JP7252543B2

JP7252543B2 - 容器のロボットハンドリングシステム

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Publication number: JP7252543B2
Application number: JP2019095857A
Authority: JP
Inventors: 慎太郎名倉; 拓哉鈴木; 真嗣井戸
Original assignee: JGC Corp
Current assignee: JGC Corp
Priority date: 2019-05-22
Filing date: 2019-05-22
Publication date: 2023-04-05
Anticipated expiration: 2039-05-22
Also published as: JP2020189370A

Description

本発明は、容器、特に、製剤容器を用いて、糖衣機、打錠機あるいは検査機等からなる製剤取扱機に製剤を出し入れするときに、その製剤容器を取り扱うに望ましいロボットハンドリングシステムに関する。

特許文献１に、例えば製薬会社などの固形製剤工場において、錠剤や粉薬などの固形製剤をバッチ生産方式で生産する際に、原料・中間品の搬送、保管に用いる密閉型容器の気密確保手段が開示されている。

この特許文献１に開示された発明では、チューブ構造を有するシール材の内側空間に負圧を印加したり解除して、その弾力性によって断面を拡縮し、蓋と容器本体とのシールを開閉する開閉機構を有する。この開閉機構における負圧の開閉は、例えば図２９に示されるように、容器本体１Ａと蓋３とからなる容器１における容器本体１Ａの外周をロボットハンドである把持部２により、把持した状態で、その蓋３に上方から接近して吸着する負圧吸盤４により、蓋３を容器本体１Ａから分離して容器１を開くようにされている。

ここで、前記負圧吸盤４を降下させて、蓋３に吸着する際に、該負圧吸盤４を支持する上下動部５に設けられた減圧部６をシール材側の減圧路７に接続することにより、前記シール材に負圧を導入して収縮させ、蓋３と容器本体１Ａとの密着シール構造を解除するようにされている。図２９の符号８はロボット、９はロボットアームをそれぞれ示す。

特許第６３７５０７８号公報

上記の特許文献１記載のシール構造を備えた容器の場合、容器の本体部分をロボットハンドで挟み込んだ状態でも把持力が弱い場合に、該容器を傾けたときに、容器がロボットハンドから抜け落ちてしまうことがあるという問題点があった。又、容器とロボットハンドとの間の隙間がないとき、容器本体に蓋を密着させたシール状態であっても、蓋を斜めに持ち上げるとシール材が変形して蓋が外れてしまうという問題点があった。

更に、容器本体に把手が設けられている場合に、この把手が、ロボットハンドと干渉しないように容器本体の回転方向の位置決めが必要になるという問題点があった。

この発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、ロボットハンドにより容器を保持した状態でこれを傾けたときに、容器がロボットハンドから抜け落ちないようにし、且つ、蓋を斜めに持ち上げたときも蓋が容器本体から外れてしまわないようにしたロボットハンドリングシステムを提供することを課題とする。

即ち、以下の実施例により上記課題を解決することができる。

上端に開口を備えた容器本体、及び、この容器本体の上端に着脱されて、前記開口を開閉する蓋を含む容器と、前記容器を把持して、これを移動させ、傾け、あるいは前記蓋を前記容器本体の上端に着脱するロボットハンドを備えたロボットと、このロボットを制御する制御装置と、前記蓋に設けられ、前記蓋により前記容器本体の前記開口を開閉する際に、チューブ構造を有するシール材の弾性力によって前記容器本体との間の気密を形成、解除する開閉機構であって、前記シール材の内部に形成された空間の減圧を行って負圧にするための減圧路を備え、前記減圧路を介して前記空間が減圧されて負圧となり、前記空間が収縮した状態において前記空間を開放可能とする開閉機構と、を有してなり、前記シール材は、前記容器本体の上端を外側に突出した張出部に対して、外側から密着可能、且つ、外側へ分離可能に設けられ、前記容器本体の外周には、半径方向外側に突出する一対の把手が設けられ、前記ロボットハンドは、前記容器の高さ方向に、前記張出部と前記把手の間の位置で、半径方向には、前記外周に対して、前記容器の高さ方向に摺動可能に隙間をもって挟み込み、前記容器本体の外周を拘束可能に構成され、且つ、前記容器本体の外周を、隙間をもって拘束している状態で、上端が、前記蓋における前記張出部の下側面に、下端が、前記把手の上端に、選択的に当接可能に設けられていることを特徴とする容器のロボットハンドリングシステム。

本発明は、上記の容器の本体部分をロボットハンドで挟み込んだ状態で容器を傾けた場合でも、ロボットハンドが、容器本体に設けられた把手と容器上端の外側に張り出した張出部の下側面との間に入り込んで容器本体を拘束するので、ロボットハンドが容器の把手と干渉することがないという効果がある。

又、ロボットハンドは、容器本体の外周を拘束している状態で、その上端が、張出部の下側面に当接することによって、容器の軸方向の相対的な移動が制限され、容器がロボットハンドから落下することが無いという効果がある。

本発明の実施例に係るロボットハンドリングシステムの概要を示す斜視図同ロボットハンドリングシステムの実施例における制御装置、ロボット、ターンテーブルユニット等の相互関係を示すブロック図同実施例の構成要素の配置を模式的に示す平面図同実施例における容器本体及び蓋を分離して示す斜視図シール材の内側の負圧を開放して正圧を導入することにより、シール材が蓋と容器本体とを密封する状態を拡大して示す断面図図５の状態から、シール材の内側空間に負圧を導入して、蓋と容器本体とをシールが開放できるようにした状態を示す断面図ロボットハンドの上端によって、シール材の内側部分を容器本体の張出部との間に挟みこんで拘束した状態を示す断面図同実施例におけるロボットハンドを示す斜視図同ロボットハンドにより容器本体を拘束した状態を示す斜視図ロボットハンドにより容器本体を拘束していく過程を示す模式図同実施例における蓋吸着装置の要部を示す側面図同実施例により、容器の搬入からバーコードリーダ（以下ＢＣＲ）前に移動するまでの過程を示すフローチャート同実施例により、容器を、ＢＣＲにてＩＤを読み取る過程から、ロボットハンドリングにてターンテーブル上のパレットに全ての容器を戻す過程を示すフローチャート実施例に係るロボットハンドリングシステムにより、空の容器に、糖衣機から糖衣錠を受け取るまでの過程の前半を示すフローチャート同中盤の過程を示すフローチャート同終盤の過程を示すフローチャート同実施例システムにおいて、ロボットハンドにより、パレット上に載置された容器を掴み上げる状態を示す斜視図同掴み上げた容器を、ターンテーブル上に移載する過程を示す斜視図同ターンテーブル上の容器を容器棚に移載する過程を示す斜視図同棚上の容器をターンテーブル近傍に設けたＢＣＲによってそのＩＤ用バーコードを読取る過程を示す斜視図ターンテーブル上にＩＤ用バーコードを読取った後の容器を移載する過程を示す斜視図同ターンテーブル上の容器の蓋を取外す過程を示す斜視図同取外した蓋を蓋置き台に移載する過程を示す斜視図容器を傾けて錠剤を糖衣機の投入シュートに投入する過程を示す斜視図糖衣錠入りの容器本体をターンテーブル上に置いて蓋を取付ける過程を示す斜視図同蓋を取付けた状態の容器をパレット上に戻す過程を示す斜視図裏蓋に付着した製剤粉末等を清掃するための裏蓋清掃装置を模式的に示す斜視図蓋吸着装置の他の実施例を示す側面図従来の、ロボットハンドにより拘束した状態で容器本体から蓋を吸着して取外す過程を示す模式図

［実施例］
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。

本発明の実施例に係るロボットハンドリングシステム１０は、図１に示されるように、容器２０と、この容器２０を取り扱うロボット３０と、ロボット３０が取り扱う容器２０を搬入及び搬出するための入出庫室４０と、入出庫室４０に搬入された容器２０を、ロボット３０により移載するターンテーブルユニット５０と、このターンテーブルユニット５０に隣接して設けられた蓋置き台６０と、この蓋置き台６０に更に隣接して配置された容器棚６２と、ロボット３０を間にして容器棚６２の反対側に設けられた製剤取扱機６４と、ロボット３０を制御するための制御装置７０（図２参照）と、を主たる構成要素として備えている。

更に、この実施例において、製剤取扱機６４は糖衣機であり、図３に示されるように、この糖衣機である製剤取扱機６４の前面には、収缶台６５及び投入シュート６６が配置されている。また、製剤取扱機６４と、入出庫室４０との間には、秤量器台６８が配置されている。

ロボット３０は、入出庫室４０に搬入された容器２０を、図３において右回りに、順次、ターンテーブルユニット５０、容器棚６２、投入シュート６６、収缶台６５、秤量器台６８を経て搬送し、最後は、入出庫室４０のパレット４１上に戻すようにされている。

次に、上記ロボットハンドリングシステム１０を構成する各要素について詳細に説明する。

図４に示されるように、容器２０は、上端に開口を備えた容器本体２１と、この容器本体２１の上端に着脱されて、前記開口を開閉する蓋２２とを含んで構成されている。

容器本体２１と蓋２２との間には、図５に示されるように、開閉機構２３が介在され、これによって、容器本体２１と蓋２２との間がシールされたりシールが解除されるように構成されている。

この開閉機構２３は、蓋２２に設けられた中空のシール構造を有する軟質樹脂からなるシール材２４の弾性力によって蓋２２と容器本体２１との間を気密にしまたは気密解除して開閉するようにされている。

詳細には、シール材２４は、図５に示されるように、蓋２２の外周縁の下側に設けられ、容器本体２１の上端縁部を全周にわたって外側に突出して形成した張出部２１Ａに対して、膨張時には外側から密着可能、且つ、収縮時には分離可能に設けられている。

開閉機構２３は、前記シール材２４の内部の空間２４Ｓに連通する減圧路２５Ａを含む蓋開閉用カプラ２５を備え、この減圧路２５Ａを介して空間２４Ｓに正圧を導入してシール材２４を膨張させて、気密状態とし、蓋２２と容器本体２１とを一体とするか、又は、負圧を導入して、図６に示されるように、空間２４Ｓが収縮した状態にして容器本体２１からシール材２４を離間させ、気密を解除して蓋２２を開放可能とするように構成されている。図５、図６の符号２６は、空間２４Ｓ内の圧力を負圧又は正圧に切替えるシール材圧力切替装置を示す。

また、シール材２４は、張出部２１Ａに外側から密着している状態で、その下端部分が張出部２１Ａの下側に延在する下側保持部２４Ａを有し、この下側保持部２４Ａは、シール材２４の上記密着状態のとき、張出部２１Ａの下側面とロボットハンド３２の上端との間に挟みこまれ得るように構成されている（図７参照）。

図４に示されるように、容器本体２１の外周には、半径方向外側に突出する一対の把手２１Ｂが設けられている。ロボット３０は、容器本体２１の外周を把持して、容器２０を移動させたり、蓋２２を容器２０の上端に着脱したりするロボットハンド３２を備えている。

このロボットハンド３２は、容器２０の高さ方向に、張出部２１Ａと、把手２１Ｂの間の位置で、また、径方向には、容器２０の高さ方向に摺動可能に隙間Ｘをもって、容器本体２１の外周を拘束可能に構成され、かつ、容器２０の外周を隙間Ｘをもって拘束している状態で、上端が、張出部２１Ａの下側面に、下端が把手２１Ｂの上端に、選択的に当接可能に設けられている。

ここで、前記隙間Ｘは、ロボットハンド３２の内周面と容器本体２１の外周面との間であり、その最小値はロボットハンド３２と容器本体２１とが鉛直方向に相対的に移動可能となり、且つ、最大値は、ロボットハンド３２の上端が張出部２１Ａに下方から当接したとき、下側保持部２４Ａが張出部２１Ａから脱れない範囲となる。

隙間Ｘの具体的な最小値は、本実施例において、システムに用いるカメラの解像度から片側０．５ｍｍずつ、両側で１ｍｍとしている。最大値は張出部２１Ａの形状と大きさによる。

ロボットハンド３２には、更に、上記の蓋開閉用カプラ２５に、図５において上方から降下して弾力的に嵌合するシール材圧力切替装置２６が設けられ、嵌合時に減圧路２５Ａを介してシール材２４の内側の空間２４Ｓに負圧を導入し、上昇して分離したときは、蓋開閉用カプラ２５から正圧が導入されるように構成されている。

容器本体２１は、有底の円筒形状とされていて、ロボットハンド３２は、図８、図９に示されるように半円弧状の拘束部３３と、拘束部３３を両外側から挟み込むように、その幅方向両側に設けられた一対の挟持バー３４と、を備えて構成されている。

拘束部３３は、容器本体２１が水平面上に載置され、その中心軸線が鉛直方向のとき、この中心軸線に対して直交する水平面内にあり、上から見て半円弧形状とされている。挟持バー３４は、上記の水平面内で、先端が容器本体２１の張出部２１Ａと把手２１Ｂとの間の位置に入り込み、隙間Ｘをもって容器本体２１の外周を直径方向に挟み込む拘束位置（図１０（Ｃ）参照）とで、この拘束位置から開いて、張出部２１Ａと把手２１Ｂとの間の位置から水平方向に離脱可能な退避位置（図１０（Ａ）参照）との間で、水平面内で揺動可能に構成されている。

また、ロボットハンド３２は、図１１に示されるように、容器本体２１に取付けられた状態の蓋２２に対して外側から接近してこれを吸着可能な少なくとも２個（実施例では３個）の負圧吸盤３５Ａを含む蓋吸着装置３５と、開閉機構２３における減圧路２５Ａを開閉する前記のシール材圧力切替装置２６（図５、図６参照）と、を有してなり、蓋２２を蓋吸着装置３５に吸着したままで、容器本体２１に取り付け、取り外しをするように構成されている。

ここで、ロボットハンド３２は、円弧形状の拘束部３３における、容器拘束面（容器本体２１の外周を隙間Ｘをもって拘束する部分）が容器本体２１の外周の周方向の長さの５０％を超える周方向長さを有して構成されている。

入出庫室４０は、容器２０を複数載置した状態のパレット４１を入出庫位置に出し入れ可能で、且つ、パレット４１上の容器２０を上方から撮影して、その水平面内での座標位置情報を取得するパレタイズカメラ４２を含んで構成されている。

ターンテーブルユニット５０は、ロボット３０により、パレット４１上から取出された容器２０を移載可能で、且つ、移載された容器２０を水平面内での目標の座標位置に移動可能なターンテーブル５１と、このターンテーブル５１上の容器２０を撮影して、その水平面内での座標位置情報を取得するターンテーブルカメラ５２と、を備えて構成されている。

蓋置き台６０は、ターンテーブル５１の上方又は側方に隣接して配置され、ターンテーブル５１上の容器２０から取外された蓋２２を載置することができるようにされている。

容器棚６２は、蓋置き台６０に隣接して配置され、蓋が取外された、ターンテーブル５１上の容器本体２１を複数載置可能に構成されている。

蓋置き台６０には、複数個の蓋在荷センサ６１が、また、ターンテーブルユニット５０にはバーコードリーダ（以下ＢＣＲ）５３、ターンテーブル在荷センサ５４、容器棚６２には、複数の容器在荷センサ６２Ａが、収缶台６５には、収缶台在荷センサ６５Ａと、収缶台満杯センサ６５Ｂとがそれぞれ設けられている。ＢＣＲ５３は、ロボットハンド３２により把持された状態の容器２０における容器本体２１及び蓋２２にそれぞれ設けられたＩＤ用バーコード５３Ａ、５３Ｂ（図９参照）を読取るためのものである。

ここで、上記の容器本体２１及び蓋２２の認識手段はバーコードのみでなく、例えばＱＲコード（登録商標）等の２次元コード、その他のＩＤ用コード及びその読取用のコードリーダであってもよい。

ＢＣＲ５３は、読取った容器本体２１のＩＤ信号、及び蓋２２のＩＤ信号を、制御装置７０に出力するようにされ、制御装置７０は、取脱された蓋２２を、ＩＤが一致する容器本体２１にのみ、取付けるようにされている。

又、秤量器台６８には、秤量器台在荷センサ６８Ａが設けられている。図２の符号２６は開閉機構２３のシール材２４の内側に導入される負圧をＯＮ／ＯＦＦするシール材圧力切替装置、２７は開閉機構２３に設けられた負圧センサをそれぞれ示す。

シール材圧力切替装置２６は、シール材２４の内側空間の圧力を負圧と正圧との間で切り替えるものであり、負圧センサ２７は、シール材２４内の空間の負圧を検出するものである。

上記各在荷センサ、満杯センサは、いずれも、図２に示されるように制御装置７０に接続され、また、シール材圧力切替装置２６、負圧センサ２７のそれぞれも、制御装置７０と接続されている。

次に、上記実施例によるロボットハンドリングシステム１０を用いて、錠剤入りの容器２０を入出庫室４０に搬入してから、容器２０を取出して蓋２２を取り、錠剤を投入シュート６６から製剤取扱機６４に投入し、ここで糖衣錠を製造している間に、空になった全ての容器２０に蓋２２を取付けて、入出庫室４０のパレット４１に戻し、更に、パレット４１上の空の容器２０を取出して、蓋２２を外してから、製造された糖衣錠を収缶台６５上の容器本体２１に受け取り、これに蓋２２を取付けて、入出庫室４０のパレット４１まで戻す過程について図１２～図１６に示されるフローチャート及び図１７～図２６を参照して詳細に説明する。

最初に、図１２に示されるフローチャートのステップＳ１０１において、入出庫室４０に、パレット４１上に載置された複数の容器２０を搬入する。

次に、ステップＳ１０２において、入出庫室４０に備えられたパレタイズカメラ４２により、パレット４１上の容器２０の各々を撮影して、その水平面内の座標位置を確定し、ハンドリング可能な状態に載置されているか否かを判定する。

判定結果がＹｅｓならステップＳ１０３に進み、Ｎｏなら、ステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では撮像処理判定リトライがなされ、判定結果がＹｅｓならステップＳ１０３に進み、ＮｏならばステップＳ１０５に進み、画像処理ＮＧ警報が出力され、容器２０の位置を人力により修正する。

ステップＳ１０３においては、パレタイズカメラ４２で、撮像された画像情報に基づく座標情報が、制御装置７０を介してロボット３０に教示される。

次のステップＳ１０６では、ロボット３０のロボットハンド３２による、容器２０の一缶ずつのハンドリングを開始する（図１７参照）。

次のステップＳ１０７においては、ロボットハンド３２により、容器２０をＢＣＲ５３の前に移動する。ステップＳ１０８に進み、図１８に示されるように、ＢＣＲ５３により、ロボットハンド３２により保持された状態の容器２０に設けられた容器ＩＤ（ここではバーコード）を読み取り、読み取り結果の可否を判定する。

判定の結果Ｙｅｓであれば、次のステップＳ１０９に進む。Ｎｏであれば、ステップＳ１１０に進み、ＢＣＲ５３により再度容器ＩＤを読み取って、その可否の判定を実行する。

判定結果がＹｅｓであれば、ステップＳ１０９に進む。判定結果がＮｏであれば、ステップＳ１１１において、ＢＣＲ読取ＮＧ警報を出力し、人力による対応を促す。

ステップＳ１０９においては、ＢＣＲ５３から容器ＩＤ情報を制御装置７０に送信する。

ステップＳ１１２に進み、ロボットハンド３２により、ＢＣＲ５３前から隣接する容器棚６２に、容器２０を移載する（図１９参照）。

次のステップＳ１１３では、上記ステップＳ１０１～Ｓ１１２を繰返し、全ての容器２０を、容器棚６２に移載する（図２０参照）。

次のステップＳ１１４においては、ロボットハンド３２により、容器棚６２からＢＣＲ５３前に容器２０を移動させる。

図１３に示されるフローチャートのステップＳ１１５に進み、ＢＣＲ５３により、容器２０の容器ＩＤを読み取り、読み取りが正確であったか否かの可否判定を行う。判定の結果ＹｅｓであればステップＳ１１６に進み、Ｎｏであれば、ステップＳ１１７に進む。

ステップＳ１１７では、ＢＣＲ５３による読み取り可否判定が再度行われ、判定の結果Ｙｅｓであれば、ステップＳ１１６に進む。Ｎｏであれば、ステップＳ１１８において、ＢＣＲ読取ＮＧ警報が出力される。

ステップＳ１１６においては、ＢＣＲ５３から容器ＩＤ情報が制御装置７０に送信され、ここから、ロボット３０に送信される。

ステップＳ１１９に進み、図２１に示されるように、ロボットハンド３２により、ＢＣＲ５３前からターンテーブル５１上に、容器２０を移載する。

次のステップＳ１２０においては、ターンテーブル５１において、容器２０を回転させながら、ターンテーブルカメラ５２により、蓋２２に設けられている蓋開閉用カプラ２５（図５参照）の位置情報を取得し、ハンドリング可能かどうかを判定する。

判定結果がＹｅｓであれば、ステップＳ１２１に進み、Ｎｏであれば、ステップＳ１２２において、ターンテーブルカメラ５２による撮像処理判定のリトライが行われる。

判定結果がＹｅｓであれば、ステップＳ１２１に進む。判定結果がＮｏであれば、ステップＳ１２３に進み、画像処理ＮＧ警報出力がなされる。

ステップＳ１２１においては、ターンテーブルカメラ５２から座標位置情報が、制御装置７０を介してロボット３０に教示される。

次の、ステップＳ１２４では、図２２に示されるように、教示された蓋開閉用カプラ２５の位置で、ロボットハンド３２を９０°回転させて、開閉機構２３のシール材２４内に負圧を導入して、容器本体２１から蓋２２を脱し、図２３に示されるように、蓋２２のみを蓋置き台６０上に移載する。

ステップＳ１２５に進み、ロボットハンド３２により、錠剤の入った容器本体２１をターンテーブル５１から、製剤取扱機６４の投入シュート６６に移動し、容器本体２１を傾けて錠剤を投入する（図２４参照）。

投入シュート６６へ錠剤を投入した後は、次のステップＳ１２６において、ロボットハンド３２により、空になった容器本体２１をターンテーブル５１に移載する。ステップＳ１２７では、図２５に示されるように、ロボットハンド３２により、蓋置き台６０上の蓋２２を容器本体２１に取付け、ステップＳ１２８において、ターンテーブル５１から、パレット４１上に移載する。ステップＳ１２９ではＳ１１４～Ｓ１２８を繰返し、全ての容器２０をパレット４１上に戻す（図２６参照）。

次に、空の容器２０に、出来上がった糖衣錠を製剤取扱機６４から受け取って、入出庫室４０に戻す過程を、図１４～図１６におけるフローチャートのステップＳ２０１～Ｓ２３２で示す。

まず、ステップＳ２０１において、入出庫室４０に、パレット４１上に積載された空の容器２０を搬入する。

次のステップＳ２０２においては、入出庫室４０に設けられたパレタイズカメラ４２により容器２０の位置を撮像し、ロボットハンド３２によって搬出可能かどうかを判定する。判定結果がＹｅｓであれば次のステップＳ２０３に進む。ＮｏであればステップＳ２０４に進み、再度パレタイズカメラ４２により容器位置を撮像して、処理可能かどうかの判定を行う。

判定結果がＹｅｓであればステップＳ２０３に進む。判定結果がＮｏであれば、ステップＳ２０５に進み、画像処理ＮＧ警報出力が出される。

ステップＳ２０３においては、パレタイズカメラ４２から、制御装置７０を介して、ロボット３０に容器２０の座標情報が教示される。

次のステップＳ２０６において、ロボット３０により、容器２０を一缶ずつハンドリングすることになる。

ステップＳ２０７においては、ロボットハンド３２により、ＢＣＲ５３前に容器２０を移動し、次のステップＳ２０８においては、ＢＣＲ５３により、容器２０に予め設けられている容器ＩＤを読み取り、次の処理が可能か否かを判定する。

判定結果がＹｅｓであれば、ステップＳ２０９に進み、ＮｏであればステップＳ２１０に進む。

ステップＳ２１０では、ステップＳ２０８と同様に、ＢＣＲ５３により容器ＩＤを再度読取り、処理可能か否かの判定（リトライ）が実行される。

判定結果がＹｅｓであれば、ステップＳ２０９に進む。Ｎｏであれば、ステップＳ２１１に進み、ＢＣＲ読取ＮＧ警報が出力される。

ステップＳ２０９においては、ＢＣＲ５３から容器ＩＤ情報を、制御装置７０を介してロボット３０に送信される。

次のステップＳ２１２においては、ロボットハンド３２により、容器２０をＢＣＲ５３前から秤量器台６８に移載し、且つ、ロボットシステム（制御装置及びロボット）へ計量要求を送信する。

ステップＳ２１３に進み、ロボットハンドリングにて容器２０を秤量器台６８からターンテーブル５１に移載する。

図１５のフローチャートに示される、次のステップＳ２１４において、ターンテーブル５１により容器２０を回転させながら、ターンテーブルカメラ５２により、蓋開閉用カプラ２５の位置情報を撮像して、ハンドリングが可能かどうかの判定を行う。

判定結果がＹｅｓであれば、ステップＳ２１５に進む。判定結果がＮｏであればステップＳ２１６に進み、撮像処理判定リトライが行われ、結果がＹｅｓであれば、ステップＳ２１５に進む。判定結果がＮｏであればステップＳ２１７において画像処理ＮＧ警報出力がなされる。

ステップＳ２１５においては、ターンテーブル５１からロボット３０へ、制御装置７０を介して、ターンテーブルカメラ５２によって取得された容器２０の座標位置を教示する。

ステップＳ２１８に進み、ロボットハンド３２により、蓋２２を外して、この蓋２２のみを、蓋置き台６０に移載し、次のステップＳ２１９に進む。

ステップＳ２１９では、ロボットハンド３２により、蓋２２を外した容器本体２１をターンテーブル５１上から、糖衣機である収缶台６５に移載し、缶を傾斜姿勢にした状態で待機する。

次のステップＳ２２０においては、ロボット３０から製剤取扱機６４への排出要求をＯＮさせる。

ステップＳ２２１においては、収缶台６５上の容器本体２１に収缶量を検知するレベルセンサが規定値に達したら、ロボット３０が缶静置に移行して、ロボットハンド３２により、容器本体２１を水平姿勢にして、収缶台６５上に移載する。

次のステップＳ２２２においては、収缶台６５に設けられた満杯センサがＯＮ信号を出力したとき、ロボット３０からの排出要求をＯＦＦとする。

ステップＳ２２３に進み、ロボットハンド３２により、収缶台６５からＢＣＲ５３前に、糖衣錠を収容した容器本体２１を移動させる。

図１６のフローチャートにおけるステップＳ２２４に進み、容器ＩＤ情報が正しく読取られたか否かを判定し、判定結果がＹｅｓであれば、ステップＳ２２５に進む。

判定結果がＮｏであればステップＳ２２６に進み、容器ＩＤ情報の読取りの判定リトライが行われ、結果がＹｅｓであれば、ステップＳ２２５に進む。判定結果がＮｏであればステップＳ２２７においてＢＣＲ読取ＮＧ警報出力がなされる。

ステップＳ２２５では、ＢＣＲ５３により読取った容器本体２１の容器ＩＤ情報を制御装置７０に送信する。

次のステップＳ２２８では、ロボットハンド３２により、容器本体２１をＢＣＲ５３前から秤量器台６８に移載し、ステップＳ２２９に進み、ロボットハンド３２により、蓋置き台６０上の蓋２２を、容器本体２１に戻す。

次のステップＳ２３０においては、ロボット３０から、ロボットシステム（制御装置７０）に計量要求を送信し、ステップＳ２３１においては、ロボットハンド３２により、糖衣錠を収納した容器２０を、秤量器台６８からパレット４１上に移載する。

ステップＳ２３２においては、上記ステップＳ２０２～Ｓ２３１を繰り返して、全ての容器２０をパレット４１上に移載して、ロボットハンドリングを終了する。

なお、上記実施例は、製剤取扱機６４は、糖衣錠の場合のものであるが、これは、打錠機あるいは製剤機であってもよい。

容器本体２１内の製剤の成分が、全ての容器２０において均一ではなく、入出庫室４０に搬入されたときの容器本体２１と蓋２２との組合せが替わると、蓋２２の裏面に付着している製剤と容器本体２１内の製剤とが微妙に異なってしまうことになる。ＩＤ用バーコード５３Ａ、５３ＢはＩＤ情報を一致させることにより、上記の容器本体２１と蓋２２との組合せが相違しないようにするために設けられる。

これに対して、蓋２２の裏面に付着した製剤を、蓋吸着装置３５により吸着して蓋２２を容器本体２１から最初に取脱したときに、図２７に示されるように、蓋置き台６０に隣接して設けた蓋裏清掃装置７４を用いて除去すれば、上記のようなＩＤ用バーコード５３Ａ、５３Ｂを用いて、容器本体２１と蓋２２とを一致させる必要がないので、容器本体２１、蓋２２へのＩＤ用コードの取付け、その読取り装置は不要となる。蓋裏清掃装置７４としては、例えばバキューム吸引装置あるいはエアブローとする。

図２８には、蓋吸着装置の他の実施例を示す。他の実施例にかかる蓋吸着装置３７はロボットハンド３２に揺動自在に支持された揺動アーム３７Ａに設けられる負圧吸盤３７Ｂと、圧力切替部３８とを有している。

蓋吸着装置３７は、図２８において、２点鎖線３７Ｗで示される待機状態から、時計回りに９０°回転して蓋２２の上方に負圧吸盤３７Ｂの吸着面が、ロボットハンド３２により拘束されている容器本体２１に取付けられた状態の蓋２２から平行に離間した一つの平面内にあり、且つ、圧力切替部３８が蓋開閉用カプラ２５の上方に位置するように吸着開始位置に移動される。

次に、水平面上に載置された状態の容器本体２１上に載置された蓋２２に対して上方から接近して、負圧吸盤３７Ｂが上方から吸着し、同時に、圧力切替部３８が、蓋開閉用カプラ２５に上方から嵌合して、シール材２４の内側の空間２４Ｓに負圧（図６参照）を導入して、蓋２２が容器本体２１から外れるようにすることができる。

従って、図１１に示される実施例と比較して、負圧導入と負圧吸盤の吸着を一動作で実行できるので、ロボットハンドリングの作業時間を短縮することができる。

なお、上記実施例はいずれも製剤取扱のための容器をロボットハンドリングするシステムに関するものであるが、本発明はこれに限定されるものでなく、粉末形状、タブレット形状の食品、サプリメント、樹脂、金属、陶石等のハンドリングにも適用される。

１…容器
１Ａ…容器本体
２…把持部
３…蓋
４…負圧吸盤
５…上下動部
６…減圧部
７…減圧路
８…ロボット
９…ロボットアーム
１０…ロボットハンドリングシステム
２０…容器
２１…容器本体
２１Ａ…張出部
２１Ｂ…把手
２２…蓋
２３…開閉機構
２４…シール材
２４Ａ…下側保持部
２４Ｓ…空間
２５…蓋開閉用カプラ
２５Ａ…減圧路
２６…シール材圧力切替装置
２７…負圧センサ
３０…ロボット
３２…ロボットハンド
３３…拘束部
３４…挟持バー
３５、３７…蓋吸着装置
３５Ａ、３７Ｂ…負圧吸盤
３７Ａ…揺動アーム
３７Ｗ…待機状態
３８…圧力切替部
４０…入出庫室
４１…パレット
４２…パレタイズカメラ
５０…ターンテーブルユニット
５１…ターンテーブル
５２…ターンテーブルカメラ
５３…バーコードリーダ（ＢＣＲ）
５３Ａ、５３Ｂ…ＩＤ用バーコード
５４…ターンテーブル在荷センサ
６０…蓋置き台
６１…蓋在荷センサ
６２…容器棚
６２Ａ…容器在荷センサ
６４…製剤取扱機
６５…収缶台
６５Ａ…収缶台在荷センサ
６５Ｂ…収缶台満杯センサ
６６…投入シュート
６８…秤量器台
６８Ａ…秤量器台在荷センサ
７０…制御装置
７４…蓋裏清掃装置
Ｘ…隙間

Claims

上端に開口を備えた容器本体、及び、この容器本体の上端に着脱されて、前記開口を開閉する蓋を含む容器と、前記容器を把持して、これを移動させ、傾け、あるいは前記蓋を前記容器本体の上端に着脱するロボットハンドを備えたロボットと、このロボットを制御する制御装置と、前記蓋に設けられ、前記蓋により前記容器本体の前記開口を開閉する際に、チューブ構造を有するシール材の弾性力によって前記容器本体との間の気密を形成、解除する開閉機構であって、前記シール材の内部に形成された空間の減圧を行って負圧にするための減圧路を備え、前記減圧路を介して前記空間が減圧されて負圧となり、前記空間が収縮した状態において前記空間を開放可能とする開閉機構と、を有してなり、
前記シール材は、前記容器本体の上端を外側に突出した張出部に対して、外側から密着可能、且つ、外側へ分離可能に設けられ、
前記容器本体の外周には、半径方向外側に突出する一対の把手が設けられ、前記ロボットハンドは、前記容器の高さ方向に、前記張出部と前記把手の間の位置で、半径方向には、前記外周に対して、前記容器の高さ方向に摺動可能に隙間をもって挟み込み、前記容器本体の外周を拘束可能に構成され、且つ、前記容器本体の外周を、隙間をもって拘束している状態で、上端が、前記蓋における前記張出部の下側面に、下端が、前記把手の上端に、選択的に当接可能に設けられていることを特徴とする容器のロボットハンドリングシステム。
請求項１において、
前記容器本体は有底の円筒形状とされ、
前記ロボットハンドは、半円弧状の拘束部と、前記拘束部を挟み込むように、その幅方向両側に設けられた一対の挟持バーとを有してなり、
前記拘束部は、前記容器本体が水平面上に載置され、その中心軸線が鉛直方向のとき、前記中心軸線に対して直交する水平面内にあり、上から見て半円弧形状とされ、
前記挟持バーは、前記水平面内で、先端が前記容器本体の前記張出部と前記把手との間の位置に入り込み、前記隙間をもって前記容器本体の外周を直径方向に挟み込む拘束位置と、前記拘束位置から開いて、前記張出部と前記把手との間の位置から水平方向に離脱可能な退避位置との間で前記水平面内で揺動可能とされたことを特徴とする容器のロボットハンドリングシステム。
請求項２において、
前記ロボットハンドは、前記容器本体に取付けられた状態の前記蓋に外側から接近して、これを吸着可能な少なくとも２個の負圧吸盤を含む蓋吸着装置と、前記開閉機構における前記減圧路を開閉する圧力切替部と、を有してなり、前記蓋を前記蓋吸着装置に吸着したままで、前記容器本体に取付、取脱をするように構成され、
前記負圧吸盤は、その吸着面が、前記ロボットハンドにより拘束されている状態の前記容器本体の中心軸線と平行で、且つ、前記容器本体に取付けられた状態の前記蓋と直交する一つの直平面内にあるように、前記一対の挟持バーの一方に取付けられ、且つ、水平面上に載置された状態の前記容器本体上に載置された前記蓋に対して上方から接近して、これを吸着して持上げ可能とされたことを特徴とする容器のロボットハンドリングシステム。
請求項２において、
前記ロボットハンドは、前記容器本体に取付けられた状態の前記蓋に外側から接近して、これを吸着可能な少なくとも２個の負圧吸盤を含む蓋吸着装置と、前記開閉機構における前記減圧路を開閉する圧力切替部と、を有してなり、前記蓋を前記蓋吸着装置に吸着したままで、前記容器本体に取付、取脱をするように構成され、
前記負圧吸盤は、その吸着面が、前記ロボットハンドにより拘束されている前記容器本
体に取付けられた状態の前記蓋と平行に離間した一つの平面内にあるように設けられ、水平面上に載置された状態の前記容器本体上に載置された前記蓋に対して上方から接近して、これを吸着して持上げ可能とされたことを特徴とする容器のロボットハンドリングシステム。
請求項２において、
前記ロボットハンドは、前記容器本体に取付けられた状態の前記蓋に外側から接近して、これを吸着可能な少なくとも２個の負圧吸盤を含む蓋吸着装置と、前記開閉機構における前記減圧路を開閉する圧力切替部と、を有してなり、前記蓋を前記蓋吸着装置に吸着したままで、前記容器本体に取付、取脱をするように構成され、
前記負圧吸盤は、前記ロボットハンドに揺動自在に支持された揺動アームに設けられ、その吸着面が前記容器本体の中心軸線と平行、且つ、前記蓋と直交する直平面内にある待機状態と、この待機状態から９０°回転して、前記容器本体上に載置された前記蓋から平行に離間した一つの平面内にある吸着開始位置となるようにされ、
前記ロボットハンドは、前記蓋が載置されている前記容器本体を拘束した状態で、且つ、前記張出部に下方から当接して、前記負圧吸盤により前記蓋を吸着した状態で前記容器本体を支持可能とされたことを特徴とする容器のロボットハンドリングシステム。
請求項４において、
前記ロボットハンドは、前記蓋が取付けられている前記容器本体を拘束した状態で、且つ、前記負圧吸盤により前記蓋を吸着した状態で前記張出部に下方から当接して、前記容器本体を支持可能とされたことを特徴とする容器のロボットハンドリングシステム。
請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記シール材は、前記張出部に外側から密着している状態で、その下端部分が、前記張出部の下側に延在する下側保持部を有し、
前記下側保持部は、前記シール材の前記密着している状態のとき、前記張出部の下側面と前記ロボットハンドの上端との間に、挟み込まれ得るように構成されたことを特徴とする容器のロボットハンドリングシステム。
請求項１乃至７のいずれかにおいて、
前記ロボットハンドは、前記容器本体の外周を隙間をもって拘束する容器拘束面が、前記容器本体の外周の周方向長さの５０％を超える周方向長さを有して構成されたことを特徴とする容器のロボットハンドリングシステム。
請求項１乃至８のいずれかにおいて、
前記ロボットにより前記容器を移載可能で、且つ、移載された前記容器を水平面内での目標の座標位置に移動可能なターンテーブル、及び、このターンテーブル上の前記容器を撮影して、その水平面内での座標位置情報を取得するターンテーブルカメラを備えた、ターンテーブルユニットと、
前記ターンテーブルの上方又は側方に隣接して配置され、前記ターンテーブル上の前記容器から取脱された前記蓋を載置する蓋置き台と、
前記蓋置き台に隣接して配置され、前記蓋が取脱された、前記ターンテーブル上の前記容器の容器本体を複数載置可能な容器棚と、
を有してなり、
前記容器はパレット上に載置された状態で、入出庫室に出入れされ、
前記制御装置は、前記ターンテーブルカメラからの、前記ターンテーブル上における前記容器の座標位置情報の信号、前記蓋置き台における前記蓋の有無の蓋在荷情報の信号、及び、前記容器棚における前記容器の有無の容器在荷情報の信号に基づいて、前記ロボットを制御して、前記ロボットハンドにより、前記パレット上の前記容器を一缶ずつ前記ターンテーブル上に移載し、この移載された前記容器から一缶ずつ前記蓋を取り脱して、前記蓋置き台上に載置させ、前記蓋を取脱した後の前記容器本体を、一缶ずつ、前記容器棚に移載させるように構成されたことを特徴とする容器のロボットハンドリングシステム。
請求項９において、
前記ターンテーブルユニットには、前記ロボットハンドにより把持された状態の前記容器における前記容器本体及び前記蓋にそれぞれ設けられたＩＤコードを読取るためのコードリーダが設けられ、
前記コードリーダは、読取った前記容器本体のＩＤ信号、及び前記蓋のＩＤ信号を、前記制御装置に出力するようにされ、前記制御装置は、取脱された前記蓋を、ＩＤが一致する前記容器本体にのみ、取付けるようにされたことを特徴とする容器のロボットハンドリングシステム。
請求項９において、
前記蓋置き台に隣接して、前記容器本体から取脱された前記蓋の内側に付着している、前記容器本体内の収容物の一部を除去する蓋裏清掃装置を設けてなり、前記制御装置は、前記ロボットハンドにより前記容器本体から取脱された状態の前記蓋の裏面の付着物の除去動作をさせるように構成されたことを特徴とする容器のロボットハンドリングシステム。