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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Nahrungsmittelhaltevorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben derselben.
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Stand der Technik
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Im Stand der Technik wird an einer Herstellungsstätte eines Nahrungsmittels, wie z.B. von Mahlzeiten oder Mittagessen für Flüge, durch Arbeiter eine Herrichtungs- bzw. Verteilungsarbeit von Nahrungsmitteln durchgeführt. Die Arbeiter nehmen einen Nahrungsmittelbehälter, der z.B. durch eine Fördereinrichtung transportiert wird, mit einer Hand auf, verteilen mit der anderen Hand eine kleine Menge Sesam auf dem Nahrungsmittel, während eine vorgegebene Stellung des Nahrungsmittelbehälters beibehalten wird, und geben nach der Arbeit das Nahrungsmittel an einer vorgegebenen Position auf der Fördereinrichtung frei.
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In den letzten Jahren wurde in verschiedenen Gebieten vorgeschlagen, dass Roboter und Arbeiter im Hinblick auf eine Produktivitätsverbesserung in demselben Arbeitsraum zusammenarbeiten. An der Herstellungsstätte des Nahrungsmittels, wie sie vorstehend beschrieben worden ist, sind in einem Fall, bei dem ein humanoider Arbeitsroboter eingesetzt wird und die Herrichtungs- bzw. Verteilungsarbeit des Nahrungsmittels durchgeführt wird, Maßnahmen zum Halten einer festgelegten kleinen Menge von Bestandteilen, wie z.B. Sesam, und zum sicheren Zuführen der gehaltenen Bestandteile zu der Oberseite des Nahrungsmittels erforderlich. PTL 1 offenbart einen Nahrungsmittel-Herrichtungs- bzw. Verteilungsroboter. Als Beispiele für einen Nahrungsmittelbehälter, der durch den Nahrungsmittel-Herrichtungs- bzw. Verteilungsroboter gehalten wird, sind ein Behälter mit einer V-förmigen Kerbe als Ausgießer eines körnigen Nahrungsmittels und ein Behälter mit einer Vorwölbung, wie z.B. einem distalen Ende eines Kessels als Ausgießer für flüssige Nahrungsmittel, offenbart. Der Roboter neigt den Behälter zum Entnehmen des Nahrungsmittels aus dem Behälter. PTL 2 offenbart eine Würzmittelzuführungsvorrichtung. Die Würzmittelzuführungsvorrichtung fügt halbfertigen Produkten (Nahrungsmitteln wie z.B. Süßwaren) einheitlich ein Würzmittel hinzu. Die Würzmittelzuführungsvorrichtung ist zum Abgeben (Austragen) eines pulverförmigen Würzmittels, wie z.B. Salz, aus einem distalen Ende einer Schneckenfördereinrichtung ausgebildet. Eine Mehrzahl von Durchgangslöchern ist an einem vorgegebenen vorderen Abschnitt einer zylindrischen Drehwelle der Schneckenfördereinrichtung bereitgestellt.
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Dokumentenliste
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Patentdokumente
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- PTL 1: JP 2003-128002 A
- PTL 2: JP 2015-223151 A
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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In PTL 1 ist jedoch eine Arbeit des Füllens eines Behälters mit einem Nahrungsmittel durch einen Arbeiter erforderlich. D.h., der Roboter kann das Nahrungsmittel zuführen, jedoch kann der Roboter selbst das Nahrungsmittel nicht halten. Darüber hinaus wird die Würzmittelzuführungsvorrichtung von PTL 2 für ein Süßwarenherstellungssystem zur Herstellung von Süßwaren, wie z.B. Kartoffelchips, verwendet. Daher umfasst das Süßwarenherstellungssystem nicht nur die Würzmittelzuführungsvorrichtung, sondern auch eine Kombinationswägevorrichtung, eine Verpackungsmaschine, eine Zuführungsvorrichtung, eine Abgabefördereinrichtung und eine Rinne. Das Gesamtsystem wird kompliziert. Darüber hinaus ist auch der Einbauraum vergrößert.
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Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das sichere Halten oder Freigeben einer festgelegten kleinen Menge von Bestandteilen, wie z.B. Sesam, mit einem einfacheren Aufbau.
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Lösung des Problems
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Zum Lösen der vorstehend beschriebenen Aufgabe ist eine Nahrungsmittelhaltevorrichtung gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung eine Nahrungsmittelhaltevorrichtung, die zum Halten oder Freigeben eines Bestandteils ausgebildet ist. Die Nahrungsmittelhaltevorrichtung umfasst einen Basisabschnitt, ein Paar von Armen, das antreibbar an dem Basisabschnitt angebracht ist, ein Paar von distalen Endabschnitten, die jeweils an distalen Enden des Paars von Armen bereitgestellt sind, und eine Steuervorrichtung, die zum Steuern eines Betriebs des Paars von Armen ausgebildet ist, wobei die Steuervorrichtung derart zum Steuern des Betriebs des Paars von Armen ausgebildet ist, dass das Paar von distalen Endabschnitten den Bestandteil in einer Innenseite zwischen dem Paar von distalen Endabschnitten in einem Zustand hält, in dem sie aufeinander zu gerichtet sind, und das Paar von distalen Endabschnitten den Bestandteil, der in der Innenseite zwischen dem Paar von distalen Endabschnitten gehalten wird, in einem Zustand freigibt, in dem sie voneinander getrennt sind.
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Mit dem vorstehend genannten Aufbau wird in einem Zustand, bei dem das Paar von distalen Endabschnitten aufeinander zu gerichtet ist, der Bestandteil (z.B. Sesam) in der Innenseite zwischen den distalen Endabschnitten gehalten und der Bestandteil kann zu einer vorgegebenen Position transportiert werden. Dann wird das Paar von distalen Endabschnitten voneinander getrennt, so dass der Bestandteil, der in der Innenseite zwischen den distalen Endabschnitten gehalten wird, freigegeben wird, und folglich kann der Bestandteil auf dem Nahrungsmittel verteilt werden (wie z.B. Petersilie).
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Das Paar von distalen Endabschnitten kann Aussparungen umfassen, die Aussparungen können einen hohlen Abschnitt in einem Zustand bilden, bei dem sie aufeinander zu gerichtet sind, und der Bestandteil kann in der Innenseite des hohlen Abschnitts gehalten werden.
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Mit dem vorstehend genannten Aufbau ist es, da das Paar von distalen Endabschnitten den hohlen Abschnitt in einem Zustand bildet, bei dem sie aufeinander zu gerichtet sind, und der Bestandteil in der Innenseite des hohlen Abschnitts gehalten werden kann, einfach, eine festgelegte Menge des Bestandteils zu halten. Darüber hinaus kann durch geeignetes Ändern des Volumens der Halbkugel die Menge des zu haltenden Bestandteils eingestellt werden. Die Aussparung kann in einer Halbkugelform ausgebildet sein und der hohle Abschnitt kann in einer Kugelform ausgebildet sein.
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Darüber hinaus kann das Paar von distalen Endabschnitten in einer komplementären Form ausgebildet sein und die komplementäre Form kann zum Halten des Bestandteils in einer Innenseite zwischen aufeinander zu gerichteten Oberflächen durch gegenseitiges Überlappen der aufeinander zu gerichteten Oberflächen ausgebildet sein.
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Mit dem vorstehend genannten Aufbau ist es, da das Paar von distalen Endabschnitten in der komplementären Form ausgebildet ist und der Bestandteil in der Innenseite zwischen den aufeinander zu gerichteten Oberflächen durch gegenseitiges Überlappen der aufeinander zu gerichteten Oberflächen gehalten wird, einfach, eine festgelegte kleine Menge des Bestandteils zu halten. Die komplementäre Form kann eine flache Plattenform aufweisen. Beispielsweise kann durch geeignetes Ändern der Fläche der flachen Platte die Menge des zu haltenden Bestandteils eingestellt werden.
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Das Paar von Armen kann so ausgebildet sein, dass in einer Stellung, in welcher der Bestandteil durch das Paar von distalen Endabschnitten gehalten wird, Positionen des Paars von distalen Endabschnitten des Paars von Armen und Positionen von proximalen Endabschnitten des Paars von Armen in der horizontalen Richtung getrennt sind.
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Mit dem vorstehend genannten Aufbau sind z.B. in einem Fall des Haltens des Bestandteils, der in dem Behälter aufgenommen ist, in der horizontalen Richtung die Positionen der distalen Endabschnitte der Arme innerhalb des Behälters ausgerichtet und die Positionen der proximalen Endabschnitte der Arme können außerhalb des Behälters ausgerichtet sein. Auf diese Weise kann selbst in einem Fall, bei dem wenig Fremdmaterialien, wie z.B. Staub, in einem Antriebsabschnitt (proximalen Endabschnitt) während des Betriebs der Arme erzeugt werden, verhindert werden, dass die Fremdmaterialien in den Behälter fallen und mit dem Bestandteil gemischt werden. Beispielsweise kann sich ein Teil, der den distalen Endabschnitt des Arms umfasst, in der vertikalen Richtung erstrecken, und ein Teil, der den proximalen Endabschnitt des Arms umfasst, kann sich in der horizontalen Richtung erstrecken. Ferner kann sich ein Körper des Arms, der den distalen Endabschnitt und den proximalen Endabschnitt umfasst, in einer schrägen Richtung in Bezug auf die vertikale Richtung erstrecken. Der Bestandteil kann ein flüssiger oder pulverförmiger Bestandteil sein.
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Ein Verfahren zum Betreiben einer Nahrungsmittelhaltevorrichtung gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben einer Nahrungsmittelhaltevorrichtung, die einen Basisabschnitt, ein Paar von Armen, die antreibbar an dem Basisabschnitt angebracht sind, ein Paar von distalen Endabschnitten, die jeweils an distalen Enden des Paars von Armen bereitgestellt sind, und eine Steuervorrichtung, die zum Steuern eines Betriebs des Paars von Armen ausgebildet ist, umfasst. Das Verfahren umfasst, durch Steuern des Betriebs des Paars von Armen, das Halten des Bestandteils in einer Innenseite zwischen dem Paar von distalen Endabschnitten in einem Zustand, bei dem das Paar von distalen Endabschnitten aufeinander zu gerichtet ist; und das Freigeben des Bestandteils, der in der Innenseite zwischen dem Paar von distalen Endabschnitten gehalten ist, in einem Zustand, bei dem das Paar von distalen Endabschnitten voneinander getrennt ist.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung weist den vorstehend beschriebenen Aufbau auf und eine festgelegte kleine Menge von Bestandteilen, wie z.B. Sesam, kann mit einem einfacheren Aufbau sicher gehalten oder freigegeben werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Ansicht, die einen schematischen Aufbau eines Industrieroboters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 2 ist eine Seitenansicht eines Endeffektors gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 3 ist eine Draufsicht einer Basishand und eines Adapters eines Erweiterungswerkzeugs, das durch die Basishand gegriffen wird, des Endeffektors von 2.
- 4 ist eine Vorderansicht des Endeffektors, der in der 2 gezeigt ist.
- 5 ist eine partielle Schnittansicht eines distalen Endabschnitts des Endeffektors, der in der 4 gezeigt ist.
- 6 ist ein Funktionsblockdiagramm, das schematisch den Aufbau einer Steuervorrichtung zeigt.
- 7 ist eine schematische Ansicht, die einen Betrieb des Endeffektors zeigt.
- 8 ist eine Seitenansicht eines Endeffektors gemäß eines ersten Modifizierungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
- 9 ist eine Ansicht, die einen Betrieb eines Endeffektors gemäß eines zweiten Modifizierungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Nachstehend werden dieselben oder entsprechende Elemente in allen Zeichnungen durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und eine überflüssige Beschreibung derselben wird weggelassen. Darüber hinaus zeigen die Zeichnungen schematisch die jeweiligen Bestandteilselemente zum Erleichtern des Verständnisses.
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(Ausführungsform)
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Die 1 ist eine Ansicht, die einen schematischen Aufbau eines Industrieroboters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie es in der 1 gezeigt ist, umfasst ein Roboter 11 eine Basis 12, die an einem Untergestell angebracht ist, ein Paar von Roboterarmen (nachstehend in manchen Fällen einfach als „Arme“ beschrieben) 13 und 13, die durch die Basis 12 gestützt werden, und eine Steuervorrichtung 14, die in der Basis 12 aufgenommen ist. Der Roboter 11 kann in einem begrenzten Raum (z.B. 610 mm x 620 mm), der einer Person entspricht, installiert werden.
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Nachstehend wird eine Richtung, in der sich ein Paar von Armen erstreckt, als Rechts-links-Richtung bezeichnet. Eine Richtung parallel zu einem Wellenzentrum einer Basiswelle wird als Oben-unten-Richtung bezeichnet. Eine Richtung orthogonal zu der Rechts-links-Richtung und der Oben-unten-Richtung wird als Vorne-hinten-Richtung bezeichnet. Der Roboter 11 der vorliegenden Ausführungsform wird auf eine Herstellungsstätte für Nahrungsmittel angewandt und führt eine Herrichtungs- bzw. Verteilungsarbeit von Nahrungsmitteln durch.
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Jeder Arm 13 ist ein horizontal gelenkiger Roboterarm, der so ausgebildet ist, dass er bezüglich der Basis 12 in einer horizontalen Richtung beweglich ist. Jeder Arm 13 umfasst einen Armabschnitt 15, einen Anlenkabschnitt 17 und einen Endeffektor 18. Der rechte Arm 13 und der linke Arm 13 können im Wesentlichen die gleiche Struktur aufweisen. Darüber hinaus können der rechte Arm 13 und der linke Arm 13 unabhängig betrieben werden oder können zusammen betrieben werden.
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In dem vorliegenden Beispiel ist der Armabschnitt 15 aus einem ersten Verbindungsstück 15a und einem zweiten Verbindungsstück 15b ausgebildet. Das erste Verbindungsstück 15a ist mit einer Basiswelle 16, die an einer oberen Oberfläche der Basis 12 angebracht ist, durch ein Drehgelenk J1 verbunden. Das erste Verbindungsstück 15a ist um eine Drehachse L1 drehbar, die durch eine Wellenmitte der Basiswelle 16 verläuft. Das zweite Verbindungsstück 15b ist durch ein Drehgelenk J2 mit einem distalen Ende des ersten Verbindungsstücks 15a verbunden. Das zweite Verbindungsstück 15b ist um eine Drehachse L2 drehbar, die in dem distalen Ende des ersten Verbindungsstücks 15a festgelegt ist.
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Der Anlenkabschnitt 17 umfasst eine mechanische Schnittstelle 19, an welcher der Endeffektor 18 angebracht ist. Der Anlenkabschnitt 17 ist mit einem distalen Ende des zweiten Verbindungsstücks 15b durch eine lineare Verbindung J3 und ein Drehgelenk J4 verbunden. Der Anlenkabschnitt 17 ist bezüglich des zweiten Verbindungsstücks 15b durch die lineare Verbindung J3 aufwärts und abwärts beweglich. Der Anlenkabschnitt 17 ist um eine Drehachse L3 orthogonal zu dem zweiten Verbindungsstück 15b durch das Drehgelenk J4 drehbar.
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Der Endeffektor 18 ist mit der mechanischen Schnittstelle 19 von jedem des rechten und des linken Anlenkabschnitts 17 verbunden. Der Endeffektor 18 ist an einem distalen Ende von jedem des rechten und des linken Arms 13 verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform weisen der rechte und der linke Endeffektor 18 dieselbe Struktur auf. Der Roboter 11, auf den der Endeffektor 18 angewandt wird, ist nicht auf die vorliegende Ausführungsform beschränkt und es ist ausreichend, dass der Roboter 11 ein Industrieroboter ist, der mindestens einen Roboterarm umfasst.
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Jeder Arm 13, der den vorstehend beschriebenen Aufbau aufweist, umfasst die Gelenke bzw. Verbindung J1 bis J4. Ferner ist der Arm 13 mit einem Servomotor (nicht gezeigt) zum Antreiben, einem Inkrementalgeber (nicht gezeigt) zum Erfassen eines Drehwinkels des Servomotors und dergleichen versehen, so dass diese den Gelenken bzw. der Verbindung J1 bis J4 entsprechen. Darüber hinaus befindet sich die Drehachse L1 der ersten Verbindungsstücke 15a und 15a der zwei Arme 13, 13 auf derselben Geraden und das erste Verbindungsstück 15a eines Arms 13 und das erste Verbindungsstück 15a des anderen Arms 13 sind mit einer Höhendifferenz in der Oben-unten-Richtung angeordnet.
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Als nächstes wird der Endeffektor 18 beschrieben, der an dem Anlenkabschnitt 17 des Arms 13 angebracht ist. Da der rechte und der linke Endeffektor 18 dieselbe Struktur aufweisen, wird hier nur einer (der rechte) Endeffektor beschrieben. Die 2 ist eine Seitenansicht des Endeffektors 18. Die 3 ist eine Draufsicht einer Basishand 60 und eines Adapters 81, der durch die Basishand 60 gegriffen wird.
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Wie es in der 2 gezeigt ist, ist der Endeffektor 18 aus der Basishand 60 und einem Erweiterungswerkzeug 80 ausgebildet. Die Basishand 60 ist ein Endeffektor (Roboterhand), der einen Gegenstand greifen kann. In der vorliegenden Ausführungsform wird als die Basishand 60 ein Greifer-Endeffektor, der einen Gegenstand durch ein Paar von Fingern 72 greift, die verschoben werden, während die Parallelität aufrechterhalten wird, eingesetzt. Die Basishand 60 ist jedoch nicht darauf beschränkt und die Anzahl der Finger und der Freiheitsgrad sind nicht beschränkt, solange die Basishand ein Endeffektor ist, der einen Gegenstand greifen kann. Beispielsweise kann als die Basishand 60 ein Winkelöffnungs/schließ-Greifer, der mit einem Paar von rotierenden Fingern versehen ist, eine Roboterhand, die einen Gegenstand durch drei oder mehr Finger greift, eine Spannvorrichtung, die einen Gegenstand hält, und dergleichen eingesetzt werden.
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Wie es in den 2 und 3 gezeigt ist, umfasst die Basishand 60 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Plattform 70 und das Paar von Fingern 72, die durch einen Aktuator (nicht gezeigt) angetrieben werden, der durch die Plattform 70 gestützt wird. Für die Plattform 70 wird eine Roboterschnittstelle 71 bereitgestellt. Die Roboterschnittstelle 71 ist mit der mechanischen Schnittstelle 19 (vgl. die 1) gekoppelt, die für den Anlenkabschnitt 17 des Arms 13 bereitgestellt ist.
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Das Paar von parallelen Fingern 72 wird durch den Aktuator (nicht gezeigt) angetrieben und wird derart bewegt, dass es so verschoben wird, dass es sich annähert oder voneinander trennt, wobei die Parallelität aufrechterhalten wird. Der Aktuator kann z.B. aus einem Luftzylinder, einem linearen Bewegungsmechanismus und dergleichen ausgebildet sein (keiner davon ist gezeigt).
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Das Erweiterungswerkzeug 80 erweitert eine Greiffunktion der Basishand 60. Das Erweiterungswerkzeug 80 ist zum Halten oder Freigeben eines Gegenstands (Bestandteils) ausgebildet. Das Erweiterungswerkzeug 80 umfasst den Adapter 81, einen Basisabschnitt 82, der mit dem Adapter 81 gekoppelt ist, ein Paar von Haltearmen 83, das antreibbar an dem Basisabschnitt 82 angebracht ist, und ein Paar von distalen Endabschnitten 84, die jeweils an distalen Enden des Paars von Haltearmen 83 bereitgestellt sind.
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Der Adapter 81 ist ein Verbindungsabschnitt zwischen der Basishand 60 und dem Erweiterungswerkzeug 80. Der Adapter 81 wird durch die Basishand 60 gegriffen, so dass das Erweiterungswerkzeug 80 und die Basishand 60 verbunden sind. Ein oberer Abschnitt des Adapters 81 weist eine Säulenform oder eine zylindrische Form auf. Nachstehend wird eine Erweiterungsrichtung der säulenförmigen oder zylindrischen Wellenmitte als „Wellenmitte-Richtung“ bezeichnet (Oben-unten-Richtung in den 2 und 3). Eingriffsabschnitte 81a, welche die Finger 72 der Basishand 60 in Eingriff nehmen, sind auf einer Außenumfangs-oberfläche des Adapters 81 bereitgestellt. Die Eingriffsabschnitte 81a entsprechen der Anzahl und den Positionen der Finger der Basishand 60.
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Die Basishand 60 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst das Paar von Fingern 72 und die Eingriffsabschnitte 81a, die den Fingern entsprechen, sind Rillen, die auf der Außenumfangsoberfläche des Adapters 81 ausgebildet sind. Wenn der Adapter 81, der mit den Rillen ausgebildet ist, durch das Paar von Fingern 72 von beiden Seiten sandwichartig umgeben wird, wird das Paar von Fingern 72 in die Rillen eingepasst, so dass ein Aspekt erhalten wird, bei dem das Paar von Fingern 72 in die Außenumfangsoberfläche des Adapters 81 eingreift.
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Die Breite der Rille, die der Eingriffsabschnitt 81a ist, ist identisch mit der Breite oder etwas größer als die Breite (Dicke) des Fingers 72. Auf diese Weise gelangt das Paar von Fingern 72 mit den Eingriffsabschnitten 81a in Eingriff. D.h., das Paar von Fingern 72 wird derart in die Rillen eingepasst, dass die Position in der Wellenmitte-Richtung und die Drehposition des Adapters 81 in Bezug auf die Basishand 60 festgelegt sind.
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Der Basisabschnitt 82 ist an den Adapter 81 gekoppelt und umfasst zwei Drehgelenke J5 mit einer Drehachse L4 in einer Richtung (Rechts-links-Richtung in der 2) orthogonal zu der Wellenmitte-Richtung des Adapters 81. Die zwei Drehgelenke J5 werden durch einen Aktuator angetrieben (nicht gezeigt). Der Aktuator kann z.B. aus einem Luftzylinder ausgebildet sein.
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Der Haltearm 83 ist aus einem proximalen Endabschnitt 831, einem Zwischenabschnitt 832 und einem distalen Endabschnitt 84 ausgebildet (vgl. die 2). Der proximale Endabschnitt 831 ist durch das Drehgelenk J5 mit dem Basisabschnitt 82 verbunden. Der proximale Endabschnitt 831 ist um die Drehachse L4 drehbar, die durch eine Wellenmitte des Drehgelenks J5 verläuft. Ein Abschnitt, der den proximalen Endabschnitt 831 des Zwischenabschnitts 832 umfasst, erstreckt sich in der horizontalen Richtung. Ein Abschnitt, der den distalen Endabschnitt 84 umfasst, des Zwischenabschnitts 832, erstreckt sich in der vertikalen Richtung. D.h., das Paar von Haltearmen 83 ist so ausgebildet, dass die Position des distalen Endabschnitts 84 und die Position des proximalen Endabschnitts 831 in der horizontalen Richtung (Rechts-links-Richtung in der 2) in einer Stellung voneinander getrennt sind, in der ein Gegenstand (Bestandteil) durch das Paar von distalen Endabschnitten 84 gehalten wird.
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Die 4 ist eine Vorderansicht des Endeffektors 18. Wie es in der 4 gezeigt ist, können die Haltearme 83 derart um die Drehachse L4 geöffnet oder geschlossen werden, dass die Längsrichtung des Haltearms 83 bei jedwedem Winkel in Bezug auf die vertikale Richtung vorliegt. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Haltearme 83 so gesteuert, dass sie in zwei Zuständen eines Zustands, in dem die Haltearme 83 um die Drehachse L4 derart geöffnet sind, dass die Längsrichtung des Haltearms 83 bei einem Winkel von 60 Grad in Bezug auf die vertikale Richtung vorliegt, und eines Zustands, in dem die Haltearme 83 derart geschlossen sind, dass die Längsrichtung des Haltearms 83 bei einem Winkel von 0 in Bezug auf die vertikale Richtung vorliegt, gestoppt werden.
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Die 5 ist eine partielle Schnittansicht des distalen Endabschnitts 84 des Endeffektors 18. Wie es in der 5 gezeigt ist, weist jeder distale Endabschnitt 84 eine halbkugelförmige Aussparung 84a auf. In der vorliegenden Ausführungsform bilden die halbkugelförmigen Aussparungen 84a einen kugelförmigen hohlen Abschnitt 84b in einem Zustand, bei dem sie aufeinander zu gerichtet sind. D.h., das Paar von distalen Endabschnitten 84 ist so ausgebildet, dass es einen Gegenstand (Bestandteil) in einer Innenseite zwischen den distalen Endabschnitten in einem Zustand hält, bei dem es aufeinander zu gerichtet ist. Darüber hinaus ist das Paar von distalen Endabschnitten 84 so ausgebildet, dass es den Gegenstand (Bestandteil), der in der Innenseite zwischen den distalen Endabschnitten gehalten ist, in einem Zustand freigibt, in dem es voneinander getrennt ist.
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Die 6 ist ein Funktionsblockdiagramm, das schematisch den Aufbau der Steuervorrichtung 14 (vgl. die 2) des Roboters 11 zeigt. Wie es in der 6 gezeigt ist, umfasst die Steuervorrichtung 14 einen Prozessor 14a, wie z.B. eine CPU, einen Speicher 14b, wie z.B. einen ROM oder RAM, und eine Servosteuereinrichtung 14c. Die Steuervorrichtung 14 ist z.B. eine Robotersteuereinrichtung, die einen Computer, wie z.B. einen Mikrocontroller, umfasst. Die Steuervorrichtung 14 kann aus einer einzelnen Steuervorrichtung 14 für eine zentralisierte Steuerung ausgebildet sein oder kann aus einer Mehrzahl von Steuervorrichtungen 14 für eine verteilte Steuerung für einen gemeinsamen Betrieb miteinander ausgebildet sein.
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Informationen, wie z.B. ein Basisprogramm als Robotersteuereinrichtung, und verschiedene Elemente von festgelegten Daten sind in dem Speicher 14b gespeichert. Der Prozessor 14a steuert verschiedene Betriebsarten des Roboters 11 durch Lesen und Ausführen von Software, wie z.B. des Basisprogramms, das in dem Speicher 14b gespeichert ist. D.h., der Prozessor 14a erzeugt einen Steuerbefehl für den Roboter 11 und gibt den Steuerbefehl an die Servosteuereinrichtung 14c aus. Die Servosteuereinrichtung 14c ist zum Steuern des Betriebs des Servomotors entsprechend den Gelenken bzw. der Verbindung J1 bis J4 jedes Arms 13 des Roboters 11 auf der Basis des Steuerbefehls, der durch den Prozessor 14a erzeugt wird, ausgebildet. Darüber hinaus werden auch der Haltebetrieb (vgl. die 2) des Adapters 81 und der Öffnungs/Schließ-Betrieb (vgl. die 4) der Haltearme 83 des Erweiterungswerkzeugs 80 durch die Basishand 60 durch die Steuervorrichtung 6 gesteuert. Demgemäß steuert die Steuervorrichtung 14 den gesamten Betrieb des Roboters 11.
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Als nächstes wird ein Beispiel des Betriebs des Roboters 11, der durch die Steuervorrichtung 14 gesteuert wird, mittels der 7 beschrieben. Der Roboter 11 der vorliegenden Ausführungsform hält einen Bestandteil 91 und führt eine Herrichtungs- bzw. Verteilungsarbeit mit dem Nahrungsmittel 93 durch. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Bestandteil 91 Sesampulver. Der Bestandteil 91 ist nicht auf einen pulverförmigen Bestandteil beschränkt und kann ein flüssiger Bestandteil, wie z.B. eine Sauce oder ein Dressing, sein. Darüber hinaus ist das Nahrungsmittel 93 z.B. Petersilie, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
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Insbesondere steuert die Steuervorrichtung 14 den Betrieb des Arms 13 derart, dass der Adapter 81 durch die Basishand 60 des Endeffektors 18 gehalten wird und die Haltearme 83 des Erweiterungswerkzeugs 80 geöffnet werden. Dann wird, wie es in der 7(a) gezeigt ist, in einem Zustand, bei dem die Haltearme 83 des Erweiterungswerkzeugs 80 geöffnet sind, das Erweiterungswerkzeug 80 so bewegt, dass es in der Umgebung unmittelbar oberhalb des Schalenbehälters 90 vorliegt, in dem der Bestandteil 91 aufgenommen ist.
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Dann führt, wie es in der 7(b) gezeigt ist, die Steuervorrichtung 14 eine Steuerung so durch, dass das Erweiterungswerkzeug 80 abgesenkt wird und das Paar von Haltearmen 83 geschlossen wird. Auf diese Weise hält das Paar von distalen Endabschnitten 84 den Bestandteil 91 in einer Innenseite zwischen den distalen Endabschnitten in einem Zustand, bei dem sie aufeinander zu gerichtet sind.
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Danach führt, wie es in der 7(c) gezeigt ist, die Steuervorrichtung 14 eine Steuerung so durch, dass das Paar von Haltearmen 83 in der Umgebung unmittelbar oberhalb eines Behälters 92 geöffnet wird, in dem das Nahrungsmittel 93 aufgenommen ist. Dadurch, dass das Paar von distalen Endabschnitten 84 voneinander getrennt ist, wird der Bestandteil 91, der in der Innenseite zwischen den distalen Endabschnitten gehalten wird, freigegeben. Auf diese Weise kann der Bestandteil 91 auf dem Nahrungsmittel 93 in dem Behälter 92 verteilt werden.
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Darüber hinaus weist in der vorliegenden Ausführungsform das Paar von distalen Endabschnitten 84 halbkugelförmige Aussparungen 84a auf, die Halbkugeln bilden den kugelförmigen hohlen Abschnitt 84b in einem Zustand, bei dem sie aufeinander zu gerichtet sind, und der Bestandteil wird in dem hohlen Abschnitt 84b gehalten. Folglich ist es einfach, eine festgelegte kleine Menge des Bestandteils 91 zu halten. Ferner kann durch geeignetes Ändern des Volumens der Halbkugel die Menge des zu haltenden Bestandteils eingestellt werden.
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Es sollte beachtet werden, dass die Aussparung 84a in einer Halbkugelform ausgebildet ist, jedoch nicht darauf beschränkt ist, solange der Bestandteil in einer Innenseite zwischen den Aussparungen in einem Zustand gehalten werden kann, bei dem die Aussparungen aufeinander zu gerichtet sind.
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Darüber hinaus sind in der vorliegenden Ausführungsform in einer Stellung, in welcher der Bestandteil 91 durch das Paar von distalen Endabschnitten 84 gehalten wird, die Positionen der distalen Endabschnitte 84 des Paars von Haltearmen 83 und die Positionen der proximalen Endabschnitte 831 des Paars von Haltearmen 83 so ausgebildet, dass sie in der horizontalen Richtung getrennt sind (vgl. die 2). Auf diese Weise sind in einem Fall, bei dem der Bestandteil 91, der in dem Behälter 90 aufgenommen ist (vgl. die 7), in der horizontalen Richtung gehalten wird, die Positionen der distalen Endabschnitte 84 der Haltearme 83 so ausgerichtet, dass sie innerhalb des Behälters 90 vorliegen, und die Positionen der proximalen Endabschnitte 831 der Haltearme 83 können so ausgerichtet werden, dass sie außerhalb des Behälters 90 vorliegen. Auf diese Weise kann selbst in einem Fall, bei dem wenig Fremdmaterialien, wie z.B. Staub, in dem Antriebsabschnitt (dem proximalen Endabschnitt) während des Betriebs des Haltearms 83 erzeugt werden, verhindert werden, dass die Fremdmaterialien in den Behälter 90 fallen, so dass sie mit dem Bestandteil 91 gemischt werden. Es sollte beachtet werden, dass in der vorliegenden Ausführungsform ein Aufbau eingesetzt wird, bei dem sich der Zwischenabschnitt 832, der den distalen Endabschnitt 84 des Haltearms 83 umfasst, in der vertikalen Richtung erstreckt, und sich ein Abschnitt, der den proximalen Endabschnitt 831 umfasst, in der horizontalen Richtung erstreckt (vgl. die 2), jedoch kann sich der Körper des Haltearms 83, der den distalen Endabschnitt 84 und den proximalen Endabschnitt 831 umfasst, in einer schrägen Richtung in Bezug auf die vertikale Richtung erstrecken.
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(Modifizierungsbeispiele)
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Die 8 ist eine Seitenansicht eines Endeffektors gemäß einem Modifizierungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Wie es in der 8 gezeigt ist, unterscheidet sich ein Erweiterungswerkzeug 80A des vorliegenden Modifizierungsbeispiels von demjenigen der Ausführungsform darin, dass ein Paar von distalen Endabschnitten 841 flache Plattenformen aufweist. Die flachen Plattenformen sind so ausgebildet, dass sie einen Gegenstand (Bestandteil) in einer Innenseite zwischen aufeinander zu gerichteten Oberflächen davon dadurch halten, dass die aufeinander zu gerichteten Oberflächen überlappen. Auf diese Weise kann durch geeignetes Ändern der Fläche der flachen Platte die Menge des zu haltenden Bestandteils eingestellt werden. Es sollte beachtet werden, dass das Paar von distalen Endabschnitten 841 beispielsweise gekrümmte Oberflächenformen aufweisen kann, solange die distalen Endabschnitte in einer komplementären Form ausgebildet sind. Selbst mit einem solchen Aufbau ist es möglich, einen Gegenstand (Bestandteil) in einer Innenseite zwischen aufeinander zu gerichteten gekrümmten Oberflächen dadurch zu halten, dass die aufeinander zu gerichteten gekrümmten Oberflächen überlappen.
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Die 9 ist eine schematische Ansicht, die den Betrieb eines Endeffektors gemäß eines zweiten Modifizierungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie es in der 9 gezeigt ist, unterscheidet sich ein Erweiterungswerkzeug 80B des vorliegenden Modifizierungsbeispiels von demjenigen der Ausführungsform darin, dass jeder Haltearm 83B so ausgebildet ist, dass er parallel mit einem Basisabschnitt 82B beweglich ist. Das Paar von Haltearmen 83B wird durch einen Aktuator (nicht gezeigt) angetrieben und wird so bewegt, dass es verschoben wird, so dass es sich annähert oder getrennt wird, während die Parallelität aufrechterhalten wird. Selbst mit einem solchen Aufbau, wie er in den 9(a) bis 9(c) gezeigt ist, kann das Paar von distalen Endabschnitten 84 den Bestandteil 91 in einer Innenseite zwischen den distalen Endabschnitten in einem Zustand halten, bei dem sie aufeinander zu gerichtet sind, und durch das Paar von distalen Endabschnitten 84, die voneinander getrennt sind, kann der Bestandteil 91, der in der Innenseite zwischen den distalen Endabschnitten gehalten wird, freigegeben werden. Es sollte beachtet werden, dass der distale Endabschnitt 84 in der 9 eine flache Plattenform (841) aufweisen kann, wie es in der 8 gezeigt ist.
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(Weitere Ausführungsformen)
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In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird die Herrichtungs- bzw. Verteilungsarbeit des Nahrungsmittels durch den Doppelarmroboter 11 durchgeführt, kann jedoch durch eine spezielle Vorrichtung realisiert werden, die den Endeffektor 18 umfasst und eine Positionierungssteuerung durchführen kann.
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Der Roboter 11 der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist der horizontal gelenkige Doppelarmroboter, jedoch kann es ein vertikal gelenkiger Roboter sein, solange der Roboter das Erweiterungswerkzeug 80 an einem distalen Ende des Roboterarms umfasst.
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In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist das Erweiterungswerkzeug 80 so ausgebildet, dass es durch die Basishand 60 gehalten wird, jedoch kann das Erweiterungswerkzeug 80 direkt an der mechanischen Schnittstelle 19 am distalen Ende des Roboterarms 13 angebracht werden.
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Für einen Fachmann sind aus der vorstehenden Beschreibung viele Modifizierungen und andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ersichtlich. Demgemäß sollte die vorstehende Beschreibung lediglich als veranschaulichend betrachtet werden und sie ist für den Zweck bereitgestellt, einem Fachmann die besten Modi zur Ausführung der vorliegenden Erfindung zu lehren. Die Details der Strukturen und/oder der Funktionen können wesentlich geändert werden, ohne von dem Wesen der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Die vorliegende Erfindung ist an einer Herstellungsstätte eines Nahrungsmittels, wie z.B. von Mahlzeiten oder Mittagessen für Flüge, geeignet.
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Bezugszeichenliste
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- 11
- Roboter
- 13
- Roboterarm
- 14
- Steuervorrichtung
- 18
- Endeffektor
- 60
- Basishand
- 80
- Erweiterungswerkzeug
- 82
- Basisabschnitt
- 83
- Haltearm
- 84
- Distaler Endabschnitt
- 84a
- Aussparung
- 84b
- Hohler Abschnitt
- 90
- Behälter
- 91
- Bestandteil (Sesam)
- 92
- Behälter
- 93
- Nahrungsmittel (Petersilie)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2003128002 A [0003]
- JP 2015223151 A [0003]
