JP2010265034A - 容器、特にボトルの回転位置を方向付けるための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】容器、特にボトルの回転位置を方向付けるための新規な方法及び装置を提供すること。
【解決手段】本発明によれば、容器１が回転されている間に、この容器１の特徴が検出されて、検出された特徴に基づいて容器１の実際の回転位置が計算され、容器１を所望の回転位置へ移動させるための制御信号が計算される。本発明は、容器１の方向付けのために必要とされる時間を減少させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、請求項１又は１２のそれぞれの前文に係る、容器、特にボトルの回転位置を方向付けるための方法及び装置に関する。

例えばラベラーでは、例えば成形継ぎ目がラベルから十分に離間されるようにするため及び／又はラベルがガラスエンボス部に対して正確に位置決めされるようにするために、容器がラベリングされる前に、容器の回転位置が方向付けられなければならない。

これに関しては、４つの撮像センサによって容器の表面領域を容器の全周にわたって検出して、撮影された写真中の適切な特徴を解析するとともに、所望の位置に達するための容器のその長手方向軸線を中心とするそれぞれの最短回転のためのコマンドを駆動システムへ送ることが欧州特許第１２０５ ３８８Ｂ２号から知られている。そうするために方向の変化が場合により必要とされるため、画像解析後、容器を最終的に所望位置に移動させることができる前に、容器の回転が最初に停止される。

また、特開平４−３６７４３２号は、ビデオ信号を解析することにより、回転する容器の特徴が検出され、容器が所望の位置へ移動される前に容器の回転が最初に停止され、また、この目的のために容器が別個の駆動ユニットへ搬送される方法について記載している。

従来技術を発端として、容器の方向付けに必要とされる時間を減少させることが望ましい。容器の連続した流れの方向付けでは、必要とされる空間、例えば方向付けのために必要とされる機械分割の数も減少される。本発明の目的は、これに対応して改善される方法を提供することである。

この目的は、容器の特徴が検出されて、検出された特徴に基づいて容器の実際の回転位置が計算され、容器を所望の回転位置へ移動させるための制御信号が計算されるステップｂ）〜ｄ）が、方向付けられるべき容器が回転されるステップａ）中に実行されるという点で達成される。容器を所望の回転位置へ移動させるための制御信号が既に計算されてモータ動作中に出力されることにより、減速勾配及び加速勾配を排除することができるとともに、容器を所望の回転位置へと迅速に移動させることができる。

容器は、ステップａ）〜ｅ）において、それが所望の回転位置に達するまで中断することなく回転されることが好ましい。所望の位置に達する前の停止を回避することにより、駆動時のスリップが回避され、それにより、方向付けの精度が高められる。

好ましい実施形態では、容器の回転が所望の回転位置で停止される。これにより、その後の製造ステップのタイミング、特に該ステップの開始を柔軟に設定できる。

容器はその主軸線を中心に回転されることが好ましい。これにより、実際の回転位置の容器表面特性に関する特徴の検出が容易になる。

容器は、ステップｅ）において、それが減速勾配に達するまでステップａ）の場合とほぼ同じ角速度で回転されるのが更に有益である。これにより、必要とされる加速勾配の数が減少され、したがって、容器の方向付けのためのエネルギ消費量が減少される。

しかしながら、ステップｅ）において少なくとも一時的にステップａ）の場合よりも高い角速度で容器を回転させることも有益となり得る。これにより、容器を所望の回転位置へ移動させるために必要な時間、したがって、容器の方向付けのための全消費時間を更に減らすことができる。

１つの有利な実施形態では、ステップｅにおける角速度が回転位置補正角に適合される。これにより、実際の回転位置と所望の回転位置との間の違いが個々の容器毎に大きく外れている場合であっても、容器を所望の回転位置へ移動させるために必要な時間を標準化することができる。これにより、時間及びエネルギを節約できる。

容器の特徴は撮像によって検出されることが好ましい。それにより、実際の回転位置を柔軟に非接触で検出できる。

特に有利な実施形態では、ステップａ）〜ｅ）中に容器が搬送経路に沿って移動される。これにより、容器の連続的な流れの中で容器を方向付けることができる。

容器を方向付けるためのステップａ）〜ｅ）が容器にラベリングするための方法の一部であることが有益であり、その場合、容器は、更なるステップｇ）においてラベリングされる。

容器にラベリングするための方法の１つの有利な実施形態では、容器の回転位置がステップｅ）とステップｇ）との間に挿入されるステップｆ）で再調整される。

技術的課題は、容器の回転位置を方向付けるための装置であって、制御ユニットが、モータが動作される間に容器を所望の回転位置へ移動させるための制御信号を計算し、出力するように構成される、装置によっても解決される。このようにすると、減速勾配及び加速勾配を排除できるとともに、容器を所望の回転位置へと迅速に移動させることができる。

モータはサーボモータであることが好ましい。これにより、所望の回転位置への簡単で正確な移動が可能となる。

特に有利な実施形態の装置は、容器の回転位置の方向付け中に容器を所定の搬送経路に沿って移動させる搬送手段を更に備える。これにより、容器の連続的な流れを方向付けることができる。

技術的課題は、本発明に係る装置を備えるラベラーによっても解決される。

本発明の１つの好ましい実施形態が図面に示されており、以下、該実施形態について説明する。

本発明に係る方法のタイムチャート、及び、時間ｔに伴って方向付けられるべき容器１の回転速度ωの関連する経過を示している。

図示のように、手順ステップａ）中に、ボトルなどの容器１が、モータ２（図示せず）により駆動される回転テーブルなどの支持体３上において角速度ωで回転されると同時に、搬送手段５により搬送経路６（図示せず）に沿って速度ｖで移動される。プロセスステップａ）中に、以下で説明される手順ステップｂ）〜ｄ）が更に行なわれる。

ステップｂ）において、容器１は、容器１の回転位置φの決定に適した容器１の特徴９を検出するための撮像センサユニット７の撮像領域を通じて案内される。例えば１又は複数のカメラを備えることができるセンサユニット７は、容器１の個々のカメラ写真などの測定データＭを生成する。

ステップｃ）において、計算ユニット１１は、測定データＭを用いて成形継ぎ目などの特徴９の位置を検出するとともに、これに基づいて、容器１又は支持体３のそれぞれの位置データＬ、特に容器１又は支持体３のそれぞれの実際の回転位置φ_１、及び／又は、容器１の実際の回転位置φ_１から所望の回転位置φ_Sへの補正のための回転位置補正角Δφを計算する。

ステップｄ）において、制御ユニット１３は、位置データＬに基づいて、容器を所望の回転位置φ_Sへ移動させるための制御信号Ｓを生成して、支持体３及びモータ２にそれぞれ送信する。

ステップｅ）において、支持体３は、容器１が所望の回転位置φ_Sに達するまで回転される。

本実施形態において、容器１は、ステップａ）において及びステップｅ）への移行中においては、中断することなく回転される。すなわち、容器１の角速度ωは、所望の回転位置φ_Sに達するまで常に０よりも大きく有益である。それにより、支持体３の駆動におけるスリップと、回転位置φの方向における関連する不正確さとを減らすことができる。ここでは、中断しない回転とは、例えばステッピングモータの使用を含む連続動作モードを意味する。

所望の回転位置φ_Sにおける角速度ωは０であることが好ましい。回転位置φのそのような静位置は、更なる処理ステップ又は検査ステップが始まるまで回転位置φが搬送経路６に対して不変のままとなるため、望ましい。

しかしながら、後者は必須ではない。例えば、所望の回転位置φ_Sにおける角速度ωは、回転の滑らかな移行を可能にし、それにより、加速勾配を排除するために、その後の処理又は検査ステップ、例えばラベリングに適用することができる。

ボトル１の角速度ωは、図１に値ω_１により示されるように、ステップａ）において、特にステップｂ）において、ほぼ一定である。しかしながら、これは必須ではない。

ステップｅ）に関しては、一方では、ステップｅ）の終端で減速勾配Ａに達するまでステップａ）の角速度ω_１を変化無く維持することが考えられる。これにより、所望の回転位置φ_Sに達するために必要な加速勾配及び減速勾配の数、したがって、回転位置補正のためのエネルギ消費量が最小限に抑えられる。他方では、ステップｅ）は、最大角速度ω_２にまで至る加速勾配Ｂを含むことができる。ここで、所望の回転位置φ_Sへと移動するために必要な時間を減らす、又は最小にするために、ω_２＞ω_１である。図１では、これが速度曲線の点線経路によって示されている。しかしながら、角速度ωの図示の経路は、単なる一例として与えられており、ステップａ）において、或いはステップｂ）、ｃ）及び／又はｄ）において変化可能である。

また、ステップｅ）の角速度ω、特に最大速度ω_２及び／又は平均角速度ω_３を、既に計算された実際の回転位置φ_１と所望の回転位置φ_Sとの間の回転位置補正角Δφに適合させることもできる。これにより、一様な及び／又は最適な時間枠内で、場合によりその都度必要とされる回転位置補正角Δφと無関係に、回転位置φを方向付けることができる。角速度ωは、必要に応じて、例えば更に大きい回転位置補正角Δφでのみ増大される。これは、時間節約とエネルギ節約との間の歩み寄りとなる。

容器１は、支持体３内／上の容器１の対称軸線を中心に、好ましくはその主軸線１’を中心に回転し、それにより、センサユニット７は、容器１の円筒面領域又は例えばボトルの肩部などの同様の領域を容器の全周にわたって検出できる。特徴９は、例えばエンボス部など、容器表面上で不均一であってもよい。このとき、特徴９又は幾つかの特徴９は必然的に非対称を示すが、これは、それぞれの回転軸線の定義に関しては無関係である。

図示のように、容器１は、ステップａ）及びｅ）中に搬送手段５により、好ましくは一定の速度ｖで更に連続的に移動され、それにより、容器の連続的な流れを回転位置φに関して方向付けることができる。これが図に象徴的にのみ示されている。搬送手段５は、直線状の、又は湾曲したコンベア経路６に沿って移動できる。特に有利な変形例において、搬送手段５は、支持体３が外周にわたって略均等に分布された搬送カルーセルである。支持体３は、通常、容器１のためのセンタリング手段（図示せず）を備える。

ステップｂ）〜ｄ）におけるデータＭ、Ｌ、Ｓの収集及び送信は、センサユニット７、計算ユニット１１、及び、制御ユニット１３に関連して一例として表わされている。しかしながら、これらの機能は、そのようなユニットのうちの１つ或いは幾つかに対して任意に配分することができる。計算ユニット１１は、例えば、ビデオ信号のための入力回路と、画像データを解析するためのバンドパスフィルタとを備えることもできる。制御ユニット１３は、必須ではないが、標準的なデータチャンネルを介して計算ユニット１１と通信する別個の機器として設計されることが好ましい。

例えば、コンピュータベースのカメラシステムは、カメラ写真を撮ることができ、該写真から実際の回転位置φ１を計算することができ、計算されたデータＬを、場合により所望の回転位置φ_S及び／又は回転位置補正角Δφと共に、ＣＡＮバスを介してサーボ制御装置へ転送できる。これは、場合により搬送経路６に沿う同時移動を考慮に入れて、容器１の方向のために必要とされる軌道を計算することができ、それに対応して、１つの容器１それぞれのための支持体３を駆動させるサーボモータ２を作動させることができる。しかしながら、支持体３に関しては他の駆動システム及びモータタイプも考えられる。

同様に、ステップｂ）、ｃ）及びｄ）が何ら中断することなく、又は重なり合うことなく図示のように互いに追随することが望ましいが、必ずしもそうである必要はない。

本発明に係る方法は、例えばラベラーにおける容器１のラベリングのすぐ上流側で使用されるのが好ましいが、他の処理及び／又は検査方法との組み合わせにも適する。

方向の精度に対する要求に応じて、ステップｅ）の後に、所望の回転位置φ_Sの微調整を行なうことができる。このため、通常は、ステップａ）〜ｅ）にしたがって、小さい回転位置範囲にわたる特徴９の新たな検出及び計算、並びに、所望の回転位置φ_Sへの新たな移動が必要とされる。しかしながら、容器は、一般に、任意の更なる微調整を伴うことなくラベリングすることもできる。

１…容器、２…モータ、３…支持体、５…搬送手段、６…搬送経路、７…センサユニット、９…特徴、１１…計算ユニット、１３…制御ユニット。

Claims (15)

1. 容器、特にボトルの回転位置を方向付けるための方法であって、
   ａ）方向付けられるべき容器（１）を回転させるステップと、
   ｂ）前記容器（１）の特徴（９）を検出するステップと、
   ｃ）検出された前記特徴（９）に基づいて前記容器（１）の実際の回転位置（φ_１）を計算するステップと、
   ｄ）前記容器（１）を所望の回転位置（φ_S）へ移動させるための制御信号（Ｓ）を計算するステップと、
   ｅ）前記容器を所望の回転位置（φ_S）へ移動させるステップと、
   を備える方法において、
   前記ステップｂ）〜ｄ）が前記ステップａ）中に行なわれることを特徴とする、方法。
2. 前記容器（１）が、前記ステップａ）〜ｅ）において、所望の回転位置（φ_S）に達するまで中断することなく回転されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記容器（１）の回転が所望の回転位置（φ_S）で停止されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記容器（１）が、当該容器の主軸線（１’）を中心に回転されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記容器は、前記ステップｅ）では、前記ステップａ）の場合とほぼ同じ角速度（ω_１）で減速勾配（Ａ）へ向けて回転され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方法。
6. 前記容器は、前記ステップｅ）では、少なくとも一時的に前記ステップａ）の場合よりも高い角速度（ω_２）で回転され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方法。
7. 前記角速度（ω_２）が、前記ステップｅ）において回転位置補正角（Δφ）に適合されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
8. 前記容器（１）の前記特徴（９）が撮像によって検出されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記容器（１）が、前記ステップａ）〜ｅ）中に搬送経路（６）に沿って移動されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 容器にラベリングするための方法であって、
    ａ）〜ｅ）請求項１〜９のいずれか１項にしたがって前記容器（１）を方向付けるステップと、
    ｇ）前記容器（１）にラベリングするステップと、
    を備える方法。
11. 前記容器（１）の回転位置（φ）が、前記ステップｅ）と前記ステップｇ）との間に挿入されるステップｆ）で再調整されることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法を実行するための装置であって、
    方向付けられるべき容器（１）を回転させるためのモータ（２）を有する少なくとも１つの回転可能な支持体（３）と、
    前記容器（１）の特徴（９）を検出するための少なくとも１つの撮像センサユニット（７）と、
    検出された前記特徴に基づいて前記容器（１）の実際の回転位置（φ_１）を計算するための計算ユニット（１１）と、
    前記モータ（２）を作動させるための制御ユニット（１３）と、
    を有する装置において、
    前記制御ユニットが、前記モータ（２）が動作される間に前記容器（１）を所望の回転位置（φ_S）へ移動させるための制御信号を計算し、出力するように構成されることを特徴とする、装置。
13. 前記モータ（２）がサーボモータであることを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
14. 容器の回転位置（φ）の方向付け中に前記容器（１）を所定の搬送経路（６）に沿って移動させる搬送手段（５）を更に備えることを特徴とする、請求項１２又は１３に記載の方向付け装置。
15. 請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の装置を有する、ラベラー。

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