JP6943259B2 - 容器詰めシステム及び容器詰め方法 - Google Patents
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Description
図1に示される、本実施形態に係る番重詰めシステム1(容器詰めシステム)は、食品製品FP(対象物)を番重FT(容器)に格納する(詰め込む)システムであり、より詳細には、2つ以上の食品製品FPをまとめて番重FTに格納するシステムである。番重FTとは、食品製品FPを運ぶための薄型の容器である。番重FTは、上面部分が開口部APとなっており、当該開口部APから食品製品FPを投入することができる。2つ以上の食品製品FPをまとめて番重FTに運搬するとは、2つ以上の食品製品を同時に1つの番重FTに運搬することを意味している。食品製品FPとは、実際に食する食品部分FOと、該食品部分FOを包装する包装部分PAとを合わせた、製品として売り出される状態のものをいう。食品製品FPの一例としては、コンビニエンスストアやスーパー等で売られるおにぎり、サンドイッチ、パッケージ済みの弁当及び惣菜等が挙げられる。
図1、図2(a)及び図2(b)に示すように、番重詰め装置10は、搬送機構11と、ロボット16(運搬機構)と、ハンド17と、番重移動機構18とを備える。搬送機構11は、ハンド17による保持が可能な位置まで食品製品FPを搬送する機能を有する。搬送機構11は、搬送ライン12と、貯留エリア13と、移送機構14と、傾斜機構15とを備える。図3も参照しながら、搬送機構11の各構成について詳細に説明する。なお、図1は、番重詰め装置10のうち特に本実施形態の説明に係る部分を抜き出して示している。一方で図2は、番重詰め装置10の実稼働時の様子を示しており、図2(a)は番重詰め装置10を2つ、平行に配置した場合の平面図である。
搬送ライン12は、複数の食品製品FPを連続的に搬送する搬送路である。図3に示すように、搬送ライン12は、ベルトコンベア21を有する。ベルトコンベア21上には、例えば等間隔で複数の食品製品FPが載置されている(図1参照)。ベルトコンベア21は、アクチュエータを動力源としており、コントローラ90の制御に応じて、複数の食品製品FPを貯留エリア13方向(図1及び図3にて矢印で示す方向)に搬送する。ベルトコンベア21は、一定或いは可変速度で食品製品FPを搬送する。搬送ライン12の延在方向に交差する方向において搬送ライン12を挟むようにして、貯留エリア13と移送機構14とが設けられている。
貯留エリア13は、搬送ライン12を搬送されてきた食品製品FPを貯留するエリアである。図3に示すように、貯留エリア13は、搬送ライン12に交差するように設けられている。貯留エリア13は、第1エリア13aと、該第1エリア13aとは領域が異なる第2エリア13bとを有している。第1エリア13a及び第2エリア13bは、例えば互いに平行に延び、互いに同様の構成とされている。第1エリア13a及び第2エリア13bは、基部31と、スライド部32とを有する。基部31は、搬送ライン12の側面から搬送ライン12に交差する方向に延びている。
移送機構14は、食品製品FPを搬送ライン12から貯留エリア13に移送する機構である。図3に示すように、移送機構14は、貯留エリア13との間に搬送ライン12を挟む位置に設けられている。移送機構14は、貯留エリア13の第1エリア13aに食品製品FPを移送する第1移送機構14aと、第2エリア13bに食品製品FPを移送する第2移送機構14bとを有する。第1移送機構14a及び第2移送機構14bは、互いに同様の構成とされており、ストッパー部41と、押出機構42とを有する。
傾斜機構15は、貯留エリア13を傾斜させる機構である。図3に示すように、傾斜機構15は、貯留エリア13の第1エリア13aを傾斜させる第1傾斜機構15aと、第2エリア13bを傾斜させる第2傾斜機構15bとを有する。第1傾斜機構15a及び第2傾斜機構15bは、回転アクチュエータ51を有する。回転アクチュエータ51は、例えば電動モータである。回転アクチュエータ51は、基部31と連結しており、コントローラ90の制御に応じて、基部31の延在方向と平行な軸線Lを回転軸として回転し、貯留エリア13を傾斜させる。より詳細には、第1傾斜機構15aの回転アクチュエータ51は、第2エリア13bが設けられた方向と反対側に第1エリア13aが傾斜するように、第1エリア13aの基部31の延在方向と平行な軸線Laを回転軸として回転する。なお、第1傾斜機構15aの回転アクチュエータ51は、第2エリア13bが設けられた方向に傾斜するように、第1エリア13aの基部31の延在方向と平行な軸線Laを回転軸として回転してもよい。また、第2傾斜機構15bの回転アクチュエータ51は、第1エリア13aが設けられた方向と反対側に第2エリア13bが傾斜するように、第2エリア13bの基部31の延在方向と平行な軸線Lbを回転軸として回転する。なお、第2傾斜機構15bの回転アクチュエータ51は、第1エリア13aが設けられた方向に傾斜するように、第2エリア13bの基部31の延在方向と平行な軸線Lbを回転軸として回転してもよい。貯留エリア13が傾斜することにより、載置部32aに載置された複数の食品製品FPが傾斜方向に落下する。傾斜に先立って或いは傾斜タイミングに合わせて、当該落下位置には、ロボット16に装着されたハンド17が配置されるようになっており、ハンド17に複数の食品製品FPが格納されることとなる(詳細は後述)。
次に、図4も参照しながら、ロボット16の各構成について詳細に説明する。ロボット16は、多関節アーム61を有するシリアルリンク型のロボットである。図4に示すように、多関節アーム61は、基台62と、旋回部63と、多関節アーム61を構成するアーム64,65と、リスト66と、エンド部67と、モータ100,200,300,400,500,600とを有している。ロボット16は、多関節アーム61の先端部に設けられたエンド部67にハンド17を装着している。ロボット16は、コントローラ90の制御に応じてハンド17を移動させることによりハンド17に2つ以上の食品製品FPを保持させると共に、コントローラ90の制御に応じてハンド17を移動させることにより2つ以上の食品製品を番重FTに運搬する(詳細は後述)。
次に、図5も参照しながら、ハンド17の各構成について詳細に説明する。ハンド17は、貯留エリア13に貯留されている2つ以上の食品製品FPをまとめて保持可能に構成されている。図5に示すように、ハンド17は、食品製品FPを格納する格納部71と、エンド部67に連結(装着)される連結部72とを有する。格納部71は、略四角錐台状の筒状部材であり、上面及び底面を形成する2枚の平面がいずれも開口面とされている。当該2枚の開口面のうち一方は、食品製品FPを投入するための開口部分73であり、他方は、開口部分73より投入された食品製品FPの先端(上端)部分を格納部71の外部に露出させる開口部分74(図4参照)である。開口部分73は、開口部分74よりも開口面積が大きい。
次に、図7も参照しながら、番重移動機構18の各構成について詳細に説明する。番重移動機構18は、番重FTの移動に係る機構である。図7に示すように、番重移動機構18は、空番重ライン81(空容器ライン)と、詰め込み番重ライン82(詰め込み容器ライン)と、番重取り出し機構83(容器取り出し機構)と、台車移動機構84と、台車補充機構85とを有する。
次に、図8も参照しながら、コントローラ90の詳細について説明する。図8に示すように、コントローラ90は、搬送ライン12、貯留エリア13、移送機構14、傾斜機構15、ロボット16、及び番重移動機構18を制御する。
次に、番重詰めシステム1による番重FTへの食品製品FPの番重詰め処理(容器詰め方法)について、図11を参照して説明する。
移送制御部93による処理(ステップS2)では、貯留エリア13の第1エリア13aに2つ以上の食品製品FPが連続して移送される第1制御と、第2エリア13bに2つ以上の食品製品FPが連続して移送される第2制御とが交互に繰り返し行われるように、第1移送機構14a及び第2移送機構14bが制御される。図12に示すように、移送制御の処理手順は、ステップS21〜S23を含む。ステップS21では、移送制御部93が、前回移送のエリアに食品製品FPを所定回数連続して移送しているか否かを判定する。所定回数連続して移送していない場合には、ステップS22において、移送制御部93が、前回移送のエリアと同一のエリアに食品製品FPを移送し、再度、ステップS21の判定が行われる。一方で、前回移送のエリアに食品製品FPを所定回数連続して移送している場合には、ステップS23において、移送制御部93が、貯留エリアを切り替え、前回移送のエリアと異なるエリアに食品製品FPを移送する。
図13に示すように、保持制御の処理手順は、ステップS51〜S53を含む。ステップS51では、保持制御部95が、ハンドが所定位置に配置されるようにロボット16を制御する。例えば第1エリア13aが傾斜させられる場合には、保持制御部95は、傾斜制御部94による第1エリア13aの傾斜タイミングに合わせて、第1エリア13aの斜め下方(例えば、第2エリア13bが設けられた方向と反対側の斜め下方)に、開口部分73が上向きとされたハンド17が配置されるようにロボット16を制御する。また第2エリア13bが傾斜させられる場合には、保持制御部95は、傾斜制御部94による第2エリア13bの傾斜タイミングに合わせて、第2エリア13bの斜め下方(例えば、第1エリア13aが設けられた方向と反対側の斜め下方)に、開口部分73が上向きとされたハンド17が配置されるようにロボット16を制御する。
図14に示すように、運搬制御の処理手順は、ステップS61〜S62を含む。ステップS61では、運搬制御部96が、同一の番重FTに対しての運搬回数を取得する。運搬制御部96は、例えば運搬を行うたびに所定のカウンタに記録を行い、当該カウンタを参照することにより運搬回数を取得してもよい。そして、ステップS62では、運搬制御部96が、取得した運搬回数に応じた位置に、食品製品FPを運搬する。このようにして、運搬制御部96は、同一の番重FTに対して食品製品FPの運搬が繰り返し行われ直近の運搬箇所と異なる箇所に食品製品FPが運搬されるように、ロボット16を制御する。
次に、図15に示される番重移動制御を示すフローチャート、及び図16〜図19に示される番重移動を説明する模式図を参照して、番重移動制御について説明する。図15に示すように、番重移動制御の処理手順は、ステップS81〜S89を含む。ステップS81では、番重移動制御部97が、空番重ライン81に空番重セットESが搬入されるように空番重ライン81のベルトコンベアのアクチュエータを制御する(図16(a))。具体的には、番重移動制御部97は、空番重ライン81の所定の投入口IN(図7参照)に投入された空番重セットESが、番重取り出し機構83方向に搬送されるように、空番重ライン81のベルトコンベアのアクチュエータを制御する。空番重ライン81では、空番重セットESを載置した台車DOを含めて番重取り出し機構83方向に搬送される。空番重セットESは、番重取り出し機構83の番重昇降ユニット83aが配置された箇所まで、空番重ライン81により搬送される(図16(b))。
以上に説明したように、番重詰めシステム1は、複数の食品製品FPを連続的に搬送する搬送ライン12と、食品製品FPを貯留する貯留エリア13と、食品製品FPを、搬送ライン12から貯留エリア13に移送する移送機構14と、貯留エリア13に貯留されている2つ以上の食品製品FPをまとめて保持可能なハンド17と、ハンド17を移動させ2つ以上の食品製品FPを、開口部APを有する番重FTに運搬するロボット16と、を備える。
Claims (12)
- 複数の対象物を連続的に搬送する搬送ラインと、
複数の対象物を前記搬送ラインから順次送り出し、前記搬送ラインに交差する方向に沿って第1エリアに整列させる第1移送機構と、
複数の対象物を前記搬送ラインから順次送り出し、前記搬送ラインに交差する方向に沿って第2エリアに整列させる第2移送機構と、
前記第1エリアにおける対象物の整列方向に平行な軸線まわりに前記第1エリアを傾斜させる第1傾斜機構と、
前記第2エリアにおける対象物の整列方向に平行な軸線まわりに前記第2エリアを傾斜させる第2傾斜機構と、
前記搬送ラインに交差する方向に沿って整列した対象物をまとめて保持可能なハンドと、
複数の対象物を収容可能な容器が配置される第3エリアと前記第1エリアとの間で前記ハンドを移動させ、前記第3エリアと前記第2エリアとの間で前記ハンドを移動させる多関節アームと、を備え、
前記ハンドは、整列した状態で複数の対象物を格納する格納部と、前記格納部内における対象物の整列方向に沿って延び、当該整列方向に垂直な方向に向かって開口し、当該整列方向に沿って整列した対象物をまとめて前記格納部内に受け入れる開口部分と、を有する容器詰めシステム。 - 前記第1エリアに整列した複数の対象物を前記第3エリアに運搬する第1搬送制御と、前記第2エリアに整列した複数の対象物を前記第3エリアに運搬する第2搬送制御と、を実行するように構成されたコントローラを更に備え、
前記第1搬送制御において、前記コントローラは、前記開口部分が、前記第1エリアにおける複数の対象物の整列方向に平行に延び、且つ上向きとなるように、前記多関節アームによって前記ハンドを前記第1エリアの斜め下方に配置することと、前記第1エリアに整列した複数の対象物を前記格納部内に移すように、前記第1傾斜機構により前記第1エリアを傾斜させることと、前記多関節アームによって前記ハンドを前記第1エリアから前記第3エリアに移動させることと、を実行し、
前記第2搬送制御において、前記コントローラは、前記開口部分が、前記第2エリアにおける複数の対象物の整列方向に平行に延び、且つ上向きとなるように、前記多関節アームによって前記ハンドを前記第2エリアの斜め下方に配置することと、前記第2エリアに整列した複数の対象物を前記格納部内に移すように、前記第2傾斜機構により前記第2エリアを傾斜させることと、前記多関節アームによって前記ハンドを前記第2エリアから前記第3エリアに移動させることと、を実行する、請求項1記載の容器詰めシステム。 - 前記コントローラは、前記第1搬送制御と、前記第2搬送制御とを交互に実行し、前記第1搬送制御の実行中に、前記第2移送機構により複数の対象物を前記搬送ラインから順次送り出して前記第2エリアに整列させ、前記第2搬送制御の実行中に、前記第1移送機構により複数の対象物を前記搬送ラインから順次送り出して前記第1エリアに整列させる、請求項2記載の容器詰めシステム。
- 前記コントローラは、前記第3エリアへの複数の対象物の運搬が繰り返し行われ、直近の運搬箇所と異なる箇所に複数の対象物が運搬されるように前記多関節アームを制御するように構成されている、請求項2又は3記載の容器詰めシステム。
- 複数の空の容器を積み重ねた空容器セットを搬送する空容器ラインと、
前記空容器セットに含まれている複数の前記空の容器それぞれに、前記多関節アームによって前記対象物が運搬されるように、前記空容器セットから前記空の容器を1つずつ取り出す容器取り出し機構と、を更に備える、請求項1〜4のいずれか一項記載の容器詰めシステム。 - 前記空容器ラインは、前記空容器セットを載置した台車を含めて搬送可能に構成されている、請求項5記載の容器詰めシステム。
- 前記多関節アームにより前記対象物が詰め込まれた容器を積み重ねた詰め込み容器セットを搬送する詰め込み容器ラインを更に備え、
前記第3エリアは、前記詰め込み容器ライン上に位置し、
前記容器取り出し機構は、取り出した前記空の容器を前記第3エリアに配置する、請求項5又は6記載の容器詰めシステム。 - 前記空容器ラインは、前記空容器セットを載置した台車を含めて搬送可能に構成されており、
前記詰め込み容器ラインは、前記詰め込み容器セットを載置した台車を含めて搬送可能に構成されており、
前記空容器ラインにおいて前記空容器セットを載置していた前記台車を、前記詰め込み容器ラインに移動させる台車移動機構を更に備える、請求項7記載の容器詰めシステム。 - 予め保管した前記台車を、前記詰め込み容器ラインに補充する台車補充機構を更に備える、請求項8記載の容器詰めシステム。
- 複数の対象物を連続的に搬送する搬送ラインと、
複数の対象物を前記搬送ラインから順次送り出し、前記搬送ラインに交差する方向に沿って貯留エリアに整列させる移送機構と、
前記貯留エリアにおける対象物の整列方向に平行な軸線まわりに前記貯留エリアを傾斜させる傾斜機構と、
前記搬送ラインに交差する方向に沿って整列した対象物をまとめて保持可能なハンドと、
複数の対象物を収容可能な容器が配置される容器エリアと前記貯留エリアとの間で前記ハンドを移動させる多関節アームと、を備え、
前記ハンドは、整列した状態で複数の対象物を格納する格納部と、前記格納部内における対象物の整列方向に沿って延び、当該整列方向に垂直な方向に向かって開口し、当該整列方向に沿って整列した対象物をまとめて前記格納部内に受け入れる開口部分とを有する容器詰めシステム。 - 前記開口部分が、前記貯留エリアにおける複数の対象物の整列方向に平行に延び、且つ上向きとなるように、前記多関節アームによって前記ハンドを前記貯留エリアの斜め下方に配置することと、前記貯留エリアに整列した複数の対象物を前記格納部内に移すように、前記傾斜機構により前記貯留エリアを傾斜させることと、前記多関節アームによって前記ハンドを前記貯留エリアから前記容器エリアに移動させることと、を実行するように構成されたコントローラを更に備える、請求項10記載の容器詰めシステム。
- 複数の対象物を連続的に搬送するように搬送ラインを制御することと、
複数の対象物を前記搬送ラインから順次送り出し、前記搬送ラインに交差する方向に沿って貯留エリアに整列させるように移送機構を制御することと、
整列した状態で複数の対象物を格納する格納部と、前記格納部内における対象物の整列方向に沿って延び、当該整列方向に垂直な方向に向かって開口し、当該整列方向に沿って整列した対象物をまとめて前記格納部内に受け入れる開口部分とを有するハンドの前記開口部分が、前記貯留エリアにおける複数の対象物の整列方向に平行に延び、且つ上向きとなるように、多関節アームによって前記ハンドを前記貯留エリアの斜め下方に配置することと、
前記貯留エリアに整列した複数の対象物を前記格納部内に移すように、傾斜機構により、前記貯留エリアにおける対象物の整列方向に平行な軸線まわりに前記貯留エリアを傾斜させることと、
前記多関節アームによって、前記貯留エリアから、複数の対象物を収容可能な容器が配置される容器エリアに前記ハンドを移動させることと、を含む容器詰め方法。
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