JP5256766B2 - 物品処理装置 - Google Patents

Description

本発明は物品処理装置に関し、詳しくは回転体を備えた主機と、該主機に同期して作動する従機とを備えた物品処理装置に関する。

従来、回転体を備えた主機と、該主機の下流に設けられて主機より物品を受け取る従機と、主機を駆動するモータの回転に応じてパルスを発生するカウンタと、該カウンタからのパルスを入力して従機を主機に同期させる制御手段とを備えた物品処理装置が知られている（特許文献１）。
この特許文献１の物品処理装置では、何らかの原因で主機と従機との同期状態を維持できなくなると、制御手段は主機および従機のモータの速度を同期させながら、両モータを停止させるようになっている（第３ページ右欄４１行目〜）。
特公昭６３−６４１１号公報

しかしながら、例えば従機において物品としての容器に高温の温水を噴射して殺菌処理を行っている場合、主機での異常の発生に伴って従機を停止させてしまうと、容器に所定時間以上の温水が噴射されて変形してしまうおそれがある。
このような問題に鑑み、主機に異常が発生しても、従機を制御することの可能な物品処理装置を提供するものである。

すなわち、本発明にかかる物品処理装置は、回転体を備えた主機と、該主機に同期して作動する従機と、主機の回転体の回転に応じてパルスを発生するエンコーダと、該エンコーダからのパルスを入力して従機を主機に同期させる制御手段とを備えた物品処理装置において、
上記制御手段に所定の仮想パルスを発生する仮想パルス発生部を設け、
上記主機が正常に運転している際には、上記制御手段は上記エンコーダが発生したパルスに基づいて従機を制御し、
上記主機に異常が発生した際には、上記仮想パルス発生部は上記主機が正常に運転している際に上記エンコーダが発していたパルスと同じ仮想パルスを発生させ、上記制御手段は上記仮想パルス発生部の発する仮想パルスによって上記従機を制御することを特徴としている。

上記発明によれば、物品処理装置の正常運転時には、制御手段は主機のエンコーダが発生したパルスに基づいて従機を制御するが、主機に異常が発生した場合には、仮想パルス発生部が発した仮想パルスによって従機を継続して制御することができ、従機の保持する物品を処理することが可能である。

以下図示実施例について説明すると、図１は物品としてのペットボトルの成形から飲料の充填までを行う物品処理装置としての飲料製造ライン１を示し、この飲料製造ライン１はパリソンをペットボトルにブロー成形する主機としてのブロー成形ライン２と、ブロー成形されたペットボトルに洗浄や飲料の充填などの処理を行う従機としての充填ライン３とを備えている。
上記ブロー成形ライン２は第１制御手段４によって制御されるとともに、充填ライン３は第２制御手段５によって制御され、後述するように第２制御手段５は第１制御手段４などからの信号によって充填ライン３をブロー成形ライン２に同期するように制御するようになっている。

上記ブロー成形ライン２はパリソンを供給するパリソン供給ホイール１１と、パリソンを予熱する予熱機１２と、パリソンをペットボトルへとブロー成形するブロー成形機１３と、ペットボトルを上記充填ライン３に受け渡すペットボトル排出ホイール１４とを備え、またこれらに付随して複数のスターホイールＨを備えている。
上記充填ライン３は上記ペットボトル排出ホイール１４からペットボトルを受け取るペットボトル受取ホイール１５と、ペットボトルを滅菌する滅菌機１６と、滅菌されたペットボトルを洗浄するリンサ１７と、ペットボトルに飲料を充填するフィラ１８と、ペットボトルにキャップを装着するキャッパ１９と、ペットボトルを排出する排出コンベヤ２０とを備え、またこれらに付随して複数のスターホイールＨを備えている。
上記予熱機１２は回転体としてのスプロケット１２ａを備え、このスプロケット１２ａによってコンベヤを駆動することで、所定の経路に沿ってパリソンを搬送するようになっている。
また上記排出コンベヤ２０は回転体としての図示しないスプロケットを備え、このスプロケットによってコンベヤを駆動し、飲料の充填された容器を搬送するようになっている。
さらにその他の設備については、それぞれ回転体としてのスターホイールＨを備えており、各スターホイールＨには、それぞれ図示しないグリッパが設けられている。
そして隣接するスターホイールＨは相互に反対方向に回転しながら、隣接するスターホイールＨの接近した位置で上流側のスターホイールＨのグリッパから下流側のスターホイールＨのグリッパへと容器が受け渡されるようになっている。
このような構成により、飲料製造ライン１ではパリソンやペットボトルが図１の太線で示す経路で搬送されるようになっている。
なお、上記ブロー成形ライン２および充填ライン３自体は従来公知であるため、上記予熱機１２、ブロー成形機１３、滅菌機１６、リンサ１７、フィラ１８、キャッパ１９についての詳細な説明は省略する。

上記ブロー成形ライン２は一つのモータＭにより同期した状態で作動するようになっている。
具体的には、モータは上記予熱機１２のスプロケット１２ａを駆動し、その他の設備のスターホイールＨはシャフト等の伝達機構によって同期した状態で回転するようになっている。
また上記ブロー成形機１３のスターホイールＨにはエンコーダＥが設けられており、このエンコーダＥはブロー成形機１３のスターホイールＨの回転によりパルスを発生し、第２制御手段６はこのパルスに基づいて該スターホイールＨの回転速度を検出するようになっている。

つぎに、充填ライン３は第１〜第５サーボモータＳＭ１〜ＳＭ５により同期した状態で作動するようになっている。
具体的には、第１サーボモータＳＭ１はペットボトル受取ホイール１５を駆動し、伝達機構を介してその下流に位置するスターホイールＨと滅菌機１６のスターホイールＨとを同期した状態で回転させるようになっている。
第２サーボモータＳＭ２はリンサ１７を駆動し、伝達機構を介してリンサ１７のスターホイールＨの上流側および下流側に設けられたスターホイールＨとを同期した状態で回転させるようになっている。
第３サーボモータＳＭ３は上記フィラ１８を駆動し、伝達機構を介してその上流側に位置する２つのスターホイールＨを同期した状態で回転させるようになっている。
第４サーボモータＳＭ４は上記キャッパ１９を駆動し、伝達機構を介してキャッパ１９のスターホイールＨと、該キャッパ１９の上流側および下流側に設けられたスターホイールＨとを同期した状態で回転させるようになっている。
そして第５サーボモータＳＭ５は排出コンベヤ２０のスプロケットを駆動するようになっている。
そして上記第１〜第５サーボモータＳＭ１〜ＳＭ５はそれぞれ第１〜第５サーボアンプＡ１〜Ａ５を介して第２制御手段５により制御され、第２制御手段５は上記ブロー成形機１３に設けられたエンコーダＥの発したパルスに基づいて、第１〜第５サーボモータＳＭ１〜ＳＭ５の制御を行うようになっている。
つまり、上記モータＭによりブロー成形ライン２が作動すると、ブロー成形機１３のスターホイールＨが回転して上記エンコーダＥがパルスを発生し、第２制御手段５はこのパルスに基づいて第１〜第５サーボモータＳＭ１〜ＳＭ５を制御する。
これにより、上記モータＭによって回転するペットボトル排出ホイール１４と、第１サーボモータＳＭ１によって回転する上記ペットボトル受取ホイール１５とが同期して回転し、ブロー成形ライン２から充填ライン３へと容器が受け渡される。

次に、上記ブロー成形ライン２と充填ライン３とが隣接する位置に設けられた上記ペットボトル受取ホイール１５のグリッパ２１は、図２（ａ）に示す使用状態と、図２（ｂ）に示す退避状態とに切り換える退避手段を備えている。また図２（ａ）、（ｂ）はペットボトル排出ホイール１４とペットボトル受取ホイール１５とが相互に接近して、容器の受け渡しが行われる位置を示している。
グリッパ２１はペットボトル受取ホイール１５に軸支された２つの把持部材２２，２２と、一方の把持部材２２に回転可能に連結されたカムフォロア２３とを備え、他方の把持部材２２には退避手段としてのエアシリンダ２４が連結されている。そして上記カムフォロア２３の係合するカム２５がペットボトル受取ホイール１５に対して回転しないように固定されている。
図２（ａ）に示すグリッパ２１の使用状態では、上記エアシリンダ２４はフリーな状態とし、カムフォロア２３はカム２５に沿ってペットボトル受取ホイール１５の直径方向外側に移動し、これに連動して把持部材２２の開度が変化し、上記ペットボトル排出ホイール１４のグリッパが保持する容器を受け取るようになっている。
一方、図２（ｂ）に示すグリッパ２１の退避状態では、上記エアシリンダ２４のロッド２４ａを縮める方向へ作動させて上記把持部材２２，２２を最大限に開放させるようになっている。
この退避状態でペットボトル受取ホイール１５を回転させると、把持部材２２，２２の先端はペットボトル排出ホイール１４のグリッパが保持する容器に干渉せず、またペットボトル排出ホイール１４のグリッパから容器を受け取らないようになっている。
なお、上記退避手段の構成は一例であり、その他にも例えばグリッパ全体をエアシリンダなどによってペットボトル受取ホイール１５の内周側に移動させて、該グリッパが容器の受け渡し位置でペットボトル排出ホイール１４のグリッパが保持する容器等に干渉しないようにする構成としてもよい。

そして、上記第２制御手段５には所定の仮想パルスを発生させる仮想パルス発生部５ａが設けられている。
この仮想パルス発生部５ａは、飲料製造ライン１が正常に運転されている間は上記エンコーダＥからブロー成形機１３のスターホイールＨの回転によるパルスを入力し、それと同じパルスを発生するようになっている。
そして、以下に詳述するように、ブロー成形ライン２に異常が発生すると、仮想パルス発生部５ａは正常に運転されている際に上記エンコーダＥが発していたパルスと同じ仮想パルスを発生させるようになっている。

以下、上記構成を有する飲料製造ライン１の制御方法について説明する。
まず、飲料製造ライン１が正常に運転される際の状態について説明すると、第１制御手段４がモータＭを制御して主機としてのブロー成形ライン２が作動すると、ブロー成形機１３のスターホイールＨが回転して上記エンコーダＥがパルスを発生する。
これに伴い、第２制御手段５は第１〜第５サーボモータＳＭ１〜ＳＭ５を制御して従機としての充填ライン３が作動し、このとき第２制御手段５は上記エンコーダＥからのパルスに基づいて第１〜第５サーボモータＳＭ１〜ＳＭ５を制御する。
その結果、ブロー成形ライン２および充填ライン３のスターホイールＨ等が同期して回転して、上記パリソン供給ホイール１１から排出コンベヤ２０まで容器が順次搬送され、その間ペットボトルの成形や飲料の充填等が行われる。

次に、主機としてのブロー成形機１３で異常が発生した場合の制御方法について説明する。
ブロー成形機１３で例えばペットボトルの成形不良などの異常が発生した場合、第１制御手段４は直ちに上記モータＭを制御して上記ブロー成形機１３の属するブロー成形ライン２を停止させる。
すると、モータＭによって駆動されるブロー成形機１３のスターホイールＨが停止するため、該ブロー成形機１３のスターホイールＨに設けられたエンコーダＥからはパルスが発生されなくなる。

一方上記第１制御手段４は、ブロー成形ライン２に異常が発生すると直ちに第２制御手段５に対して異常を知らせる信号を送信し、該信号を入力した第２制御手段５は、今まで上記第１〜第５サーボモータＳＭ１〜ＳＭ５をエンコーダＥのパルスに基づいて制御していたのを、上記仮想パルス発生部５ａが発生するパルスに基づいて制御するよう切り換える。
具体的に説明すると、上記第２制御手段５は、ブロー成形ライン２が正常に運転されている間、上記エンコーダＥからパルスを入力して上記第１〜第５サーボアンプＡ１〜Ａ５に指令するとともに、上記仮想パルス発生部５ａには上記エンコーダＥが発生したパルスと同じ仮想パルスを発生するように指令する。
そしてブロー成形機１３で異常が発生して第２制御手段５がブロー成形ライン２での異常に関する信号を入力すると、第２制御手段５はそれまでエンコーダＥから入力していたパルスと同じパルスで仮想パルスを発生させるよう、仮想パルス発生部５ａに指令する。
同時に、第２制御手段５はエンコーダＥから入力していたパルスに代えて、仮想パルス発生部５ａが発生する仮想パルスに基づいて上記第１〜第５サーボアンプＡ１〜Ａ５への指令を行う。
その結果、ブロー成形機１３で異常が発生した後も第１〜第５サーボモータＳＭ１〜ＳＭ５が駆動するので、停止するブロー成形ライン２に同期して充填ライン３が停止しないようになっている。
このためブロー成形機１３で異常が発生したときに上記ペットボトル受取ホイール１５のグリッパ２１が保持している容器は、その後上記フィラ１８やキャッパ１９によって飲料の充填が行われ、排出コンベヤ２０より良品として排出されることとなる。

さらに、ブロー成形機１３で異常が発生し、第２制御手段５がブロー成形ライン２での異常に関する信号を入力すると、第２制御手段５は上記ペットボトル受取ホイール１５の退避手段を作動させて、ペットボトル受取ホイール１５のグリッパ２１を図２（ａ）の使用状態から図２（ｂ）の退避状態とする。
これにより、ペットボトル受取ホイール１５のグリッパ２１が、停止したペットボトル排出ホイール１４のグリッパが把持する容器に干渉しないようになり、容器の噛み込みがなくなるので、グリッパ２１の損傷が防止される。

そして、あらかじめペットボトル受取ホイール１５が保持する物品が排出コンベヤ２０より排出されるまでの時間を計測しておき、上記仮想パルス発生部５ａはその計測した時間仮想パルスを発生させた後、充填ライン３を停止させるための仮想パルスを発生する。
これにより、制御手段１４は上記時間の経過によって充填ライン３を停止させ、充填ライン３の保持する容器は全て排出コンベヤ２０から排出される。

このように、ブロー成形ライン２で異常が発生し、ブロー成形機１３のスターホイールＨの回転によるパルスが得られなくなっても、第２制御手段５に設けた仮想パルス発生部５ａから発生する仮想パルスにより上記第１〜第５サーボモータＳＭ１〜ＳＭ５を制御することで、その後も継続して充填ライン３を同期して作動させることができる。
ここで、ブロー成形ライン２で異常が発生した後も、引き続きブロー成形機１３のスターホイールＨの回転によるパルスに基づいて充填ライン３を制御してしまうと、ブロー成形機１３のスターホイールＨの停止によって上記パルスも停止するため、充填ライン３も停止することとなる。
その結果、たとえば上記滅菌機１６では必要以上に滅菌用の媒体が噴射されて過剰滅菌となったり、またリンサ１７では高温の温水を所定時間以上噴射することによってペットボトルが熱によって変形してしまうため、これらを良品として扱うことができなくなる。
このように、ブロー成形ライン２に同期して充填ライン３を停止させてしまうと、それまで正常に処理されていた容器も不良品となってしまう恐れがあった。

なお、上記実施例において仮想パルス発生部５ａは、主機としてのブロー成形ライン２に異常が発生しても、エンコーダＥが発していたのと同じ仮想パルスを発生させ続けるようになっているが、他のパルスを発生させることも可能である。
たとえば、ブロー成形ライン２に異常が発生したのと同時に、充填ライン３の正常運転時の運転能力に対して若干低い運転能力となるように、エンコーダＥが発していたパルスよりも遅い仮想パルスを発生させてもよい。
このとき仮想パルス発生部５ａは、ブロー成形ライン２に異常が発生した直後からごく短い期間だけエンコーダＥが発していたのと同じ仮想パルスを発し、その後徐々に仮想パルスを遅らせるようにしてもよい。
また、仮想パルス発生部５ａは、主機としてのブロー成形ライン２に異常が発生し、第２制御手段５からの指令を受けてから上記仮想パルスを発生させるようにしてもよい。
さらに、本実施例では第１制御手段４と第２制御手段５の２つの制御手段を用いてブロー成形ライン２と充填ライン３とを制御していたが、１つの制御手段でブロー成形ライン２と充填ライン３とを制御してもよい。

本実施例にかかる充填装置に関する構成図。 ペットボトル受取ホイールのグリッパに設けた退避手段について説明する図であって、（ａ）はグリッパの使用状態を、（ｂ）は退避手段による対比状態をそれぞれ示している。

符号の説明

１ 充填装置 ２ ブロー成形ライン
３ 充填ライン ４ 第１制御手段
５ 第２制御手段 ５ａ 仮想パルス発生部
１２ 予熱機 １３ ブロー成形機
１４ ペットボトル排出ホイール １５ ペットボトル受取ホイール
Ｅ エンコーダ Ｍ モータ
ＳＭ１〜ＳＭ５ 第１〜第５サーボモータ

Claims (3)

1. 回転体を備えた主機と、該主機に同期して作動する従機と、主機の回転体の回転に応じてパルスを発生するエンコーダと、該エンコーダからのパルスを入力して従機を主機に同期させる制御手段とを備えた物品処理装置において、
   上記制御手段に所定の仮想パルスを発生する仮想パルス発生部を設け、
   上記主機が正常に運転している際には、上記制御手段は上記エンコーダが発生したパルスに基づいて従機を制御し、
   上記主機に異常が発生した際には、上記仮想パルス発生部は上記主機が正常に運転している際に上記エンコーダが発していたパルスと同じ仮想パルスを発生させ、上記制御手段は上記仮想パルス発生部の発する仮想パルスによって上記従機を制御することを特徴とする物品処理装置。
2. 主機に異常が発生した際には、上記制御装置は少なくとも従機の保持する物品の処理が終了するまで仮想パルスを発生させて従機の運転を継続させることを特徴とする請求項１に記載の物品処理装置。
3. 上記主機と従機との受け渡し位置において、それぞれ物品を保持するグリッパを設けたスターホイールを配置するとともに、少なくとも一方のスターホイールに設けたグリッパに、物品の受け渡しを行う使用状態と、他方のスターホイールが保持する物品に干渉しない退避状態とに切り換える退避手段を設け、
   主機に異常が発生した際には、上記退避手段を作動させて、一方のスターホイールのグリッパと他方のスターホイールの保持する物品とが干渉しないようにすることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の物品処理装置。

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