TWI525027B - 可靈活調整之托盤組裝生產線 - Google Patents

Description

可靈活調整之托盤組裝生產線

本發明係有關於用於機上(套)餐之可調整組裝生產線，尤指用於托盤組裝、其品質視覺檢驗及組裝之組裝生產線及其使用方法。

按在食品餐飲業，食品和餐具經常以托盤盛裝。此外，每一種類型的食品通常以獨立容器供應，有秩序地放置在托盤內。當大量提供具巨大差異的食品時，如航空公司、軍隊或醫院餐飲企業，將食品和餐具包裝於托盤中變得複雜且需大量勞動力。若食品必須全天候的持續供應，一致性、靈活性及效率就成為高品質餐飲業的關鍵因素。

本發明之主要目的係在於，克服習知技藝所遭遇之上述問題並提供一種全新之用於機上(套)餐之可調整組裝生產線以供托盤組裝、品質檢驗及/或組裝之用。本發明之另一目的係提供一種全新之方法，以使用該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線。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。本發明係主張2012年1月10日所申請，申請號SG20120203-6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。

為達以上之目的，本發明係一種用於機上(套)餐而可靈活調整之托盤組裝生產線，亦稱用於機上(套)餐之可調整組裝生產線。本發明在第一個方面，該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線係包含提供一托盤之托盤分配器，及一與托盤分配器相鄰之裝配站。該裝配站係具一固定工具自動放置食品或非食品項目到托盤上。該托盤分配器係一提供托盤之設備或機器。例如，該托盤分配器包括一大推車、推車、一置物架或房間，可容納托盤或成堆托盤以供分配。該托盤一般為平坦而淺之容器，通常具微微凸起之邊緣，用以盛裝、持有或展示食品、玻璃、瓷器等之物品/容器。該托盤不同於食品容器，該托盤通常不直接接觸食品本身。該固定工具可具多種形式。例如，該固定工具係具預定形狀之夾具，藉此唯有具對應形狀之食品或非食品項目可通過孔洞掉落至該托盤上。該裝配站可以有不同類型之固定工具或夾具，藉此該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線可處理大量不同物品。由於裝配站可自動操作，無論藉由安裝有適當軟體產品之電腦，或藉由一或多個PLC(可程式邏輯控制器)，該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線可連續操作。在提供全天候之大量供餐服務(即勞動密集型)時，該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線提供一高效且可靠之餐飲解決方案，減少手動托盤組裝之人為錯誤。因此，該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線可於托盤中提供更新鮮之食品。

該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線可進一步包含一連接到該裝配站之托盤至推車裝配站，用以將一裝配完畢之托盤移出該裝配站。該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線係一生產線， 用以根據預定模樣/形式在托盤上擺放各種食品及非食品項目，此被統稱為一托盤組件或次組件。完整之托盤組件可自該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線移出，並精巧地堆放入大推車中，使托盤組件不會在該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線終端卡住。該托盤至推車裝配站可有效清空用於機上(套)餐之可調整組裝生產線之終端並提供大推車滿滿之托盤組件。該大推車可具車輪以儲存至倉庫以臨時保存或至飛機上作為餐飲。

該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線可進一步包含一輸送機，連接該托盤分配器、該裝配站、該托盤至推車裝配站或以上之任何組合。該輸送機係機械式裝卸設備，將材料自一位置移動到另一個。該輸送機提供快速且高效之各類食品(如優格杯)及非食品項目(如餐具包)之運輸。該輸送機可為一皮帶輸送機、一鍊式輸送機或兩者之組合。該輸送機可根據餐飲中心之建設條件安裝在地板上或安裝在天花板上，以配合該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線。

該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線可進一步包含一驗收與拒收站，以檢查食品及非食品項目之品質。檢查該托盤、食品及非食品項目係依預定之品質標準加以檢驗。例如，一托盤必須具有無污垢、水漬及變形，以適合盛裝食品或非食品項目。密封水杯在裝配至托盤前必須無污垢及不漏水。該預定之品質標準係預先輸入該驗收與拒收站，作為托盤組裝品質之依據。在一實施例中，該驗收與拒收站量測一托盤組件或次組件之重量，依預定之可接受範圍重量預以接受或拒絕。

該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線可進一步包含一或多個 分揀機，以組織食品及非食品項目。有時，食品項目或非食品項目係隨機聚集在容器/籃子中。該分揀機按一有序方式排列該些項目，以便裝配站或操作員可有效地選擇一項目。該分揀機可為一傾斜式托盤分揀機、交叉帶分揀機、盛盤分揀機或以上之任一組合。

該托盤分配器、裝配站、托盤至推車裝配站、輸送機、驗收與拒收站或以上任一組合可包含一用以拾取食品或非食品項目之工業機器人。該工業機器人係一自動控制、可重新程式、多用途機械臂，可在三或更多軸上程式。該工業機器人可為一多關節機器人，一SCARA機器人、一Delta機器人或一笛卡爾(Cartesian)直角坐標機器人(又稱龍門機器人或XYZ機器人)。該工業機器人可重新程式以裝配不同類型之托盤組件，並深入至不同距離之各站點或輸送機。如此，該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線可改變以滿足不同餐飲需求。例如，在航空配餐中心，該工業機器人可載入一軟體程序提供西餐托盤組件50套，隨後載入加一軟體程序提供的素食食品托盤組件。

該托盤分配器、裝配站、托盤至推車裝配站、輸送機、驗收與拒收站、工業機器人、機械臂或以上任一組合可連接一攝像機及一電腦以具有機械視覺(machine vision,MV)功能，識別各種物體之形狀。該機械視覺不僅使該些機器找到一物件，也引導該些機器之移動，該些機器可自一排/盆隨機分佈項目中挑選一食品及非食品項目，及移動該選定之項目至托盤上形成一托盤組件或次組件。特別的是，該機械視覺或電腦視覺，在特徵檢測與特徵提取領域上，旨在識別一數位圖像之圖點，其圖像亮度急劇變化 或，更正式的說，具不連續性。檢測到之邊緣形成一物件之邊界，使該機器可識別攝像機所拍攝之圖像為一所需之食品或非食品項自以供托盤組裝。由於圖像捕獲、圖像處理及程序執行可有效地由一或多個電腦完成，故該形狀識別可迅速地進行，並顯著提高組裝速度。

該托盤分配器、裝配站、托盤至推車裝配站、輸送機、驗收與拒收站、工業機器人或以上任一組合可連接一攝像機及一電腦，用以獲得機械視覺能力，以掃描各種物體之表面紋理。一或多個該些機器因此將能發現在食品及非食品項目包裝薄膜中之表面裂紋，能觀察到在任一托盤、食品或非食品項目上之污垢或污漬。在依預先載入之品質標準進行檢查時，該些機器可防止組裝有缺失之托盤、食品或非食品項目，因其會造成提供托盤組件上之成本及時間浪費。

該機械視覺圖像處理方法係包含像素計數(對亮或暗像素之數量進行計數)、計算閾值(轉換灰色調圖像為單純黑與白或在一灰度值之基礎上加以區分)、分割(將一數位圖像區分為多個區段，以簡化及/或改變圖像的代表性成為更有意義及更容易分析之物)、探知斑點及處理(檢查一圖像中相連像素之離散斑點作為圖像地標)及圖樣識別(包含模板匹配、發現、匹配及/或計算特定圖樣)。該圖樣識別可包含一物體之位置，該物體可被旋轉、部份被其他物體隱藏或具各樣大小。該方法進一步包含顏色標識、條形碼、數據矩陣及“二維條碼”判讀、光學字符識別(自動閱讀文字，如序列號)、測量(測量物體尺寸，如像素、英寸或毫米)及過濾(如形態濾波)。

該托盤分配器、裝配站、托盤至推車裝配站、輸送機、驗收與拒收站、工業機器人或以上之任一組合中之二或更多個可連接以執行類神經網路程序。該類神經網路程序係加權且自我學習之多變量決策，可使該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線在不同機器上調整組裝速度，在面臨故障時向操作員發出警示，或因所要各類食品或非食品項目而發送請求。如此，該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線成為具有智能，而僅需要少量人力干預。使用該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線之勞動成本將會減少。

該托盤分配器、裝配站、托盤至推車裝配站、驗收與拒收站、工業機器人或以上之任一組合可為模組化連接至該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線，以使其可以與用於機上(套)餐之可調整組裝生產線之其他部分分隔而不影響其他部份。該模組化設計，或“設計中之模組性”，係一種將該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線細分為更小部分(模組)之途徑，該更小部分係可獨立創建，之後用於不同之用於機上(套)餐之可調整組裝生產線，以驅動多種功能。該具模組化設計之用於機上(套)餐之可調整組裝生產線係具有以下特點：I、功能性分割成離散之可伸縮、可重複使用之模組，包含隔離且自給自足之模組功能；Ⅱ、嚴格使用定義良好之模組化介面，包含模組功能之物件導向描述；及Ⅲ、易於改變，以達成技術透明度並且，在可能範圍內，盡量使 用行業標準之關鍵介面。

該裝配站可包含一輸送帶以饋送裝有食品及非食品之箱子，及包含另一輸送帶以移除箱子。該輸送帶可選擇性連到主輸送機，以連接各機器站與該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線之機器人。該裝配站之輸送帶，利用輸入材料(例如食品資料)之供應與成品材料(空托盤)之移除，以使該裝配站能充分利用其運轉容量，不因供應短缺而延遲。

該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線可進一步包含一人工裝配站以人工加載、卸載或檢查食品或非食品項目。該隨選之人工裝配站允許該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線進一步適應組裝某些太脆弱而無法以機器人之末端執行器加以處理之食品項目。該人工裝配站進一步允許有時需要之人工干預。

該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線可進一步包含一自動裝箱堆疊機及轉盤，具可移動的裝載托盤以傳送食品及非食品項目，可手動供電或電子供電。該自動裝箱堆疊機及轉盤使在該自動裝箱堆疊機及轉盤相對兩側之操作員可方便裝載或檢索食品或非食品項目而互不干擾。例如，一操作員可自一側裝載餐刀組至一空架板，而另一操作員則可自該自動裝箱堆疊機及轉盤之相反側取用黃油包。使用該自動裝箱堆疊機及轉盤之裝載及卸載效率係遠高於固定架。

該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線可進一步包含一觸控式螢幕連接到該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線之一台主電腦，用於控制該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線。該觸控 式螢幕提供一直觀使用者界面，操作員會發現很容易操作。該觸控式螢幕進一步避免額外之鍵盤與滑鼠，因其往往放錯位置會受食品污染或容易因意外點擊而損壞。

該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線可進一步包含一無人搬運車(Automatic Guided Vehicle,AGV)，用於取得已組裝之托盤組件或空托盤。該無人搬運車可編寫程式，至不同指定地點取得特定食品或非食品項目，使該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線可依不同手冊改換不同類型托盤組裝。人為錯誤藉由在該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線上編寫程式及連接該無人搬運車而減少。

該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線可進一步包含一自動食品分配器，其包含一可轉動食品進料斗、一轉向器及一輸送機。該可轉動食品進料斗具一或多個隔室以貯存食品項目。當使用時，該可轉動食品進料斗係會旋轉和振動，使在各自隔室中之不同項目可有序地掉入轉向器。下方之該輸送機具數個通道，用以接收不同項目。該轉向器將引導其下方開口對準該通道，使適當項目分別派送至指定通道以組裝托盤組件。

該工業機器人可具一末端執行器，用於旋轉。該末端執行器係一在機械臂終端上之裝置，設計來與環境互動。該末端執行器可包含一抓具或工具(如真空抽吸杯)。該抓具可以是兩指、三指或甚至五指。當拿取疊杯時，部分真空可存在層疊杯具之間。當該工業機器人提起杯具頂部時，下方之一或多個杯具可能由於該部分真空也被抽起。接著旋轉時，下方之杯具將很容易脫落，從而避免在托盤組裝上重覆拿取之錯誤。

該工業機器人可具一末端執行器用於搖晃。當該末端執行器振動時，下方杯具可直接自頂端杯具脫離，如此再次避免工業機器人上重覆拿取之問題。

該工業機器人可具一末端執行器進行加熱。例如，該末端執行器可於其末端執行器上循環熱空氣以使一拾取之杯具快速加熱。一在頂端杯具下方之“濕滑杯具”很可能會由於兩個杯具間之不同熱膨脹，將本身從頂端杯具分離。

該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線可進一步包含一清潔及消毒站，用於清洗一工業機器人之末端執行器。該清潔及消毒站包含一鏟斗，其中包含一或多種清洗液，例如水、加壓空氣、消毒凝膠、泡沫劑及液體溶液。該鏟斗可具一入口及一出口，使清潔液可循環及被替換，以清潔一浸漬其內之末端執行器。

該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線可進一步包含一清潔及乾燥站，用於清潔一輸送機之皮帶。由於該輸送機或輸送機皮帶接觸該托盤或食品容器，該輸送機或皮帶可能被食品顆粒污染。該清潔及乾燥站對皮帶或輸送機提供清潔/清洗、乾燥或以上之任一組合，防止不同食品及非食品項目彼此交叉污染。例如，該輸送機或皮帶係與水隔絕，並以加壓空氣吹拂。該輸送機或皮帶可進一步照射紅外線或紫外線光以消滅細菌。該輸送機或皮帶可進一步以刷子擦拭，而放置灰塵鍋/槽在下面收集食品殘渣。

該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線可包含一或多個害蟲防治容器。該容器係連接到或安裝到一機器/站點，如輸送機旁邊。該容器係位於食品及非食品項目通道下方，以避免容器內之害 蟲防治藥物意外掉入通道上，造成食品污染。該害蟲防治容器係用於防止該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線受害蟲侵擾。

本發明進一步提供一航空配餐中心，其具一或多個用於機上(套)餐之可調整組裝生產線。該航空配餐中心提供托盤組件組裝之工作餐，為一機場之眾多航空公司/航班配餐。由於該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線可具極大靈活性和效率地連續工作，故該航空配餐中心及機場之運營效率將顯著增強。

根據本發明之第二方面，本發明提供一種方法，使用一用於機上(套)餐之可調整組裝生產線以組裝托盤。該方法包含第一步驟之接收一空的或部分組裝/填充之托盤；第二步驟之提供一食品或非食品項目；及第三步驟之自動裝載食品或非食品項目至該托盤。由於該裝載係由一或多個電腦實施，該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線之運行效率、精度及可靠性變得遠高於一托盤組裝之手工裝配。

該方法可進一步包含一藉機械視覺自動檢查該托盤、該食品或非食品項目、一己裝載之托盤。該機械視覺之操作序列包含通過使用一或多個攝像機、鏡頭及照明採集一圖像，提供後續處理之不同需要。接著機械視覺軟體包採用各種數位圖像處理技術提取所需信息，並以所提取信息為基礎做出決策(例如通過/失敗)。該機械視覺應用程序可使用二維成像、三維成像或二個皆具。該機械視覺提供一反饋予該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線以實現托盤組裝之高精確度、效率及品質。該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線之替換或稱許之反饋可由夾具、固定架、預定形狀之孔洞、位置開關、及托盤組件之重量測量所提供。

該方法可進一步包含一輸送一已裝載或完成之托盤至該大推車之步驟。托盤組件，無論完成或拒絕，係快速堆積至該大推車，以運送至一臨時倉儲或飛機。該輸送之行動維持該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線在操作時不至阻塞，此項在餐飲中心提供大量食品時非常必要。

根據本發明之第三方面，本發明係提供一方法，安裝一用於機上(套)餐之可調整組裝生產線供托盤組裝。該方法包含一步驟，係提供用於呈現一托盤之托盤分配器；及進一步之步驟，係提供一附帶一固定工具(例如機械臂或工業機器人)之裝配站與該托盤分配器相鄰，用於自動放置食品或非食品項目到托盤。多個用於機上(套)餐之可調整組裝生產線可在餐飲中心內安裝及相互連接，以提供大量且多樣的食品。

根據本發明之第四方面，本發明係提供一方法，調配該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線之托盤組裝。該方法包含一步驟，係加載一軟體包用於機械視覺之圖像處理。該軟體包係可使用以控制不同站點之操作、該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線之機械視覺的、或該托盤組件之組裝選單。

30‧‧‧可調整組裝生產線

32‧‧‧托盤分配器

34‧‧‧第一裝配站

36‧‧‧第二裝配站

38‧‧‧第三裝配站

40‧‧‧人工裝配站

42‧‧‧驗收與拒收站

43‧‧‧自動拒收站

44‧‧‧托盤至推車裝配站

46‧‧‧輸送機

48‧‧‧主電腦

50‧‧‧第一顯示器

52‧‧‧第二顯示器

54‧‧‧第一裝箱堆疊機

56‧‧‧第二裝箱堆疊機

58‧‧‧振動餐碗分揀機

60‧‧‧皮帶

62‧‧‧推車

64‧‧‧前端

66‧‧‧後端

68‧‧‧推車

70‧‧‧第一操作員

72‧‧‧第二操作員

74‧‧‧機械臂

76‧‧‧空托盤

78‧‧‧第一四軸機器人

80‧‧‧乾淨空托盤

82‧‧‧第二四軸機器人

84‧‧‧托盤

86‧‧‧第三四軸機器人

88‧‧‧托盤

90‧‧‧托盤

91‧‧‧貨架轉盤

92‧‧‧程序流動方向

100‧‧‧流程方塊

110‧‧‧檢查

112‧‧‧比較

122‧‧‧識別

124‧‧‧檢測

126‧‧‧捕抓

128‧‧‧放置

130‧‧‧掃描

132‧‧‧比較

134‧‧‧替換

136‧‧‧確認

138‧‧‧延伸

140‧‧‧抓取

141‧‧‧餐具組

142‧‧‧提起

144‧‧‧取用

148‧‧‧替換

150‧‧‧感測

152‧‧‧檢查

154‧‧‧延伸

156‧‧‧抓取

160‧‧‧存放

162‧‧‧拍攝

164‧‧‧處理

166‧‧‧離開

168‧‧‧脫離

170‧‧‧更換

172‧‧‧提取

174‧‧‧放置

178‧‧‧退出

182‧‧‧介入

210‧‧‧第二可調整組裝生產線

212‧‧‧第三可調整組裝生產線

214‧‧‧第四裝配站

216‧‧‧第五裝配站

218‧‧‧第六裝配站

222‧‧‧第一箱體

224‧‧‧第二箱體

226‧‧‧第三箱體

228‧‧‧第四箱體

230‧‧‧輸送帶

232‧‧‧輸送帶

234‧‧‧非食品視覺機器人模組

236‧‧‧非食品視覺機器人模組

238‧‧‧食品視覺機器人模組

240‧‧‧輸送帶

242‧‧‧食品項目

244‧‧‧輸送帶

246‧‧‧品質不合標準之食品項目

248‧‧‧廢棄箱

250‧‧‧食品視覺機器人模組

252‧‧‧自動食品分配器

254‧‧‧可旋轉食品進料斗

256‧‧‧轉向器

258‧‧‧輸送機

260‧‧‧頂部鏈輪齒輪

262‧‧‧底部鏈輪齒輪

264‧‧‧鏈條

266‧‧‧滾動鏈

268‧‧‧裝配托盤

270‧‧‧一側

272‧‧‧另一側

274‧‧‧自動導引車

276‧‧‧可調整組裝生產線

278‧‧‧自動裝箱堆疊機及轉盤

280‧‧‧箱體

282‧‧‧流程方塊

284‧‧‧第一步驟

286‧‧‧第二步驟

288‧‧‧第三步驟

290‧‧‧第四步驟

292‧‧‧機械臂

294‧‧‧第一杯具

296‧‧‧第二杯具

298‧‧‧末端執行器

300‧‧‧第三杯具

隨附之各圖(第1~18圖)顯示各實施例並用以解釋各釋例之原則。然而，請注意，該些圖係提供以展示而已，而非定義本發明之相關限制範圍。

第1圖，係本發明之第一可調整組裝生產線示意圖。

第2圖，係本發明使用第一可調整組裝生產線之流程示意圖。

第3圖，係本發明之第二可調整組裝生產線示意圖。

第4圖，係本發明第二可調整組裝生產線之立體示意圖。

第5圖，係本發明之第三可調整組裝生產線示意圖。

第6圖，係本發明第三可調整組裝生產線之另一示意圖。

第7圖，係本發明非食品之視覺機器人模組示意圖。

第8圖，係本發明非食品之另一視覺機器人模組示意圖。

第9圖，係本發明食品之視覺機器人模組示意圖。

第10圖，係本發明食品之另一視覺機器人模組示意圖。

第11圖，係本發明可調整組裝生產線之自動輸送機示意圖。

第12圖，係本發明第一可調整組裝生產線之部份示意圖。

第13圖，係本發明自動堆箱機及轉盤之示意圖。

第14圖，係本發明自動堆箱機及轉盤之使用示意圖。

第15圖，係本發明機械臂取用二疊杯之示意圖。

第16圖，係本發明曲折機械臂以脫附疊杯之示意圖。

第17圖，係本發明震動機械臂以脫附疊杯之示意圖。

第18圖，係本發明加熱機械臂以脫附疊杯之示意圖。

示範性地，本發明之非限制性實施例將參考第1~18圖詳細說明。

第1及第2圖係本發明之一實施例。第1圖特別顯示一用於機上(套)餐之可調整組裝生產線30供托盤組裝，或稱為供托盤組裝之第一可調整組裝生產線30。該可調整組裝生產線30包含數個站點32~44，按順序連接輸送機46。該些站點包含一托盤分配器32、一第一裝配站34、一第二裝配站36、一第三裝配站38、一人工裝配站40、一驗收與拒收站42及一托盤至推車裝配站44。然而，該驗收與拒收站42及托盤至推車裝配站44係被放在一起，置於該輸送機46之相對側。一主電腦48係連接到所有該些用於控制整個用於機上(套)餐之可調整組裝生產線之站點32~44。該主電腦48具二觸控式螢幕，即在該輸送機46相對端點之第一顯示器50和第二顯示器52。裝配站34、36、38亦稱為機器人模組，使得其可根據工作負荷增加或刪除。換句話說，裝配站34、36、38係相似一隨插即用系統，可選擇性安裝/連接或刪除/斷開以在不同組裝速度下組裝不同托盤組件。

該第一裝箱堆疊機54係位於與該第一裝配站34相鄰處，並靠抵該輸送機46。更具體地說，該第一裝箱堆疊機54係放置在該輸送機46另一側，與該第一裝配站34相對。一第二裝箱堆疊機56係位於接近該第二裝配站36處，並且靠近該輸送機46。該振動餐碗分揀機58係放置於約略靠近該第三裝配站38處，與該輸送機46相鄰。換句話說，該第一裝箱堆疊機54、第二裝箱堆疊機56及振動餐碗分揀機58係連續沿該輸送機46放置，具一細長形皮帶60。

第1圖亦顯示與該可調整組裝生產線30互動之物件。例如，一 充填有托盤之推車62停在該托盤分配器32旁邊之該皮帶60前端64。該推車62設計有內部槽，用於水平式接收托盤。一旦推車62停放在該托盤分配器32靠近該前端64附近處，一叉式機構(圖中未示)可以漸增式垂直向上抬起/索引該推車62，隨後逐步移除托盤。該推車62係充滿清潔的托盤，準備好接收食品與餐具。在皮帶60之一後端66，該二大推車68立定於托盤至推車裝配站44，以接收已安裝之托盤組件。該第一操作員70與第二操作員72亦顯示於第1圖中。該第一操作員70立定於該主電腦48及該前端64二者附近，而該第二操作員72亦相鄰立定於該人工裝配站40處。

該可調整組裝生產線30係設計以組裝多種類型食品與餐具在托盤上。一已安裝/完成之托盤組件係以容器包含以下食品及非食品項目：

A、托盤

I、半托盤

Ⅱ、小托盤

Ⅲ、塑膠長邊托盤

B、杯具

I、塑膠茶杯

Ⅱ、玻璃水杯

Ⅲ、水果甜點碗

Ⅳ、預裝水杯

V、預裝杯優格

C、餐具組

I、辣椒粉包

Ⅱ、鹽包

Ⅲ、糖粉包

D、調味品

I、牛油包

Ⅱ、果醬包

Ⅲ、奶精

Ⅳ、辣椒包

E、烘焙食品

I、封套麵包

Ⅱ、餅乾

Ⅲ、脆餅

Ⅳ、鬆餅

如第1圖所示，該托盤分配器32係一機器人，具一機械臂74在其終端附有末端執行器(抽吸杯)。該托盤分配器32係固定於該前端64使該機械臂74可自推車62上取一空托盤76置 於皮帶60上。該機械臂74具有六軸之操作自由度，使該機械臂74可達至一不同高度或距離之空托盤76。該機械臂74進一步具一智能視覺引導系統(圖中未示)，係接近該末端執行器以在將空托盤76傳送至皮帶60上前加以檢查。若該智能視覺引導系統在托盤76上檢測出污垢、污點或缺陷，則該托盤分配器32係將該空托盤76帶至廢棄箱(圖中未示)。該機械臂74亦可具附有(多個)末端執行器之抓具或抓具組合作為末端執行器。

該第一裝配站34係具一第一四軸機器人78以取用非食品項目至一乾淨之空托盤80。該乾淨之空托盤80係藉該托盤分配器32及輸送機46而自該推車62輸送至該第一裝配站34。於機械視覺檢測後，符合品質標準之非食品項目係自該第一裝箱堆疊機54取用，而該些非食品項目係有秩序地堆疊。該第一裝配站34亦具智能視覺引導系統(圖中未示)，用於檢查送入之托盤與裝載之非食品項目。若發現品質不符之項目，如髒茶杯，該第一四軸機器人78係會抓取品質不符項目並傳送該品質不符項目進廢棄箱(圖中未示)。該第一四軸機器人78可選擇性以一五或六軸工業機器人替換。

該第二裝配站36係具一第二四軸機器人82，其目的為自第一裝配站34拿取其他非食品項目至一托盤84上。該其他非食品項目係儲存於該第二裝箱堆疊機56。該第二裝配站36配備有智能視覺引導系統(圖中未示)，其係用於檢查其它非食品項目。該第二裝配站36會將品質不合項目帶至廢棄箱(圖中未示)。類似地，該第二四軸機器人82可選擇性替換以一五或六軸機 器人。

與此相反，該第三裝配站38安裝一第三四軸機器人86，用於自該振動餐碗分揀機58拾取食品並將其放置於一來自該第二裝配站36之托盤88上。該第三裝配站38之一智能視覺引導系統(圖中未示)係檢查該第三裝配站38之一已完成托盤90，而該第三四軸機器人86將會以符合標準之項目替換不符合規定之項目。該第三四軸機器人86可選擇性替換以一五或六軸機器人。

該人工裝配站40提供座位(圖中未示)以裝載易碎物品，為機器人78、82、86所難以處理者。特別是，該人工裝配站40提供在皮帶60旁邊的座位以便於裝貨。在使用中，操作員將易碎項目自該第三裝配站38之貨架轉盤91置於該托盤90上。例如，該操作員可選擇軟飯包，並將之放入半盤中。為方便取用，該貨架轉盤91係位於該操作員之座位旁。

該驗收與拒收站42具多個攝像頭，針對自人工裝配站40傳入之托盤。該驗收與拒收站42執行最終視覺檢查，完成托盤組件。在驗收與拒收站42之下一步，一自動拒收站43將自皮帶60檢查出故障托盤組件。

與此相反，該托盤至推車裝配站44具一工業機器人(圖中未示)，其具一機械臂(圖中未示)用於獲取已完成托盤組件。該工業機器人可抓住一已完成托盤組件，將其插入一大推車68之合適插槽，該大推車68係停在該後端66旁邊。在該推車68完全充滿已完成托盤組件並離開後，將提供一空大推車。

在功能上，該托盤分配器32可自動將空托盤76自推車62傳送至輸送機46。清潔之空托盤76係加載到推車62內。一旦用完推車62上之托盤76，另一充滿空的乾淨托盤之推車62係提供以更換空的推車。該可調整組裝生產線30可在更換推車62時操作，無需中斷。

該振動餐碗分揀機58可橫向排序食品項目，其係垂直於皮帶60之長度方向上，其亦為該第一可調整組裝生產線30之程序流動方向92。該振動餐碗分揀機58抖動所選擇之食品項目(如奶油包)，以整理所選擇之食品項目，並自動組織以具統一方向供拾取與放置。

三裝配站34、36、38之任一個可檢查物品以接收或拒收。該三裝配站34、36、38之視覺組件(如相機及其所連接之電腦)檢查物品上之可能污點、裂紋、碎片、外來顆粒及其他不可接受之缺陷。該拒收與接收之品質標準係儲存於該裝配站34、36、38中，以確保托盤組裝之高精確度與一致性。未能符合標準之項目係藉對應之機器人78、82、86被傳送至該拒收箱(圖中未示)。該三裝配站34、36、38具飛掠檢查功能，以在將所挑選項目放置於托盤84、88、90前一併檢查其底部表面。該飛掠檢查功能係由該視覺元件所提供，容後再述。

該驗收與拒收站42不僅根據預定標準(品質標準)篩選已完成之托盤組件，並在需要清潔時釋放壓縮與過濾後之潔淨空氣至已完成之托盤組件上。

該主電腦48係連接該托盤分配器32、該第一裝配站34、該第二裝配站36、該第三裝配站38、該驗收與拒收站42、該自動拒收站43、及該托盤至推車裝配站44，以調節工作量及協調該托盤分配器32、該第一裝配站34、該第二裝配站36、該第三裝配站38、該驗收與拒收站42、該自動拒收站43、及該托盤至推車裝配站44。該主電腦48亦可通過PLC(可程式邏輯控制器)或個人電腦(PC)調節輸送機46之速度。連同該些裝配站34、36、38，該驗收與拒收站42取得檢查物品之圖像，供日後分析。該組裝生產之圖像與統計數據係保存至少30天以供審查。該統計數據係進一步可由主電腦48生成線上(例如通過安全內聯網或互聯網)存取，以提供生產性能KPI(關鍵績效指標)、管理、文件/表格報告及圖形展示與維護計劃。該主電腦48可進一步發送生產統計資訊及該些KPI至在一偏遠地方之主機/中央電腦(圖中未示)進行記錄、分析、監測與生成報表。該主電腦48係配備一數據機進行遠程通信，如故障排除。該可調整組裝生產線30若發生異常狀況時，將發送一警報訊號。該二顯示器50、52，皆連接至該主電腦48，具用戶親和介面，用於更新生產菜單與托盤平面規劃(托盤佈局)。

該可調整組裝生產線30具保持托盤組裝中高品質食品衛生之功能。例如，每一裝配站34、36、38係組裝有HEPA(高效微粒空氣)空氣淨化器，具靜態檢測與防靜電離子吹風機，用以最小化外來顆粒，如灰塵和頭髮之侵入。該皮帶60係一透明蓋體(圖中未示出)封裝，以避免外來顆粒之掉入。該皮帶60係進 一步在該皮帶60移動時持續清掃。該可調整組裝生產線30每一部分係具一清洗程序計劃，以進行定期維修與清潔。該可調整組裝生產線30中溫暖與黑暗之隔室係具清楚標示/標誌表明潛在有害袋口、定期清洗與日常檢查。該可調整組裝生產線30在該皮帶60上之大多數機器零件係採用免潤滑設計特點。食品級潤滑劑係用於潤滑必不可少之處，且係在皮帶60高度之上潤滑。該可調整組裝生產線30之潤濕區域係製成S/S316材料，而其他區域係與S/S304相符或為食品級。該可調整組裝生產線30具線上細菌計數功能，以監控其衛生品質。

該可調整組裝生產線30具許多功能以確保安全使用該可調整組裝生產線30。例如，機械臂及運動零件皆係以防護罩或蓋體包覆。需要操作員使用之機器運動領域安裝有插銷門、安全聯鎖裝置及安全光幕。在靠近可移動零件及關鍵地方係提供感測器以檢測禁止之動作或觸點，若感測器檢測到危險之觸碰，將停止對應之機械零件。安全與警告標籤係貼在該可調整組裝生產線30，以提醒機器使用者。為電氣安全，該可調整組裝生產線30係安全地接地，且其電氣配線係連接至斷路器。

在使用時，根據一組裝托盤之方法，以一流程方塊100示之，在一準備階段，一操作員70、72係透過第一顯示器50輸入航班編號至主電腦48，使主電腦48取回對應之餐點菜單、食品用具之類型及數量、餐具之要求，及其他相關信息。該主電腦48進一步上傳食品及非食品項目之托盤平面規劃、大小、衛生標準及重量給機器人78、82、86。在一航空配餐中心中，一授權之操作員70、72輸入該航班編號、所需之產品數量、 托盤組裝時間、以及其他相關數據。該授權之操作員70、72係具一使用者識別碼及密碼，允許他/她設置該些產品參數。使用者權限之不同層次藉主電腦48進行維護、生產控制及其他目的。例如，授權之使用者70、72可根據航班編號上傳、更改與刪除托盤組裝之菜單。在此同時，該裝滿空托盤76之推車62、該裝滿非食品項目之裝箱堆疊機54、56、該佔滿所選食品項目之振動餐碗分揀機58、及該空大推車68係在輸入生產指令時移動至該可調整組裝生產線30。

在自推車62拿取空托盤76前，該托盤分配器32檢查110空托盤76並與儲存之數據(品質標準)比較112該空托盤76之圖像。該儲存之數據包含該托盤76之衛生標準及一標準空托盤之3-D模板圖像(如顏色、大小等)。若已掃描/檢查之空托盤76符合該品質標準，該托盤分配器32係使用其末端執行器抓取該空托盤76，並將空托盤76移至一攝像頭上方，以檢查其底部表面。如此，若該托盤76滿足所有接收/品質標準，該托盤分配器32將會命令及引導該托盤分配器32上之一機械臂74按預定走向放置該空托盤76至該皮帶60之該前端64上。若該空托盤76不符合一或多個驗收標準，該空托盤76將被丟棄至該拒收箱以手動計數檢查。該拒絕之原因及被拒絕空托盤76之圖像將被記錄以供進一步研究。

該清潔空托盤80係沿皮帶60自該前端64朝該第一裝配站34前進。一旦檢測124傳入之乾淨空托盤80，該第一裝配站34係識別122該清潔空托盤80之位置、速度(通過安裝於輸送機46上之編碼器)及方向。該第一四軸機械人78之視覺 系統捕抓126一預先儲存與堆疊在該第一裝箱堆疊機54內部之矩形板片。若該矩形板片通過視力檢查(圍繞餐具垂直軸之360度)之驗收標準，該第一四軸機器人78將拿起並移動該矩形板片之底面在攝像頭上方以檢查底部。若該矩形板片亦通過驗收標準，該第一四軸機械人78會根據該托盤平面規劃將該矩形板片放置128於該乾淨空托盤80上。若未通過，該第一四軸機械人78將拒收該項目並送至拒收站(圖中未示)。該第一裝配站34包含一預視緩衝站(圖中未示)。該緩衝站提供一在加氣時之備份，以減少該可調整組裝生產線30之停機時間。該緩衝站係儲存板片供更換被拒收之板片。重複之拒收可能延緩托盤之組裝。緩衝站之補充係在該第一四軸機器人78具空閒/備用時間時。

該品質符合之托盤84進一步推進至該第二裝配站36。該第二裝配站36確定136靠近其入口處之托盤84其行進之位置、速度及方向。該第二四軸機器人82係延伸138其手臂，並自該第二裝箱堆疊機56中抓取140一餐具組141。該餐具組141隨後由該第二四軸機器人82提起142至該托盤84上。該第二裝配站36(即機器人裝配模組)取用144該已裝配托盤88周圍之圖像，並與預設標準比較132以供品質檢查。該圖像係環繞該已裝配托盤88之一垂直軸線之360度所取得。若滿足所有相關之品質標準，該已裝配托盤88將被允許在皮帶60上行進。若該已裝配托盤88不符合預設標準，該餐具組141將被來自該第二裝箱堆疊機56之另一餐具組141替換148。該第二四軸機器人82亦可為一五軸機器人或一六軸機器 人。

該第三裝配站38感測150在其入口處之托盤88。該第三裝配站38進一步檢查152該托盤88之位置、速度及方向。該第三四軸機器人86延伸154其手臂至該振動餐碗分揀機58並抓取156一水果盤(圖中未示)。該水果盤在之後係存放160至托盤88上。類似於該第一及第二裝配站34、36，該第三裝配站38拍攝162該托盤90上視圖之圖像，其中有水果盤。該第三裝配站38之鏡頭攝取162該托盤90上半球之圖像，環繞該托盤90之一垂直軸線。該圖像係藉與預設標準比較加以處理164。若所有條件得到滿足，該托盤90獲准自第三裝配站38離開166。然而，若不符合一或多個預設標準，該水果盤將脫離168該托盤88。例如，若水果盤破裂而有鋒利邊緣，該水果盤將被另一水果盤取代170。裝在裝配站34、36、38之餐具之類型與序列係根據餐飲需求而變化。

數個操作員70、72係坐在人工裝配站40，緊鄰第三裝配站38。該些操作員70、72自該人工裝配站40提取172柔軟與易碎物品，並將之放置174於傳入托盤90上之指定位置。該些柔軟與易碎物品包含辣椒包、封套麵包、優格包及其他。當放置174該些項目時，該些操作員亦加以細察，是否有任何破損、溢出或污染之食品或非食品項目。不符合要求之項目係退出178皮帶60重新加工。該操作員70、72定期查看該第二顯示器52，用以調節托盤組裝之速度與狀態。若有必要，該操作員70、72可介入182該可調整組裝生產線30之生產，以立即修正或定期維護。該第二顯示器52提供一對第一顯示 器50之選擇，使操作員70、72可在二位置上與主電腦48互動。

該(最後)驗收與拒收站42及自動拒收站43具機械視覺功能，以分析一完成之托盤組件。完成之托盤組件包含食品及非食品項目，以配送一餐。例如，該完成之托盤組件具作為基礎之食品托盤76、填充一白米包之矩形、該水果盤、一密封優格之茶杯、該餐具包、一盤沙拉、一裹捲鬆餅、一拆解包及其他。在操作時，該驗收與拒收站42取用已完成托盤組件之連續照片，並與完成之托盤組件之預設圖像比較，即驗收之品質標準。

該自動拒收站43將扣留不符合預設標準之托盤組件，並堆放該拒收之托盤組件於一廢棄箱中(圖中未示)。與此相對，若該驗收與拒收站42因為所有預設標準得到遵循而滿意該完成之托盤組件，該自動拒收站43不會對該完成之托盤組件採取任何行動。

該托盤至推車裝配站44在皮帶60之後端66接收完成之托盤組件。該托盤至推車裝配站44係一工業機器人或機械托盤推桿，類似於該托盤分配器32。在操作中，該托盤至推車裝配站44延伸至該皮帶60，並緊緊地保有一完成之托盤組件。該托盤至推車裝配站44辨認一鄰近該後端66在推車68中之合適插槽，並將該完成之托盤完全插入該插槽中。該托盤至推車裝配站44會將後序之完成之托盤組件插入至推車68中之下一可用插槽。若一大推車68幾乎裝滿完成之托盤組件，該托盤至推車裝配站44發送一警報訊號至主電腦48。主電腦48將訊息顯示在顯示器50、52上以請求空大推車68。空大推車68係依 請求提供給該托盤至推車裝配站44。該托盤至推車裝配站44會貼標籤至一充滿完成之托盤組件之推車68以供日後之識別。該標籤包含一或多個條碼、快速響應(QR)碼、射頻識別(RFID)代碼與文字供人員與機器辨識。該托盤至推車裝配站44也可選擇一機械托盤推桿。

第3圖顯示一第二可調整組裝生產線210，以供托盤組裝。該第二可調整組裝生產線210具類似於該第一可調整組裝生產線30之零件或操作步驟。類似之零件或方法步驟被標記為具相同或類似之參照碼。通過適當參照，類似部分或步驟之描述在此時合併。

該第二可調整組裝生產線210提供更明確之對模組化設計觀念之描述。特別是，該第二可調整組裝生產線210包含一托盤分配器32、一第一裝配站34、一第二裝配站36、一第三裝配站38、一人工裝配站40、一貨架轉盤91、一驗收與拒收站42、一自動拒收站43及一托盤至推車裝配站44，其中大部分位於輸送機46沿線。該些站之模組化設計使其可獨立運作，並係進一步連接一起運作。例如，該第一裝配站34、第二裝配站36、及第三裝配站38係工業機器人，具機械視覺功能，可被安裝或移除而不彼此影響。

第4圖顯示第二可調整組裝生產線210之立體圖。該第二可調整組裝生產線210可加以修改以包含四通道，供具機械視覺之工業機器人自動拾取非食品項目。該第二可調整組裝生產線210亦可修改以包含三通道，供具機械視覺之工業機器人自動拾取非食品項目，其係以二模組運作。該第二可調整組裝生產線21 0可進一步修改以包含三通道與十個具旋轉貨格圓盤之貨架轉盤91，供操作員70、72人工取用，其係以一模組運作。

第5圖顯示一第三可調整組裝生產線212，供托盤組裝。該第三可調整組裝生產線212具類似其他可調整組裝生產線30、210之零件或操作步驟。該類似之零件或操作步驟被標記以相同或類似之參照碼。通過適當參照，類似部分或步驟之描述在此時合併。

該第一裝配站34、第二裝配站36及第三裝配站38中每一個係分別具整合之四軸機器人78、82、86。該第一裝配站34及第二裝配站36已分別整合其紙槽集聚部之裝箱堆疊機54、56，而該第三裝配站38已整合一振動餐碗分揀機58。所有第一裝配站34、第二裝配站36及第三裝配站38係依序位於輸送機46之一側，而該第三可調整組裝生產線212之第四裝配站214、第五裝配站216及第六裝配站218係位於輸送機46之另一側，與第一裝配站34、第二裝配站36及第三裝配站38分別相對。該第四裝配站214及第五裝配站216二者具與第一裝配站34及第二裝配站36相似之零件與功能。該第六裝配站218具與第三裝配站38類似之零件與功能。

第6圖顯示該第三可調整組裝生產線212之立體圖。該第三可調整組裝生產線212可修改以包含八通道，藉具機械視覺之工業機器人以自動拾取非食品項目，其係以四模組運作。該第三可調整組裝生產線212亦可修改以包含六通道，藉具機械視覺之工業機器人以自動拾取食品項目，其係以二模組運作。該第三個可調整組裝生產線212可進一步修改以包含三通道與十個具旋 轉貨格圓盤之貨架轉盤91供操作員70、72人工取用，其係以一模組運作。

第7圖顯示一非食品視覺機器人模組234，亦稱為第一裝配站34或第二裝配站36，係提供該非食品視覺機器人模組234之一平面/上視圖及一側視圖。該非食品視覺機器人模組234包含一拒收輸送機，以取走視力檢查失敗餐具。第7圖進一步顯示一第一箱體222及第二箱體224，裝配有非食品項目(如杯子)，並放置於一第一四軸機器人78或第二四軸機器人82一側。該第一四軸機器人78或第二四軸機器人82係安裝在地板上。一第三箱體226及一第四箱體228係空置，而該第一、二箱體222、226亦空置，且係位於該第一四軸機器人78或第二四軸機器人82之另一側。該第一四軸機器人78或第二四軸機器人82自該第一箱體222及第二箱體224取走非食品項目，而耗盡之箱體226、228則由輸送帶230帶走。與此相反，該第一箱體222及第二箱體224係由另一個輸送帶232帶給該第一四軸機器人78或第二四軸機器人82。

第8圖顯示另一非食品視覺機器人模組236，亦被稱為第一裝配站34或第二裝配站36。與早期四軸機器人相比，本發明之第一四軸機器人78或第二四軸機器人82係為吊裝。

第9圖顯示一食品視覺機器人模組238，類似於第三裝配站38。該食品視覺機器人模組238包含一用於輸送食品項目242(例如乳酪)之輸送帶240，及用於除去品質不合標準之食品項目246之另一輸送帶244。一第三四軸機器人86係吊裝。拒收之食品項目246，即未通過視覺檢查者，被運至一廢 棄箱248以手動檢查。

第10圖顯示另一食品視覺機器人模組250，包含一自動食品分配器252。該自動食品分配器252包含一可轉動食品進料斗254、一轉向器256及一輸送機258，垂直並依序對齊。該可旋轉食品進料斗254分為多個車廂存放各自食品項目(如奶酪、優格/酸奶)。在使用中，該可旋轉食品進料斗254係震動以分配食品項目至下方之轉向器256。該轉向器256具多個預定形狀之開口，允許對應食品項目被丟棄至下方之輸送機258，由第三四軸機器人86處理。

第11圖顯示一可調整組裝生產線30、210、212之一貨架轉盤91。該貨架轉盤91包含一頂部鏈輪齒輪260及一底部鏈輪齒輪262，通過一鏈條264連接，形成一滾動鏈、驅動鏈或傳動鏈266。該貨架轉盤91具水平放置之裝配托盤268，並通過該鏈條264帶動。一操作員70在該貨架轉盤91之一側270上傳食品項目至合適之裝配托盤上，而在另一側272之另一操作員72則自該裝配托盤268卸載食品項目。

第12圖顯示該第一可調整組裝生產線30之一部分。該第一可調整組裝生產線30包含一自動導引車(AGV)274用於輸送物品至該可調整組裝生產線30。例如，該AGV274運輸推車滿載托盤組件至一飛行中心之倉庫，並移動一空推車至該可調整組裝生產線30。該AGV可進一步根據預定路線載送食品及非食品項目至該可調整組裝生產線30，從而避免使用操作員70、72來移動該些項目。該AVG274係更可靠及具成本效益，以供持續運輸一般項目。

第13圖顯示一自動裝箱堆疊機及轉盤278，係一簡化可調整組裝生產線276之一部份以供托盤組裝。該可調整組裝生產線276包含一自動裝箱堆疊機及轉盤278。該自動裝箱堆疊機及轉盤278係連接至一第一裝配站34，使在該自動裝箱堆疊機及轉盤278上之箱體280自動轉動，配合一第一四軸機器人78取用所需的非食品項目。

第14圖顯示自動裝箱堆疊機及轉盤278之程流方塊282，其中包含多個方法步驟。在第一步驟284中，一操作員檢查傳入之空托盤品質是否達標(如衛生)。一機器人裝配模組，即第一裝配站34進一步檢測該傳入托盤之頂部表面，此為第二步驟286。該表面視覺檢測可替換或接續以一360度全景視覺檢查，從而得到一更完整檢查，此為第三步驟288。由第一裝配站34裝配非食品項目後，一局部完成之托盤組件係被輸送至一人工裝配站40。一操作員70將進一步裝配食品項目至該部分完成之托盤組件，以提供一個完整托盤組件。在第四步驟290中，已完成之托盤組件係進一步手動檢查品質是否達標。

第15圖顯示一抽取二疊杯294、296之機械臂292。該機械臂292係一四軸機器人，類似該第一四軸機器人78與第二四軸機器人82。第15圖顯示一抽取失敗之典型，一末端執行器298以其末端執行器自一第三杯300中抽出二疊杯294、296。因二杯具294、296間之部分真空，一第二/底部杯具296係粘附至一第一/頂部杯具294。

該機械臂292係一機械視覺機器人，就如該托盤分配器32、驗收與拒收站42、自動拒收站43、托盤至推車裝配站44、 第一四軸機器人78、第二四軸機器人82、第三四軸機器人86、第四裝配站214、第五裝配站216、及第六裝配站218。該機械臂292係具2D及3D機械視覺，使其機械視覺(MV)提供以影像為基礎之自動檢測及分析，以檢查該些食品之洗滌品質(無水漬或污垢)與表面完整性、非食品項目與托盤、及該些項目之配置完整性(例如，沒有碎片)。該機械臂292在適當照明下可透過攝像機(圖中未示)獲取物品之圖像(如杯具294、296、300)。該機械臂292係安裝有套裝軟體，接者使用各種數位圖像處理技術以取得所需信息，並基於所提取信息作出決策(例如通過/失敗)。例如，該機械臂292採用一圖樣識別技術，基於杯具294、296、300預設模式，得以發現、匹配及/或計算特定樣態之次數。一取得圖像之物品(例如托盤)之位置、角度及方位可能被轉動、部分被另一物品隱藏或具不同大小。此外，該機械臂292具一邊緣檢測能力，檢查被掃描/攝取物品(例如杯具)之尺寸與配置完整性。被破損、碎裂、變形或擠壓之食品或非食品項目可因此於組裝前檢測出來，以避免操作中之浪費。

相機拍攝之圖像處理技術包含像素計數、分割、圖樣識別(例如，模板匹配、尋找、匹配及/或計算特定圖樣次數)、測量(例如，測量物品尺寸)、邊緣檢測、類神經網路處理(例如，加權與自我訓練之多變量決策)。

更特別的是，該機械臂292提供自動光學檢測(AOI)予其抽取之物品(如托盤84、88、90、杯具294、296、300)。AOI可於物品被多個光源點亮時視覺掃描該物品之表面 。如此便能監測所抽取物體之所有外部區域，即使是在一方向上被其他組件所隱藏者。常見之食品及非食品項目缺陷包含抓痕、切割、水漬、食品殘渣、變形、液體潑濺與灰塵附著及變色。

啟用機械視覺之托盤分配器32、驗收與拒收站42、自動拒收站43、托盤至推車裝配站44、第一四軸機器人78、第二四軸機器人82、第三四軸機器人86、第四裝配站214、第五裝配站216、第六裝配站218係連接在一起，使其可進行類神經網路處理，使其可進行加權及自我訓練多變量決策。

第16圖顯示該機械臂292曲折以擺脫一附著之杯具296。尤其是，該末端執行器298係在抽取第一杯具294時同時轉動及擺動。該第二杯具296從而自第一杯具294脫落。

第17圖顯示一機械臂292振動以擺脫一附著之杯具296。該末端執行器298連同該第一杯具294一起吸住，使其垂直式、水平式或垂直水平同時振動。該第二杯具296藉此掉落至下方之第三杯具300。

第18圖顯示該機械臂292加熱以移除一附著之杯具296。該末端執行器298已嵌入加熱元件(圖中未示)，傳輸熱量至一被抽取之杯具294。該第一杯具294從而由於其熱膨脹輕易地自第二杯具296脫離。依據第15~18圖，該些杯具294、296、300之開口係朝向頂部或該末端執行器298。若該些杯具294、296、300面朝下，該機械臂292可將其平衡地抽取及搖動。

該末端執行器298，如同其他工業機器人或機器站點32，3 4、36、38、74、78、82、86、214、216、218、234、236、238、250之其他末端執行器，係可在托盤組裝操作時清洗或重覆清洗。在施行上，一清潔及消毒站(圖中未示)係設置於任一工業機器人或機器站點32、34、36、38、74、78、82、86、214、216、218、234、236、238、250之一旁。例如，該清洗及滅菌站包含一具入口與出口之水箱。乾淨水係注入至水箱中，而髒水/用過之水自水箱中排出。該末端執行器298在組裝操作時係週期性浸入水槽及吹乾，使該機械臂292在整個連續組裝操作期間保持清潔。該末端執行器298之水洗可繼續或替換以消毒劑漂洗/噴灑。該末端執行器之清洗可進一步通過照射紫外線至該末端執行器298而予以增強。

該可調整組裝生產線30、210、212、276之輸送機46可在組裝托盤組件時連續或週期性地清洗。例如，該皮帶60自下方用水噴灑，使漂洗過皮帶60之水由下方之排水盤收集。該輸送機46或皮帶60可進一步暴露紅外線、紫外線或刷具下，使該輸送機46或皮帶60在整個托盤組裝操作期間保持清潔與衛生。清潔裝置(例如，噴灑頭、消毒液噴嘴/唧筒、燈泡與刷具)可單獨或集體與該可調整組裝生產線30、210、212、276之任一機器站點一起安裝。

以上所述者，某些相似元件或操作步驟係標註以相似或相同之標號。有關這些相似元件或操作步驟之敍述藉此引用。

於本發明中，除非特別說明，有關「包括」、「具有」及其相關之變異語法皆代表開放式用法，故可包括所有提及之元件，亦允 許包括其他新增或未明確提及之元件。

本文所提及製劑之組成濃度中所用之「大約」，基本上係指設定值之正負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，某些實施例採用範圍來描述。說明書中這些採用有關範圍的描述僅為方便和簡潔地描述，而不應被解釋為限制發明所揭露範圍。故，本說明書之有關範圍的描述應被視為對被包含在該範圍內之內所有較小範圍以及個別資料的公開描述。舉例而言，本說明書之範圍如包括1~6，則應被視為已具體公開在該範圍內之所有子範圍如1~3、1~4、1~5、2~4、2~6、3~6，亦可在其個別範圍如1、2、3、4、5及6。上述解讀方法之應用不受所公開範圍大小的影響。

顯然，在所屬技術領域的專業人員閱讀本申請之後，對於其所闡明的內容做出某些簡單的變化和調整並不能超出本發明的保護範圍，本申請旨在把這些簡單的變化和調整納入請求項所指明的保護範圍之內。

30‧‧‧可調整組裝生產線

32‧‧‧托盤分配器

34‧‧‧第一裝配站

36‧‧‧第二裝配站

38‧‧‧第三裝配站

40‧‧‧人工裝配站

42‧‧‧驗收與拒收站

43‧‧‧自動拒收站

44‧‧‧托盤至推車裝配站

46‧‧‧輸送機

48‧‧‧主電腦

50‧‧‧第一顯示器

52‧‧‧第二顯示器

54‧‧‧第一裝箱堆疊機

56‧‧‧第二裝箱堆疊機

58‧‧‧振動餐碗分揀機

60‧‧‧皮帶

62‧‧‧推車

64‧‧‧前端

66‧‧‧後端

68‧‧‧推車

70‧‧‧第一操作員

72‧‧‧第二操作員

74‧‧‧機械臂

76‧‧‧空托盤

78‧‧‧第一四軸機器人

80‧‧‧乾淨空托盤

82‧‧‧第二四軸機器人

84‧‧‧托盤

86‧‧‧第三四軸機器人

88‧‧‧托盤

90‧‧‧托盤

91‧‧‧貨架轉盤

92‧‧‧程序流動方向

141‧‧‧餐具組

274‧‧‧自動導引車

Claims (21)

1. 一種用於機上(套)餐之可調整組裝生產線，係供托盤組裝，其包含：一托盤分配器，用以提供一托盤；一裝配站，係與該托盤分配器相鄰，用以把食品及非食品項目自動放置到該托盤上；一托盤至推車裝配站，係連接該裝配站，用以自該裝配站移除一完成之托盤組裝；一輸送機，係與該托盤分配器、該裝配站、該托盤至推車裝配站或以上之任一組合連接；一驗收與拒收站，係檢查食品及非食品項目之品質；其中，該托盤分配器、該裝配站、該托盤至推車裝配站、該輸送機、該驗收與拒收站、或以上任一組合係包含一工業機器人，以取用食品及非食品項目；並且，該托盤分配器、該裝配站、該托盤至推車裝配站、該輸送機、該驗收與拒收站、該工業機器人或以上之任一組合係具機械視覺，以識別各物品之形狀並辨視各種物體表面紋理。
2. 依申請專利範圍第1項所述之用於機上(套)餐之可調整組裝生產線，其中，該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線進一步包含至少一分揀機，係組織食品及非食品項目。
3. 依申請專利範圍第1項所述之用於機上(套)餐之可調整組裝生 產線，其中，至少二該托盤分配器、該裝配站、該托盤至推車裝配站、該輸送機、該驗收與拒收站、該工業機器人或以上之任一組合係被連接以供類神經網路處理。
4. 依申請專利範圍第1項所述之用於機上(套)餐之可調整組裝生產線，其中，該托盤分配器、該裝配站、該托盤至推車裝配站、該驗收與拒收站、該工業機器人、或以上之任一組合係模組化連接至該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線，使其可被斷開而不影響該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線之其他部分。
5. 依申請專利範圍第1項所述之用於機上(套)餐之可調整組裝生產線，其中，該裝配站係包含一輸送帶，以食品及非食品項目充填箱體；及另一輸送帶，以移除空箱箱。
6. 依申請專利範圍第1項所述之用於機上(套)餐之可調整組裝生產線，其中，該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線係進一步包含一人工裝配站，以人工加載、卸載或檢查食品或非食品項目。
7. 依申請專利範圍第1項所述之用於機上(套)餐之可調整組裝生產線，其中，該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線係進一步包含一貨架轉盤，具可移動之裝配托盤以傳送食品及非食品項目。
8. 依申請專利範圍第1項所述之用於機上(套)餐之可調整組裝生產線，其中，該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線係進一步包含一觸控式螢幕，係連接至該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線之一主電腦，以供控制。
9. 依申請專利範圍第1項所述之用於機上(套)餐之可調整組裝生產線，其中，該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線係進一步包含自動引導車，以獲取組裝托盤組件或空托盤。
10. 依申請專利範圍第1項所述之用於機上(套)餐之可調整組裝生產線，其中，該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線係進一步包含一自動食品分配器，其包含一可轉動食品進料斗、一轉向器及一輸送機，而該可轉動食品進料斗具至少一隔室，以儲存食品項目。
11. 依申請專利範圍第1項所述之用於機上(套)餐之可調整組裝生產線，其中，該工業機器人係具一末端執行器以旋轉。
12. 依申請專利範圍第1項所述之用於機上(套)餐之可調整組裝生產線，其中，該工業機器人係具一末端執行器以擺動。
13. 依申請專利範圍第1項所述之用於機上(套)餐之可調整組裝生產線，其中，該工業機器人係具一末端執行器以加熱。
14. 依申請專利範圍第1項所述之用於機上(套)餐之可調整組裝生產線，其中，該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線係進一步包含一清潔及消毒站，以清潔該工業機器人之末端執行器。
15. 依申請專利範圍第1項所述之用於機上(套)餐之可調整組裝生產線，其中，該用於機上(套)餐之可調整組裝生產線係進一步包含一清潔及乾燥站，以清洗該輸送機之皮帶。
16. 一種餐飲中心，係具一或多個如申請專利範圍第1項之用於機上(套)餐之可調整組裝生產線。
17. 一種使用用於機上(套)餐之可調整組裝生產線以供托盤組裝之方法，係包含下列步驟：提供如申請專利範圍第1項所述之用於機上(套)餐之可調整組 裝生產線；接收該托盤；提供食品及非食品項目；及自動裝配該食品及非食品項目至該托盤上。
18. 依申請專利範圍第17項所述之使用用於機上(套)餐之可調整組裝生產線以供托盤組裝之方法，其中，該方法進一步包含：藉機械視覺檢查該托盤、該食品及非食品項目、及一已裝配托盤。
19. 依申請專利範圍第17項所述之使用用於機上(套)餐之可調整組裝生產線以供托盤組裝之使用方法，其中，該方法係進一步包含傳輸一已裝配托盤至一推車。
20. 一種安裝用於機上(套)餐之可調整組裝生產線以供托盤組裝之方法，係包含下列步驟：提供如申請專利範圍第1項所述之用於機上(套)餐之可調整組裝生產線；提供該托盤分配器，以供應該托盤；及提供該裝配站，係與該托盤分配器相鄰(具固定工具)，以自動放置食品及非食品項目至該托盤上。
21. 一種配置用於機上(套)餐之可調整組裝生產線之方法，係提供如申請專利範圍第1項所述之用於機上(套)餐之可調整組裝生產線，其包含下載一個軟體包，以進行機械視覺之圖像處理。