TW201336750A - 包裝餐具之彈性裝配線 - Google Patents

Abstract

一種包裝餐具之彈性裝配線，包括餐具裝配線，用以接收及分裝餐具項目。該餐具裝配線還包括自動組織器以便從任意分散或散亂的餐具項目中揀選出所需餐具項目來組成一套或多套食器。

Description

包裝餐具之彈性裝配線

本發明係關於一種包裝餐具之彈性裝配線。本申請案也是關於一種製造、安裝與使用彈性裝配線之方法。

在餐飲相關業務中，餐具、牙籤及餐巾通常是一套一套地密封於包裝袋中。當需要處理大量套數的食器時，包裝該些食器就會耗費大量的時間及需要密集的勞力。例如對於航空公司及航空餐飲業務來說，由於需要不斷地供應食物給大量的班機，因此很難有效率地包裝不同種類且大量的餐具，來配合不同種類的食物。

本發明之目的係提供一種創新且實用的彈性裝配線來包裝餐具。同時也要提供創新且實用的製造、安裝及使用彈性裝配線之方法，用以包裝餐具項目。本發明之必要技術特徵係提供於獨立項內，而有益助的特徵則提供於附屬項中。本申請係主張2012年1月10日所申請，申請號SG201200198-8之新加坡專利申請案之優先權。優先權案之全部內容併入此案以供參照。

根據本發明之第一個觀點，彈性裝配線包括餐具裝配線，用以接收及分裝餐具項目。餐具裝配線更包括自動組織器(automatic organizer)，以挑選、組織或整理餐具項目，來成為一套或多套食器。一套餐具項目通常包括一把刀子、一把叉子、一把湯匙、一張餐巾、一包袋裝牙籤、一包胡椒及一包食鹽。餐具項目可能整齊地根據其類別來分別放置，或是散亂地分布。可藉由夾具的設計來進行篩選其對應的餐具項目，從其中一種類別中揀選出一個或多個餐具項目。例如可以藉由輸送帶來傳送餐具項目，通過對應夾具有著合適之孔口進行揀選餐具項目。

包裝餐具之彈性裝配線也可為一般習知用以包裝餐具項目的全自動裝配線，或是僅僅是用來包裝餐具項目的裝配線。餐具或餐具項目包括用來準備、服務及特別是用來吃東西的手工器具(工具)，即為一般習知的食器。舉例而言，餐具項目包括吃麵用之筷子。

彈性裝配線可自動地從一推散亂之餐具項目選擇出一種餐具項目，再將選擇的餐具項目放置到餐巾上，組成一套或多套的食器。自動選擇係藉由自動組織器所預先載入的電腦程式來重複執行。自動選擇的功能係將分類及裝配餐具項目的功能整合在一起，藉此可避免消耗時間在分類餐具項目。如此一來，彈性裝配線可以接收任何種類的已清洗之餐具項目，自動組織器可從散亂的餐具項目中挑選出適合的餐具，再將選擇出的餐具項目放置到其他位置來組成一套食器。

彈性裝配線可更包括牙籤及紙巾裝配線，牙籤及紙巾裝配線鄰近於餐具裝配線，用以提供餐巾或袋裝牙籤來成為一套或多套的食器。舉例而言，一套食器包括湯匙、 叉子、刀子、餐巾與袋裝牙籤。彈性裝配線可與電腦同步及配合，來持續供應適量的食器。

彈性裝配線可進一步包括餐具包裝機，餐具包裝機同時耦接至餐具裝配線與牙籤及紙巾裝配線。包裝機可為一種橫式包裝型的機器，可持續地個別密封多套的食器。此外，包裝機可包括消毒機，在餐具項目包裝前或包裝後對餐具項目進行消毒。例如包裝機可利用紫外線照射餐具項目的方式來殺菌。

自動組織器可包括工業機器人，以設置於餐具裝配線及牙籤與紙巾裝配線其中之一。工業機器人係用來從散亂的餐具項目中辨識及選取出不同種類的餐具項目，而成為一套或多套食器。舉例來說，工業機器人具有一些夾具，可以分別適用於特定類型餐具項目。已分類的餐具項目可藉由輸送帶自動傳送到餐具包裝機來密封入塑膠袋。由於可以替換夾具來配合不同的餐具項目，工業機器人可以彈性地用在包裝各式的餐具項目上。也可藉由製造與安裝新的夾具的方式來進行接收新樣式或新尺寸的餐具項目。因此，工業機器人可使自動組織器或裝配線能夠具適應性且更具有彈性。

工業機器人可設置具有機器視覺能力的相機，以挑選或檢查餐具項目、餐巾或袋裝牙籤，藉此提供符合品質的食器。相機或機器視覺並不僅用來讓工業機器人挑選餐具項目，也可以導引工業機器人之移動，讓工業機器人能夠從一堆散亂的餐具項目中挑出一個餐具項目，再把選出的餐具項目移動到餐巾上，以成為一套食器。

工業機器人可用來掃描餐具項目之形狀，藉此辨識不同樣式的餐具項目。換句話說，工業機器人可以辨識餐具項目之樣式、形狀或是邊緣，來對照至預存之餐具項 目之影像。只有影像相符合的餐具項目會被揀選出來並移送到餐巾上，被包裝成為一套食器。

工業機器人可用來掃描餐具項目之表面紋理以作為品質檢查。工業機器人可被規劃或訓練以區分出在餐具項目表面的是深切痕或食物殘渣，還是屬於淺刮痕或通常的刮痕。在其中之一實施方式中，工業機器人係計算餐具項目之擷取影像中亮或暗的像素數目，來辨識出餐具項目表面的食物殘渣。已清洗之餐具項目但殘留有食物殘渣的話，就會被認為是品質或衛生不符合，而被工業機器人排除。

在餐具裝配線之末端更包括餐具分類機，以任意地分散餐具項目。餐具分類機可包括料斗(hopper)，用來搖晃堆積的餐具項目並將其分散到餐具輸送帶上，以便工業機器人選取。餐具分類機使工業機器人較容易使用機器視覺，而不用預先分類餐具項目。

牙籤與紙巾裝配線之末端可以進一步包括分裝器，用以個別或同時散布餐巾或袋裝牙籤。分裝器可按順序地放置餐巾(例如直線地分配於牙籤輸送帶上)，藉此讓工業機器人可於餐巾上放置檢選出的餐具項目。通常分類機分散袋裝牙籤，藉此工業機器人的末端執行器(end effector)可抓取其中一包袋裝牙籤放置於餐巾上。

彈性裝配線中的牙籤與紙巾裝配線或餐具裝配線係分別或同時連接於餐具分類機或分裝器，再連接到餐具包裝機。在其中之一實施方式中，傳送線包括牙籤輸送帶與餐具輸送帶，藉此許多工業機器人可以分布在不同的輸送機來進行類似的作業。彈性裝配線的包裝速度可以因此而大幅增加。

自動組織器可包括視覺檢測器，視覺檢測器係鄰近於牙籤及紙巾裝配線與餐具裝配線，於餐具項目、餐巾及牙籤進行包裝前，辨識出餐具項目、餐巾及牙籤之樣式、表面紋理及數量。視覺檢測器可以獨立操作，或是為工業機器人的一部分，藉此彈性裝配線可以達成其他功能。例如視覺檢測器連接至鼓風機，藉此鼓風機會對餐具項目吹出壓縮空氣，直到接收來自視覺檢測器之警示為止。在進一步的例子中，視覺檢測器連接至整理機(collator)，藉此當整理機的箱子已經裝滿包裝好的餐具項目時，可以送出警報來通知操作者。

自動組織器更包括鼓風機，鼓風機係鄰近於視覺檢測器，用以吹出空氣至餐具項目。鼓風機吹出的高速空氣可以清除餐具項目上的污垢，其污垢可能會妨礙到視覺檢測器。

工業機器人可包括緩衝站，用以儲藏餐具項目。緩衝站可包括大量的餐具項目。如果工業機器人無法於餐具裝配線上找出其中一種餐具項目(例如叉子)時，工業機器人可從緩衝站中揀選出此種餐具項目(例如叉子)。緩衝站可發出警示或是訊息，藉此告知操作者某種餐具項目現在正短缺。

工業機器人之末端執行器包括一吸盤，用以抓取餐具項目。吸盤可藉由負壓或真空作用，使得具有光滑表面的餐具(例如刀子)可以輕易地被揀選出來並被傳送。

自動組織器包括紙巾自動分裝器，用以整齊地於牙籤輸送帶上鋪設已折疊之紙巾。舉例來說，已折疊之紙巾係直線地且彼此間隔地分布在牙籤輸送帶上。紙巾自動 分裝器可以進一步檢查已折疊之紙巾(亦即餐巾)的品質與衛生，並丟棄不符合標準的餐巾。

餐具裝配線可包括上游輸送帶、檢查站(inspection station)及下游輸送帶，依照處理流程方向，或依照縱向方向依序設置。檢查站更包括係位於上游輸送帶的上方視覺相機，以及位於下游輸送帶的底部視覺相機，分別用以檢查餐具項目之正反兩面。上游輸送帶及下游輸送帶所輸送的餐具項目不需藉由翻轉來檢查其正反兩面。正反兩面的視覺檢查在持續移動的輸送帶上進行時，可以避免翻轉的動作。藉此可以明顯增進視覺檢查的效率。

餐具裝配線可以進一步包括廢料箱，廢料箱係設置於上游輸送帶及下游輸送帶之間，用以集中品質不符合之餐具項目。如果某一個餐具項目被發現有骯髒處(即不符合品質要求)，此餐具項目係從上游輸送帶直接丟入廢料箱，而不須再經由檢查站來揀選。換句話說，餐具項目的其中一面不符合品質要求，檢查站就不需要檢查餐具項目的另一面。

自動組織器及檢查站係互相電性連結成一類神經網路，以達成適應性控制之目的。類神經網路可以執行餐具樣式的辨識、影像的分析及適應性的控制，可以允許某些機器站獨立存在。類神經網路為一種基於統計估計、分類優化及控制理論來達成之人工智慧。

彈性裝配線可以更包括翻轉機，用以於視覺檢查之前或之後翻轉餐具項目。翻轉機可以安裝於檢查站之兩個照相機之間，當餐具項目經過兩個照相機下方時，餐具項目的正反兩面皆可藉由翻轉機翻轉之動作而被兩個照相機檢查到。

彈性裝配線可以更包括自動導引車，用來將已包裝之餐具項目傳送到彈性裝配線，或從彈性裝配線運來已包裝之餐具項目。裝滿已包裝餐具項目之箱子會被送到倉庫，此時空的箱子會設置於彈性裝配線之末端用來接收新一批的已包裝之餐具項目。彈性裝配線可減少對於人工干預之依賴，例如利用人工拿走已包裝餐具項目。

根據本發明之第二個觀點，本申請提供一種包裝餐具項目之方法。該方法包括第一步：分配餐具項目到餐具輸送帶，以及第二步：自動選取餐具項目以成為一套或多套食器。該方法避免將餐具項目分類成堆的特定類型的餐具，藉此可以更有效率地進行包裝。

該方法可以進一步包括藉由機器視覺來檢查餐具項目，以挑選出符合品質之餐具項目之步驟。機器視覺包括擷取餐具項目之影像、處理所擷取之影像及供工業機器人做決定之步驟。機器影像處理技術包括畫素檢測、定限、分割、相鄰像素發現、樣式識別、量測、邊緣辨識及過濾。機器視覺使彈性裝配線可用以適合來包裝不同類型之餐具項目。

該方法也包括自動包裝符合品質之餐具項目成為食器套之步驟。舉例來說，自動包裝可利用橫式包裝機來達成，藉此可以將一套餐具項目密封入透明的塑膠袋內。餐具項目之包裝可被貼上條碼以做為物流控制之用。

根據本發明之第三個觀點，本申請案提供一種製造或安裝彈性裝配線之方法。該方法包括提供餐具裝配線之步驟、提供牙籤及紙巾裝配線之步驟、以及連接餐具裝配線及牙籤及紙巾裝配線以包裝成食器套之步驟。彈性裝配 線可安裝於工廠之地板上以作為航空配餐、宴會用膳食及食物分裝之用。

該製造或安裝之方法可以進一步包括於彈性裝配線上安裝一個或多個工業機器人，以適應地安裝或移動不同樣式或形狀之餐具項目之步驟。某些工業機器人可被移除、複製或重新編程以增加彈性裝配線之生產力及彈性。

30‧‧‧第一彈性裝配線

31‧‧‧餐具項目

32‧‧‧牙籤裝配線

33‧‧‧袋裝牙籤

34‧‧‧餐具裝配線

36‧‧‧紙巾自動分裝器

37‧‧‧餐巾

38‧‧‧自動牙籤分裝器

40‧‧‧視覺檢測機

41‧‧‧牙籤視覺機器人

42‧‧‧餐具包裝機

44‧‧‧餐具檢測機

46‧‧‧整理機

48‧‧‧牙籤輸送帶

50‧‧‧左端

52‧‧‧右端

54‧‧‧餐具分類機

56‧‧‧上方視覺檢測器

58‧‧‧翻轉機

60‧‧‧底部視覺檢測器

62‧‧‧第一視覺機器人

64‧‧‧第二視覺機器人

66‧‧‧第三視覺機器人

68‧‧‧餐具廢料箱

69‧‧‧箱子

70‧‧‧餐具輸送帶

72‧‧‧左端

74‧‧‧右端

75‧‧‧第一緩衝站

76‧‧‧機械臂

77‧‧‧第二緩衝站

78‧‧‧機械臂

79‧‧‧第三緩衝站

80‧‧‧機械臂

100‧‧‧方法

102‧‧‧第一處理流程

104‧‧‧第二處理流程

106‧‧‧分裝

108‧‧‧檢查

110‧‧‧儲藏

112‧‧‧增加

114‧‧‧觸發

115‧‧‧操作者

116‧‧‧分類

118‧‧‧分派

120‧‧‧檢查

122‧‧‧倒入

124‧‧‧分類

126‧‧‧分開

127‧‧‧處理流程方向

128‧‧‧檢驗

130‧‧‧挑出

132‧‧‧排除

134‧‧‧照射

136‧‧‧翻轉

138‧‧‧延伸

140‧‧‧挑出

142‧‧‧旋轉

144‧‧‧排出

146‧‧‧檢查

148‧‧‧抓取

150‧‧‧照射

152‧‧‧拿取

154‧‧‧通知

156‧‧‧抓取

158‧‧‧放置

159‧‧‧管理

160‧‧‧帶來

162‧‧‧偵測

163‧‧‧拿取

164‧‧‧傳送

166‧‧‧密封

168‧‧‧照射

170‧‧‧檢查

172‧‧‧排除

174‧‧‧放置

176‧‧‧提供

200‧‧‧第二彈性裝配線

202‧‧‧紙巾裝配線

204‧‧‧牙籤線

206‧‧‧牙籤分裝器

208‧‧‧牙籤輸送帶

210‧‧‧牙籤回收箱

212‧‧‧牙籤分裝器

214‧‧‧紙巾分裝器

216‧‧‧紙巾輸送帶

220‧‧‧第三彈性裝配線

222‧‧‧鼓風機

224‧‧‧視覺相機

226‧‧‧廢料箱

228‧‧‧乾式鼓風機

230‧‧‧第四彈性裝配線

231‧‧‧自動導引車

240‧‧‧檢查站

242‧‧‧機器手臂

243‧‧‧吸盤

244‧‧‧上方視覺相機

246‧‧‧底部視覺相機

248‧‧‧廢料箱

70a‧‧‧上游輸送帶

70b‧‧‧下游輸送帶

所附圖式是用來說明實施例並用來解釋實施例的內容。因此所附圖式僅為說明之用，非用以限制本發明。

圖1係為本發明用於包裝餐具之第一彈性裝配線之示意圖。

圖2係為本發明之第一彈性裝配線之簡化形式之透視圖。

圖3係為本發明使用第一彈性裝配線之方法之步驟流程圖。

圖4係為本發明用於包裝餐具之第二彈性裝配線之示意圖。

圖5係為本發明用於包裝餐具之第三彈性裝配線之示意圖。

圖6係為本發明用於包裝餐具之第四彈性裝配線之示意圖。

圖7係為本發明用以檢查餐具項目之品質之檢查站之側視圖。

圖8係根據圖7，為本發明檢查站之俯視圖。

下文特舉出本發明非用以限制的具體實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。尤其是圖1-3說明本發明的第一實施例。

圖1係為本發明之第一實施例，顯示用於包裝餐具之第一彈性裝配線30之示意圖。第一彈性裝配線30為一種自動裝配線，使得第一彈性裝配線30可將餐具項目31與已折疊之紙巾及袋裝牙籤一併包裝。第一彈性裝配線30的其中一側具有牙籤裝配線32，餐具裝配線34則設置於另一側。牙籤裝配線32及餐具裝配線34係從左至右縱向地延伸顯示於圖1中。

牙籤裝配線32包括紙巾自動分裝器36、自動牙籤分裝器38、視覺檢測機40、牙籤視覺機器人41、餐具包裝機42、餐具檢測機44、整理機(collator)46及牙籤輸送帶48。紙巾自動分裝器36、自動牙籤分裝器38、視覺檢測機40、牙籤視覺機器人41、餐具包裝機42、餐具檢測機44及整理機46係從左至右依序分布於牙籤輸送帶48上。特別地，紙巾自動分裝器36、自動牙籤分裝器38、視覺檢測機40及牙籤視覺機器人41係放置於接近牙籤輸送帶48之左端50處，而餐具包裝機42、餐具檢測機44及整理機46則設置於鄰近牙籤輸送帶48之右端52處。餐具廢料箱68係進一步放置於右端52的旁邊。

牙籤視覺機器人41具有機器視覺之功能，用以檢查牙籤輸送帶48上面正輸送進來的紙巾。機器視覺可以藉由一影像擷取裝置(如智慧型相機、智慧型感測器或影像感測器)及電性連接之一影像處理裝置(圖未示)來達成。當使用時，牙籤輸送帶48將大量已折疊之紙巾從左端50運送移動到右端52，移動方向被定義為處理流程方向127。影 像處理裝置(如電腦)分析影像擷取裝置所擷取之移動物體影像，使得牙籤視覺機器人41可以將兩包袋裝牙籤33分裝到所輸送的已折疊之紙巾上。

餐具包裝機42為一種橫向輸送的包裝機，用以將餐具包利用熱封膜包裝入枕頭型包裝盒。餐具包裝機42之包裝速度係與牙籤裝配線32的其他部分同步，也與鄰近之餐具裝配線34相同。

相鄰於牙籤裝配線32的餐具裝配線34包括餐具分類機54、上方視覺檢測器56、翻轉機58、底部視覺檢測器60、第一視覺機器人62、第二視覺機器人64、第三視覺機器人66、餐具廢料箱68及餐具輸送帶70。從餐具輸送帶70之左端72到右端74依序放置餐具分類機54、上方視覺檢測器56、翻轉機58、底部視覺檢測器60、第一視覺機器人62、第二視覺機器人64、第三視覺機器人66及餐具廢料箱68。

三個視覺機器人62、64、66分別具有三個鄰近的餐具緩衝站75、77、79。換句話說，第一緩衝站75係放置鄰近於第一視覺機器人62；第二緩衝站77則靠近第二視覺機器人64；同時第三視覺機器人66之旁邊具有第三緩衝站79。每個緩衝站75、77、79具有數套的刀子、叉子、大湯匙及湯匙，如果餐具輸送帶70上的餐具項目31有短缺時，其鄰近的視覺機器人62、64、66可以分別從緩衝站75、77、79挑出一個餐具(例如叉子)來放置到已折疊紙巾(亦即餐巾)上。

每一個緩衝站75、77、79存放特定數量及種類的餐具項目31，以補充餐具裝配線34上的餐具項目31。換句話說，視覺機器人62、64、66係設計成當發現餐具輸送 帶70上的成堆/成套餐具項目31中有短缺某種餐具項目時，視覺機器人62、64、66會從緩衝站75、77、79中拿取餐具項目31，即為作為補充之用。

第一視覺機器人62係位於餐具輸送帶70之上方，第一視覺機器人62之機械臂76可同時跨越牙籤輸送帶48及餐具輸送帶70來操作。同樣地，第二視覺機器人64之機械臂78與第三視覺機器人66之機械臂80也可分別延伸跨越到牙籤輸送帶48及餐具輸送帶70。

當使用時，第一彈性裝配線30之各部分係互相配合來將餐具、紙巾及牙籤包裝入包裝袋(圖未示)中。每個包裝袋中包括一把刀子、一把叉子、一把湯匙、一根牙籤、一張紙巾、一包奶油、一包果醬、一包鹽及一包牛奶(圖未示)，就如同一般熟知的餐具包。

圖2係為本發明之第一彈性裝配線30之簡化形式之立體透視圖。圖2所示的部分係與圖1相同或相似。相似的部分或處理流程係標示相同或類似的參考符號。所以相似部分之說明係納入參考適當之處。

圖3係解釋本發明使用第一彈性裝配線30之方法100之步驟流程圖。該方法100主要包括藉由視覺機器人62、64、66來互相作用之兩種處理流程102、104。

第一處理流程102係有關於牙籤裝配線32。首先，紙巾自動分裝器36接收每包約50張餐巾37(即已折疊之紙巾)之包裝，並將每包餐巾37手動打開並放入紙巾自動分裝器36之料斗裝置(hopper media)(圖未示)。紙巾自動分裝器36分裝餐巾37到牙籤輸送帶208(分裝步驟106)。牙籤袋(圖未示)被撕開，並且被打開的袋裝牙籤33放置在其他的料斗裝置，以每次分裝少量的牙籤33到牙籤輸送帶 48。在視覺機器人62、64、66揀選出牙籤並放置於餐具包裝機42的桶子之前，先分裝牙籤。紙巾自動分裝器36也藉由其機器視覺能力檢查已折疊之紙巾是否已依序排開(檢查步驟108)。如果已折疊之紙巾未對準或是紙巾自動分裝器36之出口掉出紙巾，紙巾自動分裝器會觸發警報(觸發步驟114)。當聽到警報後，操作者115會修正出差錯之處。另外，在下游的視覺機器人62、64、66會增加其作業的速度，從緩衝站75、77、79拿出餐巾37及牙籤袋33，以正確地排列紙巾。

自動牙籤分裝器38會迅速將少量的牙籤放置到牙籤輸送帶48，將其機械式地散布於牙籤輸送帶48上，以減少牙籤互相堆疊的情況(分類步驟116)。接下來，視覺機器人62、64、66係一次挑出一包袋裝牙籤，且將該袋裝牙籤33定位後，再放置到包裝機42之整理機46(輸送機的桶子)(分派步驟118)。如果第一視覺機器人62錯失了放置到餐巾37的時機(例如放置叉子)，第二視覺機器人64會檢查餐巾37上的一堆餐具項目31，再從第二緩衝站77拿取補充項目(例如叉子)來放到那堆餐具項目31裡。第三視覺機器人79係進一步檢查所有輸送進來的成堆餐具項目31(檢查步驟120)，再從第三緩衝站79中將補充項目(例如袋裝牙籤)傳遞到餐具輸送帶70。沒有被選到的袋裝牙籤33會被傳送到輸送帶48之末端52，並投入回收箱，讓操作者115將袋裝牙籤33手動補充到牙籤輸送帶48開始處之料斗內。

第二處理流程104係有關於餐具輸送帶70。在餐具輸送帶70的左端72(圖1)，清洗且烘乾過之餐具項目31(例如湯匙)被倒入餐具分類機54之餐具料斗(圖未示)(傾倒步驟122)，餐具料斗係位在餐具輸送帶70之上方。料斗每次將少量的餐具分配到餐具輸送帶70上，利用機械式地 搖晃餐具項目31，以降低餐具項目31互相堆疊的情況。餐具項目31接著被傳送到具有上方視覺檢測器56處。當餐具項目31進行表面檢查不合格時(例如有水漬或食物殘渣)，就會被傳送到輸送帶70的末端74並丟入餐具廢料箱68內。那些通過上方視覺檢測器56的餐具項目31被翻轉機58(例如一種具有視覺功能之機器手臂)翻轉後，會被傳送通過底部視覺檢測器60來檢查餐具項目31之底面，以確定其符合驗收標準。視覺檢測機40、牙籤視覺機器人41、上方視覺檢測器56、翻轉機58及三個視覺機器人62、64、66係同時連接到一中央電腦，藉此數套符合品質之餐具項目31(包括袋裝牙籤)會放置於餐巾37上來被餐具包裝機42包裝。已包裝的餐具套係被餐具檢測機44檢查，藉此符合標準的餐具套會被整齊地堆放在整理機46內，同時不符合標準的餐具套(例如包裝膜破裂)會被牙籤輸送帶48移動到餐具廢料箱68。

當餐具項目31隨著餐具輸送帶70移動時，上方視覺檢測器56檢驗輸送進來的刀子、叉子、湯匙及大湯匙等等的上表面(檢驗步驟128)。上方視覺檢測器56對於餐具項目31之頂面進行衛生標準檢驗(檢驗步驟128)。在進行檢驗步驟128之前，會先以壓縮及過濾空氣吹過上表面以清除灰塵，減少視覺檢查時的錯誤。不乾淨的餐具項目31會被傳送到輸送帶70之末端74，並被投入到餐具廢料箱68以重新清洗(排除步驟132)。上方視覺檢測器56也投射紫外線到餐具項目31來進一步殺菌。

當通過下一站時，每個餐具項目31都會被翻轉機58翻轉(翻轉步驟136)。翻轉機58係延伸其機器手臂(圖未示)(延伸步驟138)，挑出餐具項目31來旋轉(即翻轉)(挑出步驟140與旋轉步驟142)，讓它們的底面朝上。

被翻轉之餐具項目31離開翻轉機58後係進入底部視覺檢測器60。底部視覺檢測器60排出壓縮氣流(也就是空氣噴射或風刀)到底部(排氣步驟144)，藉此吹掉底部之髒汙，以避免進行視覺檢查時可能發生錯誤。底部視覺檢測器60係檢查餐具項目31之底部以控制其衛生品質(檢查步驟146)。被判定為不乾淨的餐具項目31(例如有水漬)會被排除，底部視覺檢測器60之機器手臂會抓取不乾淨的餐具項目31並丟入廢料箱來重新清洗(抓取步驟148)。底部視覺檢測器60之紫外線也可照射到底面(照射步驟150)，來對餐具項目31提供額外的清潔動作。

兩個視覺檢測器56、60之視覺相機係連續地對餐具輸送帶70上的餐具及/或牙籤拍照，且兩個視覺檢測器56、60係與品質管理(QC)電腦連接，以決定哪種餐具及牙籤要被挑出來包裝。品質管理電腦傳送分析結果到第一彈性裝配線30之主電腦監控系統(Computer Monitoring System，CMS)，藉此來決定並同步輸送帶的速度，以適度地平衡裝配線之負擔。

視覺檢測器56、60也檢查餐具項目31之表面完整性(integrity)及外觀(profile)。只有符合品質的餐具項目31可以繼續留在餐具輸送帶70上，有破裂、破損或受汙染的餐具項目31會從餐具輸送帶70排除並清洗。主電腦監控系統係連接到第一彈性裝配線30，藉此主電腦監控系統可以優化包裝餐具的數量同時兼具防撞預防機制的速度。

如前所述，四個視覺機器人41、62、64、66係連接牙籤裝配線32及餐具裝配線34。每個視覺機器人41、62、64、66具有視覺挑選模組(圖未示)，用以偵查餐具項目31、已折疊紙巾及袋裝牙籤33的形狀及位置。當作動時，感 應器或照相機通知有正在輸送進來的餐具項目31及已折疊紙巾(拿取步驟152)，底部視覺檢測器60旁的第一視覺機器人62會拿取一把刀子與一把叉子放到已折疊紙巾上(通知步驟154)。正在輸送進來的已折疊紙巾上已經有袋裝牙籤。第二視覺機器人64從餐具輸送帶70抓取一把大湯匙及一把湯匙(抓取步驟156)，並放置到已折疊紙巾上(放置步驟158)，連同刀子及叉子而成為整套的食器。

第三視覺機器人66係於第一及第二視覺機器人62、64之下游負責處理牙籤輸送帶48及餐具輸送帶70(管理步驟159)，以檢查食器套之完整。換句話說，如果第三視覺機器人66無法在已折疊紙巾上偵測到叉子(偵測步驟162)，第三視覺機器人66會將叉子帶來放置到已折疊紙巾上(帶來步驟160)。事實上，若第三視覺機器人66偵測到有任何缺少的項目時(偵測步驟162)，第三視覺機器人66會將所缺的餐具項目31帶來並放置到已折疊紙巾上(帶來步驟160)。舉例來說，如果第三視覺機器人66發現在已折疊紙巾(餐巾)上找不到叉子，第三視覺機器人66會從第三緩衝站79中拿取叉子(拿取步驟163)，並放置到一堆食器套。

另一方面，根據預設的程式或是控制邏輯，第三視覺機器人66會因為缺少一把湯匙，而移走一堆已折疊的紙巾、袋裝牙籤、刀子、叉子及大湯匙。當第三視覺機器人66發現已折疊紙巾上有兩個叉子時，第三視覺機器人66可以進一步從已折疊紙巾上拿走多餘的餐具項目(例如叉子)。

數堆的餐具項目31、已折疊紙巾及袋裝牙籤係被傳送到餐具包裝機42。一套餐具項目31、已折疊紙巾及袋裝牙籤即為熟知的一套食器。餐具包裝機42是一種流動包 裝式的包裝裝置，用以將每一堆餐具項目31、已折疊紙巾及袋裝牙籤密封到透明的包裝袋內(密封步驟166)。這堆包裝餐具在密封同時亦被紫外線照射(照射步驟168)。

在餐具包裝機42之下游，餐具檢測機44係檢查包裝餐具(檢查步驟170)，並自動將淘汰的(品質不符的)包裝餐具淘汰到箱子(排除步驟172)。餐具包裝機42隔壁的整理機46係將經過檢驗的包裝餐具整齊地放置到箱子裡(放置步驟174)。該箱子可存放預定數量的包裝餐具。

在作用上，紙巾自動分裝器36讓餐巾37直接放入如匣盒般的架子(magazine-like holder)。紙巾自動分裝器36之裝載及再裝填之高度大約為一個桌子之高度，例如76到92公分。紙巾自動分裝器36也不需停止運作即可重新裝填紙巾，對操作者來說會較為安全。紙巾自動分裝器36可以在每一個包裝袋中分裝一張餐巾37，並且其分裝的速度係與輸送帶48、70之速度同步。紙巾自動分裝器36具有偵測器，係連接至一警報器，用以發出即將用完的警示訊號，以重新裝填紙巾。當紙巾自動分裝器36偵測到餐巾卡住時，紙巾自動分裝器36可自動停止並發出其他的警示訊號。當卡住的餐巾37被移除後，紙巾自動分裝器36會回復其正常操作程序。

自動牙籤分裝器38係配置讓袋裝牙籤33直接放入如匣盒般的架子或料斗中。該架子或料斗係位在一個桌子的高度(例如70到92公分)，操作者可輕易地重新裝填袋裝牙籤。重新裝填時可以不停下自動牙籤分裝器38。自動牙籤分裝器38對於牙籤之分裝與紙巾之分裝速度係與牙籤輸送帶48或是餐具輸送帶70同步。自動牙籤分裝器38具有牙籤即將用完的警示器，以告知操作者要重新裝填袋裝牙籤33。當自動牙籤分裝器38偵測到牙籤卡住時，自動牙籤分裝 器38可自動停止並發出警示訊號給操作者。當卡住的牙籤移被除後，自動牙籤分裝器38才繼續且安全地運作。被淘汰掉的袋裝牙籤33(例如袋子中沒有牙籤，或是牙籤破壞了包裝材料)會被淘汰並替換成好的袋裝牙籤33。

餐具分類機54讓已分類的餐具項目31直接倒入其料斗內。餐具分類機54之裝載高度係低於操作者之腰部之高度(例如大約76.2公分)。餐具分類機54也可以在重新裝填時不停止作動，並能確保操作的安全。餐具分類機54可以將餐具輸送帶70上的餐具項目31以固定間隔分成小批量。當分裝餐具項目31時，餐具分類機54防止已經分裝的餐具項目31彼此再堆疊。當餐具分類機54發現存放的餐具項目31幾乎耗盡時，餐具分類機54可發出警示訊號。因此，操作者可以在聽到警示訊號後，重新裝填餐具分類機54。當餐具項目31卡在餐具分類機54裏面時，操作者也可以根據警示訊號的提醒來安全地移除卡住的餐具項目31。

上方視覺檢測器56在進行視覺檢查前會先吹掉餐具項目上的髒汙，降低檢查時的誤差。上方視覺檢測器56照射紫外線到餐具項目31的表面上，來消毒餐具項目31。相對地，底部視覺檢測器60係照射紫外線到餐具項目31的底面，來進一步消毒餐具項目31。上方視覺檢測器56及底部視覺檢測器60皆可將有髒污或破損的餐具項目31排除到箱子重新清洗。

上述四個視覺機器人41、62、64、66於運作時係完全密閉的。每一個視覺機器人41、62、64、66在被打開時都有配備安全連鎖裝置(interlock)。換句話說，當四個視覺機器人41、62、64、66的蓋體(cover)被打開時，就會立即停止。每個視覺機器人41、62、64、66都安裝了具有防靜電 負離子高效型(HEPA)之空氣濾淨器，以減少灰塵的干擾。每個視覺機器人41、62、64、66可以被選擇來與第一彈性裝配線30的其他部分同步及通訊，以進行運作。視覺機器人41、62、64、66係被設計用於食品工業上。例如用於視覺機器人41、62、64、66之潤滑油係為食品級之潤滑油。視覺機器人41、62、64、66之作業系統可讓視覺機器人41、62、64、66適合於廣泛的餐具項目31，並且可以在寬譜(wide spectrums)的環境下工作。當電源被關掉或不足時，任一個視覺機器人41、62、64、66會自動找到並回到其原始或原來預設的位置。視覺機器人41、62、64、66可以精密地校準調節其方向、位置及速度。視覺機器人41、62、64、66進一步具有良好的可重複性及穩定性，因此視覺機器人41、62、64、66可靠地且連續地運作，在長時間(例如三個月)內都不須人工干預。

視覺檢測機40可以在其進行視覺檢測前吹出空氣到餐具項目31。視覺檢測機40可進一步剔除掉骯髒的餐具項目31，像是沾有水漬的刀子、破裂的大湯匙、暴露出來的牙籤或是被污染的紙巾。在進行包裝後，餐具檢測機44可對已包裝的餐具項目31進行最後的品質檢查。不符合標準的包裝會被丟棄到廢料箱，再讓操作者清理。

餐具緩衝站75、77、79為暫時放置一定數量及種類的餐具項目31的平台。當餐具輸送帶70上沒有立即可用的某種特定餐具項目31時，餐具緩衝站75、77、79可作為後備之用。餐具緩衝站75、77、79也存放牙籤及已折疊紙巾。所以當發現餐具輸送帶70上有缺少餐具項目31或餐巾37時，第一彈性裝配線30之包裝流程也不會因此而延誤。

餐具包裝機42為一種具有四個獨立伺服電動機(servomotors)的橫式包裝機。該些伺服電動機為適合於在高 速及連續運轉下且仍具有最小的噪音(例如低於70分貝)。餐具包裝機42可以用來包裝食器套(餐具套)，也就是包括餐巾37、刀子31、湯匙31、叉子31、大湯匙31(磁性或無磁性)、已包裝的牙籤及調味包。餐具包裝機42在每分鐘內可以完成10到60個包裝，且每個包裝之大小範圍可在80 mm到500 mm之間。餐具包裝機42使用最大寬幅約350 mm之塑膠薄膜。此塑膠薄膜係為雙向拉伸聚丙烯薄膜(Bi-axially Oriented Polypropylene，BOPP)。餐具包裝機42也可選擇使用層壓耐熱塑膠薄膜(Laminated & Heat-able Plastic Films)。餐具包裝機42的可程式化邏輯控制器(Programmable Logic Controller，PLC)可與電腦監控系統通訊，以管理牙籤裝配線32及餐具裝配線34之暫停、停止或啟動。可程式化邏輯控制器係進一步回應餐具項目31、牙籤及已折疊紙巾卡住或重新補充的狀態。電腦監控系統具有非揮發性記憶體(例如硬碟)來記錄多種生產參數，例如輸送帶48、70之速度、包裝袋之長度、密封之溫度、切割角度、進料位置及薄膜張力。電腦監控系統具有觸控螢幕以直觀顯示，並進一步提供記載有多組關於袋子樣板之高度、寬度及角度位置的備忘錄。第一彈性裝配線30之故障狀態會被電腦監控系統監視、偵測、顯示及記錄。觸控螢幕可顯示錯誤的切確位置以快速地修復。伺服電動機具有過載保護機制，避免第一彈性裝配線30之某一部分被磨損。當偵測到異常阻抗時，第一彈性裝配線30會自動停止。電腦監控系統可用於第一彈性裝配線30，以輸入進袋長度、產品長度、薄膜張力及密封溫度等來快速調整生產。

餐具包裝機42具有四組溫度控制器來管理發熱元件。當在已包裝的餐具項目31偵測到印刷定位(print registration)異常時，餐具包裝機42會自動停止。如果包裝薄 膜用完時餐具包裝機42也會自動停止。餐具包裝機42之傳送是由具有最小噪音且長壽的定時皮帶(timing belt)所帶動。餐具包裝機42係包覆著具有聚碳酸酯(PC)材質的安全玻璃，以提供衝擊抵抗力。餐具包裝機42的自動薄膜軸(automatic film shaft)定位係可彈性地更換成不同的薄膜寬度。所有餐具包裝機42能接觸到包裝的地方係被不鏽鋼包覆。當餐具包裝機42停止時，餐具包裝機42的密封鉗口會自動移開。餐具包裝機42係從其下方來補充塑膠薄膜。餐具包裝機42之出料傳送帶(圖未示)係整合在整理機46。餐具包裝機42具有產量計算器(production volume counter)及計速器。餐具包裝機42係配備有過載切斷裝置，以防止因為未對準的包裝餐具而造成損壞密封及切割裝置。餐具包裝機42具有一感測器以偵測並防止有空的包裝餐具。餐具包裝機42具有感測器可更適合用於食品工業控制害蟲和避免有害生物的威脅。

整理機46可以將已包裝的食器自動裝載到預定方位的箱子內。裝載已包裝餐具項目31的箱子可用來放置不同的數量。整理機46可以自動移走已裝滿的箱子，再換成另一個空箱子，而不需要停止第一彈性裝配線30的運作。箱子的裝載或卸載係依照人體工學的高度做安排，讓使用者可以不用彎腰屈膝地操作。再者，箱子的裝載或卸載也不需要停止第一彈性裝配線30的運作或違反任何的安全指示。

第一彈性裝配線30的電腦監控系統具有機器視覺功能，可設定用以容許有任何想要的生產數量。也可以輸入或選擇生產日期或數量。電腦監控系統之作業系統係儲存於一非揮發性記憶體中，可以對生產清單裡被認可的項目進行寫入、更新及刪除，也可以改變較不重要的參數。還可以藉由密碼保護來區分不同的使用者的層級，允許至少50名 不同的使用者操作第一彈性裝配線30進行生產或維修。第一彈性裝配線30的使用者可輸入使用者名稱來登入電腦監控系統，以追蹤生產或記錄維修狀態。非揮發性記憶體可以記錄不同類的包裝型態。作業系統可以依據第一彈性裝配線30運行的時數，發出清洗及維修的提醒。主控制系統可以對被淘汰的餐具項目或包裝拍照來進行分析及示範。電腦監控系統啟用了線上生產績效關鍵績效指標(Key Performance Indicators,KPI)之管理報告及圖表。舉例來說，其報告包括基本的生產力、剔除的數量、剔除的種類、平均產量、平均單一包裝的拿取時間、被延遲的包裝時間、自動修繕計畫、維修及故障時間、故障種類、非正常允許的警示及警報、常見的故障診斷指南、顯示機器的使用狀態(例如關機時間、實際產量、維修、待機時間、建立所輸入供應件之故障狀態，例如壓縮空氣的壓力或電源等)。電腦監控系統可以利用日期、時間、比例、生產線、輪班、項目單等方式來查看其記錄資料。電腦監控系統所擷取的資料期間可以超過一年。生產及維修的報告可以於經過一段預設的時間或在輪班後自動產生。此報告可被列印或下載成下載版來備份。電腦監控系統係連接至企業應用軟體套件(例如SAP^TM)之終端直接線上顯示。電腦監控系統可以進一步連接到技術職務控制室內的遠程監控系統。

跳過或以低速通過有問題的視覺機器人41、62、64、66，以安全方式進行修理或檢查有問題的視覺機器人41、62、64、66。例如第一視覺機器人62可以被拆除去修理，同時第二視覺機器人64係於低速狀態下傳送餐具項目31。

可依據不同的包裝需求，修改或設置第一彈性裝配線30。舉例來說，視覺相機可以被安裝於牙籤輸送帶 48及餐具輸送帶70之間，以用來作為底部之視覺檢查。視覺相機檢查餐具項目31之底面，而餐具項目31之頂面係已經被上方視覺檢測器56給檢查過。

圖4係為本發明用於包裝餐具之第二彈性裝配線200之示意圖。第二彈性裝配線200具有與第一彈性裝配線30相似的部分及作業步驟。相似的部分及方法步驟係標示相同或類似的參考符號。相似部分或步驟之說明適當之處係於此納入參考。

第二彈性裝配線200包括餐具裝配線34、紙巾裝配線202及牙籤線204。第二彈性裝配線200之餐具裝配線34具有與第一彈性裝配線30類似的部分及作業方式。然而，第二彈性裝配線200之餐具裝配線34具有三個視覺機器人62、64、66，並橫跨於三個裝配線，分別為餐具裝配線34、紙巾裝配線202與牙籤線204。

牙籤線204包括依序連接之牙籤分裝器206、牙籤輸送帶208及牙籤回收箱210。牙籤分裝器206具有機器視覺能力以導引及檢查牙籤輸送帶208上的牙籤分配。

紙巾裝配線202係設置在牙籤線204及餐具裝配線34的中間。紙巾裝配線204包括依序連接之紙巾分裝器214、紙巾輸送帶216、餐具包裝機42、餐具檢測機44、整理機46及餐具廢料箱68。紙巾輸送帶216係實質上平行於牙籤輸送帶208及餐具輸送帶70，並且分別為縱向延伸。

第二彈性裝配線200上的三個視覺機器人62、64、66係位於紙巾輸送帶216及餐具輸送帶70之間。第一視覺機器人62具有機械臂76，可同時跨越牙籤輸送帶208、紙巾輸送帶216及餐具輸送帶70進行操作。同樣地第二視覺機器人64也具有機械臂78，可同時跨越牙籤輸送帶 208、紙巾輸送帶216及餐具輸送帶70。然而第三視覺機器人66僅能將其機械臂80跨越牙籤輸送帶48及餐具輸送帶70來操作。

當使用時，相對於第一實施例，圖4中的第二彈性裝配線200之第一視覺機器人62係與牙籤線204、紙巾裝配線202(包括橫式包裝機輸送器)及餐具裝配線34共同運作。尤其是，第一視覺機器人62從牙籤輸送帶208拿袋裝牙籤(也就是已包裝的牙籤)，並放置到紙巾輸送帶216上已折疊的紙巾(餐巾)37的上面。此處已折疊紙巾係被放置在匣盒(magazine)中，要被分配到紙巾輸送帶216。第一視覺機器人62進一步從餐具輸送帶70中拿出一把奶油刀及一把切刀，並與袋裝牙籤一併放置到已折疊紙巾上。如果餐具輸送帶70上的奶油刀或切刀有短缺，第一視覺機器人62係從第一緩衝站75中拿取一把奶油刀或一把切刀到已折疊紙巾上。

當紙巾輸送帶216運作時，第二視覺機器人64係從餐具輸送70拿出一把湯匙及一把叉子，並放置到已折疊紙巾上。如果第二視覺機器人64發現紙巾輸送帶216上有短缺湯匙或叉子時，第二視覺機器人64會從第二緩衝站77拿取湯匙或叉子。

與第一彈性裝配線30類似，第二彈性裝配線200係包裝餐具項目31、已折疊紙巾37、袋裝牙籤33及其他的項目(例如奶油、果醬、鹽等)。兩個彈性裝配線30、200都可被重新程式化或載入不同的應用程式或參數來包裝不同種類、形狀或數量的食器。

另一方面，牙籤分裝器206可以有規律間隔地分裝袋裝牙籤33到牙籤輸送帶208上。牙籤分裝器206可 以進一步藉由使用震動碗(Vibrator Bowl)來分裝袋裝牙籤33，以防止袋裝牙籤33互相堆疊或阻塞。視覺機器人62、64、66可藉此方便地揀選及放置袋裝牙籤33，讓包裝能夠更方便。沒有被視覺機器人62、64、66挑出來的堆疊袋裝牙籤33會在末端52處被丟進箱子，重新再利用。

圖5係提供本發明之另一實施例，為本發明用於包裝餐具之第三彈性裝配線220之示意圖。第三彈性裝配線220具有與第一彈性裝配線30或第二彈性裝配線200相似的部分及作業步驟。相似的部分及方法步驟係標示相同或類似的參考符號。相似部分或步驟之說明適當之處係於此納入參考。

在第三彈性裝配線220裡，視覺系統係擷取項目的影像以辨識、分析形狀及表面的清潔，再整合機器人的影像以導引機器手臂並對機器手臂下指令挑選乾淨的項目，將餐具套(一把湯匙、一把刀子、一把大湯匙及一把叉子。)朝著設定方向放入橫式包裝機上之各包裝中。餐具套，即為一般所知的食器，更包括紙巾及牙籤。視覺系統係執行最終的檢查以確定所有需要的項目都在包裝中。視覺系統係執行各機器手臂之間的負載平衡、工作指派及協調。視覺系統也可藉由傳送訊號到主控制可程式化邏輯控制器來調整輸送帶或包裝機的速度。第三彈性裝配線220進一步傳送生產統計及關鍵績效指標(線上)到主機，以記錄、分析、監控、管理報告及不正常流程的警示。視覺系統也可容易更新餐具的種類及刪除過時的布局。視覺系統係與可程式化邏輯控制器及客戶電腦整合。視覺系統也裝配數據機來作為遠端障礙排除之用。

在第三彈性裝配線220中，每個視覺機器人 62、64、66除了緩衝站75、77、79外，還設置鼓風機222、視覺相機224及廢料箱226。第三彈性裝配線220之餐具裝配線34進一步具有乾式鼓風機228及上方視覺檢測器56。在進行視覺檢查前，乾式鼓風機228係吹出壓縮的乾燥空氣以吹過餐具輸送帶70上的餐具項目31。上方視覺檢測器56係詳細檢查餐具項目31之頂面進行品質檢查。不符合標準的餐具項目31會被第一視覺機器人62挑出來並丟入附近的廢料箱226。視覺機器人62、64、66檢查通過餐具輸送帶70之餐具項目31的底面，並將不符標準的餐具項目31拿到廢料箱226裡。在被視覺相機224進行視覺檢查前，鼓風機222係排出壓縮空氣來吹過餐具項目31。

圖6係提供本發明之另一實施例，為本發明用於包裝餐具之第四彈性裝配線230之示意圖。第四彈性裝配線230具有與第一彈性裝配線30、第二彈性裝配線200及第三彈性裝配線220相似的部分及操作步驟。相似的部分及方法步驟係標示相同或類似的參考符號。相似部分或步驟之說明適當之處係於此納入參考。

在第四彈性裝配線230裡，視覺系統係擷取項目的影像以辨識、分析形狀及表面的清潔，再整合機器人的影像以導引機器手臂並對機器手臂下指令挑選乾淨的項目以將餐具套(一把湯匙、一把刀子、一把大湯匙及一把叉子。)朝著設定方向放入橫式包裝機上之各包裝中。餐具套更包括紙巾及牙籤。視覺系統執行最終的檢查，以確定所有需要的項目都在包裝內。視覺系統也執行各機器手臂之間的負載平衡、工作指派及協調。視覺系統也可藉由傳送訊號到主控制可程式化邏輯控制器來調整輸送帶或包裝機的速度。彈性裝配線230進一步傳送生產統計及關鍵績效指標(線上)到主 機，以記錄、分析、監控、管理報告及不正常流程的警示。視覺系統也可容易更新餐具的種類及刪除舊的布局。視覺系統係與可程式化邏輯控制器及客戶電腦整合在一起。視覺系統也裝配數據機來作為遠端障礙排除之用。

圖1到圖6的彈性裝配線30、200、220、230具有整合性的模組化設計特徵。例如對於圖1到圖3的第一彈性裝配線30來說，彈性裝配線30的所有機器站都可以被個別加入或是移除，而不會影響到彈性裝配線30其餘的機器站。該些機器站包括紙巾自動分裝器36、自動牙籤分裝器38、視覺檢測機40、餐具包裝機42(也就是橫式包裝機)、餐具檢測機44、整理機46、牙籤輸送帶48、餐具分類機54、上方視覺檢測器56、翻轉機58以及底部視覺檢測器60。機器站更包括第一視覺機器人62、第二視覺機器人64、第三視覺機器人66及餐具輸送帶70。所有的機器站都連接至主電腦監控系統以做控制及調整。

圖1到圖6的每個彈性裝配線都具有機器視覺能力，可執行餐具項目31的表面品質檢查。彈性裝配線30、200、220、230更可根據其視覺檢查結果來決定接收或排除清洗過的餐具項目31。在檢測之後，根據主電腦監控系統事先安裝的包裝指令，彈性裝配線30、200、220、230可藉由揀選每一種餐具項目31，來組合餐具項目31。此處的餐具包裝包括牙籤、紙巾/餐巾37及糖包。彈性裝配線30、200、220、230也可包裝零散的餐具項目31到塑膠袋內。簡言之，圖1到圖6的每個彈性裝配線30、200、220、230都具有四合一的功能，也就是自動分類、機器檢查、自動組合及自動包裝的功能。

圖1到圖6的每個彈性裝配線可包括自動導 引車231(Automatically Guided Vehicle，AGV)。自動導引車為一種移動式機器人，其可沿著飛行中心地板上的記號或纜線來移動。自動導引車在飛行中心的整理機及倉庫之間移動，將裝滿餐具的箱子送往倉庫，並同時將空的箱子放在整理機，來接收包裝餐具。

圖7係為本發明用以檢查餐具項目31之品質之檢查站240之側面視圖。檢查站240可代替上方視覺檢測器56、翻轉機58及底部視覺檢測器60。

檢查站240包括機器手臂242、上方視覺相機244及底部視覺相機246，上述裝置係戶相連接。尤其餐具輸送帶70包括兩個部分70a、70b，係相繼地沿著處理流程方向127直線排列。檢查站240進一步包括廢料箱248，廢料箱248係放置於餐具輸送帶70之上游輸送帶70a及下游輸送帶70b之間。機器手臂242及廢料箱248係縱向地相對而立，此時機器手臂242係在上方，而廢料箱248則位在下方。機器手臂242具有吸盤243，以作為機器手臂242之末端執行器來抓取餐具項目31(例如湯匙)。上方視覺相機244係正對著上游輸送帶70a之頂面，而底部視覺相機246則正對著機器手臂242之底面。

檢查站240可具有二維及三維機器視覺能力，類似於牙籤視覺機器人41、餐具檢測機44、上方視覺檢測器56、底部視覺檢測器60、第一視覺機器人62、第二視覺機器人64及第三視覺機器人66。機器視覺係提供基於影像的自動檢查及分析，以檢查餐具項目31的清洗品質(有無水漬或髒汙)及餐具項目31的完整性(有無缺角)。檢查站240在適當的光照下，相機244、246拍攝餐具項目31之影像。檢查站安裝了適用於不同影像處理流程技術的軟體，來得到 所需的資訊，並藉此做出決定(例如通過或淘汰)。例如檢查站240使用圖型辨識技術並根據預先載入的餐具項目31(如叉子)的樣式為基礎，找出、對照及計算特定的圖型。被擷取之物品影像(例如刀子)之位置、角度及方位可以旋轉、被其他物件覆蓋部分或是變化其大小。此外，檢查站240具有邊緣檢測能力，可檢查被拍攝餐具項目的尺寸與完整內容。因此破損、碎裂或彎曲的餐具項目31可以在包裝前就被找到，以避免操作流程上的浪費。

另一方面，檢查站240可以對餐具項目31提供自動光學檢測(AOI)。當上游輸送帶70a上輸送進來的餐具項目31被多數的光源照射且被上方視覺相機244觀察時，自動光學檢測可以視覺掃描餐具項目31的表面。即使其他的元件遮住某一方向時，仍然可以監控到餐具項目31所有外觀部分。一般清洗過的餐具項目31的缺陷包括刮痕、切痕、水漬、食物殘渣或髒汙附著及退色。

所有具有機器視覺之機台44、56、60、62、64、66、240係互相連接，以執行類神經網路處理，讓它們可以進行多變數決策的加權及自我訓練。

圖8係根據圖7，為本發明檢查站240之俯視圖。圖8進一步顯示與上游輸送帶70a及下游輸送帶70b平行之牙籤輸送帶48。

當使用時，已清洗的餐具項目31係沿著上游輸送帶70a移動。上方視覺相機244連續擷取散亂堆放的餐具項目31的影像，檢查站240藉由預存之符合標準之餐具項目之樣板來檢查所擷取之影像。符合標準之餐具項目包括表面乾淨(例如無水漬)、內容完整(無缺角及彎折)及沒有退色。

如果餐具項目31(例如叉子)沒有通過視覺 檢測標準，不合格的餐具項目31會直接被送到上游輸送帶70a末端的廢料箱248。如果餐具項目31(例如湯匙)符合所有的視覺檢測標準，符合標準的餐具項目31會被機器手臂242揀選出來，並移動經過上游輸送帶70a及下游輸送帶70b之間的溝槽。在此移動過程中，即為一般所述的「飛過(fly-over)」，頂面符合標準的餐具項目31之底面會進一步地被底部視覺相機246進行視覺檢查。如果底面也同樣符合檢查的標準，餐具項目31會被帶到下游輸送帶70b。如果底面不符合檢查的標準，餐具項目31會被機器手臂242丟到廢料箱248裡。頂面及底面都符合標準的餐具項目31會被傳送提供做為飲食餐具。檢查站240之安排係對餐具項目31提供迅速地視覺檢查，以避免破壞包裝的處理流程。

於本申請中，除非特別說明，有關「包括」、「具有」及其相關的變異語法皆代表開放式用法，所以可包括所有提及的元件，也允許包括其他新增或沒有明確提及的元件。

本文提及製劑的組成濃度中所用的「大約」，基本上係指設定值的正負5%、正負4%、正負3%、正負2%、正負1%或是正負0.5%。

本揭露之內容中，某些實施例可以具有較大的範圍。說明書中有關範圍格式的描述僅僅是為了方便和簡潔，並且不應該被解釋為限制在所揭露的範圍內。因此，在本說明書的範圍應被視為已具體公開了在該範圍內的所有可能的子範圍以及個別範圍。舉例來說，本說明書的範圍如包括從1到6，則應被視為已具體公開了在該範圍內的所有子範圍如從1到3、從1到4、從1到5、從2到4、從2到6、從3到6，也可以在其個別的範圍如1、2、3、4、5及6。上述 之應用不限定範圍的大小。

於實施例或申請專利範圍中的順序或某些方法步驟可以在不影響相關發明的請況下改變或對調順序。

惟須注意，上述實施例僅為例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明之範圍。任何熟於此項技藝之人士均可在不違背本發明之技術原理及精神下，對實施例作修改與變化。本發明之權利保護範圍應如後述之申請專利範圍所述。

30‧‧‧第一彈性裝配線

31‧‧‧餐具項目

32‧‧‧牙籤裝配線

33‧‧‧袋裝牙籤

34‧‧‧餐具裝配線

36‧‧‧紙巾自動分裝器

37‧‧‧餐巾

38‧‧‧自動牙籤分裝器

40‧‧‧視覺檢測機

41‧‧‧牙籤視覺機器人

42‧‧‧餐具包裝機

44‧‧‧餐具檢測機

46‧‧‧整理機

48‧‧‧牙籤輸送帶

50‧‧‧左端

52‧‧‧右端

54‧‧‧餐具分類機

56‧‧‧上方視覺檢測器

58‧‧‧翻轉機

60‧‧‧底部視覺檢測器

62‧‧‧第一視覺機器人

64‧‧‧第二視覺機器人

66‧‧‧第三視覺機器人

68‧‧‧餐具廢料箱

69‧‧‧箱子

70‧‧‧餐具輸送帶

72‧‧‧左端

74‧‧‧右端

75‧‧‧第一緩衝站

76‧‧‧機械臂

77‧‧‧第二緩衝站

78‧‧‧機械臂

79‧‧‧第三緩衝站

80‧‧‧機械臂

127‧‧‧處理流程方向

Claims (25)

1. 一種用以包裝餐具之彈性裝配線，其包括：一餐具裝配線，用以接收及分配複數餐具項目，其中該餐具裝配線更包括一自動組織器(automatic organizer)，用以挑選該複數餐具項目來分裝成至少一套食器(eating utensils)。
2. 如申請專利範圍第1項所述之彈性裝配線，更包括：一牙籤及紙巾裝配線，用以提供一餐巾及/或一袋裝牙籤形成該至少一套食器。
3. 如申請專利範圍第2項所述之彈性裝配線，更包括：一餐具包裝機，其耦接至該餐具裝配線並耦接至該牙籤及紙巾裝配線，用以將所選擇的餐具項目、該餐巾及該袋裝牙籤包裝在一起形成至少一套食器。
4. 如申請專利範圍第1項所述之彈性裝配線，其中：該自動組織器包括一工業機器人，其係用以辨認及選擇不同類別之餐具項目以形成至少一套食器。
5. 如申請專利範圍第4項所述之彈性裝配線，其中：該工業機器人具有機械視覺能力，以挑選並檢查該複數餐具項目、該餐巾或該袋裝牙籤，來提供符合品質要求之食器。
6. 如申請專利範圍第5項所述之彈性裝配線，其中：該工業機器人係用以掃描餐具項目之外觀(profile)，以辨識不同樣式(patterns)之餐具項目。
7. 如申請專利範圍第5或6項所述之彈性裝配線，其中：該工業機器人係掃描該複數餐具項目之表面紋理來進行品質檢查。
8. 如申請專利範圍第2項所述之彈性裝配線，其中：該餐具裝配線更包括一餐具分類機，以分散該複數餐具項目。
9. 如申請專利範圍第8項所述之彈性裝配線，其中：該牙籤及紙巾裝配線更包括一分裝器(sorter)，以分散該袋裝牙籤或該餐巾或兩者。
10. 如申請專利範圍第9項所述之彈性裝配線，更包括：一輸送線，係將該餐具分類機或該分裝器或兩者連接到該餐具包裝機。
11. 如申請專利範圍第1項所述之彈性裝配線，其中：該自動組織器包括一視覺檢測器，於進行包裝前，該視覺檢測器辨識出該複數餐具項目、該餐巾及該牙籤之樣式、表面紋理及數量。
12. 如申請專利範圍第11項所述之彈性裝配線，其中：該自動組織器更包括一鼓風機，係位於該視覺檢測器的隔壁，用以吹出空氣至該附數餐具項目。
13. 如申請專利範圍第4到6項之任一項所述之彈性裝配線，其中：該工業機器人包括一緩衝站，用以儲藏該複數餐具項目。
14. 如申請專利範圍第4到6項所述之彈性裝配線，其中：該工業機器人之一末端執行器(end effector)包括一吸盤，用以抓取單一個餐具項目。
15. 如申請專利範圍第1項所述之彈性裝配線，其中：該自動組織器包括一紙巾自動分裝器，用來在一牙籤輸送帶上依序鋪設一已折疊之紙巾。
16. 如申請專利範圍第1項所述之彈性裝配線，其中：該餐具裝配線包括一上游輸送帶、一檢查站及一下游輸送帶，依照一處理流程方向依序設置，該檢查站更包括位於該上游輸送帶之一上方視覺相機以及位於該下游輸送帶之一底部視覺相機，分別用以檢查該複數餐具項目至少其中之一的正反兩面。
17. 如申請專利範圍第16項所述之彈性裝配線，其中：該餐具裝配線更包括一廢料箱，係設置於該上游輸送帶及該下游輸送帶之間，用以收集品質不符合規定之餐具項目。
18. 如申請專利範圍第11項所述之彈性裝配線，其中：該自動組織器及該視覺檢測器係互相連結成一類神經網路，以達成適應性控制。
19. 如申請專利範圍第1項所述之彈性裝配線，更包括：一翻轉機，用來在視覺檢查之前或之後翻轉該複數餐具項目。
20. 如申請專利範圍第1項所述之彈性裝配線，更包括：一自動導引車，用以傳送已包裝之餐具項目到該彈性裝配線，或從該彈性裝配線傳送已包裝之餐具項目。
21. 一種包裝餐具項目之方法，包括：分配複數餐具項目到一餐具輸送帶；從該複數餐具項目選取以形成至少一套食器。
22. 如申請專利範圍第21項所述之包裝餐具項目之方法，更包括：藉由機器視覺檢查該複數餐具項目，以挑選出符合品質之餐具項目。
23. 如申請專利範圍第21或22項所述之包裝餐具項目之方法，更包括：自動包裝符合品質之餐具項目以形成複數套食器。
24. 一種製造或安裝一彈性裝配線之方法，包括以下步驟：提供一餐具裝配線；呈現一牙籤及紙巾裝配線；以及連接該餐具裝配線及該牙籤及紙巾裝配線，用以包裝複數套食器。
25. 如申請專利範圍第24項所述之製造或安裝該彈性裝配線之方法，更包括：於該彈性裝配線上安裝至少一個工業機器人，用以適應地挑選或移動不同樣式或形狀之餐具項目。