JP2009173407A

JP2009173407A - 物品処理装置

Info

Publication number: JP2009173407A
Application number: JP2008014509A
Authority: JP
Inventors: Takashi Shimomura; 崇下村
Original assignee: Shibuya Kogyo Co Ltd
Current assignee: Shibuya Corp
Priority date: 2008-01-25
Filing date: 2008-01-25
Publication date: 2009-08-06
Anticipated expiration: 2028-01-25
Also published as: EP2082979B1; US20090188773A1; EP2082979A1; US8978873B2; DE602009000009D1; JP5240428B2

Abstract

【解決手段】充填装置１はそれぞれスターホイール等の回転体を備えた供給コンベヤ２、インフィードスクリュー３、リンサ用供給スターホイール４、リンサ５、リンサ用排出スターホイール６、中間スターホイール７、フィラ用供給スターホイール８、フィラ９、フィラ・キャッパ用受け渡しスターホイール１０、キャッパ１１、キャッパ用排出スターホイール１２、排出コンベヤ１３から構成されている。
例えばフィラ９に異常が発生すると、制御手段１４は第３ブレーキＢ３を作動させて上記フィラ９のスターホイールを強制的に停止させ、同時に、第１、第２、第４、第５サーボモータＭ１，Ｍ２，Ｍ４，Ｍ５を制御して、異常の発生していない設備のスターホイール等を上記フィラのスターホイールの停止時間で停止させる。
【効果】所要の設備で異常が発生しても、各設備をほぼ同時に停止させて各設備の損傷等を防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は物品処理装置に関し、詳しくはそれぞれサーボモータによって駆動する回転体を備えた複数の設備が同期する物品処理装置に関する。

従来、それぞれモータによって駆動する回転体を備えた複数の設備と、各設備のモータを制御して各設備を同期させる制御手段とを備えた物品処理装置が知られている。
このような物品処理装置は複数のモータを備えているため、一つのモータに複雑な駆動機構を設けて複数の回転体を同期させる必要がない代わりに、上記各設備のモータの回転を制御して複数の回転体を同期させなければならない。
そこで、各設備のモータの運転速度と位相とを検出するとともに、各設備の作動タイミングのずれを検出して、このずれを無くすように上記モータを制御するようにした物品処理装置が知られている（特許文献１）。
特公昭６３−６４１１号公報

しかしながら、上記特許文献１のような物品処理装置の場合、いずれかの設備でモータや運転速度等を検出するセンサに異常が発生すると、当該異常の発生した設備のモータを制御することができず、異常の発生していない設備の回転体を同期して回転させることができなくなる。
その結果、特許文献１のように複数の設備間で物品の受け渡しを正常に行うことができず、物品が噛みこまれて設備が破損したりその後の復旧作業が煩雑になるといった問題が生じてしまう。
このような問題に鑑み、本発明は所要の設備で異常が発生しても、各設備をほぼ同時に停止させて各設備の損傷等を防止することの可能な物品処理装置を提供するものである。

すなわち、本発明にかかる物品処理装置は、それぞれサーボモータによって駆動される回転体を備えた複数の設備と、各設備のサーボモータを制御して各設備を同期させる制御手段とを備えた物品処理装置において、
各設備はそれぞれ回転体を停止させるブレーキを備えるとともに、上記制御手段は上記各設備の回転体がブレーキによって停止する停止時間を記憶しており、
上記制御手段は、所要の設備に異常が発生すると、該異常の発生した設備の回転体をブレーキにより停止させ、同時に異常の発生していない他の設備のサーボモータを制御して、各設備の回転体を異常の発生した設備の停止時間で停止させることを特徴としている。

上記発明によれば、仮に所要の設備に異常が発生した場合であっても、その異常の発生した設備の回転体をブレーキによって強制的に停止させることができる。
一方、異常の発生していない他の設備については、制御手段が上記異常の発生した設備の停止時間で停止させることから、物品処理装置を構成する全ての設備が同時に停止することとなり、設備の破損を防止することが可能となる。

以下図示実施例について説明すると、図１は物品としての容器に飲料を充填する物品処理装置としての充填装置１を示している。
この充填装置１は複数の回転体を備える設備から構成されており、その上流側から順に、供給コンベヤ２、インフィードスクリュー３、リンサ用供給スターホイール４、リンサ５、リンサ用排出スターホイール６、中間スターホイール７、フィラ用供給スターホイール８、フィラ９、フィラ・キャッパ用受け渡しスターホイール１０、キャッパ１１、キャッパ用排出スターホイール１２、排出コンベヤ１３を備え、これらは制御手段１４によって制御される。
ここで、上記供給コンベヤ２および排出コンベヤ１３は回転体として図示しないスプロケットを備え、リンサ５、フィラ９、キャッパ１１はそれぞれ回転体としてスターホイールを備えている。
また上記リンサ５は容器に洗浄液を噴射する図示しない洗浄ノズル等を備え、上記フィラ９は容器に飲料を充填するための図示しない充填ノズル等を備え、上記キャッパ１１は容器にキャップを巻き締めるための図示しないキャッピングヘッド等を備えている。
さらに、リンサ用供給スターホイール４からキャッパ用排出スターホイール１２には、それぞれ物品保持手段としての図示しないグリッパが設けられ、隣接するスターホイールの接近した位置で上流側のスターホイールのグリッパから下流側のスターホイールのグリッパへと容器が受け渡されるようになっている。
なお、上記リンサ５、フィラ９、キャッパ１１の構成や、上記グリッパについては、従来公知であるため、詳細な説明は省略する。

上記充填装置１は第１〜第５サーボモータＭ１〜Ｍ５によって駆動され、これら第１〜第５サーボモータＭ１〜Ｍ５はそれぞれ第１〜第５サーボアンプＡ１〜Ａ５を介して制御手段１４により制御されるようになっている。
上記第１サーボモータＭ１は伝達機構を介して供給コンベヤ２、インフィードスクリュー３、リンサ用供給スターホイール４、リンサ５、リンサ用排出スターホイール６を駆動し、各設備のスプロケットやスターホイールを同期させて回転させる。
上記第２サーボモータＭ２は伝達機構を介して中間スターホイール７およびフィラ用供給スターホイール８を同期して回転させる。
上記第３サーボモータＭ３は伝達機構を介してフィラ９のスターホイールを回転させる。
上記第４サーボモータＭ４は伝達機構を介してフィラ・キャッパ用受け渡しスターホイール１０、キャッパ１１、キャッパ用排出スターホイール１２を駆動し、各設備のスターホイールを同期させて回転させる。
上記第５サーボモータＭ５は伝達機構を介して排出コンベヤ１３を駆動し、これにより排出コンベヤ１３のスプロケットが回転する。

このように、例えば第１サーボモータＭ１によって、供給コンベヤ２、インフィードスクリュー３、リンサ用供給スターホイール４、リンサ５、リンサ用排出スターホイール６のスプロケットや各スターホイールが同期して回転するようになっている。
一方、リンサ用排出スターホイール６と中間スターホイール７とは、これを駆動するサーボモータが異なるため、制御手段１４が第１、第２サーボモータＭ１，Ｍ２を制御して、これらを同期して回転させる必要がある。
そこで制御手段１４は、第１〜第５サーボアンプＡ１〜Ａ５に対して所要の制御パルスを出力し、第１〜第５サーボアンプＡ１〜Ａ５はその制御パルスに基づいて第１〜第５サーボモータＭ１〜Ｍ５を回転させるようになっている。
これら第１〜第５サーボモータＭ１〜Ｍ５はそれぞれ図示しないエンコーダを備えており、このエンコーダは第１〜第５サーボモータＭ１〜Ｍ５の駆動軸の回転に基づいてフィードバックパルスを出力する。
このフィードバックパルスは上記第１〜第５サーボアンプＡ１〜Ａ５に入力され、第１〜第５サーボアンプＡ１〜Ａ５は、このフィードバックパルスに基づいて第１〜第５サーボモータＭ１〜Ｍ５の回転速度を調整するようになっている。
これにより、上記各設備のスプロケットやスターホイールが同期して回転し、これらの間で容器が適切に受け渡されることとなる。
ここで、上記制御パルスは、例えば第１サーボモータＭ１のエンコーダから出力されたフィードバックパルスに基づいて出力したり、また制御手段１４に予め登録されたパターンのパルスを出力しても良い。

次に、上記第１〜第５サーボモータＭ１〜Ｍ５の各駆動軸には、それぞれ制御手段１４によって制御される第１〜第５ブレーキＢ１〜Ｂ５が設けられており、この第１〜第５ブレーキＢ１〜Ｂ５により各設備のスターホイール等を強制的に停止させることが可能となっている。
上記第１〜第５ブレーキＢ１〜Ｂ５は、それぞれ上記第１〜第５サーボモータＭ１〜Ｍ５の各駆動軸に設けられて該駆動軸とともに回転するブレーキディスクと、このブレーキディスクを両側から挟持して制動力を発生させるブレーキパッドとを備えており、このようなブレーキは従来公知となっている。
そして、例えば第１ブレーキＢ１を作動させる場合、上記制御手段１４はまず第１サーボモータＭ１への電力を遮断し、第１サーボモータＭ１の駆動軸がフリーランとなるようにしてから第１ブレーキＢ１を作動させ、供給コンベヤ２、インフィードスクリュー３、リンサ用供給スターホイール４、リンサ５、リンサ用排出スターホイール６が同時に停止する。
制御手段１４は、図２に示すような容器の処理速度の変化と、上記ブレーキによるスターホイール等の停止時間の変化との関係を記憶しており、同じ処理速度の場合、各設備は上記ブレーキによって同じ停止時間で停止するようになっている。
例えば、充填装置１で容器を６００ｂｐｍで処理する場合、第１〜第５ブレーキＢ１〜Ｂ５は第１〜第５サーボモータＭ１〜Ｍ５が駆動する各設備のスターホイール等を約１秒で停止させ、その半分の３００ｂｐｍで処理する場合は約０．５秒で停止させることができるようになっている。
なお、サーボモータの駆動軸がフリーランになると、該駆動軸にはそれまで回転していたスターホイール等から慣性力を受けるが、この慣性力は各設備のスターホイールの径や重量によって異なるものとなる。
このため、上記第１〜第５ブレーキＢ１〜Ｂ５には、上記処理速度の変化と停止時間の変化との関係が成立するよう、それぞれ異なる制動力が設定されている。

以下、上記構成を有する充填装置１の制御方法について説明する。
まず、充填装置１が正常に運転される際の状態について説明すると、制御手段１４は第１〜第５サーボアンプＡ１〜Ａ５を介して第１〜第５サーボモータＭ１〜Ｍ５を制御する。
これにより、制御装置１を構成する各設備が同期して作動し、例えばリンサ用排出スターホイール６と中間スターホイール７とが同期して回転して、これらの間で容器の受け渡しが行われるようになる。
そして、上記供給コンベヤ２に供給された容器は、その後順次インフィードスクリュー３、リンサ用供給スターホイール４、リンサ５、リンサ用排出スターホイール６、中間スターホイール７、フィラ用供給スターホイール８、フィラ９、フィラ・キャッパ用受け渡しスターホイール１０、キャッパ１１、キャッパ用排出スターホイール１２の順に搬送され、その間に容器の洗浄、飲料の充填、キャップの装着が行われる。そしてキャップの装着された容器は排出コンベヤ１３によって図示しない後工程へと排出される。

次に、所定の設備で異常が発生した場合の制御方法について説明する。ここでは仮にフィラ９で異常が発生した場合について説明する。
ここで、フィラ９で発生する異常とは、第３サーボモータＭ３を制御できなくなった場合をいい、第３サーボモータＭ３のエンコーダが故障してフィードバックパルスが得られない場合や、第３サーボアンプが故障して、制御手段１４の制御パルス通りに第３サーボモータＭ３に電力が供給されない場合が考えられる。
このように制御手段１４によって第３サーボモータＭ３を制御できなくなると、制御手段１４は直ちに第３サーボモータＭ３への電力の供給を遮断する。
これにより第３サーボモータＭ３の駆動軸はフリーランするようになり、第３サーボモータＭ３によって駆動されるフィラ９のスターホイールは慣性によって回転を継続しようとする。
続いて、制御手段１４は第３サーボモータＭ３の駆動軸に設けられた上記第３ブレーキＢ３を作動させ、フィラ９のスターホイールを強制的に停止させる。
ここで、第３ブレーキＢ３によるフィラ９のスターホイールの停止時間は、図２に示す関係に基づいており、例えば異常発生時の処理速度が６００ｂｐｍである場合、フィラ９のスターホイールは第３ブレーキＢ３によって約１秒で停止する。

一方、制御手段１４は第３ブレーキＢ３によるフィラ９のスターホイールの停止時間を図２に示す関係に基づいて求め、さらに異常の発生していない他の設備を駆動する第１、第２、第４、第５サーボモータＭ１，Ｍ２．Ｍ４，Ｍ５を、上記停止時間で停止させるよう指令する。
具体的には、上記制御手段１４が第３ブレーキＢ３を作動させるのと同時に、上記第１、第２、第４、第５サーボアンプＡ１，Ａ２，Ａ４，Ａ５に停止させるための制御パルスを出力し、第１、第２、第４、第５サーボモータＭ１，Ｍ２．Ｍ４，Ｍ５を約１秒で停止させる。
これにより、異常の発生したフィラ９と、異常の発生していない他の設備がほぼ同時に停止するため、フィラ９のスターホイールの回転にほぼ同期して、これに隣接するフィラ用供給スターホイール８と、フィラ・キャッパ用受け渡しスターホイール１０とが停止することとなる。
その結果、異常の発生していないフィラ用供給スターホイール８と異常の発生したフィラ９のスターホイールとの間と、異常の発生したフィラ９のスターホイールと異常の発生していないフィラ・キャッパ用受け渡しスターホイール１０との間とで、受け渡し位置での容器の噛み込みが防止され、グリッパの損傷を防止することができる。
また、充填装置１を構成する各設備がほぼ同期して停止するので、その後充填装置１を再起動させる場合も、その作業が煩雑にならなくて済むようになっている。

なお、上記実施例では、上記第１〜第５ブレーキの制動力を異ならせて、同じ処理速度の場合には各設備が同じ停止時間で停止するようにされているが、第１〜第５ブレーキの制動力を一定とすることも可能である。
この場合、上述した各設備のスターホイール等に作用する慣性力の違いから、同じ処理速度の場合、各設備は上記ブレーキによって異なる停止時間で停止することとなる。
そこで、制御手段１４は各設備毎に、容器の処理速度の変化と、上記ブレーキによるスターホイール等の停止時間の変化との関係を記憶するようになっている。
そして例えばフィラ９に異常が発生してこれを第３ブレーキによって停止させる場合、制御手段１４は充填装置１の処理速度からフィラ９の停止時間を求め、異常の発生していない他の設備を該フィラ９の停止時間で停止させる。
また、上記実施例では充填装置１について説明したが、その他サーボモータによって駆動される回転体を備えた複数の設備から構成され、これらの設備を同期させて作動させる物品処理装置にも適用することができる。

本実施例にかかる充填装置に関する構成図。制御手段に記憶された、各設備における容器の処理速度の変化と、そのときのブレーキによる回転体の停止時間の変化との関係を示すグラフ。

符号の説明

１充填装置２供給コンベヤ
３インフィードスクリュー４リンサ用供給スターホイール
５リンサ６リンサ用排出スターホイール
７中間スターホイール８フィラ用供給スターホイール
９フィラ
１０フィラ・キャッパ用受け渡しスターホイール
１１キャッパ１２キャッパ用排出スターホイール
１３排出コンベヤ１４制御手段
Ａ１〜Ａ５第１〜第５サーボアンプ
Ｂ１〜Ｂ５第１〜第５ブレーキ
Ｍ１〜Ｍ５第１〜第５サーボモータ

Claims

それぞれサーボモータによって駆動される回転体を備えた複数の設備と、各設備のサーボモータを制御して各設備を同期させる制御手段とを備えた物品処理装置において、
各設備はそれぞれ回転体を停止させるブレーキを備えるとともに、上記制御手段は上記各設備の回転体がブレーキによって停止する停止時間を記憶しており、
上記制御手段は、所要の設備に異常が発生すると、該異常の発生した設備の回転体をブレーキにより停止させ、同時に異常の発生していない他の設備のサーボモータを制御して、各設備の回転体を異常の発生した設備の停止時間で停止させることを特徴とする物品処理装置。
制御手段は各設備における物品の処理速度の変化と、そのときの回転体の回転速度に応じたブレーキによる回転体の停止時間の変化との関係を記憶しており、所要の設備に異常が発生すると、制御手段はそのときの当該設備の処理速度に対応する停止時間で設備を停止させることを特徴とする請求項１に記載の物品処理装置。
各設備は、上記サーボモータによって駆動される回転体としてのスターホイールと、スターホイールに設けられて物品を把持する物品保持手段とを備え、
各設備のスターホイールが隣接した位置で、一方のスターホイールの物品保持手段から他方のスターホイールの物品保持手段へと物品の受け渡しを行い、
異常の発生した設備の回転体がブレーキにより停止する際、制御手段は異常の発生していない設備のサーボモータを制御して、該設備のスターホイールを異常の発生した設備のスターホイールに同期するように回転させながら停止させ、その間上記物品保持手段による物品の受け渡しが行われるようにすることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の物品処理装置。