(57)【要約】      （修正有）【課題】従来よりも、ガスシリンダに対するガス充填を安全に行え、省人化および省スペースで行えるガス充填システムを提供する。【解決手段】ガス充填システムは、シリンダＳを移送する第一ロボットＲ１と、シリンダＳの重量を計量する計量部と、シリンダＳを固定する少なくとも一つの固定部とを有する計量充填装置であって、ガス充填エリアＧＡに載置される１つまたは２つ以上の計量充填装置３００、４００と、シリンダＳのバルブ口金に、ガス充填用の充填口金を取り付けるための第二ロボットＲ２とを有する。【選択図】図１
2020099980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダを移送するためのロボットハンドであって、
前記シリンダの長手方向に対応する長さを有する支持本体と、
前記支持本体の長手方向と直交する方向に延設される１または２以上の吸着パッドと、
前記支持本体の長手方向と直交する方向で、かつ前記吸着パッドが延設される同じ方向に延設される少なくとも１または２以上の側面支持部と、
を有する、移送用ハンド。
【請求項２】
前記支持本体は、その下部に、前記シリンダの底部を支持するための底支持部と、前記底支持部をその待機位置から持ち上げるための支持位置まで移動するための第一アクチュエータとを有する、請求項１に記載の移送用ハンド。
【請求項３】
前記支持本体の頂部に設けられ、前記シリンダのバルブの開閉を行うためのバルブ操作部を有する、請求項１または２に記載の移送用ハンド。
【請求項４】
前記移送用ハンドが、ロボットの先端アームに着脱可能に連結される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の移送用ハンド。
【請求項５】
シリンダのバルブ口金に、ガス充填用のコネクタを取り付けるためのロボットハンドであって、
ハンド本体と、
前記ハンド本体に取り付けられ、ロボットの先端アームの連結部と着脱可能に連結されるアダプタと、
前記ハンド本体に取り付けられるガス充填用のコネクタと、
を有する、取付用ハンド。
【請求項６】
シリンダを移送する第一ロボットと、
ガス充填エリアにおいて、前記シリンダを固定する少なくとも一つの固定部と、
前記シリンダのバルブ口金に、ガス充填用のコネクタを取り付けるための第二ロボットと、
を有するガス充填システムであって、
前記第一ロボットは、少なくとも先端アームを有し、当該先端アームと前記請求項１から４のいずれか１項に記載の移送用ハンドとが連結される、ガス充填システム。
【請求項７】
前記第二ロボットは、少なくとも先端アームを有し、
前記先端アームと前記請求項５に記載の取付用ハンドとが、前記連結部と前記アダプタを介して着脱可能に連結される、または、
前記先端アームと、ガス充填用のコネクタを把持可能な把持用ハンドが連結される、請求項６に記載のガス充填システム。
【請求項８】
シリンダを移送する第一ロボットと、
ガス充填エリアにおいて、前記シリンダを固定する少なくとも一つの固定部と、
を有するガス充填システムであって、
前記第一ロボットは、少なくとも先端アームを有し、
前記先端アームと前記請求項１から４のいずれか１項に記載の移送用ハンドとが着脱可能に連結され、および、
前記先端アームと前記請求項５に記載の取付用ハンドとが、前記連結部と前記アダプタを介して着脱可能に連結される、ガス充填システム。
【請求項９】
前記シリンダの重量を計量する載置式の計量部、および／または、前記シリンダ内のガス圧またはシリンダに送るガス圧を測定する圧力測定部を有する、請求項６から８のいずれか１項に記載のガス充填システム。
【請求項１０】
前記シリンダの長手方向の長さに応じて、前記吸着パッドにおける当該シリンダへの吸着を制御する吸着制御部を有する、請求項６から９のいずれか１項に記載のガス充填システム。
【請求項１１】
前記計量部の上に載置され、前記シリンダの底と接触する接触部と、前記底支持部が挿入されかつ上方向に前記シリンダを持ち上げるための開口部とを有する計量治具をさらに有する、請求項９に記載のガス充填システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスシリンダ（ガスボンベとも称される）へガス（例えば、液化ガス）を充填するためのガス充填システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ガスシリンダへのガス充填は手動で行うことが多い。例えば、作業者は、複数の空のシリンダをシリンダ台車などでガス充填エリアに運び、ガス充填装置にガスシリンダをセットしてガス充填を行う。その後、ガスが充填されたガスシリンダをガス充填エリアから出荷エリアに運び、配送車に積み込む。配送車で搬送されたガスシリンダは、使用された後に再びガス充填工場に戻る。
【０００３】
特許文献１は、シリンダの長手方向に平行にアダプタが取り付けられているシリンダを横に寝かせて搬送させ、横に寝かせた状態で水平に持ち上げて固定させ、充填ヘッドをアダプタに挿入させてガス充填を行うシステムを開示している、
【０００４】
また、特許文献２は、高圧ガス充填として、ボンベを供給工程によって充填ステーションにまでコンベアで移送し、ボンベを充填ステーションの中心部に設置するセンタリング工程を行ってから、ボンベを移送路より昇降杆で浮上する上昇工程を施し、次いでボンベを回転してそのバルブ口をガス供給器のノズルに対向するバルブ方向修正工程（Ｈ）を行い、そこでガス供給器のノズルをバルブ口に連結し、バルブの開放工程を行うが、その際にバルブを一旦完全に閉鎖してその高さを検出しておき、ガスを供給した後にバルブを前記閉鎖高さにまで締め付け、その後移送路へ降ろして排出側へ移送するシステムを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】欧州特許出願第２８９６８７０号公報
【特許文献２】特開平５−１７２３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ガスシリンダへガスを充填する際に、作業の安全性、コストの観点から省人化あるいは無人化の要望がある。しかしながら、特許文献１、２のシステムは、大がかりな装置構成であり、広い設置スペースが必要となるため、望ましくない。
また、特許文献１は、ガス充填前にアダプタを取り付け、ガス充填後にそのアダプタを取り外す必要がある。
また、特許文献２では、コンベアによる移送を行うためボンベが倒れる危険性が懸念される。特に、液化ガスを充填した場合に、シリンダ表面に結露または霜が付くことで滑る危険がある。
【０００７】
本発明は、従来よりも、ガスシリンダに対するガス充填を安全に行え、省人化および省スペースで行えるガス充填システムを提供することを目的とする。
また、シリンダの移送を確実に行えるロボット用ハンドを提供する。また、充填用コネクタをシリンダのバルブ口金に確実に取付けるためのロボット用ハンドを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の移送用ハンドは、シリンダを移送するためのロボットハンドであって、
前記シリンダの長手方向に対応する長さを有する支持本体と、
前記支持本体の長手方向と直交する方向に延設される１または２以上の吸着パッドと、
前記支持本体の長手方向と直交する方向で、かつ前記吸着パッドが延設される同じ方向に延設される少なくとも１または２以上の側面支持部と、を有する。
前記支持本体は、その下部（最下部の側面支持部よりも下部）に、前記シリンダの底部を支持する（持ち上げる）ための底支持部と、前記底支持部をその待機位置から、持ち上げるための支持位置まで移動するための第一アクチュエータとを有していてもよい。「待機位置」は、底支持部の先端が、吸着パッドの先端よりも支持本体側に少なくとも配置される位置である（底支持部の先端が、吸着パッドの先端よりも突出していない状態である）。「支持位置」は、底支持部がシリンダの底を支持するように吸着パッドの先端よりも突出した配置である。
上記構成によれば、液化ガスを充填したシリンダ表面に結露または霜が付いたとしても、吸着パットおよび底支持部で安全にシリンダを移送できる。
前記支持本体は、吸着パッドおよび側面支持部と、底支持部との前記長手方向における間隔を調整する第二アクチュエータを有していてもよい。シリンダを吸着させた状態で、第二アクチュエータを駆動させ（底支持部を下方へ離す方向に移動させ）その間隔を広げることで、底支持部をシリンダの底面に配置するためのスペースを確保できる。第二アクチュエータは、エアシリンダ、電動シリンダ、他のアクチュエータ、ボールねじ機構、ラックアンドピニオン機構などで構成されていてもよい。アクチュエータ制御部が第一および第二アクチュエータを制御する。
前記支持本体の頂部（前記底支持部と対向する位置）に（その長手方向と平行に突出するように）設けられ、前記シリンダの（バルブと噛み合って）バルブの開閉を行うためのバルブ操作部を有していてもよい。
前記バルブ操作部は、バルブの形状に少なくとも部分的に係合する形状を有する（弾性部材で構成される）係合部と、バルブを（上から）押圧するように付勢するための付勢機構（例えば、ばね機構）と、付勢機構と連動して係合部とバルブとの接触の有無（接触圧力が閾値を超えたか否か）を検知するセンサとを有していてもよい。センサの検知信号に応じて、第一ロボットの先端アームを回転（正回転または逆回転）させることで、バルブ操作部が回転し、バルブを開閉させる構成であってもよい。
バルブ操作部は、支持本体の長手方向に平行にエアシリンダ、電動シリンダなどのアクチュエータで伸縮する構成でもあってもよい。
上記構成によれば、第一ロボットで、バルブの開閉動作を行えるため、他のバルブ開閉機構が不要となる。第一ロボットは、パレタイジングとデパレタイジングを兼用し、さらにバルブ開閉動作も行うため、設備コストを抑えることができる。
前記移送用ハンドが、ロボットの先端アームに着脱可能に連結されてもよい。
【０００９】
本発明の取付用ハンドは、シリンダのバルブ口金に、ガス充填用のコネクタを取り付けるためのロボットハンドであって、
ハンド本体と、前記ハンド本体に取り付けられ、ロボットの先端アームの連結部と着脱可能に連結されるアダプタと、前記ハンド本体に取り付けられるガス充填用のコネクタとを有する。
ガス充填用のコネクタは、例えば、充填口金、クイックコネクタ（例えば、STAUBLI社製、Quick release coupling）、ワンタッチ充填金具（ドイツWEH社製ワンタッチ充填金具）、ネジコミコネクタなどが挙げられる。
ハンド本体には、コネクタの他に、ガス配管、配管弁などが取付られていてもよい。
これにより、ガス充填の際に、第一または第二ロボットでコネクタをバルブ口金に接続し、先端アームからハンドを切り離すことで、ハンドをシリンダに置き去りにし、別のシリンダに対する動作（別のシリンダに対するガス充填モジュールの取り外し、その取り付けなど）を行える。
【００１０】
本発明の第一のガス充填システムは、シリンダを移送する第一ロボットと、ガス充填エリアにおいて、前記シリンダを固定する少なくとも一つの固定部と、前記シリンダのバルブ口金に、ガス充填用のコネクタを取り付けるための第二ロボットと、を有するガス充填システムであって、
前記第一ロボットは、少なくとも先端アームを有し、当該先端アームと上記に記載の移送用ハンドとが連結される構成である。
前記第二ロボットは、少なくとも先端アームを有し、前記先端アームと上記に記載の取付用ハンドとが、前記連結部と前記アダプタを介して着脱可能に連結される、または、
前記先端アームと、ガス充填用のコネクタを把持可能な把持用ハンドが連結される。
挟持用ハンドは、例えば、多指の構造であってもよい。
【００１１】
本発明の第二のガス充填システムは、シリンダを移送する第一ロボットと、ガス充填エリアにおいて、前記シリンダを固定する少なくとも一つの固定部と、を有するガス充填システムであって、
前記第一ロボットは、少なくとも先端アームを有し、
前記先端アームと、上記に記載の移送用ハンドとが着脱可能に連結され、および、前記先端アームと上記記載の取付用ハンドとが連結部とアダプタを介して着脱可能に連結される。
第二のガス充填システムは、第一ロボットが、シリンダの移送と、コネクタの取付・取外を兼用する構成である。
【００１２】
上記各発明において、前記シリンダの重量を計量する載置式の計量部、および／または、前記シリンダ内のガス圧またはシリンダに送るガス圧を測定する圧力測定部を有することが好ましい。
CO2などの液化ガスは、重量を測定し、気体の高圧ガスは、圧力を測定することが好ましいため、ガスの種類に応じた装置構成を採用する。
前記計量部は、例えばロードセルで構成される。計量部で測定された信号は、ガス充填制御部へ送られ、ガス充填の開始、終了のタイミングに使用される。
前記圧力測定部は、ガスを流す充填ライン側に取り付けてもよく、充填口金などのコネクタ付近に設置されてもよい。
ガス充填制御部は、ガス充填の開始の際に遮断弁を開け、重量または圧力が所定値になったら遮断弁を閉じるように制御することで、ガスの充填を開始させおよび停止する。
前記計量部の上に載置され、前記シリンダの底と接触する接触部と、前記底支持部が挿入されかつ上方向に前記シリンダを持ち上げるための開口部とを有する計量治具をさらに有していてもよい。
【００１３】
前記固定部は、シリンダの長手方向に沿って、シリンダ側面を２つの異なる方向または２つ以上の異なる方向から固定する。固定部は、シリンダの側面を対向する２方向から挟持する一対の挟持部を少なくとも１つまたは２つ以上有して構成されていてもよい。
前記固定部または挟持部は、その先端がシリンジの側面形状に対応する形状、例えば凹状であることが好ましい。固定部または挟持部は、少なくとも２点（２箇所）でシリンダの外面に接触する形状が好ましい。固定部または挟持部は、その先端の凹状が逆三角形に欠切されていてもよく、円弧に欠切されていてもよい。
前記固定部または挟持部は、例えば、エア式、電動式、油圧式などのアクチュエータ、ボールねじ機構のアクチュエータ、ラックアンドピニオン機構のアクチュエータなどで駆動され、待機位置から固定（把持）位置へ移動（圧接）する構成でもあってもよい。固定部制御部は固定部を駆動するアクチュエータを制御する。
【００１４】
前記第一ロボットは、少なくとも一つのパレットが設置されるパレットエリアと、少なくとも一つのシリンダに対してガスを充填するためのガス充填エリアとの間でシリンダを移送してもよい。
計量充填装置は、前記シリンダの重量を計量する載置式の計量部と、前記計量部に直接または間接的に載置された前記シリンダを固定する少なくとも一つの固定部とを有し、１つまたは２つ以上が計量充填装置がガス充填エリアに載置されてもよい。
前記ガス充填システムは、所定の条件の場合に、前記シリンダの向きを変えるためのシリンダ仮置エリアを有していてもよい。シリンダ仮置エリアにおいて、第一ロボットは、シリンダのバルブ口金の向きを所定方向（吸着パッドと対向する方向）になるように、シリンダを吸着しなおす。
前記ガス充填システムは、前記充填口金を有するガス充填モジュールを２以上載置するモジュール置場を有していてもよい。このモジュール置場は、テーブルを有していてもよい。
【００１５】
前記ガス充填システムは、前記シリンダの長手方向の長さに応じて、前記吸着パッドにおける当該シリンダへの吸着を制御する吸着制御部を有していてもよい。
前記吸着パッドおよび／または前記側面支持部は、前記シリンダの直径サイズに応じて、前記長手方向と直交する方向に移動可能に構成されていてもよい。
前記側面支持部は、その先端がシリンダの側面形状に対応する形状、例えば凹状であることが好ましい。側面支持部は、少なくとも２点（２箇所）でシリンダの外面に接触する形状が好ましい。側面支持部は、その先端の凹状が逆三角形に欠切されていてもよく、円弧に欠切されていてもよい。
前記吸着パッドは、シリンダの側面と接触し吸着する構成である。吸着パッドは、少なくとも一つの開口または複数の開口を有していてもよい。
前記吸着制御部は、シリンダの長手方向のサイズに応じて配置される吸着パッドの吸引動作の駆動を制御する。吸引動作は、吸引手段（例えば真空ポンプ、ブロワー）、弁の開閉などを制御することで実行されてもよい。
上記構成によれば、縦置きした際のシリンダの高さに合わせて、複数の吸着パッドと複数の側面支持部を設けることで、シリンダの移送の際の倒れ防止が可能となる。
【００１６】
第一ロボットは、その先端アームに第一撮像部を有し、動作目的に応じて撮像し、撮像された画像を解析する第一画像処理部を有する。第一撮像部は、先端アームの軸方向（または吸着パッドの突設方向）と直交する方向に設けられることが好ましい。
【００１７】
第二ロボットは、その先端アームに第二撮像部を有し、動作目的に応じて撮像し、撮像された画像を解析する第二画像処理部を有する。第二撮像部は、先端アームの軸方向と平行に設けられることが好ましい。
【００１８】
第一ロボットと第二ロボットは、多軸の多関節ロボットであり、例えば、
設置面に垂直な軸（第１軸）周りに３６０°旋回可能な基部と、
前記設置面に対し平行な軸（第２軸）周りに可動可能に前記基部に連結される下アームと、
前記設置面に対し平行な軸（第３軸）周りに可動可能に前記下アームに連結される上アームと、
前記設置面に対し平行な軸（第４軸）周りに可動可能に前記上アームに連結される先端アーム（手首アーム）と、を有する。
前記上アームは、上アームの長手方向と平行な上アーム中心軸（第５軸）周りに３６０°旋回可能であってもよい。
前記上アームは、上アームの長手方向に伸縮する構造（シリンダ構造）であってもよい。
前記手首アームは、手首アームの長手方向（上アームとの連結部位から手首アームの先端部位に向かう方向）と平行な手首アーム中心軸（第６軸）周りに３６０°旋回可能であってもよい。
多関節ロボットの基部及び各アームの動作は、個別の制御部または主制御部によって制御されてもよい。
多関節ロボットは、６軸ロボット以外でもよく、例えば４軸、５軸などのロボットとして構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、従来よりも、ガスシリンダに対するガス充填を安全に行え、省人化および省スペースで行える。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態１のガス充填システムの平面図である。
【図２Ａ】第一ロボットの吸着パッドおよび底支持部の構成例を示す図である。
【図２Ｂ】第一ロボットの吸着パッドおよび底支持部の構成例を示す図である。
【図２Ｃ】側面支持部の形状例を示す平面図である。
【図３Ａ】計量充填装置の構成例を示す図である。
【図３Ｂ】一対の挟持部（固定部）の形状例を示す平面図である。
【図４Ａ】第二ロボットおよびガス充填モジュール置場の一例を示す図である。
【図４Ｂ】先端アームからハンドを切り離した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に本発明のいくつかの実施形態について説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の一例を説明するものである。本発明は以下の実施形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形形態も含む。なお、以下で説明される構成の全てが本発明の必須の構成であるとは限らない。
【００２２】
（実施形態１）
実施形態１のガス充填システム１について、図１を用いて説明する。第一ロボットＲ１を中心にして、パレットエリアＰＡと第二ロボットＲ２およびガス充填エリアＧＡが対向するように配置される。パレットエリアＰＡとガス充填エリアＧＡとの間におけるシリンダＳの移送経路の途中に、シリンダ仮置エリアＳＡが配置される。ガス充填モジュール置場ＭＡが、第二ロボットＲ２とガス充填エリアＧＡの間に配置される。ガス充填モジュール置場ＭＡには充填口金を有するガス充填モジュールを２以上載置する。なお、各ロボット、各エリアは図１の配置に限定されず、他の配置であってもよい。
【００２３】
パレットエリアＰＡにパレットＰ１、Ｐ２、Ｐ３がそれぞれ配置される。各パレットは、位置決め用のサイド治具２０１、２０２によって、位置決めされている。
シリンダ仮置エリアＳＡには、シリンダの位置決め用のガイド２０３が設置される。
ガス充填エリアＧＡには、２つの計量充填装置３００、４００が配置される。各計量充填装置の本体にシリンダの一方側面を支持し位置決めするためのガイド２０４が設置される。
【００２４】
図２Ａに第一ロボットＲ１の先端アーム（他のアームは省略している）および支持本体１１０、吸着パッドなどを示す。
支持本体１１０は、シリンダＳの長手方向（上下方向）に対応する長さを有する。支持本体１１０の長手方向に、所定の間隔をあけて、シリンダＳの長手方向と直交する方向に、第一、第二、第三、第四吸着パッド１１１〜１１４が設けられている。
各吸着パッドのシリンダＳの長手方向の上下位置に、支持本体１１０からその長手方向と直交する方向（吸着パッドが延設された同じ方向）に第一、第二、第三、第四、第五側面支持部１２１〜１２５が設けられている。
本実施形態において、図２Ｃに示すように、各側面支持部（１２１）は、その先端（１２１ａ）が逆三角形に欠切されている。
各種のシリンダＳは長手方向のサイズがそれぞれ異なる。そのため、吸着制御部（不図示）は、シリンダＳの長手方向のサイズに応じて各吸着パッドの吸引動作の駆動を制御する。吸引動作は、吸引手段（例えば真空ポンプ、ブロワー）、弁の開閉などを制御することで実行できる。
また、各側面支持部１２１〜１２５が、シリンダＳの側面に当接することで、シリンダＳを垂直に立てた状態を維持しながら吸引および移送を行える。
【００２５】
図２Ａにおいて、支持本体１１０は、その下部に、シリンダＳの底部を支持する（持ち上げる）ための底支持部１３１を設けている。底支持部１３１は、その待機位置Ｔ０から支持位置Ｔ１まで移動させるための第一アクチュエータ１３２で駆動される。図２Ａでは底支持部１３１が待機位置Ｔ０にある。図２Ｂでは、底支持部１３１が支持位置Ｔ１に配置され、シリンダＳの底を支持する。底支持部１３１は、空のシリンダを移送させる際に使用してもよく、ガス充填後に使用してもよい。また、支持本体１１０は、第二アクチュエータ１３５を有していてもよく、この場合に、底支持部１３１を下方へ移動させることができる。下方へ移動させて、底支持部１３１を待機位置Ｔ０から支持位置Ｔ１へ突出させることができる。本実施形態において、底支持部１３１が３つの細長棒で構成さている。
【００２６】
支持本体１１０の頂部にその長手方向と平行に突出するようにバルブ操作部１４０が設けられている。バルブ操作部１４０は、シリンダＳのバルブ６０１と噛み合って、バルブ６０１の開閉を行う。バルブ操作部１４０は、バルブの形状に少なくとも部分的に係合する形状の係合部１４１を有する。なお、バルブ操作部１４０は、支持本体１１０の長手方向に向かってエアシリンダなどのアクチュエータ１４５で延びる構成でもあってもよい。
バルブ操作部１４０は、バルブを上から押圧するように付勢するための付勢機構（例えば、ばね機構、不図示）と、付勢機構と連動して係合部１４１とバルブとの接触の有無（接触圧力が閾値を超えたか否か）を検知するセンサ（不図示）とを有する。このセンサの検知信号に応じて、第一ロボットＲ１の先端アーム１０１を回転（正回転または逆回転）させることで、バルブ操作部１４０が回転し、バルブを開閉させることができる。
【００２７】
第一ロボットＲ１は、その先端アームに第一撮像部（不図示）を有する。第一撮像部は、動作目的に応じて撮像し、第一画像処理部は、その撮像された画像を解析する。本実施形態において第一撮像部は、先端アームの軸方向と直交する方向に設けられる。
本実施形態において、第一画像処理部は、第一撮像部でシリンダ仮置エリアＳＡを撮像して得られたシリンダＳの画像から、バルブ口金６０２の位置を画像解析で特定してもよい。また、第一画像処理部は、第一撮像部でパレットエリアＰＡまたはパレットＰ１〜Ｐ３を撮像して得られた画像から、シリンダＳまたはパレット（パレットの空きスペース）を画像解析で特定してもよい。また、第一画像処理部は、第一撮像部でガス充填エリアＧＡを撮像して得られた画像から、計量部３３０の位置、シリンダＳまたはそのバルブ６０１の位置を画像解析で特定してもよい。
【００２８】
図３Ａに第一、第二計量充填装置３００、４００の一例を示す。以下において、第一計量充填装置３００を説明するが第二計量充填装置４００も同じ構成を有する。
第一計量充填装置３００は、シリンダＳの重量を計量する載置式の計量部３３０と、計量部３３０の上に置かれた計量治具３４０と、シリンダＳを固定する一対の挟持部を複数組（固定部に相当する）有する。
計量部３３０で測定された信号は、ガス充填制御部（不図示）へ送られ、ガス充填の開始、終了のタイミングに使用される。
計量治具３４０は、シリンダＳの底と接触する接触部と３４１、底支持部１３１が挿入されかつ上方向にシリンダＳを持ち上げるための、上向きに開口した３つの開口部３４３、３４４、３５５を有する。底支持部１３１が３つの細長棒１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃで構成されているのに対応して、開口部の形状、数が構成されている。
【００２９】
本実施形態において、固定部は、シリンダＳの側面を、互いに対向する２方向から挟持する一対の挟持部を３組有して構成されている。３組の一対の挟持部（３１１、３２１）、（３１２、３２２）、（３１３、３２３）は、支持脚３１０、３２０に配置される。各挟持部（３１１、３２１）は、シリンダＳの側面に対して当接するために、図３Ｂに示すように、その先端（３１１ｃ、３２１ｃ）が逆三角形に欠切された形状である。一対の挟持部（３１１、３２１）、（３１２、３２２）、（３１３、３２３）は、エアシリンダ３１１ａ、３２１ａ、３１２ａ、３２２ａ、３１３ａ、３２３ａで駆動される。シリンダＳの長手方向サイズに対応して、一対の挟持部が選択されて、固定部制御部（不図示）によって駆動される。図３Ａにおいて、短いシリンダの場合には、最下部の一対の挟持部（３１３、３２３）のみが駆動されている。長いシリンダの場合には、２組の一対の挟持部（３１１、３２１）、（３１３、３２３）が駆動されている。なお、３組すべての一対の挟持部が駆動されてもよい。
【００３０】
図４Ａに第二ロボットＲ２およびガス充填モジュール置場ＭＡを示す。第二ロボットＲ２は、シリンダＳのバルブ口金６０２に、ガス充填用の充填口金８０１を取り付ける。第二ロボットＲ２は、下アーム５３０、上アーム５２０、先端アーム５１０を有する。
先端アーム５１０は、ハンド５１５を着脱可能に連結する構造であり、先端アーム５１０の先端に連結部５１３を有し、ハンド５１５は当該連結部５１３と連結されるためのアダプタ５１６を有する（図４Ｂ参照）。ハンド５１５は先端アーム５１０に対し３６０°回転可能である。ハンド５１５には、充填口金８０１、ガス配管８０２などが取付けられ、これらでガス充填モジュール８００を構成する。ガス充填モジュール８００としては、充填口金８０１、ガス配管８０２などの他に、配管弁（不図示）なども接続されていてもよい。
【００３１】
本実施形態において、ガス充填の際に、第二ロボットＲ２で充填口金８０１をバルブ口金６０２に接続し、先端アーム５１０からハンド５１５を切り離すことで、ガス充填モジュール８００およびハンド５１５をシリンダＳに置き去りにする（図４Ｂ参照）。
【００３２】
ガス充填モジュール８００は、バルブ口金６０２に外装される充填口金８０１と、バルブ口金６０２と充填口金８０１を密着状態にするためのチャッキング機構（不図示）を有していてもよい。また、ガス充填モジュール８００は、バルブ口金６０２に螺合するねじ式充填口金で構成されていてもよい。
【００３３】
図４Ａに示すように、ガス充填モジュール置場ＭＡの天面にガイド７０１、７０２が立設されており、２つのガス充填モジュール８００がそのガイド７０１、７０２の上に載置できる構成である。
【００３４】
第二ロボットＲ２は、その先端アーム５１０に第二撮像部５５０（例えば、３Ｄカメラ）を有する。第二撮像部５５０が動作目的に応じて撮像し、撮像された画像が第二画像処理部（不図示）で解析される。第二撮像部５５０は、先端アーム５１０の軸方向と平行に設けられている。
本実施形態において、第二画像処理部は、第二撮像部５５０でガス充填エリアを撮像して得られた画像から、シリンダＳまたはバルブ口金６０２の位置、ハンド５１５のアダプタ５１６の位置などを画像解析で特定してもよい。また、第二画像処理部は、ガス充填モジュールの置場において第二撮像部５５０で撮像して得られた画像から、ガス充填モジュールのモジュール置場ＭＡの位置またはハンド５１５のアダプタ５１６の位置を画像解析で特定してもよい。
【００３５】
シリンダＳのパレットＰ１からＰ３は、シリンダＳを立てて配置するために、シリンダ高さに応じた所定高さの外枠を有するが、これに限定されない。
パレットＰ１からＰ３には、バルブ口金６０２が一定方向を向くようにシリンダＳが載置されることが好ましい。「一定方向」とは、パレットエリアＰＡにおいて、バルブ口金６０２が反対方向となるように、吸着パッドで吸着されるシリンダＳの側面を第一ロボットＲ１へ向かせる方向である。
安全策は、第一、第二ロボットＲ１、Ｒ２の稼働範囲に応じて設置され、１または２以上のパレットエリアＰＡがその内部に配置される。パレットエリアＰＡへパレットが出入りするために安全策にそのためのゲートが設けられてもよい。
パレットエリアＰＡでシリンダＳを吸着しガス充填エリアＧＡへそのまま移送させてもバルブ口金６０２の方向が第二ロボットＲ２の方向を向いていない場合がある。このような場合に、第一ロボットＲ１は、シリンダ仮置エリアＳＡにシリンダＳを移送させ、ここでバルブ口金６０２の向きを変える。そして、第一ロボットＲ１はシリンダＳをガス充填エリアＧＡへ移送する。ただし、位置決め用のサイド治具やパレットの外枠があっても、パレットの端に位置するシリンダＳの向きをそれに合わせて中央側に所定角度傾くようにした場合には、バルブ口金６０２の向きを変えなくてもよい場合もある。また、パレットの上のシリンダＳのバルブ口金６０２の角度がそれぞれ一定でない場合に、シリンダ仮置エリアＳＡで全てのシリンダＳに対してバルブ口金６０２の角度を所定角度となるように調整してもよい。
なお、別実施形態として、シリンダ仮置エリアＳＡでバルブ口金６０２の角度を調整することに限定されず、ガス充填エリアＧＡでバルブ口金６２の角度を調整する機構を設けてもよい。かかる場合に、計量充填装置３００、４００または本システムが有する第三撮像部あるいは第二撮像部でシリンダＳを撮像して得られた画像を解析し、バルブ口金６０２の位置を特定し、バルブ口金６０２が所定角度を向くように、シリンダＳを乗せた計量部３３０を回転させてもよく、シリンダＳを把持した状態で一対の把持部で把持させた状態で回転させる構成でもよい。
【００３６】
（動作説明）
（Ｓ１）第一ロボットＲ１は、パレット上の移送すべきシリンダＳを特定する。なお、第一、第二ロボットＲ１、Ｒ２は、画像認識を行い、また予め設定された動作規則に基づいて動作するようにプログラムされている。
（Ｓ２）第一ロボットＲ１は、各吸着パッドおよび各側面支持部をシリンダＳの側面に当て吸着させる。
（Ｓ３−１）外枠の隣の位置のシリンダＳの場合は、シリンダ仮置エリアＳＡへ移送し、第一ロボットＲ１は、シリンダＳのバルブ口金６０２の向きを所定方向（吸着パッドと対向する方向）になるように、シリンダＳを吸着しなおす。次いで、第一ロボットＲ１は、シリンダＳをガス充填エリアＧＡへ移送し、計量部３３０の上（計量治具３４０）に載置する。
（Ｓ３−２）外枠の隣の位置のシリンダＳではない場合は、第一ロボットＲ１は、シリンダＳをガス充填エリアＧＡへ直接移送し、計量部３３０の上（計量治具３４０）に載置する。
（Ｓ４）固定部（一対の挟持部）によりシリンダＳの側面を固定する。
（Ｓ５）第二ロボットＲ２は、シリンダＳのバルブ口金６０２を特定し、連結されたガス充填モジュール８００を移送して、バルブ口金６０２に充填口金８０１を取り付ける。
（Ｓ６）第二ロボットＲ２は、先端アーム５１０からハンド５１５を切り離し、次の動作（別のガス充填モジュールとの連結）へ移行する。
（Ｓ７）第一ロボットＲ１は、バルブ６０１にバルブ操作部１４０をセットし、バルブ６０１を開ける。すでにバルブ６０１が開状態である場合（例えばパレット上ですでに開けた状態のとき）にはこのステップは不要である。ただし、省人化と適切なガス充填をする上ではこのステップがある方が好ましい。
（Ｓ８）固定部（一対の挟持部）をシリンダＳから離し、固定を解除する。なお、固定を解除せずに行ってもよい。
（Ｓ９）ガス充填を開始する。
（Ｓ１０）計量部３３０の測定値が閾値を超えた場合に、ガス充填を停止する。
（Ｓ１１）固定部（一対の挟持部）によりシリンダＳの側面を固定する。
（Ｓ１２）第一ロボットＲ１は、バルブ６０１にバルブ操作部１４０をセットし、バルブ６０１を閉じる。次いで、第一ロボットＲ１は、別の動作（別のシリンダのデパレタイジングまたはパレタイジング、待機など）に移行する。
（Ｓ１３）第二ロボットＲ２は、先端アーム５１０にハンド５１５を連結し、ガス充填モジュール８００をシリンダ（バルブ口金）から取り外し、次の動作（ガス充填モジュールをモジュール置場に置く、別のガス充填モジュールとの連結など）へ移行する。
（Ｓ１４）第一ロボットＲ１は、底支持部１３１を待機位置Ｔ０から支持位置Ｔ１へ移動させて、治具３４０の開口部３４３、３４４、３５５に挿入し、次いで底支持部１３１をシリンダＳの底に当てる。それと同じタイミングまたはそれと前後して、各吸着パッドおよび各側面支持部をシリンダＳの側面に当て吸着させる。シリンダＳを持ち上げてパレットへ移送する。第一ロボットＲ１は、シリンダＳをパレットへ置く前に底支持部１３１を待機位置Ｔ０へ収納させる。
【００３７】
ガス充填システムは、ガス充填（の開始、終了）を制御するガス充填制御部と、第一ロボットＲ１と、第二ロボットＲ２を制御する第一、第二ロボット制御部と、主制御部とを有していてもよい。主制御部が、各制御部を統括する制御部であってもよい。個々の制御部および主制御部は、例えば、専用回路、ファームウエア、または、プロセッサーとメモリなどのハードウエアと制御手順を規定するプログラムとの組み合わせ構成で実現されていてもよい。
【００３８】
（別実施形態）
上記実施形態では、第一ロボットR1でシリンダの移送を行い、第二ロボットR2でバルブ口金にコネクタ（充填口金）を取付、取り外す構成であったが、これに制限されず、別実施形態として、第１ロボットがシリンダの移送およびバルブ口金にコネクタ（充填口金）を取付、取り外してもよい。第一ロボットの先端アームに、移送用ハンドおよび取付ハンドが着脱自在に連結される。例えば、ガス充填エリアにシリンダを移送後、所定場所で移送用ハンドを切り離し、取付用ハンドと連結する。取付用ハンドをシリンダのバルブ口金に取り付けた後で、取付用ハンドを切り離し、移送用ハンドと連結する。
また、別実施形態として、ガス充填用のコネクタとして、クイックコネクタ（例えば、STAUBLI社製、Quick release coupling）、ワンタッチ充填金具（ドイツWEH社製ワンタッチ充填金具）、ネジコミコネクタを用いることができる。
また別実施形態として、取付用ハンドの代わりに、ガス充填用のコネクタを把持可能な把持用ハンドを使用することができる。
また、パレットエリアに替わり、シリンダの置場が配置されていてもよい。
【図面の符号の説明】
【００３９】
１１０      支持本体
１１１、１１２、１１３、１１４  吸着パッド
１２１、１２２、１２３、１２４、１２５  側面支持部
１３１      底支持部
１４０      バルブ操作部
１４１      係合部
３００      第一計量充填装置
３１１、３２１  一対の挟持部
４００      第二計量充填装置
５１０      先端アーム
５１３      連結部
５１５      ハンド
５１６      アダプタ
６０１      バルブ
６０２      バルブ口金
８００      ガス充填モジュール
８０１      充填口金
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３  パレット
Ｒ１        第一ロボット
Ｒ２        第二ロボット
Ｓ        シリンダ
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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