ロボット装置、ロボットシステム、及び紐状体包装製品の製造方法
【課題】作業者の労力負担を低減しつつ生産性を向上できるようにする。
【解決手段】ロボット装置２４は、旋回ベース４２、下部アーム４４、上部アーム４６、及び手首部４８と、手首部４８に設けられ、麺線群１２の長手方向中間部を支持する又は当該支持を解除するハンド５０と、旋回ベース４２、下部アーム４４、上部アーム４６、手首部４８、及びハンド５０の動作を制御するコントローラ３６とを有しており、コントローラ３６は、ハンド５０が、麺線群１２を支持する位置である支持位置から支持を解除する位置である解除位置までの間の少なくとも一部の区間において斜め上方に向けて移動するように、旋回ベース４２、下部アーム４４、上部アーム４６、及び手首部４８を制御する。
【解決手段】ロボット装置２４は、旋回ベース４２、下部アーム４４、上部アーム４６、及び手首部４８と、手首部４８に設けられ、麺線群１２の長手方向中間部を支持する又は当該支持を解除するハンド５０と、旋回ベース４２、下部アーム４４、上部アーム４６、手首部４８、及びハンド５０の動作を制御するコントローラ３６とを有しており、コントローラ３６は、ハンド５０が、麺線群１２を支持する位置である支持位置から支持を解除する位置である解除位置までの間の少なくとも一部の区間において斜め上方に向けて移動するように、旋回ベース４２、下部アーム４４、上部アーム４６、及び手首部４８を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、例えばうどん、そば、ラーメン等の麺線からなる紐状体を移送するロボット装置、そのロボット装置を備えたロボットシステム、及び、紐状体を例えば包装袋、包装紙、包装フィルム等の包装材で包装して紐状体包装製品を製造する紐状体包装製品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、紐状体（麺線）を生成して搬送装置（チェーンコンベア）へ投入する生成装置（製麺装置）に関する技術が開示されている。この従来技術では、生成された麺生地が麺生地蓄積部に供給され蓄積されると、麺生地は、第１及び第２の圧延ローラの回転と共に第１及び第２の圧延ローラ間に巻き込まれ、所定の圧延工程を経て麺帯が形成されて第２及び第３の圧延ローラ間の上流側に導かれる。そして、圧延された麺帯を一対の切刃ローラ間に供給して紐状体に切断した後、この紐状体を搬送装置上に落下させて排出口に向け排出させるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３０４８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、搬送装置により搬送されてくる紐状体は、販売するのに適した量となるように作業者の人手により小分けされ、包装装置により各小分け量毎に１袋に包装される。このような場合、所定の速度で連続して続々と搬送されてきた紐状体を、最適な量だけ手で掴み取って持ち上げ、包装装置の例えば上方に設けた受入口へ向かって次々とタイミングよく投入する必要がある。このような作業には、スピードと熟練を要し、また多大な肉体的負担と疲労を伴っていた。
【０００５】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、作業者の労力負担を低減しつつ生産性を向上できるロボット装置、ロボットシステム、及び紐状体包装製品の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、紐状体を移送するロボット装置であって、ロボットアームと、前記ロボットアームに設けられ、前記紐状体の長手方向中間部を支持する又は当該支持を解除するロボットハンドと、前記ロボットアーム及び前記ロボットハンドの動作を制御するコントローラと、を有し、前記コントローラは、前記ロボットハンドが、前記紐状体を支持する位置である支持位置から前記支持を解除する位置である解除位置までの間の少なくとも一部の区間において斜め上方に向けて移動するように、前記ロボットアームを制御するロボット装置が適用される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のロボット装置、ロボットシステム、及び紐状体包装製品の製造方法によれば、作業者の労力負担を低減しつつ生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施の形態の製造システムの全体構成を模式的に表すシステム構成図である。
【図２】ロボット本体の構成を表す平面図である。
【図３】ハンドの構成を表す平面図である。
【図４】ガイド部材及び受入部材の構成を表す斜視図である。
【図５】麺線群包装製品を模式的に表す平面図である。
【図６】麺線群包装製品の製造方法を説明する模式図である。
【図７】図６中の矢印Ａ方向から見た矢視図である。
【図８】麺線群包装製品の製造方法を説明する模式図である。
【図９】麺線群包装製品の製造方法を説明する模式図である。
【図１０】麺線群包装製品の製造方法を説明する模式図である。
【図１１】麺線群包装製品の製造方法を説明する模式図である。
【図１２】麺線群包装製品の製造方法を説明する模式図である。
【図１３】図１２中の矢印Ｂ方向から見た矢視図である。
【図１４】麺線群包装製品の製造方法を説明する模式図である。
【図１５】図１４中の矢印Ｃ方向から見た矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、一実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１０】
図１に示すように、本実施形態の製造システム１０（ロボットシステム）は、例えばうどん、そば、ラーメン等の、複数本の紐状の麺線１２ａ（紐状体）からなる麺線群１２を移送し、包装袋１４（包装材）で包装して、麺線群包装製品１６（紐状体包装製品。後述の図５参照）を製造するシステムである。この製造システム１０は、製麺装置１８（生成装置）と、コンベア２０（搬送装置）と、複数（この例では４つ）のセンサ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄと、ロボット装置２４と、麺線受け２６と、ガイド部材３０と、受入部材２８と、包装装置３２とを有している。
【００１１】
製麺装置１８は、図示及び説明を省略する前工程で生成された帯状の麺帯１２０を所定幅かつ所定の長さの複数本の麺線１２ａ（麺線群１２）として生成してコンベア２０へ投入する装置である。この製麺装置１８は、隙間を介して対峙する一対の圧延ローラ１８１と、一対の櫛歯状の切刃ローラ１８２と、カッタユニット１８３とを有している。圧延ローラ１８１は、麺帯１２０を圧延する。切刃ローラ１８２は、圧延ローラ１８１により圧延された麺帯１２０を長さ方向に切断し、所定幅の複数本の紐状の麺線１２ａとする。カッタユニット１８３は、切刃ローラ１８２により切り出された複数本の麺線１２ａを幅方向に切断し、所定の長さとする。
【００１２】
コンベア２０は、水平方向に沿った上面（搬送面）の長さ方向（図１中の左−右方向）に形成された所定の搬送経路に沿って、製麺装置１８により生成され投入された麺線群１２を右側（一方側。図１中の右側）へ搬送する。
【００１３】
センサ２２ａ〜２２ｄは、コンベア２０による麺線群１２の搬送経路近傍、この例では搬送経路下流側（コンベア２０の右側）の上部に、コンベア２０の幅方向（図１中の紙面手間−紙面奥行き方向）に沿って所定のピッチで配列され固定されている。これらセンサ２２ａ〜２２ｄは、コンベア２０により搬送経路下流側へ搬送されてきた麺線群１２を検出する。
【００１４】
ロボット装置２４は、コンベア２０により搬送経路の終点（すなわち、コンベア２０の右端部）まで搬送されてきた麺線群１２を支持しつつ移送するロボット本体３４と、ロボット本体３４の動作を制御するコントローラ３６とを有している。これらロボット本体３４及びコントローラ３６は、ケーブル３８を介して相互通信可能に接続されている（又は無線接続されていてもよい）。なお、コントローラをロボット本体３４側に設けてもよい。
【００１５】
ロボット本体３４は、この例では６軸垂直多関節ロボットであり、図２及び図１に示すように、基台４０と、旋回ベース４２と、下部アーム４４と、上部アーム４６と、手首部４８と、ハンド５０（ロボットハンド）とを備えている。
【００１６】
基台４０は、設置面（例えば床部等）に対し図示しないアンカーボルト等により固定されている。
【００１７】
旋回ベース４２は、基台４０に対し垂直軸であるＳ軸Ａｘ１回りに旋回自在に取り付けられている。
【００１８】
下部アーム４４は、旋回ベース４２に対し水平軸であるＬ軸Ａｘ２回りに回転自在に取り付けられている。
【００１９】
上部アーム４６は、下部アーム４４の先端に対し水平軸であるＵ軸Ａｘ３回りに回転自在に取り付けられている。
【００２０】
手首部４８は、胴体４８１と、揺動体４８２と、回転体４８３とを備えている。胴体４８１は、上部アーム４６の先端に対し、上部アーム４６の長さ方向に延びる中心軸であるＲ軸Ａｘ４回りに回転自在に取り付けられている。揺動体４８２は、胴体４８１の先端に対し、上記Ｒ軸Ａｘ４に略直交するＢ軸Ａｘ５回りに回転自在に取り付けられている。回転体４８３は、揺動体４８２の先端に対し、上記Ｂ軸Ａｘ５に略直交するＴ軸Ａｘ６回りに回転自在に取り付けられている。
【００２１】
なお、上記旋回ベース４２、下部アーム４４、上部アーム４６、及び手首部４８が、特許請求の範囲に記載のロボットアームに相当する。
【００２２】
ハンド５０は、手首部４８の回転体４８３の先端に取り付けられており、コンベア２０により搬送経路の終点まで搬送されてきた麺線群１２の長手方向中間部を支持する又は当該支持を解除する。このハンド５０は、図３に示すように、回転体４８３の先端に連結されたベースリンク５０１と、第１リンク体５０２と、第２リンク体５０３と、第１及び第２リンク体５０２，５０３を回転駆動するためのエアシリンダ５０４（アクチュエータ）とを有している。
【００２３】
第１リンク体５０２は、ベースリンク５０１の先端側（一端側）に設けられており、第１回転軸部材５０２ａと、第１リンク５０２ｂとを備えている。第１リンク５０２ｂは、第１回転軸部材５０２ａに連結されており、第１回転軸部材５０２ａと共に、ベースリンク５０１に対し、上記Ｔ軸Ａｘ６に略直交する第１回転軸Ａｘ７回りに回転する。
【００２４】
第２リンク体５０３は、ベースリンク５０１の末端側（他端側）に設けられており、第２回転軸部材５０３ａと、第２リンク５０３ｂとを備えている。第２リンク５０３ｂは、第２回転軸部材５０３ａに連結されており、第２回転軸部材５０３ａと共に、ベースリンク５０１に対し、上記第１回転軸Ａｘ７に略平行な第２回転軸Ａｘ８回りに回転する。
【００２５】
これら第１及び第２リンク体５０２，５０３は、エアシリンダ５０４の駆動により、第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂの先端同士が互いに遠近する方向（図３中の一点鎖線で示す矢印の方向）に回転駆動される。また、第１及び第２リンク体５０２，５０３は、第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂの先端同士が互いに接近した状態（図３中の一点鎖線で示す状態）において、第１リンク５０２ｂの先端位置と第２リンク５０３ｂの先端位置とが、第１及び第２回転軸Ａｘ７，Ａｘ８の方向（図３中の紙面手前−紙面奥行き方向）にずれるように、構成されている。
【００２６】
以上のように構成されたロボット本体３４においては、コントローラ３６の制御によりエアシリンダ５０４が、第１及び第２リンク体５０２，５０３を、第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂの先端同士が互いに接近する方向に回転駆動することで、搬送経路の終点近傍、この例では搬送経路の終点よりも右側かつ下方に位置し、麺線群１２を支持する位置である支持位置において、ハンド５０は、第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂにより、コンベア２０により搬送経路の終点まで搬送されてきた麺線群１２の長手方向中間部を支持することができる。そして、コントローラ３６の制御によりエアシリンダ５０４が、第１及び第２リンク体５０２，５０３を、第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂの先端同士が互いに遠ざかる方向に回転駆動することで、上記支持位置の右側かつ上方に位置すると共に上記ガイド部材３０の上方に位置し、麺線群１２の支持を解除する解除位置において、ハンド５０は、第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂによる麺線群１２の支持を解除することができる。また、コントローラ３６の制御により、旋回ベース４２、下部アーム４４、上部アーム４６、及び手首部４８が協調動作することで、ハンド５０は、上記支持位置から上記解除位置までの一部の区間において斜め上方に向けて移動することができる（詳細は後述）。
【００２７】
図１に戻り、麺線受け２６は、ロボット本体３４による麺線群１２の移送経路の始点である上記支持位置の下方に設置されており、コンベア２０により搬送経路の終点まで搬送されてきた麺線群１２の先端側を受け止めて、当該麺線群１２が自重により落下するのを防止する。
【００２８】
ガイド部材３０は、図４及び図１に示すように、ロボット本体３４による麺線群１２の移送経路の終点である上記解除位置の下方位置、かつ、後述の受入部材２８の受入口２８ａの上方位置となるように、受入部材２８と連結して設けられている。このガイド部材３０は、導出口３０ｂと、導出口３０ｂの上部に設けられ、ロボット本体３４のハンド５０により上記解除位置まで移送された麺線群１２に接触し、当該麺線群１２を導出口３０ｂを介して後述の受入部材２８の受入口２８ａへ導くガイド面３０ａを備えている。ガイド面３０ａは、上記支持位置から上記解除位置までの間のロボット本体３４による麺線群１２の移送経路の下流方向に屈曲した形状、この例では、上面視において、上記移送経路の上流方向に略Ｖ字状に開いた形状に形成されている。
【００２９】
受入部材２８は、図４及び図１に示すように、コンベア２０よりも右側かつ上方に配設され、ガイド部材３０のガイド面３０ａに接触しつつ導出口３０ｂより導出された麺線群１２を受け入れて、後述の包装装置３２の把持部材３２ａによりセットされた包装袋１４へ投入する受入口２８ａを備えている。
【００３０】
包装装置３２は、包装袋１４を把持して受入部材２８の受入口２８ａの下部にセットするための、２つの把持部材３２ａを備えている。この包装装置３２は、受入口２８ａが受け入れ、把持部材３２ａにより当該受入口２８ａの下部にセットした包装袋１４へ投入された麺線群１２を、包装袋１４で包装し、当該包装袋１４の口をシールして、図５に示す麺線群包装製品１６とする。
【００３１】
以下、図６〜図１４を用いて、上記麺線群包装製品１６の製造方法の一例を説明する。
【００３２】
まず、製麺装置１８により麺線群１２を生成してコンベア２０へ投入する。すなわち、図６及び図７に示すように、麺帯１２０を一対の圧延ローラ１８１により圧延する。そして、圧延された麺帯１２０を一対の切刃ローラ１８２により長さ方向に切断して、所定幅の複数本の麺線１２ａとする。その後、切り出された複数本の麺線１２ａをカッタユニット１８３により幅方向に切断して、所定の長さとする。以上により、所定幅かつ所定の長さの複数本の麺線１２ａからなる麺線群１２を生成してコンベア２０へ投入する。すなわち、以上の手順が、特許請求の範囲に記載の生成手順に相当する。
【００３３】
次に、図６及び図７に示すように、上記のようにして製麺装置１８により生成されコンベア２０へ投入された麺線群１２を、コンベア２０により上記搬送経路に沿って右側へ搬送する。すなわち、この手順が、特許請求の範囲に記載の搬送手順に相当する。
【００３４】
次に、上記支持位置において、ハンド５０により、搬送されてくる麺線群１２の長手方向中間部を支持し、その支持した麺線群１２を上記解除位置までの一部の区間において斜め上方に向けて移動させつつ、当該麺線群１２を解除位置まで移送する。
【００３５】
すなわち、図８に示すように、上記コントローラ３６の制御により、上記ロボット本体３４の旋回ベース４２、下部アーム４４、上部アーム４６、及び手首部４８が協調動作することで、ハンド５０が、コンベア２０による麺線群１２の搬送経路の終点近傍位置に移動して待機する。このとき、ハンド５０は、搬送されてくる麺線群１２がセンサ２２ａ〜２２ｄのいずれかにより検出された後、所定のタイミングになったら（例えば０．３秒経過したら）、支持位置において麺線群１２の長手方向中間部を支持する支持動作を開始するように、コントローラ３６により制御されている。そして、搬送されてくる麺線群１２がセンサ２２ａ〜２２ｄのいずれかにより検出された後、上記所定のタイミングになったら、図９に示すように、コントローラ３６の制御により上記エアシリンダ５０４が、上記第１及び第２リンク体５０２，５０３を、第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂの先端同士が互いに接近する方向に回転駆動することで、ハンド５０が、支持位置において第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂにより、コンベア２０の右端部（搬送経路の終点）から弧を描くように下方の麺線受け２６へ向けて落下してくる麺線群１２の長手方向中間部を支持する。これにより、第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂに、麺線群１２が二つ折りの状態となるように、麺線群１２の長手方向中間部を引っ掛けて支持する。
【００３６】
その後、コントローラ３６の制御により、旋回ベース４２、下部アーム４４、上部アーム４６、及び手首部４８が協調動作することで、上記第１及び第２回転軸Ａｘ７，Ａｘ８に略垂直な方向である第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂの長手方向を水平方向に対し角度θ１（所定の角度。例えば３０°）としつつ、移動方向Ｄ１が上記第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂの長手方向に略一致するように、ハンド５０が支持位置より斜め上方に向けて移動する。なお、このときのハンド５０の移動方向Ｄ１（第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂの長手方向）は、この例では、コンベア２０の右端部から弧を描くように落下してくる麺線群１２の流れ方向（長さ方向）に対する接線Ｔ１に垂直な方向に略一致している。
【００３７】
そして、図１０に示すように、コントローラ３６の制御により、旋回ベース４２、下部アーム４４、上部アーム４６、及び手首部４８が協調動作することで、第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂの長手方向を水平方向に対し上記角度θ１よりも大きな角度θ２（例えば４５°）としつつ、移動方向Ｄ２が上記第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂの長手方向に略一致するように、ハンド５０が斜め上方に向けて移動する。なお、このときのハンド５０の移動方向Ｄ２（第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂの長手方向）は、この例では、第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂにより二つ折りの状態で支持されている麺線群１２の長さ方向に対する接線Ｔ２に垂直な方向に略一致している。
【００３８】
その後、図１１に示すように、コントローラ３６の制御により、旋回ベース４２、下部アーム４４、上部アーム４６、及び手首部４８が協調動作することで、第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂの長手方向を略垂直としつつ、移動方向Ｄ３が略水平になるように、ハンド５０が略水平に解除位置まで移動する。
【００３９】
以上により、麺線群１２を解除位置まで移送する。すなわち、以上の手順が、特許請求の範囲に記載の移送手順に相当する。
【００４０】
そして、図１２及び図１３に示すように、ハンド５０により麺線群１２を解除位置まで移送すると、第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂにより支持されている麺線群１２がガイド部材３０のガイド面３０ａに接触する。これにより、移送の終了に伴い作用する慣性力による麺線群１２の振動が減衰される。その後、コントローラ３６の制御により上記エアシリンダ５０４が、上記第１及び第２リンク体５０２，５０３を、第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂの先端同士が互いに遠ざかる方向に回転駆動することで、ハンド５０が、解除位置において第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂによる麺線群１２の支持を解除して当該麺線群１２を落下させる。これにより、上記のようにして解除位置まで移送した麺線群１２を、ガイド部材３０のガイド面３０ａに接触しつつ上記導出口３０ｂより受入部材２８へ導出する。
【００４１】
その後、図１４及び図１５に示すように、上記のようにしてガイド部材３０の導出口３０ｂより受入部材２８に導入された麺線群１２を、上記受入口２８ａにより受け入れて、包装装置３２の把持部材３２ａにより当該受入口２８ａの下部にセットされた包装袋１４へ投入する。すなわち、この手順が、特許請求の範囲に記載の受入手順に相当する。
【００４２】
そして、上記のようにして受入部材２８の受入口２８ａが受け入れ、把持部材３２ａにより当該受入口２８ａの下部にセットした包装袋１４へ投入された麺線群１２を、包装袋１４で包装し、当該包装袋１４の口をシールして、上記麺線群包装製品１６とする。すなわち、この手順が、特許請求の範囲に記載の包装手順に相当する。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態の製造システム１０は、製麺装置１８と、コンベア２０と、包装装置３２とを備えている。製麺装置１８で紐状に生成された麺線群１２は、コンベア２０で搬送された後、包装装置３２で包装袋１４により包装されて麺線群包装製品１６となる。
【００４４】
このとき、包装の際には、コンベア２０により搬送されてきた麺線群１２を販売するのに適した量となるように小分けして、各小分け量ごとに１袋に包装する必要がある。作業者の人手により上記小分けを行う場合、コンベア２０により所定の速度で連続して続々と搬送されてきた麺線群１２を、最適な量だけ手で掴み取って持ち上げ、包装装置３２の例えば上方に設けた受入部材３０の受入口３０ａへ向かって次々とタイミングよく投入する必要がある。このような作業には、スピードと熟練とを要し、また多大な肉体的負担と疲労とを伴っていた。
【００４５】
そこで本実施形態においては、上記の作業を作業者に代わってロボット装置２４が行う。すなわち、ロボット装置２４は、旋回ベース４２、下部アーム４４、上部アーム４６、手首部４８、及びハンド５０を備えたロボット本体３４と、ロボット本体３４を制御するコントローラ３６とを有している。ハンド５０は、コントローラ３６の制御により、搬送されてくる麺線群１２の長手方向中間部を支持位置で支持し、その支持した麺線群１２を、斜め上方に向けて移動させつつ、解除位置まで移送する。そして、解除位置で麺線群１２の支持を解除することで、解除位置の下方に位置する受入部材３０の受入口３０ａへ向かって麺線群１２を落下させ、その受入口３０ａから包装装置３２へと確実に投入することができる。以上のようにして、本実施形態によれば、コンベア２０により搬送されてきた麺線群１２を小分けして、包装装置３２へ投入する作業を、自動化することができる。その結果、作業者の労力負担を低減しつつ生産性を向上することができる。
【００４６】
また、上記の作業を作業者により場合、作業者の肉体的負担と疲労との問題から、１人の作業者に対し長時間に亘る作業を行わせることができず、複数の作業者を用意して作業を交替で行わせたり、作業を中断する必要がある。これに対し、本実施形態では、上記の作業を自動化することができるので、上記のような問題を考慮することなく、作業を円滑に連続して行うことができ、作業効率を向上することができる。
【００４７】
また、本実施形態では特に、次のような効果を得ることができる。すなわち、２つの支持部材を有し、これら２つの支持部材が互いに遠近する方向に平行に駆動することで、麺線群１２を支持したり、当該支持を解除するハンドが考えられる。このようなハンドでは、２つの支持部材を互いに接近する方向に平行に駆動することで紐状体を支持でき、２つの支持部材を互いに遠ざかる方向に平行に駆動することで上記支持を解除できるが、当該支持を解除する際に、支持部材に麺線群１２が引っ掛かり残存するおそれがある。そこで本実施形態においては、ハンド５０が、ベースリンク５０１と、第１リンク体５０２と、第２リンク体５０３と、エアシリンダ５０４とを有している。そして、第１及び第２リンク体５０２，５０３は、エアシリンダ５０４により、先端同士が互いに遠近する方向に回転駆動される。そして、第１及び第２リンク体５０２，５０３をこれらの先端同士が互いに接近する方向に回転駆動することで麺線群１２を支持でき、第１リンク体及び第２リンク体をこれらの先端同士が互いに遠ざかる方向に回転駆動することで上記支持を解除できる。解除位置で麺線群１２の支持を解除する際には、第１リンク体５０２がベースリンク５０１に対し第１回転軸Ａｘ７回りに回転すると共に、第２リンク体５０３がベースリンク５０１に対し第２回転軸Ａｘ８回りに回転する。これにより、第１及び第２リンク体５０２，５０３に麺線群１２が引っ掛かり残存するのを防止することができ、上記支持した麺線群１２をひとまとまりとして、解除位置の下方に向かって落下させることができる。
【００４８】
また、本実施形態では特に、第１及び第２リンク体５０２，５０３が、第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂの先端同士が互いに接近した状態において、第１リンク５０２ｂの先端位置と第２リンク５０３ｂの先端位置とが、第１及び第２回転軸Ａｘ７，Ａｘ８の方向にずれるように、構成されている。これにより、ハンド５０が移動している間に、第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂの先端同士の隙間から麺線群１２が落下するのを防止することができる。
【００４９】
また、本実施形態では特に、ハンド５０が、コントローラ３６の制御により、コンベア２０により搬送されてくる麺線群１２の長手方向中間部を支持位置で支持した後、第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂの長手方向を水平方向に対し上記角度θ１としつつ、支持した麺線群１２を支持位置より斜め上方に向けて移動させる。支持した麺線群１２を支持位置から斜め上方に向けて移動させることで、支持している麺線群１２で発生する振動を低減でき、麺線群１２の移送を安定して行うことができる。
【００５０】
また、本実施形態では特に、ハンド５０が、コントローラ３６の制御により、支持位置から解除位置までの間の一部の区間において、移動方向が第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂの長手方向に略一致するように移動する。これにより、ハンド５０が上記区間を移動する間は、第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂの長手方向と、第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂにより支持されている麺線群１２の長手方向における水平方向に対する角度とを略一致させることができる。その結果、支持している麺線群１２で発生する振動を低減でき、麺線群１２の移送を安定して行うことができる。
【００５１】
また、本実施形態では特に、受入部材２８の受入口２８ａの上方に設けられたガイド部材３０を有している。そして、ガイド部材３０は、ハンド５０により解除位置まで移送された麺線群１２に接触し、当該麺線群１２を受入口２８ａへ導く、ハンド５０による麺線群１２の移送経路下流方向に屈曲したガイド面３０ａを備えている。ハンド５０により支持しつつ移送している麺線群１２を、その移送の終点である解除位置においてガイド部材３０のガイド面３０ａに押し当てることで、上記移送の終了に伴い作用する慣性力による麺線群１２の振動を減衰させることができる。また、ガイド面３０ａをロボット本体３４による麺線群１２の移送経路下流方向に屈曲させることで、ガイド面３０ａに押し当てた麺線群１２がばらばらに広がるのを抑制しつつ、麺線群１２をひとまとまりとして、受入部材２８の受入口２８ａに向かって落下させることができる。
【００５２】
また、本実施形態では特に、ガイド部材３０のガイド面３０ａは、上面視において、ロボット本体３４による麺線群１２の移送経路上流方向に略Ｖ字状に開いた形状に形成されている。これにより、ガイド面３０ａに押し当てた麺線群１２がばらばらに広がるのを確実に抑制することができる。
【００５３】
また、本実施形態では特に、コンベア２０による麺線群１２の搬送経路近傍に、麺線群１２を検出可能な４つのセンサ２２ａ〜２２ｄを有している。そして、ハンド５０は、コントローラ３６の制御により、センサ２２ａ〜２２ｄのいずれかにより麺線群１２が検出された後、所定のタイミングになったら、支持位置において麺線群１２の長手方向中間部を支持する支持動作を開始する。これにより、コンベア２０により搬送されてきた麺線群１２の長手方向中間部を支持するのに最もよいタイミングで、ハンド５０による支持動作を開始することができるので、麺線群１２の長手方向中間部を確実に支持することができる。その結果、麺線群１２の移送を安定して行うことが可能となる。
【００５４】
なお、実施の形態は、上記内容に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態においては、ガイド部材３０のガイド面３０ａは、上面視において、ロボット本体３４による麺線群１２の移送経路上流方向に略Ｖ字状に開いた形状に形成されていたが、これに限られず、他の形状（例えば、上面視において、ロボット本体３４による麺線群１２の移送経路上流方向に略Ｕ字状に開いた形状等）でもよい。
【００５５】
また、上記実施形態では、麺線群１２を包装袋１４で包装していたが、これに限られず、包装紙や包装フィルム等の包装材で包装してもよい。
【００５６】
また、上記実施形態では、製麺装置１８により生成されてコンベア２０により搬送されてくる複数本の麺線１２ａからなる麺線群１２を、ロボット装置２４で移送していたが、ロボット装置２４による移送対象としては麺線群１２に限られず、他の紐状体でもよい。
【００５７】
また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。
【００５８】
その他、一々例示はしないが、上記実施形態や各変形例は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
【符号の説明】
【００５９】
１０ 製造システム（ロボットシステム）
１２ 麺線群
１２ａ 麺線（紐状体）
１４ 包装袋（包装材）
１６ 麺線群包装製品（紐状体包装製品）
１８ 製麺装置（生成装置）
２０ コンベア（搬送装置）
２２ａ〜ｄ センサ
２４ ロボット装置
２８ 受入部材
２８ａ 受入口
３０ ガイド部材
３０ａ ガイド面
３２ 包装装置
３４ ロボット本体
３６ コントローラ
４２ 旋回ベース
４４ 下部アーム
４６ 上部アーム
４８ 手首部
５０ ハンド（ロボットハンド）
５０１ ベースリンク
５０２ 第１リンク体
５０２ａ 第１リンク
５０２ｂ 第１回転軸部材
５０３ 第２リンク体
５０３ａ 第２リンク
５０３ｂ 第２回転軸部材
５０４ エアシリンダ（アクチュエータ）
Ａｘ７ 第１回転軸
Ａｘ８ 第２回転軸
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、例えばうどん、そば、ラーメン等の麺線からなる紐状体を移送するロボット装置、そのロボット装置を備えたロボットシステム、及び、紐状体を例えば包装袋、包装紙、包装フィルム等の包装材で包装して紐状体包装製品を製造する紐状体包装製品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、紐状体（麺線）を生成して搬送装置（チェーンコンベア）へ投入する生成装置（製麺装置）に関する技術が開示されている。この従来技術では、生成された麺生地が麺生地蓄積部に供給され蓄積されると、麺生地は、第１及び第２の圧延ローラの回転と共に第１及び第２の圧延ローラ間に巻き込まれ、所定の圧延工程を経て麺帯が形成されて第２及び第３の圧延ローラ間の上流側に導かれる。そして、圧延された麺帯を一対の切刃ローラ間に供給して紐状体に切断した後、この紐状体を搬送装置上に落下させて排出口に向け排出させるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３０４８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、搬送装置により搬送されてくる紐状体は、販売するのに適した量となるように作業者の人手により小分けされ、包装装置により各小分け量毎に１袋に包装される。このような場合、所定の速度で連続して続々と搬送されてきた紐状体を、最適な量だけ手で掴み取って持ち上げ、包装装置の例えば上方に設けた受入口へ向かって次々とタイミングよく投入する必要がある。このような作業には、スピードと熟練を要し、また多大な肉体的負担と疲労を伴っていた。
【０００５】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、作業者の労力負担を低減しつつ生産性を向上できるロボット装置、ロボットシステム、及び紐状体包装製品の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、紐状体を移送するロボット装置であって、ロボットアームと、前記ロボットアームに設けられ、前記紐状体の長手方向中間部を支持する又は当該支持を解除するロボットハンドと、前記ロボットアーム及び前記ロボットハンドの動作を制御するコントローラと、を有し、前記コントローラは、前記ロボットハンドが、前記紐状体を支持する位置である支持位置から前記支持を解除する位置である解除位置までの間の少なくとも一部の区間において斜め上方に向けて移動するように、前記ロボットアームを制御するロボット装置が適用される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のロボット装置、ロボットシステム、及び紐状体包装製品の製造方法によれば、作業者の労力負担を低減しつつ生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施の形態の製造システムの全体構成を模式的に表すシステム構成図である。
【図２】ロボット本体の構成を表す平面図である。
【図３】ハンドの構成を表す平面図である。
【図４】ガイド部材及び受入部材の構成を表す斜視図である。
【図５】麺線群包装製品を模式的に表す平面図である。
【図６】麺線群包装製品の製造方法を説明する模式図である。
【図７】図６中の矢印Ａ方向から見た矢視図である。
【図８】麺線群包装製品の製造方法を説明する模式図である。
【図９】麺線群包装製品の製造方法を説明する模式図である。
【図１０】麺線群包装製品の製造方法を説明する模式図である。
【図１１】麺線群包装製品の製造方法を説明する模式図である。
【図１２】麺線群包装製品の製造方法を説明する模式図である。
【図１３】図１２中の矢印Ｂ方向から見た矢視図である。
【図１４】麺線群包装製品の製造方法を説明する模式図である。
【図１５】図１４中の矢印Ｃ方向から見た矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、一実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１０】
図１に示すように、本実施形態の製造システム１０（ロボットシステム）は、例えばうどん、そば、ラーメン等の、複数本の紐状の麺線１２ａ（紐状体）からなる麺線群１２を移送し、包装袋１４（包装材）で包装して、麺線群包装製品１６（紐状体包装製品。後述の図５参照）を製造するシステムである。この製造システム１０は、製麺装置１８（生成装置）と、コンベア２０（搬送装置）と、複数（この例では４つ）のセンサ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄと、ロボット装置２４と、麺線受け２６と、ガイド部材３０と、受入部材２８と、包装装置３２とを有している。
【００１１】
製麺装置１８は、図示及び説明を省略する前工程で生成された帯状の麺帯１２０を所定幅かつ所定の長さの複数本の麺線１２ａ（麺線群１２）として生成してコンベア２０へ投入する装置である。この製麺装置１８は、隙間を介して対峙する一対の圧延ローラ１８１と、一対の櫛歯状の切刃ローラ１８２と、カッタユニット１８３とを有している。圧延ローラ１８１は、麺帯１２０を圧延する。切刃ローラ１８２は、圧延ローラ１８１により圧延された麺帯１２０を長さ方向に切断し、所定幅の複数本の紐状の麺線１２ａとする。カッタユニット１８３は、切刃ローラ１８２により切り出された複数本の麺線１２ａを幅方向に切断し、所定の長さとする。
【００１２】
コンベア２０は、水平方向に沿った上面（搬送面）の長さ方向（図１中の左−右方向）に形成された所定の搬送経路に沿って、製麺装置１８により生成され投入された麺線群１２を右側（一方側。図１中の右側）へ搬送する。
【００１３】
センサ２２ａ〜２２ｄは、コンベア２０による麺線群１２の搬送経路近傍、この例では搬送経路下流側（コンベア２０の右側）の上部に、コンベア２０の幅方向（図１中の紙面手間−紙面奥行き方向）に沿って所定のピッチで配列され固定されている。これらセンサ２２ａ〜２２ｄは、コンベア２０により搬送経路下流側へ搬送されてきた麺線群１２を検出する。
【００１４】
ロボット装置２４は、コンベア２０により搬送経路の終点（すなわち、コンベア２０の右端部）まで搬送されてきた麺線群１２を支持しつつ移送するロボット本体３４と、ロボット本体３４の動作を制御するコントローラ３６とを有している。これらロボット本体３４及びコントローラ３６は、ケーブル３８を介して相互通信可能に接続されている（又は無線接続されていてもよい）。なお、コントローラをロボット本体３４側に設けてもよい。
【００１５】
ロボット本体３４は、この例では６軸垂直多関節ロボットであり、図２及び図１に示すように、基台４０と、旋回ベース４２と、下部アーム４４と、上部アーム４６と、手首部４８と、ハンド５０（ロボットハンド）とを備えている。
【００１６】
基台４０は、設置面（例えば床部等）に対し図示しないアンカーボルト等により固定されている。
【００１７】
旋回ベース４２は、基台４０に対し垂直軸であるＳ軸Ａｘ１回りに旋回自在に取り付けられている。
【００１８】
下部アーム４４は、旋回ベース４２に対し水平軸であるＬ軸Ａｘ２回りに回転自在に取り付けられている。
【００１９】
上部アーム４６は、下部アーム４４の先端に対し水平軸であるＵ軸Ａｘ３回りに回転自在に取り付けられている。
【００２０】
手首部４８は、胴体４８１と、揺動体４８２と、回転体４８３とを備えている。胴体４８１は、上部アーム４６の先端に対し、上部アーム４６の長さ方向に延びる中心軸であるＲ軸Ａｘ４回りに回転自在に取り付けられている。揺動体４８２は、胴体４８１の先端に対し、上記Ｒ軸Ａｘ４に略直交するＢ軸Ａｘ５回りに回転自在に取り付けられている。回転体４８３は、揺動体４８２の先端に対し、上記Ｂ軸Ａｘ５に略直交するＴ軸Ａｘ６回りに回転自在に取り付けられている。
【００２１】
なお、上記旋回ベース４２、下部アーム４４、上部アーム４６、及び手首部４８が、特許請求の範囲に記載のロボットアームに相当する。
【００２２】
ハンド５０は、手首部４８の回転体４８３の先端に取り付けられており、コンベア２０により搬送経路の終点まで搬送されてきた麺線群１２の長手方向中間部を支持する又は当該支持を解除する。このハンド５０は、図３に示すように、回転体４８３の先端に連結されたベースリンク５０１と、第１リンク体５０２と、第２リンク体５０３と、第１及び第２リンク体５０２，５０３を回転駆動するためのエアシリンダ５０４（アクチュエータ）とを有している。
【００２３】
第１リンク体５０２は、ベースリンク５０１の先端側（一端側）に設けられており、第１回転軸部材５０２ａと、第１リンク５０２ｂとを備えている。第１リンク５０２ｂは、第１回転軸部材５０２ａに連結されており、第１回転軸部材５０２ａと共に、ベースリンク５０１に対し、上記Ｔ軸Ａｘ６に略直交する第１回転軸Ａｘ７回りに回転する。
【００２４】
第２リンク体５０３は、ベースリンク５０１の末端側（他端側）に設けられており、第２回転軸部材５０３ａと、第２リンク５０３ｂとを備えている。第２リンク５０３ｂは、第２回転軸部材５０３ａに連結されており、第２回転軸部材５０３ａと共に、ベースリンク５０１に対し、上記第１回転軸Ａｘ７に略平行な第２回転軸Ａｘ８回りに回転する。
【００２５】
これら第１及び第２リンク体５０２，５０３は、エアシリンダ５０４の駆動により、第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂの先端同士が互いに遠近する方向（図３中の一点鎖線で示す矢印の方向）に回転駆動される。また、第１及び第２リンク体５０２，５０３は、第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂの先端同士が互いに接近した状態（図３中の一点鎖線で示す状態）において、第１リンク５０２ｂの先端位置と第２リンク５０３ｂの先端位置とが、第１及び第２回転軸Ａｘ７，Ａｘ８の方向（図３中の紙面手前−紙面奥行き方向）にずれるように、構成されている。
【００２６】
以上のように構成されたロボット本体３４においては、コントローラ３６の制御によりエアシリンダ５０４が、第１及び第２リンク体５０２，５０３を、第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂの先端同士が互いに接近する方向に回転駆動することで、搬送経路の終点近傍、この例では搬送経路の終点よりも右側かつ下方に位置し、麺線群１２を支持する位置である支持位置において、ハンド５０は、第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂにより、コンベア２０により搬送経路の終点まで搬送されてきた麺線群１２の長手方向中間部を支持することができる。そして、コントローラ３６の制御によりエアシリンダ５０４が、第１及び第２リンク体５０２，５０３を、第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂの先端同士が互いに遠ざかる方向に回転駆動することで、上記支持位置の右側かつ上方に位置すると共に上記ガイド部材３０の上方に位置し、麺線群１２の支持を解除する解除位置において、ハンド５０は、第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂによる麺線群１２の支持を解除することができる。また、コントローラ３６の制御により、旋回ベース４２、下部アーム４４、上部アーム４６、及び手首部４８が協調動作することで、ハンド５０は、上記支持位置から上記解除位置までの一部の区間において斜め上方に向けて移動することができる（詳細は後述）。
【００２７】
図１に戻り、麺線受け２６は、ロボット本体３４による麺線群１２の移送経路の始点である上記支持位置の下方に設置されており、コンベア２０により搬送経路の終点まで搬送されてきた麺線群１２の先端側を受け止めて、当該麺線群１２が自重により落下するのを防止する。
【００２８】
ガイド部材３０は、図４及び図１に示すように、ロボット本体３４による麺線群１２の移送経路の終点である上記解除位置の下方位置、かつ、後述の受入部材２８の受入口２８ａの上方位置となるように、受入部材２８と連結して設けられている。このガイド部材３０は、導出口３０ｂと、導出口３０ｂの上部に設けられ、ロボット本体３４のハンド５０により上記解除位置まで移送された麺線群１２に接触し、当該麺線群１２を導出口３０ｂを介して後述の受入部材２８の受入口２８ａへ導くガイド面３０ａを備えている。ガイド面３０ａは、上記支持位置から上記解除位置までの間のロボット本体３４による麺線群１２の移送経路の下流方向に屈曲した形状、この例では、上面視において、上記移送経路の上流方向に略Ｖ字状に開いた形状に形成されている。
【００２９】
受入部材２８は、図４及び図１に示すように、コンベア２０よりも右側かつ上方に配設され、ガイド部材３０のガイド面３０ａに接触しつつ導出口３０ｂより導出された麺線群１２を受け入れて、後述の包装装置３２の把持部材３２ａによりセットされた包装袋１４へ投入する受入口２８ａを備えている。
【００３０】
包装装置３２は、包装袋１４を把持して受入部材２８の受入口２８ａの下部にセットするための、２つの把持部材３２ａを備えている。この包装装置３２は、受入口２８ａが受け入れ、把持部材３２ａにより当該受入口２８ａの下部にセットした包装袋１４へ投入された麺線群１２を、包装袋１４で包装し、当該包装袋１４の口をシールして、図５に示す麺線群包装製品１６とする。
【００３１】
以下、図６〜図１４を用いて、上記麺線群包装製品１６の製造方法の一例を説明する。
【００３２】
まず、製麺装置１８により麺線群１２を生成してコンベア２０へ投入する。すなわち、図６及び図７に示すように、麺帯１２０を一対の圧延ローラ１８１により圧延する。そして、圧延された麺帯１２０を一対の切刃ローラ１８２により長さ方向に切断して、所定幅の複数本の麺線１２ａとする。その後、切り出された複数本の麺線１２ａをカッタユニット１８３により幅方向に切断して、所定の長さとする。以上により、所定幅かつ所定の長さの複数本の麺線１２ａからなる麺線群１２を生成してコンベア２０へ投入する。すなわち、以上の手順が、特許請求の範囲に記載の生成手順に相当する。
【００３３】
次に、図６及び図７に示すように、上記のようにして製麺装置１８により生成されコンベア２０へ投入された麺線群１２を、コンベア２０により上記搬送経路に沿って右側へ搬送する。すなわち、この手順が、特許請求の範囲に記載の搬送手順に相当する。
【００３４】
次に、上記支持位置において、ハンド５０により、搬送されてくる麺線群１２の長手方向中間部を支持し、その支持した麺線群１２を上記解除位置までの一部の区間において斜め上方に向けて移動させつつ、当該麺線群１２を解除位置まで移送する。
【００３５】
すなわち、図８に示すように、上記コントローラ３６の制御により、上記ロボット本体３４の旋回ベース４２、下部アーム４４、上部アーム４６、及び手首部４８が協調動作することで、ハンド５０が、コンベア２０による麺線群１２の搬送経路の終点近傍位置に移動して待機する。このとき、ハンド５０は、搬送されてくる麺線群１２がセンサ２２ａ〜２２ｄのいずれかにより検出された後、所定のタイミングになったら（例えば０．３秒経過したら）、支持位置において麺線群１２の長手方向中間部を支持する支持動作を開始するように、コントローラ３６により制御されている。そして、搬送されてくる麺線群１２がセンサ２２ａ〜２２ｄのいずれかにより検出された後、上記所定のタイミングになったら、図９に示すように、コントローラ３６の制御により上記エアシリンダ５０４が、上記第１及び第２リンク体５０２，５０３を、第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂの先端同士が互いに接近する方向に回転駆動することで、ハンド５０が、支持位置において第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂにより、コンベア２０の右端部（搬送経路の終点）から弧を描くように下方の麺線受け２６へ向けて落下してくる麺線群１２の長手方向中間部を支持する。これにより、第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂに、麺線群１２が二つ折りの状態となるように、麺線群１２の長手方向中間部を引っ掛けて支持する。
【００３６】
その後、コントローラ３６の制御により、旋回ベース４２、下部アーム４４、上部アーム４６、及び手首部４８が協調動作することで、上記第１及び第２回転軸Ａｘ７，Ａｘ８に略垂直な方向である第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂの長手方向を水平方向に対し角度θ１（所定の角度。例えば３０°）としつつ、移動方向Ｄ１が上記第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂの長手方向に略一致するように、ハンド５０が支持位置より斜め上方に向けて移動する。なお、このときのハンド５０の移動方向Ｄ１（第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂの長手方向）は、この例では、コンベア２０の右端部から弧を描くように落下してくる麺線群１２の流れ方向（長さ方向）に対する接線Ｔ１に垂直な方向に略一致している。
【００３７】
そして、図１０に示すように、コントローラ３６の制御により、旋回ベース４２、下部アーム４４、上部アーム４６、及び手首部４８が協調動作することで、第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂの長手方向を水平方向に対し上記角度θ１よりも大きな角度θ２（例えば４５°）としつつ、移動方向Ｄ２が上記第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂの長手方向に略一致するように、ハンド５０が斜め上方に向けて移動する。なお、このときのハンド５０の移動方向Ｄ２（第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂの長手方向）は、この例では、第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂにより二つ折りの状態で支持されている麺線群１２の長さ方向に対する接線Ｔ２に垂直な方向に略一致している。
【００３８】
その後、図１１に示すように、コントローラ３６の制御により、旋回ベース４２、下部アーム４４、上部アーム４６、及び手首部４８が協調動作することで、第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂの長手方向を略垂直としつつ、移動方向Ｄ３が略水平になるように、ハンド５０が略水平に解除位置まで移動する。
【００３９】
以上により、麺線群１２を解除位置まで移送する。すなわち、以上の手順が、特許請求の範囲に記載の移送手順に相当する。
【００４０】
そして、図１２及び図１３に示すように、ハンド５０により麺線群１２を解除位置まで移送すると、第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂにより支持されている麺線群１２がガイド部材３０のガイド面３０ａに接触する。これにより、移送の終了に伴い作用する慣性力による麺線群１２の振動が減衰される。その後、コントローラ３６の制御により上記エアシリンダ５０４が、上記第１及び第２リンク体５０２，５０３を、第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂの先端同士が互いに遠ざかる方向に回転駆動することで、ハンド５０が、解除位置において第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂによる麺線群１２の支持を解除して当該麺線群１２を落下させる。これにより、上記のようにして解除位置まで移送した麺線群１２を、ガイド部材３０のガイド面３０ａに接触しつつ上記導出口３０ｂより受入部材２８へ導出する。
【００４１】
その後、図１４及び図１５に示すように、上記のようにしてガイド部材３０の導出口３０ｂより受入部材２８に導入された麺線群１２を、上記受入口２８ａにより受け入れて、包装装置３２の把持部材３２ａにより当該受入口２８ａの下部にセットされた包装袋１４へ投入する。すなわち、この手順が、特許請求の範囲に記載の受入手順に相当する。
【００４２】
そして、上記のようにして受入部材２８の受入口２８ａが受け入れ、把持部材３２ａにより当該受入口２８ａの下部にセットした包装袋１４へ投入された麺線群１２を、包装袋１４で包装し、当該包装袋１４の口をシールして、上記麺線群包装製品１６とする。すなわち、この手順が、特許請求の範囲に記載の包装手順に相当する。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態の製造システム１０は、製麺装置１８と、コンベア２０と、包装装置３２とを備えている。製麺装置１８で紐状に生成された麺線群１２は、コンベア２０で搬送された後、包装装置３２で包装袋１４により包装されて麺線群包装製品１６となる。
【００４４】
このとき、包装の際には、コンベア２０により搬送されてきた麺線群１２を販売するのに適した量となるように小分けして、各小分け量ごとに１袋に包装する必要がある。作業者の人手により上記小分けを行う場合、コンベア２０により所定の速度で連続して続々と搬送されてきた麺線群１２を、最適な量だけ手で掴み取って持ち上げ、包装装置３２の例えば上方に設けた受入部材３０の受入口３０ａへ向かって次々とタイミングよく投入する必要がある。このような作業には、スピードと熟練とを要し、また多大な肉体的負担と疲労とを伴っていた。
【００４５】
そこで本実施形態においては、上記の作業を作業者に代わってロボット装置２４が行う。すなわち、ロボット装置２４は、旋回ベース４２、下部アーム４４、上部アーム４６、手首部４８、及びハンド５０を備えたロボット本体３４と、ロボット本体３４を制御するコントローラ３６とを有している。ハンド５０は、コントローラ３６の制御により、搬送されてくる麺線群１２の長手方向中間部を支持位置で支持し、その支持した麺線群１２を、斜め上方に向けて移動させつつ、解除位置まで移送する。そして、解除位置で麺線群１２の支持を解除することで、解除位置の下方に位置する受入部材３０の受入口３０ａへ向かって麺線群１２を落下させ、その受入口３０ａから包装装置３２へと確実に投入することができる。以上のようにして、本実施形態によれば、コンベア２０により搬送されてきた麺線群１２を小分けして、包装装置３２へ投入する作業を、自動化することができる。その結果、作業者の労力負担を低減しつつ生産性を向上することができる。
【００４６】
また、上記の作業を作業者により場合、作業者の肉体的負担と疲労との問題から、１人の作業者に対し長時間に亘る作業を行わせることができず、複数の作業者を用意して作業を交替で行わせたり、作業を中断する必要がある。これに対し、本実施形態では、上記の作業を自動化することができるので、上記のような問題を考慮することなく、作業を円滑に連続して行うことができ、作業効率を向上することができる。
【００４７】
また、本実施形態では特に、次のような効果を得ることができる。すなわち、２つの支持部材を有し、これら２つの支持部材が互いに遠近する方向に平行に駆動することで、麺線群１２を支持したり、当該支持を解除するハンドが考えられる。このようなハンドでは、２つの支持部材を互いに接近する方向に平行に駆動することで紐状体を支持でき、２つの支持部材を互いに遠ざかる方向に平行に駆動することで上記支持を解除できるが、当該支持を解除する際に、支持部材に麺線群１２が引っ掛かり残存するおそれがある。そこで本実施形態においては、ハンド５０が、ベースリンク５０１と、第１リンク体５０２と、第２リンク体５０３と、エアシリンダ５０４とを有している。そして、第１及び第２リンク体５０２，５０３は、エアシリンダ５０４により、先端同士が互いに遠近する方向に回転駆動される。そして、第１及び第２リンク体５０２，５０３をこれらの先端同士が互いに接近する方向に回転駆動することで麺線群１２を支持でき、第１リンク体及び第２リンク体をこれらの先端同士が互いに遠ざかる方向に回転駆動することで上記支持を解除できる。解除位置で麺線群１２の支持を解除する際には、第１リンク体５０２がベースリンク５０１に対し第１回転軸Ａｘ７回りに回転すると共に、第２リンク体５０３がベースリンク５０１に対し第２回転軸Ａｘ８回りに回転する。これにより、第１及び第２リンク体５０２，５０３に麺線群１２が引っ掛かり残存するのを防止することができ、上記支持した麺線群１２をひとまとまりとして、解除位置の下方に向かって落下させることができる。
【００４８】
また、本実施形態では特に、第１及び第２リンク体５０２，５０３が、第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂの先端同士が互いに接近した状態において、第１リンク５０２ｂの先端位置と第２リンク５０３ｂの先端位置とが、第１及び第２回転軸Ａｘ７，Ａｘ８の方向にずれるように、構成されている。これにより、ハンド５０が移動している間に、第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂの先端同士の隙間から麺線群１２が落下するのを防止することができる。
【００４９】
また、本実施形態では特に、ハンド５０が、コントローラ３６の制御により、コンベア２０により搬送されてくる麺線群１２の長手方向中間部を支持位置で支持した後、第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂの長手方向を水平方向に対し上記角度θ１としつつ、支持した麺線群１２を支持位置より斜め上方に向けて移動させる。支持した麺線群１２を支持位置から斜め上方に向けて移動させることで、支持している麺線群１２で発生する振動を低減でき、麺線群１２の移送を安定して行うことができる。
【００５０】
また、本実施形態では特に、ハンド５０が、コントローラ３６の制御により、支持位置から解除位置までの間の一部の区間において、移動方向が第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂの長手方向に略一致するように移動する。これにより、ハンド５０が上記区間を移動する間は、第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂの長手方向と、第１及び第２リンク５０２ｂ，５０３ｂにより支持されている麺線群１２の長手方向における水平方向に対する角度とを略一致させることができる。その結果、支持している麺線群１２で発生する振動を低減でき、麺線群１２の移送を安定して行うことができる。
【００５１】
また、本実施形態では特に、受入部材２８の受入口２８ａの上方に設けられたガイド部材３０を有している。そして、ガイド部材３０は、ハンド５０により解除位置まで移送された麺線群１２に接触し、当該麺線群１２を受入口２８ａへ導く、ハンド５０による麺線群１２の移送経路下流方向に屈曲したガイド面３０ａを備えている。ハンド５０により支持しつつ移送している麺線群１２を、その移送の終点である解除位置においてガイド部材３０のガイド面３０ａに押し当てることで、上記移送の終了に伴い作用する慣性力による麺線群１２の振動を減衰させることができる。また、ガイド面３０ａをロボット本体３４による麺線群１２の移送経路下流方向に屈曲させることで、ガイド面３０ａに押し当てた麺線群１２がばらばらに広がるのを抑制しつつ、麺線群１２をひとまとまりとして、受入部材２８の受入口２８ａに向かって落下させることができる。
【００５２】
また、本実施形態では特に、ガイド部材３０のガイド面３０ａは、上面視において、ロボット本体３４による麺線群１２の移送経路上流方向に略Ｖ字状に開いた形状に形成されている。これにより、ガイド面３０ａに押し当てた麺線群１２がばらばらに広がるのを確実に抑制することができる。
【００５３】
また、本実施形態では特に、コンベア２０による麺線群１２の搬送経路近傍に、麺線群１２を検出可能な４つのセンサ２２ａ〜２２ｄを有している。そして、ハンド５０は、コントローラ３６の制御により、センサ２２ａ〜２２ｄのいずれかにより麺線群１２が検出された後、所定のタイミングになったら、支持位置において麺線群１２の長手方向中間部を支持する支持動作を開始する。これにより、コンベア２０により搬送されてきた麺線群１２の長手方向中間部を支持するのに最もよいタイミングで、ハンド５０による支持動作を開始することができるので、麺線群１２の長手方向中間部を確実に支持することができる。その結果、麺線群１２の移送を安定して行うことが可能となる。
【００５４】
なお、実施の形態は、上記内容に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態においては、ガイド部材３０のガイド面３０ａは、上面視において、ロボット本体３４による麺線群１２の移送経路上流方向に略Ｖ字状に開いた形状に形成されていたが、これに限られず、他の形状（例えば、上面視において、ロボット本体３４による麺線群１２の移送経路上流方向に略Ｕ字状に開いた形状等）でもよい。
【００５５】
また、上記実施形態では、麺線群１２を包装袋１４で包装していたが、これに限られず、包装紙や包装フィルム等の包装材で包装してもよい。
【００５６】
また、上記実施形態では、製麺装置１８により生成されてコンベア２０により搬送されてくる複数本の麺線１２ａからなる麺線群１２を、ロボット装置２４で移送していたが、ロボット装置２４による移送対象としては麺線群１２に限られず、他の紐状体でもよい。
【００５７】
また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。
【００５８】
その他、一々例示はしないが、上記実施形態や各変形例は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
【符号の説明】
【００５９】
１０ 製造システム（ロボットシステム）
１２ 麺線群
１２ａ 麺線（紐状体）
１４ 包装袋（包装材）
１６ 麺線群包装製品（紐状体包装製品）
１８ 製麺装置（生成装置）
２０ コンベア（搬送装置）
２２ａ〜ｄ センサ
２４ ロボット装置
２８ 受入部材
２８ａ 受入口
３０ ガイド部材
３０ａ ガイド面
３２ 包装装置
３４ ロボット本体
３６ コントローラ
４２ 旋回ベース
４４ 下部アーム
４６ 上部アーム
４８ 手首部
５０ ハンド（ロボットハンド）
５０１ ベースリンク
５０２ 第１リンク体
５０２ａ 第１リンク
５０２ｂ 第１回転軸部材
５０３ 第２リンク体
５０３ａ 第２リンク
５０３ｂ 第２回転軸部材
５０４ エアシリンダ（アクチュエータ）
Ａｘ７ 第１回転軸
Ａｘ８ 第２回転軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紐状体を移送するロボット装置であって、
ロボットアームと、
前記ロボットアームに設けられ、前記紐状体の長手方向中間部を支持する又は当該支持を解除するロボットハンドと、
前記ロボットアーム及び前記ロボットハンドの動作を制御するコントローラと、
を有し、
前記コントローラは、
前記ロボットハンドが、前記紐状体を支持する位置である支持位置から前記支持を解除する位置である解除位置までの間の少なくとも一部の区間において斜め上方に向けて移動するように、前記ロボットアームを制御する
ことを特徴とするロボット装置。
【請求項２】
前記ロボットハンドは、
前記ロボットアームに連結されたベースリンクと、
前記ベースリンクの一端側に設けられ、前記ベースリンクに対し第１回転軸回りに回転可能な第１リンク体と、
前記ベースリンクの他端側に設けられ、前記ベースリンクに対し前記第１回転軸に略平行な第２回転軸回りに回転可能な第２リンク体と、
前記第１リンク体及び前記第２リンク体を回転駆動するためのアクチュエータと、
を有し、
前記第１リンク体及び前記第２リンク体は、
前記アクチュエータにより、先端同士が互いに遠近する方向に回転駆動される
ことを特徴とする請求項１に記載のロボット装置。
【請求項３】
前記ロボットハンドの前記第１リンク体は、
前記ベースリンクに対し前記第１回転軸回りに回転する第１回転軸部材と、
前記第１回転軸部材に連結された第１リンクと、
を備え、
前記ロボットハンドの前記第２リンク体は、
前記ベースリンクに対し前記第２回転軸回りに回転する第２回転軸部材と、
前記第２回転軸部材に連結された第２リンクと、
を備え、
前記第１リンク体及び前記第２リンク体は、
前記第１リンク及び前記第２リンクの先端同士が互いに接近した状態において、前記第１リンクの先端位置と前記第２リンクの先端位置とが、前記第１回転軸及び前記第２回転軸の方向にずれるように、構成されている
ことを特徴とする請求項２に記載のロボット装置。
【請求項４】
前記コントローラは、
前記ロボットハンドが、前記支持位置において前記第１リンク体及び前記第２リンク体により前記紐状体の前記長手方向中間部を支持した後、前記第１回転軸及び前記第２回転軸に略垂直な方向を前記水平方向に対し所定の角度としつつ、前記支持位置より斜め上方に向けて移動するように、前記ロボットアームを制御する
ことを特徴とする請求項２又は３に記載のロボット装置。
【請求項５】
前記コントローラは、
前記少なくとも一部の区間における前記ロボットハンドの移動方向が、前記第１回転軸及び前記第２回転軸に略垂直な方向に略一致するように、前記ロボットアームを制御する
ことを特徴とする請求項４に記載のロボット装置。
【請求項６】
紐状体を移送するロボットシステムであって、
前記紐状体を一方側へ搬送する搬送装置と、
前記搬送装置により前記一方側へ搬送される前記紐状体を移送するロボット装置と、
前記搬送装置よりも前記一方側かつ上方に配設され、前記ロボット装置により移送された前記紐状体を受け入れる受入口と、
を有することを特徴とするロボットシステム。
【請求項７】
前記ロボット装置は、
ロボットアームと、
前記ロボットアームに設けられ、前記紐状体の長手方向中間部を支持する又は当該支持を解除するロボットハンドと、
前記ロボットアーム及び前記ロボットハンドの動作を制御するコントローラと、
を有し、
前記コントローラは、
前記ロボットハンドが、前記搬送装置の前記一方側の端部よりも前記一方側に位置し前記紐状体を支持する位置である支持位置において、前記紐状体の前記長手方向中間部を支持するように、制御する
ことを特徴とする請求項６に記載のロボットシステム。
【請求項８】
前記紐状体を生成して前記搬送装置へ投入する生成装置と、
前記受入口が受け入れた前記紐状体を包装材で包装して紐状体包装製品とする包装装置と、
をさらに有することを特徴とする請求項６又は７に記載のロボットシステム。
【請求項９】
前記受入口の上方に設けられたガイド部材をさらに有し、
前記ガイド部材は、
前記ロボット装置の前記ロボットハンドにより前記紐状体の前記支持を解除する位置である解除位置まで移送された前記紐状体に接触し、当該紐状体を前記受入口へ導く、前記ロボット装置による前記紐状体の移送経路下流方向に屈曲したガイド面を備える
ことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載のロボットシステム。
【請求項１０】
前記ガイド部材のガイド面は、
上面視において、前記ロボット装置による前記紐状体の移送経路上流方向に略Ｖ字状に開いた形状に形成されている
ことを特徴とする請求項９に記載のロボットシステム。
【請求項１１】
前記搬送装置による前記紐状体の搬送経路近傍に、前記紐状体を検出可能な少なくとも１つのセンサを有し、
前記コントローラは、
前記センサにより前記紐状体が検出された後、所定のタイミングになったら、前記支持位置において前記紐状体の前記長手方向中間部を支持する支持動作を開始するように、前記ロボットハンドを制御する
ことを特徴とする請求項７に記載のロボットシステム。
【請求項１２】
紐状体を包装材で包装して紐状体包装製品を製造する紐状体包装製品の製造方法であって、
前記紐状体を生成して投入する生成手順と、
前記生成手順で生成され投入された前記紐状体を一方側へ搬送する搬送手順と、
ロボットハンドにより、前記紐状体を支持する位置である支持位置において前記搬送手順で前記一方側へ搬送された前記紐状体の長手方向中間部を支持し、その支持した前記紐状体を前記支持位置から当該支持位置の前記一方側かつ上方に位置し前記支持を解除する位置である解除位置までの間の少なくとも一部の区間において斜め上方に向けて移動させつつ、前記紐状体を前記解除位置まで移送する移送手順と、
前記移送手順で移送した前記紐状体を前記解除位置の下方に位置する受入口を介して受け入れる受入手順と、
前記受入手順で前記受入口を介して受け入れた前記紐状体を前記包装材で包装して前記紐状体包装製品とする包装手順と、
を有することを特徴とする紐状体包装製品の製造方法。
【請求項１】
紐状体を移送するロボット装置であって、
ロボットアームと、
前記ロボットアームに設けられ、前記紐状体の長手方向中間部を支持する又は当該支持を解除するロボットハンドと、
前記ロボットアーム及び前記ロボットハンドの動作を制御するコントローラと、
を有し、
前記コントローラは、
前記ロボットハンドが、前記紐状体を支持する位置である支持位置から前記支持を解除する位置である解除位置までの間の少なくとも一部の区間において斜め上方に向けて移動するように、前記ロボットアームを制御する
ことを特徴とするロボット装置。
【請求項２】
前記ロボットハンドは、
前記ロボットアームに連結されたベースリンクと、
前記ベースリンクの一端側に設けられ、前記ベースリンクに対し第１回転軸回りに回転可能な第１リンク体と、
前記ベースリンクの他端側に設けられ、前記ベースリンクに対し前記第１回転軸に略平行な第２回転軸回りに回転可能な第２リンク体と、
前記第１リンク体及び前記第２リンク体を回転駆動するためのアクチュエータと、
を有し、
前記第１リンク体及び前記第２リンク体は、
前記アクチュエータにより、先端同士が互いに遠近する方向に回転駆動される
ことを特徴とする請求項１に記載のロボット装置。
【請求項３】
前記ロボットハンドの前記第１リンク体は、
前記ベースリンクに対し前記第１回転軸回りに回転する第１回転軸部材と、
前記第１回転軸部材に連結された第１リンクと、
を備え、
前記ロボットハンドの前記第２リンク体は、
前記ベースリンクに対し前記第２回転軸回りに回転する第２回転軸部材と、
前記第２回転軸部材に連結された第２リンクと、
を備え、
前記第１リンク体及び前記第２リンク体は、
前記第１リンク及び前記第２リンクの先端同士が互いに接近した状態において、前記第１リンクの先端位置と前記第２リンクの先端位置とが、前記第１回転軸及び前記第２回転軸の方向にずれるように、構成されている
ことを特徴とする請求項２に記載のロボット装置。
【請求項４】
前記コントローラは、
前記ロボットハンドが、前記支持位置において前記第１リンク体及び前記第２リンク体により前記紐状体の前記長手方向中間部を支持した後、前記第１回転軸及び前記第２回転軸に略垂直な方向を前記水平方向に対し所定の角度としつつ、前記支持位置より斜め上方に向けて移動するように、前記ロボットアームを制御する
ことを特徴とする請求項２又は３に記載のロボット装置。
【請求項５】
前記コントローラは、
前記少なくとも一部の区間における前記ロボットハンドの移動方向が、前記第１回転軸及び前記第２回転軸に略垂直な方向に略一致するように、前記ロボットアームを制御する
ことを特徴とする請求項４に記載のロボット装置。
【請求項６】
紐状体を移送するロボットシステムであって、
前記紐状体を一方側へ搬送する搬送装置と、
前記搬送装置により前記一方側へ搬送される前記紐状体を移送するロボット装置と、
前記搬送装置よりも前記一方側かつ上方に配設され、前記ロボット装置により移送された前記紐状体を受け入れる受入口と、
を有することを特徴とするロボットシステム。
【請求項７】
前記ロボット装置は、
ロボットアームと、
前記ロボットアームに設けられ、前記紐状体の長手方向中間部を支持する又は当該支持を解除するロボットハンドと、
前記ロボットアーム及び前記ロボットハンドの動作を制御するコントローラと、
を有し、
前記コントローラは、
前記ロボットハンドが、前記搬送装置の前記一方側の端部よりも前記一方側に位置し前記紐状体を支持する位置である支持位置において、前記紐状体の前記長手方向中間部を支持するように、制御する
ことを特徴とする請求項６に記載のロボットシステム。
【請求項８】
前記紐状体を生成して前記搬送装置へ投入する生成装置と、
前記受入口が受け入れた前記紐状体を包装材で包装して紐状体包装製品とする包装装置と、
をさらに有することを特徴とする請求項６又は７に記載のロボットシステム。
【請求項９】
前記受入口の上方に設けられたガイド部材をさらに有し、
前記ガイド部材は、
前記ロボット装置の前記ロボットハンドにより前記紐状体の前記支持を解除する位置である解除位置まで移送された前記紐状体に接触し、当該紐状体を前記受入口へ導く、前記ロボット装置による前記紐状体の移送経路下流方向に屈曲したガイド面を備える
ことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載のロボットシステム。
【請求項１０】
前記ガイド部材のガイド面は、
上面視において、前記ロボット装置による前記紐状体の移送経路上流方向に略Ｖ字状に開いた形状に形成されている
ことを特徴とする請求項９に記載のロボットシステム。
【請求項１１】
前記搬送装置による前記紐状体の搬送経路近傍に、前記紐状体を検出可能な少なくとも１つのセンサを有し、
前記コントローラは、
前記センサにより前記紐状体が検出された後、所定のタイミングになったら、前記支持位置において前記紐状体の前記長手方向中間部を支持する支持動作を開始するように、前記ロボットハンドを制御する
ことを特徴とする請求項７に記載のロボットシステム。
【請求項１２】
紐状体を包装材で包装して紐状体包装製品を製造する紐状体包装製品の製造方法であって、
前記紐状体を生成して投入する生成手順と、
前記生成手順で生成され投入された前記紐状体を一方側へ搬送する搬送手順と、
ロボットハンドにより、前記紐状体を支持する位置である支持位置において前記搬送手順で前記一方側へ搬送された前記紐状体の長手方向中間部を支持し、その支持した前記紐状体を前記支持位置から当該支持位置の前記一方側かつ上方に位置し前記支持を解除する位置である解除位置までの間の少なくとも一部の区間において斜め上方に向けて移動させつつ、前記紐状体を前記解除位置まで移送する移送手順と、
前記移送手順で移送した前記紐状体を前記解除位置の下方に位置する受入口を介して受け入れる受入手順と、
前記受入手順で前記受入口を介して受け入れた前記紐状体を前記包装材で包装して前記紐状体包装製品とする包装手順と、
を有することを特徴とする紐状体包装製品の製造方法。
【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】
【公開番号】特開２０１３−６３４９６（Ｐ２０１３−６３４９６Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０４５３６（Ｐ２０１１−２０４５３６）
【出願日】平成２３年９月２０日（２０１１．９．２０）
【出願人】（０００００６６２２）株式会社安川電機 (2,482)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２０日（２０１１．９．２０）
【出願人】（０００００６６２２）株式会社安川電機 (2,482)
【Ｆターム（参考）】
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