JP2001525542A - 容器のバルジを検査する装置及び方法 - Google Patents
容器のバルジを検査する装置及び方法Info
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Abstract
Description
かを決定する装置及び関連する方法に関し、より具体的には、プラスチック容器
について、光学的、機械的及び電気的手段を組み合わせて所望の検査を行なうシ
ステムに関する。
ては、例えばブロー成形により作られ、ネック部の口部領域内にスエリング(swe
lling)、バルジ、ブローアウト(blow-out)を有する容器を挙げることができるが
、これに限定されるものではない。
ースの材料から容器を製造する際、プロセスを制御する上で様々な問題が起こる
ことは知られている。そのような問題の1つとして、自由形態の再加熱と、引き
続いて行われる容器ネック部の外側の口部領域(finish area)における成形結果 に関するものがある。供給される熱が多すぎると、前述のバルジが起こる。バル
ジは、製造設備全体を通じて、容器の円滑な移送や製造プロセスに支障をきたす
。バルジが大きいと、成形装置にジャミングを起こし、機械の損傷や操業の停止
を招く。比較的小さな欠陥の場合、例えば0.02インチを超えるオーダの場合 でも、それらが成形装置を通る際、製造ラインの他の領域でハンドリングに不都
合をもたらす。これが特に問題となるのは、エアーコンベヤー用いて、容器の口
部領域に当接させて容器の移送を行なうシステムに適用したときである。
れているように、画像作製システムを用いたものがある。このシステムは、成形
装置の中に配備されており、製品の口部領域を監視し、欠陥のある容器を取り除
くようにしたものである。しかしながら、このシステムでは幾つかの不都合があ
る。その1つとして、このシステムでは、容器の単一画像に基づいて検査を行な
うことが挙げられる。単一画像の場合、1つの断面の直径しか調べることができ
ない。画像を追加することはできるけれども、成形装置内で利用可能なスペース
が限られており、また、画像の追加により検査時間が長くなる。また、成形装置
には移送機構があり、これが容器の口部領域の像を作成する上で障害となるため
、画像の追加は制約を受ける。 それゆえ、それらの不都合をきたすことなく、容器の口部を効率良く検査する
装置及びそれに関連する方法が依然として要請されている。
触させ、連繋された光発生及び検知システムを用いて、検出された光を電気信号
に応答性変換(responsive conversion)を行ない、該電気信号を処理手段(proces
sing means)に導入することにより、容器のネック部に好ましくないバルジがあ るかどうかを効果的かつ迅速に決定することができる。
含んでいる。支持アームは一対の可動アームを有しており、アーム間にはギャッ
プが形成されると共に、容器のネック部の外側に当接する凹部が形成されている
。光を可動アームに投射する光源と、可動アーム間のギャップを通る光を受光す
る検出器が配備される。検出器手段は応答性電気信号を作成し、該信号は処理手
段へ送られる。処理手段は、バルジがあるかどうかを判定する。可動アームは互
いの反対方向に回動可能としている。それゆえ、バルジが存在するとギャップが
大きくなり、より多くの光が検出器手段へ送り込まれることになる。
ームよりも高い位置、検出器は支持アームよりも低い位置に配備することが好ま
しい。
成されてなる支持アームに容器を移送することを含んでいる。容器は可動アーム
の間に形成された凹部に把持され、光は可動アームに当てられるようになってい
る。ギャップを通過した光は検出器手段によって監視され、該検出器手段にて応
答性電気信号が作られる。電気信号は処理手段へ送られ、該処理手段にて、容器
はバルジの存在によって不合格かどうかの判定が行われる。不合格と判定された
容器は、検査に合格した容器とは分離される。容器が検査ステーションにあると
き、容器センサーは信号を処理手段へ供給する。
装置及びそれに関連する方法を提供することである。 本発明の他の目的は、成形機械の中で、ブロー成形された容器を検査するため
の1又は2以上のシステムを有する検査システムを提供することである。 本発明のさらなる目的は、容器の支持及び移送手段を、検査システムの一体的
要素として用いた検査システムを提供することである。 本発明のさらなる目的は、経済性にすぐれ、信頼性が高く、高速で容器検査を
行なうことのできるシステムを提供することである。 本発明のさらなる目的は、画像作成装置を用いなくても、効果的に使用できる
システムを提供することである。 本発明のこれらの目的及び他の目的については、添付の図面を参照しつつ以下
に記載する発明の説明によってより完全に理解されるであろう。
アッセンブリ(2)を含んでいる。また、径方向に延びる複数の容器支持アーム(4)
(5)(6)を有する移送装置(3)と、検査ステーション(7)がある。望ましい形態では
、型アッセンブリ(2)、移送装置(3)及び検査ステーション(7)は成形装置(1)の中
に配備されている。容器は型アッセンブリから出て、矢印Cで示されるように、
反時計方向に移動する。支持アーム(4)(5)(6)は、矢印Dで示されるように時計 方向に回転しており、容器は支持アームの凹部に収容される。支持アーム(4)(5)
(6)は約3〜20が望ましい。このようにして、(8)(9)の如き容器は、順次、検 査ステーション(7)へ送られる。検査ステーション(7)から出てきた容器の中でバ
ルジがあるものは、リジェクト機構(10)によって移動させられる。当該分野で公
知の適当なリジェクト手段により、不合格品置き場(11)へ送られる。図示の容器
(9)(12)は、バルジのない容器であり、反時計方向(矢印Eで示す)に回転する出 口機構(14)の凹部(13)に入れられる。
アーム(16)(17)を有し、これらのアームは矢印AとBで示されるように、互いに
反対方向に回転するように取り付けられている。可動アーム(16)(17)の間にはギ
ャップ(18)が形成されている。凹部(19)は、可動アーム(16)(17)の円弧状部(20)
(27)によって形成され、容器(22)に密着できるようになっている。容器(22)は樹
脂プラスチック材料から作られ、例えば、ポリエチレンベースの材料をブロー成
形した容器であってよい。容器(22)は、基部(24)と、外向きかつ上方に拡大する
部分(26)と、略円筒形の部分(28)と、内向きかつ上方に縮径するネック部(30)と
、口部(32)とを有している。口部は、適当な密閉具が嵌まるようにネジ部を有し
ており、その下方には外向きに突出する環状支持リブがあり、該支持リブが可動
アーム(16)(17)によって把持され、容器(22)は移送される。
6)は、凹部(19)の部分に表面(20)で示される容器のバルジがあると、そのバルジ
分に対応して反時計方向に移動するようになっている。可動アーム(17)も同様で
あって、容器にバルジがあり、凹部(19)の中で表面(27)が接触すると、そのバル
ジ分に対応して、アーム(17)は時計方向に移動するようになっている。可動アー
ム(16)(17)の相対的な移動により、ギャップ(18)は拡大し、後記するように、検
出器の上により多くの光が当たる。これによって、容器口部(32)の外側にバルジ
のあることがわかる。当該分野の専門家には知られているように、この種の容器
には、容器開口部(mouth)の下方に、密閉具を容器に取り付けるための口部(32) が設けられている。この口部の外部は、例えば、外ネジが形成されている。移送
のために設けられる環状リングは、一般的には、ネジ部の下方に間隔をあけて設
けられ、移送装置によって移送が行なわれる間、容器に当接して容器を支持して
いる。本発明では、可動アーム(16)(17)と容器とは、口部と移送用リングとの間
で当接するようにしている。容器のネック部(30)は、一般的に、移送用リングの
中央部から略円筒形の部分の上部まで延びている。所望により、可動アームは、
ネック部(30)の上部に当接するようにしてもよい。支持柱(40)はフロア部材(42)
の上で支持される。支持柱(44)についても同様である。ブラケット(46)は(48)の
部分が支持柱(40)に取り付けられている。ブラケット(46)にはまた、光発生手段
(50)が取り付けられており、この光発生手段により、符号(52)で示される如く、
検出器手段(54)の方へ下向きに角度をなして光線又は光ビームが発せられる。検
出器手段(54)は、一方の端部(58)が支持柱(44)に取り付けられたブラケット(56)
に配備されている。検査部では、支持アーム(15)の可動アーム(16)(17)により支
持された容器は光ビーム(52)を通過する。ギャップを通る光の量は、容器(22)の
外側ネック部の機械的作用と直接の関連性を有しており、バルジの有無に応じて
、ギャップ(18)を通過する光の量が決定される。検出器手段(54)として、例えば
フォトセンサー、フォトダイオードの自己走査型アレイ、電荷結合素子を示すこ
とができる。この検出器手段(54)は、受信した光を対応する出力電気信号に変換
する。出力電気信号は処理手段に送られ、該処理手段にて、容器にバルジがある
かどうかが判定される。処理手段として、例えばマイクロコンピュータが用いら
れ、合格容器に関する電圧値が格納されている。設計仕様を超える大きさのバル
ジがある場合、容器はリジェクトされ、検査にパスした容器とは分けられる。
ーム(72)を発生し、該光ビームの横断面はその長さ方向つまり高さ方向が、軸線
(52)に対して略直交している。光ビーム(52)と、可動アーム(16)(17)の平面との
間の小さい方の角度F(図2参照)は約50〜75度が望ましい。
ることができる。同様に、ハンドル手段(49)によって、支柱(44)上の支持手段(5
6)の位置を調節することができる。 バルジを有しない容器の口部(32)と、バルジを有する容器(99)との比較を、図
5を参照して説明する。容器の口部(32)だけが示されているが、図5に示される
ギャップ(18)は正常時のものである。結果として、可動アーム(16)(17)は正常位
置の儘であり、ギャップ(18)の幅は所望の寸法である。
いる。この結果、可動アーム(16)(17)は反対方向に相対回転移動し、ギャップ(1
8')が大きくなる。結果として、ギャップ(18')の方がギャップ(18)よりも多くの
量の光が通過し、これにより、検出器(54)ではより多くの光を受光し、より大き
な電気出力電圧信号を発生する。処理手段では、図5の(18)で示される標準のギ
ャップと、図6のギャップ(18')とを比較し、バルジ(99)が設定値を超えるかど うかを判定し、設定値を超える容器は不合格品となる。
乃至図9を参照して説明する。コイルバネ(81)は一端(82)が固定突軸(83)に取り
付けられ、他端(84)がコネクタ(86)から上方に突出する突軸(85)に取り付けられ
ている。なお、コネクタ(86)は可動アーム(16)に固定されている。この構成によ
り、可動アーム(16)は図8に示される位置に付勢されることができる。同様に、
バネ(87)は一端(88)が固定突軸(89)に取り付けられ、他端(90)が支持アーム(17)
に固定された突軸(91)に取り付けられており、支持アーム(17)を図8に示される
位置に付勢する。図9は図8の支持アームを示しており、ギャップ(18')は容器 にバルジがあることを示している。
示している。容器センサー(104)からリード(106)を通じて、信号はマイクロプロ
セッサ(110)へ送信され、検査サイクルが開始されるべきであること指示する。 容器センサーとして、光電型、容量性型又は超音波型などがあり、マイクロプロ
セッサは適当にプログラムされた汎用目的のコンピュータを用いることができる
。本発明の望ましい実施例において、光源(114)はシステムの作動中は常にオン であり、光ビーム(120)を発している。光ビーム(120)は、容器(100)が検査ステ ーション(102)にあるとき、可動アーム(16)(17)のギャップ(18)(この図には示さ
れていない)を通過する。検出器(124)は、可動アーム(16)(17)のギャップを通過
する光ビーム(126)を受光し、応答電気信号をマイクロプロセッサ(110)へ送信す
る。
の比較が行われ、その差が所定値を超えると、容器にバルジがあるとみなして不
合格の決定がなされる。説明の都合上、図1の検査システムでは、容器を型アッ
センブリ(2)から検査部(7)へ移す移送機構に連繋されている。しかしながら、こ
のシステムは、検査のために同じような数の容器を移送するのに、約3〜20の
オーダの支持アームを有するものを用いることもできる。格納値との間に差が認
められると、マイクロプロセッサ(110)により発せられた信号は、リード(134)を
介してリジェクト機構(136)へ送られ、その容器は合格品のグループから取り除 かれる。当該分野において数多くのリジェクト機構が知られているので、ここで
の詳細な記載は省略する。一般的に、検査システムでは、割出し(indexing)と追
跡(tracking)を行なえることができるようになっており、不合格とされた容器を
リジェクト機構と機械的に接触させることにより、不合格容器は取り除かれる。
所望により、検査システムの性能に関する情報を含む信号をマイクロプロセッサ
(110)からリード(140)を通じて受信する読出し部(readout)(138)を設けることも
できる。例えば、所望により、成形装置のある部分の性能又は検査装置のある部
分の性能を判定するために、検査システムの特定ユニット又は支持アームの内部
を分離してもよい。同様に、ユーザのインターフェース(150)からマイクロプロ セッサに対して、リード(152)を通じて校正その他の入力を行なうこともできる 。
)では上限値である。可動アーム(16)(17)の実体部分が光ビームを完全に遮断す ると、電圧は(172)のレベルまで降下する。(174)で示される電圧値は、ギャップ
の開口度を判定することになるので、検査に関して極めて重要である。ギャップ
(174)を通過した後、光は他の可動アームによって再び完全に遮断される。その 後は、検査ステーションに支持アーム(16)(17)がなくなると、電圧は(170)のレ ベルまで上昇する(ramped)。
ムは、反対方向に回転可能な一対の可動アーム(16)(17)を有し、該アーム間にギ
ャップ(18)が形成されている。可動アーム(16)(17)は凹部(19)を有しており、該
凹部は容器の口部又はネック部を支持し、容器はこのように支持された状態で検
査ステーションへ移送される。検査ステーションでは、光ビーム(52)は可動アー
ム(16)(17)及びギャップ(18)に投射されており、ギャップ(18)を通った光は検出
器(54)によって測定され、該検出器は、受信した光を、ギャップの開口寸法と関
連づけられた応答性信号に変換する。電圧信号はプロセッサ手段へ送られ、該プ
ロセッサ手段内に格納された基準情報との比較を通じて、容器が不合格か否かを
判定する。この方法は、容器のバルジの検査を迅速、正確かつ完全に行なうこと
ができるように、ブロー成形機械の中で実行することが望ましい。
方法及び装置を提供するものであることは理解されるであろう。このような検査
は、成形機械の内部にて、容器支持用可動アームを複数有する本発明の単一検査
ユニットを用いることによって行なうことができる。単一のマイクロプロセッサ
を用いて、それらを制御を行なうことができる。これを行なうのに、画像作成装
置は必要としないし、成形機械内での利用可能な空間による制約を受けることも
ない。 本発明の具体的実施例を例示して説明したが、当該分野の専門家であれば、そ
の詳細については、添付の請求の範囲に規定された発明から逸脱することなく種
々の変形をなし得るであろう。
一例を示す図である。
示す図である。
示す図である。
。
Claims (25)
- 【請求項1】 容器を検査する装置であって、 容器を支持し移送するための支持アームを具え、 該支持アームは、一対の可動アームを有しており、該可動アームは、アーム間
にギャップが形成されるようになし、容器のネック部又は口部の外側に当接する
凹部を有しており、 光を可動アームに向けて投射する光発生手段と、 ギャップを通る光を受光し、応答性電気信号を発生させる検出器手段と、 検出器手段からの信号を受信し、容器が不合格品かどうかを判定する処理手段
と、 を具えている容器検査装置。 - 【請求項2】 可動アームは相対回転可能であり、ギャップの大きさを変え
ることができるようにしている請求項1の検査装置。 - 【請求項3】 可動アームは、容器にバルジがあるときは、容器にバルジが
ないときよりも、ギャップが大きくなるような構造である請求項2の検査装置。 - 【請求項4】 検査ステーションを具えており、該検査ステーションにて容
器を支持する支持アームが光を受光するようになし、検査ステーションは容器成
形機械の中に配備される請求項3の検査装置。 - 【請求項5】 光発生手段は、ギャップよりも大きな幅寸法を有する光ビー
ムを支持アームの上に投射できるようにしている請求項4の検査装置。 - 【請求項6】 容器のネック部にバルジがある容器を不合格品として排出す
るためのリジェクト手段を具えている請求項3の検査装置。 - 【請求項7】 支持アームを、検査ステーションを通る経路の中を移動させ
る移送手段を具えている請求項4の検査装置。 - 【請求項8】 検査ステーションに容器があることを判断し、処理手段へ応
答性信号を発する容器センサー手段を有しており、処理手段は、容器の存在を受
信し、これに応答して容器の検査を開始する信号を供給する請求項4の検査装置
。 - 【請求項9】 可動アームは、ブロー成形された樹脂プラスチック容器のネ
ック部又は口部の外部と密着し得るような構造である請求項1の検査装置。 - 【請求項10】 光発生手段は、支持手段よりも高い位置に配備され、下向
きに傾いた光ビームを発生させる請求項9の検査装置。 - 【請求項11】 検出器手段は支持アームよりも低い位置に配備される請求
項10の検査装置。 - 【請求項12】 可動アームが不合格品でない容器のネック部又は口部に当
接する相対的閉位置にあるとき、光発生手段は、可動アームの幅よりも狭い幅の
支持アームの上に光ビームを投射するようにしている請求項5の検査装置。 - 【請求項13】 処理手段には、各対の可動アームについて、不合格品でな
い容器のときのギャップに関して格納された情報を有している請求項1の検査装
置。 - 【請求項14】 支持アームは約3〜20ある請求項4の検査装置。
- 【請求項15】 可動アームを相対的閉位置へ付勢する付勢手段を具えてい
る請求項2の検査装置。 - 【請求項16】 付勢手段は、各々の可動アームにコイルバネを有している
請求項15の検査装置。 - 【請求項17】 容器を検査する方法であって、 相対移動可能な一対のアームを有し、該アーム間にギャップが形成されるよう
になし、容器のネック部又は口部の外部に当接できるように形成されてなる支持
アームを配備し、 支持アームに支持された容器を検査ゾーンへ導入し、 該支持アームに光ビームを投射し、 検出器手段にて、ギャップを通る光を受光すると共にし、ギャップの開口度に
対応する応答性電気信号を発し、 電気信号に基づいて、容器が合格か不合格かを判定する、容器検査方法。 - 【請求項18】 容器のネック部又は口部のバルジを検査するのに用いるこ
とを含んでいる容器検査方法。 - 【請求項19】 容器のネック部又は口部にバルジがあるとき、可動アーム
は反対方向に相対回転して、ギャップを拡大することを含んでいる請求項18の
検査方法。 - 【請求項20】 ネック部又は口部にバルジが存在することによって不合格
とされた容器を移動させることを含んでいる請求項17の検査方法。 - 【請求項21】 容器成形機械の中で検査を行なうことを含んでいる請求項
17の検査方法。 - 【請求項22】 ブロー成形された樹脂プラスチック容器の検査に適用する
ことを含んでいる請求項21の検査方法。 - 【請求項23】 可動ビームの上方位置から光を可動ビームに投射し、支持
アームよりも低い位置にて、検出器手段により、ギャップを通過する光を受光す
ることを含んでいる請求項21の検査方法。 - 【請求項24】 略垂直な向きの矩形であって、長さ方向が光ビームと直交
する方向に進む光ビームを発生させることを含んでいる請求項18の検査方法。 - 【請求項25】 成形機械の中に配備された複数の支持アームを用いて行な
うことを含んでいる請求項24の検査方法。
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