(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多関節アームロボットにより、搬送経路を搬送される容器に同調・追従させながら充填包装における少なくとも一工程の作業を実行する充填包装装置であって、
サーボモータの駆動により容器を搬送経路に沿って整列搬送する搬送手段、
前記作業を実行する作業部をアーム先端に備える多関節アームロボット、並びに、
前記多関節アームロボットを駆動させるロボットモーション指令を生成するモーション制御部および前記ロボットモーション指令に基づく多関節アームロボットの関節駆動指令を生成するロボット制御部を有し、前記作業部を駆動させた充填包装における作業の実行中に、前記搬送手段のサーボモータの駆動と前記作業部を前記搬送経路に沿って移動させるための１乃至複数の軸からなる第１の軸群の駆動を同期させる制御を行うとともに、前記充填包装における一工程の作業を行うために前記作業部に前記搬送経路に沿った移動以外の駆動をさせる１乃至複数の軸からなる第２の軸群の駆動を制御する中央制御部を備え、
前記モーション制御部は、
前記搬送手段のサーボモータの回転角度を生成する搬送部指令生成部、
前記第１の軸群の駆動指令と前記第２の軸群の駆動指令を区別して生成する作業部指令生成部、並びに、
該モーション制御部から前記ロボット制御部へロボットモーション指令を送信するロボット指令送信部を有し、
搬送部指令生成部において生成した搬送手段のサーボモータの回転角度を前記モーション制御部と前記ロボット制御部との通信に要する遅延時間分を考慮して位相補正し、その結果を搬送部指令として前記搬送手段のドライブユニットへ出力し、
前記ロボット制御部は、
前記ロボット指令送信部から送信されたロボットモーション指令を受信する指令受信部と、前記ロボットモーション指令をロボット関節指令として生成するロボット関節指令生成部を有し、
前記ロボット関節指令を前記多関節アームロボットのロボットドライブユニットへ出力する
ことを特徴とする充填包装装置。
【請求項２】
前記容器の搬送は、間欠搬送であることを特徴とする請求項１に記載の充填包装装置。
【請求項３】
前記作業部指令生成部は、
前記搬送部指令生成部において生成した搬送手段のサーボモータの回転角度に基づき、搬送される容器の載置原点に対応する位置で前記作業部を搬送経路に沿って移動させるため位置情報を含む指令であるところの前記第１の軸群の駆動指令を生成する容器原点指令部と、
前記容器の載置原点に対するＸ，Ｙ，Ｚ，Ａ，Ｂ，Ｃ軸方向にオフセットさせた位置へ前記作業部を移動させるための予め入力された位置情報を含む指令であるところの前記第１の軸群および前記第２の軸群の駆動指令を生成する容器座標合成指令部を有し、
前記容器座標合成指令部の駆動指令を装置座標に変換した駆動指令を前記容器原点指令部の駆動指令と合成して前記作業部指令とする
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の充填包装装置。
【請求項４】
前記ロボット制御部は、ロボットプログラムと、前記指令受信部と前記ロボットプログラムとの指令系統を切換える指令選択部を有し、
前記ロボット関節指令生成部は、前記指令選択部により選択されたロボットモーション指令またはロボットプログラムに基づいて前記ロボット関節指令を生成する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の充填包装装置。
【請求項５】
前記多関節アームロボットを複数台備え、
前記中央制御部には、前記モーション制御部に各多関節アームロボットに対応する作業部指令生成部とロボット指令送信部を設けるとともに、各多関節アームロボットに対応させて前記ロボット制御部を設け、
前記モーション制御部は、各ロボット指令送信部からそれぞれ対応するロボット制御部の指令受信部へロボットモーション指令を出力するように構成されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の充填包装装置。
【請求項６】
前記搬送手段の前記作業を実行する領域における搬送経路は水平かつ円孤状に形成されており、少なくとも１台の前記多関節アームロボットを前記円孤状に形成された搬送経路の反中心側に配置したことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の充填包装装置。
【請求項７】
前記搬送手段の前記作業を実行する領域における搬送経路は水平かつ円孤状に形成されており、前記多関節アームロボットを前記円孤状に形成された搬送経路の仮想中心に配置したことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の充填包装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送される容器に対し、多関節アームロボット（水平／垂直多関節アームロボットのいずれをも含む）により同調・追従しながら充填包装の工程を実行することができる充填包装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、充填包装業界においては、樹脂製、ガラス製等の各種容器の容器本体をコンベアや回転テーブル等の搬送手段で搬送する間に、該容器本体を整列させる工程（整列工程）、該容器本体の内部を洗浄する工程（洗浄工程）、該容器本体に充填物を定量充填する工程（充填工程）、キャップ（蓋体）を取り付ける工程（キャッピング工程）、外蓋をシュリンクフィルムで被覆する工程（シュリンク工程）、容器に外装シールを貼着する工程（シール工程）等の充填包装の１乃至複数の工程を実行することがなされている。
【０００３】
そして、近年では、多くの関節を形成して連接されており、制御部の制御によって人間の手の代わりに、つかむ・はなす・運ぶなどの作業をする機械の腕（アーム）を有する産業ロボット（多関節アームロボット）を用いて、容器の搬送経路における各工程用のステーションエリアにおける各工程の作業を、搬送される容器に追従しながら行う充填包装装置が開発されている（特許文献１参照）。
【０００４】
例えば、円弧状に形成された搬送経路における所定領域を、搬送手段の駆動により所定間隔で整列して間欠搬送される容器本体としてのボトル容器に対して液状の充填物を定量充填する工程を実施するための領域（充填領域）とし、前記円弧状の搬送経路の仮想中心に配置された多関節アームロボットに前記液状の充填物を充填するためのノズルを保持させ、前記多関節アームロボットの駆動により前記充填領域において搬送されるボトル容器に追従させるとともに、前記ノズルからの給液量を制御し、所定量の充填を行う充填包装装置がある。
【０００５】
その場合、前記多関節アームロボットは、充填領域における上流側の充填初期位置から下流側の充填完了位置まで各ボトル容器の搬送に合わせて円弧状に前記ノズルが水平移動するようにその駆動が制御される。それとともに、ノズルを充填初期位置においてボトル容器の底部近傍まで降下させ、充填完了位置へ移動する間の各ボトル容器に対する充填量の増加にあわせて前記ノズルの深さ位置を液面上方に位置させるように上昇させ、所定量の充填後にはボトル容器から抜き出したノズルを充填完了位置から充填初期位置まで戻し、次のボトル容器への定量充填に供するように制御される。
【０００６】
また、搬送経路を構成する前記搬送手段は、ボトル容器供給部から供給されるボトル容器をサーボモータにより所定速度で間欠搬送するように構成されている。
【０００７】
そして、多関節アームロボットのノズルを搬送されるボトル容器に追従させつつ充填を行うように駆動させる際には、前記搬送手段を多関節アームロボットと同期運転するために多関節アームロボットの制御部がそれぞれの駆動を制御している。
【０００８】
このような従来の充填包装装置は、図１１に示すように、各種指令を生成するロボット制御部９０１、多関節アームロボット９０２を駆動するロボットドライブユニット９０２Ａ、多関節アームロボット９０２、搬送部サーボモータ９０３を駆動する搬送部ドライブユニット９０３Ａ、搬送部サーボモータ９０３、充填ピストン用サーボモータ９０４を駆動するピストン部ドライブユニット９０４Ａ、並びに、充填ピストン用サーボモータ９０４を備える。ロボット制御部９０１は、多関節アームロボットとしての一般的な動作をするためのロボットプログラム９１１、多関節アームロボット９０２の位置指令Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ａ，Ｂ，Ｃを生成するロボット指令生成部９１２、並びに、前記ロボットプログラム９１１と補完しながら動作する付加軸のロボットプログラム９１４の指令より、搬送部サーボモータ９０５の回転角度Θとピストンの制御量Ｚ１を生成する付加軸指令生成部９１３から構成される。なお、Ｘ，Ｙは搬送部サーボモータに同期した位置、Ｚはノズル高さ、Ａ，Ｂ，Ｃは多関節アームロボットの姿勢を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−１８８５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、このように多関節アームロボット９０２の駆動と搬送用手段のサーボモータ９０３の駆動をロボット制御部９０１により協調させて制御する充填包装装置においては、多関節アームロボット９０２と搬送手段との間に同期運転のぶれが生じていた。
【００１１】
特に、前述のように円弧状に形成された搬送経路に沿って多関節アームロボット９０２のノズルを３次元的に駆動させる際に同期（同調）させる場合には、多関節アームロボット９０２の動作の軌道曲線と搬送経路の軌道曲線との軌道誤差や多関節アームロボット９０２と搬送用手段のサーボモータ９０３との間の追従遅れ等によって同期運転にぶれが生じ易かった。
【００１２】
同期運転のぶれは、充填包装の各工程において様々な悪影響を及ぼす。例えば、前述のように充填物の充填の工程においては、充填物の漏洩によるボトル容器の汚損の原因となることもあり、キャッピング工程においては、不十分あるいは過多な巻締めの原因となることもある。
【００１３】
またさらに、多関節アームロボット９０２においては、搬送手段により搬送されるボトル容器に追従させるための各軸の駆動制御の他、ノズルを昇降させるための各軸の駆動制御も同時に行うが、これらの駆動は互いに補完しつつ制御している。そのため、従来の制御によれば、搬送手段により搬送されるボトル容器に追従させることを優先すれば、充填工程におけるノズルの昇降などの追従以外の動作の駆動制御が制約され、最適な動作を得ることができないことがあった。
【００１４】
また、搬送手段のボトル容器を間欠駆動する速度を変更したり、その間欠駆動時の移動と停止の時間の割り付けを変更する場合には、ロボットプログラム９１１と付加軸のロボットプログラム９１４との双方を設定し直す必要があった。つまり多関節アームロボット９０２の各軸と付加軸とが互いに補完しあって動作するため、前記変更にあたっては、全体としてのスムーズな動作を考慮しなければならず、大変な作業となっていた。
【００１５】
本発明はこのような問題点に鑑み、多関節アームロボットと容器の搬送手段を同期駆動させる際のぶれ・ズレを抑止して、精度の良い充填包装を行うことができ、さらには、多関節アームロボットの追従のための動作に要する軸以外の軸を用いた動作、換言すれば、追従動作に影響しない独立した動作を、多関節アームロボットの追従のための駆動に制約されることなく設計（プログラム）することができ、また、間欠駆動の速度変更や移動と停止の割り付けなども簡単に変更することができ、多関節アームロボットのスムーズな動作を実行しうる充填包装装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前述した目的を達成するため、本発明の充填包装装置は、多関節アームロボットにより、搬送経路を搬送される容器に追従させながら充填包装における少なくとも一工程の作業を実行する充填包装装置であって、サーボモータの駆動により容器を搬送経路に沿って整列搬送する搬送手段、前記作業を実行する作業部をアーム先端に備える多関節アームロボット、並びに、前記多関節アームロボットを駆動させるロボットモーション指令を生成するモーション制御部および前記ロボットモーション指令に基づくロボットの関節駆動指令を生成するロボット制御部を有し、前記作業部を駆動させた充填包装における作業の実行中に、前記搬送手段のサーボモータの駆動と前記作業部を前記搬送経路に沿って移動させるための１乃至複数の軸からなる第１の軸群の駆動を同期させる制御を行うとともに、前記充填包装における一工程の作業を行うために前記作業部に前記搬送経路に沿った移動以外の駆動をさせる１乃至複数の軸からなる第２の軸群の駆動を制御する中央制御部を備える。
【００１７】
このように、中央制御部に前記多関節アームロボットを駆動させるロボットモーション指令を生成するモーション制御部と前記ロボットモーション指令に基づくロボットの関節駆動指令を生成するロボット制御部とを備えることで、間欠駆動の速度変更や移動と停止の割り付けなどの設定変更を従来に比して極めて簡便に行うことができるものとなる。
【００１８】
そして、本発明の充填包装装置は、具体的には、前記モーション制御部は、前記搬送手段のサーボモータの回転角度を生成する搬送部指令生成部、前記第１の軸群の駆動指令と前記充填包装における一工程の作業を行うための１乃至複数の軸からなる第２の軸群の駆動指令を区別して生成する作業部指令生成部、並びに、該モーション制御部から前記ロボット制御部へロボットモーション指令を送信するロボット指令送信部を有し、搬送部指令生成部において生成した搬送手段のサーボモータの回転角度を前記モーション制御部と前記ロボット制御部との通信に要する遅延時間分を考慮して位相補正し、その結果を搬送部指令として前記搬送手段のドライブユニットへ出力し、前記ロボット制御部は、前記ロボット指令送信部から送信されたロボットモーション指令を受信する指令受信部と、前記ロボットモーション指令をロボット関節指令として生成するロボット関節指令生成部を有し、前記ロボット関節指令を前記多関節アームロボットのロボットドライブユニットへ出力することを特徴とする。
【００１９】
このように構成された本発明の充填包装装置によれば、前記モーション制御部と前記ロボット制御部との通信に要する遅延時間分を考慮して前記搬送手段の駆動を制御することで、前記多関節アームロボットの前記作業部の前記搬送経路に沿った移動と搬送手段のサーボモータの駆動を同期させることが可能となり、作業部と容器とのぶれ・ズレを抑止して精度の良い充填包装を行うことができ、さらには、前記作業部指令生成部においては、前記第１の軸群の駆動指令と前記充填包装における一工程の作業を行うための１乃至複数の軸からなる第２の軸群の駆動指令を区別して生成することで、多関節アームロボットの追従のための動作に要する軸以外の軸を用いた動作、換言すれば、追従動作に影響しない独立した動作を、多関節アームロボットの追従のための駆動に制約されることなく設計（プログラム）することができる。
また、本発明の充填包装装置における前記容器の搬送が間欠搬送である場合、間欠駆動の速度変更や移動と停止の割り付けなども簡単に変更することができる。
【００２０】
また、前記作業部指令生成部は、前記搬送部指令生成部において生成した搬送手段のサーボモータの回転角度に基づき、搬送される容器の載置原点に対応する位置で前記作業部を搬送経路に沿って移動させるため位置情報を含む指令であるところの前記第１の軸群の駆動指令を生成する容器原点指令部と、前記容器の載置原点に対するＸ，Ｙ，Ｚ，Ａ，Ｂ，Ｃ軸方向にオフセットさせた位置へ前記作業部を移動させるための予め入力された位置情報を含む指令であるところの前記第１の軸群および前記第２の軸群の駆動指令を生成する容器座標合成指令部とを有し、前記容器座標合成指令部の駆動指令を装置座標に変換した駆動指令を前記容器原点指令部の駆動指令と合成して前記作業部指令とすることを特徴とする。
【００２１】
このように、作業部指令生成部に、容器原点指令部と容器座標合成指令部を設け前記容器座標合成指令部の駆動指令を装置座標に変換した駆動指令を前記容器原点指令部の駆動指令と合わせて前記作業部指令とすることで、多関節アームロボットの追従のための動作に要する軸以外の軸を用いた動作、換言すれば、追従動作に影響しない独立した動作を、多関節アームロボットの追従のための駆動に制約されることなく設計（プログラム）することができ、また、間欠駆動の速度変更や移動と停止の割り付けなども簡単に変更することができ、多関節アームロボットのスムーズな動作を実行することが可能となる。
【００２２】
また、前記ロボット制御部は、ロボットプログラムと、前記指令受信部と前記ロボットプログラムとの指令系統を切換える指令選択部を有し、前記ロボット関節指令生成部は、前記指令選択部により選択されたロボットモーション指令またはロボットプログラムに基づいて前記ロボット関節指令を生成することを特徴とする。
【００２３】
このように構成された本発明の充填制御装置によれば、ロボット制御部内において、ロボットモーション指令とロボットプログラムとを選択可能とすることで、本来の多関節アームロボットとしての独自の駆動（例えば、型換え等）をも行いうるものとなる。
【００２４】
さらに、前記多関節アームロボットを複数台備え、前記中央制御部には、前記モーション制御部に各多関節アームロボットに対応する作業部指令生成部とロボット指令送信部を設けるとともに、各多関節アームロボットに対応させて前記ロボット制御部を設け、前記モーション制御部は、各ロボット指令送信部からそれぞれ対応するロボット制御部の指令受信部へロボットモーション指令を出力するように構成されていることを特徴とする。
【００２５】
このように構成された本発明の充填制御装置によれば、複数台の多関節アームロボットを搬送経路の周囲にその作業工程に応じて設置した場合であっても、中央制御部からの指令に基づき、いずれの多関節アームロボットにおいても容器の搬送に追従させながらの作業を実行することが可能となる。
【００２６】
そして、前記搬送手段の前記作業を実行する領域における搬送経路は水平かつ円孤状に形成されており、少なくとも１台の前記多関節アームロボットを前記円孤状に形成された搬送経路の反中心側に配置したことを特徴とする。
【００２７】
または、前記搬送手段の前記作業を実行する領域における搬送経路は水平かつ円孤状に形成されており、前記多関節アームロボットを前記円孤状に形成された搬送経路の仮想中心に配置したことを特徴とする。
【００２８】
本実施形態の充填搬送装置によれば、作業を実行する搬送経路が円孤状に形成されている場合であっても、上記構成を備えることにより、多関節アームロボットと搬送手段との間の同期運転のぶれ・ズレを抑止して、精度の良い充填包装を行うことができる。
【発明の効果】
【００２９】
このように、本発明の充填包装装置によれば、多関節アームロボットと容器の搬送手段を同期駆動させる際のぶれ・ズレを抑止して、精度の良い充填包装を行うことができ、さらには、多関節アームロボットの追従のための動作に要する軸以外の軸を用いた動作、換言すれば、追従動作に影響しない独立した動作を、多関節アームロボットの追従のための駆動に制約されることなく設計（プログラム）することができ、また、間欠駆動の速度変更や移動と停止の割り付けなども簡単に変更することができ、多関節アームロボットのスムーズな動作を実行できるという優れた効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の充填包装装置の第１実施形態の全体構成図
【図２】本発明の充填包装装置の第１実施形態の要部立面図
【図３】本発明の充填包装装置の第１実施形態の要部平面図
【図４】本発明の充填包装装置の第１実施形態における制御構成図
【図５】本発明の充填包装装置の第１実施形態の変更例における制御構成図
【図６】本発明の充填包装装置の第１実施形態におけるノズル部指令生成部（作業部指令生成部）の制御構成図
【図７】本発明の充填包装装置の第１実施形態における制御チャート
【図８】本発明の充填包装装置の第２実施形態のボトル本体の形状の一例を示す斜視図
【図９】本発明の充填包装装置の第３実施形態の要部平面図
【図１０】本発明の充填包装装置の第３実施形態の要部立面図
【図１１】従来の充填包装装置における制御構成図
【発明を実施するための形態】
【００３１】
まず、容器としてのボトル本体の搬送経路が円孤状に形成された領域において、その円弧状の搬送経路の仮想中心に配設された多関節アームロボットを用いて充填包装における所定の作業を行う本発明の第１実施形態の充填包装装置であって、前記所定の作業として、充填液の充填を行う充填包装装置について説明する。
【００３２】
本実施形態の充填包装装置１は、図１および図２に示すように、ボトル本体２を搬送経路上に整列搬送させる搬送手段としての搬送ユニット１０、搬送経路上の一部領域においてボトル本体２に充填物としての充填液の充填を行うための多関節アームロボット２０、多関節アームロボット２０に配設されるシリンダ３１に充填液を供給する充填ユニット３０、並びに、これら搬送ユニット１０、多関節アームロボット２０および充填ユニット３０を協調駆動させる制御を司る中央制御部４０を有している。
【００３３】
搬送ユニット１０は、図１乃至図３に示すように、駆動源としての搬送部サーボモータ１１、搬送部サーボモータ１１の駆動力で回転自在に配設された回転テーブル１２、並びに、１本ずつのボトル本体２を保持可能に形成されたグリッパ１９を回転テーブル１２の周方向に複数個（本実施形態においては３０個）配置させた容器保持手段１８を備えている。回転テーブル１２はフレーム１３の中心に鉛直方向に設けられ、搬送部サーボモータ１１の駆動力により回転する回転軸１４に配設され、回転軸１４の軸周りに水平回転自在に配設されている。そして、グリッパ１９は、開閉自在とされた左右一対のアーム部からなるグリッパ１９のそのアーム部間にボトル本体２の胴部を把持可能に、その先端側を外方へ向けて回転軸１４を基準とする円周方向に回転テーブル１２と平行に延出して配列され、配設されている。
【００３４】
搬送ユニット１０は、各グリッパ１９に対応する１回動（１サイクル）の角度を１２°として各グリッパ１９が回転テーブル１２とともに間欠移動しながら周回するように、つまり、グリッパ１９に保持されたボトル本体２が搬送経路における最上流となる第１停止位置から順に第３０停止位置まで（図３中に丸数字で示す）を間欠移動するように、回転テーブル１２を間欠回転（本実施形態においては、サイクルタイムを１．５秒／サイクルとする）させるべく、サーボモータ１１の駆動が、中央制御部４０からの指令に基づき搬送部ドライブユニット１１Ａを介して制御されている。
【００３５】
そして、このように構成された搬送ユニット１０においては、ボトル本体２を把持するグリッパ１９の回転軌跡、より正しくはグリッパ１９により保持されて回転軸１４の軸周りを移動するボトル本体２の平面視における移動軌跡が搬送経路となる。
【００３６】
充填包装装置１は、搬送経路に沿って、容器繰入工程の作業領域、充填包装における充填工程、キャッピング工程、包装工程などの各工程のうちの１乃至複数の工程の作業領域を確保することができるように構成されており、搬送経路の周囲には、該工程の実施に必要なユニット等を配置可能とされている。
【００３７】
具体的には、本実施形態の充填包装装置１においては、搬送経路の最上流となる第１間欠停止位置から第３０間欠停止位置まで順に、ボトル本体２を充填包装装置１へ供給する容器繰入工程の作業領域、間欠搬送されるボトル本体２に充填液の充填を行う充填工程の作業領域、定量の充填が完了したボトル本体２に内栓を施す内栓工程の作業領域、ボトル本体２に外蓋（キャップ）４を施す外栓工程の作業領域、ボトル本体２にシュリンクフィルム３を装着させるシュリンク領域、充填・包装後の各ボトルの状態を検査する検査領域、ボトル本体２を充填包装装置１から次工程へ繰り出す容器繰出工程の作業領域等が形成されている（図３は、充填工程以外の作業領域についてはそれぞれの作業に要する装置等の図示を省略）。そして、本実施形態の充填包装装置１においては、充填工程の作業領域として、第３間欠停止位置から第９間欠停止位置までの領域が充当されており、該充填工程において、搬送されるボトル容器２に対し、多関節アームロボット２０により追従しながら充填を実行する。
【００３８】
そして、本実施形態の充填包装装置１においては、円弧状の搬送経路の仮想中心となる回転テーブル１２の中央部分に多関節アームロボット２０が配設されている。
【００３９】
本実施形態の充填包装装置１における多関節アームロボット２０は、図１に示すように、腕全体に相当する部分を鉛直軸周りに回転させる軸（Ｊ１）、下腕に相当する部分を前後に動かす軸（Ｊ２）、上腕に相当する部分を上下に動かす軸（Ｊ３）、上腕に相当する部分を回転させる軸（Ｊ４）、手首に相当する部分を上下に動かす軸（Ｊ５）、並びに、手首に相当する部分を回転させる軸（Ｊ６）の６軸（関節）を有して構成されており、多関節アームロボット２０の各軸Ｊ１…Ｊ６の駆動が中央制御部４０からの指令に基づきロボットドライブユニット２０Ａにおいて制御され、所望の動作を実施可能とされている。
【００４０】
そして、多関節アームロボット２０は、手首に相当する部位の解放側となるアーム先端が所望の作業を実行するための作業部とされており、本実施形態の充填包装装置１においては搬送経路の一部領域に形成された充填工程の作業領域においてボトル本体２に充填物としての充填液の充填を行うべく、充填工程において使用される充填ユニット３０の一部として駆動させる４基の充填ノズル３１を備えた後述するモジュールベース３４が装着され、搬送経路を間欠搬送されるボトル本体２に追従しながら充填液の定量充填を行うように構成されている。
【００４１】
充填ユニット３０は、図１に示すように、充填液を貯留させるシリンダ３１、このシリンダ３１に内蔵され、駆動源となるサーボモータ３２の駆動により定量の給液を可能とされたピストン３３、多関節アームロボット２０の作業部に取付けられるモジュールベース３４に対し、搬送経路となるボトル本体２の移動軌跡と同じ曲率の円弧上に移動軌跡の中心軸の軸周りに１２°の間隔で配置された４本の充填ノズル３５、シリンダ３１と充填ノズル３５を繋ぐ給液チューブ３６、そして、シリンダ３１へ充填液を供給させる給液タンク３７を有し、ピストン３１を駆動させるサーボモータ３２の駆動が中央制御部４０からの指令に基づきピストン３３のドライブユニット３２Ａにおいて制御され、所望の充填が可能とされている。
【００４２】
そして、本実施形態の充填包装装置１は、搬送経路における第３間欠停止位置から第９間欠停止位置までの領域において対応する４個の空のボトル本体２に充填を同時に行うべく、搬送手段１０、多関節アームロボット２０、並びに、充填ユニット３０が協調動作するように中央制御部４０から指令され、それぞれの駆動・動作が制御される。具体的には、回転テーブル１２の４回（４サイクル）の間欠回動によって第３間欠停止位置から第６間欠停止位置（この位置を充填初期位置という）に４個の空のボトル本体２が整列するタイミングで充填が開始される。すなわち、充填初期位置に４個の空のボトル本体２が整列し、ボトル本体２の搬送が開始されたところで４本の充填ノズル３５を備えたモジュールベース３４を降下させ、これらの４個の空のボトル本体２に対して４本の充填ノズル３５を同時に遊挿し、ボトル本体２の間欠搬送に追従するように円弧状に揺動させながら、充填ユニット３０のシリンダ３１から給液チューブ３６を介して充填液を計量しつつ充填し、これらの４つのボトル本体２が第９間欠停止位置から第６間欠停止位置（この位置を充填完了位置という）に移動するまでの間、すなわち、回転テーブル１２の３回（３サイクル）の間欠回動の間に充填液の充填を終了させる。このとき、充填完了後には、充填ノズル３５をボトル本体２の開口部から抜き取るようにモジュールベース３４を上昇させ、次の回転テーブル１２の１回（１サイクル）の間欠回動の間に前記充填初期位置へ戻る（以下、この回転テーブル１２の４サイクルの回動を１クールという）。なお、充填初期位置へ戻る駆動動作は直線補間でも、曲線補間でもよい。
【００４３】
ここで、改めて本実施形態の充填包装装置１の中央制御部４０について説明する。
【００４４】
本実施形態の充填包装装置１における中央制御部４０は、図１に示すように、充填工程における前述のシーケンス制御を実行するべく、多関節アームロボット２０のロボットドライブユニット２０Ａと接続され、多関節アームロボット２０の駆動のための指令を出力するロボット制御部４１、多関節アームロボット２０の駆動と同期・協調させるユニット、すなわち、本実施形態においては充填ユニット３０における充填のピストン用サーボモータ３２のピストン部ドライブユニット３２Ａや搬送ユニット１０における搬送部サーボモータ１１の搬送用ドライブユニット１１Ａと接続され、それらのドライブユニット１１Ａ，３２Ａに駆動のための指令を出力するモーション制御部４２、並びに、データ入力・表示手段としての機械操作画面４４と接続され、ロボット制御部４１やモーション制御部４２を介した所望のシーケンス制御を司る機械制御部４３を備えている。なお、中央制御部４０は、その他の駆動装置（例えば、所望の間欠停止位置に配置され、該間欠停止位置に停止した容器保持手段１８としてのグリッパ１９を開閉させるためのエアシリンダ等）のドライブとも接続され、その駆動装置の駆動のための指令を出力もするが、その説明は省略する。
【００４５】
そして、図４に示すように、モーション制御部４２は、充填包装装置１の搬送経路に沿って配置される各工程の作業に用いるところの周辺装置の駆動指令を生成する周辺装置指令生成部としての、ノズルから給液するピストンの制御量Ｚ１を生成するピストン部指令生成部４２１、搬送手段１０の搬送部サーボモータ１１の回転角度Θを生成する搬送部指令生成部４２２、多関節アームロボット２０の作業部を所望のとおりに移動させ、その姿勢を変えるための駆動指令を生成する作業部指令生成部としてのノズル部指令生成部４２３、並びに、ロボット制御部４１へ指令を送信する指令送信部４２４を備えている。
【００４６】
また、ロボット制御部４１は、モーション制御部４２からの指令を受信する指令受信部４１１、多関節アームロボット２０の位置指令を作成するロボットプログラム４１２、指令受信部４１１で受信した指令とロボットプログラム４１２からの指令を切り替える指令選択部４１３、並びに、指令選択部４１３で選択したロボットモーション指令またはロボットプログラムに基づいて多関節アームロボット２０のロボット関節指令を生成するロボット指令生成部４１４を備える。
【００４７】
なお、中央制御部４０においては、図５に示すように、前記周辺装置の配設数に応じ、必要な数の周辺装置指令生成部を設けることができ、また、多関節アームロボットの配設数（図５には２つ）に応じて作業部指令生成部４２３とロボット制御部４１を設けることができるものとする。その場合において、搬送部指令生成部４２２が生成した搬送手段１０のサーボモータ１１の回転角度Θのデータは複数配設された作業部指令生成部４２３のうちのそれぞれに対応する作業部指令生成部４２３へ送信される。
【００４８】
ここで、本実施形態の充填包装装置１において、前述のようにして多関節アームロボット２０を用いて間欠搬送されるボトル容器に追従させながら充填を行うには、図７に示すように、搬送ユニット１０の回転テーブル１２を間欠回転させる動作（搬送部指令に基づく搬送部駆動）、充填ノズル３５とともにモジュールベース３４を１クール中に水平方向に揺動（３サイクルで充填初期位置から充填完了位置へ移動し、次の１サイクルで前記充填初期位置へ戻す）する動作（搬送部指令を位相変換した情報に基づく第１の軸群Ｇ１の駆動）、充填ノズル３５の間欠搬送開始を契機として充填ノズル３５とともにモジュールベース３４を１クール中に昇降させる動作（ノズル部指令に基づく第２の軸群Ｇ２の駆動）、並びに、充填ノズル３５の下降タイミングを契機として前記１クール中に注液する動作（ピストン部指令に基づくピストン駆動）の４つの駆動の協働が必要となる。
【００４９】
そこで、本実施形態においては、その制御上、多関節アームロボット２０の各軸Ｊを、作業部を搬送経路に沿って移動させるための１乃至複数の軸からなる第１の軸群Ｇ１と、作業部に搬送経路に沿った移動以外の駆動をさせるための１乃至複数の軸からなる第２の軸群Ｇ２を概念する。
【００５０】
具体的には、本実施形態においては、腕全体に相当する部分を鉛直軸周りに回転させる軸（Ｊ１）と、手首に相当する部分を回転させる軸（Ｊ６）を前記第１の軸群Ｇ１とし、他の、下腕に相当する部分を前後に動かす軸（Ｊ２）、上腕に相当する部分を上下に動かす軸（Ｊ３）、および手首に相当する部分を上下させる軸軸（Ｊ５）を纏めて前記第２の軸群Ｇ２とする。
【００５１】
そして、中央制御部４０内のモーション制御部４２においては、ノズル部指令生成部４２３において、前記第１の軸群Ｇ１と第２の軸群Ｇ２の動作を作業部指令として生成し、その作業部指令を多関節アームロボットの作業部の座標値（ロボット座標）に変換してロボットモーション指令とし、ロボット指令送信部４２４を介してロボット制御部４１へ送信する。
【００５２】
具体的には、作業部指令生成部としてのノズル部指令生成部４２３は、図６に示すように、搬送部指令生成部４２２が生成した搬送手段１０の搬送部サーボモータ１１の回転角度Θから、搬送されるボトル本体２の載置原点に対応する位置で前記作業部を搬送経路に沿って移動させるべく前記第１の軸群Ｇ１を駆動させるための位置情報を含む駆動指令を生成する容器原点指令部４２３１と、前記ボトル本体２の載置原点からＸ，Ｙ，Ｚ，Ａ，Ｂ，Ｃ軸方向にオフセットさせた位置で前記作業部を移動させるべく前記第１の軸群Ｇ１および前記第２の軸群Ｇ２を駆動させるための予め設定した位置情報（データ）を保有する容器座標合成指令部４２３２を備え、容器原点指令部４２３１における駆動指令と、容器座標合成指令部４２３２のデータを装置座標に変換した駆動指令を合成して前記作業部指令とするように構成されている。
【００５３】
本実施形態においては、多関節アームロボット２０の充填ノズル３５作業部を搬送されるボトル本体２と平面視において同じ位置において同じ速度で搬送経路を移動させるとともに、充填量等に応じて昇降させる。その際、容器原点指令部４２３１における、搬送部サーボモータ１１の回転角度Θから、搬送されるボトル本体２の載置原点に対応する位置で充填ノズル３５を搬送経路に沿って移動させるための、搬送部サーボモータ１１に同期した位置Ｘ，Ｙと多関節アームロボット２０の姿勢Ｃ（鉛直軸周りの回転角度）を前記第１の軸群Ｇ１を駆動させる位置情報とする駆動指令と、容器座標合成指令部４２３２における、作業部（充填ノズル３５）の高さＺや姿勢Ａ，Ｂを整える動作指令となる第２の軸群Ｇ２を駆動させる位置情報を装置座標に変換した駆動指令とを合わせて前記作業部指令とする。なお、本実施形態においては、容器座標合成指令部４２３２には作業部の充填ノズル３５の高さＺに関する位置情報を予め入力設定しておく。
【００５４】
そして、ロボット制御部４１は、前記ロボット指令送信部４２４から送信されたロボットモーション指令を受信する指令受信部４１１、ロボットプログラム４１２、前記指令受信部４１１とロボットプログラム４１２との指令系統を選択的に切換える指令選択部４１３、並びに、前記ロボットモーション指令をロボット関節指令として生成し、前記多関節アームロボット２０のドライブユニット２０Ａへ出力するロボット関節指令生成部４１４を有しており、指令受信部４１１が受信した作業部指令を、指令選択部４１３のスイッチをロボットプログラム４１２から指令受信部４１１へ切換えることによりロボット関節指令生成部４１４へ送信し、ロボット関節指令生成部４１４において、指令選択部４１３で選択した指令に基づき、多関節アームロボット２０の各軸（関節）の駆動指令であるロボット関節指令を生成し、多関節アームロボット２０のロボットドライブユニット２０Ａへ送信する。
【００５５】
そして、本実施形態の充填包装装置１においては、モーション制御部４２では、搬送部指令生成部４２２が生成した搬送手段１０の搬送部サーボモータ１１の回転角度Θについて、モーション制御部４２とロボット制御部４１との通信遅延時間分だけ位相を遅らせて（位相補正）、搬送部サーボモータ１１の搬送部ドライブユニット１１Ａへ送信する。さらに、ピストン部指令生成部４２１は、ノズルから給液するピストンの制御量Ｚ１を充填ピストン用サーボモータ３２のピストン部ドライブユニット３２Ａへ送信する。なお、ピストン部指令生成部４２１からピストン部ドライブユニット３２Ａへ送信される制御量についても、モーション制御部４２とロボット制御部４１との通信に要する遅延時間分を考慮した位相補正を行ってもよい。
【００５６】
これにより、多関節アームロボット２０は、図７に示すところの、搬送部指令に基づく搬送部駆動、搬送部指令を位相変換した情報に基づく第１の軸群Ｇ１の駆動、ノズル部指令に基づく第２の軸群Ｇ２の駆動、および、ピストン部指令に基づくピストン駆動の４つの駆動を協働させることが可能となり、回転テーブル１２の間欠回動、更に云えば、円孤状の搬送経路を間欠搬送されるボトル本体２の動きに合わせて充填ノズル３５を揺動させつつ、円孤状の搬送経路を間欠搬送されるボトル本体２の動きとは独立して充填ノズル３５の昇降動作を制御し、多関節アームロボット２０に装着させた充填ノズル３５を間欠搬送されるボトル本体２に追従させながら適量の充填を行うことができる。
【００５７】
このように構成された本実施形態の充填包装装置１によれば、搬送ドライブユニット１１Ａへ送信する指令に位相補正を加えることで、ボトル本体２の間欠搬送と、第１の軸群Ｇ１の駆動指令に基づいて駆動する多関節アームロボット２の揺動を完全に同期させることができる。また、制御上、多関節アームロボット２０の各軸を第１の軸群Ｇ１と第２の軸群Ｇ２とに分別して概念することで、ボトル本体２に追従させるための動作に要する第１の軸群Ｇ１以外の第２の軸群Ｇ２を用いた動作、換言すれば、追従させるための動作に影響しない独立した動作を、多関節アームロボット２０の追従させるための駆動に制約されることなく設計（プログラム）することができる。しかも、第１の軸群Ｇ１の動作指令と第２の軸群の動作指令に基づき、ロボット関節指令生成部４１４において多関節アームロボット２０のロボット関節指令が生成、多関節アームロボット２０はその指令に基づいて駆動することで、その動きは極めてスムーズなものとなる。従って、間欠搬送されるボトル本体２を追従しながら充填をする際のボトル容器と充填ノズル３５のぶれ・ズレの問題を解消して、精度の良い充填包装を行うことができる。
【００５８】
次に、本実施形態の充填包装装置１を用いた充填包装における充填工程の前記搬送ユニット１０、多関節アームロボット２０等の動作について説明する。
【００５９】
本実施形態においては、中央制御部４０のモーション制御部４２から搬送ユニット１０の搬送部ドライブユニット１１Ａへ送信される搬送部サーボモータ１１の位置情報（間欠搬送指令）に基づき、搬送部サーボモータ１１を駆動させ、回転テーブル１２を１２°ずつ間欠回転させる。これにより、搬送経路においては、ボトル本体２も１２°ずつ間欠搬送される。図３中、第１間欠停止位置に確保された容器繰入工程の作業領域において、公知の繰入手段から円形状の搬送経路上において開状態となっている一対のグリッパ１９間へ繰入られた空の状態のボトル本体２は、搬送ユニット１０のグリッパ１９により胴体下部を把持される。そして、搬送ユニット１０の回転テーブル１２の間欠回動により、順に、第３間欠停止位置から第９間欠停止位置に確保された充填工程の作業領域へ搬送される。
【００６０】
充填工程においては、多関節アームロボット２０は、回転テーブル１２の４回（４サイクル）の間欠回転によって第３間欠停止位置乃至第６間欠停止位置から構成される充填初期位置に４個の空のボトル本体２を整列させるタイミングに合わせて、中央制御部４０のロボット制御部４１からロボットドライブユニット２０Ａへ送信されるロボット関節指令に反映された第１の軸群Ｇ１の動作指令に基づき、ボトル本体２の間欠移動に追従するための揺動を開始するとともに、中央制御部４０から充填ノズル３５の間欠搬送開始を契機として、中央制御部４０のロボット制御部４１からロボットドライブユニット２０Ａへ送信されるロボット指令に反映された第２の軸群Ｇ２の動作指令に基づき、モジュールベース３４に配設された４本の充填ノズル３５を、充填初期位置近傍に整列する４個のボトル本体２に対して遊挿させるように下降させる。
【００６１】
その後、多関節アームロボット２０は、第１の軸群Ｇ１の動作指令、第２の軸群Ｇ２の動作指令を反映させたロボット関節指令に基づき、充填ノズル３５をボトル本体２の間欠搬送に追従させるように充填完了位置まで１２°ずつ円弧状に揺動させつつ、充填ノズル３５を充填済みの液量に応じて上昇させ、充填完了後にボトル本体２から抜脱させるようにする。
【００６２】
その間、充填ユニット３０は、中央制御部４０のモーション制御部４２からピストン部ドライブユニット３２Ａへ送信されるピストン部指令（開始信号）に基づき、ピストン部サーボモータ３２を駆動させ、シリンダ３１で充填液を計量しつつ、これらの４個のボトル本体２が充填完了位置に搬送されるまでに所定量の充填液を充填する。
【００６３】
４個のボトル本体２に対する充填が終了したとき、次の先頭にある空のボトル本体２は未だ第５間欠停止位置に位置している。多関節アームロボット２０は、この第５間欠停止位置に位置している空のボトル本体２が第６間欠停止位置に搬送される、回転テーブル１２の次の１回（１サイクル）の回動、すなわち、回転テーブル１２の１２°の回動の間に、モジュールベース３４に配設された４本の充填ノズル３５を再び前記充填初期位置へ戻す。
【００６４】
充填液が充填されたボトル本体２は、搬送ユニット１０の回転テーブル１２の間欠回動により、順に、後続の各工程の作業領域へ搬送される。
【００６５】
このようにして実行される充填作業は、追従充填の際のボトル本体２と充填ノズル３５のぶれ・ズレの問題が解消されており、精度の良い充填となることは前述の通りである。
【００６６】
なお、多関節アームロボット２０を、ボトル本体２の搬送経路が円孤状に形成された領域において、その円弧状の搬送経路の外側方（反中心点側）に配設し、搬送されるボトル本体２に追従させる（「外追従」という。）こともできる。以下、この形態を本発明の第２実施形態として説明する。
【００６７】
第２実施形態の充填包装装置１は、ボトル本体２の搬送経路に対する多関節アームロボット２０の配置位置が第１実施形態の充填包装装置１とは異なるため、駆動制御における多関節アームロボット２０の各軸Ｊの第１の軸群Ｇ１および第２の軸群Ｇ２への振り分けが異なってくる。すなわち、本実施形態においては、腕全体に相当する部分を鉛直軸周りに回転させる軸（Ｊ１）、下腕に相当する部分を前後に動かす軸（Ｊ２）、上腕に相当する部分を上下に動かす軸（Ｊ３）、手首に相当する部分を上下に動かす軸（Ｊ５）、並びに、手首に相当する部分を回転させる軸（Ｊ６）を多関節アームロボット２０の前記作業部を搬送経路に沿って移動させるための第１の軸群Ｇ１とし、下腕に相当する部分を前後に動かす軸（Ｊ２）、上腕に相当する部分を上下に動かす軸（Ｊ３）、並びに、手首に相当する部分を上下に動かす軸（Ｊ５）を第２の軸群Ｇ２とする。その他、前記第１実施形態の充填包装装置１と共通する構成作用についてはその説明を省略し、同構成には同じ符号を付して説明する。
【００６８】
本実施形態においても、中央制御部４０は、モーション制御部４２においては、ノズル部指令生成部４２３において、前記第１の軸群Ｇ１と第２の軸群２の動作を作業部指令として生成し、その作業部指令を多関節アームロボットの作業部の座標値（ロボット座標）に変換してロボットモーション指令とし、ロボット指令送信部４２４を介してロボット制御部４１へ送信する。そして、ロボット制御部４１は、前記ロボット指令送信部４２４から送信されたロボットモーション指令を受信する指令受信部４１１、ロボットプログラム４１２、前記指令受信部４１１とロボットプログラム４１２との指令系統を選択的に切換える指令選択部４１３、並びに、前記ロボットモーション指令をロボット関節指令として生成し、多関節アームロボット２０のドライブユニット２０Ａへ出力するロボット関節指令生成部４１４を有しており、指令受信部４１１が受信した作業部指令を、指令選択部４１３のスイッチをロボットプログラム４１２から指令受信部４１１へ切換えることによりロボット関節指令生成部４１４へ送信し、ロボット関節指令生成部４１４において、指令選択部４１３で選択した指令に基づき、多関節アームロボット２０の各軸（関節）の駆動指令であるロボット関節指令を生成し、多関節アームロボット２０のロボットドライブユニット２０Ａへ送信する。
【００６９】
これにより、円孤状の搬送経路の外側方に配置された多関節アームロボット２０は、腕全体に相当する部分を鉛直軸周りに回転させる軸（Ｊ１）により腕全体を回動させつつ、下腕に相当する部分を前後に動かす軸（Ｊ２）、上腕に相当する部分を上下に動かす軸（Ｊ３）、手首に相当する部分を上下に動かす軸（Ｊ５）、並びに、手首に相当する部分を回転させる軸（Ｊ６）を駆動させ、充填ノズル３５の位置やベースの向きを変化させて、搬送経路上を移動するボトル本体２に追従させつつ、下腕に相当する部分を前後に動かす軸（Ｊ２）、上腕に相当する部分を上下に動かす軸（Ｊ３）、並びに、手首に相当する部分を上下に動かす軸（Ｊ５）を駆動させて充填ノズル３５を昇降させることが可能となる。
【００７０】
そして、このように構成された本実施形態の充填包装装置１においても、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００７１】
前述した各実施形態の充填包装装置１の作用効果が従来の充填包装装置１に比して優れたものであることは、例えば、前述の第１実施形態、第２実施形態において用いられるボトル本体２の形状が、図８のように、ボトル本体２の横断面積（外周長さ）が首部２ａ、肩部２ｂ、胴部２ｃの各部位で異なるような形状である場合において極めて顕著である。
【００７２】
すなわち、図８のように、ボトル本体２の形状が高さ方向においてその径方向寸法（横断面積）が異なる形状とされている場合に、充填液の時間あたりの注液量を一定とすると、液面の泡立ち防止等を目的として充填ノズル３５を液面高さに対応させて昇降させる制御をしようとすれば、ボトル本体２の横断面積が小さい部分は横断面積が大きい部分に比して液面の上昇が速いので、充填ノズル３５を上昇させる速度もそれに対応させて速くする必要がある。
【００７３】
このようなボトル本体２の形状を勘案して充填ノズル３５を上昇させる制御は、多関節アームロボット２０の各軸Ｊの駆動を、搬送ユニット１０のサーボモータ１１の駆動と合わせて多関節アームロボット２０のロボット制御部９０１のロボットプログラム９１１により補完しつつ協調させて制御する従来の充填包装装置１においては、充填ノズル３５を速く上昇させるように多関節アームロボット２０を駆動させる場合等に搬送ユニットにおける回転テーブル１２の回転のスピードが乱れ、充填ノズル３５のボトル本体２に対する追従との間にズレが発生することがあった。
【００７４】
これに対し、前述した各実施形態の充填包装装置１においては、多関節アームロボット２０の第１の軸群Ｇ１の制御と、第２の軸群Ｇ２の制御を分離し、第１の軸群Ｇ１は搬送装置の間欠駆動と同期させる制御を行うことで充填ノズル３５のボトル本体２に対する正確な追従を行い、第２の軸群Ｇ２は独立させて充填ノズル３５を昇降させるための制御を行うことで、特殊な形状のボトル本体２であっても、充填ノズル３５の昇降の動作により、搬送ユニットにおける回転テーブル１２の間欠回転や充填ノズル３５のボトル本体２に対する追従の動作に影響がなく、その液面の上昇に合わせ、適切な充填ノズル３５の昇降動作をおこなうことができるので、充填液の漏洩によるボトル容器の汚損等も確実に防止することが可能となる。
【００７５】
なお、ボトル本体２に追従しながら実行する充填包装の作業は、充填工程の作業に限らず、また、その動作も自由に設計することができる。
【００７６】
以下では、容器の充填状態を検査する検査工程の作業に多関節アームロボット２０を使用して外追従させる場合を第３実施形態として説明する。なお、前記第１実施形態、第２実施形態の充填包装装置１と共通する構成作用についてはその説明を省略し、同構成には同じ符号を付して説明する。
【００７７】
本実施形態の充填包装装置１においては、図９に示すように、前述の多関節アームロボット２０のモジュールベース３４に装着された１台の検査用カメラ５１を有し、その撮像を分析判断して製品検査を行う制御部（不図示）を有する検査ユニット５０を備え、該多関節アームロボット２０は、搬送経路における第２７間欠停止位置から第２８間欠停止位置までの１サイクル（１２°）の領域において、搬送される充填・キャップ済みのボトル本体２に対する充填・包装状態の検査を１つずつ同時に行うべく、フレーム１３上における円弧状の搬送経路の外側方（反中心点側）に配設されている。
【００７８】
そして、本実施形態の充填包装装置１は、搬送手段１０、多関節アームロボット２０並びに検査ユニット５０が協調動作するように、中央制御部４０から指令され、それぞれの駆動・動作が制御される。
【００７９】
具体的には、中央制御部４０は、多関節ロボット２０を、搭載された検査ユニット５０の検査用カメラ５１の搬送方向初期位置を第２７間欠停止位置とし、図９に示すように、回転テーブル１２の間欠回動により第２７間欠停止位置に搬送された充填・キャップ済みのボトル本体２が搬送経路における第２７間欠停止位置に搬送されたところで、検査ユニット５０の検査用カメラ５１を容器に追従させ、次のボトル本体２が第２７間欠停止位置へ搬送されるまでに初期位置である第２７間欠停止位置へ戻すとともに、図１０に示すように、この搬送方向の往復動作中に、搬送経路上の容器載置部分（容器底近傍）から上方および径方向へ検査用カメラ５１の視点を移動させ、撮像しながら、水平軸周りに約９０度の略円孤状の軌跡上で大きく回動させる制御をする。すなわち、検査工程を回転テーブル１２の１回（１サイクル）の間欠回動の間に実行するように制御する。
【００８０】
そして、中央制御部４０は、多関節アームロボット２０の第１の軸群Ｇ１に対し、回転テーブル１２の間欠回転の動きに追従するための位置情報に関する指令を出して搬送経路上を移動するボトル本体２に追従させ、それとともに、第２の軸群Ｇ２に対し、検査用カメラ５１をボトル本体２の周囲を移動させる指令を出す。
【００８１】
具体的には、本実施形態においては、作業部指令生成部として、第１実施形態におけるノズル部指令生成部４２３に代えてカメラ部指令生成部（４２３）を有しており、カメラ部指令生成部（４２３）は、搬送部指令生成部４２２が生成した搬送手段１０の搬送部サーボモータ１１の回転角度Θから、搬送されるボトル本体２の載置原点に対応する位置で前記作業部を搬送経路に沿って移動させるべく前記第１の軸群Ｇ１を駆動させるための位置情報を含む駆動指令を生成する容器原点指令部４２３１と、前記ボトル本体２の載置原点からＸ，Ｙ，Ｚ，Ａ，Ｂ，Ｃ軸方向にオフセットさせた位置で前記作業部を移動させるべく前記第１の軸群Ｇ１および前記第２の軸群Ｇ２を駆動させるための予め設定した位置情報（データ）を保有する容器座標合成指令部４２３２を備え、容器原点指令部４２３１における駆動指令と、容器座標合成指令部４２３２のデータを装置座標に変換した駆動指令を合成して前記作業部指令とするように構成されている。
【００８２】
これにより、円孤状の搬送経路の外側方に配置された多関節アームロボット２０は、回転テーブル１２の１回（１サイクル）の間欠回動の間に、駆動開始位置から、腕全体に相当する部分を鉛直軸周りに回転させる軸（Ｊ１）により腕全体を回動させつつ、下腕に相当する部分を前後に動かす軸（Ｊ２）、上腕に相当する部分を上下に動かす軸（Ｊ３）、手首に相当する部分を上下に動かす軸（Ｊ５）、並びに、手首に相当する部分を回転させる軸（Ｊ６）を駆動させ、検査用カメラ５１の位置やベースの向きを変化させて、検査用カメラ５１を搬送経路上を移動するボトル本体２を追い越すように移動させつつ、下腕に相当する部分を前後に動かす軸（Ｊ２）、上腕に相当する部分を上下に動かす軸（Ｊ３）、手首に相当する部分を上下に動かす軸（Ｊ５）、並びに、手首に相当する部分を回転させる軸（Ｊ６）を駆動させて仰角約９０度の略円孤状の軌跡上で大きく回動させ、最終的には前記駆動開始位置へ戻ることが可能となる。
【００８３】
検査用カメラ５１は多関節アームロボットの１サイクルの移動中に充填済みのボトル本体を撮像する。そして、検査ユニット５０の制御部は検査用カメラ５１の撮像に基づき、該ボトル本体２の充填・包装に異常が無いかどうかを判断する。また、検査ユニット５０のドライブユニットは、中央制御部４０と接続されているものとし、その詳細な説明は省略する。また、本実施形態においても、モーション制御部と前記ロボット制御部との通信に要する遅延時間分を考慮して前記搬送手段の駆動を制御する。これにより、前記多関節アームロボットの前記作業部の前記搬送経路に沿った移動と搬送手段のサーボモータの駆動を同期させることが可能となる。
【００８４】
このように、本実施形態においては、第１の軸群Ｇ１の制御と、第２の軸群Ｇ２の制御を分離し、第１の軸群Ｇ１は搬送装置の間欠駆動と同期させる制御を行うことで検査用カメラ５１のボトル本体２に対する正確な追従を行い、第２の軸群Ｇ２は独立させて、検査ユニット５０の検査用カメラ５１の視点をボトル本体２の周囲に移動させて得た画像から、ボトル本体２の状態、充填量、キャップ４の状態等を検査することができる。
【００８５】
その場合において、前述したように、作業部指令生成部としてのノズル部指令生成部４２３が、図６に示すように、搬送部指令生成部４２２が生成した搬送手段１０の搬送部サーボモータ１１の回転角度Θから、搬送されるボトル本体２の載置原点に対応する位置で前記作業部を搬送経路に沿って移動させるべく前記第１の軸群Ｇ１を駆動させるための位置情報を含む駆動指令を生成する容器原点指令部４２３１と、前記ボトル本体２の載置原点からＸ，Ｙ，Ｚ，Ａ，Ｂ，Ｃ軸方向にオフセットさせた位置で前記作業部を移動させるべく前記第１の軸群Ｇ１および前記第２の軸群Ｇ２を駆動させるための予め設定した位置情報（データ）を保有する容器座標合成指令部４２３２を備え、容器原点指令部４２３１における駆動指令と、容器座標合成指令部４２３２のデータを装置座標に変換した駆動指令を合成して前記作業部指令とするように構成されている本実施形態においては、容器座標合成指令部４２３２に、予め、搬送されるボトル本体２に対する検査用カメラ５１の高さＺや姿勢Ａ，Ｂ等に関する必要な位置情報を入力設定しておき、ボトル本体２の載置原点を基準とするＸ，Ｙ，Ｚ，Ａ，Ｂ，Ｃ軸方向に任意に検査用カメラ５１を移動させるように制御することも可能となる。
【００８６】
すなわち、容器原点指令部４２３１におけるボトル本体２の間欠搬送と同期させるための前記ボトル本体２の載置原点の位置情報を含む第１の軸群Ｇ１の駆動指令と、容器座標合成指令部４２３２における第２の軸群Ｇ２の前記ボトル本体２の載置原点からＸ，Ｙ，Ｚ，Ａ，Ｂ，Ｃ軸方向にオフセットさせた位置情報を含む第１の軸群Ｇ１および第２の軸群Ｇ２の駆動指令を合成することで、例えば、検査用カメラ５１を搬送されるボトル本体２と同じ速度で移動させるばかりでなく、搬送されるボトル容器２の上流側左下部から容器の上方を通り越して下流側右下部へ連続的に移動させることも可能となる。
【００８７】
これにより、すなわち、本実施形態における「追従」は、前記ボトル本体２の載置原点、すなわち、搬送されるボトル容器２の位置を基準としてＸ，Ｙ，Ｚ，Ａ，Ｂ，Ｃ軸方向にオフセットさせた位置を移動することを意味するものとなる。
【００８８】
このように、本実施形態の充填包装装置１においては、１台の検査用カメラ５１のみを用いて、複数の視点から検査することが可能であり、制御上、前記第１の軸群Ｇ１と第２の軸群Ｇ２を分離したことで、そのような多関節アームロボットの追従のための動作に要する軸以外の軸を用いた動作を、多関節アームロボットの追従のための駆動に制約されることなく設計（プログラム）することができる。また、このような追従動作以外の動作をさせる場合にも、追従動作に影響が及ばないので、多関節アームロボットのスムーズな動作を実行できる。
【００８９】
なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の特徴を損なわない限度において種々変更することができる。例えば、容器はボトルに限るものではなく、スタンディングパウチなどであってもよい。また、容器の搬送経路は本実施形態に記載のような円孤状にかぎらず、例えば、直線状の搬送経路であってもよい。その搬送手段も本実施形態に記載の構成に限るものではない。また、容器の搬送も、前述の実施の形態においては間欠搬送としたが、連続搬送であってもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１  充填包装装置
２  容器（ボトル本体）
２ａ  首部  
２ｂ  肩部
２ｃ  胴部
３  シュリンクフィルム
４  キャップ
１０  搬送手段（搬送ユニット）
１１  搬送部サーボモータ
１１Ａ  搬送用ドライブユニット
１２  回転テーブル
１３  フレーム
１４  回転軸
１８  容器保持手段
１９  グリッパ
２０  多関節アームロボット
２０Ａ  ロボットドライブユニット
３０  充填ユニット
３１  シリンダ
３２  ピストン用サーボモータ
３２Ａ  ピストン部ドライブユニット
３３  ピストン
３４  モジュールベース
３５  充填ノズル
３６  給液チューブ
３７  給液タンク
４０  中央制御部
４１  ロボット制御部
４１１  指令受信部
４１２  ロボットプログラム
４１３  指令選択部
４１４  ロボット指令生成部
４２  モーション制御部
４２１  ピストン部指令生成部
４２２  搬送部指令生成部
４２３  作業部指令生成部（ノズル部指令生成部）
４２３１  容器原点指令部
４２３２  容器座標合成指令部
４２４  ロボット関節指令送信部
４３  機械制御部
４４  データ入力・表示手段（機械操作画面）
５０  検査ユニット
５１  検査用カメラ
【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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【図１０】
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【図１１】
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