JPH04289404A - 被搬送物の寸法測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、所定方向に搬送される被搬送物の寸法を搬
送途上で測定するための装置に関する。

（従来の技術） 近年、スーパーマーケットなどにおいては、鮮度が要求
される生鮮食料品を主体として、商品をストレッチ包装
したプリパッケージ商品の形態で販売される傾向にある
。この種のプリパッケージ商品を作るストレッチ包装機
は、概ね、トレーに収納された被包装品の重量を計量す
る計量器を備えた搬入コンベアと、この搬入コンベアよ
り受け取つた被包装品を押し上げるリフターと、フィル
ムのロールから繰り出された帯状のフィルムを所定の長
さに切断して、そのフィルム片の周縁部を上記リフター
によって押し上げられたトレーの低面側に折り込んで包
装する包装機構とから構成される。

ところで、この種の包装機には、寸法が異なる複数種の
トレーが使用される場合がある。その場合に、フィルム
を一律に切断するようにすると、フィルム寸法よりトレ
ーが大きすぎるときには、包装過程でフィルムの長さが
足りなくなって包装不良を生じたり、逆にトレーが小さ
すぎるときには、フィルムが余分にはみ出して見栄えを
悪くするなどの不具合を発生する。

このような問題に対しては、例えば特開昭６１−８１９
１３号公報には、被包装品の搬送経路における搬送方向
に沿った方向と、搬送方向に対して直交する方向とに、
複数のセンサをそれぞれ間隔をあけて配置すると共に、
これらのセンサのＯＮ／ＯＦＦによって検知された被包
装品の大きさに基づいて、フィルム切断長や包装タイミ
ングなどの包装条件を設定するようにした包装機の構成
が示されている。これによれば、トレーの大きさに対応
する包装条件が自動的に設定されることになって、人手
によって被包装品の寸法を測定する場合に比べて、作業
能率の大幅な向上が期待される。

（発明が解決しようとする課題） しかし、上記公報記載の従来技術においては、複数のセ
ンサのＯＮ／ＯＦＦによって被包装品の大きさを検知す
るようになっているため、良好な検出精度が得られない
という問題がある。その場合に、センサの数を増やせば
検出精度を高めることができるが、そうすると今度は多
数のセンサが必要となって部品点数が増加すると共に、
それに伴ってコストも高くなる。

一方、この種の包装機における被包装品の寸法を搬送途
中で測定する装置としては、出願人が先に平成２年実用
新案登録願第２００９０号として開示したように、搬送
経路の途中に被包装品の搬送方向の移動量を検出する単
一のセンサを配置すると共に、このセンサによって検出
された移動量に基づいて被包装品の搬送方向に沿った寸
法を算出するようにしたものもある。これによれば、被
搬送物の搬送方向の寸法については、一個のセンサを使
用するだけで正確に測定することができることになるが
、搬送方向に直交する方向の寸法は測定することはでき
ない。

そこで、この発明は、所定方向に搬送される非搬送物の
寸法を搬送途上で測定する場合における上記の実情に鑑
みて、特に搬送方向に対して直交する方向の被搬送物の
寸法を、多数のセンサを用いることなく精密に測定しう
る寸法測定装置を実現することを目的とする。

（課題を解決するための手段） すなわち、この発明に係る被搬送物の寸法測定装置は、
所定方向に搬送される被搬送物の寸法を搬送途上で測定
するものにおいて、上記被搬送物の搬送経路を斜めに横
断するように光線を照射する照射手段と、上記光線の受
光量の変化によつて上記被搬送物の角部を検出する被搬
送物検出手段と、この検出手段によって被搬送物の所定
の角部が検出された時点における該搬送物の所定の基準
点に対する移動量を計測する計測手段と、この計測手段
によって計測された被搬送物の移動量と上記照射手段の
搬送経路に対する光線の照射角度とに基づいて、該搬送
物の搬送方向に対して直交する方向の寸法を算出する演
算手段とを備えたことを特徴とする。

（作用） 上記の構成によれば、上記照射手段によって被搬送物の
搬送経路を斜めに横断するように光線が照射されるので
、被搬送物の搬送経路に対して直交する方向に設定した
基準線が上記光軸に交差する点と、この基準線上に設け
た所定の基準点と、この基準点を通つて搬送方向に設定
した直線が上記光軸と交差する点とで直角三角形を仮想
的に設定することができる。一方、上記被搬送物の角部
が上記光軸の位置に到達することによって、その角部を
頂点とする上記三角形と相似な三角形が形成されること
になる。この場合、上記光線の搬送経路に対する照射角
度が既知のものであるから、上記計測手段によって計測
された被搬送物の基準点に対する移動量と上記照射角度
とを用いて、上記光軸が基準線に交差する点と上記角部
との間の上記基準線に沿った長さが上記演算手段によっ
て算出されると共に、さらにこの値と上記基準線の長さ
とから被搬送物の搬送方向に直交する方向の寸法が再び
演算手段によって算出されることになる。これにより、
被搬送物の搬送方向に対して直交する方向の寸法が、多
くのセンサを用いることなく正確に測定されることにな
る。

（実施例） 以下、本発明の実施例について説明する。

第１図に示すように、包装機１は、トレーＸに収納され
た被包装品Ｙを計量して搬入する計量搬入機構２と、こ
の計量搬入機構２の前方に配置されて該搬入機構２から
受け取った被包装品Ｙを押し上げる昇降自在のリフター
３と、フィルム４のロール４ａから繰り出された帯状の
フィルム４を所定の長さに切断して、そのフィルム片の
周縁部を上記リフター３によって押し上げられたトレー
Ｘの低面側に折り込んで包装する包装機構５と、この包
装機構５の前方に配設された排出コンベア６と、該排出
コンベア６の下方に配設されて上記包装機構５によって
トレーＸの低面側に折り込まれたフィルム片を熱シール
するシール機構７とを有する。

また、上記包装機１には、コンソールボックス８が備え
られており、このコンソールボックス８は、ディスプレ
イ９と操作部１０とを有すると共に、内蔵されたコント
ロールユニット１１（第３図参照）により包装機１の作
動を制御すると共に、上記計量搬入機構２により計量さ
れた被包装品Ｙの重量を示す信号に基づいて該被包装品
Ｙの価格の算出などを行うようになっている。さらに、
上記コントロールユニット１１からの出力信号に基づい
て被包装品Ｙの重量や価格などをラベルに印字するラベ
ルプリンタ１２並びにこれと一体のラベル発行機１３が
設けられている。

上記計量搬入機構２は、第２図に示すように、左右のフ
レーム１４、１５間に配置されてトレーＸに収納された
被包装品Ｙの重量を計量する計量器１６と、この計量器
１６の上部に配置された搬入コンベア１７とによって構
成されている。そして、上記左右のフレーム１４、１５
の間には、複数の計量板１８…１８が所定の間隔をおい
て上下動自在に配置されていると共に、これらの計量板
１８…１８が適宜の手段を介して上記計量器１６の上面
に固定されている。したがって、被包装物を収納したト
レーＸを上記計量板１８…１８に載荷することにより、
その重量が計量器１６によって検出されることになる。

一方、上記搬入コンベア１７は、タイミングベルト１８
を介してステッピングモータ１９に連動連結された駆動
軸２０と、該駆動軸２０に対して適宜間隔をおいて配置
された従動軸２１と、上記計量板１８…１８の間に位置
して両軸２０、２１間に張設された複数の搬入ベルト２
２…２２とを有し、これらの搬入ベルト２２…２２が上
記ステッピングモータ１９の作動に伴って所定方向に移
動されるようになっている。また、上記搬入ベルト２２
…２２には、トレーＸの端部を押圧するためのプッシャ
ー２３…２３が、搬送方向に対して直交するように横一
列状に設けられている。

そして、上記搬入コンベア１７における搬送方向の一側
には、所定方向に照射した光線の反射光の強度の変化に
よって物体を検知するアクティブ方式の第１光検出器２
４が設けられている。この第１光検出器２４は、その光
軸１１が搬送経路を直角に横断するように配置されてい
る。一方、上記搬入コンベア１７における搬送方向の他
側には、上記第１光検出器２４からの照射光を反射する
ための第１反射板２５が、該第１光検出器２４に対応位
置して設けられている。この第１反射板２５は、その反
射面が上記第１光検出器２４の光軸１１に対して直交す
るように配置されている。

ここで、上記第１光検出器２４を用いた物体の検出原理
の概略を説明すると、この第１光検出器２４の光軸ｌ１
上に遮蔽物がないときには、第１光検出器２４からの照
射光が搬送経路を直角方向に横断して第１反射板２５の
反射面に到達すると共に、その反射光が第１光検出器２
４に向けてダイレクトに反射されることになる。一方、
上記光軸が物体によって遮蔽されると、散乱などによっ
て第１光検出器２４に向かう反射光の強度が弱まる。し
たがって、この反射光の強度の変化に基づいて物体の存
在が検知されることになる。

そして、上記搬入コンベア１７の一側には、上記第１光
検出器２４の後方に位置して、同じくアクティブ方式の
第２光検出器２６が設けられている。この第２光検出器
２６は、その光軸ｌ２が搬送経路を斜めに横断するよう
に配置されていると共に、該光軸１２の延長方向におけ
る上記搬入コンベア１７の他側には、反射面を上記光軸
１２に直交配置させた状態で第２反射板２７が設けられ
ている。

さらに、本実施例においては、上記搬入コンベア１７の
他側における上記第２光検出器２６のほぼ同一位置に、
同じくアクティブ方式の第３光検出器２８が設けられて
いる。この第３光検出器２８は、その光軸ｌ３が第２光
検出器２６と同様に搬送経路を斜めに横断するように配
置されていると共に、該光軸ｌ３の延長方向に位置して
第３反射板２９が設けられている。この場合においても
、第３反射板２９の反射面は、第３光検出器２８の光軸
ｌ３に直交するように配置されている。

このような計量搬入機構２の構成によれば、上記計量板
１８…１８上にトレーＸに収納された被包装品Ｙを載荷
することにより、該被包装品Ｙの重量が計量器１６によ
り計量されると共に、トレーＸが搬入ベルト２２…２２
に伴って移動するプッシャー２３…２３により押圧され
て、上記計量板１８…１８上をスライドしながらリフタ
ー３側に搬送されることになる。

なお、上記リフター３は、ベース３０上に立設された複
数の支持棒３１…３１と、これらの支持棒３１…３１の
上端部に固定された受止部材３２…３２とを有し、上記
ベース３０が下方に配置された昇降装置３３により駆動
されて所定のストロークで昇降するようになっている。

次に、第３図により上記包装機１の制御システムについ
て説明すると、上記コントロールユニット１１は、各種
の演算処置や制御処理を実行するＣＰＵ３４と、動作プ
ログラムなどが予め格納されたＲＯＭ３５と、演算結果
や各種のデータを一時的に記憶するＲＡＭ３６と、入出
力インターフェース３７とを有する。そして、上記ＣＰ
Ｕ３４は、上記コンソールボックス８における操作部１
０に設けられて、各種の制御指令を入力するコマンドキ
ーや数値などを入力するテンキーからなるキー入力部３
８、システムをＯＮ／ＯＦＦするシステムスイッチ３９
、包装機１を作動させるスタートスイッチ４０などから
の各種信号を上記入出力インターフェース３７を介して
入力し、ＲＯＭ３５中のデータをＲＡＭ３６に転送した
り、ＲＯＭ３５やＲＡＭ３６から呼び出した各種のデー
タをディスプレイ９に出力したりする。また、ＣＰＵ３
４は、同じく入出力インターフェース３７を介して計量
器１６との間で信号の授受を行うことにより、計量器１
６から計量信号に基づいて被包装品Ｙの価格の算出など
を行って、それらのデータをＲＡＭ３６の所定のエリア
に書き込んだり、入出力インターフェース３７を介して
ラベルプリンタ１２に印字信号を出力して、被包装品Ｙ
の重量や価格などをラベルに印字して発行させたりする
。

さらに、ＣＰＵ３４は上記第１〜第３光検出器２４、２
６、２８からの検出信号を上記入出力インターフェース
３７を介してそれぞれ入力し、これらの信号に基づいて
上記搬入コンベア１７における搬送ベルト上のトレーＸ
の縦横の寸法をそれぞれ算出すると共に、算出したトレ
ーＸの寸法に応じてフィルム切断長を決定したり、上記
包装機構５などの作動を制御するようになっている。

次に、本実施例の作用を説明する。

第４図に示すように、搬入ベルト２２を挟んで両側に対
向配置された第２光検出器２６と第３光検出器２８との
間の設置間隔をＬ１、トレーＸの一側と第２光検出器２
６との間の距離をａ１、トレーＸの他側と第３光検出器
２８との間の距離をｂ１、トレーＸの横幅をｙとすると
、 Ｌ１＝ｙ＋ａ１＋ｂ１…（１） の関係式が成立する。ここで、Ｌ１は既知の値であるか
ら、ａ１およびｂ１の値が決まると、ｙの値が求められ
ることになる。

そして、第４図のように第１光検出器２４の光軸ｌ１を
トレーＸの前端が通過した時刻をｔ１とし、第５図に示
すように、トレーＸの前端側の一方の角部が第２光検出
器２６の光軸ｌ２を通過した時刻をｔ２とすると、その
間にトレーＸが移動する移動量ｘ１は、 で求められる。なお、ｖは搬入コンベア１７の搬送速度
である。この場合、搬入コンベア１７はステッピングモ
ータ１９によって駆動されるようになっているので、上
記搬送速度ｖはステッピングモータ１９へ出力されるパ
ルス数に比例した所定値として与えられる。

そして、上記第２光検出器２６の光軸ｌ２と第１光検出
器２４の光軸ｌ１がなす角度をθ１とすると、上記ａ１
は、 でもとめられる。なお、ｃ１は第２、第３光検出器２６
、２８の第１光検出器２４に対するオフセット量である
。

さらに、トレーＸが前方に搬送されて、第６図に示すよ
うに、トレーＸの前端側の他方の角部が第３光検出器２
８の光軸ｌ３を通過した時刻をｔ３とすると、その間に
トレーＸが移動する移動量ｘ２は、 から求められる既知の値となる。

そして、この場合においても、上記第３光検出器２８の
光軸ｌ３と第１光検出器２４の光軸ｌ１がなす角度をθ
１とすると、上記ｂ１は、で求められる。

したがって、上記（１）式、（３）式、（５）式から、
トレーＸの横幅ｙを示す次の関係式、 が得られることになる。

したがって、上記コントロールユニット１１におけるＲ
ＯＭ３５に、上記関係式（６）を示す関数と、上記搬送
速度ｖ、設置間隔Ｌ１およびオフセット量ｃ１に対応す
る各種のデータとを記憶させて、上記第１光検出器２４
によってトレーＸの前端が検知された時点から第２、第
３光検出器２６、２８によってトレーＸの角部がそれぞ
れ検知されるまでの時間を上記ＣＰＵ３４によって計測
させることにより、ＣＰＵ３４はこれらのデータと上記
関係式（６）を示す関数とを用いてトレーＸの横幅ｙを
算出することになる。このようにして、多数のセンサを
用いることなくトレーＸの横幅ｙが精度よく測定される
ことになる。

また、上記トレーＸを押圧するプッシャー２３…２３が
、第７図に示すように、第１光検出器２４の光軸ｌ１を
通りすぎた位置に移動すると、第１光検出器２４からの
照射光が第１反射板２５によって再び反射されるので、
第１光検出器２４の受光量が増加し、これによって物体
の通過が検出される。この場合、上記第１光検出器２４
を通過した時刻ｔ１から当該時刻ｔ４までのトレーＸの
移動量をｘ３とし、プッシャー２３…２３の幅をｄ１と
すると、トレーＸの奥行ｘ０は、ｘ０＝ｘ３−ｄ１…（
７） で求められる。したがって、上記ＲＯＭ３５に上記関係
式（７）の関数と、プッシャー２３…２３の幅ｄ１に対
応するデータとを記憶させておけば、ＣＰＵ３４は上記
第１光検出器２４の光軸ｌ１をトレーＸの前端が通過し
てからプッシャー２３…２３が通過し終わるまでの計測
データと、上記関係式（７）を示す関数式とを用いてト
レーＸの真の奥行ｘ０を算出することになる。

次に、本発明の第２実施例を説明する。

すなわち、この第２実施例においては、第８、第９図に
示すように、上記第１実施例と同様に、搬入コンベア１
７′の搬送方向の一側に、光軸ｌ１′が搬送経路を直角
に横断するように配置されたアクティブ式の第１光検出
器２４′が設けられていると共に、該光軸ｌ１′の延長
方向における上記搬入コンベア１７′の他側には、反射
面を上記光軸ｌ１′に直交配置させた状態で第１反射板
２５′が設けられている。

また、上記第１光検出器２４′の後方にオフセットした
位置には、同じくアクティブ方式の第２光検出器２６′
が設けられており、その光軸ｌ２′が搬送経路を斜めに
横断するように配置されていると共に、該光軸ｌ２′の
延長方向における上記搬入コンベア１７の他側に、反射
面を上記光軸ｌ２′に直交配置させた状態で第２反射板
２７′が設けられている。

そして、この実施例においては、上記搬入コンベア１７
′の搬送方向の他側側に、トレーＸを搬送方向に沿つて
案内するガイド板４１′が設けられている。したがって
、このガイド板４１′に対する上記第２光検出器２６′
の搬送方向に直交する長さをＬ２、トレーＸの上記ガイ
ド板４１′とは反対側の一側と第２光検出器２６′との
間の距離をａ２、トレーＸの横幅をｙとすると、の関係
式が成立する。この場合においても、Ｌ２は既知の値で
あるから、ａ２の値が決まると、ｙの値が求められるこ
とになる。

そして、第８図のように第１光検出器２４′の光軸ｌ１
′をトレーＸの前端が通過した時刻をｔ５とし、第９図
に示すように、トレーＸの前端側の一方の角部が第２光
検出器２６′の光軸ｌ２′を通過した時刻をｔ６とする
と、その間にトレーＸが移動する移動量ｘは、第１実施
例と同様に、上記時間差（ｔ６−ｔ５）と搬入コンベア
１７の搬送速度ｖとから求められる。

そして、上記第２光検出器２６′の光軸ｌ２と第１光検
出器２４′の光軸ｌ１′がなす角度をθ２として、第１
光検出器２４′に対する第２光検出器２６′のオフセッ
ト量をｃ２とすると、上記ａ２は、 で求められる。

したがって、これら（８）式、（９）式とから、第２実
施例においてば、トレーＸの横幅ｙを示す次の関係式、 が得られることになる。

したがって、トレーＸを第８図に示すように上記ガイド
板に当接するように搬入コンベア１７′上に載荷すれば
、トレーＸがプッシャー２３′…２３′によって押され
ながらガイド板４１′に接触したまま前方に移動するこ
とになる。したがって、上記関係式（１０）が成立する
ことになって、トレーＸの横幅ｙを精度よく測定するこ
とが可能となる。

また、上記第１実施例の別の実施態様としては、第１０
図に示すように、トレーＸの搬送方向とは反対側の角部
が検出された時点におけるトレーＸの基準点に対する移
動量を測定してもよく、あるいは第１１図に示すように
、搬送経路に対して斜めに横断する光線を搬送方向に対
して逆方向に照射させると共に、トレーＸの搬送方向側
の角部が検出された時点におけるトレーＸの基準点に対
する移動量を測定してもよい。また、第１２図に示すよ
うに、搬送経路に対して斜めに横断する光線を搬送方向
に対して逆方向に照射させると共に、トレーＸの搬送方
向とは反対側の角部が検出された時点におけるトレーＸ
の基準点に対する移動量を測定するようにしてもよい。

（発明の効果） 以上のように本発明に係る被搬送物の寸法測定装置によ
れば、被搬送物の搬送経路を斜めに横断するように光線
を照射する照射手段と、上記光線の受光量の変化によつ
て被被搬送物の角部を検出する被搬送物検出手段とが備
えられているので、被搬送物の搬送経路に対して直交す
る方向に設定した基準線が上記光軸に交差する点と、こ
の基準線上に設けた所定の基準点と、この基準点を通っ
て搬送方向に設定した直線が上記光軸と交差する点とで
仮想的な直角三角形を構成すると、上記被搬送物の角部
が上記光軸の位置に到達することによって、その角部を
頂点とする上記三角形と相似な三角形が形成されること
になる。この場合、上記光線の搬送経路に対する照射角
度が既知のものであるから、計測手段によって計測され
た被搬送物の基準点に対する移動量と上記照射角度とを
用いて、上記光軸が基準線に交差する点と上記角部との
間の上記基準線に沿った長さが上記演算手段によって算
出されると共に、さらにこの値と上記基準線の長さとか
ら被搬送物の搬送方向に直交する方向の寸法が再び演算
手段によって算出されることになる。これにより、被搬
送物の搬送方向に対して直交する方向の寸法が、多くの
センサを用いることなく正確に測定されることになる。

【図面の簡単な説明】

第１〜第７図は本発明の第１実施例を示すもので、第１
図は本発明に係る寸法測定装置が装備された包装機の全
体該略図、第２図は計量搬入機構およびその周辺の構造
示す斜視図、第３図は上記包装機の制御システム図、第
４図〜第７図は第１実施例の作用の説明図である。また
、第８、第９図は本発明の第２実施例の示すもので、第
８図は第２実施例の概略構成図、第９図はその作用の説
明図である。さらに、第１１〜第１３図は上記第１実施
例の別の実施態様を示す概略説明図である。 ２６、２８…光検出器（照射手段、被搬送物検出手段）
、３４…ＣＰＵ計測手段、演算手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定方向に搬送される被搬送物の寸法を搬
   送 途上で測定する被搬送物の寸法測定装置であって、上記
   被搬送物の搬送経路を斜めに横断するように光線を照射
   する照射手段と、上記光線の受光量の変化によって上記
   被搬送物の角部を検出する被搬送物検出手段と、この検
   出手段によって被搬送物の所定の角部が検出された時点
   における該搬送物の所定の基準点に対する移動量を計測
   する計測手段と、この計測手段によって計測された被搬
   送物の移動量と上記照射手段の搬送経路に対する光線の
   照射角度とに基づいて、被搬送物の搬送方向に対して直
   交する方向の寸法を算出する演算手段とが備えられてい
   ることを特徴とする被搬送物の寸法測定装置。