JP4312474B2 - スパウト取付装置の検査システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、スパウト取付装置の検査システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
パウチのシールを検査する技術として、シール後にパウチを撮像した画像に基づいて、パウチの開口部内側の溶着層の溶け出し量が適正か否かを判定し、シールの異常を検出するものがある(特許文献1)。また、シール後にスパウト付きパウチを撮像した画像に基づいて、スパウトの傾きが適正か否かを判定し、シールの異常を検出するものもある(特許文献2)。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−315718号公報
【特許文献2】
特開2000−226002号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の技術では、誤って2枚以上のパウチを重ね取った状態でシールが行われた場合、その異常を検出することができない。また、スパウト及びパウチ本体が正規の位置にない状態でシールが行われた場合、スパウトを加熱してしまい、溶けた樹脂がシールヘッドのシール面に付着してしまう。付着した樹脂は時間と共に炭化してシール面を荒し、シール不良の原因ともなる。従って、上述の技術では、スパウト取付装置を長時間稼動させた場合、シールの安全性を保障できなかった。
【0005】
そこで、本発明は、スパウト取付装置を長時間稼動させた場合でもシールの安全性を保障可能な検査システムを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明について説明する。なお、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するが、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。
【0007】
本発明のスパウト取付装置(1)の検査システムは、パウチ本体(101)と、スパウト(102)とを前記パウチ本体の開口部(101a)に前記スパウトが挿入された状態に保ちつつ搬送し、その搬送途中で前記パウチ本体の開口部を一対のシールヘッド(32A、32B)により挟み込んで加熱し、シールするスパウト取付装置の検査システムにおいて、前記一対のシールヘッドよりも前記パウチ本体及び前記スパウトの搬送方向上流側にて前記パウチ本体及び前記スパウトを撮像する撮像手段(21)と、前記パウチ本体の開口部に前記スパウトが挿入された状態で前記一対のシールヘッドにて挟み込んで加熱すれば正常にシールできるように前記パウチ本体及び前記スパウトがそれぞれセットされた所定のセット状態についてその異常を前記撮像手段の撮像した画像(200)に基づいて検出する第1の異常検出手段(12)と、前記第1の異常検出手段により異常が検出されたときに、前記一対のシールヘッドによる前記パウチ本体の開口部のシールを禁止する禁止手段(12)と、前記一対のシールヘッド間の距離を検出する検出手段(40)と、前記検出手段の検出した距離に基づいて前記パウチ本体の開口部のシールの異常を検出する第2の異常検出手段(12)とを備え、前記第1の異常検出手段は、前記セット状態の異常の一つとして、前記パウチ本体と前記スパウトとの相対位置が許容範囲を超えてずれていることを検出する、ことにより、上述した課題を解決する。
【0008】
本発明のスパウト取付装置の検査システムでは、第1の検出手段によってパウチ本体及びスパウトのセット状態の異常が検出される。そして、セット状態の異常が検出された場合には、禁止手段によってシールが禁止されるから、シールヘッドがスパウトを加熱し、溶融した樹脂がシールヘッドに付着する等の事態は生じない。また、第2の異常検出手段がシールヘッド間の距離に基づいて異常を検出することから、誤って2枚以上のパウチ本体を重ね取った状態でシールが行われる異常や開口部に異物が噛み込まれる異常を検出できる。しかも、第1の検出手段及び禁止手段によってシールヘッドに樹脂が付着することが防止されるから、第2の異常検出手段の精度が長時間に亘って維持され、スパウト取付装置を長時間稼動させた場合でも、シールの安全性が保障される。
【0009】
なお、本発明において、セット状態の異常には、パウチ本体とスパウトとの相対位置が本来の相対位置からずれている場合の他に、パウチ本体に破れやめくれが生じている場合も含まれる。シールヘッドのパウチ本体を挟み込む位置が、パウチ本体の搬送位置に対して設定されている場合には、パウチ本体やスパウトが正規の搬送位置からずれる場合もセット状態の異常に含まれる。検出手段は、シールヘッド間の距離そのものを検出してもよいし、シールヘッド間の距離に相関して変化する距離又は位置を検出することにより、いわば間接的にシールヘッド間の距離を検出してもよい。例えば、一対のシールヘッドのうち、一方のシールヘッドが固定されている場合には、他方のシールヘッドの位置の変化がシールヘッド間の距離の変化と相関するので、一対のシールヘッド間の距離を、他方のシールヘッドの位置の変化(変位)に置き換えて検出手段で検出してもよい。シールの異常の有無は、距離の変化量、変化率、距離の変化の経過(パターン)、距離の絶対値等を単独で、又は組み合わせて判別してよい。
【0010】
本発明のスパウト取付装置の検査システムにおいて、前記一対のシールヘッドよりも前記パウチ本体及び前記スパウトの搬送方向下流側にて前記パウチ本体及び前記スパウトを撮像する下流側撮像手段(21)と、前記下流側撮像手段の撮像した画像に基づいて前記パウチ本体及び前記スパウトの外形の異常を検出する第3の異常検出手段(12)とを備えてもよい。この場合、シール完了後のパウチを検査することにより、安全性の保障に万全を期すことが可能である。
【0011】
本発明のスパウト取付装置の検査システムにおいて、前記第1の異常検出手段は、前記セット状態の異常の他の一つとして、前記パウチ本体の開口部の形状の異常を検出してもよい。この場合、開口部にめくれや破れが生じていることによるシールヘッドとスパウトとの接触を回避できる。
【0012】
本発明のスパウト取付装置の検査システムにおいて、前記撮像手段の撮像範囲に到達した前記スパウトの内部に光を照射する照明手段(23)を備え、前記撮像手段は、前記スパウトを透過した前記照明手段からの光を受光して、前記パウチ本体の開口部のシルエットを撮像してもよい。この場合、撮像手段はスパウトを透過した照明手段の光を受光して、開口部のシルエットを撮像するから、スパウトとパウチ本体との境界線を輝度の異なる領域の境界線として特定することができる。従って、エッジ検出、パターンマッチング等の画像処理を精度よく行い、境界線の形状を正確に特定して、開口部の外形の異常を検出できる。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明を適用したスパウト取付装置1を示す。スパウト取付装置1は、パウチ本体101(図2参照)の開口部101aにスパウト102を挿入した状態で開口部101aをシールし、スパウト付きパウチ100を製造するものである。パウチ本体101は例えば表裏に樹脂層がコートされたアルミニウム箔が積層されたラミネートフィルム101bを貼り合わせて形成されており、その厚さは100〜150μm程度である。スパウト102は例えば樹脂を射出成形することにより形成されており、光を透過可能である。
【0014】
図1に示すように、スパウト取付装置1は、矢印y1で示す周方向に回転する搬送装置2を備えている。搬送装置2は、半径方向に延びる複数のアーム3…3を備えている。図2に示すように、アーム3…3は、外周側の端部にパウチ100を挟んで対向するように配置された吸着具3a、3aと、保持具3b、3bとを備えており(但し、パウチ100の死角に位置する吸着具3a、3a及び保持具3b、3bについては不図示。)、吸着具3a、3aによりパウチ本体101を、保持具3b、3bによりスパウト102をそれぞれ挟み込んで保持することが可能である。吸着具3a、3a、保持具3b、3bは、フィルム101bの重ね合わせ方向を搬送装置2の半径方向に向けてパウチ100を保持する。従って、搬送装置2は、その外周に沿って矢印y2で示す方向にパウチ100を搬送可能である。
【0015】
図1において、搬送装置2の周囲には、搬送装置2にパウチ本体101を供給するパウチ本体供給装置4と、搬送装置2に搬送されているパウチ本体101の開口部101aにスパウト102を挿入するスパウト供給装置5と、パウチ100を検査する第1検査装置6と、パウチ本体101の開口部101aのうちスパウト102による膨らみのない部分をヒートシールする第1シール装置7と、パウチ本体101の開口部101aのうちスパウト102による膨らみのある部分をヒートシールする第2シール装置8と、パウチ本体101の開口部101aを冷却する冷却シール装置9と、パウチ100を検査する第2検査装置10と、パウチ100を搬送装置2から取り出して排出する排出装置11とが設けられている。また、スパウト取付装置1は、搬送装置2及び各装置4〜11の動作を制御する制御装置12を備えている。
【0016】
搬送装置2は、一定速度で回転してパウチ100を搬送する。各装置4〜11は、搬送装置2の回転に同期して所定の処理を実行する。なお、各シール装置7〜9は、搬送装置2の外周に沿って往復可能に設けられており、搬送装置2の回転方向に搬送装置2と同一の速度で回転しつつパウチ100のシールを実行し、シールが終了すると搬送装置2の回転方向と逆方向に移動するものである。各シール装置7〜9は、それぞれ8個のシールユニット13…13、14…14、15…15を備えており、8本のアーム3…3に保持されたパウチ100…100に対して同時にシール可能に構成されている。他の各装置4〜6、10、11は定位置に設けられている。なお、搬送装置2は、間欠的に回転するものであってもよい。
【0017】
図2は、第1検査装置6の構成を示す図である。なお、第2検査装置10も同様の構成である。第1検査装置6は、パウチ100を搬送装置2の内周側から検査する検査ユニット20Aと、パウチ100を搬送装置2の外周側から検査する検査ユニット20Bとを備えている(以下、両者を区別する必要がない場合は単に「検査ユニット20」という。)。図2では、検査ユニット20Aが検査ユニット20Bに対してパウチ100の搬送方向の上流側となっているが、いずれが上流側であってもよい。
【0018】
検査ユニット20は、撮像手段としてのカメラ21と、バックライト22と、照明手段としての天面スポットライト23とを備えている。カメラ21は例えばCCDカメラとして構成されている。カメラ21及びバックライト22はパウチ100の搬送経路を挟んで配置されている。検査ユニット20Aではカメラ21が搬送装置2の内周側に、検査ユニット20Bではカメラ21が搬送装置2の外周側に配置されている。天面スポットライト23は、パウチ100の搬送経路の上方に配置されており、スパウト102の内部に光を照射可能である。カメラ21、バックライト22、天面スポットライト23はそれぞれ制御装置12に接続されており(図示省略)、その動作は制御装置12によって制御される。
【0019】
図3は、シールユニット13の構成を示す図である。なお、シールユニット14も同様の構成である。シールユニット13は、パウチ本体101の開口部101aを一対のシールヘッド32A、32Bにより挟み込んで加熱し、シールするものである。シールユニット13は、逆U字状の支持部材33と、支持部材33に支持される保持機構34とを備えている。図10にも示したように、保持機構34は、軸部34aと、軸部34aの周りに取り付けられたコイルばね34bとを有している。軸部34aは、左右にスライド可能に支持部材33に取り付けられている。軸部34aの右側にはシールヘッド32Aが取り付けられている。コイルばね34bは支持部材33とシールヘッド32Aとの間に設けられている。
【0020】
シールユニット13は、シールヘッド32Bを左右に駆動するための駆動装置35を備えている。駆動装置35は、不図示の装置フレームに固定されてほぼ水平方向に延びるレール36と、レール36の長手方向にスライド可能に取り付けられた可動部材37と、可動部材37と支持部材33の先端部33dとの間に設けられたリンク機構38と、装置フレームに支持された空圧シリンダー39とを備えている。支持部材33はそのコーナ部33b、33cにて可動部材45a、45bを介してレール36に取り付けられることにより、レール36の長手方向に移動可能である。可動部材37にはシールヘッド32Bが取り付けられている。リンク機構38は、互いに回動可能に連結された2本のリンク部材38a、38bとを有している。リンク部材38a、38bはそれぞれピン46a、46bを介して可動部材37、支持部33に回動可能に取り付けられている。空圧シリンダー39のピストンロッド39aはリンク部材38a、38bとピン39bを介して回動可能に連結されている。従って、ピストンロッド39aが上下に駆動されることにより、リンク機構38を介して支持部材33及び可動部材37がレール36の長手方向に互いに逆向きに駆動されてシールヘッド32A、32Bが開閉する。
【0021】
シールユニット13は、支持部材33の垂直部33aに取り付けられた検出手段としての変位センサ40と、シールヘッド32Aに取り付けられた測定用部材41とを備えている。変位センサ40は、制御装置12に接続されており、測定用部材41までの距離に応じた信号を制御装置12に出力する。例えば変位センサ40には、距離に比例して出力電圧が変化するものが使用される。また、空圧シリンダ39は空圧回路42を介して制御装置12に接続されている。
【0022】
上記の構成を有するスパウト取付装置1によるパウチ100の検査方法について説明する。図4は、制御装置12が実行する検査処理の手順を示すフローチャートである。この処理は1つのパウチ100に対応して実行される検査処理を示すものである。従って、この処理はアーム3…3の本数に対応する数だけ並行して実行され、また、搬送装置2の回転周期を1周期として繰り返し実行される。例えば、排出装置11とパウチ本体供給装置4との間に設定された所定の開始位置に1本のアーム3が到達したときに、そのアーム3に対応する検査処理が開始され、そのアーム3が1周して再度開始位置に到達すると、実行中であった検査処理は終了し、新たにそのアーム3に対応する検査処理が開始される。
【0023】
制御装置12は、パウチ100(アーム3)が第1検査装置6に到達すると、第1検査装置6による検査処理を実行する(ステップS1)。次に、第1検査装置6によって異常が検出されたか否かを判定する(ステップS2)。異常が検出されていないと判定した場合は、パウチ100が各装置7、8、10に到達したときに、第1シール装置7によるシール処理(ステップS3)、第2シール装置8によるシール処理(ステップS4)、第2検査装置10による検査処理(ステップS5)をそれぞれ実行する。ステップS3、S4のシール処理では、パウチ100のシールとともにパウチ100の検査も行われる。そして、ステップS3〜S5のいずれの検査においても異常が検出されなかったパウチ100のみが正常品として判定される。一方、ステップS2にて異常が検出されたと判定したときは、ステップS3〜S5はスキップされる。従って、第1検査装置6によって異常が検出されたパウチ100のシールは行われない。なお、制御装置12はステップS1では第1の検査手段として、ステップS2では禁止手段として、ステップS3及びS4では第2の検査手段として、ステップS5では第3の検査手段として機能する。
【0024】
図5〜図8を参照して、第1検査装置6及び第2検査装置10によるパウチ100の検査(図4のステップS1、S5)について説明する。スパウト取付装置1の稼動中、バックライト22及び天面スポットライト23は常時点灯されている。そして、搬送装置2によって搬送中のパウチ100が天面スポット23の下方に到達すると、カメラ21はパウチ100を撮像する。このときカメラ21が撮像する画像は、図5に示すようになる。
【0025】
図5は、カメラ21が撮像した画像200を概念的に示す図である。カメラ21は、バックライト22の照射した光を受光して、パウチ100のシルエットを撮像する。このため、画像200において、パウチ100に相当するパウチ画像201は、その全体に亘って、周囲の領域202に比較して輝度が低くなっている。また、パウチ画像201のうちスパウト部分201bは、カメラ21がスパウト102を透過した天面スポットライト23の光を受光することにより、本体部分201aよりも輝度が高くなっている。第1検査装置6及び第2検査装置10はこの輝度の差を利用してパウチ本体101及びスパウト102の外周を特定し、パウチ100の検査を行う。
【0026】
第1検査装置6及び第2検査装置10によるパウチ100の外周の検査については、種々の項目についての検査が可能であるが、例えば、以下に説明する検査項目について検査してよい。
【0027】
図6(a)は、パウチ本体101及びスパウト102の搬送位置の適否を検査する場合を示している。例えば、検査装置6は、エッジ検出によりパウチ本体101の上端部101c及び両側端部101d、101dの位置を検出する。そして、上端部101c及び両側端部101d、101dがそれぞれY軸方向に設定された許容範囲p1、X軸方向に設定された許容範囲p2、p3にあるか否かを判別する。X軸、Y軸はスパウト取付装置1に固定された座標系である。このようにしてパウチ101の搬送位置の適否を判別する。同様に、スパウト102の上端部102a及び側端部102bがそれぞれY軸方向に設定された許容範囲p4、X軸方向に設定された許容範囲p5にあるか否かにより、スパウト102の搬送位置の適否を判別する。
【0028】
なお、パウチ本体101及びスパウト102の位置の検出には、予め制御装置12に記録されたパウチ本体101及びスパウト102の画像と比較するパターンマッチング等の他の画像処理方法を利用してもよい。上端部101a等のエッジの代わりにパウチ本体101の重心を検査する等、検査の基準位置は任意に決定してよい。検査方向もX軸方向、Y軸方向に限らず必要に応じて決定してよく、例えば傾きを検査してもよい。
【0029】
図6(b)は、パウチ本体101とスパウト102との相対位置の適否をX軸方向について検査する場合を示している。例えば、検査装置6は、エッジ検出によりパウチ本体101及びスパウト102の外周を特定し、その特定した外周に基づいてパウチ本体101の重心位置101eと、スパウト102の重心位置102cとをそれぞれ特定する。そして、重心位置101eと重心位置102cとのX軸方向のずれ量s1が所定の許容範囲内か否かを判別する。これにより、パウチ本体101とスパウト102との相対位置の適否を検査する。
【0030】
なお、パウチ本体101及びスパウト102の位置の検出には、エッジ検出に限らず、パターンマッチング等の他の画像処理方法を利用してもよい。図5に示したようにパウチ画像201において、スパウト部分201bは本体部分201aよりも輝度が高いから、2値化面積計測により重心位置101e、102cをそれぞれ特定してもよい。重心位置同士の相対位置の代わりにパウチ本体101及びスパウト102のエッジ同士の相対位置を検査する等、検査の基準位置は任意に決定してよい。
【0031】
図7(a)は、パウチ本体101とスパウト102との相対位置の適否をY軸方向及び回転方向について検査する場合を示している。例えば、検査装置6は、エッジ検出によって、パウチ本体101の上端部101cの位置と、スパウト102のフランジ部102dの両端部102e、102fの位置とを特定する。次に上端部101cと、両端部102e、102fとの距離s2、s3をそれぞれ特定する。そして、距離s2、s3がそれぞれ所定の許容範囲内か否かを判別することによりY軸方向の相対位置の適否を検査する。また、距離s2と距離s3との比較により回転方向の相対位置(傾き)の適否を検査する。
【0032】
なお、検査の基準位置は上端部101c、両端部102e、102fに限らず、重心を基準位置とする等、任意に決定してよい。位置の検出には、パターンマッチングや2値化面積計測等の他の画像処理方法を利用してもよい。
【0033】
図7(b)は、パウチ本体101の開口部101aのめくれ又は破れの有無を検査する場合を示している。開口部101aのめくれ又は破れは、例えば、スパウト供給装置5によってスパウト102を開口部101aに挿入する際に、スパウト102が上端部101cに引っ掛ることにより生じる。
【0034】
スパウト102の内部には、天面スポットライト23によって光が照射されている。このため、開口部101aにめくれ又は破れが生じている場合には、図7(b)に示すように、破れ等を内側から照らし出し、そのシルエットを撮像することが可能である。このため、スパウト102とパウチ本体101との境界線L1を輝度の異なる領域の境界線として特定することができる。従って、エッジ検出、パターンマッチング等の画像処理を精度よく行い、境界線L1の形状を正確に特定することが可能である。スパウト102はその全体に亘ってパウチ本体101よりも輝度が高くなっているから、2値化面積計測等の画像処理を行い、スパウト102とパウチ本体101との面積比から正確に破れ等の有無を判別することも可能である。また、第1検査装置6及び第2検査装置10はパウチ100の搬送経路の外周側から検査する検査ユニット20Aと、内周側から検査する検査ユニット20Bとを備えているから、パウチ100の両面について、破れ等を検査することが可能である。なお、検査ユニット20Aと、検査ユニット20Bとは、互いのバックライト22が撮像時に干渉しないように適宜の間隔をおいて配置することが望ましい。
【0035】
図8は、パウチ本体101のねじれを検査する場合を示している。ねじれの検出には、パウチ本体101にねじれが生じると、カメラ21に投影されるパウチ本体101の見かけ上の幅が狭くなることを利用してもよい。例えば、検査ユニット20はエッジ検出により両側端部101d、101dの位置を特定し、その位置に基づいてカメラ21に投影されたパウチ本体101の上端付近の幅W1と、パウチ本体101の中央部付近の幅W2とを特定する。次に幅W2から幅W1を減算して両者の差dWを算出する。そして、差dWが所定の基準値よりも大きい場合にはパウチ本体101にねじれが生じていると判別する。なお、パウチ本体101にねじれが生じていない場合であっても、開口部101aにはスパウト102が挿入されているから、スパウト102による膨らみにより、幅W1は幅W2よりも小さい。従って、基準値を設定する場合には、この膨らみによる影響を考慮する必要がある。
【0036】
なお、側端部101cの位置の検出には、パターンマッチング等の他の画像処理方法を利用してもよい。上端付近及び中央部付近の幅に限らず、任意の位置の幅に基づいて検査してよいし、計測された幅同士の比較でなくともよく、例えば、予め制御装置12に記録された基準の幅と比較してもよい。
【0037】
第1検査装置6においては、シールヘッド32A、32Bにスパウトを接触させないために、図6〜図8までの検査項目のうち、ねじれ以外の全てを検査することが望ましい。特にパウチ本体101の破れ又はめくれの検査を行うことが望ましい。
【0038】
第1シール装置7及び第2シール装置8によるパウチ100の検査(図4のステップS3、S4)について説明する。図9は、制御装置12が実行するシール処理の手順を示すフローチャートである。この処理は、パウチ100がシールヘッド32A、32Bの間に搬送されたときに開始される。
【0039】
スパウト取付装置1の稼働中において、シールヘッド32A、32Bは所定のシール温度に加熱されている。制御装置12はパウチ100のシールヘッド32A、32B間への搬入を検出すると、空圧シリンダ39を動作させてピストンロッド39aを上方に移動させることにより、シールヘッド32A、32Bを互いに接近する方向に駆動して両者を所定の閉位置まで移動させる(ステップS11)。閉位置はシールヘッド32A、32Bにより開口部101aを挟み込んで加圧する位置であり、例えば、パウチ100の厚さやシールに必要な圧力等に応じて適宜に設定される。シールヘッド32A、32Bが閉位置まで移動して両者の間にパウチ100が挟み込まれると、シールヘッド32Aはパウチ100を介してシールヘッド32Bにより押し込まれ、図10(a)に示すシール開始前の位置から、図10(b)に示すシール開始時の位置まで一旦後退する。
【0040】
次に、制御装置12は、所定の加熱時間が終了するまで空圧シリンダ39を定位置に保持してシールヘッド32Bを閉位置に維持する(ステップS12、S13)。このときの加熱時間は、例えばシールヘッド32A、32Bの温度やシールに必要な熱量等に応じて適宜に設定される。シールヘッド32Bが閉位置に維持されている間、パウチ本体101の開口部101aの内面にコートされた樹脂層(溶着層)がシールヘッド32A、32Bからの熱で徐々に軟化(溶融)してシールが進行する。溶着層の軟化に伴ってシールヘッド32Aはコイルばね34bの力でシールヘッド32B側に徐々に接近する。従って、図11の曲線L11又は曲線L12で示すように、シールヘッド32A、32B間の距離は時間の経過に伴い次第に減少する。シールヘッド32Bは一定の位置に保持されているため、シールヘッド32A、32B間の距離の変化はシールヘッド32Aの位置の変化に置き換えられて変位センサ40により検出される。
【0041】
制御装置12は、加熱時間が終了したと判定すると、変位センサ40の検出した距離が適正な範囲内か否か判定する(ステップS14)。このときのシールヘッド32Aの位置は、図10(c)に示すようにシール開始時(図10(b))よりもシールヘッド32B側に偏っている。変位センサ40の検出距離に対する適正範囲は実験的に求めておくことができる。シール温度や圧力に応じて適正範囲を変えてもよい。
【0042】
変位センサ40の検出距離が適正範囲内ではないと判定した場合は、異常発生の有無を判別するための情報(異常フラグ)を、異常発生に対応した状態に設定する(ステップS15)。その後、制御装置12は空圧シリンダ39のピストンロッド39aを下降させてシールヘッド32A、32Bを開放し(ステップS16)、その後に図9の処理を終了する。
【0043】
ステップS15で設定された異常フラグはシール処理の後の工程において適宜に参照される。例えば、スパウト取付装置1からのパウチ100の搬出時に、異常フラグの有無に基づいてパウチ100を正常品と異常品とに区分してもよい。ステップS14にて、変位センサ40の検出した距離が適正な範囲内と判定した場合は、ステップS15をスキップしてシールヘッド32A、32Bを開放し(ステップS16)、その後に図9の処理を終了する。なお、図9の処理を実行することにより制御装置12は判別手段として機能する。
【0044】
以上のように本発明によれば、第1検査装置6にてパウチ本体101及びスパウト102のセット状態の異常が検出される。そして、セット状態の異常が検出された場合には、シールが禁止されるから、シールヘッド32A、32Bがスパウト102を加熱し、溶融した樹脂がシールヘッド32A、32Bに付着する等の事態は生じない。また、第1シール装置7及び第2シール装置8にてシールヘッド間の距離に基づいて異常を検出することから、誤って2枚以上のパウチ本体101を重ね取った状態でシールが行われる異常や開口部101aに異物が噛み込まれる異常を検出できる。
【0045】
第1シール装置7及び第2シール装置8では、シールヘッド32A、32Bにてパウチ本体101を挟み込んでシールを進行させている間のシールヘッド間の距離の変化を変位センサ40により監視し、その監視結果に基づいてパウチ本体101のシールの異常を検出している。シールの進行に伴う距離の変化量はパウチ本体101自身の厚みに比べれば小さく(例えばパウチ本体101の厚さの1/10以下で、大きくても数十μm程度)、その変化に着目して異常判別を行うためには必然的により微小な分解能(例えば数μm程度の分解能)で距離のずれを判別することになる。従って、微小な異物の噛み込みを精度よく検出できる。そして、その精度は、第1検査装置6の検査によりシールヘッドに樹脂が付着することが防止されることにより、長時間に亘って維持される。従って、スパウト取付装置1を長時間稼動させた場合でも、シールの安全性が保障される。
【0046】
本発明は以上の実施形態に限定されず、本発明の技術的思想と実質的に同一である限り、種々の形態で実施してよい。
【0047】
シールヘッド間の距離に基づく検査は、第1シール装置7及び第2シール装置8のいずれか一方でのみ行ってもよい。
【0048】
カメラ21はパウチ100全体を撮像しなくともよく、検査に必要な範囲で撮像してもよい。例えばパウチ本体101の上端付近のみを撮像してもよい。
【0049】
カメラ21、バックライト22の配置については、バックライト22の照射した光によるパウチ100のシルエットをカメラ21で撮像可能である限り、あらゆる配置が可能である。例えば、カメラ21からパウチ100までの撮影距離を確保するために、パウチ100とカメラ21との間にバックライト22の光をカメラ21に向けて反射する鏡を設けてもよい。この場合、カメラ21とバックライト22とはパウチ100の搬送経路を挟むように配置されていなくともよい。同様に、天面スポット23の配置についても、スパウト102の内部を照射可能である限り、あらゆる位置に配置してよい。
【0050】
カメラ21は、パウチ100を撮像可能であればよく、例えば光電管式のカメラを利用してもよい。
【0051】
バックライト22、天面スポットライト23は、カメラ21による撮像時に光を照射可能であればよい。従って、バックライト22、天面スポットライト23としてストロボタイプのものを用い、カメラ21による撮像時にのみ光を照射してもよい。
【0052】
天面スポットライト23によるスパウト102内部への光の照射がない状態の画像と、照射がある状態の画像とをそれぞれ生成し、検査項目毎に検査項目に適した画像を上記2つの画像から選択して利用してもよい。また、上記2つの画像の差分を求めるような画像処理を行うことにより、パウチ本体101やスパウト102の外周を特定してもよい。
【0053】
スパウト102の取付位置はパウチ本体101の上部中央に限らず、パウチ本体101のコーナー部にスパウト102が設けられてもよい。また、側部、底部等に設けられてもよいし、スパウト102が設けられなくともよい。パウチ100は平パウチに限定されることなく、側部に襠を設けたガセットタイプ、底部を設けて自立可能としたスタンドタイプ、ボトルタイプ等の各種の形状に適用できる。パウチ本体101は1枚のフィルム101bを折り畳んで重ね合わせるものでもよい。
【0054】
ステップS14の判定時期はシール終了時に限らずシールの途中の適宜な時期に設定してもよい。シールの進行中にステップS14の判定を繰り返し実行し、変化量、変化率、変化のパターン等を特定して異常の有無を判別してもよい。
【0055】
検出手段にはシールヘッド32A、32B間の距離の変化を検出できる限り各種のものを使用してよいが、好適には光学式センサや渦電流式の距離センサを使用することができる。パウチ100の素材のフィルム厚さが数十μm〜数百μm程度であるとすれば、異常の有無の検出にはμmオーダーの分解能を有する検出手段が必要と考えられる。
【0056】
検出手段の配置は図3の態様に限定されない。例えば、図12に示すように、シールヘッド32Aに変位センサ40を取り付けるとともに、測定用部材41をシールヘッド32Bに取り付け、シールヘッド32A、32B間の距離の変化を直接検出してもよい。
【0057】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、第1の検出手段によってパウチ本体及びスパウトのセット状態の異常が検出される。そして、セット状態の異常が検出された場合には、禁止手段によってシールが禁止されるから、シールヘッドがスパウトを加熱し、溶融した樹脂がシールヘッドに付着する等の事態は生じない。また、第2の異常検出手段がシールヘッド間の距離に基づいて異常を検出することから、誤って2枚以上のパウチ本体を重ね取った状態でシールが行われる異常や開口部に異物が噛み込まれる異常を検出できる。しかも、第1の検出手段及び禁止手段によってシールヘッドに樹脂が付着することが防止されるから、第2の異常検出手段の精度が長時間に亘って維持され、スパウト取付装置を長時間稼動させた場合でも、シールの安全性が保障される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るスパウト取付装置を示す図。
【図2】図1のスパウト取付装置の第1検査装置を示す図。
【図3】図1のスパウト取付装置の第1シール装置を示す図。
【図4】図1のスパウト取付装置の制御装置が実行する検査処理の手順を示すフローチャート。
【図5】図2の第1検査装置のカメラが撮像した画像を示す図。
【図6】図2の第1検査装置にて検査される検査項目を示す図。
【図7】図2の第1検査装置にて検査される検査項目を示す図。
【図8】図2の第1検査装置にて検査される検査項目を示す図。
【図9】図1のスパウト取付装置の制御装置が実行するシール処理の手順を示すフローチャート。
【図10】図1のスパウト取付装置のシールヘッドの位置の変化を示す図。
【図11】図1のスパウト取付装置のシールヘッド間の距離の変化を示す図。
【図12】図3の第1シール装置の変位センサの取り付け位置の変形例を示す図。
【符号の説明】
1 スパウト取付装置
12 制御装置
21 撮像手段
23 天面スポット
32A シールヘッド
32B シールヘッド
40 変位センサ
101 パウチ本体
101a 開口部
102 スパウト
200 画像
Claims (4)
- パウチ本体と、スパウトとを前記パウチ本体の開口部に前記スパウトが挿入された状態に保ちつつ搬送し、その搬送途中で前記パウチ本体の開口部を一対のシールヘッドにより挟み込んで加熱し、シールするスパウト取付装置の検査システムにおいて、
前記一対のシールヘッドよりも前記パウチ本体及び前記スパウトの搬送方向上流側にて前記パウチ本体及び前記スパウトを撮像する撮像手段と、
前記パウチ本体の開口部に前記スパウトが挿入された状態で前記一対のシールヘッドにて挟み込んで加熱すれば正常にシールできるように前記パウチ本体及び前記スパウトがそれぞれセットされた所定のセット状態についてその異常を前記撮像手段の撮像した画像に基づいて検出する第1の異常検出手段と、
前記第1の異常検出手段により異常が検出されたときに、前記一対のシールヘッドによる前記パウチ本体の開口部のシールを禁止する禁止手段と、
前記一対のシールヘッド間の距離を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出した距離に基づいて前記パウチ本体の開口部のシールの異常を検出する第2の異常検出手段と、を備え、
前記第1の異常検出手段は、前記セット状態の異常の一つとして、前記パウチ本体と前記スパウトとの相対位置が許容範囲を超えてずれていることを検出する、
ことを特徴とするスパウト取付装置の検査システム。 - 前記一対のシールヘッドよりも前記パウチ本体及び前記スパウトの搬送方向下流側にて前記パウチ本体及び前記スパウトを撮像する下流側撮像手段と、
前記下流側撮像手段の撮像した画像に基づいて前記パウチ本体及び前記スパウトの外形の異常を検出する第3の異常検出手段と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載のスパウト取付装置の検査システム。 - 前記第1の異常検出手段は、前記セット状態の異常の他の一つとして、前記パウチ本体の開口部の形状の異常を検出することを特徴とする請求項1又は2に記載のスパウト取付装置の検査システム。
- 前記撮像手段の撮像範囲に到達した前記スパウトの内部に光を照射する照明手段を備え、
前記撮像手段は、前記スパウトを透過した前記照明手段からの光を受光して、前記パウチ本体の開口部のシルエットを撮像することを特徴とする請求項3に記載のスパウト取付装置の検査システム。
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