JP6774871B2 - シート状食品の取り出し機構とそれを用いたシート状食品の取り出し方法 - Google Patents

Description

本発明は、海苔などのシート状食品の取り出し機構とそれを用いたシート状食品の取り出し方法に関する。

従来から、おにぎりの海苔巻き製造機において、成型したおにぎりに海苔を巻き付けるには海苔を重合集積した海苔スタッカーの最下部の海苔を昇降する海苔吸引装置で一枚吸着して海苔を取り出しておにぎりに供給するようにしている（例えば特許文献１を参照）。

特開２００４−７３１２９号公報

しかし、上記従来の装置では、海苔を取り出すための海苔吸引装置が必要であるため、装置が大掛かりになる、又はコストが上昇する。このような課題は、海苔だけでなく、その他のシート状食品をおにぎり等の食品に巻く作業において共通する。

本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、おにぎりの海苔巻き用の海苔を簡単に取り出すことを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明のある形態に係るシート状食品の取り出し機構は、成型された食品にシート状食品を付着させるためのシート状食品の取り出し機構であって、複数の前記シート状食品を重ね合わせた状態で収容する収容体と、前記収容体の底部に設けられ、最下部の前記シート状食品を露出する開口部と、制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記収容体の前記開口部を前記食品の直上付近に合わせ、前記シート状食品の重なり方向において、前記収容体及び／又は前記食品を移動させて、前記収容体の開口部から露出された最下部の前記シート状食品と前記食品との相対距離を変更することにより、当該最下部の前記シート状食品を取り出すように構成される。

上記構成によれば、シート状食品（海苔）の重なり方向において、例えば海苔を収容した収容体を上下動させることのみで、食品（おにぎり）に海苔が直接付着するので、簡単に海苔を取り出すことができる。

上記シート状食品の取り出し機構は、前記収容体の内部に設けられ、最上部の前記シート状食品を下方に押圧するように構成された押圧部材を更に備えてもよい。

上記構成によれば、押圧部材により、最上部のシート状食品が下方に押圧されるので、シート状食品の数が減少した場合であっても、最下部のシート状食品が開口部から露出した状態を維持することができる。シート状食品が取り出し易くなる。

上記シート状食品の取り出し機構は、先端に前記収容体が取り付けられた第１のロボットアームを有するロボットを更に備えてもよい。

上記構成によれば、例えばコンベアによって搬送されるおにぎりの直上において、ロボットアームの先端に取り付けられた収容体を上下動させることのみで、おにぎりに海苔を直接付着させることができる。

前記ロボットは、先端に前記食品を保持可能に構成されたエンドエフェクタが取り付けられた第２のロボットアームを更に有してもよい。

上記構成によれば、例えば一方のロボットアームによって保持されたおにぎりの直上において、他方のロボットアームの先端に取り付けられた収容体を上下動させることのみで、おにぎりに海苔を直接付着させることができる。

本発明のある形態に係るシート状食品の取り出し方法は、複数のシート状食品を重ね合わせた状態で収容する収容体と、前記収容体の底部に設けられ、最下部の前記シート状食品を露出する開口部と、制御手段と、を備えるシート状食品の取り出し機構を用いて、成型された食品にシート状食品を付着させるためのシート状食品の取り出し方法であって、前記制御手段により、前記収容体の前記開口部を前記食品の直上付近に合わせ、前記シート状食品の重なり方向において、前記収容体及び／又は前記食品を移動させて、前記収容体の開口部から露出された最下部の前記シート状食品と前記食品との相対距離を変更することにより、当該最下部の前記シート状食品を取り出す。

本発明によれば、以上に説明した構成を有し、おにぎりの海苔巻き用の海苔を簡単に取り出すことができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係るシート状食品の取り出し機構の全体の構成を示す斜視図である。 図２は、図１のロボットの一例の全体的な構成を概略的に示す正面図である。 図３は、図２のエンドエフェクタの構成の一例を示した模式図である。 図４は、図２のロボットの制御装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。 図５は、図１のシート状食品の取り出し方法の手順の一例を示すフローチャートである。 図６は、図１のシート状食品の取り出し機構の動作の一例を示す図である。 図７は、本発明の変形例に係るエンドエフェクタの構成を概略的に示す図である。 図８は、本発明の第２実施形態に係るエンドエフェクタの構成を概略的に示す図である。

以下、好ましい実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図面を通じて同一また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。さらに、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。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るシート状食品の取り出し機構の全体の構成を示す斜視図である。シート状食品の取り出し機構は、成型された食品にシート状に成型された食品（以下、シート状食品ともいう）を付着させる作業に使用される。図１に示すように、本実施形態では食品４０は、扁平な円柱形状に成型された米飯（以下、おにぎりという）である。シート状食品５０は矩形状に切断されたおにぎりの海苔巻き用の海苔である。本実施形態ではロボット１１により本発明に係るシート状食品５０の取り出し機構１を構成した場合について説明する。ロボット１１は、ベース１２に支持された一対のロボットアーム１３，１３を備えた双腕ロボットである。ただし、シート状食品５０の取り出し機構１はロボット１１により構成される場合に限定されない。なお、このロボット１１について、水平多関節型の双腕ロボットを説明するが、水平多関節型・垂直多関節型などのロボットを採用することができる。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。

ロボット１１の正面にはベルトコンベア５１が配置されている。本実施形態では、一対のロボットアーム１３，１３の作業領域は、ベルトコンベア５１の一部を覆う領域である。ベルトコンベア５１は複数のおにぎり（４０）を所定の間隔を空けてロボット１１の正面右側から左側へ移送するための装置であり、左右方向に延びている。

図２は、ロボット１１の一例の全体的な構成を概略的に示す正面図である。図２に示すように、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ロボットアーム（以下、単に「アーム」と記載する場合がある）１３、１３と、ベース１２内に収納された制御装置１４とを備えている。各アーム１３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ロボットアームであって、アーム部１５とリスト部１７とエンドエフェクタ１８とを備えている。なお、右のアーム１３および左のアーム１３は、実質的に同じ構造であってもよい。また、右のアーム１３および左のアーム１３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。

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は、リスト部１７の回動部１７ｂに連結されている。本実施形態ではエンドエフェクタ１８は、左右のアーム１３のそれぞれの先端に設けられている。なお、左右のエンドエフェクタ１８は、同じ構造である。

上記構成の各アーム１３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１３、１３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３は、ロボット１１のエンドエフェクタ１８の構成を示した模式図である。図３に示すように、エンドエフェクタ１８は、アーム１３の先端（図２のリスト部１７の回動部１７ｂ）に取付けられ、複数の海苔（５０）を収容する収容箱１８ａと、収容箱１８ａの底部に設けられた取り出し口１８ｂとを備える。

収容箱１８ａは、複数の海苔（５０）を重ね合わせた状態で収容するように構成される。取り出し口１８ｂは、収容箱１８ａの底部において、最下部の海苔（５０）を露出するように開口している。尚、同図では説明の都合上、収容箱１８ａの内部に収容された海苔（５０）を示しているが、実際の構成では外部から収容箱１８ａの内部の様子は視認できない（図１参照）。つまり、収容箱１８ａはティッシュ箱を逆さにしたような形状をしている。収容箱１８ａは、アーム１３の先端に取り付けられているので、アーム１３の動作を制御することにより、収容箱１８ａを任意の位置に位置決め制御可能である。

図４は、ロボット１１の制御装置１４の構成を概略的に示す機能ブロック図である。図４に示すように、制御装置１４は、ＣＰＵ等の演算部１４ａと、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部１４ｂと、サーボ制御部１４ｃと、を備える。制御装置１４は、例えばマイクロコントローラ等のコンピュータを備えたロボットコントローラである。なお、制御装置１４は、集中制御する単独の制御装置１４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装置１４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のソフトウェアを読み出して実行することにより、ロボット１１の各種動作を制御する。すなわち、演算部１４ａは、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、ロボット１１の各アーム１３の関節Ｊ１〜Ｊ４等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。

次に、シート状食品５０の取り出し機構１の動作について図５のフローチャートを用いて説明する。まず、制御装置１４は、アーム１３の動作を制御して、アーム１３の先端に取り付けられた収容箱１８ａの取り出し口１８ｂを、予め定められた所定の位置に位置決め制御する（図５のステップＳ１）。所定の位置とは、ベルトコンベア５１上に配置されたおにぎり（４０）の直上付近の位置である（図３参照）。尚、取り出し機構１の動作時ではベルトコンベア５１は動作を一時停止して、ベルトコンベア５１上のおにぎり（４０）は静止しているが、ベルトコンベア５１が動作し、制御装置１４がベルトコンベア５１の動作に合わせてアーム１３を追従制御してもよい。

次に、制御装置１４は、図６に示すように、アーム１３の動作を制御して上下動させる（図５のステップＳ２）。これにより、海苔（５０）の重なり方向において、収容箱１８ａの取り出し口１８ｂから露出された最下部の海苔（５０）とおにぎり（４０）との距離が変更され、最下部の海苔（５０）がおにぎり（４０）に直接付着する。作業終了までステップＳ１及びＳ２の動作を繰り返す（図５のステップＳ３）。このように、本実施形態によれば、収容箱１８ａを上下動させることのみで、最下部の海苔（５０）がおにぎり（４０）に直接付着するので、簡単に海苔（５０）を取り出すことができる。

（変形例）
図７は、本発明の変形例に係るシート状食品の取り出し機構１Ａの構成を概略的に示す図である。図７に示すように、本実施形態では、第１実施形態（図３）と比較すると、他方のアーム１３の先端におにぎり（４０）を保持可能に構成されたエンドエフェクタ１９が取り付けられる点が異なる。エンドエフェクタ１９が取り付けられたアーム１３の動作を制御することにより、おにぎり（４０）を移動させて、最下部の海苔（５０）とおにぎり（４０）との相対距離を変更してもよい。また、エンドエフェクタ１８が取り付けられたアーム１３とエンドエフェクタ１９が取り付けられたアーム１３の双方の動作を制御することにより、収容箱１８ａ及びおにぎり（４０）を移動させて、上記相対距離を変更してもよい。このような構成であっても、本実施形態と同様な効果を奏することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。以下では、第１実施形態と共通する構成の説明は省略し、相違する構成についてのみ説明する。

図８は、本発明の第２実施形態に係るシート状食品の取り出し機構１Ｂの構成を概略的に示す図である。図８に示すように、本実施形態では、第１実施形態（図３）と比較すると、エンドエフェクタ１８が、収容箱１８ａの内部に設けられ、最上部の海苔（５０）を下方に押圧するように構成された押圧部材１８ｃを更に備える点が異なる。押圧部材１８ｃは、収容箱１８ａの内部の天井に設けられた弾性体と、弾性体の下端に取り付けられた矩形の当て板１８ｄで構成される。本実施形態では弾性体はバネであるが、ゴムでもよい。ここでは弾性体の下端の当て板１８ｄの下面が最上部の海苔（５０）に接するように配置される。本実施形態によれば、最上部の海苔（５０）に接している弾性体の弾性力により、海苔（５０）が下方に押圧されるので、収容箱１８ａの海苔（５０）の数が減少した場合であっても、最下部の海苔（５０）が取り出し口１８ｂから露出した状態を維持することができる。海苔（５０）を取り出し易くなる。

尚、本実施形態では、押圧部材１８ｃは、弾性体と当て板で構成されたが、最上部の海苔（５０）を下方に押圧するように構成された部材であれば、これに限られない。例えばエア噴射可能な部材を収容箱１８ａの内部に設け、エア噴射により最上部の海苔（５０）を下方に押圧してもよい。また、最上部の海苔（５０）の上に重しを配置することにより、海苔（５０）を下方に押圧してもよい。

（その他の実施形態）
尚、上記実施形態ではロボット１１により本発明に係るシート状食品５０の取り出し機構１を構成したが、ロボットに限らず、位置決め制御が可能な専用装置で実現されてもよい。

尚、本実施形態では、シート状食品５０は、海苔であったが、その他の例示として、肉（肉巻きおにぎり）、玉子焼き（玉子巻きおにぎり）、油揚げ（稲荷寿司）、昆布（昆布巻きおにぎり）等でもよい。

尚、上記実施形態の食品４０は、扁平な円柱形状に成型された米飯であったが、これに限らず、三角の柱状体に成型された米飯でもよい。また、米飯に限らず、もち米を加工して作られた餅でもよい。

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／または機能の詳細を実質的に変更できる。

本発明は、海苔などの複数のシート状食品の取り出し作業に有用である。

１，１Ａ，１Ｂ 取り出し機構
１１ ロボット
１３ ロボットアーム
１８ エンドエフェクタ
１８ａ 収容箱（収容体）
１８ｂ 取り出し口（開口部）
１８ｃ 弾性部材（押圧部材）
１８ｄ 当て板
４０ おにぎり（食品）
５０ 海苔（シート状食品）
５１ コンベア

Claims (3)

1. 成型された食品にシート状食品を付着させるためのシート状食品の取り出し機構であって、
   複数の前記シート状食品を重ね合わせた状態で収容する収容体と、
   前記収容体の底部に設けられ、最下部の前記シート状食品を露出する開口部と、
   制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、
   前記収容体の前記開口部を前記食品の直上付近に合わせ、前記シート状食品の重なり方向において、前記収容体及び／又は前記食品を移動させて、前記収容体の開口部から露出された最下部の前記シート状食品と前記食品との相対距離を変更することにより、当該最下部の前記シート状食品を取り出すように構成され、
   先端に前記収容体が取り付けられた第１のロボットアームを有するロボットを更に備え、
   前記ロボットは、先端に前記食品を保持可能に構成されたエンドエフェクタが取り付けられた第２のロボットアームを更に有する、シート状食品の取り出し機構。
2. 前記収容体の内部に設けられ、最上部の前記シート状食品を下方に押圧するように構成された押圧部材を更に備える、請求項１に記載のシート状食品の取り出し機構。
3. 複数のシート状食品を重ね合わせた状態で収容する収容体と、前記収容体の底部に設けられ、最下部の前記シート状食品を露出する開口部と、制御手段と、を備えるシート状食品の取り出し機構を用いて、成型された食品にシート状食品を付着させるためのシート状食品の取り出し方法であって、
   前記シート状食品の取り出し機構は、先端に前記収容体が取り付けられた第１のロボットアームを有するロボットを更に備え、
   前記ロボットは、先端に前記食品を保持可能に構成されたエンドエフェクタが取り付けられた第２のロボットアームを更に有し、
   前記制御手段により、前記収容体の前記開口部を前記食品の直上付近に合わせ、前記シート状食品の重なり方向において、前記収容体及び／又は前記食品を移動させて、前記収容体の開口部から露出された最下部の前記シート状食品と前記食品との相対距離を変更することにより、当該最下部の前記シート状食品を取り出す、シート状食品の取り出し方法。

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