(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品の盛り付け作業を行う食品盛り付けロボットにおいて、食品が収容された状態で前記ロボットに供給される食品運搬用容器を該ロボットのハンドにより把持する手段と、
前記把持された食品運搬用容器を盛り付け容器の上方に運搬する手段と、
前記食品運搬用容器に収容された食品を前記食品運搬用容器から前記盛り付け容器に盛り付ける盛り付け手段と、を備えたことを特徴とする食品盛り付けロボット。
【請求項２】
前記ハンドにより、前記食品運搬用容器の縁を支持し、運搬することを特徴とする、請求項１に記載の食品盛り付けロボット。
【請求項３】
前記ハンドにより、同時に複数の前記食品運搬用容器を支持し、運搬することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の食品盛り付けロボット。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の内何れか１項に記載されたロボットと、前記食品運搬用容器及び前記盛り付け容器を前記ロボットに供給する手段とを備えた食品盛り付け装置において、
前記食品運搬用容器は、側部に切欠部を有し、
前記盛り付け手段は、前記食品運搬用容器を傾斜させ、前記切欠部から前記食品が落下するように前記食品運搬用容器を傾ける手段であることを特徴とする食品盛り付け装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３の内何れか１項に記載されたロボットと、前記食品運搬用容器及び前記盛り付け容器を前記ロボットに供給する手段とを備えた食品盛り付け装置において、
前記食品運搬用容器は、側部に切欠部を有し、
前記盛り付け手段は、前記ハンドに設けられたヘラ状部材によって前記食品を前記切欠部から前記食品運搬用容器の外へ移動させる移動手段であることを特徴とする食品盛り付け装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項３の内何れか１項に記載されたロボットと、前記食品運搬用容器及び前記盛り付け容器を前記ロボットに供給する手段とを備えた食品盛り付け装置において、
前記食品運搬用容器は注ぎ部を有し、
前記盛り付け手段は、前記注ぎ部から前記食品が流下するように前記食品運搬用容器を傾ける手段であることを特徴とする食品盛り付け装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項３の内何れか１項に記載されたロボットと、前記食品運搬用容器及び前記盛り付け容器を前記ロボットに供給する手段とを備えた食品盛り付け装置において、
前記食品運搬用容器は底部に開閉口を有し、
前記盛り付け手段は、前記開閉口から前記食品が落下するように前記開閉口を開く手段であることを特徴とする食品盛り付け装置。
【請求項８】
前記食品運搬用容器はトレイ上に載置されて前記ロボットに供給され、前記トレイ１個当り少なくとも１つの前記食品運搬用容器が載置されることを特徴とする、請求項４乃至請求項７の内何れか１項に記載の食品盛り付け装置。
【請求項９】
前記トレイが耐熱性材料から成ることを特徴とする、請求項８に記載の食品盛り付け装置。
【請求項１０】
前記盛り付け容器は区分けされた複数の領域を備え、
前記複数の領域の中から前記ロボットによって支持された前記食品運搬用容器に収容されている食物を盛り付けるべき領域を指定する手段と、
前記指定された領域に前記食品を盛り付ける手段とを備えることを特徴とする、請求項４乃至請求項９の内何れか１項に記載の食品盛り付け装置。
【請求項１１】
前記盛り付け容器の位置姿勢情報を前記ロボットに与える手段と、
前記与えられた位置姿勢情報に基いて前記盛り付け容器の前記領域に前記食品を盛り付ける手段を備えることを特徴とする、請求項１０に記載の食品盛り付け装置。
【請求項１２】
前記食品運搬用容器が耐熱性材料から成ることを特徴とする、請求項４乃至１１の内何れか１項に記載の食品盛り付け装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食品が収容された食品運搬用容器をロボットで支持し、その食品を弁当箱や皿などの盛り付け容器に盛り付けるロボット装置、並びに同ロボットを利用した食品盛り付け装置に関する。本発明は、調理済みの加工食品やご飯のみならず、流動性あるいは液体状の食品の盛り付けにも適用し得る。なお、本明細書で言う「食品」には、各種の調味料（醤油、ソース、砂糖、塩など）も当然含まれる。
【０００２】
【従来の技術】
ロボットによる加工食品などの搬送は、食品加工工場で加工された冷凍食品などをロボットで把持し、箱などに詰めこむ作業を行うパッキング作業に利用されている。しかし、加熱などの調理をした食品を弁当箱や皿などの盛り付け容器に盛り付ける作業については、従来、人手により行われるのが通例であり、ロボットが用いられることは少ない。
【０００３】
ロボットを用いて食品盛り付けを行なう場合でも、それは一定形状を有する食品をハンドで把持して盛り付ける方式で実行されており、液状乃至流動性の食物を盛り付けることは困難であるとされ、殆ど行なわれていない。また、野菜の煮物など複数の食材片からなる食品や、キャベツの千切りなど形状が定まらない食品をロボットに供給し、その不定形の食品を同ロボットで弁当箱や皿などの盛り付け容器に盛り付けるようにしたロボットシステムは知られていない。
【０００４】
このように、定形物以外の食品をロボットにより弁当箱や皿などの盛り付け容器に盛り付けるロボットシステムがなかった原因は、ロボットの先端などに取り付けたハンドにより直接把持できる食品は、固体状の定形物に限定されてしまうためである。即ち、冷凍食品などのように形状が安定している定形物でないと、食品を把持するハンド自体の構造が複雑化してしまうこと、食品毎に専用ハンドを用意しなければならないこと等の問題が生じ、また、それに伴ってロボットシステムが高額化してしまうからである。
【０００５】
更に、ロボットで直接把持する従来方式では、新しいメニューへの対応が迅速に行えないという問題もある。即ち、例えば加熱あるいは冷凍状態を解除された食品は、柔らかく、変形しやすい場合が少なくなく、ロボットで直接把持すると、食品の形状が崩れるおそれがあり商品価値を損なってしまう。また、形状が崩れてしまえば確実に所定の搬送位置に食品を搬送することも困難になる。
【０００６】
このような事態は決して特殊なケースで起るものではない。弁当箱や皿などの盛り付け容器に盛り付ける食品は、形状が一定でない変形物である場合が多く、その種類も多様である（例えば、ご飯、キャベツの千切り、野菜の煮物、パスタ類など）。そこで、このような多様な形態をとり得る食品の盛り付けに無理なく使用出来るロボット及び同ロボットを用いた食品盛り付け装置が望まれていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解消し、多様な形態をとり得る食品の盛り付けに無理なく使用出来るロボット及び同ロボットを用いた食品盛り付け装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、食品が収容された食品運搬用容器を支持し、同食品運搬用容器内の食品を同食品運搬用容器から弁当箱や皿などの盛り付け容器に盛り付けることが出来るロボット装置、並びに、同ロボットを用いた食品盛り付け装置を提供することによって上記課題を解決したものである。
【０００９】
即ち、本発明は先ず基本的な構成として、食品の盛り付け作業を行う食品盛り付けロボットにおいて、食品が収容された状態で前記ロボットに供給される食品運搬用容器を該ロボットのハンドにより把持する手段と、前記把持された食品運搬用容器を盛り付け容器の上方に運搬する手段と、前記食品運搬用容器に収容された食品を前記食品運搬用容器から前記盛り付け容器に盛り付ける盛り付け手段と、を備えた食品盛り付けロボットを提供する。
【００１０】
ここで、ハンドによる食品運搬用容器の支持は、典型的には把持あるいは吸引による支持である。ハンドによる食品運搬用容器の支持個所は縁とするのが好ましい。ハンドにより、同時に複数の前記食品運搬用容器を支持し、運搬するようにしても良い。
【００１１】
更に本発明は、上記の食品盛り付けロボットと、前記食品運搬用容器及び前記盛り付け容器を前記ロボットに供給する手段とを備えた食品盛り付け装置を提供する。その１つの形態において、前記食品運搬用容器は、側部に切欠部を有し、前記盛り付け手段には、前記食品運搬用容器を傾斜させ、前記切欠部から前記食品が落下するように前記食品運搬用容器を傾ける手段が採用される。
【００１２】
また、別の形態においては、前記食品運搬用容器は注ぎ部を有し、前記盛り付け手段には、前記注ぎ部から前記食品が流下するように前記食品運搬用容器を傾ける手段が採用される。そして、更にもう１つの形態においては、前記食品運搬用容器は底部に開閉口を有し、前記盛り付け手段には、前記開閉口から前記食品が落下するように前記開閉口を開く手段が採用される。
【００１３】
ここで、前記食品運搬用容器はトレイ上に載置されて前記ロボットに供給され、前記トレイ１個当り少なくとも１つの前記食品運搬用容器が載置されるようにしても良い。また、本発明に従った食品盛り付け装置においては、前記盛り付け容器は区分けされた複数の領域を備え、前記複数の領域の中から前記ロボットによって支持された前記食品運搬用容器に収容されている食物を盛り付けるべき領域を指定する手段と、前記指定された領域に前記食品を盛り付ける手段とを備えるようにすることも出来る。
【００１４】
更に、本発明に従った食品盛り付け装置は、前記盛り付け容器の位置姿勢情報を前記ロボットに与える手段と、前記与えられた位置姿勢情報に基いて前記盛り付け容器の前記領域に前記食品を盛り付け手段を備えることも出来る。これらいずれの態様においても、食品盛り付け装置で用いられるトレイあるいは食品運搬用容器は、例えばステンレス等の耐熱性材料から成ることが好ましい。
【００１５】
このように、本発明に従った食品盛り付けロボット及び食品盛り付け装置は、食品をハンドで直接把持するのではなく、その縁などを利用して把持あるいは吸引等の支持が容易な食品運搬用容器を利用し、この食品運搬用容器から食品を外部に出すことで盛り付け容器に盛り付けるようにしている。そして、食品を外部に出すには重力作用やヘラのような補助部材が利用出来る。
【００１６】
即ち、食品運搬用容器の側部に切欠部あるいは注ぎ口を設けておけば、食品運搬用容器をロボットで傾けることで定形物、不定形物、流動物等、いずれの性状の食品の盛り付け作業にも対応可能である。食品運搬用容器の底面などに開閉自在な開閉口を設けた場合には、その開閉口を開くことで、食品が開閉口から落ち、弁当箱や皿などの盛り付け容器に盛り付けできる。
【００１７】
また、ハンドに設けられたヘラのような補助部材で食品を移動（押し出し乃至かき出しの動作）させることで食品運搬用容器の側部に設けた切欠部から食品を外部に出しても良い。その際、食品運搬用容器を傾斜させて重力作用の助けを借りても良いことは言うまでもない。
【００１８】
なお、食品運搬用容器の側部に設ける切欠部の形態には、食品を食品運搬用容器外に出すに支障が無い範囲で種々の態様が採用し得る。例えば、四辺形升状の食品運搬用容器の縁辺（本来４個ある）の１つを除去した形状（縁辺は３個となる）や、同縁辺（４個）の内の１つの最下部付近に横長長方形状の開口を設けた形状が採用出来る。
【００１９】
そして、食品が食品運搬用容器内に収容乃至載置された状態でロボットによる支持（把持、吸引など）が行なわれるため、加熱調理などでたとえ食品が柔らかく形が崩れ易くなっているものであっても、形が崩れるおそれが減少し、商品価値を損なわずに弁当箱や皿などの盛り付け容器への盛り付けが可能となる。
【００２０】
更に、食品運搬用容器は既知の一定形状を有するものを簡単に用意出来るので、特別なハンドを用いる必要がなく、さらに、ロボットが直接、食品に触れることがないので、衛生的であり、ロボットやハンドの洗浄回数を減らすことが出来る。食品運搬用容器や同容器を載置するトレイとして、テンレスなどの耐熱性材質のものを採用すれば、食品を食品運搬用容器に載せたまま、冷凍、運搬、加熱、保温などの食品に関する様々な処理が可能となり、食品の運搬、調理、盛り付けを効率的に行うこと出来る。これにより、食品の加工、運搬、調理、盛り付けの全ての過程において機械化、ロボット化することも可能となり、食品工場のみならず、食品調理場の無人化、省力化に貢献出来る。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の１つの実施形態に係る食品盛り付け装置の要部配置と同装置を用いた食品盛り付け作業の様子を説明する図である。また、図２は同食品盛り付け装置に含まれる食品盛り付けロボット、食品供給ライン、食品盛り付け容器（弁当箱）供給ライン及びそれらの制御装置の間の基本的な接続関係を示したブロック図である。
【００２２】
先ず図１を参照すると、計３基の食品盛り付けロボット（以下、単にロボットと言う）ＲＢ１〜ＲＢ３と４系統の供給ラインＬ１〜Ｌ４が示されている。図２に示したように、各ロボットＲＢ１〜ＲＢ３は周知のロボットコントローラＲＣ１〜ＲＣ３で制御される。また、供給ラインＬ１〜Ｌ４の動作（コンベアの起動、停止等）はシステムコントローラＳＲで制御される。各ロボットコントローラＲＣ１〜ＲＣ３は、例えば通信回線でシステムコントローラＳＲに接続されており、後述する態様で行なわれる盛り付け作業に必要な諸信号の授受を行えるようになっている。
【００２３】
供給ラインＬ１〜Ｌ４の内、供給ラインＬ１〜Ｌ３は食品供給ラインで、それぞれ別種の食品ａ、ｂ、ｃを各ロボットＲＢ１〜ＲＢ３の近傍に供給する。食品ａ、ｂ、ｃは、例えばａは豚カツ、ｂはキャベツ、ｃはごはんである。各食品はそれに対応した食品運搬用容器１０、２０、３０中に収容された状態で供給される。更に、本実施形態では、４つの領域に１個づつ食品運搬用容器１０、２０あるいは３０をそれぞれ載置するトレイ１、２、３が使用されている。なお、トレイ１〜３や食品運搬用容器１０、２０、３０は、必要に応じて加熱、冷凍などの処理が可能な材料、例えばステンレスで構成されていることが好ましい。
【００２４】
供給ラインＬ４は食品盛り付け容器供給ラインで、本例では、運ばれて来る食品盛り付け容器は弁当箱５０である。同ラインＬ４の近傍の適所には、上流側から順にロボットＲＢ１〜ＲＢ３が配置される。図示されているように、弁当箱５０は４つの領域に区切られており、ロボットＲＢ１は食品ａを弁当箱５０の左下領域に盛り付ける作業を担当する。同様に、ロボットＲＢ２は食品ｂを弁当箱５０の左上領域に盛り付ける作業を担当し、ロボットＲＢ３は食品ｃを弁当箱５０の右下領域に盛り付ける作業を担当する。
【００２５】
各供給ラインＬ１〜Ｌ３は、間欠的に動作起動（コンベア走行）と停止とを繰り返すように制御される。即ち、ロボットＲＢ１〜ＲＢ３により食品運搬用容器１０、２０あるいは３０を支持するに適した位置にトレイ１、２あるいは３が到達すると一旦停止する。各ロボットＲＢ１〜ＲＢ３は、システムコントローラＳＲからトレイ到達信号を受けて食品運搬用容器１０、２０あるいは３０を支持する。
【００２６】
図３（ａ）、（ｂ）には、食品運搬用容器１０を例にとってロボットＲＢ１による食品運搬用容器支持の例を示した。図３（ａ）は「把持」による例であり、食品運搬用容器１０の一辺の背を高くして支持部１１とし、これをハンドＨ１で挟んで把持する。図３（ｂ）は「吸着」による例であり、食品運搬用容器１０の支持部１１を吸盤Ｓを備えたハンドＨ２で吸引して支持する。食品運搬用容器２０、３０のロボットＲＢ１、ＲＢ２による支持についても同様の手段が適用出来る。
【００２７】
さて一方、弁当箱供給ラインＬ４もシステムコントローラＳＲによって間欠的に動作起動（コンベア走行）と停止とを繰り返すように制御される。即ち、ロボットＲＢ１による食品盛り付け作業に適した位置に空の弁当箱５０の内の先頭のものが到達するとラインＬ４は一旦停止する。
【００２８】
ここで、この停止位置は、同空の弁当箱５０のいくつか（例えば２個）先の弁当箱（食品ａのみ盛り付け済み）へのロボットＲＢ２による食品ｂの盛り付け作業に適した位置でもあり、且つ、同空の弁当箱５０の更にいくつか（例えば４個）先の弁当箱（食品ａとｂのみ盛り付け済み）へのロボットＲＢ３による食品ｃの盛り付け作業に適した位置でもあるように、弁当箱５０の供給間隔（距離）とロボットＲＢ１〜ＲＢ３の設置位置が予め調整されている。
【００２９】
従って、１回のラインＬ４の停止期間について、各ロボットＲＢ１〜ＲＢ３に対応して同時に３つの弁当箱５０に食品ａ、ｂ、ｃがそれぞれ盛り付けられる。各のラインＬ４の停止期間は、その３つの弁当箱５０に対する盛り付けが完了した直後に終了し、ラインＬ４は再起動される。そして、再び空の弁当箱５０の内の先頭のものが到達するとラインＬ４は一旦停止する。停止のタイミングは、例えば所定位置にリミットスイッチあるいは光学式の弁当箱到達検出器等を設置するなどの手法により決定出来る。この種の技術は周知なので詳しい説明は省略する。
【００３０】
さて、各食品運搬用容器１０、２０、３０を支持した各ロボットＲＢ１、ＲＢ２、ＲＢ３は、予め定められた各盛り付け位置へ移動する。即ち、ロボットＲＢ１は食品ａを所定位置（ロボットＲＢ１用）に停止している弁当箱５０の左下に区画された領域に盛り付けるに適した位置に移動する。同様に、ロボットＲＢ２は食品ｂを所定位置（ロボットＲＢ２用）に停止している別の弁当箱５０の左上に区画された領域に盛り付けるに適した位置に移動し、ロボットＲＢ３は食品ｃを所定位置（ロボットＲＢ３用）に停止している更に別の弁当箱５０の右下に区画された領域に盛り付けるに適した位置に移動する。
【００３１】
各盛り付け位置は、一般に各弁当箱５０の上方の空間内の適所にある。各盛り付け位置に移動した各ロボットＲＢ１〜ＲＢ３は、各弁当箱の各指定された領域（左下、左上、右下）への盛り付けを実行する。盛り付けの実行は、各食品運搬用容器１０〜３０内に収容された食品ａ〜ｃを各食品運搬用容器１０〜３０から外部へ出すことで達成される。
【００３２】
食品を的確に食品運搬容器外に出すようにするために、種々の食品運搬用容器が採用し得る。その例を図４（ａ）〜（ｄ）に示した。これらの例はいずれも、食品運搬用容器を傾斜させるようにロボットを動作させることで食品を重力に従って容器外に出すケースに適用出来る。図４（ａ）に示した食品運搬用容器６０はいわば基本形で、直方体升形状の一辺側部をまるごと除去して切欠部Ｐ１とした例である。
【００３３】
ロボットは、この切欠部Ｐ１から食品が脱落しない姿勢で盛り付け位置（弁当箱５０の上方）まで運び、弁当箱５０の到達をシステムコントローラＳＲからの信号で確認してから、切欠部Ｐ１から食品が容器６０外に出て落下するように容器６０が傾くようにロボットを動作させる。食品が脱出落下したらロボットはその食品運搬用容器をトレイへ戻す。
【００３４】
図４（ｂ）〜（ｄ）に示した食品運搬用容器７０〜９０は変形で、直方体升形状の一辺側部を部分的に除去して開口部Ｐ２、Ｐ４あるいは切欠部Ｐ３を形成したものである。開口部Ｐ２は、容器７０の底部側に横長スリット状に形成されている。容器９０の開口部Ｐ４は、やかんの注ぎ口のように突出部を設け、その先端に形成されている。また、容器８０の切欠部Ｐ３は、Ｖ字状の谷の出口の形態を有し、一種の注ぎ口と言って良い。
【００３５】
このような諸形態は、収容する食品の性状に応じて選択、設計されることが好ましい。例えば、豚カツなどの固形状の食品であれば容器６０や７０が適しており、スープ等の液状の食品であれば容器９０が適している。また、煮豆など粒状の食品であれば容器８０が適していると考えられる。
【００３６】
図５に示した食品運搬用容器は、更に別の変形例で、直方体升形状の底板Ｑが図示された如く開閉可能に枢軸支持され、必要時に開放可能に構成されている。底板ＱはばねＳＰで適度の引っ張り力で偏椅され、平常時は食品が収容されてもそれに抗して閉成されている。そして、底板Ｑには開放時に駆動されるフックＦが取り付けられており、このフックＦを押圧駆動することで底板ＱがばねＳＰの引っ張り力に打ち勝って開放される。
【００３７】
フックＦの押圧駆動には、例えばロボットのハンド付近に付設されたプランジャＰＬが利用出来る。プランジャＰＬの起動は例えばエアシリンダ（図示省略）によって行なわれる。なお、言うまでもないことであるが、この図５に示した食品運搬用容器を採用した場合には、盛り付け実行のために食品運搬用容器を傾斜させる必要は一般に無くなる（但し、容器傾斜の併用は可能である）。
【００３８】
また、場合によっては１基のロボットで複数の食品運搬用容器を支持することも有り得る。その例を図６に示した。ここでは、図４（ａ）に示したと同型の容器６０Ａ、６０Ｂが２個、ロボットＲＢに装着されたハンドＨで背中合わせの姿勢で把持されている。容器６０Ａから食物を出すには矢印Ａの向きにロボットＲＢの手先部を傾斜させれば良く、容器６０Ｂから食物を出すには矢印Ｂの向きにロボットＲＢの手先部を傾斜させれば良い。
【００３９】
食品運搬用容器から食物を出すには、へらのような補助部材を使用することも有り得る。例えば納豆のように、自然落下だけでは盛り付けが円滑に行えない場合などである。その例を図７（ａ）〜（ｃ）に示した。先ず図７（ａ）は食品運搬用容器を支持する前の状態を表わしている。ロボットＲＢには、エアシリンダＡＳ１で駆動されるハンドＨに加えて、エアシリンダＡＳ２で駆動されるヘラ状の補助部材Ｇが装備されている。
【００４０】
次に図７（ｂ）は、食品運搬用容器６０を支持した直後の状態を表わしている。この段階では、エアシリンダＡＳ１は動作しているが、エアシリンダＡＳ２は未動作で、ヘラ状の補助部材Ｇは容器６０の奥まった位置にある。従って、食品ＦＤ（例えば納豆）は容器６０内に留まっている。その後、ロボットコントローラから盛り付け実行の動作が指令されると、エアシリンダＡＳ２が動作し、ヘラ状の補助部材Ｇが図中右方へ移動する。
【００４１】
それに伴って食品ＦＤは容器６０の切欠部（図４（ａ）中の符号Ｐ１参照）から強制的に追い出され、食品盛り付け容器（例えば弁当箱５０）内の所定領域に落下する。この補助部材Ｇの押しだし動作乃至かき出し動作（往復動作）は、必要に応じて複数回行なっても良い。
【００４２】
なお、前述したように、本実施形態では、１つのトレイ１〜３あたり４個の食品運搬用容器１０〜３０を載せて供給される。各容器１０〜３０のトレイ１〜３上での載置位置は予め指定されており、そのために各トレイ１〜３は４つの領域に区画されている。図８（ａ）、（ｂ）にはそのような領域分けの例を示した。図８（ａ）に示したように、トレイは同形同寸法の４つの領域ＡＲ１〜ＡＲ４に区切られており、各領域ＡＲ１〜ＡＲ４に１個づつ食品運搬用容器を載せることが可能である。図８（ｂ）は、同トレイの領域ＡＲ１に食品運搬用容器１０が載せられている状態を表わしている。
【００４３】
また、同じく前述したように、本実施形態では、１つの弁当箱（食品盛り付け容器）５０が４個の領域に区切られている。図９（ａ）、（ｂ）にはそのような領域分けの例を示した。図９（ａ）では食品盛り付け容器５１は略円形で、４つの領域５１ａ〜５１ｄに区切られている。各領域５１ａ〜５１ｄは互いにサイズと形は異なるが、各領域５１ａ〜５１ｄの形成位置、サイズ、形は各食品盛り付け容器５１に共通である。そして、ロボットによる盛り付け動作のために、各領域５１ａ〜５１ｄを代表する点の位置を表わすデータ（場合によっては姿勢データも）は予め各ロボットコントローラに教示されている。
【００４４】
図９（ｂ）では食品盛り付け容器５２は略四辺形で、４つの領域５２ａ〜５２ｄに区切られている。食品盛り付け容器５１の場合と同じく、各領域５２ａ〜５２ｄは互いにサイズと形は異なるが、各領域５２ａ〜５２ｄの形成位置、サイズ、形は各食品盛り付け容器５２に共通である。そして、ロボットによる盛り付け動作のために、各領域５２ａ〜５２ｄを代表する点の位置を表わすデータ（場合によっては姿勢データも）は予め各ロボットコントローラに記憶されている。
【００４５】
次に、図１０に、本実施形態に係る食品盛り付け装置が食品盛り付け動作を実行する際に各ロボットＲＢ１〜ＲＢ３のロボットコントローラＲＣ１〜ＲＣ３で実行される処理の概要を示した。各ステップの要点は次の通りである。なお、処理内容は、各ロボットコントローラＲＣ１〜ＲＣ３について実質的に共通であり、説明中の「ロボット」はロボットＲＢ１〜ＲＢ３（の任意の１基）を代表している。
【００４６】
ステップＳ１；ロボットの近傍の所定位置（食品運搬用容器の支持開始位置）にトレイがあるか（到着・停止しているか）どうか確認する。確認は、システムコントローラＳＲからトレイ到着信号の受信によって行なわれる。トレイ到着信号を受信したら、ステップＳ２に進む。
【００４７】
ステップＳ２；トレイ上の複数（ここでは４個）の食品運搬用容器を識別するための容器Ｎｏ（計数指標）をクリアして初期値０にセットする。なお、この容器Ｎｏ用のカウンタは各ロボットコントローラのメモリ領域中に予め設定されている。
ステップＳ３；ロボットに待機姿勢（盛り付け動作のための基準位置）をとらせる。
【００４８】
ステップＳ４；容器Ｎｏ（指標値）が０、１、２、３のいずれかであれば、ステップＳ５へ進む。容器Ｎｏが４であれば、ステップＳ１６へ進む。ここで、容器Ｎｏ＝０は到着しているトレイ上の４個の食品運搬用容器のすべてについて盛り付け未完了（食品在中）であることを意味する。
【００４９】
また、容器Ｎｏ＝１は同トレイ上の１番目にアクセスすべきことを定めた領域（例えば図８におけるＡＲ１）の運搬用容器については、盛り付け完了（食品不在）であり、残りの領域（例えば図８におけるＡＲ２〜ＡＲ４）の運搬用容器については、盛り付け未完了（食品在中）であることを意味する。
【００５０】
以下同様に、容器Ｎｏ＝２は同トレイ上の１番目及び２番目にアクセスすべきことを定めた領域（例えば図８におけるＡＲ１及びＡＲ２）の運搬用容器については、盛り付け完了（食品不在）であり、残りの領域（例えば図８におけるＡＲ３及びＡＲ４）の運搬用容器については、盛り付け未完了（食品在中）であることを意味する。
【００５１】
容器Ｎｏ＝３は同トレイ上の１番目〜３番目にアクセスすべきことを定めた領域（例えば図８におけるＡＲ１〜ＡＲ３）の運搬用容器については、盛り付け完了（食品不在）であり、残りの領域（例えば図８におけるＡＲ４）の運搬用容器については、盛り付け未完了（食品在中）であることを意味する。
そして、容器Ｎｏ＝４は到着しているトレイ上の４個の食品運搬用容器のすべてについて盛り付け完了（食品不在）であることを意味する。
【００５２】
ステップＳ５；容器Ｎｏに対応した食品運搬用容器の位置情報をメモリから読み取る。容器Ｎｏ＝０であれば、１番目にアクセスすべきことを定めた領域（例えば図８におけるＡＲ１）上の食品運搬用容器についての位置情報を取得する。容器Ｎｏ＝１であれば、２番目にアクセスすべきことを定めた領域（例えば図８におけるＡＲ２）上の食品運搬用容器についての位置情報を取得する。
【００５３】
以下同様に、容器Ｎｏ＝２であれば３番目にアクセスすべきことを定めた領域（例えば図８におけるＡＲ３）上の食品運搬用容器についての位置情報を取得し、容器Ｎｏ＝３であれば４番目にアクセスすべきことを定めた領域（例えば図８におけるＡＲ４）上の食品運搬用容器についての位置情報を取得する。
【００５４】
なお、この食品運搬用容器についての位置情報は、食品運搬用容器の支持のために必要な空間内での位置（場合によっては姿勢も含む）のデータを含んでいる。正確な位置情報を得るために食品運搬用容器の位置を認識する視覚センサが利用されても良い。
【００５５】
ステップＳ６；容器Ｎｏに対応した食品運搬用容器の支持に適した位置にロボットを移動させる。容器Ｎｏ＝０であれば、１番目にアクセスされる食品運搬用容器（例えば図８におけるＡＲ１上の食品運搬用容器）の支持に適した位置にロボットを移動させる。容器Ｎｏ＝１あれば、２番目にアクセスされる食品運搬用容器（例えば図８におけるＡＲ２上の食品運搬用容器）の支持に適した位置にロボットを移動させる。以下同様に、容器Ｎｏ＝２であれば、３番目にアクセスされる食品運搬用容器（例えば図８におけるＡＲ３上の食品運搬用容器）の支持に適した位置、容器Ｎｏ＝３であれば、４番目にアクセスされる食品運搬用容器（例えば図８におけるＡＲ４上の食品運搬用容器）の支持に適した位置にそれぞれロボットを移動させる。
【００５６】
ステップＳ７；ハンドオンにより、アクセスした食品運搬用容器を把持（一般には支持）する。
ステップＳ８；今回の盛り付けを行なうべき弁当箱が盛り付けのための所定位置置に到着・停止しているかどうか確認する。確認は、システムコントローラＳＲから弁当箱到着信号の受信によって行なわれる。弁当箱到着信号を受信したら、ステップＳ９に進む。
【００５７】
ステップＳ９；弁当箱の位置情報をメモリから読み取る。例えば、そのロボットがロボットＲＢ１であれば、食品ａが盛りつけられるべき領域（例えば図９（ａ）における領域５１ａ）の位置情報を取得する。同様に、ロボットＲＢ２であれば、食品ｂが盛りつけられるべき領域（例えば図９（ａ）における領域５１ｂ）の位置情報を取得し、ロボットＲＢ３であれば、食品ｃが盛りつけられるべき領域（例えば図９（ａ）における領域５１ｃ）の位置情報を取得する。なお、この食品盛りつけ容器についての位置情報についても、正確な位置情報を得るために視覚センサを利用しても良い。
【００５８】
ステップＳ１０；ステップＳ９で取得した情報に基づいて、弁当箱の上方の盛り付け開始位置に移動する。ステップＳ９の説明から判るように、盛り付け開始位置は、そのロボットで運ばれる食品が盛り付けられるべき領域（食品ａであれば例えば図９（ａ）における領域５１ａ）に対応している。
【００５９】
ステップＳ１１；食品運搬用容器（ロボットのアーム手先部）を傾斜させて盛り付けを行なう。食品運搬用容器が図５に示したようなものであればプランジャＰＬを作動させて底板Ｑを開放する。また、図７に示したような例では、補助部材Ｇ（エアシリンダＡＳ２）を作動させて食品を食品運搬用容器から脱出・落下させる。
【００６０】
ステップＳ１２；弁当コンベア（ラインＬ４）の動作再開のための信号を出力して、システムコントローラＳＲに送る。システムコントローラＳＲは、すべてのロボットＲＢ１〜ＲＢ３からこの動作再開のための信号を受けた直後に弁当コンベア（ラインＬ４）の動作を再開し、コンベアを次の盛り付けサイクルに必要な距離だけ走行させる。
【００６１】
ステップＳ１３；食品運搬用容器（盛り付け済みのため食品不在）をトレイ上の元の位置に返却するためにロボットを移動させる。
ステップＳ１４；ハンドオフ（開く）により、食品運搬用容器（盛り付け済みのため食品不在）をトレイ上の元の位置に返却する。
ステップＳ１５；容器Ｎｏをカウント（１アップ）してステップＳ３に戻る。
【００６２】
ステップＳ１６；容器Ｎｏ＝４を受けて、食品運搬用容器コンベア（ラインＬ１、Ｌ２またはＬ３）の動作再開のための信号を出力して、システムコントローラＳＲに送る。システムコントローラＳＲは、この動作再開のための信号を受けた直後に食品容器コンベア（ラインＬ１、Ｌ２またはＬ３）の動作を再開し、コンベアを次の盛り付けサイクルに必要な距離だけ走行させる。
以上で、１回分の食品盛り付けサイクルが完了する。次回以降の食品盛り付けサイクルでも上記処理が繰り返される。
【００６３】
【発明の効果】
本発明によれば、定形、不定形、固体状、液体状、粉体状、粒状、硬い、柔らかい等、多様な食品の性状に柔軟に対応して食品を弁当箱等の食品盛り付け容器に盛り付けることが出来る。即ち、食品を食品運搬用容器に収容してロボットで運搬し、そこから食品を脱出させるという手法を採用しており、ロボットの先端に取り付けたハンドで直接食品を掴むことがないため、食品を損傷せず、また、特に柔らかい食品などハンドで把持することが困難な食品もロボットによる搬送、盛り付けが可能となる。
【００６４】
また、本発明では、ロボットの先端に取り付けたハンドで支持し易い食品運搬用容器の構造が提案されている。特に、食品運搬用容器のふちをハンドで掴むようにすれば、ロボットハンドが食品に直接触れることはなく、しかも安定した把持、吸着等が可能となる。
【００６５】
更に、本発明では、食品の脱出が容易な食品運搬用容器の構造が提案されている。特に、食品運搬用容器の側部に切欠部、開口部あるいは注ぎ口を設けることにより、食品の脱出が傾斜による簡単な動作で行える。また、傾斜以外にも、底板開放式あるいは補助部材による食品追い出し等の手段も提案されているため、食品の種類、性状等に応じて簡便且つ確実に盛り付けが実現される。
【００６６】
食品の入った食品運搬用容器の食品盛り付けロボットへの供給は、トレイ等を利用して複数個づつ行なうことも出来るので、一度に多数の食品を運搬、保存するにも適している。
また更に、食品運搬用容器やトレイの材質を耐熱性のものとすることで、熱処理などの調理、保温も一度におこなうことが可能となり、効率的に食品を処理することが可能となる。
弁当箱などの食品盛り付け容器を仕切りなどで複数の領域に区切られていた場合でも、指定した領域に特定の食品を盛り付けることも可能となり、それぞれの食品に適した領域に盛り付けが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１つの実施形態に係る食品盛り付け装置の要部配置と同装置を用いた食品盛り付け作業の様子を説明する図である。
【図２】図１に示した食品盛り付け装置に含まれる食品盛り付けロボット、食品供給ライン、食品盛り付け容器（弁当箱）供給ライン及びそれらの制御装置の間の基本的な接続関係を示したブロック図である。
【図３】（ａ）は把持による食品運搬用容器の支持、（ｂ）は吸引による食品運搬用容器の支持について説明する図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ食品運搬用容器の例を示している。
【図５】食品運搬用容器の別の例を示している。
【図６】１基のロボットで複数の食品運搬用容器を支持する例を示した図である。
【図７】補助部材を用いて食品を食品運搬用容器から出す例について説明する図で、（ａ）は食品運搬用容器支持前、（ｂ）は食品運搬用容器支持後で補助部材起動前、（ｃ）は食品運搬用容器支持後で補助部材起動後の状態をそれぞれ表わしている。
【図８】トレイの領域区画について説明する図で、（ａ）は食品運搬用容器非載置の状態を表わし、（ｂ）は領域ＡＲ１に食品運搬用容器が載せられている状態を表わしている。
【図９】食品盛り付け容器の領域区画について説明する図で、（ａ）は略円形の食品盛り付け容器の領域区画の例、（ｂ）は略矩形の食品盛り付け容器の領域区画の例をそれぞれ表わしている。
【図１０】実施形態における各ロボットの動作のための処理の概要を記したフローチャートである。
【符号の説明】
１〜３  トレイ
１０〜３０、６０〜９０、６０Ａ、６０Ｂ  食品運搬用容器
１１  食品運搬用容器の支持部
５０  食品盛り付け容器（弁当箱）
ＡＳ１、ＡＳ２  エアシリンダ
Ｇ  補助部材（ヘラ）
Ｈ、Ｈ１、Ｈ２  ハンド
Ｌ１〜Ｌ３  食品供給ライン
Ｌ４  食品盛り付け容器（弁当箱）供給ライン
ＳＰ  ばね
Ｐ１  切欠部
Ｐ２  開口部
Ｐ３、Ｐ４  注ぎ口
ＰＬ  プランジャ
Ｑ  底板
ＲＢ、ＲＢ１〜ＲＢ３  食品盛り付けロボット
【図１】
0003602817.tif 000002
【図２】
0003602817.tif 000003
【図３】
0003602817.tif 000004
【図４】
0003602817.tif 000005
【図５】
0003602817.tif 000006
【図６】
0003602817.tif 000007
【図７】
0003602817.tif 000008
【図８】
0003602817.tif 000009
【図９】
0003602817.tif 000010
【図１０】
0003602817.tif 000011