JP7328510B2

JP7328510B2 - 組立装置

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Publication number: JP7328510B2
Application number: JP2019099797A
Authority: JP
Inventors: 正人太田; 隆宮崎; 裕亮清水
Original assignee: Shibuya Corp
Current assignee: Shibuya Corp
Priority date: 2019-05-28
Filing date: 2019-05-28
Publication date: 2023-08-17
Anticipated expiration: 2039-05-28
Also published as: JP2020192644A

Description

本発明は組立装置に関し、詳しくは、複数の部品によって構成された組立品を組み立てる組立装置に関する。

従来、複数の部品によって構成された組立品を組み立てる組立装置として、搬送手段によって搬送される主部品に、他の装着部品を装着して組み立てるものが知られている（特許文献１）。
この特許文献１の組立装置は、上記組立手段として主部品としての容器部に装着部品としてのキャップを装着するキャッパを有しており、当該キャッパには当該キャッパに対してキャップを供給する供給手段が接続されている。

特開平０５－０５１０８７号公報

しかしながら、上記特許文献１のように供給手段が組立手段に直接部品を供給する構成とした場合、当該部品を供給するための構成が複雑となるため、部品の供給時に異常が発生しやすいという問題が生じる。
このような問題に鑑み、本発明はより簡易な構成により効率的に組立品を組み立てることが可能で、また欠品が発生した場合には当該欠品を補充することが可能な組立装置を提供するものである。

すなわち請求項１の発明にかかる組立装置は、複数の部品によって構成された組立品を組み立てる組立装置であって、
上記組立品を構成する複数の部品を収容可能なキャリアと、上記キャリアに上記部品を供給する部品供給手段と、上記キャリアに収容された部品を同じキャリアに収容された他の部品に装着する組立手段と、上記キャリアを移動させる搬送手段とを備え、
上記供給手段と上記組立手段とを離隔した位置に設け、
上記搬送手段は、無端状に設けられた循環搬送経路と、該循環搬送経路から分岐して設けられ、上記組立手段に上記キャリアを移動させる分岐経路とを備え、
上記供給手段は上記循環搬送経路上の一つのキャリアに対して上記組立品を構成する全ての部品を供給し、
上記供給手段と組立手段との間に、上記キャリアに収容された部品を認識する欠品認識手段を設け、
上記欠品認識手段が上記キャリアに全ての部品が収容されていることを認識した場合には、当該全ての部品が収容されているキャリアは上記分岐経路から上記組立手段へ移動させ、
上記欠品認識手段が上記キャリアに全ての部品が収容されていないことを認識した場合には、当該部品の欠けがあるキャリアは上記分岐経路から上記組立手段へ移動させずに循環搬送経路により上記供給手段へと循環移動させ、当該供給手段が当該キャリアに対して上記欠けの認識された部品を供給することを特徴としている。

上記発明によれば、上記供給手段が部品をキャリアに収容すると、上記組立品を構成する全ての部品が収容されているキャリアは分岐経路から組立手段へと移動して組立手段への部品の供給を行うことから、上記供給手段と組立手段との接続部が不要となり、このような接続部で発生していた異常をなくすことができる。
一方、キャリアには上記組立品を構成する全ての部品が収容されるようになっているが、上記供給手段による物品の供給ミスが発生し、所要の物品が欠品してしまう場合がある。その場合であっても、欠品認識手段が当該欠品を認識するとともに、当該部品の欠けがあるキャリアは分岐経路から組立手段へ移動されないで循環搬送経路によって再度供給手段に循環移動されて、欠けと認識された部品が供給手段により当該キャリアに供給される。それにより、当該欠品が解消されて全ての部品が収容されたキャリアを分岐経路から組立手段に移動させることが可能となる。

本実施例にかかる充填ラインの平面図キャリアのホルダおよび当該ホルダに収容される部品を示す正面図キャリアおよびレールについての側面図容器供給手段を説明する平面図容器供給手段を説明する側面図充填打栓部における動作を説明する図キャリアストッカの平面図ヘッドキャリアの側面図

以下図示実施例について説明すると、図１は組立品としての目薬容器１に目薬を充填し、さらにキャッピングを行う充填ライン２を示している。
図２に示すように、上記目薬容器１は複数の部品によって構成されており、薬剤を収容する主部品としての容器部１ａと、当該容器部１ａの口部に装着されて上記薬液を一滴ずつ滴下させるための装着部品としての中栓１ｂと、上記口部に装着される装着部品としてのキャップ１ｃとから構成されている。
上記容器部１ａは、図２に示す正面視では上底が下底よりも長い略台形形状を有する一方、図３に示す側面視では所定の厚さを有した略長方形形状を有している。また当該容器部１ａの上部中央には、上方に向けて円筒状の口部が形成されている。
上記中栓１ｂは樹脂製で略円柱状を有しており、上記中栓１ｂを上記口部の内部に上方から圧入することで、当該中栓１ｂを容器部１ａに装着することが可能となっている。
また上記キャップ１ｃは上記正面視において上底が下底よりも短い略台形形状を有するとともに、図３に示す側面視において所定の厚さを有した略長方形形状を有している。
上記キャップ１ｃの内部には、上記容器部１ａの口部の外周部分に係合する係合部が形成され、このキャップ１ｃを容器部１ａに装着するためには、当該キャップ１ｃを上方から所定の圧力で容器部１ａに圧接させればよい構造となっており、換言するとキャップ１ｃを装着する際に当該キャップ１ｃを口部に対して回転させる必要がない構造となっている。
このような容器部１ａにキャップ１ｃを装着すると、容器部１ａの上底部分とキャップ１ｃの下底部分とが密着して、側面視において略６角形を有した目薬容器１が得られるようになっている（図６参照）。
なお、上記構成を有した目薬容器１は従来公知であり、上記中栓１ｂやキャップ１ｃの構造の詳細な説明については省略する。

上記充填ライン２は、上記目薬容器１を構成する部品を供給する部品供給部Ａと、上記容器部１ａに薬剤を充填するとともに上記中栓１ｂやキャップ１ｃを装着する２つの充填打栓部Ｂ１、Ｂ２と、上記キャップ１ｃの装着された目薬容器１を排出する排出部Ｃと、上記部品供給部Ａ、充填打栓部Ｂ１、Ｂ２、排出部Ｃを循環するように上記部品や目薬容器１を搬送する搬送手段３とを備えており、これらは図示しない制御手段によって制御されるようになっている。
本実施例において、上記部品供給部Ａは内部が無菌状態に維持された部品供給アイソレータ４に収容され、また上記２つの充填打栓部Ｂ１、Ｂ２もそれぞれ内部が無菌状態に維持された充填打栓アイソレータ５に収容されている。
また上記部品供給部Ａおよび充填打栓部Ｂ１、Ｂ２以外の上記排出部Ｃや搬送手段３の一部は、内部が外部よりも清浄に維持されたクリーンブース６に収容されている。
本実施例では、上記部品供給アイソレータ４と上記クリーンブース６とが隣接して設けられ、一方上記充填打栓アイソレータ５は上記クリーンブース６の内部に設けられている。
そして上記部品供給アイソレータ４と上記クリーンブース６との接続位置には上記搬送手段３によって搬送される部品等が通過可能な程度の連通口４ａが形成され、また上記充填打栓アイソレータ５にも部品等が通過可能な連通口５ａが形成されている。

上記２つの充填打栓アイソレータ５は上記クリーンブース６の内部に設けられているが、当該充填打栓アイソレータ５を構成する一つの側面は上記クリーンブース６の側面と一体的に構成され、当該側面が外部に露出するようになっている。
当該露出した側面は透明なアクリル板によって構成され、当該アクリル板には作業者が装着可能な図示しないグローブが設けられている。このため、作業者は充填打栓アイソレータ５の内部での作業を、グローブを用いて外部から作業することが可能となっている。

そして上記部品供給アイソレータ４、充填打栓アイソレータ５はそれぞれ内部に無菌エアを供給する図示しない無菌エア供給手段を備え、内部は所要の陽圧に設定されている。また上記クリーンブース６内も所要の陽圧に設定されている。
そして、部品供給アイソレータ４、充填打栓アイソレータ５の内圧は上記クリーンブース６の内圧よりも陽圧に設定されており、クリーンブース６内で発生する粉塵等が上記部品供給アイソレータ４、充填打栓アイソレータ５に侵入するのを防止するようになっている。

上記搬送手段３は、無端状に設けられた搬送軌道を構成するレール１１と、当該レール１１に沿ってリニア駆動される複数のキャリア１２とを備えており、上記制御手段は各キャリア１２の位置および移動速度を個別に制御することが可能となっている。
上記レール１１は、上記部品供給アイソレータ４の内部に設けられた略Ｃ字状を有する部品供給区間１１Ａと、上記クリーンブース６の内部に設けられた略Ｕ字状を有する搬送区間１１Ｂと、上記充填打栓アイソレータ５の内部に設けられた充填打栓区間１１Ｃとを有している。
このうち部品供給区間１１Ａと搬送区間１１Ｂとは環状の循環経路を構成しており、一方上記充填打栓区間１１Ｃは上記搬送区間１１Ｂから分岐するように設けられている。
このように、上記部品供給区間１１Ａと上記充填打栓区間１１Ｃとは離隔した位置に設けられているものの、上記キャリア１２は上記搬送区間１１Ｂを移動しつつ、部品供給区間１１Ａと上記充填打栓区間１１Ｃとの間を循環移動するようになっている。
さらに、上記部品供給区間１１Ａの両端部と搬送区間１１Ｂの両端部は若干離隔しており、また上記充填打栓区間１１Ｃの両端部も上記搬送区間１１Ｂに対して若干離隔して設けられている。しかしながら、これらの離隔した部分については、これらの間に設けた接続レール１３によってキャリア１２を乗り移らせるようになっている。

図２、図３に示すように、上記キャリア１２は、上記部品を収容するホルダ１４と、当該ホルダ１４を支持する板状のベース部材１５と、ベース部材１５の下面に設けられた柱状部材１６と、当該柱状部材１６の略中央に設けられるとともに内部に永久磁石１７ａが設けられたシャトル１７と、当該シャトル１７の上下に設けられた２組のローラ１８とから構成されている。
上記ホルダ１４の上面には部品の形状に併せて凹部１４ａが形成されており、これらの凹部１４ａには、搬送方向上流側の端部から順に、主部品としての容器部１ａ、部品としての上記中栓１ｂおよびキャップ１ｃが収容されるようになっている。
また上記ホルダ１４の凹部１４ａのうち、上記容器部１ａおよびキャップ１ｃを収容する凹部１４ａについては、収容された容器部１ａおよびキャップ１ｃの向きが一致するように形成されている。
さらに図３に示すように、上記ホルダ１４は上記ベース部材１５の上面に並行に２つ設けられており、一つのキャリア１２で二組の部品を搬送可能となっている。
なお、図２（ｂ）に示すように、ホルダ１４の上部に、上記凹部１４ａに代えてキャップ１ｃや容器部１ａの底部と嵌合する突起１４ｂやハカマ１４ｃを設け、これらの位置決めを行うようにしてもよい。

図３に示すように、上記レール１１には、上記シャトル１７の側方に設けられた電磁コイル１９と、当該電磁コイル１９の上下に設けられて上記キャリア１２のローラ１８に当接するガイド２０とを備えている。
上記キャリア１２のローラ１８が上記レール１１のガイド２０に当接すると、上記電磁コイル１９とシャトル１７との間には一定の隙間が形成され、この状態で電磁コイル１９から磁力を生じさせることで、上記キャリア１２をリニア駆動することが可能となっている。
なお、リニア駆動によりキャリア１２を移動させる搬送手段３は従来公知であり、リニア駆動に関するこれ以上の詳細な説明については省略する。

図３において実線で示しているレール１１は、上記部品供給区間１１Ａや搬送区間１１Ｂを構成するレール１１、もしくは上記充填打栓区間１１Ｃを構成するレール１１を示し、当該実線で示すレール１１に対して上記キャリア１２を挟んで反対側には上記接続レール１３が破線により示されている。
当該接続レール１３も上記部品供給区間１１Ａや搬送区間１１Ｂを構成するレール１１と同様、上記電磁コイル１９および上記ガイド２０とを備えており、上記制御手段が電磁コイル１９を制御することで、当該接続レール１３に沿ってキャリア１２を移動させることが可能となっている。
このような構成により、上記キャリア１２が上記部品供給区間１１Ａのレール１１と接続レール１３との間に位置すると、制御手段が部品供給区間１１Ａのレール１１の電磁コイル１９を消磁させる一方、上記接続レール１３の電磁コイル１９を作動させて、キャリア１２を部品供給区間１１Ａから接続レール１３へと乗り移らせることができる。
一方、その後上記接続レール１３を移動したキャリア１２が搬送区間１１Ｂのレール１１との間に位置すると、制御手段は接続レール１３の電磁コイル１９を消磁させる一方、上記搬送区間１１Ｂのレール１１の電磁コイル１９を作動させて、接続レール１３から搬送区間１１Ｂへとキャリア１２を乗り移らせることができる。

上記搬送区間１１Ｂから上記充填打栓区間１１Ｃへとキャリア１２を分岐させる際は、上記接続レール１３によって任意のキャリア１２を充填打栓区間１１Ｃへと分岐させ、その他のキャリア１２についてはそのまま搬送区間１１Ｂを移動させて、充填打栓区間１１Ｃを通過させることが可能となっている。
つまり、キャリア１２を搬送区間１１Ｂから充填打栓区間１１Ｃへと分岐させる場合には、当該キャリア１２が上記接続レール１３に差しかかった時に、制御手段が上記接続レール１３の電磁コイル１９を作動させて、当該キャリア１２を充填打栓区間１１Ｃへと乗り移らせればよい。
これに対し、キャリア１２を上記充填打栓区間１１Ｃを通過させる場合には、制御手段は上記接続レール１３の電磁コイル１９を作動させず、搬送区間１１Ｂのレール１１の電磁コイル１９を作動させ続ければよい。

上記部品供給部Ａは、上記搬送手段３の部品供給区間１１Ａに沿って設けられた供給手段としてのキャップ供給手段２１、中栓供給手段２２、容器供給手段２３とによって構成されている。なお、これらの供給手段の順序はこの通りである必要はない。
以下、図４、図５を用いて上記容器供給手段２３について説明するが、上記キャップ供給手段２１、中栓供給手段２２も同様の構成を有しているため、これらについての詳細な説明については省略するものとする。
上記容器供給手段２３は、上記容器部１ａを供給するホッパ２４と、容器部１ａを搬送するコンベヤ２５と、コンベヤ２５上の容器部１ａを撮影するカメラ２６と、コンベヤ２５上の容器部１ａを保持するロボット２７と、当該ロボット２７から容器部１ａを受け取って上記キャリア１２に収容する受け渡し手段２８とから構成されている。
このうち、上記ホッパ２４を除くコンベヤ２５、カメラ２６、ロボット２７、受け渡し手段２８は、図１に示すように上記ホッパ２４を中心として上記搬送手段３によるキャリア１２の搬送方向上流側および下流側に向けて対称に設けられている。なお図４は主にキャリア１２の移動方向下流側の構成を示している。

上記搬送手段３は、容器供給手段２３に対して１２個のキャリア１２を停止させるようになっており、具体的には２つの受け渡し手段２８のそれぞれに対して６個ずつキャリア１２を停止させるようになっている。
上記ホッパ２４には予め滅菌された容器部１ａが収容され、当該ホッパ２４の排出口の下方に設けられた上記コンベヤ２５に容器部１ａを排出するようになっている。
排出されたコンベヤ２５上の容器部１ａはランダムな方向を向いているため、これを上記カメラ２６によって撮影し、上記制御手段が撮影された画像から各容器部１ａの位置および向きを認識するようになっている。

上記ロボット２７は、アーム部２７ａと、アーム部２７ａの先端に設けられた吸着ヘッド２７ｂとから構成され、当該吸着ヘッド２７ｂは図示しない負圧発生手段に接続されている。
上記コンベヤ２５上の目薬容器１の位置および向きが認識されると、制御手段は当該容器部１ａの位置および向きに応じて、上記ロボット２７を制御して上記吸着ヘッド２７ｂを移動させ、当該容器部１ａの所要部分を吸着保持させる。
本実施例において、上記吸着ヘッド２７ｂには例えば２つの容器部１ａを吸着保持することが可能となっており、吸着保持された容器部１ａの間隔は、整列している２つのキャリア１２における、各ホルダ１４に形成された凹部１４ａの距離と同じ間隔に設定されている。
するとロボット２７は上記吸着した容器部１ａを上昇させながら、上記吸着ヘッド２７ｂを横転させ、起立した容器部１ａを上記受け渡し手段２８に隣接した受け渡し位置に移動させる。

上記受け渡し手段２８は、上記容器部１ａを吸着保持する吸着ヘッド２８ａと、当該吸着ヘッド２８ａを水平方向および上下方向に移動させる移動手段２９とによって構成されている。
上記吸着ヘッド２８ａは６つの容器部１ａを吸着保持することが可能となっており、吸着保持された容器部１ａの間隔は、整列した６つのキャリア１２における、各ホルダ１４に形成された凹部１４ａの距離と同じ間隔に設定されている。
このため、上記吸着ヘッド２８ａを上記受け渡し位置に待機させておき、その間に上記ロボット２７が上記吸着ヘッド２７ｂを複数回移動させて、６つの容器部１ａを吸着ヘッド２８ａに受け渡すようになっている。

上記移動手段２９は、図４に示すように上記搬送手段３のレール１１と直交して設けられた２つのＸ方向レール２９ａと、当該Ｘ方向レール２９ａに沿ってＸ方向に移動可能に設けられたＹ方向部材２９ｂと、Ｙ方向部材２９ｂに対して上下方向に設けられたＺ方向レール２９ｃとを備え、上記吸着ヘッド２８ａは上記Ｚ方向レール２９ｃによって上下に移動可能に設けられている。
上述したように、上記受け渡し位置では上記吸着ヘッド２８ａが６つの容器部１ａを吸着保持するため、その後当該吸着ヘッド２８ａを上記レール１１に対して直交する方向に移動させ、かつ当該吸着ヘッド２８ａを上下に移動させるだけで、６つのキャリア１２における上記ホルダ１４の凹部１４ａに容器部１ａを収容することが可能となっている。
換言すると、上記ロボット２７の吸着ヘッド２７ｂと、上記受け渡し手段２８の吸着ヘッド２８ａとは、上記キャリア１２のホルダ１４に形成された凹部１４ａと同じ向きで容器部１ａの受け渡しを行うため、受け渡し手段２８は容器部１ａの向きを変更せずに凹部１４ａに収容することが可能となっている。

また上記搬送手段３における、上記充填打栓部Ｂ１、Ｂ２よりも上流側に隣接した位置には、上記部品供給部Ａにおいて部品が収容されたキャリア１２を撮影する欠品認識手段としてのカメラ３２が設けられている。
上記カメラ３２が撮影した画像は上記制御手段によって画像認識され、上記キャリア１２のホルダ１４に収容されている部品の有無が判定される。
判定の結果、キャリア１２に設けられた２つのホルダ１４において、いずれかの部品の欠品が認識されると、制御手段は当該欠品のあるキャリア１２については、上記充填打栓部Ｂ１、Ｂ２を通過させ、上記搬送区間１１Ｂをそのまま移動させる。
続いて、制御手段は当該欠品のあるキャリア１２を上記排出部Ｃを通過させ、再度上記部品供給部Ａへと移動させ、当該欠品のあるキャリア１２を他のキャリア１２と共に、上記キャップ供給手段２１、中栓供給手段２２、容器供給手段２３で順次停止させる。
このとき、制御手段はこれらの供給手段を制御して、上記欠品のあるキャリア１２に対しては、既に収容されている部品の供給は行わず、欠品している部品のみを供給する。
このようにすることで、部品供給部Ａにおいて部品の供給ミスが生じた場合であっても、当該欠品のあるキャリア１２を循環させて再度部品供給部Ａに移動させることで、欠品のあるキャリア１２に収容されていた部品をリジェクトすることなく、欠品した部品の補充をすることが可能となっている。

上記充填打栓部Ｂ１、Ｂ２はそれぞれ上記充填打栓アイソレータ５内に収容されており、上記搬送手段３の充填打栓区間１１Ｃに沿って、キャリア１２の搬送方向上流側から順に、エアクリーナー４１と、充填手段４２と、中栓打栓手段４３と、キャッパ４４とを備えている。
これらエアクリーナー４１、充填手段４２、中栓打栓手段４３、キャッパ４４は、上記充填打栓アイソレータ５の壁面に接近した位置に設けられており、上記作業者がグローブを装着することで、これらの処理手段に対して所要の作業を行うことが可能となっている。
これにより、作業者が充填打栓アイソレータ５に進入することなく、充填打栓部Ｂ１、Ｂ２で発生した異常を回復させるための復旧作業を行うことが可能であり、異常回復後に充填打栓アイソレータ５内の滅菌作業が不要であることから、充填ライン２全体の生産効率を向上させることが可能となっている。
上記エアクリーナー４１は上記搬送手段３によって移動するキャリア１２の上方に、無菌エアを噴射する噴射ノズルを備え、上記キャリア１２に収容された部品の上部よりエアを噴射して、部品に付着した粉塵等を除去するものとなっている。

図６は、上記充填手段４２、中栓打栓手段４３、キャッパ４４の動作を説明する図であり、上記キャリア１２は図示右方から左方に向けて移動し、上記キャリア１２には、最も上流側（図示右方）から順に、容器部１ａ、中栓１ｂ、キャップ１ｃが収容されている。
上記充填手段４２は、充填打栓アイソレータ５の外部に設けられた図示しない薬剤供給手段に接続された充填ノズル４２ａと、当該充填ノズル４２ａを上下に昇降させる図示しない昇降手段とを備えている。
上記中栓打栓手段４３は、上記中栓１ｂを保持する保持ヘッドとしての中栓グリッパ４３ａと、当該中栓グリッパ４３ａを上下に昇降させる図示しない昇降手段とを備えている。
これと同様、上記キャッパ４４は、上記キャップ１ｃを保持する保持ヘッドとしてのキャッピングヘッド４４ａと、当該キャッピングヘッド４４ａを上下に昇降させる図示しない昇降手段とを備えている。
また本実施例では、上記キャリア１２に２つのホルダ１４が設けられ、上記部品が２列の状態で搬送されることから、上記充填ノズル４２ａ、中栓グリッパ４３ａ、キャッピングヘッド４４ａはそれぞれ上記ホルダ１４の間隔に併せて２つずつ設けられている。

以下、図６の各図を用いて上記充填手段４２、中栓打栓手段４３、キャッパ４４による、容器部１ａへの薬剤の充填および中栓１ｂやキャップ１ｃを装着して目薬容器１を組み立てる手順を説明する。
図６（ａ）は、上記充填手段４２によって容器部１ａに薬剤を充填する動作を示している。制御手段は上記キャリア１２を充填手段４２の下方に位置させ、容器部１ａの口部が充填ノズル４２ａの下方に位置するように停止させる。
すると、充填ノズル４２ａは上記昇降手段によって下降するとともに、下降した充填ノズル４２ａからは所定量の薬剤が吐出されて、薬剤が容器部１ａ内に充填されるようになっている。

図６（ｂ）は、上記中栓打栓手段４３によってキャリア１２から中栓１ｂを取り出す動作を示している。制御手段は上記キャリア１２を中栓打栓手段４３の下方に位置させ、上記中栓１ｂが中栓グリッパ４３ａの下方に位置するように停止させる。
すると、中栓グリッパ４３ａは上記昇降手段によって下降するとともに、下降した中栓グリッパ４３ａは中栓１ｂを保持するようになっている。

図６（ｃ）は、上記中栓打栓手段４３によって容器部１ａに中栓１ｂを打栓する動作を示している。上記中栓打栓手段４３は上記昇降手段によって中栓グリッパ４３ａを一旦上昇させ、この状態でキャリア１２が図６（ｂ）の状態から下流側に移動して、上記容器部１ａの口部を中栓グリッパ４３ａの下方に停止させる。
すると、中栓グリッパ４３ａは上記昇降手段によって下降し、吸着保持した中栓１ｂを上記容器部１ａの口部に嵌合させ、かつ所定の押圧力によって当該中栓１ｂを完全に打栓して、容器部１ａに装着するようになっている。

図６（ｄ）は、上記キャッパ４４によってキャリア１２からキャップ１ｃを取り出す動作を示している。制御手段は上記キャリア１２をキャッパ４４の下方に位置させ、かつキャップ１ｃをキャッピングヘッド４４ａの下方に位置するように停止させる。
すると、キャッピングヘッド４４ａは上記昇降手段によって下降するとともに、下降したキャッピングヘッド４４ａが当該キャップ１ｃを把持するようになっている。

図６（ｅ）は、上記キャッパ４４によって容器部１ａにキャップ１ｃを装着する動作を示している。制御手段は図６（ｄ）の状態から上記キャリア１２を下流側に移動させ、上記容器部１ａの口部をキャッピングヘッド４４ａの下方に位置するように停止させる。
すると、キャッピングヘッド４４ａは上記昇降手段によって下降し、保持したキャップ１ｃを上記容器部１ａの口部に嵌合させて、キャップ１ｃが容器部１ａに装着され、これにより目薬容器１が組み立てられることとなる。

このように、本実施例の充填ライン２の上記充填手段４２、中栓打栓手段４３、キャッパ４４は、それぞれ上記充填ノズル４２ａ、中栓グリッパ４３ａ、キャッピングヘッド４４ａをそれぞれ昇降手段によって上下動させる機構によって構成されている。
このような構成により、キャリア１２が充填ノズル４２ａ、中栓グリッパ４３ａ、キャッピングヘッド４４ａの下方に、それぞれ対応する部品や容器部１ａを位置させるだけで、薬剤の充填ならびに部品の取り出しや容器部１ａへの装着が可能となっている。
つまり、これらの保持ヘッドを水平方向に移動させる機構は不要となっており、ロボットのような複雑な機構を充填打栓アイソレータ５内に収容する必要がなくなる。
このように充填打栓部Ｂ１、Ｂ２の構成を簡易にすることで、充填打栓部Ｂ１、Ｂ２で異常が発生する確率を低くすることが可能となり、また異常が発生した場合であっても、これを容易に復旧させることができる。
このとき、上記異常は当該充填打栓アイソレータ５に設けたグローブによって外部から復旧させることができるため、無菌環境を維持したまま復旧作業を行うことができ、復旧後に充填打栓アイソレータ５内部を除染する手間を省くことができる。

また、本実施例ではキャリア１２のホルダ１４に対し、上記主部品としての容器部１ａを搬送方向上流側に収容し、その下流側に上記中栓１ｂやキャップ１ｃ等の装着部品を収容するようになっている。
このようにすることで、キャリア１２を下流側に移動させるだけで、容器部１ａへの中栓１ｂやキャップ１ｃの装着を行うことが可能となっている。
逆に、容器部１ａよりも上流側に中栓１ｂやキャップ１ｃを収容してしまうと、例えば中栓打栓手段４３では、中栓グリッパ４３ａが中栓１ｂを保持した後、キャリア１２を搬送方向上流側に逆走させなければ、容器部１ａを中栓グリッパ４３ａの下方に移動させることができず、キャリア１２の移動が煩雑となって非効率となる。

上記排出部Ｃは、一端が上記クリーンブース６の内部に設けられるとともに他端がクリーンブース６の外部に設けられたベルトコンベヤ４５と、上記キャリア１２に収容された目薬容器１を上記ベルトコンベヤ４５上に移動させる移載手段４６とから構成されている。
上記移載手段４６としては従来公知のロボットの他、例えば目薬容器１を保持可能な保持ヘッドおよび当該保持ヘッドを移動させる移動手段によって構成された装置を使用することができる。
この時も上記制御手段によってキャリア１２を移載手段４６に対して所要の位置に停止させることができるため、簡易な構成からなる移載手段４６によって目薬容器１の移載が可能となっている。

以下、上記構成を有する充填ライン２の動作について説明する。
予め、部品供給アイソレータ４および充填打栓アイソレータ５はその内部が滅菌されており、また搬送手段３には予め所定個数のキャリア１２が準備されている。
まず、制御手段はキャリア１２を１２個ずつ上記部品供給部Ａに移動させ、上流側に位置するキャップ供給手段２１から順に、中栓供給手段２２、容器供給手段２３へと移動させる。
その間、キャップ供給手段２１、中栓供給手段２２、容器供給手段２３では、それぞれ上記ロボット２７や受け渡し手段２８によってキャップ１ｃ、中栓１ｂおよび容器部１ａを上記キャリア１２のホルダ１４に収容し、これによりホルダ１４には、搬送方向上流側から順に容器部１ａ、中栓１ｂ、キャップ１ｃが収容されるようになっている。

このようにしてキャリア１２に部品が供給されると、制御手段はキャリア１２を部品供給アイソレータ４から隣接するクリーンブース６へと移動させ、その際に欠品認識手段としてのカメラ３２によってホルダ１４内の部品を撮影する。
制御手段は撮影された画像から、キャリア１２に収容された部品の欠品を認識し、欠品が認識された場合には、当該欠品のあるキャリア１２は上記充填打栓部Ｂ１、Ｂ２を通過させる旨の判断を行う。
この欠品のあるキャリア１２は、上記充填打栓部Ｂ１、Ｂ２および排出部Ｃを通過し、当該キャリア１２は再度上記部品供給部Ａに移動するとともに、欠品している部品の補充が行われるようになっている。

欠品認識手段によってすべての部品が収容されていると認識されたキャリア１２は、２つの充填打栓部Ｂ１、Ｂ２のいずれかに対して交互に移動するようになっている。
このほかにも、例えば一方の充填打栓部Ｂ１のみに対してキャリア１２を移動させ、他方の充填打栓部Ｂ２にはキャリア１２を移動させないようにすることも可能である。
この場合、一方の充填打栓部Ｂ１で薬剤の充填等を行う間に、他方の充填打栓部Ｂ２において型替えの作業を行うことが可能となり、処理すべき目薬容器１の数や作業効率に応じて任意に行うことが可能である。

部品の収容されたキャリア１２が上記充填打栓アイソレータ５内に進入して充填打栓部Ｂ１、Ｂ２に移動すると、まず上記エアクリーナー４１がキャリア１２に収容された部品に対してエアを噴射し、粉塵等の除去を行う。
続いて、図６の各図に示すように、充填手段４２の充填ノズル４２ａ、中栓打栓手段４３の中栓グリッパ４３ａ、キャッパ４４のキャッピングヘッド４４ａが上下に昇降しながら、容器部１ａへの薬剤の充填、中栓１ｂの打栓、キャップ１ｃの装着を行う。
このとき、上記キャリア１２をリニア搬送によって充填ノズル４２ａ、中栓グリッパ４３ａ、キャッピングヘッド４４ａの下方に停止させることで、これらの保持ヘッドを上下動させるだけで、容器部１ａへの薬剤の充填や、中栓１ｂやキャップ１ｃの保持ならびに容器部１ａへの装着を行うことが可能となっている。

このようにして薬剤の充填や中栓１ｂおよびキャップ１ｃの装着が終了すると、上記キャリア１２は充填打栓アイソレータ５からクリーンブース６内へと移動し、上記排出部Ｃへと移動する。
排出部Ｃでは上記移載手段４６がキャリア１２内の目薬容器１を取り出して、これをベルトコンベヤ４５上に載置し、その後目薬容器１はベルトコンベヤ４５によって下流側の工程へと搬出されるようになっている。
そして目薬容器１の取り出されたキャリア１２は、上記搬送手段３による循環経路に従って、再度上記部品供給アイソレータ４へと移動し、上述した作業が繰り返されるようになっている。

以上のように、本実施例の充填ライン２によれば、起立した状態で搬送することが困難な形状を有する目薬容器１であっても、当該目薬容器１を構成する部品を専用のホルダ１４に収容した状態で搬送するため、安定した状態で薬剤の充填や部品の装着（組み立て）を行うことが可能となっている。
また、部品を供給する供給手段としての中栓供給手段２２およびキャップ供給手段２１を、それぞれ組立手段としての上記中栓打栓手段４３やキャッパ４４とは離隔して設けているため、これら供給手段から組立手段へと部品を供給するための機構が不要となる。
このような機構としては、例えばキャップを保持ヘッドに供給するためのシューターが考えられるが、このシューターは部品の形状に応じて交換や調整が必要であり、構造が複雑なものとなっている。
このような機構を不要とすることで、充填打栓アイソレータ５の内部に設けられる組立手段の構成を簡易なものとすることが可能となる。
このため、組立手段で発生した異常を速やかに復旧させることが可能であり、また型替えの際の作業も簡易にすることが可能となるため、作業効率が良好なものとなっている。
さらに、組立手段は内部が無菌状態に維持された充填打栓アイソレータ５に設けられているが、上述したような簡易な構造であることから、グローブを装着した作業者が充填打栓アイソレータ５の外部から復旧作業や型替え作業を行うことができ、これらの作業の後の除染作業が不要となる。

次に、本実施例の充填ライン２は、異なる種類の目薬容器１への型替えを効率的に行うための構成を備えている。
図１において、上記クリーンブース６に隣接した位置には、複数のキャリア１２を収容したキャリアストッカ５１が接離可能に設けられ、キャリアストッカ５１自体は図示しないキャスター等によって他の位置に移動させることが可能となっている。
このキャリアストッカ５１に収容されたキャリア１２は、上記図２、図３に示すキャリア１２と略同じ構成を有しているが、上記ホルダ１４に形成される凹部１４ａが、図２、図３に示す目薬容器１とは異なる形状の部品を収容可能な形状に形成されたものとなっている。
上記搬送手段３は上記キャリアストッカ５１に向けて分岐するキャリアストッカ区間１１Ｄを備えており、当該キャリアストッカ区間１１Ｄの端部は上記搬送区間１１Ｂのレール１１とは離隔しているものの、上記接続レール１３と同じ原理で所要のキャリア１２を分岐させることが可能となっている。

キャリアストッカ５１の内部は外部に対して密閉された状態を維持しており、図示しない除染手段によってその内部を除染することが可能となっており、収容されたキャリア１２や後述する保持ヘッドを除染することが可能となっている。
さらに、キャリアストッカ５１と上記クリーンブース６との間には、クリーンブース６の清浄度を汚染せずに、キャリアストッカ５１の内部空間とクリーンブース６とを連通させる接続通路５２が設けられている。
例えば、接続通路５２におけるクリーンブース６側の開口部を閉鎖した状態で当該接続通路５２にキャリアストッカ５１を接続し、その状態で接続通路５２の内部を除染することにより、清浄度を維持したままこれらを連通させることが可能となっている。

図７はキャリアストッカ５１の内部を示す平面図を示しており、キャリアストッカ５１の内部には、上記搬送手段３のキャリアストッカ区間１１Ｄに接続される入口レール５３と、複数のキャリア１２を保持するとともに水平方向に移動可能に設けられた複数の移動レール５４とを備えている。
上記入口レール５３は上記キャリアストッカ５１を接続通路５２に接続すると、その端部が上記接続通路５２内に設けられた上記キャリアストッカ区間１１Ｄのレール１１に接続されるようになっている。
この入口レール５３はリニア駆動によってキャリア１２を移動させる必要はなく、プッシャ等の手段によって、キャリアストッカ５１の入口に位置するキャリア１２をキャリアストッカ５１の内部や外部に向けて移動させる構成を備えている。
上記移動レール５４は図示しない駆動手段によって水平に移動することで、上記入口レール５３と接離するようになっており、移動レール５４と入口レール５３とが接近した状態では、移動レール５４と入口レール５３との間でキャリア１２を移動させることが可能となっている。
そして移動レール５４を水平に移動させることにより、キャリアストッカ５１の内部には複数の移動レール５４が収容可能となっており、これにより所定の数のキャリア１２を収容することが可能となっている。

さらに本実施例のキャリアストッカ５１には、型替え後の目薬容器１を構成するキャップ１ｃを保持するためのキャッピングヘッド４４ａを収容可能なヘッドキャリア５５も収容されている。
図８は上記ヘッドキャリア５５を示し、当該ヘッドキャリア５５は上記キャッピングヘッド４４ａを収容するホルダ１４以外の構成は上記キャリア１２と同じ構成を有している。
このヘッドキャリア５５も、上記キャリア１２と同様、上記レール１１に沿ってリニア駆動により移動するようになっており、また制御手段によってその位置が制御されるようになっている。
本実施例では、型替え前の目薬容器１と型替え後の目薬容器１とで同じ中栓１ｂを用いることができるため、中栓打栓手段４４の中栓打栓ヘッド４４ａ用のヘッドキャリア５５は準備されていないが、当該中栓１ｂについても型替えが必要な場合には中栓打栓ヘッド４４ａ用のヘッドキャリア５５を準備することができる。

上記ホルダ１４には、現在キャッパ４４に装着されている第１の保持ヘッドとしての既存キャッピングヘッド４４ａＡと、型替え後の目薬容器１のキャップ１ｃを保持するための第２の保持ヘッドとしての新たなキャッピングヘッド４４ａＢとを収容可能な複数の凹部１４ａが形成されている。
上記キャッピングヘッド４４ａＡ、４４ａＢは、上記キャッパ４４の昇降手段に連結することが可能な機構を有しており、例えば昇降手段がキャッパ４４の被装着部材を昇降させると、従来公知の接続手段を用いて当該被装着部材とキャッピングヘッド４４ａＡ、４４ａＢとを接続、もしくは離脱させることが可能となっている。
なお、このような接続手段を有さない場合であっても、上記キャリアストッカ５１がキャッピングヘッド４４ａＡをキャッパ４４まで移動させれば、グローブを装着した作業者がキャッピングヘッド４４ａＡ、４４ａＢの交換を行うことが可能であり、効率的に型替えを行うことができる。

上記キャリアストッカ５１を用いた型替えの手順を説明すると、まず上記部品供給部Ａでは、上記容器供給手段２３、中栓供給手段２２、キャッパ４４供給手段において、上記ホッパ２４にそれぞれ新たな目薬容器１を構成する新たな部品が供給される。
このとき容器供給手段２３、中栓供給手段２２、キャップ供給手段２１については、上記ロボット２７が汎用性を有していることから、通常型替えの必要はない。ただし交換が必要な場合には、作業者が部品供給アイソレータ４に進入して吸着ヘッド２７ｂの交換を行い、部品供給アイソレータ４内部の滅菌を行っておく。

続いて、上記キャリアストッカ５１を移動させて上記クリーンブース６の上記接続通路５２に接続し、クリーンブース６とキャリアストッカ５１とを連通させる。
キャリアストッカ５１は、上記移動レール５４を移動させながら、内部に収容されたキャリア１２およびヘッドキャリア５５を上記搬送手段３のキャリアストッカ区間１１Ｄに移動させる。
すると、制御手段は新たなキャリア１２を上記キャリアストッカ区間１１Ｄよりも下流側に移動させ、またそれまで使用していた既存キャリア１２については、例えば上記充填打栓部Ｂ１、Ｂ２よりも上流側や、充填打栓部Ｂ１、Ｂ２に並行して設けられた搬送区間１１Ｂに移動させる。
この状態で、制御手段は型替え後の目薬容器１のための新たなキャッピングヘッド４４ａＢを収容したヘッドキャリア５５を通常の搬送方向とは逆方向に移動させて、これらをそれぞれ上記充填打栓部Ｂ１、Ｂ２の設けられた充填打栓区間１１Ｃへと移動させる。

続いて制御手段は、ヘッドキャリア５５をキャッパ４４の下方に移動させ、既存キャッピングヘッド４４ａＡの下方にホルダ１４における空いている凹部１４ａを位置させる。
すると、キャッパ４４は昇降手段によって既存キャッピングヘッド４４ａＡを下降させ、その後接続状態を解除することにより、当該既存キャッピングヘッド４４ａＡがホルダ１４の凹部１４ａに収容される。
次に、制御手段はヘッドキャリア５５を移動させてホルダ１４に収容されている新たなキャッピングヘッド４４ａＢを昇降手段の被接続部材の下方に移動させる。
すると、キャッパ４４は昇降手段によって上記被接続部材を新たなキャッピングヘッド４４ａＢに接近させ、その後キャッピングヘッド４４ａＢと被接続部材とが接続され、キャッパ４４の型替えが完了する。

このようにして上記キャッパ４４でのキャッピングヘッド４４ａＡ、４４ａＢの交換が終了すると、制御手段は既存のキャッピングヘッド４４ａＡを収容したヘッドキャリア５５をキャリアストッカ５１へと移動させる。
これに併せて、制御手段は、待機させておいた既存キャリア１２をキャリアストッカ５１へと移動させ、これにより既存のキャリア１２およびキャッピングヘッド４４ａＡがキャリアストッカ５１に収容されることとなり、型替えが完了する。
その後、作業者がキャリアストッカ５１をクリーンブース６より離脱させて、キャリアストッカ５１内に除染ガスを噴射することで、内部のキャリア１２やキャッピングヘッド４４ａの除染を行うことができる。

このように、キャリアストッカ５１に型替え用のキャリア１２を収容することで、形状の異なる部品から構成される目薬容器１への型替えに必要なキャリア１２の交換を効率的に行うことが可能となる。
また、キャリアストッカ５１に新たな目薬容器１を組み立てるためのキャッピングヘッド４４ａＡ、４４ａＢを収容可能なヘッドキャリア５５を収容したことで、当該ヘッドキャリア５５を充填打栓部Ｂ１、Ｂ２へと移動させて効率的にキャッピングヘッド４４ａＡ、４４ａＢの交換も行うことができる。
なお、上記キャリアストッカ５１については、搬送手段３の任意の場所より分岐させることが可能であり、例えば上記部品供給区間１１Ａにキャリアストッカ区間１１Ｄを接続してもよく、この場合上記部品供給アイソレータ４にキャリアストッカ５１を接続することとなる。

なお、本実施例では組立装置として、容器部１ａに中栓１ｂおよびキャップ１ｃを装着して目薬容器１を組み立てる充填ライン１を例に説明したが、その他の物品を組み立てる組立装置としても利用することができる。

１目薬容器（物品）１ａ容器部（主部品）
１ｂ中栓（装着部品）１ｃキャップ（装着部品）
２充填ライン（組立装置）３搬送手段
４部品供給アイソレータ５充填打栓アイソレータ
６クリーンブース１１レール
１２キャリア２１キャップ供給手段
２２中栓供給手段２３容器供給手段
３２カメラ（欠品認識手段）４２充填手段
４２ａ充填ノズル４３中栓打栓手段（組立手段）
４３ａ中栓グリッパ（保持ヘッド）
４４キャッパ（組立手段）
４４ａキャッピングヘッド（保持ヘッド）
５１キャリアストッカ５５ヘッドキャリア

Claims

複数の部品によって構成された組立品を組み立てる組立装置であって、
上記組立品を構成する複数の部品を収容可能なキャリアと、上記キャリアに上記部品を供給する部品供給手段と、上記キャリアに収容された部品を同じキャリアに収容された他の部品に装着する組立手段と、上記キャリアを移動させる搬送手段とを備え、
上記供給手段と上記組立手段とを離隔した位置に設け、
上記搬送手段は、無端状に設けられた循環搬送経路と、該循環搬送経路から分岐して設けられ、上記組立手段に上記キャリアを移動させる分岐経路とを備え、
上記供給手段は上記循環搬送経路上の一つのキャリアに対して上記組立品を構成する全ての部品を供給し、
上記供給手段と組立手段との間に、上記キャリアに収容された部品を認識する欠品認識手段を設け、
上記欠品認識手段が上記キャリアに全ての部品が収容されていることを認識した場合には、当該全ての部品が収容されているキャリアは上記分岐経路から上記組立手段へ移動させ、
上記欠品認識手段が上記キャリアに全ての部品が収容されていないことを認識した場合には、当該部品の欠けがあるキャリアは上記分岐経路から上記組立手段へ移動させずに循環搬送経路により上記供給手段へと循環移動させ、当該供給手段が当該キャリアに対して上記欠けの認識された部品を供給することを特徴とする組立装置。