JP2018503575A - 反転装置、物品処理システム及び方法 - Google Patents

Abstract

反転装置、その反転装置を備える物品処理システム、並びに物品処理方法が提供される。物品が第１反転アームによりピックされる。第１反転アームがピックポジションからパスポジションへと回動し、そこでは、物品が、レシーブポジションをとる第２反転アームへとパスされる。第２反転アームがレシーブポジションからプレースポジションへと回動し物品をプレースする。第１反転アームから第２反転アームへと物品をパスすること及びそれらの回動により物品の反転が達成される。第１反転アーム及び第２反転アームが、それぞれ、物品非運搬時には物品運搬時より高速で回動する。加えて、第１及び／又は第２反転アームにより並進運動が実行されうる。

Description

本発明は、物品を反転させる反転装置、そうした反転装置を有する物品処理システム、並びに対応する物品処理方法に関する。物品の反転（フリッピング）は、それぞれ回動を実行する２本の反転アーム間で物品をパス（移譲）することにより達成される。

（関連出願への相互参照）
本願は、この参照を以てその全容が本願に繰り入れられる２０１５年１月２８日付米国暫定特許出願第６２／１０８６６０号に基づく優先権を主張する出願である。

物品を処理するシステムでは、しばしば、反転前にはある方向を向いていた物品の側面が反転後には逆の方向を向くこととなるよう、物品をひっくり返すこと即ち反転させることが必要になる。例えば、物品を検査するに当たりその物品全体を検査することが必要になりうる；これを達成する策の一つが、相連続する検査工程間で物品を反転させ、その物品の諸面を検査できるようにすることである。物品又は物体の両面に処置を施す必要がある場合にも、同じような記述が当てはまる。物品を高スループットで処理したいのであれば、それら物品の反転を高速で実行する必要がある。

反転システムは幾種類か知られている。その一種がハンドオーバ式反転システムである。こうしたシステムでは、物品又は物体が第１ハンドラ例えば真空ノズルにより保持され、９０°回動され、第２ハンドラにハンドオーバ（移管）され、その第２ハンドラにより更なる９０°回動が実行される。こうした手法で、物体又は物品の反転を達成することができる。この種のシステムではインプット（入来）ポジション、即ち第１ハンドラにより物品がピック（採取）されるポジションが、アウトプット（出退）ポジションとは異なるのが普通である。更に、ハンドオーバ式反転システムでは、ある物品に係る反転動作を完遂してからでないと、更なる物品に係る反転動作を開始できない。

他種反転システムとしては回動式反転システムがある。反転対象物品は下ネスト内にプレース（載置）され、更に上ネストで以て覆われる。このアセンブリを１８０°回動させる。回動前は下にあったが現在は上にあるネストが除去され、回動前は上にあったネストから反転済物品を除去可能となる。こうしたシステムでは、ある物品に係る反転動作を完遂してからでないと、更なる物品に係る反転動作を開始できない。

更に別種の反転システムがスポークホイール式反転システムである。物品はハンドラ例えば真空ノズルによりインプットロケーション（入来個所）からピックされる。次いで、物品運搬中のハンドラが１８０°回動され、これは物品の１８０°回動となる。そして、そのハンドラから更なるハンドラにより物品がピックされる。この手法では、物品がピックアップされるインプットポジションと、回動後にその物品がピックされるアウトプットポジションと、の間の距離が、ハンドラの長さの少なくとも２倍になる。

ある物品に係る反転動作を完遂してからでないと更なる物品に係る反転動作を開始できないとなると、そのことが反転システムのスループットに対する制限要因になり、その反転システムを用いるあらゆる処理システムのスループットに悪しく影響しかねない。使用する反転システムにおける物品のインプットポジションが物品のアウトプットポジションと異なるのであれば、処理システムにおけるワークフロー及びその処理システムの構成にてそのポジション変更を勘案する必要がある。従って、場合により物品を反転無しで処理したいのなら、物品ポジション変更をその物品の反転無しで達成せねばならず、或いはその処理システム内を通る別の物品経路を確立せねばならないため、その処理システムの構成を変更することが必要になる。

国際公開第０３／０５８７０８号 米国特許出願公開第２０１３／０２９５７２１号

こうしたことから、本発明の目的は、高スループットに適していて、システムに統合させることができ、且つ反転無しで物品をハンドリングすることも可能な態で動作させうる物品用反転装置を、システムの大規模な再構成無しで提供することにある。更に、高スループットが望まれており物品の高速運動に対する需要があるけれども、反転装置の動作を物品損傷リスクが低いものとしたい。

この目的は請求項１に係る反転装置で以て達成される。

本発明の更なる目的は、高スループットで動作させることができ、物品を必要に応じ反転させることができ、しかし必要なら反転無しで物品を処理することもでき、その選択肢で以てシステムの再構成が必要とされない物品処理システムを、提供することである。高スループットでも物品が低損傷リスクでハンドリングされるようにしたい。

この目的は請求項８に係るシステムで以て達成される。

本発明の更に他の目的は、高スループットで実行されうる物品処理方法を提供することである。高スループットでも物品が低損傷リスクでハンドリングされるようにしたい。

この目的は請求項１４に係る方法で以て達成される。

本発明に係る物品反転装置は、物品の好適な反転を達成すべく協働する第１反転アーム及び第２反転アームを備える。本装置では、物品は任意の好適な手法にて反転装置に供給されうる；例えば、これに限られるものではないが、コンベアに載せ、トレイに載せ、規則的又は不規則な物品流に組み入れ、或いはロボティックハンドラにより供給する。第１反転アームは、供給された物品をピックするよう且つピックポジション・パスポジション間回動を実行するよう構成される。ここでいうピックポジション及びパスポジションは第１反転アームの２種類の空間内姿勢のことである。ピックポジションは、物品をピックするときに第１反転アームが呈する空間内姿勢である。パスポジションは、ピックした物品を第２反転アームにパス又はハンドオーバするときに第１反転アームが呈する空間内姿勢である。

第２反転アームは、レシーブポジション・プレースポジション間回動を実行するよう且つ物品をプレースするよう構成される。ここでいうレシーブポジション及びプレースポジションは第２反転アームの２種類の空間内姿勢のことである。レシーブポジションは、第１反転アームから物品をレシーブ（受領）するとき、即ちパスポジションをとる第１反転アームが第２反転アームに物品をパスするときに、第２反転アームが呈する空間内姿勢である。プレースポジションは、レシーブした物品を宛先ロケーションにプレースするときに第２反転アームが呈する空間内姿勢である。

第１反転アームはある角度に亘る回動によりピックポジション・パスポジション間で移り変わり、第２反転アームはある角度に亘る回動によりレシーブポジション・プレースポジション間で移り変わる。これらの角度は、非限定的な実施形態では、それぞれ９０°とされうる。

本発明によれば、第１反転アームが、更に、ピックポジションからパスポジションへの回動を第１速度で、且つパスポジションからピックポジションへの逆方向回動を第１速度より高い第２速度で実行するよう構成される。本発明によれば、第２反転アームが、更に、レシーブポジションからプレースポジションへの回動を第３速度で、且つプレースポジションからレシーブポジションへの即ち逆方向の回動を第３速度より高い第４速度で実行するよう構成される。注記すべきことは、通常動作では、即ち反転装置により物品がハンドリングされているときには、第１反転アームが、ピックポジションからパスポジションに移り変わる際には物品を運搬し、パスポジションからピックポジションに移り変わる際には物品を運搬しないことである。同様に、第２反転アームは、レシーブポジションからプレースポジションに移り変わる際には物品を運搬し、プレースポジションからレシーブポジションに移り変わる際には物品を運搬しない。

そこで、上記からわかる通り、第１反転アーム又は第２反転アームそれぞれの速度を、物品運搬時には物品非運搬時より低くする。一般に、高い速度を特定の時間内に獲得することは高い加速度、ひいてはそれら反転アームにより運搬されている物品に対する強い慣性力を意味する。上述した発明的構成の反転装置によれば、物品に対する強い慣性力を排しつつ、物品非運搬時の反転アームの速度を高めることで、なおも、反転装置を高スループットで動作させることができる。物品に対する強い慣性力を排することで、それら物品への損傷のリスクが低減される。

ある実施形態では、第２反転アームがレシーブポジションからプレースポジションへの回動を実行している間に、物品流から物品をピックすべく第１反転アームを制御するよう、反転装置が構成される。通常動作では、反転装置内の第２反転アームにより更なる物品、即ち第１反転アームにより先だってピックされ第２反転アームへとパスされた物品が運搬される。本実施形態では、反転装置が、先だってピックされている物品に対する反転動作が第２反転アームで以てなお完遂されつつある間に、第１反転アームをピックポジションに持ち込むことにより物品に対する反転動作を開始することができる。この構成は反転装置の高スループット化に寄与する。

更なる実施形態では、そこから第１反転アームが物品をピックした物品流を基準とした位置にて、その物品流内に第２反転アームが物品を挿入する態で、第１反転アーム及び第２反転アームを制御するよう、反転装置が構成される。物品が反転装置に相次いで供給されるシリアル物品流の場合、これは、反転動作によりそれら物品がその物品流内で１物品ポジション分だけシフトバックされることを意味しているので、物品を反転装置にインプット流として供給する物品流を、反転済物品からなるアウトプット流として、それら物品を１物品ポジション分遅延させるのみで継続させることができる。そうした構成では、反転装置がほとんどスループットに対する制限要因にならないだろう。こうした手法で動作するよう構成された反転装置は、物品が常に反転されるとは限らないシステムへの統合にひときわ適している。物品を反転無しで処理したければ、反転装置を不稼働状態にしておき、物品流がその反転装置を通るのみとすればよく、１物品ポジション分の遅延は生じない。

第１反転アーム及び第２反転アームでは様々な物品ピック、保持又は運搬技術を採用することができる。ある実施形態では、それら反転アームが、真空により物品を保持するよう構成される。これは、既知要領でそれら反転アームに装備されているノズルが物品に接触し、そのノズル内で外気圧未満の圧力が生じる結果、その物品が外気圧によりノズルに対し押圧されることを意味している。

反転装置における反転アームの精密配置及び後者の設計の詳細によるが、それら反転アームが、それ自身の回動を実行する際に、自身の回動より前、後又はそれと同時に摺動を実行するようにしてもよい。これは、例えば、パスポジションをとっている物品運搬中の第１反転アームを、レシーブポジションをとっている第２反転アームと整列させうるようにする上で必要となりうる；その狙いは、それら反転アームがそれぞれパスポジション及びレシーブポジションへと又はそこから移り変わる際、どのような反転アーム間又は物品・反転アーム間衝突も無しに、第１反転アームから第２反転アームへと物品をパスできるようにすることにある。こうした摺動は、従って、上述した反転装置における基本機能実現形態の子細に当たる。

この潜在的な摺動とは別に、ある実施形態の反転装置では、少なくとも第１反転アーム又は少なくとも第２反転アームが並進運動を実行するよう構成される。こうした構成は、物品がピックされるべきロケーションがその物品がプレースされるべきロケーションから空間的に隔たっている場合に採用することができる。それら２個のロケーション間の距離を並進運動によりカバーすることができる。例えば、トレイに載せて又は不規則配置で物品が反転装置に供給される場合、その反転装置又は少なくとも第１反転アームが、物品ピックのための並進を実行する必要があろう。同様に、それら物品をトレイ上に又は不規則配置でプレースする際には、反転装置又は少なくとも第２反転アームが物品プレースのための並進を実行する必要があろう。並進運動は、インプット流例えばインプットコンベア上から、アウトプット流例えばインプットコンベアからある距離にあるアウトプットコンベア上へと、物品を移送するのにも採用可能であろう。そうした場合、並進運動によりその移送が達成され、また反転装置を選択的に動作させて物品の反転を実行することができる；従って、これはシステムにおける本発明のある実施形態に係る反転装置の別例であり、物品の反転が実行されない場合のシステム再構成が必要ない態のものである。総じて言えば、ここで議論した実施形態は、第１ロケーションから第１反転アームで以て物品をピックするため、並びに第２反転アームで以て第２ロケーションにその物品を反転状態でプレースするために、採用することができる。

既述の通り、第１反転アーム又は第２反転アーム回動中の物品加速に関連する強い慣性力は、それら物品への損傷のリスクを意味している。同じことが、並進運動における加速に関連する慣性力についても成り立つ。そこで、ある実施形態の反転装置では、第１反転アーム又は第２反転アームが、それぞれ又は共に、相異なる二通りの速度で自身の並進運動を実行するよう構成される。必要な加速による物品への損傷のリスクが許容しきい値未満に留まるよう、個々のアームが物品を運搬しているときには十分に低い速度にし、個々のアームが物品を運搬していないはより高い速度にする。

本発明に係る物品処理システムは、自システム内を通る少なくとも１個の物品流をもたらす移送手段と、少なくとも１個の上記反転装置と、を備える。物品処理システムにて本発明に係る反転装置を採用することには幾つかの利点があり、それについては既に上述してある。移送手段は、例えば、これに限られるものではないが、１個又は複数個のコンベア、キャリアホイール又はロボティックハンドラが備わるものとすることができる。

ある具体的実施形態では、移送手段が、所定のキャリアポジションを有する回動タレットとされ、各キャリアポジションが、１個の物品を保持するよう構成されたキャリアを有するポジションとされる。或いは、各キャリアポジションに、複数個のキャリアからなる群を設け、１個の物品を保持するよう各キャリアを構成してもよい。

ある実施形態では、物品が反転装置により反転されつつある間に、移送手段を動作させて更なる物品を上記少なくとも１個の反転装置へと移送するよう、システムが構成される。既に上述の通り、本発明に係る反転装置では、他物品の反転動作がなお完遂されつつある間に物品の反転動作を開始することができる。本実施形態のシステムでは、まだ他物品を反転中の反転装置に更なる物品を供給することにより、その反転装置に備わるこの能力が使用される。本実施形態の構成は本システムの高スループット化に寄与する。

本システムのある実施形態では、上記少なくとも１個の反転装置の動作が選択的とされる。例えば、移送手段及び反転装置を、移送手段が反転装置を通じ物品を運搬し、物品を反転させる場合には反転装置がそれら物品を物品流内のその場で反転させ又は上述の如く反転させ、反転済物品をその物品流に沿い１物品ポジション分だけ物品流に対し後方に変位させるよう、配置するとよい。同じく既に上述の通り、これに代わる例としては、物品を運搬する２個のコンベア間で並進運動を実行するよう構成された反転装置がある。

本システムのある実施形態では、上記少なくとも１個の物品流がインプット流及びアウトプット流を有する。上記少なくとも１個の反転装置が、ピックポジションをとる第１反転アームで以てインプット流から物品をピックするよう、且つプレースポジションをとる第２反転アームで以てアウトプット流内に反転状態でその物品をプレースするよう構成される。本実施形態の具体的特徴は、インプット流及びアウトプット流が同一面内にあり、その面が、第１反転アームがピックポジションからパスポジションへの回動を実行する面に対し垂直であり且つ第２反転アームがレシーブポジションからプレースポジションへの回動を実行する面に対し垂直なことである。特に、インプット流及びアウトプット流の当該同一面が、重力方向に対し平行な法線を有しているとよい。

本発明に係る方法では、その第１反転アームがピックポジションをとっている間に、反転装置の第１反転アームで以て第１ロケーションから物品がピックされる。次に、現在物品を運搬中である第１反転アームの回動が、ピックポジションからパスポジションまで第１速度で実行される。パスポジションに達した後、第１反転アームが第２反転アームに物品をパスする。その際の第２反転アームはレシーブポジションをとっている。次に、現在物品を運搬中である第２反転アームが、レシーブポジションからプレースポジションへの回動を第３速度で実行し、更にその第２反転アームがプレースポジションをとる第２ロケーションにて物品を反転状態でプレースする。本発明に係るこの方法では、物品をピックするのに先立ち、第１反転アームをパスポジションからピックポジションへと第１速度より高い第２速度で回動させておき、且つ、同様に、第１反転アームから第２反転アームへと物品をパスするのに先立ち、第２反転アームをプレースポジションからレシーブポジションへと第３速度より高い第４速度で回動させておく。

反転アームが複数通りの速度でそれら自身の回動を実行するこの構成では、反転済物品への損傷のリスクが低減されるのと同時に、本方法を高スループットで実行することが可能になる。ピックポジション、パスポジション、レシーブポジション及びプレースポジションについては反転装置の文脈で既に定義してある。

本方法のある実施形態では、第２反転アームが物品を運搬している間に、反転装置に更なる物品が供給され、その更なる物品をピックするため第１反転アームがパスポジションからピックポジションへと第２速度で回動してゆく。この要領での本方法の実行は本方法での高スループット化に寄与する。
本方法のある具体的実施形態では、第２ロケーションが第１ロケーションと同一とされる；即ち、前にそこからその物品がピックされたロケーションに反転状態で物品がプレースされる。従って、本実施形態では物品がその場で反転される。

別の実施形態では、物品が物品流をなして反転装置に移送される。第２反転アームがその物品流を基準としたロケーションに物品をプレースするのは、第１反転アームがそれと同じロケーションから更なる物品をピックした後である。即ち、反転動作によりそれら物品が専らその物品流内のある物品ポジションに戻される。本実施形態では、明らかに、物品の反転が完遂される前に更なる物品の反転が始まる；第１反転アームが更なる物品をピックしてから、第２反転アームが、第１反転アームにより先だってピックされ第２反転アームへとパスされた物品を、プレースするからである。

更なる実施形態では、少なくとも第１反転アーム又は少なくとも第２反転アームが自身の回動に加え並進運動を実行する。本実施形態のある具体的バリエーションでは、第１反転アーム及び第２反転アーム双方が自身の回動に加え並進運動を実行する。これらの並進運動については反転装置の文脈にて既に論じてある。本実施形態の更なる具体的バリエーションでは、少なくとも第１反転アーム又は少なくとも第２反転アームが、それぞれ、物品非運搬時には物品運搬時よりも高速で並進運動を実行する。反転装置の文脈にて上述した通り、こうした速度設定はそれら物品への損傷のリスクを低減するのに寄与する。

本方法のある実施形態では第２ロケーション、即ち第２反転アームにより物品がプレースされるロケーションが、第１ロケーションから、即ち第１反転アームによりその物品がピックされたロケーションから見てある距離とされる。

注記すべきことに、本発明に係る方法は、本発明に係る反転装置又は本発明に係るシステムそれぞれを用い実行することができる。

以下、本発明の性質及び動作モードについて、添付する模式的図面を踏まえつつ、本発明についての後掲の詳細説明中に、より全面的に記述することにする。

本発明に係る物品反転方法の諸相のうち一つを示す図であり、物品用の反転装置及び移送手段が模式的に示されている。 本発明に係る物品反転方法の諸相のうち一つを示す図であり、物品用の反転装置及び移送手段が模式的に示されている。 本発明に係る物品反転方法の諸相のうち一つを示す図であり、物品用の反転装置及び移送手段が模式的に示されている。 本発明に係る物品反転方法の諸相のうち一つを示す図であり、物品用の反転装置及び移送手段が模式的に示されている。 本発明に係る物品反転方法の諸相のうち一つを示す図であり、物品用の反転装置及び移送手段が模式的に示されている。 本発明に係る物品反転方法の諸相のうち一つを示す図であり、物品用の反転装置及び移送手段が模式的に示されている。 本発明に係る物品反転方法の諸相のうち一つを示す図であり、物品用の反転装置及び移送手段が模式的に示されている。 移送手段についてシングルヘッド構成・マルチヘッド構成間比較を示す図である。 本発明に係る方法のある具体的実施形態をタイミングテーブルとして示す図である。 本発明に係る物品反転方法のある実施形態を示す図であり、反転装置の付加的な並進が取り入れられている。 本発明に係る反転装置のある実施形態を示す図である。

同一の参照符号は諸図を通じ同一要素を参照するものである。更に、その個別図面の記述に必要な参照符号のみを図面に示してある。図示実施形態は本発明がどのように実行されうるかについての例を表すに過ぎない。これにより本発明が限定されるものと解釈されるべきではない。

図１〜図７に本発明に係る反転方法例の諸段階を示す。これらの図では反転装置１、物品２及び更なる要素が専ら模式的に示されている。物品２は例えば半導体デバイスでありうるが、これは本発明の限定事項ではない。反転装置１は第１反転アーム１１及び第２反転アーム１２を有している。物品２を反転装置１に供給する移送手段は、ここではタレットホイール３でありその一部分のみが示されている。タレットホイール３及び反転装置１は物品処理システム１００の一部を構成している。例えば、本発明が物品の反転に関するものであるため示されていないが、システム１００の諸ロケーションで物品２を検査又は処置することができよう。それら物品が検査又は処置されるロケーションは、反転装置１から見て上流及び／又は下流、即ちシステム１００のうち図示されている部分から見て上流及び／又は下流に配置されよう。タレットホイール３、或いは一般に移送手段は、方向２１に沿いシステム１００内を通る物品２の流れを提供する。移送手段により物品を連続的形式で動かすとよい；例えばタレットホイール３を一定速度で回動させるとよい。或いは、移送手段により物品をステップ的な要領で動かしてもよい；例えばタレットホイール３を所定時間置きに所与角度に亘り回動させるとよい。タレットホイール３上では、所定位置にあるキャリア３１により物品が保持される。

図１に、ピックポジションをとっている第１反転アーム１１を示す。第１反転アーム１１は、反転対象物品２（黒塗り長方形で示してある）を、その物品２と第１反転アーム１１の少なくとも一部分との間の相対運動によりピックする。本発明に係る方法の図示具体的実施形態では、物品２を保持しているキャリア３１が方向３２に沿い第１反転アーム１１に向かう運動により、その相対運動が発生する。物品２が第１反転アーム１１の真空ノズル１３に接触した後は、キャリア３１がその物品２をリリースし、ノズル１３が真空によりその物品２を保持する。キャリア３１は、その後、方向３２とは逆の方向に動いて第１反転アーム１１から遠ざかる。或いは、反転アーム１１又はそのノズル１３のみが、キャリア３１上で保持されている物品２に向かい動き、そのキャリア３１からその物品２を奪った後に自身の従前位置に戻るようにしてもよい。

これが起こっている間に、第２反転アーム１２は反転状態の物品２（白塗り長方形で示してある）をノズル１４に載せて運搬しつつ、回動４と、本実施形態では更に摺動６とを実行する。上述の通り、この摺動は実現形態の子細に当たる。第２反転アーム１２は、このプロセスの先行段階にて物品２をレシーブしており、図１では回動４によりレシーブポジションからプレースポジションへと移りつつある。上述の通り、この回動４は、物品２への損傷のリスクを低減するため、物品２無しでの逆方向回動よりも低速での回動にする。

図２に、反転プロセスのうち、物品２を伴う第２反転アーム１２がプレースポジションに達しており、未だピックポジションの第１反転アーム１１がキャリア３１から物品２をピックし終えていて、そのキャリア３１が今や空になっている段階を示す。

図３に、タレットホイール３・反転装置１間相対運動により、その空キャリア３１がプレースポジションの第２反転アーム１２と整列された段階を示す。図示実施形態におけるこの整列は、タレットホイール３の方向２１沿い運動により達成される。或いは、この整列を、反転装置１の運動により達成することもできよう。

図４に、第１反転アーム１１が先にそこから物品２をピックしたキャリア３１上に、第２反転アーム１２により物品２が反転状態でプレースされた、後続段階を示す。キャリア３１上への物品２のこうしたプレースは、キャリア３１と第２反転アーム１２又は第２反転アームの少なくとも一部分例えばノズル１４との間の相対運動により引き起こされる。

これが起こっている間に、第１反転アーム１１は、物品２を運搬しつつピックポジションからパスポジションへの回動５を実行し、更に摺動７を実行する。上述の通り、この摺動７は図示実施形態における実現形態の子細に当たる。上述の通り、パスポジションへの回動５は逆方向の回動よりも低速にて引き起こされる。

図５に、第１反転アーム１１がパスポジションに達した段階を示す。図４に示した段階と図５に示す段階との間に第２反転アーム１２が回動してレシーブポジションに達している。この回動は図１に示した回動４とは逆の方向であり、第２反転アーム１２が物品を運搬していない状態で引き起こされ、且つ回動４より高速で実行される；物品を運搬していないので慣性力による物品損傷リスクがないためである。

図６に、第１反転アーム１１から第２反転アーム１２への物品２の移送を示す；即ち、パスポジションをとっている第１反転アーム１１が、レシーブポジションをとっている第２反転アーム１２へと物品２をパスし、その第２反転アーム１２がその物品２をレシーブする様子を示す。図示実施形態では、方向８沿いに延びている第１反転アーム１１のノズル１３によりこの移送が引き起こされ、いずれは物品２が第２反転アーム１２のノズル１４に接触する。これに代え、第２反転アーム１２のノズル１４をまだ第１反転アーム１１上にある物品２に向かい動かしてもよいし、或いは第１反転アーム１１を第２反転アーム１２に向かい動かしてもよいし、或いは第２反転アーム１２を第１反転アーム１１に向かい動かしてもよいし、或いはそれらを任意に組み合わせてもよい。

図７に、今や反転状態になっている物品２が第２反転アーム１２により運搬される段階を示す。次は、第１反転アームがパスポジションからピックポジションへと回動する；即ち、図４に示した回動５とは逆の回動を実行する。この回動は回動５より高速で実行される；第１反転アーム１１が物品を運搬しておらず、従って強い慣性力により物品が損傷するリスクがないためである。第２反転アーム１２はレシーブポジションからプレースポジションへの回動を開始し、それにより本方法が図１に示した段階に戻される。

本方法の全サイクル、即ち図１から図７に至り図１に戻るまでの諸ステップには、本システムのプロトタイプなら１８０ミリ秒がかかる。このことから明らかなように、上述の如く本発明に従い回動の速度を選択すること、諸実施形態では更に並進の速度を選択することによりそれを防ぐことなくしては、物品に作用する慣性力が全く以て非常に高くなりうる。

図８に、図１〜図７における本方法の諸段階の記述にも現れているシングルヘッド構成のタレットホイール３の一部分を示すと共に、比較のためマルチヘッド構成のタレットホイール３３の一部分を示す。シングルヘッド構成のタレットホイール３では、個々のキャリア３１がタレットホイール３に沿い単一の列をなし配置されている。注記すべきことに、図１〜図７での眺望とは違い、図８ではキャリア３１が紙面を貫き延びている。マルチヘッド構成のタレットホイール３３では、キャリア３１の群３５がタレットホイール３３沿いに配置されている。図示例では各群３５が５個のキャリア３１で構成されている。

マルチヘッドタレットホイール３３も本発明に係る方法にて使用可能であろう。本方法は例えば図１〜図７に示したやり方で実行することができよう；その場合は、キャリア３１の一群３５によりもたらされた物品全てが相次いで反転されるよう反転アーム１１及び１２を動作させた後、タレットホイール３３により次のキャリア群３５を反転装置１へと動かす。本実施形態では、反転アーム１１及び１２に付加的な並進運動を実行させ、各キャリア群３５の個別キャリア３１に届かせることが必要になろう。

或いは、キャリア群３５内の各キャリア３１毎に反転装置を設けることもできよう。移送手段３３の例で言えば、これは、５個の反転装置を設けるべきということである。本方法を、各キャリア群３５の対応するキャリア３１を対象にして並列且つ独立に実行することができよう。

こうしたマルチヘッド着想はタレットホイール以外の移送手段にも適用可能である。

図９に、本発明に係る方法の具体的実施形態をタイミングテーブルとして示す。図示方法の合計サイクルには１８０ミリ秒（ｍｓ）がかかる。このテーブルの第１列には実行される動作が記されている。第２列では各動作に要する合計時間が与えられている。第３〜第８列には（その第１行に示す如く）それぞれ３０ｍｓのタイムスライスが示されており、また第１行より下の行にあっては、その行の第１列に名称が記されている動作がこのタイムスライスで実行されることが“３０”なるエントリにより、また同行の第１列に名称が記されている動作がこのタイムスライスで実行されないことが無エントリにより示されている。

看取できるように、例えば、第１タイムスライス（第３列）では、第１反転アームにタレットホイールから物品がロードされる一方、第２反転アームが“低速スイングアップ”、ここではレシーブポジションからプレースポジションへの回動を、摺動と併せ完遂していく。第２反転アームはこの回動を先行サイクルの第６スライスにて開始している。第２タイムスライスでは、第１反転アーム及び第２反転アームが上述の如く摺動を実行する。

第３タイムスライスでは、第２反転アームがタレット上に物品をプレースする；ここではタレットが第２反転アームから物品をピックすることでプレースする。その一方で、第１反転アームは“低速スイングダウン”、ここではピックポジションからパスポジションへの回動に対応するそれを、摺動と併せ開始する。第４タイムスライスでは、タレットが、サイクルの終わりまで続ける予定で回動を開始する。第１反転アームは“低速スイングダウン”を完遂し第４タイムスライスの終わりにはパスポジションになる。第２反転アームは“高速スイングダウン”、ここではプレースポジションからレシーブポジションへの回動に対応するそれを、やはり摺動と併せ実行する。

第５タイムスライスでは、第２反転アームが、今まで第１反転アームにより保持されていた物品に接触すべく摺動を実行する；第１反転アームから第２反転アームへの物品の移送を実行するためである。第６タイムスライスでは、第１反転アームが“高速スイングアップ”、ここではパスポジションからピックポジションへの回動を意味するそれを実行する。第２反転アームは、次サイクルの第１タイムスライスにて終える予定で、“低速スイングアップ”を摺動と併せ開始する。

図１０に物品反転方法の一実施形態を示す；これは付加的な方向１９沿い並進を伴っている。上から下へと、物品２の反転の相連続する５段階が示されている。第１段階では物品２、例えばインプットトレイ９に載せて供給されたそれが、第１反転アーム１１によりピックされる。第１反転アーム１１はこのときピックポジションをとっている。図示例では第２反転アーム１２が既にレシーブポジションをとっている。物品２を、インプットトレイ９に載せるのに代え、インプットコンベアに載せ、又はロボティックハンドラにより、キャリアホイールに載せ、或いは他の好適な任意の既知手法により供給することもできよう。第１反転アーム１１により物品２がピックされた直後から、第１反転アーム１１及び第２反転アーム１２の方向１９沿い並進運動を開始することができる。

第２段階では、上述の通り、第１反転アームが、物品２を運搬しつつ、ピックポジションからパスポジションへの回動を第１速度で実行する。第３段階では第１反転アーム１１がパスポジションに達しており、物品２がその第１反転アーム１１から第２反転アーム１２へと移送される。第４段階では、物品２が反転状態にて第２反転アーム１２により運搬される。第２反転アーム１２は、上述の通り、レシーブポジションからプレースポジションへの回動を第３速度で実行している。図では第１反転アーム１１がなおパスポジションをとっているが、第１反転アーム１１は今や、パスポジションからピックポジションへの回動を、上述の通り、第１速度より高い第２速度で実行することができる。

第５段階では、図示の如く第１反転アーム１１がピックポジションをとっており、第２反転アームがなお物品２を運搬しつつプレースポジションに達している。物品２は反転状態であり、今や宛先ロケーション、ここではアウトプットトレイ１０にプレースすることができる。アウトプットトレイ１０に代え、アウトプットコンベア、ロボティックハンドラ、キャリアホイール或いは他のあらゆる好適な更なる輸送手段も用いることができよう。

物品２をプレースした後、第１反転アーム１１及び第２反転アーム１２は、方向１９とは逆の方向に沿った並進を実行することで、第１段階にて示した初期ポジションに、更なる物品をピックすべく戻ることができる。この並進の間に、第２反転アーム１２は、上述の通り、プレースポジションからレシーブポジションへの回動を第３速度より高い第４速度で実行することができる。

注記すべきことに、図１０の文脈で記述された方法では幾つかの修正が可能である。例えば、物品２を第２反転アーム１２にパスしたら直ちに第１反転アーム１１が並進運動を開始して第１段階での初期ポジションに戻り、第２反転アーム１２のみが宛先ロケーション、ここではアウトプットトレイ１０へと進むようにすることができよう。また、第２反転アーム１２は、インプットトレイ９の近くで動かす必要がないがインプットトレイ９・アウトプットトレイ１０間のある場所に配置しうるので、第１反転アームが物品２を第２反転アーム１２へと運搬してくるのを待つようにすることができよう。

本実施形態の更なるバリエーションは、第１反転アーム１１をインプットトレイに存置させ、第２反転アーム１２のみに方向１９沿い並進を実行させて物品２をプレースし更に第１反転アーム１１に戻すもの、或いは第２反転アーム１２をアウトプットトレイ１０に存置させ、第１反転アーム１１のみに方向１９沿い並進を実行させて物品２をパスしインプットトレイ９に戻すものであろう。

方向１９及びその逆方向に沿った付加的な並進運動故に、本実施形態の方法では、反転アーム１１，１２がそれら自身の回動を実行するための時間が、一般に、先の図にて議論した実施形態でのそれよりも長くなる。反転アーム１１，１２により実行される回動の速度は、従って、物品２の反転が並進運動抜きで起こる実施形態と比べ低下しうる。

図１０の実施形態では、第１反転アーム１１及び／又は第２反転アーム１２が、既に議論されている通り付加的な摺動を実行することができる。これらの摺動は、専ら、回動中に反転アーム１１，１２及び物品２を調和させつつ、即ちそれらの間の衝突を回避させつつ、物品２をパスするためのものである。従って、これらの摺動は、図１０の実施形態に留まらず一般に、物品２が装着されている反転アームの長さ２０の２倍以下の距離に限定される；但し、本願で使用されている用語たる並進運動、例えば図１０の文脈で議論した方向１９沿い並進は、より長い距離をカバーしうるものである。

図１１に、本発明に係る反転装置１の具体的実施形態を示す。反転装置１に関し図１１に示す具体的な設計及び構成は、本発明に係る反転装置の一例としてのみ役立つ。それは本発明への限定として理解されるべきではない。

第１反転アーム１１はノズル１３を呈しており、図ではパスポジションをとっている。パスポジションからピックポジションへの第１反転アーム１１の逆方向回動は軸５０を中心とするものであり、その上に第１反転アーム１１が実装されている反転モータ１５により駆動される。リニアモータ１７は機械要素５１を媒介にして反転モータ１５の、ひいては第１反転アーム１１の摺動を駆動する。

第２反転アーム１２はノズル１４を呈しており、図ではプレースポジションをとっている。プレースポジションからレシーブポジションへの第２反転アーム１２の回動は、軸５０に対し平行であり図面明瞭化のため図示されていない軸を中心とするものであり、その上に第２反転アーム１２が実装されている反転モータ１６により駆動される。リニアモータ１８は機械要素５２を媒介にして反転モータ１６の、ひいては第２反転アーム１２の摺動を駆動する。

本発明について具体的実施形態を参照し記述してきた。しかしながら、本件技術分野に習熟した者（いわゆる当業者）には自明な通り、後掲の特許請求の範囲の技術的範囲から離れることなく改変及び修正を施すことができる。

１ 反転装置、２ 物品、３ タレットホイール、４ 回動、５ 回動、６ 摺動、７ 摺動、８ 摺動、９ インプットトレイ、１０ アウトプットトレイ、１１ 第１反転アーム、１２ 第２反転アーム、１３ ノズル、１４ ノズル、１５ 反転モータ第１反転アーム、１６ 反転モータ第２反転アーム、１７ リニアモータ、１８ リニアモータ、１９ 並進方向、２０ 長さ、２１ 物品流方向、３１ キャリア、３２ キャリア運動方向、３３ タレットホイール、３５ キャリア群、５０ 回動軸、５１ 機械要素、５２ 機械要素。

Claims (21)

1. 物品を反転させる反転装置であって、
   物品をピックするよう且つピックポジション・パスポジション間回動を実行するよう構成された第１反転アームと、
   レシーブポジション・プレースポジション間回動を実行するよう且つ上記物品をプレースするよう構成された第２反転アームと、
   を備える反転装置において、
   第１反転アームが、更に、ピックポジションからパスポジションへの回動を第１速度で、且つパスポジションからピックポジションへの回動を第１速度より高い第２速度で実行するよう構成されており、
   第２反転アームが、更に、レシーブポジションからプレースポジションへの回動を第３速度で、且つプレースポジションからレシーブポジションへの回動を第３速度より高い第４速度で実行するよう構成されている、
   ことを特徴とする反転装置。
2. 請求項１の反転装置であって、第２反転アームがレシーブポジションからプレースポジションへの回動を実行している間に、第１反転アームを制御して物品流から物品をピックするよう構成されている反転装置。
3. 請求項１の反転装置であって、第１反転アームがそこから物品をピックした物品流を基準とした位置にてその物品流内に第２反転アームが物品を挿入する態で、第１反転アーム及び第２反転アームを制御するよう構成されている反転装置。
4. 請求項１の反転装置であって、第１反転アーム及び第２反転アームが、真空により物品を保持するよう構成されている反転装置。
5. 請求項１の反転装置であって、少なくとも第１反転アーム又は少なくとも第２反転アームが並進運動を実行するよう構成されている反転装置。
6. 請求項５の反転装置であって、第１反転アーム又は第２反転アームが、それぞれ、相異なる二通りの速度で自身の並進運動を実行するよう構成されている反転装置。
7. 請求項５の反転装置であって、第１ロケーションから第１反転アームで以て物品をピックするよう、且つ第２反転アームで以て第２ロケーションにその物品を反転状態でプレースするよう構成されている反転装置。
8. 自システム内を通る少なくとも１個の物品流をもたらす移送手段と、
   請求項１に係る少なくとも１個の反転装置と、
   を備える物品処理システム。
9. 請求項８のシステムであって、物品が上記少なくとも１個の反転装置により反転されつつある間に、移送手段を動作させて更なる物品を上記少なくとも１個の反転装置へと移送するよう構成されているシステム。
10. 請求項８のシステムであって、上記少なくとも１個の反転装置の動作が選択的であるシステム。
11. 請求項８のシステムであって、上記少なくとも１個の物品流がインプット流及びアウトプット流を有し、上記少なくとも１個の反転装置が、ピックポジションをとる第１反転アームで以てインプット流から物品をピックするよう、且つプレースポジションをとる第２反転アームで以てアウトプット流内にその物品を反転状態でプレースするよう構成されており、インプット流及びアウトプット流が同一面内にあり、その面が、第１反転アームがピックポジションからパスポジションへの回動を実行する面に対し、且つ第２反転アームがレシーブポジションからプレースポジションへの回動を実行する面に対し垂直であるシステム。
12. 請求項８のシステムであって、移送手段が、所定位置にキャリアが備わる回動タレットであり、各キャリアが、１個の物品を保持するよう構成されているシステム。
13. 請求項８のシステムであって、移送手段が、所定位置にキャリア群が備わる回動タレットであり、各キャリア群が複数個のキャリアを含み、各キャリアが、１個の物品を保持するよう構成されているシステム。
14. ・第１反転アームがピックポジションをとっている間に反転装置の第１反転アームで以て第１ロケーションから物品をピックするステップと、
    ・物品を運搬している第１反転アームの、ピックポジションからパスポジションへの回動を、第１速度で実行するステップと、
    ・第２反転アームがレシーブポジションをとっている間に、パスポジションをとっている第１反転アームから反転装置の第２反転アームへと物品をパスするステップと、
    ・物品を運搬している第２反転アームの、レシーブポジションからプレースポジションへの回動を、第３速度で実行するステップと、
    ・プレースポジションをとっている第２反転アームで以て第２ロケーションに物品を反転状態でプレースするステップと、
    を有し、
    物品をピックするのに先立ち、第１反転アームを、パスポジションからピックポジションへと、第１速度より高い第２速度で回動させておき、且つ、
    第１反転アームから第２反転アームへと物品をパスするのに先立ち、第２反転アームを、プレースポジションからレシーブポジションへと、第３速度より高い第４速度で回動させておく、
    物品処理方法。
15. 請求項１４の方法であって、第２反転アームが物品を運搬している間に反転装置に更なる物品が供給され、第１反転アームがパスポジションからピックポジションへと第２速度で回動してゆき上記更なる物品がピックされる方法。
16. 請求項１４の方法であって、第２ロケーションが第１ロケーションと同一である方法。
17. 請求項１５の方法であって、物品が物品流をなして反転装置に移送される方法であり、第１反転アームがそれと同じロケーションから上記更なる物品をピックした後に、その物品流を基準としたロケーションに第２反転アームが上記物品をプレースする方法。
18. 請求項１４の方法であって、少なくとも第１反転アーム又は少なくとも第２反転アームが自身の回動に加え並進運動を実行する方法。
19. 請求項１８の方法であって、第１反転アーム及び第２反転アーム双方が自身の回動に加え並進運動を実行する方法。
20. 請求項１８の方法であって、少なくとも第１反転アーム又は少なくとも第２反転アームが、それぞれ、物品を運んでいない場合には物品を運搬している場合よりも高速で並進運動を実行する方法。
21. 請求項１８の方法であって、第２ロケーションが第１ロケーションから見てある距離にある方法。