JP2019511438A - 対象物を搬送するための回転インデックステーブルおよび方法 - Google Patents

対象物を搬送するための回転インデックステーブルおよび方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、生産設備のワークステーションからワークステーションA、B、C、Dへ対象物を搬送するための搬送装置と、このタイプの搬送装置を含む、製品を生産するための生産設備と、特に医療製品が充填された容器を生産するための生産設備と、生産設備のワークステーションからワークステーションへ対象物を搬送する方法とに関する。搬送装置は、一または複数の対象物を配置するための複数の対象物キャリアエレメント6が配置される対象物キャリア3と、対象物キャリアを駆動するためのドライブユニット5を有する。対象物キャリア3は、対象物キャリアエレメント6がワークステーションからワークステーションA、B、C、Dへ移動経路8上で搬送されるように、連続サイクルで移動することができる。搬送装置は、対象物キャリア3上の少なくとも一つの対象物キャリアエレメント6が、対象物キャリアエレメントがワークステーションからワークステーションへ搬送されうる移動経路8の方向において、対象物キャリアに対して移動可能に配置されることを特徴とする。さらに、搬送装置は、ドッグエレメント10および保持エレメント14が対象物キャリアエレメント6に割り当てられることを特徴とする。ドッグエレメントと保持エレメントの作動に応じて、対象のキャリアエレメントは、対象物キャリアによって搬送され、ワークステーションからワークステーションに移動されるか、またはキャリアエレメントはワークステーションに留まる。その結果、対象物キャリアは、短いプロセス時間を有するワークステーションに対象物を搬送するために移動することができ、一方で、対象物キャリアエレメントは、長いプロセス時間を有するワークステーションに留まる。

Description

本発明は、生産設備のワークステーションからワークステーションへ対象物を搬送するための搬送装置に関する。搬送装置は、一または複数の対象物を配置するために複数の対象物キャリアエレメントが配置された対象物キャリアと、対象物キャリアを駆動するためのドライブユニットとを有する。対象物キャリアは、対象物キャリアエレメントがワークステーションからワークステーションへの移動経路上で搬送されうるように、連続サイクルで移動することができる。本発明はさらに、このタイプの搬送装置を含む、製品を生産するための生産設備、特に、例えば医薬のような医療製品が充填された容器を生産するための生産設備に関する。さらに、本発明は、生産設備のワークステーションからワークステーションへ対象物を搬送する方法、特に医療製品が充填された容器を生産する方法に関する。
製品を生産するための生産設備では、製品をワークステーションからワークステーションに搬送するために、回転ワークテーブルまたは回転インデックステーブルとも称される回転テーブルが使用される。既知の回転インデックステーブルは、垂直軸を中心に回転することができる円形対象物キャリアを具備する。対象物キャリアは、ドライブユニットによって駆動される。生産中、対象物キャリアは、時計回りまたは反時計回りのいずれかの個々のサイクルで段階的に回転する。
ワークステーションは、対象物キャリアの円周上に配置される。処理される対象物は、対象物キャリア上に円周上に分散して配置される。対象物キャリアが回転することにより、対象物をワークステーションからワークステーションへ搬送することができる。ワークステーションはそれぞれ、対象物に対して、一または複数の生産ステップを含みうるワークプロセスを実行する。対象物は、対象物キャリア上の、一または複数の対象物を受け取る対象物キャリアエレメントにおいて配置されうる。対象物は、生産される製品(商品)または機械加工される加工品であってもよい。
既知の回転インデックステーブルは、対象物キャリアエレメントが互いに固定されるように配置された対象物キャリアを有する。それらは、所定の距離で対象物キャリアの円周上に固定される。定置ワークステーションと関連して、対象物キャリアエレメントは、対象物キャリアの回転のみによって各ワークステーションに対向する適切な位置に移動される。対象物キャリアエレメントは、ワークステーションがワークプロセスを完了するまでステーションに留まらなければならない。
生産設備は、一般に、異なるプロセス時間を有するワークステーションを含む。このプロセスでは、対象物キャリアの段階的な回転は、最も長いプロセスの時間によって実質的に定義される。対象物キャリアは、長いプロセス時間を有するワークプロセスの間静止し続け、また、対象物キャリアエレメント間が所定の距離であることと、所定の回転角度を介して対象物キャリアが段階的な回転をすることにより、短いプロセス時間を有するワークプロセスであっても、各対象物の処理のために、別個のワークステーションが必要となる。しかし、このワークステーションは短時間しか使用されておらず、高い投資およびランニングコストを伴い、非効率的である。さらに、ワークステーションの数が増えると、生産設備が故障する可能性も高まる。このタイプの生産設備は、複雑さが高く、部品へのアクセスが不足するという特徴がある。
恒久的に連結された対象物キャリアに加えて、先行技術は、対象物キャリアエレメントが、互いに独立して制御可能な別個のモータによって駆動される、モジューラー対象物キャリアも開示する。しかし、このタイプのシステムは非常に複雑であり、多くのメンテナンスを必要とする。
本発明の目的は、生産設備のワークステーションからワークステーションへの対象物を搬送するための搬送装置であって、比較的簡単な構造を有し、生産プロセスを柔軟に設計できる搬送装置を提供することである。本発明の別の目的は、製品を生産するための生産設備であって、比較的単純な構造を有し、生産プロセスを柔軟に設計できる生産設備を創造することである。本発明の目的はまた、対象物を柔軟にワークステーションからワークステーションに搬送することができる方法を開示することである。特に、本発明の目的は、医療製品が充填された容器を生産するための柔軟な方法を開示することである。
これらの目的は、独立請求項の特徴によって本発明により達成される。従属請求項は、本発明の有利な実施形態に関する。
本発明による搬送装置および本発明による方法により、従来の自由にプログラム可能なコントローラを用いて柔軟に生産プロセスを設計することが可能である。本発明による装置および本発明による方法の利点は、生産が、異なるプロセス時間を有する生産プロセスを含む場合に特に明らかである。
生産設備のワークステーションからワークステーションへ対象物を搬送するための、本発明による搬送装置は、複数の対象物キャリアエレメントが配置された対象物キャリアを有する。対象物キャリアエレメントは、一または複数の対象物をセットまたは配置できる任意のエレメントであってよい。対象物は、対象物キャリアエレメント上で固定されていなくてもよく、または対象物キャリアエレメント上において、位置が固定されていてもよい。対象物キャリアは、対象物キャリアエレメントがワークステーションからワークステーションへの移動経路上で搬送されうるように、連続サイクルで移動することができる。移動経路は、直線経路または円形経路とすることができる。その結果、対象物キャリアは、直線移動を行うか、または軸を中心とした回転をすることができる。直線移動または回転のために対象物キャリアを駆動するためのドライブユニットが設けられている。しかし、本発明は、円形経路または直線経路に限定されない。本発明によれば、円形経路または直線経路以外の経路も可能である。
本発明による搬送装置は、対象物キャリア上の複数の対象物キャリアエレメントのうちの少なくとも一つの対象物キャリアエレメントが、キャリアエレメントがワークステーションからワークステーションへ搬送されうる移動経路の方向において、対象物キャリアに対して移動可能(displaceable)に配置されることを特徴とする。その結果、対象物キャリアおよび対象物キャリアエレメントは、固定された配置を形成しない。対象物キャリアエレメントは対象物キャリア上で自由に移動可能であり、独自のドライブを持たない。
さらに、本発明による搬送装置は、ドッグエレメントと保持エレメントが前記少なくとも一つの対象物キャリアエレメントに割り当てられることを特徴とする。対象物キャリアエレメントに割り当てられたドッグエレメントと、同一の対象物キャリアエレメントに割り当てられた保持エレメントは、いずれの動作状態においても、同時にアクティブ状態にならないか、アクティブ状態でなくてもよい。ドッグエレメントが対象物キャリアと共に移動する間、保持エレメントは静止している。ドッグエレメントは、対象物キャリアエレメントと対象物キャリアとの間の相対的な移動が抑制されるアクティブ状態と、対象物キャリアエレメントと対象物キャリアとの間の相対的な移動が許容される非アクティブ状態を取ることができる。ドッグエレメントは、これら2つの状態の間で移動または切り替えることができる。保持エレメントは、対象物キャリアエレメントの位置が保持されるアクティブ状態と、対象物キャリアエレメントが解放される非アクティブ状態とを取ることができる。保持エレメントは、これらの2つの状態の間で移動または切り替えることができる。保持エレメントは静止しているため、対象物キャリアエレメントは対象物キャリア上にロックされず、むしろ対象物キャリアが動いている間、外部において位置が保持される。従って、対象物キャリアエレメントは、固定された空間座標系において、位置が保持されるか、または対象物キャリア上若しくは対象物キャリア内を移動するために解放されることができ、対象物キャリアは、例えば中心軸を中心に回転できる等、固定空間座標系内を移動することができる。
少なくとも一つのドッグエレメントおよび少なくとも一つの保持エレメントは、アクチュエーションユニットによって作動される(actuated)。ドッグエレメントと保持エレメントのためのアクチュエーションユニットは、ドッグエレメントと保持エレメントを2つの位置の間で移動させることができるアクチュエーション部材(actuating members)を有することができる。アクチュエーションユニットは、例えば、電気モータドライブおよび/または空気圧ドライブおよび/または油圧ドライブであってもよい。
アクチュエーションユニットは、連続するサイクルのいくつかのサイクルにおいて、ドッグエレメントがアクティブ状態になり、保持エレメントが非アクティブ状態になり、対象の対象物キャリアエレメントが対象物キャリアによって搬送され、ワークステーションからワークステーションへ移動するように設計される。アクチュエーションユニットはまた、連続サイクルのいくつかのサイクルにおいて、ドッグエレメントが非アクティブ状態になり、保持エレメントがアクティブ状態になり、対象物キャリアエレメントがワークステーションに留まるように設計される。
従って、アクチュエーションユニットによる少なくとも一つのドッグエレメントと保持エレメントの作動により、短いプロセス時間を有するワークステーションに対象物を搬送し、長いプロセス時間を有するワークステーションに対象物キャリアエレメントを留めるために、対象物キャリアを移動させることができる。
複数のワークプロセスを有する全体的な生産プロセスが、長いプロセス時間を有するワークプロセスを一つだけ有している場合、原則的には、対象物キャリアエレメントがワークステーションからワークステーションへ搬送されるうる移動経路の方向において、対象物キャリア上の一つの対象物キャリアエレメントだけが、対象物キャリアに対して移動可能に配置されていれば十分である。そのため、この対象物キャリアエレメントは、長いプロセス時間を有するワークステーションに留まることができる。対象物キャリアエレメントが一つだけの場合は、一つのみのドッグエレメントと保持エレメントが必要である。対象物キャリアエレメントが2つの場合、2つのキャリアエレメントが互いに独立して制御される場合は、例えば少なくとも2つのドッグエレメントと保持エレメントが必要である。
搬送装置の好ましい実施形態では、全ての対象物キャリアエレメントは、対象物キャリア上で自由に移動することができ、各対象物キャリアエレメントは、ドッグエレメントと保持エレメントに割り当てられる。その結果、全ての対象物キャリアエレメントを互いに独立して制御することができる。ドッグエレメントと保持エレメントは、自由にプログラム可能なコントローラによって作動することができる。これは、搬送装置が異なる生産プロセスに対し柔軟に使用できることを意味する。
別の好ましい実施形態では、対象物キャリアは、回転軸を中心に回転することができる対象物キャリアを含む回転インデックステーブルである。回転インデックステーブルにより、円形経路上においてワークステーションからワークステーションへ対象物を搬送することができる。この実施形態では、対象物キャリアエレメントは、円形経路上の円周上に配置されている。
個々のワークプロセスを実行するために、移動経路上に移動可能に配置された個々の対象物キャリアエレメントは、互いに妨害してはならない。従って、すべての移動経路が対象物キャリアエレメントによって占有されるわけではない。搬送装置が回転インデックステーブルとして設計された場合、対象物キャリアエレメントは、円形経路の一つのセグメントが一または複数の対象物キャリアエレメントを有しないように、円形経路上の円周上に分散される。その結果、個々の対象物キャリアエレメントは、少なくともある程度の範囲内で、円形経路上で互いに対して移動することができる。
特に好ましい実施形態では、対象物キャリアエレメントが、固定された空間座標系に関して、位置が保持されうるように対象物キャリアに対して自由に移動可能にガイドされるようなガイド経路を提供する。ガイド経路は様々な設計が可能である。唯一の重要なことは、対象物キャリアエレメントが移動経路上のみを移動できるということである。ガイド経路は、例えば、円形または直線状のガイド経路であってもよい。
対象物を受け取るために、対象物キャリアエレメントは、好ましくは、対象物を挿入または配置することができる受容エレメントを含む。従って、対象物は、対象物キャリアエレメント上に適切に固定される。
キャッチエレメントと保持エレメントは、様々な設計が可能である。唯一の重要なことは、対象物キャリアエレメントを適切に固定できるということである。それらは、連動(interlocking)および/または摩擦接続によって固定することができる。キャッチエレメントは、好ましくは、対象物キャリアエレメントの一部と対象物キャリアとの間に連動または摩擦接続を確立するように設計され、保持エレメントは、対象物キャリアエレメントの一部と静止部(stationary part)との間に連動または摩擦接続を確立するように設計される。静止部は、例えば、搬送装置のハウジング部であってもよい。重要なことは、保持エレメントが、対象物キャリアが回転する固定空間座標系に関して、外部から対象物キャリアエレメントと係合することと、およびキャッチエレメントが、対象物キャリアエレメントと内部で係合することである。
対象物キャリアのドライブユニットの制御とドッグエレメントと保持エレメントの作動とによって、対象物キャリアエレメントは、対象物と共に、各ワークステーションに対向する所望の処理位置に配置され、一つのワークステーションから別のワークステーションへ移動することができる。
対象物キャリアエレメントは別個のドライブを有していないので、搬送装置の設計を簡略化することができる。搬送装置は、従来のアセンブリを使用して生産することができる。標準的な機械部品を使用することで、搬送装置のメンテナンスの必要性を低減できる。任意の形式の待機領域を個々の対象物に対して設定することができ、対象物クリーニングなどの追加プロセスも、これらのプロセスを統合するために任意の位置に特定のギャップを形成することができるため、容易に生産プロセスに統合することができる。検査スペースを統合することもできる。
本発明による製品を生産するための生産設備は、本発明による一または複数の搬送装置を有する。搬送装置の移動経路に沿って複数のワークステーションを配置することができる。各ワークステーションは、少なくとも一つのワークステップを含むワークプロセスを実行するように予定されている。ワークステップの採りうる例の非限定的なリストは、処理、供給、除去、機械加工、熱処理、充填、洗浄、取り付け(fitting)、計量、ラベル付けを含んでもよい。ワークステーションは、一つの対象物に対しまたは複数の対象物に対し同時にワークプロセスを実行することができる。
本発明による搬送装置は、異なる生産設備で使用することができる。特に好ましい実施形態では、本発明による搬送装置は、医療製品、特に医薬品が充填された容器を生産するための生産設備で使用され、特に、例えば、腹膜透析、急性血液透析または輸液(infusion)技術のための溶液バッグ等の医療溶液バッグを生産するための生産設備で使用される。このタイプの溶液バッグは、例えばポートまたはカバーまたはキャップを有する「溶着シャトル(welded shuttle)」等の接続部分を備えたバッグブランクと、溶液が充填された接続部分(connection piece)を備えたバッグにより生産される。この場合、バッグに溶液を充填する生産ステップは、最も長いプロセス時間を要するステップである。
医療製品が充填された容器を生産するための、本発明による生産設備は、他のワークステーションのプロセス時間よりプロセス時間が長い一つのワークステーションを有する。より長いプロセス時間を有するワークステーションは、医療製品を容器に充填するためのワークステーションであり、より短いプロセス時間を有する他のワークステーションは、接続部分が設けられるべき未充填容器をセットするためのワークステーション、接続部分を容器に取り付けるためのワークステーション、および、接続部分が設けられ、医療製品が充填された容器を取り外すためのワークステーションである。しかし、生産プロセスは、例えば、接続部分を閉じるためのワークステーション、またはステッカーやラベルなどの製品アプリケーションを適用する(applying)ためのワークステーション等のさらなるワークステーションを含むことができる。
一つの対象物キャリアエレメント内の容器が医療流体で充填されている間に、1または複数の他の容器を有する1または複数の他の対象物キャリアエレメントを同時に別のワークステーションに配置することができ、その結果、例えば接続部分を未充填容器に取り付けるといった他のワークプロセスのために、それぞれの場合において一つのみのワークステーションが必要となる。これにより、生産設備全体の構造が簡略化され、ワークステーションの数が減るため、故障する可能性が低減される。
本発明の2つの実施形態について、図面を参照して以下に詳細に説明する。
図1は、本発明による搬送装置の一実施形態の非常に簡略化された概略平面図である。 図2は、本発明の搬送装置の概略断面図である。 図3は、本発明による搬送装置を用いて製品を生産する方法の第1ワークステップの概略断面図である。 図4は、その生産方法の第2ワークステップの概略断面図である。 図5は、本方法の第3のワークステップの概略断面図である。 図6は、本方法の第4のワークステップの概略断面図である。 図7は、本方法の第5のワークステップの概略断面図である。 図8は、本方法の第6ワークステップの小サイクルの概略断面図である。 図9は、本方法の第6ワークステップの大サイクルの概略断面図である。 図10は、本発明による搬送装置の対象物キャリアの第2実施形態の非常に簡略化された概略図である。
発明を実行するための形態
図1及び図2は、本発明による搬送装置の一実施形態の非常に簡略化された概略平面図(図1)及び側面図(図2)である。図面は、本発明に必須の搬送装置の構成のみを示している。図面は、単に説明のためのものである。個々の構成間のサイズ比は、必ずしも実際の比に対応していない。
本実施形態では、搬送装置は、回転インデックステーブルの形態である。回転インデックステーブル1は、ドライブユニット5の垂直回転軸4を中心に回転可能な対象物キャリア3を受け取るハウジング2を備えている。図3から図10において、垂直回転軸4はイメージ面に対して垂直である。ドライブユニット5は、対象物キャリア3を連続的なサイクルにおいて、段階的に一定の回転角で回転させる。
対象物キャリア3は、複数の対象物キャリアエレメントを受け取る。本実施形態では、対象物キャリア3は、対象物キャリアエレメント6.1、6.2、6.3、6.4を受け取る。対象物キャリアエレメント6は各々、複数の受容エレメント7を含む。この実施形態では、対象物キャリアエレメント6は各々、5つの受容エレメント7.1、7.2、7.3、7.4、7.5を含む。各受容エレメントは一つの対象物を受け取ることができる。しかし、各対象物キャリアエレメント6は、一つのみの受容エレメントを備えることもでき、一つの受容エレメント7が複数の対象物も受け取ることも可能である。受容エレメントは、例えば、トレイ、スタンド、ホルダ等であってもよい。
対象物キャリアエレメント6は、対象物キャリア3上の円周上に分散される。各エレメントは、円の線分の形状を表している。対象物キャリアが矢印で示すように、例えば、時計回りに回転すると、キャリアエレメント6は円形の移動経路8上を移動することができる。しかし、対象物キャリアエレメント6は、対象物キャリア3に強固に接続されておらず、むしろ、概略的に示されているガイド9内の円形経路8の方向に移動可能にガイドされる。従って、対象物キャリアエレメント6が、外部において位置が保持される場合、対象物キャリア3は、対象物キャリアエレメントが対象物キャリア3と共に搬送されることなく、回転することができる。
本実施形態では、個々のキャリアエレメント6の円周角は360°/5=72°である。4つの対象物キャリアエレメント6.1、6.2、6.3、6.4のみが設けられるので、円形移動経路8の一部は空いたままである。このギャップにより、対象物キャリアエレメントが互いに干渉しないように、対象物キャリアエレメント6が対象物キャリア3に対して移動することができる。対象キャリアエレメント6の数及び対象キャリアエレメント6の円周角は、ワークステーションの配置および数によって決定される。
図3から図9を参照し、以下に詳細に説明するように、この実施形態では、搬送装置は、4つのワークステーションを有する生産設備の一部である。図1および図2には、ワークステーションは示されていない。それらは、回転インデックステーブル1の対象物キャリア3の周りに円周上に分散される。
搬送装置は、複数のドッグエレメントも有する。本実施形態では、全ての対象物キャリアエレメント6が移動可能にガイドされる。従って、各対象物キャリアエレメント6.1、6.2、6.3、6.4には、ドッグエレメント10が割り当てられる。図2は、3つのドッグエレメント10.1、10.2、10.3のみを示している。すべてのドッグエレメントは、個々のドッグエレメントに割り当てられたアクチュエーション部材12を含むアクチュエーションユニットによって作動される。図1および図2において、アクチュエーション部材12を含む装置の形態のアクチュエーションユニットは参照番号11で示されている。アクチュエーション部材12は、例えば、電気、磁気、電磁気、空気圧または油圧ドライブを含むことができる。
この実施形態では、ドッグエレメント10は、対象物キャリアエレメント6の凹部13に係合するピンである。ドッグエレメント10は、該エレメントが対象物キャリアエレメント6の凹部13に係合するか、または凹部から後退する(retracted)ように、アクチュエーションエレメント11のアクチュエーション部材12によって、作動されうる。その結果、対象物キャリアエレメント6を対象物キャリア3に固定することができる。アクチュエーション部材12は、アクチュエーションユニット11によって互いに独立して作動されうる。対象物キャリアエレメント6は、互いに独立してロックすることができる。
さらに、搬送装置は、複数の保持エレメント14を備える。本実施形態では、各対象物キャリアエレメント6には、保持エレメント14.1、14.2、14.3、14.4、(14.5)が割り当てられる。保持エレメント14は、アクチュエーションユニット11のアクチュエーション部材12によって作動される。保持エレメント用のアクチュエーション部材12は、例えば、電気、磁気、電磁気、空気圧または油圧ドライブを含むことができる。保持エレメント14は、対象物キャリア3の周囲に円周上に分散される。キャッチエレメント10とは異なり、保持エレメントは、対象物キャリア3に伴って動かず、代わりに搬送装置のハウジング2に強固に接続される。保持エレメント14は、例えば、長手方向に移動可能な圧力ピストンであり、対象物キャリアエレメントが、外部において位置が保持されるように、対象物キャリアエレメント6の外周面に押し付けられる。あるいは、保持エレメント14は、例えば、対象物キャリアエレメントが、外部において位置が保持されるように、対象物キャリアエレメントの移動経路において作用することができる。
さらに、搬送装置は、アクチュエーションユニット11のための制御ユニット15を有する。制御ユニット15は、自由にプログラム可能な制御ユニットであってもよく、これにより、アクチュエーションユニット11の個々のアクチュエーション部材12は、ドッグエレメントと保持エレメント10、14が作動されるように、一定の時間に互いに独立して作動されうる。
制御ユニット15は、いくつかのサイクルにおいて、一つの対象物キャリアエレメント6に割り当てられたドッグエレメント10がアクティブ状態になり、該対象物キャリアエレメントに割り当てられた保持エレメント14が非アクティブ状態になり、対象物キャリアエレメント6が、対象物キャリア3によって搬送され、ワークステーションからワークステーションに移動されるように設計される。制御ユニット15はまた、いくつかのサイクルにおいて、対象物キャリアエレメント6に割り当てられたドッグエレメント10が非アクティブ状態になり、保持エレメント14がアクティブ状態になり、対象物キャリアエレメントがワークステーションに留まるように設計される。
図3から図9は、製品を生産する方法の個々のワークステップを示す。本実施形態において、生産方法は、医療製品が充填された容器を生産する方法、特に医療溶液が充填されたバッグ、特に腹膜透析用のフィルムバッグを生産する方法である。図3から図9は、単に本方法の基本原理を説明するために使用される。従って、製品の生産に必要なすべての方法ステップが示されているわけではない。
生産設備は、図1および2を参照して説明した少なくとも一つの搬送装置を備える。図3は、搬送装置(回転テーブル)の4つの対象物キャリアエレメント6.1、6.2、6.3、6.4のみを概略的に示す。本実施形態では、生産設備は、対象物キャリア3の周りに円周上に分散された4つのワークステーションA、B、C、D(表示のみ)を備える。容器、特にフィルムバッグは、接続部分、特に溶接シャトルが設けられておらず、特に流体のような医療製品、例えば腹膜透析用溶液で充填されていないブランクとして提供される。ワークステーションAは充填ステーションであり、それにより接続部分を備えたバッグが充填される。バッグを充填することは、長いプロセス時間を有するワークプロセスである。プロセス時間は、他のワークステーションのプロセス時間よりもかなり長い。短いプロセス時間を有するワークステーションBは、バッグブランク(bag blanks)に接続部分を装着するワークステーションである。ワークステーションCは、接続部分が設けられて充填されたバッグを取り出すためのワークステーションであり、ワークステーションDはバッグブランクをセットするためのワークステーションである。ワークステーションB、C、Dのプロセス時間は、ワークステーションAのプロセス時間よりも短い。
ドライブユニット5は、対象物キャリア3を連続的に短サイクルまたは長サイクルで時計回りに段階的に回転させる。本実施形態では、対象キャリア3は、14.4°(360°/5(5キャリアエレメント)/5(キャリアエレメント毎の5つの受容エレメント7.1、7.2、7.3、7.4、7.5=14.4°)の短サイクルで時計回りに回転される。ドッグエレメント10および保持エレメント14(図1および図2)は、図3から図9には示されていない。
上述の方法は、短いプロセス時間を有するワークステーションB、C、Dのための単一サイクルと、長いプロセス時間を有するワークステーションAのための複数のサイクルの組み合わせによって区別される。この目的のために、長いプロセス時間を有するワークステーションAの上流に単一サイクルを集める必要があり、長いプロセス時間を有するワークステーションAの下流に複数サイクルを集める必要がある。単一サイクルおよび複数サイクルは、長いプロセス時間を有するワークステーションAの回転方向(時計回り)の上流と下流の待機領域WZに集められる。以下、個々のワークステップについて説明する。
図3は、第1ワークステップ(開始位置)を示す。4つの対象物キャリアエレメント6.1、6.2、6.3、6.4は、第1ワークステップにおいて、長いプロセス時間を有するワークステーションAの上流の待機領域WZに対象物キャリアエレメントが存在しないように配置される。バッグブランクは、第3および第4対象物キャリアエレメント6.3、6.4の受容エレメント7.1、7.2、7.3、7.4、7.5に配置される。長いプロセス時間を有するワークステーションAの上流の待機エリアWZは空(empty)であり、ワークステーションAの下流の待機エリアWZはふさがっている(full)。長いプロセス時間を有する充填プロセスのためのワークステーションAと短いワーク時間を有するワークプロセスのためのワークステーションB、C、Dはすべて稼動している。ワークステーションBは、第2対象物キャリアエレメント6.2の第5受容エレメント7.5に配置された充填されたバッグに、接続部分、例えばカバーキャップを取り付ける。ワークステーションCは、第2対象物キャリアエレメント6.2の第2受容エレメント7.2に位置し、接続部分が設けられて溶液が充填された完成したバッグ(finished bag)を取り出し、ワークステーションDは、第1対象物キャリアエレメント6.1の受容エレメント7.1にバッグブランクを載置する。
図4は、第2ワークステップを示す。制御ユニット15は、第1、第2および第3対象物エレメント6.1、6.2、6.3に割り当てられたドッグエレメント10がアクティブであり、当該対象物キャリアエレメントに割り当てられた保持エレメント14が非アクティブである一方、第4対象物キャリアエレメント6.4に割り当てられたドッグエレメント10は非アクティブであり、当該対象物キャリアエレメントに割り当てられた保持エレメント14はアクティブであるように、アクチュエーションユニット11を作動させる。その結果、第1、第2および第3の対象物キャリアエレメント6.1、6.2、6.3は、対象物キャリア3が時計回りに回転するに従って搬送され、第4対象物キャリアエレメント6.4は、位置が保持される。対象物キャリア3が所定の回転角(14.4°)だけ回転した後、長いプロセスの上流の待機領域WZは一つのみのバッグブランクを含み、長いプロセスの下流の待機領域WZは4つの充填されたバッグによって占有される。ワークステーションBは、接続部分を、第3対象物キャリアエレメント6.3の第1受容エレメント7.1に位置する充填されたバッグに取り付ける。ワークステーションCは、第2対象物キャリアエレメント6.2の第3受容エレメント7.3に位置し、接続部分が設けられ、溶液が充填された完成したバッグを取り出し(remove)、ワークステーションDは、第1対象物キャリアエレメント6.1の第2受容エレメント7.2にバッグブランクを配置する。
第3のワークステップ(図5)においては、制御ユニット15は、第1、第2および第3対象物キャリアエレメント6.1、6.2、6.3が搬送され、第4対象物キャリアエレメント6.4は位置が保持されるように、アクチュエーションユニット11を再作動させる。対象物キャリア3は、所定の回転角(14.4°)分、再び回転する。対象物キャリア3が回転した後、長いプロセスの上流の待機領域WZは2つのバッグブランクを含み、長いプロセスの下流の待機領域は3つの充填されたバッグによって占有される。ワークステーションBは、このとき、第3対象物キャリアエレメント6.3の第2受容エレメント7.2に位置する充填されたバッグに接続部分を取り付ける。ワークステーションCは、完成したバッグを第2対象物キャリアエレメント6.2の第4受容エレメント7.4から取り出し、ワークステーションDは第1対象物キャリアエレメント6.1の第3受容エレメント7.3にバッグブランクを載置する。
第4ステップ(図6)では、第1、第2および第3の対象物キャリアエレメント6.1、6.2、6.3が再び搬送され、第4対象物キャリアエレメント6.4は位置が保持される。対象物キャリアが所定の回転角(14.4°)回転した後、長いプロセスの上流の待機領域WZは3つのバッグブランクを含み、長いプロセスの下流の待機領域WZは、2つの充填されたバッグによって占有される。ワークステーションBは、第3対象物キャリアエレメント6.3の第3受容エレメント7.3に配置された充填されたバッグに接続部分を取り付け、ワークステーションBは、第2対象物キャリアエレメント6.2の第5受容エレメント7.5から完成したバッグを取り出し、ワークステーションDは、第1対象物キャリアエレメント6.1の第4受容エレメント7.4にバッグブランクを載置する。
第5ステップ(図7)では、第1、第2および第3の対象物キャリアエレメント6.1、6.2、6.3が搬送され、第4対象物キャリアエレメント6.4は位置が保持される。対象物キャリア3が所定の回転角(14.4°)回転した後、長いプロセスの上流の待機領域WZは4つのバッグブランクを含み、長いプロセスの下流の待機領域WZは一つの充填バッグによって占有される。接続部分は、第3対象物キャリアエレメント6.3の第4受容エレメント7.4に位置する充填されたバッグに取り付けられ、第3対象物キャリアエレメント6.3の第1受容エレメント7.1に位置する完成したバッグが取り出され、第1対象物キャリアエレメント6.1の第5受容エレメント7.5にバッグブランクが載置される。
次の第6ワークステップは、対象物キャリアが14.4°の回転角で回転する小サイクル(図8)と、対象物キャリア3が回転角72°(5*14.4°=72°)の回転角で回転する大サイクル(図9)を含む。小サイクルでは、第1、第2および第3対象物キャリアエレメント6.1、6.2、6.3が搬送され、第4対象物キャリアエレメント6.4は位置が保持される。対象キャリアが14.4°回転(小サイクル)した後、長いプロセスの上流の待機領域WZはふさがっており、長いプロセスの下流の待機領域WZは空である。第3対象物キャリアエレメント6.3の第5受容エレメント7.5に位置する充填されたバッグに接続部分が取り付けられ、完成したバッグが第3キャリアエレメント6.1の第2受容エレメント7.2から取り出され、第2対象物キャリアエレメント6.2の第1受容エレメント7.1にバッグブランクが載置される。
小サイクルに続く第6ワークステップの大サイクル(図9)において、制御ユニット15は、第1および第4の対象物キャリアエレメント6.1、6.4が搬送され、第2および第3の対象物キャリアエレメント6.2、6.3は位置が保持されるようにアクチュエーションユニット11を作動させる。大サイクルでは、対象キャリア3は72°(5*14.4°=72°)回転する。対象物キャリア3が回転した後、長いプロセスの上流の待機領域WZは空であり、長いプロセスの下流の待機領域WZはふさがっているので、第1ワークステップ(図3)を再び開始することができる。
第6ワークステップでは、小サイクルtTKのサイクル時間と長サイクルtTLのサイクル時間との和が、短サイクルの全プロセス時間tGKより短い(tTK+tTL<tGK)。
上述のプロセスは、最も長いプロセスの5倍の並列動作に対応する。
生産施設を設計する際には、以下の法則が生じる。
PK:短プロセスのプロセス時間
PL:長プロセスのプロセス時間
TK:短サイクルのサイクル時間
TL:長サイクルのサイクル時間
GK:短サイクルの全プロセス時間
GL:長サイクルの全プロセス時間
S:スケーリング係数(scaling factor)
WZ:待機エリア
OTE:対象物キャリアエレメントの数
WZ:待機領域の数
LP:長いプロセス時間を有するプロセス
Kp:短いプロセス時間を有するプロセス
短サイクルの全プロセス時間:tGK=tPK+tTK
短サイクルと長サイクルは、短サイクルのサイクル時間内であるべき:tTK+tTL<tGK
長サイクルの全プロセス時間:tGL=tPL+tTLK
最も長いプロセスステップの必要な乗算(multiplication):tGL/tGK=S
全システムにおけるボトルネックとなる施設部分に応じて、Sを切り上げまたは切り下げる。
セグメント当たりの連結(coupled)対象物キャリアの数:S*対象物キャリア=対象物キャリアエレメント
システム当たりの対象物キャリアエレメントの数:AOTE≧2(1×短プロセス、1×長プロセス)
システム当たりのWZ数:AWZ≧2(短プロセスから長プロセスへの変更毎に必要なWZ、長プロセスから短プロセスへの変更毎に必要なWZ)
説明のために、図10は、例えば小部品を処理するためのワークプロセスの第2実施形態を示す。対象物キャリア3は10個の可能な位置を有し、その結果、10個のドッグエレメント10と10個の保持エレメント14が設けられる。本実施形態では、結果的に4つの待機領域があり、2つの変化は短プロセスから長プロセスで起こり、2つは長プロセスから短プロセスで起こる。図10では、長いプロセス時間を有するプロセスをLP1、LP2、LP3で表し、短いプロセス時間を有する処理をKP1、KP2、KP3で表す。各対象物キャリアエレメントは、図10において1から8の番号を付けられた8個の受容エレメントを有する。

Claims (17)

  1. 生産設備のワークステーションからワークステーションへ対象物を搬送するための搬送装置であって、
    一または複数の対象物を配置するための複数の対象物キャリアエレメントが配置された対象物キャリアであって、前記対象物キャリアエレメントがワークステーションからワークステーションへの移動経路上で搬送されるように、連続サイクルで移動することができる対象物キャリア、および
    前記対象物キャリアを駆動するためのドライブユニットとを具備し、
    前記対象物キャリア上の前記複数の対象物キャリアエレメントのうちの少なくとも一つの対象物キャリアエレメントが、前記対象物キャリアエレメントがワークステーションからワークステーションへ搬送される前記移動経路の方向において、前記対象物キャリアに対して移動可能に配置され、
    前記少なくとも一つの対象物キャリアエレメントは、前記対象物キャリアと共に移動可能なドッグエレメントが割り当てられ、前記対象物キャリアエレメントと前記対象物キャリア間の相対移動が抑制されたアクティブ状態と、前記対象物キャリアエレメントと前記対象物キャリア間の相対移動が許容される非アクティブ状態との間を移動でき、
    前記少なくとも一つの対象物キャリアエレメントは、前記対象物キャリアエレメントの位置が保持されるアクティブ状態と、前記対象物キャリアエレメントが解除される非アクティブ状態との間を移動できる静止保持エレメントが割り当てられ、
    前記少なくとも一つのドッグエレメントおよび前記少なくとも一つの保持エレメントを作動させるためのアクチュエーションユニットが設けられ、前記アクチュエーションユニットのための制御ユニットが設けられ、前記制御ユニットは、前記連続サイクルのいくつかのサイクルにおいて、前記ドッグエレメントがアクティブ状態となり、前記保持エレメントが非アクティブ状態となって、前記少なくとも一つの前記の対象物キャリアエレメントが前記対象物キャリアによって搬送され、ワークステーションからワークステーションへ搬送され、および、前記連続サイクルのいくつかのサイクルにおいて、前記ドッグエレメントが非アクティブ状態となり、前記保持エレメントがアクティブ状態となって、前記少なくとも一つの対象物キャリアエレメントがワークステーションに留まるように設計されることを特徴とする、搬送装置。
  2. 前記対象物キャリア上の前記複数の対象物キャリアエレメントのうちのすべての前記対象物キャリアエレメントが、前記対象物キャリアエレメントがワークステーションからワークステーションへ搬送される前記移動経路の方向において、前記対象物キャリアに対して移動可能に配置され、
    前記対象物キャリアエレメントの各々は、前記対象物キャリアと共に移動可能なドッグエレメントが割り当てられ、
    前記対象物キャリアエレメントの各々は、静止保持エレメントが割り当てられ、および、
    前記アクチュエーションユニットは、前記連続サイクルのいくつかのサイクルにおいて、少なくとも一つの前記ドッグエレメントがアクティブ状態となり、少なくとも一つの前記保持エレメントが非アクティブ状態となって、少なくとも一つの対象物キャリアエレメントが前記対象物キャリアによって搬送され、ワークステーションからワークステーションへ搬送され、および、前記連続サイクルのいくつかのサイクルにおいて、少なくとも一つの前記ドッグエレメントが非アクティブ状態となり、少なくとも一つの前記保持エレメントがアクティブ状態となって、少なくとも一つの対象物キャリアエレメントがワークステーションに留まるように設計されることを特徴とする、請求項1に記載の搬送装置。
  3. 前記搬送装置は、回転軸を中心に回転することができる対象物キャリアを具備する回転インデックステーブルの形態であり、
    前記対象物キャリアエレメントがワークステーションからワークステーションへ搬送されうる前記移動経路は円形経路であることを特徴とする、請求項1または2に記載の搬送装置。
  4. 前記対象物キャリアエレメントは、前記円形経路上の円周上に分散されており、前記円形経路の一つのセグメントは、対象物キャリアエレメントを有しないか、または、前記円形経路の一つのセグメントは、複数の対象物キャリアエレメントを有しないことを特徴とする、請求項3に記載の搬送装置。
  5. 前記対象物キャリアは、前記対象物キャリアエレメントを自由に移動可能にガイドするガイド経路を具備することを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の搬送装置。
  6. 前記対象物キャリアエレメントは、各々が対象物を受け取るように設計された複数の受容エレメントを具備することを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の搬送装置。
  7. 前記ドッグエレメントは、前記対象物キャリアエレメントの一部と前記対象物キャリアの一部との間に連動および/または摩擦接続が確立されるように設計されることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の搬送装置。
  8. 前記保持エレメントは、前記対象物キャリアエレメントの一部と静止部との間に連動および/または摩擦接続が確立されるように設計されることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の搬送装置。
  9. 請求項1から8のいずれか一項に記載の対象物を搬送するための搬送装置を具備した製品を生産するための生産設備であって、複数のワークステーションが設けられ、各ワークステーションは、少なくとも一つのワークステップを含む、少なくとも一つのワークプロセスを、対象物キャリアエレメントに配置された少なくとも一つの製品に対して実行するよう設計されることを特徴とする、生産設備。
  10. 前記複数のワークステーションの少なくとも一つのワークステーションは、他のワークステーションのプロセス時間より長いプロセス時間を有するワークプロセスを実行するためのワークステーションであることを特徴とする、請求項9に記載の生産設備。
  11. 請求項9または10に記載の医療製品が充填された容器を生産する生産設備であって、より長いプロセス時間を有する前記ワークステーションは、前記医療製品を前記容器に充填するためのワークステーションであり、より短いプロセス時間を有する他のワークステーションは、接続部分が設けられるべき未充填容器をセットするためのワークステーション、前記接続部分を前記容器に取り付けるためのワークステーション、および前記接続部分が設けられ、前記医療製品が充填された前記容器を取り出すためのワークステーションであることを特徴とする、生産設備。
  12. 生産設備のワークステーションからワークステーションへ対象物を搬送する方法であって、
    一または複数の対象物を対象物キャリア上に配置するための複数の対象物キャリアエレメントを配置することと、および
    前記対象物キャリアエレメントがワークステーションからワークステーションへの移動経路上で搬送されるように、連続するサイクルで前記対象物キャリアを移動することと、を具備し、
    前記対象物キャリア上の前記複数の対象物キャリアエレメントのうちの少なくとも一つの対象物キャリアエレメントは、前記対象物キャリアエレメントがワークステーションからワークステーションへ搬送されうる前記移動経路の方向において、前記対象物キャリアに対して移動可能に配置され、
    前記連続サイクルのいくつかのサイクルにおいて、前記少なくとも一つの対象物キャリアエレメントが前記対象物キャリアによって搬送され、ワークステーションからワークステーションへ移動されるように、前記少なくとも一つの対象物キャリアエレメントと前記対象物キャリアとの間の相対移動が抑制され、
    前記連続サイクルのいくつかのサイクルにおいて、前記少なくとも一つのキャリアエレメントがワークステーションに留まるように、前記少なくとも一つの対象物キャリアエレメントと前記対象物キャリアとの間の相対移動が許容され、前記少なくとも一つの対象物キャリアの位置が保持されることを特徴とする、方法。
  13. 前記対象物キャリアエレメントは、円形移動経路上でワークステーションからワークステーションへ搬送されることを特徴とする、請求項12に記載の方法。
  14. 前記対象物キャリアエレメントは、前記円形経路の円周上に分散され、前記円形経路の一つのセグメントは、キャリアエレメントを有しないか、または、前記円形経路の一つのセグメントは、複数の対象物キャリアエレメントを有しないことを特徴とする、請求項13に記載の方法。
  15. 請求項12から14のいずれか一項に記載の方法による製品を生産する方法であって、少なくとも一つのワークステップを含むワークプロセスは、複数のワークステーションによって対象物キャリアエレメントに配置された少なくとも一つの製品に対して実行されることを特徴とする、方法。
  16. 少なくとも一つのワークプロセスのプロセス時間は、他のワークプロセスのプロセス時間よりも長いことを特徴とする、請求項15に記載の方法。
  17. 請求項16に記載の方法による医療製品が充填された容器を生産する方法であって、より長いプロセス時間を有する前記ワークプロセスは、前記医療製品を前記容器に充填することを含み、より短いプロセス時間を有する他のワークプロセスは、接続部分が設けられるべき未充填容器を配置することと、前記接続部分を前記容器に取り付けることと、および前記接続部分が設けられ、前記医療製品が充填された前記容器を取り出すこととを含むことを特徴とする、方法。
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