特許 6831678 ロボット及びその運転方法、並びに塗布システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6831678

(24)【登録日】2021年2月2日

(45)【発行日】2021年2月17日

(54)【発明の名称】ロボット及びその運転方法、並びに塗布システム

(51)【国際特許分類】

   A23P 20/18 20160101AFI20210208BHJP

   B25J 13/08 20060101ALI20210208BHJP

   A23L 35/00 20160101ALI20210208BHJP

【ＦＩ】

   A23P20/18

   B25J13/08 A

   A23L35/00

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-230788(P2016-230788)

(22)【出願日】2016年11月29日

(65)【公開番号】特開2018-85951(P2018-85951A)

(43)【公開日】2018年6月7日

【審査請求日】2019年10月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】特許業務法人 有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】坂東 賢二

(72)【発明者】

【氏名】倉岡 修平

【審査官】 中村 泰二郎

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭６０−１９４９８９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１３−０８６２２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／１５５５７５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１５／１２５０１７（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 中国実用新案第２０３９１３２９１（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ２３Ｐ １０／００−３０／４０

Ａ２３Ｌ ３５／００

Ｂ２５Ｊ １３／００−１３／０８

Ａ２１Ｃ ９／０４

Ａ２３Ｇ １／００− ９／５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

容器に入った食品に液体を塗布するロボットであって、
前記容器又は前記食品を撮影する撮像部と、
前記液体を吐出する吐出部を移動させる第１アームと、
前記食品上に吐出された液体を展延する展延部を移動させる第２アームと、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記撮像部により撮影された前記容器又は前記食品の位置及び傾きに基づいて前記吐出部が移動するように前記第１アームを動作させ、前記展延部が移動するように前記第２アームを動作させる、ロボット。

【請求項2】

前記液体を吐出する際の前記第１アームによる前記吐出部の移動方向と、前記液体を展延する際の前記第２アームによる前記展延部の移動方向とが異なる、請求項１に記載のロボット。

【請求項3】

前記撮像部は前記第１アームに設けられている、請求項１又は２に記載のロボット。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれかのロボットと、
前記容器を搬送する搬送部と、を備えている、塗布システム。

【請求項5】

前記搬送部による搬送方向において前記撮像部は前記吐出部よりも上流側になり、前記吐出部は前記展延部よりも上流側になるように前記ロボットは前記搬送部に対して配置されている、請求項４に記載の塗布システム。

【請求項6】

容器又は食品を撮影する撮像部と、
液体を吐出する吐出部を移動させる第１アームと、
前記食品上に吐出された液体を展延する展延部を移動させる第２アームと、を備えるロボットの運転方法であって、
前記撮像部により撮影された前記容器又は前記食品の位置及び傾きに基づいて前記吐出部が移動するように前記第１アームを動作させ、前記展延部が移動するように前記第２アームを動作させる、ロボットの運転方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボット及びその運転方法、並びに塗布システムに関する。

【背景技術】

【0002】

食品に液体を塗布する装置として、例えば、特許文献１の刷毛塗り装置が知られている。この刷毛塗り装置は塗布用ブラシ及び拡散用ブラシを備えている。これらのブラシは、食品を搬送するコンベアよりも上方に固定されており、コンベアの搬送方向に直交する方向においてコンベアの幅とほぼ等しい幅に延びている。コンベアにより搬送されている食品に塗布用ブラシによって調味料を塗布し、拡散用ブラシによって調味料を延ばしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１１−１９６７７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１の刷毛塗り装置では、食品に塗布された液体を延ばすためには、コンベアの幅とほぼ等しい幅の特殊な拡散用ブラシを用いなければならず、未だ改善の余地があった。

【0005】

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、食品に液体を容易に塗布することができる、ロボット及びその運転方法、並びに塗布システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記従来の課題を解決するために、本発明に係るロボットは、容器に入った食品に液体を塗布するロボットであって、前記容器又は前記食品を撮影する撮像部と、前記液体を吐出する吐出部を移動させる第１アームと、前記食品上に吐出された液体を展延する展延部を移動させる第２アームと、制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記撮像部により撮影された前記容器又は前記食品の位置及び傾きに基づいて前記吐出部が移動するように前記第１アームを動作させ、前記展延部が移動するように前記第２アームを動作させる。

【0007】

この構成によれば、容器又は食品の位置及び傾きに応じて吐出部及び展延部が移動することができる。このため、特殊なブラシを用いなくても、食品上に吐出された液体を延ばして、食品に液体を容易に塗布することができる。また、吐出部による吐出動作と、展延部による展延動作とを同時に行え、食品上の液体が垂れたり乾いたりする前に液体を均一かつ効率的に塗布することができる。

【0008】

このロボットでは、前記液体を吐出する際の前記第１アームによる前記吐出部の移動方向と、前記液体を展延する際の前記第２アームによる前記展延部の移動方向とが異なってもよい。この構成によれば、吐出された液体の線条体が延びる方向と異なる方向に展延部を移動させることにより、より均一に液体を拡げることができる。

【0009】

また、ロボットでは、前記液体を展延する際の前記展延部の移動方向に直交する方向において前記展延部の長さが前記食品の長さよりも短くてもよい。この構成によれば、通常、用いられている刷毛等の展延部は、展延部の移動方向に対する直交方向において展延部の長さが食品の長さよりも短い。このような展延部であっても、容器又は食品の位置及び傾きに応じて展延部が移動することにより、食品に液体を容易に塗布することができる。

【0010】

さらに、ロボットでは、前記撮像部は前記第１アームに設けられていてもよい。この構成によれば、ロボットに吐出部、展延部及び撮像部が設けられていることにより、別途、撮像部を用意する必要がない。

【0011】

本発明に係る塗布システムは、上記いずれかのロボットと、前記容器を搬送する搬送部と、を備えている。この構成によれば、搬送部により搬送された容器内の食品に対して、順次、ロボットは液体を吐出して、それを延ばすことができる。複数の食品に液体を容易且つ効率的に塗布することができる。

【0012】

塗布システムでは、前記搬送部による搬送方向において前記撮像部は前記吐出部よりも上流側になり、前記吐出部は前記展延部よりも上流側になるように前記ロボットは前記搬送部に対して配置されていてもよい。この構成によれば、搬送部により搬送されてくる食品を、順次、撮影、吐出及び展延することができ、食品に液体を効率的に塗布することができる。

【0013】

本発明に係るロボットの運転方法は、容器又は食品を撮影する撮像部と、液体を吐出する吐出部を移動させる第１アームと、前記食品上に吐出された液体を展延する展延部を移動させる第２アームと、を備えるロボットの運転方法であって、前記撮像部により撮影された前記容器又は前記食品の位置及び傾きに基づいて前記吐出部が移動するように前記第１アームを動作させ、前記展延部が移動するように前記第２アームを動作させる。この方法によれば、容器又は食品の位置及び傾きに応じて展延部が移動することができるため、特殊なブラシを用いなくても、食品上に吐出された液体を延ばして、食品に液体を容易に塗布することができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明のロボット及びその運転方法、並びに塗布システムによれば、食品に液体を容易に塗布することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、本発明の実施の形態１に係るロボットの概略構成を示す模式図である。

【図2】図２は、図１に示すロボットの制御装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。

【図3】図３は、図１に示すロボットにより容器を撮影し、食品上の液体を延ばしている状態を示す図である。

【図4】図４は、図１に示すロボットにより食品に液体を吐出し、食品上の液体を延ばしている状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、全ての図面において、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、全ての図面において、本発明を説明するための構成要素を抜粋して図示しており、その他の構成要素については図示を省略している場合がある。さらに、本発明は以下の実施の形態に限定されない。

【0017】

（実施の形態１）
［ロボットの構成］
本実施の形態１に係るロボット１００は、図１に示すように、容器に入った食品に液体を塗布するロボットであって、撮像部１０、第１アーム２０、第２アーム３０及び制御装置４０を備えている。ロボット１００には、例えば、水平多関節型ロボットが用いられる。ただし、ロボット１００は、これに限定されず、垂直多関節型ロボット等のロボットであってもよい。

【0018】

ロボット１００は台車１１を備え、台車１１の下面には車輪１２及び固定部１３が設けられている。ロボット１００は、車輪１２により移動可能で、固定部１３により床に固定されるように構成されている。この台車１１内には、制御装置４０が収納されている。

【0019】

また、台車１１の上面には基軸１４が固定されている。基軸１４には、当該基軸１４の軸心を通る回転軸線Ｌ１周りに回動可能に第１アーム２０及び第２アーム３０が設けられている。第１アーム２０と第２アーム３０とが上下に高低差を有するように設けられている。なお、第１アーム２０及び第２アーム３０は、独立して動作したり、互いに関連して動作したりすることができるように構成されている。

【0020】

第１アーム２０は、第１アーム部２１、第１リスト部２２、第１ハンド部２３及び第１装着部２４を有している。第２アーム３０は、第２アーム部３１、第２リスト部３２、第２ハンド部３３及び第２装着部３４を有している。なお、ここでは、第１アーム２０及び第２アーム３０は、第１ハンド部２３、第２ハンド部３３を除いて、実質的に同じ構成とする形態を採用したが、これに限定されない。例えば、各アーム部２１、３１及び各リスト部２２、３２が、第１アーム２０と第２アーム３０とで異なる構成である形態を採用してもよい。

【0021】

第１アーム部２１は略直方体状の第１ａリンク２１ａ及び第１ｂリンク２１ｂで構成され、第２アーム部３１は略直方体状の第２ａリンク３１ａ及び第２ｂリンク３１ｂで構成されている。各リンク２１ａ、３１ａは、その基端部に回転関節Ｊ１が設けられていて、先端部に回転関節Ｊ２が設けられている。各リンク２１ａ、３１ａは、その基端部が回転関節Ｊ１を介して基軸１４と連結されていて、回転関節Ｊ１により回転軸線Ｌ１周りに回動することができる。

【0022】

各リンク２１ｂ、３１ｂは、その基端部が各リンク２１ａ、３１ａの先端部と回転関節Ｊ２を介して連結されていて、回転関節Ｊ２によって回転軸線Ｌ２周りに回動することができる。各リンク２１ｂ、３１ｂは、その先端部に直動関節Ｊ３が設けられている。

【0023】

各リスト部２２、３２は、各リンク２１ｂ、３１ｂの先端部に直動関節Ｊ３を介して連結されていて、各リンク２１ｂ、３１ｂに対し昇降移動可能である。各リスト部２２、３２の下端部には回転関節Ｊ４が設けられていて、回転関節Ｊ４の下端部には各装着部２４、３４が設けられている。

【0024】

各装着部２４、３４は、各ハンド部２３、３３を着脱可能に構成されている。例えば、各装着部２４、３４は、その間隔が調整可能に構成されている、一対の棒部材を有している。各装着部２４、３４は、当該一対の棒部材で各ハンド部２３、３３を挟み込むことにより、各ハンド部２３、３３を各リスト部２２、３２に装着することができる。これにより、各ハンド部２３、３３は、回転関節Ｊ４によって回転軸線Ｌ３周りに回動することができる。なお、棒部材は先端部分が折れ曲がっていてもよい。

【0025】

第１ハンド部２３は、第１アーム２０の先端に設けられており、第１装着部２４により脱着可能に装着された第１把持部２５及び撮像部１０により構成されている。第２ハンド部３３は、第２アーム３０の先端に設けられており、第２装着部３４により脱着可能に装着された第２把持部３５により構成されている。なお、第１ハンド部２３及び第２ハンド部３３の詳細については後述する。

【0026】

なお、第１アーム２０及び第２アーム３０の各関節Ｊ１〜Ｊ４には、それぞれ、各関節が連結する２つの部材を相対的に回転又は昇降させるアクチュエータの一例としての駆動モータ（図示せず）が設けられている。駆動モータは、例えば、制御装置４０によってサーボ制御されるサーボモータであってもよい。また、各関節Ｊ１〜関節Ｊ４には、それぞれ、駆動モータの回転位置を検出する回転センサ（図示せず）と、駆動モータの回転を制御する電流を検出する電流センサ（図示せず）と、が設けられている。回転センサは、例えば、エンコーダであってもよい。

【0027】

次に、制御装置４０について、図２を参照しながら説明する。制御装置４０は、ＣＰＵ等の演算部４０ａと、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部４０ｂと、サーボ制御部４０ｃとを備え、例えばマイクロコントローラ等のコンピュータを備えたロボットコントローラである。なお、制御装置４０は、集中制御する単独の制御装置４０によって構成されていてもよいし、互いに協働して分散制御する複数の制御装置４０によって構成されていてもよい。また、本実施の形態１においては、記憶部４０ｂが制御装置４０内に配置されている形態を採用したが、これに限定されず、記憶部４０ｂが制御装置４０と別体に設けられている形態を採用してもよい。

【0028】

記憶部４０ｂには、ロボットコントローラとしての基本プログラム、各種固定データ等の情報が記憶されている。演算部４０ａは、記憶部４０ｂに記憶された基本プログラム等のソフトウェアを読み出して実行することにより、ロボット１００の各種動作を制御する。すなわち、演算部４０ａは、ロボット１００の制御指令を生成し、これをサーボ制御部４０ｃに出力する。サーボ制御部４０ｃは、演算部４０ａにより生成された制御指令に基づいて、ロボット１００の各アーム２０、３０の関節Ｊ１〜Ｊ４に対応するサーボモータの駆動を制御するように構成されている。例えば、制御装置４０は、撮像部１０により撮影された容器又は食品の位置及び傾きに基づいて吐出部２６が移動するように第１アーム２０を動作させ、展延部３６が移動するように第２アーム３０を動作させる。

【0029】

次に、第１アーム２０の第１ハンド部２３について、図３及び図４を参照しながら説明する。第１ハンド部２３は撮像部１０及び第１把持部２５により構成され、撮像部１０と第１把持部２５とは所定の角度で第１装着部２４（図１）を介して第１リスト部２２に接続されている。第２ハンド部３３は第２把持部３５により構成されており、第２装着部３４（図１）を介して第１リスト部３２に接続されている。

【0030】

撮像部１０は、容器１５又は食品１６を撮影する装置であって、例えば、ビジョンカメラなどのカメラが用いられる。撮像部１０は、その光軸が第１アーム２０の第１リスト部２２の昇降方向（上下方向）に一致し、下方を向くように配置されている。撮像部１０は撮影した画像を制御装置４０に出力し、制御装置４０は画像を解析して撮影対象の位置及び形状等を判定する。

【0031】

第１把持部２５は、液体を吐出する吐出部２６を把持する部分であって、例えば、一対の挟持部分を有している。一対の挟持部分は、互いの間隔が変化するようにアクチュエータ等の駆動部（図示せず）により駆動し、互いの間隔が狭くなることにより吐出部２６の取付部分を挟持する。挟持部分は、例えば板状体であって、一対の挟持部分が互いに対向する挟持部分の辺は吐出部２６の取付部分に当接するように取付部分の表面に沿って湾曲していてもよい。

【0032】

吐出部２６は、収容した液体を吐出するディスペンサーであって、液体に圧力が付与されるようにアクチュエータ等の駆動部（図示せず）が接続されている。例えば、吐出部２６がシリンダ及びピストンにより形成されており、ピストンが移動することにより液体が吐出する。また、吐出部２６には、第１把持部２５により把持される取付部分が設けられている。この取付部分が第１把持部２５により把持されることにより、吐出口が下方を向くように吐出部２６は第１アーム２０に取り付けられる。

【0033】

この撮像部１０及び吐出部２６は、回転関節Ｊ１、Ｊ２、Ｊ４（図１）により第１アーム２０の各部が各回転軸線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３（図１）周りを回動することにより、左右及び前後方向に移動することができる。また、撮像部１０及び吐出部２６は、直動関節Ｊ３（図１）により第１アーム２０の第１リスト部２２が第１ｂリンク２１ｂに対し昇降移動することにより、上下方向に移動することができる。このように第１アーム２０は撮像部１０及び吐出部２６を移動させることができる。

【0034】

第２把持部３５は、食品１６上に吐出された液体を展延する展延部３６を把持する部分であって、例えば、一対の挟持部分を有している。一対の挟持部分は、互いの間隔が変化するようにアクチュエータ等の駆動部（図示せず）により駆動し、互いの間隔が狭くなることにより展延部３６の取付部分を挟持する。挟持部分は、例えば板状体であって、一対の挟持部分が互いに対向する挟持部分の辺は、展延部３６の取付部分に当接するように取付部分の表面に沿って湾曲していてもよい。

【0035】

展延部３６は、食品１６上の液体を拡げて延ばすものであって、例えば、刷毛、ローラ、コテ、ヘラ等が挙げられる。食品１６の塗布面に平行な方向（水平方向）では、液体を展延する際の展延部３６の移動方向に直交する方向における展延部３６の長さが食品１６の長さよりも短い。また、展延部３６には、第２把持部３５により把持される取付部分が設けられている。この取付部分が第２把持部３５により把持されることにより展延部３６の下端部が水平方向になるように展延部３６は第２アーム３０に取り付けられる。

【0036】

この展延部３６は、回転関節Ｊ１、Ｊ２、Ｊ４（図１）による第２アーム３０の各部が各回転軸線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３（図１）周りを回動することにより、左右及び前後方向に移動することができる。また、展延部３６は、直動関節Ｊ３（図１）による第２アーム３０の第２リスト部３２が第２ｂリンク３１ｂに対し昇降移動することにより、上下方向に移動することができる。このように第２アーム３０は展延部３６を移動させることができる。

【0037】

［塗布システムの構成］
次に、塗布システム２００の構成について、図３及び図４を参照しながら説明する。塗布システム２００は、ロボット１００及び搬送部２０１により構成されている。搬送部２０１は、ロボット１００の前に配置されており、例えば容器１５を搬送するベルトコンベアであって、容器１５を載置する載置面を有する。搬送部２０１は、その載置面が各リスト部２２、３２の昇降方向（上下方向）に直交する方向（水平方向）であって、載置面上の容器１５が第１ハンド部２３側から第２ハンド部３３側へ移動するように配置されている。

【0038】

よって、ロボット１００の第１ハンド部２３が第２ハンド部３３よりも搬送部２０１による搬送方向の上流側に設けられる。また、搬送方向において撮像部１０は第１把持部２５の吐出部２６よりも上流側に配置され、吐出部２６は第２把持部３５の展延部３６よりも上流側に配置されている。なお、搬送部２０１に代えて、容器１５を載置する作業台等がロボット１００の前に配置されていてもよい。

【0039】

搬送部２０１の載置面には、容器１５が前後方向に並んで２列、配列されており、各列には複数の容器１５が左右方向に並べられている。容器１５は、上面が開口した形状であって、底及び、底から立ち上がる４つの側壁を有している。容器１５の中は対角線で区切られており、その一方側にはご飯が詰められており、他方側にはハンバーグ（食品）１６及び卵が配置されている。食品１６は、その長手方向が搬送部２０１の搬送方向に対して斜め方向であって、容器１５の対角線に平行になるように配置されている。なお、搬送部２０１の載置面には容器１５が前後方向に並んで１列又は複数（３列以上）、配列されていてもよい。

【0040】

［ロボットの動作方法］
次に、本実施の形態１に係るロボット１００の動作方法について、図３及び図４を参照しながら説明する。この動作方法は制御装置４０により実行される。ここでは、弁当箱（容器）１５に入ったハンバーグ（食品）１６にソース（液体）を塗布する場合について説明する。

【0041】

ただし、容器１５は、その上面が開口したものであれば、弁当箱に限定されない。食品１６は、固体であればハンバーグに限定されず、例えばオムライスやお好み焼き等が挙げられる。液体は、吐出され展延されるものであればソースに限定されず、例えば粘性体及び流動体等の調味料が挙げられる。

【0042】

まず、図３に示すように、例えば作業員により食品１６を収納した容器１５が搬送部２０１の載置面に載置されてロボット１００の前に搬送されてくる。載置される際や搬送される間に容器１５は搬送部２０１の搬送方向に対して傾いたり、容器１５の位置が所定の位置からずれたりする。

【0043】

このため、容器１５の位置及び傾きを取得するために、第１アーム２０は撮像部１０を容器１５上に移動させる。そして、搬送速度に基づいた所定時間毎、又は、搬送されている容器１５の位置を検出するセンサ（図示せず）による検出信号等の所定タイミングに、撮像部１０は容器１５を撮影しこの画像を制御装置４０に出力する。そして、制御装置４０は画像を処理して、載置面に平行な方向における容器１５の位置及び傾きの位置情報を取得する。

【0044】

この際、前後方向に延びる容器１５の側壁と左右方向に延びる容器１５の側壁との位置情報から、前後方向及び左右方向における容器１５の位置及び傾きを取得することができる。このような容器１５の形状及び色等が一定であるため、より正確かつより簡単に容器１５の位置及び傾きの位置情報を取得することができる。

【0045】

また、撮像部１０は、前後方向に並ぶ２つの容器１５を同時に撮影するようにしてもよい。ここで、２つの容器１５の全てではなく、図３の一点鎖線Ｌの撮影範囲に示すように、２つの容器１５のそれぞれの一部を撮影するようにしてもよい。例えば、後側（ロボット１００に近い側）の容器１５については左右方向に延びる２つの側壁のうちの前側の側壁と、前後方向に延びる２つの側壁のうちの上流側（又は下流側）の側壁とを撮影するように設定する。また、前側（ロボット１００から遠い側）の容器１５については左右方向に延びる２つの側壁のうちの後側の側壁と、前後方向に延びる２つの側壁のうちの上流側（又は下流側）の側壁とを撮影する。このように、前後方向に延びる１つの側壁と左右方向に延びる１つの側壁との位置情報から、前後方向及び左右方向における容器１５の位置及び傾きの位置情報を取得することができる。

【0046】

これにより、広範な範囲を撮影する特殊な撮像部１０は必要がなく、コストの上昇を抑制することができる。また、焦点距離を長くするために撮像部１０を吐出部２６から離す必要がなく、製品の大型化が抑制される。さらに、前後方向に並ぶ容器１５のそれぞれを撮影する必要がなく、動作時間の短縮化が図られる。

【0047】

続いて、第１アーム２０は、撮像部１０に代えて吐出部２６を容器１５上に移動させる。それから、吐出部２６の吐出口から液体を吐出させながら、第１アーム２０は容器１５の位置情報に基づいて容器１５内の食品１６上で吐出部２６を移動させる。

【0048】

例えば、容器１５内における食品１６の位置及び容器１５に対する食品１６の傾きは予め定められているため、容器１５の位置及び傾きに基づいて食品１６の位置及び傾きを求める。そして、液体を吐出する際の吐出部２６の移動方向及び移動位置は、食品１６のサイズ及び傾き等に応じて予め定められているため、食品１６の位置及び傾きに基づいて吐出部２６の移動位置及び移動方向を補正する。この移動位置の開始位置に吐出部２６を配置し、吐出部２６の吐出口から液体を吐出させながら、移動方向Ａ１（図４）及び移動位置に基づいて吐出部２６を移動させる。これにより、食品１６上の所望の位置に液体を供給することができる。

【0049】

ここでは、長手方向における食品１６の一方端近傍に吐出部２６を配置してから、液体を吐出させながら長手方向に沿って吐出部２６を移動させて、食品１６の他方端近傍で吐出を停止する。そして、液体を吐出させずに吐出部２６を搬送部２０１の下流側に移動させ、液体を吐出しながら、先の移動方向と平行になるように食品１６の他方端近傍から一方端近傍へ吐出部２６を移動させて吐出を停止する。これを複数回繰り返すことにより、食品１６の塗布面に複数本の液体の線条体１７が形成される。

【0050】

また、第２アーム３０は、容器１５の位置情報に基づいて展延部３６を移動させる。ここで、容器１５の位置及び傾きに基づいた食品１６の位置及び傾きから、食品１６の所定位置上に展延部３６を配置する。そして、展延部３６を下方に移動させて、展延部３６の下端部を食品１６に接触させる。

【0051】

液体を延ばす際の展延部３６の移動方向及び移動位置は、食品１６のサイズ及び傾き等に応じて予め定められているため、食品１６の位置及び傾きに基づいて展延部３６の移動位置及び移動方向を補正する。この移動位置及び移動方向Ａ２（図４）に基づいて展延部３６を移動させる。この際、食品１６の傾きに基づいて展延部３６の下端部の長手方向を展延部３６の移動方向に対して直交する方向になるように展延部３６を向ける。

【0052】

これにより、液体を食品１６の塗布面において、より均一に延ばし広げることができる。また、食品１６に対する液体の吐出動作と、先に吐出されている他の食品１６上の液体の展延動作とを同時に行うことができるため、液体が食品１６から垂れたり乾いたりしないうちに液体を引き延ばすことができる。なお、この吐出動作と展延動作とが並行して行われていれば、吐出動作と展延動作とが同じタイミングで開始して終了する場合だけでない。例えば、吐出動作の開始タイミングと展延動作の開始タイミングとがずれていてもよく、また、吐出動作の終了タイミングと展延動作の終了タイミングとがずれていてもよい。また、吐出動作と展延動作とが別々に行われていてもよい。

【0053】

この液体を吐出する際の第１アーム２０による吐出部２６の移動方向Ａ１（図４）と、液体を展延する際の第２アーム３０による展延部３６の移動方向Ａ２（図４）とが異なるようにしてもよい。例えば、食品１６の長手方向に沿って吐出部２６を移動させることにより、長手方向に延びる液体の線条体１７が食品１６上に形成される。これに対して、食品１６の長手方向に対して直交する方向に展延部３６を移動させることにより、長手方向に延びる液体の線条体１７を長手方向に直交する方向に延ばす。これにより、より均一かつより効率的に液体を食品１６に塗布することができる。

【0054】

このようにして、食品１６上の液体を展延した後、第２アーム３０は展延部３６を容器１５の側壁の高さよりも高い位置まで上昇させて、他の容器１５の食品１６の位置へ移動させる。これにより、食品１６の高さが容器１５の側壁の高さより低い場合であっても、展延部３６が容器１５の側壁に触れず、展延部３６に付着していた液体により側壁を汚すことなく、展延部３６を移動させることができる。

【0055】

このように構成されたロボット１００では、制御装置４０は、撮像部１０により撮影された容器１５の位置及び傾きに基づいて吐出部２６が移動するように第１アーム２０を動作させ、展延部３６が移動するように第２アーム３０を動作させている。これによれば、容器１５の位置及び傾きに基づいた容器１５内の食品１６の位置及び傾きに応じて、吐出部２６及び展延部３６が移動することができる。このため、特殊なブラシを用いなくても、食品１６上に吐出された液体を延ばして、食品１６に液体を容易に塗布することができる。また、吐出部２６による吐出と、展延部３６による展延とを同時に行え、食品１６上の液体が垂れたり乾いたりする前に液体を均一に塗布することができる。

【0056】

また、このロボット１００では、液体を吐出する際の第１アーム２０による吐出部２６の移動方向と、液体を展延する際の第２アーム３０による展延部３６の移動方向とが異なっている。これによれば、吐出された液体の線条体１７が延びる方向と異なる方向に展延部３６を移動させることにより、より効率的かつより均一に液体を拡げることができる。

【0057】

さらに、このロボット１００では、展延時の展延部３６の移動方向Ａ２（図４）に直交する方向において展延部３６の長さ（幅）が食品１６の長さよりも短い。これによれば、通常、用いられている刷毛等の展延部３６は、展延部３６の移動方向に対する直交方向において展延部３６の長さが食品１６の長さよりも短い。このような展延部３６であっても、容器１５の位置及び傾きに応じて展延部３６が移動することにより、食品１６に液体を容易に塗布することができる。

【0058】

また、このロボット１００では、撮像部１０は第１アーム２０に設けられていている。これによれば、ロボット１００に吐出部２６、展延部３６及び撮像部１０が設けられていることにより、別途、撮像部１０を用意する必要がない。

【0059】

さらに、塗布システム２００は、ロボット１００と、容器１５を搬送する搬送部２０１と、を備えている。これによれば、搬送部２０１により搬送された容器１５内の食品１６に対して、順次、ロボット１００は液体を吐出して、それを延ばすことができる。複数の食品１６に液体を容易且つ効率的に塗布することができる。

【0060】

また、この塗布システム２００では、搬送部２０１による搬送方向において撮像部１０は吐出部２６よりも上流側になり、吐出部２６は展延部３６よりも上流側になるようにロボット１００は搬送部２０１に対して配置されている。これによれば、搬送部２０１により搬送されてくる食品１６を、順次、撮影、吐出及び展延することができ、食品１６に液体を効率的に塗布することができる。

【0061】

［変形例１］
なお、上記構成では、撮像部１０により容器１５を撮影し、その容器１５の位置及び傾きに基づいて吐出部２６及び展延部３６を移動させた。これに対して、撮像部１０により食品１６を撮影し、その食品１６の位置及び傾きに基づいて吐出部２６及び展延部３６を移動させてもよい。

【0062】

具体的には、撮像部１０は容器１５内の食品１６を撮影しこの画像を制御装置４０に出力して、制御装置４０は画像の処理により食品１６の位置及び傾きの位置情報を取得する。この位置情報に基づいて吐出部２６の所定移動位置及び所定移動方向を補正して、この補正した移動位置及び移動方向に従って吐出部２６を移動させながら、吐出部２６の吐出口から液体を吐出させる。これにより、食品１６上に液体が供給されて、液体の線条体１７が形成される。

【0063】

また、食品１６の位置及び傾きの位置情報に基づいて展延部３６の所定移動位置及び所定移動方向を補正する。そして、この補正した移動位置及び移動方向に従って展延部３６を移動させる。これにより、液体の線条体１７が均一に引き延ばされる。

【0064】

このように、食品１６の位置及び傾きに基づいて吐出部２６及び展延部３６が移動させることにより、食品１６の位置及び傾きに合わせてより正確に吐出部２６及び展延部３６が移動させることができる。よって、食品１６上において所望の範囲に食品１６をより均一に塗布することができる。

【0065】

なお、上記全ての実施の形態において撮像部１０は第１ハンド部２３に設けられていたが、第２ハンド部３３又はロボット１００以外の位置に設けられていてもよい。

【0066】

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良又は他の実施の形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

【産業上の利用可能性】

【0067】

本発明のロボット及びその運転方法、並びに塗布システムは、食品に液体を容易に塗布することができるため、産業ロボットの分野において有用である。

【符号の説明】

【0068】

１０ ：撮像部
１５ ：容器
１６ ：食品
２０ ：第１アーム
２６ ：吐出部
３０ ：第２アーム
３６ ：展延部
４０ ：制御装置
１００ ：ロボット
２００ ：塗布システム
２０１ ：搬送部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】