JP4948584B2 - ロータリ式充填設備の非常停止制御方法およびロータリ式充填設備 - Google Patents
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Description
本発明は上記問題点を解決して、非常停止時であっても、充填中の容器に充填を継続して一定の充填重量で精度良く充填できるロータリ式充填設備の非常停止制御方法およびロータリ式充填設備を提供することを目的とする。
旋回テーブルの外周部に一定ピッチで複数の充填部を配置し、充填液タンクで加圧された充填液を、分岐部から分配配管を介して前記充填部に供給するとともに、充填部でピンチバルブにより充填ノズルから、充填部にそれぞれ保持された容器に供給し、前記ピンチバルブで、前記分配配管に設けられた弾性チューブを上流弁体により挟圧して開閉可能なストップバルブと、下流弁体により弾性チューブを挟圧して開閉し流量調整可能なスローダウンバルブとを操作して容器に充填するロータリ式充填設備における非常停止制御方法であって、
旋回テーブルを非常停止した後、前記充填区間の充填部では容器への充填を継続して行い、
前記充填区間の所定位置で充填重量を計測し、充填区間の目標充填速度に対する計測充填速度の比率と、充填液の圧力に関する補正率とにより、スローダウンバルブの下流弁体の突出補正量を演算して充填量を制御するものである。
旋回テーブルの外周部に一定ピッチで複数の充填部を配置し、充填液タンクで加圧された充填液を、分岐部から分配配管を介して前記充填部に供給するとともに、充填部でピンチバルブにより充填ノズルから、充填部にそれぞれ保持された容器に供給し、前記ピンチバルブで、前記分配配管に設けられた弾性チューブを上流弁体により挟圧して開閉可能なストップバルブと、下流弁体により弾性チューブを挟圧して開閉し流量調整可能なスローダウンバルブとを操作し、旋回経路上に設定された充填開始位置から充填終了位置の間の充填区間で、まずストップバルブとスローダウンバルブを全開して容器に高速充填を行い、次いでストップバルブを全開すると同時にスローダウンバルブにより弾性チューブを一部閉鎖して容器に低速充填を行うロータリ式充填設備における非常停止制御方法であって、
旋回テーブルを非常停止した後、前記充填区間の充填部で容器への充填を継続して、高速充填と低速充填とを順次行い、
低速充填区間の所定位置で充填重量を計測して、低速充填区間の目標充填速度に対する計測充填速度の比率と、充填液の圧力に関する補正率とにより、スローダウンバルブの下流弁体の突出補正量を演算して充填量を制御するものである。
充填区間で、1個の充填部の容器への充填が終了するごとに、各充填部の充填重量を計測して、スローダウンバルブの下流弁体の突出補正量を演算する時に、当該突出補正量に、充填中の充填部の数に対する充填区間の充填部の数の比率から求められる補正係数を乗算するものである。
充填液タンクで加圧された充填液が、旋回テーブルの分岐部から分配配管を介して充填液がそれぞれ供給される複数の充填部を、旋回テーブルの外周部に一定ピッチで配置し、前記充填部に、容器を保持する容器保持部と、前記分配配管が接続されて容器に充填液を充填する充填ノズルと、当該充填ノズルへの充填液の充填流量を制御するピンチバルブとを設け、前記ピンチバルブに、前記分岐配管に設けられた弾性チューブを上流側で上流弁体により挟圧して開閉可能なストップバルブと、前記弾性チューブを下流側で下流弁体により挟圧して開閉し流量調整可能なスローダウンバルブとを設け、旋回経路上に設定された充填開始位置から充填終了位置の間の充填区間で充填を行う充填コントローラを設けたロータリ式充填設備において、
各充填部に充填液の充填重量を計測する充填重量計測器をそれぞれ設け、
前記充填コントローラは、旋回テーブルを非常停止した後、前記充填区間の各充填部で容器への充填をそれぞれ継続して、前記充填区間の所定位置で前記充填重量計測器により充填重量を計測し、低速充填区間の目標充填速度に対する計測充填速度の比率と、充填液の圧力に関する補正率とより、スローダウンバルブの下流弁体の突出補正量を演算して充填量を制御するように構成されたものである。
充填液タンクで加圧された充填液が、旋回テーブルの分岐部から分配配管を介して充填液がそれぞれ供給される複数の充填部を、旋回テーブルの外周部に一定ピッチで配置し、前記充填部に、容器を保持する容器保持部と、前記分配配管が接続されて容器に充填液を充填する充填ノズルと、当該充填ノズルへの充填液の充填流量を制御するピンチバルブとを設け、前記ピンチバルブに、前記分岐配管に設けられた弾性チューブを上流側で上流弁体により挟圧して開閉可能なストップバルブと、前記弾性チューブを下流側で下流弁体により挟圧して開閉し流量調整可能なスローダウンバルブとを設け、旋回経路上に設定された充填開始位置から充填終了位置の間の充填区間で、まずストップバルブとスローダウンバルブを全開して容器に高速充填を行い、次いでストップバルブを全開すると同時にスローダウンバルブにより弾性チューブを一部閉鎖して容器に低速充填を行う充填コントローラを設けたロータリ式充填設備において、
各充填部に充填液の充填重量を計測する充填重量計測器をそれぞれ設け、
前記充填コントローラは、旋回テーブルを非常停止した後、前記充填区間の各充填部で容器への充填をそれぞれ継続して前記高速充填と前記低速充填とを行い、さらに前記低速充填区間の所定位置で前記充填重量計測器により充填重量を計測し、低速充填区間の目標充填速度に対する計測充填速度の比率と、充填液の圧力に関する補正率とより、スローダウンバルブの下流弁体の突出補正量を演算して充填量を制御するように構成されたものである。
充填コントローラは、
1個の充填部の充填が終了するごとに、充填重量計測器により各充填部の容器への充填重量に計測して、この計測充填重量により、スローダウンバルブの下流弁体の突出補正量を演算する時に、当該突出補正量に、充填中の充填部の数に対する充填区間の充填部の比率からなる補正係数を乗算して、下流弁体の突出補正量を求めるように構成されたものである。
この充填設備は、図1〜図4に示すように、旋回テーブル11の外周部に、容器保持部12と充填ノズル13とピンチバルブ14とを有する充填部10を一定ピッチで設置したロータリ式充填設備であって、入口コンベヤ1からタイミングスクリュー2を介して搬入された容器Bを、入口スターホイール3を介して容器入口7で充填部10の容器保持部12に順次搬入し、旋回経路上で、スタートスロー充填区間、高速充填区間および低速充填区間を通過させて一定重量の充填液を容器Bにそれぞれ充填し、容器出口8から出口スターホイール4を介して排出コンベヤ5に排出するものである。
基台6上には、旋回駆動モータ(図6)に減速機構を介して鉛直軸心O周りに所定速度で回転駆動される旋回テーブル11が設けられ、この旋回テーブル11の外周部に一定ピッチで複数(図では30個)の第1〜第30充填部10が配設されている。
このピンチバルブ14は、図3に示すように、分配配管20の出口から順に、シリコン製の一体成形品である弾性チューブ21と、中間固定管22と、調整管23と、充填ノズル13とが、それぞれフランジ部と連結具とを介して接続されている。そして分配配管20の出口と中間固定管22とが、ピンチバルブ14の設置用のバルブ取付フレーム24により支持されており、このバルブ取付フレーム24に上流側のストップバルブ30と、下流側のスローダウンバルブ40とがそれぞれ取り付けられている。
充填設備の制御機構を図4、図6を参照して説明する。
旋回テーブル11に外周部には、たとえば図4に示すように、30個の充填部10が配置されており、これら第1〜第30充填部10には、ノズル昇降シリンダ54、ロードセル26と、ピンチバルブ14とがそれぞれ設置されている。
(充填液のデータ)
ここで、容器Bに充填する充填液の種類や性状(性質)が異なると、充填精度が低下するおそれがあるため、充填液の種類や性状と充填動作の関係を図10を参照して簡単に説明する。
a.充填液の粘度が高いものは比較的泡立ち度が少なく、バルブ30,40の開閉速度を比較的高速で行うことができる。また固形物を含有しない充填液は、低速充填区間で、弾性チューブ21の開口面積を絞って流量を小さくしても詰まることがないため、低速充填区間の流量を小さくすることにより、充填精度を向上させることができる。ここで低速充填区間の流量が小さいと、充填停止時に充填ノズル13の出口に溜まる液量も少なく、サックバック時の吸引量を少なくする必要がある。これは、吸引量が多いと、空気を吸い込んで液垂れが発生することがあるためである。また粘度が高い充填液は、充填ノズル13の出口の外周部に付着しやすい傾向があり、外周部に付着した充填液は、少し待機時間を設けることにより充填液を充填ノズル13の出口に集めることができ、その後にサックバックすることで、液垂れを効果的に防止できる。
まず、各充填部10におけるピンチバルブ14による基本的な充填動作を図4、図5および図7を参照して説明する。
図7、図8を参照して、高速充填時の充填制御について説明する。
第1〜第30充填部10では、ロードセル26により容器Bの充填重量がリアルタイムで計測され、旋回用エンコーダ55により第1〜第30充填部10の位置がそれぞれ検出されている。そして、充填開始からスタートスロー充填された容器Bの充填重量が目標初期充填重量VsSになると、スローダウンバルブ40が全開されて高速充填が開始される(STEP.1)。
次に低速充填時の充填制御を、図7、図9を参照して説明する。
低速充填区間では、充填部10が第3計測位置θ3(旋回テーブル11の旋回角)に達する(STEP.12)と、ロードセル26の計測充填重量Vc3が、データテーブル27から取得された基準充填重量Vs3の閾値の範囲にあるかどうかを判断する(STEP.13)。
なお、計測位置を高速充填区間および低速充填区間で2回ずつ設けたが、1回ずつまたは3回以上であってもよい。
上記実施例によれば、スローダウンバルブ40に、下流弁体42の出退位置を調整可能な電動式のスローダウンバルブ駆動装置43を設けて、低速充填区間における充填重量をロードセル26により検出し、この計測充填重量によりデータテーブル27から取得した補正量に基づいてスローダウンバルブ駆動装置43を操作し下流弁体42を出退して充填流量を制御することにより、容器Bへの充填量を精度良く制御することができる。したがって、下流弁体42により開口面積が絞られた弾性チューブ21に、固形物が詰まって充填重量が変化することがあっても、データテーブル27から取得した補正量に基づいて充填コントローラ51によりスローダウンバルブ駆動装置43を操作し充填流量を制御し、容器Bに高精度で充填することができる。
充填コントローラ51には、充填設備における充填ラインの上流側の容器供給装置や、下流側のキャッパーなどに不具合があった場合には、非常停止を行うが、この非常停止された場合で充填中の各容器は、それぞれの充填が継続されて目標最終充填重量VsFになるように制御される。
上記(式A)によれば、非常停止された旋回テーブル11における充填区間にある各充填部10でそれぞれ充填を継続して行い、目標突出量X1に、低速充填区間の目標充填速度Q=V/tに対する計測充填速度Qx=Vx/txの比率と、充填液の圧力に関する補正率ηを乗算して下流弁体42の突出補正量ΔXを求め、充填ノズル13からの充填量を制御することで、非常停止時であっても、充填中の充填部10で各容器Bに目標最終充填重量VsFの充填液を精度良く充填することができ、充填不良の発生を減少させることができる。
補正突出量ΔX(mm)=10×{0.8×5×[(40/15)÷100]}=1.07となる。
上記実施例によれば、非常停止された旋回テーブル11において、充填区間における充填中の各充填部10で高速充填と低速充填とを継続して行い、低速充填区間では1個の充填部で充填が完了するごとに、ロードセル26で各容器Bの計測充填重量Vxを計測して下流弁体42の突出補正量ΔXを、目標突出量X1に、低速充填区間の目標充填速度Q=V/tに対して、計測充填重量から求められた計測充填速度Qx=Vx/txの比率と、充填液の圧力に関する補正率ηと、充填中の充填部の数に対する充填区間の充填部の数から求められる補正係数Kとを乗算して求め、スローダウンバルブ駆動装置43を操作して下流弁体42の絞り調整位置を補正することで、充填速度を制御して、各容器を目標最終充填重量VsFまで高精度で充填することができ、これにより非常停止時の充填不良を大幅に減少させることができる。
10 充填部
11 旋回テーブル
12 容器保持部
13 充填ノズル
14 ピンチバルブ
15 ロータリージョイント
16 充填液タンク
17 旋回フレーム
18 液供給管
19 分岐部
20 分配配管(充填流路)
21 弾性チューブ
25 支持台
26 ロードセル(充填重量計測器)
27 データテーブル
28 タイマー
30 ストップバルブ
31 上流弁受体
32 上流弁体
33 ストップバルブ駆動装置
33a ストップバルブ用エンコーダ
34 電動モータ
35 ストップバルブ用エンコーダ
40 スローダウンバルブ
41 下流弁受体
42 下流弁体
43 スローダウンバルブ駆動装置
43a スローダウンバルブ用エンコーダ
44 電動モータ
45 スローダウンバルブ用エンコーダ
50 充填制御装置
51 充填コントローラ
52 旋回駆動モータ
53 操作器
55 旋回用エンコーダ
Claims (6)
- 旋回テーブルの外周部に一定ピッチで複数の充填部を配置し、充填液タンクで加圧された充填液を、分岐部から分配配管を介して前記充填部に供給するとともに、充填部でピンチバルブにより充填ノズルから、充填部にそれぞれ保持された容器に供給し、前記ピンチバルブで、前記分配配管に設けられた弾性チューブを上流弁体により挟圧して開閉可能なストップバルブと、下流弁体により弾性チューブを挟圧して開閉し流量調整可能なスローダウンバルブとを操作して容器に充填するロータリ式充填設備における非常停止制御方法であって、
旋回テーブルを非常停止した後、前記充填区間の充填部では容器への充填を継続して行い、
前記充填区間の所定位置で充填重量を計測し、充填区間の目標充填速度に対する計測充填速度の比率と、充填液の圧力に関する補正率とにより、スローダウンバルブの下流弁体の突出補正量を演算して充填量を制御する
ことを特徴とするロータリ式充填設備における非常停止制御方法。 - 旋回テーブルの外周部に一定ピッチで複数の充填部を配置し、充填液タンクで加圧された充填液を、分岐部から分配配管を介して前記充填部に供給するとともに、充填部でピンチバルブにより充填ノズルから、充填部にそれぞれ保持された容器に供給し、前記ピンチバルブで、前記分配配管に設けられた弾性チューブを上流弁体により挟圧して開閉可能なストップバルブと、下流弁体により弾性チューブを挟圧して開閉し流量調整可能なスローダウンバルブとを操作し、旋回経路上に設定された充填開始位置から充填終了位置の間の充填区間で、まずストップバルブとスローダウンバルブを全開して容器に高速充填を行い、次いでストップバルブを全開すると同時にスローダウンバルブにより弾性チューブを一部閉鎖して容器に低速充填を行うロータリ式充填設備における非常停止制御方法であって、
旋回テーブルを非常停止した後、前記充填区間の充填部で容器への充填を継続して、高速充填と低速充填とを順次行い、
低速充填区間の所定位置で充填重量を計測して、低速充填区間の目標充填速度に対する計測充填速度の比率と、充填液の圧力に関する補正率とにより、スローダウンバルブの下流弁体の突出補正量を演算して充填量を制御する
ことを特徴とするロータリ式充填設備における非常停止制御方法。 - 充填区間で、1個の充填部の容器への充填が終了するごとに、各充填部の充填重量を計測して、スローダウンバルブの下流弁体の突出補正量を演算する時に、当該突出補正量に、充填中の充填部の数に対する充填区間の充填部の数の比率から求められる補正係数を乗算する
ことを特徴とする請求項1または2記載のロータリ式充填設備における非常停止制御方法。 - 充填液タンクで加圧された充填液が、旋回テーブルの分岐部から分配配管を介して充填液がそれぞれ供給される複数の充填部を、旋回テーブルの外周部に一定ピッチで配置し、前記充填部に、容器を保持する容器保持部と、前記分配配管が接続されて容器に充填液を充填する充填ノズルと、当該充填ノズルへの充填液の充填流量を制御するピンチバルブとを設け、前記ピンチバルブに、前記分岐配管に設けられた弾性チューブを上流側で上流弁体により挟圧して開閉可能なストップバルブと、前記弾性チューブを下流側で下流弁体により挟圧して開閉し流量調整可能なスローダウンバルブとを設け、旋回経路上に設定された充填開始位置から充填終了位置の間の充填区間で充填を行う充填コントローラを設けたロータリ式充填設備において、
各充填部に充填液の充填重量を計測する充填重量計測器をそれぞれ設け、
前記充填コントローラは、旋回テーブルを非常停止した後、前記充填区間の各充填部で容器への充填をそれぞれ継続して、前記充填区間の所定位置で前記充填重量計測器により充填重量を計測し、低速充填区間の目標充填速度に対する計測充填速度の比率と、充填液の圧力に関する補正率とより、スローダウンバルブの下流弁体の突出補正量を演算して充填量を制御するように構成された
ことを特徴とするロータリ式充填設備。 - 充填液タンクで加圧された充填液が、旋回テーブルの分岐部から分配配管を介して充填液がそれぞれ供給される複数の充填部を、旋回テーブルの外周部に一定ピッチで配置し、前記充填部に、容器を保持する容器保持部と、前記分配配管が接続されて容器に充填液を充填する充填ノズルと、当該充填ノズルへの充填液の充填流量を制御するピンチバルブとを設け、前記ピンチバルブに、前記分岐配管に設けられた弾性チューブを上流側で上流弁体により挟圧して開閉可能なストップバルブと、前記弾性チューブを下流側で下流弁体により挟圧して開閉し流量調整可能なスローダウンバルブとを設け、旋回経路上に設定された充填開始位置から充填終了位置の間の充填区間で、まずストップバルブとスローダウンバルブを全開して容器に高速充填を行い、次いでストップバルブを全開すると同時にスローダウンバルブにより弾性チューブを一部閉鎖して容器に低速充填を行う充填コントローラを設けたロータリ式充填設備において、
各充填部に充填液の充填重量を計測する充填重量計測器をそれぞれ設け、
前記充填コントローラは、旋回テーブルを非常停止した後、前記充填区間の各充填部で容器への充填をそれぞれ継続して前記高速充填と前記低速充填とを行い、さらに前記低速充填区間の所定位置で前記充填重量計測器により充填重量を計測し、低速充填区間の目標充填速度に対する計測充填速度の比率と、充填液の圧力に関する補正率とより、スローダウンバルブの下流弁体の突出補正量を演算して充填量を制御するように構成された
ことを特徴とするロータリ式充填設備。 - 充填コントローラは、
1個の充填部の充填が終了するごとに、充填重量計測器により各充填部の容器への充填重量に計測して、この計測充填重量により、スローダウンバルブの下流弁体の突出補正量を演算する時に、当該突出補正量に、充填中の充填部の数に対する充填区間の充填部の比率からなる補正係数を乗算して、下流弁体の突出補正量を求めるように構成された
ことを特徴とする請求項4または5記載のロータリ式充填設備。
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