WO2021070937A1 - 折り畳み食品の成形装置、成形システムおよび成形方法 - Google Patents

折り畳み食品の成形装置、成形システムおよび成形方法 Download PDF

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WO2021070937A1
WO2021070937A1 PCT/JP2020/038308 JP2020038308W WO2021070937A1 WO 2021070937 A1 WO2021070937 A1 WO 2021070937A1 JP 2020038308 W JP2020038308 W JP 2020038308W WO 2021070937 A1 WO2021070937 A1 WO 2021070937A1
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WO
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dough
piece
molding
suction tool
tool
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/038308
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English (en)
French (fr)
Inventor
雄也 小川
薫 濱本
Original Assignee
レオン自動機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to US17/767,529 priority patent/US20240065276A1/en
Priority to JP2021551721A priority patent/JP7451548B2/ja
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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A21—BAKING; EDIBLE DOUGHS
    • A21C—MACHINES OR EQUIPMENT FOR MAKING OR PROCESSING DOUGHS; HANDLING BAKED ARTICLES MADE FROM DOUGH
    • A21C9/00—Other apparatus for handling dough or dough pieces
    • A21C9/06—Apparatus for filling pieces of dough such as doughnuts
    • A21C9/063—Applying a folding, wrapping, rolling action

Definitions

  • the present invention relates to a molding apparatus, a molding system, and a molding method for folding food.
  • the present invention relates to a method and a system for forming a folded food by placing an inner material such as cream or jam on a flat dough piece of a viscoelastic dough such as bread dough, folding the dough piece and wrapping the inner material.
  • Patent Document 1 A system for molding folded foods has been known for some time.
  • the molding system described in Patent Document 1 includes a pair of plates provided with facing recesses.
  • the flat bread dough is placed in the recess, and the inner material such as bean paste or cream is placed on the bread dough located above one of the plates.
  • the inner material such as bean paste or cream is placed on the bread dough located above one of the plates.
  • Patent Document 2 describes a caterpillar conveyor having a mechanism for lifting one end, and a mechanical finger mechanism for holding one end of a piece of bread dough, stretching it, and rotating it to cover the other end.
  • the bread dough is placed so that one end in the traveling direction protrudes from the plate of the caterpillar conveyor, and the inner material is discharged onto the bread dough.
  • the mechanical finger grips one end of the bread dough and turns it to superimpose it.
  • Patent Document 1 requires a work of placing a dough divided into a predetermined size in advance at a predetermined position on a plate body. If the flat bread dough is placed at a position deviated from a predetermined position, the seams after molding are deviated and molding defects occur. Therefore, a step of placing the dough normally by hand is required. Further, even if the bread dough is placed in a predetermined position, the bread dough is inverted without being held during the folding molding, so that the position shift may occur and the shape and quality of the folded food may vary.
  • Patent Document 2 has a problem that the gripping of bread dough by mechanical fingers is not stable. Depending on the type and condition of the dough, the amount of dough that sticks out of the plate may vary, and when the plate lifts the dough, the position of the dough may shift due to the weight of the dough. In some cases.
  • the devices described in Patent Document 1 and Patent Document 2 have complicated configurations, and are devices specialized only for specific folding molding.
  • the dimensions of the folded food, the folding direction, the amount of superposition, etc. can only be processed according to the predetermined mechanical conditions.
  • the time required for one molding is relatively long, and it is difficult to increase the number of pieces produced per hour. For these reasons, each of the above devices is difficult to operate in today's food production lines where many varieties are required to be efficiently produced.
  • the present invention is a molding device capable of moving one end of a dough piece over the other end to fold the dough piece, and by sucking and lifting one end of the dough piece from above.
  • a suction tool to be held and a support tool including a support portion movable below the suction tool are included, and by bringing the suction tool and the support tool closer to each other, one end of the fabric piece is supported by the suction tool and the support portion. It is characterized in that it is gripped between the parts.
  • the support portion includes a rotatable roller.
  • a pressing tool for pressing the peripheral edge portion of the overlapped fabric pieces by folding the fabric pieces is included.
  • a plurality of the suction tools are included, and at least two of the suction tools are arranged so as to be offset in a direction from one end to the other end of the dough piece, and more preferably at least.
  • One of the suction tools is arranged above the peripheral edge of the dough piece.
  • the present invention is a molding system including any of the above-mentioned molding devices and a moving mechanism for moving the molding device.
  • the present invention is a method of folding and molding a dough piece, in which a lifting step of sucking and lifting one end of the dough piece from above by a suction tool and one end of the lifted dough piece are lifted by the suction tool. And the gripping step of gripping by sandwiching and gripping between the suction tool and the support portion arranged below the suction tool, and while holding one end of the dough piece by the suction tool and the support portion, toward the other end of the dough piece. It is characterized by including a superposition step of folding and superimposing the dough pieces by moving the dough pieces.
  • a pressing step of pressing the peripheral edge portion of the superposed fabric pieces is further included, and more preferably, after the pressing step, further gripping is performed.
  • the molding apparatus for example, when one end of a dough piece flatly placed on a conveying surface or a tray of a conveying device is moved onto the other end to fold the dough piece, the dough piece is folded. Since one end of the dough piece is sucked and lifted and one end of the dough piece is gripped between the suction tool and the support part, one end of the dough piece is firmly gripped by the molding apparatus. Therefore, during the folding molding, the fabric piece is always firmly held (held) by the molding apparatus, and the folding molding can be performed accurately and stably. In addition, it is relatively easy to change the molding conditions such as the folding direction and the amount of superposition.
  • the molding apparatus according to the present invention sucks the dough pieces from above and lifts one end thereof, it is possible to continuously fold and mold even the dough pieces spread in a plurality of columns and a plurality of rows without gaps.
  • the folding molding can be performed without stopping the transportation of the fabric pieces. Therefore, the number of products produced per hour can be increased.
  • the present invention since the present invention has a relatively simple structure and can be molded without using a special transport device, it can be easily introduced into an existing food molding line.
  • FIG. 1 It is a schematic side view of the food production line using the 1st Embodiment of the molding system by this invention. It is a perspective view of the molding system of FIG. 1 in the gripping process. It is a front view of the molding system of FIG. 1 in the gripping process. It is a side view of the molding system of FIG. 1 in the gripping process. It is a plan view of the molding system of FIG. It is explanatory drawing of a part of the process of folding molding by the molding system of FIG. It is explanatory drawing of a part of the process of folding molding by the molding system of FIG. It is explanatory drawing of a part of the process of folding molding by the molding system of FIG. It is explanatory drawing of a part of the process of folding molding by the molding system of FIG.
  • FIG. 1 It is a schematic side view of the food production line using the 2nd Embodiment of the molding system by this invention. It is explanatory drawing of a part of the process of folding molding by the molding system of FIG. It is a front view of the 3rd Embodiment of the molding system by this invention. It is a top view which shows the modification of the suction tool of the molding apparatus by this invention.
  • the molding apparatus 10 according to the first embodiment is configured as an end effector for the robot 6 included in the food molding line 100. Further, in the first embodiment, a substantially square dough piece P is folded along a diagonal line (crease) thereof to form a substantially right-angled isosceles triangle-shaped folded food PP. Further, in the present embodiment, three folding food PPs are molded from three rows of dough pieces P by a series of folding molding steps.
  • the food molding line 100 cuts the transport device 9, the dough supply device 92 that supplies the food dough sheet PS onto the transport surface 91 of the transport device 9, and the food dough sheet PS.
  • the above-mentioned series includes a dough cutting device 8 for molding the dough piece P, an inner material discharging device 7 for discharging the inner material F onto the dough piece P, and a molding system 110 for folding the dough piece P so as to wrap the inner material F.
  • a control device 5 for controlling the molding system 110.
  • the molding system 110 includes a molding device 10 and a moving mechanism for moving the molding device 10.
  • the moving mechanism is a robot 6 installed in the vicinity of the transport device 9.
  • the molding apparatus 10 is connected to the robot 6 as an end effector and suspended above the conveying apparatus 9.
  • the transfer device 9 is a known belt conveyor, and the food dough sheet PS supplied from the dough supply device 92 is placed on the transfer surface 91, and the food dough sheet PS is conveyed toward the downstream side of the food molding line 100. It is configured to do.
  • the dough supply device 92 is a device having a known mechanism for molding food dough into a sheet, and is, for example, a dough spreading device described in Patent Document 3 according to a patent application by the present applicant. In the following description, the direction in which the food dough sheet PS or the dough piece P described later is conveyed is referred to as "transportation direction X".
  • the dough cutting device 8 cuts the food dough sheet PS along the transport direction X and the circular cutter 81 and the food dough sheet PS cut along the transport direction X along the direction Y orthogonal to the transport direction X. It contains a guillotine cutter 82, that is, is configured to form (cut) a substantially square dough piece P from the food dough sheet PS. Further, the dough cutting device 8 includes a signal transmission unit 83 configured to transmit an operation signal of the guillotine cutter 82 to the control device 5.
  • the inner material discharge device 7 is a known depositor arranged on the downstream side of the dough cutting device 8 and on the upstream side of the molding system 110 including the robot 6.
  • the inner material discharge device 7 can discharge a predetermined amount of the inner material F to a predetermined position on the fabric piece P.
  • the robot 6 of the molding system 110 is arranged at a position downstream of the inner material discharging device 7 and close to the conveying device 9.
  • the robot 6 is a known industrial articulated robot, and includes an arm 61 that can move in the horizontal directions X and Y and the vertical direction Z. Since the molding device 10 is connected to the tip of the arm 61, it can move in the X direction, the Y direction, and the Z direction above the transport device 9.
  • the molding apparatus 10 includes a carrier 1, an upper jaw portion 2, a lower jaw portion 3, and a pressing portion 4.
  • the carrier 1 includes an upper jaw base 11, a connecting portion 12 provided on the upper surface of the upper jaw base 11, a first air cylinder 13 provided on the lower surface of the upper jaw base 11 and expandable in the vertical direction, and a first air cylinder 13.
  • the molding apparatus 10 is connected to the arm 61 of the robot 6 by the connecting portion 12.
  • the lower jaw base 14 is configured to move in the vertical direction with respect to the upper jaw base 11 by expanding and contracting the rod of the first air cylinder 13 in the vertical direction.
  • the upper jaw portion 2 includes a third air cylinder 21 which is attached to the lower surface of the upper jaw base 11 of the carrier 1 and can be expanded and contracted in the vertical direction, and an upper jaw frame 22 fixed to the tip of a rod of the third air cylinder 21.
  • a suction tool 23 attached to the maxillary frame 22 so as to face the transport surface 91. Therefore, the suction tool 23 is configured to move in the vertical direction with respect to the maxillary base 11 by moving the maxillary frame 22 in the vertical direction using the third air cylinder 21.
  • the suction tool 23 is a non-contact chuck, and by ejecting compressed air radially from the peripheral edge of the tip portion, a negative pressure is generated at the center of the tip portion, and the dough piece P is non-contacted. It is configured so that it can be held by contact.
  • the number of suction tools 23 is determined according to the number of rows of the dough pieces P, and in the present embodiment, the dough pieces P are supplied in three rows, so that the number of suction tools 23 is three. Since the configuration and function of each suction tool 23 are the same, the suction tools 23 will be described below without particular distinction.
  • the lower jaw portion 3 includes a second air cylinder 31 that is attached to the lower jaw base 14 and can be expanded and contracted in the horizontal and diagonal directions, a mounting base 32 that is attached to the tip of the rod of the second air cylinder 31, and a lower surface of the mounting base 32. Includes a support 33 attached to the.
  • the lower jaw portion 3 can move in the vertical direction with respect to the upper jaw base 11 by expanding and contracting the first air cylinder 13 of the carrier 1 in the vertical direction.
  • the support 33 extends the second air cylinder 31 substantially parallel to the transport surface 91 and moves the mounting base 32 substantially parallel to the transport surface 91 to move the support 33 from a position away from the suction tool 23. It can be moved to a position near the suction tool 23.
  • the support 33 includes a support 33a that holds the fabric piece P together with the suction tool 23, and the support 33a is a free roller.
  • the number of free rollers 33a is determined according to the number of suction tools 23, and is three in the first embodiment. Since the configuration and function of each support 33 are the same, each support 33 will be described without particular distinction in the following description.
  • the rotation axis of the free roller 33a is arranged so as to be substantially parallel to the transport surface 91 and substantially orthogonal to the expansion / contraction direction of the second air cylinder 31. Further, in order to prevent the support 33 from interfering with the transport surface 91 when the suction tool 23 sucks the fabric piece P, the first air cylinder 13 and the third air cylinder 21 are contracted (retracted).
  • the lowest point of the support 33 is defined to be located above the lowest point of the suction tool 23 (see FIGS. 3, 6A to 6C).
  • the pressing portion 4 is attached to the lower jaw base 14, a fourth air cylinder 41 that can be expanded and contracted in the vertical direction, a pressing base 42 attached to the tip of the rod of the fourth air cylinder 41, and a lower surface of the pressing base 42. Includes the attached pressor 43 (see FIG. 4).
  • the pressing portion 4 can move in the vertical direction together with the lower jaw portion 3 by expanding and contracting the first air cylinder 13 of the carrier 1.
  • the pressing portion 4 extends the fourth air cylinder 41 and moves the pressing tool 43 from the upper position to the lower position, so that the edge portion of the folded and overlapped fabric pieces P is brought into contact with the pressing tool 43 and the transport surface 91. It is configured to be sandwiched between the two and pressed toward the transport surface 91.
  • the pressing tool 43 is shaped and arranged so as to press the equally two-sided edges of a substantially right-angled isosceles triangle folding food PP. Further, before the free roller 33a of the support tool 33 enters below the fabric piece P held by the suction tool 23, the fourth air cylinder 41 is contracted so that the pressing tool 43 does not interfere with the transport surface 91. The lowest point of the pressing tool 43 in the folded (retracted) state is determined to be located above the lowest point of the supporting tool 33 (see FIG. 6D).
  • the control device 5 includes a storage unit 51, a calculation unit 52, and a control unit 53.
  • the storage unit 51 stores settings such as a basic program of the molding apparatus 10, product data to be molded (product dimensions, transfer speed, etc.), movement of the arm 61 associated with the product data, and operation timing of each air cylinder. It is composed.
  • the calculation unit 52 receives the operation signal transmitted from the signal transmission unit 83 of the guillotine cutter 82, the calculation unit 52 generates a control command by referring to the information stored in the storage unit 51, and outputs the control command to the control unit 53. It is configured as follows.
  • the control unit 53 is configured to operate the arm 61, the first air cylinder 13, the second air cylinder 31, the third air cylinder 21, and the fourth air cylinder 41 in accordance with the control command.
  • the dough piece P is, for example, a Danish pastry in which a bread dough layer and an oil / fat layer are laminated.
  • the fabric piece P has a flat, substantially square shape, and for example, each side has a length of 12 cm and a thickness of 5 mm.
  • the downstream side is referred to as the side PD
  • the upstream side is referred to as the side PU
  • the right side is referred to as the side PR in the transport direction X
  • the left side is referred to as the side PL.
  • the corner portion on the downstream side and the left side (the corner portion between the side PD and the side PL) with respect to the transport direction X is the corner portion DL
  • Is the corner DR the upstream and right corner (the corner between the side PU and the side PR) is the corner UR
  • the upstream and left corner (the corner between the side PU and the side PL) is It is called a corner UL.
  • the inner material F is, for example, custard cream.
  • the folded food having a substantially right-angled isosceles right triangle shape wrapping the inner material F.
  • Mold PP the dough pieces P are supplied to the molding system 110 in three rows and molded.
  • the dough pieces P in all rows have the same dimensions, and the same folding molding process is performed on the dough pieces P in all rows. Therefore, in order to avoid complication, the individual fabric pieces P are not distinguished, and the drawing reference numerals are given only to any one fabric piece P.
  • any one fabric piece P will be described exemplarily.
  • the transfer device 9 While the food dough sheet PS supplied from the dough supply device 92 is conveyed by the transfer device 9, it is first cut into three rows along the transfer direction X by the circular cutter 81, and then perpendicular to the transfer direction X by the guillotine cutter 82. Cut along the direction of (Y direction). As a result, the dough piece P having a predetermined size is formed.
  • the signal transmission unit 83 transmits an operation signal to the calculation unit 52 for each disconnection of the guillotine cutter 82.
  • the dough piece P is continuously transported in the transport direction X in a state of being spread on the transport surface 91 of the transport device 9 with almost no gap.
  • a fluid for example, water
  • This coating is performed by a known device such as a drip device or a spray nozzle, and may be performed before cutting the food dough sheet PS to form the dough piece P, or after forming the dough piece P. You may.
  • the inner material discharge device 7 uses the inner material discharge device 7, the inner material F is discharged to the upper surface of the fabric piece P. An appropriate amount of the inner material F that does not protrude from the dough piece P during folding molding is discharged on the diagonal line connecting the corner DL and the corner UR and near the midpoint between the center of the dough piece P and the corner UR. It is preferable to do so.
  • the inner material discharge device 7 may be operated at a timing independent of the dough cutting device 8 and the molding device 10, or may be operated based on an operation signal transmitted by the signal transmission unit 83 of the guillotine cutter 82. Further, the inner material F may be other foods such as jams and meat sauces, or may be combined with such foods and solids such as fruits and eggs.
  • the dough piece P on which the inner material F is placed is further transported in the transport direction X.
  • the molding system 110 is used to perform folding molding by folding the fabric piece P.
  • the corner DL of the fabric piece P (hereinafter, also referred to as “one end PS”) is connected to the corner DL and the corner UR (hereinafter, also referred to as “the other end PT”). Move along the diagonal and place it on the corner UR.
  • the first air cylinder 13, the second air cylinder 31, the third air cylinder 21, and the fourth air cylinder 41 of the molding apparatus 10 are in the contracted position (retracted position).
  • the calculation unit 52 Upon receiving the operation signal of the guillotine cutter 82, the calculation unit 52 refers to the product data (product dimensions, transfer speed, etc.) stored in the storage unit 51, and generates a control command for folding and molding by the molding system 110. , The control command is output to the control unit 53. Based on the control command, the control unit 53 transmits an operation signal to each unit of the robot 6 and the molding apparatus 10 to perform folding molding.
  • the robot 6 is used to move the molding apparatus 10 to an initial position where the suction tool 23 is located above the one end PS (corner DL) of the fabric piece P (see FIG. 6A). Further, since the dough piece P is continuously conveyed in the transfer direction X by the transfer device 9, the molding device 10 is made to follow the dough piece P at the same speed as the transfer device 9, and the suction tool 23 is above the one end PS. Prevents deviation from.
  • This following operation may be performed by transmitting the information obtained from the encoder provided in the transport device 9 to the calculation unit 52, or may be performed by another method. Although not particularly described in the following description, each step of folding molding is performed while performing a follow-up operation.
  • a lifting process is performed to lift one end PS of the fabric piece P.
  • the robot 6 is used to lower the entire molding apparatus 10 and bring the suction tool 23 closer to the PS at one end (see FIG. 6B).
  • the suction tool 23 holds the PS at one end in a non-contact manner while sucking from above. ..
  • the entire molding apparatus 10 is raised by the robot 6 to lift the one end PS of the dough piece P from the transport surface 91. At this time, a gap is formed between the one end PS and the transport surface 91 (see FIG. 6C).
  • the gripping step of gripping the one end PS of the fabric piece P is performed by the upper jaw 2 and the lower jaw 3 of the molding apparatus 10.
  • the support 33 is lowered with respect to the suction tool 23 by extending the first air cylinder 13 and lowering the lower jaw base 14 with respect to the upper jaw base 11 (see FIG. 6D).
  • the distance for lowering the mandibular base 14 is preset so that the height of the free roller 33a of the support 33 at this time is within the range of the gap between the one end PS and the transport surface 91.
  • the second air cylinder 31 is extended, the support 33 attached to the mounting base 32 is moved substantially in parallel with the transport surface 91, and the free roller 33a of the support 33 is sucked by the suction tool 23.
  • the dough piece P is overlapped.
  • the robot 6 is used to move the entire molding apparatus 10 toward the corner UR along the diagonal line connecting the corner DL and the corner UR.
  • the control command for the movement of the molding apparatus 10 by the robot 6 is determined by inputting the coordinates in the X direction, the Y direction, and the Z direction into the storage unit 51.
  • the movement locus of the molding apparatus 10 in the vertical direction Z is preferably a mountain-shaped curve so that the gripped one end PS does not come into contact with the inner material F.
  • a pressing step of pressing the peripheral edge of the dough piece P is performed. Specifically, the fourth air cylinder 41 is extended, the pressing tool 43 attached to the pressing base 42 is lowered with respect to the suction tool 23 and the support tool 33, and the sides PD and PR of the folded fabric piece P are used. And the peripheral edge along the sides PL and PU is pressed. That is, the overlapping peripheral edges of the fabric pieces P are pressed between the pressing tool 43 and the conveying surface 91 (see FIG. 6I). After that, the fourth air cylinder 41 is contracted (retracted) to raise the pressing tool 43 with respect to the suction tool 23 and the support tool 33.
  • the pressing tool 43 is shaped so as not to interfere with the one end PS and the other end P that are still gripped, and is arranged so as not to interfere with the suction tool 23 and the support 33.
  • a binding step of binding the one end PS (corner DL) and the other end PT (corner UR) of the fabric piece P is performed.
  • the third air cylinder 21 is contracted and the suction tool 23 attached to the maxillary frame 22 is raised to release the grip of the one end PS.
  • the robot 6 is used to move the entire molding apparatus 10 toward the other end PT (corner UR) in parallel with the transport surface 91.
  • the free roller 33a of the support 33 superimposes the one end PS released from grip on the other end PT on the transport surface 91 and rolls while pressing the one end PS and the other end PT. (See Fig. 6J).
  • the folded food PP is formed.
  • the follow-up operation of the robot 6 is stopped, and the process proceeds to each step of folding and molding the dough piece P in the next row.
  • the alignment step of aligning the molding apparatus 10 with the dough piece P in the next row and each subsequent step are performed by the control command of the control unit 53.
  • the folded food PP is transported downstream to perform a baking step or a freezing step of the folded food PP.
  • the present invention is not limited to this.
  • various changes can be made according to the desired shape of the folded food PP.
  • the movement of the arm 61 in the X, Y, and Z directions can be changed according to the desired folding molding.
  • the pressing tool 43 is formed in a shape corresponding to the peripheral edge portion of the folded fabric piece P.
  • the lower surface of the pressing tool 43 (the surface in contact with the fabric piece P) may be inclined or may be provided with a step. Thereby, it is possible to adjust the degree of binding of the peripheral portion of the folded food PP.
  • the outer circumference of the folded fabric piece P during the pressing process is It is possible to obtain a folded food PP having a shape that gently rises from the outer circumference while being firmly bound so that the inner material F does not leak.
  • FIG. 7 shows a molding apparatus 101 according to a modified example of the first embodiment of the present invention.
  • the molding apparatus 101 and the molding system 111 are configured to mold a substantially rectangular folded food PP from a substantially square piece of dough P.
  • the fabric piece P is bent along a line segment (crease) connecting the midpoint of the side PR and the midpoint of the side PL, and is folded and formed so that the side PD and the side PU overlap.
  • the corner DR overlaps the corner UR, and the corner DL overlaps the corner UL.
  • the folded food PP has a groove-like pattern on the peripheral portion thereof.
  • the vicinity of the side PD of the fabric piece P is referred to as a side PDD (one end PDD of the fabric piece P), and the vicinity of the side PU is referred to as a side PUU (the other end PUU of the fabric piece P).
  • the pressing tool 431 has a substantially C shape in the top view, and the lower surface of the pressing tool 431 has a groove-like unevenness for forming a pattern.
  • the support tool 331 is arranged in the C-shaped opening (upstream side in FIG. 7).
  • the support 331 includes a free roller 331a, which is configured to be able to enter the gap created between the one end PDD lifted by the suction tool 23 and the transport surface 91. Further, the outer circumference of the free roller 331a has groove-like irregularities like the pressing tool 431.
  • Three suction tools 23 are provided along the Y direction in order to lift one end PDD of one piece of dough P (not shown).
  • the molding apparatus 101 is moved to an initial position where the suction tool 23 is located above one end of the dough piece P (the side PDD of the dough piece P1) (alignment step). After that, the entire molding apparatus 101 is lowered by using the robot 6, and the PDD at one end is sucked from above by the suction tool 23 and held in a non-contact manner. Next, the robot 6 is used to raise the entire molding apparatus 101 and lift one end PDD from the transport surface 91. At this time, a gap is formed between the PDD at one end and the transport surface 91 (lifting step).
  • the second air cylinder 31 of the lower jaw 3 is extended to free roller 331a of the support 331 of the lower jaw 3. Is moved between one end PDD and the transport surface 91.
  • the third air cylinder 21 and moving the suction tool 23 downward with respect to the support tool 331 one end PDD is sandwiched between the free roller 331a and the suction tool 23 and gripped (grip step).
  • the robot 6 is used to move the entire molding apparatus 101 to the upstream side in the X direction so that the one end PDD held by the molding apparatus 101 is brought close to the other end PUU, and the fabric piece P is moved to the side. Gradually fold it to the line (crease) connecting the midpoint of PR and the midpoint of side PL, and fold it in half.
  • the robot 6 stops the movement of the molding device 101 with respect to the dough piece P (the above-mentioned following operation continues) (superimposition step).
  • the fourth air cylinder 41 is extended, the pressing tool 431 of the pressing portion 4 is lowered with respect to the suction tool 23 and the support tool 331, and the peripheral edge portion of the folded fabric piece P is pressed (pressing step).
  • the lower surface of the pressing tool 431 has groove-shaped irregularities, a groove-shaped pattern is provided on the peripheral edge of the fabric piece P.
  • the suction of the one end PDD by the suction tool 23 is released, the third air cylinder 21 is contracted, and the suction tool 23 is raised to release the grip of the one end PDD.
  • the robot 6 is used to move the entire molding apparatus 101 to the upstream side.
  • the free roller 331a of the support tool 331 rolls to the upstream side while superimposing the one end PDD on the other end PUU and pressing it, and binds the one end PDD and the other end PUU together.
  • the groove is provided on the peripheral surface of the free roller 331a, a groove-like pattern is formed on the peripheral edge of the fabric piece P (binding step).
  • the molding apparatus 20 according to the second embodiment is roughly configured as an end effector for a robot included in the food molding line 200.
  • the food molding line 200 includes a transport device 9, a dough supply device 92, a dough cutting device 8, an inner material discharge device 7, a molding system 112, and a control device 5.
  • the molding system 112 includes a molding device 20 and a moving mechanism for moving the molding device 20, and the moving mechanism is, in the second embodiment, a robot 60 suspended above the transport device 9.
  • the molding apparatus 20 is connected to the robot 60 as an end effector and suspended above the conveying apparatus 9.
  • the robot 60 is a known parallel link type robot, and includes an arm 61 that can move in the horizontal directions X and Y and the vertical direction Z.
  • the molding apparatus 20 is connected to the tip end portion of the arm 61.
  • the flat and substantially circular dough piece P is folded in half to form a folded food PP having a substantially semicircular shape and a groove-like pattern at the end.
  • the molding system 112 is configured to fold and mold the dough pieces P1, P2, P3 ... Which are continuously supplied while aligning them.
  • Each part of the dough piece and the structure having the same effect are designated by the same reference numerals as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
  • the molding apparatus 20 includes a carrier 1, an upper jaw portion 2, a lower jaw portion 3, and a pressing portion 4.
  • the maxillary portion 2 includes a suction tool 232 attached to the maxillary frame 22.
  • the lower jaw portion 3 includes a support 332 attached to the lower surface of the attachment base 32.
  • the number of suction tools 232 is one in the second embodiment, and the number of support tools 332 is correspondingly one.
  • the suction tool 232 is a known vacuum pad, and is configured to suck (suck) and hold the fabric piece P.
  • the support 332 includes a support portion 332a for holding the fabric piece P1 and the like together with the suction tool 232, and the support portion 332a is a free roller.
  • the free roller 332a has groove-like irregularities on its peripheral surface.
  • the pressing portion 4 includes a pressing tool 432 attached to the lower surface of the pressing base 42.
  • the pressing tool 432 is shaped in an arc shape so as to press the edge of the substantially semicircular portion in the top view according to the shape of the folded food PP to be molded, and the lower surface of the pressing tool 432 is a free roller of the support tool 332. It has groove-like irregularities similar to 332a. In order to prevent the pressing tool 432 and the supporting tool 332 from interfering with each other, the substantially semicircular arc of the pressing tool 432 is partially interrupted.
  • the control device 5 includes a storage unit 51, a calculation unit 52, a control unit 53, and a detection unit 54.
  • the detection unit 54 includes an upstream side detection unit 541 arranged on the upstream side in the transport direction of the robot 60 and a downstream side detection unit 542 arranged on the downstream side in the transport direction of the robot 60.
  • the upstream side detection unit 541 detects the fabric piece P
  • the upstream side detection unit 541 transmits a detection signal to the calculation unit 52.
  • the calculation unit 52 calculates the position information of the fabric piece P according to the detection signal and the information from the encoder of the transfer device 9, and outputs a control command to the control unit 53 with reference to the storage unit 51.
  • the downstream detection unit 542 detects the folded food PP and transmits a detection signal to the calculation unit 52.
  • the calculation unit 52 corrects the control command output to the control unit 53 by referring to the position information of the folded food PP by the downstream detection unit 542.
  • the dough cutting device 8 is a die-cut type rotary cutter, and forms (cuts and divides) the dough piece P1 and the like from the dough sheet PS.
  • the dough pieces P1 and the like on which the inner material F is placed are arranged in a row along the transport direction X and are supplied to the molding system 112 one by one.
  • the robot 60 is used to move the molding apparatus 20 to an initial position where the suction tool 232 is located above one end PA of the dough piece P1 (downstream end of the circumference of the dough piece P1) ( Alignment process).
  • each step of folding molding is performed while performing a follow-up operation.
  • the molding system 112 is used to perform folding molding by folding the fabric piece P1.
  • the downstream end PA of the circumferential portion of the fabric piece P1 (hereinafter, also referred to as “one end PA”) is moved in the direction opposite to the transport direction X, and the upstream of the circumferential portion of the fabric piece P1. Place it on the end PB (hereinafter, also referred to as "the other end PB").
  • the entire molding apparatus 20 is lowered, and one end PA is attracted and held from above by the suction tool 232.
  • the robot 60 is used to raise the entire molding apparatus 20 and lift one end PA from the transport surface 91. At this time, a gap is generated between the one end PA and the transport surface 91 (lifting step).
  • the second air cylinder 31 After extending the first air cylinder 13 and lowering the support 332 with respect to the suction tool 232, the second air cylinder 31 is extended and the free roller 332a of the support 332 of the lower jaw 3 is attached to one end. It is moved between the PA and the transport surface 91. Next, by extending the third air cylinder 21 and moving the suction tool 232 downward with respect to the support tool 332, one end PA is sandwiched between the free roller 332a and the suction tool 232 and gripped (grasping step). ).
  • the robot 60 is used to move the entire molding apparatus 20 so as to move the entire gripped piece P1.
  • the control command for the movement (destination point, passing point or locus) of the molding apparatus 20 by the robot 60 is determined by inputting the coordinates in the X direction, the Y direction, and the Z direction into the storage unit 51 in advance.
  • the dough piece P1 or the like gripped by the molding apparatus 20 is moved to the downstream side in the X direction (transportation direction) on the conveying surface 91, and the dough piece P or the like is moved from one row to two rows.
  • the first piece of dough P1 is shifted to the left in the Y direction from the center of the transport surface 91, and the next piece of dough P2 is shifted to the right in the Y direction from the center of the transport surface 91 so as to be rearranged (see FIG. 9).
  • the robot 60 moves the entire molding apparatus 20 to the upstream side in the X direction, the one end PA held by the molding apparatus 20 is brought closer to the other end PB, and the fabric piece P1 is moved in the Y direction. Gradually fold it up to the line segment (crease) at the diameter of, and fold it in half.
  • the robot 60 stops the movement of the molding apparatus 20 with respect to the dough piece P1 (the above-mentioned following operation continues) (superimposition step).
  • the fourth air cylinder 41 is extended, the pressing tool 432 of the pressing portion 4 is lowered with respect to the suction tool 232 and the support tool 332, and the peripheral edge portion of the folded fabric piece P1 is pressed (pressing step).
  • the lower surface of the pressing tool 432 has groove-shaped irregularities, a groove-shaped pattern is provided on the peripheral edge of the fabric piece P1.
  • the suction (suction) of the one end PA by the suction tool 232 is released, the third air cylinder 21 is contracted, and the suction tool 232 is raised to release the grip of the one end PA.
  • the robot 60 is used to move the entire molding apparatus 20 to the upstream side.
  • the free roller 332a of the support tool 332 rolls while overlapping and pressing the one end PA on the other end PB, and binds the one end PA and the other end PB.
  • the groove is provided on the peripheral surface of the free roller 332a, a groove-like pattern is formed on the peripheral edge of the fabric piece P1 (binding step).
  • the folding food PP1 is formed.
  • the folding molding of the fabric piece P2 may be started by a signal from the upstream detection unit 541, and if the distance between the fabric piece P1 and the fabric piece P2 is fixed, the coordinates and the time interval are previously stored in the storage unit 51. It may be performed continuously by inputting.
  • the folding molding of the fabric piece P2 is the same as the folding molding of the fabric piece P1.
  • the entire molding apparatus 20 is moved by using the robot 60 so that the dough piece P2 being gripped is aligned with the folded food PP1 in the Y direction. Is preferable.
  • the destination point of movement and its trajectory are determined in advance by inputting the coordinates in the X direction and the Y direction into the storage unit 51. After the movement of the molding apparatus 20 is stopped, the dough piece P2 is overlapped in the same manner as the dough piece P1 to form the folded food PP2.
  • the molding apparatus 20 is moved to the initial position of the next dough piece P3 using the robot 60.
  • the downstream detection unit 542 detects the position information of the folded foods PP1 and PP2 and outputs the position information to the calculation unit 52.
  • the calculation unit 52 corrects the control command output to the control unit 53 by referring to the position information. For example, when the folded food PP2 is actually displaced downstream in the X direction with respect to the folded food PP1, the destination point when the dough piece P4 is moved in the subsequent folding molding of the dough pieces P3 and P4.
  • the coordinates are corrected to the upstream side in the X direction. Such correction may be performed row by row or column by column. Further, if the downstream detection unit 542 is an image sensor, the deviation of the overlapping of the folded foods may be corrected.
  • the movement locus of the molding apparatus is relatively small. It may be complicated. For example, it is possible to set a movement locus in which the inner material does not adhere to the molding apparatus or the overlapping surface of the fabric pieces according to the amount and shape retention of the inner material F. Further, such a movement locus makes it possible to fold the fabric piece so that the inner material does not protrude. Further, it is preferable to finely adjust the stacking operation in response to a slight change in thickness due to the properties and state of the dough piece, and to stabilize the shape of the obtained folded food product for production. Further, the amount and direction of overlapping the dough pieces can be adjusted according to the desired shape of the folded food.
  • the substantially square dough piece P is folded along the diagonal line (crease) to form a substantially right-angled isosceles right triangle-shaped folded food PP. ..
  • Each part of the dough piece and the components having the same effect are designated by the same reference numerals as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
  • the food molding line 300 includes a transport device 9, a dough supply device 92 that supplies the food dough sheet PS onto the transport surface 91 of the transport device 9, and a dough that forms the dough piece P by cutting the food dough sheet PS. It includes a cutting device 8, an inner material discharging device 7 that discharges the inner material F onto the dough piece P, a molding system 113 arranged on the conveying device 9, and a control device 5.
  • the molding system 112 includes a moving mechanism 63 attached to a frame arranged on the conveying device 9, and a molding device 30 attached to the moving mechanism 63.
  • the molding apparatus 30 has the same configuration as the molding apparatus 10 of the first embodiment.
  • the moving mechanism 63 includes an X-direction moving mechanism 301, a Y-direction moving mechanism 302, and a Z-direction moving mechanism 303.
  • the X-direction moving mechanism 301 and the Y-direction moving mechanism 302 typically include a linear guide and can move the molding apparatus 30 in the X-direction and the Y-direction, respectively.
  • the start timing may be based on the operation signal of the dough cutting device 8 as in the first embodiment, or the dough piece P is detected by a detection unit (not shown) provided on the upstream side of the molding device 30. May be based on.
  • the molding apparatus 30 is moved to the initial position where the suction tool 23 is located above the one end portion PS of the fabric piece P (alignment step).
  • the molding apparatus 30 is made to follow the dough piece P at the same speed as the conveying apparatus 9.
  • the suction tool 23 is configured to hold one end PS from above in a non-contact manner.
  • the one end PS of the dough piece P is sucked from above by the suction tool 23 and held in a non-contact manner.
  • the entire molding apparatus 30 is raised, and one end PS of the fabric piece P is lifted from the transport surface 91. At this time, a gap is generated between the one end PS and the transport surface 91 (lifting step).
  • one end PS is sandwiched between the free roller 33a and the suction tool 23 and gripped (grasping step).
  • the step of superimposing the dough piece P is performed. Specifically, using the X-direction moving mechanism 301, the Y-direction moving mechanism 302, and the Z-direction moving mechanism 303, the entire molding apparatus 30 is moved from one end PS in the direction of the other end PT, and one end is gripped. The PS is brought closer to the other end PT in the diagonal direction thereof. The dough piece P is gradually bent to the diagonal line (crease) connecting the corner DR and the corner UL (overlapping step). Then, in the same manner as in the first embodiment, the peripheral edge portion of the fabric piece P is pressed (pressing step).
  • the binding step of one end PS (corner DL) and the other end PT (corner UR) of the dough piece P is performed.
  • the grip of the one end PS is released.
  • the entire molding apparatus 10 is moved toward the other end PT (corner UR) in parallel with the transport surface 91 by using the X-direction moving mechanism 301 and the Y-axis direction moving mechanism 302.
  • the free roller 33a of the support 33 rolls on the one end PS while superimposing the one end PS released from gripping on the other end PT, and connects the one end PS and the other end PT. Let me wear it.
  • the folded food PP is formed.
  • the Z-direction moving mechanism 303 is used to raise the entire molding apparatus 30, and the X-direction moving mechanism 301 and the Y-direction moving mechanism 302 are used. Then, the molding apparatus 30 is moved to the upstream side and moved to the initial position of the dough piece P in the next row.
  • one suction tool 23 is arranged above the corner DL of one fabric piece P, but a plurality of suction tools 23 are arranged above the corner DL. You may. For example, when the weight of the inner material F is large or when the inner material F is arranged relatively close to the corner portion, the fabric piece P held by the suction tool 23 is pulled downward during the lifting process, and the fabric piece P is pulled downward. Is generated from the suction tool 23. As a result, when the gap between a part of the suction tool 23 and the cloth piece P becomes large, the suction force of the suction tool 23 decreases, the position of the cloth piece P with respect to the suction tool 23 shifts, or the cloth piece P sucks.
  • three suction tools 23A, 23B, and 23C are arranged so as to form a triangle above the corner DL of the fabric piece P.
  • the suction tool 23A is arranged at the same position as the suction tool 23 of the first embodiment (above one end), and the auxiliary suction tools 23B and 23C are in the direction from one end to the other end of the fabric piece. It is arranged in a staggered manner, and specifically, it is arranged near the side PD and the side PL (at one end and above the peripheral edge).
  • the force for peeling the fabric piece P from the suction tool 23 acts on the auxiliary suction tools 23B and 23C and does not reach the suction tool 23A, so that the suction force (holding force) by the suction tool 23A is secured.
  • the fabric piece P is prevented from being displaced or separated from the suction tool 23, and the folding molding is stabilized.
  • the suction tool used in the molding system and the molding apparatus according to the present invention may be a non-contact type suction tool 23 or a contact type suction tool as long as the fabric piece P can be held from above. Further, the holding state of the fabric piece P may be detected by adding a detection sensor such as a negative pressure sensor to the suction tool 23. For example, when the suction tool 23 detects that the fabric piece P cannot be held, the folding molding is controlled to be stopped. In this case, it is possible to prevent the inner material F from adhering to the molding apparatus due to molding defects.
  • the detection unit 54 used in the second embodiment may be introduced into the first embodiment or the third embodiment to improve the accuracy of folding molding.
  • the upstream side detection unit 541 measures the length (the length of the sides PL and PR) of the fabric piece P along the X direction, and corrects the moving distance of the moving mechanism in the stacking process based on the information. Can be done.
  • the upstream side detection unit 541 does not detect the inner material F, it is possible to control so that the folding molding is not performed, and it is possible to easily visually confirm the defective product in which the inner material F does not exist.
  • the food molding line may include a device for preliminarily creases the creases of the dough piece P.
  • the molding system and the molding apparatus of the above-described embodiment are both included in the food molding line, the molding system and the molding apparatus according to the present invention are not limited to this, and for example, the dough piece P spread on a tray or the like is folded. It may be used in a system in which the dough piece P is manually placed below the molding apparatus for molding.

Abstract

生地片(P)の一端部(PS)を他端部(PT)の上に移動させて生地片(P)を折り畳むように移動可能な本発明による成形装置(10)は、生地片(P)の一端部(PS)を、その上方から吸引して持ち上げることにより保持する吸引具(23)と、吸引具(23)の下方に移動可能な支持部(33a)を含む支持具(33)と、含む。吸引具(23)と支持具(33)を互いに近づけることにより、生地片(P)の一端部(PS)を吸引具(23)と支持部(33a)との間に把持する。

Description

折り畳み食品の成形装置、成形システムおよび成形方法
　本発明は食品を折り畳む成形装置、成形システム、および成形方法に関する。特に、パン生地などの粘弾性生地の偏平な生地片上に、クリームやジャム等の内材を載置し、生地片を折り畳んで内材を包み込むことによって、折り畳み食品を成形する方法およびシステムに関する。
　折り畳み食品を成形するシステムが従来から知られている。特許文献１に記載された成形システムは、対向する凹部が設けられた１対の板体を備える。偏平状のパン生地を凹部内に載置し、餡やクリーム等の内材を一方の板体の上方に位置するパン生地の上に載置する。蝶番機構を回動中心として他方の板体を一方の板体の上方に反転させることによって、内材を包み込むようにパン生地を折り畳むとともに、凹部により型付を行う。
　特許文献２には一端が持ち上がる機構を有するキャタピラコンベヤと、パン生地片の一端を把持して引き延ばし、回動することによって他端にかぶせるメカニカルフィンガー機構が記載されている。パン生地はその進行方向の一端をキャタピラコンベヤのプレートからはみ出すように載置され、パン生地の上に内材が吐出される。キャタピラコンベヤが停止し、前記プレートが上昇すると、メカニカルフィンガーはパン生地の一端を把持して旋回させ重ね合わせを行う。
実公昭４２－３８３８号公報 特開昭５９－１３５８２８号公報 特許第３９８０４１４号公報 特開２０１８－１４９０５号公報
　特許文献１に記載された装置は、あらかじめ所定の大きさに分割した生地を板体上の所定の位置に載置する作業が必要である。偏平状のパン生地が所定の位置からずれて載置されると成形後の合わせ目がずれて成形不良が発生するため、通常人手を介して生地の載置を行う工程が必要となる。また、パン生地を所定の位置に載置したとしても、折り畳み成形の際にパン生地は保持されることなく反転するため、位置ずれが発生し、折り畳み食品の形状と品質にばらつきを生じる場合がある。
　特許文献２に記載された装置は、メカニカルフィンガーによるパン生地の把持が安定しないという問題がある。生地の種類や状態によってプレートからはみ出す生地の分量にばらつきが生じたり、プレートが生地を持ち上げる際に生地の自重によって位置ずれが生じたりするため、メカニカルフィンガーが生地の把持すべき一端が捉えられない場合がある。
　また、特許文献１および特許文献２に記載された装置は、いずれも構成が複雑であり、特定の折り畳み成形のみに特化した装置である。折り畳み食品の寸法、折り畳みの方向、重ね合わせの分量などは予め機械的に定められた通りにしか処理できない。また、いずれの装置も成形工程において生地の搬送を停止することが必要であるため、１回の成形に要する時間が比較的長く、時間あたりの生産個数を上げることが難しい。これらの理由により、上記の各装置は、多くの品種を効率良く生産することが求められる今日の食品製造ラインでは運用し難い。
　本発明は、生地片の一端部を他端部の上に移動させて生地片を折り畳むように移動可能な成形装置であって、生地片の一端部を、その上方から吸引して持ち上げることにより保持する吸引具と、前記吸引具の下方に移動可能な支持部を含む支持具と、含み、前記吸引具と前記支持具を互いに近づけることにより、生地片の一端部を前記吸引具と前記支持部との間に把持することを特徴とする。
　また、上記の成形装置において、好ましくは、前記支持部は回転可能なローラを含む。また、上記の成形装置において、好ましくは、更に、生地片を折り畳むことにより重ね合わされた生地片の周縁部を押圧する押圧具を含む。
　また、上記の成形装置において、好ましくは、複数の前記吸引具を含み、少なくとも２つの前記吸引具は、生地片の一端部から他端部に向かう方向においてずらして配置され、更に好ましくは、少なくとも１つの前記吸引具は、生地片の周縁部の上方に配置される。
　また、本発明は、上記のいずれかの成形装置と、前記成形装置を移動させる移動機構と、を含む成形システムである。
　また、本発明は、生地片を折り畳み成形する方法であって、生地片の一端部を、その上方から吸引具によって吸引して持ち上げる持ち上げ工程と、持ち上げた生地片の一端部を、前記吸引具と前記吸引具の下方に配置された支持部とによって挟んで把持する把持工程と、生地片の一端部を、前記吸引具と前記支持部とによって把持したまま、生地片の他端部に向かって移動させて、生地片を折り畳んで重ね合わせる重ね合わせ工程と、を含むことを特徴とする。
　また、上記の方法において、好ましくは、前記重ね合わせ工程の後、更に、重ね合わせた生地片の周縁部を押圧する押圧工程を含み、更に好ましくは、前記押圧工程の後、更に、把持していた生地片の一端部を解放し、生地片の一端部を他端部の上に重ねて結着させる結着工程を含む。
　本発明による成形装置によれば、例えば、搬送装置の搬送面やトレイの上に平坦に載置された生地片の一端部を他端部の上に移動させて生地片を折り畳む際、生地片の一端部を吸引して持ち上げ、生地片の一端部を吸引具と支持部との間に把持するので、生地片の一端部が成形装置によってしっかりと把持される。このため、折り畳み成形の間、生地片は常に成形装置にしっかりと把持（保持）された状態が保たれ、折り畳み成形を精度良く安定して行うことが可能である。加えて、折り畳みの方向、重ね合わせの分量などの成形条件の変更が比較的容易である。
　また、本発明に係る成形装置は、生地片を上方から吸引してその一端部を持ち上げるため、複数列かつ複数行に隙間なく敷き詰められた生地片でも連続的に折り畳み成形が可能である。加えて、生地片の搬送を停止することなく折り畳み成形を行なうことができる。したがって、時間あたりの生産個数を上げることができる。また、本発明は比較的簡易な構成であり、特殊な搬送装置を用いらずとも成形が可能であるため、既存の食品成形ラインに導入することが容易である。
本発明による成形システムの第１の実施形態を用いた食品生産ラインの概略的な側面図である。 把持工程における図１の成形システムの斜視図である。 把持工程における図１の成形システムの正面図である。 把持工程における図１の成形システムの側面図である。 図１の成形システムの平面図である。 図１の成形システムによる折り畳み成形の工程の一部の説明図である。 図１の成形システムによる折り畳み成形の工程の一部の説明図である。 図１の成形システムによる折り畳み成形の工程の一部の説明図である。 図１の成形システムによる折り畳み成形の工程の一部の説明図である。 図１の成形システムによる折り畳み成形の工程の一部の説明図である。 図１の成形システムによる折り畳み成形の工程の一部の説明図である。 図１の成形システムによる折り畳み成形の工程の一部の説明図である。 図１の成形システムによる折り畳み成形の工程の一部の説明図である。 図１の成形システムによる折り畳み成形の工程の一部の説明図である。 図１の成形システムによる折り畳み成形の工程の一部の説明図である。 本発明による成形システムの第１の実施形態の変形例を示す平面図である。 本発明による成形システムの第２の実施形態を用いた食品生産ラインの概略的な側面図である。 図８の成形システムによる折り畳み成形の工程の一部の説明図である。 本発明による成形システムの第３の実施形態の正面図である。 本発明による成形装置の吸引具の変形例を示す平面図である。
　図１～図５を参照して、本発明による成形システム及び成形装置の第１の実施形態を説明する。第１の実施形態に係る成形装置１０は、食品成形ライン１００内に含まれるロボット６用のエンドエフェクタとして構成される。また、第１の実施形態では、略正方形状の生地片Ｐを、その対角線（折り目）に沿って折り畳むことによって、略直角２等辺３角形状の折り畳み食品ＰＰを成形する。また、本実施形態では、折り畳み成形の一連の工程により、３列の生地片Ｐから３つの折り畳み食品ＰＰを成形する。
　図１に示すように、食品成形ライン１００は、搬送装置９と、食品生地シートＰＳを搬送装置９の搬送面９１の上に供給する生地供給装置９２と、食品生地シートＰＳを切断することによって生地片Ｐを成形する生地切断装置８と、内材Ｆを生地片Ｐの上に吐出する内材吐出装置７と、内材Ｆを包むように生地片Ｐを折り畳む成形システム１１０と、上述した一連の装置及び成形システム１１０を制御する制御装置５を含む。成形システム１１０は、成形装置１０と、成形装置１０を移動させる移動機構を含む。移動機構は、第１の実施形態では、搬送装置９の近傍に設置されたロボット６である。成形装置１０は、エンドエフェクタとしてロボット６に連結され且つ搬送装置９の上方に懸架される。
　搬送装置９は、既知のベルトコンベヤであり、生地供給装置９２から供給された食品生地シートＰＳが搬送面９１上に載置され且つ食品生地シートＰＳを食品成形ライン１００の下流側に向かって搬送するように構成される。生地供給装置９２は、食品生地をシート状に成形する既知の機構を有する装置であり、例えば、本出願人による特許出願に係る特許文献３に記載された生地延展装置である。以下の記載では、食品生地シートＰＳあるいは後述する生地片Ｐ等が搬送される方向を「搬送方向Ｘ」と称する。
　生地切断装置８は、食品生地シートＰＳを搬送方向Ｘに沿って切断するサーキュラーカッタ８１と、搬送方向Ｘに沿って切断した食品生地シートＰＳを搬送方向Ｘと直交する方向Ｙに沿って切断するギロチンカッタ８２を含み、即ち、食品生地シートＰＳから略正方形状の生地片Ｐを成形（切断）するように構成される。また、生地切断装置８は、ギロチンカッタ８２の動作信号を制御装置５に発信するように構成された信号送信部８３を含む。
　内材吐出装置７は、生地切断装置８の下流側に配置され且つロボット６を含む成形システム１１０の上流側に配置された既知のデポジタであり、例えば、本出願人による特許出願に係る特許文献４に記載された吐出装置である。内材吐出装置７は、所定の分量の内材Ｆを生地片Ｐ上の所定の位置に吐出可能である。
　成形システム１１０のロボット６は、内材吐出装置７の下流側に且つ搬送装置９に近接した位置に配置される。ロボット６は、既知の産業用多関節ロボットであり、水平方向Ｘ、Ｙと上下方向Ｚに移動自在なアーム６１を備える。成形装置１０は、アーム６１の先端に連結されるので、搬送装置９の上方でＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動自在である。
　図２～図５に示すように、成形装置１０は、キャリア１と、上顎部２と、下顎部３と、押圧部４を含む。キャリア１は、上顎ベース１１と、上顎ベース１１の上面に設けられた連結部１２と、上顎ベース１１の下面に設けられ且つ上下方向に伸縮可能な第１エアシリンダ１３と、第１エアシリンダ１３のロッドの先端部に取り付けられた下顎ベース１４を含む。成形装置１０は、連結部１２によってロボット６のアーム６１に連結される。下顎ベース１４は、第１エアシリンダ１３のロッドを上下方向に伸縮させることによって、上顎ベース１１に対して上下方向に移動するように構成される。
　上顎部２は、キャリア１の上顎ベース１１の下面に取り付けられ且つ上下方向に伸縮可能である第３エアシリンダ２１と、第３エアシリンダ２１のロッドの先端部に固着された上顎フレーム２２と、搬送面９１と対向するように上顎フレーム２２に取り付けられた吸引具２３を含む。したがって、吸引具２３は、第３エアシリンダ２１を用いて上顎フレーム２２を上下方向に移動させることによって、上顎ベース１１に対して上下方向に移動するように構成される。吸引具２３は、第１の実施形態では、非接触チャックであり、その先端部の周縁から圧縮空気を放射状に噴出させることによって、先端部の中心に負圧を発生させ、生地片Ｐを非接触で保持することができるように構成される。吸引具２３の数は、生地片Ｐの列数に応じて定められ、本実施形態では、生地片Ｐが３列で供給されるため、吸引具２３の数は３つである。各吸引具２３の構成と機能は、同一であるので、以下の記載では、各吸引具２３を特に区別しないで説明する。
　下顎部３は、下顎ベース１４に取り付けられ且つ水平斜め方向に伸縮可能な第２エアシリンダ３１と、第２エアシリンダ３１のロッドの先端部に取り付けられた取り付けベース３２と、取り付けベース３２の下面に取り付けられた支持具３３を含む。下顎部３は、キャリア１の第１エアシリンダ１３を上下に伸縮させることによって、上顎ベース１１に対して上下方向に移動可能である。支持具３３は、第２エアシリンダ３１を搬送面９１と略平行に伸長させて取り付けベース３２を搬送面９１と略平行に移動させることによって、支持具３３を、吸引具２３から離れた位置から吸引具２３の近くの位置に移動可能である。支持具３３は、吸引具２３と共に生地片Ｐを保持する支持部３３ａを含み、支持部３３ａは、フリーローラである。フリーローラ３３ａの数は、吸引具２３の数に応じて定められ、第１の実施形態では、３つである。各支持具３３の構成と機能は、同一であるので、以下の記載では、各支持具３３を特に区別しないで説明する。フリーローラ３３ａの回転軸は、搬送面９１と略平行にかつ第２エアシリンダ３１の伸縮方向に対して略直交するように配置される。また、吸引具２３が生地片Ｐを吸引する時に支持具３３が搬送面９１と干渉しないようにするため、第１エアシリンダ１３及び第３エアシリンダ２１を収縮させた（引っ込めた）状態において、支持具３３の最下点は、吸引具２３の最下点よりも上方に位置するように定められる（図３、図６Ａ～図６Ｃ参照）。
　押圧部４は、下顎ベース１４に取付けられ且つ上下方向に伸縮可能な第４エアシリンダ４１と、第４エアシリンダ４１のロッドの先端部に取り付けられた押圧ベース４２と、押圧ベース４２の下面に取付けられた押圧具４３を含む（図４参照）。押圧部４は、キャリア１の第１エアシリンダ１３を伸縮させることによって、下顎部３と一緒に上下方向に移動可能である。押圧部４は、第４エアシリンダ４１を伸長させて、押圧具４３を上位置から下位置に移動させることによって、折り畳まれて重なった生地片Ｐの縁部を、押圧具４３と搬送面９１の間に挟んで搬送面９１に向かって押圧するように構成される。第１の実施形態においては、押圧具４３は、略直角２等辺３角形の折り畳み食品ＰＰの等しい２辺の縁部を押圧するように形状決めされ且つ配置される。また、支持具３３のフリーローラ３３ａが、吸引具２３によって保持された生地片Ｐの下方に入る前、押圧具４３が搬送面９１と干渉しないようにするため、第４エアシリンダ４１を収縮させた（引っ込めた）状態における押圧具４３の最下点は、支持具３３の最下点よりも上方に位置するように定められる（図６Ｄ参照）。
　図１に示すように、制御装置５は、記憶部５１と、演算部５２と、制御部５３を備える。記憶部５１は、成形装置１０の基礎プログラム、成形する製品データ（製品寸法、搬送速度等）、製品データに関連付けられたアーム６１の動き及び各エアシリンダの動作タイミング等の設定を記憶するように構成される。演算部５２は、ギロチンカッタ８２の信号送信部８３から発信された動作信号を受信すると、記憶部５１に記憶された情報を参照して制御指令を生成し、制御指令を制御部５３に出力するように構成される。制御部５３は、制御指令に従って、アーム６１、第１エアシリンダ１３、第２エアシリンダ３１、第３エアシリンダ２１、第４エアシリンダ４１を動作させるように構成される。
　次に、図１及び図６Ａ～図６Ｉを参照して、本発明による成形システム１１０を含む食品成形ライン１００の作動を説明する。生地片Ｐは、例えば、パン生地層と油脂層を積層させたデニッシュ生地である。生地片Ｐは、偏平な略正方形状であり、例えば、各辺の長さは１２センチメートル、厚みは５ミリメートルである。以下、図２及び図５に示す生地片Ｐにおいて、下流側の辺を辺ＰＤ、上流側の辺を辺ＰＵ、搬送方向Ｘに見て右側の辺を辺ＰＲ、左側の辺を辺ＰＬと称する。また、搬送方向Ｘに対して下流側且つ左側の角部（辺ＰＤと辺ＰＬの間の角部）を角部ＤＬ、下流側且つ右側の角部（辺ＰＤと辺ＰＲの間の角部）を角部ＤＲ、上流側且つ右側の角部（辺ＰＵと辺ＰＲの間の角部）を角部ＵＲ、上流側且つ左側の角部（辺ＰＵと辺ＰＬの間の角部）を角部ＵＬと称する。内材Ｆは、例えば、カスタードクリームである。
　第１の実施形態においては、内材Ｆが載置された生地片Ｐの角部ＤＬを角部ＵＲの上に重ねることによって、内材Ｆを包み込んだ略直角２等辺３角形状の折り畳み食品ＰＰを成形する。また、第１の実施形態では、生地片Ｐは、３列に並んで成形システム１１０に供給され成形される。すべての列の生地片Ｐは同一寸法であり、同一の折り畳み成形の工程をすべての列の生地片Ｐに行う。したがって、煩雑を避けるために、個々の生地片Ｐを区別せず、図面符号は任意の１つの生地片Ｐに付すに留め、以下、任意の１つの生地片Ｐを例示的に説明する。
　生地供給装置９２から供給された食品生地シートＰＳを、搬送装置９によって搬送しながら、まずサーキュラーカッタ８１によって搬送方向Ｘに沿って３列に切断し、次にギロチンカッタ８２によって搬送方向Ｘと直角の方向（Ｙ方向）に沿って切断する。それにより、所定の寸法の生地片Ｐを成形する。信号送信部８３は、ギロチンカッタ８２の１回の切断ごとに、動作信号を演算部５２に送信する。生地片Ｐは、搬送装置９の搬送面９１にほぼ隙間なく敷き詰められた状態で、連続的に搬送方向Ｘに搬送される。また、生地の結着を促進させる流体（例えば水）を、生地片Ｐの周縁部に塗布することが好ましい。この塗布は、点滴装置やスプレーノズル等の既知の装置によって行われ、食品生地シートＰＳを切断して生地片Ｐを成形する前に行われてもよいし、生地片Ｐを成形した後に行われてもよい。
　内材吐出装置７を用いて、内材Ｆを生地片Ｐの上面に吐出する。折り畳み成形時に生地片Ｐからはみ出さない適宜の分量の内材Ｆを、角部ＤＬと角部ＵＲを結ぶ対角線上に且つ生地片Ｐの中心と角部ＵＲとの間の中点付近に吐出することが好ましい。内材吐出装置７を、生地切断装置８や成形装置１０と独立したタイミングで動作させてもよいし、ギロチンカッタ８２の信号送信部８３が送信する動作信号に基づいて動作させてもよい。また、内材Ｆは、ジャム類やミートソース等の他の食品であってもよいし、かかる食品と果実や卵等の固形物と組み合わされてもよい。内材Ｆを載置した生地片Ｐを、さらに搬送方向Ｘに搬送する。
　次いで、成形システム１１０を用いて、生地片Ｐを折り畳む折り畳み成形を行う。第１の実施形態では、生地片Ｐの角部ＤＬ（以下、「一端部ＰＳ」とも称する。）を、角部ＤＬと角部ＵＲ（以下、「他端部ＰＴ」とも称する。）を結ぶ対角線に沿って移動させ、角部ＵＲの上に載せる。折り畳み成形の開始時、成形装置１０の第１エアシリンダ１３、第２エアシリンダ３１、第３エアシリンダ２１及び第４エアシリンダ４１は収縮位置（引っ込み位置）にある。
　演算部５２は、ギロチンカッタ８２の動作信号を受信すると、記憶部５１に記憶された製品データ（製品寸法、搬送速度等）を参照して、成形システム１１０によって折り畳み成形を行う制御指令を生成し、制御指令を制御部５３に出力する。制御部５３は、制御指令に基づき、ロボット６および成形装置１０の各部に動作信号を送信して、折り畳み成形を行う。
　成形装置１０を生地片Ｐと位置合せさせる位置合わせ工程を行う。具体的には、ロボット６を用いて、成形装置１０を、吸引具２３が生地片Ｐの一端部ＰＳ（角部ＤＬ）の上方に位置する初期位置に移動させる（図６Ａ参照）。また、生地片Ｐを搬送装置９によって搬送方向Ｘに連続的に搬送しているため、成形装置１０を搬送装置９と同じ速度で生地片Ｐに追従させ、吸引具２３が一端部ＰＳの上方からずれることを防止する。この追従動作を、搬送装置９に設けられたエンコーダから得られる情報を演算部５２に送信することによって行ってもよいし、他の方法によって行ってもよい。以下の説明で特に記載しないが、折り畳み成形の各工程を、追従動作を行いながら行う。
　位置合わせ工程の後、生地片Ｐの一端部ＰＳを持ち上げる持ち上げ工程を行う。具体的には、ロボット６を用いて、成形装置１０全体を下降させ、吸引具２３を一端部ＰＳに接近させる（図６Ｂ参照）。次いで、圧縮空気を吸引具２３の先端部周縁から放射状に噴出させて、負圧を先端部中心付近に発生させると、吸引具２３は、一端部ＰＳを上方から吸引しながら非接触で保持する。次いで、一端部ＰＳを吸引具２３によって非接触で保持したまま、成形装置１０全体をロボット６によって上昇させて、生地片Ｐの一端部ＰＳを搬送面９１から持ち上げる。このとき、一端部ＰＳと搬送面９１の間に間隙が生じる（図６Ｃ参照）。
　持ち上げ工程の後、生地片Ｐの一端部ＰＳを把持する把持工程を、成形装置１０の上顎部２と下顎部３によって行う。具体的には、第１エアシリンダ１３を伸長させて、下顎ベース１４を上顎ベース１１に対して下降させることにより、支持具３３を吸引具２３に対して下降させる（図６Ｄ参照）。このときの支持具３３のフリーローラ３３ａの高さが、一端部ＰＳと搬送面９１の間の間隙の範囲内になるように、下顎ベース１４を下降させる距離は予め設定されている。次に、第２エアシリンダ３１を伸長させて、取り付けベース３２に取り付けられた支持具３３を搬送面９１と略平行に移動させて、支持具３３のフリーローラ３３ａを、吸引具２３によって吸引されている一端部ＰＳの下方に移動させる（図６Ｅ参照）。フリーローラ３３ａを吸引具２３の直下に移動させたら、第３エアシリンダ２１を伸長させて、上顎フレーム２２に取付けられた吸引具２３を支持具３３に対して下方に移動させて、吸引具２３と支持具３３を互いに近づけることにより、生地片Ｐの一端部ＰＳをフリーローラ３３ａと吸引具２３の間に挟んで把持する（図６Ｆ参照）。この後、吸引具２３による生地片ＰＳの吸引は不要であり、吸引具２３からの圧縮空気の噴出を停止させる。
　把持工程の後、生地片Ｐの重ね合わせ工程を行う。具体的には、ロボット６を用いて、成形装置１０全体を、角部ＤＬと角部ＵＲを結んだ対角線に沿って角部ＵＲに向かって移動させる。ロボット６による成形装置１０の移動の制御指令は、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の座標を記憶部５１に入力することによって定められる。成形装置１０の上下方向Ｚの移動軌跡は、把持した一端部ＰＳが内材Ｆに接触しないように、山型の曲線であることが好ましい。成形装置１０の移動により、フリーローラ３３ａと吸引具２３とによって把持された一端部ＰＳを他端部ＰＴに接近させて（図６Ｇ参照）、生地片Ｐを、角部ＤＲと角部ＵＬを結ぶ対角線（折り目）まで徐々に折り曲げて、内材Ｆを生地片Ｐによって包み込む。生地片Ｐが略３角形に折り曲げられた時点で、ロボット６による生地片Ｐに対する成形装置１０の移動を停止させる（上述した追従動作は継続している）。このとき、フリーローラ３３ａの下側に位置する生地片Ｐの部分は、搬送面９１上の生地片Ｐの部分と接触している。生地片Ｐは、把持されている一端部ＰＳと搬送面９１上の他端部ＰＴを除いて、角部ＤＲと角部ＵＬを結ぶ対角線（折り目）に沿って折畳まれた状態で重なり合っている（図６Ｈ参照）。
　生地片Ｐの重ね合わせ工程の後、生地片Ｐの周縁部を押圧する押圧工程を行う。具体的には、第４エアシリンダ４１を伸長させて、押圧ベース４２に取り付けられた押圧具４３を吸引具２３及び支持具３３に対して下降させ、折り畳まれた生地片Ｐの辺ＰＤ、ＰＲおよび辺ＰＬ、ＰＵに沿った周縁部を押圧する。即ち、生地片Ｐの重なり合った周縁部を押圧具４３と搬送面９１との間で押圧する（図６Ｉ参照）。その後、第４エアシリンダ４１を収縮させて（引っ込めて）、押圧具４３を吸引具２３及び支持具３３に対して上昇させる。押圧具４３は、まだ把持されている一端部ＰＳ及び他端部Ｐと干渉しないように形状決めされ、吸引具２３及び支持具３３と干渉しないように配置される。
　生地片Ｐの周縁部の押圧工程の後、生地片Ｐの一端部ＰＳ（角部ＤＬ）と他端部ＰＴ（角部ＵＲ）を結着する結着工程を行う。具体的には、第３エアシリンダ２１を収縮させ、上顎フレーム２２に取り付けられている吸引具２３を上昇させることにより、一端部ＰＳの把持を解除する。その後、ロボット６を用いて、成形装置１０全体を搬送面９１と平行に他端部ＰＴ（角部ＵＲ）に向かって移動させる。このとき、支持具３３のフリーローラ３３ａが、把持が解除された一端部ＰＳを搬送面９１上の他端部ＰＴの上に重ねて、押し付けながら転動し、一端部ＰＳと他端部ＰＴを結着させる（図６Ｊ参照）。かくして、折り畳み食品ＰＰが成形される。
　折り畳み食品ＰＰの成形後、次の行の生地片Ｐを用いて折り畳み食品ＰＰを成形するために、ロボット６の追従動作を停止させ、次の行の生地片Ｐの折り畳み成形の各工程に移行する。即ち、成形装置１０を次の行の生地片Ｐと位置合せする位置合せ工程及びそれに続く各工程を、制御部５３の制御指令によって行う。また、折り畳み食品ＰＰを、下流に搬送し、折り畳み食品ＰＰの焼成工程あるいは冷凍工程等を行う。
　以上、本発明による成形システム及び成形装置の第１の実施形態を説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、所望の折り畳み食品ＰＰの形状に応じた種々の変更が可能である。例えば、アーム６１のＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向の移動は、所望の折り畳み成形に応じて変更可能である。また、押圧具４３は、折り畳まれる生地片Ｐの周縁部に対応した形状に形成される。押圧具４３の下面（生地片Ｐと接する面）は、傾斜していてもよいし、段差が設けられていてもよい。それにより、折り畳み食品ＰＰの周縁部の結着の程度を調整することが可能である。例えば、生地片Ｐの周縁部を押圧する押圧具４３の下面が、内側から外周に向かって下方へ突き出すように傾斜していれば、押圧工程時、折り畳まれている生地片Ｐの外周が、内材Ｆが漏れないようにしっかり結着されると共に、外周からなだらかに盛り上がった形状の折り畳み食品ＰＰを得ることができる。
　図７は本発明の第１の実施形態の変形例に係る成形装置１０１を示す。生地片の各部および同一の効果を奏する構成要素には第１の実施形態と同一の符号を付し、説明を省略する。成形装置１０１及び成形システム１１１は、略正方形の生地片Ｐから略長方形の折り畳み食品ＰＰを成形するように構成される。生地片Ｐは、辺ＰＲの中点と辺ＰＬの中点を結ぶ線分（折り目）に沿って折り曲げられ、辺ＰＤと辺ＰＵが重なるように折り畳み成形される。角部ＤＲは角部ＵＲに重なり、角部ＤＬは角部ＵＬに重なる。また、折り畳み食品ＰＰはその周縁部に溝状の模様を有する。以下の記載では、生地片Ｐにおける辺ＰＤ付近を辺部ＰＤＤ（生地片Ｐの一端部ＰＤＤ）と称し、辺ＰＵ付近を辺部ＰＵＵ（生地片Ｐの他端部ＰＵＵ）と称する。
　折り畳み食品ＰＰの形状に合わせて、押圧具４３１は、上面視において略Ｃ字形状を有し、押圧具４３１の下面は、模様を形成するための溝状の凹凸を有する。押圧具４３１と支持具３３１の干渉を防ぐため、支持具３３１は、Ｃ字形状の開口部（図７おいて上流側）に配置される。支持具３３１は、フリーローラ３３１ａを含み、フリーローラ３３１ａは、吸引具２３によって持ち上げられた一端部ＰＤＤと搬送面９１の間に生じる間隙に進入することができるように構成される。また、フリーローラ３３１ａの外周は、押圧具４３１と同様、溝状の凹凸を有する。１つの生地片Ｐの一端部ＰＤＤを持ち上げるために、３つの吸引具２３がＹ方向に沿って設けられる（図示せず）。
　成形装置１０１の動作を説明する。ロボット６を用いて、成形装置１０１を、吸引具２３が生地片Ｐの一端部（生地片Ｐ１の辺部ＰＤＤ）の上方に位置する初期位置に移動させる（位置合わせ工程）。その後、ロボット６を用いて成形装置１０１全体を下降させ、一端部ＰＤＤを吸引具２３によって上方より吸引して非接触で保持する。次いで、ロボット６を用いて、成形装置１０１全体を上昇させ、一端部ＰＤＤを搬送面９１から持ち上げる。このとき、一端部ＰＤＤと搬送面９１の間に間隙が生じる（持ち上げ工程）。第１エアシリンダ１３を伸長させて、支持具３３１を吸引具２３に対して下降させた後、下顎部３の第２エアシリンダ３１を伸長させて、下顎部３の支持具３３１のフリーローラ３３１ａを、一端部ＰＤＤと搬送面９１の間に移動させる。第３エアシリンダ２１を伸長させて、吸引具２３を支持具３３１に対して下方に移動させることにより、一端部ＰＤＤをフリーローラ３３１ａと吸引具２３の間に挟んで把持する（把持工程）。
　次いで、ロボット６を用いて、成形装置１０１全体をＸ方向上流側に移動させることにより、成形装置１０１に把持されている一端部ＰＤＤを、他端部ＰＵＵに接近させ、生地片Ｐを、辺ＰＲの中点と辺ＰＬの中点を結んだ線（折り目）まで徐々に折り曲げて、２つ折りにする。生地片Ｐが略長方形に折り曲げられた時点で、ロボット６による生地片Ｐに対する成形装置１０１の移動を停止させる（上述の追従動作は継続している）（重ね合わせ工程）。
　次いで、第４エアシリンダ４１を伸長させて、押圧部４の押圧具４３１を吸引具２３及び支持具３３１に対して下降させ、折り畳まれた生地片Ｐの周縁部を押圧する（押圧工程）。このとき、押圧具４３１の下面は溝状の凹凸を有するので、生地片Ｐの周縁部に溝状の模様が付される。
　次いで、吸引具２３による一端部ＰＤＤの吸引を解除し、第３エアシリンダ２１を収縮させて、吸引具２３を上昇させることにより、一端部ＰＤＤの把持を解除する。その後、ロボット６を用いて、成形装置１０１全体を上流側に移動させる。このとき、支持具３３１のフリーローラ３３１ａは、一端部ＰＤＤを他端部ＰＵＵの上に重ねて押し付けながら上流側へ転動し、一端部ＰＤＤと他端部ＰＵＵを結着させる。又、フリーローラ３３１ａの周面に溝が設けられているので、生地片Ｐの周縁部に溝状の模様が付される（結着工程）。
　図８および図９を参照して、本発明による成形システム及び成形装置の第２の実施形態を説明する。第２の実施形態に係る成形装置２０は、概略的には、食品成形ライン２００内に含まれるロボット用のエンドエフェクタとして構成される。食品成形ライン２００は、搬送装置９と、生地供給装置９２と、生地切断装置８と、内材吐出装置７と、成形システム１１２と、制御装置５を含む。成形システム１１２は、成形装置２０と、成形装置２０を移動させる移動機構を含む、移動機構は、第２の実施形態では、搬送装置９の上方に懸架されるロボット６０である。成形装置２０は、エンドエフェクタとしてロボット６０に連結され且つ搬送装置９の上方に懸架される。ロボット６０は、既知のパラレルリンク式ロボットであり、水平方向Ｘ、Ｙと上下方向Ｚに移動自在なアーム６１を備える。成形装置２０は、アーム６１の先端部に連結される。第２の実施形態では、偏平で略円形状の生地片Ｐを、半分に折り畳むことによって、その略半円形であり且つ端部に溝状の模様を有する折り畳み食品ＰＰを成形する。また、第２の実施形態では、成形システム１１２は、連続的に供給される生地片Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３・・・を整列させながら、折り畳み成形するように構成される。生地片の各部および同様の効果を奏する構成には、第１の実施形態と同一の符号を付し、その説明を省略する。
　成形装置２０は、キャリア１と、上顎部２と、下顎部３と、押圧部４を含む。上顎部２は、上顎フレーム２２に取り付けられた吸引具２３２を含む。下顎部３は、取り付けベース３２の下面に取り付けられた支持具３３２を含む。吸引具２３２の数は、第２の実施形態では１つであり、それに応じて、支持具３３２の数も１つである。吸引具２３２は、既知の真空パッドであり、生地片Ｐを吸着（吸引）して保持するように構成される。支持具３３２は、吸引具２３２と共に生地片Ｐ１等を保持する支持部３３２ａを含み、支持部３３２ａは、フリーローラである。フリーローラ３３２ａは、その周面に溝状の凹凸を有する。押圧部４は、押圧ベース４２の下面に取付けられた押圧具４３２を含む。押圧具４３２は、成形される折り畳み食品ＰＰの形状に従って、上面視において略半円状部分の縁部を押圧するように弧状に形状決めされ、押圧具４３２の下面は、支持具３３２のフリーローラ３３２ａと同様の溝状の凹凸を有する。押圧具４３２と支持具３３２の干渉を防ぐため、押圧具４３２の略半円状の弧は一部中断している。
　制御装置５は、記憶部５１と、演算部５２と、制御部５３と、検知部５４を備える。検知部５４は、ロボット６０の搬送方向上流側に配置される上流側検知部５４１と、ロボット６０の搬送方向下流側に配置される下流側検知部５４２を備える。上流側検知部５４１は、生地片Ｐを検知したとき、演算部５２に検知信号を送信する。演算部５２は、検知信号と搬送装置９のエンコーダからの情報に従って、生地片Ｐの位置情報を算出し、記憶部５１を参照して制御部５３に制御指令を出力する。下流側検知部５４２は折り畳み食品ＰＰを検知し、演算部５２に検知信号を送信する。演算部５２は下流側検知部５４２による折り畳み食品ＰＰの位置情報を参照することにより、制御部５３に出力する制御指令を補正する。
　第２の実施形態において、生地切断装置８は、型抜き式のロータリーカッタであり、生地シートＰＳから生地片Ｐ１等を成形（切断分割）する。内材Ｆが載置された生地片Ｐ１等は、搬送方向Ｘに沿って１列に並び、１つずつ成形システム１１２に供給される。動作信号に従って、ロボット６０を用いて、成形装置２０を、吸引具２３２が生地片Ｐ１の一端部ＰＡ（生地片Ｐ１の円周部の下流端部）の上方に位置する初期位置に移動させる（位置合わせ工程）。生地片Ｐを搬送装置９によって搬送方向Ｘに連続的に搬送しているため、成形装置２０を搬送装置９と同じ速度で生地片Ｐ１に追従させ、吸引具２３２が一端部ＰＡからずれることを防止する。以下の説明で特に記載しないが、折り畳み成形の各工程を、追従動作を行いながら行う。
　次いで、成形システム１１２を用いて、生地片Ｐ１を折り畳む折り畳み成形を行う。第２の実施形態では、生地片Ｐ１の円周部下流端部ＰＡ（以下、「一端部ＰＡ」とも称する。）を、搬送方向Ｘと逆方向に移動させ、生地片Ｐ１の円周部上流端部ＰＢ（以下、「他端部ＰＢ」とも称する。）の上に載せる。
　ロボット６０を用いて、成形装置２０全体を下降させ、一端部ＰＡを吸引具２３２によって上方より吸着して保持する。次いで、ロボット６０を用いて、成形装置２０全体を上昇させ、一端部ＰＡを搬送面９１から持ち上げる。このとき、一端部ＰＡと搬送面９１の間に間隙が生じる（持ち上げ工程）。
　第１エアシリンダ１３を伸長させて、支持具３３２を吸引具２３２に対して下降させた後、第２エアシリンダ３１を伸長させて、下顎部３の支持具３３２のフリーローラ３３２ａを、一端部ＰＡと搬送面９１の間に移動させる。次いで、第３エアシリンダ２１を伸長させて、吸引具２３２を支持具３３２に対して下方に移動させることにより、一端部ＰＡをフリーローラ３３２ａと吸引具２３２の間に挟んで把持する（把持工程）。
　次いで、第２の実施形態では、ロボット６０を用いて、把持している生地片Ｐ１全体を移動させるように、成形装置２０全体を移動させる。ロボット６０による成形装置２０の移動（目的地点、通過点又は軌跡）の制御指令は、あらかじめＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の座標を記憶部５１に入力することによって定められる。第２の実施形態においては、成形装置２０に把持された生地片Ｐ１等を、搬送面９１上においてＸ方向（搬送方向）下流側に移動させると共に、生地片Ｐ等が１列から２列に再配列されるように、例えば、最初の生地片Ｐ１を搬送面９１の中心よりＹ方向左側にずらし、次の生地片Ｐ２を搬送面９１の中心よりＹ方向右側にずらす（図９参照）。
　次いで、ロボット６０を用いて、成形装置２０全体をＸ方向上流側に移動させることにより、成形装置２０に把持されている一端部ＰＡを他端部ＰＢに接近させ、生地片Ｐ１をそのＹ方向の径のところの線分（折り目）まで徐々に折り曲げて、２つ折りにする。生地片Ｐ１が略半円形に折り曲げられた時点で、ロボット６０による生地片Ｐ１に対する成形装置２０の移動を停止させる（上述した追従動作は継続している）（重ね合わせ工程）。
　次いで、第４エアシリンダ４１を伸長させて、押圧部４の押圧具４３２を吸引具２３２及び支持具３３２に対して下降させ、折り畳まれた生地片Ｐ１の周縁部を押圧する（押圧工程）。このとき、押圧具４３２の下面は溝状の凹凸を有するので、生地片Ｐ１の周縁部に溝状の模様が付される。
　次いで、吸引具２３２による一端部ＰＡの吸着（吸引）を解除し、第３エアシリンダ２１を収縮させて、吸引具２３２を上昇させることにより、一端部ＰＡの把持を解除する。その後、ロボット６０を用いて、成形装置２０全体を上流側に移動させる。このとき、支持具３３２のフリーローラ３３２ａは、一端部ＰＡを他端部ＰＢの上に重ねて押し付けながら転動し、一端部ＰＡと他端部ＰＢを結着させる。また、フリーローラ３３２ａの周面に溝が設けられているので、生地片Ｐ１の周縁部に溝状の模様が付される（結着工程）。かくして、折り畳み食品ＰＰ１が成形される。
　折り畳み食品ＰＰ１の成形後、次の行の生地片Ｐ２を用いて折り畳み食品ＰＰ２を成形するために、ロボット６０の追従動作を停止させ、次の行の生地片Ｐ２の折り畳み成形の各工程に移行する。生地片Ｐ２の折り畳み成形は、上流側検知部５４１からの信号によって開始されてもよいし、生地片Ｐ１と生地片Ｐ２の間隔が固定されていれば、あらかじめ記憶部５１に座標や時間間隔を入力することによって連続的に行われてもよい。
　生地片Ｐ２の折り畳み成形は、生地片Ｐ１の折り畳み成形と同様である。生地片Ｐ２を搬送面９１の中心よりＹ方向右側にずらすとき、把持している生地片Ｐ２を折り畳み食品ＰＰ１とＹ方向に整列させるように、ロボット６０を用いて、成形装置２０全体を移動させることが好ましい。移動の目的地点およびその軌跡は、あらかじめＸ方向、Ｙ方向の座標を記憶部５１に入力することによって定められる。成形装置２０の移動停止後に、生地片Ｐ１と同様に生地片Ｐ２の重ね合わせ工程を行い、折り畳み食品ＰＰ２を成形する。
　Ｙ方向に整列させた折り畳み食品ＰＰ１およびＰＰ２が得られた後、ロボット６０を用いて成形装置２０を次の生地片Ｐ３の初期位置に移動させる。一方、下流側検知部５４２は、折り畳み食品ＰＰ１およびＰＰ２の位置情報を検知して、位置情報を演算部５２に出力する。演算部５２は、かかる位置情報に参照することにより、制御部５３に出力する制御指令を補正する。例えば、折り畳み食品ＰＰ２が、実際には、折り畳み食品ＰＰ１に対してＸ方向下流側にずれている場合、後続の生地片Ｐ３およびＰ４の折り畳み成形において、生地片Ｐ４を移動するときの目的地点の座標をＸ方向上流側に補正する。かかる補正は、行ごとに行ってもよいし、列ごとに行ってもよい。また、下流側検知部５４２が画像センサーであれば、折り畳み食品の重ね合わせのズレを補正してもよい。
　第１の実施形態および第２の実施形態において、ロボットは予め記憶部に入力されたＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の設定移動距離に従って成形装置を移動させるため、成形装置の移動軌跡を比較的複雑にしてもよい。例えば、内材Ｆの分量や保形性に合わせて、内材が成形装置や生地片の重ね合わせ面に付着しない移動軌跡を設定することが可能である。また、このような移動軌跡により、内材がはみ出ないように生地片を折り畳むことを可能にする。また、生地片の性質及び状態に起因する厚みの僅かな変化に対応して、重ね合わせ動作を微調整し、得られる折り畳み食品の形状を安定させて生産することが好ましい。さらに、所望の折り畳み食品の形状に応じて、生地片の重ね合わせる分量と方向を調整自在である。
　次に、図１０を参照して、本発明による成形システム及び成形装置の第３の実施形態を説明する。第３の実施形態では、第１の実施形態と同様、略正方形状の生地片Ｐを、その対角線（折り目）に沿って折り畳むことによって、略直角２等辺３角形状の折り畳み食品ＰＰを成形する。生地片の各部および同様の効果を奏する構成要素には第１の実施形態と同一の符号を付し、その説明を省略する。
　食品成形ライン３００は、搬送装置９と、食品生地シートＰＳを搬送装置９の搬送面９１の上に供給する生地供給装置９２と、食品生地シートＰＳを切断することによって生地片Ｐを成形する生地切断装置８と、内材Ｆを生地片Ｐの上に吐出する内材吐出装置７と、搬送装置９上に配置された成形システム１１３と、制御装置５を含む。成形システム１１２は、搬送装置９の上に配置されたフレームに取付けられた移動機構６３と、移動機構６３に取り付けられた成形装置３０を含む。成形装置３０は、第１の実施形態の成形装置１０と同じ構成を有している。移動機構６３は、Ｘ方向移動機構３０１と、Ｙ方向移動機構３０２と、Ｚ方向移動機構３０３を備える。Ｘ方向移動機構３０１とＹ方向移動機構３０２は、典型的には、リニアガイドを含み、それぞれＸ方向、Ｙ方向に成形装置３０を移動可能である。
　生地片Ｐが成形装置３０の下方に供給されると、折り畳み成形を開始する。開始タイミングは、第１の実施形態と同様に生地切断装置８の動作信号に基づいていてもよいし、成形装置３０の上流側に設けられた検知部（図示せず）による生地片Ｐの検知に基づいていてもよい。
　移動機構６３を用いて、成形装置３０を、吸引具２３が生地片Ｐの一端部ＰＳの上方に位置する初期位置に移動させる（位置合わせ工程）。成形装置３０を搬送装置９と同じ速度で生地片Ｐに追従させる。吸引具２３は、一端部ＰＳを上方より非接触で保持するように構成されている。
　次いで、生地片Ｐの一端部ＰＳを吸引具２３によって上方より吸引して非接触で保持する。Ｚ方向移動機構３０３を用いて、成形装置３０全体を上昇させ、生地片Ｐの一端部ＰＳを搬送面９１から持ち上げる。このとき、一端部ＰＳと搬送面９１の間に間隙が生じる（持ち上げ工程）。
　次いで、第１実施形態と同様にして、一端部ＰＳをフリーローラ３３ａと吸引具２３の間に挟んで把持する（把持工程）。
　生地片Ｐの一端部ＰＳの把持工程の後、生地片Ｐの重ね合わせ工程を行う。具体的には、Ｘ方向移動機構３０１とＹ方向移動機構３０２とＺ方向移動機構３０３を用いて、成形装置３０全体を、一端部ＰＳから他端部ＰＴの方向に移動させ、把持した一端部ＰＳを、その対角線方向にある他端部ＰＴに接近させる。生地片Ｐを、角部ＤＲと角部ＵＬを結ぶ対角線（折り目）まで徐々に折り曲げる（重ね合わせ工程）。その後、第１実施形態と同様にして、生地片Ｐの周縁部を押圧する（押圧工程）。
　生地片Ｐの周縁部の押圧工程の後、生地片Ｐの一端部ＰＳ（角部ＤＬ）と他端部ＰＴ（角部ＵＲ）の結着工程を行う。第３エアシリンダ２１を収縮させ、上顎フレーム２２に取り付けられている吸引具２３を上昇させることにより、一端部ＰＳの把持を解除する。その後、Ｘ方向移動機構３０１とＹ軸方向移動機構３０２を用いて、成形装置１０全体を搬送面９１と平行に他端部ＰＴ（角部ＵＲ）に向かって移動させる。このとき、支持具３３のフリーローラ３３ａが、把持が解除された一端部ＰＳを他端部ＰＴの上に重ねながら一端部ＰＳの上を転動し、一端部ＰＳと他端部ＰＴを結着させる。かくして、折り畳み食品ＰＰが成形される。
　その後、次の行の生地片Ｐから折り畳み食品ＰＰを成形するために、Ｚ方向移動機構３０３を用いて、成形装置３０全体を上昇させると共に、Ｘ方向移動機構３０１とＹ方向移動機構３０２を用いて、成形装置３０を上流側に移動させ、次の行の生地片Ｐの初期位置に移動させる。
　以上、本発明による成形システム及び成形装置の実施形態を説明したけれども、本発明は、説明した実施形態に限定されず、種々の変更が可能である。
　第１の実施形態及び第３の実施形態では、１つの生地片Ｐの角部ＤＬの上方に１つの吸引具２３が配置されたけれども、角部ＤＬの上方に複数の吸引具２３が配置されてもよい。例えば、内材Ｆの重量が大きいとき又は内材Ｆを角部の比較的近くに配置したとき、持ち上げ工程中、吸引具２３に保持されている生地片Ｐが下方に引っ張られ、生地片Ｐを吸引具２３から剥がす力が生じる。これにより、吸引具２３の一部と生地片Ｐの間の間隙が大きくなると、吸引具２３の吸引力が低下して、吸引具２３に対する生地片Ｐの位置がずれたり、生地片Ｐが吸引具から２３から離れたりすることがある。この場合、折り畳み成形が安定しない。図１１に示す変形例では、生地片Ｐの角部ＤＬの上方に、３つの吸引具２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃが三角形をなすように配置される。吸引具２３Ａは、第１の実施形態の吸引具２３と同じ位置（一端部の上方）に配置され、補助的な吸引具２３Ｂ、２３Ｃは、生地片の一端部から他端部に向かう方向においてずらして配置され、具体的には、辺ＰＤおよび辺ＰＬの近く（一端部であり且つ周縁部）の上方に配置される。この場合、生地片Ｐを吸引具２３から剥がす力は、補助的な吸引具２３Ｂ、２３Ｃに作用し、吸着具２３Ａに及ばないため、吸着具２３Ａによる吸引力（保持力）が確保される。かくして、生地片Ｐが吸引具２３からずれたり離れたりすることが防止され、折り畳み成形が安定する。
　本発明による成形システム及び成形装置に使用される吸引具は、生地片Ｐを上方より保持可能であれば、非接触式の吸引具２３であってもよいし、接触式の吸引具でもよい。また、吸引具２３に負圧センサー等の検出センサーを追加することによって、生地片Ｐの保持状態を検出してもよい。例えば、吸引具２３が生地片Ｐを保持できなかったことを検出したとき、折り畳み成形を中止するように制御する。この場合、成形不良によって成形装置に内材Ｆが付着することを防ぐことができる。
　また、第２の実施形態で用いた検知部５４を、第１の実施形態又は第３の実施形態に導入して、折り畳み成形の精度を向上させてもよい。例えば、上流側検知部５４１によって生地片ＰのＸ方向に沿った長さ（辺ＰＬ、ＰＲの長さ）を計測し、その情報に基づいて重ね合わせ工程の移動機構の移動距離を補正することができる。また、上流側検知部５４１が内材Ｆを検知しなかったとき、折り畳み成形を行わないように制御して、内材Ｆが存在しない不良品を目視で容易に確認することができる。また、食品成形ラインは、生地片Ｐの折り目に予め筋目を付ける装置を含んでいてもよい。
　また、上記の実施形態の成形システム及び成形装置はいずれも、食品成形ラインに含まれていたけれども、本発明による成形システム及び成形装置これに限らず、例えばトレイなどに敷き詰めた生地片Ｐを折り畳み成形するために生地片Ｐを成形装置の下方に人手によって載置するシステムに使用してもよい。
１００、２００、３００　食品成形ライン
１１０、１１１、１１２、１１３　成形システム
１０、１０１、２０，３０　成形装置
１　　キャリア
１１　上顎ベース
１２　連結部
１３　第１エアシリンダ
１４　下顎ベース
２　　上顎部
２１　第３エアシリンダ
２２　上顎フレーム
２３，２３２　　吸引具
３　下顎部
３１　第２エアシリンダ
３２　取り付けベース
３３，３３１，３３２　支持具
３３ａ，３３１ａ，３３２ａ　フリーローラ（支持部）
４　　押圧部
４１　第４エアシリンダ
４２　押圧ベース
４３，４３１，４３２　押圧具
５　　制御装置
５１　記憶部
５２　演算部
５３　制御部
５４　検知部
６，６０　ロボット（移動機構）
６１　アーム先端
６３　移動機構
７　　内材吐出装置
８　　生地切断装置
８１　サーキュラーカッタ
８２　ギロチンカッタ
８３　信号送信部
９　　搬送装置
９１　搬送面
ＰＳ　生地シート
Ｐ　　生地片
ＰＰ　折り畳み食品

Claims (9)

  1. 　生地片の一端部を他端部の上に移動させて生地片を折り畳むように移動可能な成形装置であって、
    　生地片の一端部を、その上方から吸引して持ち上げることにより保持する吸引具と、
    　前記吸引具の下方に移動可能な支持部を含む支持具と、含み、
    　前記吸引具と前記支持具を互いに近づけることにより、生地片の一端部を前記吸引具と前記支持部との間に把持することを特徴とする成形装置。
  2. 　前記支持部は回転可能なローラを含む、請求項１に記載の成形装置。
  3. 　更に、生地片を折り畳むことにより重ね合わされた生地片の周縁部を押圧する押圧具を含む、請求項１又は２に記載の成形装置。
  4. 　複数の前記吸引具を含み、少なくとも２つの前記吸引具は、生地片の一端部から他端部をに向かう方向にずらして配置される、請求項１～３のいずれか１項に記載の成形装置。
  5. 　少なくとも１つの前記吸引具は、生地片の周縁部の上方に配置される、請求項４に記載の成形装置。
  6. 　請求項１～５のいずれか１項に記載の成形装置と、
    　前記成形装置を移動させる移動機構と、を含む成形システム。
  7. 　生地片を折り畳み成形する方法であって、
    　生地片の一端部を、その上方から吸引具によって吸引して持ち上げる持ち上げ工程と、
    　持ち上げた生地片の一端部を、前記吸引具と前記吸引具の下方に配置された支持部とによって挟んで把持する把持工程と、
    　生地片の一端部を、前記吸引具と前記支持部とによって把持したまま、生地片の他端部に向かって移動させて、生地片を折り畳んで重ね合わせる重ね合わせ工程と、を含むことを特徴とする方法。
  8. 　前記重ね合わせ工程の後、更に、重ね合わせた生地片の周縁部を押圧する押圧工程を含む、請求項７に記載の方法。
  9. 　前記押圧工程の後、更に、把持していた生地片の一端部を解放し、生地片の一端部を他端部の上に重ねて結着させる結着工程を含む、請求項８に記載の方法。
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