JPH11292276A

JPH11292276A - 被把持物自動切り分け装置

Info

Publication number: JPH11292276A
Application number: JP10104247A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Yamashita; 和己山下; Zen Hirabayashi; 漸平林; Masaki Kanazawa; 正樹金澤
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1998-04-15
Filing date: 1998-04-15
Publication date: 1999-10-26

Abstract

(57)【要約】【課題】作業員の負担軽減及び、より少ない作業員に
よる作業が可能な被把持物自動切り分け装置を提供す
る。【解決手段】コンベアＡ２に山盛り状態の惣菜１は、
コンベアＢ３に切り分けて、下流に移送される。ＣＣＤ
カメラ６は、切り分けられた移送中の惣菜１の画像を取
り込み、画像処理装置（図示省略）で、惣菜１の位置情
報を検出する。コンベアＢ３の中間位置近傍には、把持
ロボット５を設置している。把持ロボット５には、アー
ムの先端に、惣菜１を把持可能な把持ハンド７を取付け
ている。上記位置情報に基づいて、目的の惣菜１の中心
にくるように、把持ハンド７を制御し、惣菜１を把持
し、後工程の所定位置に運ぶ。コンベアＢ３の終端付近
には、回帰コンベア４ａ、４ｂを設け、例えば把持に失
敗した惣菜１を上流側へ戻すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被把持物例えば食
品を自動的に切り分け等ができる被把持物自動切り分け
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の切り分け作業の様子を図６に平面
図で示す。従来、食品の製造工程において、把持型のロ
ボット（図示省略）を用いて食品、例えば惣菜１を移送
する場合には、ロボットが惣菜１を把持できるように、
山盛り状態の惣菜１を切り分ける必要があり、このた
め、作業員６１が手作業にて惣菜１をパレット６２に並
べて、パレット６２をロボットの持ちやすい位置に整列
させ、又はコンベア上に切り分けていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような方
法の場合、作業自体が単純で、かつ作業員６１にとって
はきつい作業になる。また、食品を扱うことから、衛生
面の配慮のため、作業員６１は衛生的なユニフォームス
タイルで作業するものの、完全を期し難いという面もあ
る。さらに、その作業性が悪く、人手がかかり、将来的
にも人手不足が懸念される。本発明は、かかる状況に鑑
みてなされたものであり、作業員の負担軽減及びより少
ない作業員による作業が可能な被把持物自動切り分け装
置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するためになされたものであり、第１のコンベアの
被把持物を、その下流に位置する第２のコンベアに切り
分けた後、アクチュエータで上記被把持物を把持し、把
持されずに上記アクチュエータを通過した上記被把持物
を、第３のコンベアで上記アクチュエータよりも上流側
へ戻す。被把持物が食品、例えば惣菜の場合（例えば把
持用惣菜自動切り分け装置を用いた場合）、惣菜をコン
ベアＡ（第１のコンベア）に山盛り状態に置き、コンベ
アＢ（第２のコンベア）に惣菜を切り分け、ビジョンセ
ンサ（画像処理）により惣菜の位置を検知し、ロボット
（アクチュエータ）が把持する。もし、惣菜をつかむの
に失敗したときには、最下流から上流へ流すコンベア
（第３のコンベア）を使用し、ループさせることが可能
である。

【０００５】また、第１のコンベアとして振動コンベア
を用い、該第１のコンベアの被把持物を障害により、そ
の下流に位置する第２のコンベアに切り分けた後、画像
処理により検出した上記被把持物の位置情報に基づいて
アクチュエータで上記被把持物を把持し、把持されずに
上記アクチュエータを通過した上記被把持物を、第３の
コンベアで上記アクチュエータよりも上流側へ戻すよう
に構成しても、上記課題を解決できる。すなわち、惣菜
は、コンベアＡ、コンベアＢのスピード差、その他の障
害により切り分けられ、コンベアＢよりビジョンセンサ
にて位置及び方向等（位置情報）を認識し、それを把持
する。また、コンベアＡを振動コンベアに置き換えるこ
とも可能である。

【０００６】また、惣菜の調理機（例えばオーブン、フ
ライヤ）から直接コンベアで搬送され、コンベアＡに落
としこむことも可能であるように構成しても良い。ま
た、コンベアＡは、簡単に装着が可能であり、惣菜を入
れてストックとして蓄えておく（保存する）ことが可能
であるように構成しても良い。

【０００７】本発明は、重なって山盛りになって供給さ
れる被把持物（例えば惣菜等の食品）を、コンベア搬送
により、更には適宜振動コンベア搬送を用いて切り分
け、ビジョンセンサ（画像処理装置）にて位置及び方向
等を認識し、把持ロボット（アクチュエータ）で把持す
る。こうして、本発明では、従来手作業にて切り分けら
れている作業方法を、コンベア及び振動コンベア搬送と
ビジョンセンサ（画像処理装置）の付帯装置で自動化を
図った。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る被把持物自動
切り分け装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る被把持物自動切
り分け装置の斜視図で、図２は、第２の実施形態の場合
の斜視図であり、図３は、第３の実施形態の場合の平面
図、図４は図３の側面図、図５は図３の部分的拡大図で
ある。

【０００９】第１の実施形態に係る被把持物自動切り分
け装置は、被把持物としての惣菜１を各種のコンベアに
より移送するもので、図１に示すように、コンベアＡ２
及びコンベアＢ３、並びに回帰コンベア４ａ、４ｂの複
数のコンベアを備えている。コンベアＡ２は、コンベア
Ｂ３の上方に位置しており、その終端がコンベアＢ３の
中間位置若しくは上流端となるように、設置している。
コンベアＢ３は、コンベアＡ２の下流に位置しており、
両者は、一方向に作動する。惣菜１は、コンベアＡ２に
て例えば山盛りで供給される。コンベアＡ２が作動する
ことにより、惣菜１はコンベアＢ３の方向（下流方向）
に移送され、コンベアＢ３に切り分ける。コンベアＢ３
の側方には、把持ロボット５を配置している。

【００１０】把持ロボット５は、そのアームを屈曲させ
る方向を９０度変えたいわゆる水平多関節型（スカラロ
ボット）である。把持ロボット５は、アームの先端に把
持ハンド７を有しており、垂直軸（腕軸）回りに旋回可
能である。把持ハンド７は昇降可能であり、惣菜１の把
持が可能な構造である。把持ロボット５及び把持ハンド
７は、制御装置（図示省略）によりその動きが制御され
ており、コンベアＢ３とその後工程の所定位置（図示省
略）との間の空間を自在に移動することができる。ま
た、その動力は、本実施形態では、比較的軽量な食品で
ある惣菜１を扱うことから電気式を用いていても良い
が、その他、使用条件に応じては、油圧式又は空気圧式
のいずれかを採用しても良い。なお、図１においては、
把持ハンド７は、コンベアＢ３の下流寄りの上方に位置
している。

【００１１】ＣＣＤカメラ６は、コンベアＢ３の上流寄
りの側方に位置しており、切り分けられてコンベアＢ３
上を移送している惣菜１の画像を取り込むことができる
ように、その方向を調整してある。ＣＣＤカメラ６に画
像が取り込まれると、画像処理装置（図示省略）により
データ処理され、それぞれの惣菜１の位置や方向等の位
置情報を検出する。この結果をベースにして、制御装置
は、把持ロボット５を作動して、把持ハンド７が目的と
している惣菜１の中心にくるように制御する。その後、
把持ハンド７により、把持動作を行う。把持した後は、
把持ハンド７が後工程（例えば盛付け）の所定位置とな
るように、把持ロボット５を制御し、惣菜１を運ぶ。な
お、惣菜１は、コンベアＢ３からその後工程へは、すべ
て把持ハンド７により運ばれるように製造加工ライン
（もしくは盛付け作業ライン）が設計されている。コン
ベアＢ３の終端付近には、回帰コンベア４ａが配置して
いる。回帰コンベア４ａ及び、これに連接してその終端
がコンベアＢ３である回帰コンベア４ｂにより、上流へ
の循環が可能である。したがって、例えば把持ハンド７
が惣菜１の把持が失敗したときや、惣菜１の量が多くて
把持が間に合わなかったとき等、惣菜１が把持ハンド７
の下方を通過してコンベアＢ３の終端まで行ってしまっ
た場合には、その惣菜１は、回帰コンベア４ａ、４ｂに
より、上流側へ戻ることができる。

【００１２】図１に示すように、コンベアＡ２は、装置
本体から着脱可能な構造であり、例えばラインの上流側
から移送されてきた惣菜１は、コンベアＡ２を入れた状
態でストックとして蓄えておくことが可能となる。した
がって、このような構造を採用したことにより、ライン
の分割が可能で、他の場所への移送が可能となり、ライ
ンの設計に自由度を持たせることができる。また、ある
程度の時間そのまま惣菜１を保管（保存）しておく必要
があるような場合でも、ストック用のコンベアＡ８を多
数用意しておくことで、容易に対応することができる。
なお、コンベアＡ２の移動及び着脱作業は、作業員の手
作業によっても良いが、別途そのための装置（図示省
略）を設置しても良い。

【００１３】次に、第２の実施形態に係る被把持物自動
切り分け装置について、図２を用いて説明する。この場
合には、自動切り分け装置１０の上流に調理機２１を設
置している。すなわち、調理機２１で調理した惣菜１を
一時的にあるいは他の場所に保管することなく盛り付け
るために、調理後の惣菜１を調理機２１の後工程で切り
分けるようにした例である。調理機２１と自動切り分け
装置１０との間には、繋ぎコンベア２２が設けられてお
り、これにより両者はいわゆる直結状態になっている。
したがって、惣菜１は、調理機２１から、繋ぎコンベア
２２を介して自動切り分け装置１０に移送される。この
ため、例えばオーブン、フライヤ等の調理機などから直
接惣菜を搬送することも可能であり、さらに自動化が可
能である。なお、図２では、繋ぎコンベア２２を１つ設
けているが、適宜複数設けても良く、また、調理機２１
の高さは、自動切り分け装置１０よりも高くなっている
が、逆となるように配置しても良い。

【００１４】次に、第３の実施形態に係る被把持物自動
切り分け装置について、図３乃至図５を用いて説明す
る。本実施形態においては、図３に示すように、惣菜１
は、コンベア３１ａから、コンベア３１ｂ、３１ｃ、３
１ｄへと一方向に順に移送されていく。また、第１の実
施形態の場合と同様に、コンベア３１ｄの終端付近に
は、回帰コンベア３３ａ、３３ｂが設けられており、惣
菜１をコンベア３１ｂへ戻すことができる。コンベア３
１ａとコンベア３１ｂとは、スロープ３２を介して惣菜
１の受け渡しを行い、また、両コンベア３１ａ、３１ｂ
を互いに平行に配置している。コンベア３１ｂとコンベ
ア３１ｃとは、移送方向が互いに直交するように配置し
ており、その境界部で、惣菜の受け渡しを行う。コンベ
ア３１ｃとコンベア３１ｄとは、互いに平行に配置し、
惣菜１の受け渡しを行う。なお、コンベア３１ａの方
が、コンベア３１ｂよりも高い（図４参照）。回帰コン
ベア３３ａは、移送方向がコンベア３１ｄと互いに直交
するように、また、コンベア３１ｄよりも低くなるよう
に配置している。回帰コンベア３３ａの終端には、コン
ベア３１ｂの上流側へとつなぐ回帰コンベア３３ｂを配
置している。回帰コンベア３３ｂは、図４に示すよう
に、傾斜して設けており、その始端は、回帰コンベア３
３ａの終端よりも低く、その終端は、コンベア３１ｂよ
りも高い。惣菜１の受け渡しは、落下によりなされる。

【００１５】コンベア３１ｂの始端近傍と終端近傍に
は、図３に示すように、一対の発光部と受光部とからな
る光電センサ３６ａ、３６ｂをそれぞれ配置している。
同図中の破線は、発光部から受光部への光路を表してい
る。光電センサ３６ａ、３６ｂは、コンベア上に惣菜が
あるかどうかを検出するためのものであり、検出結果
は、制御装置（図示省略）に送信される。コンベア３１
ｄの終端付近には、図３に示すように、第１の実施形態
と同様に、把持ロボット５を設けている。

【００１６】本実施形態は、複数のコンベア３１ａ〜３
１ｄ、３３ａ、３３ｂに、惣菜１（偏平形状）の重なり
を崩すためのパドル２１、２２を設けた例である。具体
的には、図５に示すように、コンベア３１ｂの中間位置
に、パドル３４ａ、３４ｂが設けられ、コンベア３１ｃ
の終端付近に、パドル３５が設けられている。各パドル
３４ａ、３４ｂ、３５は、モータにより一方向に回転駆
動される。コンベア３１ａに供給された惣菜１は、スロ
ープ３２を滑り落ち、コンベア３１ｂに到達する。コン
ベア３１ｂには、重なった惣菜１を単層にするためのパ
ドル３４ａ、３４ｂがあり、それぞれ反対方向に回転す
る。このように設置したのは、図５に示すように、重な
りの向きにより、パドルの有効な回転方向が異なるため
である。惣菜１は、パドル３４ａからコンベア３１ｃに
供給され、パドル３５でコンベア１２に供給される。パ
ドル３５は、コンベア３１ｃに供給された惣菜１の重な
りを解除して、コンベア３１ｄに乗り継ぐために設けて
ある。惣菜１は、コンベア３１ｄ上でロボット５に把持
され、所定の位置まで移動される。例えば把持ロボット
５が把持に失敗した惣菜１は、回帰コンベア３２ａ、３
２ｂを経て、コンベア３１ｂに戻される。なお、コンベ
ア３１ａ〜３１ｄ、３３ａ、３３ｂは、所定の速度で作
動しているが、各コンベアごとに、異なる速度で作動す
るようにしても良く、また、作業内容によって設定速度
の変更が可能としても良い。

【００１７】なお、自動切り分け装置１０は、切り分け
の他、被把持物の自動整列、自動選別または自動包装に
も応用することができる。また、第１の実施形態におけ
るコンベアＡ２を、振動コンベア（図示省略）とする
と、切り分けが容易にかつ、より確実になすことができ
るので、そのように構成しても良い。その他の実施形態
においても、振動コンベアへの応用は可能である。ま
た、コンベアの表面形状を平坦でなく、例えば惣菜の形
に適合した凹凸を持たせることも可能である。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、第１のコンベアの被把
持物を、その下流に位置する第２のコンベアに切り分け
た後、アクチュエータで上記被把持物を把持し、把持さ
れずに上記アクチュエータを通過した上記被把持物を、
第３のコンベアで上記アクチュエータよりも上流側へ戻
すので、連続した自動切り分け作業ができるとともに、
従来の単純作業を解放できるすべて把持できる盛付け作
業であれば、全自動運転が可能であり、要員を減少で
き、省力化を図ることができる。

【００１９】また、第１のコンベアとして振動コンベア
を用い、該第１のコンベアの被把持物を障害により、そ
の下流に位置する第２のコンベアに切り分けた後、画像
処理により検出した上記被把持物の位置情報に基づいて
アクチュエータで上記被把持物を把持し、把持されずに
上記アクチュエータを通過した上記被把持物を、第３の
コンベアで上記アクチュエータよりも上流側へ戻すの
で、上記効果に加えて、惣菜の切り分けが容易に、かつ
より確実になすことができ、また、アクチュエータによ
る把持をより確実になすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る被把持物自動切
り分け装置の斜視図である。

【図２】本発明の第２の実施形態に係る被把持物自動切
り分け装置の斜視図である。

【図３】本発明の第３の実施形態に係る被把持物自動切
り分け装置の平面図である。

【図４】図３の側面図である。

【図５】図３のパドルを部分的に拡大して表した図面で
ある。

【図６】従来の切り分け作業の様子を表した平面図であ
る。

【符号の説明】

１惣菜２コンベアＡ３コンベアＢ４ａ、４ｂ回帰コンベア５把持ロボット６ＣＣＤカメラ７把持ハンド８コンベアＡ（ストック）１０自動切り分け装置２１調理機２２繋ぎコンベア３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄコンベア３２スロープ３３ａ、３３ｂ回帰コンベア３４ａ、３４ｂ、３５パドル３６ａ、３６ｂ光電センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１のコンベアの被把持物を、その下流
に位置する第２のコンベアに切り分けた後、アクチュエ
ータで上記被把持物を把持し、把持されずに上記アクチ
ュエータを通過した上記被把持物を、第３のコンベアで
上記アクチュエータよりも上流側へ戻すことを特徴とす
る被把持物自動切り分け装置。
【請求項２】第１のコンベアとして振動コンベアを用
い、該第１のコンベアの被把持物を障害により、その下
流に位置する第２のコンベアに切り分けた後、画像処理
により検出した上記被把持物の位置情報に基づいてアク
チュエータで上記被把持物を把持し、把持されずに上記
アクチュエータを通過した上記被把持物を、第３のコン
ベアで上記アクチュエータよりも上流側へ戻すことを特
徴とする被把持物自動切り分け装置。
【請求項３】被把持物が食品の場合であって、第１の
コンベアの上流側に上記食品用の調理器を設置し、該調
理器から上記食品が搬送されてくることを特徴とする請
求項１又は２に記載の被把持物自動切り分け装置。
【請求項４】第１のコンベアは装置本体から着脱可能
で、被把持物を入れたままストックとして蓄えておくこ
とができることを特徴とする請求項１又は２に記載の被
把持物自動切り分け装置。