JP2011059114A - 容器蓋を調査する装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】調査手段で容器蓋を調査する容易な方法および容易な装置を提供すること。
【解決手段】本発明は、調査手段で容器蓋を調査する方法を含み、この方法は、調査手段の上流で容器蓋を隔離することなく、コンベヤ媒体によって容器蓋を調査手段に通過させるステップ、および調査手段で容器蓋を調査するステップを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、調査手段で容器蓋を調査する装置および方法に関する。

飲料産業では、ある決まった作業用のいくつかの個別の機械からなるブロック機械（ｂｌｏｃｋ ｍａｃｈｉｎｅｓ）がしばしば用いられる。そうしたシステムの効率は、個々の機械の効率の結果に対応する。

そうしたブロック機械の欠点は、単一の機械で問題が発生した場合、システム一式を停止する必要があり得ることである。これは、システム一式の効率を低下させ、処理プロセスが停止不可能な場合、原料の損失につながる恐れがある。

１つの考えられるエラー原因には、例えば原料、加工材料または運転材料である供給材料が、コストを節約するとしばしば品質がより低くなるので不完全になる、ということがある。

ブロック機械は、例えば、充填システムおよび封止システムを備えることができる。封止システムでは、充填後、容器を気密に封止するのに容器蓋が使用される。通常、容器蓋の約１〜２％が欠陥のあるすなわち不良である。

封止中、欠陥のある容器蓋により問題が発生する恐れがある。これを防ぐために、従来技術では、不良の容器蓋を識別し、排出手段によってそれらを加工流れから取り除く装置が使用される。そうした装置および対応する方法は、例えば米国特許出願公開第２００９／０１０７８９６号から既知である。

従来技術では、容器蓋は、調査手段の上流で引き離されるまたは隔離される。それによって、容器蓋は、個別に互いに分離されて調査手段を通過する。
しかし、これには、調査手段の上流で互いに近付いて運搬される容器蓋を分け、後でそれらを再びまとめる、追加の機械要素が設けられなければならない、という欠点がある。これらの追加の機械要素は、コストを増大させるだけでなく、潜在的に、欠陥または誤動作を起こしやすい。

米国特許出願公開第２００９／０１０７８９６号

したがって、本発明の目的は、調査手段で容器蓋を調査する容易な方法および容易な装置を提供することである。この目的は、請求項１および請求項１３の主題により達成される。

調査手段で容器蓋を調査する本発明による方法は、調査手段の上流で容器蓋を隔離することなく、コンベヤ媒体によって容器蓋を調査手段に通過させるステップと、調査手段で容器蓋を調査するステップを含む。

容器蓋が調査手段の上流で隔離されないので、本方法は従来技術に比べて容易になり得る。従来技術では、容器蓋の隔離の間、しばしば、容器蓋をより速い速度で調査手段に通過させる必要がある。本発明では、容器蓋は、隔離されないので従来技術に比べてより低い速度で調査装置を通過することができる。

容器蓋の調査は、具体的には一列に並んで行われ得る。言い換えれば、蓋を隔離する分離要素またはバッフルが必要ない。隔離をしないということは、具体的には、追加ですなわち調査目的のために容器蓋が間隔を置いて配置されないすなわち分離されないということを意味することができる。

容器蓋は、具体的には、びんの蓋であってよい。容器蓋は、プラスチックおよび／または金属を含むことができる。容器蓋は、ねじ込みキャップ、王冠形キャップ、フラットキャップ（ｆｌａｔ ｃａｐ）またはスポーツキャップ（ｓｐｏｒｔ ｃａｐｓ）であってよい。

容器蓋は、コンベヤ媒体上に直接互いに隣り合うように配置され得る。
容器蓋は、互いに前後して調査手段を通過することができる。言い換えれば、容器蓋は、コンベヤ媒体上に一列に配置され得る。容器蓋は、コンベヤ媒体上において、具体的には適切にまたは直接互いに隣り合って、調査手段を通過することができる。

容器蓋は、背面圧力を受けて、調査手段を通過することができる。背面圧力とは、１つの容器蓋上にかかる運搬方向に続く１つまたは複数の容器蓋による圧力を意味する。
容器蓋は、調査手段を通過する間、水平に向けられ得る。言い換えれば、コンベヤ媒体は水平に配置され、容器蓋は水平に調査手段を通過することができる。

容器蓋は、調査中、横方向に案内され得る。言い換えれば、少なくとも調査手段の領域内には、容器蓋を横方向に案内する案内要素が設けられ得る。
容器蓋は、それらが直接もしくは適切に互いに触れ合うように、または２つの容器蓋の間の距離が、容器蓋の半径よりもはるかに小さく、具体的には容器蓋の半径の１／２、１／３、１／４、１／５、１／６、１／７、１／８、１／９、１／１０、１／５０もしくは１／１００以下であるように、調査手段を通過することができる。

調査手段は、具体的には検査手段であってよい。調査手段は、具体的にはカメラである１つまたは複数の光電式センサを備えることができる。
調査手段は、カメラを備えることができ、その場合、調査ステップは、容器蓋の具体的にはデジタルである写真の生成を含む。カメラは、具体的には、ＣＣＤカメラであってよい。調査手段は、調査されるべき複数の容器蓋または１つの容器蓋を照らす照明要素をさらに備えることができる。

調査手段は、具体的にはコンピュータである評価要素をさらに備えることができ、その場合、調査ステップは評価要素による容器蓋の写真の評価を含む。それによって、容器蓋の調査すなわち検査は全自動で実施され得る。

評価要素は、具体的には、容器蓋の光学的および／または幾何学的特徴を評価すなわち分析することができる。光学的特徴は、容器蓋の例えば色および／または反射率を含むことができる。幾何学的特徴は、容器蓋の形状、具体的には大きさ（寸法）、偏心および／または対称性を含むことができる。評価要素は、容器蓋の実際の状態と所定の所望状態を比較することができる。評価要素は、写真によって、容器蓋の欠陥箇所を判定または検出するように構成され得る。

写真の評価は、評価されるべき写真にある容器蓋の中心の判定を含むことができる。具体的には、写真の評価は、写真撮影された容器蓋を内側から外側にセンタリングすることを含むことができる。容器蓋が直接互いに隣り合って検査手段を通過するので、容器蓋の写真は、さらに遠くの容器蓋および／またはさらに遠くの容器蓋の部分も含むことができる。容器蓋の内側から外側へのセンタリングによって、評価は、個々の容器蓋にいっそう適切に限定され得る。

調査ステップは、欠陥のあるすなわち不良の容器蓋の判定を含むことができる。調査ステップは、使用不可能な容器蓋の判定を含むことができる。使用不可能な容器蓋は、例えば、適正すなわち使用可能な容器蓋に対して、例えば異なる色である、異なるタイプまたは異なる特徴を有する容器蓋とすることができる。

本方法は、さらに、欠陥のあるすなわち不良および／または使用不可能な容器蓋の選別を含むことができる。言い換えれば、本方法は、不良の容器蓋および／または適正すなわち使用可能な容器蓋の判定、ならびに不良の容器蓋と使用可能な容器蓋の分離を含むことができる。

不良の容器蓋の選別には、例えば不良の容器蓋に圧縮空気で作用するメカニカルアームまたはノズルである、排出要素が使用され得る。
選別ステップは、コンベヤ媒体または容器蓋の流れの停止を含むことができる。それによって排出作業工程が容易になり得る。具体的には、容器蓋の流れすなわち蓋の流れは、具体的にはコンベヤ媒体の運搬方向に対して検査手段の上流に配置される停止手段によって、選別ステップのために停止され得る。

蓋の流れは、具体的には、調査手段が欠陥のあるおよび／または使用不可能な容器蓋を検出すると直ちにすなわちすぐに停止され得る。
選別ステップは、欠陥のあるすなわち不良および／または使用不可能であると検出された容器蓋のところの、１つまたは複数の隣接する容器蓋の選別をさらに含むことができる。それによって、容易な方法で、不良の容器蓋が選別されたことを確実にすることができるようになる。例えば、蓋の流れが停止されたとき停止手段と調査手段の間に配置される全ての容器蓋が選別可能である。

上述の方法は、飲料産業で使用される他の物体例えば空の使い捨てびんなどの調査にも使用可能である。
本発明は、さらに、具体的には上述の方法とともに使用される、容器蓋を調査する装置を提供する。装置は、調査手段およびコンベヤ媒体を備え、容器蓋の隔離なしに、コンベヤ媒体上において容器蓋が調査手段を通過するように設計される。

装置は、上述の特徴のうちの１つまたは複数を備えることができる。具体的には、装置は、調査手段すなわち検査手段、具体的にはコンピュータである評価要素、停止手段および／または排出要素を備えることができる。

コンベヤ媒体は、モジューラベルト（ｍｏｄｕｌａｒ ｂｅｌｔｓ）を含むことができる。コンベヤ媒体は、スラットバンドチェーンコンベヤもしくはベルトコンベヤに対応することができ、またはスラットバンドチェーンコンベヤもしくはベルトコンベヤに含まれ得る。コンベヤ媒体は、ベルトリボン（ｂｅｌｔ ｒｉｂｂｏｎｓ）を含むことができる。コンベヤ媒体は、コンベヤベルトであってよい。

装置は、具体的には、容器蓋の運搬方向において容器蓋供給器械の下流に配置され得る。容器蓋供給器械は、容器蓋が上述の装置のコンベヤ媒体上に所定すなわち所望の向きに配置されるように設計され得る。

本発明は、さらに、飲料産業における具体的には容器蓋である物体についての、一続きの物体から不良の物体を取り除く方法を提供する。本方法は、コンベヤ媒体によって物体を調査手段に通過させることを含む調査手段で物体を調査すること、調査手段が不良および／または使用不可能な物体を検出した場合、停止手段によって調査手段の上流で物体の流れを止めること、ならびに排出要素によって不良および／または使用不可能な物体を選別することであり、具体的には物体の流れが停止された後停止手段と排出要素の間に配置される全ての物体を選別することを含む。

物体列または物体量は、具体的には、飲料産業で使用される例えば空の使い捨てびんまたは容器蓋である、一続きの物体に対応することができる。物体の流れは、コンベヤ媒体上で移動される列、または列のうちの移動される一部の列に対応することができる。

通過ステップおよび／または調査ステップは、具体的には上述のように実施され得る。具体的には、物体は、隔離されることなく調査手段を通過することができる。物体は容器蓋であってよい。

不良および／または使用不可能な物体の判定は、容器蓋の場合について上述したように実施され得る。
物体の流れの停止は、調査手段による不良の物体の検出または判定の後すぐにすなわち直ちに行われ得る。

停止手段は、具体的には、ボルトまたは停止ボルトを備えることができ、その場合、停止ステップは、物体の流れを止めるように、停止ボルトを少なくとも部分的に配置することを含む。停止ボルトは、具体的には、物体の運搬方向の移動が阻止されるように、物体の流れに入れられ得る。

停止ボルトは、例えば、円筒形、円錐形または長方形に設計され得る。
排出要素すなわち外に案内する要素は、例えば、不良の容器蓋に圧縮空気で作用するメカニカルアームまたはノズルであってよい。

本方法は、さらに、排出時間の決定を含むことができ、その場合、排出時間は、物体の流れが停止された後、停止手段と排出要素の間に配置される物体のうちの１つまたは複数、具体的には全てを選別するのに必要な時間に対応する。外に案内する時間は、コンベヤ媒体の運搬速度に基づいて決定され得る。

外に案内する時間は、コンベヤ媒体の最低および／または最高運搬速度に基づいて最適化され得る。例えば、不良および／または使用不可能であると判定された物体が排出要素を通過する時点が決定され得る。次いで、排出要素は、不良および／または使用不可能な物体が選別されるように作動され得る。具体的には、排出要素は、不良および／または使用不可能であると判定された物体に隣接する１つまたは複数の物体も選別されるように作動され得る。

本方法は、さらに、選別ステップ後に物体の流れを開始することを含むことができる。
本発明は、さらに、具体的には不良の物体を取り除く上述の方法で使用される、飲料産業における具体的には容器蓋である物体用の、一続きの物体から不良の物体を取り除く装置を提供する。装置は、調査手段、コンベヤ媒体、コンベヤ手段の運搬方向において調査手段の上流に配置される停止手段、およびコンベヤ媒体の運搬方向において調査手段の下流に配置される排出要素を備える。装置は、調査手段が不良または使用不可能な物体を検出すると、調査手段の上流で停止手段によって物体の流れが停止され、排出要素によって不良および／または使用不可能な物体が選別される、具体的には物体の流れが停止された後、停止手段と排出要素の間に配置される全ての物体が選別されるように構成される。

例示的な諸図を参照して、さらなる特徴および利点を以下に説明する。

容器蓋を調査する例示的な装置の側面図である。 容器蓋を調査する例示的な装置の平面図である。 不良の容器蓋を取り除く例示的な装置の平面図である。

図１は、調査手段で容器蓋を調査する装置を示す。この例示的な装置は、具体的には、調査手段で容器蓋を調査する方法に使用され得る。
図１は、容器蓋１０２が直接互いに隣り合うように上に配置される、例えばコンベヤベルトであるコンベヤ媒体１０１を示す。容器蓋１０２は、直接互いに隣り合うように調査手段１０３を通過すなわち移動される。調査手段１０３は、具体的には、通過する容器蓋１０２の具体的にはデジタル写真である写真を生成するカメラを備えることができる。

図１において、容器蓋１０２は、直接または適切に互いに触れ合うすなわち接触し、かつ互いに前後してすなわち順次に調査手段１０３を通過する。言い換えれば、各容器蓋１０２、具体的には運搬方向に先行する容器蓋１０２に１つまたは複数の隣接する容器蓋から背面圧力が作用する。

調査手段１０３は、具体的には、欠陥のあるすなわち不良の容器蓋を判定するのに使用され得る。このため、調査手段１０３は、容器蓋の写真を評価する、例えばコンピュータである評価要素を備えることができる。

図２は、一例として、例えば図１と同様である、調査手段で容器蓋を調査する装置の平面図を示す。図２には、例えば、コンベヤ媒体２０１および直接互いに隣り合うようにその上に配置される容器蓋２０２が示される。さらに、図２は、容器蓋２０２が互いに前後してすなわち順次にそこを通過すなわち移動する調査手段２０３を示す。

容器蓋２０２は、互いに触れ合う、つまりそれらは背面圧力を受けて調査手段２０３の下を通過するということである。別法として、２つの容器蓋の間の距離が容器蓋の半径よりもはるかに小さくてもよい。

容器蓋２０２は、例えば、ねじ込みキャップ、王冠形キャップ、フラットキャップまたはスポーツキャップであってよい。
図２は、さらに、排出要素２０４を示す。排出要素２０４は、運搬方向において調査手段２０３の下流に配置され、欠陥のあるすなわち不良および／または使用不可能な容器蓋を処理作業から取り除くことができるように設計される。排出要素２０４は、具体的には、コンベヤ媒体２０１から不良の容器蓋を下方に押し倒すことができるメカニカルアームを備えることができる。別法としてまたはそれに加えて、排出要素２０４は、不良の容器蓋に圧縮空気で作用することができそれによってコンベヤ媒体２０１からその不良の容器蓋が取り除かれる、ノズルを備えることができる。さらに、不良の容器蓋の排除がそこを通って可能である、排出可能手段すなわち排出路２０９が図示される。排出路２０９は、例えば、場合により存在する横方向の案内レールまたは排出板に開いた開口に対応することができる。

コンベヤ媒体２０１は、欠陥のあるすなわち不良の容器蓋が判定された場合、停止され得る。それによって、不良の容器蓋の選別が容易になり得る。具体的には、それによって、コンベヤ媒体が停止しない選別の場合よりも、使用される機構および／または電子機器が少なくて済むようになる。これによって費用がより少なくて済み、潜在的に故障しやすい機構および／または電子機器が省かれ得る。例えば、外に案内中または選別中の空気スワールのために普通なら必要となる真空ベルトが、容器蓋の流れを止めることによって省かれ得る。

図３には、不良の容器蓋を取り除く例示的な装置の平面図が示される。この例示的な装置は、具体的には、不良の容器蓋を取り除く方法に使用され得る。基本的に、この方法は、飲料産業における他の物体例えば空の使い捨てびんなどにも応用可能である。

図３は、具体的には、その上において容器蓋３０２が調査手段３０３を通過するコンベヤ媒体３０１を示す。調査手段３０３の下流には、排出要素３０４が配置され、調査手段３０３の上流には、停止手段３０５が配置される。ここで、上流および下流という用語は、本例では図１、２と同様に左から右に進むコンベヤ媒体の運搬方向を示す。さらに、図３は、図２に類似して、排出路３０９を示す。

調査手段３０３が不良または使用不可能な容器蓋３０７を見つけるすなわち検出するとすぐに、蓋の流れが停止手段３０５によって直ちに停止される。具体的には、停止手段３０５は停止ボルト３０６を備える。停止ボルト３０６は、運搬方向における容器蓋３０２の移動を妨害するように、容器蓋を停止するように配置され得る。具体的には評価要素である調査手段３０３の評価時間中、容器蓋３０２は、さらに、部分３０８まで移動する。不良の容器蓋３０７が確実に選別され得るように、排出要素３０４の調査手段３０３からの距離は、評価時間内にすなわち最高運搬速度で最大限に覆われる部分３０８よりも長くてよい。

不良の容器蓋３０７が確実に選別されるように、隣接するいくつかの容器蓋、具体的には、停止時に停止手段３０５と排出要素３０４の間に配置される全ての容器蓋も選別され得る。

信号追跡すなわち制御部による容器蓋の追跡は、時間制御されかつ／または「先入れ先出し」法により達成され得る。例えば、不良および／または使用不可能な容器蓋の選別または排出では、不良および／または使用不可能な容器蓋が排出要素を通過する時間は、コンベヤ媒体の運搬速度、具体的には最低または最高運搬速度により決定され得る。この方法は、時間制御と呼ばれる。

別法として、容器蓋は、具体的には運搬部分に沿って異なる位置にある、いくつかのセンサによって数えられしたがって識別され得る。この方法は、「先入れ先出し」法と呼ばれる。しかし、容器蓋が一続きの容器蓋から選別すなわち取り除かれる場合、時間制御法がより有利になる。

上述の実施形態で述べた特徴は、これらの特定の組合せに限定されず、任意の他の組合せでも可能であると理解されよう。具体的には、図示の方法および装置は、飲料産業における他の物体例えば空の使い捨てびんなどにも応用可能である。

１０１ コンベヤ媒体
１０２ 容器蓋
１０３ 調査手段
２０１ コンベヤ媒体
２０２ 容器蓋
２０３ 調査手段
２０４ 排出要素
２０９ 排出路
３０１ コンベヤ媒体
３０２ 容器蓋
３０３ 調査手段
３０４ 排出要素
３０５ 停止手段
３０６ 停止ボルト
３０７ 不良の容器蓋
３０８ 部分
３０９ 排出路

Claims (15)

1. 調査手段（１０３、２０３）で容器蓋（１０２、２０２）を調査する方法であって、
   調査手段（１０３、２０３）の上流で前記容器蓋（１０２、２０２）を隔離することなく、コンベヤ媒体（１０１、２０１）によって、前記容器蓋（１０２、２０２）を前記調査手段（１０３、２０３）に通過させるステップと、
   前記調査手段（１０３、２０３）で前記容器蓋（１０２、２０２）を調査するステップと、を含む方法。
2. 請求項１に記載の方法において、前記容器蓋が、前記コンベヤ媒体上に直接互いに隣り合うように配置されるまたは配置可能である、方法。
3. 請求項１または２に記載の方法において、前記容器蓋（１０２、２０２）が、具体的にはコンベヤベルトである前記コンベヤ媒体（１０１、２０１）上において、前記調査手段（１０３、２０３）を互いに前後して通過する、方法。
4. 請求項１から３までのいずれか一項に記載の方法において、前記容器蓋が、前記調査手段（１０３、２０３）を水平向きに通過する、方法。
5. 請求項１から４までのいずれか一項に記載の方法において、前記容器蓋（１０２、２０２）が、調査中、横方向に案内される、方法。
6. 請求項１から５までのいずれか一項に記載の方法において、前記容器蓋（１０２、２０２）が、直接もしくは適切に互いに触れ合う、または２つの容器蓋（１０２、２０２）の間の距離が、容器蓋（１０２、２０２）の半径よりもはるかに小さく、具体的には容器蓋（１０２、２０２）の半径の１／２、１／３、１／４、１／５、１／６、１／７、１／８、１／９、１／１０、１／５０もしくは１／１００以下である、方法。
7. 請求項１から６までのいずれか一項に記載の方法において、前記調査手段（１０３、２０３）が、カメラを備え、前記調査ステップが、容器蓋（１０２、２０２）の具体的にはデジタルである写真を生成するステップを含む、方法。
8. 請求項７に記載の方法において、前記調査手段（１０３、２０３）が、具体的にはコンピュータである評価要素をさらに備え、前記調査ステップが、前記評価要素で前記容器蓋（１０２、２０２）の前記写真を評価するステップを含む、方法。
9. 請求項８に記載の方法において、前記写真を評価するステップが、写真撮影された容器蓋を内側から外側にセンタリングするステップを含む、方法。
10. 請求項１から９までのいずれか一項に記載の方法において、前記調査ステップが、欠陥のあるすなわち不良および／または使用不可能な容器蓋（１０２、２０２）を判定するステップを含む、方法。
11. 請求項１０に記載の方法において、欠陥のあるすなわち不良および／または使用不可能な容器蓋（１０２、２０２）を選別するステップをさらに含む、方法。
12. 請求項１１に記載の方法において、前記選別するステップが、前記コンベヤ媒体（１０１、２０１）を停止するステップを含む、方法。
13. 容器蓋を、具体的には前記請求項の一項による方法に従って調査する装置であって、
    調査手段（１０３、２０３）と、
    コンベヤ媒体（１０１、２０１）と、を備え、
    容器蓋（１０２、２０２）が、隔離なしに、前記コンベヤ媒体（１０１、２０１）上において、前記調査手段（１０３、２０３）を通過するように設計される、装置。
14. 飲料産業における物体、具体的には容器蓋用の、一続きの物体から不良物体を取り除く方法であって、
    調査手段で前記物体を調査するステップであり、コンベヤ媒体によって前記物体を調査手段に通過させることを含むステップと、
    前記調査手段によって不良および／または使用不可能な物体が検出された場合、
    前記調査手段の上流で停止手段によって物体の流れを止めるステップと、
    排出要素によって前記不良および／または使用不可能な物体を選別するステップであり、具体的には、前記物体の流れが停止された後、前記停止手段と前記排出要素の間に配置される全ての物体を選別するステップと、を含む方法。
15. 請求項１４に記載の方法において、前記物体が容器蓋であり、前記調査ステップが、請求項１から１２までのいずれか一項に記載の方法に対応する、方法。