特開 2024-78706 ロボットシステム

(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】P2024078706

(43)【公開日】2024-06-11

(54)【発明の名称】ロボットシステム

(51)【国際特許分類】

   B25J 13/00 20060101AFI20240604BHJP

【ＦＩ】

B25J13/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022191201

(22)【出願日】2022-11-30

(71)【出願人】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100179475

【弁理士】

【氏名又は名称】仲井 智至

(74)【代理人】

【識別番号】100216253

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 宏紀

(74)【代理人】

【識別番号】100225901

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 真之

(72)【発明者】

【氏名】結城 広昭

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707AS01

3C707AS06

3C707BS15

3C707BT14

3C707CV07

3C707CW07

3C707DS01

3C707JS03

3C707KS33

3C707KS36

3C707KT01

3C707KT06

3C707KT18

3C707LU01

3C707LV01

3C707LV15

3C707MT06

3C707NS02

3C707NS26

(57)【要約】

【課題】作業者による作業速度が変化しても、後工程に送り出される対象物の滞留や不足を抑制し得るロボットシステムを実現すること。
【解決手段】対象物に対して作業を行うロボットシステムであって、前記対象物を順次搬送する第１搬送部と、前記第１搬送部で搬送される前記対象物に作業を行うロボットと、作業者が作業を行うための前記対象物を順次搬送する第２搬送部と、前記ロボットが単位時間当たりに作業を行う前記対象物の数が、前記作業者が単位時間当たりに作業を行う前記対象物の数に応じて変化するように、前記ロボットの動作を制御するロボット制御部と、を備えることを特徴とするロボットシステム。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象物に対して作業を行うロボットシステムであって、
前記対象物を順次搬送する第１搬送部と、
前記第１搬送部で搬送される前記対象物に作業を行うロボットと、
作業者が作業を行うための前記対象物を順次搬送する第２搬送部と、
前記ロボットが単位時間当たりに作業を行う前記対象物の数が、前記作業者が単位時間当たりに作業を行う前記対象物の数に応じて変化するように、前記ロボットの動作を制御するロボット制御部と、
を備えることを特徴とするロボットシステム。

【請求項2】

前記ロボット制御部は、前記作業者が単位時間当たりに作業を行う前記対象物の数が減少したとき、前記ロボットが単位時間当たりに作業を行う前記対象物の数が増加するように、前記ロボットの動作を制御する請求項１に記載のロボットシステム。

【請求項3】

前記第１搬送部および前記第２搬送部は、互いに並行して前記対象物を搬送する請求項１または２に記載のロボットシステム。

【請求項4】

前記第１搬送部および前記第２搬送部は、互いに直列につながっている請求項１または２に記載のロボットシステム。

【請求項5】

前記作業者が単位時間当たりに作業を行った前記対象物の数を検出する作業数検出部を備え、
前記作業数検出部は、検出結果を前記ロボット制御部に出力する請求項１または２に記載のロボットシステム。

【請求項6】

前記作業数検出部は、前記作業者が行う作業の成否を検出する機能、および、前記成否の検出結果を前記ロボット制御部に出力する機能を有する請求項５に記載のロボットシステム。

【請求項7】

前記対象物は、食品容器を構成する容器本体および蓋体であり、
前記ロボットが前記対象物に行う作業は、前記容器本体に対して前記蓋体を閉める作業である請求項１または２に記載のロボットシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボットシステムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、各種の生産現場においてロボットの導入が検討されているが、その一例として、食品等を包装したり、容器に入れて蓋を閉めたりする、食品用システムが用いられている。

【0003】

例えば、特許文献１には、積層食品を袋詰めにするシステムが開示されている。積層食品とは、例えば、サンドイッチのような食材を積層してなる食品である。このシステムでは、前工程から第１搬送ラインで搬送される積層食品について、ロボットで把持して姿勢を変更した後、袋詰めを行う。また、このシステムでは、ロボットによる袋詰め等の処理の能力が足りない場合には、袋詰めを行わずにそのまま積層食品を第１搬送ラインで下流側に搬送し、袋詰めした積層食品は、第２搬送ラインで下流側に搬送する。第１搬送ラインで搬送された、袋詰めされていない積層食品は、ロボットの下流側に位置する作業者が手作業で袋詰めすることが想定されている。これにより、ライン全体が停止することを回避することができる。袋詰めされた積層食品は、後工程の袋閉じ機に送り出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－１８７４９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載のシステムでは、ロボットによる袋詰めの処理速度が一定であるため、作業者による袋詰めの処理速度が変化した場合、システム全体での処理速度も変化するため、後工程に送り出される積層食品の数が変化する。そうすると、後工程での処理能力を超える数の積層食品が送り出されたり、後工程に送り出される食品の数が不足して処理能力を余らせたりすることが懸念される。そこで、後工程に送り出される食品等の滞留を抑制し、かつ、後工程の処理効率の低下を抑制可能なシステムの実現が課題となっている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の適用例に係るロボットシステムは、
対象物に対して作業を行うロボットシステムであって、
前記対象物を順次搬送する第１搬送部と、
前記第１搬送部で搬送される前記対象物に作業を行うロボットと、
作業者が作業を行うための前記対象物を順次搬送する第２搬送部と、
前記ロボットが単位時間当たりに作業を行う前記対象物の数が、前記作業者が単位時間当たりに作業を行う前記対象物の数に応じて変化するように、前記ロボットの動作を制御するロボット制御部と、
を備える。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１実施形態に係るロボットシステムを示す概略構成図である。

【図2】図１のロボットを示す斜視図である。

【図3】図１のロボット制御部のハードウェア構成例を示す図である。

【図4】第１実施形態の変形例に係るロボットシステムを示す概略構成図である。

【図5】第２実施形態に係るロボットシステムを示す概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明のロボットシステムを添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。

【0009】

１．第１実施形態
まず、第１実施形態に係るロボットシステムについて説明する。

【0010】

１．１．ロボットシステムの概要
図１は、第１実施形態に係るロボットシステム１を示す概略構成図である。なお、本願の各図では、互いに直交する３つの軸としてＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を設定している。各軸を矢印で表し、先端側を「プラス」、基端側を「マイナス」とする。以下の説明で、例えば「Ｘ軸方向」とは、Ｘ軸のプラス方向およびマイナス方向の双方を含む。また、以下の説明では、特に、Ｘ軸マイナス側を「上流側」、Ｘ軸プラス側を「下流側」ともいう。さらに、以下の説明では、特に、Ｚ軸プラス側を「上方」ともいう。

【0011】

図１に示すロボットシステム１は、前工程である盛り付け工程Ｓ１から供給される容器本体９１に対し、蓋体９２を閉める作業を行うシステムである。容器本体９１には、盛り付け工程Ｓ１において食品等が収容されており、ロボットシステム１を用いた蓋閉め工程Ｓ２によって蓋体９２が閉められる。蓋体９２が閉められた容器本体９１は、その後、後工程であるラッピング工程Ｓ３に供給される。

【0012】

図１に示す容器本体９１および蓋体９２は、例えば、互いに嵌合、係合等することによって固定される食品容器である。具体的には、容器本体９１および蓋体９２の形態は、容器本体９１の内側に蓋体９２を嵌合させる内嵌合であってもよいし、容器本体９１の外側に蓋体９２を嵌合させる外嵌合であってもよい。

【0013】

図１に示すロボットシステム１は、第１搬送部２と、第２搬送部３と、ロボット４と、作業数検出部５と、ロボット制御部６と、を備える。

【0014】

図１に示す第１搬送部２は、盛り付け工程Ｓ１を行う盛り付け部８２と、ラッピング工程Ｓ３を行うラッピング部８４と、を接続している。そして、第１搬送部２は、盛り付け部８２から所定の時間間隔で供給される容器本体９１を下流側に順次搬送する。

【0015】

第１搬送部２の途中には、ロボット４が配置されている。ロボット４は、第１搬送部２で搬送される容器本体９１に対して第１蓋閉め作業を行う。容器本体９１は、食品等を収容し、上方が開口する器である。第１蓋閉め作業は、第１搬送部２で搬送される容器本体９１の開口部に対し、ロボット４が蓋体９２を被せて閉める作業である。

【0016】

図１に示す第２搬送部３は、第１搬送部２と並列に配置され、盛り付け部８２と、ラッピング部８４と、を接続している。そして、第２搬送部３も、盛り付け部８２から所定の時間間隔で供給される容器本体９１を下流側に順次搬送する。これにより、第１蓋閉め作業に供する容器本体９１の搬送と、第２蓋閉め作業に供する容器本体９１の搬送と、を並列して行うことができる。このため、第１搬送部２および第２搬送部３の各搬送速度を高めなくても、ロボットシステム１全体における作業速度を十分に高めることができる。

【0017】

第２搬送部３の途中には、作業者Ｍが配置されている。作業者Ｍは、第２搬送部３で搬送される容器本体９１に対して第２蓋閉め作業を行う。容器本体９１は、食品等を収容し、上方が開口する器である。第２蓋閉め作業は、第２搬送部３で搬送される容器本体９１の開口部に対し、作業者Ｍが蓋体９２を被せて閉める作業である。

【0018】

なお、容器本体９１および蓋体９２は、ロボット４および作業者Ｍが作業を行う対象物の一例であって、いかなる対象物であってもよい。また、第１蓋閉め作業および第２蓋閉め作業は、ロボット４および作業者Ｍが行う作業の一例であって、対象物に対するいかなる作業であってもよい。

【0019】

ロボット制御部６は、ロボット４の動作を制御する。これにより、ロボット制御部６は、ロボット４が単位時間当たりに第１蓋閉め作業を行う容器本体９１の数を制御することができる。

【0020】

作業数検出部５は、作業者Ｍが単位時間当たりに作業を行う容器本体９１の数を検出する機能、および、その検出結果をロボット制御部６に出力する機能を有する。

【0021】

１．２．ロボットシステムの構成
ロボットシステム１の構成について詳述する。

【0022】

１．２．１．第１搬送部
図１に示す第１搬送部２は、盛り付け部８２から供給された容器本体９１を、下流側に搬送し、ロボット４の作業範囲内を通過させる。また、ロボット４による第１蓋閉め作業によって得られた、容器本体９１および蓋体９２のセットを下流側に搬送し、ラッピング部８４に送り出す。なお、本明細書では、蓋閉め作業を行った容器本体９１および蓋体９２のセットを「作業実施品９３」ともいう。

【0023】

第１搬送部２は、複数の容器本体９１を順次搬送する機能を有していれば、いかなる搬送装置であってもよい。搬送装置の一例としては、ベルトコンベアー、ローラーコンベアー等が挙げられる。また、搬送装置は、コンベアーに限定されず、例えば、多数のアーム等で容器本体９１を保持した状態で、アーム等を搬送する装置であってもよい。第１搬送部２で搬送される容器本体９１同士の間隔は、等間隔であってもよいし、不等間隔であってもよい。また、第１搬送部２は、容器本体９１をロボット４の作業範囲内に搬送したタイミング等において、搬送を停止してもよいし、停止させなくてもよい。

【0024】

１．２．２．第２搬送部
図１に示す第２搬送部３は、盛り付け部８２から供給された容器本体９１を、下流側に搬送し、作業者Ｍの作業範囲内を通過させる。また、作業者Ｍによる第２蓋閉め作業によって得られた作業実施品９３を下流側に搬送し、ラッピング部８４に送り出す。

【0025】

第２搬送部３は、複数の容器本体９１を順次搬送する機能を有していれば、いかなる搬送装置であってもよい。搬送装置の一例としては、ベルトコンベアー、ローラーコンベアー等が挙げられる。また、搬送装置は、コンベアーに限定されず、例えば、多数のアーム等で容器本体９１を保持した状態で、アーム等を搬送する装置であってもよい。第２搬送部３で搬送される容器本体９１同士の間隔は、等間隔であってもよいし、不等間隔であってもよい。また、第２搬送部３は、容器本体９１を作業者Ｍの作業範囲内に搬送したタイミング等において、搬送を停止してもよいし、停止させなくてもよい。

【0026】

１．２．３．ロボット
図２は、図１のロボット４を示す斜視図である。図２に示すロボット４は、水平多関節ロボットである。水平多関節ロボットは、アームの回動面が水平であるため、回動速度を高めやすい。このため、水平多関節ロボットを用いることにより、ロボット４の処理速度を高めることができる。なお、ロボット４の形態は、これに限定されず、垂直多関節ロボットであってもよいし、複数のロボットアームを有する双腕ロボットであってもよい。

【0027】

図２に示すロボット４は、ロボットアーム４３と、蓋体把持治具４４と、を有する。
ロボットアーム４３の先端部には、蓋体把持治具４４が取り付けられている。蓋体把持治具４４は、ストックされている蓋体９２を把持する機能、および、把持している蓋体９２を離脱させる機能を有する。ロボットアーム４３は、その動作範囲内の任意の位置に、蓋体把持治具４４を移動させる。これにより、ロボット４は、ストックされている蓋体９２で容器本体９１を閉じる第１蓋閉め作業を行うことができる。

【0028】

ロボット４は、上記の構成の他、力センサー、画像センサー、測距センサー等を有していてもよい。力センサーは、蓋体把持治具４４に加わる力を検出する。力センサーは、例えば、蓋体把持治具４４に加わる力の大きさおよび方向を検出する。力センサーによる力の検出結果に基づいて、第１蓋閉め作業の結果が良好であったか否かを判定することができる。力センサーとしては、例えば、力覚センサーが挙げられる。

【0029】

１．２．４．作業数検出部
作業数検出部５は、作業者Ｍが単位時間当たりに第２蓋閉め作業を行った容器本体９１等の数（作業数）を検出するセンサーである。作業数検出部５は、例えば作業者Ｍの下流側に設けられ、検出範囲を通過する作業実施品９３の数をカウントすることによって、作業者Ｍによる作業数を検出する。なお、作業数検出部５の配置は、作業者Ｍの下流側に限定されない。例えば、作業者Ｍの手元で作業数を検出するようになっていてもよいし、作業者Ｍの上流側で容器本体９１の数を計数し、その計数結果を作業数とみなすようになっていてもよい。

【0030】

作業数検出部５としては、例えば、画像センサー、測距センサー、カウントセンサー等が挙げられる。画像センサーは、作業実施品９３等を撮像し、作業者Ｍが単位時間当たりに第２蓋閉め作業を行った容器本体９１等の数を検出する。測距センサーは、作業者Ｍの下流側において作業実施品９３が通過する部位の測距を行うことにより、この部位を通過する作業実施品９３の有無を検出し、その結果に基づいて作業者Ｍが単位時間当たりに第２蓋閉め作業を行った容器本体９１等の数を検出する。カウントセンサーは、重量変化等を利用して、作業者Ｍが単位時間当たりに第２蓋閉め作業を行った容器本体９１等の数を検出する。

【0031】

１．２．５．ロボット制御部
ロボット制御部６は、機能部として、作業数取得部６２、ロボット動作条件決定部６４、アーム駆動部６６および搬送制御部６８を有する。

【0032】

作業数取得部６２は、作業数検出部５が検出した作業数を取得する。作業数は、所定の時間間隔で取得するのが好ましい。これにより、作業数取得部６２は、取得する作業数を、最新の値に更新できる。その結果、アーム駆動部６６は、最新の作業数に基づいてロボットアーム４３の動作を制御することができ、作業数の変化に対して速やかに対応することができる。

【0033】

ロボット動作条件決定部６４は、作業数取得部６２が取得した作業数に基づいて、ロボット４の動作条件を決定する。具体的には、第１搬送部２が単位時間にラッピング部８４に送り出す作業実施品９３の数と、第２搬送部３が単位時間にラッピング部８４に送り出す作業実施品９３の数と、の合計数を算出する。次に、この合計数から、作業数取得部６２が取得した作業数を除した数を、ロボット４が単位時間当たりに第１蓋閉め作業を行うべき数（目標数）とする。そして、ロボット４が単位時間当たりに第１蓋閉め作業を行う数が、この目標数に近づくように、ロボット４の動作条件を決定する。

【0034】

アーム駆動部６６は、ロボットアーム４３の各関節部に設けられたモーターに対し、駆動信号を出力する。これにより、各関節部が目的とする回転角度になるように回動させ、ロボットアーム４３の姿勢を制御することができる。その結果、ロボット４が単位時間当たりに第１蓋閉め作業を行う容器本体９１の数が、前述した目標数に近づくように、調整することができる。

【0035】

搬送制御部６８は、第１搬送部２および第２搬送部３の動作を制御する。これにより、第１搬送部２および第２搬送部３が搬送する容器本体９１の速度を調整することができる。その結果、単位時間当たりにロボット４や作業者Ｍの作業範囲に供給される容器本体９１の数を調整することができる。したがって、搬送制御部６８は、ロボット動作条件決定部６４が決定したロボット４の動作条件や作業数検出部５が検出した作業数に応じて、第１搬送部２および第２搬送部３の各動作を制御するように構成されていればよい。なお、搬送制御部６８は、第１搬送部２の動作のみを制御するようになっていてもよい。

【0036】

図３は、図１のロボット制御部６のハードウェア構成例を示す図である。
ロボット制御部６の機能部が発揮する機能は、例えば、図３に示す、ＣＰＵ７０１、ＲＯＭ７０２、ＲＡＭ７０３、外部インターフェース７０４、および、内部バス７０５を備えるハードウェアによって実現される。ＣＰＵ７０１、ＲＯＭ７０２、ＲＡＭ７０３および外部インターフェース７０４は、内部バス７０５を介して相互に通信可能になっている。

【0037】

ＣＰＵ７０１は、Central Processing Unitである。なお、ＣＰＵ７０１は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）であってもよい。また、ハードウェアの全部または一部が、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等で構成されていてもよい。

【0038】

ＲＯＭ７０２は、Read-Only Memoryであり、任意の不揮発性記憶素子で構成される。ＲＡＭ７０３は、Random Access Memoryであり、任意の揮発性記憶素子で構成される。

【0039】

外部インターフェース７０４としては、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）等のデジタル入出力ポート、イーサネット（登録商標）ポート等が挙げられる。

【0040】

１．３．ロボットシステムの作動
ロボットシステム１の作動について説明する。

【0041】

盛り付け部８２で容器本体９１に食品等を盛り付けた後、食品等が収容された容器本体９１が第１搬送部２および第２搬送部３にそれぞれ供給される。容器本体９１は、所定の時間間隔で次々に供給される。

【0042】

第１搬送部２は、ロボット４の作業範囲内まで容器本体９１を搬送する。ロボット４は、搬送された容器本体９１に対し、第１蓋閉め作業を行う。これにより、作業実施品９３が得られる。この作業実施品９３は、第１搬送部２で下流側に搬送され、ラッピング部８４に送り出される。また、第１搬送部２による容器本体９１の搬送速度は、ロボット４の作業速度に応じて変化するよう設定されているのが好ましい。つまり、ロボット４の作業速度が速くなったときには、それに連動して搬送速度も速くなり、ロボット４の作業速度が遅くなったときには、それに連動して搬送速度も遅くなるように設定されているのが好ましい。これにより、ロボット４による第１蓋閉め作業と、第１搬送部２による容器本体９１の搬送と、を同期させることができ、第１搬送部２における容器本体９１の滞留や不足を抑制することができる。なお、第１搬送部２による容器本体９１の搬送速度は、この他の要素、例えば、盛り付け部８２における盛り付け作業の速度等も考慮されるようになっていてもよい。

【0043】

第２搬送部３は、作業者Ｍの作業範囲内まで容器本体９１を搬送する。作業者Ｍは、搬送された容器本体９１に対し、第２蓋閉め作業を行う。これにより、作業実施品９３が得られる。この作業実施品９３は、第２搬送部３で下流側に搬送され、ラッピング部８４に送り出される。

【0044】

また、本実施形態では、作業数検出部５による作業実施品９３の数の検出結果に基づいて、第２搬送部３による容器本体９１の搬送速度が設定されるようになっている。これにより、作業者Ｍによる第２蓋閉め作業と、第２搬送部３による容器本体９１の搬送と、を同期させることができ、第２搬送部３における容器本体９１の滞留や不足を抑制することができる。なお、第２搬送部３による容器本体９１の搬送速度を設定するための要素は、上記に限定されず、例えば、作業者Ｍによる入力操作であってもよいし、あらかじめ入力しておいた作業者Ｍの人数や属性、シフト等についての情報であってもよいし、過去の実績であってもよい。例えば、一日のうち、所定の時間帯に作業者Ｍの人数が減少することがわかっている場合、その情報が用いられてもよい。ただし、突発的な変化にも対応可能である点を考慮すれば、作業数検出部５から出力される検出結果のように、作業数の動的な変化を短時間に反映し得る情報を用いることが好ましい。

【0045】

ここで、作業者Ｍは、人数、習熟度、体調等の様々な原因によって、作業速度を一定にできない場合がある。つまり、作業者Ｍが単位時間当たりに第２蓋閉め作業を行う容器本体９１の数は、意図せず変化する可能性が高い。その一方、ラッピング部８４で単位時間当たりにラッピングできる作業実施品９３の数は、一定である場合が多い。このため、仮に、ロボット４が単位時間当たりに第１蓋閉め作業を行う容器本体９１の数が一定であった場合、作業者Ｍによる作業速度の変化に伴って、単位時間でロボットシステム１からラッピング部８４に送り出される作業実施品９３の数が変動することになる。そうすると、ラッピング部８４では、ラッピングが間に合わずに作業実施品９３が滞留したり、作業実施品９３が不足することでラッピングの処理能力が余ったりする課題が生じる。

【0046】

そこで、本実施形態では、作業者Ｍが単位時間当たりに第２蓋閉め作業を行う容器本体９１の数が変化しても、ロボット４がそれを補うように動作する。つまり、ロボット制御部６は、このような動作を行うようにロボット４の動作を制御する。具体的には、ロボット制御部６は、作業者Ｍが単位時間当たりに第２蓋閉め作業を行う容器本体９１の数に応じて、ロボット４が単位時間当たりに第１蓋閉め作業を行う容器本体９１の数を変化させる。ロボット４は、性能の調整が容易であることから、作業者Ｍの平均的な作業速度を上回る潜在的な作業速度を有する。このため、例えば作業者Ｍの人数が一時的に減少し、単位時間当たりに第２蓋閉め作業を行うことのできる容器本体９１の数が減少した場合には、ロボット４が単位時間当たりに第２蓋閉め作業を行う数を増加させることができる。これにより、ロボット４が作業速度を調整するバッファーとして機能し、ロボットシステム１全体では、単位時間でラッピング部８４に送り出す作業実施品９３の数を一定に制御することができる。その結果、ラッピング部８４において作業実施品９３の滞留や不足が生じるのを抑制することができる。

【0047】

また、ロボット４が上記のように動作することで、作業者Ｍは、単位時間当たりに第２蓋閉め作業を行う容器本体９１の数、つまり作業速度を意識する必要がなくなる。このため、本実施形態に係るロボットシステム１によれば、作業者Ｍの精神的な負担を軽減することもできる。これにより、作業者Ｍの習熟度の許容幅や、人数の変動の許容幅を広げることができる。その結果、作業者Ｍの配置において、より柔軟な運用が可能になる。

【0048】

ロボット制御部６では、作業数取得部６２が取得した作業数に基づいて、ロボット動作条件決定部６４がロボット４の動作条件を決定し、アーム駆動部６６がロボットアーム４３を駆動させる。また、ロボットアーム４３の駆動状況に応じて、搬送制御部６８が第１搬送部２による搬送速度を制御する。

【0049】

なお、本明細書における「単位時間」は、特に限定されないが、ロボットシステム１が奏する上記効果をより速やかに得るためには、できるだけ短い方がよい。具体的には、対象物の種類、基本的な搬送速度等に応じて適宜設定されるが、単位時間は、１分以下に設定されるのが好ましく、１０秒以下に設定されるのがより好ましい。

【0050】

また、本実施形態では、作業数検出部５が作業実施品９３の数を検出し、その検出結果をロボット４の動作にフィードバックするが、この場合の「作業実施品９３の数」は、作業の成功や失敗を問わない。ただし、作業数検出部５が検出する作業実施品９３の数は、作業成功品の数とみなしてもよい。ラッピング部８４は、作業成功品のみをラッピングするため、作業失敗品はラッピング部８４の作業速度に影響を与えないと考えることもできる。そこで、作業成功品の数を「作業実施品９３の数」とみなすことにより、ラッピング部８４のより安定した稼働を実現することができる。なお、作業成功品の数は、例えば、作業数検出部５として画像センサーを用いることにより、検出可能である。また、作業失敗品の数を計数し、その計数結果を作業実施品９３の数から減算することにより、作業成功品の数を算出してもよい。

【0051】

１．４．変形例
次に、第１実施形態の変形例に係るロボットシステムについて説明する。
図４は、第１実施形態の変形例に係るロボットシステム１を示す概略構成図である。

【0052】

以下、変形例について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図４において第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付している。

【0053】

図４に示すロボットシステム１は、分流部７および合流部８を備えること以外、図１に示すロボットシステム１と同様である。なお、図４に示すロボットシステム１では、第２搬送部３のみが盛り付け部８２およびラッピング部８４に接続されており、第１搬送部２は、分流部７および合流部８を介して第２搬送部３に接続されている。

【0054】

分流部７は、盛り付け部８２から第２搬送部３に供給された容器本体９１の一部を、第１搬送部２に振り分ける。容器本体９１を振り分ける割合は、一定であっても、随時変化してもよい。後者の場合、振り分ける割合が、ロボット４の作業速度に応じて変化するように設定されているのが好ましい。これにより、ロボット４による第１蓋閉め作業と、第１搬送部２による容器本体９１の搬送と、を同期させることができ、第１搬送部２における容器本体９１の滞留や不足を抑制することができる。

【0055】

合流部８は、第１搬送部２に振り分けられ、ロボット４による第１蓋閉め作業で得られた作業実施品９３を、第２搬送部３に合流させる。

【0056】

以上のような変形例においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。
また、変形例では、盛り付け部８２とラッピング部８４とをつなぐ既存のコンベアーを第２搬送部３として流用しやすい、という効果も得られる。つまり、この変形例は、分流部７および合流部８を備えているため、既存のコンベアーに対して第１搬送部２を追加する改造を行い易い構成になっている。このため、本変形例によれば、ロボットシステム１の導入に要するコストの低減を図ることができる。

【0057】

２．第２実施形態
次に、第２実施形態に係るロボットシステムについて説明する。
図５は、第２実施形態に係るロボットシステム１を示す概略構成図である。

【0058】

以下、第２実施形態について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図５において第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付している。

【0059】

図５に示すロボットシステム１は、第１搬送部２および第２搬送部３が互いに直列につながっていること以外、図１に示すロボットシステム１と同様である。

【0060】

図５に示す第１搬送部２は上流側に位置し、第２搬送部３は第１搬送部２の下流側につながっている。特に、図５では、第１搬送部２および第２搬送部３が１本のコンベアーになっている。そして、第１搬送部２の上流端が盛り付け部８２に接続され、第２搬送部３の下流端がラッピング部８４に接続されている。これにより、第１蓋閉め作業に供する容器本体９１の搬送と、第２蓋閉め作業に供する容器本体９１の搬送と、を連続して行うことができる。このため、前工程である盛り付け部８２や後工程であるラッピング部８４と、ロボットシステム１と、の接続部をほとんど改造することなく、ロボットシステム１を組み込むことができる。その結果、既存のラインを用いてロボットシステム１を構築するときのコストを削減することができる。なお、第１搬送部２および第２搬送部３は、互いに別のコンベアーであってもよい。

【0061】

図５に示すロボットシステム１は、以下のように作動する。
まず、盛り付け部８２で容器本体９１に食品等を盛り付けた後、食品等が収容された容器本体９１が第１搬送部２に供給される。第１搬送部２は、ロボット４の作業範囲内まで容器本体９１を搬送する。ロボット４は、搬送された容器本体９１に対し、第１蓋閉め作業を行う。これにより、作業実施品９３が得られる。この作業実施品９３は、第１搬送部２で下流側に搬送され、第２搬送部３に受け渡される。一方、ロボット４は、次々に搬送される容器本体９１の全てについて第１蓋閉め作業を行う必要はなく、一部については、第１蓋閉め作業を行わない。作業を行わなかった容器本体９１についても、第１搬送部２から第２搬送部３に受け渡される。第２搬送部３は、作業者Ｍの作業範囲内まで作業実施品９３および容器本体９１を搬送する。作業者Ｍは、搬送されてくる作業実施品９３については、そのまま見送る一方、容器本体９１については、第２蓋閉め作業を行って作業実施品９３を得る。これらの作業実施品９３は、第２搬送部３で下流側に搬送され、ラッピング部８４に送り出される。

【0062】

本実施形態においても、ロボット制御部６は、第２搬送部３で単位時間当たりに搬送する容器本体９１の数に応じて、ロボット４が単位時間当たりに第１蓋閉め作業を行う容器本体９１の数を変化させる。これにより、例えば作業者Ｍの人数が一時的に減少した場合のように、第２搬送部３で単位時間当たりに搬送する容器本体９１の数が減少した場合等でも、ロボット４が第１蓋閉め作業を行う容器本体９１の比率を上げることができる。その結果、単位時間でラッピング部８４に送り出す作業実施品９３の数を一定に制御することができ、ラッピング部８４において作業実施品９３の滞留や不足が生じるのを抑制することができる。
以上のような第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。

【0063】

３．前記実施形態が奏する効果
以上のように、前記実施形態に係るロボットシステム１は、対象物の一例である容器本体９１に対して、作業の一例である蓋閉め作業（蓋体９２を閉める作業）を行うシステムであって、第１搬送部２と、ロボット４と、第２搬送部３と、ロボット制御部６と、を備える。第１搬送部２は、容器本体９１を順次搬送する。ロボット４は、第１搬送部２で搬送される容器本体９１に第１蓋閉め作業を行う。第２搬送部３は、作業者Ｍが作業を行うための容器本体９１を順次搬送する。ロボット制御部６は、ロボット４が単位時間当たりに第１蓋閉め作業を行う容器本体９１の数が、作業者Ｍが第２蓋閉め作業を行う容器本体９１の数に応じて変化するように、ロボット４の動作を制御する。

【0064】

このような構成によれば、ロボット４が作業速度を調整するバッファーとして機能し、ロボットシステム１全体では、単位時間でラッピング部８４に送り出す作業実施品９３の数を一定に制御することができる。その結果、ラッピング部８４において作業実施品９３の滞留や不足が生じるのを抑制することができる。また、ロボット４が上記のように動作することで、作業者Ｍは、単位時間当たりに第２蓋閉め作業を行う容器本体９１の数、つまり作業速度を意識する必要がなくなる。このため、本実施形態に係るロボットシステム１によれば、作業者Ｍの精神的な負担を軽減することもできる。これにより、作業者Ｍにとっては、作業の習熟度の許容幅や、人数の変動の許容幅を広げることができる。その結果、作業者Ｍの配置において、より柔軟な運用が可能になる。

【0065】

また、ロボット制御部６は、作業者Ｍが単位時間当たりに第２蓋閉め作業を行う容器本体９１（対象物）の数が減少したとき、ロボット４が単位時間当たりに第１蓋閉め作業を行う容器本体９１の数が増加するように、ロボット４の動作を制御することが好ましい。

【0066】

このような構成によれば、ロボット４が作業速度を調整するバッファーとして機能し、ロボットシステム１全体では、単位時間でラッピング部８４に送り出す作業実施品９３の数を一定に制御することができる。したがって、作業者Ｍの人数が一時的に減少するといった事態が生じても、後工程であるラッピング部８４に影響が及ぶのを抑制することができる。

【0067】

また、第１搬送部２および第２搬送部３は、互いに並行して容器本体９１（対象物）を搬送してもよい。これにより、ロボット４による第１蓋閉め作業に供する容器本体９１の搬送と、作業者Ｍによる第２蓋閉め作業に供する容器本体９１の搬送と、を並列して行うことができる。このため、第１搬送部２および第２搬送部３の各搬送速度を高めなくても、ロボットシステム１全体における作業速度を十分に高めることができる。

【0068】

また、第１搬送部２および第２搬送部３は、互いに直列につながっていてもよい。これにより、ロボット４による第１蓋閉め作業に供する容器本体９１の搬送と、作業者Ｍによる第２蓋閉め作業に供する容器本体９１の搬送と、を連続して行うことができる。このため、前工程である盛り付け部８２や後工程であるラッピング部８４と、ロボットシステム１と、の接続部をほとんど改造することなく、ロボットシステム１を組み込むことができる。その結果、既存のラインを用いてロボットシステム１を構築するときのコストを削減することができる。

【0069】

また、ロボットシステム１は、作業数検出部５を備えていてもよい。作業数検出部５は、作業者Ｍが単位時間当たりに第２蓋閉め作業を行った容器本体９１（対象物）の数を検出し、検出結果をロボット制御部６に出力する。作業数検出部５による検出結果は、作業数の動的な変化を短時間に反映し得る。このため、ロボット制御部６は、この検出結果に応じてロボット４の動作を的確に制御することができる。

【0070】

また、作業数検出部５は、作業者Ｍが行う作業の成否を検出する機能、および、成否の検出結果をロボット制御部６に出力する機能を有していてもよい。これにより、作業の成否の数に基づいて、ロボット４の動作を制御することが可能になる。作業失敗品は、後工程であるラッピング部８４の作業速度に影響を与えないと考えることができるので、作業の成否の数に基づいてロボット４を制御することができれば、ラッピング部８４のより安定した稼働が実現できる。

【0071】

また、ロボットシステム１が作業を行う対象物は、食品容器を構成する容器本体９１および蓋体９２であるのが好ましい。食品容器の蓋閉め作業は、蓋体９２が比較的可撓性に富んでいることから、自動化の難易度が高い作業の１つである。ロボットシステム１は、作業者Ｍの協働を可能にするシステムであって、作業者Ｍの配置の流動化や精神的な負担の軽減に寄与できるシステムである。ロボットシステム１は、既存のラインの改造を最小限にしながら導入可能なシステムである。このため、ロボットシステム１は、食品容器の蓋閉め作業を低コストで省人化するのに寄与できる。

【0072】

以上、本発明に係るロボットシステムを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0073】

例えば、本発明に係るロボットシステムは、前記実施形態の各部が同様の機能を有する任意の構成物に置換されたものであってもよく、前記実施形態に任意の構成物が付加されたものであってもよい。

【符号の説明】

【0074】

１…ロボットシステム、２…第１搬送部、３…第２搬送部、４…ロボット、５…作業数検出部、６…ロボット制御部、７…分流部、８…合流部、４３…ロボットアーム、４４…蓋体把持治具、６２…作業数取得部、６４…ロボット動作条件決定部、６６…アーム駆動部、６８…搬送制御部、８２…盛り付け部、８４…ラッピング部、９１…容器本体、９２…蓋体、９３…作業実施品、７０１…ＣＰＵ、７０２…ＲＯＭ、７０３…ＲＡＭ、７０４…外部インターフェース、７０５…内部バス、Ｍ…作業者、Ｓ１…盛り付け工程、Ｓ２…蓋閉め工程、Ｓ３…ラッピング工程

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】