JP2008082920A - 検査ユニット群の制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】検査ユニット毎の位置調整等の便宜を図る一方で、複数の検査手段の位置の一括制御をも可能とした検査ユニット群の制御システムを提供する。
【解決手段】複数の検査ユニット（１ａ〜１ｃ）に対して共通して設けられ、オペレータの操作に対応して各ユニット内の駆動機構に対する動作指示及び被検査物ＢＴの種類を各検査ユニットに向けて出力するスイッチボックス３０と、オペレータの操作に対応してカメラ３の位置調整に関する指示を出力するユニット毎のタッチパネル２０と、スイッチボックス３０からの指示に応答して、カメラ３が被検査物ＢＴの種類に対応付けられた検査位置に配置されるように駆動機構の動作を制御するとともに、タッチパネル２０からの指示に応答して駆動機構の動作を制御するユニット毎の個別制御装置２２と、を制御システムに設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の検査ユニットのそれぞれを制御するための制御システムに関する。

工場の生産ライン等に設置される検査機として、カメラ等の検査手段と、その検査手段を被検査物に対して適正な位置に移動させるための駆動機構とをユニット化した検査機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許第３１９５７５９号公報

例えば飲料の充填ラインでは、飲料容器の検査等を目的として複数の検査ユニットが設けられることがある。飲料容器は種類に応じて形状、大きさ等が異なるため、容器の種類が変更されると、それに合わせて複数の検査ユニットのそれぞれで検査手段の高さを調整する必要がある。こうした手間を省くため、複数の検査ユニットのそれぞれの駆動機構を共通の制御装置と接続し、全ての駆動機構の動作を一括して制御することも従来試みられている。しかしながら、このような一括制御型の制御システムを構築した場合、検査ユニットの台数が増えるほど制御装置及びその操作盤を検査ユニットの近傍に設置することが困難となり、検査手段と被検査物との位置関係を目視しながら検査手段の位置を調整することが困難又は不可能になる。制御装置が検査ユニットから離れることにより、制御装置と駆動機構との間の配線距離が増加し、検査ユニットの追加、入れ替え等にも手間がかかるといった問題も生じる。

そこで、本発明は、検査手段の近傍に位置調整のための操作部及び制御手段を配置することを可能として、検査ユニット毎の位置調整、検査ユニットの追加、入れ替えといった諸作業の便宜を図る一方で、複数の検査手段の位置の一括制御をも可能として、検査手段の位置調整に関するオペレータの負担を軽減できる検査ユニット群の制御システムを提供することを目的とする。

本発明の制御システムは、被検査物（ＢＴ）の搬送経路に沿って複数の検査ユニット（１ａ〜１ｃ）が設置され、各検査ユニットには、前記被検査物を検査する検査手段（３）と、該検査手段と前記被検査物との位置関係を調整すべく前記検査手段の位置を変化させる駆動機構（６）とが設けられた検査ユニット群の制御システムであって、前記複数の検査ユニットに対して共通して設けられ、オペレータの操作に対応して前記駆動機構に対する動作指示及び前記被検査物の種類を各検査ユニットに向けて出力する共通指示手段（３０）と、前記複数の検査ユニットのそれぞれに個別に設けられ、オペレータの操作に対応して前記検査手段の位置調整に関する指示を出力する複数の個別指示手段（２０）と、前記複数の検査ユニットのそれぞれに個別に設けられ、前記共通指示手段からの指示に応答して、前記検査手段が前記被検査物の種類に対応付けられた検査位置に配置されるように前記駆動機構の動作を制御するとともに、前記個別指示手段からの指示に応答して前記駆動機構の動作を制御する複数の個別制御手段（２２）と、を備えることにより、上述した課題を解決する。

本発明の制御システムにおいては、オペレータが共通指示手段を操作すると、これに対応して共通指示手段から各検査ユニットに向けて動作指令及び被検査物の種類が出力される。その出力に応答して、各検査ユニットの個別制御手段は、共通指示手段から与えられた被検査物の種類に応じて予め設定された検査位置に検査手段が配置されるように駆動機構の動作を制御する。これにより、共通指示手段を操作するだけで複数の検査手段を適正な位置に移動させることができる。一方、オペレータがいずれかの検査ユニットの個別指示手段を操作すると、その検査ユニットの個別制御手段に対して検査手段の位置調整に関する指示が出力され、その出力を受けた個別制御手段が、駆動機構の動作を制御する。これにより、検査手段の位置を検査ユニット毎に個別に調整することができる。

しかも、本発明の制御システムによれば、個別指示手段及び個別制御手段が検査ユニット毎に設けられているので、検査手段の近傍で検査手段と被検査物との位置調整に適した位置、例えば検査手段と被検査物との位置関係を目視可能な位置に個別指示手段を配置することが可能であり、かつ、個別制御手段についても検査手段の近傍に配置して、駆動機構と個別制御手段との間の配線距離を短縮することができる。これにより、検査ユニット毎の位置調整、検査ユニットの追加、入れ替えといった諸作業の便宜を図ることができる。

本発明の制御システムの一形態において、前記個別指示手段は、該個別指示手段を操作するオペレータが前記検査手段と前記被検査物との位置関係を目視できる位置に設置されてもよい。この形態によれば、オペレータが検査手段と被検査物との位置関係を目視しつつ個別指示手段を操作して検査手段の位置を調整することが可能となる。

本発明の制御システムの一形態において、前記被検査物の種類と前記検査位置との対応関係を記述したデータが前記個別制御手段に記憶され、該データが前記個別指示手段の操作によって設定されてもよい。この形態によれば、被検査物の種類と検査位置との対応関係を検査ユニット毎に検査手段の近傍にて設定することが可能となる。

さらに、上記の形態において、前記共通指示手段には、前記駆動機構の動作を指示する動作指示操作部材（３１）と、前記被検査物の種類を設定するための種類設定操作部材（３２）とが設けられ、前記動作指示操作部材により前記駆動機構の動作が指示された場合に、前記種類設定操作部材によって設定された種類が前記動作指示とともに前記検査ユニットに向けて出力され、前記個別制御手段は、前記個別指示手段の操作によって設定された前記データに基づいて前記共通指示手段から出力された種類に対応する検査位置を特定し、その特定された検査位置に前記検査手段が移動するように前記駆動機構の動作を制御してもよい。この場合には、被検査物の種類と検査位置との対応関係については、予め個別指示手段を操作することにより、個別制御手段毎に個別に設定することができる。一方、特定の種類の被検査物を検査する場合には、共通指示手段の種類設定操作部材を操作して被検査物の種類を選択し、動作指示操作部材により駆動機構の動作を指示すればよい。

本発明の制御システムの一形態において、前記共通指示手段には、前記個別制御手段の動作制御モードを遠隔モードと手元モードとの間で切換えるモード切換え操作部材（３３）が設けられ、前記モード切換え操作部材の操作に基づいて前記個別制御手段の動作制御モードが前記遠隔モード又は前記手元モードに切換えられ、前記遠隔モードが選択された状態で前記共通指示手段から前記動作指令及び前記種類が出力された場合には、前記個別制御手段が前記検査手段を前記検査位置に移動させるべく前記駆動機構の動作を制御し、前記手元モードが選択された場合には、前記個別制御手段が前記個別指示手段からの指示に基づいて前記駆動機構を制御する、ものとしてもよい。

この形態によれば、共通指示手段にてモードを選択することにより、共通指示手段からの指示に従って各検査ユニットの駆動機構を一括して動作制御するか、あるいは個別指示手段からの指示に従って検査ユニットの駆動機構を個別に動作制御するかを切換えることができる。

なお、以上の説明では本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記したが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

以上に説明したように、本発明の制御システムによれば、検査ユニット毎に個別指示手段及び個別制御手段を設け、個別指示手段からの位置調整に関する指示に対応して個別制御手段が駆動機構の動作を制御する一方で、複数の検査ユニットに共通して設けられた共通指示手段からの指示によっても各個別指示手段が駆動機構の動作を制御して検査手段を被検査物の種類に対応した位置に移動させるようにしたので、検査手段の近傍に個別指示手段及び個別制御手段を配置して検査ユニット毎の位置調整、検査ユニットの追加、入れ替えといった諸作業の便宜を図りつつ、複数の検査手段の位置の一括制御を可能として、検査手段の位置調整に関するオペレータの負担を軽減することができる。

図１は、本発明の一形態に係る制御システムが適用された工場等の生産ラインの一例を示している。図示の生産ラインにおいては、被検査物としての飲料壜（以下、壜と略称する。）ＢＴを搬送する搬送装置２が設置され、その搬送装置２による壜ＢＴの搬送経路に沿って複数の検査ユニット１ａ〜１ｃ（以下、参照符号１で代表することがある。）が設置されている。検査ユニット１は壜ＢＴの外観等を検査するためのものである。なお、検査ユニット１ａ〜１ｃは、一台の検査機の内部にその検査機の構成要素の一部としてそれぞれ組み込まれてもよいし、複数の検査機のそれぞれに分けて設置されてもよい。

図２は検査ユニット１の一例を示している。検査ユニット１は、壜ＢＴの外観を撮影する検査手段としてのカメラ３と、搬送装置２を挟んでカメラ３と対向するように配置されて壜ＢＴを照明するライト４と、カメラ３及びライト４を吊り下げた状態で支持する支持部材５と、支持部材５を昇降させる駆動機構６と、駆動機構６を支持するフレーム７とを備えている。

駆動機構６は、壜ＢＴの種類（以下、壜種と呼ぶことがある。）に応じてカメラ３を適切な高さに移動させるために設けられたものであり、支持部材５に固定されたねじ軸１０ａ及びそのねじ軸１０ａと噛み合った状態でフレーム７に回転自在に装着されたナット１０ｂを備えた送りねじ機構１０と、支持部材５を上下方向に案内する複数の直線案内軸受１１と、ナット１０ｂを回転駆動する動力源としての電動モータ１２と、ねじ軸１０ａの回転量を検出するセンサ１３とを備えている。モータ１２にてナット１０ｂを回転駆動すると、ねじ軸１０ａが軸線方向に移動し、それに伴って支持部材５が直線案内軸受１１に案内されつつ上下方向に移動する。これにより、壜ＢＴに対するカメラ３の位置が上下方向に変化する。センサ１３には、一例としてモータ１２の回転量に対応した信号を出力するロータリーエンコーダを使用することができる。支持部材５が上下方向において所定の位置（高さ）にあるときを基準として、センサ１３が検出した回転量をモータ１２の回転方向に応じて加算又は減算することにより、壜ＢＴに対するカメラ３の位置を検出することができる。

検査ユニット１には、オペレータの操作に対応した信号を出力するタッチパネル２０と、検査ユニット１の設定条件等を表示する表示装置２１と、タッチパネル２０及びセンサ１３のそれぞれからの出力信号に基づいて駆動機構６の動作を制御する個別制御装置２２とが設けられている。これらのタッチパネル２０、表示装置２１及び個別制御装置２２は検査ユニット１に１：１に対応付けて設けられる（図１参照）。タッチパネル２０には、カメラ３の上方又は下方への移動を指示するための位置調整指示部（不図示）が設けられる。オペレータがその位置調整指示部を操作すると、タッチパネル２０からは、カメラ３の位置調整に関する指示として、モータ１２の動作及びその動作の方向を指示する信号が個別制御装置２２に出力される。タッチパネル２０は、これを操作するオペレータが壜ＢＴとカメラ３との位置関係を目視できる位置に設置され、表示装置２１はそのタッチパネル２０を操作するオペレータが目視できる位置に設置される。

図１に示すように、各個別制御装置２２は、シーケンサ２３とリレー２４とを備えている。シーケンサ２３は、マイクロプロセッシングユニットを備えたコンピュータユニットの一種であり、記憶装置に記憶されたプログラムに従ってモータ１２をシーケンス制御する専用コントローラとして構成されている。リレー２４は、不図示の電源とモータ１２との間に介装され、シーケンサ２３からの指示に基づいてモータ１２への電力供給を制御する。

シーケンサ２３には、上述したセンサ１３及びタッチパネル２０の他に、スイッチボックス３０が接続されている。スイッチボックス３０には、スタートスイッチ３１と、壜種選択スイッチ３２と、モード切換えスイッチ３３とが設けられている。スタートスイッチ３１は各検査ユニット１に対してカメラ３の高さ調整を指示するために操作され、壜種選択スイッチ３２は壜種を選択するために操作され、モード切換えスイッチ３３はシーケンサ２３の動作制御モードを切換えるために操作される。シーケンサ２３の動作制御モードとしては、遠隔モード及び手元モードの２種類が存在する。遠隔モードではスイッチボックス３０からの指示に従って各シーケンサ２３がカメラ３の高さを制御し、手元モードでは各シーケンサ２３が対応するタッチパネル２０からの指示に従ってカメラ３の高さを制御する。なお、シーケンサ２３によるカメラ３の高さ制御はいずれの場合でもセンサ１３の検出信号を利用したフィードバック制御である。

スイッチボックス３０は、これらのスイッチ３１〜３３の操作状態に基づく信号をシーケンサ２３に出力し、シーケンサ２３はスイッチボックス３０から与えられた信号に応じてモータ１２の動作を制御する。スイッチボックス３０の設置場所は適宜でよい。例えば検査ユニット１ａ〜１ｃが同一の検査機内に組み込まれる場合には、その検査機の全体の動作を制御するための操作盤上にスイッチボックス３０が設置されてもよい。検査ユニット１ａ〜１ｃが複数の検査機に分けて設けられる場合には、各検査機から離れた工場の集中管理室等にスイッチボックス３０が設置されてもよい。

次に、シーケンサ２３によるモータ１２の制御を説明する。図３はスイッチボックス３０における処理とシーケンサ２３における処理とを示すフローチャートである。スイッチボックス３０では、スタートスイッチ３１、壜種選択スイッチ３２及びモード切換えスイッチ３３がそれぞれ操作されたか否かが繰り返し判断される（ステップＳ１〜Ｓ３）。スタートスイッチ３１が操作されると、その操作に対応してスタート指令及び検査対象の壜種を指定する情報（以下、壜種情報と呼ぶ。）が各シーケンサ２３に送信される（ステップＳ４）。壜種選択スイッチ３２が操作された場合には検査対象の壜種情報が壜種選択スイッチ３２によって選択された壜種に対応した内容に設定される（ステップＳ５）。ここで設定された壜種情報はスイッチボックス３０の内部に保持され、スタートスイッチ３１の操作に応じてシーケンサ２３に送信される（上述したステップＳ４参照）。モード切換えスイッチ３３が操作された場合には、そのスイッチ３３で選択された遠隔モード又は手元モードへの切換えを指示する信号がシーケンサ２３に出力される（ステップＳ６）。

一方、シーケンサ２３では、スイッチボックス３０からモード切換えを指示する信号が出力されたか否かが判断され（ステップＳ１１）、出力されていないときは現在の動作制御モードが遠隔モードか否か判断される（ステップＳ１２）。遠隔モードであればスイッチボックス３０からスタート指令が与えられたか否か判断される（ステップＳ１３）。スタート指令が与えられている場合には、その指令に併せて送られる壜種情報によって検査対象の壜種が特定され、その特定された壜種に対応した高さにカメラ３が移動するように、駆動機構６のモータ１２の動作が制御される（ステップＳ１４）。その後にステップＳ１１へ戻る。壜種とカメラ３の高さ、すなわち検査位置との対応関係はシーケンサ２３の内部に予めデータとして与えられている。また、スイッチボックス３０から送られた壜種情報に対応する壜種は、新たな壜種がスイッチボックス３０から指定されない限りシーケンサ２３の内部に現在の壜種として保持される。

ステップＳ１３でスタート指令が与えられていない場合はステップＳ１４がスキップされてステップＳ１１へ処理が戻る。ステップＳ１１でスイッチボックス３０からモード切換えを指示する信号が出力された場合は、現在の、シーケンサ２３の動作制御モードが遠隔モードと手元モードとの間で切換えられる。すなわち、遠隔モードのときは手元モードへと変更され、手元モードのときは遠隔モードへと変更される（ステップＳ１５）。ステップＳ１２で遠隔モードではない、つまり現在の動作制御モードが手元モードである場合には、同一ユニット１のタッチパネル２０からカメラ３の高さ調整を指示する信号が出力されたか否か判断され（ステップＳ１６）、出力されていればその信号に対応してカメラ３が上方又は下方に移動するようにモータ１２の動作が制御される（ステップＳ１７）。

なお、壜種とカメラ３の検査位置との対応関係は、シーケンサ２３の動作制御モードを手元モードに切換えて、タッチパネル２０から入力することにより設定することができる。ステップＳ１７で調整された後のカメラ３の高さを、シーケンサ２３の内部に保持されている現在の壜種に対応するカメラ３の高さとして記憶してもよい。つまり、シーケンサ２３の内部に保持されている壜種とカメラ３の高さとの対応関係を記述したデータを、ステップＳ１７による高さ調整結果に応じて更新してもよい。

以上の形態によれば、スイッチボックス３０の壜種選択スイッチ３２にて検査対象の壜種を指定してスタートスイッチ３１を操作すると、スイッチボックス３０から各シーケンサ２３にスタート指令及び壜種情報が与えられる。これを受けて、各シーケンサ２３は、カメラ３が検査対象の壜種に対応した検査位置へ移動するようにモータ１２を動作させる。これにより、スイッチボックス３０の操作だけで、全ての検査ユニット１ａ〜１ｃのカメラ３を検査対象の壜ＢＴの検査に適した検査位置に一斉に移動する。一方、スイッチボックス３０のモード切換えスイッチ３３を操作してシーケンサ２３を手元モードに切換えた状態で、いずれかの検査ユニット１のタッチパネル２０を操作すれば、そのタッチパネル２０に対応するカメラ３の高さのみを調整することができる。これにより、例えば遠隔モードで設定されたカメラ３の高さが壜ＢＴに適していない場合、検査ユニット１毎にカメラ３の高さを個別に調整することができる。オペレータは、壜ＢＴとカメラ３との位置関係を目視しながらタッチパネル２０を操作できるので調整を容易に行うことができる。調整後のカメラ３の高さを壜種と対応付けてシーケンサ２３内に保持した場合には、その後の遠隔モードでは調整後の位置にカメラ３が移動するので、手元モードによる調整を何度も繰り返す必要がない。

タッチパネル２０及び個別制御装置２２が検査ユニット１毎に分けて設けられているので、それらを検査ユニット１の近傍に配置して検査ユニット１と一体化することができる。これにより、個別制御装置２２と駆動機構６との間の配線距離を短縮することができる。これにより、リレー２４とモータ１２との間の電源線、あるいはセンサ１３とシーケンサ２３との配線を短縮し、それらの引き回しを容易に行えるようになる。従って、検査ユニット１の追加、入れ替えと言った作業も容易に行える。

上述した形態では、スイッチボックス３０が共通指示手段に、タッチパネル２０が個別指示手段に、個別制御装置２２が個別制御手段にそれぞれ相当する。また、スイッチボックス３０のスタートスイッチ３１が動作指示操作部材に、壜種選択スイッチ３２が種類設定操作部材に、モード切換えスイッチ３３がモード切換え操作部材にそれぞれ相当する。

本発明は上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、共通指示手段はスイッチボックスに限らず、シーケンサあるいはパーソナルコンピュータといったコンピュータユニットの機能を利用して実現されてもよい。個別制御手段についても、シーケンサとリレーとの組み合わせに限らず適宜に変更可能である。被検査物は飲料壜に限らず、各種の物品を被検査物としてよい。検査手段はカメラに限らず、光電センサ等の各種の手段を検査手段として利用してもよい。検査手段の位置調整は高さ方向に限らず、様々な方向を対象としてよい。駆動機構もねじ機構を利用したものに限らず、回転運動、直線運動等を単独又は組み合わせて検査手段の位置を変更するものであれば置換可能である。

本発明の一形態に係る制御システムが適用された工場等の生産ラインの一例を示す平面図。 検査ユニットの正面図。 制御システムにおける処理を示すフローチャート。

符号の説明

１ａ、１ｂ、１ｃ 検査ユニット
２ 搬送装置
３ カメラ（検査手段）
６ 駆動機構
２０ タッチパネル（個別指示手段）
２１ 表示装置
２２ 個別制御装置（個別制御手段）
３０ スイッチボックス（共通指示手段）
３１ スタートスイッチ（動作指示操作部材）
３２ 壜種選択スイッチ（種類設定操作部材）
３３ モード切換えスイッチ（モード切換え操作部材）
ＢＴ 飲料壜（被検査物）

Claims (5)

1. 被検査物の搬送経路に沿って複数の検査ユニットが設置され、各検査ユニットには、前記被検査物を検査する検査手段と、該検査手段と前記被検査物との位置関係を調整すべく前記検査手段の位置を変化させる駆動機構とが設けられた検査ユニット群の制御システムであって、
   前記複数の検査ユニットに対して共通して設けられ、オペレータの操作に対応して前記駆動機構に対する動作指示及び前記被検査物の種類を各検査ユニットに向けて出力する共通指示手段と、
   前記複数の検査ユニットのそれぞれに個別に設けられ、オペレータの操作に対応して前記検査手段の位置調整に関する指示を出力する複数の個別指示手段と、
   前記複数の検査ユニットのそれぞれに個別に設けられ、前記共通指示手段からの指示に応答して、前記検査手段が前記被検査物の種類に対応付けられた検査位置に配置されるように前記駆動機構の動作を制御するとともに、前記個別指示手段からの指示に応答して前記駆動機構の動作を制御する複数の個別制御手段と、
   を備えたことを特徴とする検査ユニット群の制御システム。
2. 前記個別指示手段は、該個別指示手段を操作するオペレータが前記検査手段と前記被検査物との位置関係を目視できる位置に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
3. 前記被検査物の種類と前記検査位置との対応関係を記述したデータが前記個別制御手段に記憶され、該データが前記個別指示手段の操作によって設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の制御システム。
4. 前記共通指示手段には、前記駆動機構の動作を指示する動作指示操作部材と、前記被検査物の種類を設定するための種類設定操作部材とが設けられ、前記動作指示操作部材により前記駆動機構の動作が指示された場合に、前記種類設定操作部材によって設定された種類が前記動作指示とともに前記検査ユニットに向けて出力され、
   前記個別制御手段は、前記個別指示手段の操作によって設定された前記データに基づいて前記共通指示手段から出力された種類に対応する検査位置を特定し、その特定された検査位置に前記検査手段が移動するように前記駆動機構の動作を制御する、ことを特徴とする請求項３に記載の制御システム。
5. 前記共通指示手段には、前記個別制御手段の動作制御モードを遠隔モードと手元モードとの間で切換えるモード切換え操作部材が設けられ、前記モード切換え操作部材の操作に基づいて前記個別制御手段の動作制御モードが前記遠隔モード又は前記手元モードに切換えられ、前記遠隔モードが選択された状態で前記共通指示手段から前記動作指令及び前記種類が出力された場合には、前記個別制御手段が前記検査手段を前記検査位置に移動させるべく前記駆動機構の動作を制御し、前記手元モードが選択された場合には、前記個別制御手段が前記個別指示手段からの指示に基づいて前記駆動機構を制御する、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の制御システム。

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