TWI565406B - Automatic filling equipment - Google Patents

Description

自動化充填設備

本發明與植物組織培養技術有關，尤指一種自動化充填設備。

就目前的植物組織培養技術來說，一般會先在培養瓶內注入培養液，接著再將植物組織放入培養瓶內，使植物組織可以在運送過程中藉由吸收培養液來維持生長狀態。

然而礙於技術上的限制，操作人員只能依靠人工方式在每一個培養瓶中注入適量的培養液，除了會耗費相當多的人力成本及無法有效提升作業效率之外，同時也會在注入培養液的過程中產生穩定性不足的狀況，如此一來，這些問題勢必會對相關產品的競爭力造成一定程度的影響。

本發明之主要目的在於提供一種自動化充填設備，其能節省人工成本及提升作業效率，並且能增加培養液在充填過程中的穩定性。

為了達成前述目的，本發明所提供之自動化充填設備用來將一培養液自動充填至一培養容器內。該自動化充填裝置包含有一第一承架、一第二承架、一底座抓取裝置、一蓋體抓取裝置、一充填裝置，以及一底座輸送裝置。該第一、第二承架分別用來承載該培養容器之一底座與該培養容 器之一蓋體；該底座抓取裝置鄰設於該第一承架，用以抓取該培養容器之底座。該蓋體抓取裝置鄰設於該第二承架，用以抓取該培養容器之蓋體；該充填裝置設於該第一承架與該第二承架之間，用以對該培養容器之底座噴送該培養液；該底座輸送裝置具有一底座輸送平台，該底座輸送平台可往復移動地設於該第一承架與該第二承架之間，一方面用以將該培養容器之底座自該第一承架帶動至該充填裝置進行該培養液的充填作業，另一方面用以將完成充填作業之底座帶動至該第二承架的前方進行該蓋體的組裝，最後再將整個培養容器輸送出去。

藉由上述自動化的設計，本發明之自動化充填設備可以節省人工成本及大幅提升作業效率，並且可以對每一個培養容器之底座注入定量的培養液，以增加整個充填作業的穩定性。

10‧‧‧自動化充填設備

12‧‧‧培養容器

14‧‧‧底座

16‧‧‧蓋體

20‧‧‧第一承架

22‧‧‧第一承接槽

30‧‧‧第二承架

32‧‧‧第二承接槽

40‧‧‧底座抓取裝置

41‧‧‧第一X軸平台

412‧‧‧第一X軸滑軌

42‧‧‧第一X軸滑座

43‧‧‧第一立柱

432‧‧‧第一Z軸滑軌

44‧‧‧第一Z軸滑座

45‧‧‧底座抓取件

46‧‧‧第一X軸馬達

47‧‧‧第一Z軸馬達

50‧‧‧蓋體抓取裝置

51‧‧‧第二X軸平台

512‧‧‧第二X軸滑軌

52‧‧‧第二X軸滑座

53‧‧‧第二立柱

532‧‧‧第二Z軸滑軌

54‧‧‧第二Z軸滑座

55‧‧‧蓋體抓取件

56‧‧‧第二X軸馬達

57‧‧‧第二Z軸馬達

60‧‧‧充填裝置

62‧‧‧儲液桶

64‧‧‧噴嘴

70‧‧‧底座輸送裝置

71‧‧‧Y軸平台

712‧‧‧進料端

714‧‧‧出料端

716‧‧‧Y軸滑軌

72‧‧‧Y軸滑座

73‧‧‧底座輸送平台

732‧‧‧第一矩形卡接槽

734‧‧‧第二矩形卡接槽

736‧‧‧第三矩形卡接槽

74‧‧‧Y軸馬達

75‧‧‧X軸導螺桿

80‧‧‧升降裝置

81‧‧‧第一升降平台

82‧‧‧第二升降平台

第1圖為本發明之前視圖。

第2圖類同於第1圖，主要顯示底座抓取件抓取培養容器之底座及蓋體抓取件抓取培養容器之蓋體之狀態。

第3圖為本發明之俯視圖，主要顯示底座抓取件與蓋體抓取件分別藉由第一、第二X軸滑座朝底座輸送平台移動之狀態。

第4圖類同於第3圖，主要顯示培養容器之底座卡接於底座輸送平台之第一矩形卡接槽之狀態。

第5圖類同於第4圖，主要顯示底座輸送平台將培養容器之底座帶往至充填裝置之前方。

第6圖為本發明之局部側面示意圖，主要顯示第一升降平台開始上升之狀態。

第7圖類同於第6圖，主要顯示底座輸送平台之第一矩形卡接槽脫離培養容器之底座之狀態。

第8圖類同於第3圖，主要顯示底座輸送平台回到初始位置之狀態。

第9圖類同於第8圖，主要顯示底座輸送平台之第二矩形卡接槽套接於培養容器之底座之狀態。

第10圖類同於第6圖，主要顯示第一升降平下開始下降之狀態。

第11圖類同於第9圖，主要顯示底座輸送平台將培養容器之底座帶動至蓋體抓取件之下方。

第12圖類同於第10圖，主要顯示第二升降平台開始上升之狀態。

第13圖為本發明之局部側面示意圖，主要顯示蓋體抓取件藉由第二Z軸滑座將培養容器之蓋體朝培養容器之底座的方向帶動之狀態。

第14圖類同於第11圖，主要顯示底座輸送平台之第三矩形卡接槽卡接於培養容器之底座之狀態。

第15圖類同於第14圖，主要顯示底座輸送平台將培養容器輸送出去之狀態。

請參閱第1及3圖，本發明所提供之自動化充填設備10主要是用來將一培養液自動充填至一培養容器12內。本發明之自動化充填設備10包含有一第一承架20、一第二承架30、一底座抓取裝置40、一蓋體抓取裝置50、一充填裝置60、一底座輸送裝置70，以及一升降裝置80。

第一承架20具有多數呈矩陣排列之第一承接槽22，各第一承接槽22用來承接培養容器12之一底座14。

第二承架30與第一承架20之間呈間隔設置，並且具有多數呈矩陣排列之第二承接槽32，各第二承接槽32用來承接培養容器12之一蓋體16。

底座抓取裝置40在本實施例中具有一第一X軸平台41、一第一X軸滑座42、一第一立柱43、一第一Z軸滑座44，以及四底座抓取件45。第一X軸平台41鄰設於第一承架20且具有二相互平行之第一X軸滑軌412；第一X軸滑座42安裝於第一X軸平台41之第一X軸滑軌412，使得第一X軸滑座42可藉由一第一X軸馬達46之驅動而沿著第一X軸滑軌412相對第一承架20前後移動；第一立柱43固定於第一X軸滑座42朝第一承架20之一側面，使得第一立柱43能隨著第一X軸滑座42同步移動，而且，第一立柱43具有二相互平行之第一Z軸滑軌432；第一Z軸滑座44安裝於第一立柱43之第一Z軸滑軌432且位於第一承架20之上方，使得第一Z軸滑座44可藉由一第一Z軸馬達47之驅動而沿著第一Z軸滑軌432相對第一承架20上下移動；該些底座抓取件45以並排方式安裝於第一Z軸滑座44之底面，使得該 些底座抓取件45一方面能藉由第一X軸滑座42相對第一承架20前後移動，另一方面能藉由第一Z軸滑座44相對第一承架20上下移動。

蓋體抓取裝置50在本實施例中具有一第二X軸平台51、一第二X軸滑座52、一第二立柱53、一第二Z軸滑座54，以及四蓋體抓取件55。第二X軸平台51鄰設於第二承架30且具有二相互平行之第二X軸滑軌512；第二X軸滑座52安裝於第二X軸平台51之第二X軸滑軌512，使得第二X軸滑座52可藉由一第二X軸馬達56之驅動而沿著第二X軸滑軌512相對第二承架30前後移動；第二立柱53固定於第二X軸滑座52朝第二承架30之一側面，使得第二立柱53能隨著第二X軸滑座52同步移動，而且，第二立柱53具有二相互平行之第二Z軸滑軌532；第二Z軸滑座54安裝於第二立柱53之第二Z軸滑軌532且位於第二承架30之上方，使得第二Z軸滑座54可藉由一第二Z軸馬達57之驅動而沿著第二Z軸滑軌532相對第一承架20上下移動；該些蓋體抓取件55以並排方式安裝於第二Z軸滑座54之底面，使得該些蓋體抓取件55一方面能藉由第二X軸滑座52相對第二承架30前後移動，另一方面能藉由第二Z軸滑座54相對第二承架30上下移動。

充填裝置60設置於第一承架20與第二承架30之間，並且具有一儲液桶62與四連接於儲液桶62之噴嘴64，儲液桶62連接於一定量泵浦(圖中未示)，使得儲液桶62能藉由與其相連接之定量泵浦之驅動而透過該些噴嘴64進行培養 液的噴送。

底座輸送裝置70具有一Y軸平台71、一Y軸滑座72，以及一底座輸送平台73。Y軸平台71具有一對應第一承架20之進料端712與一對應第二承架30之出料端714，而且，Y軸平台71更具有二相互平行之Y軸滑軌716，各Y軸滑軌716自Y軸平台71之進料端712延伸至Y軸平台71之出料端714；Y軸滑座72安裝於Y軸平台71之Y軸滑軌716，使得Y軸滑座72能藉由一Y軸馬達74之驅動而沿著Y軸滑軌716於Y軸平台71之進料端712與Y軸平台71之出料端714之間往復移動，而且，Y軸滑座72之頂面設有二相互平行之X軸導螺桿75；底座輸送平台73安裝於Y軸滑座72之X軸導螺桿75，使得底座輸送平台73一方面能藉由Y軸滑座72在第一承架20與第二承架30之間往復位移，另一方面又能藉由二台伺服馬達(圖中未示)之驅動而沿著X軸導螺桿75之軸向相對第一、第二承架20、30前後移動，此外，底座輸送平台73之一端具有四呈並排設置之第一矩形卡接槽732，底座輸送平台73之中央具有四呈並排設置之第二矩形卡接槽734，底座輸送平台73之另一端具有四呈並排設置之第三矩形卡接槽736。

升降裝置80具有一第一升降平台81與一第二升降平台82，如第1圖所示，第一升降平台81位於充填裝置60與底座輸送裝置70之Y軸平台71之間，並且可藉由一第一升降馬達(圖中未示)之驅動而上升或下降，第二升降平台82位於第二承架30與底座輸送裝置70之Y軸平台71之間，並 且可藉由一第二升降馬達(圖中未示)之驅動而上升或下降。

在實際開始操作時，如第2及3圖所示，各底座抓取件45會先藉由第一Z軸滑座44下降至將底座14抓取住，同時各蓋體抓取件55亦會藉由第二Z軸滑座54下降至將蓋體16抓取住，接著各底座抓取件45再藉由第一X軸滑座42往前移動至底座輸送平台73之第一矩形卡接槽732的正上方，使每一個底座14對應一個第一矩形卡接槽732，而且各蓋體抓取件55亦會藉由第二X軸滑座52往前移動至底座輸送平台73之第三矩形卡接槽736的正上方，使每一個蓋體16對應一個第三矩形卡接槽736，接下來藉由第一Z軸滑座44將底座14帶往底座輸送平台73之第一矩形卡接槽732，直到底座14之頂緣卡接於底座輸送平台73之第一矩形卡接槽732的周緣為止，如第4圖所示，接著底座輸送平台73會藉由Y軸滑座72將底座14帶往至充填裝置60之正前方，使充填裝置60之每一個噴嘴64對應一個底座14，如第5圖所示，接著第一升降平台81會開始上升，用以往上推動各底座14而使各底座14脫離底座輸送平台73之第一矩形卡接槽732，同時對各底座14提供支撐效果，如第6及7圖所示，一旦底座輸送平台73之第一矩形卡接槽732脫離底座14之後，充填裝置60之各噴嘴64會對與其相對應之底座14噴送適量的培養液，以完成培養液的充填。

在第一升降平台81支撐住各底座14的同一時間內，底座輸送平台73會藉由X軸導螺桿75朝遠離底座14的方向移動，如第7圖所示，並且藉由Y軸滑座72回到如第8 圖所示之初始位置，接著再藉由X軸導螺桿75朝底座14的方向移動，使底座輸送平台73之第二矩形卡接槽734將各底座14套接住，但彼此之間尚未形成卡接，如第9圖所示，接著第一升降平台81會下降而使各底座14之頂緣卡接於底座輸送平台73之第二矩形卡接槽734的周緣，如第10圖所示，當底座輸送平台73之第二矩形卡接槽734與底座14之間相互卡接在一起之後，底座輸送平台73再藉由Y軸滑座72將各底座14帶往至第二承架30的前方，如第11圖所示，使每一個底座14對應一個蓋體16，接著第二升降平台82會開始上升，用以往上推動各底座14而使各底座14脫離底座輸送平台73之第二矩形卡接槽734，同時對各底座14提供支撐效果，如第12圖所示，一旦底座輸送平台73之第二矩形卡接槽734脫離底座14之後，各蓋體抓取件55會藉由第二Z軸滑座54將蓋體16蓋合於各底座14之頂緣，以完成培養容器12的組裝。

在第二升降平台82支撐住各底座14的同一時間內，底座輸送平台73會藉由X軸導螺桿75朝遠離底座14的方向移動，並且藉由Y軸滑座72回到如第14圖所示之初始位置，接著再藉由X軸導螺桿75朝底座14的方向移動，使底座輸送平台73之第三矩形卡接槽736將各底座14套接住，但彼此之間尚未形成卡接，接著第二升降平台82會下降而使各底座14之頂緣卡接於底座輸送平台73之第三矩形卡接槽736的周緣，當底座輸送平台73之第三矩形卡接槽736與底座14之間相互卡接在一起之後，底座輸送平台73再藉由Y 軸滑座72將整個培養容器12帶往後端進行後續的處理，如第15圖所示。

然而在此需要補充說明的是，本發明之自動化充填設備10可以同時對多批底座14進行培養液的充填及充填完畢後的輸送。詳而言之，如第13及14圖所示，在各蓋體抓取件55將蓋體16蓋合於第一批底座14之頂緣的時候，充填裝置60之各噴嘴64會同時對第二批底座14進行培養液的充填，而且在同一時間內，各底座抓取件45會隨即放置第三批底座14於底座輸送平台73之第一矩形卡接槽732內，一旦各底座抓取件45釋放第三批底座14而讓第三批底座14卡接於底座輸送平台73之第一矩形卡接槽732時，第一、第二升降平台81、82會同時下降而讓第二批底座14與第一批底座14分別卡接於底座輸送平台73之第二、第三矩形卡接槽734、736，藉此，底座輸送平台73可以藉由Y軸滑座72將該些底座14一起輸送至下一個階段。利用底座14與蓋體16疊置於第一承架20與第二承架30，底座輸送平台73來回於第一承架20與第二承架30之間往復性地輸送底座14，本發明所提供的充填設備可以大量節省作業空間，同時讓底座14更為精確地移動，也能夠加快底座14的整體移動速度。

綜上所陳，本發明之自動化充填設備10的自動化操作可以有效節省人工成本及大幅提升作業效率，並且可以對每一個培養容器12之底座14注入定量的培養液，以降低人為操作的失誤而增加整個充填作業的穩定性。

10‧‧‧自動化充填設備

14‧‧‧底座

16‧‧‧蓋體

40‧‧‧底座抓取裝置

41‧‧‧第一X軸平台

42‧‧‧第一X軸滑座

43‧‧‧第一立柱

432‧‧‧第一Z軸滑軌

44‧‧‧第一Z軸滑座

45‧‧‧底座抓取件

47‧‧‧第一Z軸馬達

50‧‧‧蓋體抓取裝置

51‧‧‧第二X軸平台

52‧‧‧第二X軸滑座

53‧‧‧第二立柱

532‧‧‧第二Z軸滑軌

54‧‧‧第二Z軸滑座

55‧‧‧蓋體抓取件

57‧‧‧第二Z軸馬達

60‧‧‧充填裝置

62‧‧‧儲液桶

71‧‧‧Y軸平台

72‧‧‧Y軸滑座

73‧‧‧底座輸送平台

80‧‧‧升降裝置

81‧‧‧第一升降平台

82‧‧‧第二升降平台

Claims (8)

1. 一種自動化充填設備，用以將一培養液充填至一培養容器內，該培養容器包含有一底座與一設於該底座之蓋體，該自動化充填設備包含有：一第一承架，用以承載該培養容器之底座；一第二承架，係與該第一承架之間呈間隔設置，用以承載該培養容器之蓋體；一底座抓取裝置，鄰設於該第一承架，用以抓取該培養容器之底座；一蓋體抓取裝置，鄰設於該第二承架，用以抓取該培養容器之蓋體；一充填裝置，設於該第一承架與該該第二承架之間，用以對該培養容器之底座充填該培養液；以及一底座輸送裝置，具有一底座輸送平台，該底座輸送平台可往復移動地設於該第一承架及該第二承架之間；其中該底座輸送平台之一端具有一第一卡接槽，該第一卡接槽藉由該底座輸送平台之移動而對應該底座抓取裝置或該充填裝置，該底座輸送平台之中央具有一第二卡接槽，該第二卡接槽藉由該底座輸送平台之移動而對應該充填裝置或該蓋體抓裝置，該底座輸送平台之另一端具有一第三卡接槽，該第三卡接槽藉由該底座輸送平台之移動而與該蓋體抓取裝置之間相互對應或錯開。
2. 如請求項1所述之自動化充填設備，其中該底座抓取裝置具有一第一X軸平台、一第一X軸滑座、一第一立柱、一 第一Z軸滑座，以及一底座抓取件，該第一X軸平台設於該第一、第二承架之間且具有二第一X軸滑軌，該第一X軸滑座設於該第一X軸平台之第一X軸滑軌，該第一立柱設於該第一X軸滑座且具有二第一Z軸滑軌，該第一Z軸滑座設於該第一立柱之第一Z軸滑軌且位於該第一承架之上方，該底座抓取件設於該第一Z軸滑座之底面。
3. 如請求項1所述之自動化充填設備，其中該蓋體抓取裝置具有一第二X軸平台、一第二X軸滑座、一第二立柱、一第二Z軸滑座，以及一蓋體抓取件，該第二X軸平台設於該第一、第二承架之間且具有二第二X軸滑軌，該第二X軸滑座設於該第二X軸平台之第二X軸滑軌，該第二立柱設於該第二X軸滑座且具有二第二Z軸滑軌，該第二Z軸滑座設於該第二立柱之第二Z軸滑軌且位於該第二承架之上方，該蓋體抓取件設於該第二Z軸滑座之底面。
4. 如請求項1所述之自動化充填設備，其中該充填裝置具有一儲液桶與一連接該儲液桶之噴嘴。
5. 如請求項1所述之自動化充填設備，其中該底座輸送裝置具有一Y軸平台、一Y軸滑座，以及一底座輸送平台，該Y軸平台具有一對應該第一承架之進料端、一對應該第二承架之出料端，以及二自該進料端延伸至該出料端之Y軸滑軌，該Y軸滑座設於該Y軸平台之Y軸滑軌且具有一X軸導螺桿，該底座輸送平台設於該Y軸滑座之X軸導螺桿。
6. 如請求項1所述之自動化充填設備，更包含有一升降裝置，該升降裝置具有一第一升降平台與一第二升降平台， 該第一升降平台位於該充填裝置與該底座輸送裝置之間，用以往上推動該底座而使該底座脫離該底座輸送平台之第一卡接槽，該第二升降平台位於該第二承架與該底座輸送裝置之間，用以往上推動該底座而使該底座脫離該底座輸送平台之第二卡接槽。
7. 如請求項1所述之自動化充填設備，其中該第一承架具有多數呈矩陣排列之第一承接槽，各該第一承接槽用以承接該培養容器之底座。
8. 如請求項1所述之自動化充填設備，其中該第二承架具有多數呈矩陣排列之第二承接槽，各該第二承接槽用以承接該培養容器之蓋體。