JP2014125222A - 検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】充填量の過多、過少をいずれも判定でき、かつ判定基準値を容易に変更可能な検査装置を提供する。
【解決手段】缶Ｃに発泡性を有する飲料を充填するフィラー１０と、フィラー１０にて飲料が充填され、かつ上部が開口している缶Ｃを搬送するフィードコンベア４０とを備えた飲料充填システム１に適用される検査装置６０において、フィードコンベア４０にて搬送されている缶Ｃ内の泡Ｂの高さを測定する泡高さセンサ６１を備え、泡高さセンサ６１が測定した泡の高さに基づいて缶Ｃの充填量が許容範囲内か否か判定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、缶等の容器に充填された発泡性を有する液体の充填量を検査する検査装置に関する。

発泡性を有する液体が充填された容器内の泡の状態を撮像し、撮像した泡の状態に基づいてその容器に液体を充填したフィリングバルブの良否を判定するバルブの不良検出装置が知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２が存在する。

特開２００１−１７１７９３号公報 特開２０１２−１３７２９５号公報

特許文献１の装置では、容器内の泡を斜め上方から撮像した画像に基づいてフィリングバルブの良否を判定している。しかしながら、このような方向から撮像した画像では、容器の充填量が少ない場合に泡が撮像できず、充填量やフィリングバルブの良否を判定することができない。また、特許文献１の装置では、良否を判定するための判定基準値を容易に変更することができない。

そこで、本発明は、充填量の過多、過少をいずれも判定でき、かつ判定基準値を容易に変更可能な検査装置を提供することを目的とする。

本発明の検査装置は、上部が開口している容器（Ｃ）に発泡性を有する液体を充填する充填装置（１０）と、前記充填装置にて液体が充填され、かつ上部が開口している容器を搬送する搬送手段（４０）と、を備えた液体充填システム（１）に適用される検査装置（６０）において、前記搬送手段にて搬送されている容器内の泡（Ｂ）の高さを非接触で測定する泡高さ測定手段（６１）と、前記泡高さ測定手段が測定した泡の高さに基づいて、その泡が発生している容器の充填量が予め設定した所定の許容範囲内か否か判定する判定手段（６２）と、を備えていることにより、上述した課題を解決する。

本発明の検査装置によれば、飲料の充填後に容器内に発生した泡の高さに基づいてその容器の充填量が許容範囲内か否か判定するので、充填量の過多、過少をいずれも判定できる。また、本発明では、泡の高さに基づいて充填量を判定するので、許容範囲の上限及び下限には高さや距離が設定される。そのため、容器の高さが変更されたり容器内に充填すべき液体の目標量が変更されたりした場合に、オペレータはそれら容器の高さや目標量に応じて許容範囲の上限及び下限を容易にミリメートル単位で変更できる。従って、判定基準値を容易に変更することができる。

本発明の検査装置の一形態において、前記充填装置は、容器が取り込まれる複数のポケットを有するスターホイール（１０ａ）と、前記スターホイールの各ポケットにそれぞれ設けられて前記ポケットに取り込まれている容器に液体を充填する複数の充填バルブと、を備え、前記判定手段が容器の充填量が前記許容範囲外と判定した場合に、その容器に液体を充填した充填バルブを特定し、特定した充填バルブをオペレータに通知する警報手段（６２、６３、６４）をさらに備えていてもよい。この場合、複数の充填バルブのうちのどの充填バルブに異常があるかオペレータが探す必要がない。そのため、オペレータの作業負荷を軽減できる。また、異常がある充填バルブを速やかに交換したり修正したりできるので、飲料の充填精度を向上させることができる。そのため、製品の品質を向上させることができる。

本発明の検査装置の一形態においては、前記判定手段が容器の充填量が前記許容範囲外と判定した場合に、前記液体充填システムを停止させる停止手段（６２）をさらに備えていてもよい。この場合、充填量が許容範囲外の容器が製造される個数を低減できる。従って、歩留まりを改善できる。

本発明の検査装置の一形態においては、前記泡高さ測定手段として、所定の基準高さから前記搬送手段にて搬送されている容器内の泡までの距離を測定する非接触式の距離測定センサ（６１）が、前記搬送手段の上方に設けられていてもよい。このように距離測定センサを設けることにより、容器内の泡の高さを測定することができる。

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、本発明の検査装置によれば、充填量の過多、過少をいずれも判定できる。また、本発明によれば、オペレータは容器の高さや充填目標量などに応じて許容範囲の上限及び下限を容易にミリメートル単位で変更できる。そのため、判定基準値を容易に変更することができる。

本発明の一形態に係る検査装置が組み込まれた飲料充填システムを概略的に示す図。 検査装置を拡大して示す図。 制御装置が実行する充填量判定ルーチンを示すフローチャート。

図１は、本発明の一形態に係る検査装置が組み込まれた飲料充填システムの一部を概略的に示している。この飲料充填システム１は、発泡性を有する飲料、例えばビールや発泡酒などを缶Ｃに充填するシステムである。なお、この図に示した複数の矢印は、飲料充填システム１にて缶Ｃが搬送される方向を示している。飲料充填システム１には、缶Ｃに飲料を充填するフィラー１０と、フィラー１０にて飲料が充填された缶Ｃに缶蓋をして巻き締めを行うシーマ２０とが設けられている。

フィラー１０には供給コンベア３０から空の缶Ｃが供給される。缶Ｃは、その上部が開口した状態で供給される。フィラー１０は、缶Ｃを取り込む複数のポケット（不図示）が設けられたスターホイール１０ａと、ポケットに取り込まれている缶Ｃに飲料を充填する複数の充填バルブ（不図示）とを備えている。充填バルブは、各ポケットにそれぞれ設けられている。各充填バルブには、互いに異なる番号が付されている。例えば、所定の位置の充填バルブに「１」が付され、そこからスターホイール１０ａの回転方向（図１では左回り）に「２、３、４、…」と順番に番号が付される。なお、このフィラー１０は、缶Ｃに飲料を充填する周知のフィラーであるため、詳細な説明は省略する。

フィラー１０にて飲料が充填された缶Ｃは、フィードコンベア４０にてシーマ２０に搬送される。フィードコンベア４０は、開口している上部が上を向くようにして缶Ｃを搬送する。また、このフィードコンベア４０は、各缶Ｃをフィラー１０から排出された順番で搬送する。このフィードコンベア４０には、例えば周知のベルトコンベア等が使用される。シーマ２０は、フィードコンベア４０にて搬送されてきた缶Ｃを受け取り、その缶Ｃの開口部に缶蓋を取り付ける。その後、缶蓋の巻き締めを行う。これにより缶Ｃが密封される。なお、このシーマ２０も缶Ｃに缶蓋を巻き締める周知のシーマであるため、詳細な説明は省略する。シーマ２０で密封された缶Ｃは、搬出コンベア５０にて次の工程に搬送される。

飲料充填システム１には、検査装置６０が設けられている。図２は、検査装置６０を拡大して示している。この図に示したように検査装置６０は、泡高さセンサ６１と、制御装置６２とを備えている。この泡高さセンサ６１は、測定対象に接触することなく所定の基準位置から測定対象までの距離を測定できる非接触式の距離測定センサである。具体的には、例えばレーザや赤外線の反射光で距離を測定するセンサが泡高さセンサ６１として使用される。ただし、泡高さセンサ６１には、缶Ｃ内に発生している飲料の泡Ｂまでの距離を計測可能なセンサが使用される。泡高さセンサ６１は、この図に示すようにフィードコンベア４０の上方に配置されている。また、泡高さセンサ６１は、その下方を缶Ｃが通過するように配置されている。そのため、缶Ｃが泡高さセンサ６１の下方を通過した場合、泡高さセンサ６１は泡高さセンサ６１から缶Ｃ内で発生している泡Ｂまでの距離を測定する。そして、これにより缶Ｃ内の泡Ｂの高さが測定される。なお、この場合、泡高さセンサ６１が設けられている位置が本発明の基準高さに対応する。泡高さセンサ６１からは、測定した距離に対応した信号が出力される。

泡高さセンサ６１は制御装置６２に接続されており、泡高さセンサ６１の出力信号は制御装置６２に入力される。この制御装置６２は、フィラー１０、シーマ２０、及び各コンベア３０、４０、５０の動作を制御する装置である。制御装置６２は、例えばマイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータユニットによって実現される。制御装置６２には、オペレータに警報を発する警報装置６３が接続されている。警報装置６３には、オペレータへの通知等を表示するための表示装置６４が接続されている。表示装置６４は周知のディスプレイやモニタであるため、詳細な説明を省略する。

制御装置６２は、泡高さセンサ６１の出力信号に基づいて缶Ｃに充填された飲料の量（充填量）が適切な量か否か判定する。なお、この充填量は入味量とも呼ばれる。

図３は、フィラー１０で飲料が充填された缶Ｃの充填量が適切な量か否か判定するために制御装置６２が実行する充填量判定ルーチンを示している。制御装置６２は、飲料充填システム１で缶Ｃに飲料を充填している間、このルーチンを所定の周期で繰り返し実行する。

このルーチンにおいて、制御装置６２はまずステップＳ１１で缶Ｃが泡高さセンサ６１の下方を通過しているか否か判定する。泡高さセンサ６１の下方を缶Ｃが通過していない場合、泡高さセンサ６１は泡高さセンサ６１からフィードコンベア４０の搬送面までの距離を測定する。一方、缶Ｃが下方を通過している場合には上述したように泡高さセンサ６１は泡高さセンサ６１から缶Ｃ内の飲料の泡Ｂまでの距離を測定する。そこで、例えば泡高さセンサ６１が、泡高さセンサ６１からフィードコンベア４０の搬送面までの距離よりも小さい距離を測定した場合に缶Ｃが泡高さセンサ６１の下方を通過していると判定すればよい。この他、例えばフィードコンベア４０の側方に泡高さセンサ６１の下方を缶Ｃが通過しているか否か検出するためのセンサを設け、そのセンサの検出結果に基づいて缶Ｃが下方を通過中か否か判定してもよい。缶Ｃが泡高さセンサ６１の下方を通過していないと判定した場合は、今回のルーチンを終了する。

一方、缶Ｃが泡高さセンサ６１の下方を通過していると判定した場合はステップＳ１２に進み、制御装置６２は缶Ｃ内の飲料の泡Ｂの高さを測定する。この測定は、泡高さセンサ６１の出力信号に基づいて行えばよい。次のステップＳ１３において制御装置６２は、缶Ｃの充填量が予め設定した所定の許容範囲内か否か判定する。周知のように缶Ｃの充填量には、目標量及びその目標量を基準とした許容範囲が設定されている。なお、許容範囲は、缶Ｃの容量や目標量に応じて変化する。そのため、許容範囲は、これらに応じて適宜に設定すればよい。

充填バルブから缶Ｃに充填された飲料の量が許容範囲内であった場合、缶Ｃ内にその飲料の量に応じた高さの泡Ｂが発生する。これに対して、缶Ｃに充填された飲料の量が許容範囲の下限値未満の場合には、缶Ｃ内に発生する泡Ｂの高さが低くなる。缶Ｃに充填された飲料の量が許容範囲の上限値より多い場合には、泡Ｂの高さが缶Ｃの上端よりも高くなり缶Ｃから泡Ｂが溢れるおそれがある。このように泡Ｂの高さは、充填量と相関している。そのため、飲料の充填後に缶Ｃ内に発生している泡Ｂの高さに基づいて缶Ｃの充填量が許容範囲内か否か判定できる。そこで、例えば充填バルブから許容範囲の上限値の量の飲料が充填された場合に発生する泡Ｂの高さと、許容範囲の下限値の量の飲料が充填された場合に発生する泡Ｂの高さとを予め実験等で求めておく。そして、泡高さセンサ６１にて測定した泡Ｂの高さがこれらの間である場合に、缶Ｃの充填量が許容範囲と判定すればよい。缶Ｃの充填量が許容範囲内と判定した場合は、今回のルーチンを終了する。

一方、缶Ｃの充填量が許容範囲外と判定した場合はステップＳ１４に進み、制御装置６２は充填量異常対応処理を実行する。この異常対応処理では、飲料充填システム１による飲料の充填が中止されるように、すなわち飲料充填システム１が停止するようにフィラー１０、シーマ２０、及び各コンベア３０、４０、５０が制御される。また、この処理では、充填量が許容範囲外になった缶Ｃに飲料を充填した充填バルブの番号を特定し、その充填バルブの番号をオペレータに通知する。オペレータの通知は、例えば警報装置６３を制御して特定した充填バルブの番号を表示装置６４に表示させればよい。

上述したようにフィードコンベア４０では、缶Ｃがフィラー１０から排出された順番で搬送される。そのため、フィラー１０からフィードコンベア４０に缶Ｃを受け渡す位置Ｐ１（図１参照）から泡高さセンサ６１がある位置Ｐ２（図１参照）までの間に並んでいる缶Ｃの本数に基づいて、充填量が許容範囲外であった缶Ｃに飲料を充填した充填バルブを特定することができる。例えば、フィラー１０からフィードコンベア４０への缶Ｃの受渡位置から泡高さセンサ６１がある位置までの間に並ぶ缶Ｃの本数を予め実験などにより求めて制御装置６２に記憶させておく。そして、飲料充填システム１が停止したときにフィラー１０の受渡位置にある充填バルブの番号からその本数を引いた番号の充填バルブが、充填量が許容範囲外であった缶Ｃに飲料を充填した充填バルブと推定できる。そして、このように特定した充填バルブの番号を表示装置６４に表示すればよい。その後、今回のルーチンを終了する。

以上に説明したように、本発明によれば、飲料の充填後に缶Ｃ内に発生した泡Ｂの高さに基づいて缶Ｃの充填量が許容範囲内か否か判定するので、充填量の過多、過少をいずれも判定できる。また、本発明では、許容範囲の上限値及び下限値には高さが設定される。そのため、缶Ｃの高さが変更されたり缶Ｃの充填量の目標量が変更されたりした場合にはオペレータがそれらに応じて上限値及び下限値をミリメートル単位で容易に変更できる。そのため、判定基準値を容易に変更することができる。

本発明によれば、泡高さセンサ６１をフィードコンベア４０に設けたので、充填量が許容範囲外の缶Ｃが発生した場合に、速やかに飲料充填システム１を停止することができる。これにより充填量が許容範囲外の缶Ｃが製造される個数を低減できる。従って、歩留まりを改善できる。さらに、本発明によれば、充填量の良否を泡高さセンサ６１のみで検査することができる。この場合、カメラ等のコストが高い装置を設ける必要がないため、装置のコストを低減できる。そして、本発明では、画像処理等の処理負荷が高い処理を実行する必要がないため、制御装置６２に掛かる負荷を軽減できる。

また、本発明によれば、充填量が許容範囲外になった缶Ｃに飲料を充填した充填バルブの番号を特定し、その番号をオペレータに通知するので、複数の充填バルブのうちのどの充填バルブに異常があるかオペレータが探す必要がない。そのため、オペレータの作業負荷を軽減できる。また、異常がある充填バルブを速やかに交換したり修正したりできるので、飲料の充填精度（入味精度とも呼ばれる。）を向上させることができる。そのため、製品の品質を向上させることができる。

なお、上述した形態では、缶Ｃが本発明の容器に相当し、フィラー１０が本発明の充填装置に相当し、フィードコンベア４０が本発明の搬送手段に相当する。また、飲料充填システム１が本発明の液体充填システムに相当し、泡高さセンサ６１が本発明の泡高さ測定手段及び距離測定センサに相当する。そして、図３のステップＳ１３を実行することにより、制御装置６２が本発明の判定手段として機能する。図３のステップＳ１４を実行することにより、制御装置６２が本発明の停止手段として機能する。図３のステップＳ１４を実行することにより、制御装置６２、警報装置６３、及び表示装置６４が本発明の警報手段として機能する。

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してよい。例えば、上述した形態の制御装置や警報装置は、シーケンサで実現されてもよいし、ハードウェア制御回路によって実現されてもよい。

上述した形態では、充填量が許容範囲外の缶Ｃが発生した時点で飲料充填システムを停止させているが、充填量が許容範囲外の缶Ｃが複数本発生した場合に飲料充填システムを停止させてもよい。また、同じ充填バルブで充填量が不良の缶Ｃが連続して発生した場合に、オペレータにその充填バルブの番号を通知して飲料充填システムを停止させてもよい。これにより、飲料充填システムが停止する回数を低減できるので、飲料充填システムの稼働時間を長くすることができる。

１ 飲料充填システム（液体充填システム）
１０ フィラー（充填装置）
１０ａ スターホイール
４０ フィードコンベア（搬送手段）
６０ 検査装置
６１ 泡高さセンサ（泡高さ測定手段、距離測定センサ）
６２ 制御装置（判定手段、警報手段、停止手段）
６３ 警報装置（警報手段）
６４ 表示装置（警報手段）
Ｂ 泡
Ｃ 缶（容器）

Claims (4)

1. 上部が開口している容器に発泡性を有する液体を充填する充填装置と、前記充填装置にて液体が充填され、かつ上部が開口している容器を搬送する搬送手段と、を備えた液体充填システムに適用される検査装置において、
   前記搬送手段にて搬送されている容器内の泡の高さを非接触で測定する泡高さ測定手段と、
   前記泡高さ測定手段が測定した泡の高さに基づいて、その泡が発生している容器の充填量が予め設定した所定の許容範囲内か否か判定する判定手段と、を備えていることを特徴とする検査装置。
2. 前記充填装置は、容器が取り込まれる複数のポケットを有するスターホイールと、前記スターホイールの各ポケットにそれぞれ設けられて前記ポケットに取り込まれている容器に液体を充填する複数の充填バルブと、を備え、
   前記判定手段が容器の充填量が前記許容範囲外と判定した場合に、その容器に液体を充填した充填バルブを特定し、特定した充填バルブをオペレータに通知する警報手段をさらに備えている請求項１に記載の検査装置。
3. 前記判定手段が容器の充填量が前記許容範囲外と判定した場合に、前記液体充填システムを停止させる停止手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の検査装置。
4. 前記泡高さ測定手段として、所定の基準高さから前記搬送手段にて搬送されている容器内の泡までの距離を測定する非接触式の距離測定センサが、前記搬送手段の上方に設けられてい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検査装置。

Images