食品を製造するためのシステム

本発明は、少なくとも1つの処理ステーションおよび少なくとも1つの産業用ロボットを有する、食品を製造するためのシステム、特にチョコレートシステムと、2つの処理ステーションの間で少なくとも1つの製品キャリヤ、特に型を搬送する方法と、産業用ロボットの使用と、食品を製造するためのシステムを変換する方法と、に関する。

菓子、特にチョコレート製品の製造のために、プラスチック(例えば、ブリスターパックまたはシースルーパック)、金属またはその他の木材から成る、様々なサイズの、その内部に成形された製品特定のキャビティを有する、型が使用される。型は、通常、例えば米国特許第5180602号明細書(US 5180602)または独国特許第3740109号明細書(DE 3740109)に記載されているように、チェーンまたは無端ベルトによって処理ステーションの間を移動させられる。

チェーンは型を押すまたは引っ張る。型を、コンベヤベルトに緩く載せることもでき、摩擦による係合によって運搬することができる。この場合の型は、サイクルにおいてまたは連続的な作動において、通常は個々の処理ステーションの間を一方向に移動させられる。

チェーンおよびベルトコンベヤは、通常、処理ステーションの間に位置的に固定されるように取り付けられている。処理ステーションも同様に、位置的に固定された形式で取り付けられている。これは、大型のシステムの場合に好ましい。大型のシステムにおいて製造順序は固定的に予め規定されており、大型のシステムは滅多に変換されなければならないことはない。

食品を製造するためのシステムはしばしば、様々な処理ステーションまたはセクションを有する全体的システムである。公知のシステムはしばしば、高い精度での高いスループット率を可能にするために、例えば充填されたプラリネまたはバーのための、特別な適用目的に合わせて適応させられている。1つの製品から別の製品への変換は、通常、複雑であり、幾つかの例では不可能でさえある。

比較的小さなバッチが形成されるときまたは新たな製品が導入されるとき、これは問題になり得る。この例における変換は複雑であるので、高い経済的リスクがそれに関連させられる。

食品の製造のためのシステムが欧州特許第0940086号明細書(EP0940086)から公知である。この場合、製造ラインの複数のセクションを、ロボットまたは空圧式ピックアンドプレース装置などの引渡し装置によって連結することができ、製品キャリヤに配置された食品は、互いに機械的に独立した複数のセクションの間で引き渡される。

さらなる融通性を搬送トラックシステムによって達成することができる。搬送トラックシステムでは、専用のドライブを有する搬送トラックが、軌道エレメントに沿って移動する。軌道エレメントは、搬送軌道を形成するためにモジュール形式で組み合わせることができる。このシステムの場合にも、軌道は、変更された製造順序のために再構築されなければならない。

取扱いが容易でかつ高い衛生基準を満たす小さな柔軟なシステムが、高品質の食料製品、特にチョコレート製品の製造業者にとって必要とされている。製造業者は、少量の季節性製品および市場試験のための少量を製造するまたは大規模生産に向けて進みたい。

したがって、従来技術の欠点を克服し、高い融通性およびユーザーフレンドリな自動化された製造を可能にする、食品を製造するためのシステム、特にチョコレートシステムおよび対応する方法を提供することが課題である。

前記課題は、独立請求項の特徴によって解決される。有利な改良は、以下の説明、図面および従属請求項に示されている。

第1に、少なくとも1つの処理ステーションおよび少なくとも1つの産業用ロボットを有する、食品を製造するためのシステム、特にチョコレートシステムによって課題は解決される。産業用ロボットは、少なくとも1つの製品キャリヤのための少なくとも1つの収容部を有する少なくとも1つのエフェクタ、例えば掴み部分と、少なくとも1つの製品キャリヤを引き渡すための少なくとも1つのマニピュレータとを有する。

産業用ロボットは、加えて、少なくとも1つの制御装置と、好適には、少なくとも1つの関連する処理装置とを有する。

制御装置は、好適には処理ステーションにおけるおよび/または処理ステーションに関連したおよび/または2つの処理ステーションの間における製品キャリヤが、振動および/または転回および/または変向および/または回転および/または変位および/または上昇および/または下降および/またはブローダウンおよび/または吸引および/または浄化および/またはスタックおよび/またはアンスタックおよび/または衝撃によるクリアアウトおよび/または空洞化および/または充填および/または温度制御および/または特にセンサ制御により、産業用ロボットによって所定の経路に沿って、移動させられることができるような形式で設定されているまたは設定されることができる。

産業用ロボットは、好適には、多機能であり、特に、複数の処理装置を有しており、制御装置は、上に挙げた複数の処理ステップが順次にまたは並行して行われることができるような形式で設定されているまたは設定されることができる。

特に、産業用ロボットは、処理ステップを実行することができる。さもなければ、これらの処理ステップは、処理ステーションによって引き受けられる。

産業用ロボットは、製品キャリヤが振動させられることができるように装備されかつ制御可能であることができる。製品キャリヤに配置された食品、例えば計量供給されたまだ液状のチョコレートは、この例では、例えば、製品キャリヤの型において均一に分散させられ、含まれていたガスが、計量供給された質量から逃げ出すおよび/または完成または部分的に完成した製品は製品キャリヤから解放される。産業用ロボットは、振動装置を有することができるまたはマニピュレータおよびエフェクタの移動によって振動を発生することができる。

産業用ロボットは、製品キャリヤが転回させられることができるように装備されかつ制御可能であることができる。製品キャリヤに配置された食品、例えば、計量供給されたまだ液状のチョコレートは、この例では、例えば、型の壁部において均一に分散させられ、中空体またはシェルを形成する。産業用ロボットは、転回装置を有することができるまたはマニピュレータおよびエフェクタの移動によって転回を発生することができる。

産業用ロボットは、製品キャリヤが変向させられることができるように装備されかつ制御可能であることができる。この例における余分な材料は、例えば、型から流出することができるおよび/または完成または部分的に完成した製品は製品キャリヤから落下することができる。産業用ロボットは、変向装置を有することができるまたは変向動作はマニピュレータおよびエフェクタの移動によって生ぜしめられることができる。

産業用ロボットは、製品キャリヤが回転させられることができるように装備されかつ制御可能であることができる。製品キャリヤにおける型に関する完成方向を、これにより、例えば、変化させることができる。製品キャリヤは、例えば使用されていないとき、逆さまの形式で産業用ロボットによって搬送することもできる。産業用ロボットは、回転装置を有することができるまたは回転動作はマニピュレータおよびエフェクタの移動によって生ぜしめられることができる。

産業用ロボットは、製品キャリヤが変位させられることができるように装備されかつ制御可能であることができる。製品キャリヤは、これにより、型が、例えばチョコレート質量を成形するときに成形ノズルと共に移動させられるまたは成形ノズルから離れるように移動させられるために、例えば処理ステーションの構成部材と一緒にまたは処理ステーション構成部材に対して移動させることができる。産業用ロボットは、変位装置を有することができるまたは変位動作はマニピュレータおよびエフェクタの移動によって生ぜしめられることができる。

産業用ロボットは、製品キャリヤが上昇および/または下降させられることができるように装備されかつ制御可能であることができる。製品キャリヤを、これにより、例えば、鉛直方向で処理ステーションに向かって、例えば穿孔のためのランスに向かってまたは成形のためのダイに向かって移動させることができ、再び離れるように移動させることができる。産業用ロボットは、上昇および/または下降装置を有することができるまたは上昇動作および/または下降動作はマニピュレータおよびエフェクタの移動によって生ぜしめられることができる。

産業用ロボットは、製品キャリヤがブローダウンおよび/または吸引させられることができるように装備されかつ制御可能であることができる。冷却された製品キャリヤに、例えば、凝縮が回避されるために乾燥空気を吹き付けることができるまたは製品のほこりまたは残留物を製品キャリヤから吸引することができる。製品キャリヤおよび/または製品が、対応する形式で温度制御されるために、高温または低温の空気を供給することもできる。このために、産業用ロボットは、ガス流および/または真空を生ぜしめるための装置を有することができるまたはこのような装置へのコネクタを有することができる。

産業用ロボットは、製品キャリヤが浄化させられることができるように装備されかつ制御可能であることができる。充填された製品キャリヤは、これにより、規定された面を付与することができるまたは製品の残りを除去することができる。このために、産業用ロボットは、ローラおよび/またはスクレーパを有することができる。

産業用ロボットは、製品キャリヤがスタックおよび/またはアンスタックされることができるように装備されかつ制御可能であることができる。製品キャリヤを、ロボットによって獲得することができ、再び排出することもできる。産業用ロボットは、少なくとも一時的に、製品キャリヤのスタック全体を、好適には保持、獲得および/または排出することができる。このために、産業用ロボットは、スタックおよび/またはアンスタック装置を有することができる。

産業用ロボットは、製品キャリヤが衝撃によってクリアアウトされることができるように装備されかつ制御可能であることができる。製品および/または製品の残りを、このようにして製品キャリヤから取り出すことができる。このために、産業用ロボットは、衝撃クリアリング装置を有することができる。

産業用ロボットは、製品キャリヤが空洞化および/または充填されることができるように装備されかつ制御可能であることができる。製品キャリヤに製品またはクリーニング剤を充填することができるおよび/または前記製品またはクリーニング剤を再びそこから排出することができる。部分的に充填された製品キャリヤをさらに充填することができる。このために、産業用ロボットは、吸引装置、充填ステーション、フィーダ、供給ラインおよび/または出力ラインを有することができる。

産業用ロボットは、製品キャリヤが温度制御されることができるように装備されかつ制御可能であることができる。製品キャリヤおよび/または製品を、これにより、所望の温度にする、加熱または冷却するおよび/または所望の温度に維持することができる。このために、産業用ロボットは、温度制御装置を有することができ、温度制御装置によって、温度の平衡が、例えば対流および/または伝導によって生ぜしめられる。

産業用ロボットは、製品キャリヤが所定の経路に沿って、特にセンサ制御を用いて移動させられることができるように装備されかつ制御可能であることができる。例えば部分的に完成した製品が装飾されるために、例えば成形機械における製品キャリヤの再配置経路は、装飾手段が所望の形式で製品に達するために、自由にプログラム可能であるべきである。産業用ロボットは、装飾装置を有することができるまたは所定の経路に沿った移動はマニピュレータおよびエフェクタの移動によって生ぜしめられることができる。

特に、産業用ロボットは、少なくとも1つのセンサを有する。少なくとも1つのセンサによって、製品キャリヤが存在するかどうかおよび/または製品が製品キャリヤに存在するかどうかを検出可能である。

処理ステーションは、好適には、型ヒータ、冷却ステーション、成形ステーション、シェル形成ステーション、開口形成ステーション、充填ステーション、キャッピングステーション、装飾ステーション、成形物取出しステーション、スタックおよび/またはアンスタックステーション、スプレーステーション、プリンタステーション、挿入ステーション、パッケージングステーションおよび/または配置ステーション、特にフィルム配置ステーションである。

処理装置は、好適には、振動装置、転回装置、変向装置、変位装置、上昇および/または下降装置、回転装置、掻き取り装置、転動装置、吹付け装置および/または吸引装置である。

冒頭に既に言及した処理ステップをそれと共に実施することができる。

処理ステーションは、好適には、少なくとも部分的に機械的に互いに独立しており、特に、処理ステーションは、互いに独立した形式で作動させられることができる。

処理ステーションを遡及的に補充および/または交換することができるので、システムの融通性がここでは高められる。したがって、例えば、最初に幾つかの処理ステーションのみを有するシステムが作動させられ、別の処理ステーションが後から当該システムに追加されることが考えられる。

産業用ロボットは好適には再配置可能である。択一的に、産業用ロボットを、空間的位置において、例えば床、壁および/または天井において、特に直接的にまたはフレームによって定置に固定することができる。

システムは、好適には、特に中央に配置されかつ特に2つ以上の側から操作可能な少なくとも1つの冷却ステーションを有する。

特に充填されたチョコレート製品の製造において、半完成品がまず冷却されなければならず、その後、前記半完成品をさらに加工することができる。製造工程の間に複数回使用される適切な冷却ステーションは、これにより、好適には、中央に、すなわち処理ステーションの間に配置されており、これにより、産業用ロボットによって移動される経路は小さい。さらに、2つ以上の側からの冷却ステーションの操作により、例えば一方の側が排出側として機能しかつ他方の側が産業用ロボットのための取出し側として機能する冷却ステーションを提供することができる。

産業用ロボットには、好適には、識別のための装置、特に、製品キャリヤおよび/または処理ステーションに取り付けられたインジケータを読み取るためのインジケータリーダが装備されている。

異なる製品キャリヤを、これにより、例えば異なる製品のために同時に使用することができ、制御装置または対応する形式で構成された別のユニットは、製品キャリヤを識別し、対応する処理/加工を行う。さらに、処理ステーションの識別により、処理ステーションが交換され、製品または加工それぞれに対応する形式で配置されることも同様に可能であり、システムは、例えば識別により、それ自体、各処理ユニットがどこに配置されているかを学習することができる。

好適には、制御装置はコンピュータプログラム可能であり、特に、最適化された引渡しおよび処理順序を可能にするコンピュータプログラムが装備されている。

ここで、異なる製品のための異なるプログラムを制御装置に有することができ、例えば、前記プログラムは、異なる製品の処理を可能にするまたは異なる処理が行われることをそれぞれ可能にする。引渡しおよび処理順序の最適化により、さらに、システムの能力および処理速度を最大まで増大させることが可能である。

本発明は、さらに、少なくとも1つの製品キャリヤ、特に型を、食品、特にチョコレート製品を製造するためのシステムにおける2つの処理ステーションの間で搬送する方法に関する。

システムは、特に、冒頭に説明したシステムであることができる。システムに関連してそこで言及された利点は、これにより、本発明による方法にも該当する。

ここで、少なくとも1つの製品キャリヤ、特に型は、産業用ロボットによって搬送される。

好適には処理ステーションにおけるおよび/または処理ステーションに関連したおよび/または2つの処理ステーションの間におけるここでの製品キャリヤが、振動および/または転回および/または変向および/または回転および/または変位および/または上昇および/または下降および/またはブローダウンおよび/または吸引および/または浄化および/またはスタックおよび/またはアンスタックおよび/または衝撃によるクリアアウトおよび/または空洞化および/または充填および/または温度制御および/または特にセンサ制御により、産業用ロボットによって所定の経路に沿って移動させられる。

製品キャリヤは、産業用ロボットによって、好適には処理ステーションから取り出されるかつ/または処理ステーションへ引き渡されるおよび/または処理ステーションの間で搬送されるかつ/または別の産業用ロボットへ引き渡されるかつ/または別の産業用ロボットによって獲得されるおよび/または別のシステムへ引き渡されるかつ/または別のシステムによって獲得される。

製品キャリヤは、産業用ロボットによって、処理ステーションにおいておよび/または処理ステーションの間で処理ステップを有する製造プロセスのステップを通過するまたは製造プロセスから排出されるまたは製造プロセスへ導入される。

好適には、処理ステーションにおいて、製品キャリヤは加熱され、食品質量は成形され、少なくとも1つのシェルが形成され、少なくとも1つの開口が少なくとも1つのシェルに形成され、少なくとも1つのシェルが充填され、少なくとも1つのキャップが形成され、少なくとも1つの半完成品が装飾されかつ/または印刷され、少なくとも1つの型から成形品が取り出され、少なくとも1つの型がスプレーされかつ/または少なくとも1つの製品がパッケージングされる。

産業用ロボットは、特にセンサによって、好適には少なくとも1つの処理ステーションの位置を検出する。特に、産業用ロボットは、処理ユニットによって、最適化された方法順序を決定する。

処理ステーションの柔軟な配置がこれにより可能である。なぜならば、産業用ロボット自体が、位置を決定することができ、前記位置は制御装置において予めプログラムされなくてもよいからである。

本発明は、さらに、少なくとも1つの処理ステーションを有する、食品を製造するためのシステム、特にチョコレートシステムにおいて、少なくとも1つの製品キャリヤのための少なくとも1つの収容部を有する少なくとも1つのエフェクタと、少なくとも1つの製品キャリヤを引き渡すための少なくとも1つのマニピュレータとを含む、産業用ロボットのうちの1つの使用に関する。

産業用ロボットは、加えて、少なくとも1つの制御装置と、好適には、少なくとも1つの関連する処理装置とを有する。

制御装置は、好適には処理ステーションにおけるおよび/または処理ステーションに関連したおよび/または2つの処理ステーションの間における製品キャリヤが、産業用ロボットによって、振動および/または転回および/または変向および/または回転および/または変位および/または上昇および/または下降および/またはブローダウンおよび/または吸引および/または浄化および/またはスタックおよび/またはアンスタックおよび/または衝撃によるクリアアウトおよび/または空洞化および/または充填および/または温度制御および/または所定の経路に沿って、特にセンサ制御により、移動させられることができるような形式で、設定されることができる。

産業用ロボットの使用は、これにより、冒頭に言及した本発明によるシステムと同じ利点を有する。

本発明は、さらに、少なくとも1つの処理ステーションを有する、食品を製造するためのシステム、特にチョコレートシステムを変換する方法に関する。

本発明による方法はここで、以下のステップを含む。

特に処理ステーションの間で、製品キャリヤを搬送するための既存の搬送装置の分解が、第1のステップにおいて行われる。

少なくとも1つの製品キャリヤのための少なくとも1つの収容部を有する少なくとも1つのエフェクタと、少なくとも1つの製品キャリヤを引き渡すための少なくとも1つのマニピュレータとを含む少なくとも1つの産業用ロボットの取付けは、第2のステップにおいて行われ、産業用ロボットは、加えて、少なくとも1つの制御装置と、好適には、少なくとも1つの関連する処理装置とを含む。

ここで制御装置は、好適には処理ステーションにおけるまたは処理ステーションに関連する製品キャリヤが、振動、転回、変向、回転、変位、上昇、下降、ブローダウン、吸引、浄化、スタックおよび/またはアンスタック、衝撃によるクリアアウト、空洞化、充填、温度制御および/または所定の経路に沿って、特にセンサ制御を用いて、移動させられることができるように、設定されることができる。

既存のシステムに産業用ロボットが装備されることがこれにより可能である。これにより変換されたシステムは、本発明によるシステムと同じ利点を有し、本発明による方法を実施するために特に適している。

図面に関連した好適な典型的な実施の形態によって以下で発明を説明する。

本発明によるシステムの好適な配置の平面図を示している。

図1のシステムの斜視図を示している。

図1のシステムの別の斜視図を示している。

図1のシステムの第3の斜視図を示している。

図1のシステムの側方から見た斜視図を示している。

チョコレートプラリネを製造するためのシステム1が図1〜図5に示されており、前記システム1は2つの産業用ロボット2および3を有する。産業用ロボット2および3は、掴み部分4を有するロボットアーム13として構成されており、位置的に固定された形式で配置されている。鋳型14の形式の製品キャリヤ14を、エフェクタとしての掴み部分4によって掴むことができる(分かりやすくするために、1つの製品キャリヤのみに参照符号が付されている)。さらに、産業用ロボット2または3はそれぞれ製品キャリヤ14の取扱いを可能にし、これにより、製品キャリヤ14は、それぞれ、異なる方向へまたは異なる軸線を中心に、それぞれ移動または回転させられることができる。

複数の処理ステーション5〜12は、それぞれ産業用ロボット2または3の到達できる範囲に配置されている。処理ステーションは、シェル形成ステーション5、成形ステーション6、型ヒータ7、スタックおよびアンスタックステーション8、成形物取出しステーション9、装飾ステーション10、充填ステーション11および冷却ステーション12である。

冷却ステーション12は、中央に配置されており、それぞれの側から、それぞれ1つの産業用ロボット2または3によって、それぞれ出し入れされることができる。例えば、処理ステップの後の製品キャリヤ14を、産業用ロボット2によって冷却ステーション12へ押し込むことができ、選択的に、製品キャリヤ14および/または製品キャリヤ14内に含まれた(半完成の)製品が所定の温度に達するとまたは所定の温度制御時間に達すると、反対側において、産業用ロボット3によって取り出すことができる。

付加的な冷却ステーションが必要とされることなく処理ステップの後において対応する冷却/温度制御を行うことができるように、冷却ステーション12は複数の冷却ゾーンを有することができる。

処理ステーション5〜12の“自由な”配置により、処理ステーション5〜12を、必要に応じて配置することができる。また、製品に応じて、処理ステーションを異なる形式で配置することができるまたは付加的な処理ステーションを追加することができるまたは必要ない処理ステーションを取り外すことができる。

この典型的な実施の形態の場合、製品キャリヤ14は、産業用ロボット3によってスタックおよびアンスタックステーション8から型ヒータ7へ移動させられる。製品キャリヤ14は、加熱後、次いで、産業用ロボット2によって成形ステーション6へ搬送され、成形ステーション6において、シェルを形成するためにチョコレートが成形される。製品キャリヤ14は、引き続き、産業用ロボット2によってシェル形成ステーション5へ搬送され、シェル形成ステーション5において、ダイ(図示せず)に対して製品キャリヤ14を移動させることによってシェルが形成され、引き続き、冷却ステーション12へ搬送される。製品キャリヤ14が成形ステーション6からシェル形成ステーション5へ搬送されるとき、産業用ロボット2は、同様に、製品キャリヤ14を移動させることができ、少なくとも部分的に、シェルの形成を行う。

シェルが冷却されると、製品キャリヤ14は、産業用ロボット3によって冷却ステーションから取り出され、充填ステーション11へ搬送され、充填ステーション11においてシェルが充填され、前記製品キャリヤ14は、引き続き、冷却ステーション12へ戻される。

さらに、キャッピングステーションまたは充填ステーション11において、キャップを取り付けることができる。充填ステーション11は、シェルおよびフィリングが同時に排出される“ワンショット”ステーションであることもできる。

完成したプラリネが冷却されると、製品キャリヤ14を産業用ロボット3によって装飾ステーション10へ搬送することができ、装飾ステーション10においてプラリネは装飾される。

プラリネは、成形物取出しステーション9によって製品キャリヤ14から取り出され、さらに処理され、例えば、パッケージングされる。このために構成されかつ産業用ロボット2または3によって出し入れされる処理ステーションによって、パッケージングを行うこともできる。成形物取出しステーション9において、産業用ロボット3は、製品キャリヤ14を回転させることができ、選択的に、完成したプラリネが製品キャリヤ14から取り出されるように製品キャリヤ14を移動させることができる。

空の製品キャリヤ14は、選択的に浄化後、引き続き、産業用ロボット3によってスタックおよびアンスタックステーション8へ搬送される。