JP4249889B2 - シールチェック装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、包装された商品のシールチェックを行うシールチェック装置に関し、商品検査技術の分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、スナック菓子等の内容物が包装袋に袋詰めされた商品は、その包装袋のシール不良によって上記内容物が早く劣化する虞のあるものを発見するために、包装袋のシール状態を検査するシールチェックが行われる。
【０００３】
その際、従来における商品のシールチェックは、包装袋を上方から押圧して圧力をかけることにより行われている。つまり、商品が適正にシールされているものであるときは、押圧しても袋内の空気等が外部へ漏れ出さず、上記のように商品を押圧する部材が商品からほぼ一定の反力を受けることになるから、該押圧部材のストロークや押圧部材に作用する押圧反力が変化せず、一方、商品が適正にシールされていないものであるときは、上記押圧部材の押圧力によって袋内の空気等が外部へ漏れ出し、商品の包装袋が萎んで上記押圧部材のストロークや押圧反力が変化することになる。このような包装袋を上方から押圧したときの押圧部材のストロークや押圧反力の変化状態を検出することにより、商品のシールチェックが行われる。
【０００４】
近年、上記のような検査方式を採用したシールチェック装置においては、例えば特開平８−１６９４２４号公報に開示されているように、密封された容器を、ベルトユニットによって上下から押圧、挟持しながら移送する過程で、その容器の気密欠陥を事前に検知する装置が知られている。ここでは、ベルトユニットの一定箇所に設けられた力センサが、容器を押さえたときの空気内圧に基づく反力を出力し、この出力が設定値以下になったとき気密欠陥と判定するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記シールチェック装置においては、力センサ等の特別な検知装置をわざわざ備え付けねばならず、設備費用がかかるという問題があった。さらに、上部ベルトと下部ベルトの間隔は固定されているために、商品の高さが限定される。したがって、高さの異なる商品が搬送されてくる場合には、両ベルト間の間隔をその都度調整し直す手間が生じるという問題があった。
【０００６】
そこで本発明は、上記の問題を解消し、商品のシールチェックを安価で効率よく行うための装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために次のように構成したことを特徴とする。
【０００８】
まず、本願の請求項１に記載の発明（以下、第１発明という）は、押圧動作によって、包装済み商品のシールチェックを行うシールチェック装置において、上記商品を挟持、押圧する挟持部材と、該挟持部材を商品に対して接近、離反させるサーボモータとが備えられ、該サーボモータは、挟持部材に作用する押圧反力もしくは該挟持部材の変位量を検知することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明（以下、第２発明という）は、上記第１発明において、商品の搬送手段と、上記商品の搬入を検知する検知手段とを備え、上記挟持部材は上記搬送手段と協働して商品を搬送すると共に、上記検知手段の検知信号に基づいて商品を挟持、押圧することを特徴とする。
【００１０】
次に、請求項３に記載の発明（以下、第３発明という）は、上記第１発明もしくは第２発明において、サーボモータで上記挟持部材を移動させるときの制御パラメータを記憶する制御パラメータ記憶手段と、該記憶手段から制御パラメータを読み出し、そのパラメータでサーボモータを作動させる制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明（以下、第４発明という）は、上記第３発明において、シールチェックを行う商品を指定する商品指定手段を備え、上記制御パラメータ記憶手段は商品ごとに制御パラメータを記憶し、かつ、上記制御手段は上記商品指定手段で指定された商品に対応する制御パラメータに基づいてサーボモータを作動させることを特徴とする。
【００１２】
そして、請求項５に記載の発明（以下、第５発明という）は、上記第３発明もしくは第４発明において、シールチェックを行う前に搬入される商品の特性を自動検出する商品特性検出手段と、該検出手段によって検出された商品の特性に基づき、上記制御パラメータを設定する制御パラメータ設定手段を備え、上記制御パラメータ記憶手段は設定された上記制御パラメータを記憶することを特徴とする。
【００１３】
上記の構成によれば次のような作用が得られる。
【００１４】
まず、第１発明によれば、商品を挟持、押圧する挟持部材を、商品に対して接近、離反可能とするサーボモータが備えられているので、該サーボモータにより、商品の搬入ごとに挟持部材が商品に対して移動して、商品を挟持、押圧することが可能になる。
【００１５】
さらに加えて、サーボモータ自身が、上記挟持部材によって商品が挟持、押圧されたとき、挟持部材に作用する押圧反力もしくは該挟持部材の変位量を検出するので、圧力センサや変位センサ等の特別な設備が不要となる。
【００１６】
また、第２発明によれば、商品の搬送手段と、上記商品の搬入を検知する検知手段とが備えられており、上記挟持部材は上記搬送手段と協働して商品を搬送するので、上記検知手段によって商品が検知される都度、上記挟持部材と搬送手段とが商品を挟持、押圧し、商品を搬送しながらシールチェックすることが可能になる。
【００１７】
ところで、上記のように商品が搬入されるごとに、挟持部材を商品に対して移動させ、商品を挟持、押圧するようサーボモータが作動するためには、該サーボモータによる挟持部材の移動量や移動開始タイミング等を、商品に応じてどのように制御するかが重要となる。
【００１８】
そこで、第３発明によれば、サーボモータで挟持部材を移動させるときの制御パラメータを記憶する制御パラメータ記憶手段と、制御パラメータを上記記憶手段から読み出し、そのパラメータでサーボモータを作動させる制御手段とが備えられているので、搬入される商品に変更があれば、上記記憶手段に記憶されている制御パラメータを読み出すことにより、サーボモータの作動条件が速やかに設定されるようになる。なお、制御パラメータには、限界押圧反力、押圧部材初期高さ、押圧部材限界高さ、押圧部材下降開始時間、押圧部材上昇開始時間、データ取込開始時間、データ取込終了時間等が含まれる。
【００１９】
また、第４発明によれば、シールチェックを行う商品を指定する商品指定手段が備えられ、上記制御パラメータ記憶手段は商品ごとに制御パラメータを記憶し、上記制御手段は上記指定手段で指定された商品に対応する制御パラメータに基づいてサーボモータを作動させるので、例えば商品番号などを用いて当該商品を指定すると、上記記憶手段に記憶されている制御パラメータが読み出され、サーボモータの作動条件は速やかに設定されるようになる。
【００２０】
そして、第５発明によれば、シールチェックを行う前に商品の特性を自動検出する商品特性検出手段と、検出された商品の特性に基づいて挟持部材を駆動するサーボモータの制御パラメータを設定する制御パラメータ設定手段とが備えられ、かつ、上記記憶手段は設定された上記パラメータを記憶するので、商品ごとにサーボモータの制御パラメータを入力、設定する必要がなくなる。なお、商品の特性には、商品の長さ、商品の高さ、商品の破袋力などが含まれる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００２２】
図１及び図２に示すように、この実施の形態におけるシールチェック装置１は内容物を袋詰めした商品Ｇを搬送する上流側搬送コンベアＣ１と、該商品Ｇを次の作業ステーションまで搬送する下流側搬送コンベアＣ２との間に配設されており、上流側搬送コンベアＣ１から搬入された商品Ｇを引き続いて搬送しながらシールチェックを行った後、その商品Ｇを下流側搬送コンベアＣ２へ搬出するように構成されている。
【００２３】
シールチェック装置１には、搬送コンベア２と押圧部材３とが備えられている。
【００２４】
上記搬送コンベア２には、フレーム４に回転自在に支持された一対のローラ２１，２２と、該ローラ２１，２２間に無端状に張設された搬送ベルト２３と、終端部側のローラ２２をベルト伝動機構２４を介して回転駆動させるコンベア駆動モータ２５とが備えられている。
【００２５】
なお、上記搬送ベルト２３（２３ａ，２３ｂ）は、その表面に凹凸が設けられており、搬送ベルト２３に載置された商品Ｇの搬送を容易にしている。さらに、上記搬送ベルト２３（２３ａ，２３ｂ）は、搬送方向に沿って２分割されており、２分割された両搬送ベルト２３ａ，２３ｂ間に隙間Ｘが設けられている。
【００２６】
また、上記押圧部材３は、搬送コンベア２の上方に相対向して配置されている。押圧部材３の搬送コンベア２と対向する側にはローラ装置３１が取り付けられており、シールチェック中はこのローラ装置３１と搬送ベルト２３との間に商品Ｇが挟持される。
【００２７】
なお、上記ローラ装置３１に用いられている各ローラ３１ａは、複数のローラに分割されており、商品Ｇの挟持を容易にしている。さらに、押圧部材３の商品Ｇを挟持する部分の面積は、商品Ｇに対して小さい方が、押圧部材３の変位量が大きくなると共に、使用するサーボモータ３２（後述）の容量が小さくなる。
【００２８】
図１に示すように、押圧部材３と、これを駆動するサーボモータ３２の軸３２ａとの間には、複数の連結部材３３〜３７が取り付けられており、サーボモータ３２が駆動されるとそれに連動して押圧部材３が動作するようになっている。
【００２９】
まず、サーボモータ３２の軸３２ａには連結部材３３の一方の端部が取り付けられており、連結部材３３は軸３２ａ回りに回動自在に支持されている。該連結部材３３の他方の端部は連結部材３４の一方の端部に連結されている。
【００３０】
一方、フレーム４に支軸３５ａ…３５ａ回りに揺動自在に支持された側面視略イ字形状の連結部材３５…３５は、搬送コンベア２の搬送方向に対して左右両側に２個ずつ備えられている。連結部材３５…３５の上端部は、押圧部材３に搬送方向に対して両側に１個ずつ取り付けられた側面視コ字形状の連結部材３６，３６に連結されている。連結部材３５…３５のうちの１個（図１において左側）は、特に上記連結部材３４の他方の端部に連結されている。
【００３１】
上記構成とすることにより、サーボモータ３２が作動してその軸３２ａがａ方向に回動すると、連結部材３４はｂ方向に移動することとなる。そして、該連結部材３４がｂ方向に移動すると、連結部材３５はその支軸３５ａ回りにｃ方向に回動し、それにより、連結部材３６はｄ方向に移動することになる。
【００３２】
そして、連結部材３５…３５の下端部は、連結部材３７，３７に連結されている。サーボモータ３２が作動すると、連結部材３３，３４，３７を介して、４個の連結部材３５…３５は一体となって動作するので、押圧部材３が偏って商品Ｇを押圧することはない。
【００３３】
さらに、サーボモータ３２の駆動によって、押圧部材３は搬送コンベア２で搬送中の商品Ｇを押圧すると共に、サーボモータ３２は自身の持っているトルク検知機能と変位検知機能とによって押圧部材３に作用する押圧反力と該押圧部材３の変位量とを検知して、搬送中の商品Ｇのシール不良を検出する。
【００３４】
また、図１及び図２に示すように、シールチェック装置１の商品搬入部付近には、商品検知センサ５（５ａ，５ｂ）が設けられている。該センサ５は、例えば、搬送コンベア２の上方に配置された発光部５ａと、搬送コンベア２の下方に配置されて上記発光部５ａから投射された光線を検知する受光部５ｂとを備えていると共に、発光部５ａから投射された光線は上記搬送ベルト２３ａ，２３ｂ間に形成された隙間Ｘを通過して受光部５ｂに入射される。該センサ５は、搬送コンベア２に商品Ｇが搬入されて、該商品Ｇが発光部５ａから投射された光線の進路を遮断することによって、シールチェック装置１への商品Ｇの搬入を検知するので、このセンサ５が商品Ｇを検知する都度、サーボモータ３２を作動させるという制御が可能になる。
【００３５】
なお、分割されていない搬送ベルト２３が用いられる場合には、投射光線が上流側搬送コンベアＣ１と搬送コンベア２との間に設けられた隙間を通過するように、商品検知センサ５を配置すればよい。
【００３６】
また、上記実施の形態においては、押圧部材３は商品Ｇを上下方向に押圧したが、本発明に係るシールチェック装置１は、例えばサイドベルトなどの手段を用いて、両サイドから商品Ｇを挟持しながら搬送する装置へも適用可能である。
【００３７】
次に、このシールチェック装置１の制御システムを説明する。
【００３８】
図３に示すように、この制御システムには、シールチェック装置１の動作を総括的に制御する制御装置６が備えられている。この制御装置６には、各種データを記憶するメモリ６ａと、各種の演算処理を実行するＣＰＵ６ｂとが備えられていると共に、上記ＣＰＵ６ｂはコンベア駆動モータ２５に制御信号を出力して、搬送コンベア２の搬送速度を制御するようになっている。また、ＣＰＵ６ｂは、サーボモータ３２との間で信号を授受して、サーボモータ３２を駆動することにより押圧部材３の昇降動作を制御すると共に、サーボモータ３２からフィードバック入力される信号に基づいて押圧部材３に作用する押圧反力や該押圧部材３の変位量等を検出する。また、ＣＰＵ６ｂは、商品検知センサ５からの信号を入力して、それに基づいてサーボモータ３２の駆動を制御するようになっている。
【００３９】
なお、上記メモリ６ａには、商品Ｇごとに各種の制御パラメータが記憶されるようになっている。
【００４０】
次に、このシールチェック装置１の動作例を図４と図５とに基づいて説明する。
【００４１】
上流側搬送コンベアＣ１から搬入された商品Ｇが商品検知センサ５によって検知されると、この検知信号を入力したＣＰＵ６ｂは、サーボモータ３２へ制御信号を出力する。そして、所定時間ｔ０が経過した後、押圧部材３は、サーボモータ３２の軸３２ａと押圧部材３との間に取り付けられた連結部材３３〜３７を介して、初期高さＨ０の位置から下降を開始して高さＨを減じて行き、商品Ｇを搬送コンベア２との間で挟持、押圧する。なお、図中、Ｈ３は押圧部材限界高さであり、これ以下の高さに押圧部材３は下降しない。
【００４２】
図５に、上記押圧部材３の高さＨの変化を商品Ｇが商品検知センサ５によって検知されてからの時間ｔの経過とともに示す。図中、実線（１）はシールが正常である商品Ｇの場合であり、一方、破線（２）はシールが異常で、袋に穴や破れ等がある商品Ｇの場合である。
【００４３】
商品Ｇの搬入が検知されてから所定時間ｔ０の経過後、押圧部材３は初期高さＨ０から下降を開始して、商品Ｇを挟持、押圧する。その場合、サーボモータ３２は、トルク検知機能と変位検知機能とを有しているので、押圧部材３に作用する押圧反力と該押圧部材３の変位量とを検知する。
【００４４】
正常なシールの商品Ｇの場合、実線（１）のような曲線で表わされる押圧部材３の高さＨの変化を示す。すなわち、下降した押圧部材３が商品Ｇを押圧すると、正常な商品Ｇからの押圧反力により押圧部材３の高さＨの変化は緩やかになる。一方、異常なシールの商品Ｇの場合、破線（２）のような曲線で表わされる押圧部材３の高さＨの変化を示す。上記実線（１）とは異なり、商品Ｇからの押圧反力が小さいために押圧部材３の高さＨは急激な変化を継続している。
【００４５】
そしてその後、いずれの場合においても、押圧部材３と搬送コンベア２との間で挟持、押圧されていた商品Ｇが押圧部材３の下から排出されるので、押圧部材３は急激に下降して、押圧部材上昇開始時刻ｔ３に達すると押圧部材３は初期高さＨ０へ上昇し、再びその高さＨ０を維持するようになる。
【００４６】
上記の場合、データ取込開始時刻ｔ１とデータ取込終了時間ｔ２との間のデータ取込時間範囲における高さ変化量ΔＨに基づいて、シールの正常あるいは異常が判定される。すなわち、高さ変化量ΔＨが予め設定されている基準値ΔＨ０より小さければシールは正常、一方大きければシールは異常と判定される。そこで、図５は、実線（１）の場合の高さ変化量ΔＨは基準値ΔＨ０（図示せず）より小さいので正常、破線（２）の場合の高さ変化量ΔＨ′は基準値ΔＨ０より大きいので異常、という例を示している。
【００４７】
また、図５に、押圧部材３に作用する押圧反力Ｆの変化を、商品Ｇが商品検知センサ５によって検知されてからの時間ｔの経過とともに示す。
【００４８】
商品Ｇの搬入が検知されてから所定時間ｔ０の経過後、押圧部材３は初期高さＨ０から下降を開始して、商品Ｇを挟持、押圧する。
【００４９】
正常なシールの商品の場合、実線（１）′のような曲線で表される押圧反力Ｆの変化を示す。すなわち、下降した押圧部材３が商品Ｇを押圧すると、正常な商品Ｇからの押圧反力Ｆは急激に増加し、その後安定した押圧反力Ｆを維持する。一方、異常なシールの商品Ｇの場合、破線（２）′のような曲線で表される押圧反力Ｆの変化を示す。すなわち、上記実線（１）′とは異なり、商品Ｇの袋内から空気等が外に漏れ出すので、押圧反力Ｆは実線（１）′に比較して低いピークを示した後、急激に減少する。
【００５０】
そしてその後、いずれの場合においても、押圧部材３と搬送コンベア２との間で挟持、押圧されていた商品Ｇが押圧部材３の下から排出されるので、押圧反力Ｆは減少し、零に至る。
【００５１】
上記の場合、データ取込終了時刻ｔ２における押圧反力Ｆに基づいて、シールの正常あるいは異常が判定される。すなわち、該押圧反力Ｆが予め設定されている限界押圧反力Ｆ３より大きければシールは正常、一方小さければシールは異常と判定される。そこで、図５は、実線（１）′の場合のデータ取込終了時刻ｔ２における押圧反力Ｆ１は図示しない限界押圧反力Ｆ３（後述）より大きいので正常、破線（２）′の場合のデータ取込終了時刻ｔ２における押圧反力Ｆ１′は限界押圧反力Ｆ３より小さいので異常、という例を示している。
【００５２】
次に、このシールチェック装置１の具体的運用例を図６のフローチャートに基づいて説明する。
【００５３】
まず、実際の作業に入る前の準備段階として、商品番号を指定すると、図３のＣＰＵ６ｂは、該当する各種制御パラメータを読み出して、各種の動作条件を設定する。
【００５４】
そして、作業の実行段階においては、制御装置６に備えられたＣＰＵ６ｂは、サーボモータ３２へ信号を出力して、押圧部材３を初期高さＨ０の位置にセットさせる（ステップＳ１）。
【００５５】
次に、商品検知センサ５によって商品Ｇが検知されたか否かを判定して（ステップＳ２）、商品Ｇが検知されたと判定すれば、検知されたときから所定時間ｔ０の経過後、押圧部材３に下降動作を開始するよう、サーボモータ３２へ信号を出力する（ステップＳ３）。一方、商品Ｇが検知されないと判定すればステップＳ２へ戻る。
【００５６】
下降した押圧部材３によって商品Ｇが押圧されると、ＣＰＵ６ｂはサーボモータ３２からの信号により、所定のタイミングで押圧部材３の高さＨと該押圧部材３に作用する押圧反力Ｆとを検出する（ステップＳ４）。そして、データ取込開始時刻ｔ１を過ぎたか否かを判定し（ステップＳ５）、データ取込開始時刻ｔ１を過ぎたと判定すれば、経過時間に対する押圧部材３の高さＨの値を上記メモリ６ａに記憶させ(ステップＳ６)、押圧部材３に下降動作を継続させ（ステップＳ７）、上述のように押圧部材３の高さＨと該押圧部材３に作用する押圧反力Ｆとを検出する（ステップＳ８）。
【００５７】
次いで、データ取込時間が経過したか否か、つまりデータ取込終了時刻ｔ２を過ぎたか否かを判定し（ステップＳ９）、データ取込時間を経過したと判定すれば、押圧部材３の下降動作を停止させると共に、データ取込時間内における押圧部材３の高さ変化量ΔＨを算出する（ステップＳ１０）。反対に、データ取込時間を経過していないと判定すれば、ステップＳ６へ戻って押圧部材３の下降動作を継続させる。
【００５８】
ステップＳ１０において算出した高さ変化量ΔＨが基準値ΔＨ０以下であるか否かを判定し（ステップＳ１１）、高さ変化量ΔＨが基準値ΔＨ０以下であると判定すれば当該商品Ｇのシールは正常であるということであり、押圧部材３を初期高さＨ０の位置へ上昇させるように、サーボモータ３２へ信号を出力する（ステップＳ１２）と共に、高さ変化量ΔＨが基準値ΔＨ０を上回ると判定すれば当該商品Ｇのシールは異常であるということであり、エラー信号を出力して（ステップＳ１４）、ステップＳ１２へ進む。
【００５９】
そして、予定していた全ての商品Ｇについてのシールチェック検査が終了したか否かを判定して（ステップＳ１３）、終了していると判定すれば今回のシールチェック検査を終了すると共に、終了していないと判定すればステップＳ１へ戻って次に搬入される商品Ｇの検査に待機する。
【００６０】
なお、上記実施の形態においては、シール不良を押圧部材３の高さ変化量ΔＨに基づいて判定するようにしているが、シール不良を代表する高さＨ４（図示せず）を別途設定し、高さＨがシール不良を代表する高さＨ４以上か否かに基づいて判定してもよい。
【００６１】
また、シールの正常或いは異常を判断する別の方法として、押圧反力Ｆの値を用いることもできる。その場合のフローチャートを図７に示す。
【００６２】
すなわち、ステップＳ２１〜Ｓ２４までの過程は、上記ステップＳ１〜４までと同様であるので、重複した説明は省略する。
【００６３】
そして、データ取込終了時刻ｔ２を過ぎたか否かを判定し（ステップＳ２５）、データ取込終了時刻ｔ２を過ぎたと判定すれば、データ取込終了時刻ｔ２における押圧反力Ｆの値をメモリ６ａに記憶させる（ステップＳ２６）。次に、押圧部材３の下降動作を停止させる（ステップＳ２７）。反対に、データ取込終了時刻ｔ２を過ぎていないと判定すれば、ステップＳ２３へ戻って押圧部材３の下降動作を継続させる。
【００６４】
次に、押圧反力Ｆが限界押圧反力Ｆ３以上か否かを判定し（ステップＳ２８）、押圧反力Ｆが限界押圧反力Ｆ３以上であると判定すれば当該商品Ｇのシールは正常であるということであり、押圧部材３を初期高さＨ０へ上昇させるようにサーボモータ３２へ信号を出力する（ステップＳ２９）と共に、押圧反力Ｆが限界押圧反力Ｆ３を下回ると判定すれば当該商品Ｇのシールは異常であるということであり、エラー信号を出力して（ステップＳ３１）、ステップＳ２９へ進む。
【００６５】
そして、予定していた全ての商品Ｇについてのシールチェック検査が終了したか否かを判定して（ステップＳ３０）、終了していると判定すれば今回のシールチェック検査を終了すると共に、終了していないと判定すればステップＳ２１へ戻って次に搬入される商品Ｇの検査に待機する。
【００６６】
なお、上記実施の形態においては、シール不良を押圧反力Ｆが限界押圧反力Ｆ３以上か否かに基づいて判定していたが、高さ変化量ΔＨを用いた判定と同様に、押圧反力変化量ΔＦに基づいて判定してもよい。
【００６７】
また、上記実施の形態においては、ステップＳ６もしくはステップＳ２６において、押圧部材３の高さＨもしくは該押圧部材３に作用する押圧反力Ｆの値を記憶するタイミングの判定を、データ取込時間の経過に基づいて行うようにしているが、高さＨと押圧反力Ｆとに基づいて判定してもよい。
【００６８】
そして、上記実施の形態においては、同一商品Ｇに対してシール不良の判定を１回行うようになっているが、シールチェックの信頼性を高めるため、上記動作を複数回行ってもよい。
【００６９】
さて、制御装置６がサーボモータ３２の作動を制御するときに必要な各種制御パラメータの自動設定手順について説明する。なお、上記制御パラメータには、押圧部材初期高さＨ０、押圧部材限界高さＨ３、限界押圧反力Ｆ３、押圧部材下降開始時間ｔ０、データ取込開始時間ｔ１、データ取込終了時間ｔ２、押圧部材上昇開始時間ｔ３等が含まれる。
【００７０】
まず、商品Ｇの特性の自動検出手順について説明する。なお、自動設定を行うために必要な商品Ｇの特性の計測は、商品Ｇのシールチェック検査とは別のときに前もって、シールチェック装置１を使用して行われる。
【００７１】
商品Ｇの特性には、商品の長さ、商品の高さ、商品の破袋力が含まれる。このうち、商品の長さは、正常な商品Ｇを搬送コンベア２上へ載置し、該コンベア２を駆動させて、商品検知センサ５下を商品Ｇが通過する時間が計測され、既知の搬送コンベア２の搬送速度に基づいて算出、設定される。また、商品の高さは、搬送コンベア２側面に設けられた、複数の光電管を垂直に配置した高さセンサ（図示せず）を用いて計測される。そして、商品の破袋力は、正常な商品Ｇを搬送コンベア２上へ載置し、押圧部材３を移動させて商品Ｇを押圧させることで計測される。つまり、時間の推移と共に押圧部材３に作用する押圧反力が記憶され、商品Ｇが破袋する直前の押圧反力が破袋力とされる。商品Ｇの上記特性の計測はそれぞれ数回繰り返して行われ、それぞれの平均値が商品Ｇの特性として記憶される。
【００７２】
なお、商品の高さは、複数の光電管を備えた高さセンサを用いて計測されたが、該高さセンサはカメラなどの撮像手段を用いたものでもよい。また、商品の高さは、商品Ｇを押圧部材３の下方に置いた状態で該押圧部材３を下降させ、そのときの押圧反力Ｆの生成状態に基づいて計測されてもよい。なお、商品検知センサ５の代わりに距離センサによって、商品の長さと商品の高さとが計測されてもよい。
【００７３】
また、商品Ｇの特性の計測の際、搬送コンベア２を駆動させていたが、商品Ｇを搬送する代わりに手動で商品Ｇを押圧部材３の下方へ載置させて上記測定を行ってもよい。
【００７４】
次に、押圧部材３の高さの制御に係る制御パラメータの設定手順について説明する。
【００７５】
押圧部材初期高さＨ０は、上記の商品Ｇの高さにマージンを設けて設定される。また、押圧部材限界高さＨ３は、上記の商品Ｇの破袋力が計測されるときに、押圧反力と共に押圧部材３の高さも同時に計測、記憶されるので、商品Ｇが破袋する直前の押圧部材３の高さにマージンを設けて設定される。そして、限界押圧反力Ｆ３は、上記破袋力にマージンを設けて設定される。
【００７６】
さらに、サーボモータ３２を作動させるタイミングの設定手順について説明する。
【００７７】
まず、押圧部材下降開始時間ｔ０は、商品検知センサ５によって商品Ｇの搬入が検知されたときを基準に、商品Ｇの長さの半分が押圧部材３と搬送コンベア２との間で挟持、押圧されるように設定される。すなわち、商品Ｇの長さと搬送コンベア２の搬送速度は既知であるので、商品Ｇが指定されれば押圧部材下降開始時間ｔ０は自動的に算出され、そして設定される。
【００７８】
また、データ取込開始時間ｔ１は、商品Ｇの長さの半分が押圧部材３と搬送コンベア２とによって押圧後、さらに長さの半分が移動するための所要時間を算出して、それにマージンを設けた時間が上記押圧部材下降開始時間ｔ０に加算されて、設定される。一方、データ取込終了時間ｔ２は、商品Ｇが長さ分移動するための所要時間を算出して、上記データ取込開始時間ｔ１に加算して設定される。そして、押圧部材上昇開始時間ｔ３は、上記データ取込終了時間ｔ２にマージンを設けて設定される。
【００７９】
上記のように設定された各種の制御パラメータは、商品Ｇごとにメモリ６ａに記憶される。
【００８０】
なお、上記制御パラメータは押圧部材３の高さもしくは該押圧部材３に作用する押圧反力と時間とであったが、押圧部材３の移動速度を追加してもよい。例えば、上記のようにして算出された押圧部材下降開始時間ｔ０からデータ取込開始時間ｔ１までの時間内は押圧部材３の下降速度を速くし、その後は速度を遅くし、そして押圧部材３の上昇時には上昇速度を速くさせることにより、シールチェックの１サイクルの時間が短縮されるので、シールチェック処理能力が向上する。
【００８１】
【発明の効果】
以上のように、まず、第１発明によれば、商品を挟持、押圧する挟持部材を、商品に対して接近、離反可能とするサーボモータが備えられているので、該サーボモータにより、商品の搬入ごとに挟持部材を商品に対して移動して、商品を挟持、押圧することが可能になる。したがって、任意の商品に対するシールチェックが可能になる。
【００８２】
さらに加えて、サーボモータ自身が、上記挟持部材によって商品が挟持、押圧されたとき、挟持部材に作用する押圧反力もしくは該挟持部材の変位量を検出するので、圧力センサや変位センサ等の特別な設備が不要となる。したがって、シールチェックが効率よく、しかも安価な設備で行われるようになる。
【００８３】
また、第２発明によれば、商品の搬送手段と、上記商品の搬入を検知する検知手段とが備えられており、上記挟持部材は上記搬送手段と共動して商品を搬送するので、上記検知手段によって商品が検知される都度、上記挟持部材と搬送手段とが商品を挟持、押圧し、商品を搬送しながらシールチェックすることが可能になる。したがって、シールチェックの効率はさらに向上し、また、このシールチェック装置が各種の包装装置や軽量装置や搬送装置等と組み合わされて用いられると、効率はさらに向上する。
【００８４】
次に、第３発明によれば、サーボモータで挟持部材を移動させるときの制御パラメータを記憶する制御パラメータ記憶手段と、制御パラメータを上記記憶手段から読み出し、そのパラメータでサーボモータを作動させる制御手段とが備えられているので、搬入される商品に変更があれば、上記記憶手段に記憶されている制御パラメータを読み出すことにより、サーボモータの作動条件が速やかに設定されるようになる。したがって、人為的な誤りが排除されるので、検査の信頼性が向上する。
【００８５】
また、第４発明によれば、シールチェックを行う商品を指定する商品指定手段が備えられ、かつ、上記制御パラメータ記憶手段は商品ごとに制御パラメータを記憶し、上記制御手段は上記商品指定手段で指定された商品に対応する制御パラメータに基づいてサーボモータを作動させるので、例えば商品番号などを用いて当該商品を指定すると、上記記憶手段に記憶されている制御パラメータが読み出され、サーボモータの作動条件は速やかに設定されるようになる。したがって、迅速なシールチェックが可能になるので、検査効率が向上する。
【００８６】
そして、第５発明によれば、シールチェックを行う前に商品の特性を自動検出する商品特性検出手段と、検出された商品の特性に基づいて挟持部材を駆動するサーボモータの制御パラメータを設定する制御パラメータ設定手段とが備えられ、かつ、上記記憶手段は設定された上記制御パラメータを記憶するので、商品ごとにサーボモータの制御パラメータを入力、設定する必要がなくなる。したがって、検査の自動化が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係るシールチェック装置のレイアウト図である。
【図２】 図１のア−ア線に沿う矢視図である。
【図３】 同装置の制御システムを示す図である。
【図４】 同装置の動作例を説明する図である。
【図５】 押圧部材の高さと経過時間の関係を示す図である。
【図６】 同装置の運用例を示すフローチャートである。
【図７】 同じく運用例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ シールチェック装置
２ 搬送コンベア
３ 押圧部材
５ 商品検知センサ
６ 制御装置
６ａ メモリ
６ｂ ＣＰＵ
３２ サーボモータ
Ｇ 商品
【発明の属する技術分野】
本発明は、包装された商品のシールチェックを行うシールチェック装置に関し、商品検査技術の分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、スナック菓子等の内容物が包装袋に袋詰めされた商品は、その包装袋のシール不良によって上記内容物が早く劣化する虞のあるものを発見するために、包装袋のシール状態を検査するシールチェックが行われる。
【０００３】
その際、従来における商品のシールチェックは、包装袋を上方から押圧して圧力をかけることにより行われている。つまり、商品が適正にシールされているものであるときは、押圧しても袋内の空気等が外部へ漏れ出さず、上記のように商品を押圧する部材が商品からほぼ一定の反力を受けることになるから、該押圧部材のストロークや押圧部材に作用する押圧反力が変化せず、一方、商品が適正にシールされていないものであるときは、上記押圧部材の押圧力によって袋内の空気等が外部へ漏れ出し、商品の包装袋が萎んで上記押圧部材のストロークや押圧反力が変化することになる。このような包装袋を上方から押圧したときの押圧部材のストロークや押圧反力の変化状態を検出することにより、商品のシールチェックが行われる。
【０００４】
近年、上記のような検査方式を採用したシールチェック装置においては、例えば特開平８−１６９４２４号公報に開示されているように、密封された容器を、ベルトユニットによって上下から押圧、挟持しながら移送する過程で、その容器の気密欠陥を事前に検知する装置が知られている。ここでは、ベルトユニットの一定箇所に設けられた力センサが、容器を押さえたときの空気内圧に基づく反力を出力し、この出力が設定値以下になったとき気密欠陥と判定するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記シールチェック装置においては、力センサ等の特別な検知装置をわざわざ備え付けねばならず、設備費用がかかるという問題があった。さらに、上部ベルトと下部ベルトの間隔は固定されているために、商品の高さが限定される。したがって、高さの異なる商品が搬送されてくる場合には、両ベルト間の間隔をその都度調整し直す手間が生じるという問題があった。
【０００６】
そこで本発明は、上記の問題を解消し、商品のシールチェックを安価で効率よく行うための装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために次のように構成したことを特徴とする。
【０００８】
まず、本願の請求項１に記載の発明（以下、第１発明という）は、押圧動作によって、包装済み商品のシールチェックを行うシールチェック装置において、上記商品を挟持、押圧する挟持部材と、該挟持部材を商品に対して接近、離反させるサーボモータとが備えられ、該サーボモータは、挟持部材に作用する押圧反力もしくは該挟持部材の変位量を検知することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明（以下、第２発明という）は、上記第１発明において、商品の搬送手段と、上記商品の搬入を検知する検知手段とを備え、上記挟持部材は上記搬送手段と協働して商品を搬送すると共に、上記検知手段の検知信号に基づいて商品を挟持、押圧することを特徴とする。
【００１０】
次に、請求項３に記載の発明（以下、第３発明という）は、上記第１発明もしくは第２発明において、サーボモータで上記挟持部材を移動させるときの制御パラメータを記憶する制御パラメータ記憶手段と、該記憶手段から制御パラメータを読み出し、そのパラメータでサーボモータを作動させる制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明（以下、第４発明という）は、上記第３発明において、シールチェックを行う商品を指定する商品指定手段を備え、上記制御パラメータ記憶手段は商品ごとに制御パラメータを記憶し、かつ、上記制御手段は上記商品指定手段で指定された商品に対応する制御パラメータに基づいてサーボモータを作動させることを特徴とする。
【００１２】
そして、請求項５に記載の発明（以下、第５発明という）は、上記第３発明もしくは第４発明において、シールチェックを行う前に搬入される商品の特性を自動検出する商品特性検出手段と、該検出手段によって検出された商品の特性に基づき、上記制御パラメータを設定する制御パラメータ設定手段を備え、上記制御パラメータ記憶手段は設定された上記制御パラメータを記憶することを特徴とする。
【００１３】
上記の構成によれば次のような作用が得られる。
【００１４】
まず、第１発明によれば、商品を挟持、押圧する挟持部材を、商品に対して接近、離反可能とするサーボモータが備えられているので、該サーボモータにより、商品の搬入ごとに挟持部材が商品に対して移動して、商品を挟持、押圧することが可能になる。
【００１５】
さらに加えて、サーボモータ自身が、上記挟持部材によって商品が挟持、押圧されたとき、挟持部材に作用する押圧反力もしくは該挟持部材の変位量を検出するので、圧力センサや変位センサ等の特別な設備が不要となる。
【００１６】
また、第２発明によれば、商品の搬送手段と、上記商品の搬入を検知する検知手段とが備えられており、上記挟持部材は上記搬送手段と協働して商品を搬送するので、上記検知手段によって商品が検知される都度、上記挟持部材と搬送手段とが商品を挟持、押圧し、商品を搬送しながらシールチェックすることが可能になる。
【００１７】
ところで、上記のように商品が搬入されるごとに、挟持部材を商品に対して移動させ、商品を挟持、押圧するようサーボモータが作動するためには、該サーボモータによる挟持部材の移動量や移動開始タイミング等を、商品に応じてどのように制御するかが重要となる。
【００１８】
そこで、第３発明によれば、サーボモータで挟持部材を移動させるときの制御パラメータを記憶する制御パラメータ記憶手段と、制御パラメータを上記記憶手段から読み出し、そのパラメータでサーボモータを作動させる制御手段とが備えられているので、搬入される商品に変更があれば、上記記憶手段に記憶されている制御パラメータを読み出すことにより、サーボモータの作動条件が速やかに設定されるようになる。なお、制御パラメータには、限界押圧反力、押圧部材初期高さ、押圧部材限界高さ、押圧部材下降開始時間、押圧部材上昇開始時間、データ取込開始時間、データ取込終了時間等が含まれる。
【００１９】
また、第４発明によれば、シールチェックを行う商品を指定する商品指定手段が備えられ、上記制御パラメータ記憶手段は商品ごとに制御パラメータを記憶し、上記制御手段は上記指定手段で指定された商品に対応する制御パラメータに基づいてサーボモータを作動させるので、例えば商品番号などを用いて当該商品を指定すると、上記記憶手段に記憶されている制御パラメータが読み出され、サーボモータの作動条件は速やかに設定されるようになる。
【００２０】
そして、第５発明によれば、シールチェックを行う前に商品の特性を自動検出する商品特性検出手段と、検出された商品の特性に基づいて挟持部材を駆動するサーボモータの制御パラメータを設定する制御パラメータ設定手段とが備えられ、かつ、上記記憶手段は設定された上記パラメータを記憶するので、商品ごとにサーボモータの制御パラメータを入力、設定する必要がなくなる。なお、商品の特性には、商品の長さ、商品の高さ、商品の破袋力などが含まれる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００２２】
図１及び図２に示すように、この実施の形態におけるシールチェック装置１は内容物を袋詰めした商品Ｇを搬送する上流側搬送コンベアＣ１と、該商品Ｇを次の作業ステーションまで搬送する下流側搬送コンベアＣ２との間に配設されており、上流側搬送コンベアＣ１から搬入された商品Ｇを引き続いて搬送しながらシールチェックを行った後、その商品Ｇを下流側搬送コンベアＣ２へ搬出するように構成されている。
【００２３】
シールチェック装置１には、搬送コンベア２と押圧部材３とが備えられている。
【００２４】
上記搬送コンベア２には、フレーム４に回転自在に支持された一対のローラ２１，２２と、該ローラ２１，２２間に無端状に張設された搬送ベルト２３と、終端部側のローラ２２をベルト伝動機構２４を介して回転駆動させるコンベア駆動モータ２５とが備えられている。
【００２５】
なお、上記搬送ベルト２３（２３ａ，２３ｂ）は、その表面に凹凸が設けられており、搬送ベルト２３に載置された商品Ｇの搬送を容易にしている。さらに、上記搬送ベルト２３（２３ａ，２３ｂ）は、搬送方向に沿って２分割されており、２分割された両搬送ベルト２３ａ，２３ｂ間に隙間Ｘが設けられている。
【００２６】
また、上記押圧部材３は、搬送コンベア２の上方に相対向して配置されている。押圧部材３の搬送コンベア２と対向する側にはローラ装置３１が取り付けられており、シールチェック中はこのローラ装置３１と搬送ベルト２３との間に商品Ｇが挟持される。
【００２７】
なお、上記ローラ装置３１に用いられている各ローラ３１ａは、複数のローラに分割されており、商品Ｇの挟持を容易にしている。さらに、押圧部材３の商品Ｇを挟持する部分の面積は、商品Ｇに対して小さい方が、押圧部材３の変位量が大きくなると共に、使用するサーボモータ３２（後述）の容量が小さくなる。
【００２８】
図１に示すように、押圧部材３と、これを駆動するサーボモータ３２の軸３２ａとの間には、複数の連結部材３３〜３７が取り付けられており、サーボモータ３２が駆動されるとそれに連動して押圧部材３が動作するようになっている。
【００２９】
まず、サーボモータ３２の軸３２ａには連結部材３３の一方の端部が取り付けられており、連結部材３３は軸３２ａ回りに回動自在に支持されている。該連結部材３３の他方の端部は連結部材３４の一方の端部に連結されている。
【００３０】
一方、フレーム４に支軸３５ａ…３５ａ回りに揺動自在に支持された側面視略イ字形状の連結部材３５…３５は、搬送コンベア２の搬送方向に対して左右両側に２個ずつ備えられている。連結部材３５…３５の上端部は、押圧部材３に搬送方向に対して両側に１個ずつ取り付けられた側面視コ字形状の連結部材３６，３６に連結されている。連結部材３５…３５のうちの１個（図１において左側）は、特に上記連結部材３４の他方の端部に連結されている。
【００３１】
上記構成とすることにより、サーボモータ３２が作動してその軸３２ａがａ方向に回動すると、連結部材３４はｂ方向に移動することとなる。そして、該連結部材３４がｂ方向に移動すると、連結部材３５はその支軸３５ａ回りにｃ方向に回動し、それにより、連結部材３６はｄ方向に移動することになる。
【００３２】
そして、連結部材３５…３５の下端部は、連結部材３７，３７に連結されている。サーボモータ３２が作動すると、連結部材３３，３４，３７を介して、４個の連結部材３５…３５は一体となって動作するので、押圧部材３が偏って商品Ｇを押圧することはない。
【００３３】
さらに、サーボモータ３２の駆動によって、押圧部材３は搬送コンベア２で搬送中の商品Ｇを押圧すると共に、サーボモータ３２は自身の持っているトルク検知機能と変位検知機能とによって押圧部材３に作用する押圧反力と該押圧部材３の変位量とを検知して、搬送中の商品Ｇのシール不良を検出する。
【００３４】
また、図１及び図２に示すように、シールチェック装置１の商品搬入部付近には、商品検知センサ５（５ａ，５ｂ）が設けられている。該センサ５は、例えば、搬送コンベア２の上方に配置された発光部５ａと、搬送コンベア２の下方に配置されて上記発光部５ａから投射された光線を検知する受光部５ｂとを備えていると共に、発光部５ａから投射された光線は上記搬送ベルト２３ａ，２３ｂ間に形成された隙間Ｘを通過して受光部５ｂに入射される。該センサ５は、搬送コンベア２に商品Ｇが搬入されて、該商品Ｇが発光部５ａから投射された光線の進路を遮断することによって、シールチェック装置１への商品Ｇの搬入を検知するので、このセンサ５が商品Ｇを検知する都度、サーボモータ３２を作動させるという制御が可能になる。
【００３５】
なお、分割されていない搬送ベルト２３が用いられる場合には、投射光線が上流側搬送コンベアＣ１と搬送コンベア２との間に設けられた隙間を通過するように、商品検知センサ５を配置すればよい。
【００３６】
また、上記実施の形態においては、押圧部材３は商品Ｇを上下方向に押圧したが、本発明に係るシールチェック装置１は、例えばサイドベルトなどの手段を用いて、両サイドから商品Ｇを挟持しながら搬送する装置へも適用可能である。
【００３７】
次に、このシールチェック装置１の制御システムを説明する。
【００３８】
図３に示すように、この制御システムには、シールチェック装置１の動作を総括的に制御する制御装置６が備えられている。この制御装置６には、各種データを記憶するメモリ６ａと、各種の演算処理を実行するＣＰＵ６ｂとが備えられていると共に、上記ＣＰＵ６ｂはコンベア駆動モータ２５に制御信号を出力して、搬送コンベア２の搬送速度を制御するようになっている。また、ＣＰＵ６ｂは、サーボモータ３２との間で信号を授受して、サーボモータ３２を駆動することにより押圧部材３の昇降動作を制御すると共に、サーボモータ３２からフィードバック入力される信号に基づいて押圧部材３に作用する押圧反力や該押圧部材３の変位量等を検出する。また、ＣＰＵ６ｂは、商品検知センサ５からの信号を入力して、それに基づいてサーボモータ３２の駆動を制御するようになっている。
【００３９】
なお、上記メモリ６ａには、商品Ｇごとに各種の制御パラメータが記憶されるようになっている。
【００４０】
次に、このシールチェック装置１の動作例を図４と図５とに基づいて説明する。
【００４１】
上流側搬送コンベアＣ１から搬入された商品Ｇが商品検知センサ５によって検知されると、この検知信号を入力したＣＰＵ６ｂは、サーボモータ３２へ制御信号を出力する。そして、所定時間ｔ０が経過した後、押圧部材３は、サーボモータ３２の軸３２ａと押圧部材３との間に取り付けられた連結部材３３〜３７を介して、初期高さＨ０の位置から下降を開始して高さＨを減じて行き、商品Ｇを搬送コンベア２との間で挟持、押圧する。なお、図中、Ｈ３は押圧部材限界高さであり、これ以下の高さに押圧部材３は下降しない。
【００４２】
図５に、上記押圧部材３の高さＨの変化を商品Ｇが商品検知センサ５によって検知されてからの時間ｔの経過とともに示す。図中、実線（１）はシールが正常である商品Ｇの場合であり、一方、破線（２）はシールが異常で、袋に穴や破れ等がある商品Ｇの場合である。
【００４３】
商品Ｇの搬入が検知されてから所定時間ｔ０の経過後、押圧部材３は初期高さＨ０から下降を開始して、商品Ｇを挟持、押圧する。その場合、サーボモータ３２は、トルク検知機能と変位検知機能とを有しているので、押圧部材３に作用する押圧反力と該押圧部材３の変位量とを検知する。
【００４４】
正常なシールの商品Ｇの場合、実線（１）のような曲線で表わされる押圧部材３の高さＨの変化を示す。すなわち、下降した押圧部材３が商品Ｇを押圧すると、正常な商品Ｇからの押圧反力により押圧部材３の高さＨの変化は緩やかになる。一方、異常なシールの商品Ｇの場合、破線（２）のような曲線で表わされる押圧部材３の高さＨの変化を示す。上記実線（１）とは異なり、商品Ｇからの押圧反力が小さいために押圧部材３の高さＨは急激な変化を継続している。
【００４５】
そしてその後、いずれの場合においても、押圧部材３と搬送コンベア２との間で挟持、押圧されていた商品Ｇが押圧部材３の下から排出されるので、押圧部材３は急激に下降して、押圧部材上昇開始時刻ｔ３に達すると押圧部材３は初期高さＨ０へ上昇し、再びその高さＨ０を維持するようになる。
【００４６】
上記の場合、データ取込開始時刻ｔ１とデータ取込終了時間ｔ２との間のデータ取込時間範囲における高さ変化量ΔＨに基づいて、シールの正常あるいは異常が判定される。すなわち、高さ変化量ΔＨが予め設定されている基準値ΔＨ０より小さければシールは正常、一方大きければシールは異常と判定される。そこで、図５は、実線（１）の場合の高さ変化量ΔＨは基準値ΔＨ０（図示せず）より小さいので正常、破線（２）の場合の高さ変化量ΔＨ′は基準値ΔＨ０より大きいので異常、という例を示している。
【００４７】
また、図５に、押圧部材３に作用する押圧反力Ｆの変化を、商品Ｇが商品検知センサ５によって検知されてからの時間ｔの経過とともに示す。
【００４８】
商品Ｇの搬入が検知されてから所定時間ｔ０の経過後、押圧部材３は初期高さＨ０から下降を開始して、商品Ｇを挟持、押圧する。
【００４９】
正常なシールの商品の場合、実線（１）′のような曲線で表される押圧反力Ｆの変化を示す。すなわち、下降した押圧部材３が商品Ｇを押圧すると、正常な商品Ｇからの押圧反力Ｆは急激に増加し、その後安定した押圧反力Ｆを維持する。一方、異常なシールの商品Ｇの場合、破線（２）′のような曲線で表される押圧反力Ｆの変化を示す。すなわち、上記実線（１）′とは異なり、商品Ｇの袋内から空気等が外に漏れ出すので、押圧反力Ｆは実線（１）′に比較して低いピークを示した後、急激に減少する。
【００５０】
そしてその後、いずれの場合においても、押圧部材３と搬送コンベア２との間で挟持、押圧されていた商品Ｇが押圧部材３の下から排出されるので、押圧反力Ｆは減少し、零に至る。
【００５１】
上記の場合、データ取込終了時刻ｔ２における押圧反力Ｆに基づいて、シールの正常あるいは異常が判定される。すなわち、該押圧反力Ｆが予め設定されている限界押圧反力Ｆ３より大きければシールは正常、一方小さければシールは異常と判定される。そこで、図５は、実線（１）′の場合のデータ取込終了時刻ｔ２における押圧反力Ｆ１は図示しない限界押圧反力Ｆ３（後述）より大きいので正常、破線（２）′の場合のデータ取込終了時刻ｔ２における押圧反力Ｆ１′は限界押圧反力Ｆ３より小さいので異常、という例を示している。
【００５２】
次に、このシールチェック装置１の具体的運用例を図６のフローチャートに基づいて説明する。
【００５３】
まず、実際の作業に入る前の準備段階として、商品番号を指定すると、図３のＣＰＵ６ｂは、該当する各種制御パラメータを読み出して、各種の動作条件を設定する。
【００５４】
そして、作業の実行段階においては、制御装置６に備えられたＣＰＵ６ｂは、サーボモータ３２へ信号を出力して、押圧部材３を初期高さＨ０の位置にセットさせる（ステップＳ１）。
【００５５】
次に、商品検知センサ５によって商品Ｇが検知されたか否かを判定して（ステップＳ２）、商品Ｇが検知されたと判定すれば、検知されたときから所定時間ｔ０の経過後、押圧部材３に下降動作を開始するよう、サーボモータ３２へ信号を出力する（ステップＳ３）。一方、商品Ｇが検知されないと判定すればステップＳ２へ戻る。
【００５６】
下降した押圧部材３によって商品Ｇが押圧されると、ＣＰＵ６ｂはサーボモータ３２からの信号により、所定のタイミングで押圧部材３の高さＨと該押圧部材３に作用する押圧反力Ｆとを検出する（ステップＳ４）。そして、データ取込開始時刻ｔ１を過ぎたか否かを判定し（ステップＳ５）、データ取込開始時刻ｔ１を過ぎたと判定すれば、経過時間に対する押圧部材３の高さＨの値を上記メモリ６ａに記憶させ(ステップＳ６)、押圧部材３に下降動作を継続させ（ステップＳ７）、上述のように押圧部材３の高さＨと該押圧部材３に作用する押圧反力Ｆとを検出する（ステップＳ８）。
【００５７】
次いで、データ取込時間が経過したか否か、つまりデータ取込終了時刻ｔ２を過ぎたか否かを判定し（ステップＳ９）、データ取込時間を経過したと判定すれば、押圧部材３の下降動作を停止させると共に、データ取込時間内における押圧部材３の高さ変化量ΔＨを算出する（ステップＳ１０）。反対に、データ取込時間を経過していないと判定すれば、ステップＳ６へ戻って押圧部材３の下降動作を継続させる。
【００５８】
ステップＳ１０において算出した高さ変化量ΔＨが基準値ΔＨ０以下であるか否かを判定し（ステップＳ１１）、高さ変化量ΔＨが基準値ΔＨ０以下であると判定すれば当該商品Ｇのシールは正常であるということであり、押圧部材３を初期高さＨ０の位置へ上昇させるように、サーボモータ３２へ信号を出力する（ステップＳ１２）と共に、高さ変化量ΔＨが基準値ΔＨ０を上回ると判定すれば当該商品Ｇのシールは異常であるということであり、エラー信号を出力して（ステップＳ１４）、ステップＳ１２へ進む。
【００５９】
そして、予定していた全ての商品Ｇについてのシールチェック検査が終了したか否かを判定して（ステップＳ１３）、終了していると判定すれば今回のシールチェック検査を終了すると共に、終了していないと判定すればステップＳ１へ戻って次に搬入される商品Ｇの検査に待機する。
【００６０】
なお、上記実施の形態においては、シール不良を押圧部材３の高さ変化量ΔＨに基づいて判定するようにしているが、シール不良を代表する高さＨ４（図示せず）を別途設定し、高さＨがシール不良を代表する高さＨ４以上か否かに基づいて判定してもよい。
【００６１】
また、シールの正常或いは異常を判断する別の方法として、押圧反力Ｆの値を用いることもできる。その場合のフローチャートを図７に示す。
【００６２】
すなわち、ステップＳ２１〜Ｓ２４までの過程は、上記ステップＳ１〜４までと同様であるので、重複した説明は省略する。
【００６３】
そして、データ取込終了時刻ｔ２を過ぎたか否かを判定し（ステップＳ２５）、データ取込終了時刻ｔ２を過ぎたと判定すれば、データ取込終了時刻ｔ２における押圧反力Ｆの値をメモリ６ａに記憶させる（ステップＳ２６）。次に、押圧部材３の下降動作を停止させる（ステップＳ２７）。反対に、データ取込終了時刻ｔ２を過ぎていないと判定すれば、ステップＳ２３へ戻って押圧部材３の下降動作を継続させる。
【００６４】
次に、押圧反力Ｆが限界押圧反力Ｆ３以上か否かを判定し（ステップＳ２８）、押圧反力Ｆが限界押圧反力Ｆ３以上であると判定すれば当該商品Ｇのシールは正常であるということであり、押圧部材３を初期高さＨ０へ上昇させるようにサーボモータ３２へ信号を出力する（ステップＳ２９）と共に、押圧反力Ｆが限界押圧反力Ｆ３を下回ると判定すれば当該商品Ｇのシールは異常であるということであり、エラー信号を出力して（ステップＳ３１）、ステップＳ２９へ進む。
【００６５】
そして、予定していた全ての商品Ｇについてのシールチェック検査が終了したか否かを判定して（ステップＳ３０）、終了していると判定すれば今回のシールチェック検査を終了すると共に、終了していないと判定すればステップＳ２１へ戻って次に搬入される商品Ｇの検査に待機する。
【００６６】
なお、上記実施の形態においては、シール不良を押圧反力Ｆが限界押圧反力Ｆ３以上か否かに基づいて判定していたが、高さ変化量ΔＨを用いた判定と同様に、押圧反力変化量ΔＦに基づいて判定してもよい。
【００６７】
また、上記実施の形態においては、ステップＳ６もしくはステップＳ２６において、押圧部材３の高さＨもしくは該押圧部材３に作用する押圧反力Ｆの値を記憶するタイミングの判定を、データ取込時間の経過に基づいて行うようにしているが、高さＨと押圧反力Ｆとに基づいて判定してもよい。
【００６８】
そして、上記実施の形態においては、同一商品Ｇに対してシール不良の判定を１回行うようになっているが、シールチェックの信頼性を高めるため、上記動作を複数回行ってもよい。
【００６９】
さて、制御装置６がサーボモータ３２の作動を制御するときに必要な各種制御パラメータの自動設定手順について説明する。なお、上記制御パラメータには、押圧部材初期高さＨ０、押圧部材限界高さＨ３、限界押圧反力Ｆ３、押圧部材下降開始時間ｔ０、データ取込開始時間ｔ１、データ取込終了時間ｔ２、押圧部材上昇開始時間ｔ３等が含まれる。
【００７０】
まず、商品Ｇの特性の自動検出手順について説明する。なお、自動設定を行うために必要な商品Ｇの特性の計測は、商品Ｇのシールチェック検査とは別のときに前もって、シールチェック装置１を使用して行われる。
【００７１】
商品Ｇの特性には、商品の長さ、商品の高さ、商品の破袋力が含まれる。このうち、商品の長さは、正常な商品Ｇを搬送コンベア２上へ載置し、該コンベア２を駆動させて、商品検知センサ５下を商品Ｇが通過する時間が計測され、既知の搬送コンベア２の搬送速度に基づいて算出、設定される。また、商品の高さは、搬送コンベア２側面に設けられた、複数の光電管を垂直に配置した高さセンサ（図示せず）を用いて計測される。そして、商品の破袋力は、正常な商品Ｇを搬送コンベア２上へ載置し、押圧部材３を移動させて商品Ｇを押圧させることで計測される。つまり、時間の推移と共に押圧部材３に作用する押圧反力が記憶され、商品Ｇが破袋する直前の押圧反力が破袋力とされる。商品Ｇの上記特性の計測はそれぞれ数回繰り返して行われ、それぞれの平均値が商品Ｇの特性として記憶される。
【００７２】
なお、商品の高さは、複数の光電管を備えた高さセンサを用いて計測されたが、該高さセンサはカメラなどの撮像手段を用いたものでもよい。また、商品の高さは、商品Ｇを押圧部材３の下方に置いた状態で該押圧部材３を下降させ、そのときの押圧反力Ｆの生成状態に基づいて計測されてもよい。なお、商品検知センサ５の代わりに距離センサによって、商品の長さと商品の高さとが計測されてもよい。
【００７３】
また、商品Ｇの特性の計測の際、搬送コンベア２を駆動させていたが、商品Ｇを搬送する代わりに手動で商品Ｇを押圧部材３の下方へ載置させて上記測定を行ってもよい。
【００７４】
次に、押圧部材３の高さの制御に係る制御パラメータの設定手順について説明する。
【００７５】
押圧部材初期高さＨ０は、上記の商品Ｇの高さにマージンを設けて設定される。また、押圧部材限界高さＨ３は、上記の商品Ｇの破袋力が計測されるときに、押圧反力と共に押圧部材３の高さも同時に計測、記憶されるので、商品Ｇが破袋する直前の押圧部材３の高さにマージンを設けて設定される。そして、限界押圧反力Ｆ３は、上記破袋力にマージンを設けて設定される。
【００７６】
さらに、サーボモータ３２を作動させるタイミングの設定手順について説明する。
【００７７】
まず、押圧部材下降開始時間ｔ０は、商品検知センサ５によって商品Ｇの搬入が検知されたときを基準に、商品Ｇの長さの半分が押圧部材３と搬送コンベア２との間で挟持、押圧されるように設定される。すなわち、商品Ｇの長さと搬送コンベア２の搬送速度は既知であるので、商品Ｇが指定されれば押圧部材下降開始時間ｔ０は自動的に算出され、そして設定される。
【００７８】
また、データ取込開始時間ｔ１は、商品Ｇの長さの半分が押圧部材３と搬送コンベア２とによって押圧後、さらに長さの半分が移動するための所要時間を算出して、それにマージンを設けた時間が上記押圧部材下降開始時間ｔ０に加算されて、設定される。一方、データ取込終了時間ｔ２は、商品Ｇが長さ分移動するための所要時間を算出して、上記データ取込開始時間ｔ１に加算して設定される。そして、押圧部材上昇開始時間ｔ３は、上記データ取込終了時間ｔ２にマージンを設けて設定される。
【００７９】
上記のように設定された各種の制御パラメータは、商品Ｇごとにメモリ６ａに記憶される。
【００８０】
なお、上記制御パラメータは押圧部材３の高さもしくは該押圧部材３に作用する押圧反力と時間とであったが、押圧部材３の移動速度を追加してもよい。例えば、上記のようにして算出された押圧部材下降開始時間ｔ０からデータ取込開始時間ｔ１までの時間内は押圧部材３の下降速度を速くし、その後は速度を遅くし、そして押圧部材３の上昇時には上昇速度を速くさせることにより、シールチェックの１サイクルの時間が短縮されるので、シールチェック処理能力が向上する。
【００８１】
【発明の効果】
以上のように、まず、第１発明によれば、商品を挟持、押圧する挟持部材を、商品に対して接近、離反可能とするサーボモータが備えられているので、該サーボモータにより、商品の搬入ごとに挟持部材を商品に対して移動して、商品を挟持、押圧することが可能になる。したがって、任意の商品に対するシールチェックが可能になる。
【００８２】
さらに加えて、サーボモータ自身が、上記挟持部材によって商品が挟持、押圧されたとき、挟持部材に作用する押圧反力もしくは該挟持部材の変位量を検出するので、圧力センサや変位センサ等の特別な設備が不要となる。したがって、シールチェックが効率よく、しかも安価な設備で行われるようになる。
【００８３】
また、第２発明によれば、商品の搬送手段と、上記商品の搬入を検知する検知手段とが備えられており、上記挟持部材は上記搬送手段と共動して商品を搬送するので、上記検知手段によって商品が検知される都度、上記挟持部材と搬送手段とが商品を挟持、押圧し、商品を搬送しながらシールチェックすることが可能になる。したがって、シールチェックの効率はさらに向上し、また、このシールチェック装置が各種の包装装置や軽量装置や搬送装置等と組み合わされて用いられると、効率はさらに向上する。
【００８４】
次に、第３発明によれば、サーボモータで挟持部材を移動させるときの制御パラメータを記憶する制御パラメータ記憶手段と、制御パラメータを上記記憶手段から読み出し、そのパラメータでサーボモータを作動させる制御手段とが備えられているので、搬入される商品に変更があれば、上記記憶手段に記憶されている制御パラメータを読み出すことにより、サーボモータの作動条件が速やかに設定されるようになる。したがって、人為的な誤りが排除されるので、検査の信頼性が向上する。
【００８５】
また、第４発明によれば、シールチェックを行う商品を指定する商品指定手段が備えられ、かつ、上記制御パラメータ記憶手段は商品ごとに制御パラメータを記憶し、上記制御手段は上記商品指定手段で指定された商品に対応する制御パラメータに基づいてサーボモータを作動させるので、例えば商品番号などを用いて当該商品を指定すると、上記記憶手段に記憶されている制御パラメータが読み出され、サーボモータの作動条件は速やかに設定されるようになる。したがって、迅速なシールチェックが可能になるので、検査効率が向上する。
【００８６】
そして、第５発明によれば、シールチェックを行う前に商品の特性を自動検出する商品特性検出手段と、検出された商品の特性に基づいて挟持部材を駆動するサーボモータの制御パラメータを設定する制御パラメータ設定手段とが備えられ、かつ、上記記憶手段は設定された上記制御パラメータを記憶するので、商品ごとにサーボモータの制御パラメータを入力、設定する必要がなくなる。したがって、検査の自動化が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係るシールチェック装置のレイアウト図である。
【図２】 図１のア−ア線に沿う矢視図である。
【図３】 同装置の制御システムを示す図である。
【図４】 同装置の動作例を説明する図である。
【図５】 押圧部材の高さと経過時間の関係を示す図である。
【図６】 同装置の運用例を示すフローチャートである。
【図７】 同じく運用例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ シールチェック装置
２ 搬送コンベア
３ 押圧部材
５ 商品検知センサ
６ 制御装置
６ａ メモリ
６ｂ ＣＰＵ
３２ サーボモータ
Ｇ 商品
Claims (5)
- 押圧動作によって、包装済み商品のシールチェックを行うシールチェック装置であって、上記商品を挟持、押圧する挟持部材と、該挟持部材を商品に対して接近、離反させるサーボモータとが備えられ、該サーボモータは、挟持部材に作用する押圧反力もしくは該挟持部材の変位量を検知することを特徴とするシールチェック装置。
- 商品の搬送手段と、上記商品の搬入を検知する検知手段とが備えられ、上記挟持部材は上記搬送手段と協働して商品を搬送すると共に、上記検知手段の検知信号に基づいて商品を挟持、押圧することを特徴とする請求項１に記載のシールチェック装置。
- サーボモータで上記挟持部材を移動させるときの制御パラメータを記憶する制御パラメータ記憶手段と、該記憶手段から制御パラメータを読み出し、そのパラメータでサーボモータを作動させる制御手段とが備えられていることを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載のシールチェック装置。
- シールチェックを行う商品を指定する商品指定手段が備えられ、かつ、上記制御パラメータ記憶手段は商品ごとに制御パラメータを記憶し、上記制御手段は上記商品指定手段で指定された商品に対応する制御パラメータに基づいてサーボモータを作動させることを特徴とする請求項３に記載のシールチェック装置。
- シールチェックを行う前に搬入される商品の特性を自動検出する商品特性検出手段と、該検出手段によって検出された商品の特性に基づき、上記制御パラメータを設定する制御パラメータ設定手段とが備えられ、かつ、上記制御パラメータ記憶手段は設定された上記制御パラメータを記憶することを特徴とする請求項３もしくは請求項４に記載のシールチェック装置。
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