JP3814293B2 - 移動するコンベヤまで容器を搬送する装置 - Google Patents
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Description
本発明は、材料処理装置に関し、特には、連続して移動する出力コンベヤまで複数の容器を同時に搬送する装置に関する。
技術背景
包装産業において、移動するコンベヤ上に容器、包装体及び/又は品物を搬送することがしばしば必要とされる。例えば、充填された容器を包装装置から出力コンベヤ上に搬送することが必要とされ、コンベヤは、包装設備の他の位置まで容器を送る。一般的に、容器はコンベヤ上に所定の装置によって積載され、その装置は、コンベヤ上に容器を側方から押動する。そのような装置は、ブラックマン(Blackman)の米国特許第4,617,778号に記載されている。移動するコンベヤ上まで搬送される際に容器はしばしば転倒してしまうために、そのような方法は問題がある。容器が転倒すると、ラインが閉塞される可能性があり、包装作業における望まれないダウンタイムが発生してしまう。
かご型容器又は区画を備えたコンベヤを設けることも知られている。かご型容器又は区画は、所定の数の搬送された物品を受け取り、かつコンベヤ上において物品を必要な向きに維持するように構成されている。これらの装置の例は、ハンター(Hunter)の米国特許第4,768,642号及びエングレソン(Engleson)の米国特許第2,827,148号に記載されている。そのような装置は、容器が転倒する可能性を減少させることができるが、搬送された物品を受け取ることができるようにコンベヤを特別に構成しなければならないために、それらの装置は望まれない。更に、それらの装置では、コンベヤに物品を搬送するタイミングを合わせるのが困難である。
他の方法では、コンベヤを割出しするか断続的に作動させることを使用する。断続的にコンベヤを使用する装置は、ブレザード(Blezard)の米国特許第5,004,093号に記載されている。割出し式コンベヤは、作業におけるスループットが減少してしまうために望まれない。
発明の開示
本発明は、支持表面から、該支持表面に隣接して配置された連続的に移動するコンベヤまで複数の容器を搬送する装置を提供する。その装置は、支持表面からコンベヤ上に複数の容器を同時に押動する押動装置を有する。シャトル装置は、コンベヤ上に容器が押動された際に容器を受け取り、かつ容器の移動速度がコンベヤの移動速度にほぼ等しくなるまでコンベヤに沿って容器を加速する。
一実施形態において、押動装置は、支持表面に隣接してかつコンベヤの反対側に配置された少なくとも一つの押動板を有する。押動板は、コンベヤに対して横断する方向に、かつ格納位置と延長位置との間で移動可能であり、コンベヤ上に複数の容器を同時に搬送することができる。空気圧シリンダは、延長位置と格納位置との間で押動板を移動する。シャトル装置はシャトル板を有し、シャトル板は、押動板によってコンベヤ上に容器が積載された際に容器を受け取るように配列された複数の区画を有する。シャトル板は、コンベヤに対して平行に延長している第一の軸に沿って、かつ押動板に向かい合った第一の位置と押動板の下流側の第二の位置との間で移動可能である。更にシャトル板は、コンベヤに対して垂直に延長している第二の軸に沿って、かつシャトル板の延長位置とシャトル板の格納位置との間で移動可能であり、シャトル板の延長位置において、シャトル板はコンベヤ上に配置されており、シャトル板の格納位置において、シャトル板はコンベヤから横方向に間隔をあけられている。一対の空気圧シリンダは、第一の軸と第二の軸とに沿ってシャトル板を移動する。
本発明の他の目的及び効果は、添付の図面と以下の説明を参照することにより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
図1は、移動するコンベヤ上に容器を積載するための搬送装置の前部の斜視図である。
図2は、搬送装置の後部の斜視図である。
図3は、容器の一群をコンベヤ上に積載するように配置されたシャトル板を示す搬送装置の平面図である。
図4は、シャトル板内に容器を積載する押動板を示す搬送装置の平面図である。
図5は、第二の位置におけるキャリヤ組立品と格納位置におけるシャトル板とを示す搬送装置の後部の斜視図である。
図6は、図5の位置に配置された搬送装置の平面図である。
図7は、搬送装置の作動を制御するための一つの型式の制御装置の概略のブロック図である。
図8は、図7の制御装置に使用可能なタイミングチャートである。
好ましい実施態様の詳細な記載
移動するコンベヤ上に容器を積載するための搬送装置10を全体として図1及び図2に概略示す。搬送装置10は、例えば包装装置(図示せず)から継ぎ目なしコンベヤ18上に容器14を積載するために使用可能であり、コンベヤ18は、続いて容器14を包装設備内の所定位置まで移動する。認識できることとして、搬送装置10は、移動するコンベヤ上に容器、包装体及び生材料を含む物を搬送することが必要な他のものにも容易に適用可能である。
包装装置は、真空カップ22の型式の移動可能な支持部を有する。真空カップ22は、“真空カップの下側型(Vacuum Cup Bottom Former)”という名称の米国出願番号08/315,403(法人整理番号TRX-0065、代理人整理番号10599US01)により詳細に記載されており、その記載をここでは参考として組み込んでいる。容器14は、真空カップ22の頂面に沿って一列に配列されたホルダ(図示せず)に保持されている。真空カップ22は、上昇位置(図示せず)と下降位置(図1)との間を一対の案内アーム(図示せず)に沿って垂直方向に移動する。下降位置において、真空カップ22はコンベヤ18に隣接して配置されている。真空カップ22が下降位置に到達する際、ピストン(図示せず)は、ホルダ内を上方に移動し、ホルダから容器14を排出する。
容器14がホルダから排出されると、搬送装置10は、移動するコンベヤ18上に容器14を積載する。この目的のために、搬送装置10は、押動装置26とシャトル装置30とを有する。押動装置26とシャトル装置30とは、包装装置の基部(図示せず)に取付けられている。包装装置の基部は、互いに関して、及び真空カップ22と出力コンベヤ18とに関して、押動装置26とシャトル装置30との向きを維持している。押動装置26は、真空カップ22からコンベヤ18まで所定の数の容器14を同時に搬送するのに適している。この目的のために、押動装置26は第一の押動板34aと第二の押動板34bとを有する。真空カップ22が下降位置に配置されている場合、第一の押動板34aと第二の押動板34bとは、容器14と整列するように配置される。認識できることとして、搬送装置に単一の押動板を使用することも可能である。
押動板34a、34bは、コンベヤ18に対して横断する方向に、かつコンベヤ18から離れた格納位置とコンベヤ18に近い延長位置との間で移動可能である。図1及び図2において、押動板34a、34bを、格納位置を二点鎖線で、延長位置を実線で示している。格納位置から延長位置まで押動板34a、34bが移動する場合、押動板34a、34bは、真空カップ22を横断して移動し、同時にコンベヤ18上まで複数の容器14を移動する。各押動板34a、34bは、支持部の幅の概略半分である幅W(図3)を有する。それゆえ、各押動板34a、34bは、真空カップ22によって保持されている容器14のうちの半分の容器を“押動”する。
一対の空気圧シリンダ38a、38bは、取付け用ブラケット46a、46bによって各押動板34a、34bの裏面に確実に結合されたピストンロッド42a、42bを有する。圧縮空気は、ピストンロッド42a、42bを駆動するため、それゆえ格納位置と延長位置との間で押動板34a、34bを駆動するために、外部の源部(図示せず)から空気圧シリンダ38a、38bに制御可能に供給される。空気圧シリンダ38a、38bは、従来の技術から知られている、複動エアシリンダである。各空気圧シリンダ38a、38bは、制御信号に反応するソレノイド操作弁を有し、シリンダへの圧縮空気の流れを調節する。制御信号を発生させるための装置を図7に詳細に示す。各空気圧シリンダ38a、38bは、手動で調節可能な流れ制御弁(図示せず)を更に有し、シリンダからの排気の流れを調節する。それゆえ、ピストンロッド42a、42bの移動速度の調節が可能になる。
空気圧シリンダ38a、38bはブッシュ50a、50bに取付けられており、ブッシュ50a、50bは、取付け用ブラケット(図示せず)によって包装装置の基部に確実に結合されている。一対の案内ロッド54a、54bは、各ブッシュ50a、50b内に摺動可能に取付けられており、更にそれぞれのピストンロッド42a、42bに対して平行に延長している。案内ロッド54a、54bの端部はブラケット46a、46bに結合されており、押動板34a、34bは、格納位置と延長位置との間を移動する際に支持される。空気圧シリンダ38、案内ロッド54及びブッシュ50のすべては、市場においてメクマン(Mecman)から入手可能である。他の市販の部品も適切に使用可能である。
図3に最適に示すように、シャトル装置30はシャトル板60を有する。シャトル板60は、移動可能であり、そのため、容器14がコンベヤ18上まで押動される際に容器14を収容することができる。シャトル板60は、押動板34a、34bの側に延長している複数の指部64を有する。指部は、シャトル板60の前面62に沿って均等に間隔をあけられており、複数の区画68を形成している。各区画は、複数の容器14のうちの一つの容器を収容できるような寸法にされている。区画は容器を支持し、移動するコンベヤ上に容器が押動される際に容器が転倒するのを防止することができる。
シャトル板60は、コンベヤ18に対して平行に延長している第一の軸72に沿って、かつ押動板34a、34bに向かい合った第一の位置(図3)と第二の位置(図6)との間を移動可能である。シャトル板は、第一の位置から第二の位置まで移動する場合、矢印73で示すようにコンベヤの移動方向に移動する。シャトル板60は、更にコンベヤ18に対して垂直に延長している第二の軸76に沿って移動可能である。シャトル板60は、延長位置と格納位置との間で第二の軸76に沿って移動する。延長位置において、シャトル板はコンベヤ上に配置されており、格納位置において、シャトル板は、押動板34a、34bの反対側にコンベヤから横方向に離されている。
シャトル板60は、第一の軸72と第二の軸76とに沿ってシャトル板を移動させるために適合されたキャリヤ組立品80に結合されている。図2及び図3に示すように、キャリヤ組立品80は一対の平行な端板84を有し、各端板は、一対の案内レール86に摺動可能に結合されている。案内レール86は、第一の軸72に対して平行に延長しており、更に案内レール86の向かい合った端部に配置された支持部材90によって支持されている。支持部材90は、一対の間隔をあけられた横方向の部材96の間を延長している長手方向の部材94によって更に支持されている。横方向の部材96は、例えば、包装装置の基部の一部を形成可能である。
上述したものとほぼ同様の第三の空気圧シリンダ100は、第一の軸72に沿ってキャリヤ組立品と共に移動するために、キャリヤ組立品80に取付けられている。空気圧シリンダ100のピストンロッド104は、第二の軸76に沿って延長しており、更に第二の軸76に沿って、かつシャトル板の格納位置と延長位置との間でシャトル板を移動するためにシャトル板60の裏面に確実に結合されている。空気圧シリンダ100はソレノイド操作弁を有する。ソレノイド操作弁は、制御信号を受け取ること、及び空気圧シリンダへの圧縮空気の流れを調節することに適しており、ピストンロッド104の動作を制御することができる。ブッシュ108は、空気圧シリンダ100とキャリヤ組立品80とを結合している。ピストンロッド104に対して平行に延長している一対の案内ロッド108は、ブッシュ112内に摺動可能に取付けられている。案内ロッド108の端部は、シャトル板60の裏面に結合されており、シャトル板60を支持している。
第四の空気圧シリンダ120は、キャリヤ組立品80及びシャトル板60を第一の軸72に沿って移動するために結合されている。第四の空気圧シリンダ120は、案内レール86の間に取付けられており、第四の空気圧シリンダのピストンロッド124は案内レールに対して平行に延長している(図6)。シリンダ120の閉鎖された端部は、結合用ブラケット128を介して一方の支持部材90に結合されている(図5)。同様に、ピストンロッド124が延長している側の端部は、第二の結合用ブラケット132を介して一方のキャリヤ組立品の端板84に結合されている。第四の空気圧シリンダ120はソレノイド操作弁を有し、ソレノイド操作弁は、制御信号を受け取ること、及び応答して圧縮空気の流れを調節することに適しており、ピストンロッド124の位置を制御することができる。格納位置へのピストンロッド124の動作により、キャリヤ組立品80及びシャトル板60が第一の位置まで移動される。延長位置へのピストンロッドの動作により、キャリヤ組立品80及びシャトル板60は第二の位置まで移動される。
図7は、空気圧シリンダ38a、38b、100、120の作動を制御するのに適した制御装置の一実施形態を示す概略のブロック図である。制御装置200はプログラマブル電気制御部205を有する。電気制御部205は、“包装装置の制御装置(Control System for a Packaging Machine)”という名称の米国出願番号08/315,414(法人整理番号TRX-0126、代理人整理番号10623US01)により詳細に記載されており、その記載をここでは参考として組み込んでいる。電気制御部205は、プログラマブルロジックコントローラ(“PLC”)と、産業用PC215と、プログラマブル軸管理部(“PAM”)とを有する。それらのすべては、VMEバスラック225内において互いに連通して結合されている。制御装置200の構成部品は、市場で入手可能な多数の製品の中から選択可能である。特有の相互接続は、選択された製品に依存しているが、そのようなサーボ制御装置に通じている当業者ならば相互接続を行うことができる。例えば、PLC210は、ジーエムファナック(GM Funac)によって製造されたModel 9070であることが可能である。PAM220は、例えばジーエムファナックから入手可能なPAMであることが可能である。
電気制御部205は、入力/出力(“I/O■)インターフェースユニット230を介して結合されており、包装装置全体の様々な構成部品に対して制御信号を連通させることができる。詳細には、PAM220は、それぞれのライン260〜280を介して複数のサーボアンプ250a〜250dに結合されており、ライン260〜280は、例えば光学的な環状ネットワークであることが可能である。サーボアンプ250a〜250dは、包装装置内の様々な他の機構を駆動するための制御サーボモータ(図示せず)に更に結合されている。サーボアンプ250a〜250dは、例えばソカペル(Socapel)から入手可能なModel ST-1アンプであることが可能である。ST-1サーボアンプが使用される場合、サーボアンプはそれぞれ結合されたI/Oカードを有する。それぞれの空気圧シリンダ38a、38b、100、120のソレノイド操作弁300a〜300dは、サーボアンプ250a及び250cに結合されたI/Oカードを通じて作動される。あるいは、ソレノイド操作弁300a〜300dは、I/Oインターフェースユニット230を介して電気制御部205に直接結合されることも可能である。PAM220は、PLC210から指示を受け取り、所定の順序に従って空気圧シリンダ38を作動させる。その結果、容器18は、真空カップ25からコンベヤ18まで搬送される。
搬送装置10の作動サイクルを、図8のタイミング図を参照して以下説明する。作動サイクルの間の異なる段階における搬送装置を示した図1〜図6も参照する。まず、真空カップ22が下降位置に到達する際、押動板34a、34bは格納位置に配置されており、キャリヤ組立品80は、シャトル板60が格納された状態で第一の位置に配置されている。時間T0において、押動板34a、34bは、延長位置の側に移動を開始し、更にシャトル板60は、第二の軸76に沿って延長位置の側に移動を開始する。押動板34a、34bは、真空カップ22を横断して移動する際に、容器の列と係合し、かつ容器をコンベヤ18の側に移動する。シャトル板60は、時間T1において延長位置に到達する(図3)。押動板34a、34bは、時間丁2において延長位置に到達する(図4)。容器14が、コンベヤ18上に押動され、区画68内に積載されるように、シャトル板60は配置されている。
容器14がシャトル板60内に積載されると、第四の空気圧シリンダ120は、延長し、第一のコンベヤに沿って第二の位置の側にキャリヤ組立品80とシャトル板60とを移動する。キャリヤ組立品80は、第二の位置の側に移動する際に、コンベヤの搬送方向に移動し、かつコンベヤ18の速度とほぼ等しい速度まで加速する。時間T4において、コンベヤの速度にシャトル板60の速度が到達すると、第三の空気圧シリンダ100は、第二の軸76に沿ってシャトル板60を格納し始める。時間T5において、シャトル板60は容器14の位置から完全に格納される(図5及び図6)。コンベヤ18上の案内レール140は、シャトル板80が格納される際に、容器14が横方向に移動しないように容器14を支持している(図1)。時間T6において、シャトル板60が完全に格納されると、キャリヤ組立品80は、容器14の次の一群を受け取るために、第一の位置への移動を開始する。
図7に戻り、電気制御部205は、作動制御パネル320のビデオモニタの作動を制御するためにも結合されており、作動制御パネル320は、装置の状態の情報をユーザーに伝える。例えば、電気制御部205は、様々な空気圧シリンダ38a、38b、100、120のピストンロッド42a、42b、104、124の絶対位置を監視するようにプログラムが作成されており、搬送装置が適切に作動していることを確認する。この目的のために、それぞれの空気圧シリンダ38a、38b、100、120は絶対位置センサ400a〜400dを有し、絶対位置センサ400a〜400dは、それぞれのピストンロッド42a、42b、104、124の位置を検出すること、及び電気信号をそれぞれ形成することに適しており、その電気信号は、I/Oカード290、295を介して電気制御部205まで伝えられる。あるいは、位置センサ400a〜400dは、I/Oインターフェースユニット230を介して電気制御部205に結合されることも可能である。
電気制御部205は、各作動サイクルの間の所定の時間に、様々なピストンロッド42a、42b、104、124の位置をチェックするようにプログラムが作成されている。チェックの際にピストンロッド42a、42b、104、124が正確な位置に配置されていない場合、故障が発生したと認識する。そのような故障の一つの原因として、容器が転倒して、搬送装置の構成部品を閉塞してしまうことが考えられる。故障が検出されると、電気制御部205は、包装装置を停止する、及び/又はオペレータ制御パネル320に故障コード又はメッセージを伝えるようにプログラムが作成されている。
特有の実施形態を参照して本発明を説明したが、当業者ならば、添付の請求の範囲に示した本発明の範囲及び精神から逸脱することなく本発明を変更できることが認識できるであろう。
Claims (6)
- 支持表面から、該支持表面に隣接して配置した連続的に移動するコンベヤまで、複数の容器を搬送する装置(10)において、
a)前記支持表面(22)から前記コンベヤ(18)まで複数の容器(14)を同時に押動する押動手段(26)と、
b)前記押動手段(26)によって前記コンベヤ(18)まで容器(14)が押動される際に容器を受け取り、かつ容器の移動速度が前記コンベヤの移動速度とほぼ等しくなるまで前記コンベヤに沿って容器を加速するシャトル手段(30)とを有し、
このシャトル手段(30)は、
前記押動手段(26)によって容器(14)が前記コンベヤ(18)上に積載された際に容器を受け取るように配列した複数の区画(68)を備えるシャトル板(60)であって、該シャトル板が、前記コンベヤに対して平行に延びた第一の軸(72)に沿って、前記押動手段に向かい合った第一の位置と該押動手段の下流側の第二の位置との間で移動可能であり、該シャトル板がまた、前記コンベヤに対して直角に延びた第二の軸(76)に沿って、該シャトル板が前記コンベヤ上に位置する延長位置と、該シャトル板が前記押動手段の反対側で前記コンベヤから横方向に間隔をあけている格納位置との間で移動可能であるシャトル板(60)と、
上記第一の軸(72)に対して平行に延在する少なくとも一つの案内レール(86)と、前記第一の軸(72)に沿って移動するために、上記案内レール(86)に摺動可能に取付けたキャリヤ組立品(80)と、
前記キャリヤ組立品(80)と共に移動するために該キャリヤ組立品に取付けた第一の空気圧シリンダ(100)であって、前記第二の軸(76)に沿って、前記シャトル板(60)の延長位置と格納位置との間で、該シャトル板を移動するように結合した第一の空気圧シリンダ(100)と、
前記第一の軸(72)に沿って、前記第一の位置と第二の位置との間で、前記キャリヤ組立品(80)を移動するために結合した第二の空気圧シリンダ(120)とを有する、装置。 - 請求項1に記載の装置において、前記押動手段(26)は、
a)前記支持表面(22)に隣接してかつ前記コンベヤ(18)の反対側に配置した少なくとも一つの押動板(34a、34b)を具備し、該押動板は、前記コンベヤに対して横断する方向に、格納位置と延長位置との間で移動可能であり、
b)前記格納位置と延長位置との間で前記押動板(34a、34b)を移動する手段とを具備する、装置。 - 請求項1に記載の装置において、前記押動板(34a、34b)を移動する手段は、前記延長位置と格納位置との間で前記押動板を移動するために結合した空気圧シリンダ(38a、38b)を具備する、装置。
- 請求項3に記載の装置において、前記押動板(34a、34b)を移動する手段は、前記空気圧シリンダ(38a、38b)の作動を制御するために結合したプログラマブル電気制御部(205)を更に具備する、装置。
- 請求項1に記載の装置において、前記支持表面(22)と前記コンベヤ(18)との間の搬送の際の容器の転倒を検出する手段(400a−400d)を更に具備する、装置。
- 支持表面から、該支持表面に隣接して配置した連続的に移動するコンベヤまで、複数の容器を搬送する装置(10)において、
a)前記支持表面(22)上で容器(14)と係合するように配置した少なくとも一つの押動板(34a、34b)であって、前記コンベヤ(18)に対して横断して延びた軸(76)に沿って、前記コンベヤから離れた格納位置と前記コンベヤに近い延長位置との間で移動可能である押動板(34a、34b)と、
b)前記押動板(34a、34b)を該押動板の格納位置と延長位置との間で移動させて複数の容器(14)を前記支持表面(22)から前記コンベヤ(18)上に同時に押動するように結合した第一の空気圧シリンダ(38a、38b)と、
c)前記押動板(34a、34b)によって容器(14)が前記コンベヤ(18)上に積載された際に容器を受け取るように配列した複数の区画(68)を具備するシャトル板(60)であって、該シャトル板は、前記コンベヤに対して平行に延びた第一の軸(72)に沿って、前記押動板に向かい合った第一の位置と該押動板の下流側の第二の位置との間で移動可能であり、該シャトル板はまた、前記コンベヤに対して直角に延びた第二の軸(76)に沿って、該シャトル板が前記コンベヤ上に位置する延長位置と、該シャトル板が前記押動板の反対側にて前記コンベヤから横方向に間隔をあけられる格納位置との間で移動可能である、シャトル板(60)と、
d)前記第一の軸(72)に対して平行に延在する少なくとも一つの案内レール(86)と、
e)前記シャトル板(60)に結合したキャリヤ組立品(80)であって、前記第一の軸(72)に沿って移動するために前記案内レール(86)に摺動可能に取付けたキャリヤ組立品(80)と、
f)前記キャリヤ組立品(80)と共に移動するために該キャリヤ組立品に取付けた第二の空気圧シリンダ(100)であって、前記第二の軸(76)に沿って、前記延長位置と格納位置との間で前記シャトル板(60)を移動するように結合した第二の空気圧シリンダ(100)と、
g)第三の空気圧シリンダ(120)であって、前記キャリヤ組立品(80)を前記第一の軸(72)に沿って前記第一と第二の位置間で移動させるように該キャリヤ組立品に結合し、これによって前記シャトル板(60)の第一と第二の軸に沿った該シャトル板の、所定の順序での移動を容易にして、容器(14)の移動速度が前記コンベヤ(18)の移動速度にほぼ等しくなるまで該コンベヤに沿って容器を加速する、第三の空気圧シリンダ(120)とを有する、装置。
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