JPWO2019167700A1 - Food boxing system, food boxing device and food boxing method - Google Patents
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Abstract
食品箱詰めシステム1は、ハンド本体40と、複数の指部60A,60Bと、複数の指部60A,60Bを互いに近接又は離間させる把持用モータ80と、ハンド本体40の位置及び姿勢を変更するロボットアーム10と、を有する食品箱詰め装置4と、食品箱詰め装置4を制御するロボットコントローラ200と、を備え、ロボットコントローラ200は、箱詰め対象の食品W1を把持可能な位置に複数の指部60A,60Bを配置し、当該食品W1を把持するまで複数の指部60A,60Bを互いに近接させるピック制御部214と、食品W1を把持した複数の指部60A,60Bを箱B1内に進入させて当該食品W1を当該箱B1内に配置し、複数の指部60A,60Bを互いに離間させるプレース制御部215と、把持用モータ80を力制御する把持力制御部216と、を有する。The food boxing system 1 includes a hand body 40, a plurality of finger portions 60A and 60B, a gripping motor 80 that brings the plurality of finger portions 60A and 60B close to each other or separated from each other, and a robot that changes the position and orientation of the hand body 40. A food boxing device 4 having an arm 10 and a robot controller 200 for controlling the food boxing device 4 are provided, and the robot controller 200 has a plurality of finger portions 60A and 60B at positions where the food W1 to be boxed can be gripped. The pick control unit 214 that brings the plurality of finger portions 60A and 60B close to each other until the food W1 is gripped, and the plurality of finger portions 60A and 60B that grip the food W1 are brought into the box B1 to enter the food. W1 is arranged in the box B1 and has a place control unit 215 that separates a plurality of finger portions 60A and 60B from each other, and a gripping force control unit 216 that force-controls the gripping motor 80.
Description
本開示は、食品箱詰めシステム、食品箱詰め装置及び食品箱詰め方法に関する。 The present disclosure relates to a food boxing system, a food boxing device and a food boxing method.
特許文献1には、対象物を把持する把持体と、把持体の把持面を覆う柔軟膜と、把持体が対象物に近付くに連れて柔軟膜と把持体との間の空間内に流体またはゲル状流体を供給するとともに、把持体が対象物から離れるに連れて柔軟膜と把持体との間の空間から流体またはゲル状流体を排出する流体給排機構と、を有するロボットハンド装置が開示されている。 Patent Document 1 describes a grip body that grips an object, a flexible film that covers the grip surface of the grip body, and a fluid or fluid in the space between the flexible film and the grip body as the grip body approaches the object. A robot hand device comprising a fluid supply / discharge mechanism that supplies a gel-like fluid and discharges the fluid or the gel-like fluid from the space between the flexible membrane and the grip as the grip moves away from the object. Has been done.
本開示は、食品箱詰め作業の自動化に有効な食品箱詰めシステムを提供することを目的とする。 It is an object of the present disclosure to provide a food boxing system effective for automating food boxing operations.
本開示の一側面に係る食品箱詰めシステムは、ハンド本体と、ハンド本体から同一方向に突出する複数の指部と、ハンド本体において複数の指部を互いに近接又は離間させる把持用モータと、ハンド本体に接続され、ハンド本体の位置及び姿勢を変更する多関節のロボットアームと、を有する食品箱詰め装置と、食品箱詰め装置を制御するコントローラと、を備え、コントローラは、箱詰め対象の食品を把持可能な位置に複数の指部を配置するようにロボットアームを制御し、当該食品を把持するまで複数の指部を互いに近接させるように把持用モータを制御するピック制御部と、箱詰め対象の食品を把持した複数の指部を箱内に進入させて当該食品を当該箱内に配置するようにロボットアームを制御し、当該食品を解放するまで複数の指部を互いに離間させるように把持用モータを制御するプレース制御部と、複数の指部が食品を把持する際に、予め設定された力目標値に従って把持用モータを力制御する把持力制御部と、を有する。 The food boxing system according to one aspect of the present disclosure includes a hand body, a plurality of fingers protruding in the same direction from the hand body, a gripping motor for bringing the plurality of fingers close to or separated from each other in the hand body, and the hand body. A food boxing device having an articulated robot arm connected to and changing the position and orientation of the hand body, and a controller for controlling the food boxing device, the controller can grip the food to be boxed. A pick control unit that controls the robot arm so as to arrange a plurality of fingers at positions and controls a gripping motor so that the plurality of fingers are brought close to each other until the food is gripped, and a food to be boxed is gripped. The robot arm is controlled so that the plurality of fingers are allowed to enter the box and the food is placed in the box, and the gripping motor is controlled so that the plurality of fingers are separated from each other until the food is released. It has a place control unit for controlling the food, and a gripping force control unit for force-controlling the gripping motor according to a preset force target value when a plurality of finger portions grip the food.
本開示の他の側面に係る食品箱詰め装置は、ハンド本体と、ハンド本体から同一方向に突出する複数の指部と、箱詰め対象の食品を複数の指部により把持又は解放させるように、ハンド本体において複数の指部を互いに近接又は離間させる把持用モータと、ハンド本体に接続され、ハンド本体の位置及び姿勢を変更する多関節のロボットアームと、を備え、それぞれの指部は、ハンド本体から突出する第一突出部と、第一突出部の端部に設けられ、第一突出部の突出方向に対して一方側に曲がった方向に更に突出する第二突出部と、第二突出部の端部に設けられた指先部とを有する。 The food boxing device according to another aspect of the present disclosure includes a hand body, a plurality of fingers protruding in the same direction from the hand body, and a hand body so as to grip or release the food to be boxed by the plurality of fingers. A gripping motor that brings a plurality of fingers close to or separated from each other, and an articulated robot arm that is connected to the hand body and changes the position and orientation of the hand body, and each finger is from the hand body. A first protruding portion that protrudes, a second protruding portion that is provided at the end of the first protruding portion and further protrudes in a direction bent to one side with respect to the protruding direction of the first protruding portion, and a second protruding portion. It has a fingertip portion provided at the end portion.
本開示の更に他の側面に係る食品箱詰め方法は、ハンド本体と、ハンド本体から同一方向に突出する複数の指部と、ハンド本体において複数の指部を互いに近接又は離間させる把持用モータと、ハンド本体に接続され、ハンド本体の位置及び姿勢を変更する多関節のロボットアームと、を用い、箱詰め対象の食品を把持可能な位置に複数の指部を配置するようにロボットアームを制御し、当該食品を把持するまで複数の指部を互いに近接させるように把持用モータを制御することと、箱詰め対象の食品を把持した複数の指部を箱内に進入させて当該食品を当該箱内に配置するようにロボットアームを制御し、当該食品を解放するまで複数の指部を互いに離間させるように把持用モータを制御することと、複数の指部が食品を把持する際に、予め設定された力目標値に従って把持用モータを力制御することと、を含む。 The food boxing method according to still another aspect of the present disclosure includes a hand body, a plurality of fingers protruding in the same direction from the hand body, and a gripping motor for bringing the plurality of fingers close to or separated from each other in the hand body. Using an articulated robot arm that is connected to the hand body and changes the position and orientation of the hand body, the robot arm is controlled so that a plurality of fingers are placed at positions where the food to be boxed can be grasped. The gripping motor is controlled so that the plurality of fingers are brought close to each other until the food is gripped, and the plurality of fingers gripping the food to be packed are allowed to enter the box to bring the food into the box. The robot arm is controlled to be arranged, the gripping motor is controlled so as to separate the plurality of fingers from each other until the food is released, and the plurality of fingers are preset when gripping the food. Includes force control of the gripping motor according to the force target value.
本開示によれば、食品箱詰め作業の自動化に有効な食品箱詰めシステムを提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a food boxing system effective for automating the food boxing operation.
以下、実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings. In the description, the same elements or elements having the same function are designated by the same reference numerals, and duplicate description is omitted.
〔食品箱詰めシステム〕
本実施形態に係る食品箱詰めシステム1は、食品の箱詰め作業の少なくとも一部を自動化するためのシステムである。箱詰め対象の食品は、個体が明確な食品であればいかなるものであってもよい。個体が明確な食品の具体例としては、根菜、葉茎菜類、果実等、個体が明確な農作物が挙げられる。個体が明確な食品は、個体が明確となるように加工された加工食品(例えば食肉加工品又は菓子類等)であってもよい。[Food boxing system]
The food boxing system 1 according to the present embodiment is a system for automating at least a part of the food boxing operation. The food to be boxed may be any food with a clear individual. Specific examples of foods with clear individuals include agricultural products with clear individuals such as root vegetables, leaf stem vegetables, and fruits. The food with a clear individual may be a processed food (for example, processed meat product or confectionery) processed so that the individual is clear.
図1に示すように、食品箱詰めシステム1は、食品箱詰め装置4と、箱コンベヤ3と、箱詰め対象コンベヤ2と、コントローラ5とを備える。以下、それぞれを詳細に説明する。
As shown in FIG. 1, the food boxing system 1 includes a
(食品箱詰め装置)
食品箱詰め装置4は、搬送対象の食品を把持するロボットハンド30と、ロボットハンド30の位置及び姿勢を変更するロボットアーム10とを備える。図2〜図4に示すように、ロボットハンド30は、ハンド本体40と、ハンド本体40から同一方向に突出する複数(例えば二本)の指部60A,60Bと、複数の指部60A,60Bを互いに近接又は離間させる把持用モータ80とを有する。同一方向に突出するとは、ハンド本体40から指部60Aが突出する方向と、ハンド本体40から指部60Bが突出する方向とが実質的に一致していることを意味する。実質的に一致とは、部品寸法及び組立ての誤差に起因する相違については一致とみなすことを意味する。(Food boxing device)
The
指部60A,60Bのそれぞれは、第一突出部61と、第二突出部62と、指先部63とを有する。第一突出部61は、ハンド本体40から第一方向d1に沿って突出している。第二突出部62は、第一突出部61の端部に設けられ、第一方向d1に対して一方側に曲がった第二方向d2に更に突出している。図示において、第一方向d1に対する第二方向d2の屈曲角度は90°となっているがこれに限られない。第一方向d1に対する第二方向d2の屈曲角度は鋭角であっても鈍角であってもよい。
Each of the
指先部63は、第二突出部62の端部に設けられている。指先部63は、第二方向d2に対してハンド本体40の逆側に曲がった第三方向d3に更に突出していてもよい。すなわち指部60A,60Bは、全体としてクランク状に曲がっていてもよい。図示において、第三方向d3は第一方向d1に平行となっているがこれに限られない。第三方向d3はハンド本体40から遠ざかる方向であればよく、第一方向d1に対して傾斜した方向であってもよい。
The
第一突出部61と第二突出部62との交部64は、第二突出部62と指先部63との交部65よりも緩やかな曲率で湾曲していてもよい。換言すると、交部64の曲率半径R1は、交部65の曲率半径R2よりも大きくなっていてもよい。なお、交部64,65の湾曲は必ずしも円弧状となっていなくてもよく、交部64の平均曲率半径が交部65の平均曲率半径よりも大きくなっていればよい。
The intersecting
指部60A,60Bのそれぞれは、指先部63と食品W1との接触圧力を緩和するためのパッド66を更に有してもよい。パッド66は、指先部63に比較して柔軟な材料で構成されている。指部60Aのパッド66と、指部60Bのパッド66とは互いに対向するように配置されている。すなわち指部60Aのパッド66は指部60B側から指先部63に取り付けられ、指部60Bのパッド66は指部60A側から指先部63に取り付けられている。指先部63は第二突出部62に対して着脱可能となっていてもよい。以下、指先部63の着脱構造の説明において、「外側」及び「内側」は指部60A,60Bが並ぶ方向における外側及び内側を意味する。すなわち、指部60Aにおける外側は指部60Bの逆側を意味し、指部60Aにおける内側は指部60B側を意味する。同様に、指部60Bにおける外側は指部60Aの逆側を意味し、指部60Bにおける内側は指部60A側を意味する。
Each of the
第二突出部62の先端部には、指先部63を取り付けるための継手部62aが設けられている。指先部63の基端部には、第二突出部62に取り付けるための継手部63aが設けられている。第二突出部62の先端部において、継手部62aの外側には、継手部63aを配置するための切欠部62bが形成されている。指先部63の基端部において、継手部63aの内側には、継手部62aを配置するための切欠部63bが形成されている。指先部63は、継手部63aが継手部62aの外側において切欠部62bに位置し、継手部62aが継手部63aの内側において切欠部63bに位置するように配置される。
A
この状態にて、継手部63aが継手部62aに対してボルト締結等により着脱自在に取り付けられる。継手部63a及び継手部62aは、第二方向d2に沿って延びていてもよい。指先部63を着脱自在にすることで、箱詰め対象の食品W1の形状に合わせて指先部63を交換することが可能である。また、継手部63aが切欠部62bに位置し、継手部62aが切欠部63bに位置するので、指先部63の着脱構造を採用する場合であっても指部60A,60Bの太さを抑えることが可能である。更に、着脱される指先部63側の継手部63aが外側に位置するので、着脱作業が容易である。
In this state, the
ハンド本体40は、ベースプレート41と、モータ収容部42と、開閉機構45とを有する。ベースプレート41は、例えば長方形の平面形状を有し、互いに逆向きの主面41a,41bを有する。モータ収容部42は、ベースプレート41の主面41a側に設けられ、把持用モータ80を収容する。例えばモータ収容部42は、主面41aから突出する二つの側壁部44と、側壁部44の端部同士をつなぐ取付部43とを有する。取付部43には、ロボットアーム10の先端部16(後述)が接続される。モータ収容部42は、二つの側壁部44及び取付部43により囲まれる空間に把持用モータ80を収容する。
The
開閉機構45は、ベースプレート41の主面41b側に設けられ、ベースプレート41から同一方向に突出するように二本の指部60A,60Bを保持し、二本の指部60A,60Bを開閉(離間又は近接)可能にする。例えば開閉機構45は、ハンド本体40からの第一突出部61の突出方向(上記第一方向d1)が主面41bに垂直になるように指部60A,60Bを保持し、主面41bの長辺41c,41dに平行な開閉ラインL1に沿って二本の指部60A,60Bを開閉可能にする。開閉ラインL1は、主面41bの長辺41c,41dの間に位置している。開閉機構45は、指保持ユニット46A,46Bと、動力伝達機構47と、を有する。
The opening /
指保持ユニット46Aは、指部60Aを保持し、開閉ラインL1に沿って可動にする。例えば指保持ユニット46Aは、ガイドレール51と、可動ブロック52と、可動プレート53と、ブラケット54と、連結プレート55と、二つのメカニカルストッパ56とを有する。
The
ガイドレール51は、直状のレール部材であり、開閉ラインL1に平行になるように開閉ラインL1と長辺41cとの間に配置され、ベースプレート41に固定されている。可動ブロック52は、抵抗低減用のボールを介してガイドレール51に取り付けられており、ガイドレール51に沿って可動である。可動プレート53は、ガイドレール51の逆側から可動ブロック52に固定されている。ブラケット54は可動ブロック52の逆側から可動プレート53に固定されている。連結プレート55はブラケット54に固定され、ブラケット54から開閉ラインL1側に張り出している。連結プレート55の開閉ラインL1側の端部には、第一方向d1を主面41bに垂直にして指部60Aが固定されている。二つのメカニカルストッパ56は、ガイドレール51の両端部側にそれぞれ配置され、可動ブロック52の可動範囲を制限する。それぞれのメカニカルストッパ56は、可動ブロック52の移動を妨げる位置においてベースプレート41に固定されている。
The
指保持ユニット46Bは、指部60Bを保持し、開閉ラインL1に沿って可動にする。例えば指保持ユニット46Bは、指保持ユニット46Aと同様に、ガイドレール51と、可動ブロック52と、可動プレート53と、ブラケット54と、連結プレート55と、二つのメカニカルストッパ56とを有する。指保持ユニット46Bのガイドレール51は、開閉ラインL1に平行になるように開閉ラインL1と長辺41dとの間に配置されている。指保持ユニット46Bにおいて、連結プレート55の開閉ラインL1側の端部には、第一方向d1を主面41bに垂直にして指部60Bが固定されている。
The
動力伝達機構47は、把持用モータ80の動力を指保持ユニット46A,46Bに伝達する。例えば動力伝達機構47は、ラック57A,57Bと、ピニオン58とを有する。ラック57Aは、指保持ユニット46Aのガイドレール51と開閉ラインL1との間に配置され、歯を開閉ラインL1側に向けて指保持ユニット46Aの可動プレート53に固定されている。ラック57Bは、指保持ユニット46Bのガイドレール51と開閉ラインL1との間に配置され、歯を開閉ラインL1側に向けて指保持ユニット46Bの可動プレート53に固定されている。ピニオン58は、その回転中心が主面41bに垂直になるように、ラック57A及びラック57Bの間に配置されている。ピニオン58の歯は、長辺41c側においてラック57Aの歯にかみ合い、長辺41d側においてラック57Bの歯にかみ合っている。このため、ピニオン58を回転させることによって、ラック57A,57Bを互いに逆向きに移動させ、指部60A,60Bを開閉させることができる。
The
把持用モータ80は、箱詰め対象の食品W1を指部60A,60Bにより把持又は解放させるように、ハンド本体40において指部60A,60Bを互いに近接又は離間させる。ハンド本体40において指部60A,60Bを互いに近接又は離間させるとは、指部60A,60Bの基部を互いに近接又は離間させることによって、指部60A,60B全体を近接又は離間させることを意味する。把持用モータ80は、例えばステータ及びロータを有するサーボモータであり、上記ピニオン58を回転させることで指部60A,60Bを互いに近接又は離間させる。把持用モータ80は、減速機を介さずにハンド本体40に接続されていてもよい。減速機を介さずにハンド本体40に接続されるとは、減速機を介さずに開閉機構45に接続されることを意味する。例えば把持用モータ80の出力軸81は、減速機を介さずに開閉機構45のピニオン58に接続されている。
The
なお、ハンド本体40及び把持用モータ80の構造は、上述したものに限られない。ハンド本体40及び把持用モータ80は、把持用モータ80がハンド本体40において指部60A,60Bを互いに近接又は離間させる限り、いかに構成されていてもよい。例えばロボットハンド30は、複数の指部60A,60Bをそれぞれ駆動する複数の把持用モータ80を有していてもよい。
The structures of the
開閉機構45は、必ずしも直状の開閉ラインL1に沿って指部60A,60Bを移動させるように構成されていなくてもよい。例えば開閉機構45は、図5に示すように、把持用モータ80の回転中心(出力軸81の回転中心)まわりの円弧状の開閉ラインL2に沿って指部60A,60Bを移動させるように構成されていてもよい。この場合、開閉機構45は、出力軸81の外周から開閉ラインL2まで延びて指部60A,60Bに接続される連結部材を有していればよく、ラック57A,57B及びピニオン58は不要である。また、把持用モータ80は、回転式のモータではなく、リニアモータであってもよい。この場合、開閉機構45は、リニアモータの可動子と指部60A,60Bとの連結部材を有していればよく、ラック57A,57B及びピニオン58等は不要である。
The opening /
図6に示すように、ロボットアーム10は、例えば6軸の垂直多関節ロボットである。ロボットアーム10は、基部11と、旋回部12と、第一アーム13と、第二アーム14と、手首部15と、先端部16と、アクチュエータ21,22,23,24,25,26とを有する。
As shown in FIG. 6, the
基部11は、箱詰め対象の食品W1を把持可能な位置にロボットハンド30を配置可能であり、且つロボットハンド30が把持した食品W1を箱内に配置可能な位置に設置される。旋回部12は、鉛直な軸線Ax1まわりに旋回可能となるように、基部11の上部に設けられている。第一アーム13は、軸線Ax1に交差(例えば直交)する軸線Ax2まわりに揺動可能となるように旋回部12に接続されている。第二アーム14は、軸線Ax1に交差する軸線Ax3まわりに揺動可能となるように、第一アーム13の端部に接続されている。軸線Ax3は軸線Ax2に平行であってもよい。第二アーム14の先端部は、第二アーム14の中心に沿う軸線Ax4まわりに旋回可能となっている。手首部15は、軸線Ax4に交差(例えば直交)する軸線Ax5まわりに揺動可能となるように第二アーム14の先端部に接続されている。先端部16は、手首部15の中心に沿う軸線Ax6まわりに旋回可能となるように、手首部15の先端部に接続されている。
The
アクチュエータ21,22,23,24,25,26は、例えば電動モータを動力源とし、ロボットアーム10の複数の可動部をそれぞれ駆動する。例えばアクチュエータ21は、軸線Ax1まわりに旋回部12を旋回させ、アクチュエータ22は軸線Ax2まわりに第一アーム13を揺動させ、アクチュエータ23は軸線Ax3まわりに第二アーム14を揺動させ、アクチュエータ24は軸線Ax4まわりに第二アーム14の先端部を旋回させ、アクチュエータ25は軸線Ax5まわりに手首部15を揺動させ、アクチュエータ26は軸線Ax6まわりに先端部16を旋回させる。このようなロボットアーム10によれば、その可動範囲内において、先端部16の位置及び姿勢を自在に調節することが可能である。
The
先端部16は、ロボットハンド30に接続されている。例えば先端部16は、その端面がベースプレート41の逆側から取付部43に接した状態にて、取付部43にボルト締結等により着脱自在に取り付けられている。これにより、指部60A,60Bの第一突出部61の突出方向(上記第一方向d1)は、先端部16の先端面に対して垂直となっている。なお、先端部16の突出方向は、先端部16の先端面に対して交差(例えば直交)していてもよい。
The
上述したロボットアーム10の構成はあくまで一例である。ロボットアーム10は、ロボットハンド30を所望の位置及び姿勢に配置し得る限りいかに構成されていてもよい。例えばロボットアーム10は、上記6軸の垂直多関節ロボットに冗長軸を追加した7軸のロボットであってもよい。また、ロボットアーム10は所謂スカラー型のロボットであってもよい。
The configuration of the
(箱コンベヤ)
箱コンベヤ3は、少なくともロボットアーム10が指部60A,60Bを配置可能な領域を通る搬送経路に沿って箱B1を搬送する。箱コンベヤ3は、例えばベルトコンベヤであり、鉛直方向に交差(例えば直交)する直状の搬送経路TR1に沿って箱B1を搬送する。(Box conveyor)
The box conveyor 3 conveys the box B1 along a transfer path through which at least the
図7は、食品W1を詰めるための箱B1を例示する斜視図である。箱B1は、底部B11と、周壁部B12と、天井部B13と、トレーB21とを有する。底部B11は、例えば長方形等の矩形の外形を有する。周壁部B12は、底部B11の周縁部に沿うように設けられ、底部B11の上部空間を包囲する。天井部B13は、周壁部B12の上部に設けられ、底部B11に対向する。天井部B13は、箱B1内への食品W1の搬入を可能にする開口B14を有する。 FIG. 7 is a perspective view illustrating a box B1 for packing food W1. The box B1 has a bottom portion B11, a peripheral wall portion B12, a ceiling portion B13, and a tray B21. The bottom B11 has a rectangular outer shape such as a rectangle. The peripheral wall portion B12 is provided along the peripheral edge portion of the bottom portion B11 and surrounds the upper space of the bottom portion B11. The ceiling portion B13 is provided on the upper portion of the peripheral wall portion B12 and faces the bottom portion B11. The ceiling portion B13 has an opening B14 that allows the food W1 to be carried into the box B1.
図示の例において、開口B14は、底部B11の短辺に沿う方向の全幅に亘っている。このため、天井部B13は、底部B11の一方の短辺側の支持部分B15と、底部B11の他方の短辺側の支持部分B16に分かれている。支持部分B15,B16は、複数の箱B1を重ねる際の支持部として機能する。 In the illustrated example, the opening B14 extends over the entire width in the direction along the short side of the bottom B11. Therefore, the ceiling portion B13 is divided into a support portion B15 on one short side side of the bottom portion B11 and a support portion B16 on the other short side side of the bottom portion B11. The support portions B15 and B16 function as support portions when a plurality of boxes B1 are stacked.
トレーB21は、底部B11に平行な平面に沿うように配列された複数のスロットB22を有する。スロットB22は、箱詰め対象の食品W1を収容可能な凹部であり、上方に開口している。支持部分B15,B16は、少なくとも箱B1内の最外周のスロットB22にかかっている。すなわち、支持部分B15,B16は、鉛直上方から見て上記最外周のスロットB22の少なくとも一部を覆い隠す範囲まで広がっている。 The tray B21 has a plurality of slots B22 arranged along a plane parallel to the bottom B11. The slot B22 is a recess capable of accommodating the food W1 to be boxed, and is open upward. The support portions B15 and B16 hang at least in the outermost slot B22 in the box B1. That is, the support portions B15 and B16 extend to a range that covers at least a part of the outermost slot B22 when viewed from vertically above.
(箱詰め対象コンベヤ)
箱詰め対象コンベヤ2は、ロボットアーム10が指部60A,60Bを配置可能な領域を通る搬送経路TR2に沿って食品W1を搬送する。箱詰め対象コンベヤ2は、鉛直な軸線まわりに循環する搬送経路TR2に沿って食品W1を搬送する。例えば箱詰め対象コンベヤ2は、搬送経路TR2に沿って環状に連なる複数の支持プレートをチェーン又はベルト等により循環させる。箱詰め対象コンベヤ2は箱コンベヤ3の上に設けられている。箱詰め対象コンベヤ2の設置高さは、箱コンベヤ3による箱B1の搬送を妨げないように設定されている。(Conveyor for boxing)
The
搬送経路TR2は、搬送経路TR1を挟む二つのエリアA1,A2の間で食品W1を搬送可能とするように、鉛直上方から見て搬送経路TR1に交差(例えば直交)している。エリアA1は、箱詰め対象コンベヤ2により搬送された食品W1の箱詰め作業を行うためのエリアである。上述したロボットアーム10の基部11はエリアA1に設置される。エリアA2は、食品W1を箱詰め対象コンベヤ2上に設置する作業を行うためのエリアとして利用可能である。箱詰め対象コンベヤ2は、搬送経路TR2に沿って並び、それぞれ食品W1を支持する複数のステージ90を有してもよい。
The transport path TR2 intersects (for example, orthogonally) the transport path TR1 when viewed from above vertically so that the food W1 can be transported between the two areas A1 and A2 sandwiching the transport path TR1. The area A1 is an area for performing the boxing work of the food W1 conveyed by the
図8及び図9に示すように、ステージ90は、基部91と、受皿部92と、可動機構93と、重量センサ97とを有する。基部91は搬送経路TR2に設置される。受皿部92は基部91上に設置されて食品W1を支持する。受皿部92の上部には、食品W1を受け入れる凹部92aが形成されている。可動機構93は、基部91に対して受皿部92が少なくとも水平方向に可動となるように、基部91及び受皿部92の間に介在する。可動機構93は、基部91の上面に設けられた凹状の支持曲面93aと、受皿部92の下部に設けられ支持曲面93aに接する複数(例えば三つ)の滑動部94とを含む。図示において、支持曲面93aは球面となっているがこれに限られない。支持曲面93aは可動機構93を滑らかに動かし得る限り非球面であってもよい。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
滑動部94は、ボール95及びボールホルダ96を有する。ボール95は支持曲面93aに接する。ボールホルダ96は、受皿部92の下部に設けられ、ボール95を転動可能な状態で保持する。重量センサ97は、受皿部92の重量を計測する。重量センサ97は、例えばロードセル式のセンサであり、基部91に設けられている。
The sliding
図10に示すように、ステージ90は、基部91からの受皿部92の脱落を防止するための包囲壁98を更に有してもよい。例えば包囲壁98は、支持曲面93aの周囲に沿って基部91から上方に突出しており、支持曲面93aの上の空間を包囲している。包囲壁98は、必ずしも支持曲面93aの全周に亘って連続している必要はなく、受皿部92を通さない間隔にて複数部分に分かれていてもよい。
As shown in FIG. 10, the
(コントローラ)
図1に戻り、コントローラ5は、箱詰め対象コンベヤ2及び箱コンベヤ3を制御するコンベヤコントローラ100と、食品箱詰め装置4を制御するロボットコントローラ200とを備える。コンベヤコントローラ100は、搬送経路TR2に沿ってステージ90を循環させるように箱詰め対象コンベヤ2を制御することと、搬送経路TR1に沿って箱B1を搬送するように箱コンベヤ3を制御することと、を実行するように構成されている。(controller)
Returning to FIG. 1, the
例えばコンベヤコントローラ100は、機能上の構成(以下、「機能モジュール」という。)として、箱詰め対象搬送制御部111と、箱搬送制御部112と、重さ情報取得部113と、配列情報保持部114とを有する。箱詰め対象搬送制御部111は、搬送経路TR2に沿ってステージ90を循環させるように箱詰め対象コンベヤ2を制御する。箱搬送制御部112は、箱詰め状態の進捗に応じて、搬送経路TR1に沿って箱B1を搬送するように箱コンベヤ3を制御する。
For example, the
配列情報保持部114は、ステージ90上の食品の重さに関する情報をステージ90ごとに示すデータベースを保持する。例えば配列情報保持部114は、ステージ90の識別情報と、当該ステージ90上の食品の重さに関する情報とを対応付けたデータベースを保持する。ステージ90の識別情報は、例えば箱詰め対象コンベヤ2におけるステージ90の配置を示す情報である。ステージ90の配置を示す情報の具体例としては、複数のステージ90とともに搬送経路TR2に沿って移動する一箇所を基準とし、当該基準から何番目に位置するステージ90であるかを示す情報が挙げられる。
The sequence
重さ情報取得部113は、ステージ90上の食品W1の重さに関する情報として、重量センサ97による計測結果を取得し、ステージ90の識別情報と対応付けて配列情報保持部114に保存する。なお、重さ情報取得部113は、食品W1の重さに関する情報として、必ずしも重量センサ97による計測結果を取得しなくてもよい。例えば重さ情報取得部113は、食品W1を箱詰め対象コンベヤ2に設置する作業者が入力した情報から、食品W1の重さに関する情報を取得してもよい。この場合、ステージ90は重量センサ97を備えなくてもよい。
The weight
ロボットコントローラ200は、箱詰め対象の食品W1を指部60A,60Bが把持可能な位置にハンド本体40を配置するようにロボットアーム10を制御し、当該食品W1を把持するまで指部60A,60Bを互いに近接させるように把持用モータ80を制御することと、箱詰め対象の食品W1を把持した指部60A,60Bを箱B1内に進入させて当該食品W1を当該箱B1内に配置するようにロボットアーム10を制御し、当該食品W1を解放するまで指部60A,60Bを互いに離間させるように把持用モータ80を制御することと、指部60A,60Bが食品W1を把持する際に、予め設定された力目標値に従って把持用モータ80を力制御することと、を実行するように構成されている。
The
例えばロボットコントローラ200は、機能モジュールとして、選択部211と、指令保持部212と、指令設定部213と、ピック制御部214と、プレース制御部215と、把持力制御部216とを有する。選択部211は、搬送経路TR2にある複数の食品W1のデータに基づいて、予め設定された選択条件を満たす食品W1を当該複数の食品W1から選択する。例えば選択部211は、上記配列情報保持部114に記憶されたデータベースに基づいて、重さに関する選択条件を満たす食品W1を選択する。より具体的に、選択部211は、重さに関する選択条件を満たす食品W1を支持しているステージ90を選択する。なお、選択部211は、何らかの選択条件に基づいて食品W1を選択するように構成されていればよく、重さとは別の選択条件に基づいて食品W1を選択するように構成されていてもよい。重さとは別の選択条件の具体例としては、大きさに関する選択条件、傷の有無等の品質に関する選択条件等が挙げられる。
For example, the
指令保持部212は、搬送経路TR2の所定位置(以下、「搬送開始位置」という。)から、箱B1内の所定位置(以下、「搬送完了位置」という。)に食品W1を搬送することを食品箱詰め装置4に実行させるための動作パターンを記憶している。この動作指令は、搬送開始位置において食品W1を把持する際のロボットハンド30の位置・姿勢(以下、「把持位置」という。)を指定する把持位置情報と、搬送完了位置にて食品W1を解放する際のロボットハンド30の位置・姿勢(以下、「解放位置」という。)を指定する解放位置情報と、把持位置から解放位置までのロボットハンド30の移動経路・姿勢(以下、「パス」という。)を指定するパス情報とを含む。例えば把持位置は、搬送経路TR2において食品W1を把持可能な位置に指部60A,60Bを配置するためのハンド本体40の位置・姿勢を含む。例えば解放位置は、食品W1を把持した指部60A,60Bを箱B1内に進入させて当該食品W1を箱B1内に配置するためのハンド本体40の位置・姿勢を含む。
The
なお、箱B1内において食品W1を配置可能な位置(以下、「配置可能位置」という。)のいずれが搬送完了位置であるかによって、上記解放位置及び上記パスは変わる。このため、指令保持部212は、箱B1内の複数の配置可能位置(例えば複数のスロットB22の位置)ごとに動作パターンを記憶している。それぞれの動作パターンの解放位置は、指部60A,60Bの第一突出部61の第一方向d1が箱B1の開口面に交差(例えば直交)するように設定されている。開口面とは、箱B1の開口B14の周縁部を含む平面を意味する。図7の箱B1においては、天井部B13に沿う平面が開口面に相当する。
The release position and the path vary depending on which of the positions in the box B1 where the food W1 can be placed (hereinafter, referred to as “placeable position”) is the transport completion position. Therefore, the
図11に示すように、箱内の最外周のスロットB22の位置TP1に対応する動作パターンの解放位置は、第一突出部61に対する第二突出部62の突出方向(上記第二方向d2)を箱B1の外周側に向けるように設定されている。このような動作パターンに従う場合、開口B14の周囲にて支持部分B15,B16に隠れた領域に指先部63を容易に進入させて、最外周の搬送完了位置に食品W1を配置することができる。
As shown in FIG. 11, the release position of the operation pattern corresponding to the position TP1 of the outermost slot B22 in the box is the protruding direction of the second protruding
図12及び図13に示すように、搬送完了位置となる際に複数の食品W1により囲まれていることが予定される位置TP2に対応する動作パターンの解放位置は、当該位置TP2を囲む周方向において当該複数の食品W1同士の間にそれぞれの指部60A,60Bを配置するように設定されている。位置TP2を囲む複数の食品W1とは、当該位置TP2を囲む円周に沿って並び、それぞれ当該位置TP2に隣り合う複数の食品W1を意味する。図12においては、位置TP2の上下の二箇所及び位置TP2の左右の二箇所の合計四箇所にそれぞれ位置する四つの食品W1が位置TP2を囲む複数の食品W1に相当し、図13においては、位置TP2の斜め上の二箇所、位置TP2の斜め下の二箇所及び位置TP2の左右の二箇所の合計六箇所にそれぞれ位置する六つの食品W1が位置TP2を囲む複数の食品W1に相当する。
As shown in FIGS. 12 and 13, the release position of the operation pattern corresponding to the position TP2, which is expected to be surrounded by the plurality of foods W1 at the time when the transport completion position is reached, is the circumferential direction surrounding the position TP2. In, the
図1に戻り、指令設定部213は、箱B1内のいずれの位置が搬送完了位置であるかに基づいて、動作パターンを設定する。例えば指令設定部213は、指令保持部212に記憶された複数の動作パターンから、搬送完了位置に対応する動作パターンを選択する。ピック制御部214は、箱詰め対象の食品W1を把持可能な位置に指部60A,60Bを配置するようにロボットアーム10を制御し、当該食品W1を把持するまで指部60A,60Bを互いに近接させるように把持用モータ80を制御する。食品W1を把持可能な位置とは、当該位置にて指部60A,60Bを近接させれば、指部60Aの指先部63及び指部60Bの指先部63により食品W1が把持される位置を意味する。
Returning to FIG. 1, the
ピック制御部214は、搬送経路TR2にある食品W1を箱詰め対象とし、当該食品W1を把持可能な位置に指部60A,60Bを配置するようにロボットアーム10を制御し、当該食品W1を把持するまで指部60A,60Bを互いに近接させるように把持用モータ80を制御する。例えばピック制御部214は、指令設定部213により設定された動作パターンの把持位置情報が指定する把持位置にロボットハンド30を配置するようにロボットアーム10を制御する。ピック制御部214は、選択部211により選択された食品W1を箱詰め対象としてもよい。例えばピック制御部214は、選択部211により選択された食品W1が上記搬送開始位置に到達するのを待機し、当該食品が搬送開始位置にある状態にて、上記把持位置にロボットハンド30を配置するようにロボットアーム10を制御してもよい。
The
プレース制御部215は、食品W1を把持した指部60A,60Bを箱B1内に進入させて当該食品W1を当該箱B1内に配置するようにロボットアーム10を制御し、当該食品W1を解放するまで指部60A,60Bを互いに離間させるように把持用モータ80を制御する。例えばプレース制御部215は、指令設定部213により設定された動作パターンの解放位置情報が指定する解放位置にロボットハンド30を配置するようにロボットアーム10を制御する。上述のように設定された動作パターンに基づくことで、プレース制御部215は、箱B1内の最外周の位置に食品W1を配置する際に、第一突出部61に対する第二突出部62の突出方向を当該箱B1の外周側に向けるようにロボットアーム10を制御してもよい。また、プレース制御部215は、箱B1内に配置された複数の食品W1に囲まれた位置に新たな食品W1を配置する際に、当該食品W1を囲む周方向において当該複数の食品W1同士の間にそれぞれの指先部63を配置するようにロボットアーム10を制御してもよい。
The
把持力制御部216は、指部60A,60Bが食品W1を把持する際に、予め設定された力目標値に従って把持用モータ80を力制御する。例えば把持用モータ80が回転式のモータである場合、把持力制御部216は、予め設定されたトルク目標値に従って把持用モータ80をトルク制御する。なお、把持用モータ80を力制御するとは、指部60A,60Bにおける力の情報に基づくことなく、把持用モータ80が発生するトルクをトルク目標値に近付けるように制御することを意味する。このような力制御は、例えば把持用モータ80への出力電流のフィードバックにより実現される。
The gripping
図14は、コントローラ5のハードウェア構成を例示する模式図である。図14に示すように、コンベヤコントローラ100は回路120を含み、ロボットコントローラ200は回路220を含む。回路120,220は、コントローラ5の回路を構成している。
FIG. 14 is a schematic diagram illustrating the hardware configuration of the
回路120は、少なくとも一つのプロセッサ121と、メモリ122と、ストレージ123と、入出力ポート124と、通信ポート125とを含む。ストレージ123は、コンピュータによって読み取り可能な不揮発型の記憶媒体(例えばハードディスク又はフラッシュメモリ)である。ストレージ123は、コンベヤコントローラ100の各機能モジュールを構成するためのプログラムの記憶領域と、上記配列情報保持部114に割り当てられる記憶領域とを含む。メモリ122は、ストレージ123からロードしたプログラム及びプロセッサ121による演算結果等を一時的に記憶する。プロセッサ121は、メモリ122と協働して上記プログラムを実行することで、コンベヤコントローラ100の各機能モジュールを構成する。入出力ポート124は、プロセッサ121からの指令に応じて、箱詰め対象コンベヤ2、箱コンベヤ3及び重量センサ97との間で電気信号の入出力を行う。通信ポート125は、プロセッサ121からの指令に応じ、ロボットコントローラ200との間でネットワーク通信を行う。
The
回路220は、少なくとも一つのプロセッサ221と、メモリ222と、ストレージ223と、ドライバ224と、ドライバ225と、通信ポート226を含む。ストレージ223は、コンピュータによって読み取り可能な不揮発型の記憶媒体(例えばハードディスク又はフラッシュメモリ)である。ストレージ223は、ロボットコントローラ200の各機能モジュールを構成するためのプログラムの記憶領域と、上記指令保持部212に割り当てられる記憶領域とを含む。メモリ222は、ストレージ223からロードしたプログラム及びプロセッサ221による演算結果等を一時的に記憶する。プロセッサ221は、メモリ222と協働して上記プログラムを実行することで、ロボットコントローラ200の各機能モジュールを構成する。ドライバ224は、プロセッサ221からの指令に応じてアクチュエータ21〜26のモータに駆動電力を出力する。ドライバ225は、プロセッサ221からの指令に応じて把持用モータ80に駆動電力を出力する。通信ポート226は、プロセッサ221からの指令に応じ、コンベヤコントローラ100との間でネットワーク通信を行う。
The
なお、回路120及び回路220は、必ずしもプログラムにより各機能を構成するものに限られない。例えば、回路120及び回路220の少なくとも一方は、専用の論理回路又はこれを集積したASIC(Application Specific Integrated Circuit)により少なくとも一部の機能を構成してもよい。
The
〔食品箱詰め手順〕
続いて、食品箱詰め装置4を用いた食品箱詰め手順を説明する。この手順は、箱詰め対象の食品W1を把持可能な位置に複数の指部60A,60Bを配置するようにロボットアーム10を制御し、当該食品W1を把持するまで複数の指部60A,60Bを互いに近接させるように把持用モータ80を制御することと、箱詰め対象の食品W1を把持した複数の指部60A,60Bを箱B1内に進入させて当該食品W1を当該箱B1内に配置するようにロボットアーム10を制御し、当該食品W1を解放するまで複数の指部60A,60Bを互いに離間させるように把持用モータ80を制御することと、複数の指部60A,60Bが食品W1を把持する際に、予め設定された力目標値に従って把持用モータ80を力制御することと、を含む。[Food boxing procedure]
Subsequently, the food boxing procedure using the
例えば図15に示すように、ロボットコントローラ200は、まずステップS01を実行する。ステップS01では、箱B1が、食品W1の箱詰め作業を行うための位置に到達するのを箱搬送制御部112が待機する。ピック制御部214は、箱B1の搬送状況に関する情報を箱搬送制御部112から取得する。
For example, as shown in FIG. 15, the
次に、ロボットコントローラ200は、ステップS02,S03,S04を実行する。ステップS02では、選択部211が、予め設定された選択条件を満たす食品W1を箱詰め対象の食品W1として選択する。ステップS03では、指令設定部213が、箱B1内のいずれの位置が搬送完了位置であるかに基づいて、動作パターンを設定する。指令設定部213は、例えば、指令保持部212に記憶された複数の動作パターンから、当該搬送完了位置に対応する動作パターンを選択する。ステップS04では、選択部211が選択した食品W1が搬送開始位置に到達するのをピック制御部214が待機する。
Next, the
次に、ロボットコントローラ200は、ステップS05,S06を実行する。ステップS05では、ピック制御部214が、箱詰め対象の食品W1を把持可能な位置にロボットハンド30の指部60A,60Bを配置するようにロボットアーム10を制御する。ステップS06では、ピック制御部214が、箱詰め対象の食品W1を把持するまで指部60A,60Bを互いに近接させるように把持用モータ80を制御する。以後、把持力制御部216が、予め設定された力目標値に従って、把持用モータ80を力制御する。
Next, the
次に、ロボットコントローラ200は、ステップS07,S08,S09を実行する。ステップS07では、プレース制御部215が、食品W1を把持したロボットハンド30の指部60A,60Bを解放位置に配置するようにロボットアーム10を制御する。ステップS08では、プレース制御部215が、箱詰め対象の食品W1を解放するまで指部60A,60Bを互いに離間させるように把持用モータ80を制御する。ステップS09では、プレース制御部215が、全てのスロットB22に食品W1が配置されたか否かを確認する。
Next, the
ステップS09において全てのスロットB22に食品W1が配置されていないと判定した場合、ロボットコントローラ200は、ステップS11,S12を実行する。ステップS11では、選択部211が、箱詰め対象を変更する。例えば、選択部211は、予め設定された選択条件を満たす食品W1を新たな箱詰め対象として選択する。ステップS12では、指令設定部213が搬送完了位置を変更し、これに応じ動作パターンを変更する。その後、ロボットコントローラ200は、処理をステップS04に戻す。以後、全てのスロットB22に食品W1が配置されるまで、搬送開始位置から搬送完了位置への食品W1の搬送が繰り返される。
When it is determined in step S09 that the food W1 is not arranged in all the slots B22, the
ステップS09において全てのスロットB22に食品W1が配置されたと判定した場合、ロボットコントローラ200は、ステップS13を実行する。ステップS13では、プレース制御部215が、箱B1の搬送を妨げない位置までロボットハンド30を退避させるようにロボットアーム10を制御する。また、プレース制御部215は、箱B1の搬送が可能であることを箱搬送制御部112に通知する。これにより、食品W1で満たされた箱B1が箱搬送制御部112により箱詰め位置から搬出され、空の箱B1が箱搬送制御部112により箱詰め位置に搬入される。
When it is determined in step S09 that the food W1 is arranged in all the slots B22, the
〔本実施形態の効果〕
以上に説明したように、食品箱詰めシステム1は、ハンド本体40と、ハンド本体40から同一方向に突出する複数の指部60A,60Bと、ハンド本体40において複数の指部60A,60Bを互いに近接又は離間させる把持用モータ80と、ハンド本体40に接続され、ハンド本体40の位置及び姿勢を変更する多関節のロボットアーム10と、を有する食品箱詰め装置4と、食品箱詰め装置4を制御するロボットコントローラ200と、を備え、ロボットコントローラ200は、箱詰め対象の食品W1を把持可能な位置に複数の指部60A,60Bを配置するようにロボットアーム10を制御し、当該食品W1を把持するまで複数の指部60A,60Bを互いに近接させるように把持用モータ80を制御するピック制御部214と、箱詰め対象の食品W1を把持した複数の指部60A,60Bを箱B1内に進入させて当該食品W1を当該箱B1内に配置するようにロボットアーム10を制御し、当該食品W1を解放するまで複数の指部60A,60Bを互いに離間させるように把持用モータ80を制御するプレース制御部215と、複数の指部60A,60Bが食品W1を把持する際に、予め設定された力目標値に従って把持用モータ80を力制御する把持力制御部216と、を有する。[Effect of this embodiment]
As described above, in the food boxing system 1, the
この食品箱詰め装置4によれば、ピック制御部214によって、箱詰め対象の食品W1を掴む作業が自動化される。プレース制御部215によって、箱詰め対象の食品W1を箱B1内に配置する作業が自動化される。これらの作業において、複数の指部60A,60Bが食品W1を把持する力は、把持用モータ80の力制御によって制限される。このため、食品W1へのダメージを抑制しつつ、箱B1内に食品W1を搬送する作業を自動化することができる。また、複数の指部60A,60Bの近接又は離間は、ハンド本体40において行われるので、指部60A,60B自体に複雑な機構を持たせる必要がない。更に、把持力の調節を把持用モータ80の力制御によって行うので、指部60A,60Bへの力センサの配置も必要ない。このため、複数の指部60A,60Bのスリム化が可能である。これにより、箱B1内に多くの食品W1が配置された箱詰めの終局段階においても、限られたスペースに複数の指部60A,60Bを進入させて食品W1を配置させることができる。したがって、食品箱詰め作業の自動化に有効である。
According to the
それぞれの指部60A,60Bは、ハンド本体40から突出する第一突出部61と、第一突出部61の端部に設けられ、第一突出部61の突出方向に対して一方側に曲がった方向に更に突出する第二突出部62と、第二突出部62の端部に設けられた指先部63とを有してもよい。この場合、全体が直状の指部では指先部63を到達させ難い領域にも、指部60A,60Bの屈曲を活かして指先部63を到達させ易くなる。
The
それぞれの指部60A,60Bの指先部63は、第二突出部62の突出方向に対してハンド本体40の逆側に曲がった方向に更に突出していてもよい。この場合、指先部63と食品W1との接触領域を増やし、食品W1への圧力集中を抑制することができる。
The
第一突出部61と第二突出部62との交部64は、第二突出部62と指先部63との交部65よりも緩やかな曲率で湾曲していてもよい。この場合、第一突出部61と第二突出部62との交部64が、箱内の食品W1に接触に衝突し難くなる。
The intersecting
プレース制御部215は、箱B1内の最外周の位置に食品W1を配置する際に、第一突出部61に対する第二突出部62の突出方向を当該箱B1の外周側に向けるようにロボットアーム10を制御してもよい。この場合、箱B1の開口B14が箱B1の外周よりも小さい場合であっても、開口B14の周囲の隠れた領域に指先部63を容易に進入させて食品W1を配置することができる。
When arranging the food W1 at the outermost peripheral position in the box B1, the
プレース制御部215は、箱B1内に配置された複数の食品W1に囲まれた位置に新たな食品W1を配置する際に、当該位置を囲む周方向において当該複数の食品W1同士の間にそれぞれの指先部63を配置するようにロボットアーム10を制御してもよい。この場合、複数の食品W1に囲まれた領域に新たな食品W1を配置した後、当該新たな食品W1を解放させる際に、指部60A,60Bと周囲の食品W1との接触を回避し易い。
When arranging a new food W1 at a position surrounded by a plurality of foods W1 arranged in the box B1, the
把持用モータ80は、減速機を介さずにハンド本体40に接続されていてもよい。この場合、指先部63と把持用モータ80との間の力伝達効率が高くなるので、指先部63の力をより適切に制御することができる。
The
食品箱詰めシステム1は、ロボットアーム10が複数の指部60A,60Bを配置可能な領域を通る搬送経路TR2に沿って食品W1を搬送する箱詰め対象コンベヤ2を更に備え、ピック制御部214は、搬送経路TR2にある食品W1を箱詰め対象とし、当該食品W1を把持可能な位置に複数の指部60A,60Bを配置するようにロボットアーム10を制御し、当該食品W1を把持するまで複数の指部60A,60Bを互いに近接させるように把持用モータ80を制御してもよい。この場合、食品箱詰め装置4と箱詰め対象コンベヤ2との協働により、箱詰め作業の高速化を図ることができる。例えば、箱詰め対象コンベヤ2により箱詰め対象の食品W1を順次供給することで、食品箱詰め装置4による箱詰め作業を短い周期で繰り返すことができる。
The food boxing system 1 further includes a
ロボットコントローラ200は、搬送経路TR2にある複数の食品W1のデータに基づいて、予め設定された選択条件を満たす食品W1を当該複数の食品W1から選択する選択部211を更に有し、ピック制御部214は、選択部211により選択された食品W1を箱詰め対象としてもよい。この場合、ピック制御部214によって食品W1の仕分けが実行されるので、仕分け用の装置を削減してシステムを簡素化することができる。
The
箱詰め対象コンベヤ2は、搬送経路TR2に沿って並び、それぞれ食品W1を支持する複数のステージ90を有し、ステージ90は、搬送経路TR2に設置される基部91と、基部91上に設置されて食品W1を支持する受皿部92と、基部91に対して受皿部92が少なくとも水平方向に可動となるように、基部91及び受皿部92の間に介在する可動機構93とを含んでいてもよい。この場合、箱詰め対象コンベヤ2上に受皿部92が設けられることにより、箱詰め対象コンベヤ2上への食品W1の設置が人により行われる場合においても、少なくとも受皿部92上には食品W1が配置されることになる。このため、食品W1が受皿部92上にあることを前提とする動作プログラムを設定し、当該動作プログラムに従って食品箱詰め装置4を動作させることで、食品W1の位置のセンシングに頼ることなく食品W1の箱詰め作業の自動化を図ることが可能となる。受皿部92上における食品W1の位置のばらつきに起因して、食品W1に一方の指先部63が先にあたる状況(以下、これを「片あたり」という。)は生じ得る。片あたりが生じる場合であっても、先にあたる指先部63と食品W1との間に生じる力は受皿部92の動きによって吸収される。したがって、簡素なシステムにて食品箱詰め作業の自動化を図ることができる。
The
可動機構93は、基部91の上面に設けられた凹状の支持曲面93aと、受皿部92の下部に設けられ支持曲面93aに接する滑動部94とを含んでいてもよい。この場合、片あたりに起因して受皿部92の位置が基準位置からずれた場合であっても、食品W1が浮上した後、当該受皿部92はその自重によって基準位置に復帰する。このように、受皿部92の自重を活かした簡素な構成によって基準位置への復帰機能を実現することにより、システムの更なる簡素化を図ることができる。
The
図16に示すように、食品箱詰めシステム1は、複数の食品箱詰め装置4と、複数の食品箱詰め装置4をそれぞれ制御する複数のロボットコントローラ200とを備え、複数のロボットコントローラ200は互いに選択条件の異なる複数のロボットコントローラ200を含んでもよい。この場合、選択条件により区別される複数グループの食品の箱詰めを並行して実行することができる。これにより、箱詰め作業の更なる高速化を図ることができる。
As shown in FIG. 16, the food boxing system 1 includes a plurality of
以上、実施形態について説明したが、本発明は必ずしも上述した形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。 Although the embodiments have been described above, the present invention is not necessarily limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist thereof.
1…食品箱詰めシステム、2…箱詰め対象コンベヤ(コンベヤ)、4…食品箱詰め装置、10…ロボットアーム、40…ハンド本体、60A,60B…指部、61…第一突出部、62…第二突出部、63…指先部、64…第一突出部61と第二突出部62との交部、65…第二突出部62と指先部63との交部、80…把持用モータ、90…ステージ、91…基部、92…受皿部、93…可動機構、93a…支持曲面、94…滑動部、200…ロボットコントローラ、211…選択部、214…ピック制御部、215…プレース制御部、216…把持力制御部、B1…箱、B14…開口、TR2…搬送経路、W1…食品。
1 ... Food boxing system, 2 ... Conveyor for boxing (conveyor), 4 ... Food boxing device, 10 ... Robot arm, 40 ... Hand body, 60A, 60B ... Fingers, 61 ... First protrusion, 62 ... Second protrusion Part, 63 ... fingertip portion, 64 ... intersection of
Claims (16)
前記ハンド本体から同一方向に突出する複数の指部と、
前記ハンド本体において前記複数の指部を互いに近接又は離間させる把持用モータと、
前記ハンド本体に接続され、前記ハンド本体の位置及び姿勢を変更する多関節のロボットアームと、を有する食品箱詰め装置と、
前記食品箱詰め装置を制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
箱詰め対象の食品を把持可能な位置に前記複数の指部を配置するように前記ロボットアームを制御し、当該食品を把持するまで前記複数の指部を互いに近接させるように前記把持用モータを制御するピック制御部と、
前記箱詰め対象の食品を把持した前記複数の指部を箱内に進入させて当該食品を当該箱内に配置するように前記ロボットアームを制御し、当該食品を解放するまで前記複数の指部を互いに離間させるように前記把持用モータを制御するプレース制御部と、
前記複数の指部が前記食品を把持する際に、予め設定された力目標値に従って前記把持用モータを力制御する把持力制御部と、を有する食品箱詰めシステム。With the hand body
A plurality of fingers protruding in the same direction from the hand body,
A gripping motor that brings the plurality of fingers close to or separated from each other in the hand body,
A food boxing device having an articulated robot arm connected to the hand body and changing the position and posture of the hand body.
A controller for controlling the food boxing device is provided.
The controller
The robot arm is controlled so that the plurality of fingers are arranged at positions where the food to be boxed can be gripped, and the gripping motor is controlled so that the plurality of fingers are brought close to each other until the food is gripped. Pick control unit and
The robot arm is controlled so that the plurality of fingers holding the food to be boxed enter the box and the food is placed in the box, and the plurality of fingers are held until the food is released. A place control unit that controls the gripping motor so as to be separated from each other,
A food boxing system including a gripping force control unit that controls a force of the gripping motor according to a preset force target value when the plurality of fingers grip the food.
前記ピック制御部は、前記搬送経路にある前記食品を前記箱詰め対象とし、当該食品を把持可能な位置に前記複数の指部を配置するようにロボットアームを制御し、当該食品を把持するまで前記複数の指部を互いに近接させるように前記把持用モータを制御する、請求項1〜7のいずれか一項記載の食品箱詰めシステム。Further comprising a conveyor for transporting food along a transport path through which the robot arm can arrange the plurality of fingers.
The pick control unit controls the robot arm so as to target the food in the transport path as the boxing target, arrange the plurality of fingers at positions where the food can be gripped, and hold the food until the food is gripped. The food boxing system according to any one of claims 1 to 7, wherein the gripping motor is controlled so that a plurality of fingers are brought close to each other.
前記ピック制御部は、前記選択部により選択された前記食品を前記箱詰め対象とする、請求項8記載の食品箱詰めシステム。The controller further includes a selection unit that selects the foods satisfying preset selection conditions from the plurality of foods based on the data of the plurality of foods in the transport route.
The food boxing system according to claim 8, wherein the pick control unit targets the food selected by the selection unit as the boxing target.
前記複数の食品箱詰め装置をそれぞれ制御する複数の前記コントローラとを備え、
前記複数のコントローラは互いに選択条件の異なる複数の前記コントローラを含む、請求項9記載の食品箱詰めシステム。With the plurality of the food boxing devices,
A plurality of the controllers for controlling each of the plurality of food boxing devices are provided.
The food boxing system according to claim 9, wherein the plurality of controllers include a plurality of the controllers having different selection conditions from each other.
前記ステージは、前記搬送経路に設置される基部と、前記基部上に設置されて前記食品を支持する受皿部と、前記基部に対して前記受皿部が少なくとも水平方向に可動となるように、前記基部及び前記受皿部の間に介在する可動機構とを含む、請求項8〜10のいずれか一項記載の食品箱詰めシステム。The conveyors line up along the transport path, each having a plurality of stages supporting the food.
The stage has a base portion installed in the transport path, a saucer portion installed on the base portion to support the food, and the saucer portion so as to be movable at least horizontally with respect to the base portion. The food boxing system according to any one of claims 8 to 10, further comprising a movable mechanism interposed between the base portion and the saucer portion.
前記ハンド本体から同一方向に突出する複数の指部と、
箱詰め対象の食品を前記複数の指部により把持又は解放させるように、前記ハンド本体において前記複数の指部を互いに近接又は離間させる把持用モータと、
前記ハンド本体に接続され、前記ハンド本体の位置及び姿勢を変更する多関節のロボットアームと、を備え、
それぞれの前記指部は、前記ハンド本体から突出する第一突出部と、前記第一突出部の端部に設けられ、前記第一突出部の突出方向に対して一方側に曲がった方向に更に突出する第二突出部と、前記第二突出部の端部に設けられた指先部とを有する食品箱詰め装置。With the hand body
A plurality of fingers protruding in the same direction from the hand body,
A gripping motor that brings the plurality of fingers close to or separated from each other in the hand body so that the food to be boxed is gripped or released by the plurality of fingers.
It is provided with an articulated robot arm which is connected to the hand body and changes the position and posture of the hand body.
Each of the finger portions is provided at a first protruding portion protruding from the hand body and an end portion of the first protruding portion, and is further bent in one side with respect to the protruding direction of the first protruding portion. A food boxing device having a protruding second protruding portion and a fingertip portion provided at an end portion of the second protruding portion.
前記箱詰め対象の食品を把持した前記複数の指部を箱内に進入させて当該食品を当該箱内に配置するように前記ロボットアームを制御し、当該食品を解放するまで前記複数の指部を互いに離間させるように前記把持用モータを制御することと、
前記複数の指部が前記食品を把持する際に、予め設定された力目標値に従って前記把持用モータを力制御することと、を含む食品箱詰め方法。A hand body, a plurality of fingers protruding in the same direction from the hand body, a gripping motor that brings the plurality of fingers close to or separated from each other in the hand body, and a gripping motor connected to the hand body and connected to the hand body Using an articulated robot arm that changes its position and posture, the robot arm is controlled so as to arrange the plurality of fingers at positions where the food to be boxed can be gripped, and the robot arm is controlled until the food is gripped. Controlling the gripping motor so that a plurality of fingers are brought close to each other
The robot arm is controlled so that the plurality of fingers holding the food to be boxed enter the box and the food is placed in the box, and the plurality of fingers are held until the food is released. Controlling the gripping motors so that they are separated from each other
A food boxing method comprising controlling the force of the gripping motor according to a preset force target value when the plurality of fingers grip the food.
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