特開 2022-160713 ピックアップ装置及びピックアップ方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022160713

(43)【公開日】2022-10-20

(54)【発明の名称】ピックアップ装置及びピックアップ方法

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/00 20060101AFI20221013BHJP

【ＦＩ】

B25J15/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021065054

(22)【出願日】2021-04-07

(71)【出願人】

【識別番号】000226998

【氏名又は名称】株式会社日清製粉グループ本社

(74)【代理人】

【識別番号】100112427

【弁理士】

【氏名又は名称】藤本 芳洋

(72)【発明者】

【氏名】森本 隆之

(72)【発明者】

【氏名】尾身 元

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707AS01

3C707AS04

3C707DS01

3C707ES03

3C707ET00

3C707ET08

3C707EV21

3C707NS02

(57)【要約】

【課題】 ワークを自動でピックアップし、省人化を実現することができるピックアップ装置を提供する。
【解決手段】 ワークをピックアップするピックアップ装置であって、前記ワークを支持及び把持する支持爪と、前記ワークを前記支持爪に案内する案内爪と、前記支持爪に支持された前記ワークを前記支持爪と把持する把持爪と、前記案内爪を前記支持爪に向かって移動させる第１アクチュエーターと、前記把持爪を昇降させる第2アクチュエーターと、前記把持爪を前記支持爪に向かって移動させる第3アクチュエーターと、を備え、前記把持爪は、前記ワークを把持する際に、前記支持爪からみて前記案内爪より離れた位置において前記ワークの上方から下降し、前記支持爪からみて前記案内爪より離れた位置から前記支持爪に向かって移動する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークをピックアップするピックアップ装置であって、
前記ワークを支持及び把持する支持爪と、
前記ワークを前記支持爪に案内する案内爪と、
前記支持爪に支持された前記ワークを前記支持爪と把持する把持爪と、
前記案内爪を前記支持爪に向かって移動させる第１アクチュエーターと、
前記把持爪を昇降させる第２アクチュエーターと、
前記把持爪を前記支持爪に向かって移動させる第３アクチュエーターと、を備え、
前記把持爪は、前記ワークを把持する際に、前記支持爪からみて前記案内爪より離れた位置において前記ワークの上方から下降し、前記支持爪からみて前記案内爪より離れた位置から前記支持爪に向かって移動するピックアップ装置。

【請求項2】

前記把持爪は、前記案内爪が前記把持爪の可動域を干渉しない形状である請求項１記載のピックアップ装置。

【請求項3】

他のワークと共に立てて載置される平板状の前記ワークをピックアップする請求項１または請求項２記載のピックアップ装置。

【請求項4】

前記ワークは、損傷を受けやすい請求項１～請求項３の何れか一項に記載にピックアップ装置。

【請求項5】

前記ワークは、食品である請求項１～請求項４の何れか一項に記載のピックアップ装置。

【請求項6】

前記ワークは、揚げ物である請求項５記載のピックアップ装置。

【請求項7】

前記ワークは、カツである請求項６記載のピックアップ装置。

【請求項8】

ワークをピックアップするピックアップ方法であって、
ロボットアームによりピックアップ装置を前記ワークの近傍に移動させ、前記ピックアップ装置の案内爪を前記ワークに当てる移動ステップと、
前記ピックアップ装置の支持爪に向かって前記案内爪を移動させることにより前記ワークを前記支持爪に案内し、前記支持爪により前記ワークを支持する支持ステップと、
前記支持爪により前記ワークを支持させることにより生じた隙間に前記ピックアップ装置の把持爪を前記ワークの上方から下降させることにより挿入する挿入ステップと、
前記把持爪を前記支持爪からみて前記案内爪より離れた位置から前記支持爪に向かって移動させ、前記支持爪及び前記把持爪により前記ワークを把持する把持ステップと、
を含むピックアップ方法。

【請求項9】

他のワークと共に立てて載置される平板状の前記ワークをピックアップする請求項８記載のピックアップ方法。

【請求項10】

前記移動ステップは、前記案内爪を前記ワークの上端部に当て、
前記支持ステップは、前記ワークの下端部を軸として前記ワークを回動させることにより前記ワークを前記支持爪に案内する請求項８または請求項９記載のピックアップ方法。

【請求項11】

前記ワークは、損傷を受けやすい請求項８～請求項１０の何れか一項に記載にピックアップ方法。

【請求項12】

前記ワークは、食品である請求項８～請求項１１の何れか一項に記載のピックアップ方法。

【請求項13】

前記ワークは、揚げ物である請求項１２記載のピックアップ方法。

【請求項14】

前記ワークは、カツである請求項１３記載のピックアップ方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワークをピックアップするピックアップ装置及び該ピックアップ装置を用いたピックアップ方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

持ち帰り弁当や惣菜等の中食を製造する製造工場において、惣菜を容器に詰める作業等は主に人手により行われている。しかし、このような製造工場では、労働人口の減少により人手不足が顕著となっており、製造工程の自動化が望まれている。

【0003】

例えば特許文献１には、自立したおにぎりの前面または後面を支える支持部材及びおにぎりの両側を挟む一対の保持部材を備え、ベルトコンベアにより搬送されてきた複数のおにぎりを支持部材及び一対の保持部材により保持及びピックアップし、ベルトコンベアからトレイに移載する保持装置について開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－３４８２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、惣菜の中でもトンカツ等の揚げ物は、揚げて油切りする際、潰れや油移りを防止するために番重と呼ばれるトレイ内に立てた状態で載置される。その後、人がトレイからスライサーへ移載し、トンカツはスライサーによりカットされる。この移載する作業についても自動化が望まれているが、トレイ内に立てて重ねた状態で載置される不定形のトンカツを、衣を剥がすことなく一枚ずつ掴み、スライサーの台上に移載する作業の自動化、即ち省人化は困難であった。例えば、吸着方式によりトンカツを掴むと衣が剥がれ、グリップ方式によりトンカツを掴もうとするとトレイ内のトンカツとトンカツとの隙間にトンカツを掴む部材をうまく挿入させることができず、挿入させることができたとしてもトンカツが損傷するなどの問題があった。

【0006】

本発明の目的は、トンカツ等のワークを自動でピックアップし、省人化を実現することができるピックアップ装置及び該ピックアップ装置を用いたピックアップ方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明のピックアップ装置は、ワークをピックアップするピックアップ装置であって、前記ワークを支持及び把持する支持爪と、前記ワークを前記支持爪に案内する案内爪と、前記支持爪に支持された前記ワークを前記支持爪と把持する把持爪と、前記案内爪を前記支持爪に向かって移動させる第１アクチュエーターと、前記把持爪を昇降させる第２アクチュエーターと、前記把持爪を前記支持爪に向かって移動させる第３アクチュエーターと、を備え、前記把持爪は、前記ワークを把持する際に、前記支持爪からみて前記案内爪より離れた位置において前記ワークの上方から下降し、前記支持爪からみて前記案内爪より離れた位置から前記支持爪に向かって移動することを特徴とする。

【0008】

また、本発明のピックアップ装置の前記把持爪は、前記案内爪が前記把持爪の可動域を干渉しない形状であることを特徴とする。

【0009】

また、本発明のピックアップ装置は、他のワークと共に立てて載置される平板状の前記ワークをピックアップすることを特徴とする。

【0010】

また、本発明のピックアップ装置は、前記ワークが損傷を受けやすいことを特徴とする。また、前記ワークが食品であることを特徴とする。また、前記ワークが揚げ物であることを特徴とする。また、前記ワークがカツであることを特徴とする。

【0011】

また、本発明のピックアップ方法は、ワークをピックアップするピックアップ方法であって、ロボットアームによりピックアップ装置を前記ワークの近傍に移動させ、前記ピックアップ装置の案内爪を前記ワークに当てる移動ステップと、前記ピックアップ装置の支持爪に向かって前記案内爪を移動させることにより前記ワークを前記支持爪に案内し、前記支持爪により前記ワークを支持する支持ステップと、前記支持爪により前記ワークを支持させることにより生じた隙間に前記ピックアップ装置の把持爪を前記ワークの上方から下降させることにより挿入する挿入ステップと、前記把持爪を前記支持爪からみて前記案内爪より離れた位置から前記支持爪に向かって移動させ、前記支持爪及び前記把持爪により前記ワークを把持する把持ステップと、を含むことを特徴とする。

【0012】

また、本発明のピックアップ方法は、他のワークと共に立てて載置される平板状の前記ワークをピックアップすることを特徴とする。

【0013】

また、本発明のピックアップ方法は、前記移動ステップが前記案内爪を前記ワークの上端部に当て、前記支持ステップが前記ワークの下端部を軸として前記ワークを回動させることにより前記ワークを前記支持爪に案内することを特徴とする。

【0014】

また、本発明のピックアップ方法は、前記ワークが損傷を受けやすいことを特徴とする。また、前記ワークが食品であることを特徴とする。また、前記ワークが揚げ物であることを特徴とする。また、前記ワークがカツであることを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、ワークを自動でピックアップし、省人化を実現することができるピックアップ装置及び該ピックアップ装置を用いたピックアップ方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】実施の形態に係るピックアップ装置の概略構成を示す斜視図である。

【図2】実施の形態に係るピックアップ装置の概略構成を示す斜視図である。

【図3】実施の形態に係るピックアップ装置を用いてトンカツをピックアップし、スライサーに移動する際の処理について説明するためのフローチャートである。

【図4】実施の形態に係るピックアップ装置における初期待機状態を示す図である。

【図5】実施の形態に係る案内爪がトンカツの間に挿入された状態を示す図である。

【図6】実施の形態に係る支持爪がトンカツを支持している状態を示す図である。

【図7】実施の形態に係る把持爪がトンカツの間に挿入された状態を示す図である。

【図8】実施の形態に係る支持爪及び把持爪がトンカツを把持している状態を示す図である。

【図9】実施の形態に係るピックアップ装置によりトンカツをピックアップしている状態を示す図である。

【図10】他の実施の形態に係る把持爪の構成を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態に係るピックアップ装置について説明する。図１及び図２は、実施の形態に係るピックアップ装置の概略構成を示す斜視図であって、図１は、ワークをピックアップする前の状態（初期待機状態）を示す図、図２は、ワークをピックアップするときの状態を示す図である。この実施の形態に係るピックアップ装置２は、トレイ４内に載置されているトンカツ６ａ～６ｇ（図４参照）を１枚ずつ図示しないスライサーに移動するためにピックアップする装置であって、図１及び図２に示すように、支持爪８、案内爪１０、把持爪１２、第１アクチュエーター１４、第２アクチュエーター１６及び第３アクチュエーター１８を備えている。ピックアップ装置２は、支持爪８の上面８ａに図示しないロボットアームが取り付けられているため、ロボットアームを操縦することにより自在に移動可能である。

【0018】

トンカツ６ａ～６ｇは平板状であって、潰れや油移りを防止するために、図４に示すようにトレイ４内に立てて載置されている。トレイ４を水平面に対して傾斜させて載置することによりトンカツ６ａ～６ｇが倒れることを防止する。

【0019】

支持爪８は、金属等の剛体からなり、ワークであるトンカツ６ａ～６ｇを１枚ずつピックアップする際、案内爪１０により案内されてきたトンカツ６ａ～６ｇのそれぞれを支持する。また、支持爪８は、トンカツ６ａ～６ｇのそれぞれを支持した後、把持爪１２とトンカツ６ａ～６ｇのそれぞれを挟持することによりトンカツ６ａ～６ｇのそれぞれを把持する。

【0020】

案内爪１０は、金属等の剛体からなり、水平方向に沿う方向に移動可能に構成されている。なお、案内爪１０は、金属等の剛体に限らず、ゴムベラのような素材からなるものであってもよい。案内爪１０は、トンカツ６ａ～６ｇを１枚ずつピックアップする際、トンカツ６ａ～６ｇのそれぞれを支持爪８に案内する。また、案内爪１０は、トンカツ６ａ（６ｂ～６ｇ）を案内する際、トンカツ６ａ（６ｂ～６ｆ）とトンカツ６ｂ（６ｃ～６ｇ）との間に挿入されるかえし部１０ａを備えている（図５参照）。かえし部１０ａは、トンカツ６ｇを案内する際、トンカツ６ｇとトレイ４の内壁面との間に挿入される。案内爪１０は、支持爪８に向かって水平方向に沿う方向に移動し、トンカツ６ａの下端部を軸として支持爪８に向かってトンカツ６ａを回動させ、支持爪８に案内する（図６参照）。

【0021】

把持爪１２は、金属等の剛体からなり、鉛直方向に沿う方向及び水平方向に沿う方向に移動可能に構成されている。把持爪１２は、支持爪８に支持されたトンカツ６ａ（６ｂ～６ｇのそれぞれ）を支持爪８と把持する。具体的には、把持爪１２は、トンカツ６ａを把持する際に、トレイ４（トンカツ６ａ～６ｇ）の上方から下降し、トンカツ６ａとトンカツ６ｂとの間の隙間に挿入される（図７参照）。このとき、把持爪１２は、支持爪８からみて案内爪１０より離れた位置においてトンカツ６ａの上方から下降する。そして、把持爪１２は、支持爪８に向かって水平方向に沿う方向に移動し、トンカツ６ａを支持爪８に向かって移動させ、トンカツ６ａを支持爪８と挟持する（図８参照）。このとき、把持爪１２は、支持爪８からみて案内爪１０より離れた位置から支持爪８に向かって移動する。

【0022】

ところで、把持爪１２は、案内爪１０が把持爪１２の可動域を干渉しない形状、即ち把持爪１２の中央部に開口部１２ａが設けられている形状である。開口部１２ａは、把持爪１２が支持爪８に向かって水平方向に沿う方向に移動する際、支持爪８及び把持爪１２の間に位置する案内爪１０が把持爪１２と衝突せずに通過することができる形状及び大きさを有している。

【0023】

第１アクチュエーター１４は、案内爪１０に接続されており、支持爪８に対して案内爪１０を水平方向に沿う方向に移動させるために設けられている。即ち、第１アクチュエーター１４は、案内爪１０を支持爪８に向かって移動させる。また、第１アクチュエーター１４は、案内爪１０を支持爪８から離れる方向に移動させる。第２アクチュエーター１６は、把持爪１２に接続されており、支持爪８に対して把持爪１２を鉛直方向に沿う方向に昇降させるために設けられている。即ち、第２アクチュエーター１６は、把持爪１２をトレイ４（トンカツ６ａ～６ｇ）に向けて下降させる。また、把持爪１２をトレイ４から離れる方向に上昇させる。第３アクチュエーター１８は、把持爪１２に接続されており、支持爪８に対して把持爪１２を水平方向に沿う方向に移動させるために設けられている。即ち、第３アクチュエーター１８は、把持爪１２を支持爪８に向かって移動させる。また、第３アクチュエーター１８は、把持爪１２を支持爪８から離れる方向に移動させる。

【0024】

次に、図面を参照して、この実施の形態に係るピックアップ装置２を用いたピックアップ方法であって、トンカツ６ａをトレイ４からピックアップし、図示しないスライサーへ移動する方法について説明する。図３は、ピックアップ装置２がトンカツ６ａをトレイ４からピックアップし、スライサーへ移動するために実行する処理について説明するためのフローチャートである。

【0025】

まず、ピックアップ装置２の各部を統括的に制御する図示しない制御部（以下、単に制御部という。）は、図示しないロボットアームを駆動させることにより、図４に示す初期待機位置に退避しているピックアップ装置２をトンカツ６ａの近傍に移動させる。そして、制御部は、案内爪１０のかえし部１０ａをトンカツ６ａとトンカツ６ｂとの間に挿入させる（ステップＳ１０）。図５は、ピックアップ装置２を退避させた位置から移動させることにより、かえし部１０ａがトンカツ６ａとトンカツ６ｂとの間に挿入された状態を示す図である。

【0026】

次に、制御部は、第１アクチュエーター１４を駆動させ、案内爪１０を支持爪８に向かって水平方向に沿う方向に移動させる（ステップＳ１１）。案内爪１０が移動開始すると、かえし部１０ａの支持爪８側の面がトンカツ６ａの上端部（トンカツ６ｂ側に面の上端部）に当たる。更に案内爪１０をトンカツ６ａに当てた状態で支持爪８に向かって移動させることによりトンカツ６ａを支持爪８に案内する。トンカツ６ａの上端部はかえし部１０ａに押され、トンカツ６ａは下端部を軸として支持爪８に向かって回動する。回動したトンカツ６ａは、その上端部が支持爪８に当たり、支持爪８により支持される。図６は、案内爪１０を支持爪８に向かって移動させることにより、トンカツ６ａが回動し、支持爪８に支持された状態を示す図である。図６に示すように、トンカツ６ａが回動し、支持爪８によりトンカツ６ａを支持させることにより生じたトンカツ６ａとトンカツ６ｂとの間の隙間は、支持爪８に支持される前（図５参照）と比較して大きくなる。

【0027】

次に、制御部は、第２アクチュエーター１６を駆動させ、把持爪１２を鉛直方向に沿う方向に下降させる。そして、制御部は、把持爪１２をトンカツ６ａとトンカツ６ｂとの間に生じた隙間に挿入させる（ステップＳ１２）。図７は、把持爪１２がトンカツ６ａとトンカツ６ｂとの間に挿入された状態を示す図である。ステップＳ１１においてトンカツ６ａを回動させ、支持爪８に支持させることにより、トンカツ６ａとトンカツ６ｂとの間に十分な隙間を設けることができるため、図７に示すように、把持爪１２をトンカツ６ａまたは６ｂを損傷させることなく容易にトンカツ６ａとトンカツ６ｂとの間に挿入させることができる。

【0028】

次に、制御部は、第３アクチュエーター１８を駆動させ、把持爪１２を支持爪８に向かって水平方向に沿う方向に移動させ、トンカツ６ａを支持爪８及び把持爪１２で把持させる（ステップＳ１３）。把持爪１２が移動開始すると、把持爪１２の先端部（下端部）がトンカツ６ａの下端部（トンカツ６ｂ側に面の下端部）に当たる。更に把持爪１２が支持爪８に向かって移動すると、トンカツ６ａの下端部が把持爪１２に押され、トンカツ６ａの下端部が支持爪８に向かって移動する。更に把持爪１２が支持爪８に向かって移動すると、案内爪１０が把持爪１２の開口部１２ａを通過し、把持爪１２及び案内爪１０が衝突することなく（互いに干渉することなく）、トンカツ６ａの下端部は支持爪８に向かって移動し続け、トンカツ６ａは、支持爪８及び把持爪１２により把持される。図８は、トンカツ６ａが支持爪８及び把持爪１２により把持された状態を示す図である。

【0029】

次に、制御部は、ロボットアームを駆動させることにより、図９に示すように、ピックアップ装置２を移動させる。そして、制御部は、ピックアップ装置２を図示しないスライサーまで移動させる（ステップＳ１４）。制御部は、トンカツ６ａの移動を終えると、次にトンカツ６ｂ～６ｇを１枚ずつ順次トレイ４からスライサーへ移動させるためにステップＳ１０～Ｓ１４の処理を繰り返す。

【0030】

この実施の形態に係るピックアップ装置２及びピックアップ方法によれば、案内爪１０によりトンカツを支持爪８に案内することにより生じるトンカツ間の隙間に把持爪１２を挿入するため、損傷を受けやすいトンカツであっても、トンカツを傷つけることなく、トンカツをピックアップすることができる。したがって、トンカツをピックアップする処理の自動化にあたり問題となっていたトンカツの衣の剥がれ等を解消することができ、省人化を実現することができる。

【0031】

なお、この実施の形態においては、ワークとしてトンカツを例に挙げて説明したが、例えばトンカツ以外のカツ（メンチカツやチキンカツ等）、カツ以外のコロッケ等の揚げ物、かまぼこやはんぺん等の練り物、卵焼き、沢庵、ハンバーク等の他の食品または食品以外のワークをピックアップする場合にも本発明を適用することができる。

【0032】

また、この実施の形態においては、把持爪１２の中央部に開口部１２ａが設けられている場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、案内爪１０が把持爪１２の可動域を干渉しない形状を有する把持爪であればよい。例えば図１０に示すようなＬ字形状部１３ａを有する把持爪１３を用いてもよい。この場合には、把持爪１３が支持爪８に向かって水平方向に沿う方向に移動する際、支持爪８及び把持爪１３の間に位置する案内爪１０がＬ字形状部１３ａにより形成される空間に収まるため、案内爪１０と把持爪１３とが衝突することがない。

【0033】

また、この実施の形態においては、トンカツ６ａの下端部を軸としてトンカツ６ａを回動させているが、案内爪１０のかえし部１０ａの鉛直方向における長さを調整する等してトンカツ６ａを水平方向に沿う方向にスライド移動させるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0034】

２…ピックアップ装置、４…トレイ、６ａ～６ｇ…トンカツ、８…支持爪、１０…案内爪、１０ａ…かえし部、１２，１３…把持爪、１２ａ…開口部、１３…Ｌ字形状部、１４…第１アクチュエーター、１６…第２アクチュエーター、１８…第３アクチュエーター。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】