JP2015021785A - 回転駆動機構の回転量検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で複数の検査対象のそれぞれの回転量を検出できる回転駆動機構の回転量検出装置を提供する。
【解決手段】複数の吸着ヘッド１４の各々をその軸線ＡＸ２の回りに自転させるように駆動する回転駆動装置１５と、軸線ＡＸ１の円周方向に沿って並んだ複数の吸着ヘッド１４を軸線ＡＸ１の回りに公転させるように駆動する駆動源１１ａと、を備えたメインロータ装置３における回転量検出装置１６であって、複数の吸着ヘッド１４とそれぞれ対応付けて設けられ、対応する吸着ヘッド１４の自転に伴って各々回転する複数の回転板３１と、検出対象物吸着ヘッド１４の回転経路１４ａ上の検出位置１４ｂで複数の回転板３１の各々の回転量を検出するセンサ３２と、を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、検出対象をその軸線の回りに自転させつつ、その検出対象を所定の回転軸線の回りに公転させるように駆動する回転駆動機構における検出対象の回転量を検出する回転量検出装置に関する。

回転駆動機構の回転を検出する回転量検出装置が知られている。検出対象をその軸線の回りに自転させつつ、その検出対象を所定の回転軸線の回りに公転させるように駆動する回転駆動機構における検出対象の回転量を検出する回転量検出装置として、例えば、検出対象の円周方向の経路上に設けられ、検出対象の自転数を検出する回転センサ（例えば特許文献１参照）や、複数の検出対象を同期して自転させる回転駆動機構の駆動軸の回転数を検知する近接センサ（例えば特許文献２参照）が知られている。

特開２０１１−１８５６９３号公報 実開平５−４９１６９号公報

自転している検出対象が複数ある場合、それぞれの検出対象に検出手段を設けることはコストアップを招く。一方で、駆動軸の回転量を検出する場合、検出手段は１つで足りるが、個々の検出対象が正常に回転しているかまでは不明である。

そこで、本発明は簡易な構成で複数の検査対象のそれぞれの回転量を検出できる回転駆動機構の回転量検出装置を提供することを目的とする。

本発明の回転駆動機構の回転量検出装置は、複数の検出対象物（１４）の各々をその自転軸線（ＡＸ２）の回りに自転させるように駆動する第１回転駆動手段（１５）と、公転軸線（ＡＸ１）の円周方向に沿って並んだ前記複数の検出対象物を前記公転軸線の回りに公転させるように駆動する第２回転駆動手段（１１ａ）と、を備えた回転駆動機構（３）における回転量検出装置（１６）であって、前記複数の検出対象物とそれぞれ対応付けて設けられ、対応する前記検出対象物の自転に伴って各々回転する複数の被検出部材（３１）と、前記検出対象物の公転経路（１４ａ）上の検出位置（１４ｂ）で前記複数の被検出部材の各々の回転量を検出する回転量検出手段（３２）と、を備えたものである。

本発明の回転駆動機構の回転量検出装置によれば、公転軸線の回りを公転している検出対象物の公転経路上に設けられた検出位置で、回転量検出手段が各検出対象物に設けられた被検出部材の回転量を検出する。これにより、検出対象物の回転量を検出できる。各検出対象物に設けられた被検出部材を一つの回転量検出手段が検出するので、簡易な構成で各検査対象物の回転量を検出することができる。

本発明の回転量検出装置の一形態において、前記複数の被検出部材の各々には、対応する前記検出対象物の自転軸線の円周方向に沿って等間隔に設けられた複数の被検出部（３１ａ）が設けられ、前記回転量検出手段が、前記検出位置で前記被検出部を前記被検出部材毎に検出することにより、前記複数の被検出部材の各々の回転量を検出してもよい。これによれば、回転量検出手段が検出した被検出部の個数で回転量を算出できる。この形態において、前記回転量検出手段が、前記検出位置で前記被検出部材毎に計数した前記被検出部の個数を前記複数の被検出部材の各々の回転量として検出してもよい。

本発明の回転量検出装置の一形態において、前記回転量検出手段により検出された前記複数の被検出部材の各々の回転量が正常であるか否かを判別する判別手段（３３）を備えてもよい。これによれば、被検出部材の回転が正常か否かを判別して回転駆動機構の信頼性の高い動作を実現できる。

本発明の回転量検出装置の一形態において、前記回転駆動機構が、複数の容器をそれぞれ保持する前記複数の検出対象物としての複数の保持手段（２２）を有する容器搬送装置（３）に適用され、前記複数の被検出部材が、前記複数の保持手段にそれぞれ固定されていてもよい。容器搬送装置において、簡易な構成で各保持手段の回転量を検出することができる。この形態において、前記容器搬送装置が、前記容器を撮像する撮像手段（８）を備えた容器検査装置（１）に適用され、前記複数の被検出部材及び前記回転量検出手段が、前記撮像手段の撮像範囲外に設置されていてもよい。撮像装置を避けて回転量検出装置を設けることができる。

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。

本発明によれば、公転軸線の回りを公転している検出対象物の公転経路上に設けられた検出位置で、回転量検出手段が各検出対象物に設けられた被検出部材の回転量を検出する。これにより、検出対象物の回転量を検出できる。各検出対象物に設けられた被検出部材を一つの回転量検出手段が検出するので、簡易な構成で各検査対象物の回転量を検出することができる。

本発明の一形態に係る容器検査装置の平面図。 メインロータ装置の正面図。 吸着ヘッドの拡大図。 回転量検出装置の要部拡大図。 プリフォームの全体図。 回転板の変形例を示す図。 回転板の変形例の他の例を示す図。 回転板の変形例の他の例を示す図。

図１は、本発明の一形態に係る回転量検出装置が適用された容器検査装置の平面図である。容器検査装置１は、検査装置１は、容器としてのプリフォーム１００の外観を検査する。図５は、プリフォーム１００の全体図である。プリフォーム１００には、口部１０１と、首部１０２と、胴部１０３が設けられている。口部１０１の側面には、らせん状の溝部１０１ａが設けられている。また、口部１０１の上端には、開口部１０１ｂが設けられている。首部１０２には、鍔１０２ａが設けられている。胴部１０３には、球面状の底部１０３ａが設けられている。

図１に戻り、容器検査装置１は、所定の搬送経路に沿ってプリフォーム１００を搬送しつつ、搬送途中で各部の外観を検査する。検査結果に応じて、不良品を排出しつつ良品を次工程へ搬送する。検査装置１には、入口スターホイール搬送装置２と、回転駆動機構としてのメインロータ装置３と、出口スターホイール搬送装置４とが設けられている。入口スターホイール搬送装置２は、プリフォーム１００を供給する入口搬送部５からプリフォーム１００を受け取ってメインロータ装置３に搬送する。入口スターホイール搬送装置２には、外周に等間隔に設けられた複数のポケット２ａを有するスターホイール２ｂが設けられている。また、出口スターホイール搬送装置４も同様に、外周に等間隔に設けられた複数のポケット４ａを有するスターホイール４ｂが設けられている。出口スターホイール搬送装置４は、不良品のプリフォーム１００を不良品排出部６へ搬送し、残りの良品のプリフォーム１００を出口搬送部７へ搬送する。なお、入口スターホイール搬送装置２及び出口スターホイール搬送装置４は、周知技術を利用して構成してよい。

図２は、メインロータ装置３の正面図である。メインロータ装置３は、公転軸線としての軸線ＡＸ１に沿って設けられる回転軸１１と、回転軸１１を回転駆動する第２回転駆動手段としての駆動源１１ａと、軸線ＡＸ１の回りに回転する第１ディスク１２と、回転しないように固定された第２ディスク１３と、第１ディスク１２の外周に沿って等間隔に設けられた検出対象物又は保持手段としての複数の吸着ヘッド１４と、吸着ヘッド１４を自転させるための第１回転駆動手段としての回転駆動装置１５と、各吸着ヘッド１４の回転量を検出する回転量検出装置１６とを備えている。回転軸１１に固定されたギア１１ｂに駆動源１１ａが接続され、駆動源１１ａからの動力が伝達されて回転軸１１が回転する。第１ディスク１２は、回転軸１１と一体として回転する。第１ディスク１２には、外周に沿って等間隔に開いた複数の貫通孔１２ａと、吸着ヘッド１４を上下方向に案内する昇降ガイド部材１２ｂとが設けられている。各貫通孔１２ａには、吸着ヘッド１４が挿入され、吸着ヘッド１４は第１ディスク１２の回転に伴って軸線ＡＸ１の回りに回転する。昇降ガイド部材１２ｂには、ガイドレール１２ｃと、ガイドレール１２ｃに沿って案内されるスライダ１２ｄとが設けられている。ガイドレール１２ｃは、第１ディスク１２に固定され、吸着ヘッド１４に固定されたスライダ１２ｄを案内する。また、第２ディスク１３には、外周に沿ってカム１３ａが設けられている。回転駆動装置１５（図１参照）には、複数の軸に掛け回されたスピンベルト１５ａが設けられ、スピンベルト１５ａは、図示しない駆動源から動力を受け、回転駆動する。

図３は、吸着ヘッド１４の拡大図である。吸着ヘッド１４は、自転軸線としての軸線ＡＸ２に沿って設けられ、軸線ＡＸ２の回りに回転する回転軸２１と、プリフォーム１００を保持する保持部２２と、回転軸２１を回転可能に支持する支持部２３と、回転軸２１に回転力を付与するためのプーリ２４と、プリフォーム１００内の空気を吸引するためのバルブ２５とを備えている。回転軸２１は、内部に空気通路を形成するために円筒状に設けられている。保持部２２及びプーリ２４は、回転軸２１に固定されている。保持部２２には、プリフォーム１００を保持するホルダ２２ａが設けられている。ホルダ２２ａは、先端が切り取られた円錐状に形成されている。ホルダ２２ａの下端には、孔部２２ｂが設けられている。孔部２２ｂを介してプリフォーム１００内の空気が吸引されると、プリフォーム１００の上端が保持部２２に吸着される。

支持部２３には、昇降ガイド部材１２ｂのガイドレール１２ｃに案内されるスライダ１２ｄ（図２参照）が固定される。スライダ１２ｄには、カムフォロア２３ａ（図２参照）が設けられている。カムフォロア２３ａは、第２ディスク１３のカム１３ａに沿って案内され、上下方向に移動する。これにより、スライダ１２ｄがガイドレール１２ｃに沿って移動し、吸着ヘッド１４が上下方向に移動する。支持部２３は、第１ディスク１２に支持され、第１ディスク１２の回転に伴って回転する。また、支持部２３内には、軸受（不図示）が設けられ、回転軸２１を回転可能に支持している。プーリ２４は、スピンベルト１５ａの回転力を受ける。これにより、回転軸２１が軸線ＡＸ２の回りに回転（自転）する。バルブ２５には、吸引口２５ａが設けられて図示しないバキュームポンプが接続される。吸引口２５ａは、空気通路を介して孔部２２ｂと接続する。バルブ２５と回転軸２１との間には図示しない軸受が設けられ、バルブ２５は、回転軸２１の回転に伴う回転をしないように構成されている。

図４は、回転量検出装置１６の要部拡大図を示す。回転量検出装置１６は、吸着ヘッド１４の回転軸２１に固定された被検出部材としての回転板３１と、回転板３１の回転量を検出する回転量検出手段としてのセンサ３２と、センサ３２の検出結果に基づいて、吸着ヘッド１４の回転量が正常か否かを判別する判別手段としての制御装置３３とを備えている。回転量検出装置１６が検出する回転量は、一例として回転速度や回転角、回転数等の回転に関連する物理量である。回転板３１は、円形の板で構成され、回転軸２１に固定されている。回転板３１には、軸線ＡＸ２の円周方向に沿って等間隔に被検出部としての複数の孔部３１ａが設けられている。

センサ３２は、吸着ヘッド１４の公転経路としての回転経路１４ａ上の検出位置１４ｂで回転板３１の孔部３１ａを検出する。センサ３２には、一例として、透過型の光電センサが用いられる。センサ３２は、回転経路１４ａ上に設けられ、後述する撮像装置８ａ〜８ｃと互いに干渉しない位置に設けられている。制御装置３３は、マイクロプロセッサと、そのマイクロプロセッサにて実行されるべきオペレーティングシステム等のプログラムが記録されたＲＯＭ、及びマイクロプロセッサに対する作業領域を提供するＲＡＭ等の内部記憶装置とを備えたコンピュータユニットである。制御装置３３内には、コンピュータハードウエアと所定のソフトウエアとの組合せによって実現される適宜の論理的装置が実現される。

検査装置１には、プリフォーム１００を撮像する複数の撮像装置８ａ〜８ｃ（区別する必要のない場合、参照符号８で代表する。）と、検査するプリフォーム１００を照明する照明装置９が設けられている。撮像装置８には、プリフォーム１００を撮像するカメラ８ｄと、ミラー８ｅとが設けられている。カメラ８ｄは、ミラー８ｅを介してプリフォーム１００を撮像する。撮像装置８ａはプリフォーム１００の口部１０１を撮像し、撮像装置８ｂは首部１０２を撮像し、撮像装置８ｃは胴部１０３を撮像する。照明装置９は、撮像するプリフォーム１００を照明するためのもので、適宜の位置に配置される。

検査装置１の動作を説明する。入口搬送部５からプリフォーム１００が入口スターホイール搬送装置２に供給されると、各ポケット２ａに収容され、順次メインロータ装置３へ搬送される。メインロータ装置３では、吸引ヘッド１４の第１シャフト２１及び第２シャフト２２の間の空気通路２３を介してプリフォーム１００内の空気が吸引され、プリフォーム１００は、保持部２２ｂにより口部１０１が保持される。メインロータ装置３では、軸線ＡＸ１の回りに各吸引ヘッド１４が回転（公転）するとともに、回転駆動装置１５のスピンベルト１５ａがプーリ２２ｄを回転させることにより軸線ＡＸ２の回りに吸引ヘッド１４が回転（自転）する。各吸引ヘッド１４は、公転する際に、カムフォロア２２ｈの移動に伴って上下方向に移動する。メインロータ装置３は、入口スターホイール搬送装置２からのプリフォーム１００の供給時、及び出口スターホイール搬送装置４へのプリフォーム１００の受渡し時に各吸引ヘッド１４が上下方向に移動するように構成されている。プリフォーム１００を自転させた状態でプリフォーム１００の各部１０１、１０２、１０３を各撮像装置８ａ〜８ｃで撮像し、外観検査をする。検査後のプリフォーム１００は、出口スターホイール搬送装置４に供給されて、不良品と良品とに区別される。良品のプリフォーム１００は、出口搬送部７から次の工程へ搬送される。

回転量検出装置１６の動作を説明する。上述したように吸着ヘッド１４は、軸線ＡＸ２の回りで自転しながら、軸線ＡＸ１の回りを公転している。各吸着ヘッド１４に設けられた回転板３１は吸着ヘッド１４の回転軸２１に伴って回転し、センサ３２が、移動する回転板３１に設けられた孔部３１ａの個数を回転板３１毎に順次計数する。所定位置に固定されたセンサ３２が計数した孔部３１ａの個数は、吸着ヘッド１４の自転速度に対応する。

制御装置３３は、センサ３２が計数した孔部３１ａの個数と基準検出数とを比較して、吸着ヘッド１４の回転量が正常か否かを判別する。基準検出数は、検査で要求される自転速度の下限値に対応する孔部３１ａの検出個数であり、検査で採用される公転速度と検査で要求される自転速度とから、実験的に又はシミュレーション的に予め算出される。基準検出数は、制御装置３３のメモリに登録されている。そして、制御装置３３は、基準検出数未満の吸着ヘッド１４があると、その旨を図示しない表示部に表示させて作業者に通知する。

これにより、メインロータ装置３に対して１つのセンサ３２を設けるだけで、各吸着ヘッド１４の回転量が検出できる。メインロータ装置３には、複数の吸着ヘッド１４が自転しながら公転するように設けられているため、各吸着ヘッド１４にセンサを設けると給電機構が必要となって構成が複雑化するが、本発明においては吸着ヘッド１４に回転板３２を設けるだけなので、簡易な構成で実現できる。簡易な構成の一例として、回転板３２に複数の孔部３１ａを被検出部として設けることがあげられる。

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、本形態では、回転板３１には複数の孔部３１ａを設ける例で説明したが、これに限られない。例えば、図６に示すように、周縁部に円周方向に沿って等間隔に設けられた複数のスリット３５ａが設けられた回転板３５としてもよい。また、図７に示すように、回転板３１の孔部３１ａに代えて複数の反射部材３６ａが設けられた回転板３６としてもよい。また、回転板３１の上下面に被検出部を設ける例に限られない。例えば、図８に示すように、回転板３７の側面に反射部材３７ａを設けてもよい。反射部材３６ａ、３７ａを設ける場合、センサ３２として反射型の光電センサを用いればよい。センサ３２として、透過型の光電センサで説明したがこれに限られない。上述したように反射型の光電センサを利用してもよく、また、光電センサ以外の各種センサ、例えば近接センサを利用してよい。また、センサ３２として、カメラ等の撮像手段を用いてもよい。撮像手段で被検出部材を撮像し、得られた画像から回転量を検出すればよい。

上述した形態では、回転駆動機構として容器検査装置１のメインロータ装置３で説明したが、これに限られない。メインロータ装置３のように、検出対象が自転しつつ、公転するような構成であれば本発明の回転量検出装置１６を適用できる。例えば、撹拌容器が設けられ、内容物を撹拌する撹拌装置や、製品製造工程で利用される各種生産装置において適用してよい。

１ 容器検査装置
３ メインロータ装置（回転駆動機構）
１１ａ 駆動源（第２回転駆動手段）
１４ 吸着ヘッド（検出対象物、保持手段）
１４ａ 回転経路（公転経路）
１４ｂ 検出位置
１５ 回転駆動装置（第１回転駆動手段）
１６ 回転量検出装置
３１ 回転板（被検出部材）
３１ａ 孔部（被検出部）
３２ センサ（回転量検出手段）
１００ プリフォーム（容器）
ＡＸ１ 軸線（公転軸線）
ＡＸ２ 軸線（自転軸線）

Claims (6)

1. 複数の検出対象物の各々をその自転軸線の回りに自転させるように駆動する第１回転駆動手段と、公転軸線の円周方向に沿って並んだ前記複数の検出対象物を前記公転軸線の回りに公転させるように駆動する第２回転駆動手段と、を備えた回転駆動機構における回転量検出装置であって、
   前記複数の検出対象物とそれぞれ対応付けて設けられ、対応する前記検出対象物の自転に伴って各々回転する複数の被検出部材と、
   前記検出対象物の公転経路上の検出位置で前記複数の被検出部材の各々の回転量を検出する回転量検出手段と、
   を備えた回転量検出装置。
2. 前記複数の被検出部材の各々には、対応する前記検出対象物の自転軸線の円周方向に沿って等間隔に設けられた複数の被検出部が設けられ、
   前記回転量検出手段が、前記検出位置で前記被検出部を前記被検出部材毎に検出することにより、前記複数の被検出部材の各々の回転量を検出する請求項１に記載の回転量検出装置。
3. 前記回転量検出手段が、前記検出位置で前記被検出部材毎に計数した前記被検出部の個数を前記複数の被検出部材の各々の回転量として検出する請求項２に記載の回転量検出装置。
4. 前記回転量検出手段により検出された前記複数の被検出部材の各々の回転量が正常であるか否かを判別する判別手段を備えた請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転量検出装置。
5. 前記回転駆動機構が、複数の容器をそれぞれ保持する前記複数の検出対象物としての複数の保持手段を有する容器搬送装置に適用され、
   前記複数の被検出部材が、前記複数の保持手段にそれぞれ固定されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の回転量検出装置。
6. 前記容器搬送装置が、前記容器を撮像する撮像手段を備えた容器検査装置に適用され、
   前記複数の被検出部材及び前記回転量検出手段が、前記撮像手段の撮像範囲外に設置されている請求項５に記載の回転量検出装置。

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