以下、本発明に係る充填包装システムについて、図1乃至図5により説明する。
本実施形態の充填包装システム1は、容器(ボトル容器)Bを主搬送経路上に整列搬送させるための搬送ユニット2と、前記主搬送経路上において充填包装の工程順に上流側から選択的に設けられ(前記搬送ユニット2に対しプラグインしてもよい)る各工程ユニット3と、前記搬送ユニット2および各工程ユニット3を関連させてそれぞれの駆動を制御する中央制御部4とを有している。
搬送ユニット2は、図1及び図3に示すように、平面視正十二角形状とされたステージ10と、ステージ10に配設され、ステージ10の中心に鉛直方向に設けられた回転軸11により駆動源Mの駆動力で回転自在に配設された回転板12と、回転板12の上方に支柱13aを以て連接され、回転板12の回転に伴って回転軸11の軸周りに水平回転自在に配設された円環板13と、1本ずつの容器Bを保持可能に形成された一対のグリッパ14を有する容器保持装置15を円環板13の周方向に等間隔をもって複数(本実施形態においては24台)配置させた搬送手段16を備えている。そして、駆動源M(モータ)の駆動を中央制御部4によって制御し、容器保持装置15の一対のグリッパ14に対応する1回転(1サイクル)の角度を15°として、正十二角形状のステージ10の一辺に正対して2個の容器保持装置15が停止するように調整するとともに回転板12及び円環板13を間欠回転(本実施形態においては、サイクルタイムを1.5秒/サイクルとする)させる。つまり、一対のグリッパ14に保持された容器Bの間欠停止位置が、ステージ10の1辺に対して2箇ずつ設けられている。
ここで、容器保持装置15の一対のグリッパ14は、該一対のグリッパ14間に容器Bの胴部を把持可能に、その先端部14aを外方へ向けてステージ10の中心(回転軸11)を基準とする円周方向に回転板12及び円環板13と平行に延出して配列され、配設されている。本実施形態の一対のグリッパ14は、図2に示すように、各グリッパ14の基端部14bに形成された軸孔を上下に重ねて位置させた状態で、円環板13に対し鉛直に設けられた支軸17を挿着させて配設され、その支軸17の鉛直軸回りに回動自在に保持されている。各基端部14bには、パンタグラフ18を構成し、グリッパ側(先端側)に位置する異なる2本のアーム18aの一端がそれぞれ連接されている。先端側に位置するアーム18aの他端にはそれぞれ、後端側に位置する2本のアーム18bの一端が同軸で回動自在に連接されている。また、後端側に位置する2本のアーム18bの他端は、回転板12及び円環板13と平行に延在し、ステージ10の中心から径方向に進退可能に形成されたスライドシャフト20に対して同軸で回動自在に軸支されている。前記スライドシャフト20は、回転軸11の周囲に固定配置されている不図示のカムのカム溝内に係合する、不図示の係合子を備えており、円環板13の回転に伴い、前記係合子がカム溝内を移動する際に該カム溝の形状に沿うことで水平方向(径方向)に進退する。このスライドシャフト20の進退によって伸縮するパンタグラフ18を介して、各グリッパ14の基端部14aが支軸17の軸周りに互いに異なる方向へ正逆回転することで、両グリッパ14が開閉移動するようになっている。なお、両グリッパ14を開閉させる機構としては、本実施形態の構成に限らず、他の構成を利用してもよい。
一対のグリッパ14は、開状態となったところで一対のグリッパ14間に容器Bが供給され、閉状態となることにより、容器Bを把持する。そして、この状態を保持したまま、回転板12を所定の方向に回転させることで、容器Bを搬送することができる。
ここで、搬送ユニット2上における、容器Bを把持するグリッパ14の回転軌跡、より正しくは一対のグリッパ14により保持されて回転軸11の軸周りを移動する容器Bの平面視における移動軌跡が主搬送経路となる。
前記主搬送経路には、図3に示すように、一対のグリッパ14により保持された容器Bを下方から支承する当接板21を、各一対のグリッパ14に対応させ、回転板12から昇降自在、かつ、回転板12の回転軸11の軸周りに回転自在に配設されている。本実施形態においては、当接板21の下面に配設したシャフト22の下端部にカムフォロア22aを設け、当接板21を鉛直方向へ移動自在にシャフト22を回転板12に支承する。また、主搬送経路の所望の区間においては、当接板21を容器Bを下方から支承する位置に配置させるように昇降調整傾斜面が前記主搬送経路に沿って形成された、前記カムフォロア22aに対するカムに相当する底板昇降機構(不図示)を配設する。そして、回転板12の回転に伴ない、前記カムフォロア22aを上面に摺接させることによりシャフト22を鉛直方向にスライド移動させる。これにより、後述する各工程ユニット3により、所定の工程作業が施される際に当接板21を要所において上昇させて容器Bを下方から支承することができる。この構成は一例で有り、勿論、当接板21に配設されたシャフト22をモータ等の駆動系制御により伸縮させる構成を採用してもよい。
そして、本実施形態の充填包装システム1は、主搬送経路に沿って充填包装の工程順に上流側から選択的に設けられる、各作業工程毎の工程ユニット3を備えている。
ここで、容器Bに対する充填包装の作業工程と配設される工程ユニット3は、例えば、ガラス製か樹脂製かといった容器の素材、食品か薬品かといった充填する充填物の種類、充填物が加熱された状態にあるか否かといった充填物の状態、封栓は圧着か巻締めか、中蓋があるか無いかといった施蓋の方法、検査工程の有無と頻度、仕上げ工程の有無など、様々な要因と要求により組み替えられる。以下には、前記主搬送経路に配設される作業工程と各作業工程において用いられる工程ユニット3の一例を挙げるが、それぞれの充填包装の作業工程において利用されている工程ユニット3は公知の構成のユニットを用いる。各構成ユニットの詳細な説明は省略する。
本実施形態の充填包装システム1においては、図1中の7時方向(ステージ10の中心を基準とする。以下、同じ)を上流とし、時計回りに6時方向までを主搬送経路とする。そして、主搬送経路に沿って本実施形態の容器B(図2には、樹脂製の取っ手付きボトル容器Bを示す)に対する充填包装の作業工程順に各作業領域が確保され、それぞれの作業領域におけるステージ10の周囲には、対応する工程ユニット3が配設されている。
具体的には、主搬送経路の最上流となる7時方向には、容器Bを該充填包装システム1へ供給する容器繰入工程の作業領域が設けられ、ステージ10の該7時方向に位置する一辺には繰入ユニット3Aが配設されている。本実施形態においては、繰入ユニット3Aは無端状ベルトやローラ等からなるコンベア30を備えており、空の状態の容器Bが前記コンベア30からなる副搬送経路上を1つずつ搬送されるようになっている。そして、15°ずつの回転板12の間欠回転により、開状態として該作業領域において停止した一対のグリッパ14間に空の容器Bを供給可能に、副搬送経路の下流端となる該コンベア30の一端を主搬送経路上へ臨ませて配設されている。
続く、図1中の8時方向乃至10時方向には、間欠搬送される容器Bに第1液の充填を行う充填工程の作業領域が設けられ、ステージ10の8時方向乃至10時方向に位置する各辺の側方には充填ユニット3Bが配設されている。本実施形態においては、充填工程では、4本のノズル32を用い、対応する4個の空の容器Bに第1液の充填を同時に行う。すなわち、各ノズル32は、回転板12の4回の間欠回転によってステージ10の8時方向および9時方向に位置する各辺に対向する位置(この位置を充填初期位置という)に4個の空容器Bが整列するタイミングで、これらの4個の空容器Bに対して同時に遊挿され、前記容器Bの間欠搬送に追従するように円弧状に移動しながら、給液タンク33から給液チューブ(不図示)を介して第1液を計量しつつ充填し、これらの4つの容器Bがステージ10の9時方向および10時方向に位置する各辺に対向する位置(この位置を充填終了位置という)に移動するまでの間、すなわち、2サイクルの間に第1液の充填を終了させる。そして、各容器Bから同時に抜脱され、次の2サイクルの間に前記充填初期位置へ戻るように駆動動作が制御されている。なお、充填ユニット3Bのノズル32は、間欠搬送される容器Bに追従せずに、定位置において充填を完了させるようにしてもよい(後述の補充填工程参照)。
また、図1中の12時方向には、第1液の定量の充填が完了した容器Bに対し、第2液の充填を行う補充填工程の作業領域が設けられ、ステージ10の12時方向に位置する一辺には補充填ユニット3Cが配設されている。補充填工程では、2本のノズル35を用い、搬送された2個の既充填の容器Bに対し、同時に補充填を行う。前記各ノズル35は、間欠搬送され、前記ステージ10の12時方向に位置する一辺に正対する第1液の充填済みの容器Bが2個揃うタイミングで同時に各容器B内に遊挿され、給液タンク33から給液チューブ(不図示)を介して第2液を計量しつつ充填を行ったあと、容器Bから同時に抜脱される。
続く、図1中の1時方向には、充填が完了した容器Bに内栓を施す内栓工程の作業領域が設けられ、前記ステージ10の1時方向に位置する一辺には、供給される押し込み蓋を容器開口部へ押し込む押込みユニット3Dが配設されている。
さらに、図1中の2時方向には、内栓までの状態を検査する第1検査工程の作業領域が設けられており、前記ステージ10の2時方向に位置する一辺には、前記内栓の状態を確認するためのセンサ37を有する内栓検査ユニット3Eと、充填された充填物の液面高さを検査するセンサ38を有する液面高さ検査ユニット3Fが配設されている。
そして、図1中の3時方向には、容器Bに外蓋を施す外栓工程の作業領域が設けられており、前記ステージ10の3時方向に位置する一辺には、回転及び昇降自在なキャピングヘッド38により保持され、容器Bの口部へ被合させた外蓋を、容器Bの口部へ巻締める巻締めユニット3Gが配設されている。
また、図1中の4時方向には、外栓の状態を検査する第2検査工程の作業領域が設けられており、前記ステージ10の4時方向に位置する一辺には、前記外栓の状態を確認するためのセンサ39を有する外栓検査ユニット3Hが配設されている。
そして、図1中の5時方向には、充填済みの容器Bを該充填包装システム1から次工程へ繰り出す容器繰出工程の作業領域が設けられ、前記ステージ10の5時方向に位置する一辺には繰出ユニット3Iが配設されている。本実施形態においては、繰出ユニット3Iは無端状ベルトやローラ等のコンベア41を備え、充填済みの容器Bが該コンベア41からなる副搬送経路上を1つずつ搬送されるようになっており、副搬送経路の上流端となる該コンベア41の一端を主搬送経路上へ臨ませて配設されている。そして、15°ずつの回転板12の間欠回転により、閉状態として該容器繰出工程の作業領域において停止した一対のグリッパ14を開状態とし、前記第2検査工程において良品と判断された充填済みの容器Bを主搬送経路上に臨む該コンベア41の一端に載置可能とされている。
そして、図1中の、主搬送経路の最下流となる6時方向には、前記第1、第2検査工程において不良品と判断された容器Bを回収する容器回収工程の作業領域が設けられており、前記ステージ10の該6時方向に位置する一辺には排出ユニット3Jが配設されている。本実施形態においては、排出ユニット3Jは無端状ベルトやローラ等からなるコンベア43を備え、充填の容器Bがコンベア43からなる副搬送経路上を1つずつ搬送されるようになっており、副搬送経路の上流端となる該コンベア43の一端を主搬送経路上へ臨ませて配設されている。そして、15°ずつの前記回転板12の間欠回転により、閉状態として該容器B回収工程の作業領域において停止した前記一対のグリッパ14を開状態とし、前記第1、第2検査工程において不良品と判断された容器Bを前記主搬送経路上に臨む該コンベア43の一端に載置可能とされている。
さらに、本実施形態においては、前記ステージ10の周囲には、内栓工程の工程ユニット3としての、内栓となるシール部材を容器Bの口部にシールするシールユニットや、外栓工程の工程ユニット3としての、外栓となる外蓋を容器Bの口部に嵌着させる嵌合ユニット等が選択的に所定の作業領域において配設可能に配置されているとともに、前記搬送ユニット2および各作業工程の各ユニットの型替用の各種モジュールを所定位置に仮置・保管する交換モジュールユニット3Kが配置されている。図1においては、交換モジュールユニット3Kは、前記ステージ10の11時方向に設けられている。
このように、本実施形態の充填包装システム1においては、前記容器繰入工程の作業領域から、容器繰出工程の作業領域に到るまでの円形状の主搬送経路に沿うようにして、搬送される容器Bの充填包装のための作業工程の作業領域を確保し、各作業領域にそれぞれの作業を実行するためのユニットを選択的に配置することができる。
つまり、回転板12の回転にともない移動する一対のグリッパ14の移動軌跡となる円周上に、容器繰入工程の作業領域や容器繰出工程の作業領域を含む各作業工程の作業領域を、容器Bの形状や素材、充填する充填物の状態等に応じて確保する。このように、本実施形態の充填包装システム1は、容器Bの主搬送経路を円形状とすることにより非常にコンパクトに確立することができ、その主搬送経路内にて必要な作業領域を設けることができる。また、各作業工程に用いる工程ユニット3は、それぞれの作業領域内において作業可能に前記主搬送経路に沿って配設される。よって、徒に配設スペースが広く確保されることも無く、システム全体がコンパクトな構成となる。例えば、充填する液状充填物が1種である場合には、図1の充填包装システム1における12時方向の補充填領域並びにその補充填ユニット3Bは、該充填包装システムの搬送ユニット2から取り外すとよい。勿論、補充填ユニット3Bを駆動させない制御としてもよい。
また、同じ作業工程であっても異なる工程ユニット3を採択可能に複数保有しておき、容器Bや充填される充填物の種類等にあわせて、適宜工程ユニット3を選択し、所定の作業領域内に配置することで、充填包装システム1としてのバリエーションの幅を広げることができる。例えば、図1に示す充填・包装システムには、内栓工程の工程ユニット3として、容器Bの開口部に押し込み蓋を圧入させる押込みユニット3Dを配設しているが、マヨネーズやケッチャップのような樹脂容器Bの開口部に、内蓋としてのシール部材をシールする場合には、前記押し込みユニットに代えて、ステージ10の周辺に待機させてある前記シールユニットを配設すればよい。このように、充填包装の作業ラインの組み替え作業も、単に、各工程を実行するためのユニットの配置を変更すればよいので極めて簡便に行うことができる。また、システム全体の小型化を図ることができる。
また、本実施形態においては、前記搬送ユニット2および各作業工程の各ユニットを関連させてそれぞれの駆動を制御する中央制御部4とその設定入力手段となる操作盤5とが配設されている。
前記中央制御部4により、駆動源Mを制御しつつ、搬送ユニット2の回転軸11を介して回転板12を所定の方向に回転させることで、容器Bは、一対のグリッパ14により、7時方向の容器繰入工程の作業領域において把持され、5時方向の容器繰出工程の作業領域、あるいは、6時方向の容器繰出工程の作業領域において把持状態が解除されるまで、主搬送経路上を搬送される。その際、各作業領域において、各容器Bの搬送に同期させて各ユニットの工程作業が実行されるように構成されている。
本実施形態における、各作業工程を実施するための作業領域の配設位置と、各作業領域に配置された各ユニットの関係を下表1に纏める。なお、本実施形態の充填包装システムにおいては、例えば、巻締め装置による外蓋の巻締めを完了させた後の包装作業を行う作業領域に配置可能な、外蓋をシュリンクフィルムで被覆したり、容器に外装シールを貼着する包装工程が省略されているが、外蓋の表面を覆うようにシュリンクフィルムを被せるフィルム被覆ユニット、シュリンクフィルムを加熱収縮させる加熱ユニット、該容器の外装に商品シールを貼着するシール貼着ユニット等も必要に応じて本実施形態の主搬送経路上を搬送される容器に対して作業可能に配置することができるよう、近傍に待機させておくようにする。
また、前記搬送ユニット2と各工程ユニット3には、図4に示すように、前記搬送ユニット2に対する各工程ユニット3の位置決めをして脱着可能とする位置決め連結機構が形成されている。
具体的には、本実施形態においては、搬送ユニット2の平面視多角形とされたステージ10の各辺に連接された側壁10aにはそれぞれ、前記側壁10aから水平方向に突出する円錐台状の位置決め用凸部50が設けられている。位置決め用凸部50は、各間欠停止位置(便宜的に、最上流に位置する間欠停止位置から順に1乃至24の番号を付し、第1間欠停止位置乃至第24間欠停止位置とする。以下、同じ。)に対応させて側壁10aの上下方向に2箇所設けられている。この位置決め用凸部50に対応する位置決め用凹部51は、充填包装システム1に備えられる各工程ユニット3の外装の前記ステージ10の側壁10aに対向する対向面に、配設位置の上下を合わせて円錐台状の位置決め用凸部50を収納するための空間部として形成されている。
本実施形態において、前記位置決め用凸部50には、円錐台の先端面中央に開口するねじ穴52が螺刻されている。そして、前記位置決め用凹部51は、その空間部内に位置決め用凸部50を収納した際に、前記ねじ穴52が底部中央に対向するように形成されている。また、前記底部中央には前記ねじ穴52に螺合するねじ53が配設されている。前記ねじ53は基端側を前記位置決め用凹部51の反開口部側に突出させて前記底部に螺設されており、前記基端部には、該ねじ53を正逆回転させるためのハンドル54が設けられている。
そして、所定の作業領域における間欠停止位置に対応する位置決め用凸部50を、該作業工程を実行するための1乃至複数の工程ユニット3から選択した所望の工程ユニット3に設けられた位置決め用凹部51に嵌合させ、その状態で、前記ハンドル54を回転させてねじ53を正方向に回転させて前記ねじ穴52に螺合させることで、各工程ユニット3を搬送ユニット2に対して、位置決めをしつつ固定配設するように構成されている。このように、位置決め用凸部50と位置決め用凹部51とを嵌合させて、各工程ユニット3を搬送ユニット2に対して位置決めをしつつ固定配設することで、前記ステージ10に対する各工程ユニット3を構成する装置の各部材の高さ位置や間隔寸法等を常に一定とすることができる。例えば、液面高さ検査ユニット3Fの場合、ステージ10のいずれの辺に配設されても、位置決め用凸部50と位置決め用凹部51との嵌合高さ位置が一定であるので、センサ38の高さ位置も変化することがなく、微細な設定の変更を要せずに、即時に液面高さを検査するセンサ38として使用することが可能となる。
さらに、本実施形態の充填包装システム1は、搬送ユニット2の平面視多角形とされたステージ10の各辺に連接された側壁10aにはそれぞれ、前記第1間欠停止位置乃至第24間欠停止位置と対応させて、ステージ側信号用コネクタSCが設けられている(図5には、便宜的に、第1間欠停止位置ステージ側信号用コネクタSC1乃至第24間欠停止位置ステージ側信号用コネクタSC24とする。以下、同じ)。また、充填包装システム1に備えられる各工程ユニット3の外装の前記ステージ10の側壁10aに対向する対向面には、前記ステージ側信号用コネクタSCに接続されるユニット側信号用コネクタUCが設けられている。
そして、各工程ユニット3を搬送ユニット2のステージの各辺に対して位置決め連結機構により位置決めをしつつ固定配設するとともに、前記ステージ側信号用コネクタSCとユニット側信号用コネクタUCとを電気的に接続させることで、その配設位置を該充填包装システム1の中央制御部4が把握するとともに、各工程ユニット3の駆動を搬送ユニット2による容器Bの搬送に同期させる制御を実行させることが可能となる。本実施形態においては、容器Bの搬送と各作業ユニットの作業とを同期させるべく、前記中央制御部4は、搬送ユニット2に配設されたロータリエンコーダ6の検出結果を信号に変換し、一対のグリッパ14の15°ずつの回転タイミングに合わせて、後述の作業ロボット7と共に、各工程ユニット3を駆動させるように制御する。勿論、各工程ユニット3に、対応する間欠停止位置への容器Bの搬送を検出するセンサを設け、センサが容器Bを検出することにより各工程ユニット3を駆動させる制御とすることも可能である。また、各工程ユニット3の駆動は、前記中央制御部4により統括して、直接、制御してもよいし、各工程ユニット3毎の制御部においてそれぞれ駆動を制御するようにしてもよい。ただ、搬送ユニット2あるいはいずれかの工程ユニット3にトラブルが発生した場合に、充填包装システム1全体の駆動を停止する制御を実行可能とするためには、各工程ユニット3の駆動を充填包装システム1の中央制御部4により、統括して制御できる構成が望ましい。図5には、本実施形態における充填包装システム1の電気的接続図を示す。なお、各工程ユニット3の駆動源は、それぞれ電源を確保し、供給される電力を用いるようにしてもよいし、可能な場合は、前記信号コネクタの配設時に必要な電源を搬送ユニット2から供給されるようにしてもよい。
さらには、ステージ10側に設けられた位置決め連結機構としての位置決め用凸部50に前記ステージ側信号用コネクタSCの機能を付与するとともに、各工程ユニット3側に設けられた位置決め連結機構としての位置決め用凹部51に前記ステージ側信号用コネクタSCの機能を付与した構成としてもよい。これによって、各工程ユニット3を搬送ユニット2のステージの各辺に対して位置決め連結機構により位置決めをしつつ固定配設すると同時に、前記ステージ側信号用コネクタSCとユニット側信号用コネクタUCとが接続され、その配設位置を該充填包装システム1の中央制御部4が把握するとともに、各工程ユニット3の駆動を搬送ユニット2による容器Bの搬送に同期させる制御を実行させることが可能となる。
図1に戻り、本実施形態においては、前記円環板13の中央孔部分には、前記各工程ユニット3に用いられる各モジュール、または、前記工程ユニット3及びモジュールの部品パーツを交換するためのパーツ交換モジュールを装着可能とされ、前記中央制御部4により駆動制御される多関節アーム8を有する作業ロボット7が配設されている。
本実施形態における作業ロボット7の多関節アーム8は、手首に相当する部位を上下に動かす軸、手首に相当する部位を回転させる軸、肘に相当する部分を上下に動かす軸、肘に相当する部分を回転させる軸、腕全体に相当する部分を前後に動かす軸、並びに、腕全体に相当する部分を鉛直軸周りに回転させる軸の6軸(関節)を有して構成されている。この作業ロボット7は、前記搬送ユニット2あるいは前記各工程ユニット3のうち少なくとも1のユニットの一部として、多関節アーム8の可動範囲内の所定位置に配置管理された、前記搬送ユニット2および前記各工程ユニット3を構成する複数のモジュールの中から、供給される前記容器Bへの充填包装に必要な作業工程の工程ユニット3であって、自身に割り振られた工程ユニット3の一部として駆動させるモジュールを選択して自動で装着し、さらには、既に装着しているモジュールを自動で取り外し、前記多関節アーム8の稼働範囲内における該モジュールの所定位置に回収するように駆動制御されている。
具体的には、本実施形態においては、作業ロボット7は、前記充填物を各容器Bに第1液を充填する充填工程における充填ユニット3Bの一部として駆動させる4基の充填ノズル32を備えたモジュールを装着し、充填工程の作業領域の充填初期位置において、該モジュールを降下させてノズル32のそれぞれを対応する容器Bの容器開口部に挿入し、充填量に合わせてノズル32の挿入深さを調整するようにモジュールを上昇させながら、搬送経路を搬送される容器Bの間欠移動に追従させて前記モジュールを円弧状に充填完了位置まで移動させつつ充填作業を実行し、充填完了後には、ノズル32を容器Bの開口部から抜き取るようにモジュールを上昇させ、再び、前記充填初期位置にまで戻るように駆動制御されている。
ここで、改めて、本実施形態の充填包装システム1の中央制御部4による制御を説明する。
中央制御部4は、搬送ユニット2を構成する回転板12を回転させる前記駆動源M並びにエンコーダ6と電気的に接続され、エンコーダ6による前記回転板12の回転検出の信号をフィードバックさせながら、駆動源Mの駆動を制御する。この駆動源Mの駆動に伴い、一対のグリッパ14が開閉動作することは前述の通りである。
また、中央制御部4は、搬送ユニット2のステージ10の各辺に連接された24面の側壁に前記第1間欠停止位置乃至第24間欠停止位置と対応させてそれぞれ設けられたステージ側信号用コネクタSCと、各ステージ側信号用コネクタSCに接続(プラグイン)されるユニット側信号用コネクタUCとを介して、各工程ユニット3との間で信号の送受信をすることにより、各間欠停止位置に接続された工程ユニット3の種類を検知し、該工程ユニット3の駆動を制御する。
本実施形態においては、図1中、7時方向に位置する第1間欠停止位置におけるステージ側信号用コネクタSC1には、容器Bを該搬送ユニット2へ繰り入れるためのコンベア30等を有する繰入ユニット3Aのユニット側信号用コネクタUCが接続されている。中央制御部4は、両コネクタの接続当初時に、ステージ側信号用コネクタSC1と、このステージ側信号用コネクタSCに接続(プラグイン)される繰入ユニット3Aのユニット側信号用コネクタUCとを介して、第1間欠停止位置において繰入ユニット3Aが配設されたことを検知し、前記コンベア30や、該コンベア30に容器Bを1つずつ載置する装置等の該繰入ユニット3Aを構成する各装置の駆動を制御する。
図1中、8時方向に位置する第3間欠停止位置におけるステージ側信号用コネクタSC3には、容器Bに充填物を貯留させた給液タンク33、第1液を充填するためのノズル32、前記タンク33とノズル32を繋ぐ給液チューブ等を有し、充填量の計量を行う充填ユニット3Bのユニット側信号用コネクタUCが接続されている。中央制御部4は、両コネクタの接続当初時に、ステージ側信号用コネクタSC3と、このステージ側信号用コネクタSC3に接続(プラグイン)されるユニット側信号用コネクタUCとを介して、第3間欠停止位置において充填ユニット3Bが配設されたことを検知する。
前述のように、充填ユニット3Bを構成するノズル32として4本を同時に用いる本実施形態においては、前記第3間欠停止位置において充填ユニット3Bが配設されたことを検知することにより、中央制御部4は、予め設定された前記ノズル32の本数に基づき、本実施形態における充填初期位置を第3間欠停止位置から第6間欠停止位置まで、充填完了位置を第5間欠停止位置から第8間欠停止位置までとして制御を行う。
ここで、本実施形態において、前記充填ユニット3Bを構成する4本のノズル32は、作業ロボット7の多関節アーム8に取付けられるモジュールのベース47に対し、主搬送経路となる前記容器Bの移動軌跡と同じ曲率の円弧上に、移動軌跡の中心軸の軸周りに15°ずつの間隔で配置されている。
そして、前記モジュールが接続された多関節アーム8を充填ユニット3Bの一部として駆動制御し、先頭の空の容器Bが第6間欠停止位置に搬送され、充填初期位置に4個の空の容器Bが搬送されたタイミングで、4本のノズル32のそれぞれを対応する容器Bに挿入し、前記容器Bの間欠搬送に追従するように前記容器Bの移動軌跡上を円弧状に移動させ、4個の容器Bが2サイクルずつ移動し、前記先頭の容器Bが第8間欠停止位置に到り、今回の充填対象の4個の容器Bが充填完了位置に位置したところで各ノズル32を各容器Bから同時に抜脱き、再び、各ノズル32を前記充填初期位置へ戻すように前記作業ロボット7の動作を制御する。
それとともに、中央制御部4は、容器B及びノズル32の前記2サイクルの移動の間に、前記給液タンク33から第1液を計量しつつ、容器B内に給液するように充填ユニット3Bを制御する。
続いて、図1中、11時方向に位置する第9間欠停止位置におけるステージ側信号用コネクタSC9には、作業ロボット7の多関節アーム8に取付けられるモジュール、あるいは、多関節アーム8を介して各工程ユニット3に取付けられるモジュールを所定位置に収める交換モジュールユニット3Kのユニット側信号用コネクタUCが接続されている。
交換モジュールユニット3Kは、充填包装の必要の応じて適宜交換される各モジュールを、前記多関節アーム8の制御により交換可能な状態に収納するためのユニットであるので、交換モジュールユニット3Kを構成する装置等が中央制御部4からの信号を受けて駆動制御されることはない。しかしながら、このようにステージ側信号用コネクタSCと、交換モジュールユニット3Kのユニット側信号用コネクタUCとを接続させることにより、中央制御部4は、主搬送ユニット2の周囲における交換モジュールユニット3Kの配設位置を検知することができる。
該交換モジュールユニット3Kにおける各モジュールを収容する位置の検知方法や、多関節アーム8との間での各モジュールの受渡し方法は、公知のマシニングセンターにおけるモジュールユニットの構成並びに方法に倣うことができる。
また、図1中、12時方向に位置する第11間欠停止位置におけるステージ側信号用コネクタSC11には、8時方向から10時方向における充填工程で第1液を充填された容器Bに対し、所定量の第2液をさらに充填するべく、第2液を貯留させた給液タンク36、第2液を充填するための2本のノズル32、前記タンク36とノズル35を繋ぐチューブ等を有し、充填量の計量をしながら充填を行う補充填ユニット3Bのユニット側信号用コネクタUCが接続されている。
中央制御部4は、両コネクタの接続当初時に、第11間欠停止位置におけるステージ側信号用コネクタSC11と、補充填ユニット3Bのユニット側信号用コネクタUCとを介して、第11間欠停止位置において補充填ユニット3Bが配設されたことを検知する。
前述のように、補充填ユニット3Bを構成するノズル35として2本を同時に用いる本実施形態においては、前記第11間欠停止位置において補充填ユニット3Bが配設されたことを検知することにより、中央制御部4は、第11間欠停止位置と第12間欠停止位置とに停止する前記第1液の充填済みの容器Bに対し、2本同時に、第2液の充填(補充填)を行うように制御し充填を行う。
ここで、本実施形態において、前記補充填ユニット3Bの充填装置を構成する2本のノズル35は、前記移動軌跡の中心軸の軸周りに15°の間隔を設け、前記主搬送経路となる前記容器Bの移動軌跡と同じ曲率の円弧上における前記第11間欠停止位置と第12間欠停止位置の直上部にそれぞれ位置させた状態で支承され、同時に昇降可能に配置されている。
そして、中央制御部4は、第1液が充填された容器Bが第12間欠停止位置に搬送された段階で、前記補充填装置の駆動を制御し、容器Bの間欠搬送の時間中に前記ノズル35をそれぞれに対応する容器Bの方向へ下降させて各容器B内へ注液可能な状態とし、所定量の第2液を充填した後、再びノズル35を上昇させるように補充填装置を制御する。
図1中、1時方向に位置する第14間欠停止位置におけるステージ側信号用コネクタSC14には、主搬送経路上を間欠搬送される容器Bの口部に対し、1つずつ内栓を填め込むべく、内栓の押込み装置と前記押込み装置に前記内栓を1つずつ供給する内栓供給装置等を有する押込みユニット3Dのユニット側信号用コネクタUCが接続されている。
中央制御部4は、両コネクタの接続当初時に、第14間欠停止位置におけるステージ側信号用コネクタSC14と、押込みユニット3Dのユニット側信号用コネクタUCとを介して、第14間欠停止位置において押込みユニット3Dが配設されたことを検知する。
前述のように、容器Bが間欠搬送される本実施形態においては、前記第14間欠停止位置に充填ユニット3Bが配設されたことを検知することにより、中央制御部4は、第14間欠停止位置に第2液までが充填された状態の容器Bが搬送されて停止したタイミングで、押込み装置の内栓保持部に保持した内栓を容器Bの口部に押し込むように制御する。
また、図1中、2時方向に位置する第15間欠停止位置におけるステージ側信号用コネクタSC15には、容器Bの口部に押込まれた内栓の状態を検出し確認するセンサ37を備えた内栓検査ユニット3Eのユニット側信号用コネクタUCが接続されている。
中央制御部4は、両コネクタの接続当初時に、第15間欠停止位置におけるステージ側信号用コネクタSC15と、押込みユニット3Dのユニット側信号用コネクタUCとを介して、第15間欠停止位置において内栓検査ユニット3Eが配設されたことを検知する。
そして、内栓検査ユニット3Eは、第15間欠停止位置に内栓が施された状態の容器Bが搬送されて停止したタイミングで、内栓の押込み状態を検査し、不具合の有無を判定する。この判定結果は前記第15間欠停止位置におけるステージ側信号用コネクタSC15と、押込みユニット3Dのユニット側信号用コネクタUCとを介して、前記中央制御部4へ送信し、中央制御部4は、内栓の押込み状態に不具合が生じていると判断された容器Bについて不良の容器としてフラグを立て、後の工程にて、該容器Bを正常な充填包装がされた容器Bの搬送経路から外す制御をする。
次に、図1中、2時方向に位置する第16間欠停止位置におけるステージ側信号用コネクタSC16には、容器Bに充填された第1液及び第2液の液面高さが所定の位置にあるか否かを検出し確認する光電センサ38を備えた液面高さ検出ユニット3Fのユニット側信号用コネクタUCが接続されている。
中央制御部4は、両コネクタの接続当初時に、第16間欠停止位置におけるステージ側信号用コネクタSC16と、液面高さ検出ニット3Fのユニット側信号用コネクタUCとを介して、第16間欠停止位置において液面高さ検出ユニットが配設されたことを検知する。
そして、液面高さ検査ユニット3Fは、第16間欠停止位置に内栓が施された状態の容器Bが搬送されて停止したタイミングで、充填されている第1液及び第2液の液面高さが容器Bの所定の高さ位置にあるか否かを検査し、不具合の有無を判定する。
この判定結果は前記第16間欠停止位置におけるステージ側信号用コネクタSC16と、押込みユニット3Dのユニット側信号用コネクタUCとを介して前記中央制御部4へ送信し、中央制御部4は、充填量の過不足の不具合が生じていると判断された容器Bについてフラグを立て、後の工程にて、該容器Bを正常な充填包装がされた容器Bの搬送経路から外す制御をする。
また、図1中、3時方向に位置する第18間欠停止位置におけるステージ側信号用コネクタSC18には、主搬送経路上を間欠搬送される容器Bの口部に対し、1つずつ、外栓を巻締めるべく、外栓の巻締め装置と、前記巻締め装置に外栓を1つずつ供給する外栓供給装置等を有する巻締めユニット3Gのユニット側信号用コネクタUCが接続されている。
中央制御部4は、両コネクタの接続当初時に、第18間欠停止位置におけるステージ側信号用コネクタSC18と、巻締めユニット3Gのユニット側信号用コネクタUCとを介して、第18間欠停止位置において巻締めユニット3Gが配設されたことを検知する。
前述のように、容器Bが1本ずつ間欠搬送される本実施形態においては、前記第18間欠停止位置に充填ユニット3Bが配設されたことを検知することにより、中央制御部4は、第18間欠停止位置に容器Bが搬送されて停止したタイミングで、巻締め装置の外栓保持部に保持した外栓を容器Bの口部に対して巻締めるように制御する。
また、図1中、4時方向に位置する第20間欠停止位置におけるステージ側信号用コネクタSC20には、容器Bの口部に巻締められた外栓の状態を検出し確認するセンサ39を備えた外栓検査ユニット3Hのユニット側信号用コネクタUCが接続されている。
中央制御部4は、両コネクタの接続当初時に、第20間欠停止位置におけるステージ側信号用コネクタSCと、外栓検査ユニット3Hのユニット側信号用コネクタUCとを介して、第20間欠停止位置において外栓検査ユニット3Hが配設されたことを検知する。
そして、外栓検査ユニット3Hは、第20間欠停止位置に内栓が施された状態の容器Bが搬送されて停止したタイミングで、巻締めされた外栓の状態を検査し、不具合の有無を判定する。
この判定結果は前記第20間欠停止位置におけるステージ側信号用コネクタSCと、外栓検査ユニット3Hのユニット側信号用コネクタUCとを介して、前記中央制御部4へ送信し、中央制御部4は、外栓の巻締め状態に不具合が生じていると判断された容器Bについてフラグを立て、後の工程にて、該容器Bを正常な充填包装がされた容器Bの搬送経路から外す制御をする。
また、図1中、5時方向に位置する第22間欠停止位置におけるステージ側信号用コネクタSC22には、容器Bを該搬送ユニット2から繰り出すためのコンベア等を有する繰出ユニット3Iのユニット側信号用コネクタUC22が接続されている。中央制御部4は、両コネクタの接続当初時に、ステージ側信号用コネクタSC22と、繰出ユニット3Iのステージ側信号用コネクタSCに接続されるユニット側信号用コネクタUCとを介して、第22間欠停止位置において繰出ユニット3Iが配設されたことを検知し、前記内栓検査ユニット3E、液面高さ検査ユニット3F、並びに外栓検査ユニット3Hにおいて不具合を判断した結果、正常な充填がされており、フラグが立っていない容器Bを該搬送ユニット2から繰り出して後工程へ送るべく、前記コンベア等の該繰出ユニット3Iを構成する各装置の駆動を制御する。
このとき、フラグが立っていない容器Bを把持する一対のグリッパ14を第22間欠停止位置において開状態とすることで、容器Bを繰出ユニット3Iのコンベア41上に載置し、その状態で繰出ユニット3Iを構成する各装置の駆動を制御することで、容器Bを次工程へ搬送することができる。
同様に、図1中、6時方向に位置する第23間欠停止位置におけるステージ側信号用コネクタSC23には、容器Bを該搬送ユニット2乃至該充填包装システム1から排出するためのコンベア43等を有する排出ユニット3Jのユニット側信号用コネクタUCが接続されている。中央制御部4は、両コネクタの接続当初時に、ステージ側信号用コネクタSCと、各ステージ側信号用コネクタSCに接続されるユニット側信号用コネクタUCとを介して、第23間欠停止位置において排出ユニット3Jが配設されたことを検知し、前記内栓検査ユニット3E、液面高さ検査ユニット3F、並びに外栓検査ユニット3Hにおいて不具合を判断した結果、不具合が生じており、フラグが立っている容器Bを該搬送ユニット2ないし該充填包装システム1から排出するべく、前記コンベア43等の該排出ユニット3Jを構成する各装置の駆動を制御する。
なお、本実施形態においては、第2間欠停止位置、第10間欠停止位置、第12間欠停止位置、第13間欠停止位置、第17間欠停止位置、第19間欠停止位置、第21間欠停止位置および第24間欠停止位置におけるステージ側信号用コネクタSC2、SC10…には、いずれのユニット側信号用コネクタUCも接続されていない。
また、本実施形態においては、前記主搬送経路の周囲には、前記第14間欠停止位置における押込みユニット3Dに代えて配設可能な、内栓としてのシールを容器Bの口部に貼設するシールユニット、前記第18間欠停止位置における巻締めユニット3Gに代えて配設可能な、外栓を嵌着させる嵌合ユニットを配設しておく。このシールユニット、嵌合ユニットは、容器Bや充填される充填物の種類等にあわせて、所定の作業領域内に配置されるものである。
次に、本実施形態の充填包装システム1の動作について説明する。
本実施形態において、主搬送経路においては、容器Bは、前記搬送ユニット2の回転板12の間欠回転により、15°ずつの間欠搬送が為される。
図1中、7時方向に確保された容器B繰入工程の作業領域においては、繰入ユニット3Aのコンベア30からなる副搬送経路上を1つずつ搬送され、円形状の主搬送経路上の第1間欠停止位置において開状態となっている一対のグリッパ14間へ送られた空の状態の容器Bは、第1間欠停止位置において、前記搬送ユニット2の一対のグリッパ14により胴体部分を把持される。そして、搬送ユニット2の回転板12の間欠回転により、順に、8時方向乃至10時方向に確保された充填工程の作業領域へ搬送される。
充填工程においては、中央制御部4は、回転板12の4回の間欠回転によって第3乃至第6間欠停止位置から構成される充填初期位置に4個の空の容器Bを整列する状態(タイミング)をエンコーダ6の信号により判断し、前記作業ロボット7を制御して多関節アーム8を駆動させる。
作業ロボット7は、配設された4本のノズル32を、充填初期位置に整列する4個の空容器Bに対して遊挿させる。そして、前記多関節アーム8を、前記容器Bの間欠搬送に追従するように、第5乃至第8間欠停止位置からなる充填終了位置まで30°ほど円弧状に移動させつつ、充填量に応じてノズル32を上昇させ、充填完了後に抜脱させる。
その間、充填装置は、中央制御部4から送信される信号に基づき、給液タンク33から第1液を計量しつつ、これらの4個の容器Bが充填終了位置に位置するまでに所定量の第1液の充填を終了させるように充填を制御する。
4個の容器Bに対する充填が終了したとき、次の先頭にある空容器Bは未だ第4間欠停止位置に位置している。作業ロボット7は、この第4間欠停止位置に位置している空容器Bが第6間欠停止位置に搬送されるまでの間、すなわち、回転板12の30°の間欠回転の間に、4本のノズル32を再び前記充填初期位置へ戻す。
第1液が充填された容器Bは、搬送ユニット2の回転板12の間欠回転により、順に、12時方向に設けられた、第2の液状充填物の充填を行う補充填工程の作業領域へ搬送される。
補充填工程においては、中央制御部4は、回転板12の間欠回転によって第11及び第12間欠停止位置のそれぞれ2個の第1液を充填した容器Bが整列する状態(タイミング)をエンコーダ6の信号により判断し、補充填ユニット3Bを制御して2本のノズル32を同時に各容器B内に遊挿し、所定量の補充点を行ったあと、各容器Bから同時に抜脱させて第2液の補充填を行う。
第1液と第2液が充填された容器Bは、搬送ユニット2の回転板12の間欠回転により、順に、1時方向に設けられた、内栓工程の作業領域へ搬送される。
内栓工程においては、中央制御部4は、第14間欠停止位置に充填が完了した容器Bが位置する状態(タイミング)をエンコーダの信号により判断し、押込みユニット3Dを制御して、内栓としての押し込み蓋を一対のグリッパ14により把持されている容器Bの容器B開口部へ押し込み、内栓を施す。なお、押込みユニット3Dにおいては、中央制御部4からの信号に基づき、適宜、内栓を押込み装置の蓋保持部へ供給する制御を実行する。
内栓が施された容器Bは、搬送ユニット2の回転板12の間欠回転により、順に、2時方向に設けられた、第1検査工程の作業領域へ搬送される。
第1検査工程においては、中央制御部4は、第15間欠停止位置に内栓が施された容器Bが位置する状態(タイミング)をエンコーダ6の信号により判断し、内栓検査ユニット3Eのセンサを制御して、内栓の状態の異常を検出する。内栓の異常が検出された場合には、内栓検査ユニット3Eから異常検出の信号を中央制御部4に返し、中央制御部4は、当該容器Bに対し、異常発生のフラグを立てて該容器Bの搬送を管理する。
また、同じく、中央制御部4は、第16間欠停止位置に内栓が施された容器Bが位置する状態(タイミング)をエンコーダ6の信号により判断し、液面高さ検査ユニット3Fを制御して、充填液の充填量の充填過多や充填不足を検出する。充填量の異常が検出された場合には、液面高さ検出ユニット3Fから異常検出の信号を中央制御部4に返し、中央制御部4は、当該容器Bに対し、異常発生のフラグを立てて該容器Bの搬送を管理する。
内栓の状態と充填液の充填量が確認された容器Bは、搬送ユニット2の回転板12の間欠回転により、順に、3時方向に設けられた、外栓工程の作業領域へ搬送される。
外栓工程においては、中央制御部4は、第18間欠停止位置に内栓が施された容器Bが位置する状態(タイミング)をエンコーダ6の信号により判断し、巻締めユニット3G3Dを制御して、キャピングヘッド38により保持され、容器Bの口部へ被合させた外蓋を、容器Bの口部へ巻締める。なお、巻締めユニット3Gにおいては、中央制御部4からの信号に基づき、適宜、外蓋をキャピングヘッド38に保持させる制御を実行する。
外栓が施された容器Bは、搬送ユニット2の回転板12の間欠回転により、順に、4時方向に設けられた、第2検査工程の作業領域へ搬送される。
第2検査工程においては、中央制御部4は、第20間欠停止位置に内栓が施された容器Bが位置する状態(タイミング)をエンコーダ6の信号により判断し、外栓検査ユニット3Hを制御して、外栓の巻締め状態の異常を検出する。巻締め異常が検出された場合には、外栓検査ユニット3Hから異常検出の信号を中央制御部4に返す。
外栓が施された容器Bは、搬送ユニット2の回転板12の間欠回転により、順に、5時方向に設けられた、容器繰出工程の作業領域へ搬送される。
容器繰出工程においては、中央制御部4は、第22間欠停止位置に外栓が巻締めたれた容器Bが位置する状態(タイミング)をエンコーダ6の信号により判断し、当該容器Bに異常発生のフラグが立っているかどうかを判断する。
第22間欠停止位置には、副搬送経路を構成する繰出ユニット3Iのコンベア41の上流端が主搬送経路上へ臨ませて配設されているので、中央制御部4は、フラグが立っていない容器Bが第22間欠停止位置に搬送された場合には、15°ずつの前記回転板12の間欠回転により開状態となった一対のグリッパ14から前記容器Bが繰出ユニット3Iのコンベア41の上流端に載置されたタイミングで前記コンベア41を駆動させ、充填が完了した容器Bを副搬送経路上を搬送して次工程へ送り出す。
また、フラグが立っている容器Bが第22間欠停止位置に搬送された場合には、前記容器Bが繰出ユニット3Iのコンベア41の上流端に載置されても、前記コンベア3Iを駆動させない。
そして、フラグが立っている容器Bは、次の15°ずつの前記回転板12の間欠回転により、再び閉状態となった一対のグリッパ14により把持され、6時方向に設けられた容器繰出工程の作業領域に搬送される。
容器繰出工程においては、中央制御部4は、第23間欠停止位置に外栓が巻締めたれた容器Bが位置する状態(タイミング)をエンコーダの信号により判断し、15°ずつの前記回転板12の間欠回転により開状態となった一対のグリッパ14から、フラグが立った不具合の生じている容器Bが、排出ユニット3Jのコンベア43の上流端に載置されたタイミングで前記コンベア43を駆動させ、該容器Bを副搬送経路上を搬送して回収する。
この後、容器Bを開放した一対のグリッパ14は、15°ずつの前記回転板12の間欠回転により、再び、容器Bが繰入れられる7時方向へ移動する。
なお、本実施形態のように、前記容器保持装置15の一対のグリッパ14間を、前記第22間欠停止位置において開状態とし、その後また一旦閉状態としたあと、隣位の第23間欠停止位置において再び開状態となる(その後は、第1間欠停止位置まで開状態を保持する)ように、各一対のグリッパ14に設けられたスライドシャフト20が係合するカムのカム溝を配置しておくことは肝要である。
このように、本実施形態の充填包装システム1によれば、円周上に形成された主搬送経路周りに充填包装の作業ラインの必要な工程ユニット3を配設することで、システム全体を極めてコンパクトに収めることができる。なお、当該充填包装システム1の主搬送経路から排出された容器に対し、さらに別工程での処理を行うことを否定するものではない。
また、前記作業ロボット7の制御としては、例えば、作業ロボット7のモジュールを容器Bを把持するグリッパのモジュールとし、搬送ユニット2の一部、あるいは、工程ユニット3の一部として、主搬送経路を搬送される容器Bを所定位置において把持し、ステージ10の周囲に配設された工程ユニット3の作業台上や、該工程ユニット3に設けられた副搬送経路の上流端へ移送させ、該工程ユニット3において作業後、再び、前記作業台上、あるいは、前記副搬送経路の下流端から主搬送経路の所定位置へ戻すような移送の駆動制御を行うことも可能である。その場合における前記副搬送経路は、直線状、楕円状、円形状など、必要に合わせて様々な形状に形成することができる。
また、前記作業ロボット7は、公知のマシニングセンタのように、前記多関節アーム8にモジュール交換モジュールを装着し、前記搬送ユニット2または前記工程ユニット3が既に装着しているモジュールを取り外して、前記多関節アーム8の稼働範囲内における該モジュールの所定位置に回収し、および/または、前記多関節アーム8の可動範囲内の所定位置に配置管理された、前記搬送ユニット2および前記各工程ユニット3を構成する複数のモジュールの中から、供給される前記容器Bへの充填包装に必要な作業工程の工程ユニット3の一部として駆動させるモジュールを選択し、対応する前記搬送ユニット2または前記工程ユニット3に装着するように駆動制御されていてもよい。
例えば、前述の構成の充填包装システム1の充填ユニット3Bにおける充填ノズル32のモジュールを、2基の充填ノズル32を備えたモジュールとし、外栓ユニットにおける巻締めのチャックの型を替える場合に、前記作業ロボット7は、まず、多関節アーム8の先端の4基の充填ノズル32を支承するモジュールを所定位置に戻す。次に、外栓ユニットの巻締め装置に配設されているチャックを交換するチャック交換用モジュールを装着し、該モジュールを用いて外栓ユニットの巻締め装置からチャックを取り外す。取り外したチャックをチャックの保管位置に戻すとともに、交換する新たなチャックを保持し、巻締め装置にチャックを装着する。続いて、所定位置に戻り、チャック交換用モジュールを返却し、続いて、2基の充填ノズル32を備えたモジュールを装着する。その後、作業ロボット7は、この2基の充填ノズル32を備えたモジュールを用い、充填装置の一部として駆動を制御されることで、充填を実行する。
このように、多関節アーム8の駆動を制御することにより、充填ユニット3Bのモジュールの簡単な型替えも自動で精密に実行することが可能となり、かつ、モジュールの位置決め装置を人手で行うより簡便なものとできる。また、型替えにともなう搬送ユニット2あるいは工程ユニット3全体の交換や配置換えを要せず、充填包装の作業ラインの組み替えが簡便になる。よって、特に、多品種少量生産を行う場合でも、容器Bの種類毎に充填包装の作業ラインを組み替え等を短時間で行うことができるようになり、充填包装の作業ができない時間を短縮することができるので、充填包装の効率も高めることが可能となる。
なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の特徴を損なわない限度において種々変更することができる。
充填包装において必要な作業工程や作業領域、各工程毎に用いることができる工程ユニットの種類は前述したものに限らない。例えば、先の実施形態においては、充填工程には、工程ユニットとして充填ユニットのみを配設した場合を以て説明したが、充填工程の工程ユニットとして、さらに充填液回収ユニットやCIP(Cleaning in Place=定置洗浄)ユニット等を配置してもよい。充填液回収ユニットは、ノズルまで供給されたけれども充填には不適な状態の充填液等を廃液するユニットである。例えば、所望の温度に達温した充填液を容器に充填する場合において、充填駆動初期時などに、ノズルまで到達した充填液の温度が所望温度に達していない場合がある。そこで、ノズルに到達した充填液の温度検出手段を作業アーム側若しくは充填液回収ユニット側に設けておき、ノズルまで到達する充填液の温度を検出しつつ、該充填液回収ユニットの回収口へ充填液を排出しながらその充填液が所望の温度に達するまで待機し、充填液の達温を検知した段階で、前記ノズルを移動させて所定の充填を実行するように制御することも可能である。同様に、公知のCIPユニットを配設し、予め設定した所定頻度で充填ノズルを自動洗浄するような制御をすることも可能である。その場合においても、これらの工程ユニットの配置位置に設けられたステージ側信号用コネクタSCには、各工程ユニットのユニット側信号用コネクタUCを接続し、ノズルのモジュールが接続された作業ロボットの作業アームの駆動を中央制御部において制御する点において変わりはない。このように、本発明の充填包装ユニットにおいては、モジュール交換やノズル洗浄等の付帯処理も実行可能とすることができる。
また、作業ロボット7の多関節アーム8の配設数は1本に限らない。複数本の多関節アーム8を配設した場合には、例えば、そのうちの1本で、前述の様に、充填装置の充填ノズル32を支承し、搬送される容器Bに対して追従移動させながら充填を行い、他の1本で、前記第23間欠停止位置に配設した排出ユニット3Jに代えて、繰出しユニットの制御でコンベア上を搬送される、フラグがたった容器Bを1つずつピックアップして、別個配設された回収ボックス等へ回収するように駆動制御することも可能である。
また、搬送ユニット2に対する各工程ユニット3の配設は、必ずしも、物理的・機械的に固定されている必要はない。
本実施形態においては、第1検査工程、第2検査工程において不良と判断された容器に対しても、その判断後の良品に対する作業を省略することなく前記主搬送経路を搬送したが、不良と判断された容器に対しても、その判断後の良品に対する作業を省略し、最終的に容器回収工程における排出ユニットから排出するように制御してもよい。