(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
横転状態の容器を搬送する第１搬送手段と、容器がそれぞれ挿入される複数の容器キャリヤを搬送する第２搬送手段と、上記第１搬送手段上の容器を保持して受渡位置まで移送して、該容器を第２搬送手段上の容器キャリヤに挿入するロボットとを備えた容器処理装置において、
上記第２搬送手段によって搬送される容器キャリヤを、上記受渡位置において搬送方向の一側が高くなるように所定角度だけ傾斜させるとともに、
上記ロボットは、上記受渡位置における容器キャリヤの傾斜角度に合わせて保持した容器を傾斜させて上記容器キャリヤに挿入することを特徴とする容器処理装置。
【請求項２】
上記第２搬送手段は、隣接させて平行に配設した搬送コンベヤおよび傾斜コンベヤとを備え、各容器キャリヤは搬送コンベヤによって搬送されるとともに、搬送コンベヤの隣接位置に設けたタイミングスクリュウに係合して搬送方向において所定間隔に維持されるようになっており、また上記各容器キャリヤは、上記受渡位置において傾斜コンベヤと係合して傾斜するように構成されており、
さらに、上記容器キャリヤの側部には、上記ロボットの保持部によって容器が容器キャリヤ内に挿入される際に、該保持部との干渉を避けるための切欠き部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の容器処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は容器処理装置に関し、より詳しくはロボットを利用した容器処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ロボットを利用した容器処理装置として、次のような構成のものは知られている。すなわち、横転状態の容器を搬送する第１搬送手段と、容器がそれぞれ挿入される複数の容器キャリヤを搬送する第２搬送手段と、上記第１搬送手段上の容器を保持して受渡位置まで移送して、該容器を第２搬送手段上の容器キャリヤに挿入するロボットとを備えたものは知られている（例えば特開平８−７３０２９号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の装置では、ロボットは第１搬送手段上の容器の口部を保持した後、保持した容器を９０度回転させて正立した状態にしてから第２搬送手段上の容器キャリヤ内に容器を挿入するようしている。
このように上述した従来の装置では、ロボットによって容器を保持した後に９０度回転させてから容器キャリヤ内に挿入しているために、容器の処理速度が遅くなるという欠点が指摘されていたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このような事情に鑑み、本発明は、横転状態の容器を搬送する第１搬送手段と、容器がそれぞれ挿入される複数の容器キャリヤを搬送する第２搬送手段と、上記第１搬送手段上の容器を保持して受渡位置まで移送して、該容器を第２搬送手段上の容器キャリヤに挿入するロボットとを備えた容器処理装置において、
上記第２搬送手段によって搬送される容器キャリヤを、上記受渡位置において搬送方向の一側が高くなるように所定角度だけ傾斜させるとともに、上記ロボットは、上記受渡位置における容器キャリヤの傾斜角度に合わせて保持した容器を傾斜させて上記容器キャリヤに挿入するように構成したものである。
【０００５】
【作用】
このような構成によれば、受渡位置において第２搬送手段の容器キャリヤは傾斜されており、しかも、容器はロボットによって傾斜されて容器キャリヤ内に挿入される。そのため、ロボットが受渡位置において容器を回転させる角度を９０度よりも小さくすることができる。
したがって、上述した従来の装置と比較して容器の処理速度を高速化することができる。
【０００６】
【実施例】
以下、図示実施例について本発明を説明すると、１は容器処理装置であり、受渡位置Ａ，Ｂにおいて概略カップ状の容器キャリヤ２（図３参照）内に容器３（図２参照）を挿入することができる。
図２に示すように、容器処理装置１が処理する容器３は目薬を充填するための空の容器であり、全体として扁平な形状となっており、しかも高さが低くなっている。また、この容器３は上方中央部にキャップを取り付けるための円筒状の口部３ａを備えている。そして、容器３は、その胴部における前後いずれかの側面３ｂを後述するロボット５，６によって保持されるようになっている。
容器処理装置１は、横転状態の容器３を載置して下流側にむけて搬送する容器搬送コンベヤ４を備えており、この容器搬送コンベヤ４の一側に沿って２台のロボット５，６を配置している。
また、ロボット５，６とは反対側となる容器搬送コンベヤ４の一側に沿って、容器キャリヤ２を下流側にむけて搬送する容器キャリヤ搬送手段７を配設している。図１には表示していないが、容器キャリヤ搬送手段７の隣接位置には、上流側の受渡位置Ａよりも少し上流の位置から下流側の受渡位置Ｂの少し下流の位置にわたってタイミングスクリュウ８を回転自在に設けている（図７ないし図９参照）。容器キャリヤ搬送手段７における上流側の端部に、図３に示した空の容器キャリヤ２が順次供給されるようになっており、容器キャリヤ搬送手段７に供給された相前後する容器キャリヤ２は、その側部に上記タイミングスクリュウ８が係合することによって、搬送方向において所定の間隔を維持される様になっている。
一方、各ロボット５，６の上流側となる容器搬送コンベヤ４の上方にはＣＣＤカメラ１１，１２を配設している。そして、上流側のＣＣＤカメラ１１は、その下方側を通過する横転状態の容器３を撮影して、その映像を上流側のロボット５に伝達するようになっている。これと同様に、下流側のＣＣＤカメラ１２で撮影した容器３の映像は、下流側のロボット６に伝達されるようになっている。
各ロボット５，６は、後に詳述する処理ヘッド１３を備えており（図４参照）、各ＣＣＤカメラ１１，１２から伝達される容器３の映像を元に、各受渡位置Ａ，Ｂに近い上流側の位置において容器搬送コンベヤ４上の容器３の側面３ｂを処理ヘッド１３で吸着保持して各受渡位置Ａ，Ｂまで移送した後、各受渡位置Ａ，Ｂにおいて容器キャリヤ搬送手段７が搬送する容器キャリヤ２内に容器３を挿入するようになっている（図５参照）。
そして、このようにして容器３を挿入された容器キャリヤ２は、容器キャリヤ搬送手段７によって図示しない下流側の処理工程に向けて搬送されるようになっている。
なお、下流側のロボット６よりも下流側となる容器搬送コンベヤ４上には、板状のストッパ部材１４を斜めに交差させて設けている。また両ロボット５，６側となる容器搬送コンベヤ４の一側に沿って回収コンベヤ１５を設けている。これにより、上記２台のロボット５，６の処理ヘッド１３によって保持されることなく下流側に搬送されてきた容器３は、上記ストッパ部材１４に当接した後、回収コンベヤ１５上まで送り出されて、この回収コンベヤ１５によって上流側まで搬送されてから、再度、容器搬送コンベヤ４上に供給される。
また、一方の搬送手段から他方の搬送手段へ容器３を受け渡すロボットの基本構成は、例えば特開平８−２６５４号公報等で公知なので、上記各ロボット５，６における本体部分の構成の説明は省略する。
しかして、本実施例は、容器キャリヤ２そのものを改良するとともに、容器キャリヤ搬送手段７およびロボット５（６）の処理ヘッド１３を改良することによって、高さが低い容器３や変形容器であっても容器キャリヤ２内に確実かつ効率的に挿入できるようにしたものである。
すなわち、図３に示すように、本実施例の容器キャリヤ２は、全体として概略直方体のカップ状になっており、その上面２ａの中央に容器３が挿入される凹部２ｂを備えている。凹部２ｂの間口は、容器３の胴部が余裕を持って挿入される寸法に設定してあり、図５に示すように、凹部２ｂの深さは、容器３の大半の部分が収納されるだけの寸法に設定している。そして、特に、本実施例における容器キャリヤ２は、その両側部の中央を、上面２ａおよび凹部２ｂから連続させて半円状に切欠いて切欠き部２ｃを形成している。
この切欠き部２ｃの半径は、処理ヘッド１３が備える保持部としての吸盤１６（図４参照）の半径よりも大きくしている。これによって、処理ヘッド１３の吸盤１６に吸着保持された容器３が容器キャリヤ２に挿入する際に、吸盤１６が上記容器キャリヤ２の切欠き部２ｃ内に入り込むことができ、容器キャリヤ２と干渉しないようになっている。
次に、図５、図８および図９に示すように、容器キャリヤ搬送手段７は、近接させて平行に配設した搬送コンベヤ１７と傾斜コンベヤ１８とを備えている。
搬送コンベヤ１７は、図１に示した上流側のＣＣＤカメラ１１よりも少し上流側の位置から容器搬送コンベヤ４の下流側端部の位置まで設けているが、傾斜コンベヤ１８は、上流側の受渡位置Ａよりも少し上流から下流側の受渡位置Ｂよりも少し下流の位置にわたって設けている。また、図７から図９に示すように、タイミングスクリュウ８は、搬送コンベヤ１７の一側に、上記傾斜コンベヤ１８と同じ設置範囲にわたって設けている。
そして、搬送コンベヤ１７上の容器キャリヤ２は、その両側に設けた切欠き部２ｃが搬送コンベヤ１７の搬送方向の両側部側となる状態で搬送されるとともに、タイミングスクリュウ８に係合することにより、相前後する容器キャリヤ２は搬送方向において所定間隔に維持される様になっている。
他方、図５および図９に示すように、傾斜コンベヤ１８は、その長手方向の所定間隔ごとに概略直方体をした係合部材２１を備えている。係合部材２１における上面のタイミングスクリュウ８側の隅部は、水平な上面に対して４５度傾斜するように削り取ってあり、その部分を係合面２１ａとしている。この係合部材２１の係合面２１ａを搬送コンベヤ１７が搬送する容器キャリヤ２の底面に下方側から係合させることにより、容器キャリヤ２を４５度傾斜させるようになっている。
さらに、図７に示すように、傾斜コンベヤ１８の上流側端部よりも上流側の位置には、棒状をした第１ガイド部材２２を、搬送コンベヤ１７の上方に水平に支持している。第１ガイド部材２２の先端部は、搬送コンベヤ１７が搬送する容器キャリヤ２の左方側の側面に係合し、それによって容器キャリヤ２の右方側の側面をタイミングスクリュウ８に確実に係合させるように構成されている。
また、図８に示すように、第１ガイド部材２２のすぐ下流の位置には、棒状に形成した上下一対の第２ガイド部材２３を設けている。第２ガイド部材２３は、先端側が下がるようにわずかに傾斜させているので、搬送コンベヤ１７によって搬送される容器キャリヤ２の左方側の側部が第２ガイド部材２３の先端に係合し、それによって容器キャリヤ２は、搬送コンベヤ１７上においてタイミングスクリュウ８側にわずかに傾斜されるようになっている。
さらに、図９に示すように、第２ガイド部材２３の下流側となる傾斜コンベヤ１８の上方位置には、棒状をした上下一対の第３ガイド部材２４を設けている。第３ガイド部材２４における上方の部材の先端部は４５度傾斜させている。これにより、第２ガイド部材２３によってわずかに傾斜された容器キャリヤ２は、第３ガイド部材２４の位置まで搬送されてきた時に、第３ガイド部材２４の上方側の部材の先端部と係合して４５度傾斜されるようになる。また、この時には、傾斜コンベヤ１８の上流側端部から反転されて上昇してくる係合部材２１の係合面２１ａが容器キャリヤ２の底面に下方側から係合する。これにより、容器キャリヤ２の右方側の側部はタイミングスクリュウ８に係合し、容器キャリヤ２の底部は係合部材２１の係合面２１ａに係合し、容器キャリヤ２の底部における右方側の縁部が搬送コンベヤ１７に載置されるので、容器キャリヤ２全体が水平面に対して４５度傾斜した状態となる。そして、この傾斜状態における容器キャリヤ２は、上流側の受渡位置Ａから傾斜コンベヤ１８の下流側の端部の位置まで４５度傾斜した状態を維持されたまま搬送されるようになっている。容器キャリヤ２が傾斜コンベヤ１８の下流側の端部までくると、係合部材２１が反転されて下降するので、係合部材２１の係合面２１ａは容器キャリヤ２の底部から離隔し、それに伴って、容器キャリヤ２は自重によって搬送コンベヤ７上で水平状態に復帰するようになっている。
このように本実施例では、上記傾斜コンベヤ１８によって少なくとも両受渡位置Ａ，Ｂにおいて、搬送コンベヤ１７によって搬送される容器キャリヤ２をタイミングスクリュウ８側に４５度傾斜させるようにしている。
次に、本実施例におけるロボット５（６）の処理ヘッド１３は、受渡位置Ａ，Ｂのおける容器キャリヤ２の傾斜に合わせて、容器３を４５度傾斜させて容器キャリヤ２内に挿入するように構成されている。なお、各ロボット５、６が備える処理ヘッド１３の構成は同じなので、上流側のロボット５の処理ヘッド１３についてのみ構成を説明する。
すなわち、図４から図６に示すように、処理ヘッド１３は、下方に向けて平行に配設した一対の支持部材２５，２５’を備えており、これら支持部材２５，２５’の下端部に支持軸２６を水平に取り付けている。
この支持軸２６には、所定の間隔を維持して４個のブラケット２７の中央部を回転自在に嵌装してあり、さらに各ブラケット２７の一端にそれぞれ真空発生器２８を取り付けている。各真空発生器２８は、各ブラケット２７の長手方向に対して４５度傾斜させて各ブラケット２７に連結されている。そして、これら各真空発生器２８の先端部に保持部としての円形の吸盤１６を取り付けている。各真空発生器２８は、常時、吸盤１６に負圧を導入しているが、上記受渡位置Ａ（Ｂ）において、吸盤１６が吸着保持した容器３が容器キャリヤ２内に挿入されると吸盤１６への負圧の導入を停止するようになっている。つまり、容器キャリヤ２に容器３が挿入されると、容器３は吸盤１６による保持状態を解放されるようになっている。また、隣り合う吸盤１６が隔てた間隔は、受渡位置Ａ（Ｂ）を搬送される隣り合う容器キャリヤ２の凹部２ｂが隔てた距離と一致する寸法に設定している。
さらに、図４に示すように、支持部材２５，２５’の上方側には、それぞれ支持軸３１，３１’を支持軸２６と平行に取り付けている。支持軸３１の一端に第１エアシリンダ３２の後端を揺動自在に連結してあり、支持軸３１の他端にも第２エアシリンダ３３の後端を揺動自在に連結している。第１エアシリンダ３２のピストンは、その下方位置となるブラケット２７の他端に連結してあり、第２エアシリンダ３３のピストンは、その下方位置となるブラケット２７の他端に連結している。これと同様に、支持軸３１’の一端に第３エアシリンダ３４の後端を揺動自在に連結してあり、支持軸３１’の他端にも第４エアシリンダ３５の後端を揺動自在に連結している。第３エアシリンダ３４のピストンは、その下方位置となるブラケット２７の他端に連結してあり、第４エアシリンダ３５のピストンは、その下方位置となるブラケット２７の他端に連結している。
各エアシリンダ３２〜３５は、いわゆる複動タイプと称されるものを採用してあり、各エアシリンダ３２〜３５内部に設けた前方側と後方側のエア室とに交互にエアを給排することにより、図６に示した前進端位置と、図示しない後退位置とに交互に進退されるようになっている。
このように各エアシリンダ３２〜３５の作動を制御することによって、ブラケット２７を介して各真空発生器２８およびそれに設けた吸盤１６を、図６に実線で示した４５度傾斜した位置と想像線で示した鉛直方向に支持した位置とに揺動させることができる。各エアシリンダ３２〜３５が後退している時には、各真空発生器２８およびそれに設けた吸盤１６は、図６に想像線で示した様に鉛直方向に支持され、吸盤１６の吸着面は水平に支持されるようになっている。これに対して、各エアシリンダ３２〜３５が前進された時には、図６に実線で示した様に各真空発生器２８およびそれに設けた吸盤１６は４５度傾斜した状態となり、吸盤１６の吸着面は受渡位置Ａ（Ｂ）における容器キャリヤ２の傾斜角度に合わせて４５度傾斜するようになっている。
（作動説明）
以上の構成において、上流側のロボット５は、図４に示したように、作業開始前の状態では、処理ヘッド１３のすべてのエアシリンダ３２〜３５を全て前進させているので、４つの吸盤１６は傾斜させている。
そして、ＣＣＤカメラ１１が撮影した容器３の映像がロボット５に伝達されると、ロボット５は、図６に想像線で示すように、第１エアシリンダ３２を後退させて、それに連動する吸盤１６のみを鉛直下方にむけて支持させて、その状態で処理ヘッド１３全体を下降させる。これにより、下方を向けた吸盤１６によって容器搬送コンベヤ４上の横転状態の容器３が吸着保持される。このように吸盤１６が容器３を吸着保持すると、処理ヘッド１３全体が容器３の高さ程度だけ上昇され、その直後に第１エアシリンダ３２が前進される。これにより、該容器３を保持した吸盤１６は４５度に傾斜した状態に維持される。
上記第１エアシリンダ３２が前進されるのと同時に、第２エアシリンダ３３が後退されて、それに連動する第２の吸盤１６が下方に向けられた後、処理ヘッド１３全体が降下される。これにより、容器搬送コンベヤ４上の容器３が第２の吸盤１６によって吸着保持される。この後、処理ヘッド１３全体が容器３の高さ程度だけ上昇され、その直後に第２エアシリンダ３３が前進される。これにより、容器３を保持した第２の吸盤１６は４５度に傾斜した状態に維持される。
上述と同様にして、以下第３エアシリンダ３４および第４エアシリンダ３５に連動する各吸盤１６によってそれぞれ容器３が保持される。すなわち、これによって、上流側のロボット５の処理ヘッド１６が有する４つの吸盤１６によって容器３が吸着保持されたことになり、かつ各吸盤１６によって保持された容器３は、すべて４５度傾斜した状態に維持されている。
この後、ロボット５の処理ヘッド１３全体が受渡位置Ａまで移動されると、処理ヘッド１３の各吸盤１６に保持した４つの容器３は、受渡位置Ａを４５度傾斜した状態で相前後して搬送されている４つの容器キャリヤ２の近接上方側に位置する。
この後、処理ヘッド１３全体が４５度下方に沈み込むように下降するので、処理ヘッド１３の各吸盤１６に保持された容器３は、その下方位置の容器キャリヤ２の凹部２ａ内に挿入される。このとき、本実施例の容器キャリヤ２の側部には切欠き部２ｃを形成しているので、吸盤１６の下方側の半分が容器キャリヤ２の切欠き部２ｃに入り込んで容器キャリヤ２と干渉することがなく、したがって、容器３を凹部２ａ内に深く挿入することができる。
このようにして、受渡位置Ａにおいて相前後する４つの容器キャリヤ２内のそれぞれに一斉に容器３が挿入されると、各真空発生器２８による吸盤１６への負圧の導入を停止するので、吸盤１６による容器３の保持状態が解放されて、容器３は確実に容器キャリヤ２内に挿入される。
上流側のロボット５は上述したようにして受渡位置Ａにおいて４個の容器３を４の容器キャリヤ２内に一斉に挿入するようになっている。また、下流側のロボット６も、上述した上流側のロボット５と同様に、受渡位置Ｂにおいて４個の容器３を４の容器キャリヤ２内に一斉に挿入するようになっている。なお、その際、下流側のロボット６は、上流側のロボット５によって容器３が挿入された後の容器キャリヤ２の隣接上流側に移送されている４つの空の容器キャリヤ２内に容器３を一斉に挿入するようにしている。したがって、下流側の受渡位置Ｂを通過して次工程に送られる容器キャリヤ２にはすべて容器３が挿入された状態となっている。
以上のように、本実施例は、容器キャリヤ２を受渡位置Ａ，Ｂにおいて４５度傾斜させるとともに、処理ヘッド１３によって吸盤１６に保持した容器３を４５度傾斜させて、容器キャリヤ２内に挿入するようにしている。したがって、単に容器キャリヤ２を水平状態で受渡位置Ａ，Ｂに搬送し、処理ヘッド１３によって横転状態から正立状態に９０度回転させた後に容器３を容器キャリヤ２に挿入する構成に比較して、処理ヘッド１３の回転角度が半分になるので、処理速度を速くすることができる。
また、本実施例の容器キャリヤ２は切欠き部３ｃを備えており、容器３を容器キャリヤ２内に挿入する際に、容器３を保持した吸盤１６が容器キャリヤ２と干渉しないようになっている。そのため、本実施例における容器３のように、高さが低く、しかも軽量の容器３であっても、その側部を吸盤１６で保持して容器キャリヤ２内に確実に挿入することができる。なお、容器３の形状としては、その側部を吸盤１６に吸着保持できる限り、特殊形状の容器３であっても容器キャリヤ２内に確実に挿入することができる。
なお、上記実施例においては、受渡位置Ａ（Ｂ）において、容器キャリヤ２および容器３を４５度傾斜させるようにしているが、傾斜する角度は９０度以内であればよい。
【０００７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、従来と比較して容器の処理速度を高速化することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を平面図
【図２】図１に示した装置で処理する容器の斜視図
【図３】図１に示した装置で処理する本実施例の容器キャリヤの斜視図
【図４】図１に示したロボットが備える処理ヘッド１３の正面図
【図５】図１のＶ−Ｖ線に沿う要部の断面図
【図６】図１のＶＩ−ＶＩ線に沿う要部の断面図
【図７】図１のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う要部の断面図
【図８】図１のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う要部の断面図
【図９】図１のＩＸ−ＩＸ線に沿う要部の断面図
【符号の説明】
１  容器処理装置              ２  容器キャリヤ
３  容器                      ４  容器搬送コンベヤ（第１搬送手段）
５  ロボット                  ６  ロボット
７  容器キャリヤ搬送手段（第２搬送手段）
Ａ  受渡位置                  Ｂ  受渡位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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