JP2019142524A - 充填システムおよび充填システムの設定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の演算負荷を抑制し、かつ複数の充填バルブにおいて製品液を均一に充填する設定作業を省力化できる充填システムを提供する。【解決手段】本発明の充填システム４０は、複数の充填バルブの各々に対応して配置される容器５０を保持しながら搬送する搬送体２１を有する充填部１１と、各々の充填バルブについて製品液の充填開始から充填終了までの開弁時間を制御する制御部１６と、充填バルブの各々の識別情報と、規定量の製品液を容器に充填して計測された開弁時間と、が対応付けられた開弁情報を記憶する記憶部３６と、を備える。制御部は、開弁情報に基づいて、各々の充填バルブの開弁時間を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、飲料水等の製品液を容器に充填する充填システムに関する。

飲料水等の製品液を、例えば、樹脂製容器、ガラス瓶、ボトル缶等の容器に充填する装置として、ロータリー充填装置が用いられている。このロータリー充填装置は、搬送される容器を順番に受けるシリンダテーブルの外周部に複数の充填バルブを有する構成である。ロータリー充填装置においては、シリンダテーブルがほぼ１回転して容器が周方向に搬送される間に、充填バルブから容器に製品液が充填される。

ロータリー充填装置においては各容器に製品液を均一に充填することが要求され、ロータリー充填装置における製品液の充填量の制御方法も種々提案されている。例えば、充填バルブの開弁から閉弁までの開弁時間をタイマで制御することにより、各容器に製品液を均一に充填することが従来から行われている。
また、ロータリー充填装置において、容器に充填された製品液の液面を受光素子で光学的に検出し、製造運転のときにリアルタイムで検出した液面の位置に応じて充填バルブの開閉を制御することも提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２００６−２４０６５８号公報 特開２００６−２４０６５９号公報

ロータリー充填装置の各々の充填バルブは機械的な特性が一定ではなく、単位時間当たりの製品液の充填量は充填バルブごとにそれぞれ相違する。従来において、充填バルブの開弁時間をタイマで制御するときには、製品液が均一に充填されるように各々の充填バルブの開弁時間をオペレータが個別に設定する必要があった。しかも、製品液の種類や容器の容量が異なれば充填バルブの最適な開弁時間は変化する。
そのため、充填バルブの開弁時間をタイマで制御すると、各々の充填バルブの開弁時間を設定する作業が非常に煩雑であった。

特許文献１，２のように、リアルタイムで検出した液面の位置に応じて充填バルブの開閉を制御すると、容器への製品液の充填量を高い精度で制御できる。
しかし、特許文献１，２の構成によると、容器に製品液を充填する動画像に基づいて製品液の充填量を判定する処理を製造運転のときに全ての容器に実行することになる。したがって、装置の演算負荷が大きく、装置が高コストとなってしまう。

以上より、本発明は、装置の演算負荷を抑制し、かつ複数の充填バルブにおいて製品液を均一に充填する設定作業を省力化できる充填システムを提供することを目的とする。

本発明の充填システムは、搬送される容器のそれぞれに製品液を充填する複数の充填バルブと、複数の充填バルブの各々に対応して配置される容器を保持しながら搬送する搬送体と、を有する充填部と、各々の充填バルブについて開弁時間を制御する制御部と、充填バルブの各々を識別する識別情報と、規定量の製品液を容器に充填して計測された開弁時間と、が対応付けられた開弁情報を記憶する記憶部と、を備える。制御部は、開弁情報に基づいて、各々の充填バルブの開弁時間を制御する。

開弁時間は、製品液を容器に充填し、製品液の液面が規定量の位置に至るまでを計測して取得された時間であってもよい。
記憶部は、製品液の種類および容器の容量の組み合わせによるパターンごとに、それぞれ開弁情報を記憶してもよい。
記憶部は、容器の形状を示す容器情報を、パターンに対応付けて記憶してもよい。

充填システムは、充填部前段へ搬送される容器を撮像するカメラをさらに備えていてもよい。制御部は、カメラで撮像された容器の形状と、容器情報のマッチングを実行してもよい。
制御部は、カメラで撮像された容器の形状が、設定されているパターンの容器情報と一致しないときに警告を出力してもよい。
制御部は、カメラで撮像された容器の形状に基づいて、パターンを選択してもよい。
容器は、樹脂製容器であってもよく、製品液は、飲料水であってもよい。

本発明の充填システムの設定方法において、充填システムは、充填部と、制御部と、記憶部を備える。充填部は、搬送される容器のそれぞれに製品液を充填する複数の充填バルブと、複数の充填バルブの各々に対応して配置される容器を保持しながら搬送する搬送体と、を有する。制御部は、各々の充填バルブについて開弁時間を制御する。この充填システムの設定方法は、以下の手順を含む。
第１手順では、充填バルブから容器に製品液を充填する。第２手順では、充填バルブから容器に充填される製品液が規定量になるまでの開弁時間を制御部が計測する。第３手順では、計測した開弁時間と、充填バルブの識別情報を対応付けた開弁情報を記憶部に記憶させる。

充填システムの設定方法において、第１手順、第２手順、第３手順は、各々の充填バルブに対して行われてもよい。
第２手順において、製品液が規定量になるときを容器内の液面の位置に基づいて判定してもよい。
また、製品液の種類および容器の容量の組み合わせによるパターンごとに、それぞれ開弁情報を記憶部に記憶させてもよい。

本発明の充填システムは、充填バルブの各々の識別情報と充填バルブの開弁時間とが対応付けられた開弁情報を記憶部に記憶しており、制御部は、各々の充填バルブの開弁時間を開弁情報に基づいて制御する。したがって、本発明によれば、複数の充填バルブの開弁時間の設定を人手で行う場合と比べると大幅に省力化できる。
また、開弁情報における開弁時間は、規定量の製品液を容器に充填して計測された時間であるので、本発明によれば、製品液の充填量を均一になるように設定できる。
また、開弁情報に基づいて充填バルブの開弁時間を制御すると、演算負荷が大きい画像処理による判定は不要になるので、本発明において装置の演算負荷は抑制される。

本発明の実施形態に係る液体充填システムの構成例を示す図である。 ロータリー充填装置の構成を示す図である。 バルブ設定モードの動作を示す流れ図である。 図４（ａ）は、図３のステップＳ３で撮像される画像を示す図であり、図４（ｂ）は、図３のステップＳ４で撮像される画像を示す図である。 記憶部に記録される情報を模式的に示す図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
［液体充填システム４０］
図１は、本実施形態の液体充填システム４０の構成例を示す図である。本実施形態の液体充填システム４０は、順次搬送される樹脂製容器（例えばペットボトル）に製品液である飲料水を連続充填する構成である。以下、樹脂製容器をボトル５０とも称する。

本実施形態の液体充填システム４０は、図１に示すように、上流側から順に、ロータリー洗浄装置１０と、ロータリー充填装置１１と、キャッパ装置１２とを有している。ロータリー洗浄装置１０、ロータリー充填装置１１、キャッパ装置１２は、ボトル５０の転送を行う転送スターホイール１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄを介して連結されている。
また、液体充填システム４０は、容器識別カメラ１４、設定カメラ１５および制御部１６を有する。

液体充填システム４０において、ボトル５０は、各要素の回転体（スターホイール）の外周部に一定ピッチで保持され、各スターホイールの回転に伴って前段から後段に向けて順次搬送される。

ロータリー洗浄装置１０、ロータリー充填装置１１、キャッパ装置１２は、清浄空気で内部が正圧に維持されたクリーンチャンバ（不図示）に収容されている。
ここで、ロータリー洗浄装置１０は、ボトル５０の内部に洗浄液を噴射してボトル５０をすすぐ。キャッパ装置１２は、ロータリー充填装置１１で液体が充填されたボトル５０の口部にキャップを装着する。なお、ロータリー充填装置１１の構成については後述する。

［ロータリー充填装置１１］
ロータリー充填装置１１は、充填部の一例であり、搬送されるボトル５０の内部に製品液である飲料水を充填する。
ロータリー充填装置１１は、図１に示すように、搬送体の一例として、図示しない駆動モータによって一方向に回転駆動されるシリンダテーブル２１を有している。シリンダテーブル２１の外周には、複数（ｎ本、ただしｎは２以上の整数）の充填バルブ２２（図２）が円周方向に沿って所定間隔おきに設けられている。本実施形態においては、各々の充填バルブ２２には１番からｎ番までの識別番号が付与されている。
ロータリー充填装置１１は、ロータリー洗浄装置１０を通過したボトル５０を順番にシリンダテーブル２１で受ける。シリンダテーブル２１がほぼ１回転してボトル５０が周方向に搬送される間に、充填バルブ２２からボトル５０に製品液Ｌが充填される。

ロータリー充填装置１１の充填バルブ２２の構成はいずれも同一である。そのため、本実施形態では代表例として１つの充填バルブ２２の構成を説明し、他の充填バルブに関する重複説明は省略する。
図２に示すように、各々の充填バルブ２２は、ボトル５０の首部を保持するグリッパ２３を有している。充填バルブ２２は、グリッパ２３により保持されたボトル５０内に製品液Ｌを充填する。なお、図２において、ロータリー充填装置１１の回転中心を符号Ｒで示す。
充填バルブ２２に対しては、シリンダテーブル２１の上方に配置されたタンク２４から、液体供給管２５を介して製品液Ｌが供給される。充填バルブ２２は、制御部１６の指示により開弁および閉弁が制御される。

また、本実施形態のロータリー充填装置１１は、バルブ設定モードと、製造運転モードの２つの動作モードを有している。
バルブ設定モードは、各々の充填バルブ２２について開弁から閉弁までの開弁時間を設定する動作モードである。製造運転モードは、バルブ設定モードで設定された開弁時間に基づいて各々の充填バルブ２２を制御し、搬送されるボトル５０に順次製品液Ｌを充填する動作モードである。バルブ設定モードおよび製造運転モードについては後述する。

［容器識別カメラ１４］
容器識別カメラ１４は、カメラの一例であり、製品液Ｌが充填される前に空のボトル５０の全体形状を撮像する。容器識別カメラ１４は、ＣＣＤ(Charge-Coupled Device)やＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの公知のイメージセンサを有し、光源（不図示）からの反射光や透過光によりボトル５０を撮像する。例えば、容器識別カメラ１４には、可視光の結像を撮像するカメラが使用される。

容器識別カメラ１４は、ロータリー充填装置１１の前段に配置される。例えば、図１に示すように、容器識別カメラ１４は、転送スターホイール１３Ｂの外周においてボトル５０が通過する位置に配置されており、搬送方向と交差する方向からボトル５０の全体形状を撮像する。

［設定カメラ１５］
設定カメラ１５は、バルブ設定モードで使用される。設定カメラ１５は、図１に示すように、ロータリー充填装置１１の外周に配置される。設定カメラ１５は、製造運転モードにおいて取り外されていてもよい。
設定カメラ１５は、バルブ設定モードにおいて充填バルブ２２からボトル５０に製品液Ｌが充填されるときに、ボトル５０内の液面の位置を撮像する。制御部１６は、設定カメラ１５が撮像したボトル内の液面の位置に基づいて、ボトル５０への製品液Ｌの充填量を判定する。

設定カメラ１５の構成は、ボトル５０および製品液Ｌに応じて適宜設定される。
例えば、ボトル５０が透明な容器であれば可視光でボトル内の液面を撮像できるので、設定カメラ１５には、例えば、容器識別カメラ１４と同様に可視光の結像を撮像するカメラが使用される。また、製品液が高温の液体であるときには、設定カメラ１５として、製品液から放射される赤外線により容器内の液面の位置を検出する赤外線カメラを使用してもよい。また、ボトル５０が不透明な容器であれば、例えば、設定カメラ１５には、容器を透過して液面を撮像できるＸ線カメラが使用される。

［制御部１６］
図１に示す制御部１６は、液体充填システム４０の各要素の動作を制御するコンピュータである。本実施形態の制御部１６は、ロータリー充填装置１１のバルブ設定モードおよび製造運転モードの制御をそれぞれ実行する。
制御部１６は、オペレータからの入力を受ける入力部３１と、各種の情報を表示する表示部３２と、判定部３３と、計時部３４と、記録処理部３５とを有する。

判定部３３は、バルブ設定モードにおいて、充填バルブ２２からボトル５０に製品液Ｌを充填し、ボトル５０内の液面を撮像した画像に基づいて充填終了を判定する。
計時部３４は、バルブ設定モードにおいて、製品液Ｌの充填開始から充填終了までの時間を測定するタイマである。
記録処理部３５は、記憶媒体である記憶部３６を有し、バルブ設定モードで設定された各充填バルブ２２の開弁時間を記憶部３６に記録する。記憶部３６は、制御部１６に外付けで接続されていてもよい。
なお、判定部３３、計時部３４、記録処理部３５は、専用のハードウエアで構成されていてもよく、制御部１６の演算処理によってソフトウェア的に実現されてもよい。

［液体充填システムの動作］
以下、本実施形態における液体充填システム４０の動作を説明する。
液体充填システム４０の製造運転の前に、ロータリー充填装置１１のバルブ設定モードの動作が行われる。バルブ設定モードは、例えば、液体充填システム４０の初期設定時やオーバーホール時、新規の製品液を使用する前などに実行される。

バルブ設定モードにおいては、製品液の種類と容器の容量との組み合わせのパターン（以下、品種とも称する）ごとに、各充填バルブ２２の開弁時間が設定される。なお、製品液Ｌは種類ごとに液体の粘性が相違するので、容器の容量が同じでも製品液Ｌの種類が異なれば、同じ充填バルブ２２における開弁時間は相違する。

そして、液体充填システム４０の製造運転のときには、ロータリー充填装置１１は製造運転モードで動作する。液体充填システム４０の製造運転においては、バルブ設定モードで開弁時間の設定された複数の充填バルブ２２により、各々のボトル５０に製品液Ｌが順次充填される。

［バルブ設定モード］
図３を参照しつつ、本実施形態のバルブ設定モードの動作を説明する。図３の動作は、入力部３１を介して、制御部１６がオペレータからバルブ設定モードの開始指示を受けたときに開始される。

ステップＳ１は、品種を記録する処理である。
制御部１６は、入力部３１を介して、オペレータから製品液の種類およびボトルの容量の入力を受ける。オペレータから製品液の種類およびボトルの容量の入力を受けると、記録処理部３５は、製品液の種類およびボトルの容量を示す品種情報を記憶部３６に記録する。
ステップＳ１の品種情報は、製造運転モードで製造する品種をオペレータが選択するときの識別情報として使用される。

ステップＳ２は、品種に対応するボトル形状を記録する処理である。
ステップＳ２において、制御部１６は、容器識別カメラ１４により、製品液Ｌを充填する空のボトル５０の全体形状を撮像する。制御部１６は、撮像された画像にエッジ抽出処理を施し、ボトル５０の輪郭の特徴量を抽出する。そして、記録処理部３５は、ボトル５０の輪郭の特徴量を示すボトル形状情報を、品種情報（Ｓ１）と対応付けて記憶部３６に記録する。
なお、ステップＳ２〜Ｓ４で使用されるボトル５０は、いずれも同一種類のボトルである。

ステップＳ２のボトル形状情報は、容器情報の一例であって、例えば、製造運転モードにおいて品種の設定とボトル５０の不整合を検出するときや、ボトル５０の形状の検出結果に基づいて制御部１６が品種の選択を行うときに使用される。

ここで、ボトル形状情報の特徴量は、例えば、エッジの長さ、エッジの交点、２つのエッジの間隔などである。あるいは、ボトルの画像自体をボトル形状情報としてもよい。
なお、ステップＳ２において、制御部１６は、設定カメラ１５で空のボトル５０の全体形状を撮像し、この画像を正規化してボトル形状情報を生成してもよい。

ステップＳ３は、充填終了時の液面の位置を制御部１６に学習させる処理である。
ステップＳ３においては、まず、容器の仕様により規定される容器満量分の製品液Ｌを計量し、この製品液Ｌが充填されたボトル５０を予め準備しておく。そして、制御部１６は、オペレータの指示に応じて、準備されたボトル５０の液面の位置を設定カメラ１５で撮像する。図４（ａ）は、ステップＳ３で撮像される画像の一例であり、画像ＩＭＧ１において容器満量のときの製品液の液面をＬＳ１で示す。

ステップＳ３の画像ＩＭＧ１が示す製品液の液面は、充填終了時の液面の位置を示す教師情報である。後述のステップＳ４の処理においては、ステップＳ３の教師情報により、判定部３３は、設定カメラ１５で撮像された液面の位置が充填終了時の位置か否かを判定できるようになる。

ステップＳ４は、各充填バルブ２２の開弁時間を設定する処理である。
ステップＳ４においては、ｎ本の充填バルブ２２についてそれぞれ以下の（１）〜（６）の手順を実行し、各充填バルブ２２の開弁時間を設定する。

（１）まず、開弁時間を設定する充填バルブ２２を設定カメラ１５で撮像できる位置（例えば、設定カメラ１５の正面）に移動させる。バルブ設定モードにおいて、設定カメラ１５の位置は固定されており、ロータリー充填装置１１のシリンダテーブル２１は、開弁時間を設定する充填バルブ２２を変更するときのみ回転される。つまり、充填バルブ２２と設定カメラ１５の位置関係は、その充填バルブ２２の開弁時間の設定が終わるまで固定される。

（２）次に、開弁時間を設定する充填バルブ２２のグリッパ２３に、空のボトル５０を保持させる。

（３）制御部１６は、オペレータの充填開始指示を入力部３１から受ける。充填開始指示を受けると、制御部１６は、開弁時間を設定する充填バルブ２２を開弁し、ボトル５０への製品液Ｌの充填を開始する。制御部１６は、製品液Ｌの充填開始と同時に、計時部３４に時間の計測を開始させる。

（４）制御部１６は、上記（３）の充填開始指示に応じて、ボトル５０内の液面を示す画像を所定のフレームレートで設定カメラ１５に撮像させる。判定部３３は、設定カメラ１５が撮像した画像の液面と教師情報（Ｓ３）の液面とのマッチングを実行し、充填中の製品液の液面が充填終了時の位置に到達したか否かを判定する。

図４（ｂ）は、ステップＳ４で撮像される画像の一例を示す。図４（ｂ）に示す画像ＩＭＧ２における製品液の液面ＬＳ２は、ボトル５０への製品液Ｌの充填量に応じて逐次変化する。破線で示す液面ＬＳ１（Ｓ３）と液面ＬＳ２が一致すると、判定部３３は、製品液の液面ＬＳ２が充填終了時の位置に到達したと判定する。

（５）充填中のボトルの液面が充填終了時の位置に到達すると、制御部１６は、開弁時間を設定する充填バルブ２２を閉弁し、ボトル５０への製品液Ｌの充填を終了させる。また、制御部１６は、製品液の充填終了と同時に、計時部３４による時間の計測を終了する。計時部３４が計測した充填バルブ２２の開弁から閉弁までの時間により、制御部１６は、充填バルブ２２の開弁時間の情報を取得する。

（６）記録処理部３５は、上記（５）で取得した充填バルブ２２の開弁時間の情報を、品種情報（Ｓ１）および充填バルブ２２の識別番号に対応付けて記憶部３６に記録する。開弁時間と充填バルブ２２の識別番号を対応付けた情報を開弁情報とも称する。

以上のようにして、１本の充填バルブ２２について開弁時間の設定が行われる。その後、異なる充填バルブ２２について、上記（１）〜（６）の動作を実行して開弁時間の設定が同様に行われる。この手順をｎ回繰り返すことで、ステップＳ４において、全ての充填バルブ２２について所定の品種に対応した開弁時間の設定が行われる。ｎ本の充填バルブ２２の開弁時間の設定には、いずれも同じ設定カメラ１５が使用される。

また、ステップＳ４の動作により、充填バルブ２２の識別番号（１〜ｎ）に、充填バルブ２２の開弁時間が対応付けされた開弁情報のデータテーブル（図５参照）が記憶部３６に生成される。

ステップＳ５は、別の品種について開弁時間の設定を行うか否かを確認する処理である。
制御部１６は、製品液の種類、ボトルの容量の組み合わせが異なる別の品種につき、開弁時間の設定を行うか否かをオペレータに確認する表示を表示部３２に出力する。

別の品種について開弁時間の設定を行う入力を制御部１６が受ける（Ｓ５のＹＥＳ）と、ステップＳ１に戻って上記の動作が繰り返される。
具体的には、製品液の種類、ボトルの容量のいずれか一方を変更してステップＳ１〜Ｓ４の動作が実行される。このステップＳ５のループにより、別の品種に対応した各充填バルブ２２の開弁時間の情報が記憶部３６に記録される。
なお、ステップＳ５のループで前回と製品液Ｌが相違するときには、ロータリー充填装置１１の充填バルブ２２、タンク２４および液体供給管２５などを洗浄し、製品液Ｌを入れ替える作業が発生する。

一方、別の品種について開弁時間の設定の必要がなく、バルブ設定モードを終了させる入力を制御部１６が受ける（Ｓ５のＮＯ）と、バルブ設定モードの動作が終了する。

図５は、バルブ設定モードにおいて記憶部３６に記録される情報を模式的に示している。
バルブ設定モードにより１品種の充填バルブの開弁時間を設定すると、記憶部３６には、１品種につき１個のデータセット６０が生成される。
データセット６０は、品種情報６１（Ｓ１）と、ボトル形状情報６２（Ｓ２）と、開弁情報６３（Ｓ４）が対応付けされている。開弁情報６３は、充填バルブの識別番号（１〜ｎ）と、充填バルブの開弁時間が対応付けされたデータテーブルである。図５において、データテーブルの開弁時間の数値は「−」で簡略化して示している。
なお、バルブ設定モードにより複数のｍ品種（ただし、ｍは２以上の整数）について充填バルブ２２の開弁時間を設定すると、図５に示すように、記憶部３６には、ｍ個の異なるデータセット６０が生成される。

［製造運転モード］
次に、本実施形態の製造運転モードの動作を説明する。
まず、制御部１６は、入力部３１を介して、製造する飲料水の品種を指示する品種入力をオペレータから受ける。上記の品種入力を受けると、制御部１６は、指示された品種に対応するデータセット６０を記憶部３６から取得する。そして、制御部１６は、データセット６０に含まれる開弁情報６３に基づいて、ロータリー充填装置１１における各充填バルブ２２の開弁時間をそれぞれ設定する。

製造運転を開始すると、ロータリー洗浄装置１０で洗浄された空のボトル５０は、ロータリー充填装置１１に順次受け渡される。ロータリー充填装置１１は空のボトル５０を順次グリッパ２３で受け、シリンダテーブル２１がほぼ１回転してボトル５０が周方向に搬送される間に、各充填バルブ２２からボトル５０に製品液Ｌが充填される。充填バルブ２２の開弁時間は、品種に応じて充填バルブ２２ごとにバルブ設定モードで最適化されている。そのため、各ボトル５０における製品液Ｌの充填量は高い精度で均一になる。
製品液Ｌが充填されたボトル５０は、キャッパ装置１２によりキャップが装着された後、後段の工程に受け渡される。

また、製造運転を開始するときには、ロータリー充填装置１１の前段で、搬送されているボトル５０の全体形状を容器識別カメラ１４が撮像する。制御部１６は、容器識別カメラ１４で撮像されたボトルの形状と、データセット６０に含まれるボトル形状情報とのマッチングを行う。

搬送されているボトル５０の形状とボトル形状情報が一致すれば、制御部１６はオペレータの品種入力が適正であると判定する。一方、搬送されているボトル５０の形状とボトル形状情報が一致しなければ、制御部１６はオペレータの品種入力が不適正であると判定する。品種入力が不適正であると判定すると、制御部１６は、品種入力が不適正であることを示す警告を表示部３２に出力する。この警告により、オペレータの品種入力のミスが抑止される。

本実施形態の変形例として、製造運転を開始するときに、ボトル５０の形状の検出結果に基づいて制御部１６が品種の選択を行うようにしてもよい。この場合には、上記の品種入力をオペレータが行わない。

例えば、製造運転を開始するときに、ロータリー充填装置１１の前段で、搬送されているボトルの全体形状を容器識別カメラ１４が撮像する。
制御部１６は、搬送されているボトルの形状と、各データセット６０のボトル形状情報のマッチングをそれぞれ実行し、搬送されているボトルの形状とボトル形状情報が一致するデータセット６０を選択する。選択されたデータセット６０は、搬送されているボトル５０の品種に対応する。
制御部１６は、選択されたデータセットに含まれる開弁情報６３に基づいて、ロータリー充填装置１１における各充填バルブ２２の開弁時間をそれぞれ設定する。この変形例によれば、オペレータの品種入力の手間が省かれ、品種切替時の操作が簡略化される。
なお、容器識別カメラ１４が、製造運転中に搬送されているボトル５０の全体形状を撮像し、異なる容量のボトル５０が搬送されるタイミングで品種を切り替えてもよい。

以下、本実施形態のロータリー充填装置１１の効果を述べる。
本実施形態のロータリー充填装置１１は、各々の充填バルブ２２について開弁時間を設定するバルブ設定モードを有する。バルブ設定モードにおいては、ボトル５０内の液面を撮像した画像に基づいて充填終了が判定され、製品液の充填開始から充填終了までの開弁時間が制御部１６によって計測される。計測された開弁時間は、充填バルブ２２の識別情報と対応付けて記憶部３６に記録される。しかも、充填バルブ２２の開弁時間の設定は、品種ごとにそれぞれ個別に行われる。
本実施形態によれば、バルブ設定モードにおいてこれらの動作が制御部１６の制御で実行されるので、複数の充填バルブ２２の開弁時間の設定を人手で行う場合と比べると大幅に省力化できる。

本実施形態において、開弁情報における開弁時間は、規定量の製品液をボトル５０に充填して計測された時間であるので、製品液の充填量を均一になるように設定できる。
また、バルブ設定モードにおける製品液の充填終了の判定は、充填バルブ２２を通過した後のボトル５０内の液面に基づいて行われ、充填バルブ２２の構成に依存しない。
そのため、本実施形態によれば、充填バルブ２２の特性のばらつきに拘わらず、複数の充填バルブ２２の開弁時間を、製品液の充填量が高い精度で均一になるように設定できる。

本実施形態のバルブ設定モードにおいては、各々の充填バルブ２２について同じ設定カメラ１５を使用してボトル５０内の液面を撮像する。本実施形態によれば、ボトル５０内の液面を撮像するカメラが１台で足りるので、装置のコストを抑制できる。また、本実施形態によれば、充填バルブ２２ごとに異なるカメラを使用する場合と比べて、開弁時間の設定においてカメラ間の特性差による誤差も生じなくなる。

本実施形態のロータリー充填装置１１は、製造運転モードにおいて、バルブ設定モードで設定した開弁時間により各々の充填バルブ２２の開閉を制御する。つまり、本実施形態においては、バルブ設定モードではボトル５０内の液面を撮像した画像に基づき充填終了を判定するが、製造運転モードにおいて演算負荷の大きい画像処理による判定は不要になる。したがって、本実施形態によれば、製造運転モードにおける装置の演算負荷を抑制でき、装置のコストが抑制される。

また、製造運転のときに画像処理による判定を行うと、ロータリー充填装置における飲料の生産速度に応じて上記の判定が短時間で連続的に行われる。そのため、上記の飲料の生産速度に応じて装置のコストは非常に高くなる。
これに対し、本実施形態における画像処理による判定は、バルブ設定モードで単発的に行われるので制約が少ない。本実施形態はバルブ設定モードで画像処理による判定を行うが、製造運転で画像処理による判定を行う仕様と比べると、装置のコストは低くて済む。

上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択することや、他の構成に適宜変更することが可能である。

例えば、上記実施形態においては、ボトル５０に充填される製品液が飲料水である例を説明した。しかし、本発明の充填システムは飲料水の充填に限定されるものではなく、調味料、医薬品等の他の液体を充填の対象としてもよい。
また、本発明の充填システムは、樹脂製容器（ペットボトルなど）に製品液を充填する構成に限定されることなく、びんや缶容器に製品液を充填する構成にも広く適用できる。

上記実施形態においては、設定カメラ１５の位置を固定する構成を説明した。しかし、設定カメラ１５をシリンダテーブル２１に取り付け、充填バルブ２２との相対位置を一定にした状態で設定カメラ１５を回転させてもよい。

また、ロータリー充填装置１１の周囲に複数台の設定カメラ１５を設置し、複数の充填バルブ２２の開弁時間を同時に設定してもよい。例えば、上記実施形態において２台の設定カメラ１５を用いれば、２つの充填バルブ２２の開弁時間を同時に設定できる。
あるいは、シリンダテーブル２１を回転させながら複数の充填バルブ２２でボトル５０に製品液を充填し、複数台の設定カメラ１５で周方向に移動する各ボトル５０の液面を検出することで、複数の充填バルブ２２の開弁時間を同時に設定してもよい。

バルブ設定モードにおいて、設定カメラ１５は、図４（ａ）、（ｂ）に示すようにボトル５０の全体を撮像しなくともよい。例えば、設定カメラ１５は、ボトル５０の首部近傍を部分的に撮像し、この画像を用いて判定部３３が充填終了を判定してもよい。

上記実施形態において、ボトル内の液面を検出する検出装置はカメラでなくともよく、例えば、ラインセンサ等を用いてもよい。
また、上記実施形態のバルブ設定モードにおいては、計時部３４の開弁時間をボトル５０内の液面の位置に基づいて判定した。しかし、本発明において、ボトル５０への充填終了の判定は上記に限定されるものではない。例えば、製品液を満量充填したボトル５０の重量を測定して充填終了時のボトル５０の重量を予め取得し、製品液を充填しているボトル５０の重量が充填終了時の重量に一致したときに充填終了を判定してもよい。

１０ ロータリー洗浄装置
１１ ロータリー充填装置
１２ キャッパ装置
１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ 転送スターホイール
１４ 容器識別カメラ
１５ 設定カメラ
１６ 制御部
２１ シリンダテーブル
２２ 充填バルブ
２３ グリッパ
２４ タンク
２５ 液体供給管
３１ 入力部
３２ 表示部
３３ 判定部
３４ 計時部
３５ 記録処理部
３６ 記憶部
４０ 液体充填システム
５０ ボトル
６０ データセット
６１ 品種情報
６２ ボトル形状情報
６３ 開弁情報

Claims (12)

1. 搬送される容器のそれぞれに製品液を充填する複数の充填バルブと、複数の前記充填バルブの各々に対応して配置される前記容器を保持しながら搬送する搬送体と、を有する充填部と、
   各々の前記充填バルブについて開弁時間を制御する制御部と、
   前記充填バルブの各々を識別する識別情報と、規定量の前記製品液を前記容器に充填して計測された前記開弁時間と、が対応付けられた開弁情報を記憶する記憶部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記開弁情報に基づいて、各々の前記充填バルブの前記開弁時間を制御する、
   ことを特徴とする充填システム。
2. 前記開弁時間は、前記製品液を前記容器に充填し、前記製品液の液面が前記規定量の位置に至るまでを計測して取得された時間である、
   請求項１に記載の充填システム。
3. 前記記憶部は、前記製品液の種類および前記容器の容量の組み合わせによるパターンごとに、それぞれ前記開弁情報を記憶する、
   請求項１または請求項２に記載の充填システム。
4. 前記記憶部は、前記容器の形状を示す容器情報を、前記パターンに対応付けて記憶する、
   請求項３に記載の充填システム。
5. 前記充填部前段へ搬送される前記容器を撮像するカメラをさらに備え、
   前記制御部は、前記カメラで撮像された前記容器の形状と、前記容器情報のマッチングを実行する、
   請求項４に記載の充填システム。
6. 前記制御部は、前記カメラで撮像された前記容器の形状が、設定されている前記パターンの前記容器情報と一致しないときに警告を出力する、
   請求項５に記載の充填システム。
7. 前記制御部は、前記カメラで撮像された前記容器の形状に基づいて、前記パターンを選択する、
   請求項５に記載の充填システム。
8. 前記容器は、樹脂製容器であり、
   前記製品液は、飲料水である、
   請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の充填システム。
9. 搬送される容器のそれぞれに製品液を充填する複数の充填バルブと、複数の前記充填バルブの各々に対応して配置される前記容器を保持しながら搬送する搬送体と、を有する充填部と、各々の前記充填バルブについて開弁時間を制御する制御部と、記憶部を備える充填システムの設定方法であって、
   前記充填バルブから前記容器に前記製品液を充填する第１手順と、
   前記充填バルブから前記容器に充填される前記製品液が規定量になるまでの前記開弁時間を前記制御部が計測する第２手順と、
   前記計測した前記開弁時間と、前記充填バルブの識別情報を対応付けた開弁情報を前記記憶部に記憶させる第３手順と、
   を含む充填システムの設定方法。
10. 前記第１手順、前記第２手順、前記第３手順は、各々の前記充填バルブに対して行われる、
    請求項９に記載の充填システムの設定方法。
11. 前記第２手順において、前記製品液が規定量になるときを前記容器内の液面の位置に基づいて判定する、
    請求項９または請求項１０に充填システムの設定方法。
12. 前記製品液の種類および前記容器の容量の組み合わせによるパターンごとに、それぞれ前記開弁情報を前記記憶部に記憶させる、
    請求項９から請求項１１のいずれか一項に充填システムの設定方法。

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