特開 2024-111821 チョコレート製品の生産用のロボット化ライン

(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】P2024111821

(43)【公開日】2024-08-19

(54)【発明の名称】チョコレート製品の生産用のロボット化ライン

(51)【国際特許分類】

   A23G 1/20 20060101AFI20240809BHJP

【ＦＩ】

A23G1/20

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024014455

(22)【出願日】2024-02-01

(31)【優先権主張番号】23155056

(32)【優先日】2023-02-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(71)【出願人】

【識別番号】524045312

【氏名又は名称】テクノ ３ エス．アール．エル．

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ポロ ブルーノ

(72)【発明者】

【氏名】サイニ マルコ

(72)【発明者】

【氏名】フェデリシ リッカルド

【テーマコード（参考）】

4B014

【Ｆターム（参考）】

4B014GB01

4B014GP05

4B014GP12

4B014GP27

4B014GQ05

4B014GT03

4B014GT20

4B014GU04

(57)【要約】      （修正有）

【課題】チョコレート、チョコレートタブレット、チョコレートバーなどのチョコレート製品の生産方法、より具体的には、チョコレート製品の生産用のロボット化ラインを提供する。
【解決手段】キャスティングチャンバ２、冷蔵チャンバ３及び離型チャンバ４を備え、当該チャンバ２、３、４の各々は、生産プロセスの複数のステップ中にモールドを移動できる人型ロボット１４、２２、３０を備える、チョコレート製品の生産用のロボット化ライン１。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

モールドへと形成されるチョコレート製品の生産用のロボット化ラインであって、
・キャスティングマシンを有するキャスティングチャンバ、
・離型チャンバ、
・それぞれのモールドを受け入れるように構成されている座部を設けられた複数の棚を有する冷蔵チャンバ、ここで前記冷蔵チャンバは前記キャスティングチャンバ及び前記離型チャンバの間の中心位置に位置する、
・前記離型チャンバ内に位置する引入口部及び前記キャスティングチャンバ内に位置する排出口部を有するモールド移送コンベア、
・前記キャスティングチャンバ及び前記冷蔵チャンバの間の境界ゾーンに位置する振動ユニット、
・前記冷蔵チャンバ及び前記離型チャンバの間の境界ゾーンに位置するツイストユニット、
・前記キャスティングチャンバ内に位置し、且つ、前記モールド移送コンベアの前記排出口部から後続の空きモールドをピックし、後続のモールドを、それらを溶融したチョコレートで充填するために前記キャスティングマシンの近くに配置し、後続の満たされたモールドを前記振動ユニット内に置くように構成されている第１のロボット、
・前記冷蔵チャンバ内に位置し、且つ、前記振動ユニット内の後続の満たされたモールドをピックし、前記棚内に後続の満たされたモールドを配置し、前記棚から後続の満たされたモールドをピックし、それらを前記ツイストユニット内に配置するように構成されている第２のロボット、及び
・前記離型チャンバ内に位置し、且つ、前記ツイストユニット内の後続の満たされたモールドをピックし、後続の満たされたモールド６を空にし、後続の空きモールドを前記モールド移送コンベアの前記引入口部に配置するように構成されている第３のロボット
を備える、ロボット化ライン。

【請求項2】

複数の鉛直直立材及び複数の水平梁を有し、前記キャスティングチャンバ、前記離型チャンバ及び前記冷蔵チャンバを画定する複数の壁を有する、支持耐荷重性構造を備える、請求項１に記載のロボット化ライン。

【請求項3】

前記第１のロボット、前記第２のロボット、及び前記第３のロボットは、前記複数の鉛直直立材の上端部の近くに位置するそれぞれの支持部によって前記支持耐荷重性構造に固定されているそれぞれの基底部を有する、請求項２に記載のロボット化ライン。

【請求項4】

前記第１のロボット、前記第２のロボット、及び前記第３のロボットの前記基底部は、前記冷蔵チャンバを画定する前記支持耐荷重性構造の領域に固定されている、請求項３に記載のロボット化ライン。

【請求項5】

・前記モールド中の残留チョコレート製品を特定するために構成されている視覚システム；
・残留チョコレート製品を含む前記モールドを前記離型チャンバの外部へ移動するように構成されている退出モールドローラコンベア；及び
・前記モールドを前記離型チャンバ内部に再統合するように構成されているモールド再統合ローラコンベア
を有する離型済みモールド制御ステーションを備える、請求項１に記載のロボット化ライン。

【請求項6】

前記第１のロボット、前記第２のロボット、及び前記第３のロボットを連動させて制御するように構成されている電子制御ユニットを備える、請求項１に記載のロボット化ライン。

【請求項7】

前記キャスティングチャンバに入る前に前記モールド移送コンベアによって移動された前記モールドを加熱するように構成されているモールド加熱トンネルを備える、請求項１に記載のロボット化ライン。

【請求項8】

前記モールド移送コンベアの前記排出口部の近くに位置するモールド洗浄ユニットを備える、請求項１に記載のロボット化ライン。

【請求項9】

前記第３のロボットは、互いから独立して動作可能であり、前記モールドを把持し、それぞれのモールドに対してボードを押しつけて保持するようにそれぞれ構成されている、少なくとも２つのフィンガ及び少なくとも２つの加圧要素を備えるプライヤを備える、請求項１に記載のロボット化ライン。

【請求項10】

前記離型チャンバ内に位置し、且つ、単一のボードを分離し、前記ボードを前記ツイストユニット内に位置するそれぞれのモールドの上方に提供するように構成されているボードディスペンサを備える、請求項１に記載のロボット化ライン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、チョコレート、チョコレートタブレット、チョコレートバーなどのようなチョコレート製品の生産に言及する。

【0002】

より具体的には、本発明はチョコレート製品の生産用のロボット化ラインに関する。

【背景技術】

【0003】

チョコレート製品の生産のために、所望の製品の形状を有する空洞を有する、様々なサイズのプラスチック又は金属モールドが、通常使用される。

【0004】

生産サイクルは通常、モールドが：キャスティングマシンでの充填、振動、冷却、ツイスト、製品抽出を含む、一連の動作を受けることを提供する。

【0005】

従来の解決策において、モールドは通常、コンベアチェーン又はベルトによって、固定された方向に、様々なワーキングステーションの間で移動される。

【0006】

例えば、ＥＰ－Ａ－０９４００８６は、移送デバイスによって提供される、様々なステーションを含むチョコレート製品の生産用のラインを開示している。

【0007】

従来のラインは概して、生産シーケンスが予め設定された方式で固定されており、異なる製品の生産にはめったに転換されない大きな工場の場合に有利である。従来のラインは概して、高精度を有する高い生産速度を可能にするために、特定の製品、例えば、プラリネ又は充填バーの生産のために設計及び構築されている。

【0008】

ある製品から別のものへの生産ラインの転換は通常、複雑であり、場合によっては不可能でさえある。従来の生産ラインは、相対的に小さなロットを製造する場合に問題となり得る。

【0009】

ＥＰ－Ａ－３１１１７６８は、少なくとも１つの加工ステーション、及び制御デバイスによって制御される少なくとも１つの産業ロボットを備え、当該産業ロボットは、モールドが、予め設定された経路に沿って移動する間に：シェイク、遠心分離、回転、反転、スライド、持ち上げ、下降、ブロー、バキューム、洗浄、積み上げのような様々な加工動作を受け得るようにセットされ得る、チョコレート製品の生産用のシステムを開示する。

【0010】

産業ロボットによって提供されるチョコレート製品の生産用のラインは、生産の柔軟性を改善し、製造を意図される製品のタイプを迅速に変更することを可能にする。

【0011】

しかしながら、従来技術において、特定の動作シーケンスの高効率で自動的な実行のために最適化されたレイアウトを有し、異なる製品の生産のために容易に構成可能な、完全に自動的な且つ非常にコンパクトなロボット化ラインへの必要が残る。

【発明の概要】

【0012】

本発明の目的は、当該必要を満たすチョコレート製品の生産用のロボット化ラインを提供することである。

【0013】

本発明に係り、この目的は、請求項１の主題を形成する特徴を有するロボット化ラインによって実現される。

【0014】

本発明における好ましい実装形態は、従属請求項の主題である。

【0015】

請求項は、本発明に関連して与えられる教示の不可欠な部分を形成する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

本発明はここで、純粋に非限定的な例として与えられる添付の図面を参照して、詳細に説明される。

【図1】本発明に係る、ロボット化ラインの斜視図である。

【図2】外壁を有さない図１のロボット化ラインの斜視図である。

【図3】図２のロボット化ラインの後部斜視図である。

【図4】図２のロボット化ラインの正面図である。

【図5】図２のロボット化ラインの平面図である。

【図6】図２中の矢印ＶＩによって示される、冷蔵チャンバの斜視図である。

【図7】図２中の矢印ＶＩＩによって示される、振動ステーションの詳細斜視図である。

【図8】図３中の矢印ＶＩＩＩによって示される、キャスティングチャンバ内の入口ベルト及びキャスティングチャンバの内部の斜視図である。

【図9】図３中の矢印ＩＸによって示される、離型チャンバの内部、モールド退出ローラコンベア及びモールド再統合ローラコンベアの斜視図である。

【図10】図３中の矢印Ｘによって示されるツイストユニットの詳細斜視図である。

【図11】図９中の矢印ＸＩによって示されるロボット把持プライヤの詳細図である。

【図12】図８中の矢印ＸＩＩによって示されるロボット把持プライヤの詳細図である。添付図面は概略的であること、及び特定の図において、いくつかの構成要素は、図の理解を容易にするために図示されていない場合があることが理解されるであろう。様々な図が、同じ縮尺で図示されていない場合があることも理解されるであろう。

【発明を実施するための形態】

【0017】

図１～図５を参照すると、参照符号１はチョコレート製品の生産用のロボット化ラインを示す。ライン１は、キャスティングチャンバ２、冷蔵チャンバ３及び離型チャンバ４を備える。

【0018】

図２～図５を参照すると、ロボット化ライン１は３つのチャンバ２、３、４を区切り、それらを互いから及び外部からの両方で分離する複数の壁１５を支持する支持耐荷重性構造１０を備える。

【0019】

支持耐荷重性構造１０は、地面に固定された複数の鉛直直立材１７、及び鉛直直立材１７の上端部で互いに接続されている複数の水平梁１９を備え、かご状のレイアウトを有する構造を形成する。

【0020】

図２を参照すると、キャスティングチャンバ２及び冷蔵チャンバ３は、第１の境界ゾーン１２において互いに連通しており、当該第１の境界ゾーン１２内に振動ユニット２０が位置する。

【0021】

図２を参照すると、冷蔵チャンバ３及び離型チャンバ４は、第２の境界ゾーン２７において互いに連通しており、当該第２の境界ゾーン２７内にツイストユニット２６が位置する。

【0022】

図３を参照すると、ロボット化ライン１は、モールド６を離型チャンバ４からキャスティングチャンバ２へ移送する移送コンベア５を備える。移送コンベア５は、離型チャンバ４内に位置する引入口ステーション１３、及びキャスティングチャンバ２内に位置する排出口ステーション９を有する。移送コンベア５は、チャンバ２、３、４の外部に延在する中間部を有する。

【0023】

図３を参照すると、移送コンベア５は、モールド６を加熱するための要素、例えば赤外線要素を備える加熱トンネル８を通って延在する。

【0024】

加熱トンネル８の排出口において、洗浄ユニット７が配置され、モールド６の洗浄のために排出口ステーション９の近くに置かれ、例えば、洗浄ローラを備え得る。

【0025】

図４を参照すると、ロボット化ライン１は、離型チャンバ４の開口部を通って延在する完成品コンベア３６を備える。

【0026】

ロボット化ライン１は更に、離型チャンバ４内のそれぞれの開口部を通って延在するモールド退出ローラコンベア４０及びモールド再統合ローラコンベア４２を備える。

【0027】

３つのチャンバ２、３、４の各々は、外壁１５内に位置するドア１１を設けられている。

【0028】

図２～図８を参照すると、キャスティングチャンバ２の内部に、第１のロボット１４及びキャスティングマシン１８が置かれている。第１のロボット１４は、下記で開示される方式で、キャスティングチャンバ２の内部でモールド６を移動させるように構成されている人型ロボットである。

【0029】

図６を参照すると、ロボット化ライン１は、冷蔵チャンバ３を冷却するように構成されている冷蔵ユニット４５を備える。冷蔵ユニット４５は、支持耐荷重性構造１０の上部水平梁１９によって支持され得る。

【0030】

冷蔵チャンバ３の内部に、棚２４が配置され、モールド６を受け入れるように構成されており、冷蔵チャンバ３の内側壁に沿って位置する。冷蔵チャンバ３の内部に、第２のロボット２２が更に置かれている。第２のロボット２２は、下記で開示される方式で、冷蔵チャンバ３の内部でモールド６を移動させるように構成されている人型ロボットである。

【0031】

図９を参照すると、離型チャンバ４の内部に、第３のロボット３０、ボードディスペンサ３２、完成品コンベア３６の引入口部、モールド制御ステーション３８、上記で既に言及された退出モールドローラコンベア４０及び再統合モールドローラコンベア４２、及び移送コンベア５の引入口ステーション１３が位置している。第３のロボット３０は、下記で開示される方式で、離型チャンバ４の内部でモールド６を移動させるように構成されている人型ロボットである。

【0032】

図１を参照すると、ロボット化ライン１はロボット１４、２２、３０の動きを制御する電子制御ユニット４３を備える。電子制御ユニット４３は、ユーザインタフェースデバイス４４に接続され得る。図２～図４を参照すると、３つのロボット１４、２２、３０の各々は、その端部のリスト３９のおかげでそれぞれのチャンバ内部で動作することが可能である、関節式アーム３７を備える人型ロボットである。関節式アーム３７の関節は、リスト３９が全ての空間方向に沿って移動及び回転することが可能なようになっている。３つのロボット１４、２２、３０の各々は、地面の上で邪魔となることを回避し、例えば、メンテナンス又は洗浄動作のためのチャンバ２、３、４へのアクセスを容易にするように、鉛直直立材１７の上部の近くに位置する支持部４７によって支持耐荷重性構造１０に固定されている基底部４１を更に備える。

【0033】

図６～図１２を参照すると、ロボット化ライン１の動作が下記で説明される。

【0034】

図８を参照すると、モールド移送コンベア５は、モールド６を方向Ａに沿って第１のキャスティングチャンバ２へフィードする。モールド移送コンベア５の経路に沿って、モールド６がキャスティングチャンバ２へと導入される前に、モールド６は、加熱トンネル８を通る間に加熱され、洗浄ユニット７を通ることによって洗浄される。洗浄ユニット７の目的は、清浄なモールド６を新たなキャスティングステップへと提供するために、チョコレートのあらゆる残留をモールド６から除去することである。

【0035】

洗浄されると、モールド６は、第１のキャスティングチャンバ２内部へ導入され、第１のキャスティングチャンバ２内部に位置するモールド移送コンベア５の排出口ステーション９に到着する。

【0036】

キャスティングチャンバ２の内部で、第１のロボット１４は、プライヤ１６（図１２）によって排出口ステーション９に位置する清浄なモールド６をピックし、それらをキャスティングマシン１８の下方のキャスティングステーションに置く。キャスティングステーションで、モールド６は、キャスティングマシン１８によって分注される溶融したチョコレートを充填される。

【0037】

充填の後、第１のロボット１４は、溶融したチョコレートを含むモールド６を、キャスティングチャンバ２及び冷蔵チャンバ３の間の境界１２に位置する振動ユニット２０の上に移送する。

【0038】

振動ユニット２０は、均質な製品を提供するために、溶融したチョコレートの内部に閉じ込められたあらゆる気泡を解放するために、モールド６を振動させる。

【0039】

可能な実装形態において、振動ユニット２０は、振動ステップの継続時間（モールド毎に約８秒）に起因するあらゆる減速を回避するためにそれぞれのモールド６を受け入れるように構成されている、少なくとも２つの振動棚を備え得る。

【0040】

振動ユニット２０は、モールド６がロボット１４によって挿入されるとそれのための止め具を形成する、２つの空気圧シリンダを設けられ得る。これらの止め具は、ライン１内のモールドのフローが、キャスティングチャンバ２から冷蔵チャンバ３に向けて一方向であること、及びモールド６を置いた第１のロボット１４によってそれが振動ユニット２０からピックされる可能性が存在しないことを確実にする。

【0041】

振動ステップが完了すると、冷蔵チャンバ３内に位置する第２のロボット２２は、プライヤ１６によって振動ユニット２０内に位置するモールド６をピックし、冷蔵チャンバ３の壁に沿って配置されている棚２４の上にそれらを置く。

【0042】

冷蔵チャンバ３は、冷蔵チャンバ３の上方に位置する冷蔵システム４５を設けられ、これは、冷水流（例えば４℃の温度で）をフィードされる。

【0043】

約８～１２℃、例えば約１０℃の温度が、冷蔵チャンバ内で維持される。モールド６は、モールド内に含まれるチョコレートが固化するのに必要な時間（例えば３０分）の間、冷蔵チャンバ内に残される。

【0044】

電子制御ユニット４３は、モールド６の各々が冷蔵チャンバ３の棚２４の上に置かれた位置及び時間を記憶している。固化のための予め設定された時間が過ぎると、第２のロボット２２は、モールド６を棚２４からピックし、それらを冷蔵チャンバ３及び離型チャンバ４の間の境界に位置するツイストユニット２６の上に置く。

【0045】

固化したチョコレート製品を含むモールド６がツイストユニット２６の上に置かれると、これは、モールド６に、固形チョコレート製品のそれぞれのモールド６からの取り外しを容易にする弾性変形を生じさせるツイスト運動を加える。

【0046】

離型チャンバ４内に位置するボードディスペンサ３２は、複数の積み上げられたボード３４を備え、単一のボード３４を分離するように構成されている。

【0047】

離型チャンバ４内に位置する第３のロボット３０は、モールド６を把持するための２つのフィンガ５５及びそれぞれのモールド６に対してボード３４を押しつけて保持する加圧要素５７を備えるプライヤ２８（図１１）を備える。モールド６を把持するためのフィンガ５５、及び加圧要素５７は、互いから独立して動作可能である。

【0048】

第３のロボット３０は、プライヤ２８によってツイストユニット２６の上に位置するモールド６を把持し、モールド６をボードディスペンサ３２の下に移すように構成されている。ボードディスペンサ３２は、モールド６内に位置する固形チョコレート製品をそれぞれのボード３４で覆うために、ボード３４をモールド６の上方に落下させる。

【0049】

次に、第３のロボット３０のプライヤ２８は、モールド６及びそれぞれのボード３４の集合体を把持し、それを１８０°反転させる。

【0050】

第３のロボット３０は、モールド６をそれぞれのボード３４と共に、ハンマユニットを設けられ得る離型ステーション内で移動させ、当該ハンマユニットはモールド６のボード３４とは反対側の面上にハンマリングを加えて、モールド６のそれぞれの座部からのチョコレート製品の取り外しを容易にし得、それにより、それらがボード３４の上に堆積し得る。

【0051】

次に第３のロボット３０は、モールド６を、チョコレート製品が堆積したままのボード３４から持ち上げる。

【0052】

完成品コンベア３６の上に、そのようにして完成したチョコレート製品がそれぞれのボード３４の上に配置される。完成品コンベア３６は、ロボット化ライン１の外部に向けて、完成したチョコレート製品を、それらが後続のステップ、例えば、ラッピング、パッケージングなどを受け得る後続のステーションに向けて、移送する。

【0053】

空きモールド６は、第３のロボット３０によって離型済みモールド制御ステーション３８に向けて移動される。ここで、視覚システムが、モールド６から取り外されなかったチョコレート製品がモールド６の内部に留まっていないか否かをチェックする。モールド６が残留チョコレート製品を含む場合、モールド６は、モールドが手動で洗浄され得るロボット化ライン１の外部へモールド６を移動するように構成されている、モールド退出ローラコンベア４０の上で移送される。清浄なモールド６は、モールド再統合ローラコンベア４２によってロボット化ライン１内に再導入され得る。

【0054】

第３のロボット３０は、空きモールド６（ツイストフェーズ後に正しく空になったモールド及びモールド再統合ローラコンベア４２によって再導入されたモールド６の両方）を、モールド移送コンベア５の引入口ステーション１３内に置くように構成され得る。

【0055】

引入口ステーション１３から、空きモールド６は、新たな生産サイクルのためにキャスティングチャンバ２へ再び移送される。

【0056】

本発明に係る解決策の特に有利な特徴は、ロボットが冷蔵チャンバの構造の側面から吊り下がっていることである。ロボットが地面上に固定されている解決策に対して、本発明に係る解決策は、それが地面上のスリット、ケーブルなどの存在を回避しているので、洗浄をより簡単にしている。

【0057】

冷蔵チャンバの構造にロボットを固定することは、キャスティングチャンバ及び離型チャンバの構造を、これらがロボットを有する必要がないので、より軽量且つ安価にすることを可能にする。また、この配置は、分解及び再組立の動作を減らすことによってラインの運搬を単純化することを可能にする。ロボットの配線及び較正は、ワークショップ内で行われ得、運搬の後に繰り返される必要がなく、これはコストの減少及びより迅速な開始を示唆する。ロボットを有する必要に起因してより頑強である冷蔵チャンバの構造は、断熱により隠され、美しさにおいて及び保護を通した視認性において有利な結果となる。

【0058】

本発明に係るロボット化ラインは、清浄に保つことが非常に困難なチェーンコンベアを必要としない。

【0059】

本発明に係る解決策は、リフタ及びディセンダを棚と共に必要とする従来技術に係る解決策に対して、冷蔵チャンバの構造を単純化する（単純な棚によって構成され得る）ことを可能にする。

【0060】

当然ながら、構造及び実装形態の詳細は、説明及び図示されたものに対して大きく変動し得、それによって下記の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲から逸脱しない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【外国語明細書】