JP2008239338A - プリフォーム検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プリフォームを保持する保持ポケットを昇降させることにより、プリフォームを吸着する吸着ヘッドを昇降させる必要がないプリフォーム検査装置を提供する。
【解決手段】プリフォーム１の口部１ａを吸着ヘッド２５で真空吸着して、吸着ヘッド２５を自転させながら公転させるメインロータ２０を備え、メインロータ２０は、プリフォーム１のつば１ｄを支持する支持部２４ａを有するとともに上下方向に移動可能な複数の保持ポケット２４と、保持ポケット２４と同心に上方に設けられプリフォーム１の口部１ａに当接する吸着ヘッド２５とを備え、保持ポケット２４によりプリフォーム１のつば１ｄを支持してプリフォーム１を上昇させ、プリフォーム１の口部１ａを吸着ヘッド２５に当接させ、保持ポケット２４によりプリフォーム１のつば１ｄを支持しながら吸着ヘッド２５によりプリフォーム１を吸着するようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、ペットボトルの予備成形品であるプリフォームをカメラで撮影して検査する装置に関し、特に、プリフォームの搬送方式に関する。

ペットボトルはプリフォームと呼ばれるものに予備成形され、プリフォームが加熱されてボトルに成形される。プリフォームは試験管状の、即ち、口部が平坦で底部が球面の形をしており、首部にリング状のつばをもっている。
プリフォームの検査装置として、本件出願人は、特開平１１−１００１１９号公報（特許文献１）において、プリフォームを移送するスターホイールと、移送されたプリフォームの口部を吸着ヘッドで真空吸着して、吸着ヘッドを自転させながら公転させるメインロータとを備え、自転するプリフォームの胴部をカメラで撮影して検査するプリフォーム検査装置を提案している。

特開平１１−１００１１９号公報（特許文献１）に開示されたプリフォーム検査装置においては、プリフォームのつばを支持するガイドレールをスターホイールとメインロータのピッチ円に沿って設け、メインロータは、ガイドレールの下部でプリフォームの胴部に係合するポケットと、ポケットと同心に上方に設けられ、上下方向に移動可能でプリフォームの口部に当接する吸着ヘッドと、ポケットと同心に下方に設けられ、上下方向に移動可能でプリフォームの底部を支持するリフタとを備え、吸着ヘッドを下降させプリフォームの口部に当接させて吸着を開始し、次にリフタを上昇させてプリフォームの底部を支持し、続いて吸着ヘッドを上昇させ、吸着ヘッドの上昇と一緒にリフタを上昇させ、プリフォームの底部を支持しながら吸着するようにしている。
特開平１１−１００１１９号公報

上述した特開平１１−１００１１９号公報（特許文献１）に開示されたプリフォーム検査装置においては、以下に列挙する問題点がある。
（１）プリフォームを吸着する吸着ヘッドが、検査のために昇降する構造を持ちながら、なおかつ検査のために自転する構造を持っているため、不安定な構造となっている。
（２）そのことにより、吸着ヘッドの自転のために吸着ヘッドに設けたプーリに自転用ベルトが係合する際に、横荷重を受けた時の衝撃力による吸着ヘッドの振れのために、吸着しているプリフォームを落下させてしまう問題が生じている。
（３）吸着ヘッドの先端には凸部が設けられているが、スターホイールからメインロータへの乗り移りの短時間の間に、吸着ヘッドの先端の凸部をプリフォームの口部内に差し込む動作をしなくてはならず、吸着ヘッドを昇降させるカムの最大加速度の関係から、検査装置の高速化に対して制約条件となっている。
（４）プリフォームを吸着ヘッドに押しつける機構は、プリフォームの球面状の底部を保持するリフタからなっているため、プリフォームの姿勢を制御しにくいことと、プリフォームの長さが異なる場合、リフタの押上機構の高さ位置を型替えする必要がある。

本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、プリフォームを保持する保持ポケットを昇降させることにより、プリフォームを吸着する吸着ヘッドを昇降させる必要がないプリフォーム検査装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明は、プリフォームの口部を吸着ヘッドで真空吸着して、吸着ヘッドを自転させながら公転させるメインロータを備え、自転するプリフォームの胴部をカメラで撮影して検査するプリフォーム検査装置において、前記メインロータは、プリフォームのつばを支持する支持部を有するとともに上下方向に移動可能な複数の保持ポケットと、保持ポケットと同心に上方に設けられプリフォームの口部に当接する吸着ヘッドとを備え、保持ポケットによりプリフォームのつばを支持してプリフォームを上昇させ、プリフォームの口部を吸着ヘッドに当接させ、保持ポケットによりプリフォームのつばを支持しながら吸着ヘッドによりプリフォームを吸着するようにしたことを特徴とするプリフォーム検査装置である。

本発明によれば、プリフォームのつばは保持ポケットに支持され、プリフォームを支持した保持ポケットが上昇し、プリフォームの口部は保持ポケットと同心に上方に設けられた吸着ヘッドに当接する。そして、保持ポケットによりプリフォームのつばを支持しながら吸着ヘッドによりプリフォームを吸着する。

本発明の１態様によれば、前記吸着ヘッドによるプリフォームの吸着が完了したら、前記保持ポケットを下降させることを特徴とする。
プリフォームの胴部を撮影するためには、撮影位置においてプリフォームの胴部を遮るものがないようにする必要がある。本発明によれば、保持ポケットが下降して吸着ヘッドのみによりプリフォームを吸着できるので、プリフォームを遮るものがなくプリフォームの胴部全体を撮影できる。

本発明の１態様によれば、前記吸着ヘッドを自転させるベルト掛け部分は、吸着ヘッドを支持する二つの軸受の間に位置することを特徴とする。
本発明の１態様によれば、前記保持ポケットはカムにより上下方向に移動可能であることを特徴とする。

本発明は、以下に列挙する効果を奏する。
（１）吸着ヘッドは回転機能だけを有すれば良く、構造が極めて簡単になる。
（２）スターホイールからメインロータへのプリフォームの乗り移りは、ポケット同士の平面上での受け渡しとなり、搬送が安定する。
（３）スターホイールからメインロータへの乗り移りの短い時間で吸着ヘッドの先端部をプリフォームの口部内に差し込む必要がないので、カム形状が緩やかとなり、保持ポケットを昇降させるカムの最大加速度を抑えられて、検査装置の高速化が容易に達成できる。
（４）プリフォームの口部を吸着ヘッドに押しつける際に、プリフォームの底部でなくプリフォームのつばを保持して行うことで、プリフォームの保持が安定し、かつプリフォームの長さに左右されないので、プリフォームの容量が変わっても（例えば、５００ｍｌ用から２ｌ用）、構成部品の型替えの必要が無くなる。
（５）吸着ヘッドを自転させるためのベルト掛け部分が、吸着ヘッドを支持する上下二つの軸受の間に設けられることから、吸着ヘッドの横方向の軸強度を格段に向上させることができ、吸着ヘッドの振れを防止できる。

以下、本発明に係るプリフォーム検査装置の実施形態を図１乃至図４を参照して説明する。
図１はプリフォーム検査装置の全体構成を示す平面図である。図１に示すように、プリフォーム検査装置は、検査すべきプリフォーム１をメインロータ２０に搬入する入口スターホイール３と、検査後のプリフォーム１をメインロータ２０から搬出する出口スターホイール４とを備えている。

図２は図１のII−II線断面図である。図２はプリフォームを取り扱うメインロータ２０を示す図である。図２に示すように、プリフォームは概略試験管状をなし、口部１ａが平坦、胴部１ｂが円筒状、底部１ｃが球面をなし、首部につば１ｄを有している。図１に示すように、入口スターホイール３のピッチ円に沿って、プリフォーム１のつば１ｄを支持するガイドレール６，６が設置されている。

また出口スターホイール４のピッチ円に沿って、プリフォーム１のつば１ｄを支持するガイドレール７，７が設置されている。そして、ガイドレール６，６に接続して入口側ガイドレール８，８が設置されており、また出口スターホイール４に隣接して出口側ガイドレール９，９が設置されている。これら入口側ガイドレール８，８および出口側ガイドレール９，９は、進行方向に下り勾配になっている。

前記メインロータ２０のピッチ円を挟んで、内側に１台の照明１０が設置され、外側に２台の撮影カメラユニット１１，１２が設置されている。照明１０はメインロータ２０のピッチ円に沿った円弧状の前面を有している。撮影カメラユニット１１および１２は、それぞれミラー１３とＣＣＤカメラ１４とからなっており、撮影カメラユニット１１は奇数番目のプリフォーム１を撮影し、撮影カメラユニット１２は偶数番目のプリフォーム１を撮影するようになっており、高速ラインに対応できるようになっている。

またメインロータ２０のピッチ円の外側には、プリフォーム１を自転させるための自転用タイミングベルト１５が配置されている。そして、自転用タイミングベルト１５の下流側には、プリフォーム１の自転を停止させるためのブレーキ用ベルト１６が配置されている。

図２はメインロータ２０の詳細構造を示す図であり、図３はメインロータ２０の要部を示す図である。図２および図３に示すように、メインロータ２０は、上下のメインフレームＦ１，Ｆ２に回転可能に支持された回転軸２１と、回転軸２１に固定された支持板２３と、支持板２３に上下方向に移動可能に支持されプリフォーム１のつば１ｄを支持する複数の保持ポケット２４と、保持ポケット２４と同心に上方に設けられプリフォーム１の口部１ａに当接する吸着ヘッド２５とを備えている。

前記回転軸２１はモータ（図示せず）に連結され、回転軸２１に固定された支持板２３にはブラケット２６を介して複数のガイドバー２７が支持されている。前記保持ポケット２４はガイドバー２７に上下動可能に支持された支持部材２９に支持されている。そして、支持部材２９に固定されたカムフォロワ３０が下側のフレームＦ２に支持されたカム３２に係合し、支持部材２９が上下動するようになっている。これに伴い、保持ポケット２４はガイドバー２７に案内されつつ支持部材２９と一体に上下動する。なお、カム３２はメインロータ２０の全周に亘って配設されていて、保持ポケット２４を上下動させて保持ポケット２４の上下方向の位置を制御している。保持ポケット２４は、先端に、プリフォーム１のつば１ｄの下面に係合してプリフォーム１を支持するための先細状の支持部２４ａを有している。

前記吸着ヘッド２５は上下の軸受３４，３４により回転可能に支持されている。そして、上下の軸受３４，３４を収容する軸受ハウジング３５，３５は、支持板２３に固定された支持部材３６により支持されている。吸着ヘッド２５はプリフォーム１の口部１ａ内に挿入されるテーパ状の凸部２５ａを有している。また吸着ヘッド２５は、内部に連通孔２５ｂを有しており、この連通孔２５ｂはチューブ３３およびロータリージョイント３４を介して真空源（図示せず）に連通されている。吸着ヘッド２５には、上下の二つの軸受３４，３４の間の位置に、自転用タイミングベルト１５に係合するプーリ４３が固定されている。すなわち、吸着ヘッド２５を自転させるベルト掛け部分は、吸着ヘッド２５を支持する二つの軸受３４，３４の間に位置している。

次に、前述のように構成されたプリフォーム検査装置の作用を説明する。
プリフォーム１は入口側ガイドレール８，８から入口スターホイール３に供給される。プリフォーム１は、図４（ａ）に示すように、つば１ｄがガイドレール６，６で支持された状態で入口スターホイール３により移送される。そして、プリフォーム１は入口スターホイール３からメインロータ２０に受け渡される。このとき、保持ポケット２４の支持部２４ａはカム３２の作用によりガイドレール６と同じ高さ位置まで上昇しており、プリフォーム１は、図４（ｂ）に示すように、保持ポケット２４の支持部２４ａに支持される。また、吸着ヘッド２５はプリフォーム１の直上に位置される。

プリフォーム１がメインロータ２０に受け渡されると、カム３２の作用により保持ポケット２４をさらに上昇させ、図４（ｃ）に示すように、プリフォーム１の口部１ａを吸着ヘッド２５に当接させて、チューブ３３、ロータリージョイント３４等を介して吸着ヘッド２５を真空源と連通させ、プリフォーム１の真空吸着を開始する。このとき、吸着ヘッド２５のテーパ状の凸部２５ａはプリフォーム１の口部１ａ内に挿入される。この状態でプリフォーム１内は真空排気され、吸着ヘッド２５によりプリフォーム１を完全に吸着する。

吸着ヘッド２５によるプリフォーム１の吸着が完了したら、図４（ｄ）に示すように、保持ポケット２４を下降させる。図４（ｄ）に示すように、プリフォーム１を吸着ヘッド２５に吸着した状態で、自転用タイミングベルト１５の作用によりプリフォーム１を吸着ヘッド２５とともに自転させ、かつメインロータ２０によりプリフォーム１を公転させ、この間に、プリフォーム１の胴部１ｂを撮影カメラユニット１１又は１２により撮影する。この場合、撮影カメラユニット１１は奇数番目のプリフォーム１を撮影し、撮影カメラユニット１２は偶数番目のプリフォーム１を撮影する。

撮影終了後に、プリフォーム１はブレーキ用ベルト１６の作用により自転を停止する。その後、プリフォーム１はメインロータ２０から出口スターホイール４に受け渡される。
このとき、保持ポケット２４はカム３２の作用によりガイドレール７と同じ位置にあり、プリフォーム１は、つば１ｄがガイドレール７，７に支持されるようになる。正常なプリフォーム１は出口スターホイール４によって移送され、出口側ガイドレール９，９を介して次工程に移送される。一方、不良なプリフォーム１は、不良品排出シュート４０の位置で出口スターホイール４による吸着支持が解除され、不良品排出シュート４０に排出される。

図１乃至図４に示す実施形態においては、入口スターホイール３および出口スターホイール４の位置に、それぞれガイドレール６およびガイドレール７を設けたが、ガイドレール６およびガイドレール７を省略して、入口スターホイール３および出口スターホイール４のポケットにプリフォーム１のつば１ｄを支持する支持部を設けてもよい。この場合には、スターホイールからメインロータへのプリフォームの乗り移りは、ポケット同士の平面上での受け渡しとなり、搬送が安定する。

本発明に係るプリフォーム検査装置の一実施例の全体構成を示す平面図である。 図１のII−II線断面図であり、プリフォームを取り扱うメインロータを示す図である。 メインロータの要部を示す図である。 本発明に係るプリフォーム検査装置におけるプリフォームと保持ポケットの支持部と吸着ヘッドの関係を示す説明図である。

符号の説明

１ プリフォーム
１ａ 口部
１ｂ 胴部
１ｃ 底部
１ｄ つば
３ 入口スターホイール
４ 出口スターホイール
６，７ ガイドレール
１０ 照明
１１，１２ 撮影カメラユニット
１３ ミラー
１４ ＣＣＤカメラ
１５ 自転用タイミングベルト
１６ ブレーキ用ベルト
２０ メインロータ
２１ 回転軸
２３ 支持板
２４ 保持ポケット
２４ａ 支持部
２５ 吸着ヘッド
２５ａ 凸部
２５ｂ 連通孔
２６ ブラケット
２７ ガイドバー
２９，３６ 支持部材
３０ カムフォロワ
３２ カム
３４ 軸受

Claims (4)

1. プリフォームの口部を吸着ヘッドで真空吸着して、吸着ヘッドを自転させながら公転させるメインロータを備え、自転するプリフォームの胴部をカメラで撮影して検査するプリフォーム検査装置において、
   前記メインロータは、プリフォームのつばを支持する支持部を有するとともに上下方向に移動可能な複数の保持ポケットと、保持ポケットと同心に上方に設けられプリフォームの口部に当接する吸着ヘッドとを備え、
   保持ポケットによりプリフォームのつばを支持してプリフォームを上昇させ、プリフォームの口部を吸着ヘッドに当接させ、保持ポケットによりプリフォームのつばを支持しながら吸着ヘッドによりプリフォームを吸着するようにしたことを特徴とするプリフォーム検査装置。
2. 前記吸着ヘッドによるプリフォームの吸着が完了したら、前記保持ポケットを下降させることを特徴とする請求項１記載のプリフォーム検査装置。
3. 前記吸着ヘッドを自転させるベルト掛け部分は、吸着ヘッドを支持する二つの軸受の間に位置することを特徴とする請求項１又は２記載のプリフォーム検査装置。
4. 前記保持ポケットはカムにより上下方向に移動可能であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプリフォーム検査装置。

Images