JP4768284B2 - 不良品排出装置 - Google Patents

Description

本発明は、コンベヤ装置により搬送される製品のうちの不良品を、簡単な構成にて高速にしかも不良品を損傷させることなく確実に排出できるようにした不良品排出装置に関する。

あらゆる産業において、ビン、缶、合成樹脂等の多種多様の容器が用いられており、これらの容器には液状、固形状或いはガス状の種々の物品が充填されて種々の製品として市場に供給されている。

このような製品は、容器の製造段階は勿論のこと、ラベルの貼着、物品の充填、包装等の各種工程において非常に多くの回数の製品検査を行っており、製品に不良品が検出されると、製品を搬送しているコンベヤ装置上から不良品をライン外に排出するようにしている。

不良品を排出する装置としては、特許文献１に示す如く、成形機で成形した成形品を検査機で検査し、検査が終了した成形品を整列してコンベヤ装置で搬送し、不良品が不良品回収シュータの位置にきたときに、エアシリンダで払出しプレートを作動して不良品を払い出すことにより選別する選別装置が提案されている。
特開平０８−１８７７７０号公報

しかしながら、近年では、生産性を上げるために、コンベヤ装置が非常に高速化しており、製品の搬送速度が例えば毎分８００個以上、或いは１２００個以上のような高速のコンベヤ装置に対しては、前記特許文献１に示したような選別装置では種々の問題が発生して適用が困難である。

即ち、コンベヤ装置が高速化すると、払出しプレートによる不良品の押し出し時に、排出する不良品の前後に位置する良品の製品と払出しプレートとが干渉して良品を排出させてしまう可能性があるため、払出しプレートはエアシリンダ等によって非常に高速で作動させる必要がある。しかし、このように払出しプレートをエアシリンダによって非常に高速で作動させると、作動時の衝撃が大きく且つ突出作動が繰り返して行われることによってエアシリンダが短期間で損耗してしまい、従ってメンテナンスのためにラインを止める頻度が増加し、生産性が著しく低下するという問題がある。

また、特許文献１では、払出しプレートを非常に高速で作動させて不良品を弾き飛ばして排出することになるために、不良品が傷ついたり、変形したり、割れる等の被害を生じる問題がある。

近年では、製品の品質向上のために厳しい検査を行うようになってきており、このために、例えば充填量が僅かに少ないために不良品と判断されたり、印字ずれ、僅かな汚れが検出されることにより不良品と判断されたり、検査装置の検査精度の設定によっては不良部分が認められないにも拘らず不良品と判断されてしまう場合がある。このような不良品は、充填量を調整したり、ラベル替え、汚れの除去などにより良品として利用することができ、また不良部分が認められないものについてはそのまま良品として出荷することも可能である。しかし、前記したように不良品が高速で移動する払出しプレートによって弾き飛ばされて傷ついたり、変形したり、割れてしまった場合には、製品として利用することはできず、そのために生産性が低下するばかりか、資源が有効に活用されず、不良品が廃棄物となってしまうために廃棄物の処理量が増加するという問題がある。

また、前記払出しプレートによって不良品を排出する方法以外に、圧縮空気を吹き付けて不良品を除去する方法も考えられるが、この場合でも同様に、不良品が圧縮空気によって弾き飛ばされて傷ついたり、変形したり、割れたりする問題が生じてしまう。

本発明は、上記実情に鑑みてなしたもので、簡単な構成にてコンベヤ装置上の不良品を高速にしかも不良品を損傷させることなく確実に排出できるようにした不良品排出装置を提供しようとするものである。

請求項１の発明は、サーボモータにより回転されるターンテーブルと、
該ターンテーブルの円周上の等間隔位置においてターンテーブルの回転軸線と平行な略半径方向面内で支点ピンを中心に回動可能な回動リンクと、各回動リンクの一端に備えてターンテーブルの半径方向外側に突出可能な排出アームと、前記回動リンクの他端に備えたガイドローラとからなる排出リンク装置と、
前記ターンテーブルと同心に固定台に設けて前記ガイドローラの移動を内面で案内する外側案内壁と、
前記外側案内壁の一部を内側に突出させることにより前記ガイドローラを内側に押して前記排出アームをターンテーブルの半径方向外側に突出させる排出駆動装置と、
前記ガイドローラが外側案内壁に当接する状態に回動リンクを付勢するバネと、
を備えたことを特徴とする不良品排出装置、に係るものである。

請求項２の発明は、前記排出駆動装置は、前記固定台に対しターンテーブルの半径方向に移動可能で且つ前記外側案内壁に沿って移動するガイドローラを内側に移動させる突出部を備えた移動ブロックと、該移動ブロックの移動を駆動するボールネジシリンダとからなることを特徴とする請求項１記載の不良品排出装置、に係るものである。

請求項３の発明は、前記外側案内壁の内側に、前記ガイドローラの移動を外面で案内する内側案内壁を設け、該内側案内壁における前記移動ブロックの突出部に対応した位置に案内凹部を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の不良品排出装置、に係るものである。

請求項４の発明は、前記排出アームの突出により搬送部上の不良品を搬送部の移動方向と直交する方向に排出するよう前記不良品排出装置に対して配置したコンベヤ装置と、
該コンベヤ装置における排出アームの上流側に備えて搬送される製品中の不良品を検出する検査装置及び各製品の位置を検出する位置検出器と、
前記コンベヤ装置の搬送速度を検出する速度検出器と、
該速度検出器からの搬送速度信号を入力して前記コンベヤ装置の搬送速度に同期して前記ターンテーブルのサーボモータの回転を制御し、且つ前記検査装置が検出した不良品信号と前記位置検出器による不良品の位置信号とを入力して不良品の移動と同期して排出アームを突出させるように排出駆動装置を制御する制御器と、
を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の不良品排出装置、に係るものである。

請求項５の発明は、前記制御器は、コンベヤ装置により不揃い間隔で搬送される製品に対し、位置検出器で検出した不良品の検出位置からの移動と排出アームの回転移動とが同期するようにサーボモータの回転を補正することを特徴とする請求項４記載の不良品排出装置、に係るものである。

請求項６の発明は、前記コンベヤ装置の搬送部の側部に不良品受取装置を備えたことを特徴とする請求項４又は５記載の不良品排出装置、に係るものである。

請求項７の発明は、前記不良品受取装置が不良品受取コンベヤであることを特徴とする請求項６記載の不良品排出装置、に係るものである。

上記手段によれば、以下のような作用が得られる。

本発明の不良品排出装置においては、ターンテーブルの周方向に複数の排出リンク装置を設け、固定台に設けた１つの排出駆動装置により回動リンクの任意の１つを回動させて排出アームを突出させることにより不良品の排出を行うようにしているので、構成が簡単で長期間の繰り返し作動によっても故障を生じ難くすることができる。

更に、回動リンクの短尺側部分をボールネジシリンダで押して回動リンクを回動させることにより排出アームを突出させるため、ボールネジシリンダによる小さい押出し速度（小さいストローク）でも長尺側部分に備えた排出アームを高速（大きいストローク）で突出させることができ、よってボールネジシリンダの駆動速度を遅くできることと、ボールネジシリンダ自体の耐久性が高いことから、不良品排出装置を長期間に亘って安定して使用できる。

本発明の請求項１〜７記載の不良品排出装置によれば、簡単な構成にてコンベヤ装置上の不良品を高速にしかも不良品を損傷させることなく確実に排出できるという優れた効果を奏し得る。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１〜図４は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図１は本発明の不良品排出装置をコンベヤ装置に適用した一例を示す全体平面図、図２は図１の不良品排出装置をＩＩ方向から見た断面図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ方向矢視図、図４は図２のＩＶ−ＩＶ方向矢視図である。

本発明の不良品排出装置１は、図２〜図４に示す如く、固定台２上に、軸受部３を介して回転する鉛直な回転軸４により水平回転するターンテーブル５を備えており、前記回転軸４は固定台２の下部まで延長し、該回転軸４の延長部４’にベルト、チェーン或いはギヤ等の動力伝達部材６を介してサーボモータ７を接続している。

前記ターンテーブル５の上部には回転軸４と一体の上部回転体８を設け、該上部回転体８の円周上の等間隔位置には、ガイド部材９を介して半径方向に出没が可能な排出アーム１０を設ける。図３の例では円周上の５箇所に排出アーム１０を配置している。図中１０ａは各排出アーム１０の外側先端に設けた平面が略Ｖ字形状の押し板である。

前記回転軸４の高さ方向の途中には回転板１１が設けてあり、該回転板１１の円周上における前記各排出アーム１０の下方位置には、回転板１１の周方向に延びる水平な支点ピン１２を介して取り付けて、前記回転軸４の軸線と平行な略半径方向面内で回動するようにした回動リンク１３を設ける。

各回動リンク１３の上端には長孔１４を設けており、該長孔１４を連結ピン１５により前記排出アーム１０の内側端に連結している。また、前記各回動リンク１３の下端には水平回転するガイドローラ１６をピン１７により折り曲げ可能に取り付けており、これにより排出リンク装置１８を構成している。前記回動リンク１３は、前記支点ピン１２から前記ガイドローラ１６までの部分１３ａの長さよりも、前記支点ピン１２から前記長孔１４までの部分１３ｂの長さの方が長尺となっており、回動リンク１３の長尺側部分１３ｂと前記回転軸４との間には、長尺側部分１３ｂを回転軸４側に引き付けておくためのバネ１９を設ける。

前記固定台２の上面には、前記ターンテーブル５と同心に形成され前記ガイドローラ１６の移動をその内面に沿って案内するようにした外側案内壁２０を設ける。

更に、前記固定台２には、前記外側案内壁２０の一部を内側に突出させることにより前記ガイドローラ１６を内側に押して転動させることにより回動リンク１３を回動させ、排出アーム１０をターンテーブル５の半径方向外側に突出させるための排出駆動装置２１を設ける。図２、図４に示す排出駆動装置２１は、前記外側案内壁２０の一部を内側に変形させるための突出部２２を備えて前記ターンテーブル５の半径方向に移動可能に固定台２に設けた移動ブロック２３と、前記移動ブロック２３の移動を駆動するためのボールネジシリンダ２４とから構成している。ここで、前記ガイドローラ１６は、図２の如く上下２段のローラ１６ａ，１６ｂで構成してあり、これにより上下２段のローラ１６ａ，１６ｂは、前記外側案内壁２０及び移動ブロック２３の突出部２２のいずれにも接して転動できるようになっている。

また、図２、図４の例では、前記外側案内壁２０の内側に、前記ガイドローラ１６の移動を外面で案内するようにした内側案内壁２５を設けており、従って、ガイドローラ１６は外側案内壁２０と内側案内壁２５の間で安定して移動できるようになっている。更にこの場合、内側案内壁２５における前記移動ブロック２３の突出部２２に対応した位置には、突出部２２の移動よりガイドローラ１６が内側に移動できるように案内凹部２６を形成している。

図１、図２に示す如く、前記した不良品排出装置１を、ビン、缶、合成樹脂製等の容器或いは該容器に充填物が充填されてなる製品２７の搬送を行うコンベヤ装置２８に対して配置する。この時、不良品排出装置１の排出駆動装置２１がコンベヤ装置２８の搬送部２８ａの下部に位置し、前記排出アーム１０が搬送部２８ａの搬送方向と直交方向に出没して搬送部２８ａ上の不良品２７’をライン外に排出するように配置する。また、図示の例では、前記コンベヤ装置２８の搬送部２８ａの側部に、前記排出アーム１０によって押し出された不良品２７’を受け取る不良品受取装置２９を設けている。図示の不良品受取装置２９は、前記コンベヤ装置２８の搬送部２８ａの側部に沿うように同じ高さで且つ平坦な不良品受取コンベヤ２９ａを配置した場合を示している。

更に、図１に示す如く、コンベヤ装置２８における前記排出アーム１０よりも上流側の位置には、搬送部２８ａ上を搬送されてくる製品２７をカメラ撮影して映像処理する等の方法にて不良品を検出する検査装置３０を設けると共に、各製品２７の位置を光電管、近接センサ或いはその他の方法によって検出する位置検出器３１を設ける。また、前記コンベヤ装置２８の駆動装置３２に備えて前記コンベヤ装置２８による製品２７の搬送速度を検出する速度検出器３３を設ける。上記において、検査装置３０と位置検出器３１は、図１の如く搬送部２８ａの別の位置に設けてもよく、或いは同一の位置に設けてもよい。

図１、図２において３４は制御器であり、該制御器３４は、前記速度検出器３３からの搬送速度信号を入力してサーボモータ７の回転を制御し、これによりコンベヤ装置２８による搬送速度に同期して前記ターンテーブル５を回転するようにしている。更に、前記制御器３４は、前記検査装置３０が検出した不良品信号と前記位置検出器３１による不良品の位置信号とを入力し、不良品の移動と同期して排出アーム１０が突出するように排出駆動装置２１を制御するようにしている。

また、前記制御器３４は、コンベヤ装置２８の搬送部２８ａ上に不揃いの間隔で製品２７が搬送されてきても、検査装置３０で不良品２７’が検出されてその不良品２７’の位置が位置検出器３１で検出されると、不良品２７’の検出位置からの移動と排出アーム１０の回転移動とが同期するようにサーボモータ７の回転を補正するようになっている。

図５は不良品受取装置２９の他の例を示したもので、この例では、前記排出アーム１０によって押し出された不良品２７’を前記コンベヤ装置２８の搬送部２８ａの側部に設けた凹状の受面３５を有する不良品受取コンベヤ２９ｂで受け取るようにした場合を示している。しかし、前記不良品受取装置２９は上記形態にのみ限定されるものではなく、排出アーム１０によって押し出された不良品２７’をシュート等に沿って落下させて回収するようにしてもよい。

次に、図示した形態例の作動を説明する。

前記不良品排出装置１のターンテーブル５は、通常時には回転を停止しておくか、又は低速の一定回転速度で回転させておくか、又はコンベヤ装置２８の搬送速度に同期した回転速度で回転させておくようにする。ターンテーブル５の回転をコンベヤ装置２８の搬送速度に同期させて回転するには、速度検出器３３の搬送速度信号が制御器３４に入力されているので、該制御器３４の制御によって搬送部２８ａ上を移動する各製品２７に対してターンテーブル５の各排出アーム１０が同期して回転移動するようにサーボモータ７の駆動を制御する。

前記ターンテーブル５が回転すると、排出リンク装置１８の回動リンク１３は、排出アーム１０を備えた長尺側部分１３ｂがターンテーブル５の回転による遠心力を受けて外側に移動しようとする。しかし、長尺側部分１３ｂと回転軸４との間にはバネ１９を備えて長尺側部分１３ｂを回転軸４側に引き付けているため、短尺側部分１３ａ下端のガイドローラ１６が外側案内壁２０に確実に当接され、これによって排出アーム１０は常に内側に没入した状態に保持される。従って、検査装置３０によって不良品が検出されず良品のみ搬送される場合には、搬送部２８ａ上の製品２７は不良品排出装置１の前を通過する。

一方、前記検査装置３０によって搬送部２８ａ上の製品２７に不良品が検出されると、不良品信号が制御器３４に入力されると共に、位置検出器３１による不良品２７’の位置信号が制御器３４に入力される。これにより制御器３４は、不良品２７’の移動と同期してサーボモータ７を駆動することにより不良品２７’の移動と排出アーム１０の回転移動とを同期させると共に、不良品２７’の移動と同期して排出駆動装置２１のボールネジシリンダ２４を駆動し、移動ブロック２３を図４の破線の位置から二点鎖線の位置に移動させる。すると、前記不良品２７’の移動と同期して回転してきた排出アーム１０に対応するガイドローラ１６が移動ブロック２３の突出部２２に沿って内側に移動し、これにより図２の実線状態の回動リンク１３は支点ピン１２を中心に反時計方向に回動する。これにより、排出アーム１０は二点鎖線のように突出して、搬送部２８ａ上の不良品２７’を不良品受取装置２９上に押し出す。

この時、前記排出アーム１０は、図１の如く、搬送部２８ａによって移動してくる不良品２７’と同期して回転しながら不良品２７’を押し出し、また引込むため、排出アーム１０が他の良品の製品２７に接触するような問題を生じることはない。また、高速で搬送されてくる製品２７が連続して不良品と検出された場合には、排出駆動装置２１の移動ブロック２３を図４の二点鎖線の位置に移動させたままの状態とすることにより、回転移動してくる排出アームによって不良品を次々に連続して排出することができる。

また、前記制御器３４は、位置検出器３１で検出される不良品２７’の検出位置からの移動と排出アーム１０の回転移動とが同期するようにサーボモータ７の回転を補正するようにしているので、コンベヤ装置２８の搬送部２８ａ上に不揃いの間隔で製品２７が搬送されてきても、目的の不良品２７’のみを確実に搬送部２８ａ上から排出することができる。

また、前記回動リンク１３のガイドローラ１６を、図４の如く外側案内壁２０と案内凹部２６を有する内側案内壁２５との間で案内して移動させることにより、前記排出アーム１０が必要以上に突出することを防止して、排出アーム１０の突出作動を安定させることができる。

前記コンベヤ装置２８による製品２７の搬送速度が高速になると、搬送部２８ａ上から不良品２７’を排出する操作も高速で行う必要があるが、本発明では、移動ブロック２３の突出部２２の形状によって不良品２７’を押し出す速度を任意に設定することができる。即ち、例えば図６に示す如く、不良品を押し出す押出速度を押出し初期に対して終盤の押出速度がゆっくり行われる部分Ａを形成するように突出部２２の形状を設定することができる。従って、不良品２７’が排出アーム１０により弾き飛ばされて傷ついたり、変形したり、割れる等の問題を生じることがなくなり、不良品２７’は不良品受取装置２９上に素早くしかも優しく押し出されるようになる。これにより、図２に示すように不良品２７’を不良品受取装置２９上に直立したままの状態で取り出すことも可能になる。

前記本発明の不良品排出装置１は、前記したように、ターンテーブル５の周方向に複数の排出リンク装置１８を設け、固定台２に設けた１つの排出駆動装置２１により回動リンク１３の任意の１つを回動して排出アーム１０を突出させるようにしているので、構成が簡単で長期間の繰り返し作動によっても故障を生じ難くすることができる。

更に、ボールネジシリンダ２４は前記回動リンク１３の短尺側部分１３ａを押して回動リンク１３を回動させるため、ボールネジシリンダ２４による小さい押出し速度（小さいストローク）でも長尺側部分１３ｂに備えた排出アーム１０を高速（大きいストローク）で突出させることができ、よってボールネジシリンダ２４の駆動速度を遅くできること、及びボールネジシリンダ２４は給油を確保することにより高い耐久性が得られることから、不良品排出装置１を長期間に亘って安定して使用できる利点がある。

なお、本発明の不良品排出装置は、図示以外の種々の製品の搬送を行う種々のコンベヤ装置に適用できること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明の不良品排出装置をコンベヤ装置に適用した一例を示す全体平面図である。 図１の不良品排出装置をＩＩ方向から見た断面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ方向矢視図である。 図２のＩＶ−ＩＶ方向矢視図である。 不良品受取装置の他の例を示す側面図である。 ターンテーブルの回転角度に対する不良品の押出速度を突出部の形状で設定した一例を示す線図である。

符号の説明

１ 不良品排出装置
２ 固定台
４ 回転軸
５ ターンテーブル
７ サーボモータ
１０ 排出アーム
１３ 回動リンク
１６ ガイドローラ
１８ 排出リンク装置
１９ バネ
２０ 外側案内壁
２１ 排出駆動装置
２２ 突出部
２３ 移動ブロック
２４ ボールネジシリンダ
２５ 内側案内壁
２６ 案内凹部
２７ 製品
２７’ 不良品
２８ コンベヤ装置
２８ａ 搬送部
２９ 不良品受取装置
３０ 検査装置
３１ 位置検出器
３３ 速度検出器
３４ 制御器

Claims (7)

1. サーボモータにより回転されるターンテーブルと、
   該ターンテーブルの円周上の等間隔位置においてターンテーブルの回転軸線と平行な略半径方向面内で支点ピンを中心に回動可能な回動リンクと、各回動リンクの一端に備えてターンテーブルの半径方向外側に突出可能な排出アームと、前記回動リンクの他端に備えたガイドローラとからなる排出リンク装置と、
   前記ターンテーブルと同心に固定台に設けて前記ガイドローラの移動を内面で案内する外側案内壁と、
   前記外側案内壁の一部を内側に突出させることにより前記ガイドローラを内側に押して前記排出アームをターンテーブルの半径方向外側に突出させる排出駆動装置と、
   前記ガイドローラが外側案内壁に当接する状態に回動リンクを付勢するバネと、
   を備えたことを特徴とする不良品排出装置。
2. 前記排出駆動装置は、前記固定台に対しターンテーブルの半径方向に移動可能で且つ前記外側案内壁に沿って移動するガイドローラを内側に移動させる突出部を備えた移動ブロックと、該移動ブロックの移動を駆動するボールネジシリンダとからなることを特徴とする請求項１記載の不良品排出装置。
3. 前記外側案内壁の内側に、前記ガイドローラの移動を外面で案内する内側案内壁を設け、該内側案内壁における前記移動ブロックの突出部に対応した位置に案内凹部を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の不良品排出装置。
4. 前記排出アームの突出により搬送部上の不良品を搬送部の移動方向と直交する方向に排出するよう前記不良品排出装置に対して配置したコンベヤ装置と、
   該コンベヤ装置における排出アームの上流側に備えて搬送される製品中の不良品を検出する検査装置及び各製品の位置を検出する位置検出器と、
   前記コンベヤ装置の搬送速度を検出する速度検出器と、
   該速度検出器からの搬送速度信号を入力して前記コンベヤ装置の搬送速度に同期して前記ターンテーブルのサーボモータの回転を制御し、且つ前記検査装置が検出した不良品信号と前記位置検出器による不良品の位置信号とを入力して不良品の移動と同期して排出アームを突出させるように排出駆動装置を制御する制御器と、
   を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の不良品排出装置。
5. 前記制御器は、コンベヤ装置により不揃い間隔で搬送される製品に対し、位置検出器で検出した不良品の検出位置からの移動と排出アームの回転移動とが同期するようにサーボモータの回転を補正することを特徴とする請求項４記載の不良品排出装置。
6. 前記コンベヤ装置の搬送部の側部に不良品受取装置を備えたことを特徴とする請求項４又は５記載の不良品排出装置。
7. 前記不良品受取装置が不良品受取コンベヤであることを特徴とする請求項６記載の不良品排出装置。

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