JP4145221B2 - 大量生産品の検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、製品検査装置に関し、特に大量に生産される例えば容器などの製品を検査するのに適する製品検査装置に関する。

例えばガラス容器やプラスチックボトルなどの容器製品、あるいはこれらの容器に充填された薬品や飲料などの製品は大量に生産される場合が多い。このような大量生産品の製造設備では、品質管理のために製品の検査装置を製造工程に設けるのが一般的である。また大量生産品の製造にあっては製品の生産数を管理することも求められ、特に薬品の類の製造にあっては生産数の管理をより厳密になすことが求められており、検査工程においてもそれは例外でない。そのため、検査装置の各所に搬送ライン上での製品有無を検知する製品検知センサを設置し、この製品検知センサにより検査数、良品数、不良品数などの計数をなしてその結果を表示するなどのことが広く行われている。例えば特許文献１には、そのような製造工程における製品の計数に関する技術が開示されている。

特開平８−２８７２１３号公報

特許文献１の開示の製品計数技術は、製造工程に設けた製品検知センサにより製品の数を単純に計数するものである。そのため検査工程においては、検査装置内の搬送ラインにおいて製品の脱落や破損を発生したり、あるいは検査装置にトラブルなどを発生したりすると、検査数、良品数、不良品数の各計数値間の整合性が損なわれ、生産数の厳密な管理にとって十分なデータを得られない場合を生じてしまうという問題があった。このことは製品検知センサ自身のトラブルに関しても同様である。

また製品の計数に関するトラブルなどを生じた場合に、それに対して適切な対処を迅速にとれるように、警報などを発することができるようにすることが求められるが、単純な計数を行うだけの従来の技術ではこれに応えることが困難であった。

なお本願の出願人は、先に特願２００２−１９４８９１号として、ＩＣチップを利用した製品のチェックシステムを提案している。この技術によれば、製品ごとの個別ＩＤを用いることで生産工程から流通過程に渡って追跡しながら総合的に製品の管理をなせるチェックシステムが可能となる。ただ、ＩＣチップの利用が製品管理に広く普及するには時間を要し、それまでの過程においては、製品検知センサなどにより製造工程で製品を計数して製品管理をなす技術は重要な技術である。したがってその技術において、例えば検査工程の場合であれば、検査数、良品数、不良品数の各計数値間に不整合を招くことがないようにすることも重要となる。

本発明は、以上のような事情を背景になされたものであり、大量生産品の製造工程に設置される検査装置として、製品計数機能による計数結果を生産数の管理などのために活用する上で、より有効なデータを得ることのできる検査装置の提供を一つの目的としている。また検査数、良品数、不良品数の各計数値間に不整合をもたらすようなトラブルを招いた場合に、警報などを発してそのトラブルに迅速に対応することを可能とする検査装置の提供を他の目的としている。

本発明は、搬送ライン上を移動させながら大量生産されるビン又はペットボトル又は缶を容器とする製品の検査に用いられる大量生産品の検査装置において、
検査ラインと、
良品・不良品を含む各選別ラインと、
検査ラインに設けられて、この検査ライン上の移動量を、単位機械角度で更新される機械角度として出力するアブソリュートエンコーダと、
上記検査ラインの搬入側に設けられて、その位置での製品通過の有無を製品毎に次々に検知する第１の検知センサと、
上記検査ラインの、上記第１の検知センサから所定相対機械角度の距離に相当する位置に設けられ、その位置での通過製品の良品か不良品かを含む検査データを製品毎に次々に検知する第２の検知センサと、
上記各選別ラインの、上記第１の検知センサから所定相対機械角度の距離に相当する位置に設けられ、その各位置での製品通過の有無を次々に検知する選別ライン対応の各検知センサと、
上記第２の検知センサの検査データを製品毎に次々に取り込み、製品毎に良品か不良品かを含む検査処理を行い、良品か不良品かを含む選別信号を出力する処理手段と、
上記検査ラインと選別ラインとの間に設けられ、上記処理手段による選別信号に基づいて検査ラインから対応する選別ラインへ、の製品選別を行う選別部と、
上記第１の検知センサで検知した通過製品のその通過のときのエンコーダの機械角度出力と、上記第２の検知センサ、並びに選別ライン対応の各検知センサでの通過製品のその通過のときのエンコーダの機械角度出力とから、第１の検知センサを通過した製品の第２の検知センサの通過のときを、並びに選別ライン対応の各検知センサの各通過のときを、第１の検知センサでの通過のときのエンコーダの機械角度出力に、第２の検知センサ、並びに選別ライン対応の各検知センサまでの前記所定相対機械角度を加えた各エンコーダ機械角度出力をもって特定し、この特定した結果に基づいて、第２の検知センサの検査データにより処理手段及び選別部での良品、不良品を含んで選別された対応製品が、その対応する選別ラインに選別されて到達したか否かをチェックするチェック手段と、
を備えた大量生産品の検査装置を開示する。

更に本発明は、上記チェック手段は、到達したか否かのチェック及びその到達数を計数するものとし、更に表示部を設けてこのチェック結果及び計数結果を表示するものとした大量生産品の検査装置を開示する。

更に本発明は、上記表示部と併せて又は別個に、製品の検査数、良品数、不良品数の各計数値間に不整合が生じたときにそれを報知するアラーム手段を設けてなる大量生産品の検査装置を開示する。

更に本発明は、製品の検査数、良品数、不良品数の各計数値間に不整合が生じたときに、検査動作を自動停止させる手段を有するものとした大量生産品の検査装置を開示する。

本発明の検査装置で、上記のように、複数の製品検知センサがそれぞれなす製品の有無検知間の整合性を判定できるようにしているので、より有効なデータを得ることができるようになり、検査工程における生産数のより厳密な管理が可能となる。また整合性を判定に基づいて検査における選別のトラブルや過誤などを検出することができるようになるので、警報を発してトラブルなどに対する迅速な対処を行えるようにすることも可能となる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。図１に一実施形態による検査装置の構成を模式化して示す。本実施形態における検査装置は、検査対象の製品１を取り込む搬入コンベア２、製品１を検査のために搬送する検査用搬送ライン３、検査用搬送ライン３の途中に設けられた検査部４、検査部４に設けられているカメラ４ｃで製品１を撮影して得られる画像を処理して検査データを出力する画像処理部（検査データ作成部）５、画像処理部５からの検査データを基に製品１の良・不良の判定を行う判定処理部６、判定処理部６による良・不良の判定に基づいて製品１の選別を行う選別部７、製品１に移動をなさせる搬送系の機械角度を検出する手段であるアブソリュートエンコーダ８、アブソリュートエンコーダ８で検出した機械角度を各処理部に配信する機械角度配信部９、選別部７で選別された良品を搬送する良品コンベア１０、選別部７で選別された不良品を搬送する不良品コンベア１１、検査用搬送ライン３の入口部に設けられた第１の製品検知センサ１２、良品コンベア１０に設けられた第２の製品検知センサ１３、不良品コンベア１１に設けられた第３の製品検知センサ１４、第１〜第３の各製品検知センサ１２、１３、１４からの情報を基に製品の計数処理をなし、またその計数処理において検査数、良品数、不良品数の各計数値間に不整合を生じた場合にアラーム情報を生成するセンサ情報処理部１５、およびセンサ情報処理部１５で得られる計数結果やアラーム情報を表示する表示部１６を備えている。

第１〜第３の各製品検知センサ１２、１３、１４はそれぞれ製品１の有無を検知する。すなわち搬入コンベア２、検査用搬送ライン３、良品コンベア１０および不良品コンベア１１の各搬送系は一定の間隔（ピッチ）を保って製品１を搬送するようにされており、通常は一定の間隔ごとに製品１があることになるので、その一定間隔ごとの製品１の有無を各製品検知センサ１２、１３、１４が検知する。

アブソリュートエンコーダ８は、検査用搬送ライン３の駆動軸またはそれに同期した回転軸に設置され、搬送系の機械角度を０〜３６０度の範囲で検出する。本実施形態では、製品１が１ピッチ移動する毎の機械角度の差が６度となるようにしてある。このようなアブソリュートエンコーダ８で検出する機械角度を用いることにより、製品１の移動を追跡することができ、第１〜第３の各製品検知センサ１２、１３、１４および検査部４の間の関係を製品１の移動における時間系列として特定することができる。その具体的なデータの例を図２に示す。また第１〜第３の各製品検知センサ１２、１３、１４および検査部４の間の機械角度差を図３に示す。

図２の（ア）〜（エ）の各列は、機械角度により製品１の移動を追跡する際の第１〜第３の各製品検知センサ１２、１３、１４および検査部４の関係を表わしている。具体的にいうと、（ア）列に対する（イ）列は、製品検知センサ１２と検査部４の間の機械角度差が７２度（１２ピッチ）であることから、製品検知センサ１２で検知されたのと同一の製品が１２ピッチ経た後に検査部４で検査のための撮影をなされて判定処理部６による良・不良の判定を受けるはずであるという関係を表わしている。同様に、（ア）列に対する（ウ）列は、製品検知センサ１２と製品検知センサ１３の間の機械角度差が１７４度（２９ピッチ）であることから、製品検知センサ１２で検知されたのと同一の製品が良品であれば２９ピッチ経た後に製品検知センサ１３により検知されるはずであるという関係を表わしており、（ア）列に対する（エ）列は、製品検知センサ１２と製品検知センサ１４の間の機械角度差が１８０度（３０ピッチ）であることから、製品検知センサ１２で検知されたのと同一の製品が不良品であった場合に３０ピッチ経た後に製品検知センサ１３により検知されるはずであるという関係を表わしている。

このようなデータはセンサ情報処理部１５で作成される。すなわちセンサ情報処理部１５は、製品検知センサ１２からの製品の有無情報と機械角度配信部９から得られる機械角度を基に図２の（ア）列に有無マーク（○、−）を付し、判定処理部６からの判定情報と機械角度配信部９から得られる機械角度を基に図２の（イ）列に良・不良の判定結果を付す。また製品検知センサ１３からの製品の有無情報と機械角度配信部９から得られる機械角度を基に図２の（ウ）列に有無マークまたは未出力マーク（△）や過出力マーク（×）を付し、製品検知センサ１４からの製品の有無情報と機械角度配信部９から得られる機械角度を基に図２の（エ）列に有無マークまたは未出力マークや過出力マークを付す。

未出力とは、機械角度による追跡に基づいて本来はそのピッチ位置にあるはずであるとされた製品を検知できなかった場合を意味する。一方、過出力とは、機械角度による追跡に基づいて本来はそのピッチ位置にあるべきでないとされた製品を検知した場合を意味する。すなわち図２の例の場合であれば、例えば図中で番号１１を付してある製品は、検査用搬送ライン３の入口で製品検知センサ１２により検知されており、検査の判定結果が良品である。したがって番号１１の製品は、本来ならば選別部７で良品コンベア１０に移送されて製品検知センサ１３により検知されなければならないのに、選別部７における何らかのトラブルあるいは過誤により、不良品コンベア１１に移送されて製品検知センサ１４により検知されている。このため番号１１の製品があるはずのピッチ位置について製品検知センサ１３が「未出力」となり、一方、番号１１の製品がないはずのピッチ位置について製品検知センサ１４が「過出力」となる。

このようして機械角度に基づいた製品の移動追跡をなし、その製品移動追跡情報を用いることにより、「未出力」や「過出力」などを判断することが可能になる。すなわち検査数、良品数、不良品数の各計数値間の整合性（これは第１〜第３の各製品検知センサ１２、１３、１４がそれぞれなす製品の有無検知間の整合性でもある）を判定することが可能となる。この結果、より有効なデータを得ることができるようになり、生産数の管理をより厳密になせるようになる。またこの整合性判定を基に、選別部７にトラブルあるいは選別過誤などが生じたことを検出することができるようになり、それを検出した場合に、警報のためのアラーム情報を生成して表示部１６に表示し、トラブルなどに対する迅速な対処を行えるようにすることも可能となる。この場合に、アラーム情報を表示部１６に表示すると同時に、検査装置の動作を自動的に停止させるような構成にするとさらに好ましい。

ここで、図２のデータ例は、判定処理部６での判定結果（検査部４の計数結果）と選別部７での選別結果（第２の製品検知センサ１３の計数結果と第３の製品検知センサ１４の計数結果）との間にだけ不整合がある場合の例であったが、この他にも、例えば第１の製品検知センサ１２による計数結果に対して第２の製品検知センサ１３による計数値と第３の製品検知センサ１４による計数値の合計値に不整合があれば、それを検出することも可能である。

図４に示すのは図２のデータ例における計数結果であり、検査数、良品数、不良品数、未出力数および過出力数それぞれの計数値が含まれている。図２のデータとともにこの図４のようなデータを得られることにより、検査装置の作動状態をより詳細に把握することができるようになる。その結果、生産数の管理などをより厳密な行うことが可能となる。

以上の説明から分るように、アブソリュートエンコーダ８で検出する搬送系の機械角度は、検査装置内での製品１の移動を追跡するのに用いられるものである。すなわち搬送系の機械角度検出手段であるアブソリュートエンコーダ８は検査装置内での製品１の移動を追跡する手段とし機能するものであり、そのような製品移動追跡手段には、アブソリュートエンコーダ８で搬送系の機械角度を検出する手法の他にも適宜な手法を用いることができる。

以上説明したように本発明では、複数の製品検知センサがそれぞれなす製品の有無検知間の整合性を判定できるようにしているので、より有効なデータを得ることができるようになり、検査工程における生産数のより厳密な管理が可能となる。また整合性を判定に基づいて検査における選別のトラブルや過誤などを検出することができるようになるので、警報を発してトラブルなどに対する迅速な対処を行えるようにすることも可能となる。したがって本発明は、例えばガラス容器やプラスチックボトルなどの容器製品、あるいはこれらの容器に充填された薬品や飲料などのような大量生産品の製造分野における製造技術の発展に大きく寄与することができる。

一実施形態による検査装置の構成を模式化して示す図である。 各製品検知センサおよび検査部の間の関係を製品の移動における時間系列として特定したデータの例を示す図である。 各製品検知センサおよび検査部の間の機械角度差を表にして示す図である。 図２のデータ例から得られる計数結果を表にして示す図である。

符号の説明

１ 製品
２ 搬入コンベア
３ 検査用搬送ライン
４ 検査部
５ 画像処理部（検査データ作成部）
６ 判定処理部
７ 選別部
８ アブソリュートエンコーダ
９ 機械角度配信部
１０ 良品コンベア
１１ 不良品コンベア
１２ 第１の製品検知センサ
１３ 第２の製品検知センサ
１４ 第３の製品検知センサ
１５ センサ情報処理部
１６ 表示部

Claims (4)

1. 搬送ライン上を移動させながら大量生産されるビン又はペットボトル又は缶を容器とする製品の検査に用いられる大量生産品の検査装置において、
   検査ラインと、
   良品・不良品を含む各選別ラインと、
   検査ラインに設けられて、この検査ライン上の移動量を、単位機械角度で更新される機械角度として出力するアブソリュートエンコーダと、
   上記検査ラインの搬入側に設けられて、その位置での製品通過の有無を製品毎に次々に検知する第１の検知センサと、
   上記検査ラインの、上記第１の検知センサから所定相対機械角度の距離に相当する位置に設けられ、その位置での通過製品の良品か不良品かを含む検査データを製品毎に次々に検知する第２の検知センサと、
   上記各選別ラインの、上記第１の検知センサから所定相対機械角度の距離に相当する位置に設けられ、その各位置での製品通過の有無を次々に検知する選別ライン対応の各検知センサと、
   上記第２の検知センサの検査データを製品毎に次々に取り込み、製品毎に良品か不良品かを含む検査処理を行い、良品か不良品かを含む選別信号を出力する処理手段と、
   上記検査ラインと選別ラインとの間に設けられ、上記処理手段による選別信号に基づいて検査ラインから対応する選別ラインへ、の製品選別を行う選別部と、
   上記第１の検知センサで検知した通過製品のその通過のときのエンコーダの機械角度出力と、上記第２の検知センサ、並びに選別ライン対応の各検知センサでの通過製品のその通過のときのエンコーダの機械角度出力とから、第１の検知センサを通過した製品の第２の検知センサの通過のときを、並びに選別ライン対応の各検知センサの各通過のときを、第１の検知センサでの通過のときのエンコーダの機械角度出力に、第２の検知センサ、並びに選別ライン対応の各検知センサまでの前記所定相対機械角度を加えた各エンコーダ機械角度出力をもって特定し、この特定した結果に基づいて、第２の検知センサの検査データにより処理手段及び選別部での良品、不良品を含んで選別された対応製品が、その対応する選別ラインに選別されて到達したか否かをチェックするチェック手段と、
   を備えた大量生産品の検査装置。
2. 更に上記チェック手段は、到達したか否かのチェック及びその到達数を計数するものとし、更に表示部を設けてこのチェック結果及び計数結果を表示するものとした請求項１の大量生産品の検査装置。
3. 上記表示部と併せて又は別個に、製品の検査数、良品数、不良品数の各計数値間に不整合が生じたときにそれを報知するアラーム手段を設けてなる請求項２の大量生産品の検査装置。
4. 製品の検査数、良品数、不良品数の各計数値間に不整合が生じたときに、検査動作を自動停止させる手段を有するものとした請求項１又は２又は３の大量生産品の検査装置。

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