JP2009532284A - 物品計量システム - Google Patents

Abstract

ステージングコンベヤ(16)および搬送路に沿って延在する移送コンベヤ(26)を含む物品(C)を計量するシステム。移送コンベヤ(26)は、搬送路に沿って物品を移動させる搬送要素の少なくとも2つの独立したセット(44、48)を有する。システムは、供給ユニットおよび制御ユニット(40)も含む。搬送要素の第1のセット(44)は、物品の第1のグループがステージングコンベヤからローディングゾーンに供給される間、ローディングゾーンで静止状態に保持される。その後、物品(C)の第1のグループが出口点に移動される。制御ユニットは、物品の第1のグループがローディングゾーンから移動された後に、物品の第2のグループがステージングコンベヤからローディングゾーンに移送される間、第2のセット(48)がローディングゾーンで静止状態に保持されるように搬送要素の第2のセット(48)も制御する。

Description

本発明は、一般に、容器など物品を計量するためのシステムに関する。本発明は、より詳細には、限定的ではないが容器充填工程中に物品を計量するための装置および方法に関する。

飲料容器などの物品の充填は、通常、高速機器を使用して行なわれる。上部が開放された容器が容器内への液体の分注に使用される充填器に順次に搬送される。通常、モデム充填器は高速で動作し、容器が環状路に沿って移動する間、充填器が回転して、複数の容器に同時に充填することが多い。それによって、容器の速度を低下させ、または停止させることなく、充填ノズルで容器ごとに十分な「休止」時間が設けられる。こうした充填器の一例が特許文献１に見られる。次いで、充填された容器は、容器の閉鎖、充填された容器のパッケージへのローディングなどに使用される他の機器に搬送される。

充填器の前方に空の容器を線状に配置し、充填器の速度と一致するライン速度で輸送しなければならない。空の容器をパレット上に積み重ねた構成で充填ラインに供給することができるが、その場合、空の容器をパレットから降ろし、充填器への輸送用に配置された状態にコンベヤ上に置かなければならない。この仕事を手作業で行なうことができるが、そうするには人が繰り返しの単調な仕事を行なわなければならない。容器をパレットから降ろし、充填器に供給することができる自動機器を提供することが望ましい。

飲料製造および包装、並びに他の技術分野に関しても同様の必要性が存在する。たとえば、充填された容器を充填器領域から包装機械に向け、包装機械が容器を所定数のグループに配置構成し、次いでそのグループを板紙カートンまたは他のパッケージに包装する必要がある。グループを形成し、そのグループを包装機械に適切な速度で向ける機器も必要である。他の物品の処理にも同様の必要性が存在する。
米国特許第5,924,462号明細書

本発明は、容器など物品を計量するための物品計量システムを提供する。

本発明による、容器など複数の物品を計量する物品計量システムは、複数の物品を保持するステージング（staging）手段、および搬送路に沿ってローディング（loading）ゾーンから出口点まで延在してローディングゾーンに戻るコンベヤを含む。コンベヤは、搬送路に沿って物品を移動させる搬送要素の少なくとも2つの独立したセットを有する。供給手段が設けられて、所定数の物品を含むグループがステージング手段からローディングゾーンに供給される。制御手段は搬送要素のセットを制御し、物品の第1のグループがステージング手段からローディングゾーンに供給される間、第1のセットがローディングゾーンに静止状態に保持され、その後、物品の第1のグループを出口点に移動させるように制御する。制御手段は搬送要素の第2のセットも制御して、物品の第1のグループがローディングゾーンから移動された後に、物品の第2のグループがステージング手段からローディングゾーンに移送される間、第2のセットがローディングゾーンに静止状態に保持されるようにする。

制御手段は、搬送要素の第2のセットをさらに制御して、物品の第2のグループを出口点に移動させ、搬送要素の第1のセットをさらに制御して、物品の第2のグループがローディングゾーンから移動された後に、第1のセットがローディングゾーンに戻されるようにすることができる。

制御手段は、搬送要素のセットをさらに制御して、物品のグループが前記ローディングゾーンに存在しない場合に、搬送要素の待機セットが前記出口点に移動される前に所定期間だけ前記ローディングゾーンに静止状態に保持されるようにすることができる。

別法として、制御手段は搬送要素のセットをさらに制御して、物品のグループが前記ローディングゾーンに存在しない場合に、物品のグループが前記ローディングゾーンに存在するまで、搬送要素の待機セットが前記ローディングゾーンに静止状態に保持されるようにすることができる。

任意選択で、前記または互いの搬送要素のセットが、搬送要素の前記待機セットの静止期間中、前記コンベヤ上に静止状態に保持される。

任意選択で、ローディングゾーンで容器のグループの間の隙間を最小限に抑え、または回避するため、物品のグループをステージング手段からローディングゾーンに層で供給することができる。

好ましくは、物品計量システムは、物品の計量された流れを受け、前記物品の計量された流れを処理デバイスに移送するためのコンベヤの出口点に配置された移送要素を備える。

好ましくは、物品計量システムは、複数の物品をステージング手段に送出する送出機構を備える。

本発明は、第2の態様により、容器など物品を計量する方法を提供する。この方法は、複数の物品をステージング手段に供給するステップ、前記複数の物品をローディングゾーンから出口点まで搬送要素の少なくとも2つの独立したセットを使用して搬送するステップ、所定数の物品を含むグループを前記ステージング手段から前記ローディングゾーンに供給するステップ、および前記搬送要素のセットを制御し、物品の第1のグループが前記ステージング手段から前記ローディングゾーンに供給される間は前記セットの第1のものが前記ローディングゾーンに静止状態に保持され、その後、前記物品の第1のグループを前記出口点に移動させるように制御し、搬送要素の第2のセットを制御して、前記物品の第1のグループが前記ローディングゾーンから移動された後に、物品の第2のグループが前記ステージング手段から前記ローディングゾーンに移送される間、前記第2のセットが前記ローディングゾーンに静止状態に保持されるようにするステップを含む。

好ましくは、制御ステップはさらに、前記搬送要素の第2のセットを制御して前記物品の第2のグループを前記出口点に移動させ、前記搬送要素の第1のセットをさらに制御して、前記物品の第2のグループが前記ローディングゾーンから移動され、前記第1のセットが前記ローディングゾーンに戻されるようにするステップを含む。

別法として、前記制御ステップはさらに、搬送要素のセットを制御して、物品のグループが前記ローディングゾーンに存在しない場合に、搬送要素の待機セットが前記出口点に移動される前に所定期間だけ前記ローディングゾーンに静止状態に保持されるようにするステップを含む。

任意選択で、制御ステップは、前記または互いの搬送要素のセットを制御して、それらが前記搬送要素の待機セットの静止期間中、前記コンベヤ上で静止状態に保持されるようにするステップを含む。

任意選択で、制御ステップはさらに、搬送要素のセットを制御して、物品のグループが前記ローディングゾーンに存在しない場合に、物品のグループが前記ローディングゾーンに存在するまで、搬送要素の待機セットが前記ローディングゾーンに静止状態に保持されるようにするステップを含む。

好ましくは、この方法は、ローディングゾーンで容器のグループの間の隙間を最小限に抑え、または回避するため、物品のグループをステージング手段からローディングゾーンに層で供給するステップを含む。この方法はさらに、物品の計量された流れを出口点から処理デバイスに移送するステップを含むことができる。任意選択で、この方法はさらに、複数の物品をステージング手段に送出するステップを含む。

本発明の物品計量システムを具体化する機械が図1に示されている。上部が開放された空の飲料容器など物品を積み重ねた層を含むパレット10は、機械に近接するようにローラコンベヤ12に沿って移動される。プログラマブルアームを有するデパレタイジング（de-palletizing）ロボット14が、容器Cの層をパレット10から持ち上げ、ステージングコンベヤ16上に配置するために使用される。ステージングコンベヤ16はコンベヤの周囲で移動される一連の保持要素18を備える。要素18は、それぞれ容器Cを保持することができる受け口のアレイを形成する。容器用のステージング手段の一部を形成するステージングコンベヤ16は、矢印20で示した方向に前進し、断続的に移動され、それによって容器Cの第1の列22がコンベヤ16の前端に存在し、図1で示した位置に停止される。

容器Cを配列した予測可能な方法で示す他のステージング手段を使用することもできる。たとえば、容器を積み重ねたトレイのパレット10上で保持し、トレイ全体をパレットから取り出して、後続の処理のために定位置に配置することができる。

次に図2を参照すると、容器Cの第1の列22が移送手段によって係合されている。移送手段は、列22の各容器Cの上部とたとえば真空によって係合し、列22をステージングコンベヤ16から持ち上げ、容器Cの列を移送コンベヤ26のローディングゾーンに配置する持ち上げ手段46を含む。移送コンベヤ26は、それぞれ単一の容器Cを凹面内に係合して、要素28の移動によって容器Cが移動されるように構成された一連の容器係合要素28を含む。

次に図3を参照すると、移送コンベヤ26の一部が概略的に示されている。移送コンベヤ26は複数のチェーンを含み、この実施形態では3つのチェーン30、32、および34が示されている。3つのチェーン30、32、および34は垂直に整列するように積み重ねられ、水平にそれぞれが同じ経路に沿って移動するようになされる。各チェーン30、32、34は、それぞれ別個のモータM1、M2、およびM3によって駆動される。各モータM1、M2、およびM3は、好ましくは、プログラマブルサーボモータであり、各チェーン30、32、および34は全般的に矢印36で示したように本質的に同じ経路に沿って移動し、それぞれ他から独立して駆動される。各係合要素28はチェーン30、32、および34の1つ(1つだけ)に連結されて、特定の係合要素28がチェーン30、32、および34のどれに係合されても関係なく、係合要素28がコンベヤ26の周囲の他の係合要素と同じ経路内を移動するようになされる。

モータM1、M2、およびM3は全てプログラマブル制御手段40の制御下で作動される。制御手段40は従来の構成のものである。本明細書に記載したようにモータM1、M2、およびM3の動作が得られるように制御手段40をプログラミングすることは当業者には容易に理解されよう。

図2に戻ると、係合要素28は、コンベヤ26の経路に沿って並列に配置された係合要素28のセットでコンベヤ26に配置される。各セットの係合要素28の数はステージングコンベヤ18の各列に設けられた受け口の数と一致し、セットの数はコンベヤ26を構成する独立しているが同じ場所にあるチェーンの数と一致する。この図で示した実施形態では、3つのこうしたセットの係合要素28が設けられる。第1のセット44が、ステージングコンベヤ18の出口端に隣接するローディングゾーンに位置付けられ、セット44を形成する係合要素28が、コンベヤ18の前列の受け口と位置合わせされる。

持ち上げ手段46は、容器Cのグループをステージングコンベヤ18の前列から移送コンベヤ26のローディングゾーンに移送する。持ち上げ手段46は、たとえば、容器Cと係合し、ステージングコンベヤ16の受け口18から容器Cを共に一列として持ち上げ、移送コンベヤ26上に配置して、1つの容器Cが各係合要素28の受け凹部内に入れられるようにする真空システムでもよい。容器Cがこの位置にあるところが図2で示されている。物品を固定ガイド上に断続的に向け、固定ガイドが物品を移送コンベヤ26上に向けるベルトコンベヤなど、他の形態の移送手段を使用することもできる。

次に図4を参照すると分かるように、セット44の係合要素28および搬送される容器Cが移送コンベヤ26に沿って前進される。これは、各係合要素28が対応する容器Cを移動させるように、モータM1、M2、およびM3の対応する1つを選択的に作動させることによって行なわれる。静止ガイド48はコンベヤ26の経路上で容器を保持する。一方、係合要素28の第2のセット50は、セット50をステージングコンベヤ16の出口端に載せるため、モータM1、M2、およびM3の第2のものの作動によって移送コンベヤ26に沿って前進される。同時に、持ち上げ手段46は次の列の容器Cをステージングコンベヤ16から持ち上げ始める。

図5で分かるように、要素のセット50がステージングコンベヤ18の端部にある停止部に搬送され、次の列の容器が要素28によって画定された凹部内に持ち上げ手段46によって配置される。一方、要素28のセット44はそれぞれ容器Cを移送コンベヤ26に沿って継続して前進させる。要素28の第3のセット52は、モータM1、M2、およびM3の第3のものによって駆動され、ステージングコンベヤ16の端部にあるローディングゾーンに向けて移動される。

図6で示されているように、要素28の第1のセット44によって搬送される容器Cは、容器Cがコンベヤ26の出口点に到達するまで移送コンベヤ26の経路に沿って進み、そこで静止ガイド54および送り込みコンベヤ56との係合が開始される。この実施形態では、送り込みコンベヤ56はねじ型搬送要素58を含むことができる。ねじ型搬送要素58は、ねじ型搬送要素58の各フライト内に容器Cを受ける寸法のピッチを有し、容器Cが送り込みコンベヤ56に沿って移送コンベヤ26から離れるように前進させる。

次に図7を参照すると、要素28の第1のセット44によって送り込みコンベヤ56に送出された容器Cは、送り込みコンベヤ56の長さだけ移動され、すぐにスターホイールデバイス60の周囲を移動し、概略的に62で示した充填装置に移送される。一方、第1のセット44の要素28は移送コンベヤ26の戻り経路に沿って戻される。図7では、要素28がステージングコンベヤ16の端部にあるローディングゾーンに接近しているところが示されており、要素28は追加の容器Cのローディングに使用可能である。係合要素28の第2のセット50はそれぞれ容器Cを送り込みコンベヤ56内に下ろし、容器Cは前のセットが以前に置かれた容器Cのラインに合流する。同時に、第3のセット52が移送コンベヤ26に沿って前進されて、搬送される容器Cを全て送り込みコンベヤ56内に向けることができるようになされる。

図2および4〜7で示した順序を通して理解されるように、デパレタイジングロボット14はパレット10から次の層の容器Cをステージングコンベヤ16上に前進させる。容器計量システムは容器Cの供給の中断に対応することができるが、理解されるように、動作効率を最大にするには、コンベヤ16上の容器Cの間の隙間を最小限に抑え、または回避するように、容器の層をステージングコンベヤ16に供給しなければならない。一実施形態では、要素28のセット44、50、または52がステージングコンベヤ16の端部に到達し、容器Cが存在しない場合、セットは通常の時間増分だけ待機し、その後、要素28が空であっても移送コンベヤ26の周囲で前進される。別法として、モータM1、M2、およびM3の制御システム40を、セット44、50、52が容器Cがステージングコンベヤ16から到着するまでローディング点で単に待つようにプログラミングすることもできる。後者の場合、追加のステージングされた容器Cがローディングゾーンに到達するまで、幾つかの容器Cをコンベヤ26上で停止させることができる。

容器計量システムが容器充填動作の一部として使用されるように本明細書に記載したが、理解されるように、本発明は、大量に送出される物品を取り入れ、それらを後続の操作に計量的に供給することが望まれる全ての操作で使用可能である。たとえば、このシステムを使用して、パレットで送出される充填された個々の容器を取り入れ、それらを包装機械の送り込みに供給して、充填された容器をカートンに配置することができる。別法として、このシステムを使用して、たとえば物品を塗装し、またはラベルを付ける処理ステーションに任意のタイプの物品を供給することができる。他の多くの用途が当業者には明らかであろう。

さらに、容器のグループを係合要素46、48、50のセットにローディングすることができるようにローディングゾーンに静止状態に保持された係合要素の任意のセットが、物品のグループに対してのみ静止状態に保持され、絶対的には、物品のグループと搬送要素のセットの両方を移動させることができるが、互いに対してはどちらも静止状態であることが想定される。別法として、容器Cのグループに対する動きによって容器のグループを係合要素46、48、50のセット内に入れることができる条件で、要素のグループだけを実質的に静止状態に保持し、または移動できるようにすることも想定される。

本発明による容器計量システムを示す部分概略斜視図である。 作業工程の順次の他のステップを示す、図1の容器計量システムを示す部分概略斜視図である。 図1のシステムの移送コンベヤを示す切欠きおよび部分概略斜視図である。 作業工程の順次の他のステップを示す、図1の容器計量システムを示す部分概略斜視図である。 作業工程の順次の他のステップを示す、図1の容器計量システムを示す部分概略斜視図である。 作業工程の順次の他のステップを示す、図1の容器計量システムを示す部分概略斜視図である。 作業工程の順次の他のステップを示す、図1の容器計量システムを示す部分概略斜視図である。

符号の説明

10 パレット
12 ローラコンベヤ
14 デパレタイジングロボット
16 ステージングコンベヤ
18 ステージングコンベヤ
22 第1の列
26 移送コンベヤ
28 係合要素
30、32、34 チェーン
40 制御手段
44 第1のセット
46 持ち上げ手段
48、54 静止ガイド
50 第2のセット
52 第3のセット
56 送り込みコンベヤ
58 ねじ型搬送要素
60 スターホイールデバイス

Claims (19)

1. 複数の物品を保持するステージング手段と、
   搬送路に沿ってローディングゾーンから出口点まで延在し、前記ローディングゾーンに戻るコンベヤと、
   該コンベヤは前記搬送路に沿って物品を移動させる搬送要素の少なくとも2つの独立したセットを有しており、
   所定数の物品を含んだグループを前記ステージング手段から前記ローディングゾーンに供給する供給手段と、
   前記搬送要素のセットを制御する制御手段であって、物品の第1のグループが前記ステージング手段から前記ローディングゾーンに供給される間は前記セットの第1のものが前記ローディングゾーンに静止状態に保持され、その後に前記物品の第1のグループを前記出口点に移動させるように制御し、搬送要素の第2のセットを制御して、前記物品の第1のグループが前記ローディングゾーンから移動された後に、物品の第2のグループが前記ステージング手段から前記ローディングゾーンに移送される間、前記第2のセットが前記ローディングゾーンに静止状態に保持されるようにする制御手段と、を備えている、容器など複数の物品を計量するための物品計量システム。
2. 前記制御手段が、前記搬送要素の第2のセットをさらに制御して、前記物品の第2のグループを前記出口点に移動させるようにし、前記搬送要素の第1のセットをさらに制御して、前記物品の第2のグループが前記ローディングゾーンから移動され、前記第1のセットが前記ローディングゾーンに戻されるようにする、請求項1に記載の物品計量システム。
3. 前記制御手段が搬送要素のセットをさらに制御して、物品のグループが前記ローディングゾーンに存在しない場合に、搬送要素の待機セットが前記出口点に移動される前に所定期間だけ前記ローディングゾーンに静止状態に保持されるようにする、請求項1または2に記載の物品計量システム。
4. 前記制御手段が搬送要素のセットをさらに制御して、物品のグループが前記ローディングゾーンに存在しない場合に、物品のグループが前記ローディングゾーンに存在するまで搬送要素の待機セットが前記ローディングゾーンに静止状態に保持されるようにする、請求項1または2に記載の物品計量システム。
5. 前記または互いの搬送要素のセットが、前記搬送要素の待機セットの静止期間中に前記コンベヤ上に静止状態に保持される、請求項4に記載の物品計量システム。
6. 前記ローディングゾーンで容器のグループの間の隙間を最小限に抑え、または回避するため、物品のグループが前記ステージング手段から前記ローディングゾーンに層で供給される、請求項1から5のいずれか一項に記載の物品計量システム。
7. 物品の計量された流れを受け、前記物品の計量された流れを処理デバイスに移送するための前記コンベヤの前記出口点に配置された移送要素をさらに備えている、請求項1から6のいずれか一項に記載の物品計量システム。
8. 複数の物品を前記ステージング手段に送出する送出機構を備えている、請求項1から7のいずれか一項に記載の物品計量システム。
9. (i)複数の物品をステージング手段に供給するステップと、
   (ii)前記複数の物品をローディングゾーンから出口点まで搬送要素の少なくとも2つの独立したセットを使用して搬送するステップと、
   (iii)所定数の物品を含んだグループを前記ステージング手段から前記ローディングゾーンに供給するステップと、
   (iv)前記搬送要素のセットを制御し、物品の第1のグループが前記ステージング手段から前記ローディングゾーンに供給される間は前記セットの第1のものが前記ローディングゾーンに静止状態に保持され、その後、前記物品の第1のグループを前記出口点に移動させるように制御し、搬送要素の第2のセットを制御して、前記物品の第1のグループが前記ローディングゾーンから移動された後に、物品の第2のグループが前記ステージング手段から前記ローディングゾーンに移送される間は前記第2のセットが前記ローディングゾーンに静止状態に保持されるようにするステップと、を含んでいる、容器など物品を計量する方法。
10. 前記制御ステップが、前記搬送要素の第2のセットを制御して、前記物品の第2のグループを前記出口点に移動させるようにし、前記搬送要素の第1のセットをさらに制御して、前記物品の第2のグループが前記ローディングゾーンから移動され、前記第1のセットが前記ローディングゾーンに戻されるようにするステップをさらに含んでいる、請求項9に記載の方法。
11. 前記制御ステップが、前記搬送要素のセットを制御して、物品のグループが前記ローディングゾーンに存在しない場合に前記搬送要素の待機セットが前記出口点に移動される前に所定期間だけ前記ローディングゾーンに静止状態に保持されるようにするステップをさらに含んでいる、請求項9または10に記載の方法。
12. 前記制御ステップが、前記搬送要素のセットを制御して、物品のグループが前記ローディングゾーンに存在しない場合に、物品のグループが前記ローディングゾーンに存在するまで前記搬送要素の待機セットが前記ローディングゾーンに静止状態に保持されるようにするステップをさらに含んでいる、請求項9または10に記載の方法。
13. 前記制御ステップが、前記または互いの搬送要素のセットが前記搬送要素の待機セットの静止期間中に前記コンベヤ上に静止状態に保持されるように制御するステップを含んでいる、請求項12に記載の方法。
14. 前記ローディングゾーンで容器のグループの間の隙間を最小限に抑え、または回避するため、物品のグループを前記ステージング手段から前記ローディングゾーンに層で供給するステップをさらに含んでいる、請求項9から13のいずれか一項に記載の方法。
15. 物品の計量された流れを前記出口点から処理デバイスに移送するステップをさらに含んでいる、請求項9から14のいずれか一項に記載の方法。
16. 複数の物品を前記ステージング手段に送出するステップをさらに含んでいる、請求項9から15のいずれか一項に記載の方法。
17. 充填ステーション、包装部、および容器の計量された流れを充填用の前記充填ステーションに供給するための請求項1から8のいずれか一項に記載の物品計量システムを備え、充填された容器を前記包装部に移送し、複数の容器が共にグループに包装される移送機構をさらに備えている、容器の充填および包装のための包装装置。
18. 請求項1から8のいずれか一項に記載の計量システムで使用される制御ユニット。
19. 請求項9から16のいずれか一項に記載の方法のステップ(iii)を実行するための制御ユニット。

Images