JP6470825B1 - 配置機構及びロボットシステム - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な装置構成で、扁平状に形成された食品を後工程が行い易いように整列位置に配置することができる配置機構を提供する。
【解決手段】複数の食品を整列位置に配置するための配置機構であって、前記複数の食品それぞれは、互いに平行して延在する一対の主面と、前記一対の主面を互いに結ぶ側面と、を含む扁平状に形成されており、前記整列位置において前記複数の食品それぞれがその側面を当接させた状態で載置される載置部と、前記載置部上に設けられ、前記整列位置において前記複数の食品それぞれがその一対の主面の少なくとも何れか一方を当接させる当接部と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の食品を整列位置に配置するための配置機構、及び複数の食品を搬送するためのロボットシステムに関する。

従来から、複数の食品を整列位置に配置するための配置機構が知られている。このような配置機構として、例えば、特許文献１には整列補助装置が提案されている。

特許文献１の整列補助装置は、往復移動装置を稼動させることで可動支持部材を左右方向に往復移動させると、複数の整列板が水平方向に往復移動し、食品搬送具の搬送面上の食品を移動して適切に広げられた状態で次工程へ搬送する。

特開２０１７−４３４５０号公報

特許文献１の整列補助装置は、ミンチ状にした魚肉などの加工食品を対象としている。しかし、特許文献１には、互いに平行して延在する一対の主面と、当該一対の主面を互いに結ぶ側面と、を含む扁平状に形成された食品を後工程が行い易いように整列位置に配置することに関して記載されていない。また、特許文献１の整列補助装置は、装置構成が複雑であるという問題があった。

そこで、本発明は、簡単な装置構成で、扁平状に形成された食品を後工程が行い易いように整列位置に配置することができる配置機構、及び配置機構を用いて複数の食品を整列位置に配置したあと、ロボットを用いて後工程を行うことが可能なロボットシステムを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明に係る配置機構は、複数の食品を整列位置に配置するための配置機構であって、前記複数の食品それぞれは、互いに平行して延在する一対の主面と、前記一対の主面を互いに結ぶ側面と、を含む扁平状に形成されており、前記整列位置において前記複数の食品それぞれがその側面を当接させた状態で載置される載置部と、前記載置部上に設けられ、前記整列位置において前記複数の食品それぞれがその一対の主面の少なくとも何れか一方を当接させる当接部と、を備え、前記載置部は、前記食品の側面に当接して前記食品を搬送する搬送部として構成され、前記当接部は、前記食品の一対の主面の少なくとも何れか一方に当接しつつ前記食品を整列位置まで案内する案内部として構成され、前記案内部は、前記搬送部の幅方向において内面どうしが互いに対向し、各々が前記搬送部の搬送方向と同じ方向に延びる長手寸法を有する第１案内部と第２案内部とを含み、且つ、前記第１又は前記第２案内部の何れか一方には、前記整列位置よりも後方部分の上端部から上方に向かうに連れて外向きに傾斜するように延在する傾斜板が設けられることを特徴とする。

上記構成によれば、本発明に係る配置機構は、簡単な装置構成で、扁平状に形成された食品を後工程が行い易いように整列位置に配置することができる。

前記搬送部は、搬送方向に進むに連れて下方へと傾斜するローラーコンベヤの搬送用ローラーであってもよい。

上記構成によれば、本発明に係る配置機構を一層簡単な装置構成とすることが可能となる。

前記課題を解決するために、本発明に係るロボットシステムは、複数の食品を整列位置に配置するための配置機構と、前記配置機構によって整列位置に配置される複数の食品と、前記複数の食品を搬送するためのロボットと、を備えるロボットシステムであって、前記複数の食品それぞれは、互いに平行して延在する一対の主面と、前記一対の主面を互いに結ぶ側面と、を含む扁平状に形成され、可食体と前記可食体をピロー包装した包装体とによって構成され、且つ、前記包装体のエンドシール部が前記食品の側面において前記一対の主面の縁部に沿って延びるように形成され、前記配置機構は、前記整列位置において前記複数の食品それぞれがその側面を当接させた状態で載置される載置部と、前記載置部上に設けられ、前記整列位置において前記複数の食品それぞれがその一対の主面の少なくとも何れか一方を当接させる当接部と、を有し、前記ロボットは、ロボットアームと、前記ロボットアームに取り付けられるエンドエフェクタと、前記ロボットアーム及び前記エンドエフェクタを制御するロボット制御部と、を有し、前記エンドエフェクタは、前記配置機構によって整列位置に配置された複数の食品それぞれのエンドシール部を厚さ方向に挟持することで、前記複数の食品を一度に纏めて保持するために、前記複数の食品それぞれのエンドシール部に対応した複数の挟持部を有し、前記複数の挟持部は、それぞれ、長手方向において一端から他端に向かうに連れて下方へと傾斜した状態で、且つ前記長手方向における一端側にずれた位置で前記エンドシール部を含む前記包装体の可食体が収容されていない部分を厚さ方向に挟持することを特徴とする。

上記構成によれば、配置機構を用いて複数の食品を整列位置に配置したあと、ロボットを用いて後工程を行うことが可能となる。

前記ロボットアームは、第１ロボットアームと第２ロボットアームとを含み、前記エンドエフェクタは、前記第１ロボットアームに取り付けられる第１エンドエフェクタと、前記第２ロボットアームに取り付けられる第２エンドエフェクタと、を含み、前記第１エンドエフェクタが前記食品を保持して前記配置機構まで搬送し、前記第２エンドエフェクタが前記配置機構によって整列位置に配置された複数の食品を一度に纏めて保持してもよい。

上記構成によれば、第１ロボットアーム及び第１エンドエフェクタを備えることで、複数の食品それぞれを容易に配置機構まで搬送することが可能となる。

前記第１エンドエフェクタは、前記複数の食品それぞれを前記整列位置よりも後方部分から前記配置機構に投入し、前記配置機構は、前記載置部が前記食品の側面に当接して前記食品を搬送する搬送部として構成され、前記当接部が前記食品の一対の主面の少なくとも何れか一方に当接しつつ前記食品を整列位置まで案内する案内部として構成されることで、前記第１エンドエフェクタにより投入された前記複数の食品それぞれを整列位置まで搬送してもよい。

上記構成によれば、ロボット及び配置機構を用いて複数の食品を効率良く整列位置に配置することが可能となる。

前記案内部は、前記搬送部の幅方向において内面どうしが互いに対向し、各々が前記搬送部の搬送方向と同じ方向に延びる長手寸法を有する第１案内部と第２案内部とを含み、前記第１又は前記第２案内部の何れか一方には、前記整列位置よりも後方部分の上端部から上方に向かうに連れて外向きに傾斜するように延在する傾斜板が設けられ、前記第１エンドエフェクタは、前記複数の食品それぞれを前記傾斜板から前記配置機構に投入してもよい。

上記構成によれば、ロボットを用いて配置機構に食品を容易に投入することが可能となる。

前記第１エンドエフェクタは、前記複数の食品それぞれを前記整列位置まで搬送して前記配置機構に配置してもよい。

上記構成によれば、配置機構を一層簡単な装置構成とすることが可能となる。

前記第１エンドエフェクタは、蛇腹状に形成されることで軸方向に伸縮可能な筒状の吸引部を有し、且つ、前記食品の一対の主面の何れか一方を前記吸引部に吸引することで前記食品を保持してもよい。

上記構成によれば、食品を吸引した際に吸引部が縮むことで当該食品が載置面から浮き上がる。これにより、当該食品を載置面から持ち上げる動作が不要となるため、第１エンドエフェクタを用いて一層容易に配置機構まで食品を搬送することが可能となる。

前記第１ロボットアーム及び前記第２ロボットアームは１台のロボットに含まれてもよい。

上記構成によれば、本実施形態に係るロボットシステムをコンパクト化することができる。

前記第１ロボットアーム及び前記第２ロボットアームは、それぞれ、その基端の回転軸が同一直線上に位置してもよい。
る。

上記構成によれば、本実施形態に係るロボットシステムを一層コンパクト化することができる。

本発明によれば、簡単な装置構成で、扁平状に形成された食品を後工程が行い易いように整列位置に配置することができる配置機構、及び配置機構を用いて複数の食品を整列位置に配置したあと、ロボットを用いて後工程を行うことが可能なロボットシステムを提供することが可能となる。

本発明の実施形態に係る配置機構を備えるロボットシステムの全体構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る配置機構を備えるロボットシステムにおけるロボットの正面図である。 本発明の実施形態に係る配置機構を備えるロボットシステムにおける第１エンドエフェクタで食品を吸引して保持する様子を示す図であり、（Ａ）が食品の上方に吸引部を位置させた図であり、（Ｂ）が食品の主面に吸引部を当接させた直後の図であり、（Ｃ）が食品の主面に当接させることで吸引部が縮んだ様子を示す図である。 本発明の実施形態に係る配置機構を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る配置機構の傾斜板及びその近傍部分を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る配置機構を用いて複数の食品を整列させたときのロボットシステムの全体構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る配置機構を用いて整列させた複数の食品を第２エンドエフェクタを用いて保持したときのロボットシステムの全体構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る配置機構を用いて整列させた複数の食品を第２エンドエフェクタを用いて保持したときの変形例を示す第２エンドエフェクタ及びその近傍部分を示す正面図である。 本発明の実施形態に係るロボットシステムの変形例を示す斜視図である。

（全体構成）
以下、本発明の実施形態に係る配置機構及びロボットシステムについて図面を参照して説明する。なお、本実施形態によって本発明が限定されるものではない。また、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。

（ロボットシステム１０）
図１は、本実施形態に係る配置機構を備えるロボットシステムの全体構成を示す斜視図である。図１に示すように、ロボットシステム１０は、本実施形態に係る配置機構３０と、配置機構３０によって整列される複数の食品１３０と、複数の食品１３０を搬送するためのロボット１１と、複数の食品１３０を配置機構３０及びロボット１１が配置された位置まで順次搬送するベルトコンベヤ１１０と、配置機構３０によって整列された複数の食品１３０を収容するための番重１２０と、を備える。

ロボットシステム１０は、食品製造現場に適用され、食品１３０としてプラスチックフィルムなどの包装体１４２でピロー包装されたお握り１４０を配置機構３０によって整列させる。したがって、複数の食品１３０それぞれは、お握り１４０（可食体）と、当該お握り１４０をピロー包装した包装体１４２と、によって構成される。そして、複数の食品１３０それぞれは、互いに平行して延在する第１主面１３２ａ及び第２主面１３２ｂ（一対の主面）と、第１主面１３２ａと第２主面１３２ｂとを互いに結ぶ側面１３４と、を含む扁平状に形成されている。図示するように、本実施形態では、第１主面１３２ａ及び第２主面１３２ｂそれぞれは、四角形状に形成されている。

(ロボット１１)
主に図２及び図３に基づいて、ロボット１１について説明する。図２は、本実施形態に係る配置機構を備えるロボットシステムにおけるロボットの正面図である。図３は、同ロボットシステムにおける第１エンドエフェクタで食品を吸引して保持する様子を示す図である。

本実施形態に係るロボット１１は、台車に固定されたベース１２と、ベース１２に支持された第１ロボットアーム１３ａ及び第２ロボットアーム１３ｂ（以下単に「一対のロボットアーム１３ａ、１３ｂ」ということがある。）と、第１ロボットアーム１３ａの先端部に接続される第１エンドエフェクタ２０ａ、及び第２ロボットアーム１３ｂの先端部に接続される第２エンドエフェクタ２０ｂと、ベース１２内に収納されたロボット制御部２８と、を備えている。ロボット１１は、例えば、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。

以下では、一対のロボットアーム１３ａ、１３ｂを広げた方向を左右方向と称し、基軸１６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。

（一対のロボットアーム１３ａ、１３ｂ）
第１ロボットアーム１３ａ（図中向かって右側のロボットアーム）及び第２ロボットアーム１３ｂ（図中向かって左側のロボットアーム）は、それぞれ、ベース１２に対して移動可能に構成された水平多関節型のロボットアームである。一対のロボットアーム１３ａ、１３ｂは、それぞれ、アーム部１５と、リスト部１７と、を備えている。また、第１ロボットアーム１３ａの先端部には第１エンドエフェクタ２０ａが取り付けられ、且つ、第２ロボットアーム１３ｂの先端部には第２エンドエフェクタ２０ｂが取り付けられる。

アーム部１５は、本例では、第１リンク１５ａ及び第２リンク１５ｂ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の先端と回転関節Ｊ２により連結され、第１リンク１５ａの先端に規定された回転軸Ｌ２まわりに回動可能である。

リスト部１７は、第１エンドエフェクタ２０ａ又は第２エンドエフェクタ２０ｂが取り付けられるメカニカルインターフェイス１９を有し、第２リンク１５ｂの先端と直動関節Ｊ３及び回転関節Ｊ４を介して連結されている。リスト部１７は、直動関節Ｊ３によって、第２リンク１５ｂに対し昇降移動可能である。リスト部１７は、回転関節Ｊ４によって、第２リンク１５ｂに対し垂直な回転軸Ｌ３まわりに回動可能である。

上記構成の一対のロボットアーム１３ａ、１３ｂは、それぞれ、関節Ｊ１〜Ｊ４を有する。そして、一対のロボットアーム１３ａ、１３ｂには、それぞれ、関節Ｊ１〜Ｊ４に対応付けられるように、図示しない駆動用サーボモータ、及び当該サーボモータの回転角を検出する図示しないエンコーダ等が設けられている。また、第１ロボットアーム１３ａの第１リンク１５ａにおける回転軸Ｌ１と、第２ロボットアーム１３ｂの第１リンク１５ａにおける回転軸Ｌ１とは同一直線上に設けられ、第１ロボットアーム１３ａの第１リンク１５ａと第２ロボットアーム１３ｂ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。

（第１及び第２エンドエフェクタ２０ａ，２０ｂ）
図３は、本実施形態に係るロボットシステムにおける第１エンドエフェクタで食品を吸引して保持する様子を示す図であり、（Ａ）が食品の上方に吸引部を位置させた図であり、（Ｂ）が食品の主面に吸引部を当接させた直後の図であり、（Ｃ）が食品の主面に当接させることで吸引部が縮んだ様子を示す図である。

図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、第１エンドエフェクタ２０ａは、第１ロボットアーム１３ａのメカニカルインターフェイス１９に接続されて水平方向に延びる基部２１と、基部２１の先端部に下方に延びるように取り付けられる吸引部２２と、を有する。吸引部２２は、蛇腹状に形成されることで軸方向に伸縮可能な筒状に形成される。

第１エンドエフェクタ２０ａで食品１３０を吸引して保持するには、まず、図３（Ａ）に示すように、第１主面１３２ａを搬送面に当接させ、第２主面１３２ｂを上向きにしてベルトコンベヤ１１０上を搬送されてくる食品１３０の上方に吸引部２２を位置させる。次に、図３（Ｂ）に示すように、第１エンドエフェクタ２０ａを下降させて吸引部２２の先端を食品１３０の第２主面１３２ｂに当接させる。すると、図３（Ｃ）に示すように、蛇腹状に形成されていることで吸引部２２が軸方向に縮む。これにより、ベルトコンベヤ１１０の搬送面上から食品１３０が浮き上がる。本実施形態では、このようにして第１エンドエフェクタ２０ａが食品１３０を吸引して保持する。

再び図１及び図２を参照して、第２エンドエフェクタ２０ｂは、第２ロボットアーム１３ｂのメカニカルインターフェイス１９に接続されて図２において紙面手前奥方向に延びる軸部材２４と、軸部材２４が延びる方向に互いに等間隔を空けて当該軸部材２４の底部から下方へと延びるように設けられる５つの挟持部２５と、を有する。５つの挟持部２５は、それぞれ、図２において左右方向に並べて配置された一対の挟持片２６ａ、２６ｂが同左右方向における間隔を伸縮させることで食品１３０のエンドシール部１４８を厚さ方向において挟持して保持することができる。なお、５つの挟持部２５は、それぞれ、独立して動作可能であってもよい。すなわち、例えば、５つの一対の挟持片２６ａ、２６ｂは、それぞれ、同左右方向における間隔を伸縮させるタイミングをずらすことが可能であってもよい。

（配置機構３０）
図１などに示すように、本実施形態に係る配置機構３０は、ベルトコンベヤ１１０と番重１２０との間で、ロボット１１に沿うように配置される。図４は、本実施形態に係る配置機構を示す平面図である。図４などに示すように、配置機構３０は、搬送方向に進むに連れて下方へと傾斜するローラーコンベヤ４０の搬送用ローラー４２（載置部、又は搬送部）と、当該搬送用ローラー４２上に設けられ、食品１３０の第１主面１３２ａに当接しつつ当該食品１３０を整列位置まで案内する第１案内板５０ａ（当接部、案内部、又は第１案内部）と、食品１３０の第２主面１３２ｂに当接しつつ当該食品１３０を整列位置まで案内する第２案内板５０ｂ（当接部、案内部、又は第２案内部）と、を備える。

ローラーコンベヤ４０は、複数のローラーが各々の軸線を配置機構３０の幅方向に沿って延ばした状態で搬送方向に並べられることにより形成される搬送用ローラー４２と、搬送用ローラー４２の幅方向における一方の縁部に沿って設けられる第１側部４４ａと、搬送用ローラー４２の幅方向における他方の縁部に沿って設けられる第２側部４４ｂと、を備える。

第１案内板５０ａと第２案内板５０ｂとは、搬送用ローラー４２の幅方向において内面どうしが互いに対向するように設けられる。第１案内板５０ａ及び第２案内板５０ｂは、それぞれ、ローラーコンベヤ４０の搬送方向と同じ方向に延びる長手寸法を有し、且つ、互いに同じ形状及び寸法を有する。配置機構３０は、第１案内板５０ａの前端と第２案内板５０ｂの前端とを結ぶように設けられる前端板５５をさらに備える。

第１案内板５０ａは、配置機構３０の幅方向における中央部を前後方向に延びるように設けられる。第１案内板５０ａは、その外面から外向きに向かうに連れて下方へと傾斜して延びるように設けられる４本の接続部５２でローラーコンベヤ４０の第１側部４４ａの上端部に接続されることで、その底部が搬送用ローラー４２から離間した状態で配置される。

第２案内板５０ｂは、配置機構３０の幅方向における他方の縁部の近傍を前後方向に延びるように設けられる。第２案内板５０ｂは、その外面から外向きに向かうに連れて下方へと傾斜して延びるように設けられる４本の接続部５２でローラーコンベヤ４０の第２側部４４ｂの上端部に接続されることで、その底部が搬送用ローラー４２から離間した状態で配置される。

図５は、本実施形態に係る配置機構の傾斜板及びその近傍部分を示す斜視図である。図５に示すように、第１案内板５０ａには、後端（整列位置よりも後方部分）の上端部から上方に向かうに連れて外向きに傾斜するように延在する傾斜板６０が設けられる。傾斜板６０は、その底面から外向きに向かうに連れて下方へと傾斜して延びるように設けられる２本の接続部５４でローラーコンベヤ４０の第１側部４４ａの上端部に接続されることで、上記のように傾斜した状態を維持する。

（複数の食品１３０を整列させ、且つ、後工程を行う一例）
上記実施形態に係る配置機構３０を用いて複数の食品１３０を整列させ、且つ、後工程を行う一例について説明する。

まず、ベルトコンベヤ１１０によってその下流側まで搬送されてくる食品１３０の第２主面１３２ｂ（一対の主面の何れか一方）を、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、ロボット１１が備える第１エンドエフェクタ２０ａの吸引部２２に吸引することで食品１３０を保持する。

次に、第１エンドエフェクタ２０ａで保持した食品１３０を配置機構３０の後端に設けられる傾斜板６０の上方まで搬送する。このとき、傾斜板６０の上方において食品１３０のエンドシール部１４８が平面視においてローラーコンベヤ４０の第１側部４４ａ側に沿って前後方向に延びるようにする。そして、そこで吸引部２２の負圧を解いて食品１３０を落下させる。すると、落下させられた食品１３０は、第１主面１３２を傾斜板６０の上面に当接させつつ傾斜板６０の上面を滑り落ち、搬送用ローラー４２上の第１案内板５０ａと第２案内板５０ｂとの間に載置される。このとき、食品１３０のうちでエンドシール部１４８が設けられた側と反対側の側面１３４が搬送用ローラー４２上に当接した状態で、第１案内板５０ａと第２案内板５０ｂとの間に食品１３０が載置される。

傾斜板６０の上面を滑り落ちて第１案内板５０ａと第２案内板５０ｂとの間に載置された食品１３０は、ローラーコンベヤ４０が搬送方向に進むに連れて下方へと傾斜していることで、搬送用ローラー４２上を搬送方向（配置機構３０の後端から前端に向かう方向）に搬送される。このとき、第１案内板５０ａが食品１３０の第１主面１３２ａに当接しつつ、且つ、第２案内板５０ｂが食品１３０の第２主面１３２ｂに当接しつつ、食品１３０を整列位置まで案内して搬送する。ここで、整列位置とは、搬送用ローラー４２上に設けられる前端板５５の内面から第１案内板５０ａと第２案内板５０ｂとの間を前後方向に沿って後端に向かう部分である。複数の食品１３０のうちで配置機構３０に最初に投入された食品１３０は、前端板５５の内面にエンドシール部１４８が設けられた側面に直交する一対の側面のうちの何れか一方を当接させることで整列位置に配置される。

第１エンドエフェクタ２０ａは、傾斜板６０から最初の食品１３０を配置機構３０に投入したあと、ベルトコンベヤ１１０の下流側の上方に吸引部２２が再び位置するように移動される。このあと、ベルトコンベヤ１１０によってその下流側まで搬送されてくる食品１３０の第２主面１３２ｂを、第１エンドエフェクタ２０ａの吸引部２２に吸引することで食品１３０を保持する。なお、このあと当該食品１３０に対して行う作業は最初に配置機構３０に投入した食品１３０に対して行われたそれと同様であるため、ここではその説明を繰り返さない。

複数の食品１３０のうちで配置機構３０に２番目に投入された食品１３０は、最初に投入された食品１３０のエンドシール部１４８が設けられた側面に直交する一対の側面の何れか他方に、自らの一対の側面の一方を当接させることで整列位置に配置される。

以降、ベルトコンベヤ１１０上を搬送されてくる複数の食品１３０に対して同様の作業を行うことで、５つの食品１３０を配置機構３０で整列させた状態を図６に示す。図６は、本実施形態に係る配置機構を用いて複数の食品を整列させたときのロボットシステムの全体構成を示す斜視図である。図６に示すように、本実施形態に係る配置機構３０は、５つの食品１３０をエンドシール部１４８が設けられた側面を上方にした状態で、厚さ方向に直交する幅方向に並べて整列させる。

そして、第２エンドエフェクタ２０ｂは、５つの食品１３０それぞれのエンドシール部１４８に対応した５つの挟持部２５で、配置機構３０によって整列された５つの食品１３０それぞれのエンドシール部１４８を厚さ方向に一度に纏めて挟持することで保持する。このときの状態を図７に示す。図７は、本実施形態に係る配置機構を用いて整列させた複数の食品を第２エンドエフェクタを用いて保持したときのロボットシステムの全体構成を示す斜視図である。

最後に、第２エンドエフェクタ２０ｂによって一度に纏めて保持した５つの食品１３０を番重１２０まで搬送し、番重１２０の所定の位置に収容する。

上記のようにして、上記実施形態に係る配置機構３０を用いて複数の食品１３０を整列させ、且つ、整列させた複数の食品１３０を搬送して番重１２０に収容する後工程を行うことができる。

（効果）
本実施形態に係る配置機構３０は、ローラーコンベヤ４０の搬送用ローラー４２（載置部、又は搬送部）に整列位置において５つの食品それぞれがその側面１３４を当接させた状態で載置され、第１案内板５０ａ（当接部、又は案内部）に５つの食品１３０それぞれがその第１主面１３２ａを当接させ、且つ、第２案内板５０ｂ（同前）に５つの食品１３０それぞれがその第２主面１３２ｂを当接させることで、５つの食品１３０を整列位置に配置した状態とすることが可能である。したがって、本実施形態に係る配置機構３０は、簡単な装置構成で、扁平状に形成された食品１３０を一度に纏めて保持して搬送する工程（後工程）が行い易いように整列位置に配置することができる。

本実施形態に係る配置機構３０は、搬送用ローラー４２（載置部、又は搬送部）を含むローラーコンベヤ４０と、第１案内板５０ａ及び第２案内板５０ｂ（当接部、又は案内部）と、を備えることで、簡単な装置構成で、扁平状に形成された食品１３０を整列させることができる。

本実施形態では、第１案内板５０ａと第２案内板５０ｂとが搬送用ローラー４２の幅方向において内面どうしが互いに対向し、且つ、第１案内板５０ａ及び第２案内板５０ｂは、それぞれ、ローラーコンベヤ４０の搬送方向と同じ方向に延びる長手寸法を有することで、簡単な装置構成で、扁平状に形成された食品１３０を確実に整列させることができる。

本実施形態では、第１案内板５０ａには、整列位置よりも後方部分に傾斜板６０が設けられる。これにより、本実施形態に係る配置機構３０に食品１３０を容易に投入することが可能となる。

本実施形態では、コンベヤが搬送方向に進むに連れて下方へと傾斜するローラーコンベヤ４０として構成される。これにより、搬送用ローラー４２を回転させるための電動機などを設けなくてもよくなるため、本実施形態に係る配置機構３０を一層簡単な装置構成とすることが可能となる。

本実施形態に係るロボットシステム１０は、上記配置機構３０を用いて、５つの食品１３０を整列させたあと、ロボット１１の第２エンドエフェクタ２０ｂを用いて扁平状に形成された食品１３０を一度に纏めて保持して搬送する工程（後工程）を行うことが可能である。これにより、例えば、ロボット１１の第１エンドエフェクタ２０ａにより投入された食品１３０を配置機構３０が整列位置まで搬送している間に、当該第１エンドエフェクタ２０ａがベルトコンベヤ１１０から食品１３０を搬送してきて再び配置機構３０に投入することが可能となる。したがって、ロボット１１及び配置機構３０を用いて複数の食品１３０を効率良く整列位置に配置することが可能となる。

本実施形態では、第２エンドエフェクタ２０ｂは、配置機構３０によって整列位置に配置された５つの食品１３０それぞれのエンドシール部１４８を厚さ方向に一度に纏めて挟持することで保持する。これにより、ピロー包装された５つの食品１３０を傷めることなく容易に搬送することが可能となる。

本実施形態では、第２エンドエフェクタ２０ｂは、５つの食品１３０それぞれのエンドシール部１４８に対応した５つの挟持部２５を有する。これにより、５つの食品１３０それぞれを一層確実に挟持することが可能となる。

本実施形態では、ロボットシステム１０が第１ロボットアーム１３ａ及び第１エンドエフェクタ２０ａを備えることで、５つの食品１３０それぞれを容易に配置機構３０まで搬送することが可能となる。

第１エンドエフェクタ２０ａは、蛇腹状に形成されることで軸方向に伸縮可能な筒状の吸引部２２を有する。これにより、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、食品１３０を吸引した際に吸引部２２が縮むことで当該食品１３０がベルトコンベヤ１１０の載置面から浮き上がる。したがって、当該食品１３０を載置面から持ち上げる動作が不要となる。これにより、第１エンドエフェクタ２０ａを用いて一層容易に配置機構３０まで食品１３０を搬送することが可能となる。

本実施形態に係るロボットシステム１０は、第１ロボットアーム１３ａ及び第２ロボットアーム１３ｂは１台のロボット１１に含まれることで、をコンパクト化することができる。これにより、限られた設置スペースしかない場合でもそこに適合させることが容易となる。

本実施形態に係るロボットシステム１０は、第１ロボットアーム１３ａ及び第２ロボットアーム１３ｂは、それぞれ、その基端の回転軸が同一直線上に位置することで、一層コンパクト化することができる。

（変形例）
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。したがって、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、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

上記実施形態では、図７に示したように、５つの食品１３０それぞれのエンドシール部１４８が延びる方向と５つの挟持部２５それぞれが延びる方向とを一致させ、且つ、５つの食品１３０それぞれのエンドシール部１４８が延びる方向における各々の中央部と５つの挟持部２５それぞれが延びる方向における各々の中央部とを一致させた状態で、第２エンドエフェクタ２０ｂを用いて５つの食品１３０を一度に纏めて挟持して保持する場合について説明した。しかし、この場合に限定されず、図８に示すような態様で、５つの食品１３０を一度に纏めて挟持することで保持してもよい。

図８は、上記実施形態に係る配置機構を用いて整列させた複数の食品を第２エンドエフェクタを用いて保持したときの変形例を示す第２エンドエフェクタ及びその近傍部分を示す正面図である。図８に示すように、５つの挟持部２５は、それぞれ、長手方向において一端から他端に向かうに連れて下方へと傾斜した状態で、且つ長手方向における一端側にずれた位置で包装体のお握りが収容されていない部分を厚さ方向に挟持してもよい。これにより、５つの食品１３０の包装体１４２には、それぞれ、図８において向かって右上部分が挟持されていない状態となる。このようにすることで、５つの食品１３０それぞれを各々に対応した挟持部２５で挟持したとき、挟持された部分に存在していた包装体１４２内の空気を上記右上部分へと逃がすことができる。これにより、包装体１４２内の空気による抵抗を抑制しつつ挟持部２５で食品１３０を挟持できるため、第２エンドエフェクタ２０ｂで食品１３０を確実に保持することが可能となる。

上記実施形態では、傾斜板６０は、配置機構３０の幅方向における中央部を前後方向に沿って延びる第１案内板５０ａの後端に設けられる場合について説明したが、これに限定されない。例えば、傾斜板６０は、第２案内板５０ｂの後端に設けられてもよいし、その他の整列位置よりも後方部分の第１案内板５０ａ又は第２案内板５０ｂの何れか一方の上端部に設けられてもよい。

上記実施形態では、第１エンドエフェクタ２０ａが食品１３０を保持して搬送することで食品１３０を配置機構３０へと投入し、且つ、第２エンドエフェクタ２０ｂが配置機構３０によって整列された５つの食品１３０を一度に纏めて保持する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、ロボット１１は、第１エンドエフェクタ２０ａ及び第２エンドエフェクタ２０ｂの一方のみを備え、第１エンドエフェクタ２０ａ及び第２エンドエフェクタ２０ｂの他方が行っていた作業を人手により行ってもよい。これにより、ロボットシステム１０の装置構成を簡単にでき、且つ導入コストを低く抑えることが可能となる。

上記実施形態では、第１エンドエフェクタ２０ａが吸引部２２を有し、食品１３０を当該吸引部２２に吸引することで保持する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、第１エンドエフェクタ２０ａは、食品１３０を挟持することで保持してもよいし、その他の態様で保持してもよい。

上記実施家形態では、配置機構３０がロボットシステム１０で用いられる場合について説明したが、これに限定されない。例えば、配置機構３０への食品１３０の投入、及び整列された複数の食品１３０の配置機構３０からの搬送（後工程）は、ロボット１１ではなく人手などにより行われてもよい。

上記実施形態では、配置機構３０が５つの食品１３０を整列させる場合について説明したが、これに限定されない。すなわち、配置機構３０は、２〜４つの食品１３０を整列させるように構成されてもよいし、６つ以上の食品１３０を整列させるように構成されてもよい。これにより、ロボットシステム１０の装置構成を簡単にでき、且つ導入コストを低く抑えることが可能となる。

上記実施形態では、食品１３０がお握り１４０と当該お握り１４０をピロー包装した包装体１４２とで構成される場合について説明したが、これに限定されない。すなわち、食品１３０はお握り１４０以外の可食体と当該可食体をピロー包装した包装体とで構成されてもよいし、お握り１４０又はそれ以外の可食体のみで構成されてもよい（すなわち、包装体を備えなくてもよい）。また、食品１３０の第１主面１３２ａ及び第２主面１３２ｂそれぞれは、四角形状に限定されず、円形状や三角形状などその他の形状であってもよい。

上記実施形態では、案内部が第１案内板５０ａ及び第２案内板５０ｂとして構成される場合について説明したが、これに限定されない。案内部は、例えば、搬送用ローラー４２の幅方向において所定の間隔を空けて搬送方向に沿って延びる第１棒状部材と第２棒状部材とによって構成されてもよい。なお、第１棒状部材及び第２棒状部材は、それぞれ、複数本の棒状部材を有して構成されてもよい。

上記実施形態では、配置機構３０の載置部は、ローラーコンベヤ４０の搬送用ローラー４２として構成される場合について説明したが、これに限定されない。例えば、当該載置部は、ベルトコンベヤのベルトとして構成されてもよいし、その他の態様で構成されてもよい。

上記実施形態に係る配置機構３０は、ロボット１１により投入された複数の食品１３０それぞれを整列位置まで搬送する場合について説明した。具体的には、上記実施形態に係る配置機構３０は、その載置部が食品１３０のローラーコンベヤ４０の搬送用ローラー４２として構成され、且つ、その当接部が第１案内板５０ａ及び第２案内板５０ｂ（案内部）として構成される場合について説明した。

しかしながら、この場合に限定されず、図９に示すように、ロボット１１の第１エンドエフェクタ２０ａは、複数の食品１３０それぞれを整列位置まで搬送して配置してもよい。図９は、本発明の実施形態に係るロボットシステムの変形例を示す斜視図である。図９に示すように、整列位置において複数の食品１３０それぞれがその側面１３４を当接させた状態で載置される載置部がローラーコンベヤ４０の搬送用ローラー４２として構成され、且つ、載置部上に設けられ、整列位置において複数の食品１３０それぞれがその一対の主面１３２ａ、１３２ｂの少なくとも何れか一方を当接させる当接部が第１案内板５０ａ及び第２案内板５０ｂとして構成される。

なお、図９に示す第１エンドエフェクタ２０ａは、ベルトコンベヤ１１０上で水平方向に延在する食品１３０の第２の主面１３２ｂを吸引部２２で吸引し、当該第２の主面１３２ｂを鉛直方向に延在するように向きを変えてから配置機構３０の整列位置に配置する必要がある。

したがって、本実施形態に係る吸引部２２を取り付けるための基部２１は、第１ロボットアーム１３ａのメカニカルインターフェイス１９にその基端部が取り付けられる第１部分と、当該第１部分の先端部に回転可能に取り付けられる第２部分と、を備える。そして、当該第２部分の先端部に吸引部２２が取り付けられることで、上記したように食品１３０の第２の主面１３２ｂの向きを変えてから配置機構３０の整列位置に食品１３０を配置することが可能となる。

なお、このようにした場合、配置機構３０の載置部は平板状に形成されてもよい。これにより、上記実施形態のように当該載置部がローラーコンベヤ４０の搬送用ローラー４２として構成される場合と比較して、配置機構３０の装置構成を一層簡単にすることが可能となる。

１０ ロボットシステム
１１ ロボット
１２ ベース
１３ａ 第１ロボットアーム
１３ｂ 第２ロボットアーム
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
１９ メカニカルインターフェイス
２０ａ 第１エンドエフェクタ
２０ｂ 第２エンドエフェクタ
２１ 基部
２２ 吸引部
２４ 軸部材
２５ 挟持部
２８ ロボット制御部
３０ 配置機構
４０ ローラーコンベヤ
４２ 搬送用ローラ
４４ 側部
５０ 案内板
５２、５４ 接続部
５５ 前端板
６０ 傾斜板
１１０ ベルトコンベヤ
１２０ 番重
１３０ 食品
１３２ 主面
１３４ 側面
１４０ お握り
１４２ 包装体
１４８ エンドシール部

Claims (10)

1. 複数の食品を整列位置に配置するための配置機構であって、
   前記複数の食品それぞれは、互いに平行して延在する一対の主面と、前記一対の主面を互いに結ぶ側面と、を含む扁平状に形成されており、
   前記整列位置において前記複数の食品それぞれがその側面を当接させた状態で載置される載置部と、
   前記載置部上に設けられ、前記整列位置において前記複数の食品それぞれがその一対の主面の少なくとも何れか一方を当接させる当接部と、を備え、
   前記載置部は、前記食品の側面に当接して前記食品を搬送する搬送部として構成され、
   前記当接部は、前記食品の一対の主面の少なくとも何れか一方に当接しつつ前記食品を整列位置まで案内する案内部として構成され、
   前記案内部は、前記搬送部の幅方向において内面どうしが互いに対向し、各々が前記搬送部の搬送方向と同じ方向に延びる長手寸法を有する第１案内部と第２案内部とを含み、且つ、
   前記第１又は前記第２案内部の何れか一方には、前記整列位置よりも後方部分の上端部から上方に向かうに連れて外向きに傾斜するように延在する傾斜板が設けられることを特徴とする、配置機構。
2. 前記搬送部は、搬送方向に進むに連れて下方へと傾斜するローラーコンベヤの搬送用ローラーである、請求項１に記載の配置機構。
3. 複数の食品を整列位置に配置するための配置機構と、前記配置機構によって整列位置に配置される複数の食品と、前記複数の食品を搬送するためのロボットと、を備えるロボットシステムであって、
   前記複数の食品それぞれは、
   互いに平行して延在する一対の主面と、前記一対の主面を互いに結ぶ側面と、を含む扁平状に形成され、
   可食体と前記可食体をピロー包装した包装体とによって構成され、且つ、
   前記包装体のエンドシール部が前記食品の側面において前記一対の主面の縁部に沿って延びるように形成され、
   前記配置機構は、
   前記整列位置において前記複数の食品それぞれがその側面を当接させた状態で載置される載置部と、
   前記載置部上に設けられ、前記整列位置において前記複数の食品それぞれがその一対の主面の少なくとも何れか一方を当接させる当接部と、を有し、
   前記ロボットは、
   ロボットアームと、
   前記ロボットアームに取り付けられるエンドエフェクタと、
   前記ロボットアーム及び前記エンドエフェクタを制御するロボット制御部と、を有し、
   前記エンドエフェクタは、前記配置機構によって整列位置に配置された複数の食品それぞれのエンドシール部を厚さ方向に挟持することで、前記複数の食品を一度に纏めて保持するために、前記複数の食品それぞれのエンドシール部に対応した複数の挟持部を有し、
   前記複数の挟持部は、それぞれ、長手方向において一端から他端に向かうに連れて下方へと傾斜した状態で、且つ前記長手方向における一端側にずれた位置で前記エンドシール部を含む前記包装体の可食体が収容されていない部分を厚さ方向に挟持することを特徴とする、ロボットシステム。
4. 前記ロボットアームは、第１ロボットアームと第２ロボットアームとを含み、
   前記エンドエフェクタは、前記第１ロボットアームに取り付けられる第１エンドエフェクタと、前記第２ロボットアームに取り付けられる第２エンドエフェクタと、を含み、
   前記第１エンドエフェクタが前記食品を保持して前記配置機構まで搬送し、前記第２エンドエフェクタが前記配置機構によって整列位置に配置された複数の食品を一度に纏めて保持する、請求項３に記載のロボットシステム。
5. 前記第１エンドエフェクタは、前記複数の食品それぞれを前記整列位置よりも後方部分から前記配置機構に投入し、
   前記配置機構は、前記載置部が前記食品の側面に当接して前記食品を搬送する搬送部として構成され、前記当接部が前記食品の一対の主面の少なくとも何れか一方に当接しつつ前記食品を整列位置まで案内する案内部として構成されることで、前記第１エンドエフェクタにより投入された前記複数の食品それぞれを整列位置まで搬送する、請求項４に記載のロボットシステム。
6. 前記案内部は、前記搬送部の幅方向において内面どうしが互いに対向し、各々が前記搬送部の搬送方向と同じ方向に延びる長手寸法を有する第１案内部と第２案内部とを含み、
   前記第１又は前記第２案内部の何れか一方には、前記整列位置よりも後方部分の上端部から上方に向かうに連れて外向きに傾斜するように延在する傾斜板が設けられ、
   前記第１エンドエフェクタは、前記複数の食品それぞれを前記傾斜板から前記配置機構に投入する、請求項５に記載のロボットシステム。
7. 前記第１エンドエフェクタは、前記複数の食品それぞれを前記整列位置まで搬送して前記配置機構に配置する、請求項４に記載のロボットシステム。
8. 前記第１エンドエフェクタは、蛇腹状に形成されることで軸方向に伸縮可能な筒状の吸引部を有し、且つ、前記食品の一対の主面の何れか一方を前記吸引部に吸引することで前記食品を保持する、請求項４乃至７のいずれかに記載のロボットシステム。
9. 前記第１ロボットアーム及び前記第２ロボットアームは１台のロボットに含まれる、請求項４乃至８のいずれかに記載のロボットシステム。
10. 前記第１ロボットアーム及び前記第２ロボットアームは、それぞれ、その基端の回転軸が同一直線上に位置する、請求項９に記載のロボットシステム。

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