JP2022109648A

JP2022109648A - 搬送装置

Info

Publication number: JP2022109648A
Application number: JP2021005061A
Authority: JP
Inventors: 孝昌藤井; Takamasa Fujii
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2021-01-15
Filing date: 2021-01-15
Publication date: 2022-07-28

Abstract

【課題】チェーンの性能の個体差や使用状況等を加味した正確な寿命を把握でき、交換時期を精度よく判定でき、また、作業員の技能に依存せずにホルダ位置の調整を行うことができる搬送装置を提供する【解決手段】搬送装置は、複数のホルダをそれぞれ有して、近接するホルダの組によって物品を保持して搬送する、少なくとも１対のチェーンと、チェーンを間欠駆動する駆動部と、間欠駆動の停止時に、所定範囲に位置するチェーンのそれぞれを撮影する検知部とを備え、チェーンのそれぞれは、ホルダの一部として所定のマーカーが付与されたホルダを有し、検知部は、撮影されたホルダの所定位置からの変位および所定のマーカーの有無を検出することにより、ホルダのそれぞれを識別しながら位置ずれを検知する。【選択図】図１

Description

本発明は、搬送装置に関する。

一般的に、液体等の内容物が充填される包装容器は、搬送装置上で内容物の充填やシール成形などの工程が行われ、これらの一連の工程は搬送装置に設けられたチェーンで包装容器を搬送しながら処理される（特許文献１）。搬送装置に設けられるチェーンは互いに逆回転する一対の無端チェーンであり、当該チェーンに設けられたホルダにより包装容器が保持され、搬送される。チェーンは、その折り返し部にモータ等の動力と接続されたスプロケットが配置され、駆動が制御されている。一般にチェーンは移動と停止とを繰り返すよう駆動され（間欠駆動）、停止時において、搬送装置の各位置において、その位置にある包装容器に対するそれぞれの工程が行われる。

特開２０１４－２１３９１５号公報

上述したような搬送装置においては、経時的なチェーンの伸びが原因で、シールずれやシール不良等の各種不良が起きる場合がある。

搬送装置のチェーンの伸びについての対策としては、一般的に、チェーンを高耐久仕様にしたり、チェーンへの荷重を均等に分散させたりなどして、チェーン寿命を伸ばす方法や、稼働時間に基づいた定期交換により、チェーンの寿命が来る前にチェーンを交換する方法がある。しかし、チェーンの寿命を延ばしたとしてもチェーンの性能の個体差や使用状況等を加味した正確な寿命はわからず、チェーンの交換を適切な時期に行えない問題があった。

また、チェーンが定期交換前に伸びてしまった場合は、チェーンを部分的に交換したり、間欠駆動における停止タイミングを調整したりすることでホルダの位置を最適化し、チェーンの伸びによる影響を低減する方法がある。しかし、これは、予め搬送装置に付したマーキングを基準にして、ホルダ位置を作業員が目視で調整するため、作業員の技能に応じて調整精度にバラつきが生じる問題があった。

そこで、本発明は、チェーンの性能の個体差や使用状況等を加味した正確な寿命を把握でき、交換時期を精度よく判定でき、また、作業員の技能に依存せずにホルダ位置の調整を行うことができる搬送装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための本発明の一局面は、複数のホルダをそれぞれ有して、近接するホルダの組によって物品を保持して搬送する、少なくとも１対のチェーンと、チェーンを間欠駆動する駆動部と、間欠駆動の停止時に、所定範囲に位置するチェーンのそれぞれを撮影する検知部とを備え、チェーンのそれぞれは、ホルダの一部として所定のマーカーが付与されたホルダを有し、検知部は、撮影されたホルダの所定位置からの変位および所定のマーカーの有無を検出することにより、ホルダのそれぞれを識別しながら位置ずれを検知する、搬送装置である。

本発明は、チェーンの性能の個体差や使用状況等を加味した正確な寿命を把握でき、交換時期を精度よく判定でき、また、作業員の技能に依存せずにホルダ位置の調整を行うことができる搬送装置を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る搬送装置の概略上面図と、そのＡ－Ａ´面に沿った概略側面図本発明の一実施形態に係る搬送装置の部分上面図本発明の一実施形態に係る搬送装置の部分拡大上面図

以下に、本実施形態に係る搬送装置について、図面を参照しながら説明する。

＜搬送装置＞
図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る搬送装置１の概略上面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ－Ａ´面に沿った概略側面図である。搬送装置１は、物品６を搬送する装置であって、複数のチェーン、検知部３、駆動部４を備える。

チェーンは、少なくとも、互いに逆回転する無端チェーンである１対のチェーンを含む。１対のチェーンは、物品６を間に配置できるよう水平方向に離間して設置される。１対のチェーンの間には、物品６の底面を支持可能なレール５が設置される。搬送装置１は、１対のチェーンを備えてもよいが、図１に示すように、２対のチェーンの組（チェーン２１ａ、２２ａ）および（チェーン２１ｂおよび２２ｂ）を備えてもよい。また、３対以上のチェーンの組を備えてもよい。駆動部４によって各チェーンが駆動される方向を図１の矢印で例示する。図１に示す例では、チェーン２１ａおよびチェーン２１ｂを上下に配置し、チェーン２２ａおよびチェーン２２ｂも同様に上下に配置する。

以降の説明では、一例として、搬送装置１は２対のチェーンの組（チェーン２１ａ、２２ａ）および（チェーン２１ｂおよび２２ｂ）を備えるものとする。また、上下方向から見て重なるチェーン２１ａ、２１ｂをまとめてチェーン２１と呼び、上下方向から見て重なるチェーン２２ａ、２２ｂをまとめてチェーン２２と呼ぶことにする。チェーン２１にはホルダ２１０が、チェーン２２にはホルダ２２０がそれぞれ複数設けられ、チェーン２１およびチェーン２２は、近接するホルダの組で物品６を保持し、物品６の底面をレール５で支えながら物品６を搬送方向に搬送する。なお、搬送方向は図１の例では、紙面上において右方向となる。

駆動部４は、各チェーンを、移動と停止とを繰り返すように駆動する（間欠駆動）。駆動部４は、チェーン２１の折り返し部のいずれか一方と、当該チェーン２１の一方と対向するチェーン２２の折り返し部とに、それぞれ設置される。駆動部４は、具体的にはサーボモータ等の動力と、動力をチェーンに伝達するスプロケットとを含む。２つの駆動部４は、それぞれチェーン２１およびチェーン２２を独立して駆動可能に設けられる。

ホルダ２１０およびホルダ２２０は、物品６を保持するために、それぞれチェーン２１およびチェーン２２に複数設けられる。ホルダ２１０およびホルダ２２０は、近接するホルダの組によって物品６を保持する。ホルダの組について、図１に示す物品６のうち物品６ａを一例として着目して説明する。物品６ａを保持するホルダの組とは、チェーン２１ａに設けられ、物品６ａの搬送方向左前方を保持するホルダ２１０ａと、チェーン２１ｂに設けられ、物品６ａの搬送方向左後方を保持するホルダ２１０ｂと、チェーン２２ａに設けられ、物品６ａの搬送方向右前方を保持するホルダ２２０ａと、チェーン２２ｂに設けられ、物品６ａの搬送方向右後方を保持するホルダ２２０ｂのような、共通の物品を保持する複数のホルダである。

図２に搬送装置１の部分上面図を示す。チェーン２１の複数のホルダ２１０のうちの１つにはマーカー４１が、また、チェーン２２の複数のホルダ２２０のうちの１つにはマーカー４２が付与される。マーカー４１およびマーカー４２は他のホルダと区別するために設けられる印であり、例えば、Ｖ字形状の切り欠きである。マーカー４１およびマーカー４２は後述する検知部３によって検出される。マーカー４１およびマーカー４２は、チェーン２１およびチェーン２２上の同じ物品を保持する組のホルダにそれぞれ付与されてもよいし、異なる組のホルダであってもよい。なお、マーカー４１とマーカー４２とは同一の形状の印でもよいし、異なる形状でもよいが、検知部３が水滴等をマーカー４１、４２と誤検出しないよう、円形以外の形状とすることが好ましい。

図３に搬送装置１の部分拡大上面図を示す。検知部３は、搬送装置１の間欠駆動の停止時に、所定範囲に位置するチェーンを撮像し、ホルダ２１０およびホルダ２２０の所定位置からの変位と、マーカー４１およびマーカー４２の有無とを検出する。また、複数のホルダ２１０およびホルダ２２０を識別する。当該所定範囲は、少なくとも１組のホルダと、ホルダ位置の検出の基準となる基点Ｐを含む範囲であって、例えば、図３の点線で囲まれた範囲Ｘとすることができる。検知部３は、物品６の内面検査用に設けられたカメラを流用してもよいし、別途設けてもよい。検知部３は、チェーンの伸びを検出しやすいという観点から、駆動部４から離れた位置に設けられるのが好ましい。また、搬送装置１には物品６に付与された製造番号等の識別子を取得する取得部が設けられてもよく、この場合、検知部３は、取得部により取得された物品６の識別子と物品６を保持するホルダの組とを対応付ける情報を生成する。取得部は、例えば、カメラ等の撮像装置や、バーコード等が読み取り可能な光学センサ等を用いることができる。

＜ホルダの識別方法および位置ずれの検出方法＞
ホルダの識別方法および位置ずれの検出方法について、図２および図３を参照しながら説明する。また、図２、３における搬送方向は、紙面上において右方向とする。

ホルダの識別および位置ずれの検出をするにあたって、搬送装置１は、物品６を保持しない状態でホルダを少なくとも１周分搬送する。このとき、検知部３は、範囲Ｘに位置する１組のホルダについて、間欠運転の停止毎に、所定位置からの変位と、マーカー４１およびマーカー４２の有無を検出する。

（ホルダの識別方法）
検知部３は、範囲Ｘに位置する１組のホルダについて、マーカー４１およびマーカー４２の有無を検出する。

検知部３が、チェーン２１に設けられたホルダのマーカー４１を検出した場合、マーカー４１が付与されたホルダ２１０ｃと、同じチェーン２１のホルダ２１０ｄとを１番として識別し、ＩＤ（識別子）「Ｌ１」を付与する。そして、検知部３は、以降の各組において、チェーン２１上の２つのホルダ２１０に、順に１ずつインクリメントしたＩＤ「Ｌ２」、「Ｌ３」、…、「Ｌｎ」を付与することで、１周分のチェーン２１上のホルダの組が識別可能になる。

また、検知部３が、チェーン２２に設けられたホルダのマーカー４２を検出した場合、マーカー４２が付与されたホルダ２２０bと、同じチェーン２２のホルダ２２０aとを１番として識別し、ＩＤ「Ｒ１」を付与する。そして、検知部３は、以降の各組において、チェーン２２上の２つのホルダ２２０に、順に１ずつインクリメントしたＩＤ「Ｒ２」、「Ｒ３」、…、「Ｒｎ」を付与することで、１周分のチェーン２２上のホルダの組が識別可能になる。なお、変数ｎはチェーン２１およびチェーン２２のそれぞれにおける１周分のホルダの組の数と等しく、例えば、チェーン２１の１周分のホルダが１００個であった場合、ｎ＝５０となる。尚、１周分のホルダの個数としては５４～１１０個が好ましい。

このように、各ホルダはそれぞれを識別可能にするためのＩＤが付与されたが、さらに、上述のように取得部により取得された物品６の識別子とホルダの組との対応付けが行われてもよい。これにより、物品６毎に保持したホルダの特定ができるため、ホルダが製品の品質トレースデータとなり、ホルダの曲損等が原因となる成形不具合等の原因調査も可能となる。物品６の識別子は、例えば、バーコードや製造番号等の物品６の固有情報である。

（ホルダの位置ずれの検出方法）
検知部３は、範囲Ｘに位置する１組のホルダについて、間欠運転の停止毎に、搬送方向および、搬送方向の幅方向に対する、所定位置からの変位を検出する。所定位置とは、基点Ｐ上の位置である。基点Ｐは、検知部３が検知可能な目印であればよく、例えば、レール５の段差により生じる明暗の境界上の点でもよいし、別途設けたシール、マーカー等でもよい。

まず、搬送方向に対する所定位置からの変位を検出する方法について説明する。図３において、検知部３は、範囲Ｘに位置するホルダ２１０ｅ、２１０ｆ、２２０ｅ、２２０ｆのホルダの組を撮影する。このとき、検知部３は、ホルダ２１０ｅ、２１０ｆ、２２０ｅ、２２０ｆの所定位置からの搬送方向の変位Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄをそれぞれ検出する。これにより検知部３は当該変位Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄと、予め決められたホルダ２１０ｅ、２１０ｆ、２２０ｅ、２２０ｆの所定位置からの設計上の理想の変位Ａ_０、Ｂ_０、Ｃ_０、Ｄ_０との差を位置ずれとして検知することができる。

このように、搬送方向に対する位置ずれをホルダ毎に求めることができる。このため、これに基づき例えば、チェーンの全体的な伸び量および、全ホルダにおける変位の最大絶対値のようなチェーンの劣化具合を特定することができ、チェーンの寿命や交換時期を高精度に判定することができる。搬送方向に対する所定位置からの各変位とホルダのＩＤは、例えば、（チェーン２１のホルダのＩＤ、変位Ａ、変位Ｂ）＝（１０、１０．５６ｍｍ、７３．８２ｍｍ）、（チェーン２２のホルダのＩＤ、変位Ｃ、変位Ｄ）＝（３２、１２．８２ｍｍ、７１．３０ｍｍ）のように、関連付けられる。このように、ホルダの変位を数値化することができるため、作業員ごとのチェーンの調整精度のばらつきが生じにくい。

チェーンの全体的な伸びや、これに起因したホルダの位置ずれが検出された場合、例えば、駆動部４は、位置ずれを小さくするように、間欠駆動の停止位置を補正することで、チェーンの伸びによるホルダの位置ずれへの影響を低減する。例えば、チェーン２１の全体の伸び量がδである場合、駆動部４は、チェーンの伸び量が０のときより、例えば、δ／４程度だけチェーンが進むように停止位置を遅らせ、チェーンの伸びの搬送への影響を全体に分散させることで位置ずれ量の最大量を低減する。また、駆動部４は、ホルダ毎の位置ずれに応じて、適切な停止位置を停止位置ごとに補正してもよい。なお、上述のようにホルダの変位は数値化されているため、駆動部４の動力がサーボモータである場合は、自動で間欠運転の停止位置の補正を行うことが可能である。

チェーンの全体の伸びやホルダの位置ずれの最大絶対値が所定値をこえた場合、搬送装置１は、チェーンの寿命であるとみなしてチェーンを交換すると判定してもよい。

次に、搬送方向の幅方向に対する所定位置からの変位を検出する方法について説明する。図３において、検知部３は、範囲Ｘに位置するホルダ２１０ｅ、２１０ｆ、２２０ｅ、２２０ｆのホルダの組を撮像する。このとき、検知部３は、２１０ｅ、２１０ｆ、２２０ｅ、２２０ｆの搬送方向の幅方向に対する所定位置からの変位をそれぞれ検出する。これにより、検知部３は当該変位と、予め決められたホルダ２１０ｅ、２１０ｆ、２２０ｅ、２２０ｆの所定位置からの設計上の理想の変位との差を位置ずれとして検知することができる。

搬送方向の幅方向に対する位置ずれの原因としては、例えばチェーンに対するホルダの取り付け位置のずれや、ホルダの曲損等が考えられる。この場合、搬送方向の幅方向に対する所定位置からの各変位の絶対値とホルダのＩＤは、関連付けることが可能であるため、作業員は位置ずれが検出されたホルダを特定することができ、手作業で取り付け直せばよい。

以上のように、本発明に係る搬送装置においては、チェーンの性能の個体差や使用状況等を加味した正確な寿命を把握でき、交換時期を精度よく判定でき、また、明確な数値化や自動化により作業員の技能に依存せずにホルダ位置の調整を行うことができる。

本発明は、包装容器の搬送装置として利用できる。

１搬送装置
２１、２２チェーン
３検知部
４駆動部
６物品
４１、４２マーカー
２１０、２２０ホルダ

Claims

複数のホルダをそれぞれ有して、近接するホルダの組によって物品を保持して搬送する、少なくとも１対のチェーンと、
前記チェーンを間欠駆動する駆動部と、
間欠駆動の停止時に、所定範囲に位置する前記チェーンのそれぞれを撮影する検知部とを備え、
前記チェーンのそれぞれは、前記ホルダの一部として所定のマーカーが付与されたホルダを有し、
前記検知部は、撮影された前記ホルダの所定位置からの変位および前記所定のマーカーの有無を検出することにより、前記ホルダのそれぞれを識別しながら位置ずれを検知する、搬送装置。
前記マーカーが付与されたホルダは、前記チェーンのそれぞれに１つずつ設けられる、請求項１に記載の搬送装置。
前記所定のマーカーは、前記ホルダに形成されたＶ字形状の切り欠きである、請求項１または２に記載の搬送装置。
前記物品の識別子を取得する取得部をさらに備え、
前記検知部は、前記取得部が取得した前記物品の識別子と、前記物品を保持したホルダの組とを対応付ける情報を生成する、請求項１～３のいずれかに記載の搬送装置。
前記検知部は、前記チェーンの搬送方向に対する位置ずれを検知する、請求項１～４のいずれかに記載の搬送装置。
前記検知部は、前記チェーンの搬送方向の幅方向に対する位置ずれを検知する、請求項１～５のいずれかに記載の搬送装置。
前記駆動部は、前記検知部が検出した全ホルダの所定位置からの変位の最大絶対値が最小となるように、間欠駆動の停止位置を補正する、請求項１～６のいずれかに記載の搬送装置。