特開 2024-162358 計量システム

(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】P2024162358

(43)【公開日】2024-11-21

(54)【発明の名称】計量システム

(51)【国際特許分類】

   G01G 13/06 20060101AFI20241114BHJP

   B25J 13/00 20060101ALI20241114BHJP

【ＦＩ】

G01G13/06 Z

B25J13/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023077771

(22)【出願日】2023-05-10

(71)【出願人】

【識別番号】513142806

【氏名又は名称】株式会社カサイ製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000648

【氏名又は名称】弁理士法人あいち国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】奥村 和功

【テーマコード（参考）】

2F046

3C707

【Ｆターム（参考）】

2F046AA01

2F046FA01

2F046FA05

3C707AS14

3C707ES03

3C707EV10

3C707LV06

(57)【要約】

【課題】小型設備を実現することができる計量システムを提供すること。
【解決手段】計量システム１は、計量台２１を有する計量器２０と、粉体材料Ｗａを収容し、粉体材料を吐出するための開口１１１ａを有する粉体容器１１１と、ロボットハンド７１を備えるロボット７０と、ロボットを制御する制御装置８０とを備える。制御装置８０は、ロボットハンドの閉動作によりロボットハンドに粉体容器を挟持させる容器挟持動作Ｓ１２を実行し、粉体容器を挟持した状態で計量台の上方にてロボットハンドを揺動回転させることにより粉体容器を揺動回転させ、粉体容器の開口から粉体容器の中の粉体材料を計量台に供給する粉体供給動作Ｓ１５，Ｓ１７を実行する。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

計量台（２１）を有する計量器（２０）と、
粉体材料（Ｗａ）を収容し、前記粉体材料を吐出するための開口（１１１ａ）を有する粉体容器（１１１）と、
ロボットハンド（７１）を備えるロボット（７０）と、
前記ロボットを制御する制御装置（８０）と、を備え、
前記制御装置は、
前記ロボットハンドの閉動作により前記ロボットハンドに前記粉体容器を挟持させる容器挟持動作（Ｓ１２）を実行し、
前記粉体容器を挟持した状態で前記計量台の上方にて前記ロボットハンドを揺動回転させることにより前記粉体容器を揺動回転させ、前記粉体容器の前記開口から前記粉体容器の中の前記粉体材料を前記計量台に供給する粉体供給動作（Ｓ１５，Ｓ１７）を実行する、計量システム（１）。

【請求項2】

前記制御装置は、
前記粉体供給動作の基準動作として、前記粉体容器の前記開口が上寄りの方向を向く初期姿勢から前記開口が下寄りの方向を向く下向姿勢に変化させる供給揺動回転を実行し、前記供給揺動回転に次いで前記供給揺動回転の逆回転動作により前記下向姿勢から前記初期姿勢に戻す復帰揺動回転を実行し、
前記粉体供給動作の前記基準動作を複数回実行する、請求項１に記載の計量システム。

【請求項3】

前記制御装置は、
前記粉体材料の供給目標量に基づいて前記基準動作の回数を演算し、
前記粉体供給動作として、演算した前記回数だけ前記基準動作を実行する、請求項２に記載の計量システム。

【請求項4】

前記粉体容器の内面は、中心軸線を基準とする軸対称形状または前記中心軸線を通る平面に対する面対称形状に形成され、かつ、前記粉体容器の前記開口が前記中心軸線を含む位置に形成されている、請求項１または２に記載の計量システム。

【請求項5】

さらに、
前記開口に挿入可能な棒（１１２ａ）を有し、前記開口を閉塞する蓋（１１２）を備え、
前記制御装置は、
前記ロボットハンドの動作により、前記粉体容器から前記蓋を取り外し、かつ、取り外した前記蓋を蓋置台に載置する蓋取外動作（Ｓ１１）を実行し、
前記蓋取外動作に次いで、前記容器挟持動作および前記粉体供給動作を実行し、
前記粉体供給動作に次いで、前記ロボットハンドの閉動作により前記ロボットハンドに前記蓋を挟持させる蓋挟持動作（Ｓ２１）を実行し、
前記計量台に供給された前記粉体材料の盛り高さを調整する高さ調整動作（Ｓ２２）を実行する、請求項１または２に記載の計量システム。

【請求項6】

さらに、
流動性材料（Ｗｂ）を収容する流動性材料容器（１２１）と、
圧縮量を大きい状態から小さい状態へ変化させることにより前記流動性材料を吸引可能に構成され、前記圧縮量を小さい状態から大きい状態へ変化させることにより、吸引済みの前記流動性材料を吐出可能に構成されたスポイト（１３１）と、を備え、
前記制御装置は、
前記ロボットハンドの閉動作により前記ロボットハンドに前記スポイトを挟持させるスポイト挟持動作（Ｓ３４）を実行し、
前記スポイトの先端を前記流動性材料容器内の前記流動性材料に接触した状態において、前記ロボットハンドの開動作により前記スポイトの前記圧縮量を大きい状態から小さい状態へ変化させることにより前記スポイトに前記流動性材料を吸引させる吸引動作（Ｓ３８）を実行し、
前記ロボットハンドの搬送により、前記スポイトを挟持した状態で、前記スポイトを前記計量台の上方に搬送するスポイト搬送動作（Ｓ４１）を実行し、
前記ロボットハンドの閉動作により前記スポイトの前記圧縮量を小さい状態から大きい状態へ変化させることにより前記スポイトに吸引された前記流動性材料を前記計量台に吐出する吐出動作（Ｓ４２）を実行する、請求項１または２に記載の計量システム。

【請求項7】

前記制御装置は、
前記流動性材料の供給目標量が前記スポイトの最大吸引可能量より大きいか否かを判定すると共に、前記流動性材料の供給目標量が前記スポイトの最大吸引可能量以下の場合に前記流動性材料の供給目標量に応じた前記スポイトの前記圧縮量を演算し、
前記吸引動作において、
前記流動性材料の供給目標量が前記スポイトの最大吸引可能量より大きいと判定された場合には、前記スポイトの前記圧縮量を最大圧縮量から吸引規定圧縮量へ変化させることにより前記流動性材料を吸引させ、
前記流動性材料の供給目標量が前記スポイトの最大吸引可能量以下と判定された場合に、前記スポイトの前記圧縮量を前記流動性材料の供給目標量に応じた演算量から前記吸引規定圧縮量へ変化させることにより前記流動性材料を吐出する、請求項６に記載の計量システム。

【請求項8】

前記制御装置は、
前記吐出動作において、前記ロボットハンドの閉動作および搬送を同時に行うことにより、前記計量台に吐出される前記流動性材料の位置を移動させる、請求項６に記載の計量システム。

【請求項9】

前記制御装置は、
前記吐出動作において、前記計量台に前記流動性材料が既に吐出された状態で、追加で前記流動性材料を吐出する場合において、前記ロボットハンドの閉動作および搬送を同時に行うことにより、前記流動性材料の前回吐出の終端近傍から、前記流動性材料の今回吐出を開始する、請求項８に記載の計量システム。

【請求項10】

前記制御装置は、
前記吐出動作に次いで、前記ロボットハンドの開動作の後に搬送を行うことにより、前記スポイトの先端に付着する前記流動性材料を内部に吸引した状態で、前記スポイトを戻し搬送する戻し搬送動作（Ｓ３７）を実行する、請求項６に記載の計量システム。

【請求項11】

前記制御装置は、
前記スポイト搬送動作において、前記スポイトの先端を前記流動性材料容器内の前記流動性材料から離間させて前記ロボットハンドの開動作の後に搬送を行うことにより、前記スポイトの先端に付着する前記流動性材料を内部に吸引した状態で、前記スポイトを搬送する、請求項６に記載の計量システム。

【請求項12】

前記制御装置は、
前記スポイト搬送動作において、前記スポイトの先端を前記流動性材料容器に接触させて前記スポイトの姿勢を所望姿勢とし、次いで前記スポイトを搬送する、請求項６に記載の計量システム。

【請求項13】

計量台（２１）を有する計量器（２０）と、
流動性材料（Ｗｂ）を収容する流動性材料容器（１２１）と、
ロボットハンド（７１）を備えるロボット（７０）と、
圧縮量を大きい状態から小さい状態へ変化させることにより前記流動性材料を吸引可能に構成され、前記圧縮量を小さい状態から大きい状態へ変化させることにより、吸引済みの前記流動性材料を吐出可能に構成されたスポイト（１３１）と、
前記ロボットを制御する制御装置（８０）と、を備え、
前記制御装置は、
前記ロボットハンドの閉動作により前記ロボットハンドに前記スポイトを挟持させるスポイト挟持動作（Ｓ３４）を実行し、
前記スポイトの先端を前記流動性材料容器内の前記流動性材料に接触した状態において、前記ロボットハンドの開動作により前記スポイトの前記圧縮量を大きい状態から小さい状態へ変化させることにより前記スポイトに前記流動性材料を吸引させる吸引動作（Ｓ３８）を実行し、
前記ロボットハンドの搬送により、前記スポイトを挟持した状態で、前記スポイトを前記計量台の上方に搬送するスポイト搬送動作（Ｓ４１）を実行し、
前記ロボットハンドの閉動作により前記スポイトの前記圧縮量を小さい状態から大きい状態へ変化させることにより前記スポイトに吸引された前記流動性材料を前記計量台に吐出する吐出動作（Ｓ４２）を実行する、計量システム（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、計量システムに関する。

【背景技術】

【0002】

製造工場などにおいては自動化が図られているのに対して、粉体材料や流動性材料の検査や研究においては、まだまだ作業者の手作業により行われる作業が多数存在する。製造工場における自動化設備は、産業ロボットなどを含む大型設備であるため、材料の検査や研究において、製造工場と同様の自動化設備をそのまま利用することができない場合が多い。

【0003】

特許文献１には、食品中の微生物を検査する食品衛生検査に適用し、１種のロボットハンドにより、シャーレの搬送、ピペットの操作、試験管およびコンラージ棒の把持並びに操作など、多種の操作を行うことが記載されている。つまり、ロボットハンドが複数の機能を実施できるような形状に形成されることにより、上記を実現している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２０２１／０９５７４３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

粉体材料や流動性材料の検査や研究において、粉体材料や流動性材料の計量を行うことは重要である。これまでは、計量作業は、作業者の手作業により行うことが一般的であった。さらに、自動化を行うとしても、製造工場と同様の産業機械を用いた大型設備ではなく、小型設備にて実現することも重要である。特許文献１に記載の設備を用いることにより小型設備により実現することが可能となる。ピペットを用いて材料を供給することが記載されているが、改善の余地がある。

【0006】

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、小型設備を実現することができる計量システムを提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第一態様は、計量台を有する計量器と、
粉体材料を収容し、前記粉体材料を吐出するための開口を有する粉体容器と、
ロボットハンドを備えるロボットと、
前記ロボットを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記ロボットハンドの閉動作により前記ロボットハンドに前記粉体容器を挟持させる容器挟持動作を実行し、
前記粉体容器を挟持した状態で前記計量台の上方にて前記ロボットハンドを揺動回転させることにより前記粉体容器を揺動回転させ、前記粉体容器の前記開口から前記粉体容器の中の前記粉体材料を前記計量台に供給する粉体供給動作を実行する、計量システムにある。

【0008】

本発明の第二態様は、計量台を有する計量器と、
流動性材料を収容する流動性材料容器と、
ロボットハンドを備えるロボットと、
圧縮量を大きい状態から小さい状態へ変化させることにより前記流動性材料を吸引可能に構成され、前記圧縮量を小さい状態から大きい状態へ変化させることにより吸引済みの前記流動性材料を吐出可能に構成されたスポイトと、
前記ロボットを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記ロボットハンドの閉動作により前記ロボットハンドに前記スポイトを挟持させるスポイト挟持動作を実行し、
前記スポイトの先端を前記流動性材料容器内の前記流動性材料に接触した状態において、前記ロボットハンドの開動作により前記スポイトの前記圧縮量を大きい状態から小さい状態へ変化させることにより前記スポイトに前記流動性材料を吸引させる吸引動作を実行し、
前記ロボットハンドの搬送により、前記スポイトを挟持した状態で、前記スポイトを前記計量台の上方に搬送するスポイト搬送動作を実行し、
前記ロボットハンドの閉動作により前記スポイトの前記圧縮量を小さい状態から大きい状態へ変化させることにより前記スポイトに吸引された前記流動性材料を前記計量台に吐出する吐出動作を実行する、計量システムにある。

【発明の効果】

【0009】

本発明の第一態様によれば、粉体容器を挟持した状態で計量台の上方にてロボットハンドを揺動回転させることにより粉体容器を揺動回転させ、粉体容器の開口から粉体容器の中の粉体材料を計量台に供給する粉体供給動作を実行している。従って、粉体材料を収容した粉体容器を設置するだけで、所望量の粉体材料を計量台に供給することができる。

【0010】

また、本発明の第二態様によれば、ロボットハンドの開閉動作によりスポイトの圧縮量を調整することができ、スポイトの圧縮量を調整することにより流動性材料の吸引および吐出を行うことができる。従って、スポイトと流動性材料容器を設置するだけで、所望量の流動性材料を計量台に供給することができる。

【0011】

以上のごとく、上記態様によれば、小型設備を実現することができる計量システムを提供することができる。

【0012】

なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施形態１における、計量システムの構成を示す平面図で。

【図2】計量システムを構成する制御装置による処理を示すフローチャート。

【図3】計量システムを構成する制御装置による処理を示すフローチャート。

【図4】計量システムを構成する制御装置による処理を示すフローチャート。

【図5】計量システムにおいて、ロボットハンドがバルブバキュームを用いて計量皿を搬送する過程を示す図。

【図6】計量システムにおいて、ロボットハンドが粉体容器から蓋を取り外す過程を示す図。

【図7】計量システムにおいて、ロボットハンドが粉体容器を用いて粉体材料を計量皿に供給する過程を示す図。

【図8】計量システムにおいて、ロボットハンドが蓋を用いて粉体材料を平坦化する過程を示す図。

【図9】計量システムにおいて、ロボットハンドがスポイトに流動性材料を吸引するまでの過程を示す図。

【図10】計量システムにおいて、ロボットハンドがスポイトを用いて計量皿に供給する過程を示す図。

【図11】実施形態２における、制御処理を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0014】

（実施形態１）
１．計量システム１の構成
計量システム１について、図１を参照して説明する。計量システム１は、対象材料として粉体材料Ｗａおよび流動性材料Ｗｂの計量を行うシステムである。計量システム１は、作業者の作業と人協働ロボット７０との協働により行われる。例えば、作業者は、計量皿１０１、粉体容器１１１、流動性材料容器１２１などを準備し、設置する。人協働ロボット７０は、計量皿１０１に、所望量の粉体材料Ｗａまたは流動性材料Ｗｂを供給するための動作を行う。以下、計量システム１の詳細構成について説明する。

【0015】

計量システム１は、ベース１０を備え、ベース１０上に、計量器２０、皿置台３０、第一容器設置台４０、第二容器設置台５０、廃棄容器６０、人協働ロボット７０、制御装置８０を備える。ベース１０は、任意の形状に形成されることができる。ベース１０は、例えば、テーブルなどを適用でき、起立姿勢または座位姿勢の作業者が作業しやすい高さに設定されている。

【0016】

計量器２０は、ベース１０上における、図１の左下領域に設置される。計量器２０は、対象材料の質量を計測できる機器である。計量器２０は、対象材料を載置するための計量台２１、表示部２２を備え、図示しないが計量を実施するための制御部を備える。つまり、計量器２０は、計量台２１に載置された対象材料の質量を計測し、表示部２２に計測した質量を表示することができる。

【0017】

計量器２０は、電源ＯＮ動作の後には、電源ＯＦＦになるまでの間、計量台２１に載置された対象材料の質量を常時計測することもできる。また、計量器２０は、電源ＯＮ動作の後において、計量開始信号をトリガーとして、計量台２１に載置された対象材料の質量を計測することもできる。

【0018】

本実施形態においては、計量器２０は、さらに、必要に応じて、任意の計量下皿２３を備える。計量下皿２３は、計量台２１の上に載置され、例えば、板状本体部分の縁に持ち運び用の取手部２３ａを有している。

【0019】

皿置台３０は、ベース１０上における、計量器２０の近傍に設置される。本実施形態においては、皿置台３０は、図１の左上領域に設置される。皿置台３０上には、複数の計量皿１０１が、重ねた状態で載置される。計量皿１０１が、所望量の粉体材料Ｗａまたは流動性材料Ｗｂを受ける部材を構成する。

【0020】

皿置台３０は、計量皿１０１が設置される領域の近傍に、バルブバキューム１０２を設置するためのバキューム設置台３１を備える。バルブバキューム１０２は、後述するように（図５（ａ）参照）、ゴムや樹脂などにより形成されており内部に空間を有する弾性変形部１０２ａと、先端に吸引部１０２ｂとを備える。バキューム設置台３１には、貫通孔が形成されている。バキューム設置台３１の貫通孔には、バルブバキューム１０２の吸引部１０２ｂの部分が挿入可能であり、バルブバキューム１０２を所定姿勢にて保持できるように構成されている。

【0021】

第一容器設置台４０は、例えば、ベース１０上における、図１の下側領域に配置されている。第一容器設置台４０は、複数の粉体容器１１１を載置可能な容器台４１と、粉体容器１１１に取り付けられる蓋１１２を載置可能な蓋置台４２とを備える。粉体容器１１１は、粉体材料Ｗａを収容する。また、粉体容器１１１は、後述するように（図６（ｂ）参照）、粉体材料Ｗａを吐出するための開口１１１ａを有する。

【0022】

本実施形態においては、粉体容器１１１の内面は、中心軸線を基準とする軸対称形状または中心軸線を通る平面に対する面対称形状に形成されている。粉体容器１１１の内面は、軸対称形状の例として円筒内周面に形成されていたり、面対称形状の例として角筒内周面に形成されていたりする。また、粉体容器１１１の開口１１１ａは、中心軸線を含む位置に形成されている。つまり、開口１１１ａは、開口１１１ａが形成される面の中心に位置することを意味する。開口１１１ａの形状は、例えば円形断面形状、角形断面形状などに形成されている。また、粉体容器１１１は、１つの開口１１１ａを有するようにしても良いし、複数の開口１１１ａを有するようにしても良い。

【0023】

蓋１１２は、粉体容器１１１の開口１１１ａを閉塞するように構成されている。本実施形態においては、蓋１１２は、粉体容器１１１の開口１１１ａに挿入可能な棒１１２ａを有する。つまり、棒１１２ａが開口１１１ａに挿入されることで、蓋１１２は、開口１１１ａを閉塞することができる。なお、蓋１１２は、棒１１２ａを有しない構成としても良い。また、蓋１１２は、粉体容器１１１の開口１１１ａを有する面上に載置されるだけとしても良いし、ねじなどにより取り付けられるようにしても良い。

【0024】

蓋置台４２は、容器台４１に隣接して配置されている。蓋置台４２には、貫通孔４２ａが形成されている。蓋置台４２の貫通孔４２ａには、蓋１１２の棒１１２ａが挿入可能であり、蓋１１２を所定姿勢にて保持できるように構成されている。ただし、蓋１１２が棒１１２ａを有しない構成の場合には、蓋置台４２の貫通孔４２ａは不要となる。

【0025】

第二容器設置台５０は、例えば、ベース１０上における、図１の右側領域に配置されている。第二容器設置台５０は、複数の流動性材料容器１２１を載置可能な容器台５１と、流動性材料容器１２１に取り付けられる蓋１２２を載置可能な蓋置台５２と、スポイト１３１を立てた状態で載置可能なスポイト置台５３とを備える。

【0026】

流動性材料容器１２１は、液体、コロイド溶液（ゾル）などの流動性材料Ｗｂを収容する。また、流動性材料容器１２１は、後述するように（図９（ａ）参照）、開口１２１ａを有する。本実施形態においては、開口１２１ａは、流動性材料容器１２１における流動性材料Ｗｂが貯留している底面寄りの部分と同程度の面積を有する。

【0027】

蓋１２２は、流動性材料容器１２１の開口１２１ａを閉塞するように構成されている。蓋１２２は、流動性材料容器１２１の開口１２１ａを有する面上に載置されるだけとしても良いし、ねじなどにより取り付けられるようにしても良い。蓋置台５２は、容器台５１に隣接して配置されている。蓋置台５２には、蓋１２２を位置決めできるように突起５２ａを有するようにしても良い。スポイト置台５３は、容器台５１に隣接して配置されている。スポイト置台５３は、複数のスポイト１３１のそれぞれを挿入可能な複数の貫通孔を有する。

【0028】

スポイト１３１は、圧縮量を大きい状態から小さい状態へ変化させることにより流動性材料を吸引可能に構成されている。反対に、スポイト１３１は、圧縮量を小さい状態から大きい状態へ変化させることにより、吸引済みの流動性材料を吐出可能に構成されている。

【0029】

廃棄容器６０は、例えば、使用済みのスポイト１３１を廃棄するための容器である。また、使用済みの計量皿１０１を廃棄する場合には、廃棄容器６０は、使用済みの計量皿１０１を廃棄するための容器として用いることもできる。廃棄容器６０は、例えば、ベース１０上における、第二容器設置台５０の近傍に配置される。

【0030】

人協働ロボット７０は、ベース１０上における中央付近に配置されており、シリアル型の多軸ロボットにより構成される。ベース１０上における外周領域は、人協働ロボット７０による作業領域であり、かつ、作業者による作業領域を構成する。従って、人協働ロボット７０は、作業者による作業領域における作業を可能となるように、高い安全性を有するように構成されている。

【0031】

人協働ロボット７０は、先端部が人協働ロボット７０の周囲に位置することができるように、さらに、先端部が各位置において様々な姿勢を取ることができるように構成されている。本形態においては、人協働ロボット７０は、例えば、６個の回転軸と５個のアームとを備えて構成される。ただし、人協働ロボット７０は、シリアル型に限定されるものではなく、パラレル型や、他の任意の機械構成を有するようにしても良い。

【0032】

本形態においては、人協働ロボット７０は、先端に一対のロボットハンド７１，７１を備える。従って、人協働ロボット７０は、人協働ロボット７０の周囲において、一対のロボットハンド７１，７１の位置および姿勢を自由に取ることができる。

【0033】

一対のロボットハンド７１，７１は、相互の離間距離を変更することにより対象物を挟持できるように構成されている。一対のロボットハンド７１，７１は、複数の対象物を挟持できるように、複数の対象物のそれぞれの形状に応じた部位を有する。例えば、ロボットハンド７１，７１のある部位は、小径の対象物を挟持できるように、離間距離が短い部分であって、平行に対向する平面を有する。また、他の部位は、大径の対象物を挟持できるように、離間距離が長い部分であって、平行に対向する平面を有する。また、他の部位は、湾曲した凹面を有する。

【0034】

さらに、一対のロボットハンド７１，７１の表面は、部位に応じて、異なる材質により形成されても良い。例えば、形状安定性の高く耐摩耗性の高い金属または硬質樹脂からなる部位や、ゴムやエラストマーなどの摩擦係数が大きな材質からなる部位、弾性変形することにより耐衝撃性の高い材質からなる部位などを有しても良い。

【0035】

人協働ロボット７０は、例えば、バルブバキューム１０２の挟持および操作、計量皿１０１の挟持および搬送、粉体容器１１１の挟持および搬送、蓋１１２の挟持および搬送、蓋１２２の挟持および搬送、スポイト１３１の挟持、操作および搬送などを行う。

【0036】

作業者は、人協働ロボット７０が行わない作業を行うと良い。例えば、作業者は、計量皿１０１を皿置台３０へ設置すること、粉体材料Ｗａを粉体容器１１１に補給すること、流動性材料Ｗｂを流動性材料容器１２１に補給すること、バルブバキューム１０２やスポイト１３１を設置することなどを行う。このように、作業者による作業と人協働ロボット７０による作業とにより協働して行われる。

【0037】

制御装置８０は、計量器２０および人協働ロボット７０を制御する。詳細には、制御装置８０は、計量器２０の制御装置および人協働ロボット７０の制御装置と通信を行い、所定のプログラムを実行することにより、計量器２０の制御装置および人協働ロボット７０の制御装置への指令を行う。

【0038】

２．制御装置８０による処理
制御装置８０による処理について、図２～図１０を参照して説明する。以下において、制御装置８０による処理について、計量システム１の起動から計量皿１０１の搬送までの初期準備処理、対象材料が粉体材料Ｗａの場合の処理、対象材料が流動性材料Ｗｂの場合の処理に分けて説明する。

【0039】

２－１．初期準備処理
制御装置８０による初期準備処理について、図２および図５を参照して説明する。初期準備処理は、皿置台３０に載置されている計量皿１０１を、計量器２０の計量台２１上に搬送するための処理である。

【0040】

図２に示すように、制御装置８０は、図示しない起動ボタンが作業者により押されたことを取得することにより、計量システム１の起動を判定する（図２のＳ１）。起動されていなければ、起動されるまで待機する（図２のＳ１：Ｎｏ）。続いて、制御装置８０は、対象材料の種類情報を取得し（図２のＳ２）、対象材料の供給目標量を取得する（図２のＳ３）。対象材料の種類情報および対象材料の供給目標量は、予め作業者により入力されている。

【0041】

続いて、図５（ａ）に示すように、制御装置８０は、一対のロボットハンド７１，７１の閉動作により、一対のロボットハンド７１，７１にバルブバキューム１０２の弾性変形部１０２ａを挟持させる（図２のＳ４：挟持動作の実行）。このときの圧縮量は、バルブバキューム１０２が計量皿１０１を吸引することができる程度の圧縮量とされる。

【0042】

続いて、図５（ｂ）に示すように、制御装置８０は、バルブバキューム１０２の弾性変形部１０２ａを挟持した状態で、バルブバキューム１０２の吸引部１０２ｂを、皿置台３０に載置されている計量皿１０１の中央付近に接触させる。そして、制御装置８０は、一対のロボットハンド７１，７１の開動作により、バルブバキューム１０２の弾性変形部１０２ａの圧縮量を小さくする。このようにして、バルブバキューム１０２に、計量皿１０１を吸着させる（図２のＳ５：吸着動作の実行）。

【0043】

続いて、図５（ｃ）に示すように、制御装置８０は、バルブバキューム１０２により計量皿１０１を吸着させた状態で、バルブバキューム１０２および計量皿１０１を搬送する（図２のＳ６：搬送動作の実行）。そして、計量皿１０１が計量台２１上に設置した後に、制御装置８０は、一対のロボットハンド７１，７１の閉動作により、吸引部１０２ｂによる計量皿１０１の吸引状態を解消させる。従って、計量皿１０１が計量台２１上に設置される。

【0044】

続いて、図５（ｄ）に示すように、制御装置８０は、バルブバキューム１０２を挟持した状態で、バルブバキューム１０２をバキューム設置台３１へ戻し搬送する（図２のＳ７：戻し搬送動作の実行）。続いて、制御装置８０は、入力された対象材料の種類情報が粉体材料Ｗａであるか、流動性材料Ｗｂであるかを判定する（図２のＳ８：判定処理の実行）。以下に説明するように、制御装置８０は、対象材料が粉体材料Ｗａである場合と流動性材料Ｗｂである場合とで、異なる処理を行う。

【0045】

２－２．粉体材料における処理
図２のＳ８において、対象材料が粉体材料Ｗａである場合について（Ｓ８：Ｙｅｓ）、図３、図６～図８を参照して説明する。

【0046】

対象材料が粉体材料Ｗａである場合には（Ｓ８：Ｙｅｓ）、図６（ａ）～図６（ｃ）に示すように、制御装置８０は、一対のロボットハンド７１，７１により、容器台４１に載置されている粉体容器１１１から蓋１１２を取り外し、取り外した蓋１１２を蓋置台４２に載置する（図３のＳ１１：蓋取外動作の実行）。

【0047】

詳細には、図６（ａ）に示すように、制御装置８０は、一対のロボットハンド７１，７１の閉動作により、蓋１１２を挟持する。続いて、図６（ｂ）に示すように、制御装置８０は、一対のロボットハンド７１，７１を移動させることにより、蓋１１２を粉体容器１１１の上方へ移動することにより、蓋１１２の棒１１２ａが粉体容器１１１から抜かれる。続いて、図６（ｃ）に示すように、制御装置８０は、一対のロボットハンド７１，７１を移動させることにより、蓋１１２の棒１１２ａを蓋置台４２の貫通孔４２ａに挿入する。このようにして、蓋１１２が蓋置台４２に載置される。

【0048】

続いて、図７（ａ）に示すように、制御装置８０は、一対のロボットハンド７１，７１の閉動作により、蓋１１２が取り外された粉体容器１１１を挟持し、一対のロボットハンド７１，７１の搬送により、挟持した粉体容器１１１を計量台２１の上方に搬送する（図３のＳ１２：容器挟持動作、容器搬送動作の実行）。

【0049】

続いて、制御装置８０は、図２のＳ３にて取得した供給目標量（質量）と、計量皿１０１に供給されている粉体材料Ｗａの現在供給量（質量）との差分を演算する（図３のＳ１３：演算処理の実行）。初期においては、現在供給量は、ゼロであるため、差分は、供給目標量に等しい。

【0050】

続いて、制御装置８０は、演算した差分が基準供給量より大きいか否かを判定する（図３のＳ１４：判定処理の実行）。ここで、基準供給量は、粉体供給動作の基準動作を予め設定された回数実行した場合に、粉体容器１１１から計量皿１０１に供給される粉体材料Ｗａの質量である。

【0051】

粉体供給動作の基準動作について、図７（ａ）～図７（ｃ）を参照して説明する。図７（ａ）に示すように、一対のロボットハンド７１，７１が粉体容器１１１を挟持した状態で、粉体容器１１１の開口１１１ａが上寄りの方向を向く初期姿勢とされる。例えば、初期姿勢は、粉体容器１１１の開口が真上を向く方向とする。ただし、初期姿勢は、粉体容器１１１から粉体材料Ｗａが落下しない姿勢であれば、傾斜姿勢としても良い。

【0052】

続いて、図７（ｂ）に示すように、一対のロボットハンド７１，７１の揺動回転により、粉体容器１１１に対して、初期姿勢から粉体容器１１１の開口１１１ａが下寄りの方向を向く下向姿勢に変化させる供給揺動回転を実行する。例えば、下向姿勢は、水平から下方へ１０°～８０°の範囲に回転させた姿勢である。図７（ｂ）においては、下向姿勢は、水平から下方へ３０°回転させた姿勢を図示する。この供給揺動回転の実行により、粉体容器１１１の中の粉体材料Ｗａが、粉体容器１１１の開口１１１ａから吐出され、計量皿１０１に供給される。

【0053】

続いて、図７（ｃ）に示すように、一対のロボットハンド７１，７１を供給揺動回転の逆回転動作により、粉体容器１１１に対して、下向姿勢から初期姿勢に戻す復帰揺動回転を実行する。つまり、粉体供給動作の基準動作は、図７（ａ）に示す初期姿勢から図７（ｂ）に示す下向姿勢に変化し、さらに図７（ｃ）に示す初期姿勢に戻るまでの一連の動作である。

【0054】

基準供給量は、上述したように、粉体供給動作の基準動作を予め設定された回数実行した場合に、粉体容器１１１から計量皿１０１に供給される粉体材料Ｗａの質量である。予め設定される回数は、基本は、複数回であるが、１回とすることもできる。例えば、予め設定される回数が５回とすると、図７（ａ）～図７（ｃ）の基準動作を５回行った場合に供給される粉体材料Ｗａの質量が、基準供給量となる。ここで、通常、基準動作による粉体材料Ｗａの供給量にはばらつきがある。従って、複数回の基準動作の試験を行い、複数回の基準動作による供給量の平均値を、基準動作の供給量として用いると良い。

【0055】

そして、上述したように、図３のＳ１４において、制御装置８０は、演算した差分が基準供給量より大きいか否かを判定する。差分が基準供給量よりも大きい場合には（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、制御装置８０は、一対のロボットハンド７１，７１の動作により、規定回数の基準動作により粉体材料Ｗａを計量皿１０１に供給する（図３のＳ１５：粉体供給動作の実行）。

【0056】

詳細には、図７（ｂ）（ｃ）に示すように、制御装置８０は、一対のロボットハンド７１，７１を揺動回転させることにより、粉体容器１１１を揺動回転させ、粉体容器１１１の開口１１１ａから粉体材料Ｗａを計量皿１０１に供給する（粉体供給動作の実行）。つまり、制御装置８０は、一対のロボットハンド７１，７１に、上述した基準動作を実行させる。

【0057】

そして、ここでは、図３のＳ１４において、差分が基準供給量よりも大きい場合であるため、続いて、図７（ｄ）（ｅ）に示すように、粉体供給動作の基準動作を規定回数だけ実行する。規定回数が、例えば、５回に設定されている場合には、５回の基準動作を実行する。

【0058】

一方、図３のＳ１４において、差分が基準供給量以下である場合には（Ｓ１４：Ｎｏ）、制御装置８０は、差分に基づいて基準動作の回数を演算する（図３のＳ１６：演算処理の実行）。具体的には、制御装置８０は、基準動作を何回実行した場合に、差分をゼロに近づけるかを演算する。例えば、１回の基準動作による供給量が０．５ｇであって、差分が１．５ｇの場合には、３回の基準動作により１．５ｇの粉体材料Ｗａを供給することができる。そこで、この例においては、制御装置８０は、基準動作の回数として、３回を導出する。

【0059】

続いて、制御装置８０は、一対のロボットハンド７１，７１を動作させることにより、演算した回数の基準動作により粉体材料Ｗａを供給する（図３のＳ１７：粉体供給動作の実行）。図３のＳ１７においては、図３のＳ１５の動作に対して、基準動作の回数が異なるのみで、他は同様の動作となる。

【0060】

図３のＳ１５、Ｓ１７における粉体材料Ｗａの供給に続いて、制御装置８０は、計量器２０による計量を実行させる（図３のＳ１８：計量処理の実行）。計量器２０は、常時計量処理を実行するようにしても良いし、例えば計量開始信号をトリガーとして計量処理を実行するようにしても良い。前者の場合には、計量器２０は常時計量処理を実行しているが、安定した計量を実現するために、粉体材料Ｗａの供給を一旦停止している状態において計量するのが好ましい。そこで、このタイミングにおいて、計量器２０による計量を実行する。後者の場合には、図３のＳ１８において、制御装置８０は、計量開始信号を出力することにより、計量器２０による計量を実行させる。

【0061】

そして、制御装置８０は、計量結果としての計量皿１０１に供給された現在供給量が供給目標量に到達したか否かを判定する（図３のＳ１９：判定処理の実行）。ここでの供給目標量に到達した場合とは、現在供給量が、供給目標量を基準として許容範囲内に含まれている場合を含むようにしても良いし、供給目標量を超過している場合のみを対象としても良い。

【0062】

現在供給量が供給目標量に到達していない場合には（Ｓ１９：Ｎｏ）、Ｓ１３に戻り処理を繰り返す。つまり、現在供給量が供給目標量に到達するまで、制御装置８０は、粉体容器１１１を揺動回転することにより、粉体材料Ｗａを供給し続ける。

【0063】

現在供給量が供給目標量に到達した場合には（Ｓ１９：Ｙｅｓ）、制御装置８０は、一対のロボットハンド７１，７１の搬送により、粉体容器１１１を容器台４１に戻し搬送する（図３のＳ２０：戻し搬送動作の実行）。

【0064】

続いて、図８（ａ）に示すように、制御装置８０は、一対のロボットハンド７１，７１を蓋置台４２に移動させて、一対のロボットハンド７１，７１の閉動作により、蓋１１２を挟持する（図３のＳ２１：蓋挟持動作の実行）。

【0065】

続いて、図８（ｂ）に示すように、制御装置８０は、一対のロボットハンド７１，７１が蓋１１２を挟持した状態で、蓋１１２を計量台２１の上方に搬送する。そして、制御装置８０は、一対のロボットハンド７１，７１の往復動作により、蓋１１２の棒１１２ａを用いて計量皿１０１に供給された粉体材料Ｗａの盛り高さを調整する（図３のＳ２２：盛り高さ調整動作の実行）。図８（ｃ）に示すように、計量皿１０１上の粉体材料Ｗａは、平坦化される。

【0066】

続いて、図８（ｃ）（ｄ）に示すように、制御装置８０は、一対のロボットハンド７１，７１の搬送により蓋１１２を搬送して、容器台４１に載置された粉体容器１１１に、蓋１１２を取り付ける（図３のＳ２３：取付動作の実行）。

【0067】

以上のようにして、所望量の粉体材料Ｗａが、計量台２１に設置された計量皿１０１に供給される。なお、計量後においては、作業者が計量皿１０１を取り出し、別の部位で任意の作業を行うことができる。また、計量器２０が計量以外の処理を行う場合には、計量後において、制御装置８０は、計量器２０に計量後処理を実行させる。

【0068】

２－３．流動性材料における処理
図２のＳ８において、対象材料が流動性材料Ｗｂである場合について（Ｓ８：Ｎｏ）、図４、図９～図１０を参照して説明する。図１０（ａ）～図１０（ｆ）において、上段は、水平方向から見た図を示し、下段は、計量台２１の上方から見た図を示す。

【0069】

対象材料が流動性材料Ｗｂである場合には（Ｓ８：Ｎｏ）、図９（ａ）（ｂ）に示すように、制御装置８０は、一対のロボットハンド７１，７１により、容器台５１に載置されている流動性材料容器１２１から蓋１２２を取り外し、取り外した蓋１２２を蓋置台５２の突起５２ａに載置する（図４のＳ３１：蓋取外動作の実行）。

【0070】

続いて、制御装置８０は、図２のＳ３にて取得した供給目標量（質量）と、計量皿１０１に供給されている流動性材料Ｗｂの現在供給量（質量）との差分の演算（図４のＳ３２：演算処理の実行）。初期においては、現在供給量は、ゼロであるため、差分は、供給目標量に等しい。

【0071】

続いて、制御装置は、演算した差分が基準吸引可能量より大きいか否かを判定する（図４のＳ３３：判定処理の実行）。基準吸引可能量は、スポイト１３１による１回の最大吸引可能量である。

【0072】

ここで、一対のロボットハンド７１，７１によるスポイト１３１の圧縮量として、最大圧縮量、最小圧縮量、吸引規定圧縮量、垂下防止圧縮量が規定されている。最大圧縮量は、一対のロボットハンド７１，７１によりスポイト１３１を最大に押し潰した状態の圧縮量である。最小圧縮量は、一対のロボットハンド７１，７１によりスポイト１３１を搬送できる把持力を発揮する程度に最小に押し潰した状態の圧縮量である。吸引規定圧縮量は、最大圧縮量と最小圧縮量との間であって、最小圧縮量寄りに位置する圧縮量である。詳細には、スポイト１３１の圧縮量が吸引規定圧縮量から最小圧縮量に変化することにより、スポイト１３１に吸引された流動性材料Ｗｂがスポイト１３１の先端から垂れないようにする程度の微少拡張量に対応する。垂下防止圧縮量は、最大圧縮量と吸引規定圧縮量との間であって、最大圧縮量から僅かに拡張した圧縮量である。

【0073】

そして、図４のＳ３３における基準吸引可能量は、上述したように、スポイト１３１による１回の最大吸引可能量である。詳細には、基準吸引可能量は、スポイト１３１の圧縮量が最大圧縮量から吸引規定圧縮量に至るまでに、スポイト１３１に吸引される流動性材料Ｗｂの量（質量）に相当する。ただし、通常、基準吸引可能量にはばらつきがある。従って、複数回の上記動作の試験を行い、複数回の動作による吸引可能量の平均値を、基準吸引可能量として用いると良い。

【0074】

そして、上述したように、図３のＳ３３において、制御装置８０は、演算した差分が基準吸引可能量より大きいか否かを判定する。差分が基準吸引可能量よりも大きい場合には（Ｓ３３：Ｙｅｓ）、図９（ｃ）（ｄ）に示すように、制御装置８０は、一対のロボットハンド７１，７１の閉動作により、一対のロボットハンド７１，７１に基準圧縮量でスポイト１３１を挟持させる（図４のＳ３４：スポイト挟持動作の実行）。

【0075】

一方、図３のＳ３３において，差分が基準吸引可能量以下である場合には（Ｓ３３：Ｎｏ）、制御装置８０は、供給目標量と現在供給量との差分に基づいてスポイト１３１の圧縮量を演算する（図４のＳ３５：演算処理の実行）。以下において、演算された圧縮量を、演算量と称する。

【0076】

続いて、図９（ｃ）（ｄ）に示すように、制御装置８０は、一対のロボットハンド７１，７１の閉動作により、一対のロボットハンド７１，７１に演算された圧縮量（演算量）でスポイト１３１を挟持させる（図４のＳ３６:挟持動作の実行）。

【0077】

図４のＳ３４、Ｓ３６におけるスポイト１３１の挟持に続いて、図９（ｅ）に示すように、制御装置８０は、一対のロボットハンド７１，７１の搬送により、スポイト１３１を流動性材料容器１２１の位置に搬送し、スポイト１３１の先端を流動性材料容器１２１へ挿入する（図４のＳ３７：搬送動作の実行）。そうすると、スポイト１３１の先端が、流動性材料容器１２１内の流動性材料に接触した状態となる。

【0078】

続いて、図９（ｆ）に示すように、制御装置８０は、一対のロボットハンド７１，７１の開動作によりスポイト１３１の圧縮量を大きい状態から小さい状態へ変化させる。詳細には、制御装置８０は、スポイト１３１の圧縮量を吸引規定圧縮量に至るまで拡張する。吸引規定圧縮量は、上述したように、最大圧縮量と最小圧縮量との間であって、最小圧縮量寄りの圧縮量である。そうすると、スポイト１３１に流動性材料Ｗｂを吸引される（図４のＳ３８：吸引動作の実行）。吸引量は、初期の圧縮量におけるスポイト１３１内の空間体積と吸引規定圧縮量におけるスポイト１３１内の空間体積との差に、流動性材料の比重を掛けた値となる。

【0079】

従って、スポイト１３１の圧縮量を最大圧縮量から吸引規定圧縮量へ変化させた場合には、スポイト１３１は、最大吸引可能量を吸引することになる。一方、スポイト１３１の圧縮量を図４のＳ３５における演算量から吸引規定圧縮量へ変化させた場合には、スポイト１３１は、図４のＳ３２において演算された供給目標量と現在供給量との差分に応じた分だけ吸引することになる。

【0080】

続いて、図９（ｇ）に示すように、制御装置８０は、スポイト１３１の先端を流動性材料容器１２１内の流動性材料Ｗｂから離間させる。そして、図９（ｈ）に示すように、制御装置８０は、一対のロボットハンド７１，７１の開動作により、スポイト１３１の微少拡張を行う（図４のＳ３９：拡張動作の実行）。詳細には、スポイト１３１の圧縮量を、吸引規定圧縮量から最小圧縮量へ変化させる。この動作により、スポイト１３１の先端に付着した状態の流動性材料Ｗｂが、スポイト１３１の内部に吸引される。

【0081】

続いて、図９（ｉ）（ｊ）に示すように、制御装置８０は、一対のロボットハンド７１，７１の往復移動により、スポイト１３１の姿勢の適正化動作を行う（図４のＳ４０：適正化動作の実行）。詳細には、制御装置８０は、スポイト１３１を一対のロボットハンド７１，７１の離間方向に直交する水平方向に移動させて、スポイト１３１の先端を流動性材料容器１２１の開口付近に接触させる。その後、制御装置８０は、スポイト１３１を逆方向に移動させて、スポイト１３１の先端を流動性材料容器１２１の開口付近に接触させる。このようにして、スポイト１３１の姿勢を所望姿勢（例えば垂直姿勢）にする。

【0082】

続いて、図９（ｋ）に示すように、制御装置８０は、一対のロボットハンド７１，７１の搬送により、スポイト１３１の先端を流動性材料容器１２１から抜き出し、計量台２１へ搬送する（図４のＳ４１：スポイト搬送動作の実行）。つまり、スポイト１３１の搬送は、スポイト１３１は所望姿勢にされた状態で、かつ、流動性材料Ｗｂがスポイト１３１の先端から下方に垂れることのない状態で、行われる。

【0083】

続いて、図１０（ａ）～図１０（ｃ）に示すように、制御装置８０は、一対のロボットハンド７１，７１の閉動作により、スポイト１３１の圧縮量を最小圧縮量から最大圧縮量になるまで変化させて、スポイト１３１を押潰す。このようにして、スポイト１３１の内部に吸引されていた流動性材料Ｗｂを計量台２１上の計量皿１０１に吐出する（図４のＳ４２：吐出動作の実行）。

【0084】

従って、スポイト１３１に最大吸引可能量の流動性材料Ｗｂが吸引された場合には、当該最大吸引可能量の流動性材料Ｗｂが、計量皿１０１に吐出される。一方、スポイト１３１に、図４のＳ３５における演算量（演算された圧縮量）に対応する分だけ吸引された場合には、当該演算量に対応する流動性材料Ｗｂが、計量皿１０１に吐出される。

【0085】

本実施形態においては、図１０（ａ）～図１０（ｃ）に示すように、制御装置８０は、一対のロボットハンド７１，７１の閉動作と同時に搬送を行う。例えば、スポイト１３１を、螺旋状や円形状などに搬送する。従って、図１０（ａ）～図１０（ｃ）に示すように、計量皿１０１に吐出された流動性材料Ｗｂは、螺旋状や円形状になる。ただし、この現象は、粘性の高い流動性材料Ｗｂの場合に生じる。一方、粘性の低い流動性材料Ｗｂの場合には、吐出された位置から流動し得る。

【0086】

続いて、制御装置８０は、計量器２０による計量を実行させる（図４のＳ４３：計量処理の実行）。計量器２０は、常時計量処理を実行するようにしても良いし、例えば計量開始信号をトリガーとして計量処理を実行するようにしても良い。前者の場合には、計量器２０は、常時計量処理を実行しているが、安定した計量を実現するために、流動性材料Ｗｂの供給を一旦停止している状態において計量するのが好ましい。そこで、このタイミングにおいて、計量器２０による計量を実行する。後者の場合には、図４のＳ４３において、制御装置８０は、計量開始信号を出力することにより、計量器２０による計量を実行させる。

【0087】

続いて、図９（ｉ）に示すように、制御装置８０は、一対のロボットハンド７１，７１の開動作により、スポイト１３１の微少拡張を行う（図４のＳ４４：拡張動作の実行）。詳細には、スポイト１３１の圧縮量を、最大圧縮量から微少量だけ小さくした垂下防止圧縮量へ変化させる。この動作により、スポイト１３１の先端に付着した状態の流動性材料Ｗｂが、スポイト１３１の内部に吸引される。なお、Ｓ４４のスポイト１３１の微少拡張動作は、Ｓ４３の計量処理の前に行うようにしても良い。

【0088】

そして、制御装置８０は、計量結果としての計量皿１０１に供給された現在供給量が供給目標量に到達したか否かを判定する（図４のＳ４５：判定処理の実行）。ここでの供給目標量に到達した場合とは、現在供給量が、供給目標量を基準として許容範囲内に含まれている場合を含むようにしても良いし、供給目標量を超過している場合のみを対象としても良い。

【0089】

現在供給量が供給目標量に到達していない場合には（Ｓ４５：Ｎｏ）、Ｓ３２に戻り処理を繰り返す。つまり、現在供給量が供給目標量に到達するまで、制御装置８０は、再びスポイト１３１により流動性材料容器１２１内の流動性材料Ｗｂを吸引して、吸引した流動性材料Ｗｂを計量皿１０１に吐出する動作を繰り返す。

【0090】

ここで、再びスポイト１３１に流動性材料Ｗｂを吸引させるために、図４のＳ３７において、制御装置８０は、スポイト１３１を計量器２０の位置から流動性材料容器１２１の位置へ戻し搬送する（戻し搬送動作の実行）。つまり、戻し搬送動作は、図４のＳ４４におけるスポイト１３１の微少拡張の後に実行するため、流動性材料Ｗｂがスポイト１３１の先端から下方に垂れることのない状態で行われる。

【0091】

そして、図４のＳ４１において、再びスポイト１３１に吸引された流動性材料Ｗｂを計量皿１０１に吐出させるために、スポイト１３１を計量台２１へ搬送する。そして、図４のＳ４２において、再びスポイト１３１の圧縮量が最大圧縮量になるまで押潰す。

【0092】

この吐出動作においては、図１０（ｅ）（ｆ）に示すように、計量皿１０１に流動性材料Ｗｂが既に吐出された状態で、追加で流動性材料Ｗｂを吐出することになる。このとき、制御装置８０は、一対のロボットハンド７１，７１の閉動作および搬送を同時に行うことにより、流動性材料Ｗｂの前回吐出の終端付近から、流動性材料Ｗｂの今回吐出を開始する。そして、スポイト１３１を螺旋状または円形状などに搬送することで、計量皿１０１に吐出された流動性材料Ｗｂは、螺旋状または円形状になる。

【0093】

そして、図４のＳ４５において、現在供給量が供給目標量に到達した場合には（Ｓ４５：Ｙｅｓ）、一対のロボットハンド７１，７１の搬送により、スポイト１３１を搬送する。このとき、使用済みのスポイト１３１を破棄する場合には、当該スポイト１３１を廃棄容器６０へ搬送する。使用済みのスポイト１３１を再使用する場合には、当該スポイト１３１をスポイト置台５３に戻し搬送する（図４のＳ４６：搬送動作の実行）。

【0094】

続いて、図１０（ｂ）に示す状態から図１０（ａ）に示す状態となるように、制御装置８０は、一対のロボットハンド７１，７１の閉動作により、一対のロボットハンド７１，７１に蓋１２２を挟持させて、一対のロボットハンド７１，７１の搬送により、容器台５１に載置された流動性材料容器１２１の位置に、蓋１２２を搬送する。（図４のＳ４７：取付動作の実行）。

【0095】

以上のようにして、所望量の流動性材料Ｗｂが、計量台２１に設置された計量皿１０１に供給される。なお、計量後においては、作業者が計量皿１０１を取り出し、別の部位で任意の作業を行うことができる。また、計量器２０が計量以外の処理を行う場合には、計量後において、制御装置８０は、計量器２０に計量後処理を実行させる。

【0096】

３．作用効果
図７に示すように、本実施形態における計量システム１は、粉体容器１１１に収容された粉体材料Ｗａを計量台２１に容易に供給することができる。詳細には、粉体材料Ｗａの供給において、粉体容器１１１を挟持した状態で計量台２１の上方にて一対のロボットハンド７１，７１を揺動回転させることにより粉体容器１１１を揺動回転させ、粉体容器１１１の開口１１１ａから粉体容器１１１の中の粉体材料Ｗａを計量台に供給する粉体供給動作を実行している。従って、粉体材料Ｗａを収容した粉体容器１１１を設置するだけで、所望量の粉体材料Ｗａを計量台２１に供給することができる。

【0097】

特に、粉体容器１１１の揺動回転を行う際に、図７（ｃ）に示すように、毎回、粉体容器１１１の姿勢を初期姿勢に戻している。これにより、１回の基準動作による粉体材料Ｗａの供給量を安定させることができる。

【0098】

また、図３のＳ１６、Ｓ１７のように、粉体材料Ｗａの供給目標量に基づいて基準動作の回数を演算し、演算した回数だけ基準動作を実行することにより、所望量の粉体材料Ｗａを供給することができる。特に、１回の基準動作による供給量を少なく設定することにより、微調整が可能となる。

【0099】

また、図６および図７に示すように、粉体容器１１１において、開口１１１ａは、中央に位置する。従って、一対のロボットハンド７１，７１が挟持する粉体容器１１１の位置によらずに、粉体材料Ｗａを供給することができる。

【0100】

また、蓋１１２に棒１１２ａを設けることにより、粉体容器１１１の蓋機能と、供給された粉体材料Ｗａの盛り高さ調整機能との兼用を図ることができる。さらに、蓋１１２を粉体容器１１１に取り付けた状態において、蓋１１２の棒１１２ａが、粉体容器１１１の開口１１１ａに挿入される構成とすることにより、開口１１１ａが、粉体材料Ｗａの供給のための穴と、棒１１２ａの収容のための穴との兼用を図ることができる。

【0101】

また、図９に示すように、本実施形態における計量システム１は、流動性材料容器１２１に収容された流動性材料Ｗｂを計量台２１に容易に供給することができる。詳細には、一対のロボットハンド７１，７１の開閉動作によりスポイト１３１の圧縮量を調整することができ、スポイト１３１の圧縮量を調整することにより流動性材料Ｗｂの吸引および吐出を行うことができる。従って、スポイト１３１と流動性材料容器１２１を設置するだけで、所望量の流動性材料Ｗｂを計量台２１に供給することができる。

【0102】

ピペットの場合には複雑なロボットハンドを用いる必要がある。しかし、本実施形態においては、流動性材料Ｗｂを供給する際に、スポイト１３１を用いている。そのため、一対のロボットハンド７１，７１はスポイト１３１を挟持することだけで足りる。さらに、一対のロボットハンド７１，７１の開閉動作は、多種の用途に用いることもできるため、汎用性が高い。特に、本実施形態においては、スポイト１３１を搬送するために挟持するための一対のロボットハンド７１，７１の開閉動作と、スポイト１３１に流動性材料Ｗｂを吸引または吐出するための一対のロボットハンド７１，７１の開閉動作とは、同種の動作である。このように、一対のロボットハンド７１，７１を簡易な構成として、多機能とすることができる。

【0103】

また、図４のＳ３５、Ｓ３６、Ｓ３７、Ｓ３８、Ｓ４２にて実行したように、流動性材料Ｗｂの供給目標量に基づいてスポイト１３１の圧縮量を演算し、演算した圧縮量に応じた流動性材料Ｗｂをスポイト１３１に吸引させ、吸引した流動性材料Ｗｂを吐出させる。このように、一対のロボットハンド７１，７１によるスポイト１３１の圧縮量を調整することで、計量皿１０１に供給する流動性材料Ｗｂの量を調整することができる。従って、所望量の流動性材料Ｗｂを得ることができる。

【0104】

また、図１０に示すように、計量皿１０１において、スポイト１３１を押し潰しながら搬送することにより、流動性材料Ｗｂの吐出位置を移動させている。さらに、再度、スポイト１３１に吸引させた流動性材料Ｗｂを吐出させる際においても、吐出位置を前回位置から移動させている。特に、前回吐出の終端近傍から、今回吐出を開始している。

【0105】

これらにより、計量皿１０１において、流動性材料Ｗｂの位置が満遍なく広がった状態となる。これにより、安定した計量を図ることができる。また、計量後処理においても、流動性材料Ｗｂが満遍なく広がった状態であることが望ましい処理においては、特に好ましい。

【0106】

また、流動性材料Ｗｂをスポイト１３１で搬送する場合において、スポイト１３１の先端に流動性材料Ｗｂの付着状態によっては、付着している流動性材料Ｗｂが垂下するおそれがある。そこで、流動性材料容器１２１から計量台２１へスポイト１３１を搬送する際において、一対のロボットハンド７１，７１の開動作の後に搬送を行うようにしている。さらに、再びスポイト１３１に流動性材料Ｗｂを吸引させるために、計量台２１から流動性材料容器１２１にスポイト１３１を搬送する際においても、一対のロボットハンド７１，７１の開動作の後に搬送を行うようにしている。この動作により、スポイト１３１の先端に付着した流動性材料Ｗｂが、垂下することを防止できる。

【0107】

（実施形態２）
実施形態２の計量システム１について、図１１を参照して説明する。図１１に示すように、計量システム１の制御装置８０は、まず計量処理を実行する（Ｓ５０）。計量処理とは、実施形態１において説明した計量処理であって、図２～図４に示す処理である。

【0108】

続いて、制御装置８０は、計量器２０による計量後処理を実行する（Ｓ５１）。計量後処理は、任意の処理であって、例えば、加熱、冷却、乾燥、攪拌、所定のガス雰囲気の生成などを行うことができる。そして、計量後処理を行った際の対象材料の質量を計測することができる。計量器２０によっては、質量以外の要素を計測することができるようにしても良い。

【0109】

制御装置８０は、計量後処理が完了したか否かを判定し、計量後処理が終了するまで待機する（Ｓ５２：Ｎｏ）。制御装置８０は、計量後処理が完了したと判定された場合には（Ｓ５２：Ｙｅｓ）、一対のロボットハンド７１，７１の閉動作により、計量皿１０１を載置した状態の計量下皿２３の取手部２３ａを挟持し、一対のロボットハンド７１，７１の搬送により計量下皿２３を廃棄容器６０まで搬送する（Ｓ５３）。そして、制御装置８０は、一対のロボットハンド７１，７１の姿勢を傾けることにより、計量下皿２３に載置されている計量皿１０１を廃棄容器６０内に廃棄する。

【0110】

続いて、制御装置８０は、一対のロボットハンド７１，７１の搬送により、計量下皿２３の取手部２３ａを挟持した状態で計量下皿２３を計量台２１の上に搬送する（Ｓ５４）。続いて、制御装置８０は、全ての処理が完了したか否かを判定し（Ｓ５５）、処理を継続する場合にはＳ５０に戻り処理を繰り返す。一方、全ての処理が完了した場合には、処理を終了する。

【0111】

本実施形態においては、計量に加えて、計量後処理についても、自動化が可能となる。

【0112】

（変形態様）
上記実施形態においては、計量システム１は、対象材料として、粉体材料Ｗａおよび流動性材料Ｗｂの両方を適用できることとした。ただし、計量システム１は、粉体材料Ｗａのみを対象とすることもできるし、流動性材料Ｗｂのみを対象とすることもできる。

【0113】

また、上記実施形態においては、計量器２０において、初期に設置する計量皿１０１には何も載置されていないものを用いることとした。つまり、上記実施形態においては、空の計量皿１０１の上に、対象材料を供給することとした。この他に、計量器２０に、初期に設置する計量容器に別の材料が収容されている状態として、当該計量容器に、対象材料である粉体材料Ｗａまたは流動性材料Ｗｂを供給することもできる。この場合、計量容器において、既に収容されている別の材料と、今回供給する対象材料である粉体材料Ｗａまたは流動性材料Ｗｂとを混ぜることができる。

【0114】

また、上記実施形態においては、計量システム１は、計量皿１０１に供給する対象材料として、粉体材料Ｗａと流動性材料Ｗｂとの一方のみとした。この他に、計量皿１０１に、所望量の粉体材料Ｗａを供給し、さらに、所望量の流動性材料Ｗｂを供給することで、粉体材料Ｗａと流動性材料Ｗｂとを混ぜることもできる。

【符号の説明】

【0115】

１ 計量システム
１０ ベース
２０ 計量器
２１ 計量台
２２ 表示部
２３ 計量下皿
２３ａ 取手部
３０ 皿置台
３１ バキューム設置台
４０ 第一容器設置台
４１ 容器台
４２ 蓋置台
４２ａ 貫通孔
５０ 第二容器設置台
５１ 容器台
５２ 蓋置台
５２ａ 突起
５３ スポイト置台
６０ 廃棄容器
７０ 人協働ロボット
７１ ロボットハンド
８０ 制御装置
１０１ 計量皿
１０２ バルブバキューム
１０２ａ 弾性変形部
１０２ｂ 吸引部
１１１ 粉体容器
１１１ａ 開口
１１２ 蓋
１１２ａ 棒
１２１ 流動性材料容器
１２１ａ 開口
１２２ 蓋
１３１ スポイト
Ｗａ 粉体材料
Ｗｂ 流動性材料

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】