KR20190082849A - 로봇과 그 운전 방법 및 도포 시스템 - Google Patents

Abstract

로봇(100)은, 용기에 들어있는 식품에 액체를 도포하는 로봇(100)으로서, 상기 용기 또는 상기 식품을 촬영하는 촬상부(10)와, 상기 액체를 토출하는 토출부(26)를 이동시키는 제1 암(20)과, 상기 식품 상에 토출된 액체를 전연하는 전연부(36)를 이동시키는 제2 암(30)과, 제어 장치(40)를 구비하고, 상기 제어 장치(40)는, 상기 촬상부(10)에 의해 촬영된 상기 용기 또는 상기 식품의 위치 및 기울기에 기초해서 상기 토출부(26)가 이동하도록 상기 제1 암(20)을 동작시키고, 상기 전연부(36)가 이동하도록 상기 제2 암(30)을 동작시킨다.

Description

로봇과 그 운전 방법 및 도포 시스템

본 발명은, 로봇과 그 운전 방법 및 도포 시스템에 관한 것이다.

식품에 액체를 도포하는 장치로서, 예를 들어, 특허문헌 1의 붓칠 장치가 알려져 있다. 이 붓칠 장치는 도포용 브러시 및 확산용 브러시를 구비하고 있다. 이들 브러시는, 식품을 반송하는 컨베이어보다 상방에 고정되어 있고, 컨베이어의 반송 방향에 직교하는 방향에서의 컨베이어의 폭과 거의 동일한 폭으로 연장되어 있다. 컨베이어에 의해 반송되고 있는 식품에 도포용 브러시에 의해 조미료를 도포하고, 확산용 브러시에 의해 조미료를 펴고 있다.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 특개평11-196772호 공보

상기 특허문헌 1의 붓칠 장치에서는, 식품에 도포된 액체를 펼치기 위해서는, 컨베이어의 폭과 거의 동일한 폭의 특수한 확산용 브러시를 사용하여야 하며, 아직 개선의 여지가 있다.

본 발명은, 상기 종래의 과제를 해결하는 것으로, 식품에 액체를 용이하게 도포할 수 있는, 로봇과 그 운전 방법 및 도포 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 종래의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 로봇은, 용기에 들어있는 식품에 액체를 도포하는 로봇으로서, 상기 용기 또는 상기 식품을 촬영하는 촬상부와, 상기 액체를 토출하는 토출부를 이동시키는 제1 암과, 상기 식품 상에 토출된 액체를 전연(展延)하는 전연부를 이동시키는 제2 암과, 제어 장치를 구비하고, 상기 제어 장치는, 상기 촬상부에 의해 촬영된 상기 용기 또는 상기 식품의 위치 및 기울기에 기초해서 상기 토출부가 이동하도록 상기 제1 암을 동작시키고, 상기 전연부가 이동하도록 상기 제2 암을 동작시킨다.

이 구성에 의하면, 용기 또는 식품의 위치 및 기울기에 따라 토출부 및 전연부가 이동할 수 있다. 따라서, 특수한 브러시를 사용하지 않고도, 식품 상에 토출된 액체를 펼쳐, 식품에 액체를 용이하게 도포할 수 있다. 또한, 토출부에 의한 토출 동작과, 전연부에 의한 전연 동작을 동시에 수행하여, 식품 상의 액체가 흐르거나 마르기 전에 액체를 균일 또한 효율적으로 도포할 수 있다.

이 로봇에서는, 상기 액체를 토출할 때의 상기 제1 암에 의한 상기 토출부의 이동 방향과, 상기 액체를 전연할 때의 상기 제2 암에 의한 상기 전연부의 이동 방향이 달라도 좋다. 이 구성에 의하면, 토출된 액체의 선조체가 연장되는 방향과 다른 방향으로 전연부를 이동시킴으로써, 더욱 균일하게 액체를 펼 수 있다.

또한, 로봇에서는, 상기 액체를 전연할 때의 상기 전연부의 이동 방향에 직교하는 방향에서의 상기 전연부의 길이가 상기 식품의 길이보다 짧아도 좋다. 이 구성에 의하면, 보통, 사용되고 있는 솔 등의 전연부는, 전연부의 이동 방향에 대한 직교 방향에서의 전연부의 길이가 식품의 길이보다 짧다. 이러한 전연부여도, 용기 또는 식품의 위치 및 기울기에 따라 전연부가 이동함으로써, 식품에 액체를 용이하게 도포할 수 있다.

나아가, 로봇에서는, 상기 촬상부는 상기 제1 암에 설치되어 있어도 좋다. 이 구성에 의하면, 로봇에 토출부, 전연부 및 촬상부가 설치되어 있으므로, 별도로, 촬상부를 준비할 필요가 없다.

본 발명에 따른 도포 시스템은, 상기 어느 하나의 로봇과, 상기 용기를 반송하는 반송부를 구비하고 있다. 이 구성에 의하면, 반송부에 의해 반송된 용기 내의 식품에 대해, 순차적으로, 로봇은 액체를 토출하고, 그것을 펼칠 수 있다. 복수의 식품에 액체를 용이 또한 효율적으로 도포할 수 있다.

도포 시스템에서는, 상기 반송부에 의한 반송 방향에서 상기 촬상부는 상기 토출부보다 상류측이 되고, 상기 토출부는 상기 전연부보다 상류측이 되도록 상기 로봇은 상기 반송부에 대해 배치되어 있어도 좋다. 이 구성에 의하면, 반송부에 의해 반송되어 오는 식품을, 순차적으로, 촬영, 토출 및 전연할 수 있고, 식품에 액체를 효율적으로 도포할 수 있다.

본 발명에 따른 로봇의 운전 방법은, 용기 또는 식품을 촬영하는 촬상부와, 액체를 토출하는 토출부를 이동시키는 제1 암과, 상기 식품 상에 토출된 액체를 전연하는 전연부를 이동시키는 제2 암을 구비하는 로봇의 운전 방법으로서, 상기 촬상부에 의해 촬영된 상기 용기 또는 상기 식품의 위치 및 기울기에 기초해서 상기 토출부가 이동하도록 상기 제1 암을 동작시키고, 상기 전연부가 이동하도록 상기 제2 암을 동작시킨다. 이 방법에 의하면, 용기 또는 식품의 위치 및 기울기에 따라 전연부가 이동할 수 있으므로, 특수한 브러시를 사용하지 않고도, 식품 상에 토출된 액체를 펼치고, 식품에 액체를 용이하게 도포할 수 있다.

본 발명의 로봇과 그 운전 방법 및 도포 시스템에 의하면, 식품에 액체를 용이하게 도포할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 로봇의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 로봇의 제어 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 기능 블록도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 로봇에 의해 용기를 촬영하고, 식품 상의 액체를 펼치고 있는 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1에 나타낸 로봇에 의해 식품에 액체를 토출하고, 식품 상의 액체를 펼치고 있는 상태를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시형태를, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 모든 도면에서, 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 부여하고, 중복하는 설명은 생략한다. 또한, 모든 도면에서, 본 발명을 설명하기 위한 구성 요소를 발췌하여 도시하고 있고, 그 외의 구성 요소에 대해서는 도시를 생략하고 있는 경우가 있다. 나아가, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되지 않는다.

(실시형태 1)

[로봇의 구성]

본 실시형태 1에 따른 로봇(100)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 용기에 들어있는 식품에 액체를 도포하는 로봇으로서, 촬상부(10), 제1 암(20), 제2 암(30) 및 제어 장치(40)를 구비하고 있다. 로봇(100)으로는, 예를 들어, 수평 다관절형 로봇이 사용된다. 다만, 로봇(100)은, 이에 한정되지 않고, 수직 다관절형 로봇 등의 로봇이어도 좋다.

로봇(100)은 대차(11)를 구비하고, 대차(11)의 하면에는 바퀴(12) 및 고정부(13)가 설치되어 있다. 로봇(100)은, 바퀴(12)에 의해 이동 가능하고, 고정부(13)에 의해 바닥에 고정되도록 구성되어 있다. 이 대차(11) 내에는, 제어 장치(40)가 수납되어 있다.

또한, 대차(11)의 상면에는 기축(14)이 고정되어 있다. 기축(14)에는, 해당 기축(14)의 축심을 지나는 회전 축선(L1) 둘레로 회동 가능하게 제1 암(20) 및 제2 암(30)이 설치되어 있다. 제1 암(20)과 제2 암(30)이 상하로 고저차(高低差)를 갖도록 설치되어 있다. 또한, 제1 암(20) 및 제2 암(30)은, 독립하여 동작하거나, 서로 관련하여 동작할 수 있도록 구성되어 있다.

제1 암(20)은, 제1 암부(21), 제1 손목부(22), 제1 핸드부(23) 및 제1 장착부(24)를 가지고 있다. 제2 암(30)은, 제2 암부(31), 제2 손목부(32), 제2 핸드부(33) 및 제2 장착부(34)를 가지고 있다. 또한, 여기에서는, 제1 암(20) 및 제2 암(30)은, 제1 핸드부(23), 제2 핸드부(33)를 제외하고, 실질적으로 동일한 구성으로 하는 형태를 채용했지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 각 암부(21, 31) 및 각 손목부(22, 32)가, 제1 암(20)과 제2 암(30)에서 다른 구성인 형태를 채용해도 좋다.

제1 암부(21)는 대략 직육면체 모양의 제1a 링크(21a) 및 제1b 링크(21b)로 구성되고, 제2 암부(31)는 대략 직육면체 모양의 제2a 링크(31a) 및 제2b 링크(31b)로 구성되어 있다. 각 링크(21a, 31a)는, 그 기단부에 회전 관절(J1)이 설치되어 있고, 선단부에 회전 관절(J2)이 설치되어 있다. 각 링크(21a, 31a)는, 그 기단부가 회전 관절(J1)을 통해 기축(14)과 연결되어 있고, 회전 관절(J1)에 의해 회전 축선(L1) 둘레로 회동할 수 있다.

각 링크(21b, 31b)는, 그 기단부가 각 링크(21a, 31a)의 선단부와 회전 관절(J2)을 통해 연결되어 있고, 회전 관절(J2)에 의해 회전 축선(L2) 둘레로 회동할 수 있다. 각 링크(21b, 31b)는, 그 선단부에 직동(直動) 관절(J3)이 설치되어 있다.

각 손목부(22, 32)는, 각 링크(21b, 31b)의 선단부에 직동 관절(J3)을 통해 연결되어 있고, 각 링크(21b, 31b)에 대해 승강 이동 가능하다. 각 손목부(22, 32)의 하단부에는 회전 관절(J4)이 설치되어 있고, 회전 관절(J4)의 하단부에는 각 장착부(24, 34)가 설치되어 있다.

각 장착부(24, 34)는, 각 핸드부(23, 33)를 탈착 가능하게 구성되어 있다. 예를 들어, 각 장착부(24, 34)는, 그 간격이 조정 가능하게 구성되어 있는, 한 쌍의 봉(棒)부재를 가지고 있다. 각 장착부(24, 34)는, 해당 한 쌍의 봉부재로 각 핸드부(23, 33)를 끼워 집는 것에 의해, 각 핸드부(23, 33)를 각 손목부(22, 32)에 장착할 수 있다. 이에 따라, 각 핸드부(23, 33)는, 회전 관절(J4)에 의해 회전 축선(L3) 둘레로 회동할 수 있다. 또한, 봉부재는 선단부분이 구부려져 있어도 좋다.

제1 핸드부(23)는, 제1 암(20)의 선단에 설치되어 있고, 제1 장착부(24)에 의해 탈착 가능하게 장착된 제1 파지부(25) 및 촬상부(10)에 의해 구성되어 있다. 제2 핸드부(33)는, 제2 암(30)의 선단에 설치되어 있고, 제2 장착부(34)에 의해 탈착 가능하게 장착된 제2 파지부(35)에 의해 구성되어 있다. 또한, 제1 핸드부(23) 및 제2 핸드부(33)의 상세에 대해서는 후술한다.

또한, 제1 암(20) 및 제2 암(30)의 각 관절(J1~J4)에는, 각각, 각 관절이 연결하는 2개의 부재를 상대적으로 회전 또는 승강시키는 액추에이터의 일 예로서의 구동 모터(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 구동 모터는, 예를 들어, 제어 장치(40)에 의해 서보 제어되는 서보 모터여도 좋다. 또한, 각 관절(J1)~관절(J4)에는, 각각, 구동 모터의 회전 위치를 검출하는 회전 센서(도시하지 않음)와, 구동 모터의 회전을 제어하는 전류를 검출하는 전류 센서(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 회전 센서는, 예를 들어, 인코더여도 좋다.

다음으로, 제어 장치(40)에 대하여, 도 2를 참조하면서 설명한다. 제어 장치(40)는, CPU 등의 연산부(40a)와, ROM, RAM 등의 기억부(40b)와, 서보 제어부(40c)를 구비하고, 예를 들어, 마이크로 컨트롤러 등의 컴퓨터를 구비한 로봇 컨트롤러이다. 또한, 제어 장치(40)는, 집중 제어하는 단독의 제어 장치(40)에 의해 구성되어 있어도 좋고, 서로 협동하여 분산 제어하는 복수의 제어 장치(40)에 의해 구성되어 있어도 좋다. 또한, 본 실시형태 1에서는, 기억부(40b)가 제어 장치(40) 내에 배치되어 있는 형태를 채용했지만, 이에 한정되지 않고, 기억부(40b)가 제어 장치(40)와 별도로 설치되어 있는 형태를 채용해도 좋다.

기억부(40b)에는, 로봇 컨트롤러로서의 기본 프로그램, 각종 고정 데이터 등의 정보가 기억되어 있다. 연산부(40a)는, 기억부(40b)에 기억된 기본 프로그램 등의 소프트웨어를 읽어내어 실행하는 것에 의해, 로봇(100)의 각종 동작을 제어한다. 즉, 연산부(40a)는, 로봇(100)의 제어 지령을 생성하고, 이를 서보 제어부(40c)에 출력한다. 서보 제어부(40c)는, 연산부(40a)에 의해 생성된 제어 지령에 기초해서, 로봇(100)의 각 암(20, 30)의 관절(J1~J4)에 대응하는 서보 모터의 구동을 제어하도록 구성되어 있다. 예를 들어, 제어 장치(40)는, 촬상부(10)에 의해 촬영된 용기 또는 식품의 위치 및 기울기에 기초해서 토출부(26)가 이동하도록 제1 암(20)를 동작시키고, 전연부(36)가 이동하도록 제2 암(30)을 동작시킨다.

다음으로, 제1 암(20)의 제1 핸드부(23)에 대하여, 도 3 및 도 4를 참조하면서 설명한다. 제1 핸드부(23)는 촬상부(10) 및 제1 파지부(25)에 의해 구성되고, 촬상부(10)와 제1 파지부(25)는 소정의 각도로 제1 장착부(24)(도 1)를 통해 제1 손목부(22)에 접속되어 있다. 제2 핸드부(33)는 제2 파지부(35)에 의해 구성되어 있고, 제2 장착부(34)(도 1)를 통해 제1 손목부(32)에 접속되어 있다.

촬상부(10)는, 용기(15) 또는 식품(16)을 촬영하는 장치로서, 예를 들어, 비전 카메라 등의 카메라가 사용된다. 촬상부(10)는, 그 광축이 제1 암(20)의 제1 손목부(22)의 승강 방향(상하 방향)에 일치하고, 하방을 향하도록 배치되어 있다. 촬상부(10)는 촬영한 화상을 제어 장치(40)에 출력하고, 제어 장치(40)는 화상을 해석하여 촬영 대상의 위치 및 형상 등을 판정한다.

제1 파지부(25)는, 액체를 토출하는 토출부(26)를 파지하는 부분으로서, 예를 들어, 한 쌍의 협지(挾持)부분을 가지고 있다. 한 쌍의 협지부분은, 서로의 간격이 변화하도록 액추에이터 등의 구동부(도시하지 않음)에 의해 구동하고, 서로의 간격이 좁아짐으로써 토출부(26)의 장착(取付)부분을 협지한다. 협지부분은, 예를 들어 판상체(板像體)이고, 한 쌍의 협지부분이 서로 대향하는 협지부분의 변은 토출부(26)의 장착부분에 맞닿도록 장착부분의 표면을 따라 만곡하고 있어도 좋다.

토출부(26)는, 수용한 액체를 토출하는 디스펜서로서, 액체에 압력이 부여되도록 액추에이터 등의 구동부(도시하지 않음)가 접속되어 있다. 예를 들어, 토출부(26)가 실린더 및 피스톤에 의해 형성되어 있고, 피스톤이 이동함으로써 액체가 토출한다. 또한, 토출부(26)에는, 제1 파지부(25)에 의해 파지되는 장착부분이 설치되어 있다. 이 장착부분이 제1 파지부(25)에 의해 파지됨으로써, 토출구가 하방을 향하도록 토출부(26)는 제1 암(20)에 장착된다.

이 촬상부(10) 및 토출부(26)는, 회전 관절(J1, J2, J4)(도 1)에 의해 제1 암(20)의 각 부(部)가 각 회전 축선(L1, L2, L3)(도 1) 둘레를 회동함으로써, 좌우 및 전후 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 촬상부(10) 및 토출부(26)는, 직동 관절(J3)(도 1)에 의해 제1 암(20)의 제1 손목부(22)가 제1b 링크(21b)에 대해 승강 이동함으로써, 상하 방향으로 이동할 수 있다. 이와 같이 제1 암(20)은 촬상부(10) 및 토출부(26)를 이동시킬 수 있다.

제2 파지부(35)는, 식품(16) 상에 토출된 액체를 전연하는 전연부(36)를 파지하는 부분으로서, 예를 들어, 한 쌍의 협지부분을 가지고 있다. 한 쌍의 협지부분은, 서로의 간격이 변화하도록 액추에이터 등의 구동부(도시하지 않음)에 의해 구동하고, 서로의 간격이 좁아짐으로써 전연부(36)의 장착부분을 협지한다. 협지부분은, 예를 들어 판상체이고, 한 쌍의 협지부분이 서로 대향하는 협지부분의 변은, 전연부(36)의 장착부분에 맞닿도록 장착부분의 표면을 따라 만곡하고 있어도 좋다.

전연부(36)는, 식품(16) 상의 액체를 넓혀서 펴는 것으로서, 예를 들어, 솔, 롤러, 인두, 주걱 등을 들 수 있다. 식품(16)의 도포면에 평행한 방향(수평 방향)에서는, 액체를 전연할 때의 전연부(36)의 이동 방향에 직교하는 방향에서의 전연부(36)의 길이가 식품(16)의 길이보다 짧다. 또한, 전연부(36)에는, 제2 파지부(35)에 의해 파지되는 장착부분이 설치되어 있다. 이 장착부분이 제2 파지부(35)에 의해 파지됨으로써 전연부(36)의 하단부가 수평 방향이 되도록 전연부(36)는 제2 암(30)에 장착된다.

이 전연부(36)는, 회전 관절(J1, J2, J4)(도 1)에 의해 제2 암(30)의 각 부(部)가 각 회전 축선(L1, L2, L3)(도 1) 둘레를 회동함으로써, 좌우 및 전후 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 전연부(36)는, 직동 관절(J3)(도 1)에 의해 제2 암(30)의 제2 손목부(32)가 제2b 링크(31b)에 대해 승강 이동함으로써, 상하 방향으로 이동할 수 있다. 이와 같이 제2 암(30)은 전연부(36)를 이동시킬 수 있다.

[도포 시스템의 구성]

다음으로, 도포 시스템(200)의 구성에 대하여, 도 3 및 도 4를 참조하면서 설명한다. 도포 시스템(200)은, 로봇(100) 및 반송부(201)에 의해 구성되어 있다. 반송부(201)는, 로봇(100)의 앞(前)에 배치되어 있고, 예를 들어 용기(15)를 반송하는 벨트 컨베이어이며, 용기(15)를 올려놓는 재치(載置)면을 갖는다. 반송부(201)는, 그 재치면이 각 손목부(22, 32)의 승강 방향(상하 방향)에 직교하는 방향(수평 방향)이고, 재치면 상의 용기(15)가 제1 핸드부(23) 측에서 제2 핸드부(33) 측으로 이동하도록 배치되어 있다.

따라서, 로봇(100)의 제1 핸드부(23)가 제2 핸드부(33)보다 반송부(201)에 의한 반송 방향의 상류측에 설치된다. 또한, 반송 방향에서 촬상부(10)는 제1 파지부(25)의 토출부(26)보다 상류측에 배치되고, 토출부(26)는 제2 파지부(35)의 전연부(36)보다 상류측에 배치되어 있다. 또한, 반송부(201) 대신에, 용기(15)를 재치하는 작업대 등이 로봇(100)의 앞에 배치되어 있어도 좋다.

반송부(201)의 재치면에는, 용기(15)가 전후 방향으로 나란하게 2열, 배열되어 있고, 각 열에는 복수의 용기(15)가 좌우 방향으로 나열되어 있다. 용기(15)는, 상면이 개구된 형상이고, 바닥 및 바닥에서 세워 올려진 4개의 측벽을 가지고 있다. 용기(15)의 안은 대각선으로 구획되어 있고, 그 일방측에는 밥이 채워져 있으며, 타방측에는 햄버그(식품)(16) 및 계란이 배치되어 있다. 식품(16)은, 그 길이 방향이 반송부(201)의 반송 방향에 대해 대각선 방향이며, 용기(15)의 대각선에 평행이 되도록 배치되어 있다. 또한, 반송부(201)의 재치면에는 용기(15)가 전후 방향으로 나란하게 1열 또는 복수(3열 이상), 배열되어 있어도 좋다.

[로봇의 동작 방법]

다음으로, 본 실시형태 1에 따른 로봇(100)의 동작 방법에 대하여, 도 3 및 도 4를 참조하면서 설명한다. 이 동작 방법은 제어 장치(40)에 의해 실행된다. 여기에서는, 도시락 상자(용기)(15)에 들어있는 햄버그(식품)(16)에 소스(액체)를 도포하는 경우에 대하여 설명한다.

다만, 용기(15)는, 그 상면이 개구된 것이면, 도시락 상자로 한정되지 않는다. 식품(16)은, 고체이면 햄버그로 한정되지 않고, 예를 들어 오므라이스나 오코노미야키 등을 들 수 있다. 액체는, 토출되어 전연되는 것이면 소스로 한정되지 않고, 예를 들어 점성체 및 유동체 등의 조미료를 들 수 있다.

먼저, 도 3에 나타낸 바와 같이, 예를 들어 작업원에 의해 식품(16)을 수납한 용기(15)가 반송부(201)의 재치면에 재치되어 로봇(100)의 앞에 반송되어 온다. 재치될 때나 반송되는 동안에 용기(15)는 반송부(201)의 반송 방향에 대하여 기울어지거나, 용기(15)의 위치가 소정의 위치에서 벗어나거나 한다.

따라서, 용기(15)의 위치 및 기울기를 취득하기 위해, 제1 암(20)은 촬상부(10)를 용기(15) 위로 이동시킨다. 그리고 반송 속도에 기초해서 소정 시간마다, 또는 반송되고 있는 용기(15)의 위치를 검출하는 센서(도시하지 않음)에 의한 검출 신호 등의 소정 타이밍에, 촬상부(10)는 용기(15)를 촬영하고 이 화상을 제어 장치(40)에 출력한다. 그리고 제어 장치(40)는 화상을 처리하여, 재치면에 평행한 방향에서의 용기(15)의 위치 및 기울기의 위치 정보를 취득한다.

이때, 전후 방향으로 연장된 용기(15)의 측벽과 좌우 방향으로 연장된 용기(15)의 측벽의 위치 정보로부터, 전후 방향 및 좌우 방향에서의 용기(15)의 위치 및 기울기를 취득할 수 있다. 이러한 용기(15)의 형상 및 색상 등이 일정하기 때문에, 더욱 정확 그리고 더욱 간단하게 용기(15)의 위치 및 기울기의 위치 정보를 취득할 수 있다.

또한, 촬상부(10)는, 전후 방향으로 나열된 2개의 용기(15)를 동시에 촬영하도록 해도 좋다. 여기에서, 2개의 용기(15)의 전부가 아니라, 도 3의 일점쇄선(L)의 촬영 범위에 나타낸 바와 같이, 2개의 용기(15)의 각각의 일부를 촬영하도록 해도 좋다. 예를 들어, 뒤(後)측(로봇(100)에 가까운 측)의 용기(15)에 대해서는 좌우 방향으로 연장되는 2개의 측벽 중 앞(前)측의 측벽과, 전후 방향으로 연장되는 2개의 측벽 중 상류측(또는 하류측)의 측벽을 촬영하도록 설정한다. 또한, 앞측(로봇(100)에서 먼 측)의 용기(15)에 대해서는 좌우 방향으로 연장되는 2개의 측벽 중 후측의 측벽과, 전후 방향으로 연장되는 2개의 측벽 중 상류측(또는 하류측)의 측벽을 촬영한다. 이와 같이, 전후 방향으로 연장된 1개의 측벽과 좌우 방향으로 연장된 1개의 측벽의 위치 정보로부터, 전후 방향 및 좌우 방향에서의 용기(15)의 위치 및 기울기의 위치 정보를 취득할 수 있다.

이에 따라, 광범위한 범위를 촬영하는 특수한 촬상부(10)는 필요가 없어, 비용의 상승을 억제할 수 있다. 또한, 초점 거리를 길게 하기 위해 촬상부(10)를 토출부(26)로부터 떨어뜨릴 필요가 없어, 제품의 대형화가 억제된다. 나아가, 전후 방향으로 나열된 용기(15)의 각각을 촬영할 필요가 없어, 동작 시간의 단축화가 도모된다.

이어서, 제1 암(20)은, 촬상부(10)에 대신해서 토출부(26)를 용기(15) 위로 이동시킨다. 그리고 토출부(26)의 토출구로부터 액체를 토출시키면서, 제1 암(20)은 용기(15)의 위치 정보에 기초해서 용기(15) 내의 식품(16) 위에서 토출부(26)를 이동시킨다.

예를 들어, 용기(15) 내에서의 식품(16)의 위치 및 용기(15)에 대한 식품(16)의 기울기는 미리 정해져 있기 때문에, 용기(15)의 위치 및 기울기에 기초해서 식품(16)의 위치 및 기울기를 구한다. 그리고 액체를 토출할 때의 토출부(26)의 이동 방향 및 이동 위치는, 식품(16)의 크기 및 기울기 등에 따라 미리 정해져 있기 때문에, 식품(16)의 위치 및 기울기에 기초해서 토출부(26)의 이동 위치 및 이동 방향을 보정한다. 이 이동 위치의 개시 위치에 토출부(26)를 배치하고, 토출부(26)의 토출구로부터 액체를 토출시키면서, 이동 방향(A1)(도 4) 및 이동 위치에 기초해서 토출부(26)를 이동시킨다. 이에 따라, 식품(16) 상의 소망의 위치에 액체를 공급할 수 있다.

여기에서는, 길이 방향에서의 식품(16)의 한쪽 단부 근방에 토출부(26)를 배치하고 나서, 액체를 토출시키면서 길이 방향을 따라 토출부(26)를 이동시켜, 식품(16)의 다른쪽 단부 근방에서 토출을 정지한다. 그리고 액체를 토출시키지 않고 토출부(26)를 반송부(201)의 하류측으로 이동시키고, 액체를 토출하면서, 앞선 이동 방향과 평행이 되도록 식품(16)의 다른쪽 단부 근방에서 한쪽 단부 근방으로 토출부(26)를 이동시켜 토출을 정지한다. 이를 복수 회 반복함으로써, 식품(16)의 도포면에 복수 개의 액체의 선조체(線條體, 17)가 형성된다.

또한, 제2 암(30)은, 용기(15)의 위치 정보에 기초해서 전연부(36)를 이동시킨다. 여기에서, 용기(15)의 위치 및 기울기에 기초한 식품(16)의 위치 및 기울기로부터, 식품(16)의 소정 위치 위에 전연부(36)를 배치한다. 그리고 전연부(36)를 하방으로 이동시키고, 전연부(36)의 하단부를 식품(16)에 접촉시킨다.

액체를 펼 때의 전연부(36)의 이동 방향 및 이동 위치는, 식품(16)의 크기 및 기울기 등에 따라 미리 정해져 있기 때문에, 식품(16)의 위치 및 기울기에 기초해서 전연부(36)의 이동 위치 및 이동 방향을 보정한다. 이 이동 위치 및 이동 방향(A2)(도 4)에 기초해서 전연부(36)를 이동시킨다. 이때, 식품(16)의 기울기에 기초해서 전연부(36)의 하단부의 길이 방향을 전연부(36)의 이동 방향에 대해 직교하는 방향이 되도록 전연부(36)를 돌린다.

이에 따라, 액체를 식품(16)의 도포면에서, 더욱 균일하게 펴서 넓힐 수 있다. 또한, 식품(16)에 대한 액체의 토출 동작과, 앞서 토출되어 있는 다른 식품(16) 상의 액체의 전연 동작을 동시에 수행할 수 있기 때문에, 액체가 식품(16)에서 흐르거나 마르지 않는 사이에 액체를 펼칠 수 있다. 또한, 이 토출 동작과 전연 동작이 병행해서 수행되고 있으면, 토출 동작과 전연 동작이 같은 타이밍에서 개시해서 종료하는 경우만이 아니다. 예를 들어, 토출 동작의 개시 타이밍과 전연 동작의 개시 타이밍이 어긋나있어도 좋고, 또한, 토출 동작의 종료 타이밍과 전연 동작의 종료 타이밍이 어긋나있어도 좋다. 또한, 토출 동작과 전연 동작이 별도로 수행되고 있어도 좋다.

이 액체를 토출할 때의 제1 암(20)에 의한 토출부(26)의 이동 방향(A1)(도 4)과, 액체를 전연할 때의 제2 암(30)에 의한 전연부(36)의 이동 방향(A2)(도 4)이 다르도록 해도 좋다. 예를 들어, 식품(16)의 길이 방향을 따라 토출부(26)를 이동시키는 것에 의해, 길이 방향으로 연장되는 액체의 선조체(17)가 식품(16) 상에 형성된다. 이에 대하여, 식품(16)의 길이 방향에 대해 직교하는 방향으로 전연부(36)를 이동시키는 것에 의해, 길이 방향으로 연장되는 액체의 선조체(17)를 길이 방향에 직교하는 방향으로 펼친다. 이에 따라, 더욱 균일 또한 더욱 효율적으로 액체를 식품(16)에 도포할 수 있다.

이렇게 하여, 식품(16) 상의 액체를 전연한 후, 제2 암(30)은 전연부(36)를 용기(15)의 측벽의 높이보다 높은 위치까지 상승시키고, 다른 용기(15)의 식품(16)의 위치로 이동시킨다. 이에 따라, 식품(16)의 높이가 용기(15)의 측벽의 높이보다 낮은 경우에도, 전연부(36)가 용기(15)의 측벽에 닿지 않고, 전연부(36)에 부착되어 있던 액체에 의해 측벽을 더럽히는 일 없이, 전연부(36)를 이동시킬 수 있다.

이와 같이 구성된 로봇(100)에서는, 제어 장치(40)는, 촬상부(10)에 의해 촬영된 용기(15)의 위치 및 기울기에 기초해서 토출부(26)가 이동하도록 제1 암(20)을 동작시키고, 전연부(36)가 이동하도록 제2 암(30)을 동작시키고 있다. 이에 의하면, 용기(15)의 위치 및 기울기에 기초한 용기(15) 내의 식품(16)의 위치 및 기울기에 따라, 토출부(26) 및 전연부(36)가 이동할 수 있다. 따라서, 특수한 브러시를 사용하지 않고도, 식품(16) 상에 토출된 액체를 펼쳐, 식품(16)에 액체를 용이하게 도포할 수 있다. 또한, 토출부(26)에 의한 토출과, 전연부(36)에 의한 전연을 동시에 수행하여, 식품(16) 상의 액체가 흐르거나 마르기 전에 액체를 균일하게 도포할 수 있다.

또한, 이 로봇(100)에서는, 액체를 토출할 때의 제1 암(20)에 의한 토출부(26)의 이동 방향과, 액체를 전연할 때의 제2 암(30)에 의한 전연부(36)의 이동 방향이 다르다. 이에 의하면, 토출된 액체의 선조체(17)가 연장되는 방향과 다른 방향으로 전연부(36)를 이동시킴으로써, 더욱 효율적 또한 더욱 균일하게 액체를 펼 수 있다.

나아가, 이 로봇(100)에서는, 전연 시의 전연부(36)의 이동 방향(A2)(도 4)에 직교하는 방향에서의 전연부(36)의 길이(폭)가 식품(16)의 길이보다 짧다. 이에 의하면, 보통, 사용되고 있는 솔 등의 전연부(36)는, 전연부(36)의 이동 방향에 대한 직교 방향에서의 전연부(36)의 길이가 식품(16)의 길이보다 짧다. 이러한 전연부(36)여도, 용기(15)의 위치 및 기울기에 따라 전연부(36)가 이동함으로써, 식품(16)에 액체를 용이하게 도포할 수 있다.

또한, 이 로봇(100)에서는, 촬상부(10)는 제1 암(20)에 설치되어 있다. 이에 의하면, 로봇(100)에 토출부(26), 전연부(36) 및 촬상부(10)가 설치되어 있으므로, 별도로, 촬상부(10)를 준비할 필요가 없다.

나아가, 도포 시스템(200)은, 로봇(100)과, 용기(15)를 반송하는 반송부(201)를 구비하고 있다. 이에 의하면, 반송부(201)에 의해 반송된 용기(15) 내의 식품(16)에 대해, 순차적으로, 로봇(100)은 액체를 토출하고, 그것을 펼칠 수 있다. 복수의 식품(16)에 액체를 용이 또한 효율적으로 도포할 수 있다.

또한, 이 도포 시스템(200)에서는, 반송부(201)에 의한 반송 방향에서 촬상부(10)는 토출부(26)보다 상류측이 되고, 토출부(26)는 전연부(36)보다 상류측이 되도록 로봇(100)은 반송부(201)에 대해 배치되어 있다. 이에 의하면, 반송부(201)에 의해 반송되어 오는 식품(16)을, 순차적으로, 촬영, 토출 및 전연할 수 있고, 식품(16)에 액체를 효율적으로 도포할 수 있다.

[변형례 1]

또한, 상기 구성에서는, 촬상부(10)에 의해 용기(15)를 촬영하고, 그 용기(15)의 위치 및 기울기에 기초해서 토출부(26) 및 전연부(36)를 이동시켰다. 이에 비하여, 촬상부(10)에 의해 식품(16)을 촬영하고, 그 식품(16)의 위치 및 기울기에 기초해서 토출부(26) 및 전연부(36)를 이동시켜도 좋다.

구체적으로는, 촬상부(10)는 용기(15) 내의 식품(16)을 촬영하여 이 화상을 제어 장치(40)에 출력하고, 제어 장치(40)는 화상의 처리에 의해 식품(16)의 위치 및 기울기의 위치 정보를 취득한다. 이 위치 정보에 기초해서 토출부(26)의 소정 이동 위치 및 소정 이동 방향을 보정하여, 이 보정한 이동 위치 및 이동 방향에 따라 토출부(26)를 이동시키면서, 토출부(26)의 토출구로부터 액체를 토출시킨다. 이에 따라, 식품(16) 위에 액체가 공급되고, 액체의 선조체(17)가 형성된다.

또한, 식품(16)의 위치 및 기울기의 위치 정보에 기초해서 전연부(36)의 소정 이동 위치 및 소정 이동 방향을 보정한다. 그리고 이 보정한 이동 위치 및 이동 방향에 따라 전연부(36)를 이동시킨다. 이에 따라, 액체의 선조체(17)가 균일하게 펼쳐진다.

이와 같이, 식품(16)의 위치 및 기울기에 기초해서 토출부(26) 및 전연부(36)를 이동시킴으로써, 식품(16)의 위치 및 기울기에 맞춰 더욱 정확하게 토출부(26) 및 전연부(36)를 이동시킬 수 있다. 따라서, 식품(16) 상에서의 소망의 범위에 액체를 더욱 균일하게 도포할 수 있다.

또한, 상기 모든 실시형태에서 촬상부(10)는 제1 핸드부(23)에 설치되어 있었지만, 제2 핸드부(33) 또는 로봇(100) 이외의 위치에 설치되어 있어도 좋다.

상기 설명으로부터, 당업자로서는, 본 발명의 많은 개량 또는 다른 실시형태가 명백하다. 따라서, 상기 설명은, 예시로서만 해석되어야 하며, 본 발명을 실행하는 최선의 형태를 당업자에게 교시하는 목적으로 제공되는 것이다. 본 발명의 정신을 벗어나지 않고, 그 구조 및/또는 기능의 상세를 실질적으로 변경할 수 있다.

본 발명의 로봇과 그 운전 방법 및 도포 시스템은, 식품에 액체를 용이하게 도포할 수 있으므로, 산업 로봇의 분야에서 유용하다.

10: 촬상부
15: 용기
16: 식품
20: 제1 암
26: 토출부
30: 제2 암
36: 전연부
40: 제어 장치
100: 로봇
200: 도포 시스템
201: 반송부

Claims (7)

1. 용기에 들어있는 식품에 액체를 도포하는 로봇으로서,
   상기 용기 또는 상기 식품을 촬영하는 촬상부와,
   상기 액체를 토출하는 토출부를 이동시키는 제1 암과,
   상기 식품 상에 토출된 액체를 전연하는 전연부를 이동시키는 제2 암과,
   제어 장치를 구비하고,
   상기 제어 장치는, 상기 촬상부에 의해 촬영된 상기 용기 또는 상기 식품의 위치 및 기울기에 기초해서 상기 토출부가 이동하도록 상기 제1 암을 동작시키고, 상기 전연부가 이동하도록 상기 제2 암을 동작시키는, 로봇.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 액체를 토출할 때의 상기 제1 암에 의한 상기 토출부의 이동 방향과, 상기 액체를 전연할 때의 상기 제2 암에 의한 상기 전연부의 이동 방향이 다른, 로봇.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 액체를 전연할 때의 상기 전연부의 이동 방향에 직교하는 방향에서의 상기 전연부의 길이가 상기 식품의 길이보다 짧은, 로봇.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 촬상부는 상기 제1 암에 설치되어 있는, 로봇.
   
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 로봇과,
   상기 용기를 반송하는 반송부를 구비하고 있는, 도포 시스템.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 반송부에 의한 반송 방향에서 상기 촬상부는 상기 토출부보다 상류측이 되고, 상기 토출부는 상기 전연부보다 상류측이 되도록 상기 로봇은 상기 반송부에 대해 배치되어 있는, 도포 시스템.
   
7. 용기 또는 식품을 촬영하는 촬상부와,
   액체를 토출하는 토출부를 이동시키는 제1 암과,
   상기 식품 상에 토출된 액체를 전연하는 전연부를 이동시키는 제2 암을 구비하는 로봇의 운전 방법으로서,
   상기 촬상부에 의해 촬영된 상기 용기 또는 상기 식품의 위치 및 기울기에 기초해서 상기 토출부가 이동하도록 상기 제1 암을 동작시키고, 상기 전연부가 이동하도록 상기 제2 암을 동작시키는, 로봇의 운전 방법.

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