JP6782883B2 - 搬送装置および検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、容器等の物品を搬送する搬送装置および該搬送装置を備えた検査装置に関するものである。

従来から、コンベヤによって搬送される容器等の複数の物品の間に間隔を形成した後に、物品の外観を撮像により検査することが行われている。物品を撮像する方法として、複数の物品の間に間隔を形成した後にコンベヤ上で物品を撮像する方法が知られている。

スクリューにより複数の物品の間の間隔を一定の間隔に変更しつつ、これら複数の物品を搬送する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような装置では、スクリューにより物品の間の間隔を徐々に変更するため、間隔を変更する区画が長くなってしまう。

また、スクリューを用いずに、複数の物品の間に間隔を形成しつつ、これら複数の物品を搬送する装置として、直列に配列された低速コンベヤおよび高速コンベヤと、これらコンベヤの連結部に配置されたベルトコンベヤとを備える搬送装置が知られている。ベルトコンベヤは、低速コンベヤと高速コンベヤとの連結部の両側に配置された一対の無端ベルトを備えており、これら無端ベルトによって物品の胴部を挟んだ状態で物品を高速コンベヤと同じ速度で搬送するように構成されている。

低速コンベヤで搬送された物品は、その胴部がベルトコンベヤに挟まれた状態で、低速コンベヤから高速コンベヤに乗り移る。低速コンベヤと、ベルトコンベヤおよび高速コンベヤとの間の速度差によって、先行する物品と後続の物品との間に間隔が形成される。複数の物品は、それらの間に間隔が形成された状態で、高速コンベヤによって検査装置に搬送される。

特開２００９−２８０３６６号公報

しかしながら、近年、より多くの物品を短時間で検査するために、物品の搬送速度が高速化している。このため、低速コンベヤからベルトコンベヤに物品が渡されるときに、ベルトコンベヤが物品を保持するタイミングにばらつきが生じることがある。同様に、物品をベルトコンベヤから高速コンベヤに渡すタイミングにばらつきが生じることがある。これが原因となって、物品の間に一定の間隔が形成されず、物品の間の間隔にばらつきが生じることがある。このように、物品の間に一定の間隔が形成されないと、物品の外観を精度よく撮像することができない。

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、物品の間に一定の間隔を精度よく形成することができる搬送装置を提供することを目的とする。さらに、本発明は、このような搬送装置を備えた検査装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、物品の底部を支持しつつ、前記物品を第１の速度で搬送する上流コンベヤと、前記物品の底部を支持しつつ、前記物品を前記第１の速度よりも高い第２の速度で搬送する下流コンベヤと、前記上流コンベヤから前記物品を受け取り、該物品を前記第２の速度で搬送しながら前記下流コンベヤに渡すベルトコンベヤとを備え、前記ベルトコンベヤは、前記物品の被挟持部を挟む第１ベルトおよび第２ベルトと、前記第１ベルトが掛け渡された上流側第１プーリおよび下流側第１プーリと、前記第２ベルトが掛け渡された上流側第２プーリおよび下流側第２プーリと、前記下流側第２プーリと前記上流側第２プーリとの間に配置された中間プーリと、を備え、前記上流側第２プーリは、物品の搬送方向において、前記上流側第１プーリよりも下流側に配置されており、前記上流側第２プーリ上の前記第２ベルトは、前記上流コンベヤ上の前記物品の進路内に位置しており、前記上流側第２プーリと前記中間プーリとの間に形成された前記第２ベルトの物品保持面は、前記下流側第１プーリと前記上流側第１プーリとの間に形成される前記第１ベルトの物品保持面と平行であり、前記第１ベルトと、前記中間プーリよりも下流側における前記第２ベルトとの間の距離は、前記物品の搬送方向の下流側に向かって徐々に大きくなっており、前記物品の搬送方向に対して垂直な方向における前記上流側第１プーリと前記上流側第２プーリとの間の距離が前記物品の搬送方向に対して垂直な方向における前記下流側第１プーリと前記下流側第２プーリとの間の距離よりも小さくなるように、前記下流側第２プーリは前記中間プーリよりも前記第１ベルトから離れていることを特徴とする搬送装置である。

本発明の好ましい態様は、前記上流側第２プーリ上の前記第２ベルトと前記第１ベルトとの間の距離は、前記物品の被挟持部の幅よりも小さいことを特徴とする。
本発明の一態様は、物品の底部を支持しつつ、前記物品を第１の速度で搬送する上流コンベヤと、前記物品の底部を支持しつつ、前記物品を前記第１の速度よりも高い第２の速度で搬送する下流コンベヤと、前記上流コンベヤから前記物品を受け取り、該物品を前記第２の速度で搬送しながら前記下流コンベヤに渡すベルトコンベヤとを備え、前記ベルトコンベヤは、前記物品の被挟持部を挟む第１ベルトおよび第２ベルトと、前記第１ベルトが掛け渡された上流側第１プーリおよび下流側第１プーリと、前記第２ベルトが掛け渡された上流側第２プーリおよび下流側第２プーリとを備え、前記上流側第２プーリは、物品の搬送方向において、前記上流側第１プーリよりも下流側に配置されており、前記上流側第２プーリ上の前記第２ベルトは、前記上流コンベヤ上の前記物品の進路内に位置しており、前記下流コンベヤの物品支持面の位置は、前記上流コンベヤの物品支持面の位置よりも高いことを特徴とする搬送装置である。
本発明の好ましい態様は、前記第２ベルトの物品保持面は、前記下流側第１プーリと前記上流側第１プーリとの間に形成される前記第１ベルトの物品保持面と平行であり、前記第１ベルトと前記第２ベルトとの間の距離は、前記物品の搬送方向の下流側に向かって徐々に大きくなっていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記下流側第２プーリと前記上流側第２プーリとの間に配置された中間プーリをさらに備え、前記第２ベルトの物品保持面は、前記上流側第２プーリと前記中間プーリとの間に形成されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第２ベルトには、前記中間プーリから前記下流側第２プーリまで延びる傾斜部が形成されていることを特徴とする。

本発明の他の態様は、上記搬送装置と、前記搬送装置によって一定の間隔で搬送されている物品を撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって生成された物品の画像に基づいて該物品を検査する画像処理手段とを備えたことを特徴とする検査装置である。

上流側第２プーリ上の第２ベルトは上流コンベヤ上の物品の進路内に位置しているため、上流コンベヤによって搬送される物品の被挟持部は、第２ベルトに衝突し、その直後に瞬間的に第１ベルトおよび第２ベルトに挟まれる。したがって、物品を挟むタイミングが一定となり、物品の間に一定の間隔を精度よく形成することができる。

搬送装置の一実施形態を示す平面図である。 図１の搬送装置の側面図である。 上流コンベヤの上面から構成される容器支持面および下流コンベヤの上面から構成される容器支持面を示す図である。 本実施形態に係る搬送装置を備えた検査装置を示す図である。

以下、本発明に係る搬送装置１の実施形態について図面を参照して説明する。搬送装置１は、物品を搬送する装置である。物品の一例として、ペットボトルやガラス瓶等の容器を挙げることができる。以下、搬送対象物としての容器を搬送する搬送装置１について説明する。

図１は搬送装置１の一実施形態を示す平面図である。図１に示すように、搬送装置１は、複数の容器２の底部を支持しつつ、これら容器２を第１の速度で搬送する上流コンベヤ４と、容器２の底部を支持しつつ、容器２を第２の速度で搬送する下流コンベヤ５とを備えている。上流コンベヤ４および下流コンベヤ５は直列に配列されている。第２の速度は第１の速度よりも高く、一例として、第１の速度は５０［ｍ／ｍｉｎ］であり、第２の速度は８０［ｍ／ｍｉｎ］である。

搬送装置１は、上流コンベヤ４から容器２を受け取り、容器２を第２の速度で搬送しながら下流コンベヤ５に渡すベルトコンベヤ９をさらに備えている。ベルトコンベヤ９は、上流コンベヤ４と下流コンベヤ５との連結部に配置されている。ベルトコンベヤ９は、容器２の被挟持部を両側から挟む第１ベルト７および第２ベルト８と、第１ベルト７が掛け渡された上流側第１プーリ１１および下流側第１プーリ１０と、第２ベルト８が掛け渡された上流側第２プーリ１３および下流側第２プーリ１２とを備えている。容器２の被挟持部は、例えば、容器２の口部や胴部である。以下、容器２の被挟持部として、容器２の胴部を例に説明する。

第１ベルト７および第２ベルト８は、無端ベルトであり、互いに対向する容器保持面（物品保持面）７ａ，８ａをそれぞれ有している。下流側第１プーリ１０は、第１ベルト７を駆動する駆動プーリである。すなわち、下流側第１プーリ１０は、モータ等の駆動装置（図示しない）に連結されており、駆動装置によって回転駆動される。この下流側第１プーリ１０は、容器２の搬送方向において上流側第１プーリ１１の下流側に配置されている。下流側第１プーリ１０に代えて、上流側第１プーリ１１が駆動プーリとして構成されてもよい。プーリ１０，１１は鉛直方向に延びる軸心を中心として回転可能に構成されている。本実施形態では、下流側第１プーリ１０および上流側第１プーリ１１は同じ直径を有しているが、異なる直径を有していてもよい。

下流側第２プーリ１２は第２ベルト８を駆動する駆動プーリである。すなわち、下流側第２プーリ１２は、モータ等の駆動装置（図示しない）に連結されており、駆動装置によって回転駆動される。この下流側第２プーリ１２は、容器２の搬送方向において上流側第２プーリ１３の下流側に配置されている。下流側第２プーリ１２に代えて、上流側第２プーリ１３が駆動プーリとして構成されてもよい。プーリ１２，１３は鉛直方向に延びる軸心を中心として回転可能に構成されている。本実施形態では、下流側第２プーリ１２および上流側第２プーリ１３は同じ直径を有しているが、異なる直径を有していてもよい。

プーリ１０，１２は、容器２を第２の速度（例えば、８０［ｍ／ｍｉｎ］）で搬送するように、同一速度で反対方向に回転駆動する。つまり、下流コンベヤ５およびベルトコンベヤ９は容器２を同一速度（第２の速度）で搬送するように構成されている。

第１ベルト７および第２ベルト８は、上流コンベヤ４の下流部および下流コンベヤ５の上流部にある容器２の両側に配置されている。容器２は、その胴部が第１ベルト７の容器保持面７ａおよび第２ベルト８の容器保持面８ａに保持された状態で搬送される。第１ベルト７の容器保持面７ａの背面側には、第１ベルト７を支えるための複数のフリーローラ（図示しない）が配列されている。同様に、第２ベルト８の容器保持面８ａの背面側には、第２ベルト８を支えるための複数のフリーローラ（図示しない）が配列されている。第１ベルト７は、その容器保持面７ａが上流コンベヤ４の下流部および下流コンベヤ５の上流部と平行に延びるように、上流コンベヤ４および下流コンベヤ５に沿って配置されている。

下流側第２プーリ１２と上流側第２プーリ１３との間の距離は、下流側第１プーリ１０と上流側第１プーリ１１との間の距離よりも小さい。より具体的には、容器２の搬送方向において、上流側第２プーリ１３は上流側第１プーリ１１よりも下流側に配置されており、下流側第２プーリ１２は下流側第１プーリ１０よりも上流側に配置されている。ただし、下流側第１プーリ１０および下流側第２プーリ１２は同じ位置に配置されてもよい。

容器２は上流コンベヤ４によって搬送され、ベルトコンベヤ９は上流コンベヤ４上の容器２を受け取る。容器２は、その胴部が第１ベルト７および第２ベルト８に保持された状態でベルトコンベヤ９によって搬送される。さらに、容器２は、ベルトコンベヤ９から下流コンベヤ５に渡される。上流コンベヤ４は容器２を第１の速度で搬送し、下流コンベヤ５およびベルトコンベヤ９は容器２を第２の速度で搬送する。第１の速度と第２の速度との速度差によって、先行する容器と後続の容器との間に間隔が形成される。この速度差を変更することにより、複数の容器２の間に形成される間隔を変更することができる。

図１に示すように、ベルトコンベヤ９は、下流側第２プーリ１２と上流側第２プーリ１３との間に配置された中間プーリ２０をさらに備えてもよい。中間プーリ２０は鉛直方向に延びる軸心を中心として回転可能に構成されている。第２ベルト８の容器保持面８ａは、上流側第２プーリ１３と中間プーリ２０との間に形成されており、上流コンベヤ４の下流部および下流コンベヤ５の上流部と平行に延びている。したがって、第２ベルト８の容器保持面８ａは、下流側第１プーリ１０と上流側第１プーリ１１との間に形成される第１ベルト７の容器保持面７ａと平行である。

図１に示す実施形態では、下流側第２プーリ１２は、中間プーリ２０よりも第１ベルト８から離れている。したがって、第２ベルト８には、中間プーリ２０から下流側第２プーリ１２まで延びる傾斜部３０が形成される。この傾斜部３０は斜め方向外側に延びている。第１ベルト７と第２ベルト８との間の距離は、容器２の搬送方向の下流側に向かって徐々に大きくなっている。このように、傾斜部３０を設けることにより、容器２をベルトコンベヤ９から下流コンベヤ５にスムーズに渡すことができる。

図１に示すように、上流側第２プーリ１３上の第２ベルト８は、上流コンベヤ４上の容器２の進路内に位置している。さらに、上流側第２プーリ１３上の第２ベルト８と第１ベルト７との間の距離は、容器２の被挟持部の幅、つまり、容器２の胴部の外径よりも小さい。被挟持部の幅とは、容器２の進行方向に対して垂直な方向における被挟持部の幅を意味する。

このような構成によれば、上流コンベヤ４上を搬送されている容器２は、上流側第２プーリ１３上の第２ベルト８に衝突し、その直後に容器２は第１ベルト７と第２ベルト８との間に挟まれる。このように、容器２は、第１ベルト７および第２ベルト８に瞬間的に挟まれるので、上流コンベヤ４からベルトコンベヤ９へ容器２を受け渡すタイミングを一定に保つことができる。結果として、容器２の間に一定の間隔を形成することができる。

図２は図１の搬送装置１の側面図である。図２では、図面を見やすくするために、上流コンベヤ４、下流コンベヤ５、および第２ベルト８以外の搬送装置１の要素の図示は省略されている。容器２は、その胴部が第１ベルト７および第２ベルト８に保持された状態で、かつ、その底部が上流コンベヤ４および下流コンベヤ５に支持された状態で搬送される。

図２に示すように、上流コンベヤ４は複数のコンベヤプーリ２１（図２では、１つのコンベヤプーリ２１が図示されている）の間に掛け渡されている。同様に、下流コンベヤ５は複数のコンベヤプーリ２２（図２では、１つのコンベヤプーリ２２が図示されている）の間に掛け渡されている。これらコンベヤプーリ２１，２２は水平方向に延びる軸心を中心として回転可能に構成されている。上流コンベヤ４と下流コンベヤ５との間には、僅かな隙間が形成されている。

図３は上流コンベヤ４の上面から構成される容器支持面（物品支持面）４ａ、および下流コンベヤ５の上面から構成される容器支持面（物品支持面）５ａを示す図である。図３に示すように、下流コンベヤ５の容器支持面５ａの位置は上流コンベヤ４の容器支持面４ａの位置よりも高い。つまり、容器支持面４ａと容器支持面５ａとの間には高低差ＤＨが存在する。容器支持面５ａの位置は容器支持面４ａの位置よりも僅かに高く、高低差ＤＨは数ｍｍ程度である。

このような高低差ＤＨを設けることにより、容器２が上流コンベヤ４から下流コンベヤ５に乗り移るときに、容器２の底部は下流コンベヤ５の容器支持面５ａに押し付けられる。つまり、容器２の胴部が第１ベルト７と第２ベルト８との間に挟まれた状態で、容器２の底部が下流コンベヤ５の容器支持面５ａに保持される。

本実施形態に係る搬送装置１を使用して複数の容器を搬送したときの実験結果について説明する。本実験において、容器の間に容器１．６本分の間隔が形成されるように、１０００本の容器を搬送した。本実験では、容器の間に容器１．５本分以上の間隔を形成することができれば、所定の基準を満たしていると判断される。

従来の搬送装置を使用した場合、すべての容器の間に形成された間隔のうち、１０％の割合で容器１．５本分未満の間隔が形成された。これに対し、本実施形態に係る搬送装置を使用した場合、すべての容器の間に容器１．５本分以上の間隔を形成することができた。このように、本実施形態によれば、容器の間に一定の間隔を形成することができる。

図４は上述した実施形態に係る搬送装置１を備えた検査装置４０を示す図である。検査装置４０は、搬送装置１によって一定の間隔で搬送されている容器２を撮像するキャップ撮像手段４５および胴部撮像手段４６と、キャップ撮像手段４５および胴部撮像手段４６によって生成された容器２の画像に基づいて容器２を検査する画像処理手段４２とをさらに備えている。

本実施形態では、容器２は、その内部に液体を保持しており、容器２の口部はキャップにより閉じられている。キャップ撮像手段４５は、下流コンベヤ５によって一定の間隔で搬送される容器２のキャップを撮像するカメラなどの装置である。胴部撮像手段４６は、下流コンベヤ５によって一定の間隔で搬送される容器２の胴部を撮像するカメラなどの装置である。撮像手段４５，４６は搬送装置１の下流コンベヤ５に沿って配置されている。

本実施形態において、検査装置４０は、キャップ撮像手段４５および胴部撮像手段４６の両方を備えているが、キャップ撮像手段４５および胴部撮像手段４６のいずれか一方のみを備えてもよい。さらに、検査装置４０は、容器２のキャップおよび胴部以外の容器２の部位を撮像する撮像手段を備えてもよい。

キャップ撮像手段４５は、容器２の搬送方向において、胴部撮像手段４６の上流側に配置されており、搬送される容器２を取り囲むように下流コンベヤ５の外側に配置されている。本実施形態において、キャップ撮像手段４５の数は３個であるが、キャップ撮像手段４５の数は本実施形態に限定されない。

各胴部撮像手段４６の反対側には容器２を照明する照明装置４７が配置されている。本実施形態において、胴部撮像手段４６および照明装置４７の数はそれぞれ４個であるが、胴部撮像手段４６および照明装置４７の数は本実施形態に限定されない。

画像処理手段４２は複数のキャップ撮像手段４５および複数の胴部撮像手段４６に接続されている。画像処理手段４２は、キャップ撮像手段４５によって生成されたキャップの画像に基づいてキャップを検査する。同様に、画像処理手段４２は、胴部撮像手段４６によって生成された容器２の胴部の画像に基づいて容器２の胴部を検査する。

このように、搬送装置１によって一定の間隔が形成された容器２は、下流コンベヤ５によって検査装置４０の撮像手段４５，４６まで搬送され、キャップおよび胴部が撮像手段４５，５６によって撮像される。このとき、容器２には一定の間隔が形成されているため、撮像手段４５，４６は、容器２の外観を正しい位置で撮像することができる。なお、図４に示す実施形態の容器２の検査区画は直線であるが、検査区画は湾曲していてもよい。

上述した実施形態では、ベルトコンベヤ９の特徴的な構造（上流側第２プーリ１３を上流側第１プーリ１１よりも下流側に配置し、上流側第２プーリ１３上の第２ベルト８を上流コンベヤ４上の容器２の進路内に位置させた構造）と、上流コンベヤ４および下流コンベヤ５の特徴的な構造（下流コンベヤ５の容器支持面５ａの位置を上流コンベヤ４の容器支持面４ａの位置よりも高くした構造）の双方を採用したが、いずれか一方のみを採用するようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、容器を搬送する搬送装置について説明したが、本発明に係る搬送装置は容器以外の物品を搬送してもよい。

以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。

１ 搬送装置
２ 容器
４ 上流コンベヤ
４ａ 容器支持面（物品支持面）
５ 下流コンベヤ
５ａ 容器支持面（物品支持面）
７ 第１ベルト
７ａ 容器保持面（物品保持面）
８ 第２ベルト
８ａ 容器保持面（物品保持面）
９ ベルトコンベヤ
１０ 下流側第１プーリ
１１ 上流側第１プーリ
１２ 下流側第２プーリ
１３ 上流側第２プーリ
２０ 中間プーリ
２１，２２ コンベヤプーリ
３０ 傾斜部
４０ 検査装置
４２ 画像処理手段
４５ キャップ撮像手段
４６ 胴部撮像手段
４７ 照明装置

Claims (5)

1. 物品の底部を支持しつつ、前記物品を第１の速度で搬送する上流コンベヤと、
   前記物品の底部を支持しつつ、前記物品を前記第１の速度よりも高い第２の速度で搬送する下流コンベヤと、
   前記上流コンベヤから前記物品を受け取り、該物品を前記第２の速度で搬送しながら前記下流コンベヤに渡すベルトコンベヤとを備え、
   前記ベルトコンベヤは、
   前記物品の被挟持部を挟む第１ベルトおよび第２ベルトと、
   前記第１ベルトが掛け渡された上流側第１プーリおよび下流側第１プーリと、
   前記第２ベルトが掛け渡された上流側第２プーリおよび下流側第２プーリと、
   前記下流側第２プーリと前記上流側第２プーリとの間に配置された中間プーリと、を備え、
   前記上流側第２プーリは、物品の搬送方向において、前記上流側第１プーリよりも下流側に配置されており、
   前記上流側第２プーリ上の前記第２ベルトは、前記上流コンベヤ上の前記物品の進路内に位置しており、
   前記上流側第２プーリと前記中間プーリとの間に形成された前記第２ベルトの物品保持面は、前記下流側第１プーリと前記上流側第１プーリとの間に形成される前記第１ベルトの物品保持面と平行であり、
   前記第１ベルトと、前記中間プーリよりも下流側における前記第２ベルトとの間の距離は、前記物品の搬送方向の下流側に向かって徐々に大きくなっており、
   前記物品の搬送方向に対して垂直な方向における前記上流側第１プーリと前記上流側第２プーリとの間の距離が前記物品の搬送方向に対して垂直な方向における前記下流側第１プーリと前記下流側第２プーリとの間の距離よりも小さくなるように、前記下流側第２プーリは前記中間プーリよりも前記第１ベルトから離れていることを特徴とする搬送装置。
2. 前記上流側第２プーリ上の前記第２ベルトと前記第１ベルトとの間の距離は、前記物品の被挟持部の幅よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
3. 物品の底部を支持しつつ、前記物品を第１の速度で搬送する上流コンベヤと、
   前記物品の底部を支持しつつ、前記物品を前記第１の速度よりも高い第２の速度で搬送する下流コンベヤと、
   前記上流コンベヤから前記物品を受け取り、該物品を前記第２の速度で搬送しながら前記下流コンベヤに渡すベルトコンベヤとを備え、
   前記ベルトコンベヤは、
   前記物品の被挟持部を挟む第１ベルトおよび第２ベルトと、
   前記第１ベルトが掛け渡された上流側第１プーリおよび下流側第１プーリと、
   前記第２ベルトが掛け渡された上流側第２プーリおよび下流側第２プーリとを備え、
   前記上流側第２プーリは、物品の搬送方向において、前記上流側第１プーリよりも下流側に配置されており、
   前記上流側第２プーリ上の前記第２ベルトは、前記上流コンベヤ上の前記物品の進路内に位置しており、
   前記下流コンベヤの物品支持面の位置は、前記上流コンベヤの物品支持面の位置よりも高いことを特徴とする搬送装置。
4. 前記第２ベルトには、前記中間プーリから前記下流側第２プーリまで延びる傾斜部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の搬送装置と、
   前記搬送装置によって一定の間隔で搬送されている物品を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段によって生成された物品の画像に基づいて該物品を検査する画像処理手段とを備えたことを特徴とする検査装置。

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