくくなる。
左右の指状部55L,55Rから採取部が形成される。
図3、図4に示すように、上述の枠体36の下面部には、左右の指状部55L,55Rを開閉駆動する第1エアシリンダ(請求項の「駆動装置」の一つ)56および第2エアシリンダ(請求項の「駆動装置」の一つ)57を、間隔をおいて平行に固定する。
これにより、第1エアシリンダ56と第2エアシリンダ57は、ハンド装置33の上部に配置され、水(スライサー1洗浄時の洗浄水等)や肉屑の影響を受けにくくなる。
図4、図5に示すように、一側に配置した第1エアシリンダ56におけるシリンダブロック56Aの外側面に、左右方向のガイドレール56Bを形成する。
このガイドレール56Bに、左右一対のスライダ56L,56Rを摺動自在に嵌合する。
シリンダブロック56Aの内部には、上下2つのシリンダ孔を横方向へ平行に穿設し、各シリンダ孔内に個別のピストン(図示省略)を往復摺動自在に内蔵し、各ピストンに左右のスライダ56L,56Rを連結する。
なお、エアーの供給によって各ピストンが互いに反対方向に摺動するように構成し、これによって、各ピストンに連結された左右のスライダ56L,56Rは互いに反対方向へ摺動する。
このガイドレール56Bに、左右一対のスライダ56L,56Rを摺動自在に嵌合する。
シリンダブロック56Aの内部には、上下2つのシリンダ孔を横方向へ平行に穿設し、各シリンダ孔内に個別のピストン(図示省略)を往復摺動自在に内蔵し、各ピストンに左右のスライダ56L,56Rを連結する。
なお、エアーの供給によって各ピストンが互いに反対方向に摺動するように構成し、これによって、各ピストンに連結された左右のスライダ56L,56Rは互いに反対方向へ摺動する。
一方、他側に配置した第2エアシリンダ57におけるシリンダブロック57Aの外側面に、左右方向のガイドレール57Bを形成する。
このガイドレール57Bに、左右一対のスライダ57L,57Rを摺動自在に嵌合する。
シリンダブロック57Aの内部には、上下2つのシリンダ孔を横方向へ平行に穿設し、各シリンダ孔内に個別のピストン(図示省略)を往復摺動自在に内蔵し、各ピストンに左右のスライダ57L,57Rを夫々連結する。
そして、エアーの供給によって各ピストンが互いに反対方向に摺動するように構成し、これによって、各ピストンに連結された左右のスライダ57L,57Rは互いに反対方向へ摺動する。
このガイドレール57Bに、左右一対のスライダ57L,57Rを摺動自在に嵌合する。
シリンダブロック57Aの内部には、上下2つのシリンダ孔を横方向へ平行に穿設し、各シリンダ孔内に個別のピストン(図示省略)を往復摺動自在に内蔵し、各ピストンに左右のスライダ57L,57Rを夫々連結する。
そして、エアーの供給によって各ピストンが互いに反対方向に摺動するように構成し、これによって、各ピストンに連結された左右のスライダ57L,57Rは互いに反対方向へ摺動する。
なお、左右の指状部55L,55Rには、左右の第1部材(請求項の「左右の第1指状部材」)58L,58R、および、左右の第2部材(請求項の「左右の第2指状部材」)59L,59Rを備える。
(第1部材)
図3、図4に示すように、左右の第1部材58L,58Rは、第1エアシリンダ56側の左右のスライダ56L,56Rに夫々支持する。
すなわち、左右方向に延在する板状の左右の第1支持部材60L,60Rの内側端部を、左右のスライダ56L,56Rの外側面に固定する。
この左右の第1支持部材60L,60Rの端部は、左右方向へ延在させた後に下向きに屈折させて下方へ延在させ、更に、側面視で第1エアシリンダ56の下側に向かう方向へ屈折させて延在させる。
図3、図4に示すように、左右の第1部材58L,58Rは、第1エアシリンダ56側の左右のスライダ56L,56Rに夫々支持する。
すなわち、左右方向に延在する板状の左右の第1支持部材60L,60Rの内側端部を、左右のスライダ56L,56Rの外側面に固定する。
この左右の第1支持部材60L,60Rの端部は、左右方向へ延在させた後に下向きに屈折させて下方へ延在させ、更に、側面視で第1エアシリンダ56の下側に向かう方向へ屈折させて延在させる。
このようにして形成された左右の延在端部の下面に、左右方向に延在する第1副支持部材61L,61Rの外側端部を、角棒状の第1補強部材RI,RIを介して夫々固定する。
この左右の第1副支持部材61L,61Rの内側端部を下向きに屈折させ、下方へ延在させて左右のインナーフィンガー58IFL,58IFRを形成する。
この左右の第1副支持部材61L,61Rの内側端部を下向きに屈折させ、下方へ延在させて左右のインナーフィンガー58IFL,58IFRを形成する。
更に、各インナーフィンガー58IFL,58IFRの下端部から所定の高さに亘る部位を左右幅広に形成する。この左右幅広の部位を第1部材58L,58Rと称する。
この左右の第1部材58L,58Rの内側縁部は、その下端部付近まで略垂直な方向(請求項の「上下方向」)に延在させて形成する。
そして、この左右の第1部材58L,58Rの下端部内側縁は円弧状に内側(左右方向において対向する側)へ延在させ、左右の係合部58LS,58RSを形成する。
この左右の第1部材58L,58Rの内側縁部は、その下端部付近まで略垂直な方向(請求項の「上下方向」)に延在させて形成する。
そして、この左右の第1部材58L,58Rの下端部内側縁は円弧状に内側(左右方向において対向する側)へ延在させ、左右の係合部58LS,58RSを形成する。
(第2部材)
図3、図4に示すように、左右の第2部材59L,59Rは、第2エアシリンダ57側の左右のスライダ57L,57Rに夫々支持する。
すなわち、左右方向に延在する板状の左右の第2支持部材62L,62Rの内側端部を、左右のスライダ57L,57Rの外側面に固定する。
この左右の第2支持部材62L,62Rの端部は、下向きに屈折させて下方へ延在させ、更に、側面視で第2エアシリンダ57の下側に向かう方向へ屈折させて延在させる。
図3、図4に示すように、左右の第2部材59L,59Rは、第2エアシリンダ57側の左右のスライダ57L,57Rに夫々支持する。
すなわち、左右方向に延在する板状の左右の第2支持部材62L,62Rの内側端部を、左右のスライダ57L,57Rの外側面に固定する。
この左右の第2支持部材62L,62Rの端部は、下向きに屈折させて下方へ延在させ、更に、側面視で第2エアシリンダ57の下側に向かう方向へ屈折させて延在させる。
このようにして形成された左右の延在端部の下面に、左右方向に延在する第2副支持部材63L,63Rの外側端部を、第2補強部材RJ,RJを介して夫々固定する。
この左右の第2副支持部材63L,63Rの内側端部を下向きに屈折し、下方へ延在させて左右のアウターフィンガー59IFL,59IFRを形成する。
この左右の第2副支持部材63L,63Rの内側端部を下向きに屈折し、下方へ延在させて左右のアウターフィンガー59IFL,59IFRを形成する。
更に、各アウターフィンガー59IFL,59IFRの下端部から所定の高さに亘る部位を左右幅広に形成する。この左右幅広の部位を第2部材59L,59Rと称する。
この左右の第2部材59L,59Rの内側縁部は、その下端部まで略垂直な方向(請求項の「上下方向」)に延在させる。
この左右の第2部材59L,59Rの内側縁部は、その下端部まで略垂直な方向(請求項の「上下方向」)に延在させる。
図3、図4に示すように、左側の第2副支持部材63Lと左側のアウターフィンガー59IFLを一体的に形成したものを2つ設け、上述の左側の第2補強部材RJの一側面と他側面に夫々固定する。
これによって、前後の第2部材59L,59Lの間に隙間(請求項の「空間部」)SPが形成される。
これによって、前後の第2部材59L,59Lの間に隙間(請求項の「空間部」)SPが形成される。
また、右側の第2副支持部材63Rと右側のアウターフィンガー59IFRを一体的に形成したものを2つ設け、上述の右側の第2補強部材RJの一側面と他側面に夫々固定する。
これによって、前後の第2部材59R,59Rの間に隙間(請求項の「空間部」)SPが形成される。
これによって、前後の第2部材59R,59Rの間に隙間(請求項の「空間部」)SPが形成される。
これら左右の隙間SP,SPに対して、左右の第1部材58L、58Rの夫々を退避および突出(請求項の「出没」)自在に配置する。
これによって、各指状部55L,55Rにおいて第1部材58L,58Rと第2部材59L,59Rとが接近して配置される。
これによって、各指状部55L,55Rにおいて第1部材58L,58Rと第2部材59L,59Rとが接近して配置される。
(離脱促進手段)
(エアブロー式の第1実施例)
図6~図8に示すハンド装置33の第1実施例では、一側に配置したシリンダブロック57Aの下面にステー57A1の上端部をボルト固定し、このステー57A1を指状部55L,55Rから離れる側へ斜め下方に延出させる。
この延出端部にエアブロー用のノズルN1(請求項の「離脱促進手段」)の基部を貫通状態で取り付け、このノズルN1の先端部側を指状部55L,55Rの下端部側へ斜め下方に延在させる。
(エアブロー式の第1実施例)
図6~図8に示すハンド装置33の第1実施例では、一側に配置したシリンダブロック57Aの下面にステー57A1の上端部をボルト固定し、このステー57A1を指状部55L,55Rから離れる側へ斜め下方に延出させる。
この延出端部にエアブロー用のノズルN1(請求項の「離脱促進手段」)の基部を貫通状態で取り付け、このノズルN1の先端部側を指状部55L,55Rの下端部側へ斜め下方に延在させる。
これにより、ノズルN1の下端部(先端部)は、図6、図7に示すように正面視で左右の指状部55L,55Rの間の中心位置で、かつ、図8に示すように側面視で左右の指状部55L,55Rの下端部(先端部)に接近(近接)する位置に配置される。
なお、このノズルN1の基部には空圧源(図示省略)からの配管を接続する。
なお、このノズルN1の基部には空圧源(図示省略)からの配管を接続する。
(エアブロー式の第2実施例)
図9~図11に示すハンド装置33の第2実施例では、2つのシリンダブロック56A,57Aの間に形成された間隔部を介して、エアブロー用のノズル(請求項の「離脱促進手段」)N1を下方へ延在させる。
これにより、このノズルN1は、図9、図10に示すように正面視で左右の指状部55L,55Rの間の中心位置で、かつ、図11に示すように側面視で左の第2部材59L,59Lの間(右の第2部材59R,59Rの間)の位置に配置される。
図9~図11に示すハンド装置33の第2実施例では、2つのシリンダブロック56A,57Aの間に形成された間隔部を介して、エアブロー用のノズル(請求項の「離脱促進手段」)N1を下方へ延在させる。
これにより、このノズルN1は、図9、図10に示すように正面視で左右の指状部55L,55Rの間の中心位置で、かつ、図11に示すように側面視で左の第2部材59L,59Lの間(右の第2部材59R,59Rの間)の位置に配置される。
また、ノズルN1の下端部(先端部)は、側面視で左右の指状部55L,55Rの間の中心位置で、かつ、側面視で左右の指状部55L,55Rの下端部(先端部)に接近(近接)する位置に配置される。
なお、このノズルN1の基部には空圧源(図示省略)からの配管を接続する。
なお、このノズルN1の基部には空圧源(図示省略)からの配管を接続する。
(エアブロー式の第3実施例)
図12~図14に示すハンド装置33の第3実施例は、上述の第2実施例におけるエアブロー用のノズルN1(請求項の「離脱促進手段」)の下端部(先端部)に、エアーを拡散して放出する拡散ノズルN2を装着したものである。
他の構成については第2実施例と同様である。
図12~図14に示すハンド装置33の第3実施例は、上述の第2実施例におけるエアブロー用のノズルN1(請求項の「離脱促進手段」)の下端部(先端部)に、エアーを拡散して放出する拡散ノズルN2を装着したものである。
他の構成については第2実施例と同様である。
(エアブロー式の第4実施例)
図15~図17に示すハンド装置33の第4実施例では、左右の第2支持部材62L,62Rにおける一側の面に、左右のステー57A2,57A2の上端部を溶接固定し、この左右のステー57A2,57A2を指状部55L,55Rから離れる側へ斜め下方に延出させる。
この各延出端部に左右のエアブロー用のノズルN1,N1(請求項の「離脱促進手段」)の基部を貫通状態で取り付け、このノズルN1,N1の先端部側を指状部55L,55Rの下端部側へ傾斜させると共に、左右の指状部55L,55Rの間の中心位置へ向けて延在させる。
これにより、左右のノズルN1,N1の下端部(先端部)は、左右の指状部55L,55Rの間の中心位置付近において対向する位置に配置される。
図15~図17に示すハンド装置33の第4実施例では、左右の第2支持部材62L,62Rにおける一側の面に、左右のステー57A2,57A2の上端部を溶接固定し、この左右のステー57A2,57A2を指状部55L,55Rから離れる側へ斜め下方に延出させる。
この各延出端部に左右のエアブロー用のノズルN1,N1(請求項の「離脱促進手段」)の基部を貫通状態で取り付け、このノズルN1,N1の先端部側を指状部55L,55Rの下端部側へ傾斜させると共に、左右の指状部55L,55Rの間の中心位置へ向けて延在させる。
これにより、左右のノズルN1,N1の下端部(先端部)は、左右の指状部55L,55Rの間の中心位置付近において対向する位置に配置される。
なお、この実施例においては、左右のノズルN1,N1が、左右の第2部材59L,59Rと共に移動するが、この左右の第2部材59L,59Rが最接近した状態で、左右のノズルN1,N1の先端部どうしの間に所定の隙間が残るように構成する。
また、この左右のノズルN1,N1の各基部に空圧源(図示省略)からの配管を接続する。
また、この左右のノズルN1,N1の各基部に空圧源(図示省略)からの配管を接続する。
(その他の離脱促進手段)
第1実施例~第4実施例は、左右の指状部55L,55Rに保持されていた薄肉Eの離脱をエアブローによって促進するものであったが、これに替えて、保持されている薄肉Eを叩き落とすような機械式のものとしてもよい。
第1実施例~第4実施例は、左右の指状部55L,55Rに保持されていた薄肉Eの離脱をエアブローによって促進するものであったが、これに替えて、保持されている薄肉Eを叩き落とすような機械式のものとしてもよい。
(食品盛り付け制御装置)
図18に示すように、演算部、記憶部等を備えたロボットコントローラ34に対して、その入力側に、上述のエンコーダ19~23Sと、カメラ11を接続する。
一方、ロボットコントローラ34の出力側には、上述のサーボモータ13~18と、第1エアシリンダ用バルブソレノイド56SV、第2エアシリンダ用バルブソレノイド57SV、エアブロー用バルブソレノイドNSVを連繋する。
図18に示すように、演算部、記憶部等を備えたロボットコントローラ34に対して、その入力側に、上述のエンコーダ19~23Sと、カメラ11を接続する。
一方、ロボットコントローラ34の出力側には、上述のサーボモータ13~18と、第1エアシリンダ用バルブソレノイド56SV、第2エアシリンダ用バルブソレノイド57SV、エアブロー用バルブソレノイドNSVを連繋する。
また、図示を省略しているが、ロボットコントローラ34の出力側には、各サーボモータ13~18を作動させる個別のリレー回路が介在している。
なお、エアブロー用の空圧源は、工場内の圧縮空気供給設備、または、スライサー1に備えたエアポンプである。
なお、エアブロー用の空圧源は、工場内の圧縮空気供給設備、または、スライサー1に備えたエアポンプである。
一方、スライサー1側のスライサーコントローラ10には、その入力側に上述のエンコーダ9を接続し、その出力側は上述のサーボモータ8を接続する。
なお、スライサー1の作動制御に関する他のセンサー類およびアクチュエータ類は図示を省略している。
そして、ロボットコントローラ34とスライサーコントローラ10を、通信線SLを介して接続する。
なお、スライサー1の作動制御に関する他のセンサー類およびアクチュエータ類は図示を省略している。
そして、ロボットコントローラ34とスライサーコントローラ10を、通信線SLを介して接続する。
以上により、食品盛り付け制御装置31が構成される。
(盛り付け制御)
本発明を実施する盛り付け制御(食品群形成制御)について説明する。
図2に示すように、スライサー1によって塊状肉が所定の厚さに切断され、切断された薄肉(または二つに折り畳まれた薄肉)Eが第1搬送装置2におけるベルト3の搬送面3a上に順次載置される。
この薄肉Eが採取位置Tに到達したことがエンコーダ9によって検出されたときに、スライサーコントローラ10からロボットコントローラ34へ採取開始信号を出力する。
本発明を実施する盛り付け制御(食品群形成制御)について説明する。
図2に示すように、スライサー1によって塊状肉が所定の厚さに切断され、切断された薄肉(または二つに折り畳まれた薄肉)Eが第1搬送装置2におけるベルト3の搬送面3a上に順次載置される。
この薄肉Eが採取位置Tに到達したことがエンコーダ9によって検出されたときに、スライサーコントローラ10からロボットコントローラ34へ採取開始信号を出力する。
これにより、搬送面3a上に載置された薄肉Eの移動状態と、この搬送面3a上の薄肉Eを採取するタイミングとが同期する。
なお、設定数の薄肉Eを採取しその盛付けが全て完了したときには、ロボットコントローラ34からスライサーコントローラ10へ盛付完了信号が出力される。
なお、設定数の薄肉Eを採取しその盛付けが全て完了したときには、ロボットコントローラ34からスライサーコントローラ10へ盛付完了信号が出力される。
以下に述べる「制御点」は、左の第1部材58Lの係合部58LSの先端(内側端)と、右の第1部材58Rの係合部58RSの先端(内側端)との間の間隔の中心位置である。
図22(a)、図22(b)に示すように、ロボットアーム12を制御し、上述の制御点をポイントP0~P1~P2、P2~P3、P3~P4、P4~P0の各円(または球)の中心位置に移動させる。
しかして、図19~図21に盛り付け制御のフローチャートを示し、図23~図26に、ハンド装置33によって薄肉Eを採取する状態から、薄肉Eを二つ折りにして載置する状態までの過程を示す。
図22(a)、図22(b)に示すように、ロボットアーム12を制御し、上述の制御点をポイントP0~P1~P2、P2~P3、P3~P4、P4~P0の各円(または球)の中心位置に移動させる。
しかして、図19~図21に盛り付け制御のフローチャートを示し、図23~図26に、ハンド装置33によって薄肉Eを採取する状態から、薄肉Eを二つ折りにして載置する状態までの過程を示す。
(S10A)
図19に示すように、盛り付け制御が開始されると、S10Aにおいて、ロボットコントローラ34からの出力によってロボットアーム12を駆動制御し、ハンド装置33を格納位置から移動させて、制御点を初期位置であるポイントP0に位置付ける。
このポイントP0は、薄肉Eの採取位置Tにおいて、搬送面3aから直上方へ所定距離離間した位置に設定される。
また、このポイントP0において、ハンド装置33の左右の指状部55L,55Rは、互いに離間した開放状態となる。
図19に示すように、盛り付け制御が開始されると、S10Aにおいて、ロボットコントローラ34からの出力によってロボットアーム12を駆動制御し、ハンド装置33を格納位置から移動させて、制御点を初期位置であるポイントP0に位置付ける。
このポイントP0は、薄肉Eの採取位置Tにおいて、搬送面3aから直上方へ所定距離離間した位置に設定される。
また、このポイントP0において、ハンド装置33の左右の指状部55L,55Rは、互いに離間した開放状態となる。
すなわち、左右のインナーフィンガー58IFL,58IFRと左右のアウターフィンガー59IFL,59IFRは、夫々最大間隔まで離間した開放状態となる。
この状態において、左右のインナーフィンガー58IFL,58IFRに備えた第1部材58L,58Rは、左右のアウターフィンガー59IFL,59IFRに備えた第2部材59L,59Rの隙間SP,SP内に退避している。
また、これによって、左右の第1部材58L,58Rの内側縁部は、左右の第2部材59L,59Rの内側縁部に対して外側に(隙間SP内に)退避している。
この状態において、左右のインナーフィンガー58IFL,58IFRに備えた第1部材58L,58Rは、左右のアウターフィンガー59IFL,59IFRに備えた第2部材59L,59Rの隙間SP,SP内に退避している。
また、これによって、左右の第1部材58L,58Rの内側縁部は、左右の第2部材59L,59Rの内側縁部に対して外側に(隙間SP内に)退避している。
(S12)
S12では、スライサーコントローラ10によって、採取位置Tへ搬送中の薄肉Eの属性の取得を行う。
すなわち、スライサーコントローラ10には、スライサー1側に設けられ、スライス前の塊状肉の先端部の厚さ(高さ)を検出する厚さ(高さ)センサー(図示省略)から、その検出結果が入力される。
S12では、スライサーコントローラ10によって、採取位置Tへ搬送中の薄肉Eの属性の取得を行う。
すなわち、スライサーコントローラ10には、スライサー1側に設けられ、スライス前の塊状肉の先端部の厚さ(高さ)を検出する厚さ(高さ)センサー(図示省略)から、その検出結果が入力される。
スライサー1は、横向き姿勢で-Y側から+Y側へ向けて供給された塊状肉を、その先端部から上下方向に切断するものであるため、切断後に搬送面3a上に載置される薄肉EのY軸方向での長さは、この塊状肉の先端部の厚さ(高さ)に近似した寸法となる。
なお、薄肉EがY軸方向の中央部で折り畳まれたものである場合、この薄肉EのY軸方向での長さは、塊状肉の先端部の厚さ(高さ)の約1/2の長さとなる。
このスライス前の塊状肉の先端部の厚さ(高さ)は、スライサーコントローラ10からロボットコントローラ34に送信される。
なお、薄肉EがY軸方向の中央部で折り畳まれたものである場合、この薄肉EのY軸方向での長さは、塊状肉の先端部の厚さ(高さ)の約1/2の長さとなる。
このスライス前の塊状肉の先端部の厚さ(高さ)は、スライサーコントローラ10からロボットコントローラ34に送信される。
また、ロボットコントローラ34は、カメラ11で撮像した薄肉Eの画像を処理し、この結果に基づいて、薄肉Eの大きさ(薄肉EのX軸方向での長さ(幅)と面積)を取得する。
そして、取得された薄肉Eの大きさから、この薄肉Eを大・中(標準)・小・採取不適の4つのクラスに分類する。
そして、取得された薄肉Eの大きさから、この薄肉Eを大・中(標準)・小・採取不適の4つのクラスに分類する。
(採取に適した薄肉Eの採取および盛り付け)
以下では、カメラ11で撮像した薄肉Eが、上述の大・中・小のいずれかのクラスに分類された場合の基本的な処理について説明する。
以下では、カメラ11で撮像した薄肉Eが、上述の大・中・小のいずれかのクラスに分類された場合の基本的な処理について説明する。
(S14)
S14では、ロボットコントローラ34により、固定値として記憶された複数の所定行数Mのうち、使用するトレー6の大きさに対応する所定行数Mが選択される。
また、塊状肉の先端部の厚さ(高さ)及び画像処理に基づく薄肉Eの大きさに基づいて、所定列数Nが自動的に算出される。
これにより、図27に示すように、トレー6の内底面の盛り付け領域R内に、所定行数Mの行と、所定列数Nの列が設定される。
なお、各行、および、各行における各列は、それぞれが等間隔で設定される。
S14では、ロボットコントローラ34により、固定値として記憶された複数の所定行数Mのうち、使用するトレー6の大きさに対応する所定行数Mが選択される。
また、塊状肉の先端部の厚さ(高さ)及び画像処理に基づく薄肉Eの大きさに基づいて、所定列数Nが自動的に算出される。
これにより、図27に示すように、トレー6の内底面の盛り付け領域R内に、所定行数Mの行と、所定列数Nの列が設定される。
なお、各行、および、各行における各列は、それぞれが等間隔で設定される。
以下、まず、最初に算出された所定列数Nを全ての行に適用する場合(全ての行にN列(N枚)の薄肉Eを置く場合)の処理について説明する。
なお、この所定列数Nを、行ごとに算出する処理については、後述する。
なお、この所定列数Nを、行ごとに算出する処理については、後述する。
(S16)
S16では、ロボットコントローラ34により、行カウンタのカウント値m及び列カウンタのカウント値nにそれぞれ1をセットし、S18Aの「薄肉盛り付け処理」に移行する。
S16では、ロボットコントローラ34により、行カウンタのカウント値m及び列カウンタのカウント値nにそれぞれ1をセットし、S18Aの「薄肉盛り付け処理」に移行する。
(S18A:薄肉盛り付け処理)
図20、図21に示すS200~S222は、S18Aにおける薄肉盛り付け処理のフローチャートである。
図27に示すように、トレー6の内底面は、複数の薄肉配置区画に行列状に区分される。
本実施形態では、(m,n)=(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(2,1),(2,2),…,(M,N)のように最も-Y側の第1行から列順に薄肉盛り付け処理がなされ、1つの行が終了すると、この行に対して+Y側に隣接する次の行において同様の盛り付け処理がなされる。
第1行を意味する「m=1」は、トレー6の内底面において、最も-Y側の位置に配置され、第1列を意味する「n=1」は、トレー6の内底面において、最も+X側の位置に配置される。
図20、図21に示すS200~S222は、S18Aにおける薄肉盛り付け処理のフローチャートである。
図27に示すように、トレー6の内底面は、複数の薄肉配置区画に行列状に区分される。
本実施形態では、(m,n)=(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(2,1),(2,2),…,(M,N)のように最も-Y側の第1行から列順に薄肉盛り付け処理がなされ、1つの行が終了すると、この行に対して+Y側に隣接する次の行において同様の盛り付け処理がなされる。
第1行を意味する「m=1」は、トレー6の内底面において、最も-Y側の位置に配置され、第1列を意味する「n=1」は、トレー6の内底面において、最も+X側の位置に配置される。
(S200)
まず、S200において、ロボットコントローラ34は、「採取目標位置設定処理」、及び、「軌道生成処理」を行なう。
まず、S200において、ロボットコントローラ34は、「採取目標位置設定処理」、及び、「軌道生成処理」を行なう。
(採取目標位置設定処理)
カメラ11による撮像結果から得られた薄肉Eの大きさに基づき、薄肉EにおけるX軸方向での中央部位または中央部位の近傍の位置(請求項の「食品の長さ方向での中間部」)を被保持部B(図2参照)として設定し、この被保持部Bの採取目標位置を算出する。
カメラ11による撮像結果から得られた薄肉Eの大きさに基づき、薄肉EにおけるX軸方向での中央部位または中央部位の近傍の位置(請求項の「食品の長さ方向での中間部」)を被保持部B(図2参照)として設定し、この被保持部Bの採取目標位置を算出する。
(軌道生成処理)
軌道生成処理は、図22に示すポイントP0~P1~P2、P2~P3、P3~P4までの採取から盛り付け終了までの制御点の軌道、及びポイントP4からポイントP0へ戻る制御点の軌道の生成処理であり、時間毎の制御点の位置およびハンド装置33の姿勢をロボットコントローラ34に格納する。
軌道生成処理は、図22に示すポイントP0~P1~P2、P2~P3、P3~P4までの採取から盛り付け終了までの制御点の軌道、及びポイントP4からポイントP0へ戻る制御点の軌道の生成処理であり、時間毎の制御点の位置およびハンド装置33の姿勢をロボットコントローラ34に格納する。
(制御点の移動)
図22に基づき、各ポイント間における制御点の移動について説明する。
(a)は-X側から+X側に向かって見た制御点の軌道、(b)は+Z側から-Z側に向かって見た制御点の軌道を示す。
図22に基づき、各ポイント間における制御点の移動について説明する。
(a)は-X側から+X側に向かって見た制御点の軌道、(b)は+Z側から-Z側に向かって見た制御点の軌道を示す。
ポイントP0は、制御点の初期位置であり、第1搬送装置2のベルト3aの中心線tの直上方の位置に固定設定する。
ポイントP1は、ポイントP0とポイントP2の間の制御点の垂直下降経路に含まれる中間点である。
ポイントP2のZ軸座標値は、左右の指状部55L,55Rの下端が搬送面3aと接触しない程度の僅かな隙間を有する高さに設定する。(このポイントP2からポイントP3への移動初期に制御点を上昇させ、ハンド装置33に保持した薄肉Eの両端部を垂れ下げた状態で採取する工程を、請求項にて「第1工程」と称する。)
ポイントP3のX軸座標値およびY軸座標値は、盛り付け領域Rの上方の座標値に設定する。(上述のポイントP2からポイントP3まで制御点を移動させる工程を、請求項にて「第2工程」と称する。)
また、ポイントP3のZ軸座標値は、ハンド装置33に保持された薄肉Eがトレー6の周壁6a上を通過する際に、この薄肉Eの両端(垂下端)が周壁6aに干渉しない高さに設定する。
また、ポイントP3のZ軸座標値は、ハンド装置33に保持された薄肉Eがトレー6の周壁6a上を通過する際に、この薄肉Eの両端(垂下端)が周壁6aに干渉しない高さに設定する。
ポイントP2からポイントP3に至る軌道は、ポイントP2からの移動初期において、+Z側へ略垂直に上昇した後に+Y側へ傾斜し、側面視で弧状に屈曲して最高点に到達した後、+Y方向へ離間したポイントP3へ緩やかに下降するラインとして設定する。
ポイントP4のY軸座標値は、ポイントP3のY軸座標値に対して-Y側へ所定距離離間した位置の座標値に設定する。
また、このポイントP4のX軸座標値は、ポイントP3のX軸座標値に対して+X側に所定距離離間した位置の座標値に設定する。
また、このポイントP4のZ軸座標値は、ポイントP3のZ軸座標値に対して-Z側に離間した盛り付け領域R上面の座標値に設定する。(このポイントP3からポイントP4へ制御点を移動させ、ハンド装置33に保持していた薄肉Eを盛り付け領域R上の肉降下点Rmnに載置する工程を、請求項にて「第3工程」と称する。)
なお、図27に示すように、肉降下点Rmnは、薄肉配置区画(m,n)の中心点である。
また、このポイントP4のX軸座標値は、ポイントP3のX軸座標値に対して+X側に所定距離離間した位置の座標値に設定する。
また、このポイントP4のZ軸座標値は、ポイントP3のZ軸座標値に対して-Z側に離間した盛り付け領域R上面の座標値に設定する。(このポイントP3からポイントP4へ制御点を移動させ、ハンド装置33に保持していた薄肉Eを盛り付け領域R上の肉降下点Rmnに載置する工程を、請求項にて「第3工程」と称する。)
なお、図27に示すように、肉降下点Rmnは、薄肉配置区画(m,n)の中心点である。
これにより、ポイントP3からポイントP4に至る軌道は、ポイントP3から-Y方向および+X方向へ離間したポイントP4へ緩やかに下降するラインとして設定される。
制御点がポイントP3からポイントP4へ移動する間で、ハンド装置33に保持された薄肉Eの垂下端部が盛り付け領域R上(トレー6の内底面上)に接触した後、この薄肉Eが徐々に寝かされるようにして二つ折りの状態となり、保持が解除されて肉降下点Rmnに降ろされる。
制御点がポイントP3からポイントP4へ移動する間で、ハンド装置33に保持された薄肉Eの垂下端部が盛り付け領域R上(トレー6の内底面上)に接触した後、この薄肉Eが徐々に寝かされるようにして二つ折りの状態となり、保持が解除されて肉降下点Rmnに降ろされる。
図19に示すフローチャートにおいて、後述するS20A、S24A、S28Aによって列n及び/または行mが更新される毎に、ポイントP4のX軸座標値及びY軸座標値は、更新後の肉降下点RmnのX軸座標値およびY軸座標値となる。
(ハンド装置の姿勢)
本実施形態では、制御点がポイントP0からポイントP2へ移動して薄肉Eを採取する間は、左右の指状部55L,55RがY軸方向に並ぶように、ハンド装置33の平面視での向き(旋回角度)を維持する。
本実施形態では、制御点がポイントP0からポイントP2へ移動して薄肉Eを採取する間は、左右の指状部55L,55RがY軸方向に並ぶように、ハンド装置33の平面視での向き(旋回角度)を維持する。
制御点をポイントP2からポイントP3へ移動させる間に、ハンド装置33の平面視での向きを略90度変更し(旋回させ)、左右の指状部55L,55RがX軸方向に略並ぶ姿勢となる。
制御点をポイントP3からポイントP4へ移動させる間、このハンド装置33の平面視での向きを略維持する。
制御点をポイントP4からポイントP0へ移動させる間に、ハンド装置33の平面視での向きを逆方向へ略90度変更し、左右の指状部55L,55RがY軸方向に並ぶ状態に復帰させる。
(S202~S206)
ロボットコントローラ34からの出力によってロボットアーム12を制御し、制御点をポイントP0からポイントP1に移動させる。
ロボットコントローラ34からの出力によってロボットアーム12を制御し、制御点をポイントP0からポイントP1に移動させる。
(S202)
図23(a)における左上の平面視で示す図のように、初期状態におけるハンド装置33において、左右の指状部55L,55RはY軸方向に最大間隔を形成する位置まで開いている。
すなわち、左右の第1部材58L,58Rおよび左右の第2部材59L,59Rが、夫々最大位置まで開き、各第1部材58L,58Rの内側縁部が、各第2部材59L,59Rの内側縁部に対して外側方へ偏倚した位置へ退避している。
図23(a)における左上の平面視で示す図のように、初期状態におけるハンド装置33において、左右の指状部55L,55RはY軸方向に最大間隔を形成する位置まで開いている。
すなわち、左右の第1部材58L,58Rおよび左右の第2部材59L,59Rが、夫々最大位置まで開き、各第1部材58L,58Rの内側縁部が、各第2部材59L,59Rの内側縁部に対して外側方へ偏倚した位置へ退避している。
このS202において、図2に示すように、第1搬送装置2によって搬送される薄肉Eが採取位置Tに到達したときに、ロボットコントローラ34がスライサーコントローラ10から採取開始信号を受信(取得)する。
これによってS204に移行する。
これによってS204に移行する。
(S204)
S204では、ロボットコントローラ34において、ポイントP2の3次元座標のうちのX軸座標値を、S200で得られた採取目標位置(被保持部B)におけるX軸座標値に変更する。
なお、採取目標位置のY軸座標値及びZ軸座標値は変更しない。
続いてS206に移行する。
S204では、ロボットコントローラ34において、ポイントP2の3次元座標のうちのX軸座標値を、S200で得られた採取目標位置(被保持部B)におけるX軸座標値に変更する。
なお、採取目標位置のY軸座標値及びZ軸座標値は変更しない。
続いてS206に移行する。
(S206)
S206では、ロボットコントローラ34からの出力によってロボットアーム12を制御し、制御点を開始位置(ポイントP0)からポイントP1へ高速で移動させ、S208へ移行する。
S206では、ロボットコントローラ34からの出力によってロボットアーム12を制御し、制御点を開始位置(ポイントP0)からポイントP1へ高速で移動させ、S208へ移行する。
(S208)
S208では、ロボットコントローラ34からの出力によってロボットアーム12を制御し、制御点をポイントP1からポイントP2へ緩速で下降させる。
これにより、図23(b)における左下の正面視で示す図のように、指状部55L,55Rの下端(第1部材58L,58Rの下端および第2部材59L,59Rの下端)が、搬送面3aに接触しない程度の僅かな隙間を残して可及的に近接する位置に至る。
続いてS210に移行する。
S208では、ロボットコントローラ34からの出力によってロボットアーム12を制御し、制御点をポイントP1からポイントP2へ緩速で下降させる。
これにより、図23(b)における左下の正面視で示す図のように、指状部55L,55Rの下端(第1部材58L,58Rの下端および第2部材59L,59Rの下端)が、搬送面3aに接触しない程度の僅かな隙間を残して可及的に近接する位置に至る。
続いてS210に移行する。
(S210)
S210では、上述のようにして制御点がポイントP2に達した後、ロボットコントローラ34から第1エアシリンダ用バルブソレノイド56SVへの出力によって第1エアシリンダ56を作動させる。
これにより、図23(c)における左上の平面視で示す図のように、左右の指状部55L,55Rにおける左右のインナーフィンガー58IFL,58IFRが互いに接近する方向へ移動し、左右の第1部材58L,58Rが閉じる方向へ作動する。
S210では、上述のようにして制御点がポイントP2に達した後、ロボットコントローラ34から第1エアシリンダ用バルブソレノイド56SVへの出力によって第1エアシリンダ56を作動させる。
これにより、図23(c)における左上の平面視で示す図のように、左右の指状部55L,55Rにおける左右のインナーフィンガー58IFL,58IFRが互いに接近する方向へ移動し、左右の第1部材58L,58Rが閉じる方向へ作動する。
この状態で、薄肉EにおけるX軸方向での中央部(請求項の「長さ方向での中間部」)が、左右の第1部材58L,58Rの内側縁部間に挟まれると共に、この中央部の下面側へ左右の係合部58LS,58RSが進入して、薄肉Eが保持される。
なお、左右のインナーフィンガー58IFL,58IFRが最接近した状態でも、左右の第1部材58L,58Rの間には隙間が残り、左右の係合部58LS,58RSの対向端部間にも僅かな隙間が残る。
続いてS212へ移行する。
なお、左右のインナーフィンガー58IFL,58IFRが最接近した状態でも、左右の第1部材58L,58Rの間には隙間が残り、左右の係合部58LS,58RSの対向端部間にも僅かな隙間が残る。
続いてS212へ移行する。
(S212)
S212では、左右の第1部材58L,58Rが閉じる方向への作動を完了してから設定時間経過後に、ロボットコントローラ34から第2エアシリンダ用バルブソレノイド57SVへの出力によって第2エアシリンダ57を作動させる。
これにより、左右の指状部55L,55Rにおける左右のアウターフィンガー59IFL,59IFRが互いに接近する方向へ移動し、図24(d)における左上の平面視で示す図のように、左右の第2部材59L,59Rが閉じる方向へ作動する。
S212では、左右の第1部材58L,58Rが閉じる方向への作動を完了してから設定時間経過後に、ロボットコントローラ34から第2エアシリンダ用バルブソレノイド57SVへの出力によって第2エアシリンダ57を作動させる。
これにより、左右の指状部55L,55Rにおける左右のアウターフィンガー59IFL,59IFRが互いに接近する方向へ移動し、図24(d)における左上の平面視で示す図のように、左右の第2部材59L,59Rが閉じる方向へ作動する。
この状態で、薄肉EにおけるX軸方向での中央部が、左右の第1部材58L,58Rと共に左右の第2部材59L,59Rに挟まれ、安定して保持される。
なお、このとき、左右の第1部材58L,58Rの間に間隔が残るため、薄肉Eを強く挟みすぎて損傷させることはない。
続いて、S214へ移行する。
なお、このとき、左右の第1部材58L,58Rの間に間隔が残るため、薄肉Eを強く挟みすぎて損傷させることはない。
続いて、S214へ移行する。
(S214)
S214では、ロボットコントローラ34からの出力によってロボットアーム12を制御し、まず制御点のポイントP2からの上昇を開始させる。
このポイントP2からの上昇開始時において、制御点は、+Z側へ略垂直に上昇した後に+Y側へ傾斜する軌道に沿って上昇する。
これにより、図24(e)における左下の正面視で示す図のように、薄肉EのX軸方向での中央部が、左右の第1部材58L,58Rと左右の第2部材59L,59Rに挟まれた状態で持ち上げられ、この薄肉Eの両端部が搬送面3aから浮上して自重で垂れ下がる。
S214では、ロボットコントローラ34からの出力によってロボットアーム12を制御し、まず制御点のポイントP2からの上昇を開始させる。
このポイントP2からの上昇開始時において、制御点は、+Z側へ略垂直に上昇した後に+Y側へ傾斜する軌道に沿って上昇する。
これにより、図24(e)における左下の正面視で示す図のように、薄肉EのX軸方向での中央部が、左右の第1部材58L,58Rと左右の第2部材59L,59Rに挟まれた状態で持ち上げられ、この薄肉Eの両端部が搬送面3aから浮上して自重で垂れ下がる。
以上、ポイントP2において採取位置Tに位置する薄肉EのX軸方向での中央部を保持し、ハンド装置33を上昇させることによってこの薄肉Eの両端部を垂れ下げた状態で採取する工程が、請求項の第1工程に相当する。
この後、ロボットコントローラ34からの出力によってロボットアーム12を制御し、制御点を側面視で弧状に屈曲する軌道に沿って上昇させながら+Y側へ移動させ、最高点に到達させた後、採取位置Tから+Y方向へ離間したポイントP3へ緩やかに下降させる。
また、このように制御点がポイントP2からポイントP3へ移動する途中で、ロボットコントローラ34からの出力によってロボットアーム12を制御し、ハンド装置33を能動関節の軸J6(上下方向の軸心)回りに略90度旋回させる。この旋回は、平面視において時計方向の回転である。
また、このように制御点がポイントP2からポイントP3へ移動する途中で、ロボットコントローラ34からの出力によってロボットアーム12を制御し、ハンド装置33を能動関節の軸J6(上下方向の軸心)回りに略90度旋回させる。この旋回は、平面視において時計方向の回転である。
これにより、図24(f)における左上の平面視で示す図のように、Y軸方向に沿う方向に並んでいた左右の指状部55L,55RがX軸方向に並び、この左右の指状部55L,55Rに保持されている薄肉Eの姿勢が略90度変更される。
すなわち、この薄肉Eの幅方向(長さ方向と直交する方向)が、Y軸に沿う方向からX軸に沿う方向に変更される。
すなわち、この薄肉Eの幅方向(長さ方向と直交する方向)が、Y軸に沿う方向からX軸に沿う方向に変更される。
以上、薄肉Eを採取したハンド装置33を、平面視での向きを略90度変更させると共にポイントP3まで移動させる工程が、請求項の第2工程に相当する。
続いてS216へ移行する。
続いてS216へ移行する。
(S216)
S216では、ロボットコントローラ34からの出力によってロボットアーム12を制御し、制御点をポイントP3からポイントP4へ移動させる。
すなわち、薄肉Eを保持したハンド装置33を、-Y側へ移動させながら下降させ、制御点を盛り付け領域R上のポイントP4へ移動させる。
このポイントP3からポイントP4への移動中、ハンド装置33に保持された薄肉Eの垂下両端部がトレー6の内底面上を引きずられながら横倒しにされ、二つ折りとなってポイントP4上に至る。
S216では、ロボットコントローラ34からの出力によってロボットアーム12を制御し、制御点をポイントP3からポイントP4へ移動させる。
すなわち、薄肉Eを保持したハンド装置33を、-Y側へ移動させながら下降させ、制御点を盛り付け領域R上のポイントP4へ移動させる。
このポイントP3からポイントP4への移動中、ハンド装置33に保持された薄肉Eの垂下両端部がトレー6の内底面上を引きずられながら横倒しにされ、二つ折りとなってポイントP4上に至る。
しかして、上述のようにポイントP4のX軸座標値をポイントP3のX軸座標値に対して+X側に偏倚した位置の座標値に設定している。
すなわち、平面視において、ポイントP2からポイントP3に至る軌道と、ポイントP3からポイントP4に至る軌道の間には、所定の転向角度αが設定されている。
これにより、第3工程において、ハンド装置33は、第2工程における移動方向に対して、平面視で+X側へ角度αだけ転向した方向へ移動しながら下降する。
続いてS218へ移行する。
すなわち、平面視において、ポイントP2からポイントP3に至る軌道と、ポイントP3からポイントP4に至る軌道の間には、所定の転向角度αが設定されている。
これにより、第3工程において、ハンド装置33は、第2工程における移動方向に対して、平面視で+X側へ角度αだけ転向した方向へ移動しながら下降する。
続いてS218へ移行する。
(S218)
S218では、制御点がポイントP4上に至ってから予め設定された時間が経過したときに、ロボットコントローラ34からの出力によって第1エアシリンダ56を逆方向へ作動させる。
これによって、図25(g)おける左上の平面視で示す図のように、まず、左右の指状部55L,55Rにおける左右の第1部材58L,58Rが外側方(互いに離間する方向)へ最大間隔を形成する位置まで移動し、左右の係合部58LS,58RSによる薄肉Eの保持(抱え込み)が解除される。
S218では、制御点がポイントP4上に至ってから予め設定された時間が経過したときに、ロボットコントローラ34からの出力によって第1エアシリンダ56を逆方向へ作動させる。
これによって、図25(g)おける左上の平面視で示す図のように、まず、左右の指状部55L,55Rにおける左右の第1部材58L,58Rが外側方(互いに離間する方向)へ最大間隔を形成する位置まで移動し、左右の係合部58LS,58RSによる薄肉Eの保持(抱え込み)が解除される。
ただし、この時点では、ロボットコントローラ34から第2エアシリンダ57へは出力がなされず、左右の第2部材59L,59Rは互いに接近した位置に維持される。
これにより、保持されている薄肉Eが、左右の第2部材59L,59Rの内側縁部によって位置規制されながら(削がれるようにしながら)、左右の第1部材58L,58Rの内側縁部が薄肉Eから離れる。
これにより、保持されている薄肉Eが、左右の第2部材59L,59Rの内側縁部によって位置規制されながら(削がれるようにしながら)、左右の第1部材58L,58Rの内側縁部が薄肉Eから離れる。
また、左右の第1部材58L,58Rの外側方への移動開始と略同時に、ロボットコントローラ34からエアブロー用バルブソレノイドNSVへの出力によって、ノズルN1から高圧のエアーが設定時間だけ噴出した後に停止する。
これにより、図25(h)における左下の側面視で示す図のように、薄肉Eが左右の第2部材59L,59Rからも離脱し、盛り付け領域R上に移載される。
これにより、図25(h)における左下の側面視で示す図のように、薄肉Eが左右の第2部材59L,59Rからも離脱し、盛り付け領域R上に移載される。
以上のように、盛り付け領域R上において、ハンド装置33を上述の第2工程における移動方向とは略逆方向(-Y方向)に移動させながら下降させ、左右の第1部材58L,58Rおよび左右の第2部材59L,59Rを開く方向へ作動させると共にノズルN1から高圧エアーを噴出させて保持していた薄肉Eを離脱させることにより、この薄肉Eを二つ折りの状態で盛り付け領域R内に載置する工程が、請求項の第3工程に相当する。
続いてS220へ移行する。
続いてS220へ移行する。
(S220)
S220では、ロボットコントローラ34から第2エアシリンダ用バルブソレノイド57SVへの出力によって第2エアシリンダ57を逆方向へ作動させる。
これにより、左右の指状部55L,55Rにおける左右のアウターフィンガー59IFL,59IFRが互いに離間する方向へ移動し、図26(i)における左上の平面視で示す図のように、左右の第2部材59L,59RがX軸方向に最大間隔を形成する位置まで開く。
これによって、左右の指状部55L,55Rは、薄肉Eを保持する前の初期状態に戻る。
続いてS222へ移行する。
S220では、ロボットコントローラ34から第2エアシリンダ用バルブソレノイド57SVへの出力によって第2エアシリンダ57を逆方向へ作動させる。
これにより、左右の指状部55L,55Rにおける左右のアウターフィンガー59IFL,59IFRが互いに離間する方向へ移動し、図26(i)における左上の平面視で示す図のように、左右の第2部材59L,59RがX軸方向に最大間隔を形成する位置まで開く。
これによって、左右の指状部55L,55Rは、薄肉Eを保持する前の初期状態に戻る。
続いてS222へ移行する。
(S222)
S222では、ロボットコントローラ34からの出力によってロボットアーム12を制御し、制御点をポイントP4からポイントP0へ移動させる。
このポイントP4からの移動開始時において、制御点は、-Y側へ緩傾斜した軌道に沿って上昇した後に-Y側へ直線的に移動して、ポイントP0に至る。
また、このように制御点がポイントP4からポイントP0へ移動する途中で、ロボットコントローラ34からの出力によってロボットアーム12を制御し、ハンド装置33を能動関節の軸J6(上下方向の軸心)回りに逆方向へ略90度旋回させる。この旋回は、平面視において反時計方向の回転である。
S222では、ロボットコントローラ34からの出力によってロボットアーム12を制御し、制御点をポイントP4からポイントP0へ移動させる。
このポイントP4からの移動開始時において、制御点は、-Y側へ緩傾斜した軌道に沿って上昇した後に-Y側へ直線的に移動して、ポイントP0に至る。
また、このように制御点がポイントP4からポイントP0へ移動する途中で、ロボットコントローラ34からの出力によってロボットアーム12を制御し、ハンド装置33を能動関節の軸J6(上下方向の軸心)回りに逆方向へ略90度旋回させる。この旋回は、平面視において反時計方向の回転である。
これにより、図26(j)における左上の平面視で示す図のように、X軸方向に沿う方向に並んでいた左右の指状部55L,55RがY軸方向に並ぶ状態に復帰し、採取位置Tにある薄肉Eの長さ方向に対して略直交する姿勢に復帰する。
以上で、肉降下点Rmnに対する1枚の薄肉Eの盛り付け処理が終了し、図19のフローにおけるS20Aへ移行する。
以上で、肉降下点Rmnに対する1枚の薄肉Eの盛り付け処理が終了し、図19のフローにおけるS20Aへ移行する。
(S20A)
上述のようにして肉降下点Rmnに対する1枚の薄肉Eの盛り付け処理が終了した後、S20Aで列カウンタのカウント値nをインクリメントし、S22Aへ移行する。
上述のようにして肉降下点Rmnに対する1枚の薄肉Eの盛り付け処理が終了した後、S20Aで列カウンタのカウント値nをインクリメントし、S22Aへ移行する。
(S22A)
S22Aでは、ロボットコントローラ34によって、列カウンタのカウント値nが所定列数Nを超えているか否かを判定する。
カウント値nが所定列数Nを超えていない場合には、S18Aにリターンして、現在の行mにおいて、次の列順の肉降下点Rmnに対する薄肉Eの盛り付け処理を行う。
従って、この薄肉Eの盛り付け処理は、1行当たりN回実行されることになる。
カウント値nが、所定列数Nを超えている場合には、S24Aに移行する。
S22Aでは、ロボットコントローラ34によって、列カウンタのカウント値nが所定列数Nを超えているか否かを判定する。
カウント値nが所定列数Nを超えていない場合には、S18Aにリターンして、現在の行mにおいて、次の列順の肉降下点Rmnに対する薄肉Eの盛り付け処理を行う。
従って、この薄肉Eの盛り付け処理は、1行当たりN回実行されることになる。
カウント値nが、所定列数Nを超えている場合には、S24Aに移行する。
(S24A)
S24Aでは、行カウンタのカウント値mをインクリメントし、S26Aへ移行する。
S24Aでは、行カウンタのカウント値mをインクリメントし、S26Aへ移行する。
(S26A)
S26Aでは、行カウンタのカウント値mが、所定行数Mを超えていない場合には、S28Aに移行し、行カウンタのカウント値mが、所定行数Mを超えている場合には、このフローチャートの処理を一旦終了する。
S26Aでは、行カウンタのカウント値mが、所定行数Mを超えていない場合には、S28Aに移行し、行カウンタのカウント値mが、所定行数Mを超えている場合には、このフローチャートの処理を一旦終了する。
(S28A)
S28Aでは、列カウンタのカウント値nを1にセットし、S18Aにリターンする。
S18Aにリターンすると、次の行の最初の列の肉降下点Rmnに対する薄肉Eの盛り付け処理が開始される。
以上の処理を反復し、所定行数M及び所定列数Nにおける全ての肉降下点Rmnへの薄肉Eの盛り付けを完了する。
S28Aでは、列カウンタのカウント値nを1にセットし、S18Aにリターンする。
S18Aにリターンすると、次の行の最初の列の肉降下点Rmnに対する薄肉Eの盛り付け処理が開始される。
以上の処理を反復し、所定行数M及び所定列数Nにおける全ての肉降下点Rmnへの薄肉Eの盛り付けを完了する。
(3行4列での盛り付け例)
ここで、所定行数Mを「3」とし、かつ、所定列数Nを「4」にして、上記フローチャートを実行した場合の例を、図27および図28の(a)~(c)に示す。
図28(a)は、第1行第1列の肉降下点Rmn(1,1)に、薄肉Eの盛り付けが完了した状態のトレー6を平面視した説明図である。
図28(b)は、第1行の全肉降下点Rmnと、第2行第1列の肉降下点Rmn(2,1)に、薄肉Eの盛り付けが完了した状態のトレー6を平面視した説明図である。
図28(c)は、第1行、第2行、第3行の全肉降下点Rmnに薄肉Eの盛り付けが完了し、盛り付けが終了した状態のトレー6を平面視した説明図である。
ここで、所定行数Mを「3」とし、かつ、所定列数Nを「4」にして、上記フローチャートを実行した場合の例を、図27および図28の(a)~(c)に示す。
図28(a)は、第1行第1列の肉降下点Rmn(1,1)に、薄肉Eの盛り付けが完了した状態のトレー6を平面視した説明図である。
図28(b)は、第1行の全肉降下点Rmnと、第2行第1列の肉降下点Rmn(2,1)に、薄肉Eの盛り付けが完了した状態のトレー6を平面視した説明図である。
図28(c)は、第1行、第2行、第3行の全肉降下点Rmnに薄肉Eの盛り付けが完了し、盛り付けが終了した状態のトレー6を平面視した説明図である。
(所定列数Nを行ごとに算出する処理)
以上は、最初に算出された所定列数Nを全ての行に適用する場合(全ての行にN列(N枚)の薄肉Eを置く場合)の処理について説明した。
これに対し、図29~図31に示すように、上述のS14における所定列数Nを、各行の先頭に置かれる薄肉Eの大きさに応じ、行ごとに算出する処理としてもよい。
なお、図29~図31において、盛り付け領域R内に置かれる薄肉Eの位置を円で示し、この円内に、移載される順番に番号を付している。
以上は、最初に算出された所定列数Nを全ての行に適用する場合(全ての行にN列(N枚)の薄肉Eを置く場合)の処理について説明した。
これに対し、図29~図31に示すように、上述のS14における所定列数Nを、各行の先頭に置かれる薄肉Eの大きさに応じ、行ごとに算出する処理としてもよい。
なお、図29~図31において、盛り付け領域R内に置かれる薄肉Eの位置を円で示し、この円内に、移載される順番に番号を付している。
(中(標準)クラスの薄肉Eが揃う場合)
S18Aの薄肉盛り付け処理において、図29に示すように盛り付けがなされる。
すなわち、盛り付け領域R内の最も-Y側に位置する第1行において、この第1行の先頭(最も+X側の位置)に置かれる1番目の薄肉Eが「中(標準)」のクラスに分類されたものである場合、この第1行には4列(4枚)の薄肉Eを置く(移載する)ことが決定される。
これに従い、第1行には、1番目の薄肉Eから4番目の薄肉Eの順に(+X側から-X側へ)、4列(4枚)の薄肉Eが等間隔で置かれる。
S18Aの薄肉盛り付け処理において、図29に示すように盛り付けがなされる。
すなわち、盛り付け領域R内の最も-Y側に位置する第1行において、この第1行の先頭(最も+X側の位置)に置かれる1番目の薄肉Eが「中(標準)」のクラスに分類されたものである場合、この第1行には4列(4枚)の薄肉Eを置く(移載する)ことが決定される。
これに従い、第1行には、1番目の薄肉Eから4番目の薄肉Eの順に(+X側から-X側へ)、4列(4枚)の薄肉Eが等間隔で置かれる。
続いて、第1行の+Y側に隣接する第2行への盛り付け処理が開始される。
そして、この第2行の先頭に置かれる5番目の薄肉Eが同じく「中」のクラスに分類されたものである場合、この第2行にも4列(4枚)の薄肉Eを置くことが決定され、5番目の薄肉Eから8番目の薄肉Eの順に、4列(4枚)の薄肉Eが等間隔で置かれる。
そして、この第2行の先頭に置かれる5番目の薄肉Eが同じく「中」のクラスに分類されたものである場合、この第2行にも4列(4枚)の薄肉Eを置くことが決定され、5番目の薄肉Eから8番目の薄肉Eの順に、4列(4枚)の薄肉Eが等間隔で置かれる。
続いて、第2行の+Y側に隣接する第3行への盛り付け処理が開始される。
そして、この第3行の先頭に置かれる9番目の薄肉Eが同じく「中」のクラスに分類されたものである場合、この第3行にも4列(4枚)の薄肉Eを置くことが決定され、9番目の薄肉Eから12番目の薄肉Eの順に、4列(4枚)の薄肉Eが等間隔で置かれる。
そして、この第3行の先頭に置かれる9番目の薄肉Eが同じく「中」のクラスに分類されたものである場合、この第3行にも4列(4枚)の薄肉Eを置くことが決定され、9番目の薄肉Eから12番目の薄肉Eの順に、4列(4枚)の薄肉Eが等間隔で置かれる。
以上により、盛り付け領域R内に合計12枚の薄肉Eが置かれ、1つのトレー6への盛り付け処理が終了する。
なお、スライサー1から搬送面3a上へ切り出される薄肉Eの位置からして、X軸方向において、「中(標準)」のクラスに分類された薄肉Eの被保持部Bは、搬送面3aのX軸方向の幅の中心線t上の位置に略一致する。
このため、採取位置Tにおける制御点の基準位置を、X軸方向へ位置補正する必要はない。
なお、スライサー1から搬送面3a上へ切り出される薄肉Eの位置からして、X軸方向において、「中(標準)」のクラスに分類された薄肉Eの被保持部Bは、搬送面3aのX軸方向の幅の中心線t上の位置に略一致する。
このため、採取位置Tにおける制御点の基準位置を、X軸方向へ位置補正する必要はない。
(中・小クラスの薄肉Eが混在する場合)
S18Aの薄肉盛り付け処理において、図30に示すように盛り付けがなされる。
すなわち、上述の第1行において、この第1行の先頭に置かれる1番目の薄肉Eが「中」のクラスに分類されたものである場合、この第1行には、上述の場合と同様にして、1番目の薄肉Eから4番目の薄肉Eの順に、4列(4枚)の薄肉Eが置かれる。
S18Aの薄肉盛り付け処理において、図30に示すように盛り付けがなされる。
すなわち、上述の第1行において、この第1行の先頭に置かれる1番目の薄肉Eが「中」のクラスに分類されたものである場合、この第1行には、上述の場合と同様にして、1番目の薄肉Eから4番目の薄肉Eの順に、4列(4枚)の薄肉Eが置かれる。
続いて、第2行への盛り付け処理が開始され、この第2行の先頭に置かれる5番目の薄肉Eが「小」のクラスに分類されたものである場合、この第2行には5列(5枚)の薄肉Eを置くことが決定される。
これに従い、第2行には、5番目の薄肉Eから9番目の薄肉Eの順に、5列(5枚)の薄肉Eが等間隔で置かれる。
これに従い、第2行には、5番目の薄肉Eから9番目の薄肉Eの順に、5列(5枚)の薄肉Eが等間隔で置かれる。
続いて、第3行への盛り付け処理が開始され、この第3行の先頭に置かれる10番目の薄肉Eも「小」のクラスに分類されたものである場合、この第3行にも5列(5枚)の薄肉Eを置くことが決定され、10番目の薄肉Eから14番目の薄肉Eの順に、5列(5枚の薄肉Eが等間隔で置かれる。
以上により、盛り付け領域R内に合計14枚の薄肉Eが置かれ、1つのトレー6への盛り付け処理が終了する。
なお、X軸方向において、「小」のクラスに分類された薄肉Eの被保持部Bは、搬送面3aの中心線t上の位置に対して-X側へ距離Xaだけ偏倚するため、採取位置Tにおける制御点の基準位置を、-X側へ距離Xaだけ位置補正する。
なお、X軸方向において、「小」のクラスに分類された薄肉Eの被保持部Bは、搬送面3aの中心線t上の位置に対して-X側へ距離Xaだけ偏倚するため、採取位置Tにおける制御点の基準位置を、-X側へ距離Xaだけ位置補正する。
(中・大クラスの薄肉Eが混在する場合)
S18Aの薄肉盛り付け処理において、図31に示すように盛り付けがなされる。
すなわち、上述の第1行において、この第1行の先頭に置かれる1番目の薄肉Eが「中」のクラスに分類されたものである場合、この第1行には、上述の場合と同様にして、1番目の薄肉Eから4番目の薄肉Eの順に、4列(4枚)の薄肉Eが置かれる。
S18Aの薄肉盛り付け処理において、図31に示すように盛り付けがなされる。
すなわち、上述の第1行において、この第1行の先頭に置かれる1番目の薄肉Eが「中」のクラスに分類されたものである場合、この第1行には、上述の場合と同様にして、1番目の薄肉Eから4番目の薄肉Eの順に、4列(4枚)の薄肉Eが置かれる。
続いて、第2行への盛り付け処理が開始され、この第2行の先頭に置かれる5番目の薄肉Eが「大」のクラスに分類されたものである場合、この第2行には3列(3枚)の薄肉Eを置くことが決定される。
これに従い、第2行には、5番目の薄肉Eから7番目の薄肉Eの順に、3列(3枚)の薄肉Eが等間隔で置かれる。
これに従い、第2行には、5番目の薄肉Eから7番目の薄肉Eの順に、3列(3枚)の薄肉Eが等間隔で置かれる。
続いて、第3行への盛り付け処理が開始され、この第3行の先頭に置かれる8番目の薄肉Eも「大」のクラスに分類されたものである場合、この第3行にも3列(3枚)の薄肉Eを置くことが決定され、8番目の薄肉Eから10番目の薄肉Eの順に、3列(3枚)の薄肉Eが等間隔で置かれる。
以上により、盛り付け領域R内に合計10枚の薄肉Eが置かれ、1つのトレー6への盛り付け処理が終了する。
なお、各行における列数を自動的に変更することにより、各列の間隔も自動的に変更される。
なお、X軸方向において、「大」のクラスに分類された薄肉Eの被保持部Bは、搬送面3aの中心線tの位置に対して+X側へ距離Xbだけ偏倚するため、採取位置Tにおける制御点の基準位置を、+X側へ距離Xbだけ位置補正する。
なお、各行における列数を自動的に変更することにより、各列の間隔も自動的に変更される。
なお、X軸方向において、「大」のクラスに分類された薄肉Eの被保持部Bは、搬送面3aの中心線tの位置に対して+X側へ距離Xbだけ偏倚するため、採取位置Tにおける制御点の基準位置を、+X側へ距離Xbだけ位置補正する。
(総重量の収束)
しかして、以上の盛り付け処理における盛り付け枚数の自動調整によって、図32に示すように、トレー6内の盛り付け領域Rに盛り付けられた薄肉Eの総重量(請求項の「食品群の重量」)が設定範囲α内に収まる。
なお、この図32において、枚数制御した場合を示す実線における垂直落下部分(段差部分)は、トレー6に盛り付けられる薄肉Eの枚数が減ったときに現出する。
しかして、以上の盛り付け処理における盛り付け枚数の自動調整によって、図32に示すように、トレー6内の盛り付け領域Rに盛り付けられた薄肉Eの総重量(請求項の「食品群の重量」)が設定範囲α内に収まる。
なお、この図32において、枚数制御した場合を示す実線における垂直落下部分(段差部分)は、トレー6に盛り付けられる薄肉Eの枚数が減ったときに現出する。
すなわち、同じ枚数のまま、薄肉Eの大きさが大きくなるに従い、盛り付け後の薄肉Eの総重量は徐々に増加するが、枚数が1枚減少することで、総重量は一旦低下する。
例えば、上述の図29~図31に示す例では、薄肉Eの盛り付け枚数が、12枚、14枚、10枚と異なるが、このように薄肉Eの大きさに応じて盛り付け枚数を増加または減少させることで、その総重量は設定範囲内に収まる。
また、この薄肉Eの枚数制御によって、隣接する薄肉Eの間隔も自動調整され、盛り付け領域R内に整然と盛り付けられる。
例えば、上述の図29~図31に示す例では、薄肉Eの盛り付け枚数が、12枚、14枚、10枚と異なるが、このように薄肉Eの大きさに応じて盛り付け枚数を増加または減少させることで、その総重量は設定範囲内に収まる。
また、この薄肉Eの枚数制御によって、隣接する薄肉Eの間隔も自動調整され、盛り付け領域R内に整然と盛り付けられる。
(盛り付け領域の設定位置の別実施例)
なお、図33の(a)および(b)に示すように、第2搬送装置5の上側に移載装置300を配置し、この移載装置300側に盛り付け領域R1,R2を設定してもよい。
この移載装置300は、一対の移載ベルト304,304と、一対の受板308,308と、各受板308,308の直下に配置された一対の牽引板306,306とを有する。
なお、図33の(a)および(b)に示すように、第2搬送装置5の上側に移載装置300を配置し、この移載装置300側に盛り付け領域R1,R2を設定してもよい。
この移載装置300は、一対の移載ベルト304,304と、一対の受板308,308と、各受板308,308の直下に配置された一対の牽引板306,306とを有する。
両受板308,308は、第2搬送装置5上方の仮想平面に含まれるとともに相互に対向するように配置され、駆動源(図示省略)により、X軸方向(左右方向)に開閉自在に往復駆動される。
これにより、各受板308,308の位置は、両対向縁部が最接近して第2搬送装置5の上方を閉鎖する閉鎖位置S0,S0と、両対向縁部が離間して第2搬送装置5の上方を開放する開放位置E0,E0とに切り替わる。
これにより、各受板308,308の位置は、両対向縁部が最接近して第2搬送装置5の上方を閉鎖する閉鎖位置S0,S0と、両対向縁部が離間して第2搬送装置5の上方を開放する開放位置E0,E0とに切り替わる。
図33(a)において、閉鎖位置S0,S0と開放位置E0,E0は、それぞれ対向縁部の位置を示す。
開放位置E0,E0は、第2搬送装置5上に載置された一対のトレー6,6の上方が開口された位置である。
各受板308,308が開放位置E0,E0に位置したときの位置よりも、X軸方向における外側の位置には、Y軸方向へ延出する一対のフレーム302,302を固定位置に配置する。
開放位置E0,E0は、第2搬送装置5上に載置された一対のトレー6,6の上方が開口された位置である。
各受板308,308が開放位置E0,E0に位置したときの位置よりも、X軸方向における外側の位置には、Y軸方向へ延出する一対のフレーム302,302を固定位置に配置する。
各移載ベルト304,304は、各フレーム302,302に一端を連結するとともに他端を各牽引板306,306に連結することにより、中間部を両受板308,308の対向縁部間の間隙を通過させて各受板308,308の対向縁部に巻き掛ける。
各牽引板306,306は、駆動源(図示省略)により、X軸方向(左右方向)に往復移動するように駆動される。
盛り付け領域R1,R2は、両受板308,308が閉鎖位置S0,S0に位置し、かつ、両受板308,308のそれぞれの下方にトレー6,6が配置されている状態において、薄肉Eが盛り付けられる移載ベルト304,304の上面に設定する。
この盛り付け領域R1,R2に対して、ロボットコントローラ34からの出力により、薄肉Eを、第1実施形態の盛り付け態様、または第2実施形態の盛り付け態様でそれぞれ盛り付ける。
この盛り付け領域R1,R2に対して、ロボットコントローラ34からの出力により、薄肉Eを、第1実施形態の盛り付け態様、または第2実施形態の盛り付け態様でそれぞれ盛り付ける。
移載装置300は、移載ベルト304,304の上部を介して盛り付け領域R1,R2上に薄肉Eの集団が盛り付けられると、受板308,308、及び牽引板306,306がX軸方向へ駆動される。
これによって、図33(b)に示すように、受板308,308の対向縁部での移載ベルト304,304の折り返し移動によって、移載ベルト304,304上に盛り付けられた薄肉Eの群が移載ベルト304,304の表面から剥離され、トレー6,6内に落下して収容される。
薄肉Eの群を収容したトレー6,6は、第2搬送装置5によって-X側へ搬出される。
これによって、図33(b)に示すように、受板308,308の対向縁部での移載ベルト304,304の折り返し移動によって、移載ベルト304,304上に盛り付けられた薄肉Eの群が移載ベルト304,304の表面から剥離され、トレー6,6内に落下して収容される。
薄肉Eの群を収容したトレー6,6は、第2搬送装置5によって-X側へ搬出される。
4 食品盛り付け装置(ロボット)
6 トレー
11 カメラ(撮像手段)
33 ハンド装置
55L 左の指状部
55R 右の指状部
56 第1エアシリンダ(駆動装置)
57 第2エアシリンダ(駆動装置)
58L 左の第1部材(第1指状部材)
58R 右の第1部材(第1指状部材)
58LS 左の係合部
58RS 右の係合部
59L 左の第2部材(第2指状部材)
59R 右の第2部材(第2指状部材)
E 薄肉(食品)
R 盛り付け領域(設定領域)
SP 隙間(空間部)
N1 ノズル(離脱促進手段)
6 トレー
11 カメラ(撮像手段)
33 ハンド装置
55L 左の指状部
55R 右の指状部
56 第1エアシリンダ(駆動装置)
57 第2エアシリンダ(駆動装置)
58L 左の第1部材(第1指状部材)
58R 右の第1部材(第1指状部材)
58LS 左の係合部
58RS 右の係合部
59L 左の第2部材(第2指状部材)
59R 右の第2部材(第2指状部材)
E 薄肉(食品)
R 盛り付け領域(設定領域)
SP 隙間(空間部)
N1 ノズル(離脱促進手段)
ポイントP0は、制御点の初期位置であり、第1搬送装置2の搬送面3aの中心線tの直上方の位置に固定設定する。
Claims (15)
- 開閉作動する左右の指状部によって食品を保持するハンド装置であって、前記左右の指状部のそれぞれに、独立して開閉作動する第1指状部材および第2指状部材を備え、前記各指状部において第1指状部材と第2指状部材とを接近して配置し、前記第1指状部材の内側縁部が第2指状部材の内側縁部に対して出没するように構成したハンド装置。
- 前記第2指状部材に空間部を形成し、この空間部から前記第1指状部材の内側縁部が出没するように構成した請求項1に記載のハンド装置。
- 前記左右の第1指状部材および左右の第2指状部材の夫々の内側縁部を上下方向に形成し、前記左右の第1指状部材の下端部に、対向側へ延在する係合部を備えた請求項1または請求項2に記載のハンド装置。
- 前記左右の指状部によって食品を保持するときに、左右の第1指状部材が左右の第2指状部材よりも先行して閉じる方向へ作動し、左右の第1指状部材の内側縁部が左右の第2指状部材の内側縁部よりも内側に突出するように構成した請求項1または請求項2または請求項3に記載のハンド装置。
- 保持していた食品を左右の指状部から離脱させるときに、前記左右の第1指状部材が第2指状部材よりも先行して開き、左右の第1指状部材の内側縁部が左右の第2指状部材の内側縁部よりも外側に退避するように構成した請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のハンド装置。
- 前記左右の第1指状部材の開放作動と共に作動して、保持していた食品の離脱を促進させる離脱促進手段を備えたことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のハンド装置。
- 前記離脱促進手段を、左右の指状部の間の中心位置またはその近傍の位置に向けてエアー等の流体を噴出させる構成とした請求項6に記載のハンド装置。
- 保持していた食品を左右の指状部から離脱させるときに、前記左右の第1指状部材が第2指状部材よりも先行して開き、この左右の第1指状部材が開き始めたときと略同時に前記離脱促進手段が作動するように構成した請求項6または請求項7に記載のハンド装置。
- 前記左右の第1指状部材および左右の第2指状部材の開閉作動を行なわせる駆動装置を、ハンド装置の上部に配置した請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のハンド装置。
- 採取位置に位置する食品の長さ方向での中間部を、前記左右の第1指状部材と左右の第2指状部材を閉じる方向へ作動させて保持し、前記ハンド装置を上昇させることによってこの食品の両端部を垂れ下げた状態で採取する第1工程と、前記食品を採取したハンド装置を、平面視での向きを変更させ且つ前記採取位置から離間した設定領域上へ移動させる第2工程と、前記設定領域上において、前記ハンド装置を前記第2工程における移動方向とは略逆方向に移動させながら下降させ、前記左右の第1指状部材および左右の第2指状部材を開く方向へ作動させると共に前記離脱促進手段を作動させて保持していた食品を離脱させることにより、前記食品を二つ折りの状態で前記設定領域内に載置する第3工程を含み、これら第1工程から第3工程までを自動的に反復して実行し、前記設定領域内に複数の食品からなる食品群を形成する請求項6から請求項9のいずれか一項に記載のハンド装置を用いた食品群形成方法。
- 平面視において、前記第2工程におけるハンド装置の移動方向と、前記第3工程におけるハンド装置の移動方向との間に所定の転向角度を形成した請求項10に記載のハンド装置を用いた食品群形成方法。
- 採取位置に位置する食品の長さ方向での中間部を、前記左右の第1指状部材と左右の第2指状部材を閉じる方向へ作動させて保持し、前記ハンド装置を上昇させることによってこの食品の両端部を垂れ下げた状態で採取する第1工程と、前記食品を採取したハンド装置を、平面視での向きを変更させ且つ前記採取位置から離間した設定領域上へ移動させる第2工程と、前記設定領域上において、前記ハンド装置を前記第2工程における移動方向とは略逆方向に移動させながら下降させ、前記左右の第1指状部材および左右の第2指状部材を開く方向へ作動させると共に前記離脱促進手段を作動させて保持していた食品を離脱させることにより、前記食品を二つ折りの状態で前記設定領域内に載置する第3工程を含み、これら第1工程から第3工程までを自動的に反復して実行し、前記設定領域内に複数の食品からなる食品群を形成するにあたり、前記食品群を形成する食品の数を各食品の大きさに応じて自動的に変更し、この食品群の重量を設定範囲内に調整する請求項6から請求項11のいずれか一項に記載のハンド装置を用いた食品群形成方法。
- 前記第1工程から第3工程までを自動的に反復して実行し、前記設定領域内に複数の食品からなる食品群を形成するにあたり、前記設定領域内に、食品を並べて置くための複数の行と複数の列を設定し、前記各行における列の数、または、前記各行における列の数と各列の間隔を、各行の先頭に置かれる食品の大きさに応じて自動的に変更する請求項12に記載の食品群形成方法。
- 採取される前の食品を撮像する撮像手段を備え、この撮像手段による撮像結果から前記食品の大きさを得る請求項12または請求項13に記載の食品群形成方法。
- 前記設定領域を食品用のトレーの底面上に設定する請求項12または請求項13または請求項14に記載の食品群形成方法。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220330 |