JP7140966B2

JP7140966B2 - 容器切断装置

Info

Publication number: JP7140966B2
Application number: JP2018132053A
Authority: JP
Inventors: 賢木戸口; 洋平津田; 利彦荒井; 弘明木越; 大輔細木
Original assignee: Shibuya Corp
Current assignee: Shibuya Corp
Priority date: 2018-07-12
Filing date: 2018-07-12
Publication date: 2022-09-22
Anticipated expiration: 2038-07-12
Also published as: JP2020006492A

Description

本発明は、軟質の容器を切断する容器切断装置に関する。

合成樹脂などの軟質材で形成される密閉された容器を倒立させ、その頭部を切断し、口部となる開口を形成する装置が知られている（特許文献１参照）。このような装置では、容器の口部付近の上下をグリッパで把持し、両グリッパの間をカッタで切断している。

特開２０１７－１３１９９３号公報

しかし、カッタを用いた容器切断装置では、使用するうちにカッタの刃先部が欠けることがある。従来は、容器切断装置の下流側において容器の切断状態を検査し、切断不良が発生した段階でカッタを交換しているため生産効率が低下する。また、カッタの刃先部が欠けた場合には、欠けた刃が容器に混入する恐れもある。

本発明は、容器切断装置において、切断不良が発生する前にカッタの刃先部の異常を検知することを課題としている。

本発明の第１の発明である容器切断装置は、容器を把持する複数のグリッパと、前記複数のグリッパが所定間隔で取り付けられて回転する回転体と、前記各グリッパを移動させる移動手段と、前記グリッパに把持される容器の移動経路に固設された切断刃とを備え、前記複数のグリッパに把持されて移動する各容器を、前記切断刃に順次当接させることによって、当該各容器の所要部分を切断する容器切断装置において、前記切断刃の上方に当該切断刃の刃先部を撮影する撮像手段と、前記撮像手段の撮像結果に基づいて、前記切断刃の刃先部の異常の有無を検査する検査手段と、前記撮像手段の近傍に固設され、当該撮像手段による撮像に必要な検査光を照射する検査光照射手段と、前記回転体上で隣接して配置されるグリッパの間に少なくとも一つ設けられ、前記検査光照射手段から照射される検査光を前記切断刃に向けて反射させる反射板とが設けられ、前記グリッパとグリッパとの間で前記撮像手段によって前記切断刃の刃先部を撮像することを特徴としている。

本発明の第３の発明である容器切断装置は、第１の発明において、前記回転体に、前記グリッパと前記反射板とが交互に隣接するように複数配置されることを特徴としている。

本発明によれば、容器切断装置において、切断不良が発生する前にカッタの刃先部の異常を検知することができる。

本実施形態の容器切断装置のカッタの配置を示す模式的な平面図である。図１の容器切断装置の回転軸を中心に半分のみを示した縦断面図である。本実施形態における反射板の配置を示すカッタ近傍の拡大平面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態である密閉軟質容器の頭部を切断し口部を形成する容器切断装置のカッタの配置を示す模式的な平面図である。また、図２は、容器切断装置の回転軸を中心にその半分のみを示した縦断面図である。

本実施形態の容器切断装置１０は、例えば、ケチャップやマヨネーズなどを封入するための合成樹脂製の軟質の容器Ｖの頭部を切断し口部を形成するための装置である。容器切断装置１０は、周方向に沿って複数の容器Ｖを保持する搬送ホイール（移動手段）１２を備える。搬送ホイール１２は、供給ホイール１１から容器Ｖを受け取り、密閉された容器Ｖの頭部を切断した後、排出ホイール１３へと容器Ｖを受け渡す。容器Ｖの頭部の切断は、容器切断装置１０に固設された回転刃、固定刃、超音波刃などのカッタ（切断刃）１４により行われる。

搬送ホイール１２は、回転シャフト１６と一体的に回転されるターンテーブル１８を備える。回転シャフト１６は、ベアリング等を介して固定部２４に回転自在に軸支され、下部に設けられるモータ（図示せず）により回転される。ターンテーブル１８は、回転シャフト１６に固定された回転部材１７を介して回転シャフト１６に固定され、回転シャフト１６とともに一体的に回転する。ターンテーブル１８の外周には周方向に沿って所定間隔で複数の支持部材２０Ｓが配置され、その上端には各々容器保持機構２０が取り付けられる。

容器保持機構２０の上端には、反転機構４０を介して第１グリッパ２２が各々設けられる。第１グリッパ２２は不図示の開閉カムによって開閉され、容器Ｖの頚部を把持する。各第１グリッパ２２の下方には容器Ｖの頭部を把持する第２グリッパ３４が各々第２グリッパ支持部３６を介して配置される。第１グリッパ２２および第２グリッパ３４は、ターンテーブル１８の回転により一体的に搬送ホイール１２の外周に沿って移動される。また、容器保持機構２０において、第２グリッパ３４よりも下側には、後述する反射板２３がブラケット２３Ａを介して設けられる。

回転部材１７の周囲にはベアリング等を介して、カム支持固定部２６が配置され、図示しない支持部材により固定される。カム支持固定部２６には、第１グリッパ２２の反転機構４０を駆動するための第１グリッパ反転用カム２８とカッタ１４を支持するカッタ支持部３２が配置される。また、カム支持固定部２６には、カメラ支持部２５を介してカッタ１４の直上にカメラ２５Ａが配置されるとともに、回転部材１７の周囲に設けられ、回転部材１７とともに回転する円板状のタイミングプレート１７Ａが設けられる。

タイミングプレート１７Ａの外周部には透過孔が設けられ、カメラ支持部２５等を介してカム支持固定部２６に設置されたセンサ１９（例えば光電センサ）と協働して回転部材１７の回転位置を検出する。また、カム支持固定部２６には、カメラ２５Ａのカッタ１４の刃先部１４Ａの撮影に用いられる検査光照射装置２１が設けられる。カメラ２５Ａでの撮像動作および検査光照射装置２１の発光動作は、センサ１９からの信号に基づき、カム支持固定部２６に設けられた制御部２７によって行われる。

図１に示されるように、第１グリッパ２２は供給ホイール１１からの容器Ｖの受取位置Ｐ１において、先端が径方向外側に向けられている。供給ホイール１１において、容器Ｖは正立した状態で搬送され、第１グリッパ２２は受取位置Ｐ１において供給ホイール１１の容器Ｖの頚部を把持して容器Ｖを受け取る。その後、カッタ１４による切断位置Ｐ３よりも上流側の反転位置Ｐ２において、第１グリッパ２２は反転機構４０により径方向内側に向けて１８０°回転され、これにより容器Ｖは反転されて倒立される。

反転機構４０には、例えばラックとピニオン機構等（不図示）が用いられる。例えば、支持部材２０Ｓには、第１グリッパ反転用カム２８と係合するカムフォロワ３８と垂直方向に配置されたラックが設けられ、ターンテーブル１８の回転にともなってカムフォロワ３８が昇降すると、支持部材２０Ｓおよびこれに設けられたラックが昇降し、ターンテーブル１８の外周接線方向に配置される軸周りに回転するピニオンが回転して第１グリッパ２２が回転される。

容器Ｖが倒立されると、容器Ｖの頭部（第１グリッパ２２よりも先端側）は、第２グリッパ３４により更に把持され、その位置が固定される。切断位置Ｐ３では、第１グリッパ２２および第２グリッパ３４の間に保持される容器Ｖの頭部がカッタ１４に押し当てられ、第２グリッパ３４により把持される頭部先端部分が水平方向に切断される。その後、第１グリッパ２２は、径方向外側に向けて元の位置にまで１８０°回転され、容器受渡位置Ｐ４において正立した状態の容器Ｖを排出ホイール１３へと受け渡す。なお、図１では、便宜的に位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ４における第１グリッパ２２のみが示されるが、所定間隔で周方向に沿ってその他の位置にも存在する。

図３は、本実施形態における反射板２３の配置を示すカッタ１４近傍の拡大平面図である。

図３では、カッタ１４とその前後に位置する２つの第２グリッパ３４が示される。本実施形態において反射板２３は複数設けられる。各反射板２３は第２グリッパ３４よりも僅かに低い位置にあって、隣り合う第２グリッパ３４の間に各々配置され、第２グリッパ３４等を含む搬送ホイール１２と一体的に回転する。各反射板２３は、図２に示されるように径方向内側に向けて略４５°傾けられ、平面視において反射板２３の軌跡がカッタ１４の刃先部１４Ａ全体と重なるように配置される。なお、図３では、第２グリッパ３４が開かれた状態で描かれているが、実際の運用時には閉じられて容器Ｖの頭部先端部Ｖｈを把持している。

図２に示されるように、本実施形態において検査光照射装置２１からの検査光は、タイミングプレート１７Ａの透過孔を通してセンサ１９で検知されると、制御部２７からの指令により搬送ホイール１２の径方向外側に向けて水平に照射される。このとき、検査光照射装置２１の正面に位置する反射板２３がカッタ１４の刃先部１４Ａの真下に位置し、検査光照射装置２１からの光は反射板２３において、刃先部１４Ａおよびその上方に位置するカメラ２５Ａに向けて９０°上向きに反射される。これに同期して制御部２７は、カメラ２５Ａを用いて刃先部１４Ａの撮像を行う。

カメラ２５Ａで撮影された刃先部１４Ａの画像は、例えば制御部２７に送られ、二値化等の画像処理が施される。制御部２７は、例えば処理画像から刃先部１４Ａの稜線を抽出し、その形状から刃先部１４Ａの画像上の面積等を算出して、これに基づき例えば刃欠け量を算出する。制御部２７は、刃欠け量が閾値を超える場合には、許容できない刃欠けが発生していると判定し、異常対応処理を行う。異常対応処理の単純な例としては装置の停止が挙げられるが、例えば刃欠けの大きさに応じた複数の閾値を設け、相対的に小さい刃欠けの場合は、不図示のディスプレイに警告メッセージを表示したり警告音を出し、相対的に大きな刃欠けの場合に装置を停止する構成とすることもできる。

以上のように、本実施形態の容器切断装置によれば、運転中の容器切断装置のカッタの刃先部に発生した異常を常時モニタできるので、カッタの異常を早期に検知し、切断不良が発生する前にカッタの刃先部の異常を検知し、カッタの交換を行うことができる。また、作業終了後のカッタの検査を行う必要がないので作業効率が高い。

本実施形態では、１台の検査光照射装置を設けるだけでよいため装置のコストを低廉にできる。また、各容器を切断する毎に刃先部の検査を行うため、異常発生の検査精度を高めることができる。

なお、本実施形態では全てのグリッパ間に反射板を配置したが、一部のグリッパの間に反射板を設ける構成でもよく、例えば所定個数置きや、１つのみでもよい。

１０容器切断装置
１１供給ホイール
１２搬送ホイール（移動手段）
１３排出ホイール
１４カッタ（切断刃）
１６回転シャフト
１７回転部材
１７Ａタイミングプレート
１８ターンテーブル
１９センサ
２０容器保持機構
２０Ｓ支持部材
２１検査光照射装置
２２第１グリッパ
２３反射板
２４固定部
２５カメラ支持部
２５Ａカメラ
２６カム支持固定部
２７制御部
２８第１グリッパ反転用カム
３２カッタ支持部
３４第２グリッパ
３６第２グリッパ支持部
３８カムフォロワ
４０反転機構

Claims

容器を把持する複数のグリッパと、
前記複数のグリッパが所定間隔で取り付けられて回転する回転体と、
前記各グリッパを移動させる移動手段と、
前記グリッパに把持される容器の移動経路に固設された切断刃とを備え、
前記複数のグリッパに把持されて移動する各容器を、前記切断刃に順次当接させることによって、当該各容器の所要部分を切断する容器切断装置において、
前記切断刃の上方に当該切断刃の刃先部を撮影する撮像手段と、
前記撮像手段の撮像結果に基づいて、前記切断刃の刃先部の異常の有無を検査する検査手段と、
前記撮像手段の近傍に固設され、当該撮像手段による撮像に必要な検査光を照射する検査光照射手段と、
前記回転体上で隣接して配置されるグリッパの間に少なくとも一つ設けられ、前記検査光照射手段から照射される検査光を前記切断刃に向けて反射させる反射板とが設けられ、
前記グリッパとグリッパとの間で前記撮像手段によって前記切断刃の刃先部を撮像する
ことを特徴とする容器切断装置。
前記回転体に、前記グリッパと前記反射板とが交互に隣接するように複数配置されることを特徴とする請求項１に記載の容器切断装置。