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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-05-16
(45)【発行日】2024-05-24
(54)【発明の名称】保持システム
(51)【国際特許分類】
B65B 35/16 20060101AFI20240517BHJP
【ＦＩ】
B65B35/16
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2023185132
(22)【出願日】2023-10-29
【審査請求日】2023-12-15
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 （１）令和５年３月２２日に、経済産業省＆日本機械工業連合会 ２０２２年度成果報告会にて公開 （２）令和５年６月６日に、ＦＯＯＭＡ ＪＡＰＡＮ ２０２３にて公開 （３）令和５年３月２３日に、日刊工業新聞にて公開 （４）令和５年３月２３日に、日本食糧新聞にて公開 （５）令和５年３月２４日に、Ｉｍｐｒｅｓｓ Ｗａｔｃｈにて公開 （６）令和５年３月２８日に、日刊工業新聞にて公開 （７）令和５年３月２８日に、ＭＯＮＯｉｓｔにて公開 （８）令和５年３月３０日に、食品新聞にて公開 （９）令和５年３月２８日に、ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｙｏｕｔｕｂｅ．ｃｏｍ／ｗａｔｃｈ？ｖ＝ＧＺｊＹｘ９ＧＦＳ４ｃにて公開 （１０）令和５年３月２９日に、ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｙｏｕｔｕｂｅ．ｃｏｍ／ｗａｔｃｈ？ｖ＝９ｙ９ｉＣｆａ５ＷＣ０にて公開 （１１）令和５年６月８日に、ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｙｏｕｔｕｂｅ．ｃｏｍ／ｗａｔｃｈ？ｖ＝ｘｄｎｙｗＳｐ４ＦＫｇにて公開 （１２）令和５年６月２６日に、ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｙｏｕｔｕｂｅ．ｃｏｍ／ｗａｔｃｈ？ｖ＝ｏＷｂ５ｐＲＨｘＷｚ０にて公開 （１３）令和５年６月２６日に、ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｓｂｂｉｔ．ｊｐ／ａｒｔｉｃｌｅ／ｓｔ／１１６６３３にて公開 （１４）令和５年７月５日に、ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｙｏｕｔｕｂｅ．ｃｏｍ／ｗａｔｃｈ？ｖ＝ｖ２ｇＡＳｘ３０Ｆｗ０にて公開 （１５）令和５年９月２０日に、惣菜・デリカＪＡＰＡＮ（ＳＤＪ）２０２３にて公開 （１６）令和５年９月２５日に、ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｙｏｕｔｕｂｅ．ｃｏｍ／ｗａｔｃｈ？ｖ＝Ｆｙ０ＩＭＫｍ７２ｖ８にて公開 （１７）令和５年９月２５日に、ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｙｏｕｔｕｂｅ．ｃｏｍ／ｗａｔｃｈ？ｖ＝ＳＡＲＰＧ１ｖＨｉｐＩにて公開 （１８）令和５年９月２５日に、ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｙｏｕｔｕｂｅ．ｃｏｍ／ｗａｔｃｈ？ｖ＝Ｙ３８ｔｐ９Ｚ１ｔＪＭにて公開
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】518106124
【氏名又は名称】コネクテッドロボティクス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100127384
【弁理士】
【氏名又は名称】坊野 康博
(74)【代理人】
【識別番号】100152054
【弁理士】
【氏名又は名称】仲野 孝雅
(72)【発明者】
【氏名】加藤 靖也
【審査官】▲高▼辻 将人
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１１－２０１６７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－０３５３１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－０９１２４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】登録実用新案第３１１２５６５（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６５Ｂ３５／００－３５／５８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
保持装置と、前記保持装置による保持の対象物が収容されている収容容器に着脱可能な拡張部材と、を備えた保持システムであって、前記保持装置は、前記収容容器内にある前記対象物の保持、保持している前記対象物の移送、前記対象物を保持する部材の回転、及び前記保持する部材に付着した前記対象物の除去、の少なくとも何れかの動作を、保持に関する動作として実行し、
前記拡張部材は、
前記拡張部材を前記収容容器に対して取り付け及び取り外しするための着脱部と、
前記収容容器に取り付けられた場合に、少なくとも鉛直方向において前記収容容器の開口面を拡張する形状に構成された拡張部と、
を備え、
前記拡張部は、前記保持装置が前記保持に関する動作を実行したことに伴って前記拡張部に接触させた前記対象物を、前記収容容器の開口面に向かって案内する、
ことを特徴とする保持システム。
【請求項2】
前記保持装置は、保持に関する動作として少なくとも保持している前記対象物の移送を実行し、
前記移送は前記対象物を保持した状態での、前記収容容器上での水平方向への移動を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の保持システム。
【請求項3】
前記保持装置は、前記拡張部が前記収容容器の開口面を鉛直方向において拡張したもっとも高い位置よりも低い位置で、前記保持に関する動作を実行する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の保持システム。
【請求項4】
前記拡張部は前記収容容器に取り付けられた場合に、鉛直上方に向かうに従って水平方向に広がることで、前記収容容器の開口面をさらに水平方向にも拡張する形状に構成されている、ことを特徴とする請求項１又は２の何れか１項に記載の保持システム。
【請求項5】
前記着脱部は、前記収容容器の開口面を構成する複数の辺の、少なくとも１つの辺に対して前記拡張部材を取り付け可能とする形状に構成される、ことを特徴とする請求項１又は２の何れか１項に記載の保持システム。
【請求項6】
前記着脱部は前記収容容器に取り付けられた場合に、前記収容容器を覆うカバーが前記収容容器を覆っている状態を維持する形状に構成される、ことを特徴とする請求項１又は２の何れか１項に記載の保持システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、保持システムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、様々な分野において、ロボットの導入が進められている。従来からロボットが用いられている工業製品の製造分野はもちろんのことながら、例えば、食品の盛り付けを行う分野等でもロボットの導入が進められている。
このような盛り付けを行うロボットに関する技術の一例が、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示の技術では、把持部材の駆動を制御するモードとして、把持部材に対象物を把持させる第１制御モードと、把持部材に付着した対象物を除去する第２制御モードとを使い分ける。
このような盛り付けを行うロボットに関する技術の一例が、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示の技術では、把持部材の駆動を制御するモードとして、把持部材に対象物を把持させる第１制御モードと、把持部材に付着した対象物を除去する第２制御モードとを使い分ける。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０２１－２４０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述した特許文献１に記載されているような一般的な技術では、対象物が収容された収容容器の開口面において把持等の動作を行う。また、例えば、特許文献１の第２制御モードでは、未だ把持していない対象物の鉛直上方で把持部材を上下動させることで、把持部材に付着していた対象物を落下させる動作を行う。
このような動作を行う場合、その過程において、十分に把持できていなかった対象物や、把持部材に付着していた対象物が、制御不能となって収容容器の外側にまで飛び散るおそれがある。そして、このように対象物が外側まで飛び散った場合、作業員がこの対象物を回収したり、その後に清掃をしたりするという作業が発生する。また、この作業中はロボットの動作を停止しておく必要があるため、結果として、生産性が低下してしまう。
このような動作を行う場合、その過程において、十分に把持できていなかった対象物や、把持部材に付着していた対象物が、制御不能となって収容容器の外側にまで飛び散るおそれがある。そして、このように対象物が外側まで飛び散った場合、作業員がこの対象物を回収したり、その後に清掃をしたりするという作業が発生する。また、この作業中はロボットの動作を停止しておく必要があるため、結果として、生産性が低下してしまう。
【0005】
このような問題は、ロボットが対象物を把持することで対象物の保持をする場面に限られるものではない。例えば、ロボットが対象物を吸着して対象物の保持を行う場面や、ロボットが対象物を掬うことにより対象物の保持を行う場面や、ロボットが対象物を挟むことにより対象物の保持を行う場面といった、ロボットが何らかの手段で保持を行う場面全般に共通するものである。
さらに、このような問題はロボットが保持する対象物が食品である場合に限られるものではなく、工業製品の製造等のロボットによって様々な対象物を保持する場面全般に共通するものである。
以上のように、従来の技術では、ロボットによって保持を行う場合に、保持の対象物を収容容器の外側に飛び散らせないことについて、未だ改善の余地があった。
さらに、このような問題はロボットが保持する対象物が食品である場合に限られるものではなく、工業製品の製造等のロボットによって様々な対象物を保持する場面全般に共通するものである。
以上のように、従来の技術では、ロボットによって保持を行う場合に、保持の対象物を収容容器の外側に飛び散らせないことについて、未だ改善の余地があった。
【0006】
本発明の課題は、ロボットによって保持を行う場合に、保持の対象物が収容容器の外側に飛び散ることを抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するため、本発明の一実施形態に係る着脱部材は、
保持装置による保持の対象物を収容する収容容器に着脱可能な着脱部材であって、
拡張手段を前記収容容器に対して取り付け及び取り外しするための着脱手段と、
前記着脱手段により前記収容容器に取り付けられた場合に、少なくとも鉛直方向において前記収容容器の開口面を拡張する形状に構成された前記拡張手段と、
を備えることを特徴とする。
保持装置による保持の対象物を収容する収容容器に着脱可能な着脱部材であって、
拡張手段を前記収容容器に対して取り付け及び取り外しするための着脱手段と、
前記着脱手段により前記収容容器に取り付けられた場合に、少なくとも鉛直方向において前記収容容器の開口面を拡張する形状に構成された前記拡張手段と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、ロボットによって保持を行う場合に、保持の対象物が収容容器の外側に飛び散ることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明に係る把持システム１の構成を模式的に示す模式図である。
【図2】制御装置１０のハードウェア構成を示す模式図である。
【図3】制御装置１０の機能的構成を示すブロック図である。
【図4】ハンド３１の先端に設置される把持部材３１ａの形状例を示す模式図である。
【図5】把持動作等の動作を実行する場合の、収容容器２０の収容空間、ハンド３１、把持部材３１ａ、ロボットアーム３２、及び具材の位置関係について示す図である。
【図6】一対の把持部材３１ａの開閉について示す図である。
【図7】検出部４０の近傍を拡大して示す斜視図である。
【図8】移送位置Ｐ１及び解放位置Ｐ２の近傍を示す模式図である。
【図9】移送位置Ｐ１及び解放位置Ｐ２の近傍を鉛直上方から俯瞰した図である。
【図10】容器載置部材５４の構成を示す斜視図である。
【図11】載置部５５の構成を示す斜視図である。
【図12】拡張部材６０の構成を示す斜視図である。
【図13】拡張部材６０を収容容器２０に対して取り付ける様子を示す斜視図である。
【図14】拡張部材６０を収容容器２０に対して取り付ける様子を示す斜視図である。
【図15】拡張部材６０を取り付けることによる作用効果について示す模式図である。
【図16】把持システム１が実行する具材盛り付け処理の流れを示すフローチャートである。
【図17】拡張部材６０の変形例である、拡張部材６０ａの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
［実施形態］
［全体構成］
図１は、本発明に係る把持システム１の構成を模式的に示す模式図である。
ここで、把持システム１は、食材を盛り付けるシステムに本発明を適用することを想定したものである。そのため、以下の説明においては、把持システム１が、惣菜等の具材を把持し、この把持した具材を、惣菜の容器に盛り付ける場合を例に挙げて説明する。
［実施形態］
［全体構成］
図１は、本発明に係る把持システム１の構成を模式的に示す模式図である。
ここで、把持システム１は、食材を盛り付けるシステムに本発明を適用することを想定したものである。そのため、以下の説明においては、把持システム１が、惣菜等の具材を把持し、この把持した具材を、惣菜の容器に盛り付ける場合を例に挙げて説明する。
【0011】
ただし、これは説明のための一例に過ぎず、本発明の適用範囲を限定する趣旨ではない。本発明は、ロボットによって保持を行う様々なシステム全般に対して適用可能である。好適な一例として示す本実施形態は、一対の把持部材を閉状態とすることで、容器形状を形成し、この容器形状を用いて把持を行うことで保持を実現するシステムである。ただし、これ以外にも、例えば、密着した対象物との間の空間を真空に近づけることで、対象物を吸着する吸着パッドにより保持を実現するシステムに、本発明を適用してもよい。あるいは、例えば、スプーン形状やレードル形状の把持部材にて対象物を掬うことにより保持を実現するシステムに、本発明を適用してもよい。他にも、例えば、トング形状や爪形状の把持部材にて対象物を挟むことにより保持を実現するシステムに、本発明を適用してもよい。
また、保持の対象物も食材や容器には限定されず、例えば、電子機器等の工業製品の部品等を対象物として保持をするシステムに適用することも可能である。
すなわち、本発明は、保持を実現するシステム全般に適用することが可能な発明である。
また、保持の対象物も食材や容器には限定されず、例えば、電子機器等の工業製品の部品等を対象物として保持をするシステムに適用することも可能である。
すなわち、本発明は、保持を実現するシステム全般に適用することが可能な発明である。
【0012】
また、以下の説明において、盛り付けられる具材の量として、重量を例に挙げて説明するが、本発明は、重量以外であっても、体積、かさ、質量等、各種呼称の物理量を対象に適用することが可能である。
【0013】
図１に示すように、把持システム１は、制御装置１０と、収容容器２０と、多関節ロボット３０と、検出部４０と、移送機構５０と、を備えている。この内、制御装置１０、多関節ロボット３０、検出部４０、及び移送機構５０は、有線又は無線によって通信接続されており、相互に通信可能となっている。
【0014】
また、把持システム１に隣接して、総菜の容器を上流から下流に向かって自動的に運搬するベルトコンベア２が設置されている。ベルトコンベア２は、容器を運搬するための搬送面を有しており、容器はこの搬送面に載置された状態で搬送される。図１では、破線の矢印で図示するように、紙面の左側がベルトコンベア２における搬送の上流であり、紙面の右側がベルトコンベア２における搬送の下流となる。
なお、把持システム１のさらなる上流にて容器をベルトコンベア２の搬送面に供給する作業は、人手によって行われてもよいし、容器の供給装置によって行われてもよい。
なお、把持システム１のさらなる上流にて容器をベルトコンベア２の搬送面に供給する作業は、人手によって行われてもよいし、容器の供給装置によって行われてもよい。
【0015】
また、図１では、収容容器２０、多関節ロボット３０、検出部４０、及び移送機構５０、からなる組を一組のみ示しているが、これに限られない。本実施形態では、一台のベルトコンベア２の搬送方向に沿って、これらの組が複数組設置されており、複数の多関節ロボット３０が協働して作業することを想定する。
【0016】
制御装置１０は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）又はプログラマブルコントローラ等の情報処理装置によって構成され、各種プログラムを実行することにより、把持システム１全体を制御する。例えば、制御装置１０は、多関節ロボット３０が収容容器２０から具材を把持して、惣菜の容器に解放することで具材を盛り付ける動作等を制御する。より詳細には、制御装置１０は、多関節ロボット３０の駆動を制御することで、多関節ロボット３０のハンド３１を予め設定された所定位置に所定ルート及び所定速度で移動させる動作や、ハンド３１のアクチェータの駆動を制御することで、ハンド３１による具材の把持や解放をする動作を実現する。他にも、例えば、制御装置１０は、検出部４０の検出結果に基づいて、移送機構５０の動作を制御する。
【0017】
収容容器２０は、把持システム１において盛り付けられる惣菜等の具材を収容する収容空間を備えている。収容容器２０は、例えば、大型のバットやトレイ等の汎用の収容容器により実現される。そして、収容容器２０の収容空間には、例えば、例えば、ポテトサラダ等の練りサラダ（粘性や粘着性を有する具材を含むサラダ）、卯の花（おから）、切り干し大根、なます、ひじき、煮豆、バターコーン等の惣菜が収容される。本実施形態において、この収容空間には、１種類の具材が複数食分（例えば、数十食分～数百食分）収容されているものとする。そして、複数の把持システム１が何れかの惣菜等の具材を、対応する惣菜の容器に盛り付けることで、惣菜の盛り付け作業を完了させることができる。収容容器２０は、作業者が手作業によって、又は、多関節ロボット３０が自動的に交換することが可能である。
【0018】
多関節ロボット３０は、例えば、水平多関節ロボットあるいは垂直多関節ロボット等によって構成され、盛り付けられる具材を把持可能なハンド３１と、可動範囲において任意の位置にハンド３１を移動させるロボットアーム３２と、を備えている。
また、多関節ロボット３０のハンド３１を保持する関節には、ハンド３１が把持した具材の物理量を取得する手段の一例として、把持した具材の重量を計測する重量センサ３０Ａが設置されている。また、多関節ロボット３０のハンド３１を保持する関節には、ハンド３１が具材に接触したことを検出する手段の一例として、接触した具材からの反力（表面に接触されることで得られる力覚を含む）を計測する力センサ３０Ｂが設置されている。重量センサ３０Ａによって計測された具材の重量（すなわち、把持された具材の重量）のデータや、力センサ３０Ｂによって計測された具材からの反力（すなわち、具材への接触の検出結果）のデータは、制御装置１０に出力される。
また、多関節ロボット３０のハンド３１を保持する関節には、ハンド３１が把持した具材の物理量を取得する手段の一例として、把持した具材の重量を計測する重量センサ３０Ａが設置されている。また、多関節ロボット３０のハンド３１を保持する関節には、ハンド３１が具材に接触したことを検出する手段の一例として、接触した具材からの反力（表面に接触されることで得られる力覚を含む）を計測する力センサ３０Ｂが設置されている。重量センサ３０Ａによって計測された具材の重量（すなわち、把持された具材の重量）のデータや、力センサ３０Ｂによって計測された具材からの反力（すなわち、具材への接触の検出結果）のデータは、制御装置１０に出力される。
【0019】
さらに、ハンド３１を保持する関節は、ロボットアーム３２に対してハンド３１を捻り方向に回転させる軸を備えている。そのため、ハンド３１が具材を把持する際に、ハンド３１の向きを変化させることで、ハンド３１が開閉する方向を調整することができる。これにより、ハンド３１が容器の内壁面近傍に達した際に、収容容器２０の収容空間の内壁面と平行な方向にハンド３１が開閉するようにハンド３１の向きを変更することが可能となり、容器内壁面近傍の具材を把持し易くなる。
【0020】
検出部４０は、ベルトコンベア２にて搬送中の容器に関する検出を行う複数の光センサを備える。例えば、検出部４０は、ベルトコンベア２にて運搬中の容器の位置を検出するセンサと、容器に盛り付けられている具材を検出するセンサを備える。これらのセンサによって検出された容器の位置のデータや、具材が盛り付けられているか否かのデータは、制御装置１０に出力される。
制御装置１０は、検出部４０に含まれるこれらのセンサの検出結果に基づいて、移送機構５０の動作を制御する。検出部４０に含まれるこれらのセンサの位置関係や、検出結果に基づいた制御装置１０による移送機構５０の動作制御の詳細については、後述する。
制御装置１０は、検出部４０に含まれるこれらのセンサの検出結果に基づいて、移送機構５０の動作を制御する。検出部４０に含まれるこれらのセンサの位置関係や、検出結果に基づいた制御装置１０による移送機構５０の動作制御の詳細については、後述する。
【0021】
移送機構５０は、対象物（ここでは、容器）を移送する機構である。移送機構５０は、ベルトコンベア２により移送位置Ｐ１まで搬送された容器を、具材が解放される位置である解放位置Ｐ２に移送する。その後、解放位置Ｐ２で具材の容器への盛り付けが完了すると、移送機構５０は、容器を解放位置Ｐ２から再度移送位置Ｐ１に移送する。
その後、この具材が盛り付けられた容器はベルトコンベア２により更に下流に搬送され、後処理（例えば、容器への蓋閉め）が行われることとなる。
このように、移送機構５０が移送を行うことにより、ベルトコンベア２の搬送面にある移送位置Ｐ１等ではなく、多関節ロボット３０の近傍に設けられた解放位置Ｐ２にて具材を解放して盛り付けを行うことができる。これにより、解放した具材がベルトコンベア２の搬送面に落下してしまうことを防止できる。
その後、この具材が盛り付けられた容器はベルトコンベア２により更に下流に搬送され、後処理（例えば、容器への蓋閉め）が行われることとなる。
このように、移送機構５０が移送を行うことにより、ベルトコンベア２の搬送面にある移送位置Ｐ１等ではなく、多関節ロボット３０の近傍に設けられた解放位置Ｐ２にて具材を解放して盛り付けを行うことができる。これにより、解放した具材がベルトコンベア２の搬送面に落下してしまうことを防止できる。
【0022】
以上、把持システム１の全体構成について説明した。なお、図示を省略しているが、把持システム１の各構成要素を外部から遮蔽するために、各構成要素が設置された領域の周囲を囲う板状部材からなる遮蔽部を設置するようにしてもよい。また、把持システム１の各構成要素に加えて、さらにベルトコンベア２についても、遮蔽部により遮蔽されるようにしてもよい。このように遮蔽部により遮蔽することで、把持システム１の動作に伴い飛散した具材が外部を汚してしまうことや、外部からの異物が具材に混入してしまうことを防止できる。
この場合、遮蔽部を構成する板状部材は、例えば、ガラス又は樹脂等の透明な材料によって構成され、外部から把持システム１の稼動状況を視認することが可能とするとよい。また、遮蔽部が構成する側壁の一部には、開閉可能な扉を設置するとよい。そうすることで、収容容器２０の収容空間の交換、あるいは把持システム１のメンテナンス等が行われる場合、作業者は遮蔽部の扉を開けることで各構成要素に対して接近し、これらの各種作業を行うことができる。
この場合、遮蔽部を構成する板状部材は、例えば、ガラス又は樹脂等の透明な材料によって構成され、外部から把持システム１の稼動状況を視認することが可能とするとよい。また、遮蔽部が構成する側壁の一部には、開閉可能な扉を設置するとよい。そうすることで、収容容器２０の収容空間の交換、あるいは把持システム１のメンテナンス等が行われる場合、作業者は遮蔽部の扉を開けることで各構成要素に対して接近し、これらの各種作業を行うことができる。
【0023】
［制御装置１０のハードウェア構成］
図２は、制御装置１０のハードウェア構成を示す模式図である。
図２に示すように、制御装置１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）７１１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）７１２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）７１３と、バス７１４と、入力部７１５と、出力部７１６と、記憶部７１７と、通信部７１８と、ドライブ７１９と、を備えている。
図２は、制御装置１０のハードウェア構成を示す模式図である。
図２に示すように、制御装置１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）７１１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）７１２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）７１３と、バス７１４と、入力部７１５と、出力部７１６と、記憶部７１７と、通信部７１８と、ドライブ７１９と、を備えている。
【0024】
ＣＰＵ７１１は、ＲＯＭ７１２に記録されているプログラム、又は、記憶部７１７からＲＡＭ７１３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。
ＲＡＭ７１３には、ＣＰＵ７１１が各種の処理を実行する上において必要なデータ等も適宜記憶される。
ＲＡＭ７１３には、ＣＰＵ７１１が各種の処理を実行する上において必要なデータ等も適宜記憶される。
【0025】
ＣＰＵ７１１、ＲＯＭ７１２及びＲＡＭ７１３は、バス７１４を介して相互に接続されている。バス７１４には、入力部７１５、出力部７１６、記憶部７１７、通信部７１８及びドライブ７１９が接続されている。
【0026】
入力部７１５は、マウスやキーボード等の入力装置を備え、制御装置１０に対する各種情報の入力を受け付ける。なお、入力部７１５としてマイクを備え、作業者の音声入力によって各種情報の入力を受け付けることとしてもよい。
出力部７１６は、ディスプレイやスピーカ等で構成され、画像や音声を出力する。
記憶部７１７は、ハードディスクあるいはＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成され、各サーバで管理される各種データを記憶する。
通信部７１８は、ネットワークを介して他の装置との間で行う通信を制御する。
出力部７１６は、ディスプレイやスピーカ等で構成され、画像や音声を出力する。
記憶部７１７は、ハードディスクあるいはＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成され、各サーバで管理される各種データを記憶する。
通信部７１８は、ネットワークを介して他の装置との間で行う通信を制御する。
【0027】
ドライブ７１９には、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、あるいは半導体メモリ等よりなる、リムーバブルメディア７３１が適宜装着される。ドライブ７１９によってリムーバブルメディア７３１から読み出されたプログラムは、必要に応じて記憶部７１７にインストールされる。
なお、上記ハードウェア構成は、制御装置１０の基本的構成であり、一部のハードウェアを備えない構成としたり、付加的なハードウェアを備えたり、ハードウェアの実装形態を変更したりすることができる。
なお、上記ハードウェア構成は、制御装置１０の基本的構成であり、一部のハードウェアを備えない構成としたり、付加的なハードウェアを備えたり、ハードウェアの実装形態を変更したりすることができる。
【0028】
［機能的構成］
次に、制御装置１０の機能的構成について説明する。
図３は、制御装置１０の機能的構成を示すブロック図である。
図３に示すように、把持システム１の動作を制御するためのプログラムを実行することにより、制御装置１０のＣＰＵ７１１においては、センサ情報取得部１５１と、具材状態判定部１５２と、具材量判定部１５３と、多関節ロボット制御部１５４と、移送機構制御部１５５と、記録制御部１５６と、が機能する。また、記憶部７１７には、パラメータ記憶部１７１と、履歴データベース（履歴ＤＢ）１７２と、が形成される。
次に、制御装置１０の機能的構成について説明する。
図３は、制御装置１０の機能的構成を示すブロック図である。
図３に示すように、把持システム１の動作を制御するためのプログラムを実行することにより、制御装置１０のＣＰＵ７１１においては、センサ情報取得部１５１と、具材状態判定部１５２と、具材量判定部１５３と、多関節ロボット制御部１５４と、移送機構制御部１５５と、記録制御部１５６と、が機能する。また、記憶部７１７には、パラメータ記憶部１７１と、履歴データベース（履歴ＤＢ）１７２と、が形成される。
【0029】
パラメータ記憶部１７１には、把持システム１が動作する際に用いられる各種パラメータが記憶されている。例えば、パラメータ記憶部１７１には、収容容器２０の収容空間の位置、惣菜の容器内における具材を盛り付ける領域の位置、具材を把持する際のハンド３１の具材への差し込み量と把持される具材の重量との関係（関数あるいはテーブル形式のデータ等）、多関節ロボット３０の動作パターンを定義するパラメータ等が記憶される。本実施形態において、ハンド３１の具材への差し込み量は、具材の重量（物理量）を推定する指標となっている。すなわち、ハンド３１の具材への差し込み量と把持される具材の重量との関係から、把持された具材の実際の重量（目標とする把持重量）は、ハンド３１の具材への差し込み量に基づいて推定される。
【0030】
履歴ＤＢ１７２には、把持システム１が動作した際に取得される制御に関するパラメータ、あるいは把持システム１で盛り付けられた具材の重量の計測データが履歴として記憶される。また、履歴ＤＢ１７２には、収容容器２０の収容空間における具材の状態を示す具材状態マップも記憶される。この具材状態マップの詳細については、具材状態マップを作成及び更新する記録制御部１５６の説明と共に後述する。
【0031】
センサ情報取得部１５１は、把持システム１や検出部４０に設置された各種センサによって検出された情報であるセンサ情報を取得する。例えば、センサ情報取得部１５１は、多関節ロボット３０の関節に設置された重量センサ３０Ａによって計測された具材の重量のデータや、力センサ３０Ｂによって計測された具材からの反力のデータや、検出部４０に含まれるセンサによって検出された容器の位置のデータや、具材が盛り付けられているか否かのデータをセンサ情報として取得する。これらセンサ情報は、制御装置１０の各機能ブロックにより適宜利用される。
【0032】
具材状態判定部１５２は、力センサ３０Ｂによって計測された具材からの反力のデータに基づいて、具材の状態を認識する。例えば、具材状態判定部１５２は、力センサ３０Ｂによって計測された具材からの反力のデータから、収容容器２０の収容空間内の具材の深さ（収容容器２０の収容空間内の具材表面から収容容器２０の収容空間底面までの深さ）、表面の平坦度合（表面がどの程度荒れているか）を認識する。本実施形態では、カメラを用いた画像解析で具材の状態を判定するといった手法ではなく、力センサ３０Ｂを用いた反力に基づいて具材の状態を測定するといった手法を用いる。そのため、例えば、カメラの導入コストや管理コストを削減できると共に、カメラの死角等を考慮する必要がないので、多関節ロボット３０と収容容器２０の収容空間の位置等の配置をより柔軟に選択することができる。また、カメラを用いないことから、具材から生じる湯気や照明による撮影への影響を考慮する必要もない。
【0033】
また、具材状態判定部１５２は、具材の深さ及び表面の平坦度合を認識すると、これらが具材を把持するための条件に適合しているか否か（例えば、具材の深さ及び平坦度合が設定された閾値以上であるか否か）を判定する。なお、具材の表面の平坦度合は、例えば、表面が有する凹凸の大きさの絶対値等に基づいて定義することができ、具材の表面が平坦であるほど大きい値となるように定義することができる。また、具材の表面の部分毎に平坦度合を判定することとしてもよい。また、具材状態判定部１５２は、収容容器２０の収容空間内の具材の状態が、一度の把持動作で規定量の具材を把持可能であるか否かを判定する。
【0034】
具材量判定部１５３は、多関節ロボット３０の重量センサ３０Ａによって計測された具材の重量のデータに基づいて、規定量の具材が把持されたか否かを判定する。
【0035】
多関節ロボット制御部１５４は、多関節ロボット３０の動作を制御し、把持システム１において定義されている動作パターンに従って、具材を盛り付けるための一連の動作を多関節ロボット３０に実行させる。例えば、多関節ロボット制御部１５４は、検出部４０によってベルトコンベア２にて搬送される容器に関する検出をする動作（検出動作）、多関節ロボット３０のハンド３１によって具材を把持する動作（把持動作）、具材を把持したハンド３１を惣菜の容器上に移送する動作（具材移送動作）、把持している具材を容器上で解放する動作（解放動作）、盛り付け後の解放具材の表面を整形する動作（整形動作）等を多関節ロボット３０に実行させる。
【0036】
移送機構制御部１５５は、検出部４０に含まれるセンサによって検出された容器の位置のデータや、具材が盛り付けられているか否かのデータに基づいて、移送機構５０による容器を移送する動作（容器移送動作）を制御する。
【0037】
記録制御部１５６は、把持システム１が把持動作した際に取得された制御に関するパラメータ及び把持システム１で盛り付けられた具材の重量の計測データを履歴ＤＢ１７２に記憶する。また、記録制御部１５６は、収容容器２０の収容空間における具材の状態を示す具材状態マップを作成及び更新すると共に、この具材状態マップについても履歴ＤＢ１７２に記憶する。より詳細には、記録制御部１５６は、把持システム１が把持動作をした際に取得された具材の重量及び具材の反力の計測データや、後述の具材状態判定部１５２による判定結果や、把持システム１で盛り付けられた具材の重量の計測データに基づいて、収容容器２０の収容空間の各領域の具材の状態を検出し、各領域を識別する識別情報に紐づけて記憶することで、具材状態マップを生成する。
【0038】
この場合、具材の状態とは、各領域における具材の残量や、後述の具材状態判定部１５２が判定した具材の深さや平坦度合である。また、収容容器２０の収容空間内の具材が盛り付けられた後に、収容容器２０の収容空間が新たに交換された場合には、予め定められた所定量の具材（例えば、収容容器２０の収容空間に対して充分な量の具材）が、所定の状態（例えば、表面が平坦な状態）で収容されているものとして具材状態マップが更新される。
【0039】
［ハンド３１の構成］
次に、ハンド３１、及びハンド３１に設置される把持部材３１ａの構成の詳細について説明をする。
図４は、ハンド３１の先端に設置される把持部材３１ａの形状例を示す模式図である。
なお、図４においては、一対で用いられる把持部材３１ａの一方のみが示されている。
図４に示すように、本実施形態における把持部材３１ａは、天板部と、主板部と、第１側板部と、第２側板部と、により構成されている。天板部は、長方形状の平面を有している。また、主板部は、天板部の有する平面を水平な状態とした場合に、この平面の長手方向の一端から、この平面の長手方向の他端の鉛直下方の離間した位置に向かって傾斜して延在している。さらに、第１側板部と第２側板部は、天板部の有する平面を水平な状態とした場合に、この平面の両端それぞれから鉛直下方に向かって延在している。
なお、以下の説明において、これら一対の把持部材３１ａのそれぞれを区別することなく説明する際は、単に「把持部材３１ａ」と称する。
次に、ハンド３１、及びハンド３１に設置される把持部材３１ａの構成の詳細について説明をする。
図４は、ハンド３１の先端に設置される把持部材３１ａの形状例を示す模式図である。
なお、図４においては、一対で用いられる把持部材３１ａの一方のみが示されている。
図４に示すように、本実施形態における把持部材３１ａは、天板部と、主板部と、第１側板部と、第２側板部と、により構成されている。天板部は、長方形状の平面を有している。また、主板部は、天板部の有する平面を水平な状態とした場合に、この平面の長手方向の一端から、この平面の長手方向の他端の鉛直下方の離間した位置に向かって傾斜して延在している。さらに、第１側板部と第２側板部は、天板部の有する平面を水平な状態とした場合に、この平面の両端それぞれから鉛直下方に向かって延在している。
なお、以下の説明において、これら一対の把持部材３１ａのそれぞれを区別することなく説明する際は、単に「把持部材３１ａ」と称する。
【0040】
図５は、把持動作等の動作を実行する場合の、収容容器２０の収容空間、ハンド３１、把持部材３１ａ、ロボットアーム３２、及び具材の位置関係について示す図である。図５では、鉛直方向をＺ方向と称し、このＺ方向と直交する第１の水平方向（紙面と直交する方向）をＹ方向と称し、これらＺ方向及びＹ方向のそれぞれと直交する第２水平方向をＸ方向と称する。すなわち、Ｚ方向、Ｙ方向、及びＸ方向はそれぞれ互いに直行する方向である。
【0041】
ハンド３１は、ロボットアーム３２の先端に配置される。また、把持部材３１ａは、結合部材により、このハンド３１に結合されることで、ハンド３１に支持される。そして、このハンド３１及びこれに結合された把持部材３１ａは、制御装置１０の制御するロボットアーム３２の動作に従って、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向の各方向における、可動範囲内に移動することが可能である。また、ハンド３１は、不図示のアクチュエータによって、一対の把持部材３１ａをＹ方向に開閉することで、把持動作を実現する。
また、ハンド３１及びこれに結合された把持部材３１ａは、Ｚ方向を回転軸として回転することが可能である。
このような構成により、本実施形態では、ハンド３１及び把持部材３１ａの、位置や向きを任意に変化させることができ、これにより様々な動きで把持動作や解放動作等の動作を適切に実行することが可能となる。
また、ハンド３１及びこれに結合された把持部材３１ａは、Ｚ方向を回転軸として回転することが可能である。
このような構成により、本実施形態では、ハンド３１及び把持部材３１ａの、位置や向きを任意に変化させることができ、これにより様々な動きで把持動作や解放動作等の動作を適切に実行することが可能となる。
【0042】
図６は、一対の把持部材３１ａの開閉について示す図である。図４に示す把持部材３１ａは、結合部材により、それぞれの開口部が対向するようにハンド３１に結合される。また、図６におけるＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向の各方向は、図５において定義した各方向と同一である。一対の把持部材３１ａは、図６（ａ）に示すように開閉方向（Ｙ方向）に沿って、開く動作を行うことで、開状態となる。また、一対の把持部材３１ａは、把持動作を行うにあたって、図６（ｂ）に示すように開閉方向（Ｙ方向）に沿って、閉じる動作を行うことで、閉状態となる。
【0043】
そして、一対の把持部材３１ａが閉状態となり、把持部材３１ａ同士が当接することで、少なくとも先端及び側板部が閉じた内面が具材を把持するための容器形状となる。このような把持部材３１ａの形状の場合、練りサラダ等の具材に対して、把持部材３１ａの先端を表面から垂直に差し込み、所定の深さで一対の把持部材３１ａを閉じて具材を持ち上げることで、ほぼ一定量の具材を把持して収容容器２０の収容空間から取り出すことができる。
また、把持をした一対の把持部材３１ａを解放位置Ｐ２の惣菜の容器の上に移送した後に、一対の把持部材３１ａが開状態となり、容器形状の開口部が露出することで、把持により取り出した具材が解放され、惣菜の容器にほぼ一定量の具材を盛り付けることができる。
また、把持をした一対の把持部材３１ａを解放位置Ｐ２の惣菜の容器の上に移送した後に、一対の把持部材３１ａが開状態となり、容器形状の開口部が露出することで、把持により取り出した具材が解放され、惣菜の容器にほぼ一定量の具材を盛り付けることができる。
【0044】
［検出部４０の構成］
次に、検出部４０の構成の詳細について説明をする。
図７は、検出部４０の近傍を拡大して示す斜視図である。図７では、図１と同様に、紙面の左側がベルトコンベア２における搬送の上流であり、紙面の右側がベルトコンベア２における搬送の下流となる。
次に、検出部４０の構成の詳細について説明をする。
図７は、検出部４０の近傍を拡大して示す斜視図である。図７では、図１と同様に、紙面の左側がベルトコンベア２における搬送の上流であり、紙面の右側がベルトコンベア２における搬送の下流となる。
【0045】
図７に示すように、検出部４０は、容器検出センサ４１，４２と、リフレクタ配置部４３と、具材検出センサ４４と、を含む。
容器検出センサ４１，４２は、ベルトコンベア２にて運搬中の容器の位置を検出するセンサである。容器検出センサ４１，４２は、例えば、光センサにより構成される。容器検出センサ４１は、ベルトコンベア２にて搬送中の容器が、移送位置Ｐ１に運搬される直前であることを検出する。また、容器検出センサ４２は、ベルトコンベア２にて搬送中の容器が、移送位置Ｐ１に運搬されたことを検出する。
また、リフレクタ配置部４３は、容器検出センサ４１，４２が検出を行うために投光する光を反射するリフレクタが、容器検出センサ４１，４２と対向する面に配置された部材である。
容器検出センサ４１，４２は、ベルトコンベア２にて運搬中の容器の位置を検出するセンサである。容器検出センサ４１，４２は、例えば、光センサにより構成される。容器検出センサ４１は、ベルトコンベア２にて搬送中の容器が、移送位置Ｐ１に運搬される直前であることを検出する。また、容器検出センサ４２は、ベルトコンベア２にて搬送中の容器が、移送位置Ｐ１に運搬されたことを検出する。
また、リフレクタ配置部４３は、容器検出センサ４１，４２が検出を行うために投光する光を反射するリフレクタが、容器検出センサ４１，４２と対向する面に配置された部材である。
【0046】
図示するように、検出部４０はベルトコンベア２の搬送面上を跨ぐようにして、リフレクタ配置部４３を所定位置に設置する。そして、容器検出センサ４１，４２が投光する光は、リフレクタ配置部４３に配置されたリフレクタにより反射して、容器検出センサ４１，４２により受光される。これにより、容器検出センサ４１，４２は、容器の位置を検出することができる。図中では、これら投光及び受光される光の経路を、それぞれ光路Ｌ１及び光路Ｌ２として図示する。
【0047】
また本実施形態では、リフレクタ配置部４３を検出部４０の本体の開口部分に挿抜可能な構造となっており、搬送面の幅方向において長さを調整することができる。これにより、ベルトコンベア２の機種によって異なる搬送面の幅方向の長さの違いを吸収して、リフレクタ配置部４３を所定位置に設置することができる。ここで、一般的にベルトコンベア２の搬送面は、その機構上、搬送に伴い上下方向等にうねりが生じる。そのため、この影響を避けるべく、所定位置として搬送面の外側の枠部分（すなわち、搬送面ではない部分）にリフレクタ配置部４３を設置するとよい。これによりリフレクタ配置部４３は、搬送面における上下方向のうねりの影響を受けることなく、具材を盛り付ける容器を検出するために適切な高さに常に固定された状態となる。
【0048】
ここで、容器の高さ（ここでは、搬送面を基準とした相対的な高さ）は、一般的にそれほど高いものではないため、センサ及びリフレクタを数センチないし数ミリ単位の範囲で適切な位置に配置することが望まれる。この点、本実施形態では、このようにリフレクタ配置部４３によりリフレクタの位置を所定の位置に固定することで、容器の高さに応じた適切な高さを検出対象範囲として、搬送されている容器の位置を適切に検出することができる。
【0049】
なお、惣菜等の容器としては、色を有している容器が利用されることもあるが、透明な容器も一般的に利用されている。容器検出センサ４１，４２は、このように色を有している容器や透明の容器の何れについても検出することが可能である。
このような構成で、容器検出センサ４１，４２は、ベルトコンベア２にて搬送中の容器の位置を精度高く検出する。また、容器検出センサ４１，４２によって検出された容器の位置のデータは、制御装置１０に出力される。
このような構成で、容器検出センサ４１，４２は、ベルトコンベア２にて搬送中の容器の位置を精度高く検出する。また、容器検出センサ４１，４２によって検出された容器の位置のデータは、制御装置１０に出力される。
【0050】
具材検出センサ４４は、容器に盛り付けられている具材を検出するセンサである。具材検出センサ４４は、容器検出センサ４１，４２と同様に、例えば、光センサにより構成される。具材検出センサ４４は、容器検出センサ４１，４２が位置を検出した容器に具材が盛り付けられているか否かを検出する。そして、具材検出センサ４４が投光する光は、鉛直下方に投光され、ベルトコンベア２の搬送面、容器に盛り付けられた具材の天面、あるいは、具材が盛り付けられていない容器の底面の何れかに反射して、具材検出センサ４４により受光される。これにより、具材検出センサ４４は、容器に具材が盛り付けられているか否かを検出することができる。図中では、これら投光及び受光される光の経路を、光路Ｌ３として図示する。
【0051】
上述したように、検出部４０はベルトコンベア２の搬送面上を跨ぐようにして設置されることから、ベルトコンベア２の鉛直上方の具材を検出するのに適切な高さ（例えば、搬送面から１５［ｃｍ］程度の高さ）に具材検出センサ４４を配置することができる。すなわち、具材検出センサ４４についても、所定位置（ここでは、検出部４０と容器及び具材の高さと相対的な位置）に固定されることにより、容器に具材が盛り付けられているか否かを、精度高く検出することができる。具材検出センサ４４によって検出された具材が盛り付けられているか否かのデータは、制御装置１０に出力される。
【0052】
このように、検出部４０は、特徴的な構造を有していると共に、ベルトコンベア２の搬送面上を跨ぐように設置されることで、各種センサやリフレクタを、検出のために最適な位置に配置することができる。
【0053】
なお、容器検出センサ４１，４２や、具材検出センサ４４を、投受光器と、これに対向する位置に配置されたリフレクタにより実現される光センサとして説明をしたが、これに限られない。例えば、これらのセンサを、投光器と、これに対向する位置に配置された受光器により実現される光センサにより実現してもよい。
【0054】
［移送機構５０の構成］
次に、移送機構５０の構成の詳細について説明をする。
図８は、本実施形態における移送位置Ｐ１及び解放位置Ｐ２の近傍を示す模式図である。この図８では、ベルトコンベア２における搬送の下流方向を紙面の下側として、ベルトコンベア２、多関節ロボット３０、及び移送機構５０を示す。
次に、移送機構５０の構成の詳細について説明をする。
図８は、本実施形態における移送位置Ｐ１及び解放位置Ｐ２の近傍を示す模式図である。この図８では、ベルトコンベア２における搬送の下流方向を紙面の下側として、ベルトコンベア２、多関節ロボット３０、及び移送機構５０を示す。
【0055】
図８に示すように、移送機構５０は、アクチュエータ５１と、スライド部材５２と、連結部５３と、第１移送部材５３１と、第２移送部材５３２と、容器載置部材５４と、を含む。また、図１に示したのと同様に、移送位置Ｐ１はベルトコンベア２の搬送面であり、解放位置Ｐ２は多関節ロボット３０の側面部分に設けられた作業台の上となる。
【0056】
アクチュエータ５１は、ベルトコンベア２の鉛直上方に配置され、ベルトコンベア２の進行方向と直交する方向（紙面における左右方向）に直線運動をするアクチュエータである。アクチュエータ５１は、例えば、電気式のシリンダ（ロボシリンダ）や、エアシリンダにより実現される。
【0057】
スライド部材５２、及び連結部５３は、アクチュエータ５１の駆動部と連結されており、アクチュエータ５１の直線運動に伴って、ベルトコンベア２の搬送方向と直交する方向（紙面における左右方向）に直線運動をする。
連結部５３は、さらに、第１移送部材５３１や第２移送部材５３２にも連結されており、アクチュエータ５１の直線運動は、結果として第１移送部材５３１や第２移送部材５３２にも伝達されることから、第１移送部材５３１や第２移送部材５３２もアクチュエータ５１と同様の直線運動をする。このように、本実施形態の移送機構５０は、比較的簡単な構成で駆動機構を実現することができる。
連結部５３は、さらに、第１移送部材５３１や第２移送部材５３２にも連結されており、アクチュエータ５１の直線運動は、結果として第１移送部材５３１や第２移送部材５３２にも伝達されることから、第１移送部材５３１や第２移送部材５３２もアクチュエータ５１と同様の直線運動をする。このように、本実施形態の移送機構５０は、比較的簡単な構成で駆動機構を実現することができる。
【0058】
図９は、本実施形態における移送位置Ｐ１及び解放位置Ｐ２の近傍を鉛直上方から俯瞰した図である。図９には、ベルトコンベア２、収容容器２０、多関節ロボット３０、連結部５３、第１移送部材５３１、第２移送部材５３２、及び容器載置部材５４を図示する。
【0059】
容器載置部材５４は、一端がベルトコンベア２の搬送面に設置され、他端が解放位置Ｐ２の存在する作業台の天面に設置される。これにより、容器載置部材５４を介して、ベルトコンベア２の搬送面と作業台の天面とが接続される。そして、移送機構５０は、アクチュエータ５１の水平方向への直線運動を利用して、搬送面の移送位置Ｐ１から作業台の天面の解放位置Ｐ２まで容器をスライドさせることで容器を移送する。また、逆方向に容器をスライドさせることで、解放位置Ｐ２から移送位置Ｐ１まで容器を移送する。
【0060】
具体的には、図９（ａ）に示すように、移送機構制御部１５５は、移送位置Ｐ１に空の容器が搬送されると、移送機構５０を移動させ、第１移送部材５３１の端（紙面における右側の端）で容器に当接しながら、容器を移送位置Ｐ１から解放位置Ｐ２に移送する。また、移送機構制御部１５５は、多関節ロボット３０により具材が解放されると、第２移送部材５３２の端（紙面における左側の端）で容器に当接しながら、容器を解放位置Ｐ２から移送位置Ｐ１に移送する。
【0061】
このように、移送機構５０が移送を行うことにより、ベルトコンベア２の搬送面にある移送位置Ｐ１等ではなく、多関節ロボット３０の近傍に設けられた解放位置Ｐ２にて具材を解放して盛り付けを行うことができる。これにより、解放した具材がベルトコンベア２の搬送面に落下してしまうことを防止できる。
また、収容容器２０で把持した後に、近傍の解放位置Ｐ２にて盛り付けができるので、多関節ロボット３０の移動距離を短縮し、処理時間を短縮することや、移動に伴う具材の飛散を抑制することもできる。さらに、近傍の解放位置Ｐ２にて盛り付けができるので、ロボットアーム３２を伸ばして遠方で盛り付けを行う場合と比べて、より精度の高い動きが実現でき、適切な盛り付けを実現できる。
また、収容容器２０で把持した後に、近傍の解放位置Ｐ２にて盛り付けができるので、多関節ロボット３０の移動距離を短縮し、処理時間を短縮することや、移動に伴う具材の飛散を抑制することもできる。さらに、近傍の解放位置Ｐ２にて盛り付けができるので、ロボットアーム３２を伸ばして遠方で盛り付けを行う場合と比べて、より精度の高い動きが実現でき、適切な盛り付けを実現できる。
【0062】
加えて、移送機構５０が移送を行うことから、容器を上流から搬送して供給すればよく、多関節ロボット３０の近傍に容器供給装置や容器のストックを配置する必要はない。そのため、省スペース化できるのみならず、収容容器２０や、多関節ロボット３０の配置位置の自由度を高めることができる。さらに、具材が解放された容器を同じベルトコンベア２の搬送面に再度移送することから、例えば、盛り付け前の容器を搬送する第１ベルトコンベアと、盛り付け後の容器を搬送する第２ベルトコンベアと、のように複数のベルトコンベアを用意する必要もない。
【0063】
［容器載置部材５４の構成］
次に、容器載置部材５４の構成の詳細について説明をする。
図１０は、容器載置部材５４の構成を示す斜視図である。図１０（ａ）及び（ｂ）のいずれにおいても、図９に示したようにして容器載置部材５４を設置した状態を表しており、紙面左側が設置時に移送位置Ｐ１側となり、紙面右側が設置時に解放位置Ｐ２側となる。
図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、容器載置部材５４は、案内部５４１と、底部５４２と、スリット５４３と、を備えている。
次に、容器載置部材５４の構成の詳細について説明をする。
図１０は、容器載置部材５４の構成を示す斜視図である。図１０（ａ）及び（ｂ）のいずれにおいても、図９に示したようにして容器載置部材５４を設置した状態を表しており、紙面左側が設置時に移送位置Ｐ１側となり、紙面右側が設置時に解放位置Ｐ２側となる。
図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、容器載置部材５４は、案内部５４１と、底部５４２と、スリット５４３と、を備えている。
【0064】
案内部５４１は、一対のガイド部として構成される。この案内部５４１は、移送位置Ｐ１側から解放位置Ｐ２側に向かってその幅が狭まっていくテーパ状の形状をしており、容器を解放位置Ｐ２に案内できる構造となっている。また、この案内部５４１の解放位置Ｐ２側の先端は中心に向かって内側に折り曲げられた形状を有しており、図１０（ｂ）に示すように、この折り曲げ部分で容器を保持することができる。本実施形態では、この容器が保持されている位置が、解放位置Ｐ２に相当する。そのため、多関節ロボット３０は、この案内部５４１容器が保持された状態において、具材を容器に解放する。
【0065】
底部５４２は、移送機構５０が移送を行う際に、容器の移送面として機能する。また、底部５４２には、複数のスリット５４３が設けられている。このスリット５４３により、仮に解放位置Ｐ２において、解放された具材そのものや具材の汁気等が飛散したとしても、その飛散した具材や汁気等は、スリット５４３からさらに鉛直下方に落下するので容器の底部に具材が付着することを防止できる。
【0066】
また、容器載置部材５４の、移送位置Ｐ１側の先端部分は、鉛直上方に隆起した山型の形状となっている。仮に、このような形状ではなく、平坦な形状の場合、搬送面の高さと、作業台の天面の高さが多少でも相違していると、その部材は、一方から他方に傾いた形状となり、他方から一方側にスライドさせることが困難となる。これに対して、容器載置部材５４は、この山型の形状を乗り越えれば他方に下っていくようにスライドすることになるので、搬送面の高さと、作業台の天面の高さが多少相違していたとしても、この相違を吸収して、容器を適切にスライドして移送できる。また、移送後も解放位置Ｐ２側にスライドしようとする力が維持されるので、案内部５４１による容器の保持を、より安定したものとできる。
このように、本実施形態では、容器載置部材５４も特徴的な構造とすることで、より確実に容器の移送や、解放時の容器の保持を実現することができる。
このように、本実施形態では、容器載置部材５４も特徴的な構造とすることで、より確実に容器の移送や、解放時の容器の保持を実現することができる。
【0067】
［載置部５５の構成］
次に、載置部５５の構成の詳細について説明をする。
図１１は、載置部５５の構成を示す斜視図である。載置部５５は、多関節ロボット３０に隣接する位置に配置される。例えば、図１において収容容器２０が載置される位置に載置部５５は配置される。
図１１（ａ）及び（ｂ）には、載置部５５に加えて、多関節ロボット３０、解放位置Ｐ２、設置台を図示する。なお、解放位置Ｐ２に設置される容器載置部材５４については、図示を省略する。
次に、載置部５５の構成の詳細について説明をする。
図１１は、載置部５５の構成を示す斜視図である。載置部５５は、多関節ロボット３０に隣接する位置に配置される。例えば、図１において収容容器２０が載置される位置に載置部５５は配置される。
図１１（ａ）及び（ｂ）には、載置部５５に加えて、多関節ロボット３０、解放位置Ｐ２、設置台を図示する。なお、解放位置Ｐ２に設置される容器載置部材５４については、図示を省略する。
【0068】
図１１（ａ）に示すように、載置部５５は、設置台の上に配置される。また、載置部５５は、凹型形状となった部分を有している。本実施形態では、上面視で矩形の形状となるように凹型形状が構成されている。また、凹型形状の周囲の三面が壁面を構成しており、他の一面には、持ち手状の部材が配置されている。この持ち手状の部材は、把持システム１を設置する際に、設置台と共に、多関節ロボット３０を移動させる際の持ち手として機能する。このような載置部５５の形状は、例えば、板金を加工することで実現される。
【0069】
図１１（ｂ）に示すように、把持システム１を実際に稼動する際には、載置部５５の凹型形状に、収容容器２０が載置される。収容容器２０内部には、具材（収容容器の構成を明確とするべく図示を省略する）が収容されている。多関節ロボット３０は、この収容容器２０から具材を把持し、解放位置Ｐ２において、把持した具材を解放する。
この場合に、把持部材３１ａの移送の妨げとならないように、凹型形状に載置された場合に、収容容器２０の最も高い位置が、把持部材３１ａの移送時の位置よりも低い位置となるように、凹型形状を構成することが望ましい。
この場合に、把持部材３１ａの移送の妨げとならないように、凹型形状に載置された場合に、収容容器２０の最も高い位置が、把持部材３１ａの移送時の位置よりも低い位置となるように、凹型形状を構成することが望ましい。
【0070】
また、解放の際に飛び散った具材が、載置部５５の凹型形状に落下するように、凹型形状に載置された場合に、把持部材３１ａの解放時の位置が、収容容器２０の最も高い位置よりも低い位置となるように、凹型形状を構成することが望ましい。
このような構成にすることで、把持や解放時に具材そのものや具材の汁気が飛散したとしても、飛散した汁気等は、多関節ロボット３０に隣接する凹型形状に蓄積することになる。そのため、載置部５５の外部に汁気等が漏れてしまうことを抑制することができる。
このような構成にすることで、把持や解放時に具材そのものや具材の汁気が飛散したとしても、飛散した汁気等は、多関節ロボット３０に隣接する凹型形状に蓄積することになる。そのため、載置部５５の外部に汁気等が漏れてしまうことを抑制することができる。
【0071】
また、図１１に持ち手状の部材がある面の側面からの拡大図を図示しているが、ここに表されているように、載置部５５の端部は、台座部５８を構成する壁面もよりも突出するように構成されている。そのため、仮に凹型形状に蓄積した汁気等がこの面からこぼれてしまっても、こぼれた汁気等が台座部５８に接触して台座部５８を汚すことはない。そのため、例えば、台座部５８の内部に汁気等が接触すると問題が生じる可能性がある電気機器（例えば、アクチュエータ５１の制御機器等）を格納することも可能となる。
また、収容容器を凹型形状に載置することで、把持や解放時にロボットアーム３２や把持部材３１ａが、仮に誤って収容容器に衝突してしまったような場合でも、収容容器の位置は凹型形状の周囲の三面の壁面により保持される。そのため、接触に伴い収容容器の位置がズレてしまうことを防止できる。
また、収容容器を凹型形状に載置することで、把持や解放時にロボットアーム３２や把持部材３１ａが、仮に誤って収容容器に衝突してしまったような場合でも、収容容器の位置は凹型形状の周囲の三面の壁面により保持される。そのため、接触に伴い収容容器の位置がズレてしまうことを防止できる。
【0072】
なお、図１１に示した載置部５５の構成は、一例に過ぎずこれに限られない。例えば、凹型形状の周囲の四面が全て壁面を構成していてもよい。他にも、例えば、収容容器が円筒形の形状であれば、凹型形状も上面視で丸形の形状となるようにしてもよい。また、上述の説明では、凹型形状との文言を用いているが、これは、凹型形状と称した部分に収容容器を載置した場合に、収容容器の底面の周囲に、底面よりも高さのある部分（すなわち、壁面ないし隆起した部分）があるという、広い概念を含む文言であることを意図して用いられる。
【0073】
［拡張部材６０の構成］
次に、拡張部材６０の構成の詳細について説明をする。
図１２は、拡張部材６０の構成を示す斜視図である。拡張部材６０は、収容容器２０に取り付けて利用される。そして、図１３、及び図１４は、拡張部材６０を収容容器２０に対して取り付ける様子を示す斜視図である。
次に、拡張部材６０の構成の詳細について説明をする。
図１２は、拡張部材６０の構成を示す斜視図である。拡張部材６０は、収容容器２０に取り付けて利用される。そして、図１３、及び図１４は、拡張部材６０を収容容器２０に対して取り付ける様子を示す斜視図である。
【0074】
図１２に示すように、拡張部材６０は、拡張部６１と、第１着脱部６２と、第２着脱部６３と、を備えている。また、第１着脱部６２は、挟持部６２１，６２２，６２３を備えている。さらに、第２着脱部６３は、挟持部６３１，６３２，６３３を備えている。
【0075】
拡張部６１は、鉛直上方に延在する板状の部材であり、第１着脱部６２によって収容容器２０の開口面を構成する複数の辺（すなわち、開口面の縁）の、何れかの辺に取り付けられた際に、鉛直上方に延在する壁面を構成する。これにより、その開口面を構成する辺は鉛直方向にて上がることになる。すなわち、拡張部６１は、開口面を鉛直方向に拡張することができる。
また、拡張部６１は、鉛直上方に向かうにしたがって収容容器２０の外側に傾斜する形状となっている。そのため、第１着脱部６２によって収容容器２０の開口面を構成する複数の辺の、何れかの辺に取り付けられた際に、拡張部６１は、収容容器２０の水平方向の外側に広がる壁面を構成する。これにより、その開口面を構成する辺は水平方向にて広がることになる。すなわち、拡張部６１は、開口面を水平方向に拡張することができる。
結論として、拡張部６１は、このような鉛直上方に延在する板状の部材であって、且つ、鉛直上方に向かうにしたがって収容容器２０の外側に傾斜する形状を有していることから、収容容器２０に取り付けられた場合に、収容容器２０の開口面を鉛直上方と水平方向の双方について拡張することができる。
また、拡張部６１は、鉛直上方に向かうにしたがって収容容器２０の外側に傾斜する形状となっている。そのため、第１着脱部６２によって収容容器２０の開口面を構成する複数の辺の、何れかの辺に取り付けられた際に、拡張部６１は、収容容器２０の水平方向の外側に広がる壁面を構成する。これにより、その開口面を構成する辺は水平方向にて広がることになる。すなわち、拡張部６１は、開口面を水平方向に拡張することができる。
結論として、拡張部６１は、このような鉛直上方に延在する板状の部材であって、且つ、鉛直上方に向かうにしたがって収容容器２０の外側に傾斜する形状を有していることから、収容容器２０に取り付けられた場合に、収容容器２０の開口面を鉛直上方と水平方向の双方について拡張することができる。
【0076】
第１着脱部６２は、拡張部６１及び第１着脱部６２を、第２着脱部６３を介して収容容器２０に取り付け及び取り外しするための部分である。第１着脱部６２が備える、挟持部６２１，６２２，６２３は板バネとして機能し、第２着脱部６３を介して収容容器２０に取り付けられた場合に、第２着脱部６３を介して収容容器２０の壁面を挟み込む力を作用させる。以下では、この挟み込む力を「挟持力」と称する。ここで、挟持部６２１，６２３は、収容容器２０の内壁面に取り付けられ、外側に向かって挟持力を作用させる。一方で、挟持部６２３は、収容容器２０の外壁面に取り付けられ、内側に向かって挟持力を作用させる。図中では、この挟持力の作用する方向を、矢印にて図示する。
【0077】
第２着脱部６３は、第２着脱部６３自身を、収容容器２０に取り付け及び取り外しするための部分である。第２着脱部６３が備える、挟持部６３１，６３２，６３３は、第１着脱部６２が備える各挟持部と同様に、板バネとして機能し、収容容器２０に取り付けられた場合に、挟持力を作用させる。ここで、挟持部６３１，６３３は、収容容器２０の内壁面に取り付けられ、外側に向かって挟持力を作用させる。一方で、挟持部６３３は、収容容器２０の外壁面に取り付けられ、内側に向かって挟持力を作用させる。
【0078】
このように、第１着脱部６２と、第２着脱部６３では、互い違いに異なる方向に挟持力が作用するように、各挟持部が配置されている。すなわち、内側から外側への挟持力、外側から内側への挟持力、そして、内側から外側への挟持力、というように挟持力が作用するように、各挟持部が配置されている。これにより、第１着脱部６２と、第２着脱部６３は、収容容器２０に取り付けられ場合に、取り付け状態を安定させ、着実な取り付けを実現することができる。また、これら各挟持部を、板バネという簡易な機構によって実現することができる。
【0079】
［拡張部材６０の取り付け］
図１３（ａ）に収容容器２０の形状を示す。収容容器２０は、本実施形態特有の収容容器により実現されてもよいが、一般的に利用されている汎用の収容容器によって実現することができる。そのため、既存の収容容器を、そのまま本実施形態の収容容器２０として利用でき、不必要なコストが生じることはない。
収容容器２０は、通常、載置した場合に、鉛直上方の面が開口面となった、直方体の容器として形成される。また、収容容器２０には、作業者による運搬や載置が容易となるように、対向する２つの側方の外壁面等に持ち手が配置される。作業者は、収容容器２０を交換する際に、この持ち手を握った安定した状態で、運搬や載置部５５への載置を行うことができる。
図１３（ａ）に収容容器２０の形状を示す。収容容器２０は、本実施形態特有の収容容器により実現されてもよいが、一般的に利用されている汎用の収容容器によって実現することができる。そのため、既存の収容容器を、そのまま本実施形態の収容容器２０として利用でき、不必要なコストが生じることはない。
収容容器２０は、通常、載置した場合に、鉛直上方の面が開口面となった、直方体の容器として形成される。また、収容容器２０には、作業者による運搬や載置が容易となるように、対向する２つの側方の外壁面等に持ち手が配置される。作業者は、収容容器２０を交換する際に、この持ち手を握った安定した状態で、運搬や載置部５５への載置を行うことができる。
【0080】
図１３（ｂ）に示すように、収容容器２０を利用する際には、容器カバーが取り付けられ、容器カバーによって収容容器２０の内壁面が覆われる。これは、食品の衛生面を管理する目的や、収容容器２０の内壁面への具材の付着を防止し、収容容器２０の洗浄を容易とするためである。容器カバーは、ポリエチレン等の樹脂素材で構成された、シート状のカバーにより実現される。
【0081】
作業者は、洗浄済みの収容容器２０に容器カバーを取り付け、その後、容器カバーに覆われた収容容器２０内部の収容空間に具材を収容する。なお、収容容器２０の形状、及び拡張部材６０の取り付けの様子を明確とするために、図１３及び図１４では、具材については、図示を省略する。
この時点で、容器カバーは、収容容器２０の開口面において特に保持されていない。そのため、容器カバーと収容容器２０の間には隙間が発生し、容器カバーが弛んだ状態となっている。
この時点で、容器カバーは、収容容器２０の開口面において特に保持されていない。そのため、容器カバーと収容容器２０の間には隙間が発生し、容器カバーが弛んだ状態となっている。
【0082】
次に、図１４（ｃ）に示すように、まず拡張部材６０の第２着脱部６３が収容容器２０に取り付けられる。第２着脱部６３が備える、挟持部６３１，６３２，６３３は、上述したように挟持力を作用させ、収容容器２０の開口面を構成する複数の辺の、何れか辺に対して取り付けられる。これにより、第２着脱部６３は、収容容器２０に取り付けられると共に、収容容器２０の開口面において容器カバーを保持する。そのため、保持前に存在していた容器カバーのたるみを解消することができる。また、図示するように第２着脱部６３の各挟持部は、収容容器２０に取り付けられた場合に、収容空間下方の深い位置まで延在する形状となっている。この形状により、より確実に、容器カバーを保持することが可能となっている。
【0083】
そのため、その後に行われる、作業者による運搬や、多関節ロボット３０による各種動作の過程において、容器カバーが収容容器２０を覆っている状態を維持し、容器カバーが捲れ上がるような問題を防止することができる。
【0084】
次に、図１４（ｄ）に示すように、次に、拡張部６１及び第１着脱部６２が、収容容器２０に対して取り付けられる。第１着脱部６２が備える、挟持部６２１，６２２，６２３は、既に収容容器２０に取り付けられている第２着脱部６３の各挟持部を、さらに外側から挟持することで収容容器２０への取り付けを実現する。すなわち、厳密には、拡張部６１及び第１着脱部６２は、第２着脱部６３を介して収容容器２０に取り付けられる。
【0085】
このようにして、拡張部材６０は、収容容器２０に対して取り付けられる。そして、図１２を参照して上述したように、この拡張部材６０の拡張部６１は、鉛直上方に延在する板状の部材であって、且つ、鉛直上方に向かうにしたがって収容容器２０の外側に傾斜する形状を有していることから、図１４（ｄ）に示すように、開口面の取り付けられた辺を鉛直上方と水平方向の双方について拡張することができる。
なお収容容器２０が収容する具材が全て把持された場合には、収容容器２０を交換することになる。この場合には、上記の取り付けとは逆の手順を実行することで、拡張部材６０を取り外すことができる。
なお収容容器２０が収容する具材が全て把持された場合には、収容容器２０を交換することになる。この場合には、上記の取り付けとは逆の手順を実行することで、拡張部材６０を取り外すことができる。
【0086】
以上説明したように、拡張部材６０は、必要に応じて適宜着脱することができる。例えば、作業者が収容容器２０の持ち手を握る際に、拡張部材６０が取り付けられていると、拡張部材６０と作業者の腕とが干渉して、作業者の作業を妨げてしまう。そのため、作業者が持ち手を握りながら収容容器２０を運搬する際や、収容容器２０を載置部５５に載置する際には拡張部材６０を取り外しておく。これにより、拡張部材６０によって、作業者が収容容器２０の持ち手を持つことを妨げることはない。なお、この場合に、第２着脱部６３だけを取り付けておくようにしてもよい。これにより、作業者が収容容器２０の持ち手を持つことを妨げることなく、且つ、容器カバーを保持することができる。
【0087】
他にも、収容容器２０や拡張部材６０の洗浄を行う際に拡張部材６０を取り外しておくとよい。これにより、収容容器２０と拡張部材６０それぞれを別個に洗浄することができ、洗浄作業が容易となる。
このように、拡張部材６０を、必要に応じて適宜着脱することで、作業者の利便性を向上させることが可能となる。
このように、拡張部材６０を、必要に応じて適宜着脱することで、作業者の利便性を向上させることが可能となる。
【0088】
なお、上述の説明では容器カバーを取り付ける場合を例にとって説明したが、本実施形態において容器カバーの取り付けは必須ではなく、容器カバーを取り付けない場合であっても本実施形態を適用することが可能である。
【0089】
［拡張部材６０の作用効果］
図１５は、拡張部材６０を取り付けることによる作用効果について示す模式図である。図１５は、図８と同様に上面から俯瞰した図であり、ベルトコンベア２における搬送の下流方向を紙面の下側として、収容容器２０、多関節ロボット３０、及び容器載置部材５４を示す。なお、収容容器２０は、多関節ロボット３０に隣接した位置の載置部５５に載置された状態である。
図１５は、拡張部材６０を取り付けることによる作用効果について示す模式図である。図１５は、図８と同様に上面から俯瞰した図であり、ベルトコンベア２における搬送の下流方向を紙面の下側として、収容容器２０、多関節ロボット３０、及び容器載置部材５４を示す。なお、収容容器２０は、多関節ロボット３０に隣接した位置の載置部５５に載置された状態である。
【0090】
収容容器２０は、４つの辺によって矩形の開口面を構成している。この開口面を構成するする４つの辺を、それぞれ第１の辺～第４の辺と称する。本例では、拡張部材６０は、第１の辺に取り付けられている。そして、図１４（ｄ）に示したように、この拡張部材６０の拡張部６１は、鉛直上方に延在する板状の部材であって、且つ、鉛直上方に向かうにしたがって収容容器２０の外側に傾斜する形状を有していることから、第１の辺の開口面を鉛直上方と水平方向の双方について拡張することができる。
【0091】
次に、この拡張部材６０と、多関節ロボット３０が実行する把持に関する動作との関係について説明する。多関節ロボット３０は、把持を行うにあたって、ロボットアーム３２の駆動により、収容容器２０の中央付近に把持部材３１ａを移動する。
【0092】
そして、図中に「（１）把持」として示すように、把持部材３１ａを用いた把持動作が行われる。また、把持をした具材の重量が規定量でない場合には、一度把持した具材をその場で解放し、再度の把持が行われる。
次に、「（２）除去」として示すように、把持部材３１ａを上下動させることで、把持部材３１ａに付着した具材を落下させる除去動作が、必要に応じて行われる。
次に、「（２）除去」として示すように、把持部材３１ａを上下動させることで、把持部材３１ａに付着した具材を落下させる除去動作が、必要に応じて行われる。
【0093】
これら把持動作（解放動作及び再把持動作を含む）及び除去動作は、収容容器２０の開口面中央付近において行われるため、具材が収容容器２０の外側に飛び散る可能性は低い。ただし、この場合に、把持部材３１ａの位置が、収容容器２０の最も高い位置よりも低い位置（すなわち、収容容器２０の収容空間内）となるようにして、把持動作及び除去動作を行うことにより、具材が収容容器２０の外側に飛び散ることを、より一層抑制することができる。
【0094】
その後、多関節ロボット３０は、具材を把持した把持部材３１ａをその場で待機させる。そして、移送機構５０によって容器載置部材５４上の解放位置Ｐ２に容器が移送されると、多関節ロボット３０は、把持部材３１ａによる具材の移送を開始する。具材を把持した状態の把持部材３１ａは、ロボットアーム３２が駆動することによって、図中に「把持部材の移送経路」として示す経路によって、把持している具材を移送する。この移送経路は、把持から解放までの動作を迅速に完了するために、把持位置から開放位置までの最短ルート（例えば、可能な限り水平移動のみのルート）であって、ロボットアーム３２の駆動速度も最速とすることが望ましい。
また、把持部材３１ａは可能な限り効率的な把持ができる方向に回転して把持を行う。例えば、把持の際の開閉方向が収容容器２０の壁面に沿った方向に回転した状態で把持を行う。そのため、その後、解放に適した方向となるように、把持部材３１ａは、移送の途中で鉛直方向を回転軸として適宜回転を行う。
また、把持部材３１ａは可能な限り効率的な把持ができる方向に回転して把持を行う。例えば、把持の際の開閉方向が収容容器２０の壁面に沿った方向に回転した状態で把持を行う。そのため、その後、解放に適した方向となるように、把持部材３１ａは、移送の途中で鉛直方向を回転軸として適宜回転を行う。
【0095】
このように、効率的な方法で移送を行った場合、移送経路においてカーブする際に、把持部材３１ａには大きな遠心力が働く。すると、把持部材３１ａが十分に把持できていない具材や、把持部材３１ａに付着している具材が、この遠心力に伴って第１の辺に向かって飛び散り、制御不能となってしまう。
【0096】
しかしながら、本実施形態では、拡張部材６０の拡張部６１によって、第１の辺の鉛直上方と水平方向の双方について開口面の拡張をしている。そのため、この飛び散った具材は、拡張部６１に接触する。そして、拡張部６１は、鉛直下方に向かうにしたがって収容容器２０の内側に傾斜する形状となっていることから、この接触した具材（すなわち、把持部材３１ａから飛び散った具材）は、収容容器２０の開口面に向かって案内される。これにより、拡張部６１は、飛び散った具材を収容容器２０の収容空間に落下させることができる。
すなわち、このような拡張部材６０の作用効果によって、多関節ロボット３０が保持に関する動作（ここでは、保持を実現するための一例である、把持に関する動作）を実行したことに伴って飛び散った具材が、収容容器２０の外側に飛び散ることを抑制することができる。
すなわち、このような拡張部材６０の作用効果によって、多関節ロボット３０が保持に関する動作（ここでは、保持を実現するための一例である、把持に関する動作）を実行したことに伴って飛び散った具材が、収容容器２０の外側に飛び散ることを抑制することができる。
【0097】
そして、図中で「（５）解放」として示すように、把持部材３１ａは、把持している具材を解放する。なお、解放の際に飛び散った具材が、載置部５５の凹型形状に落下するように、把持部材３１ａの解放時の位置が、収容容器２０の最も高い位置よりも低い位置となるようにすることが望ましい。これにより、載置部５５の外部に汁気等が漏れてしまうことを抑制することができる。
【0098】
また、本例では、拡張部材６０は、第１の辺に取り付けられていることを想定した。これに一例に過ぎず、他の辺についても、拡張部材６０を取り付けるようにしてもよい。例えば、第２の辺に、拡張部材６０を取り付けることで、把持動作や除去動作に伴い飛び散った具材を収容容器２０の収容空間に落下させることができる。この場合、把持部材３１ａの位置が、拡張部材６０の最も高い位置よりも低い位置となるようにして、把持動作及び除去動作を行うことにより、具材が収容容器２０の外側に飛び散ることが、より一層抑制することができる。
【0099】
他にも、例えば、第４の辺に、拡張部材６０を取り付けることで、解放動作に伴い飛び散った具材を載置部５５の凹型形状に落下させることができる。この場合、把持部材３１ａの位置が、拡張部材６０の最も高い位置よりも低い位置となるようにして、解放動作を行うことにより、具材を、より確実に載置部５５の凹型形状に落下させることができる。
【0100】
また、拡張部材６０の横方向の長さは、必ずしも各辺の長さと同じでなくてもよい。例えば、第４の辺に取り付ける拡張部材６０の長さを第４の辺の長さよりも短くし（例えば、第４の辺の半分の長さとし）、第４の辺の多関節ロボット３０の近傍の位置に取り付けるようにしてもよい。これにより、多関節ロボット３０側への飛び散りを抑制できる共に、把持部材の移送経路を妨げることがない。
【0101】
あるいは、他の辺（例えば、第３の辺）に、第２着脱部６３のみを取り付けるようにしてもよい。これにより、対向する辺（例えば、第１の辺と、第３の辺）から、均等な力でバランスよく容器カバーを保持することが可能となる。
【0102】
以上、拡張部材６０の作用効果について説明をした。なお、このような拡張部材６０が存在しない一般的な技術の場合には、飛び散りを抑制するために、移送速度を低下させる等の手段を講じる必要がある。しかしながら、本実施形態では、拡張部材６０が存在することから、移送速度を低下させるような必要はない。従って、本実施形態によれば、多関節ロボット３０の生産性を向上させることも可能となる。
【0103】
次に、収容容器２０のサイズをより大きいものにする場合と、本実施形態のように拡張部材６０を着脱するようにする場合との違いについても説明する。
仮に、収容容器２０のサイズを、例えば、通常よりも高さがある特別なサイズとすると、容器カバーが適合しなくなるという問題がある。一般的な汎用の収容容器２０は規格品であり、その大きさ（例えば、容器サイズの縦横比や容量）が予め定まっている。そして、容器カバーもこれら規格品のサイズに合致するサイズで販売されている。そのため、収容容器２０を特別なサイズとすると、容器カバーもこれに合わせた特別なサイズとする必要が生じ、コスト面で不利益がある。また、載置部５５の形状等も変更する必要があり、システム全体としての汎用性が低くなってしまう。
仮に、収容容器２０のサイズを、例えば、通常よりも高さがある特別なサイズとすると、容器カバーが適合しなくなるという問題がある。一般的な汎用の収容容器２０は規格品であり、その大きさ（例えば、容器サイズの縦横比や容量）が予め定まっている。そして、容器カバーもこれら規格品のサイズに合致するサイズで販売されている。そのため、収容容器２０を特別なサイズとすると、容器カバーもこれに合わせた特別なサイズとする必要が生じ、コスト面で不利益がある。また、載置部５５の形状等も変更する必要があり、システム全体としての汎用性が低くなってしまう。
【0104】
また、仮に、収容容器２０のサイズを、例えば、通常よりも高さがある特別なサイズとしたとしても、作業者がその高さに応じて収容空間内が満たされるまでより多量の具材を収容してしまうおそれがある。このような状態では、収容された具材を収容面付近で把持や移送することになり、具材の飛び散りを抑制することはできない。すなわち、収容容器２０のサイズを、例えば、通常よりも高さがある特別なサイズとした意味を失ってしまう。
これに対して、本実施形態のように着脱可能な拡張部材６０を用いるのであれば、これらの問題は発生しない。この観点からも、着脱可能な拡張部材６０を用いることについて、優位性があるといえる。
これに対して、本実施形態のように着脱可能な拡張部材６０を用いるのであれば、これらの問題は発生しない。この観点からも、着脱可能な拡張部材６０を用いることについて、優位性があるといえる。
【0105】
［全体動作］
次に、把持システム１の全体動作を説明する。
図１６は、把持システム１が実行する具材盛り付け処理の流れを示すフローチャートである。具材盛り付け処理は、例えば、作業者によって具材盛り付け処理を開始させる操作が行われたことを契機として開始される。
次に、把持システム１の全体動作を説明する。
図１６は、把持システム１が実行する具材盛り付け処理の流れを示すフローチャートである。具材盛り付け処理は、例えば、作業者によって具材盛り付け処理を開始させる操作が行われたことを契機として開始される。
【0106】
具材盛り付け処理が開始されると、図１６のステップＳ１１において、多関節ロボット制御部１５４は、具材盛り付け処理における一連の動作を実行するための動作用のデータ（動作パターンのデータ及びハンド３１の差し込み量のデータ等）をパラメータ記憶部１７１から読み込むことで、具材を把持するための準備を行う。
【0107】
ステップＳ１２において、多関節ロボット制御部１５４は、動作パターンのデータに従って、収容容器２０の収容空間へ、ハンド３１を移送する。
【0108】
ステップＳ１３において、具材状態判定部１５２は、収容容器２０の収容空間における具材の状態を示す具材状態マップを履歴ＤＢ１７２から読み込むことで、収容容器２０の収容空間における具材の状態を認識する。具材状態判定部１５２は、その後も、センサ情報取得部１５１が取得した、力センサ３０Ｂによって計測された具材からの反力のデータに基づいて、具材の状態の認識を継続する。
【0109】
ステップＳ１４において、多関節ロボット制御部１５４は、ステップＳ１１において読み込んだ動作パターンのデータと、ステップＳ１３において認識した収容容器２０の収容空間における具材の状態とに基づいて、具材に対して把持部材３１ａを差し込む深さを決定する。
ステップＳ１５において、多関節ロボット制御部１５４は、決定された差し込み深さまで、具材に対して把持部材３１ａを差し込む。この場合、例えば、多関節ロボット制御部１５４は、多関節ロボット３０の制御パラメータ（関節の回転角度等）から差し込み量を算出したり、ステップＳ１２で具材の表面を検出して差し込みを開始してからの経過時間から差し込み量を算出したりすることが可能である。
ステップＳ１６において、多関節ロボット制御部１５４は、把持部材３１ａを閉じて具材を把持する。
ステップＳ１５において、多関節ロボット制御部１５４は、決定された差し込み深さまで、具材に対して把持部材３１ａを差し込む。この場合、例えば、多関節ロボット制御部１５４は、多関節ロボット３０の制御パラメータ（関節の回転角度等）から差し込み量を算出したり、ステップＳ１２で具材の表面を検出して差し込みを開始してからの経過時間から差し込み量を算出したりすることが可能である。
ステップＳ１６において、多関節ロボット制御部１５４は、把持部材３１ａを閉じて具材を把持する。
【0110】
ステップＳ１７において、具材量判定部１５３は、把持している把持具材の重量（物理量）を計測し、規定量の具材が把持されているか否かを判定する。規定量の具材が把持されているとは、例えば、目標とする重量に対して、把持した具材の重量が所定誤差以内（±１５％以内等）にあることをいう。ただし、把持部材３１ａに具材が粘着して解放されないケースを考慮し、把持した重量が規定量よりも多い場合の誤差を少ない場合の誤差よりも大きく設定することとしてもよい。
【0111】
規定量の具材が把持されている場合は、ステップＳ１７においてＹｅｓと判定され、処理はステップＳ１８に進む。なお、この場合に、必要であれば付着具材の除去動作を行ってからステップＳ１８に進むようにしてもよい。一方で、規定量の具材が把持されていない場合は、ステップＳ１７においてＮｏと判定され、処理はステップＳ１４から再度行われる。この場合、把持している把持具材が規定量より超過しているのであれば、再度行われるステップＳ１４において、差し込み深さはより浅くなるように再決定される。一方で、把持している把持具材が規定量より不足しているのであれば、再度行われるステップＳ１４において、差し込み深さはより深くなるように再決定される。
【0112】
なお、ステップＳ１４～ステップＳ１７を繰り返す過程で、前回よりも把持部材３１ａを具材に深く差し込んだとしても、規定量の具材を把持できない場合（規定量を取るために必要な差し込み深さよりも、把持予定位置における具材の深さが浅い場合）等には、具材表面の複数箇所から具材を把持することにより、複数回で把持した合計の具材の量が規定量となるように制御することも可能である。この場合、例えば、具材の表面における複数箇所に把持部材３１ａを差し込む深さの合計（差し込み量の合計）が、一度で規定量の具材を把持する場合に把持部材３１ａを具材に差し込む深さと同一となるように制御することができる。また、例えば、２箇所目以降の把持を行う場合に、把持済みの具材を次の把持予定位置に一旦解放し、解放した具材が存在する具材の表面に対して、一度で規定量の具材を把持する場合に差し込む深さまで把持部材３１ａを具材に差し込み、規定量の具材を改めて一度で把持するように制御することも可能である。
【0113】
ステップＳ１８において、移送機構制御部１５５は、容器検出センサ４１，４２の検出結果に基づいて、移送位置Ｐ１において容器が検出されたか否かを判定する。容器が検出された場合は、ステップＳ１８においてＹｅｓと判定され、処理はステップＳ１９に進む。一方で、容器が検出されていない場合は、ステップＳ１８においてＮｏと判定され、処理はステップＳ１８の判定を繰り返す。
【0114】
ステップＳ１９において、移送機構制御部１５５は、具材検出センサ４４の検出結果に基づいて、すでに具材が盛り付けられている容器であるか否かを判定する。具体的には、移送機構制御部１５５は、具材がすでに盛り付けられている場合を想定した、搬送面からの具材の高さについて閾値を設定する。そして、移送機構制御部１５５は、具材検出センサ４４の検出結果に基づいて、一定時間この閾値を超える高さが検出され続けた場合に、具材がすでに盛り付けられていると判定する。
なお、例えば、空の容器のある程度の高さのある部分（例えば、容器の周縁部）が、仮にこの閾値を超えたとしても、それは、短時間に過ぎず一定時間未満となる。従って、この空の容器について、具材がすでに盛り付けられていると、誤って判定してしまうことを防止することができる。この場合、この一定時間の長さは、例えば、容器検出センサ４１，４２が容器を検出してから、この容器が搬送されて移送位置Ｐ１を通り過ぎてしまうまでの時間よりも短い時間の範囲で適宜設定することができる。
なお、例えば、空の容器のある程度の高さのある部分（例えば、容器の周縁部）が、仮にこの閾値を超えたとしても、それは、短時間に過ぎず一定時間未満となる。従って、この空の容器について、具材がすでに盛り付けられていると、誤って判定してしまうことを防止することができる。この場合、この一定時間の長さは、例えば、容器検出センサ４１，４２が容器を検出してから、この容器が搬送されて移送位置Ｐ１を通り過ぎてしまうまでの時間よりも短い時間の範囲で適宜設定することができる。
【0115】
すでに具材が盛り付けられている場合は、ステップＳ１９においてＹｅｓと判定され、処理はステップＳ１８に戻り、ステップＳ１８の判定を再度行う。このようにステップＳ１９においてＹｅｓと判定された場合、具材が盛り付けられている容器は、移送機構５０第１移送部材５３１と第２移送部材５３２の間を通過して、そのままベルトコンベア２の下流に搬送される。一方で、具材が盛り付けられていない場合は、ステップＳ１９においてＮｏと判定され、処理はステップＳ２０に進む。
なお、この判定を行う理由であるが、上述したように、１つのベルトコンベア２に対して、複数の多関節ロボット３０が配置され、これら複数の多関節ロボット３０が協働して作業しているような場合に、すでに上流の多関節ロボット３０によって具材が盛り付けられている容器が搬送されてくる可能性があるからである。
なお、この判定を行う理由であるが、上述したように、１つのベルトコンベア２に対して、複数の多関節ロボット３０が配置され、これら複数の多関節ロボット３０が協働して作業しているような場合に、すでに上流の多関節ロボット３０によって具材が盛り付けられている容器が搬送されてくる可能性があるからである。
【0116】
ステップＳ２０において、移送機構制御部１５５は、移送機構５０を駆動させ、容器を移送位置Ｐ１から解放位置Ｐ２に移送させる。
【0117】
ステップＳ２１において、多関節ロボット制御部１５４は、解放位置Ｐ２において容器への解放を実行する。
なお、少なくともステップＳ１５～ステップＳ２０の間において、図１５を参照して説明したように、拡張部材７０により、多関節ロボット３０が把持に関する動作を実行した場合に、収容容器２０の外部に飛び散るはずの具材を収容容器２０の開口面（すなわち、収容容器２０の内部）に落下させることが可能となる。
なお、少なくともステップＳ１５～ステップＳ２０の間において、図１５を参照して説明したように、拡張部材７０により、多関節ロボット３０が把持に関する動作を実行した場合に、収容容器２０の外部に飛び散るはずの具材を収容容器２０の開口面（すなわち、収容容器２０の内部）に落下させることが可能となる。
【0118】
ステップＳ２２において、移送機構制御部１５５は、解放により具材が盛り付けられた容器を、移送位置Ｐ１に移送可能なタイミングか否かを判定する。この判定を行う理由であるが、単に多関節ロボット３０による解放が終了したことのみを条件として、容器を移送位置Ｐ１に移送してしまうと、移送位置Ｐ１に運搬された他の容器（他の空容器又は他の多関節ロボット３０が具材を盛り付け済みの容器）と衝突してしまう可能性があるからである。そこで、移送機構制御部１５５は、容器検出センサ４１，４２の検出結果に基づいて、他の容器が、移送位置Ｐ１に運搬されていないことや、移送位置Ｐ１に運搬される直前ではないことを確認できたこと条件として、容器を移送位置Ｐ１に移送可能なタイミングであると判定する。これにより容器同士の衝突という事態の発生を防止することができる。
【0119】
容器を移送位置Ｐ１に移送可能なタイミングであると判定されない場合は、ステップＳ２２においてＮｏと判定され、処理はステップＳ２２の判定を繰り返す。一方で、容器を移送位置Ｐ１に移送可能なタイミングであると判定された場合は、ステップＳ２２においてＹｅｓと判定され、処理はステップＳ２３に進む。
【0120】
ステップＳ２３において、移送機構制御部１５５は、移送機構５０を駆動させ、容器を解放位置Ｐ２から移送位置Ｐ１に移送させる。容器（ここでは、具材を盛り付け済みの容器）は、移送位置Ｐ１に移送されると、ベルトコンベア２の搬送面に再度載置され、ベルトコンベア２の下流に向かって搬送される。
【0121】
ステップＳ２４において、記録制御部１５６は、具材盛り付け処理において取得された制御に関するパラメータ及び盛り付けられた具材の重量の計測データ（履歴データ）を履歴ＤＢ１７２に記憶する。また、記録制御部１５６は、収容容器２０の収容空間における具材の状態を示す具材状態マップを更新し、この更新後の具材状態マップも履歴ＤＢ１７２に記憶する。なお、この場合に、盛り付けられた具材の重量に過不足がある場合には、作業者に対してアラートを出力する等してもよい。
【0122】
ステップＳ２５において、多関節ロボット制御部１５４は、具材盛り付け処理を終了する条件に適合したか否かを判定する。この場合、具材盛り付け処理を終了する条件としては、予定された数の惣菜の容器に具材を盛り付けたこと、あるいは、作業者によって具材盛り付け処理を終了させる操作が行われたこと等を定義することができる。
具材盛り付け処理を終了する条件に適合していない場合は、ステップＳ２５においてＮｏと判定されて、処理はステップＳ１２から再度行われる。一方で、具材盛り付け処理を終了する条件に適合している場合は、ステップＳ２５においてＹｅｓと判定されて、具材盛り付け処理は終了する。
具材盛り付け処理を終了する条件に適合していない場合は、ステップＳ２５においてＮｏと判定されて、処理はステップＳ１２から再度行われる。一方で、具材盛り付け処理を終了する条件に適合している場合は、ステップＳ２５においてＹｅｓと判定されて、具材盛り付け処理は終了する。
【0123】
以上のように、本実施形態に係る把持システム１は、拡張部材６０の拡張部６１によって、第１の辺の鉛直上方と水平方向の双方について拡張をしている。そのため、飛び散った具材を収容容器２０の収容空間に落下させることができる。
すなわち、本実施形態に係る把持システム１は、多関節ロボット３０が保持に関する動作（ここでは、保持を実現するための一例である、把持に関する動作）を実行したことに伴って飛び散った具材が、収容容器２０の外側に飛び散ることを抑制することができる。
すなわち、本実施形態に係る把持システム１は、多関節ロボット３０が保持に関する動作（ここでは、保持を実現するための一例である、把持に関する動作）を実行したことに伴って飛び散った具材が、収容容器２０の外側に飛び散ることを抑制することができる。
【0124】
［変形例１］
上述した本実施形態において、図１２等を参照して拡張部材６０の構成を説明したが、これに限られない。例えば、拡張部６１を適切に収容容器２０に取り付けられるのであれば、拡張部材６０の構成を適宜変更することができる。
上述した本実施形態において、図１２等を参照して拡張部材６０の構成を説明したが、これに限られない。例えば、拡張部６１を適切に収容容器２０に取り付けられるのであれば、拡張部材６０の構成を適宜変更することができる。
【0125】
図１７は、拡張部材６０の変形例である、拡張部材６０ａの構成を示す斜視図である。
図１７に示すように、拡張部材６０ａは、拡張部６１ａと、第１着脱部６２ａと、第２着脱部６３ａと、を備えている。また、第１着脱部６２ａは、各挟持部に代えて、差込部６２１ａ，６２２ａを備えている。第２着脱部６３ａは、挟持部６３１ａ，６３２ａ，６３３ａを備えている。
図１７に示すように、拡張部材６０ａは、拡張部６１ａと、第１着脱部６２ａと、第２着脱部６３ａと、を備えている。また、第１着脱部６２ａは、各挟持部に代えて、差込部６２１ａ，６２２ａを備えている。第２着脱部６３ａは、挟持部６３１ａ，６３２ａ，６３３ａを備えている。
【0126】
拡張部６１ａについては、上述した実施形態の拡張部６１と同様である。
差込部６２１ａ，６２２ａは、鉛直下方に突出した板状の部分である。これら差込部６２１ａ，６２２ａは、各挟持部と異なり、特に板バネ等の機能を備える必要はない。
挟持部６３１ａ，６３２ａ，６３３ａは、上述した実施形態の挟持部６３１，６３２，６３３と同様に、板バネとして機能し、収容容器２０に取り付けられた場合に、挟持力を作用させる。挟持部６３１ａ，６３３ａ対応する位置の天面部分には、差込部６２１ａ，６２２ａの形状と対応した形状の切り欠きが設けられている。
差込部６２１ａ，６２２ａは、鉛直下方に突出した板状の部分である。これら差込部６２１ａ，６２２ａは、各挟持部と異なり、特に板バネ等の機能を備える必要はない。
挟持部６３１ａ，６３２ａ，６３３ａは、上述した実施形態の挟持部６３１，６３２，６３３と同様に、板バネとして機能し、収容容器２０に取り付けられた場合に、挟持力を作用させる。挟持部６３１ａ，６３３ａ対応する位置の天面部分には、差込部６２１ａ，６２２ａの形状と対応した形状の切り欠きが設けられている。
【0127】
そして、本変形例では、この切り欠きのそれぞれに、差込部６２１ａ，６２２ａのそれぞれを差し込むことで、第１着脱部６２ａを第２着脱部６３ａに取り付けることができる。また、引き抜くことで、取り外すことができる。すなわち、抜き差しするのみで、着脱が実現される。
【0128】
収容容器２０に取り付ける場合には、上述した実施形態と同様に、まず第２着脱部６３ａの各挟持部の挟持力により、第２着脱部６３ａを収容容器２０に取り付ける。次に、この第２着脱部６３ａ切り欠きのそれぞれに、差込部６２１ａ，６２２ａのそれぞれを差し込むことで、第１着脱部６２ａは、第２着脱部６３ａを介して収容容器２０に取り付ける。
このような構成であっても、拡張部６１を適切に収容容器２０に取り付けられる。
このような構成であっても、拡張部６１を適切に収容容器２０に取り付けられる。
【0129】
また、上述した実施形態では、上記の変形例では、作業者の搬送時等に拡張部６１ａを取り外せるように、２つの着脱部を有する構造としている。これに限らず、拡張部材６０を一体型の形状とするようにしてもよい。例えば、上述した実施形態の、拡張部６１と第１着脱部６２の部分のみで、拡張部材６０を実現するようにしてもよい。そして、第１着脱部６２を直接収容容器２０（を覆う容器カバー）に取り付けるようにしてもよい。
【0130】
［変形例２］
上述した実施形態において、多関節ロボット３０は、把持部材３１ａを用いた把持を行うことにより、対象物の具材を保持していた。ただし、これは保持部材を用いた保持方法の一例に過ぎない。
これに限らず、多関節ロボット３０は、他の保持部材により保持をするようにしてもよい。
例えば、多関節ロボット３０は、密着した対象物との間の空間を真空に近づける吸着パッドを保持部材として、対象物を吸着することにより対象物を保持するようにしてもよい。あるいは、例えば、多関節ロボット３０は、スプーン形状やレードル形状の部材を保持部材として、対象物を掬うことにより対象物を保持するようにしてもよい。他にも、例えば、多関節ロボット３０は、トング形状や爪形状の部材を保持部材として、対象物を挟むことにより対象物を保持するようにしてもよい。
また、多関節ロボット３０は、具材以外を対象物として保持をするようにしてもよい。例えば、多関節ロボット３０は、電子機器等の工業製品の部品等を対象物として保持をするようにしてもよい。
本変形例によれば、上述した実施形態における把持部材による保持に代えて、これらの保持部材によって対象物の保持が実現される。
上述した実施形態において、多関節ロボット３０は、把持部材３１ａを用いた把持を行うことにより、対象物の具材を保持していた。ただし、これは保持部材を用いた保持方法の一例に過ぎない。
これに限らず、多関節ロボット３０は、他の保持部材により保持をするようにしてもよい。
例えば、多関節ロボット３０は、密着した対象物との間の空間を真空に近づける吸着パッドを保持部材として、対象物を吸着することにより対象物を保持するようにしてもよい。あるいは、例えば、多関節ロボット３０は、スプーン形状やレードル形状の部材を保持部材として、対象物を掬うことにより対象物を保持するようにしてもよい。他にも、例えば、多関節ロボット３０は、トング形状や爪形状の部材を保持部材として、対象物を挟むことにより対象物を保持するようにしてもよい。
また、多関節ロボット３０は、具材以外を対象物として保持をするようにしてもよい。例えば、多関節ロボット３０は、電子機器等の工業製品の部品等を対象物として保持をするようにしてもよい。
本変形例によれば、上述した実施形態における把持部材による保持に代えて、これらの保持部材によって対象物の保持が実現される。
【0131】
［変形例３］
上述した本実施形態では、多関節ロボット３０は、容器の近傍にて盛り付けを行うことから、ロボットアーム３２を伸ばして遠方で盛り付けを行う場合と比べて、より精度の高い動きが実現でき、適切な盛り付けを実現できる。そこで、多関節ロボット３０は、このより精度の高い動きを利用して、容器に具材を解放した後に、さらに解放した具材を整形する動作や、解放後に把持部材３１ａに付着した具材を、容器に残さず解放する動作を行うようにしてもよい。
上述した本実施形態では、多関節ロボット３０は、容器の近傍にて盛り付けを行うことから、ロボットアーム３２を伸ばして遠方で盛り付けを行う場合と比べて、より精度の高い動きが実現でき、適切な盛り付けを実現できる。そこで、多関節ロボット３０は、このより精度の高い動きを利用して、容器に具材を解放した後に、さらに解放した具材を整形する動作や、解放後に把持部材３１ａに付着した具材を、容器に残さず解放する動作を行うようにしてもよい。
【0132】
この場合に、解放した具材を整形する動作としては、例えば、一度解放した具材を、容器から再度把持して、さらに再度容器に解放することでより安定した形状に整形する動作が考えられる。他にも、例えば、容器に解放した状態から把持部材３１ａを閉じながら上昇することで山型の形状に整形する動作が考えられる。他にも、例えば、把持部材３１ａの先端で解放した具材を突っつくことで、具材同士を強固に結合させ、解放した具材が崩れることを防止する整形動作が考えられる。
【0133】
また、解放後に把持部材３１ａに付着した具材を、容器に残さず解放する動作としては、例えば、把持部材３１ａを振動させ、これにより把持部材３１ａに付着した具材を落下させる動作が考えられる。また、容器の鉛直上方から下降し、その際に急停止することで、慣性力で把持部材３１ａに付着した具材を落下させる動作が考えられる。
【0134】
一般的な技術のように、ベルトコンベアの搬送面で盛り付けを行う場合には、このような動作を行うことは困難である。しかしながら、上述した本実施形態では、多関節ロボット３０は、容器の近傍にて、停止している容器に対して動作を行うので、これら例示したような複雑な動作をさらに行うことが可能となる。
【0135】
［変形例４］
上述の実施形態において、一対の把持部材３１ａ（すなわち、２つの把持部材３１ａ）を用いることを想定したが、これに限られない。例えば、３つ以上の複数の把持部材３１ａを用いるようにしてもよい。そして、各把持部材３１ａの開口部を近づけることで把持動作を行い、各把持部材３１ａの開口部を遠ざけることで解放動作を行うような構成としてもよい。
この場合、例えば、３つの把持部材３１ａを用いるのであれば、鉛直上方から俯瞰した場合に、それぞれの中心角が１２０°の３つの把持部材３１ａの先端を中央に近づけたり遠ざけたりするようにする。
このようにしても、上述した案内動作等の各動作を実行することができる。
上述の実施形態において、一対の把持部材３１ａ（すなわち、２つの把持部材３１ａ）を用いることを想定したが、これに限られない。例えば、３つ以上の複数の把持部材３１ａを用いるようにしてもよい。そして、各把持部材３１ａの開口部を近づけることで把持動作を行い、各把持部材３１ａの開口部を遠ざけることで解放動作を行うような構成としてもよい。
この場合、例えば、３つの把持部材３１ａを用いるのであれば、鉛直上方から俯瞰した場合に、それぞれの中心角が１２０°の３つの把持部材３１ａの先端を中央に近づけたり遠ざけたりするようにする。
このようにしても、上述した案内動作等の各動作を実行することができる。
【0136】
［変形例５］
上述の実施形態において、具材状態判定部１５２は、力センサ３０Ｂによって計測された具材からの反力（すなわち、具材への接触の検出結果）のデータに基づいて、具材の状態を判定するものとしたが、これに限られない。
上述の実施形態において、具材状態判定部１５２は、力センサ３０Ｂによって計測された具材からの反力（すなわち、具材への接触の検出結果）のデータに基づいて、具材の状態を判定するものとしたが、これに限られない。
【0137】
カメラの設置コスト等が問題とならない場合には、カメラ（すなわち、撮像装置）によって撮影を行うことにより、具材の状態を判定するようにしてもよい。また、上述の実施形態において、多関節ロボット３０が把持した具材の重量あるいは惣菜の容器に盛り付けられた具材の重量を重量センサ３０Ａによって計測するものとしたが、これに限られない。
例えば、撮像装置によって撮像された具材の画像から、具材の体積を推定し、密度と推定された体積を乗算すること等により、具材の重量を算出することも可能である。
この場合、重量センサ３０Ａを用いることなく、具材の重量を算出する手段を実装することができる。
例えば、撮像装置によって撮像された具材の画像から、具材の体積を推定し、密度と推定された体積を乗算すること等により、具材の重量を算出することも可能である。
この場合、重量センサ３０Ａを用いることなく、具材の重量を算出する手段を実装することができる。
【0138】
［構成例］
以上のように、本実施形態における拡張部材６０は、多関節ロボット３０による把持の対象物を収容する収容容器２０に着脱可能な拡張部材６０であって、第１着脱部６２，第２着脱部６３と、拡張部６１と、を備える。
第１着脱部６２，第２着脱部６３は、当該拡張部材６０を収容容器２０に対して取り付け及び取り外しするための部分である。
拡張部６１は、収容容器２０に取り付けられた場合に、少なくとも鉛直方向において収容容器２０の開口面を拡張する形状に構成される。
以上のように、本実施形態における拡張部材６０は、多関節ロボット３０による把持の対象物を収容する収容容器２０に着脱可能な拡張部材６０であって、第１着脱部６２，第２着脱部６３と、拡張部６１と、を備える。
第１着脱部６２，第２着脱部６３は、当該拡張部材６０を収容容器２０に対して取り付け及び取り外しするための部分である。
拡張部６１は、収容容器２０に取り付けられた場合に、少なくとも鉛直方向において収容容器２０の開口面を拡張する形状に構成される。
【0139】
これにより、多関節ロボット３０によって把持を行う場合に、収容容器２０の開口面を少なくとも鉛直方向において開口面を拡張することができる。そのため、多関節ロボット３０が把持に関する動作を実行した場合に、収容容器２０の外部に飛び散るはずの具材を収容容器２０の開口面（すなわち、収容容器２０の内部）に落下させることが可能となる。
すなわち、拡張部材６０によれば、多関節ロボット３０によって把持を行う場合に、把持の対象物が収容容器２０の外側に飛び散ることを抑制することができる。
すなわち、拡張部材６０によれば、多関節ロボット３０によって把持を行う場合に、把持の対象物が収容容器２０の外側に飛び散ることを抑制することができる。
【0140】
また、この拡張部材６０は、必要に応じて適宜着脱することができる。例えば、作業者が収容容器２０の持ち手を握る際に、拡張部材６０が取り付けられていると、拡張部材６０と作業者の腕とが干渉して、作業者の作業を妨げてしまう。そのため、作業者が持ち手を握りながら収容容器２０を運搬する際や、収容容器２０を載置部５５に載置する際には拡張部材６０を取り外しておく。これにより、拡張部材６０によって、作業者が収容容器２０の持ち手を持つことを妨げることはない。なお、この場合に、第２着脱部６３のみを取り付けておくようにしてもよい。これにより、作業者が収容容器２０の持ち手を持つことを妨げることなく、容器カバーを保持することができる。
他にも、収容容器２０や拡張部材６０の洗浄を行う際に拡張部材６０を取り外しておくとよい。これにより、収容容器２０と拡張部材６０それぞれを別個に洗浄することができ、洗浄作業が容易となる。
このように、拡張部材６０を、必要に応じて適宜着脱することで、作業者の利便性を向上させることが可能となる。
他にも、収容容器２０や拡張部材６０の洗浄を行う際に拡張部材６０を取り外しておくとよい。これにより、収容容器２０と拡張部材６０それぞれを別個に洗浄することができ、洗浄作業が容易となる。
このように、拡張部材６０を、必要に応じて適宜着脱することで、作業者の利便性を向上させることが可能となる。
【0141】
拡張部６１は収容容器２０に取り付けられた場合に、多関節ロボット３０が把持に関する動作を実行したことに伴って当該拡張部６１に接触させた対象物を、収容容器２０の開口面に向かって案内する。
これにより、多関節ロボット３０によって把持を行う場合に、把持に関する動作の実行に伴って制御不能となった対象物を、収容容器２０の開口面に向かって案内することができる。
これにより、多関節ロボット３０によって把持を行う場合に、把持に関する動作の実行に伴って制御不能となった対象物を、収容容器２０の開口面に向かって案内することができる。
【0142】
拡張部６１は収容容器２０に取り付けられた場合に、多関節ロボット３０が把持に関する動作を実行する位置よりも鉛直上方の位置まで収容容器２０の開口面を拡張する形状に構成される。
これにより、多関節ロボット３０によって把持を行う場合に、把持に関する動作の実行に伴って飛び散った、あるいは、落下した対象物が収容容器２０の外側に飛び散ることを、より確実に抑制することができる。
これにより、多関節ロボット３０によって把持を行う場合に、把持に関する動作の実行に伴って飛び散った、あるいは、落下した対象物が収容容器２０の外側に飛び散ることを、より確実に抑制することができる。
【0143】
多関節ロボット３０が実行する把持に関する動作は、把持している対象物の移送、対象物を把持する把持部材の回転、把持している対象物の解放、及び把持部材に付着した対象物の除去、の少なくとも何れかの動作を含む。
これにより、多関節ロボット３０が実行する把持に関する動作において、対象物が飛び散る可能性が高い状況において、制御不能となった対象物が収容容器２０の外側に飛び散ることを、より確実に抑制することができる。
これにより、多関節ロボット３０が実行する把持に関する動作において、対象物が飛び散る可能性が高い状況において、制御不能となった対象物が収容容器２０の外側に飛び散ることを、より確実に抑制することができる。
【0144】
拡張部６１は収容容器２０に取り付けられた場合に、鉛直上方に向かうに従って水平方向に広がることで、収容容器２０の開口面をさらに水平方向にも拡張する形状に構成されている。
これにより、水平方向に飛び散った対象物が収容容器２０の外側に飛び散ることを、より確実に抑制することができる。
これにより、水平方向に飛び散った対象物が収容容器２０の外側に飛び散ることを、より確実に抑制することができる。
【0145】
第１着脱部６２，第２着脱部６３は、収容容器２０の開口面を構成する複数の辺の、少なくとも１つの辺に対して拡張部６１を取り付け可能とする形状に構成される。
これにより、必ずしも全ての辺に拡張部６１を取り付けるのではなく、具材が飛び散る可能性の高い辺にのみ拡張部６１を取り付けることが可能となる。
これにより、必ずしも全ての辺に拡張部６１を取り付けるのではなく、具材が飛び散る可能性の高い辺にのみ拡張部６１を取り付けることが可能となる。
【0146】
第１着脱部６２，第２着脱部６３は、収容容器２０に取り付けられた場合に、収容容器２０を覆うカバーが収容容器２０を覆っている状態を維持する形状に構成される。
これにより、第１着脱部６２，第２着脱部６３は、拡張部６１を収容容器２０に取り付けるのみならず、収容容器２０を覆うカバーが収容容器２０を覆っている状態を維持することができる。
これにより、第１着脱部６２，第２着脱部６３は、拡張部６１を収容容器２０に取り付けるのみならず、収容容器２０を覆うカバーが収容容器２０を覆っている状態を維持することができる。
【0147】
なお、上述の実施形態及び変形例は、本発明の実施形態の一例であり、本発明の機能を実現する種々の実施形態が本発明の範囲に含まれる。
例えば、上述の実施形態及び変形例において、惣菜を盛り付ける把持システムに本発明を適用する場合を例に挙げて説明したが、本発明は、種々の対象物を把持するシステムに適用することができる。例えば、練ったモルタル、コンクリート、漆喰、粘土等、粘性あるいは粘着性が高い材料を把持するシステムに本発明を適用することができる。本発明は、作業温度又は室温において中粘度以上（５０００ｍＰａ・ｓ）以上の粘度を有する対象物を把持する際に好適である。
また、上述の実施形態に記載された例を適宜組み合わせて、本発明を実施することが可能である。
上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるし、ソフトウェアにより実行させることもできる。
換言すると、図３の機能的構成は例示に過ぎず、特に限定されない。すなわち、上述した一連の処理を全体として実行できる機能が把持システム１に備えられていれば足り、この機能を実現するためにどのような機能ブロックを用いるのかは特に図３の例に限定されない。
また、１つの機能ブロックは、ハードウェア単体で構成してもよいし、ソフトウェア単体で構成してもよいし、それらの組み合わせで構成してもよい。
例えば、上述の実施形態及び変形例において、惣菜を盛り付ける把持システムに本発明を適用する場合を例に挙げて説明したが、本発明は、種々の対象物を把持するシステムに適用することができる。例えば、練ったモルタル、コンクリート、漆喰、粘土等、粘性あるいは粘着性が高い材料を把持するシステムに本発明を適用することができる。本発明は、作業温度又は室温において中粘度以上（５０００ｍＰａ・ｓ）以上の粘度を有する対象物を把持する際に好適である。
また、上述の実施形態に記載された例を適宜組み合わせて、本発明を実施することが可能である。
上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるし、ソフトウェアにより実行させることもできる。
換言すると、図３の機能的構成は例示に過ぎず、特に限定されない。すなわち、上述した一連の処理を全体として実行できる機能が把持システム１に備えられていれば足り、この機能を実現するためにどのような機能ブロックを用いるのかは特に図３の例に限定されない。
また、１つの機能ブロックは、ハードウェア単体で構成してもよいし、ソフトウェア単体で構成してもよいし、それらの組み合わせで構成してもよい。
【0148】
一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータ等にネットワークや記録媒体からインストールされる。
コンピュータは、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータであってもよい。また、コンピュータは、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能なコンピュータ、例えば汎用のパーソナルコンピュータであってもよい。
コンピュータは、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータであってもよい。また、コンピュータは、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能なコンピュータ、例えば汎用のパーソナルコンピュータであってもよい。
【0149】
プログラムを記憶する記憶媒体は、装置本体とは別に配布されるリムーバブルメディア、あるいは、装置本体に予め組み込まれた記憶媒体等で構成される。リムーバブルメディアは、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスクあるいはフラッシュメモリ等により構成される。光ディスクは、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ－Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ），ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ），Ｂｌｕ－ｒａｙ Ｄｉｓｃ（登録商標）等により構成される。光磁気ディスクは、ＭＤ（Ｍｉｎｉ－Ｄｉｓｋ）等により構成される。フラッシュメモリは、例えば、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリあるいはＳＤカードにより構成される。また、装置本体に予め組み込まれた記憶媒体は、例えば、プログラムが記憶されているＲＯＭやハードディスク等で構成される。
【0150】
なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、その順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
また、本明細書において、システムの用語は、複数の装置や複数の手段等より構成される全体的な装置を意味するものとする。
また、本明細書において、システムの用語は、複数の装置や複数の手段等より構成される全体的な装置を意味するものとする。
【0151】
上記実施形態は、本発明を適用した一例を示しており、本発明の技術的範囲を限定するものではない。すなわち、本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、省略や置換等種々の変更を行うことができ、上記実施形態以外の各種実施形態を取ることが可能である。本発明が取ることのできる各種実施形態及びその変形は、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0152】
１ 把持システム、２ ベルトコンベア、１０ 制御装置、２０ 収容容器、３０ 多関節ロボット、３０Ａ 重量センサ、３０Ｂ 力センサ、３１ ハンド、３１ａ 把持部材、３２ ロボットアーム、４０ 検出部、４１、４２ 容器検出センサ、４３ リフレクタ配置部、４４ 具材検出センサ、５０ 移送機構、５１ アクチュエータ、５２ スライド部材、５３ 連結部、５３１ 第１移送部材、５３２ 第２移送部材、５４ 容器載置部材、５４１ 案内部、５４２ 底部、５４３ スリット、５５ 載置部、６０、６０ａ 拡張部材、６１、６１ａ 拡張部、６２、６２ａ 第１着脱部、６３、６３ａ 第２着脱部、６２１、６２２、６２３、６３１、６３２、６３３、６３１ａ、６３２ａ、６３３ａ 挟持部、６２１ａ、６２２ａ 差込部、１５１ センサ情報取得部、１５２ 具材状態判定部、１５３ 具材量判定部、１５４ 多関節ロボット制御部、１５５ 移送機構制御部、１５６ 記録制御部、１７１ パラメータ記憶部、１７２ 履歴データベース（履歴ＤＢ）、７１１ ＣＰＵ、７１２ ＲＯＭ、７１３ ＲＡＭ、７１４ バス、７１５ 入力部、７１６ 出力部、７１７ 記憶部、７１８ 通信部、７１９ ドライブ、７３１ リムーバブルメディア、Ｌ１、Ｌ２ 光路
【要約】
【課題】ロボットによって保持を行う場合に、保持の対象物が収容容器の外側に飛び散ることを抑制する。
【解決手段】拡張部材７０は、多関節ロボット３０による保持の対象物を収容する収容容器２０に着脱可能な拡張部材７０であって、第１着脱部７２，第２着脱部７３と、拡張部７１と、を備える。第１着脱部７２，第２着脱部７３は、当該拡張部材７０を収容容器２０に対して取り付け及び取り外しするための部分である。拡張部７１は、収容容器２０に取り付けられた場合に、少なくとも鉛直方向において収容容器２０の開口面を拡張する形状に構成される。
【選択図】図１
【解決手段】拡張部材７０は、多関節ロボット３０による保持の対象物を収容する収容容器２０に着脱可能な拡張部材７０であって、第１着脱部７２，第２着脱部７３と、拡張部７１と、を備える。第１着脱部７２，第２着脱部７３は、当該拡張部材７０を収容容器２０に対して取り付け及び取り外しするための部分である。拡張部７１は、収容容器２０に取り付けられた場合に、少なくとも鉛直方向において収容容器２０の開口面を拡張する形状に構成される。
【選択図】図１
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】