JP4771066B2 - Reverse lid detection system with photoelectric switch using band-like light beam - Google Patents
Reverse lid detection system with photoelectric switch using band-like light beam Download PDFInfo
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Description
本発明は缶の巻き締め工程において、積層形態で供給される蓋部材の中から表裏逆向きで搬送させてきたものを自動的に判別する逆蓋検出技術に関する。 The present invention relates to a reverse lid detection technique for automatically discriminating one that has been conveyed in the reverse direction from the lid members supplied in a laminated form in a can winding process.
2ピース缶などの缶胴開口部に巻締めされる略円盤状の缶蓋は積層形態で袋詰めされて搬入される。これを開梱し、缶の巻き締め工程における搬送装置に供給して巻き締め加工を行うのであるが、その際積層された蓋部材の中に表裏逆向きのもの(以下、これを逆蓋と呼ぶ。)が混入していると巻き締めが不具合となる。これを防止するため、積層形態とされた缶蓋材中に逆蓋が混入していたときそれを検出する装置として特許文献1,2が公知である。例えば特許文献1に示された缶蓋の反転検査装置は、図5のAに示されるように略円盤状に形成された缶蓋1が積層されて収納された袋20の底部に突き当てられる検査子25と、この検査子25が袋20の底部に突き当てられた状態における検査子25の位置を検出する検出機構30とを備えた構成とされている。この検査装置によれば、底部側の缶蓋1が反転していた場合には、この缶蓋1に付き当てられた検査子25が、缶蓋1が正常である場合に比較して変位した位置となる。したがって、検査子25の位置を検出機構30により検出することによって、缶蓋1が反転しているか否かを検知することができるというものである。また、特許文献2には、図5のBに示すように挟持機構を構成する載置台14および押圧部材15によって缶蓋積層体1をその両側から挟持した状態で、2つの検出センサ40,41によって缶蓋積層体1の端部に位置する缶蓋の状態(姿勢)を検出することにより、積層された多数の缶蓋を両側から圧縮して各缶蓋間に隙間がない状態で缶蓋の姿勢を検出する技術が開示されている。これらの技術は蓋材として袋の内部に収納された形態の缶蓋を対象とした検査を実施するものであって、巻き締め工程で缶胴に巻締めする前工程としてライン上で実施する検査ではない。
A substantially disk-shaped can lid wound around a can body opening such as a two-piece can is packed in a laminated form and carried in. This is unpacked and supplied to the conveying device in the can tightening process to perform the tightening process. In this case, the laminated lid members have the opposite sides (hereinafter referred to as the reverse cover). If it is called), tightening becomes a problem. In order to prevent this,
本件出願人はこの逆蓋検査を巻き締め工程で缶胴に巻締めする前工程としてライン上で実施している。この検査方法は積層形態で搬送されてくる概ね円形の蓋体に対し、移動方向に直交する方向から蓋体の周縁部にスポットビーム光を照射し、反対側に受光器を配置したシステムで、図4上段に示されるように缶蓋が正常に順方向に積層されて搬送されているときは、缶蓋が入り子状になって密に積層されているため前記ビーム光は缶蓋の周縁部に遮蔽されて受光器に受光されないが、図4下段に示されるように逆蓋が入っていると積層形態が崩れ周縁部に間隙が生じるため、その部分が通過するときに前記ビーム光はその間隙を通過し受光器に受光される。この検査方法は原理的にスポットビーム光の受光の有無により、逆蓋の検知を行うものである。図中(a)(c)は缶蓋の積層形態を断面図で示したもの、(b)(d)はその側面外形図である。 The present applicant performs this reverse lid inspection on the line as a pre-process for winding around the can body in the winding process. This inspection method is a system that irradiates the peripheral edge of the lid from a direction orthogonal to the moving direction with respect to the substantially circular lid conveyed in a laminated form, and arranges a light receiver on the opposite side. As shown in the upper part of FIG. 4, when the can lid is normally laminated in the forward direction and conveyed, the light beam is transmitted from the periphery of the can lid because the can lid is nested and densely laminated. The light is not received by the light receiver, but when the reverse lid is inserted as shown in the lower part of FIG. The light passes through the gap and is received by the light receiver. In principle, this inspection method detects the reverse lid based on whether or not spot beam light is received. In the drawings, (a) and (c) are cross-sectional views showing the laminated form of can lids, and (b) and (d) are side view outlines thereof.
この従来の逆蓋検出用光電スイッチにおいて採用されている照射光は白色光源の光を細く絞ったスポットビームであるため、蓋の種類によっては正常な蓋であってもタブ、エンボスの重なり具合で蓋と蓋の間に生じたわずかな隙間や蓋のアコーディオン現象(湾曲した積層形態)に起因する微小間隙でも逆蓋と誤認知するという問題が生じていた。光源からの光を直接受光器が受光するだけでなく、缶蓋表面が鏡面に近い金属面であるため間隙を反射して受光する場合もあり、散乱光や回折光なども重畳してこれも誤動作要因となる。受光器の検知光量に感度調整が可能な構成を採用しても、逆蓋と他の要因による光の漏れをそれだけで判別させることは容易ではない。
本発明の課題は、積層形態で搬送されてくる缶蓋列の中から逆向きの蓋に起因する間隙と他の要因に基づく狭い間隙とを判別し、精度良く逆蓋を検出できるシステムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a system capable of accurately detecting a reverse lid by discriminating a gap caused by a reverse lid and a narrow gap based on other factors from a row of can lids conveyed in a stacked form. There is to do.
本発明の逆蓋検出システムは、積層形態で搬送されてくる概ね円形の缶蓋の頂部を押さえて保持する押さえ棒を配置し、前記押さえ棒にて頂部を押さえられた缶蓋に対し、移動方向に直交する方向から該缶蓋の周縁部に積層方向に広い帯状の光ビームを照射する手段と、前記缶蓋列を挟んで該照射手段の反対側に前記光ビームを受光する受光器とが、受光量によってON/OFF二値信号を出力する手段とを備えるようにした。
前記帯状の光ビームはレーザ光を用い、帯状の光ビームの幅は3mm以上とするようにした。
また、本発明の逆蓋検出システムは、受光量のON/OFF閾値を缶蓋の種類に応じて設定可能な構成を採用した。
The reverse lid detection system of the present invention has a pressing bar that holds and holds the top of a generally circular can lid that is conveyed in a stacked form, and moves relative to the can lid that is pressed by the pressing bar. Means for irradiating the peripheral edge of the can lid from a direction orthogonal to the direction to the wide band-shaped light beam in the stacking direction; and a light receiver for receiving the light beam on the opposite side of the irradiation means across the can lid row Comprises means for outputting an ON / OFF binary signal according to the amount of received light.
A laser beam was used as the band-shaped light beam, and the width of the band-shaped light beam was set to 3 mm or more.
The reverse lid detection system of the present invention employs a configuration in which the ON / OFF threshold value of the amount of received light can be set according to the type of can lid.
本発明の逆蓋検出システムは、缶蓋の頂部を押さえて保持する押さえ棒が備えられており、この押さえ棒は検査対象である缶蓋を頂部から押さえて保持する機能を担っている。そして、逆蓋があると生じる周縁部の間隙を経由して照射手段からの光が受光器に受光されることにより逆蓋の存在を検知するものであるが、積層形態で搬送されてくる概ね円形の缶蓋体に対し、移動方向に直交する方向から該缶蓋体の周縁部に積層方向に広い帯状の光ビームを照射するようにしたので、逆蓋のあった場合その間隙幅に対応した光量が受光され、タブやエンボスの重なり具合で生じた狭い間隙を経由して受光した場合とは受光量に大きな差が生じ、容易に区別ができるので、従来装置のような誤作動を起こすことがない。
また、前記帯状の光ビームとしてレーザ光を用いた場合、一般光に比べて光の指向性が高く、散乱等の現象もなく透過光検出の精度が良いものを提供できる。
帯状の光ビームの幅は3mm以上とするようにしたことにより、2mm程度まで考えられるタブやエンボスの重なり具合で生じた狭い間隙の場合と、逆蓋に起因する広い間隙との受光量の差を確実に区別することができる。
また、本発明の逆蓋検出システムは、受光量のON/OFF閾値を缶蓋の種類に応じて設定可能な構成を採用したものであるから、缶蓋の種類等によってバラツキがある受光量の変動に即して適正な閾値を調整でき、誤動作のない検出を更に確実にすることができる。
The reverse lid detection system of the present invention is provided with a pressing rod that holds and holds the top of the can lid, and this pressing rod has a function of holding and holding the can lid to be inspected from the top. The presence of the reverse lid is detected by the light from the irradiation means being received by the light receiver via the gap at the peripheral edge that occurs when the reverse lid is present. The circular can lid is irradiated with a wide band-shaped light beam in the laminating direction from the direction orthogonal to the moving direction to the peripheral edge of the can lid, so if there is a reverse lid, it corresponds to the gap width The amount of received light is received, and there is a large difference in the amount of light received from a case where light is received through a narrow gap caused by the overlapping state of tabs and embosses. There is nothing.
In addition, when laser light is used as the band-like light beam, it is possible to provide a light beam having high directivity compared with general light, and having good detection accuracy of transmitted light without any phenomenon such as scattering.
The width of the band-shaped light beam is set to 3 mm or more, so that the difference in the amount of light received between the narrow gap caused by the overlap of tabs and embosses that can be considered up to about 2 mm and the wide gap caused by the reverse lid. Can be reliably distinguished.
In addition, the reverse lid detection system of the present invention employs a configuration in which the ON / OFF threshold value of the amount of received light can be set according to the type of can lid, so that the amount of received light varies depending on the type of can lid. An appropriate threshold value can be adjusted in accordance with the fluctuation, and detection without malfunction can be further ensured.
本発明は積層形態で搬送されてくる缶蓋列の中から逆向きの蓋に起因する間隙と他の要因に基づく狭い間隙とを確実に判別するために、従来のスポットビームの光に代えて帯状のビーム光を用いることに想到したものである。そして、より好ましい形態として一般光ではなくレーザー光を用いることで照射光の指向性を高め、光の散乱による受光ノイズを控えるようにした。本発明の実施の形態について図1を参照しつつ説明する。1は検査対象となる缶蓋であって、図4に示したような積層された状態でコンベアー6によって図面表側から裏側に向けて搬送される。この缶蓋1の周縁部分を搬送方向に直交する方向からレーザービームを照射するレーザー光照射器2とコンベアー6を挟んで対峙する受光器3とが配置され、該受光器3にはアンプ4を介して閾値設定機能を備えた出力部5が接続されている。本発明の最も特徴的な構成はレーザー光照射器2から照射されるレーザービームが帯状であるもの、すなわち平面に照射したときの形状が図2の(b)に示すようなライン形状となるものを採用した点にある。因みに図2の(a)に従来のスポットビームを平面に照射したときの形状、微小な円形である。また、図2の(c)(d)には逆蓋のない正常な積層形態の缶蓋に本発明と従来装置のビーム光を照射した場合の様子を、そして図2の(e)(f)には逆蓋を含んだ異常な積層形態の間隙部に本発明と従来装置のビーム光を照射した場合の様子を模式的に示したものである。
The present invention replaces the conventional spot beam light in order to reliably discriminate between the gap caused by the reverse lid and the narrow gap based on other factors from the can lid row conveyed in a stacked form. The idea is to use a strip-shaped light beam. And as a more preferable form, the directivity of irradiation light is improved by using laser light instead of general light, and light reception noise due to light scattering is reduced. An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図4の上段に示されるように逆蓋のない正常な積層形態の缶蓋がコンベアー6で搬送されているときは、積層された缶蓋間に間隙はない。従って、図2の(d)に示されるようにレーザー光照射器2から投光された長さl0の帯状のレーザービームはすべて積層された缶蓋の周縁部に遮蔽され受光器3には到達しない。しかし、逆蓋を含んだ異常な積層形態部分に帯状のレーザービームが照射されたときは、図2の(f)に示されるように正常向きの缶蓋の周縁部と逆蓋の周縁部との間に長さl1間隙が形成される。この場合、レーザー光照射器2から投光された長さl0の帯状のレーザービームの内、長さl1の分だけは間隙を介して受光器3に到達する。これはビームの照射方向と缶蓋の面が完全に平行となった理想状態における受光量である。受光量はal1となって、これが受光器3の受光する最大受光量となる。ここでaは光照射器2から投光されたビーム光の明るさに対応した定数である。実際には若干の傾きが生じるが、リング状の凸部同士の重なりとなるため、大きな傾きは生じにくく受光量に大きな差はでない。基本的には受光量の有無で逆蓋の有無が判別できる点で従来装置と同様である。次に、従来装置で誤動作の原因となったタブ、エンボスの重なり具合やアコーディオン現象によって生じた缶蓋と缶蓋の間に生じたわずかな隙間での現象を考察する。この種の間隙は前述したように高々2mm程度まであるから、その部分に本発明の長さl0の帯状のレーザービームが照射されたとき間隙最小幅dであったとして受光器3の受光量はadとなる。今、正常向きの缶蓋の周縁部と逆蓋の周縁部との間隙長さl1が8mmとなる缶蓋であった場合、逆蓋でない缶蓋間にできた間隙幅dは大きくても2mmであるからその受光量の比は2a/8a=1/4となる。すなわち、逆蓋による受光量に対して他の原因に基づく間隙からの透過光の光量は1/4以下ということになる。従来方式の1mmφ程度のスポットビーム光の場合は図2の(e)に示されるように当該ビーム光が間隙を貫通して直接受光器に受光される。また、逆蓋でない缶蓋間にできた間隙幅dが2mmであるとすると、この場合も逆蓋の場合と同様にビーム光が間隙を貫通して直接受光器に受光されてしまうため、これが誤動作となる。また、1mm以下の狭い間隙であっても部分的にビーム光が貫通し、更にレーザーでない一般光を用いているため反射光の他、回折光散乱光がそれに重畳したりするため、逆蓋時の受光量に相当するものとなって、誤動作を引き起こす。この点本発明の方式によれば照射ビーム光が帯状であることにより、間隙幅の違いが受光量の差として検出できるため、効果的に逆蓋を判別することができる。
As shown in the upper part of FIG. 4, when a normal laminated can lid without a reverse lid is being conveyed by the conveyor 6, there is no gap between the laminated can lids. Therefore, the band-shaped laser beam is shielded on the peripheral portions of all the stacked can lids
実際に、ビーム幅10mmのレーザー光照射器を採用し、3種類の缶蓋に対して逆蓋検出を実施してみた。試料1の缶蓋を積層した場合、逆蓋間にできる間隙は6mm、試料2の缶蓋を積層した場合、逆蓋間にできる間隙は8mm、試料1の缶蓋を積層した場合、逆蓋間にできる間隙は10mmとなるものである。まず、缶蓋を介在させないで直接レーザー光照射器2から投光し、受光器3で受光したときの受光量は3.386で、試料1を検査したとき逆蓋部での受光量は1.300すなわち全受光量の38%、試料2を検査したとき逆蓋部での受光量は2.300すなわち全受光量の68%、試料3を検査したとき逆蓋部での受光量は2.700すなわち全受光量の80%であった。試料3の場合間隙幅が10mm、使用したレーザービームの幅も10mmであるから、理想的には100%の受光量となるはずであるが、実際には80%であったということは缶蓋の面が完全にビーム方向と一致していないなどの要因によるものと解される。
Actually, a laser beam irradiator with a beam width of 10 mm was adopted, and reverse lid detection was performed on three types of can lids. When the
タブやエンボスの重なり具合で生じた狭い間隙やアコーディオン現象による間隙が高々2mm程度まで考えられることにより、帯状の光ビームの幅が3mm以上とすれば、逆蓋による間隙幅を超える幅寸法のビームでなくても、逆蓋以外の要因による場合と、逆蓋に起因する広い間隙との受光量の差を識別することができる。勿論、原理的には逆蓋による間隙幅以上の幅寸法のビームを採用した方が有利であることは当然である。 A narrow gap caused by the overlapping of tabs and embosses, and a gap due to the accordion phenomenon can be considered to be about 2 mm at most, so if the width of the belt-like light beam is 3 mm or more, the beam having a width exceeding the gap width of the reverse lid Even if not, it is possible to identify the difference in the amount of received light caused by factors other than the reverse lid and the wide gap caused by the reverse lid. Of course, in principle, it is advantageous to adopt a beam having a width larger than the gap width of the reverse lid.
本発明の1実施例について図3を参照しながら説明する。缶胴に缶蓋を巻き締めるため、缶蓋を積層形態でコンベアーによって供給するライン上に本実施例を設置する。図3のBに1の符号で示したものが缶蓋の上半分で、コンベアーに載置された下半分は図から省略されている。缶蓋1は図面奥行き方向に積層されており、表から裏面方向へ搬送される。本実施例装置は該ラインに設置された支持ブリッジ10に各構成部材が固定されている。缶蓋1の頂部を押さえて保持する押さえ棒7と該押さえ棒7を両側から挟むように案内竿8が配設され、長手方向を缶蓋の搬送方向に向けて前記支持ブリッジ10の中央部にホルダー9を介して固着されている。この案内竿8は缶蓋1が中央位置にあるときにはその周縁部には非接触となるように離れた位置に設置され缶蓋1を緩く案内するようにしている。この積層形態で搬送されてくる概ね円形の缶蓋1に対し、移動方向に直交する方向から該缶蓋1の周縁部に積層方向に広い帯状の光ビームを照射する光照射器2と、該光照射器2の反対側に前記光ビームを受光する受光器3が前記支持ブリッジ10の両端部に対峙して固定される。缶蓋1の径寸法により周縁部位置が変わることに対応して高さ調整機能を支持ブリッジ10に備えるようにした。光照射器2には10mm幅の帯状レーザービームを投光するものを採用し、受光器3には10mm幅の帯状レーザービームを受光するもの(株式会社キーエンス商品名:LV−H100)を採用した。前記支持ブリッジ10の両端部に対峙して固定されたこの光照射器2と受光器3は位置合わせが重要であるが、光照射器2には上下左右の方向調整機能が備えられており、受光器3の受光部端にはビーム確認用の光拡散シートが付けられているので受光位置を目で確認ができ位置合わせは容易である。前記受光器3で受光した光量信号はアンプ4により適宜の増幅をし、受光量に対応してON/OFF二値信号を出力する手段5を備えるが、この出力手段にはON/OFFの閾値を適宜設定できる機能が備えられるものとし、例えば、缶蓋1が無い状態で直接照射を行ったときの受光量を基準とし、閾値をその比率(%表示)でデジタル設定を可能とするものとした。なお、基準値については逆蓋を複数含む缶蓋1の群を移動させ、その際の最大値を逆蓋がビームに平行な状態に対応した状態の値として採用しても良い。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In order to fasten the can lid around the can body, the present embodiment is installed on a line in which the can lid is supplied in a laminated form by a conveyor. The upper half of the can lid is indicated by the
逆蓋検出の閾値を一番狭い逆蓋の間隙幅試料1の受光量1.300以下である600すなわち、全受光量の17.7%としたとき、上記以外の試料4,試料5を含め、400枚の蓋体に対してこの実施例を用いて行った試験において、誤動作は皆無であった。
When the reverse lid detection threshold is 600, which is 1.300 or less of the light reception amount of the narrowest reverse lid
1 缶蓋 2 光照射器
3 受光器 4 アンプ
5 出力装置 6 コンベアー
7 押さえ棒 8 案内竿
9 ホルダー 10 支持ブリッジ
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