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KR102137191B1 - 식품의 투입 장치 - Google Patents

식품의 투입 장치 Download PDF

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KR102137191B1
KR102137191B1 KR1020187038043A KR20187038043A KR102137191B1 KR 102137191 B1 KR102137191 B1 KR 102137191B1 KR 1020187038043 A KR1020187038043 A KR 1020187038043A KR 20187038043 A KR20187038043 A KR 20187038043A KR 102137191 B1 KR102137191 B1 KR 102137191B1
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foods
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야스히코 하시모토
쇼고 하세가와
겐지 반도
게이이치 다나카
히로시 가타후치
가즈노리 히라타
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카와사키 주코교 카부시키 카이샤
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Abstract

식품(40)의 투입 장치(10)는, 식품을 공급하는 공급부(20)와, 상기 공급부에 의해 복수의 상기 식품이 나열되는 방향에서 복수의 상기 식품의 양측에 걸쳐서 복수의 상기 식품을 파지하는 파지부와, 상기 파지부에 의해 파지된 복수의 상기 식품을 트레이 상으로 반송하는 반송부를 구비한다.

Description

식품의 투입 장치
본 발명은 식품을 트레이에 투입(packing)하는 식품의 투입 장치에 관한 것이다.
종래에, 식품을 트레이에 투입하는 장치로서, 예를 들어, 특허문헌 1에 도시된 식품의 컨테이너 투입 장치가 알려져 있다. 이 식품의 컨테이너 투입 장치에서는, 식품은 반송 컨베이어로부터 고정 슈트 판에 낙하한다. 이 고정 슈트 판에서 타이밍 홀더 및 유지(保持) 용기에 의해 식품은 순차적으로 방향을 바꾸면서 낙하해 간다. 그리고, 소정의 자세가 된 식품이 고정 슈트 판으로부터 낙하부에 낙하하고, 반송부에 의해 반송되는 컨테이너에 켜켜이 담아진다.
일본 특허공개 특개평 6-24408호 공보
특허문헌 1의 식품의 컨테이너 투입 장치에서는, 식품을 타이밍 홀더, 유지 용기 및 컨테이너에 순차적으로 낙하시키고 있다. 이러한 식품의 컨테이너 투입 장치로, 주먹밥과 샌드위치 등의 식품을 컨테이너에 투입하는 것이 고안되었다. 이러한 식품은 변형이 쉽고, 외력에 의해 한번 변형하면 외력을 제거하여도 원래의 형태로 돌아오지 않는다. 따라서, 식품이 낙하할 때 식품이 외력을 받아 변형하면 식품의 변형에 의해 상품 가치가 손상된다. 그 결과, 부적합품의 비율이 증가하고, 작업 효율이 저하될 우려가 있다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로, 작업 효율의 저하를 억제할 수 있는 식품의 투입 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 식품의 투입 장치는 식품을 공급하는 공급부와, 상기 공급부에 의해 복수의 상기 식품이 나열되는 방향에서 복수의 상기 식품의 양측에 걸쳐서 복수의 상기 식품을 파지하는 파지부와, 상기 파지부에 의해 파지된 복수의 상기 식품을 트레이 상으로 반송하는 반송부를 구비한다.
이에 따르면, 변형하기 쉬운 식품도 파지 부재에 의해 식품을 파지함으로써 변형되는 일 없이 식품을 트레이에 수용할 수 있다. 따라서, 부적합품의 증가를 방지하고 작업 효율이 저하를 억제할 수 있다.
이러한 식품의 투입 장치에서는, 상기 파지부는 한 쌍의 지지 부재와 한 쌍의 상기 지지 부재의 서로의 간격을 조절 가능한 조절 부재를 구비하고, 한 쌍의 상기 지지 부재는 서로의 간격을 줄여 복수의 상기 식품을 끼워 파지하여도 좋다. 이에 따르면, 변형하기 쉬운 식품이라도 한 쌍의 지지 부재에 의해 식품을 협지(挾持)됨으로써, 변형되는 일 없이 식품을 트레이에 수용할 수 있다.
이러한 식품의 투입 장치에서는, 상기 파지부는 지지 부재와, 상기 지지 부재에서 상기 식품과 접하는 당접면에 설치된 흡착구를 구비하고, 상기 지지 부재는 상기 흡착구를 통해 상기 당접면에 상기 식품을 흡착시켜 복수의 상기 식품을 끼워 파지하여도 좋다. 이에 따르면, 변형하기 쉬운 식품이라도 흡착부를 통해 식품을 흡착함으로써, 변형되는 일 없이 식품을 트레이에 수용할 수 있다.
이러한 식품의 투입 장치에서는, 복수의 상기 파지부를 교환 가능하게 장착하는 장착부를 더 구비하여도 좋다. 이에 따르면, 장착한 하나의 파지부에 의해 식품을 운반하는 동안 장착하지 않은 다른 파지부에 식품을 공급함으로써 작업 효율의 향상을 도모할 수 있다.
이러한 식품의 투입 장치에서는, 상기 파지부는 복수의 상기 식품이 나열되는 방향에 대해서 직교하는 방향으로 연장되고, 또한 상기 식품이 재치(戴置)되는 재치 부재를 더 구비하여도 좋다. 이에 따르면, 지지 부재에 더하여 재치 부재에 의해 식품을 지지함으로써 더 확실하게 식품을 파지할 수 있다.
이러한 식품의 투입 장치에서는, 상기 공급부는 상기 식품을 흡착하는 1 개 이상의 흡착 헤드를 구비하여도 좋다. 이에 따르면, 변형하기 쉬운 식품이라도 흡착 헤드로 식품을 흡착함으로써 변형되는 일 없이 식품을 파지부에 공급할 수 있다.
이러한 식품의 투입 장치에서는, 상기 공급부는 복수의 상기 흡착 헤드가 연결되고, 또한 복수의 상기 식품이 나열되는 방향에 평행한 축을 중심으로 회전하는 회전체를 더 구비하여도 좋다. 이에 따르면, 예를 들어, 벨트 컨베이어와 파지부의 왕복 이동의 횟수를 줄일 수 있기 때문에 작업 효율의 향상을 도모할 수 있다.
이러한 식품의 투입 장치는, 상기 식품의 외표면은 평행한 한 쌍의 평면을 구비하고, 그 평면끼리가 서로 접하도록 나열된 복수의 상기 식품을 상기 파지부에 의해 파지하여도 좋다. 이에 따르면, 트레이에서 식품의 수납율을 향상시키고, 작업 효율의 향상을 도모할 수 있다.
이러한 식품의 투입 장치는, 상기 공급부를 선단에 구비하는 제1 암과 상기 파지부를 선단에 구비하는 제2 암을 구비한 로봇에 의해 구성되어도 좋다. 이에 따르면, 예를 들어, 선단을 교체 가능한 범용의 로봇을 사용함으로써 선단을 교체하는 것만으로 식품의 투입 작업이 가능해진다.
본 발명은 이상에서 설명한 구성을 구비하여, 작업 효율의 저하를 억제할 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 실시예 1에 따른 식품의 투입 장치를 적용한 로봇의 일례의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 로봇의 제어 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 기능 블록도이다.
도 3은 공급부에 의해 식품을 파지부에 공급하고 있는 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4는 파지부에 의해 식품을 파지하고 있는 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 반송부에 의해 식품을 트레이 상에 반송하고 있는 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 6은 실시예 2에 따른 식품의 투입 장치를 적용한 로봇의 일부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 7은 실시예 3에 따른 식품의 투입 장치를 적용한 로봇의 일부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
이하, 바람직한 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하에서는 모든 도면을 통해 동일 또는 대응하는 요소에는 동일한 참조 부호를 부여하고 그 중복된 설명을 생략한다. 또한, 도면은 이해를 돕기 위해 각 구성 요소를 모식적으로 나타낸 것이다. 나아가, 한 쌍의 암을 펼친 방향을 좌우 방향으로 칭하고, 기축(基軸)의 축중심에 평행한 방향을 상하 방향으로 칭하며, 좌우 방향 및 상하 방향에 직교하는 방향을 전후 방향으로 칭한다.
(실시예 1)
본 실시예 1에 따른 식품(40)의 투입 장치(10)는 복수의 식품(40)을 트레이(41)에 투입하는 장치이다. 도 1에 도시된 로봇(11)에 의해 본 발명에 따른 식품(40)의 투입 장치(10)를 구성하는 경우에 대해 설명한다. 그러나, 식품(40)의 투입 장치(10)는 로봇(11)으로 구성된 경우에 한정되지 않는다. 여기서, 로봇(11)으로서 수평 다관절형의 쌍완(雙腕) 로봇을 설명하지만, 수평 다관절형·수직 다관절 형 등의 로봇을 채용할 수 있다. 또한, 식품(40)은 일정한 형상을 가지는 식품이며, 예를 들어, 주먹밥과 샌드위치가 예시된다.
로봇(11)은 도 1에 도시된 바와 같이, 대차(台車)(12)와, 대차(12)에 지지된 한 쌍의 로봇 암(이하, 단순히 「암」이라고 기재하는 경우가 있다)(13, 13)과, 대차(12) 내에 수납되는 제어 장치(14)를 구비한다. 각각의 암(13)은 수평 다관절형 로봇 암이고, 암부(15)와, 손목부(17)과, 핸드부(18, 19)를 구비한다. 암부(15) 및 손목부(17)는 복수의 식품(40)을 트레이(41) 상으로 반송하는 반송부로서 기능을 한다. 여기서, 좌측 암(13) 및 우측 암(13)은 핸드부(18, 19)를 제외하고 실질적으로 동일한 구조로 되어 있어도 좋다. 또한, 좌측 암(13) 및 우측 암(13)은 독립적으로 작동하거나 서로 관련되어 동작할 수 있다.
암부(15)는 본 예에서는 제1 링크(15a) 및 제2 링크(15b)로 구성되어 있다. 제1 링크(15a)는 대차(12)의 상면에 고정된 기축(16)과 회전 관절(J1)에 의해 연결되고, 기축(16)의 축중심을 통과하는 회전 축선(L1) 둘레로 회동 가능하다. 제2 링크(15b)는 제1 링크(15a)의 선단과 회전 관절(J2)에 의해 연결되고, 제1 링크(15a)의 선단에 규정된 회전 축선(L2) 둘레로 회동 가능하다.
손목부(17)는 승강부(17a) 및 회동부(17b)로 구성되어 있다. 승강부(17a)는 제2 링크(15b)의 선단과 직동 관절(J3)에 의해 연결되고, 제2 링크(15b)에 대해 승강 이동 가능하다. 회동부(17b)는 승강부(17a)의 하단과 회전 관절(J4)에 의해 연결되고, 승강부(17a)의 하단에 규정된 회전 축선(L3) 둘레로 회동 가능하다.
우측 핸드부(18) 및 좌측 핸드부(19)는 손목부(17)의 회동부(17b)에 연결되어 있다. 우측 핸드부(18)는 식품(40)을 공급하는 공급부(20)로 구성되고, 좌측 핸드부(19)는 식품(40)을 파지하는 파지부(30)로 구성되어 있다. 공급부(20)는 우측 암(제1 암)(13)의 선단에 설치되고, 파지부(30)는 좌측 암(제2 암)(13)의 선단에 설치된다. 공급부(20)는 식품(40)을 흡착하는 흡착 헤드(23)를 구비하고, 파지부(30)는 식품(40)을 흡착하는 흡착구(吸着口)(31)를 구비한다. 여기서, 우측 핸드부(18) 및 좌측 핸드부(19)에 대한 자세한 내용은 후술한다.
흡착 헤드(23)는 제1 배관(24)을 통해 진공 발생 장치(25)에 연결되고, 흡착구(31)는 제2 배관(32)을 통해 진공 발생 장치(25)에 연결되어 있다. 진공 발생 장치(25)는 예를 들어, 진공 펌프나 CONVUM(등록 상표) 등 흡착 헤드(23) 및 흡착구(31)에 부압을 발생시키는 장치이며, 대차(12)나 암(13)에 설치되어 있다. 제1 배관(24) 및 제2 배관(32) 각각에는 예를 들어, 개폐 밸브(미도시)가 설치되어 있다. 개폐 밸브에 의해 제1 배관(24) 및 제2 배관(32)을 각각 개방 및 폐쇄하여 흡착 헤드(23) 및 흡착구(31)의 각각에 의한 흡착 및 해제가 이루어진다. 이 진공 발생 장치(25)의 동작 및 개폐 밸브의 개폐는 제어 장치(14)에 의해 제어된다. 이에 따르면, 진공 발생 장치(25)는 흡착 헤드(23) 및 흡착구(31)를 통해 흡입하여, 식품(40)을 흡착할 수 있다. 한편, 여기에서는 흡착 헤드(23) 및 흡착구(31) 모두에 하나의 진공 발생 장치(25)가 연결되어 있지만, 흡착 헤드(23)에 연결되는 진공 발생 장치(25)와 흡착구(31)에 연결되는 진공 발생 장치는 별도로 설치되어도 좋다.
상기 구성의 각각의 암(13)는 각각의 관절(J1 ~ J4)을 구비한다. 그리고, 암(13)에는 각각의 관절(J1 ~ J4)에 대응해 부착되도록, 구동용 서보 모터(미도시) 및 그 서보 모터의 회전각을 검출하는 인코더(미도시) 등이 설치되어 있다. 또한, 2개의 암(13, 13)의 제1 링크(15a, 15a)의 회전 축선(L1)은 동일 선상에 있고, 한쪽 암(13)의 제1 링크(15a)와 다른쪽 암(13)의 제1 링크(15a)는 상하로 높이차를 가지고 배치되어 있다.
제어 장치(14)는 도 2에 도시된 바와 같이, CPU 등의 연산부(14a)와, ROM, RAM 등의 저장부(14b)와, 서보 제어부(14c)를 구비한다. 제어 장치(14)는 예를 들어 마이크로 컨트롤러 등의 컴퓨터를 구비한 로봇 컨트롤러이다. 여기서, 제어 장치(14)는 집중 제어하는 단독의 제어 장치(14)로 구성되어 있어도 좋고, 서로 협력하여 분산 제어하는 복수의 제어 장치(14)에 의해 구성되어 있어도 좋다.
저장부(14b)에는 로봇 컨트롤러로서의 기본 프로그램, 각종 고정 데이터 등의 정보가 저장되어 있다. 연산부(14a)는 저장부(14b)에 저장된 기본 프로그램 등의 소프트웨어를 읽어 실행함으로써, 로봇(11)의 각종 동작을 제어한다. 즉, 연산부(14a)는 로봇(11)의 제어 지령을 생성하고, 이를 서보 제어부(14c)에 출력한다. 서보 제어부(14c)는 연산부(14a)에 의해 생성된 제어 명령에 기초하여, 로봇(11)의 각각의 암(13)의 관절(J1 ~ J4)에 대응하는 서보 모터의 구동을 제어하도록 구성되어 있다.
다음으로, 우측 핸드부(18) 및 좌측 핸드부(19)에 대해서, 도 3 ~ 도 5를 참조하여 설명한다. 여기서, 도 3 ~ 도 5에서는, 이해가 쉽도록 제1 배관(24) 및 제2 배관(32)을 생략하고 있다. 또한, 여기에서는 우측 핸드부(18)는 공급부(20)로 구성되고 좌측 핸드부(19)는 파지부(30)로 구성되어 있지만, 우측 핸드부(18)가 파지부(30)로 구성되고, 좌측 핸드부(19)가 공급부(20)로 구성되어 있어도 좋다.
좌측 핸드부(19)는 파지부(30)에 더하여, 파지부(30)를 손목부(17)에 장착하는 장착부(19a)에 의해 구성되어 있다. 장착부(19a)는 복수의 파지부(30)를 교환 가능하게 장착할 수 있다. 장착부(19a)는 예를 들어, 한 쌍의 판상 부재에 의해 구성되어 있고, 그 간격은 조정 가능하다. 이에 따르면 한 쌍의 판상 부재로 피장착 부분을 협지하는 것에 의해, 장착부(19a)가 복수의 파지부(30)를 교체하여 장착할 수 있다. 여기서, 우측 핸드부(18)에도 공급부(20)를 손목부(17)에 장착하는 장착부가 설치되어도 좋다. 또한, 좌측 핸드부(19)의 장착부(19a) 및 우측 핸드부(18)의 장착부는 공급부(20) 및 파지부(30)에 장착 가능하여도 좋다. 이에 따르면, 좌측 핸드부(19) 및 우측 핸드부(18)는 공급부(20) 및 파지부(30)를 교환 가능하게 장착할 수 있다.
공급부(20)는 하나 이상(본 실시예에서는 하나)의 흡착 헤드(23)를 구비하고, 식품(40)을 파지부(30)에 공급한다. 흡착부(23)의 선단부는 고무 등의 탄성 재료로 형성된 흡착 패드이고, 하방향으로 개구된 캡 형상을 가지고 있다. 흡착 헤드(23)는 그 개구가 하방을 향하도록 손목부(17)의 회동부(17b)에 연결되어 있고, 상하 방향으로 연장되는 축을 중심으로 회동부(17b)의 회동에 의해 회전한다.
파지부(30)는 공급부(20)에 의해 정렬된 복수의 식품(40)을 파지하고, 작업대(42) 및 트레이(41)의 사이를 이동한다. 파지부(30)가 작업대(42) 상에 배치되는 때, 파지부(30)는 작업대(42) 상에 고정된 홀더(43)에 유지되어 있다.
홀더(43)는 예를 들어, 하부, 측부 및 상부를 구비하고 있다. 홀더(43)의 하부는 고정되어 있고, 측부는 하부에 대해 상부를 지지한다. 상부는 평판 형상으로 되어 있고, 작업대(42)의 상면에 대해 평행하게 연장되며, 노치(43a)가 형성되어 있다. 노치(43a)는 상부에서 트레이(41)가 배치되어 있는 쪽에 설치되어 있다.
파지부(30)는 손잡이 부재(33), 받침대 부재(34), 회전 부재(35), 재치 부재(36), 한 쌍의 지지 부재(37) 및 조절 부재(38)를 구비한다. 손잡이 부재(33)는 장착부(19a)에 의해 장착되는 피장착 부분이고, 예를 들어, 원기둥 형상을 가지고 있으며, 받침대 부재(34)의 상면에 설치되어 있다. 파지부(30)가 작업대(42)에 배치되어 있는 때, 손잡이 부재(33)는 홀더(43)의 노치(43a)에 끼워져 있다.
받침대 부재(34)는 회전 부재(35)에 대한 베이스이고, 예를 들어, 상부 및 측부를 구비하는 L자 모양이다. 받침대 부재(34)의 상단에 손잡이 부재(33)가 설치되어 있다. 측부는 상부에서 하부로 연장된 판 형상이다.
회전 부재(35)는 받침대 부재(34)에 대해 회전하는 식품(40)의 방향을 바꾸는 부분이고, 받침대 부재(34)의 측부에 회전 가능하게 장착되어 있다. 회전 부재(35)는 액츄에이터 등에 연결되어 있고, 이에 의해 회전 부재(35)가 회전한다. 회전 부재(35)의 동작은 제어 장치(14)에 의해 제어된다.
재치 부재(36)는 지지 부재(37)에 의해 지지된 식품(40)이 이송될 때 하방에서 식품(40)을 지지하는 부분이다. 재치 부재(36)는 예를 들어, L자 형상이고, 측부 및 하부를 구비한다. 측부는 회전 부재(35)에 연결되어 있고, 회전 부재(35)의 회전에 따라 하부의 방향을 바꾼다. 하부는 판 형상으로 되어 있고, 식품(40)이 재치 및 반송될 때에 수평으로 설치된다.
지지 부재(37)는 복수의 식품(40)이 나열되는 방향으로 복수의 식품(40)의 양측에 걸쳐서 연장된다. 즉, 지지 부재(37)는 나열된 복수의 식품(40)의 한 쪽 끝에 있는 식품(40)과 다른 쪽 끝에 있는 식품(40)의 사이의 범위에 이르는 치수로 되어 있다. 지지 부재(37)는 예를 들어, 사각형의 평판 형상으로 되어 있고, 마주하는 2개의 평평한 주면(主面)을 구비하며, 그 중 한 쪽 주면은 지지 부재(37)에 의해 지지된 식품(40)에 접하는 당접면이다.
한 쌍의 지지 부재(37)는 조절 부재(38)를 통해 회전 부재(35)에 연결되어 있다. 예를 들어, 한 쌍의 지지 부재(37)는 서로의 간격이 연결 부분을 향해 좁아지도록 팔(八)자 형상으로 배치되어 있다. 조절 부재(38)는 액츄에이터(미도시) 등에 연결되어 있어 직선으로 이동하고, 한 쌍의 지지 부재(37)의 서로 간의 간격이 변화하도록 한 쌍의 지지 부재(37)의 한 쪽 또는 양 쪽에 연결되어 있다. 이 조절 부재(38)에 의해 한 쌍의 지지 부재(37)는 서로의 간격을 줄여서 복수의 식품(40)를 사이에 끼워 파지한다.
지지 부재(37)에서 식품(40)에 접하는 당접면에 복수의 흡착구(吸着口)(31)가 설치되어 있다. 복수의 흡착구(31)는 복수의 식품(40)이 나열된 방향과 직교하는 방향으로 복수의 열(여기서는, 2열)로 줄지어 있다. 또한, 복수의 흡착구(31)는 복수의 식품(40)이 나열된 방향으로 복수의 열(여기서는, 8열)로 줄지어 있다. 이에 따르면, 하나의 식품(40)에 대해 복수의 흡착구(31)가 할당된다.
다음으로, 상기 구성의 로봇(11)에 의한 식품(40)을 트레이(41)에 투입하는 방법에 대해서 도 3 ~ 도 5를 참조하여 설명한다. 이 방법은 제어 장치(14)에 의해 제어된다. 또한, 여기에서는 식품(40)으로서 필름으로 포장된 삼각형 모양의 주먹밥을 이용하여, 그 투입 방법을 설명한다. 여기서, 다른 식품(40)에서도 투입 방법이 동일하므로, 그 설명은 생략한다. 또한, 식품(40)의 외표면은 3개의 사각형 평면 및 2 개의 삼각형 평면을 가지고 있다. 2 개의 삼각형 평면은 서로 평행하게 형성되어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 로봇(11)의 전방에는, 작업대(42) 및 벨트 컨베이어(44)가 배치되고, 로봇(11)의 측방(본 실시예에서는 좌측)에는 트레이(41)가 배치되어 있다. 작업대(42)는 식품(40)을 임시 거치하기 위한 대이고, 벨트 컨베이어(44)의 우측에 배치되어 있다. 벨트 컨베이어(44)는 식품(40)을 로봇(11)의 전방까지 이송하기 위한 장치이고, 좌우 방향으로 연장되어 있다. 본 실시예에서는 식품(40)의 삼각형 평면은 사각형 평면보다 면적이 크기 때문에 식품(40)은 삼각형 평면을 상하 방향으로 향하여 벨트 컨베이어(44)에 의해 좌우 방향으로 운송된다. 작업대(42) 상의 파지부(30)는 한 쌍의 지지 부재(37)의 연결 부분이 트레이(41) 측이 되고, 개구 부분이 벨트 컨베이어(44) 측이 되도록 배치된다. 여기서, 지지 부재(37)의 개구 부분은 지지 부재(37)의 연결 부분에 마주하고, 또한 서로의 간격이 가장 넓은 부분이다. 트레이(41)는 예를 들어 출하하기 위한 식품(40)을 유지하기 위한 용기이고, 상방으로 개구되어 있다.
또한, 센서(45)가 작업대(42)의 근방에서 벨트 컨베이어(44)의 측방에 배치되어 있다. 센서(45)는 벨트 컨베이어(44)로 반송되는 식품(40)을 감지하고, 감지 신호를 제어 장치(14)로 출력한다. 또한, 카메라(46)가 작업대(42)의 근방에서 벨트 컨베이어(44)의 상방에 배치되어 있다. 카메라(46)는 벨트 컨베이어(44)에 반송되는 식품(40)을 촬영하고, 촬영한 영상을 제어 장치(14)로 출력한다. 제어 장치(14)는 영상을 분석하여, 식품(40)의 방향을 판정한다.
먼저 식품(40)이 벨트 컨베이어(44)에 의해 로봇(11)의 근방에 실려 오면 센서(45)는 식품(40)을 감지한다. 제어 장치(14)는 센서(45)로부터의 감지 신호를 수신하고, 카메라(46)에 의해 식품(40)의 영상을 취득하는 동시에 우측 핸드부(18, 19)의 흡착 패드(23)에 의해 식품(40)의 삼각형 평면을 흡착시킨다. 그리고, 제어 장치(14)는 카메라(46)로부터의 영상에 기초하여 식품(40)의 방향을 판정하고, 판정 결과에 기초하여 식품(40)의 방향을 손목부(17)에 의해 조정한다. 여기에서, 식품(40)의 방향은 파지부(30)에 기초하여 조정된다. 예를 들어, 식품(40)의 정점이 한 쌍의 지지 부재(37)의 연결 부분 쪽이 되고, 정점에 대향하는 사각형 평면이 한 쌍의 지지 부재(27)의 개구 부분 쪽이 되도록 식품(40)의 방향을 바꿀 수 있다.
그리고, 식품(40)을 손목부(17) 및 암부(15)에 의해 벨트 컨베이어(44)로부터 파지부(30)로 반송하고, 식품(40)을 파지부(30)의 재치 부재(36)에 재치한다. 이때, 식품(40)의 2 개의 사각형 평면이 한 쌍의 지지 부재(37)의 당접면에 각각 따르도록 한 쌍의 지지 부재(37) 사이에서 식품(40)을 재치 장치(36) 위에 놓는다. 이 식품(40)의 흡착에서 재치까지의 일련의 작업을 반복하여, 복수의 식품(40)을 재치 부재(36) 상에 재치해 간다. 이에 따르면, 식품(40)이 파지부(30)에 공급되고, 한 쌍의 지지 부재(37) 사이에서 식품(40)의 삼각형 평면끼리가 접하도록 복수의 식품(40)이 나열된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 일련의 공급 작업이 반복되어, 소정 개수(본 실시예에서는 4개)의 식품(40)이 나열된다. 이어서, 좌측 핸드부(19)의 장착부(19a)가 손잡이 부재(33)를 집는 것에 의해, 파지부(30)가 손목부(17)에 장착된다.
한 쌍의 지지 부재(37)의 간격을 조정 부재(38)에 의해 줄여서, 복수의 식품(40)을 한 쌍의 지지 부재(37)로 집는다. 이 때, 지지 부재(37)는 복수의 식품(40)이 나열되는 방향에서 복수의 식품(40)의 양 쪽에 걸치도록 연장되기 때문에, 모든 식품(40)이 한 쌍의 지지 부재(37)에 의해 끼워 진다. 또한, 흡착구(31)로부터 식품(40)을 흡착하여, 당접면에 접해 있는 식품(40)이 달라 붙는다. 이때, 복수의 흡착구(31)가 각각의 식품(40)에 할당되도록 배치되어 있기 때문에, 모든 식품(40)이 흡착구(31)에 의해 흡착된다. 이에 따라서, 복수의 식품(40)이 더 확실하게 파지된다.
파지부(30)를 암부(15)에 의해 후측으로 이동시킨다. 이에 따라서, 손잡이 부재(33)는 노치(43a)로부터 빠지고, 파지부(30)는 홀더(43)로부터 벗어난다. 그리고, 파지부(30)는 암부(15) 및 손목부(17)에 의해 작업대(42)로부터 트레이 상에 반송된다. 이때, 재치 부재(36)가 수평이 되도록 파지부(30)의 자세가 유지된다. 이에 따라서, 한 쌍의 지지 부재(37)와 함께 재치 부재(36)에 의해 복수의 식품(40)이 지지됨으로써, 더 확실하게 반송된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 트레이(41)에서 회전 부재(35)를 회전시킨다. 이에 따라서, 길이 방향이 상하 방향으로 연장되어 있던 지지 부재(37)가 회전하고, 수평 방향(본 실시예에서는 좌우 방향)으로 방향을 바꾼다. 한 쌍의 지지 부재(37)의 개구 부분 쪽의 위치에 있는 식품(40)의 사각형 평면이 하방을 향한다. 그리고, 파지부(30)를 손목부(17)에 의해 하강시키고, 식품(40)을 트레이(41)에 넣는다.
흡착구(31)로부터의 흡착을 해제함과 동시에, 한 쌍의 지지 부재(37)를 조절 부재(38)에 의해 넓힌다. 이에 따라서, 식품(40)이 파지부(30)로부터 떨어지고, 식품(40)이 트레이(41)에 수용된다. 그리고, 지지 부재(37)를 회전 부재(35)에 의해 회전시켜서 상하 방향으로 향하게 하고, 파지부(30)를 트레이(41)로부터 작업대(42) 상의 홀더(43)로 손목부(17) 및 암부(15)에 의해 되돌린다.
또한, 복수(예를 들어, 2개)의 파지부(30)가 이용되는 경우, 작업대(42)에 2 개의 홀더(43)가 배치되고, 각각의 홀더(43)에 각각의 파지부(30)가 설치되어 있다. 그리고, 한 쪽의 파지부(30)에 소정 개수의 식품(40)이 공급되고, 한 쪽의 파지부(30)가 작업대(42)로부터 트레이(41)에 반송되는 사이에 다음으로 다른 쪽의 파지부(30)에 식품(40)이 공급된다. 그리고, 한 쪽의 파지부(30)에 의해 식품(40)이 트레이(41)에 수용된 후에, 한 쪽의 파지부(30)가 작업대(42) 상의 홀더(43)에 되돌려지면, 한 쪽의 파지부(30)는 장착부(19a)로부터 떨어지고, 다른 쪽의 장착부(19a)가 장착된다. 이에 따라서, 식품(40)의 파지부(30)에의 공급에서 트레이(41)로의 수용까지의 일련의 작업을 2개의 파지부(30)에 의해 교대로 이루어지기 때문에, 작업 공정 시간을 단축시킬 수 있다.
상기 구성에 의하면, 파지부(30)는 공급부(20)에 의해 복수의 식품(40)이 나열되는 방향에서 복수의 식품(40)의 양 쪽에 걸쳐서 복수의 식품(40)을 파지한다. 예를 들어, 한 쌍의 상기 지지 부재(37)는 서로의 간격을 축소시켜 복수의 식품(40)을 사이에 끼워 파지한다. 또한, 지지 부재(37)는 흡착구(31)를 통해 당접면에 식품(40)을 흡착시켜 복수의 식품(40)을 사이에 끼워 파지한다. 따라서, 주먹밥과 샌드위치 같은 변형이 쉬운 식품(40)이라도, 식품(40)을 지지 부재(37)에 의해 파지하여 반송함으로써, 변형되는 일 없이 식품(40)을 트레이(41)에 수용할 수 있다. 따라서, 부적합품의 증가를 방지하여, 작업 효율이 저하되는 것을 억제할 수 있다.
장착부(19a)는 복수의 파지부(30)를 교환 가능하게 장착한다. 이에 따라서, 복수의 파지부(30)를 번갈아 사용할 수 있어, 작업 시간의 단축을 도모할 수 있다.
파지부(30)는 복수의 식품(40)이 나열되는 방향에 대해서 직교하는 방향으로 연장되고, 또한, 식품(40)이 재치되는 재치 부재(36)를 더 구비한다. 이에 따라서, 더 확실하게 복수의 식품(40)을 파지 및 반송할 수 있다.
공급부(20)는 식품(40)을 흡착하는 흡착 헤드(23)를 구비한다. 이 흡착 헤드(23)에 의해 식품(40)을 흡착하여 파지부(30)에 공급한다. 따라서, 변형되기 쉬운 식품(40)이라도, 변형되는 일이 없이 식품(40)을 공급할 수 있다.
또한, 식품(40)의 외표면은 평행한 한 쌍의 삼각형 평면을 가지고 있고, 그 삼각형 평면끼리가 접하도록 복수의 식품(40)이 나열되어 한 쌍의 지지 부재(37)에 의해 들어 올려진다. 이에 따라서, 식품(40)을 안정적으로 파지하는 것이 가능한 동시에, 트레이(41)에서 식품(40)의 수납율을 향상시켜 작업효율의 향상을 도모할 수 있다.
여기서, 상기 실시예에서는 파지부(30)는 조절 부재(38)를 구비하고 있지만, 파지부(30)는 조절 부재(38)를 구비하지 않아도 좋다. 이 경우, 한 쌍의 지지 부재(37)는 서로의 간격이 일정하게 유지되고, 한 쌍의 지지 부재(37)에 의해 식품(40)은 협지되지 않는다. 다만, 지지 부재(37)의 당접면에 복수의 흡착구(31)가 설치되어 있기 때문에, 그 흡착구(31)의 흡착에 의해 식품(40)은 파지된다.
또한, 지지 부재(37)에 흡착구(31)가 설치되어 있지만, 지지 부재(37)에 흡착구(31)가 설치되어 있지 않아도 좋다. 이 경우, 흡착구(31)에 의해 식품(40)이 흡착되지 않는다. 다만, 한 쌍의 지지 부재(37)는 서로의 간격이 조절 부재(38)에 의해 축소되어 식품(40)을 사이에 끼워서 파지한다.
나아가, 파지부(30)는 재치 부재(36)를 구비하고 있지만, 파지부(30)는 재치 부재(36)를 구비하지 않아도 좋다. 이 경우, 식품(40)를 파지부(30)에 공급할 때, 작업대(42) 상에 한 쌍의 지지 부재(37)를 배치하고, 한 쌍의 지지 부재(37) 사이의 작업대(42) 상에 식품(40)를 재치하여도 좋다.
나아가, 공급부(20)를 선단에 구비하는 제1 암(13)과 파지부(30)를 선단에 구비하는 제2 암(13)을 구비하는 로봇(11)에 의해 구성되어 있다. 예를 들어, 공급부(20)가 장착부(미도시)를 통해 손목부(17)에 탈착 가능하게 되어도 있어도 좋다. 공급부(20)가 장착부에 의해 손목부(17)에 장착되어 암(13)의 선단에 설치된다. 이에 따르면, 예를 들어, 선단을 교체하는 것만으로 식품의 투입 작업이 가능해진다.
(실시예 2)
실시예 1에 따른 식품(40)의 투입 장치(10)는 복수의 파지부(30)를 구비하고 있었다. 그러나, 파지부(30)의 수는 이에 한정되지 않고, 하나라도 좋다. 실시예 2에 따른 식품(40)의 투입 장치(10)는 도 6에 도시된 바와 같이, 한 개의 파지부(30)를 구비한다.
파지부(30)는 공급부(20)에 의해 나열된 복수의 식품(40)을 파지하고, 벨트 컨베이어(44)의 근방과 트레이(41)의 사이를 이동한다. 파지부(30)는 장착부(19a)에 의해 손목부(17)에 장착되어 있다. 이 경우, 파지부(30)를 바꿔 낄 필요가 없기 때문에, 좌측 핸드부(19)에 장착부(19a)가 설치되지 않아도 좋다.
또한, 파지부(30)는 그 재치 부재(36)에 식품(40)이 재치될 때마다 재치된 식품(40)만큼 하강하여 나가도 좋다. 이에 따르면, 흡착 헤드(23)에 의해 흡착된 식품(40)의 높이와, 파지부(30)에서 식품(40)이 재치되는 장소(재치 부재(36)의 상면 또는 재치 부재(36)에 재치되는 식품(40)의 상면)의 높이를 일치시킬 수 있다. 따라서, 벨트 컨베이어(44) 상의 식품(40)을 흡착 헤드(23)에 의해 흡착한 후에, 소정의 높이까지 흡착 헤드(23)를 상승시키고, 그 높이 그대로 흡착 헤드(23)를 파지부(30)로 이동시켜서 흡착을 해제한다. 이에 따라서, 식품(40)이 파지부(30)에 공급된다.
상기 구성에 의하면, 파지부(30)를 교체할 필요가 없기 때문에, 장착부(19a), 홀더(43) 및 작업대(42)가 필요치 않아 식품(40)의 투입 장치(10)의 소형화 및 단순화를 도모할 수 있다.
여기서, 실시예 2에서는 실시예 1과 마찬가지로, 파지부(30)는 조절 부재(38)를 구비하지 않아도 좋다. 또한, 실시예 2에서는 실시예 1과 마찬가지로, 지지 부재(37)에 흡착구(31)가 설치되어 있지 않아도 좋다. 나아가, 실시예 2에서는 실시예 1과 마찬가지로, 파지부(30)는 재치 부재(36)을 구비하지 않아도 좋다. 이 경우, 식품(40)을 파지부(30)에 공급할 때 작업대(42)를 이용하여도 좋다.
(실시예 3)
실시예 2에 따른 식품(40)의 투입 장치(10)에서는 공급부(20)는 한 개의 흡착 헤드(23)를 구비하고 있었다. 그러나, 흡착 헤드 (23)의 수는 이에 한정되지 않고, 복수여도 좋다. 실시예 3에 따른 식품(40)의 투입 장치(10)의 공급부(20)는 도 7에 도시된 바와 같이, 복수의 흡착 헤드(23) 및 회전체(26)를 구비한다.
회전체(26)는 복수의 흡착 헤드(23)가 연결되고, 또한 복수의 식품(40)이 일렬로 나열되는 방향에 평행한 축을 중심으로 회전한다. 예를 들어, 회전체(26)는 축부(26a) 및 4 개의 직선부(26b)를 구비한다. 축부(26a)는 손목부(17)에 연결되어 있고, 상하 방향으로 연장된다. 축부(26a)는 예를 들어, 원기둥 형상이고, 둘레 방향으로 회전 가능하다.
축부(26a)를 중심으로 4 개의 직선부(26b)가 방사형으로 균등한 간격을 두고 축부(26a)에 직교하는 방향으로 연장되어 있다. 직선부(26b)의 선단에는 흡착 헤드(23)가 신축 부재(26c)를 통해 설치되어 있다. 흡착 헤드(23)는 축부(26a)에 평행한 방향으로 하방으로 연장된다. 각각의 흡착 헤드(23)는 제1 배관(24)(도 1)을 통해 진공 발생 장치(25)(도 1)에 연결되어 있다. 신축 부재(26c)는 축부(26a)에 평행한 방향으로 연장되고, 그 길이가 신축된다.
이 경우, 식품(40)을 벨트 컨베이어(44)에서 파지부(30)에 공급할 때, 벨트 컨베이어(44) 상의 신축 부재(26c)가 늘어나 흡착 헤드(23)가 하강하고, 벨트 컨베이어(44) 상의 식품(40)를 흡착하고, 신축 부재(26c)가 줄어들어 흡착 헤드(23)가 상승한다. 이어서, 축부(26a)를 중심으로 회전체(26)가 회전하고, 다른 흡착 헤드(23)가 벨트 컨베이어(44) 위로 이동한다. 이에 대해서도, 신축 부재(26c)의 신장, 흡착 헤드(23)의 흡착, 신축 부재(26c)의 수축 및 회전체(26)의 회전의 일련의 작업을 실시한다. 그리고, 모든 흡착 헤드(23)에 의해 식품(40)을 흡착하면, 흡착 헤드(23)를 파지부(30)로 이동시킨다.
흡착 헤드(23)의 흡착을 해제하여 식품(40)을 파지부(30)의 재치 부재(36) 상에 재치한다. 이어서,축부(26a)를 중심으로 회전체(26)가 회전하고, 다른 흡착 헤드(23)의 흡착을 해제한다. 이 흡착의 해제 및 회전체(26)의 회전의 일련의 작업을 반복하여 모든 식품(40)를 파지부(30)에 공급한다.
이때, 파지부(30)는 그 재치 부재(36)에 식품(40)이 재치될 때마다 재치된 식품(40)만큼 하강하여 가도 좋다. 이에 따르면, 흡착 헤드(23)에 의해 흡착된 식품(40)의 높이와, 파지부(30)에서 식품(40)이 재치되는 장소(재치 부재(36)의 상면 또는 재치 부재(36)에 재치되는 식품(40)의 상면)의 높이를 일치시킬 수 있다.
상기 구성에 의하면, 공급부(20)는 복수의 흡착 헤드(23)가 연결되고, 또한 복수의 식품(40)이 나열되는 방향에 평행한 축을 중심으로 회전하는 회전체(26)를 더 구비한다. 이에 따르면, 예를 들어, 4회의 벨트 컨베이어(44)와 파지부(30) 사이의 왕복 이동을 1회로 줄일 수 있기 때문에 작업 효율의 향상을 도모할 수 있다.
여기서, 실시예 1에 따른 식품(40)의 투입 장치(10)에서 복수의 흡착 헤드(23) 및 회전체(26)를 더 구비하여도 좋다. 이에 따르면, 한층 더 작업 효율의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 실시예 3에서는 실시예 1과 마찬가지로, 파지부(30)는 조절 부재(38)를 구비하지 않아도 좋다. 또한, 실시예 3에서는 실시예 1과 마찬가지로, 지지 부재(37)에 흡착구(31)가 설치되어 있지 않아도 좋다. 나아가, 실시예 3에서는 실시예 1과 마찬가지로, 파지부(30)는 재치 부재(36)을 구비하지 않아도 좋다. 이 경우, 식품(40)을 파지부(30)에 공급할 때 작업대(42)를 이용하여도 좋다.
(기타 실시예)
상기 실시예에서, 공급부(20)에 흡착 헤드(23)가 이용되고 있지만, 식품(40)을 작업대(42) 등에 공급할 수 있는 것이면, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 공급부(20)는 L자 형상의 판 부재라도 좋다. 이 경우, L자 모양의 판 부재로 식품(40)을 떠올려서 파지부(30)에 공급하여도 좋다.
상기 설명으로부터 당업자에게는 본 발명의 많은 개량이나 다른 실시예가 명확할 것이다. 따라서, 상기 설명은 예시로서만 해석되어야 하고, 본 발명을 실시하는 최선의 형태를 당업자에게 교시할 목적으로 제공된 것이다. 본 발명의 사상을 벗어나지 않고, 그 구조 및/또는 기능의 상세를 실질적으로 변경할 수 있다.
본 발명은 작업 효율의 저하를 억제할 수 있는 식품의 투입 장치 등으로 유용하다.
10: 투입 장치
11: 로봇
13: 암
19a: 장착부
20: 공급부
23: 흡착 헤드
26: 회전체
30: 파지부
31: 흡착구
32: 제2 배관
36: 재치 부재
37: 지지 부재
40: 식품

Claims (9)

  1. 식품을 공급하는 공급부와,
    복수의 상기 식품을 파지하는 파지부와,
    상기 파지부에 의해 파지된 복수의 상기 식품을 트레이 상으로 반송하는 반송부를 구비하고,
    상기 파지부는, 한 쌍의 지지 부재와, 한 쌍의 상기 지지 부재의 한 쪽 또는 양 쪽에 연결되고, 한 쌍의 상기 지지 부재의 서로의 간격을 조절 가능한 조절 부재를 구비하며,
    상기 공급부는, 한 쌍의 상기 지지 부재 사이에서 복수의 상기 식품을 상하 방향으로 나열하고,
    상기 지지 부재는, 상기 식품과 접하는 당접면에 설치된 흡착구를 구비하고, 상하 방향으로 나열된 복수의 상기 식품 중 한 쪽 끝에 배치된 식품과 다른 쪽 끝에 배치된 식품의 사이의 범위에 이르며,
    한 쌍의 상기 지지 부재는, 상기 조절 부재 측의 반대측이면서 서로의 간격이 가장 넓은 개구 부분을 구비하고, 상하 방향으로 나열된 복수의 상기 식품을 흡착하면서, 상기 식품을 그 측방으로부터 끼워 파지하는 것을 특징으로 하는 식품의 투입 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    복수의 상기 파지부를 교환 가능하게 장착하는 장착부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식품의 투입 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 파지부는 복수의 상기 식품이 나열되는 방향에 대해서 직교하는 방향으로 연장되고, 상기 식품이 재치되는 재치 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 식품의 투입 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 공급부는 상기 식품을 흡착하는 1 개 이상의 흡착 헤드를 구비하는 것을 특징으로 하는 식품의 투입 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 공급부는 복수의 상기 흡착 헤드가 연결되고, 또한 복수의 상기 식품이 나열되는 방향에 평행한 축을 중심으로 회전하는 회전체를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 식품의 투입 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 식품의 외표면은 평행한 한 쌍의 평면을 구비하고, 그 평면끼리가 서로 접하도록 나열된 복수의 상기 식품을 상기 파지부에 의해 파지하는 것을 특징으로 하는 식품의 투입 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 공급부를 선단에 구비하는 제1 암과,
    상기 파지부를 선단에 구비하는 제2 암을 구비한 로봇에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 식품의 투입 장치.


  8. 삭제
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