(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】P2024146350
(43)【公開日】2024-10-15
(54)【発明の名称】被載置物の姿勢制御装置
(51)【国際特許分類】
A21C 9/08 20060101AFI20241004BHJP
B65G 47/248 20060101ALI20241004BHJP
【FI】
A21C9/08 A
B65G47/248 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023059191
(22)【出願日】2023-03-31
(71)【出願人】
【識別番号】510202167
【氏名又は名称】Next Innovation合同会社
(72)【発明者】
【氏名】道脇 裕
【テーマコード(参考)】
3F081
4B031
【Fターム(参考)】
3F081AA46
3F081AA47
3F081BC01
3F081BE02
3F081CA01
3F081CA03
3F081CA07
3F081CC08
3F081DA08
3F081DA09
3F081EA10
3F081EA15
4B031CA09
4B031CA15
4B031CA16
4B031CL01
4B031CL19
4B031CL20
4B031CM10
(57)【要約】
【課題】簡易な構造によって、天板等の載置体に移送された被載置物を所定の姿勢に変化させる手段を提供する。
【解決手段】
被載置物が載置される載置体と、上記載置体に載置されている上記被載置物から離間している第一状態或いは上記被載置物に接触している第二状態の間で変遷し得、上記第二状態で駆動して上記被載置物を転動させる転動手段と、を有し、上記転動手段によって上記被載置物を転動させることで、上記被載置物の姿勢を制御する。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被載置物が載置される載置体と、
上記載置体に載置されている上記被載置物から離間している第一状態或いは上記被載置物に接触している第二状態の間で変遷し得、上記第二状態で駆動して上記被載置物を転動させる転動手段と、を有し、
上記転動手段によって上記被載置物を転動させることで、上記被載置物の姿勢を制御することを特徴とする姿勢制御装置。
【請求項2】
前記転動手段を変位させる移動手段を有し、
上記移動手段は、変位する前記載置体との相対位置が維持されるように、前記転動手段を前記載置体に追従させて移動させることを特徴とする請求項1記載の姿勢制御装置。
【請求項3】
前記転動手段は、前記被載置物を挟んで対向配置され、前記被載置物を挟み得るように変位可能な一対の回転体を有し、
前記第二状態で上記回転体を駆動させ、前記被載置物が上記回転体の駆動に伴って転動することを特徴とする請求項1記載の姿勢制御装置。
【請求項4】
対となる前記回転体の内、一方の前記回転体を他方の前記回転体側に移動させ、前記被載置物を他方の前記回転体側に寄せながら、前記回転体間で挟み得ることを特徴とする請求項3記載の姿勢制御装置。
【請求項5】
対となる前記回転体を互いに接近する方向に移動させ、前記被載置物を挟み得ることを特徴とする請求項3記載の姿勢制御装置。
【請求項6】
対となる前記回転体によって、前記被載置物の少なくとも一部を包持することを特徴とする請求項3記載の姿勢制御装置。
【請求項7】
前記回転体は、前記被載置物の端部を支持し得る回転双曲盤であり、
一対の上記回転双曲盤によって前記被載置物の両端部を保持して転動させることを特徴とする請求項3記載の姿勢制御装置。
【請求項8】
一対の前記回転双曲盤は、一方が回転駆動し、他方が従動可能に軸支されることを特徴とする請求項7記載の姿勢制御装置。
【請求項9】
前記転動手段は、前記回転双曲盤にかかるトルク抵抗が一定値以上のとき、前記回転双曲盤への動力伝達を切断するトルクリミッタ機能を有することを特徴とする請求項7記載の姿勢制御装置。
【請求項10】
前記回転双曲盤は、凹型を成し、内周面内で前記被載置物を支持し得ることを特徴とする請求項7乃至9の何れかに記載の姿勢制御装置。
【請求項11】
前記載置体は、表面に凹部を有し、該凹部内に前記被載置物を載置し、
前記転動手段は、上記凹部内で前記被載置物を転動させることを特徴とする請求項1記載の姿勢制御装置。
【請求項12】
前記載置体は、前記凹部を複数有し、複数の前記被載置物を載置し得るものであることを特徴とする請求項11記載の姿勢制御装置。
【請求項13】
前記被載置物の姿勢を検出する検出手段を有し、
上記検出手段による検出結果に応じて前記転動手段の駆動を制御することを特徴とする請求項1記載の姿勢制御装置。
【請求項14】
前記検出手段は、前記被載置物を撮像する撮像部と、該撮像部によって撮像された画像から前記被載置物の特徴部分を特定する画像解析部とを具えることを特徴とする請求項13記載の姿勢制御装置。
【請求項15】
前記撮像部は、前記載置体の載置面に直交する方向及び/又は前記載置面に平行な方向から前記被載置物を撮像することを特徴とする請求項14記載の姿勢制御装置。
【請求項16】
前記特徴部分は、前記被載置物の端縁部であることを特徴とする請求項14記載の姿勢制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、被載置物の姿勢制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、製パン工程や製菓工程等において、焼成等の加熱処理を行う場合、生地成形装置にて所定の形状に成形されたパン生地や菓子生地等を、天板やトレイ等の載置体に移送し、加熱処理を施す。
例えば、ロールパンの場合、特許文献1に開示されるように、生地成形装置において、楕円形のシート状パン生地は、紡錘形状にロールされ、さらにこの紡錘形状のパン生地が転圧されながら転動され円柱形状に延ばされる。そして、円柱形状のパン生地は、天板の上方位置に設けられた生地供給装置から、焼成用の天板上に落とし込むように移送され、オーブンで焼成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、天板等の載置体に移送された、パン生地等の被載置物の姿勢状態によっては、被載置物の見た目が悪くなったり、被載置物に対する後工程で品質にばらつきが生じたりする虞がある。
例えば、後工程で加熱処理をする場合、被載置物の姿勢状態によって、被載置物の焼き上がりの見た目にばらつきが生じる。具体的には、ロールパンのように巻き終わり(所謂、巻尻)があるパン生地の場合、パン生地が生地供給装置から天板に移送された結果、天板上方に向けて巻尻が位置する姿勢状態で、パン生地が天板に載置されることがある。この姿勢状態のままオーブンで焼成されると、巻尻周辺において焼きムラが生じ易く、焼き上がりの見た目が良いとは言えない。一方で、天板の載置面に向けて巻尻が位置する姿勢状態で、オーブンで焼成されると、巻尻周辺において焼きムラは生じ難い。このように、被載置物の姿勢状態によって、後工程で品質にばらつきが生じ得る。
【0005】
本発明は、上記の点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、天板等の載置体に移送された被載置物を、所望の姿勢に変位させる姿勢制御装置を提供することになる。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の姿勢制御装置は、被載置物が載置される載置体と、上記載置体に載置されている上記被載置物から離間している第一状態或いは上記被載置物に接触している第二状態の間で変遷し得、上記第二状態で駆動して上記被載置物を転動させる転動手段と、を有し、上記転動手段によって上記被載置物を転動させることで、上記被載置物の姿勢を制御することを特徴とする。
【0007】
また、本発明の姿勢制御装置は、前記転動手段を変位させる移動手段を有し、上記移動手段は、変位する前記載置体との相対位置が維持されるように、前記転動手段を前記載置体に追従させて移動させることを特徴とする。
【0008】
また、本発明の姿勢制御装置は、前記転動手段が前記被載置物を挟んで対向配置され、前記被載置物を挟み得るように変位可能な一対の回転体を有し、前記第二状態で上記回転体を駆動させ、前記被載置物が上記回転体の駆動に伴って転動することを特徴とする。
【0009】
また、本発明の姿勢制御装置は、対となる前記回転体の内、一方の前記回転体を他方の前記回転体側に移動させ、前記被載置物を他方の前記回転体側に寄せながら、前記回転体間で挟み得ることを特徴とする。
【0010】
また、本発明の姿勢制御装置は、対となる前記回転体を互いに接近する方向に移動させ、前記被載置物を挟み得ることを特徴とする。
【0011】
また、本発明の姿勢制御装置は、対となる前記回転体によって、前記被載置物の少なくとも一部を包持することを特徴とする。
【0012】
また、本発明の姿勢制御装置は、前記回転体が前記被載置物の端部を支持し得る回転双曲盤であり、一対の上記回転双曲盤によって前記被載置物の両端部を保持して転動させることを特徴とする。
【0013】
また、本発明の姿勢制御装置は、一対の前記回転双曲盤が、一方が回転駆動し、他方が従動可能に軸支されることを特徴とする。
【0014】
また、本発明の姿勢制御装置は、前記転動手段が前記回転双曲盤にかかるトルク抵抗が一定値以上のとき、前記回転双曲盤への動力伝達を切断するトルクリミッタ機能を有することを特徴とする。
【0015】
また、本発明の姿勢制御装置は、前記回転双曲盤が凹型を成し、内周面内で前記被載置物を支持し得ることを特徴とする。
【0016】
また、本発明の姿勢制御装置は、前記載置体が表面に凹部を有し、該凹部内に前記被載置物を載置し、前記転動手段は、上記凹部内で前記被載置物を転動させることを特徴とする。
【0017】
また、本発明の姿勢制御装置は、前記載置体が前記凹部を複数有し、複数の前記被載置物を載置し得るものであることを特徴とする。
【0018】
また、本発明の姿勢制御装置は、前記被載置物の姿勢を検出する検出手段を有し、上記検出手段による検出結果に応じて前記転動手段の駆動を制御することを特徴とする。
【0019】
また、本発明の姿勢制御装置は、前記検出手段が前記被載置物を撮像する撮像部と、該撮像部によって撮像された画像から前記被載置物の特徴部分を特定する画像解析部とを具えることを特徴とする。
【0020】
また、本発明の姿勢制御装置は、前記撮像部が前記載置体の載置面に直交する方向及び/又は前記載置面に平行な方向から前記被載置物を撮像することを特徴とする。
【0021】
また、本発明の姿勢制御装置は、前記特徴部分が前記被載置物の端縁部であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0022】
本発明によれば、簡易な構造によって、天板等の載置体に移送された被載置物を所定の姿勢に変化させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【
図7】回転双曲盤の回転に係るパン生地の転動を示す図である。
【
図8】回転双曲盤の変位に伴うパン生地の変位を示す図である。
【
図9】凹状部を有する天板を示し、(A)は平面図、(B)はA-A断面図である。
【
図11】複数の転動ユニットの配置例を示す図である。
【
図12】複数の転動ユニットの配置例を示す図である。
【
図13】第二の実施形態に係る姿勢制御装置を示すブロック図である。
【
図15】第二の実施形態に係る姿勢制御装置の巻尻検出及び転動処理を示すフローチャートである。
【
図16】撮像部の配設位置の他の例を示す図である。
【
図17】第三の実施形態に係る姿勢制御装置を示す図である。
【
図18】第三の実施形態に係る姿勢制御装置を示すブロック図である。
【
図19】第三の実施形態に係る姿勢制御装置による管理処理を示すフローチャートである。
【
図20】第三の実施形態に係る姿勢制御ユニットによる撮像・転動処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下に本発明の姿勢制御装置10を有する搬送装置1の実施形態を、図面を参照して説明する。
図1は搬送装置1の概略構成を示す図である。搬送装置1は、載置体(例えば、天板)に載置された被載置物の搬送を行うものであり、姿勢制御装置10は、載置体上の被載置物を強制的に転動させて所定の姿勢となるように姿勢制御を行う。
【0025】
以下の説明では、被載置物をパン生地Dとし、製パン工程において、姿勢制御装置10をパン生地Dの姿勢制御に適用した形態を例示して説明する。また、パン生地Dにおける所望の姿勢を、パン生地Dにおける巻尻Deの位置が載置体としての天板6の載置面側に存する姿勢(
図6参照)として、その実施形態を例示して説明する。
【0026】
勿論、姿勢制御の対象である被載置物は、パン生地に限定されるものではない。例えば被載置物を、菓子生地等の可食生地、粘土等の材料、農産物、機械部品、電気部品、医薬品等に適用し得る。当然ながら、姿勢制御装置10は、製パン工程への適用に限定されるものではなく、製菓工程、製造工程、仕分工程等の各種工程において、適用され得る。
【0027】
尚、実施形態として記載され又は図面に示された構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲を前述した内容に限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「ある方向に向かって」「平行」、「直交」、「垂直」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは一義的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度及び距離をもって相対的に変位した状態も表すものとする。例えば、「同一」、「等しい」、「均等」及び「等密度」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差、又は、比率が存在した状態も表すものとする。例えば、三角錐、円錐、三角柱及び円柱等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での三角錐、円錐、三角柱及び円柱等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部及び面取り部、湾曲部、R形状部等を含む形状も表すものとする。一方、一の構成要素を「備える」、「形成される」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【0028】
また、以下の説明においては、
図1に示すようにXYZ直交座標系を設定し、この直交座標系を参照しつつ、各部材の位置関係等について説明する。X軸は搬送コンベア2による搬送向きに平行となるように設定されている。Y軸は搬送コンベア2の幅方向と平行となるように設定されている。
Z軸は、XY平面に直交する方向と平行となるように設定されている。図中のXYZ直交座標系は、実際にはXY平面を水平面に平行な面に設定し、Z軸を鉛直上方向に設定する。
本実施形態においてパン生地のロール形状の軸方向がX軸と略平行とするように、搬送向きに対するパン生地の向きを設定するが、勿論これに限定されるものでは無い。例えば、パン生地のロール形状の軸方向がY軸と略平行とするようにしてもよい。
【0029】
尚、本明細書において、延びる、とは、厳密に軸方向に延びる場合に加えて、軸方向に対して、45°以下の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。また、本明細書において、径方向に延びる、とは、厳密に径方向、即ち、X軸方向に対して垂直な方向に延びる場合に加えて、径方向に対して、45°以下の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。
【0030】
搬送装置1は、搬送コンベア2によるパン生地Dの搬送方向の上流から下流にかけて、転圧部4、姿勢制御装置10等を配している。搬送コンベア2は、パン生地Dを載置する天板6を姿勢制御装置10等へと搬送する。
転圧部4は、パン生地を転圧回転させる為、例えばコンベアベルトや、該コンベアベルトに対して間隙を存して対向する転圧板(或いは転圧ベルト等)等を有し、コンベアベルトと転圧板との間に進入したパン生地をロール状に成形する。また転圧部4は、成形したパン生地Dを天板6上に排出する。排出方法は適宜設定し得るが、例えばパン生地Dを落下させる等の方法があり得る。
【0031】
天板6は、略平板状であって、パン生地Dを載置する平坦状の載置面を具える。載置面を平坦状としたが、その表面は平滑状であっても粗面状であってもよい。例えば、微細な凹凸を有するものであってもよい。このようにすることで、パン生地Dと天板6の載置面との接触面積を低減してパン生地Dの滑りを抑制して姿勢の変位を容易に行うことが出来る。
【0032】
姿勢制御装置10は、後述する回転双曲盤22の回転によってパン生地を転動させ、ロール状となったパン生地の巻尻がパン生地の下部に位置するように姿勢制御を行う。
尚、搬送装置1は、少なくとも丸められたパン生地の姿勢を制御し得るように、転圧部4の下流に姿勢制御装置10が配されていれば、転圧部4と姿勢制御装置10との間に他の装置(例えば、パン生地を発酵させるための発酵装置等)を有して成るものであってもよい。
【0033】
ここで、
図2はパン生地を示し、(A)は、パン生地Dのロールの軸方向adと直交する方向から観た正面図、(B)は、パン生地Dのロールの軸方向adから観た側面図である。パン生地Dは、略楕円形、略円形、略矩形、略三角形等のシート状のパン生地が、
図2に示すように巻き上げられロール形状に成形され、その巻き終わりに巻尻Deが在る。このロール形状のパン生地Dは、転圧部4等の生地成形装置で成形される。
【0034】
図2(A)に示すように、パン生地Dの巻尻Deは、理想的にはロールの軸方向adにおいて、パン生地Dの外表面の略中央に在ることとなる。また、
図2(B)に示すように、パン生地Dは、側面から観ると、略渦巻き形状となっており、最も外側の渦巻きの端部に巻尻Deが在る。
しかしながら、特に過熱処理前のパン生地Dは柔らかく、不均等な粘着質であり、実際の製パン工程では、巻尻Deの位置は、個々のパン生地Dにおける生地成形工程や、パン生地Dを天板6に移送した時の衝撃等で異なっている。例えば巻尻Deの位置は、パン生地Dの外表面の中央位置から右側に位置したり、左に位置したりする。また、個々のパン生地Dにおける、巻尻Deの略舌状の生地形状は、幅wの広狭、長さlの長短、厚さdの厚薄等に違いが生じ得る。
【0035】
本実施形態のパン生地Dにおける所望の姿勢とは、後述する回転双曲盤22によって強制的にパン生地を転動させようとしても、パン生地の姿勢が安定していてパン生地が転動等し難い姿勢、即ちパン生地Dの巻尻Deの端縁部が、天板6の載置面側に係合し得る状態の姿勢をいう。特に巻尻Deが天板6に引掛っている時の姿勢をいうが、勿論これに限定するものではなく、パン生地Dを上方(Z軸上側)から観た時に、巻尻Deが見えない状態であってもよい。
これは、上方からパン生地Dを観て巻尻Deが見えなければ、巻尻Deが天板6の載置面側或いは載置面の近傍に位置しているとみなせるからである。尚、巻尻Deが天板6と接触している状態では、巻尻Deが天板6から離れている場合と比較し、接触箇所が多くなり、また接触面積も大きくなるので、これによっても姿勢が安定する。
【0036】
図3は姿勢制御装置10を示すブロック図であり、姿勢制御装置10は、装置全体を統括的に制御する制御部50を具え、制御部50には記憶部52、移動ユニット14(移動手段)、転動ユニット16(転動手段)等が接続される。制御部50は、CPU50a、メモリ50b等を具え、CPU50aが記憶部52等に記憶された各種の命令を含むコンピュータプログラムをメモリ50bに展開して実行することにより、姿勢制御装置10による制御処理を実現する。記憶部52は、半導体記憶装置等の記憶装置によって構成され、制御部50による各種制御プログラムや各種のデータ、及び制御部50による制御結果等を記憶する。
【0037】
移動ユニット14は、搬送コンベア2によって搬送される天板6に対して相対位置を維持しながら移動し得るように、搬送コンベア2に並行するように延在するレール14a、レール14aに対して移動可能な可動部18等を有する。また、移動ユニット14には、制御部50からの制御信号に従って可動部18を移動させる移動機構等が含まれる。このような移動ユニット14によって、転動ユニット16のX方向に沿ったスライド移動を行うことが出来る。
【0038】
転動ユニット16は、上記可動部18に固定されたアーム等によって成り、所定方向(X方向)に沿って対向する一対の伸縮部20、各伸縮部20に組み付けられた回転双曲盤22等を有する。伸縮部20は、Z方向に伸縮し得ることで回転双曲盤22の昇降機構としても機能する。
また、伸縮部20には、X方向に変位し得る変位機構が接続される。従って一対の伸縮部20及び回転双曲盤22は、相互に接近或いは離隔する向きに変位し得る。
【0039】
また上記のようにX方向に一対の伸縮部20が在って伸縮部20に回転双曲盤22が固定されているので、回転双曲盤22は、X方向に沿って対向配置されるように一対設けられている(例えば
図1参照)。
【0040】
回転双曲盤22は、お椀形等の表面形状が凹型の略半球面体であって、略放物曲面状の内周面を有するもの等があり得る。また回転双曲盤22は、少なくともパン生地と接触し得る内周面を有する形状であれば適宜形状があり得、例えば、内周面を形成した略円筒形、略角筒形、略円錐形、略角錐形等であってもよい。
回転双曲盤22は、パン生地Dの端部を囲繞し得るように、パン生地Dに対向する開口部の大きさを設定し、該開口部から奥側に向って徐々に縮径するように内径を設定している。即ち、回転双曲盤22は、内部空間が開口部から奥部に向って徐々に狭まる形状を有している。
【0041】
また、回転双曲盤22の外表面には、回転軸となる軸部24が固定される。軸部24は、X方向に沿って延在する。従って回転双曲盤22は、X方向を中心として回転し得る。
ここで
図4は回転双曲盤22を示す概略図である。一対の回転双曲盤22の内、一方の回転双曲盤22に固定された軸部24には、トルク伝達機構26が接続される。トルク伝達機構26は、トルクモータ等の駆動源を含み、軸部24を介して回転双曲盤22を回転駆動させる。従って、一方の回転双曲盤22は、トルク伝達機構26からトルクを受けてX軸方向を中心として回転する。
また、他方の回転双曲盤22に固定された軸部24は、例えば伸縮部20によって回転自在に軸支される。従って、他方の回転双曲盤22は、回転方向の外力が作用したとき、軸部24を中心に回転し得る。
【0042】
尚、トルク伝達機構26には、回転双曲盤22に掛るトルク抵抗が一定値以上の時、回転双曲盤22への動力伝達を切断するトルクリミッタ機能が組み込まれる。従って所望の姿勢となったパン生地Dに回転双曲盤22からトルクが伝達しない。具体的には、パン生地Dの巻尻Deが天板6表面に係合したとき、パン生地Dと天板6との間の摩擦抵抗が大きくなる。その為、回転双曲盤22に掛かるトルク抵抗が増してトルク抵抗が一定値以上となり、回転双曲盤22がトルク伝達機構の駆動軸に対して空転し、結果パン生地Dが所定の姿勢のまま無転動状態となる。
なお、無転動状態にならない被載置物、即ち回転双曲盤22が空転せず、継続的に姿勢が変位してしまうような転動傾向がある被載置物の場合、好適な姿勢が観測された時点で姿勢変位固定手段によって姿勢を固定するように構成してもよい。このとき姿勢の観測は、カメラ、光学センサ等を設けることで実現し得る。また姿勢変位固定手段としては、回転双曲盤22を停止させることで被載置物の姿勢を固定する方法や、回転双曲盤22を被載置物から離間するように変位させる方法等があり得る。
【0043】
尚、上記の変位機構は、伸縮部20をX方向にスライドさせるため、伸縮部20に固定された回転双曲盤22についても同様にX方向にスライドさせる。従って回転双曲盤22は、上記変位機構によってパン生地Dから退避している第一状態と、パン生地に接触している第二状態との間で状態が遷移する。
【0044】
変位機構により、伸縮部20と共に回転双曲盤22をX方向に変位させるように、スライドさせて回転双曲盤22を第一状態と第二状態との間で遷移させるものとしたが、勿論、変位機構は上記構成に限定されるものではなく、適宜設定し得る。例えば、伸縮部20をX方向に沿って回動させて回転双曲盤22を変位させてもよい。また、伸縮部20の中途部に変位機構を設けて回転双曲盤22をX方向に平行移動させてもよく、回転双曲盤22を回動させてもよい。尚、変位機構は、回転双曲盤22の平行移動及び回動を同時に行い得るような機構であってもよい。
【0045】
また、変位機構は、一対の回転双曲盤22の内、一方のみを変位させる構造も有り得る。このような構造の場合、変位する一方の回転双曲盤22がパン生地Dに当接して他方の回転双曲盤22側に移動することで、パン生地Dを他方側に寄せて一対の回転双曲盤22間でパン生地Dを挟み得る。
【0046】
また、回転双曲盤22は、パン生地Dの粘着を抑える表面を有する。例えば、回転双曲盤22自体をシリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、或いはこれらを混合した樹脂材料によって構成することがあり得る。また回転双曲盤22のパン生地Dに接する内側表面に上記の樹脂材料を一種類以上含んで成る非粘着層を形成することもあり得、表面を凹凸面(粗面)とすることもあり得る。
【0047】
上記の姿勢制御装置10による転動処理について説明する。先ず姿勢制御装置10において、移動ユニット14の可動部18がレール14a上の初期位置で待機する。また回転双曲盤22は、搬送されて来るパン生地Dから退避させた状態で待機する。即ち、パン生地Dよりも+Z方向、即ち上方で且つ第一状態で待機する。
搬送装置1は、転圧部4から排出されて天板6に載置されたパン生地Dを搬送コンベア2によって転動ユニット16に搬送する。
【0048】
制御部50は、搬送コンベア2による天板6の搬送タイミングに対応させて伸縮部20を伸長させる。伸縮部20を伸長させるタイミングは、適宜設定し得るが、例えば、不図示の検知センサ等によって天板6を検知し、天板6が転動ユニット16の下方に到達するときに合わせた設定があり得る。
そのような検知センサとしては、反射型の光電センサ、透過型の光電センサ等の各種光電センサの他、近接センサ等があり得る。
尚、天板6に載置されたパン生地の搬送時間に応じて伸縮部20の伸長タイミングを設定する等の方法もあり得る。
【0049】
図5は第一状態の回転双曲盤22を示す図である。制御部50は、伸縮部20を伸長させて回転双曲盤22を下降させる。これにより一対の回転双曲盤22がパン生地Dを挟んでX方向に対向する。
尚、制御部50は、伸縮部20の動作と共に、搬送されている天板6及びパン生地Dに対するX方向の相対位置が維持されるように可動部18を移動させる構成とし得る。従って回転双曲盤22は、以降の処理においても搬送されているパン生地Dに隣接した状態を維持しながら追従するように構成してもよい。
【0050】
図6は第二状態の回転双曲盤22を示す図である。制御部50は、転動ユニット16の変位機構を動作させて回転双曲盤22を第二状態にする。即ち、一対の回転双曲盤22をX方向に沿ってパン生地Dに接近させる。結果、パン生地は、その両端部が一対の回転双曲盤22の内周面内に入った状態となる。
【0051】
制御部50は、回転双曲盤22を回転駆動させ、回転双曲盤22の回転をパン生地Dに伝達させて転動させる。
図7は回転双曲盤22の回転に係るパン生地Dの転動を示す図であり、トルク伝達機構26側から視て一方の回転双曲盤22が反時計回りに回転したとき、パン生地Dは回転双曲盤22と共に反時計回りに転動する。また他方の回転双曲盤22は、パン生地Dに接触しているので、一方の回転双曲盤22の回転に従動するように回転する。即ち、他方の回転双曲盤22は、パン生地Dに接触しているので、一方の回転双曲盤22の回転がパン生地Dを介して伝達し、結果一方の回転双曲盤22の回転に従動して回転する。
【0052】
尚、パン生地Dを転動させる回転向きは、パン生地Dのロールの巻き終わりとなる巻尻Deが天板6の載置面に引っ掛かる向きとすることが望ましい。従って、回転双曲盤22の回転向きは、パン生地Dのロール向きに沿った向き、例えば、一方の回転双曲盤22側から見てパン生地Dのロールの巻き方向が中心から外側に向かって反時計回りであれば、回転双曲盤22の回転方向を反時計回りとすることが望ましい。
【0053】
制御部50は、パン生地Dが所定の姿勢となるまで回転双曲盤22を回転させた後、回転双曲盤22の回転を停止させる。制御部50は、変位機構によって回転双曲盤22を第一状態に遷移するように、X方向に変位させ、伸縮部20の収縮によって回転双曲盤22を上昇させることで、パン生地D及び天板6から退避させる。
【0054】
制御部50は、可動部18を初期位置に移動させ、転動処理を終了する。尚、転動がなされたパン生地Dは、搬送コンベア2によって天板6と共に、パン生地焼成用の焼成装置等に搬送される。
【0055】
以上説明したように、姿勢制御装置10は、一対の回転双曲盤22を設け、回転双曲盤22間でパン生地Dを所望の向きとなるように転動させることが出来る。従ってロール状に巻回させたパン生地Dの巻尻Deが天板6の表面近傍に位置するようにパン生地Dの姿勢を変化させることが出来る。
【0056】
また、回転双曲盤22が開口部から奥部に向って内部空間が狭まる形状を有するため、第二状態にしてパン生地Dに当接させたとき、一対の回転双曲盤22がパン生地DのY方向に沿った位置を所定位置に寄せることが出来る。即ち、パン生地Dの両端部が各回転双曲盤22の内周面を当接し、回転双曲盤22がパン生地Dに接近する向きに、変位することでパン生地Dの端部を回転双曲盤22の軸心側に寄せることが出来る。例えば
図8(a)に示すように、パン生地Dのロールの軸方向abがX軸に対して大きく傾斜しているとき、回転双曲盤22をパン生地Dに接近させることで、内周面によってパン生地Dの端部を径方向内側に押圧する。結果
図8(b)に示すように、回転双曲盤22が第二状態に遷移したとき、XY平面内において、パン生地Dの端部を回転双曲盤22の軸心側に寄せることが出来る。またパン生地Dのロール軸abの向きをX軸に近づけた姿勢とすることが出来る。
【0057】
尚、天板6は、平板形状に限定するものでは無く、例えば表面を窪ませて成る凹状部を有するものであってもよい。
図9は凹状部32を有する天板30を示し、(A)は平面図、(B)はA-A断面図である。天板30を用いる場合は、パン生地Dは凹状部32内に載置し、また凹状部32内のパン生地Dに回転双曲盤22を当接させて転動させる。
【0058】
また、天板の大きさは、特に限定されるものでは無く、複数のパン生地を載置し得る大きさを有するものであってもよい。勿論、天板は、その表面に複数の凹状部を有するものであってもよい。
ここで
図10は、複数の凹状部42を有する天板40を示す図であり、天板40は、複数の凹状部42を有し、各凹状部42にパン生地Dを載置させる。このような複数のパン生地Dを載置可能な天板40に対し、姿勢制御装置10は、一又は複数の移動ユニット14を天板40上でXY平面と平行に移動し、一又は複数の転動ユニット16が各凹状部42内のパン生地を順次転動させるような構成があり得る。
【0059】
又は、移動ユニット14を一方向に移動可能に構成し、複数の転動ユニット16によって順次パン生地を転動させるような構成もあり得る。例えば、
図11に示すように天板40のY方向に配列された凹状部42に対応させて、Y方向に一列に複数の転動ユニット16を設けると共に、可動部18をX方向に移動し得るように移動ユニット14を構成する。このようにすれば、移動ユニット14がX方向に沿って天板40上を移動しつつ、転動ユニット16が対応する各凹状部42内のパン生地Dを順次転動させることが出来る。
【0060】
勿論、X方向に配列された凹状部42に対応させて、X方向に一列に複数の転動ユニット16を設けるようにしてもよく、その場合は可動部18をX方向及びY方向にスライド可能に構成する(
図12参照)。また、上記の
図11、12においては一列に転動ユニット16を設けた状態を示しているが、転動ユニット16を複数列設けてもよい。
【0061】
また、天板40が有する凹状部42の数に相当する数の転動ユニット16を設け、全転動ユニット16によって殆ど同時に全ての凹状部42内のパン生地を転動し得るようにしてもよいことは言うまでもない。
【0062】
次に第二の実施の形態に係る姿勢制御装置100について説明する。本実施形態の姿勢制御装置100は、パン生地Dを撮像して姿勢を判定し、判定結果に応じてパン生地Dの姿勢を制御する点が上記第一の実施形態に係る姿勢制御装置10と相違する。
【0063】
図13は、第二の実施形態に係る姿勢制御装置100を示すブロック図であり、制御部50には撮像部54、パン生地の画像を解析して特徴部分等を特定する画像解析部56等を有する。撮像部54は、パン生地を撮像するための撮像素子、光学系等を具えるカメラ等の光学受像装置であり、撮像画像を出力する。ここで
図14は撮像部54の配設位置を示す図である。
【0064】
撮像部54は、パン生地を上方から撮像し得るようにその光学系の光軸が鉛直方向下向きとなるように配される。また撮像部54は、可動部18等に固定され、一対の伸縮部20の間からパン生地を撮像する。撮像部54から出力される画像は、巻尻Deを確実に検出する為にカラー画像とするが、勿論これに限定されるものでは無い。少なくとも巻尻Deを検出し得るものであれば、グレースケール画像やモノクロ画像等であってもよい。
【0065】
画像解析部56によって特定される特徴部分は、被載置物の向きや姿勢等を特定する部位であって、例えば端縁部があり得る。即ち、パン生地Dにおいては、ロールの軸方向の端部や、ロールの方向に沿う端部分の巻尻De等が特徴部分に相当する。ここでは巻尻Deを特徴部分として画像解析部56によって特定する。
【0066】
図15のフローチャートを参照して姿勢制御装置100による巻尻検出及びパン生地Dの転動処理について説明する。先ず姿勢制御装置100において、移動ユニット14の可動部18がレール14a上の初期位置で待機し、また搬送されてくるパン生地Dに接触しないように転動ベルト22がパン生地の高さよりも上方で、且つ第一状態で待機する。
【0067】
制御部50は、搬送されているパン生地が転動ユニット16の下方に位置する時に合わせ、移動ユニット14によって可動部18を天板6に追従するように移動させる(ステップS1)。即ち、移動ユニット14は、転動ユニット16と天板6との相対距離が維持されるように、搬送コンベア2による搬送速度に相当する速度で可動部18を移動させる構成とすることが出来る。
【0068】
制御部50は、撮像部54によるパン生地Dの撮像を開始する(ステップS2)。制御部50は、画像解析部56によって、撮像部54から出力されている画像を解析する(ステップS3)。
【0069】
制御部50は、画像の解析結果から、パン生地Dの姿勢が良好であるか否かを判定する(ステップS4)。具体的には本実施形態のように、パン生地Dの鉛直上方から撮像部54が撮像を行っている場合、撮像された画像に映る巻尻Deはパン生地Dの上部側に位置しているものであり、そのような画像が得られた時のパン生地Dの姿勢を不良とする。また画像に映っていない巻尻Deは、パン生地の略下面側に位置するもの、即ち天板6載置面近傍に位置しているものである為、そのような画像が得られた時のパン生地Dの姿勢を良好とする。
従って、画像の解析結果から、パン生地Dの巻尻Deが映っていない時は、姿勢が良好であると判断(ステップS4、Yes)し、後述するステップS11に移行する。一方で巻尻Deが映っている時は、姿勢が不良であると判断(ステップS4、No)し、ステップS5に移行する。
【0070】
制御部50は、姿勢が不良であると判断した時(ステップS4、Yes)、転動ユニット16の伸縮部20を伸長させ回転双曲盤22を下降させる(ステップS5)。従って、回転双曲盤22は天板6上のパン生地DのX方向両隣りに位置する。
【0071】
制御部50は、第二状態に遷移するように、回転双曲盤22をX方向に変位させる(ステップS6)。従って回転双曲盤22は、パン生地DのX方向両端部に当接する。
【0072】
制御部50は、回転双曲盤22を回転駆動させてパン生地Dを転動させる(ステップS7)。この時制御部50は、撮像部54によるパン生地Dの撮像と、画像解析部56による画像解析を継続して行う。
制御部50は、上記ステップS4と同様にして、画像の解析結果から巻尻Deの有無によるパン生地Dの姿勢の良不良を判定し(ステップS8)、姿勢が不良であると判定した時(ステップS8、No)、ステップS7に戻ってパン生地Dの転動を継続する。
【0073】
制御部50は、上記ステップS8で姿勢が良好であると判断した時(ステップS8、Yes)、回転双曲盤22の回転を停止させ、回転双曲盤22をX方向に変位させて第一状態に遷移させる(ステップS9)。
制御部50は、伸縮部20の収縮によって回転双曲盤22を上昇させ(ステップS10)、回転双曲盤22を天板6及びパン生地Dから退避させる。
【0074】
制御部50は、回転双曲盤22を上昇させた後、或いは上記ステップS4で姿勢が良好と判断した時、可動部18を初期位置に移動させて転動処理を終了する(ステップS11)。
【0075】
以上、説明したように、一対の回転双曲盤22間でパン生地を挟んで回転することで、パン生地を所定の向きとなるように転動させることが出来ると共に、撮像部で撮像したパン生地の画像中の巻尻の有無によって、パン生地の姿勢の良不良を判断するので、該判断に基づいて転動を制御することでパン生地の姿勢制御を精確に行うことが出来る。
【0076】
尚、第二の実施形態において撮像部54をパン生地の上方に位置する場合を例に説明したが、これに限定されるものでは無い。例えば、
図16に示すようにパン生地を略真横から撮像し得るように、撮像部54をその光学系の光軸がX軸と略平行になる向きに配する。
このように配した撮像部54は、パン生地Dをそのロールの軸方向に沿った縦断方向に沿って撮像するので、転動するパン生地Dの巻尻Deを略常時撮像出来る。従って、転動させながらも巻尻Deの位置を略正確に把握出来る為、パン生地Dの姿勢の良不良をより精確に判断することが出来る。
【0077】
また、撮像部54の向きは、少なくともパン生地Dの姿勢が不良の時に巻尻Deを撮像することが出来る向きであればよい。従って光学系の光軸をZ軸或いはX軸に対して傾斜させた向きで、撮像部54を配することもあり得る。また、光学系の光軸がY軸に略平行或いはY軸に対して傾斜させた向きに撮像部54を配してもよいことは言うまでもない。
また、撮像部54を複数設け、様々な方向からパン生地Dを撮像するようにしてもよい。
【0078】
次に第三の実施形態に係る姿勢制御装置150について説明する。本実施形態の姿勢制御装置150は、複数のパン生地Dの撮像と姿勢の判定、パン生地Dの転動等の処理を略同時に行うものである。
【0079】
図17は、第三の実施形態に係る姿勢制御装置150を示す図であり、姿勢制御装置150は、天板40(
図8参照)に設けられた凹状部42の数に相当する数の転動ユニット16を具える。全ての転動ユニット16は、対応する凹状部42が設定される。即ち転動ユニット16の配置は、凹状部42の配置に対応しており、天板40と可動部18とがZ方向に対向している時に転動ユニット16は、対応する凹状部42に対してZ方向に対向する。
【0080】
例えば、
図17に示す向きの天板40において、複数の凹状部42の内、一番左上の凹状部42aには、複数の転動ユニット16の内、一番左上に配された転動ユニット16aが対応する。
同様に天板40の一番右下の凹状部42bには、一番右下に配された転動ユニット16bが対応する。
【0081】
また、図示していないが撮像部54は、転動ユニット16と同様に凹状部42に相当する数で、凹状部42毎に対応するように、転動ユニット16と共に可動部18に配されているものとする。
【0082】
図18は第三の実施形態に係る姿勢制御装置150を示すブロック図であり、制御部50には、上述した記憶部54、移動ユニット14の他、転動ユニット16、撮像部54及び画像解析部56等を含んだ姿勢制御ユニット120が複数(凹状部42の数に相当する数)接続される。
【0083】
姿勢制御ユニット120は、CPUやメモリ等を有する姿勢制御部122を有し、姿勢制御部122には、転動ユニット16、撮像部54、画像解析部56等が接続される。即ち、姿勢制御部122は、転動ユニット16、撮像部54、画像解析部56等に対して処理実行を指示する。
【0084】
本実施形態において、記憶部54は、姿勢制御部122から出力された処理結果を集めて各凹状部42内のパン生地Dの姿勢の良不良を管理するテーブルを記憶する。例えば、記憶部54のテーブルは、予め設定された姿勢制御ユニット120毎のユニットID(識別子)に、姿勢制御ユニット120に対応する凹状部42内のパン生地Dの姿勢情報を関連付けて記憶するように構成することが出来る。
【0085】
ここで、
図19のフローチャートを参照して姿勢制御装置150による管理処理について説明する。上述した各実施形態と同様に、可動部18はレール14a上の初期位置で待機し、また回転双曲盤22は第一状態で且つパン生地Dの高さよりも上方で待機する。
【0086】
制御部50は、上述したステップS1と同様に、搬送されているパン生地Dが転動ユニット16の下方に位置する時に合わせ、移動ユニット14によって可動部18を天板6に追従するように移動させる(ステップSA1)。
【0087】
制御部50は、各姿勢制御ユニット120に撮像・転動処理を実行させる処理実行指示を送信する(ステップSA2)。これにより各姿勢制御ユニット120は、撮像・転動処理を実行する(ステップSA3)。
【0088】
撮像・転動処理では、姿勢制御ユニット120は、対応する凹状部42内のパン生地Dを撮像し、パン生地Dの姿勢情報を制御部50に送信すると共に、姿勢が不良である場合、パン生地Dの姿勢が良好となるように転動させる。そして転動が終了した時パン生地Dの姿勢が良好である旨の姿勢情報を制御部50に送信する。尚、撮像・転動処理の詳細な説明については、
図20を参照して後述する。
なお、姿勢情報は、送信元である姿勢制御ユニット120のユニットIDと、パン生地Dの姿勢の良不良を示す情報とを含んでいる。
【0089】
制御部50は、姿勢制御ユニット120から姿勢情報を受信する(ステップSA4)。制御部50は、受信した姿勢情報の内容を記憶部54のテーブルに記憶する(ステップSA5)。具体的に制御部50は、受信した姿勢情報のユニットIDに該当するテーブルの項目に、姿勢情報に含まれている姿勢の内容(良好或いは不良)を記憶する。
【0090】
制御部50は、記憶部54のテーブルに記憶している全パン生地Dの姿勢が良好であるか否かを判断し(ステップSA6)、全パン生地Dの姿勢が良好であると判断した時(ステップSA6、Yes)、ステップSA7に進み、全パン生地Dの姿勢が良好ではないと判断した時(ステップSA6、No)、ステップSA4に戻って姿勢制御ユニット120からの姿勢情報の受信を継続して行う。
【0091】
制御部50は、全パン生地Dの姿勢が良好である時、可動部18を初期位置に移動させて管理処理を終了する(ステップSA7)。
【0092】
図20は、第三の実施形態に係る姿勢制御ユニット120による撮像・転動処理を示すフローチャートである。姿勢制御部122は、撮像部54によるパン生地Dの撮像を開始する(ステップSB1)。姿勢制御部122は、画像解析部56によって撮像部54から出力されている画像を解析する(ステップSB2)。
【0093】
姿勢制御部122は、画像の解析結果から、パン生地Dの姿勢が良好であるか否かを判定し(ステップSB3)、姿勢が不良であると判断した時(ステップSB3、No)、姿勢が不良である旨の内容にユニットIDを付した姿勢情報を作成して制御部50に送信すると共に、転動ユニット16の伸縮部20を伸長させ回転双曲盤22を下降させる(ステップSB4)。従って、回転双曲盤22は天板6上のパン生地DのX方向両隣りに位置する。
【0094】
姿勢制御部122は、第二状態に遷移するように、回転双曲盤22をX方向に変位させる(ステップSB5)。従って回転双曲盤22は、パン生地DのX方向両端に当接する。
【0095】
姿勢制御部122は、回転双曲盤22を回転駆動させてパン生地Dを転動させる(ステップSB6)。姿勢制御部122は、継続して撮像部54によるパン生地Dの撮像と画像解析部56による画像解析を行い、パン生地Dの姿勢が良好か否かを判定し(ステップSB7)、姿勢が不良であると判定した時(ステップSB7、No)、ステップSB6に戻ってパン生地Dの転動を継続する。
【0096】
姿勢制御部122は、姿勢が良好であると判断した時(ステップSB7、Yes)、回転双曲盤22を天板6及びパン生地Dから退避させる(ステップSB8)。回転双曲盤22の天板40及びパン生地Dからの退避は、回転双曲盤22の回転停止の後、回転双曲盤22をY方向に回動させて第一状態に遷移させ、そして伸縮部20の収縮によって回転双曲盤22を上昇させることにより成される。
【0097】
上記の回転双曲盤22の退避の後、又はステップSB3で姿勢が良好であると判断した時(ステップSB3、Yes)、姿勢が良好である旨の情報に不図示のメモリ等に記憶しているユニットIDを付した姿勢良好情報を制御部50に送信して撮像・転動処理を終了する(ステップSB9)。
【0098】
以上、説明したように、複数のパン生地を天板に載置している場合において、複数の姿勢制御ユニットを並行して動作させるので、少ない処理負担で全パン生地に対する撮像・転動処理を略同時に実行することが出来る。具体的には、パン生地は天板と共に搬送コンベアによって搬送されて姿勢制御にかける処理可能な時間(処理可能時間という。)が限られるところ、複数の姿勢制御ユニットを並行させて動作させる為、全パン生地の撮像・転動処理完了に掛かる時間を短縮することが出来る。
また、姿勢制御ユニット毎に、対応するパン生地の撮像、姿勢の判断、パン生地の転動等の処理を行う為、仮に制御部が複数のパン生地の各々に対して撮像、姿勢の判断、パン生地の転動を行った場合に比して遥かに少ない負担でパン生地の姿勢制御を完了させることが出来る。よって同時に多数のパン生地の撮像・転動処理を行う場合でもあっても、処理可能時間内での撮像・転動処理を略確実に実行することが出来る。
【0099】
尚、姿勢制御ユニットは、撮像・転動処理において、パン生地の姿勢が不良である時、不良である旨の姿勢情報を制御部に送信するものと説明したが、勿論、これに限定するものでは無い。例えば姿勢制御ユニットは、不良である旨の姿勢情報を送信せず、パン生地を転動させて所定の姿勢となった時に姿勢が良好である旨の姿勢情報を送信するようにしてもよい。
【0100】
また、姿勢制御ユニットがパン生地の撮像・転動処理を実行するものとして説明したが、勿論、制御部50が撮像・転動処理に係る制御処理を実行し得る構成であってもよい。
【0101】
また、上述した第2、3の実施形態に係る姿勢制御装置は、撮像部54によってパン生地Dを撮像し、画像解析部56によって巻尻Deを検出するものとして説明したが、巻尻Deの検出方法はこれに限定されるものでは無い。例えば、レーザ照射によってパン生地Dにおける巻尻Deを検出してもよい。具体的には、パン生地Dにレーザ光を放射状に照射するレーザ放射部と、パン生地Dで反射した反射光を受光する受光部等を設け、受光部からの出力に基づいてパン生地Dの三次元形状を取得し、巻尻Deの検出を行うようにしてもよい。また、撮像画像と、レーザ照射によって取得された三次元形状の両方を用いて、巻尻Deを検出しても良いことは言うまでもない。
【符号の説明】
【0102】
1…搬送装置、2…搬送コンベア、4…転圧部、6…天板、10,100,150…姿勢制御装置、14…移動ユニット、14a…レール、16…転動ユニット、18…可動部、20…伸縮部、22…回転双曲盤、50…制御部、50a…CPU、50b…メモリ、52…記憶部、54…撮像部、56…画像解析部、120…姿勢制御ユニット。