JP2015510472A - Flexible assembly line for tray packaging - Google Patents
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Abstract
トレー包装用のフレキシブル組立ライン(30、210、212、276)は、トレー(76、80、84、88、90)を提供するためのトレーディスペンサ(32、62)と、トレーディスペンサ(32、62)の近傍にあり、食品物品または非食品物品をトレー(76、80、84、88、90)上に自動的に配置するための積み込みステーション(34、36、38、214、216、218、234、236、238、250)と、を含む。The flexible assembly line (30, 210, 212, 276) for tray packaging includes a tray dispenser (32, 62) for providing trays (76, 80, 84, 88, 90) and a tray dispenser (32, 62). ) And loading stations (34, 36, 38, 214, 216, 218, 234) for automatically placing food or non-food items on trays (76, 80, 84, 88, 90). 236, 238, 250).
Description
本願は、トレーアセンブリ、品質ビジョン検査および包装のためのフレキシブル組立ラインに関する。本願は、また、トレー包装のためにフレキシブル組立ラインを使用する方法に関する。 This application relates to a flexible assembly line for tray assembly, quality vision inspection and packaging. The present application also relates to a method of using a flexible assembly line for tray packaging.
食品配膳業では、食品および刃物類はしばしばトレーで提供される。更に、各種の食品は、通常、トレーに整然と配置された別個の容器において提供される。航空会社、軍隊または病院食配膳業界などにおいて食品が大量多品種で供給される場合、食品および刃物類を有するトレーの包装は複雑かつ大きな労力を要することになる。食品を絶えず連続的に供給する必要がある場合、一貫性、柔軟性および効率は高品質の配膳業界において重要な要素になる。 In the food distribution industry, food and cutlery are often provided in trays. In addition, the various food products are typically provided in separate containers that are neatly arranged on the tray. When food is supplied in a large variety of products such as in the airline, military or hospital food / beverage industry, packaging of trays with food and cutlery is complicated and labor intensive. Consistency, flexibility and efficiency are important factors in the high quality catering industry when food needs to be continuously fed.
本発明は、トレーアセンブリ、品質検査および/または包装のための新規かつ有用なフレキシブル組立ラインを提供することを目的とする。本発明は、また、フレキシブル組立ラインを使用するための新規かつ有用な方法を提供することを目的とする。本発明に必要な特徴は独立請求項によって提供される一方で、本発明の他の有利な特徴は従属請求項によって提供される。本願は2012年1月10日出願のシンガポール特許出願SG201200203−6号明細書の優先権を主張する。先願の内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。 The present invention seeks to provide a new and useful flexible assembly line for tray assembly, quality inspection and / or packaging. The present invention also aims to provide a new and useful method for using a flexible assembly line. The features necessary for the invention are provided by the independent claims, while other advantageous features of the invention are provided by the dependent claims. This application claims the priority of Singapore patent application SG201203203-6 filed on Jan. 10, 2012. The entire contents of the prior application are incorporated herein by reference.
本発明の第1の態様によれば、フレキシブル組立ラインは、トレーを提供するためのトレーディスペンサと、トレーディスペンサ近傍の積み込みステーションと、を含む。積み込みステーションは食品物品または非食品物品をトレー上に自動的に配置するための固定ツールを有する。トレーディスペンサはトレーを提供するためのデバイスまたはマシンである。例えば、トレーディスペンサは、分配のためにトレーまたはトレーを積み重ねたものを保持することができる、カート、トロリー棚または空間を含む。トレーは、通常、通常わずかに上昇した縁端を有する平坦で浅い容器または入れ物として公知であり、食品の物品/容器、ガラス、磁器等を担持、保持または表示するために使用される。トレーは、食品容器とは違い、トレーが通常食品物質に直に接触しないという点で食品容器とは異なる。固定ツールは多くの形態をとることができる。例えば、固定ツールは一致する形状を有する食品物品または非食品物品のみがオリフィスを透過しトレー上に落下することができるように所定の形状のオリフィスを有するジグである。積み込みステーションはフレキシブル組立ラインが多様な物品を処理することができるように様々なタイプの固定ツールまたはジグを有することができる。積み込みステーションは適切なソフトウェアパッケージをインストールしたコンピュータもしくは1つまたは複数のPLC(プログラマブル論理制御装置)のいずれかによって自動的に動作されうるため、フレキシブル組立ラインは連続的に動作することができる。大きな労力を要することで知られている大量の配膳サービスを絶えず提供する場合、フレキシブルアセンブリは効率的かつ信頼性の高い配膳解決策を提供し、手動トレー包装の人的ミスを低減する。したがって、フレキシブルアセンブリはトレーにおいて新鮮さが向上した食品を提供することができる。 According to a first aspect of the invention, a flexible assembly line includes a tray dispenser for providing trays and a loading station near the tray dispenser. The loading station has a fixed tool for automatically placing food or non-food items on the tray. A tray dispenser is a device or machine for providing trays. For example, tray dispensers include carts, trolley shelves, or spaces that can hold trays or stacks of trays for dispensing. The tray is usually known as a flat, shallow container or container, usually with a slightly raised edge, and is used to carry, hold or display food articles / containers, glass, porcelain and the like. Unlike food containers, trays differ from food containers in that the tray does not usually come into direct contact with food material. The fixation tool can take many forms. For example, the fixed tool is a jig having a predetermined shaped orifice so that only food or non-food items having a matching shape can penetrate the orifice and fall onto the tray. The loading station can have various types of fixing tools or jigs so that the flexible assembly line can handle a variety of articles. Since the loading station can be operated automatically either by a computer with the appropriate software package installed or by one or more PLCs (programmable logic controllers), the flexible assembly line can operate continuously. When constantly providing a large amount of catering services known to be labor intensive, flexible assemblies provide an efficient and reliable catering solution and reduce manual mistakes in manual tray packaging. Therefore, the flexible assembly can provide food with improved freshness in the tray.
フレキシブル組立ラインは、完成後のトレーパッケージを積み込みステーションから取り去るために積み込みステーションに連結されている、トレーからカートへの積み込みス
テーション(tray−to−cart loading station)をさらに含みうる。フレキシブル組立ラインは、集合的にトレーアセンブリまたはサブアセンブリとして公知の所定のパターン/構成に従い種々の食品物品または非食品物品をトレー上に配置するための生産ラインである。フレキシブル組立ラインのその端部が完成後のトレーアセンブリによって詰まることのないように、完成後のトレーアセンブリはフレキシブル組立ラインから取り去ることができ、かつカート内に適切に積み重ねることができる。トレーからカートへの積み込みステーションはフレキシブル組立ラインの端部を効率的に空けることができ、完成後のトレーアセンブリが満載されたカートを提供することができる。カートは、一時的な保管のため倉庫にまたは食品配膳のため航空機に車輪で運ぶことも運送することもできる。
The flexible assembly line may further include a tray-to-cart loading station coupled to the loading station to remove the completed tray package from the loading station. A flexible assembly line is a production line for placing various food or non-food items on a tray according to a predetermined pattern / configuration, collectively known as a tray assembly or subassembly. The completed tray assembly can be removed from the flexible assembly line and properly stacked in the cart so that its end of the flexible assembly line is not clogged by the completed tray assembly. The tray-to-cart loading station can efficiently empty the end of the flexible assembly line, providing a cart full of completed tray assemblies. The cart can be wheeled or transported to a warehouse for temporary storage or to an aircraft for food distribution.
フレキシブル組立ラインは、トレーディスペンサ、積み込みステーション、トレーからカートへの積み込みステーション、またはこれらいずれかの組み合わせを連結するコンベアをさらに含んでもよい。コンベアは材料を1つの位置から別の位置に移動させる機械的な荷役機器である。コンベアは多種多様な食品(例えば、ヨーグルトのカップ)または非食品物品(例えば、刃物類のパッケージ)の迅速かつ効率的な運搬を提供する。コンベアはベルトコンベア、チェーンコンベアまたは両方の組み合わせとすることができる。コンベアはフレキシブル組立ラインを収容する配膳センターの建築条件によって床取付式であっても天井取付式であってもよい。 The flexible assembly line may further include a conveyor that connects the tray dispenser, the loading station, the tray to cart loading station, or any combination thereof. A conveyor is a mechanical handling device that moves material from one position to another. The conveyor provides for quick and efficient transport of a wide variety of food items (eg, yoghurt cups) or non-food items (eg, cutlery packages). The conveyor can be a belt conveyor, a chain conveyor or a combination of both. The conveyor may be floor-mounted or ceiling-mounted, depending on the building conditions of the distribution center that houses the flexible assembly line.
フレキシブル組立ラインは、食品物品および非食品物品の品質を点検するための検査および不合格品ステーションをさらに含みうる。トレー、食品物品または非食品物品は所定の品質基準に照らして検査される。例えば、食品物品または非食品物品を担持するのに好適であるためにはトレーに塵、水垢および変形があってはならない。トレー上に積み込まれる前に封止された水のカップに塵または漏れがあってはならない。トレー包装の品質準拠のために検査および不合格品ステーションに所定の品質基準が予め導入される。一実施形態においては、検査および不合格品ステーションはトレーアセンブリまたはサブアセンブリの重量を合格または不合格の許容重量の所定の範囲に照らして測定する。 The flexible assembly line may further include an inspection and reject product station for checking the quality of food and non-food items. Tray, food or non-food items are inspected against predetermined quality standards. For example, the tray must be free of dust, scale and deformation in order to be suitable for carrying food or non-food items. There must be no dust or leaks in the cup of water sealed before being loaded onto the tray. Predetermined quality standards are pre-introduced in the inspection and reject station for tray packaging quality compliance. In one embodiment, the inspection and reject product station measures the weight of the tray assembly or subassembly against a predetermined range of acceptable weights that pass or fail.
フレキシブル組立ラインは食品物品または非食品物品を組織化するための1つまたは複数のソータをさらに含んでもよい。時として、食品物品または非食品物品は容器/バスケット内に無作為に集められる。ソータは積み込みステーションまたはオペレータが物品を効率的にピッキングすることができるようにこれら物品を整理された状態に配置する。ソータは傾斜トレーソータ(tilt tray sorter)、交差ベルトソータ(cross belt sorter)、キャリアソータ(carrier sorter)またはこれらいずれかの組み合わせとされうる。 The flexible assembly line may further include one or more sorters for organizing food items or non-food items. Sometimes food or non-food items are randomly collected in containers / baskets. The sorter places the items in an organized state so that the loading station or operator can efficiently pick the items. The sorter may be a tilt tray sorter, a cross belt sorter, a carrier sorter, or any combination thereof.
トレーディスペンサ、積み込みステーション、トレーからカートへの積み込みステーション、コンベア、検査および不合格品ステーションまたはこれらいずれかの組み合わせは、食品物品または非食品物品をピッキングするための産業用ロボットを含みうる。産業用ロボットは、3つ以上の軸においてプログラム可能な、自動的に制御された再プログラム可能な多目的マニピュレータである。産業用ロボットは、多関節ロボットであっても、スカラロボットであっても、デルタロボットであっても、直交座標ロボット(ガントリロボットまたはx−y−zロボットとしても知られる)であってもよい。産業用ロボットは様々なタイプのトレーアセンブリを組み立てるために再プログラムされうるものであり、様々な距離にあるステーションまたはコンベアベルトに届くことができる。したがって、フレキシブル組立ラインは多種多様な配膳ニーズを満たすよう適応可能になる。例えば、機内用配膳センターにおいては、産業用ロボットは洋食のトレーアセンブリを50セット提供するためのソフトウェアプログラムをロードすることができ、続いてベジタリアン食のトレーアセンブリを提供するための別のソフトウェアプログラムをロードすることができ
る。
The tray dispenser, loading station, tray to cart loading station, conveyor, inspection and rejects station, or any combination thereof may include an industrial robot for picking food or non-food items. Industrial robots are automatically controlled reprogrammable multipurpose manipulators that can be programmed in more than two axes. The industrial robot may be an articulated robot, a SCARA robot, a delta robot, or a Cartesian coordinate robot (also known as a gantry robot or an xyz robot). . Industrial robots can be reprogrammed to assemble various types of tray assemblies and can reach stations or conveyor belts at various distances. Thus, the flexible assembly line can be adapted to meet a wide variety of catering needs. For example, in an in-flight distribution center, an industrial robot can load a software program to provide 50 sets of western food tray assemblies, followed by another software program to provide vegetarian food tray assemblies. Can be loaded.
トレーディスペンサ、積み込みステーション、トレーからカートへの積み込みステーション、コンベア、検査および不合格品ステーション、産業用ロボット、ロボットアームまたはこれらいずれかの組み合わせは種々の物体の形状を認識するためのマシンビジョン性能を有するために接続されたカメラおよびコンピュータを有してもよい。マシンビジョンはこれらマシンが物体を見つけることを可能にするのみならず、それはまた、これらマシンが食品または非食品物品を無作為に散乱した物品のパイル/プールからピッキングし、トレーアセンブリまたはサブアセンブリの形成において選択した物品をトレー上に移動させることができるようにこれらマシンの動きを案内する。特に、マシンビジョンまたはコンピュータビジョンは、特徴検出および特徴抽出の領域において、画像輝度が鮮明に変化する、またはより形式的には、不連続性を有するデジタル画像の箇所を特定することを目的とする。検出されたエッジは、カメラで捕捉された画像がトレー包装に所望される食品または非食品物品であるかをマシンが認識できるように物体の境界を形成する。画像捕捉、画像処理およびプログラム実行は1つまたは複数のコンピュータによって効率的になされうるため、形状認識を迅速に実施することができ、包装速度を著しく向上することができる。 Tray dispensers, loading stations, tray-to-cart loading stations, conveyors, inspection and rejection stations, industrial robots, robotic arms or any combination of these provide machine vision capabilities for recognizing various object shapes You may have a camera and a computer connected to have. Machine vision not only allows these machines to find objects, it also picks food or non-food items from a randomly scattered pile / pool of scattered items, Guide the movement of these machines so that the selected article in the formation can be moved onto the tray. In particular, machine vision or computer vision is aimed at identifying the location of a digital image where image brightness changes sharply or more formally has discontinuities in the area of feature detection and feature extraction. . The detected edges form an object boundary so that the machine can recognize whether the image captured by the camera is the food or non-food item desired for the tray package. Since image capture, image processing, and program execution can be efficiently performed by one or more computers, shape recognition can be performed quickly and packaging speed can be significantly improved.
トレーディスペンサ、積み込みステーション、トレーからカートへの積み込みステーション、コンベア、検査および不合格品ステーション、産業用ロボットまたはこれらいずれかの組み合わせは種々の物体の表面性状を走査するためのマシンビジョン性能を得るために接続されたカメラおよびコンピュータを有しうる。1つまたは複数のこれらマシンは、したがって、食品物品または非食品物品の包装用フィルムの表面亀裂を通知し、トレー、食品物品または非食品物品のいずれかの塵または汚れを観察することができる。予め搭載された品質基準を確認すると、これらマシンは、高コストであり、かつトレーアセンブリの提供における時間の無駄になる、不良のトレー、食品物品または非食品物品の組み立てを防止することができる。 Tray dispensers, loading stations, tray-to-cart loading stations, conveyors, inspection and rejection stations, industrial robots or any combination of these to obtain machine vision performance for scanning the surface properties of various objects A camera and a computer connected to the computer. One or more of these machines can therefore report surface cracks in the packaging film of food or non-food articles and observe dust or dirt on either trays, food articles or non-food articles. Confirming pre-loaded quality standards, these machines can prevent the assembly of defective trays, food articles or non-food articles that are costly and waste time in providing tray assemblies.
マシンビジョン画像処理の方法は、画素カウント(明画素または暗画素を計数する)と、閾値処理(グレー階調を含む画像を単にモノクロに変換する、またはグレースケール値に基づく分割を使用する)と、セグメンテーション(画像の表示を、より意味をなし、かつ分析がより容易なものに単純化および/または変更するためにデジタル画像を複数のセグメントに分割する)と、ブロブ検出および操作:連結した画素の不連続な(discrete)ブロブの画像を画像ランドマークとして検査する)と、パターン認識(特定のパターンのテンプレート照合、検出、照合および/または計数を含む、と、を含む。パターン認識は、回転しても、別の物体によって部分的に隠れても、サイズが様々であってもよい物体の位置決めを含んでもよい。方法は、色識別、バーコード、データマトリックスおよび「2次元バーコード」表示、光学文字認識(シリアル番号などの文字の自動読み取り)、計測:物体寸法の測定(例えば、画素、インチまたはミリメートルにおける)およびフィルタリング(例えば、形態学的フィルタリング)を更に含む。 Machine vision image processing methods include pixel counting (counting bright or dark pixels), threshold processing (simply converting images containing gray tones into monochrome, or using segmentation based on grayscale values) Segmentation (dividing a digital image into multiple segments to simplify and / or modify the display of the image to make it more meaningful and easier to analyze) and blob detection and manipulation: concatenated pixels A discrete blob image is inspected as an image landmark) and pattern recognition (including template matching, detection, matching and / or counting of specific patterns). Or it may include positioning of objects that may be partially obscured by another object or of various sizes. Methods include color identification, barcode, data matrix and “two-dimensional barcode” display, optical character recognition (automatic reading of characters such as serial numbers), measurement: measurement of object dimensions (eg in pixels, inches or millimeters) ) And filtering (eg, morphological filtering).
ニューラルネット処理のために、トレーディスペンサ、積み込みステーション、トレーからカートへの積み込みステーション、コンベア、検査および不合格品ステーション、産業用ロボットまたはこれらいずれかの組み合わせの2つ以上が連結されてもよい。ニューラルネット処理は、フレキシブル組立ラインが種々の機械の包装速度を調整することを可能にし、欠陥に遭遇した場合にオペレータに警報を送るか、種々の食品物品または非食品物品を要求するためのリクエストを送る、重み付きの、自己訓練式多変量意思決定(weighted and self−training multi−variable decision making)である。したがって、フレキシブル組立ラインは知的になり人的介入の必要が低下する。フレキシブル組立ラインを使用する人件費が削減され
る。
Two or more of a tray dispenser, a loading station, a tray-to-cart loading station, a conveyor, an inspection and rejection station, an industrial robot, or any combination thereof may be coupled for neural network processing. Neural network processing allows the flexible assembly line to adjust the packaging speed of various machines and alerts the operator when a defect is encountered or requests to request various food or non-food items Is a weighted, self-trained multi-variable decision making. Thus, the flexible assembly line becomes intelligent and reduces the need for human intervention. Labor costs for using flexible assembly lines are reduced.
トレーディスペンサ、積み込みステーション、トレーからカートへの積み込みステーション、コンベア、検査および不合格品ステーション、産業用ロボットまたはこれらいずれかの組み合わせは、他に影響を及ぼすことなくそれをフレキシブル組立ラインの他の部品から分離することができるようフレキシブル組立ラインにモジュラ式に連結されうる。モジュラ式の設計、または「設計におけるモジュール性」は、フレキシブル組立ラインを、独立して作製することができ、かつその後、様々なフレキシブルアセンブルラインにおいて複数の機能を駆動するために使用されうるより小さな部品(モジュール)に更に分割する手法である。モジュラ式の設計を有するフレキシブル組立ラインは以下の特性を有する。
I.隔離された自己内蔵型の機能的要素を含む、分離された、適応可能な、再利用可能なモジュールへの機能的分割、
II.モジュール機能のオブジェクト指向記述を含む、明確に定義されたモジュール式インターフェースの厳密な使用、および、
III.技術の透明性を達成するための変更の容易性、および可能な範囲における、キーインターフェースの業界標準の使用。
Tray dispenser, loading station, tray-to-cart loading station, conveyor, inspection and reject station, industrial robot or any combination of these can be used without affecting other parts of the flexible assembly line Can be modularly connected to the flexible assembly line so that they can be separated from each other. Modular design, or “modularity in design,” is smaller than flexible assembly lines can be made independently and can then be used to drive multiple functions in various flexible assembly lines. This is a technique of further dividing into parts (modules). A flexible assembly line with a modular design has the following characteristics:
I. Functional partitioning into isolated, adaptable, reusable modules, including isolated, self-contained functional elements,
II. Strict use of a well-defined modular interface, including an object-oriented description of the module functionality, and
III. Ease of change to achieve technology transparency, and the use of industry standards for key interfaces to the extent possible.
積み込みステーションは、食品物品または非食品物品を有する箱を供給するためのコンベアと、空箱を除去するための別のコンベアと、を含んでもよい。コンベアは、任意選択的に、マシンステーションとフレキシブル組立ラインのロボットとを連結する主要コンベアに連結される。積み込みステーションのコンベアは、供給の不足により遅延することなく積み込みステーションがその動作性能(operation capacity)を完全に利用することができるように投入材料(例えば、食品物品)の供給および完成材料(空トレー)の除去を容易にする。 The loading station may include a conveyor for supplying boxes with food items or non-food items and another conveyor for removing empty boxes. The conveyor is optionally connected to a main conveyor that connects the machine station and the robot in the flexible assembly line. Loading station conveyors supply input materials (eg, food articles) and finished materials (empty trays) so that the loading station can fully utilize its operational capacity without delay due to lack of supply. ) Is easy to remove.
フレキシブル組立ラインは、食品物品または非食品物品を手動積み込み、積み下ろしまたは点検するための手動積み込みステーションをさらに含みうる。任意選択の手動積み込みステーションは、フレキシブル組立ラインが、更に、ロボットのエンドエフェクタにより扱うには脆弱すぎる一部の食品物品の包装に適応可能とすることができる。手動積み込みステーションは、更に、時々必要とされうる人的介入を可能にする。 The flexible assembly line may further include a manual loading station for manually loading, unloading or inspecting food items or non-food items. An optional manual loading station may allow the flexible assembly line to further accommodate the packaging of some food items that are too fragile to handle by the robot end effector. Manual loading stations also allow for human intervention that may be required from time to time.
フレキシブル組立ラインは、食品物品または非食品物品を移送するための可動積み込みトレーを有するシェルビングカルーセル(shelving carousel)をさらに含んでもよい。シェルビングカルーセルは、あるいは、手動であっても電動であってもよい自動箱スタッカおよびカルーセルとして公知である。シェルビングカルーセルはシェルビングカルーセルの両側のオペレータが自身の都合の良いときに互いに干渉することなく食品物品または非食品物品を積み込むまたは回収することを可能にする。例えば、オペレータは一方の側において空の棚に刃物類のパッケージを積み込むことができる一方で、別のオペレータはシェルビングカルーセルの逆側からバターパックをとることができる。シェルビングカルーセルを使用した積み込みおよび積み下ろし効率は固定シェルビングのものよりもかなり高い。 The flexible assembly line may further include a shelving carousel having a movable loading tray for transporting food or non-food items. Shelving carousels are also known as automatic box stackers and carousels that may be manual or electric. The shelving carousel allows operators on both sides of the shelving carousel to load or retrieve food or non-food items without interfering with each other at their convenience. For example, an operator can load a cutlery package on an empty shelf on one side, while another operator can take a butterpack from the opposite side of the shelving carousel. Loading and unloading efficiencies using shelving carousels are significantly higher than those of fixed shelving.
フレキシブル組立ラインは、フレキシブル組立ラインを制御するためにフレキシブル組立ラインのメインコンピュータに接続されているタッチスクリーン式ディスプレイをさらに含みうる。タッチスクリーンは容易な動作をオペレータがわかる直感的ユーザインタフェースを提供する。タッチスクリーンにより、更に、しばしば不適切に配置される、食品によって汚染される、または偶発的な衝突によって容易に破損する余分なキーボードおよびマウスを回避する。 The flexible assembly line may further include a touch screen display connected to the main computer of the flexible assembly line for controlling the flexible assembly line. The touch screen provides an intuitive user interface that allows the operator to easily operate. The touch screen also avoids extra keyboards and mice that are often improperly placed, contaminated by food, or easily damaged by accidental collisions.
フレキシブル組立ラインは、包装後のトレーアセンブリまたは空トレーを取るための無人搬送車(AGV)をさらに含んでもよい。無人搬送車は、フレキシブルアセンブリが異なるマニュアルに従い異なるタイプのトレーパッケージを包装するよう変更することができるように、特定の食品物品または非食品物品を取るため種々の指定された場所に行くようにプログラムされてもよい。人的エラーは無人搬送車をプログラムすることおよびフレキシブル組立ラインと連結することによって減少する。 The flexible assembly line may further include an automated guided vehicle (AGV) for taking tray assemblies after packaging or empty trays. The automated guided vehicle is programmed to go to various designated locations for picking up certain food items or non-food items so that the flexible assembly can be modified to package different types of tray packages according to different manuals May be. Human errors are reduced by programming the automated guided vehicle and connecting to a flexible assembly line.
フレキシブル組立ラインは、回転可能な食品ホッパと、ダイバータと、コンベアと、を含む、自動食品物品ディスペンサをさらに含みうる。回転可能な食品ホッパは食品物品を保管するための1つまたは複数の隔室を有する。使用時、回転可能な食品ホッパはそれら各々の隔室内の様々な物品がダイバータ内に整然と落下されうるように回転および振動する。コンベアは多種多様な物品を受け取るためのいくつかのレーンを下に有する。トレーアセンブリを包装するために適切な物品が指示されたレーンにそれぞれ送られるようにダイバータはその開口部を下に向けてレーンに照準する。 The flexible assembly line may further include an automatic food article dispenser that includes a rotatable food hopper, a diverter, and a conveyor. The rotatable food hopper has one or more compartments for storing food items. In use, the rotatable food hopper rotates and vibrates so that the various items in their respective compartments can be orderly dropped into the diverter. The conveyor has several lanes below to receive a wide variety of items. The diverter is aimed at the lane with its opening down so that the appropriate articles are each delivered to the indicated lane to wrap the tray assembly.
産業用ロボットは回転用のエンドエフェクタを有してもよい。エンドエフェクタはロボットアームの端部にあるデバイスであり、周囲と相互作用するように設計されている。エンドエフェクタはグリッパまたはツール(例えば、真空吸着カップ)を含んでもよい。グリッパは2本指、3本指または更には5本指のものとされうる。積み重ねられたカップをピッキングする場合、積み重ねられたカップの間に部分真空が存在する場合がある。産業用ロボットが上のカップを持ち上げると、下の1つまたは複数のカップも部分真空のために持ち上げられる場合がある。回転によって、下のカップは容易に落下し、トレー包装の二重ピッキングミス(double−picking mistake)を回避する。 The industrial robot may have an end effector for rotation. An end effector is a device at the end of a robot arm and is designed to interact with the surroundings. The end effector may include a gripper or tool (eg, a vacuum suction cup). The gripper can be of two fingers, three fingers, or even five fingers. When picking stacked cups, there may be a partial vacuum between the stacked cups. When the industrial robot lifts the upper cup, the lower cup or cups may also be lifted due to the partial vacuum. By rotation, the lower cup falls easily, avoiding double-picking mistakes in tray packaging.
産業用ロボットは振動用のエンドエフェクタを有しうる。エンドエフェクタが振動すると、下のカップは上のカップから真直に外れることができ、再度、産業用ロボットによる二重ピッキングの問題を回避する。 An industrial robot may have an end effector for vibration. When the end effector vibrates, the lower cup can be removed straight from the upper cup, again avoiding the problem of double picking by industrial robots.
産業用ロボットは加熱用のエンドエフェクタを有してもよい。例えば、ピッキングしたカップが迅速に加熱されるようにエンドエフェクタはそのエンドエフェクタにおいて熱気を循環させることができる。上のカップの下の「滑らかなカップ」は2つのカップ間の異なる熱膨張により上のカップから自身で分離するものと思われる。 The industrial robot may have an end effector for heating. For example, the end effector can circulate hot air in the end effector so that the picked cup is rapidly heated. The “smooth cup” under the top cup appears to separate itself from the top cup due to the different thermal expansion between the two cups.
フレキシブル組立ラインは産業用ロボットのエンドエフェクタを洗浄するための洗浄および滅菌ステーションをさらに含みうる。洗浄および滅菌ステーションは、水、加圧空気、消毒ジェル、泡および液体溶液などの1つまたは複数の洗浄流体を収容するバケツを含む。バケツは洗浄流体が循環することができるように注入口と流出口とを有してもよく、内部に浸されたエンドエフェクタの洗浄のため交換される。 The flexible assembly line may further include a cleaning and sterilization station for cleaning the end effector of the industrial robot. The cleaning and sterilization station includes a bucket containing one or more cleaning fluids such as water, pressurized air, disinfecting gels, foams and liquid solutions. The bucket may have an inlet and an outlet so that the cleaning fluid can circulate and is replaced for cleaning the end effector immersed therein.
フレキシブル組立ラインはコンベアのベルトを洗浄するための洗浄および乾燥ステーションをさらに含んでもよい。コンベアまたはコンベアのベルトはトレーまたは食品容器に接触するため、コンベアまたはベルトは食品粒子で汚染される場合がある。洗浄および乾燥ステーションは、種々の食品物品および非食品物品が互いに交差汚染することを防止するようにコンベアまたはベルトに洗浄/浄化、乾燥またはこれらの組み合わせを提供する。例えば、コンベアまたはベルトに水が噴霧され、加圧空気流が吹き付けられる。コンベアまたはベルトには更に細菌を駆除するために赤外線または紫外線が照射されうる。コンベアまたはベルトは食品残渣の回収のためちり取り/トラフが下に配置されている間に更にブラシで拭き取られてもよい。 The flexible assembly line may further include a cleaning and drying station for cleaning the conveyor belt. Because the conveyor or conveyor belt contacts the tray or food container, the conveyor or belt may be contaminated with food particles. The cleaning and drying station provides cleaning / cleaning, drying or a combination of these to the conveyor or belt to prevent various food and non-food items from cross-contamination with each other. For example, water is sprayed onto a conveyor or belt and a stream of pressurized air is sprayed. The conveyor or belt can be further irradiated with infrared or ultraviolet light to control the bacteria. The conveyor or belt may be further wiped with a brush while the duster / trough is placed underneath for food residue recovery.
フレキシブル組立ラインは1つまたは複数の害虫駆除用引き出しを含みうる。引き出し
はコンベアなどのマシン/ステーションのうちの1つの隣に取り付けられているか備え付けられている容器である。引き出し内の害虫駆除用薬剤が誤って通路上に落下し食品汚染の原因となることを防止するように引き出しは食品物品または非食品物品の通路の下に設けられている。害虫駆除用引き出しはフレキシブル組立ラインへの寄生虫などの侵入を防止するのに有用である。
The flexible assembly line may include one or more pest control drawers. A drawer is a container that is attached or equipped next to one of the machines / stations such as a conveyor. The drawer is provided under the passage of the food article or non-food article so as to prevent the pest control drug in the drawer from accidentally falling onto the passage and causing food contamination. The pest control drawer is useful for preventing the entry of parasites and the like into the flexible assembly line.
適用例には、更に、1つまたは複数のフレキシブル組立ラインを有する機内用配膳センターがある。機内用配膳センターは空港の多数の航空会社/便に配膳するために包装後のトレーアセンブリで食事を提供する。フレキシブル組立ラインは多大な柔軟性および効率を有して連続的に動作することができるため、機内用配膳センターおよび空港の作業能率は著しく向上するであろう。 Application examples further include an in-machine laying center having one or more flexible assembly lines. The in-flight catering center provides meals in a post-packed tray assembly for serving to a number of airlines / flights at the airport. Since the flexible assembly line can operate continuously with great flexibility and efficiency, the work efficiency of the in-flight catering center and airport will be significantly improved.
本発明の第2の態様によれば、本発明はトレー包装のためにフレキシブル組立ラインを使用する方法を提供する。方法は、空の、または部分的に組み立てられた/充填されたトレーを受け取る第1ステップと、食品または非食品物品を提供する第2ステップと、食品または非食品物品をトレー上に自動的に積み込む第3ステップと、を含む。積み込みは1つまたは複数のマシンによって実施されるため、フレキシブル組立ラインの作業能率、精度および信頼度はトレー包装用の手動アセンブリよりもかなり高くなる。 According to a second aspect of the present invention, the present invention provides a method of using a flexible assembly line for tray packaging. The method automatically includes a first step of receiving an empty or partially assembled / filled tray, a second step of providing a food or non-food article, and automatically placing the food or non-food article on the tray. A third step of loading. Since the loading is performed by one or more machines, the working efficiency, accuracy and reliability of the flexible assembly line is considerably higher than the manual assembly for tray packaging.
方法は、トレー、食品または非食品物品、積み込み済トレーをマシンビジョン(MV)によって自動的に検査するステップをさらに含みうる。マシンビジョン動作シーケンスには、後の処理に必要な識別を提供する1つまたは複数のカメラ、レンズおよび照明を使用することによる画像の取得を含む。マシンビジョンソフトウェアパッケージは、したがって、種々のデジタル画像処理技術を用いて必要な情報を抽出し、抽出された情報に基づき決定を行う(例えば合格/不合格)。マシンビジョン適用例は2次元画像化、3次元画像化またはその両方を使用して解決されてもよい。マシンビジョンは、高精度、高効率および高品質のトレー包装を実現するためにフレキシブルアセンブリにフィードバックを提供する。フレキシブル組立ラインの代替的なまたは補完的なフィードバックはジグ、取付具、所定の形状のオリフィス、位置スイッチおよびトレーアセンブリの重量測定によって提供されてもよい。 The method may further include automatically inspecting the tray, food or non-food article, loaded tray by machine vision (MV). The machine vision operation sequence includes the acquisition of images by using one or more cameras, lenses and lights that provide the necessary identification for later processing. The machine vision software package therefore uses various digital image processing techniques to extract the necessary information and make a decision based on the extracted information (eg, pass / fail). Machine vision applications may be solved using 2D imaging, 3D imaging, or both. Machine vision provides feedback to the flexible assembly to achieve high accuracy, high efficiency and high quality tray packaging. Alternative or complementary feedback of the flexible assembly line may be provided by weight measurement of jigs, fixtures, predetermined shaped orifices, position switches and tray assemblies.
方法は、積み込み済または完成後のトレーを輸送のためにカートに移すステップをさらに含んでもよい。完成後または不合格のいずれかのトレーアセンブリは一時保管施設または航空機への積み出しのためにカート内に素早く積み重ねられる。搬送の実施は動作時フレキシブル組立ラインが混雑することを防止するが、これは配膳センターが大量の食品を提供するために大いに所望されることである。 The method may further include the step of transferring the loaded or completed tray to a cart for transport. Either completed or unacceptable tray assemblies are quickly stacked in a cart for shipment to a temporary storage facility or aircraft. The implementation of the transport prevents the flexible assembly line from becoming crowded during operation, which is highly desirable for the catering center to provide large quantities of food.
本発明の第3の態様によれば、適用例はトレー包装のためのフレキシブル組立ラインを導入する方法を提供する。方法は、トレーを呈示するためのトレーディスペンサを提供するステップと、食品物品または非食品物品をトレー上に自動的に配置するために、固定ツール(例えば、ロボットアームまたは産業用ロボット)を備えたトレーディスペンサを積み込みステーションの近傍に呈示する更なるステップと、を含む。大量かつ多品種の食品を供給するために配膳センター内において複数のフレキシブルアセンブリラインが導入されるとともに互いに連結されてもよい。 According to a third aspect of the present invention, the application provides a method for introducing a flexible assembly line for tray packaging. The method comprises providing a tray dispenser for presenting the tray and a fixed tool (eg, a robot arm or an industrial robot) to automatically place food or non-food items on the tray Presenting a tray dispenser in the vicinity of the loading station. A plurality of flexible assembly lines may be introduced and connected to each other in the catering center in order to supply a large quantity and a wide variety of foods.
本発明の第4の態様によれば、適用例はトレー包装のためのフレキシブル組立ラインを構成する方法を提供する。方法は、マシンビジョンの画像処理用のソフトウェアパッケージを搭載するステップを含む。ソフトウェアパッケージは様々なステーションの動作、フレキシブル組立ラインのマシンビジョンまたはトレーアセンブリの包装メニューを制御するために利用されうる。 According to a fourth aspect of the present invention, the application provides a method for constructing a flexible assembly line for tray packaging. The method includes installing a software package for machine vision image processing. The software package can be used to control the operation of various stations, the machine vision of the flexible assembly line or the packaging menu of the tray assembly.
添付の図は、実施形態を示し、開示される実施形態の原理を説明するための役割を果たす。しかしながら、これら図は説明目的のみのために示されるものであり、画定する関連する発明の範囲を定めるためのものではないことを理解すべきである。 The accompanying drawings illustrate embodiments and serve to illustrate the principles of the disclosed embodiments. It should be understood, however, that these figures are shown for illustrative purposes only and are not intended to define the scope of the related invention to be defined.
本願の例示的な、非限定的な実施形態をここで上述の図を参照して記載する。 Exemplary, non-limiting embodiments of the present application will now be described with reference to the above figures.
両図1および図2は本発明の一実施形態に関連する。特に、図1は、トレー包装30用の第1フレキシブル組立ラインとして代替的に公知であるトレー包装用のフレキシブル組立ライン30を示す。フレキシブル組立ライン30はコンベア46によって順次連結されたいくつかのステーション32〜44を含む。これらステーションは、トレーディスペンサ32と、第1積み込みステーション34と、第2積み込みステーション36と、第3積み込みステーション38と、手動積み込みステーション40と、検査および不合格ステーション42と、トレーからカートへの積み込みステーション44と、を含む。しかしながら、検査および不合格ステーション42と、トレーからカートへの積み込みステーション44とはコンベア46の両側に共に配置されている。フレキシブル組立ライン30全体を制御するためのメインコンピュータ48がこれら全てのステーション32〜44に接続されている。メインコンピュータ48は2つのタッチスクリーン式ディスプレイ50、52、すなわち第1ディスプレイ50および第2ディスプレイ52をコンベア46の両端に有する。積み込みステーション34、36、38は、それらを作業負荷に応じて付加または除去することができるようなロボットモジュールとしても公知である。換言すると、積み込みステーション34、36、38は、種々のトレーアセンブリを種々の包装速度で包装するために選択的に設置/連結または除去/分離されうるプラグアンドプレイシステムのユニットに類似する。
Both FIGS. 1 and 2 relate to one embodiment of the present invention. In particular, FIG. 1 shows a
第1箱スタッカ54は第1積み込みステーション34の近傍に、およびコンベア46の隣に配置されている。更に具体的には、第1箱スタッカ54は、第1積み込みステーション34とは逆の、コンベア46の別の側に配置されている。第2の箱スタッカ56は第2積み込みステーション36の近傍に、およびまた、コンベア46の近辺に配置されている。振動式ボウルソータ58は、コンベア46の近辺において、第3積み込みステーション38の近傍に配置されている。換言すると、第1箱スタッカ54と、第2箱スタッカ56と、第3箱スタッカ58とは、長尺状の形態のベルト60を有するコンベア46に沿って連続して配置されている。
The
図1は、また、フレキシブル組立ライン30と相互に作用する物体を示す。例えば、トレーが詰め込まれたトロリー62はベルト60の前端部64にあるトレーディスペンサ32の隣に停車される。トロリー62はトレーを水平に受け取るための内部スロットを備えて設計されている。トロリー62が前端部64近辺のトレーディスペンサ32において停車されると、フォーク機構(不図示)がトレーの漸進的な取り出しに従いトロリー62を垂直方向上方に段階的に持ち上げる/割り出すことができる。トロリー62には食品および刃物類を受け取るための準備ができている清潔なトレーが満載されている。ベルト60の後端部66には、トレーアセンブリを受け取るためにトレーからカートへの積み込みステーション44の近辺に2つのカート68がある。第1オペレータ70および第2オペレータ72もまた図1に示される。第1オペレータ70はメインコンピュータ48および前端部64両方の近辺に立つ一方で、第2オペレータ72は手動積み込みステーション40の近傍に立つ。
FIG. 1 also shows an object that interacts with the
フレキシブル組立ライン30は多くの種類の食品および用具をトレー上に組み付けるように設計されている。設置後/完成後のトレーアセンブリは以下の食品物品および非食品物品を容器とともに含む。
A.トレー
i.半トレー
ii.小型トレー
iii.プラスチック製の長いサイドプレート
B.カップ
i.プラスチック製ティーカップ
ii.飲用グラス
iii.フルーツが載ったデザート皿
iv.予めカップに入れられた水
v.予めカップに入れられたヨーグルト
C.刃物類パック
i.胡椒用小袋
ii.塩用小袋
iii.砂糖用小袋
D.調味料
i.バターパック
ii.ジャムパック
iii.ミルクスクリーマ
iv.チリパック
E.ベーカリー物品
i.包みに入ったパン
ii.ビスケット
iii.クラッカー
iv.マフィン
The
A. Tray i. Half tray ii. Small tray iii. Long side plate made of plastic Cup i. Plastic tea cup ii. Drinking glass iii. Dessert dish with fruit iv. Pre-cup water v. Pre-cupted yogurt C.I. Cutlery pack i. Pepper sachet ii. Salt sachet iii. Sugar sachet Seasoning i. Butter pack ii. Jam Pack iii. Milk screamer iv. Chile Pack E. Bakery goods i. Bread in a package ii. Biscuits iii. Cracker iv. muffin
図1によれば、トレーディスペンサ32は、その端部に吸着カップ(エンドエフェクタ)を備えたアーム74を有するロボットである。トレーディスペンサ32はアーム74が空トレー76をトロリー62からベルト60上にピッキングすることができるように前端部64に固定されている。アーム74が様々な高さまたは距離の空トレー76に到達することができるようにアーム74は6軸の動作自由度(six axes of freedom of operation)を有する。アーム74は、更に、吸着カップの近傍に、空トレー76を、それ76をベルト60上に移送する前に点検するためのインテリジェントビジョンガイド式システム(intelligent vision guided system)(不図示)を有する。インテリジェントビジョンガイド式システムがトレー76上の塵、汚れまたは欠陥を検知するとトレーディスペンサ32は空トレー76を不合格箱(不図示)に運ぶ。アーム74は、また、そのエンドエフェクタとしてグリッパまたはグリッパと吸着カップ(複数)の組み合わせを有してもよい。
According to FIG. 1, the
第1積み込みステーション34は非食品物品を清潔な空トレー80上に運ぶための第1の4軸ロボット78を有する。清潔な空トレー80はトレーディスペンサ32およびコンベア46によってトロリー62から第1積み込みステーション34に搬送される。マシンビジョン検査後、品質に準拠する非食品物品はこれら非食品物品が整然と積み重ねられた第1箱スタッカ54からピックアップされる。第1積み込みステーション34もまた、入来するトレーおよび積み込まれた非食品物品を検査するためのインテリジェントビジョンガイド式システム(不図示)を有する。汚損したティーカップなどの品質に非準拠の物品が見つかった場合、第1の4軸ロボット78は品質に非準拠の物品をつかみ、品質に反対して準拠の物品を不合格箱(不図示)内に移す。第1の4軸ロボット78の代わりに5軸または6軸産業用ロボットを使用してもよい。
The
第2積み込みステーション36は、他の非食品物品を第1積み込みステーション34からトレー84上に運ぶように設計されている第2の4〜6軸ロボット82を有する。他の非食品物品は第2箱スタッカ56に保管されている。第2積み込みステーション36には、他の非食品物品を点検するために使用されるインテリジェントビジョンガイド式システム(不図示)が備えられている。第2積み込みステーション36は品質不適合物品を不合格箱(不図示)に運ぶ。同様に、第2の4軸ロボット82の代わりに5軸または6軸ロボットを使用してもよい。
The
対照的に、第3積み込みステーション38は、食品物品を振動式ボウルソータ58からピッキングし、それらを第2積み込みステーション36からのトレー88上に配置するために実装された第3の4軸ロボット86を有する。第3積み込みステーション38のインテリジェントビジョンガイド式システム(不図示)が第3積み込みステーション38の完成後のトレー90を検査し、第3の4軸ロボット86は不適合物品を基準適合物品と交換する。第2ロボット80の代わりに5軸または6軸ロボットを使用してもよい。
In contrast, the
手動積み込みステーション40は、ロボット78、82、86による処理が困難であることが判明した脆弱な物品を積み込むためのオペレータに座席(不図示)を提供する。特に、手動積み込みステーション40では積み込みを容易にするために座席をベルト60の隣に提供する。使用時、オペレータは脆弱な物品を第3積み込みステーション38のカルーセル式棚91からトレー90上に配置する。例えば、オペレータは柔らかい米パックをピッキングし、それらを半トレー内に配置することができる。カルーセル式棚91は簡単なアクセスのためオペレータの座席の隣にある。
検査および不合格ステーション42は手動積み込みステーション40から入来するトレーの方に向けられたいくつかのカメラを有する。検査および不合格ステーション42は完
成後のトレーアセンブリに最終ビジョン検査を施す。検査および不合格ステーション42の隣において、自動不合格ステーション43が検査不合格のトレーアセンブリをベルト60から取り去る。
The inspection and
対照的に、トレーからカートへのステーション44は完成後のトレーアセンブリを取るためのアーム(不図示)を有する産業用ロボット(不図示)を有する。産業用ロボットは完成後のトレーアセンブリをつかみ、それを後端部66の隣に停車されたカート68の適切なスロット内に挿入することができる。カート68に完成後のトレーアセンブリが完全に満載され、離れた後に空カートが供給される。
In contrast, the tray-to-
機能的には、トレーディスペンサ32は空トレーをトロリー62からコンベア46に自動的に移すことができる。清潔な空トレー76がトロリー62内に積み込まれる。トロリー62のトレー76を使い切ると、空の清潔なトレーが満載された別のトロリー62が空トロリーとの入れ替えのために供給される。トロリー62を入れ替える際、フレキシブル組立ライン30は間断なく動作することができる。
Functionally, the
振動式ボウル/コンベアソータ58は食品物品を、ベルト60の長手方向92に垂直であり、第1フレキシブル組立ライン30のプロセスフロー方向92でもある側方に分類することができる。振動式ボウルソータ58は、選択した食品物品がピッキングおよび配置のために元の状態に戻され、かつ自動的に均一な向きで組織化されるように、選択した食品物品(例えばバターパック)を振る。
The vibratory bowl /
3つの積み込みステーション34、36、38のそれぞれは、合格または不合格に関して物体を検査することができる。3つの積み込みステーション34、36、38のビジョン構成要素(例えば、カメラおよびその接続されたコンピュータ)は汚れ、亀裂、欠損、異物および他の許容できない欠陥の可能性について物体を検査する。トレー包装の高精度および一貫性を確保するために不合格および合格の品質基準が3つの積み込みステーション34、36、38に格納されている。基準を満たさない物品は対応するロボット78、82、86によって不合格箱(不図示)に移される。3つの積み込みステーション34、36、38はそれらのピッキングした物品の底面もそれらをトレー84、88、90上に配置する前に点検されるようにフライバイ(fly−by)検査機能を有する。フライバイ検査機能は後述のビジョン構成要素によって提供される。
Each of the three
検査および不合格ステーション42は完成後のトレーアセンブリを所定の基準(品質基準)に従い選別するのみならず、検査および不合格ステーション42は、また、必要な場合に、洗浄のため、圧縮および濾過された清浄な空気を完成後のトレーアセンブリ上に放出する。
The inspection and
メインコンピュータ48はビジョンステーションおよびロボット32、34、36、38、42、43、44に接続されているが、これは作業負荷の調整のため、およびこれらマシン/ワークステーション32、34、36、38、42、43、44の連係のためである。メインコンピュータ48は、また、コンベア46の速度をPLC(プログラマブル論理制御装置)またはパーソナルコンピュータ(PC)により調整することができる。積み込みステーション34、36、38とともに、検査および不合格ステーションは将来の分析のために欠陥物品の画像を撮影する。包装製造の画像および統計データは校閲のため少なくとも30日間保持される。統計データは、更に、生産性能KPI(重要性能指標)管理、文字/表報告およびグラフ表示および保守立案のため、メインコンピュータ48によりオンライン(例えば、セキュアなイントラネットまたはインターネットを介して)で利用可能とされる。メインコンピュータ48は、更に、記録、分析、監視および報告のため、生産統計情報およびKPIを遠隔地にあるメインフレーム/中央コンピュータ(不図
示)に送信することができる。メインコンピュータ48には、障害処理などのために遠隔通信用のモデムが備えられている。フレキシブリ組立ライン30において異常事態が発生した場合警報信号が送信される。両方ともメインコンピュータ48に接続されている2つのディスプレイ50、52は生産メニューおよびトレーのフロアプラン(トレーレイアウト)をアップデートするための使い勝手のよいインターフェースを有する。
The main computer 48 is connected to the vision stations and
フレキシブル組立ライン30はトレー包装の高品質の食品衛生を維持するための機能を有する。例えば、積み込みステーション34、36、38のそれぞれは、埃および毛などの異物の侵入を最小限にするための静電気検出および静電気防止イオン式空気ブロワ(static detection and anti−static ionic air blower)を備えたHEPA(高性能微粒子エア)空気清浄機で囲まれている。ベルト60は落下する異物を回避するために透明カバー(不図示)によって密閉される。ベルト60は、更に、ベルト60が動く際にブラシによって連続的に拭われる。フレキシブリ組立ライン30の各部分は定期的な保守および洗浄のための洗浄工程のスケジュールを有する。フレキシブル組立ライン30の暖かく暗い隔室は潜在的害虫ポケット(pest pockets)、定期的洗浄および定期点検を示すための明確なラベル/標識を有する。フレキシブル組立ライン30ではベルト60上方のほとんどのマシン構成要素に潤滑のない設計特徴を採用している。潤滑が必須であり、かつ潤滑がベルト60の高さの上方である場合は食品等級の潤滑剤が使用されている。フレキシブルトレー組立ライン30の濡れた領域はS/S316材料のものとなるように作製される一方で、他の領域はS/S304に準拠するか食品等級を有する。フレキシブル組立ライン30はその衛生品質を監視するためのオンライン細菌計数機能を有する。
The
フレキシブル組立ライン30はフレキシブル組立ライン30の使用における安全を確保する多くの機能を有する。例えば、ロボットアームおよび可動部品はシールドまたはカバーによって密閉されている。オペレータのアクセスを必要とするマシンの運動領域には掛け金がかけられた扉、安全インタロックおよび安全光カーテンが取り付けられている。危険な接近物(hazardous approaches)をセンサが検出した場合に対応するマシン部品が停止されるように、禁止された動きまたは接触を検知するセンサが可動部品および重要位置の近辺に装着されている。マシン使用者に警告するために安全および警告ラベルがフレキシブル組立ライン30に貼付されている。電気的安全性のため、フレキシブル組立ライン30は確実に接地され、その電気配線は遮断器に接続されている。
The
使用時、トレー包装100の方法による準備段階において、オペレータ70、72が第1ディスプレイ50を介して便名をメインコンピュータ48に入力し102、これにより、メインコンピュータ48が対応する食事メニュー、食品用具の種類および数量、刃物類の要件および他の関連情報を取り出す104。メインコンピュータ48は、更に、トレーのフロアプラン、食品物品および非食品物品の特定の形状、サイズ、衛生基準および重量をロボット78、82、86にアップロードする106。航空会社のインフライト配膳センターにおいては、権限が付与されたオペレータ70、72が便名、所望の製造量、トレー包装時間および他の関連データを入力する。権限が付与されたオペレータ70、72は彼/彼女がこれら製造パラメータを設定することを可能にする利用者識別コードおよびパスワードを有する。保守、生産管理および他の目的のために様々なレベルの利用者認証がメインコンピュータ48によって利用できるようにされている。例えば、権限が付与された使用者70、72は便名に従ってトレーパッケージのメニューをアップロード、変更および消去することができる。一方では、生産指示を入力すると、空トレー62が満載されたトロリーと、非食品物品が満載された箱スタッカ54、56と、選択した食品物品および空カート68で占有された振動式ボウルソータ58とがフレキシブル組立ライン30に移動される108。
At the time of use, in the preparation stage according to the method of the
トロリー62から空トレー76をピックアップする前に、トロリーディスペンサ32は空トレー76を検査110し、空トレー76の画像を保存されたデータ(品質基準)と比較112する。保存されたデータには、トレー76の衛生基準および基準空トレーの3Dテンプレート画像(例えば、色、サイズ等)を含む。走査/検査された空トレー76が品質基準を満たす場合、トロリーディスペンサ32はその吸着カップを使用して空トレー76を捕らえ114、空トレー76をその底面を検査するためのカメラの上方に移動する。したがって、トレー76が全ての合格/品質基準を満たす場合、トロリーディスペンサ32は空トレー76をベルト60の前端部64上に所定の向きで配置116するようトロリーディスペンサのロボットアームに命令し、かつ案内する。空トレー76が受け入れ基準の1つまたは複数を満たさない場合、空トレー76は手動カウンタチェックのため不合格箱内に落下される。不合格の理由および不合格にされた空トレー76の画像が更なる研究のために記録される。
Prior to picking up the
清潔な空トレー80は前端部64から第1積み込みステーション34に向かってベルト60に沿って前進する120。第1積み込みステーション34は、入来する清潔な空トレー80を検知する124と、清潔な空トレー80の位置、速度(コンベア46に実装されたエンコーダにより)および向きを特定する122。第1ロボット78のビジョンシステムは第1箱スタッカ54内部に予め保管されかつ積み重ねられた矩形プレートを捕捉する126。矩形プレートがビジョン検査(食卓用食器類の長手方向軸の周囲360度)の受け入れ基準を通過した場合、第1ロボット78は底部の検査のためにこの矩形プレートの底面をピックアップし、ビジョンカメラ上方に移動する。矩形プレートが受け入れ基準も通過した場合、第1ロボット78はトレーのフロアプランに従い矩形プレートを清潔な空トレー80上に置く128。不合格であれば、第1ロボット78は物品を不合格にし、不合格ステーション(不図示)に送る。第1積み込みステーション34は予め検査された緩衝ステーション(不図示)を含む。この緩衝ステーションは、フレキシブル組立ライン30の停止時間を低減するために補充中のバックアップを提供する。緩衝ステーションは不合格にされたプレートの代わりとなるプレートを保管する。繰り返しの不合格はトレーアセンブリの包装を遅延させる可能性がある。第1ロボット78が遊び/予備時間を有する際に緩衝ステーションは補充される。
A clean
品質に準拠するトレー84は第2積み込みステーション36まで更に前進する120。第2積み込みステーション36はその入口近辺においてトレー84の移動位置、速度および向きを確認する136。第2の4軸ロボット82はそのアームを伸ばし138、刃物類パック141を第2の箱スタック56からつかむ140。刃物類パック141は、その後、第2の4軸ロボット82によってトレー84上に持ち上げられる142。第2積み込みステーション36(すなわちロボットアセンブリモジュール)は積み込み済トレー88周囲の画像を撮影し144、品質検査のためにそれらを予め搭載された基準に照らして比較する132。画像は積み込み済トレー88の長手方向軸の周囲360度において撮影される。積み込み済トレー88は全ての関連品質基準が満たされた場合にベルト60上を進む120ことを可能とされる。積み込み済トレー88が予め搭載された基準を満たさない場合、刃物類パック141は第2箱スタッカ56の別の刃物類パック141と交換される148。第2ロボット82は、代わりに、5軸ロボットまたは6軸ロボットとすることができる。
The quality
第3積み込みステーション38はその入口においてトレー88を検知する150。第3積み込みステーション38は、更に、トレー88の位置、速度および向きを調べる152。第3の4軸ロボット86はそのアームを振動式ボウルソータ58に延ばし154、果実皿(不図示)を握る156。果実皿はその後トレー88上に配置される160。第1および第2積み込みステーション34、36と同様に、第3積み込みステーション38は果実皿を有するトレー90を上から見た画像を撮る162。第3積み込みステーション38の
カメラはトレー90の長手方向軸を中心としたトレー90の上範囲(upper hemisphere)の画像を撮る162。画像は予め搭載された基準と比較することによって処理される164。基準の全てが満たされている場合、トレー90は第3積み込みステーション38から離れる166ことを可能とされる。しかしながら、果実皿が予め搭載された基準の1つまたは複数を満たさない場合には果実皿はトレー88から取り去られる168。例えば、果実皿にひびが入り鋭い縁がある場合には果実皿は別のものと交換される170。積み込みステーション34、36、38において積み込まれる食卓用食器類の種類および順序は配膳要件に従い変更される。
The
数人のオペレータ70、72が第3積み込みステーション38に直に隣接する手動積み込みステーション40に配置されている。オペレータ70、72は軟質かつ脆弱な物品を手動積み込みステーション40からピックアップし172、それらを入来するトレー90上の指定された位置に配置する174。軟質かつ脆弱な物品には、チリパック、包みに入ったパン、ヨーグルトパックおよびその他を含む。これら物品を配置する174際、オペレータは、また、破損した、こぼれたまたは汚染された食品物品または非食品物品があるかどうかを綿密に調べる176。非準拠物品は再加工のためベルト60から取り去られる178。オペレータ70、72はトレー包装の速度および状態を調整するために第2ディスプレイ52を定期的に見る180。必要であれば、即時の補修または定期保守のためにオペレータ70、72はフレキシブル組立ライン30の生産に介入182してもよい。オペレータ70、72が2つの位置においてメインコンピュータ48と相互に作用しうるように第2ディスプレイ52は第1ディスプレイ50の代わりを提供する。
(最終)検査および不合格ステーション42ならびに自動不合格品ステーション43は完成後のトレーアセンブリを分析するためのマシンビジョン性能を有する。完成後のトレーアセンブリは食品物品および食事を配膳するための非食品物品を含む。例えば、完成後のトレーアセンブリは、そのベースとしての食品トレー76と、米パックが充填された矩形部(rectangular)と、果実皿と、封止されたヨーグルトカップを保持するティーカップと、刃物類パックと、皿に盛られたサラダと、包まれたマフィンと、クラッカーパックおよびその他を有する。動作の際、検査および不合格ステーション42は完成後のトレーアセンブリの連続的な写真を撮影し184、連続的な写真を、合格の品質基準である、完成後のトレーアセンブリの予め搭載された画像と比較する186。
The (final) inspection and
不合格ステーション43は予め搭載された基準を満たさない完成後のトレーアセンブリを保留し188、不合格にされたトレーアセンブリを不合格箱(不図示)内に積み重ねる190。対照的に、自動不合格品ステーション43は、全ての予め搭載された基準が準拠されている理由で検査および不合格ステーション42が完成後のトレーアセンブリに満足している場合は完成後のトレーアセンブリに対して行動を起こさない。
The
トレーからカートへの積み込みステーション44は完成後のトレーアセンブリをベルト60の後端部66において受け取る192。トレーからカートへの積み込みステーション44は産業用ロボットまたは機械的なトレープッシャであり、トレーディスペンサ32に類似する。動作時、自動式のトレーからカートへの積み込みステーション44はベルト60に到達し194、完成後のトレーアセンブリをしっかりと保持する196。トレーからカートへの積み込みステーション44は後端部66に隣り合うカート68内の適切なスロットを特定し198、完成後のトレーをスロット内に完全に挿入する200。トレーからカートへの積み込みステーション44は、次の完成後のトレーアセンブリを、カート68内の次に利用可能なスロットに挿入する。カート68に完成後のトレーアセンブリがほぼ満載されている場合、トレーからカートへの積み込みステーション44はメインコンピュータ48に警告信号を送信する。メインコンピュータ48は空カート68を要求するためのメッセージをディスプレイ50、52に示す204。要求に従い空カート68がトレー
からカートへの積み込みステーション44に供給される。カートからトレーへの積み込みステーション44は、後の識別のために、完成後のトレーアセンブリが満載されたカートにラベル206を貼付する。ラベルは、バーコード、クイックレスポンス(QR)コード、無線ID(RFID)コード、ならびに人および機械両方による判読用の文字の1つまたは複数を含む。トレーからカートへの積み込みステーション44は、代わりに、機械的なトレープッシャとすることができる。
The tray to
図3は、トレー包装210のための第2フレキシブル組立ラインを示す。第2フレキシブル組立ライン210は、第1フレキシブル組立ライン30のものに類似する部品または動作ステップを有する。類似の部品または方法ステップには同一のまたは類似の参照符号が付される。類似の部品またはステップの記載は適宜参照により本明細書に組み込まれる。
FIG. 3 shows a second flexible assembly line for
第2フレキシブル組立ライン210は、モジュール式設計の概念に関するより明確な説明を提供する。特に、第2フレキシブル組立ライン210は、トレーディスペンサ32と、第1積み込みステーション34と、第2積み込みステーション36と、第3積み込みステーション38と、手動積み込みステーション40と、カルーセル式棚91と、検査および不合格ステーション42と、自動不合格ステーション43と、トレーからカートへの積み込みステーション44と、を含み、これらは大半がコンベア46に沿って直線的に配置されている。これらステーションはそれらが単独で動作されうるようにモジュラ式に設計されており、かつ更に動作のために共に連結されている。例えば、第1積み込みステーション34、第2積み込みステーション36および第3積み込みステーション38はマシンビジョン性能を有する産業用ロボットであり、互いに影響を及ぼすことなく取り付けまたは取り外されうる。
The second
図4は、第2フレキシブル組立ライン210の斜視図を示す。第2フレキシブル組立ライン210は、マシンビジョンを備えた産業用ロボットによる非食品物品自動ピッキング用の4つのレーンを含むことによって変更されてもよい。第2フレキシブル組立ライン210は、また、マシンビジョンを備えた産業用ロボットによる食品物品用自動ピッキング用の3つのレーンを含むことによって変更されてもよく、2つのモジュールとして動作する。第2フレキシブル組立ライン210は、3つのレーンと、オペレータ70、72による手動ピッキング用のカルーセル式棚91を備えた10個のラックと、を含むことによって更に変更されてもよく、1つのモジュールとして動作する。
FIG. 4 shows a perspective view of the second
図5は、トレー包装のための第3フレキシブル組立ライン212を示す。第3フレキシブル組立ライン212は他のフレキシブルアセンブリライン30、210に類似する部品または動作ステップを有する。類似の部品または方法ステップには同一のまたは類似の参照符号が付される。類似の部品またはステップの記載は適宜参照により本明細書に組み込まれる。
FIG. 5 shows a third
第1積み込みステーション34、第2積み込みステーション36および第3積み込みステーション38のそれぞれは4軸ロボット78、82、84をそれぞれ組み込んでいる。第1積み込みステーション34および第2積み込みステーション36の両方にはそれらの箱スタッカ54、56がそれぞれ組み込まれている一方で、第3積み込みステーション38には振動式ボウルソータ58が組み込まれている。第1積み込みステーション34、第2積み込みステーション36および第3積み込みステーション38の全ては順にコンベア46の一方の側に配置されている一方で、第3フレキシブル組立ライン212の第4積み込みステーション214と、第5積み込みステーション216と、第6積み込みステーション218と、は、第1積み込みステーション34、第2積み込みステーション36および第3積み込みステーション38それぞれとは逆の、コンベア46の別の側にある。第4
積み込みステーション214および第5積み込みステーション216の両方は第1積み込みステーション34および第2積み込みステーション36と類似の部品および機能を有する。第6積み込みステーション218は第3積み込みステーション38に類似する部品および機能を有する。
Each of the
Both
図6は、第3フレキシブル組立ライン212の斜視図を示す。第3フレキシブル組立ライン212は、マシンビジョンを備えた産業用ロボットによる非食品物品自動ピッキング用の8つのレーンを含むことによって変更されてもよく、4つのモジュールとして動作する。第3フレキシブル組立ライン212は、また、マシンビジョンを備えた産業用ロボットによる食品物品自動ピッキング用の6つのレーンを含むことによって変更されてもよく、2つのモジュールとして動作する。第3フレキシブル組立ライン212は、3つのレーンと、オペレータ70、72による手動ピッキング用のカルーセル式棚91を備えた10個のラックと、を含むことによって更に変更されてもよく、1つのモジュールとして動作する。
FIG. 6 shows a perspective view of the third
図7は、また、第1積み込みステーション34または第2積み込みステーション36として公知である非食品用ビジョンロボットモジュール234を示す。非食品用ビジョンロボットモジュール34、36の平面/頂面図および側面図が提供される。非食品用ビジョンロボットモジュール34、36はビジョン検査で不合格となった食卓用食器類を取り去るための不合格コンベア220を含む。図7は、非食品物品(例えばカップ)が積み込まれ、4軸ロボット78、82の一方の側に配置されている第1の箱222および第2の箱224を更に示す。4軸ロボット78、82は床取付式である。第3の箱226および第4の箱228空カート222、226は空であり、それらは4軸ロボット78、82の別の側にある。4軸ロボット78、82は非食品物品を第1の箱222および第2の箱224から取り去る一方で、使用済みの箱226、228はコンベア230によって取り去られる。対照的に、第1の箱222および第2の箱224は別のコンベア232によって4軸ロボット78、82に運ばれる。
FIG. 7 shows a non-food
図8は、第1積み込みステーション34または第1積み込みステーション34としても公知である、別の非食品用ビジョンロボットモジュール236を示す。先の4軸ロボット78、82と比較すると、本4軸ロボット78、82は天井取付式である。
FIG. 8 shows another non-food
図9は、第3積み込みステーション38に類似する食品用ビジョンロボットモジュール238を示す。食品用ビジョンロボットモジュール238は、食品物品242(例えば、チーズ)を供給するためのコンベア240と、品質に反対準拠の食品物品246を除去するための別のコンベア244と、を含む。第3の4軸ロボット86は天井取付式である。ビジョン検査に不合格となった不合格の食品物品246は手動点検のために不合格箱248に運ばれる。
FIG. 9 shows a food
図10は、自動食品物品ディスペンサ252を含む、別の食品用ビジョンロボットモジュール250を示す。自動食品物品ディスペンサ252は、垂直方向かつ順に整列された、回転可能な食品ホッパ254と、ダイバータ256と、コンベア258と、を含む。回転可能な食品ホッパ254はそれぞれ食品物品(例えば、チーズ、ヨーグルト)を収容するために隔室に分離されている。使用時、回転可能な食品ホッパ254は食品物品を下のダイバータ256内に分与するために振動する。ダイバータ256は、第3の4軸ロボット86による処理のために、対応する食品物品が下のコンベア258上に落下することを可能とする所定の形状の開口部を有する。
FIG. 10 shows another food
図11は、フレキシブルアセンブリライン30、210、212、214、216、218のうちの1つのための自動式カルーセル91を示す。自動式カルーセル91は、ロー
ラチェーン、ドライブチェーンまたはトランスミッションチェーン266を形成するチェーン264を介して連結された、上部スプロケットギア260と、底部スプロケットギア262と、を含む。自動式カルーセル91は、水平に配置されており、かつチェーン264によって担持された積み込みトレー268を有する。自動式カルーセル91の一方の側270のオペレータ70が適切な積み込み用トレー268上に食品物品を積み込む一方で、別の側272の別のオペレータ72は積み込みトレー268から食品物品を取り出す。
FIG. 11 shows an
図12は、第1フレキシブル組立ライン30の一部分を示す。第1フレキシブル組立ライン30は物体をフレキシブル組立ライン30から、またはフレキシブル組立ライン30に搬送するための無人搬送車(AGV)274を含む。例えば、AGV274はトレーアセンブリが完全に積み込まれたカートをインフライトセンターの倉庫に運搬し、空カートをフレキシブル組立ライン30に移動する。AGVは、更に、食品物品または非食品物品を所定のルートに従ってフレキシブル組立ライン30に運ぶことができ、これら物品を移動するのにオペレータ70、72を使用することを回避する。AVG274は通常の物品の連続的な搬送においてより信頼性および費用対効果が高い。
FIG. 12 shows a part of the first
図13は、トレー包装276用の簡易フレキシブル組立ラインの部品である、自動箱スタッカおよびカルーセル278を示す。フレキシブル組立ライン276は自動箱スタッカおよびカルーセル278を含む。自動箱スタッカおよびカルーセル278は、自動箱スタッカおよびカルーセル278上の箱280が、所望の非食品物品をピッキングするための第1の4軸ロボット78と協調して自動的に回転するように第1積み込みステーション34に連結されている。
FIG. 13 shows an automatic box stacker and
図14は、いくつかの方法ステップを含む、自動箱スタッカおよびカルーセル278を使用するためのプロセスフロー図282を示す。第1ステップ284では、オペレータが、入来する空トレーを品質準拠(例えば衛生)に関して検査する。ロボットアセンブリモジュール(第1積み込みステーション)34が入来するトレーの頂面を更なる検査のために点検する。これは第2ステップ286である。第3ステップ288として、表面ビジョン検査の代わりに、より完全な検査に至る360度全周ビジョン検査(360 degree all round vision inspection)を行っても、表面ビジョン検査に続いて360度全周ビジョン検査を行ってもよい。非食品物品をロボットアセンブリモジュール34によって積み込んだ後、一部完成後のトレーアセンブリは手動積み込みステーション40に運搬される。オペレータ70は一部完成後のトレーアセンブリに食品物品を更に積み込み、完成トレーアセンブリを提供する。第4ステップ290においては、完成後のトレーアセンブリは、更に、品質準拠について手動で点検される。
FIG. 14 shows a process flow diagram 282 for using an automatic box stacker and
図15は、2つの積み重ねられたカップ294、296をピッキングするロボットアーム292を示す。ロボットアーム292は第1の4軸ロボット78および第2の4軸ロボット82に類似する4軸ロボットである。図15は、2つの積み重ねられたカップ294、296を持ち上げ、第3カップ300が離れた、そのエンドエフェクタとしての吸着カップ298の典型的なピッキングの失敗を示す。2つのカップ294、296間における部分真空により2番目/下のカップ296が1番目/上のカップ294に付着する。
FIG. 15 shows a
ロボットアーム292はマシンビジョンを可能としたロボットであり、トレーディスペンサ32と、検査および不合格品ステーション42と、自動不合格ステーション43と、トレーからカートへの積み込みステーション44と、第1の4軸ロボット78と、第2の4軸ロボット82と、第3の4軸ロボット86と、第4積み込みステーション214と、第5積み込みステーション216と、第6積み込みステーション218と、に類似する。ロボットアーム292は、食品物品、非食品物品およびトレーの洗浄品質(水垢または塵がない)および表面性状(surface integrity)ならびにこれら物品の
輪郭性状(profile integrity)(例えば、欠けがない)を点検するため、そのマシンビジョン(MV)が画像ベースの自動検査および分析を提供するように、2次元および3次元マシンビジョンが可能とされる。ロボットアーム292は適切な照明下でカメラ(不図示)により物体(例えばカップ294、298、300)の画像を取得することができる。ロボットアーム292にはソフトウェアパッケージがインストールされているため、種々のデジタル画像処理技術を用いて必要な情報を抽出し、抽出された情報に基づき決定を行う(例えば、合格/不合格)。例えば、ロボットアーム292は、カップ294、296、300の予め搭載されたテンプレートに基づき特定のパターンを検出、照合および/または計数するパターン認識技術を用いる。画像捕捉された物体(例えば、トレー)の位置、角度および向きは、回転させても、別の物体によって部分的に隠れていても、サイズが異なってもよい。付加的に、ロボットアーム292は走査/捕捉された物体(例えばカップ)の寸法および輪郭性状を確認するエッジ検出能力を有する。破損した、欠けた、変形した、または押しつぶされた食品物品または非食品物品は、したがって、運転中における無駄を回避するために包装前に検出されうる。
The
カメラで捕捉された画像を処理するための技術には、画素カウント、セグメンテーション、パターン認識(例えば、特定のパターンのテンプレート照合、検出、照合および/または計数)、計測(すなわち物体寸法の測定)、エッジ検出、ニューラルネット処理(すなわち重み付きおよび自己訓練式多変量意思決定)を含む。 Techniques for processing camera-captured images include pixel counting, segmentation, pattern recognition (eg, template matching, detection, matching and / or counting of specific patterns), measurement (ie, measurement of object dimensions), Includes edge detection, neural network processing (ie weighted and self-training multivariate decision making).
さらに具体的には、ロボットアーム292はそのピッキングした物体(例えば、トレー84、88、90、カップ294、296、300)に対して自動光学式検査(AOI)を実施する。物体がいくつかの光源によって照明されるとAOIは物体の表面を視覚的に走査することができる。これにより、1つの方向においては他の構成要素によって隠れているものであってもピッキングした物体の全外部面積の監視が可能になる。食品物品および非食品物品の一般的な欠陥には、かき傷、切り傷、水垢、食品残渣、変形、液体の漏れおよび塵の付着、ならびに変色を含む。
More specifically, the
マシンビジョンを可能とされたステーション/ロボット32、42、43、44、78、82、86、214、216、218は、それらがニューラルネット処理を実施することができ、それらが重み付きおよび自己訓練式多変量意思決定を行うことを可能にするように共に連結されている
Stations /
図16は、取り付けられたカップ296を振るい落とすためにねじるロボットアーム292を示す。特に、吸着カップ298は第1カップ294を持ち上げる際に回転するとともに揺れる。第2カップ296はこのように第1カップ294から振るい落とされる。
FIG. 16 shows a
図17は、取り付けられたカップ296を振るい落とすために振動するロボットアーム292を示す。吸着カップ298は第1カップ294を、それらが両方とも垂直に、水平にまたはその両方に振動するように共に保持する。第2カップ296は、したがって、下にある第3カップ300上に落下する。
FIG. 17 shows a
図18は、取り付けられたカップ296を取り外すために加熱するロボットアーム292を示す。吸着カップ298はピッキングされたカップ294上に熱を伝達する埋設された発熱体(不図示)を有する。第1カップ294は、したがって、その熱膨張により第2カップ296から容易に取り外される。図15〜18によれば、カップ294、296、300は上部またはエンドエフェクタ298に面したそれらの開口部を有する。ロボットアーム292は、これらカップ294、296、300を、それらが下に面している場合に、等しくピッキングし、かつ振動させることができる。
FIG. 18 shows a
エンドエフェクタ298は、他の産業用ロボットまたはマシンステーション32、34、36、38、62、74、78、82、86、214、216、218、234、236、238、250の他のエンドエフェクタと同様に、トレー包装作業の際、洗浄可能または繰り返し洗浄可能である。実際には、これら産業用ロボットまたはマシンステーション32、34、36、38、62、74、78、82、86、214、216、218、234、236、238、250のいずれかの隣に洗浄および滅菌ステーション(不図示)が設けられる。例えば、洗浄および滅菌ステーションは注入口と流出口とを備えた水タンクを含む。清浄な水が水タンクに注入される一方で、汚れた/使用後の水は水タンクから排出される。エンドエフェクタ298は、連続的な包装作業の全体を通してロボットアーム292が清浄に維持されるように水タンク内に定期的に浸漬され、包装作業の際に送風乾燥(blown dry)される。エンドエフェクタの水洗浄は洗浄剤によるエンドエフェクタ298のすすぎ/噴霧に補完されても替えられてもよい。エンドエフェクタの洗浄は紫外線をエンドエフェクタ298上に照射することによって更に強化されてもよい。
The
フレキシブルアセンブリ30、210、212、276のコンベア46、232、242はトレーアセンブリを包装する際に連続的にまたは定期的に清掃されてもよい。例えば、ベルト60のすすぎ後の水が下の排水パンによって回収されるようにベルト60に下から水が噴霧される。コンベア46、232、242またはベルト60は、更に、トレー包装作業全体を通してコンベア46、232、242またはベルト60が清浄かつ清潔に維持されるように赤外線、紫外線またはブラシに曝されてもよい。清掃デバイス(例えば、噴霧ヘッド、洗浄剤ノズル/ポンプ、電球およびブラシ)がフレキシブル組立ライン30、210、212、276の任意のマシンステーションに個々にまたは集合的に取り付けられてもよい。
The
明細書全体を通して、いくつかの類似の部品または動作ステップには類似のまたは同一の参照符号が付される。類似のまたは同一の参照符号についての記載は適宜参照により本明細書に組み込まれる。 Throughout the specification several similar parts or operational steps are given similar or identical reference signs. Descriptions for similar or identical reference signs are incorporated herein by reference as appropriate.
本出願においては、明記されない限りは、用語「含む(comprising)」、「含む(comprise)」およびその文法上の変化形は、それらが、列挙された要素を含むが、また、追加の非明示的に列挙された要素を含むことを可能とするように、「オープン」または「包含的」ランゲージを示すことを意図する。 In this application, unless stated otherwise, the terms "comprising", "comprise" and grammatical variations thereof include the elements listed, but are also subject to additional implications. It is intended to indicate an “open” or “inclusive” language so as to be able to include enumerated elements.
本明細書では、調合物の成分の濃度の文脈における、用語「約(about)」は、典型的には、記載値の+/−5%、より典型的には、記載値の+/−4%、より典型的には、記載値の+/−3%、より典型的には、記載値の+/−2%、更により典型的には、記載値の+/−1%、および更により典型的には、記載値の+/−0.5%を意味する。 As used herein, the term “about” in the context of the concentration of a component of a formulation is typically +/− 5% of the stated value, more typically +/− 4%, more typically +/− 3% of the stated value, more typically +/− 2% of the stated value, even more typically +/− 1% of the stated value, and Even more typically, it means +/− 0.5% of the stated value.
この開示全体を通して、特定の実施形態は範囲の形式で開示されてもよい。範囲の形式における記載は単に利便性および簡略化のためであり、開示された範囲の範囲に対する柔軟性を欠いた(inflexible)制約として解釈されるべきではない。したがって、範囲の記載は全ての可能な部分範囲ならびにその範囲内の個々の数値を具体的に開示しているとみなされるべきである。例えば、1乃至6などの範囲の記載は、1乃至3、1乃至4、1乃至5、2乃至4、2乃至6、3乃至6等のような部分範囲、ならびにその範囲内の個々の数、例えば、1、2、3、4、5および6を具体的に開示しているとみなされるべきである。これは範囲の幅に関わらず適用される。 Throughout this disclosure, certain embodiments may be disclosed in a range format. The description in range format is merely for convenience and brevity and should not be construed as an inflexible constraint on the disclosed range range. Accordingly, the description of a range should be considered to have specifically disclosed all the possible subranges as well as individual numerical values within that range. For example, the description of a range such as 1 to 6 includes subranges such as 1 to 3, 1 to 4, 1 to 5, 2 to 4, 2 to 6, 3 to 6, etc., and individual numbers within the range. For example, 1, 2, 3, 4, 5 and 6 should be considered as specifically disclosed. This applies regardless of the width of the range.
前述の開示を読むと、本出願の範囲および精神から逸脱することなく、当業者には本出願の種々の他の改良および適応が明らかであり、いずれのそのような改良および適応も添
付の特許請求の範囲の範囲内であることを意図することは明らかである。
Upon reading the foregoing disclosure, various other modifications and adaptations of this application will become apparent to those skilled in the art without departing from the scope and spirit of this application, and any such modifications and adaptations may be Apparently, it is intended to be within the scope of the claims.
参照符号
30 フレキシブル組立ライン
32 トレーディスペンサ
34 第1積み込みステーション
36 第2積み込みステーション
38 第3積み込みステーション
40 手動積み込みステーション
42 検査および不合格ステーション
43 自動不合格ステーション
44 トレーからカートへの積み込みステーション
46 コンベア
48 メインコンピュータ
50 第1ディスプレイ
52 第2ディスプレイ
54 第1箱スタッカ
56 第2箱スタッカ
58 振動式ボウルソータ
60 ベルト
62 トロリー
64 前端部
66 後端部
68 カート
70 第1オペレータ
72 第2オペレータ
74 アーム
76 空トレー
78 第1の4軸ロボット
80 清潔な空トレー
82 第2の4軸ロボット
84 トレー
86 第3の4軸ロボット
88 トレー
90 トレー
91 カルーセル式棚
92 長手方向
100 方法
102 入力する
104 取り出す
106 アップロードする
108 移動する
110 検査する
112 比較する
114 捕らえる
116 配置する
118 落下する
119 可能にする
120 前進する
122 特定する
124 検出する
126 捕捉する
128 置く
130 走査する
132 比較する
134 交換する
136 確認する
138 伸ばす
140 つかむ
141 刃物類トレーパック
142 持ち上げる
144 撮影する
146 移動する
148 交換する
150 検知する
152 調べる
154 延ばす
156 握る
158 移動させる
160 配置する
162 撮る
164 処理する
166 離れる
168 取り去る
170 交換する
172 ピッキングする
174 配置する
176 綿密に調べる
178 取り去る
180 見る
182 介入する
184 撮影する
186 比較する
188 保留する
190 積み重ねる
192 受け取る
194 到達する
196 保持する
198 特定する
200 挿入する
202 送信する
204 示す
206 ラベル
210 第2フレキシブル組立ライン
212 第3フレキシブル組立ライン
214 第4積み込みステーション
216 第5積み込みステーション
218 第6積み込みステーション
220 不合格コンベア
222 第1の箱
224 第2の箱
226 第3の箱
228 第4の箱
230 コンベア
232 コンベア
234 非食品用ビジョンロボットモジュール
236 非食品用ビジョンロボットモジュール
238 食品用ビジョンロボットモジュール
240 コンベア
242 食品物品
244 コンベア244
246 品質に反対準拠の食品物品
248 不合格箱
250 食品用ビジョンロボットモジュール
252 自動食品物品ディスペンサ
254 回転可能な食品ホッパ
256 ダイバータ
258 コンベア
260 上部スプロケットギア
262 底部スプロケットギア
264 チェーン
266 ローラチェーン
268 積み込みトレー
270 一方の側
272 別の側
274 無人搬送車
276 フレキシブル組立ライン
278 自動箱スタッカおよびカルーセル
280 箱
282 方法
284 第1ステップ
286 第2ステップ
288 第3ステップ
290 第4ステップ
292 ロボットアーム
294 第1カップ
296 第2カップ
298 吸着カップ
300 第3カップ
Reference number 30 Flexible assembly line 32 Tray dispenser 34 First loading station 36 Second loading station 38 Third loading station 40 Manual loading station 42 Inspection and rejection station 43 Automatic rejection station 44 Tray-to-cart loading station 46 Conveyor 48 Main computer 50 First display 52 Second display 54 First box stacker 56 Second box stacker 58 Vibrating bowl sorter 60 Belt 62 Trolley 64 Front end 66 Rear end 68 Cart 70 First operator 72 Second operator 74 Arm 76 Empty tray 78 First 4-axis robot 80 Clean empty tray 82 Second 4-axis robot 84 Tray 86 Third 4-axis robot 88 Tray 90 Tray 91 Carousel shelf 2 Longitudinal 100 Method 102 Input 104 Extract 106 Upload 108 Move 110 Inspect 112 Compare 114 Capture 114 Place 116 Place 118 Drop 119 Enable 120 Advance 122 Identify 124 Detect 126 Capture 128 Place 130 Scan 132 Compare 134 Replace 136 Check 138 Extend 140 Grab 141 Cutlery tray pack 142 Lift 144 Shoot 146 Move 148 Replace 150 Detect 152 154 Extend 156 Grasp 158 Move 160 Place 162 Take 164 Process 166 leave 168 remove 170 replace 172 pick 174 place 176 closely examine 178 remove 180 see 182 intervene 18 Take 186 Compare 188 Hold 190 Stack 192 Receive 194 Reach 196 Hold 198 Hold 198 Identify 200 Insert 202 Send 204 Show 206 Label 210 Second flexible assembly line 212 Third flexible assembly line 214 Fourth loading station 216 First 5 loading station 218 6th loading station 220 reject conveyor 222 first box 224 second box 226 third box 228 fourth box 230 conveyor 232 conveyor 234 non-food vision robot module 236 non-food vision robot module 238 Vision Robot Module 240 for Food 240 Conveyor 242 Food Product 244 Conveyor 244
246
Claims (27)
トレー(76、80、84、88、90)を提供するためのトレーディスペンサ(32、62)と、
前記トレーディスペンサ(32、62)の近傍にあり、食品物品または非食品物品を前記トレー(76、80、84、88、90)上に自動的に配置するための積み込みステーション(34、36、38、214、216、218、234、236、238、250)と、
を含む、フレキシブル組立ライン(30、210、212、276)。 Flexible assembly line (30, 210, 212, 276) for tray packaging,
Tray dispensers (32, 62) for providing trays (76, 80, 84, 88, 90);
A loading station (34, 36, 38) in the vicinity of the tray dispenser (32, 62) for automatically placing food or non-food items on the tray (76, 80, 84, 88, 90). 214, 216, 218, 234, 236, 238, 250),
A flexible assembly line (30, 210, 212, 276).
テーション(42、43)、前記産業用ロボット(32、78、82、86、292)またはこれらいずれかの組み合わせが種々の物体の表面性状用のマシンビジョンを有する、請求項1〜7のいずれか一項に記載のフレキシブル組立ライン(30、210、212、276)。 The tray dispenser (32, 62), the loading station (34, 36, 38, 214, 216, 218, 234, 236, 238), the tray to cart loading station (44, 68), the conveyor (46 ), The inspection and rejection station (42, 43), the industrial robot (32, 78, 82, 86, 292) or any combination thereof has machine vision for the surface texture of various objects, The flexible assembly line (30, 210, 212, 276) according to any one of claims 1 to 7.
記載のフレキシブル組立ライン(30、210、212、276)。 An automatic food article dispenser (252) comprising a rotatable food hopper (254), a diverter (256) and a conveyor (46, 258), wherein the rotatable food hopper (254) The flexible assembly line (30, 210, 212) according to any one of the preceding claims, further comprising an automatic food article dispenser (252) having at least one compartment for storing the articles (242). 276).
トレー(76、80、84、88、90)を受け取るステップと、
食品または非食品物品(242)を提供するステップと、
前記食品または非食品物品(242)を前記トレー(76、80、84、88、90)上に自動的に積み込むステップと、
を含む、方法。 A method (100) of using a flexible assembly line for tray packaging, comprising:
Receiving trays (76, 80, 84, 88, 90);
Providing a food or non-food article (242);
Automatically loading the food or non-food item (242) onto the tray (76, 80, 84, 88, 90);
Including a method.
トレー(76、80、84、88、90)を呈示するためのトレーディスペンサ(32、62)を用意するステップと、
食品物品または非食品物品を前記トレー(76、80、84、88、90)上に自動的に配置するために、(固定ツールを備えた)前記トレーディスペンサ(32、62)の近傍に積み込みステーション(34、36、38、214、216、218、234、236、238、250)を呈示するステップと、
を含む、方法。 A method (100) of installing a flexible assembly line for tray packaging (30, 210, 212, 276), comprising:
Providing a tray dispenser (32, 62) for presenting the tray (76, 80, 84, 88, 90);
A loading station in the vicinity of the tray dispenser (32, 62) (with fixed tools) for automatically placing food or non-food items on the tray (76, 80, 84, 88, 90) Presenting (34, 36, 38, 214, 216, 218, 234, 236, 238, 250);
Including a method.
レー包装(30、210、212、276)のためのフレキシブル組立ラインを構成する方法(100)。 A method (100) of configuring a flexible assembly line for tray packaging (30, 210, 212, 276) comprising mounting a software package for machine vision image processing.
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