JPS599335Y2 - 型成形品識別装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、種々の機械型により戒形された製品を自動的
に識別するための装置に係る。

機械的に戒形される製品の製造に於て、戊形過程はしば
しば極めて緩慢であるため、数個の戊形部分から構戊さ
れている多くの或形ユニットは、夫々１つの製造ライン
を供給すべく平行して作動しなければならず、且つ前記
製造ラインは、経済的理由のために比較的高速で作動さ
れねばならない。

仮に前記のような製造ラインで自動的な品質管理を所望
するならば、欠陥製品が発見されたとき前記欠陥製品を
製造した個々の戊形部を迅速且つ正確に確認する必要が
ある。

前記要請は、例えば包装容器産業のようなガラス、すす
、プラスチック、紙、又はそれらの材質を組合わせた製
品をしばしば高速で製造する産業に存在する。

現在包装容器の確認は、視覚により型に付された戊形番
号を読み取り、手動で行なわれている。

従って、本考案の目的は、自動的に容器の成形番号を読
み取る型或形品識別装置、更に詳しくは、高速にかつ誤
動作することなく作動でき、信頼性の高い型或形品識別
装置を提供するにある。

前記目的は、例えばびんのような包装容器が、一定の短
時間の間に推進手段を介して点検部に静止すべく搬送さ
れることにより達威される。

びんの製造では、製造ラインは、毎秒１〜５ユニットの
スピードで移動するために、戒形番号の読み取りが行な
われる時間は１０分の１又は１０分の数秒に短縮される
。

点検部に於て、びんは光により照明され、その後反射光
線又は壁部貫通光線が感光レシーバ（デテクタ）に当り
、びん材のレンズ要素からなるマーク又は凸凹部が記憶
される。

透明ガラスびん上の戒型番号が読み取られる際に直射光
線がびんの頚部を介しびんに入り且つびん底部を照明す
べくレンズシステムを有するランプが装着されており、
びんには凸又は凹のレンズ要素がびん材に一体的に設け
られているのが好ましい。

これらのレンズ要素は例えば回転対称形に配設されるこ
とにより、びん底部下方に装着される回転読み取りレシ
ーバがレンズ光の屈折を迅速に読み取り且つパルスを発
することができ、次にこの角位置にびん底部が特定のレ
ンズ組合せまたは読み取り開始位置の開始マークを備え
ることにより決定される。

更に、読み取り機の回転装置は、番号読み取り機の回転
運動を記憶するため例えばパルスを誘導する円周歯車又
は光を記憶する孔を備えたリムフランジの如き手段を備
えることが必要である。

例えば、ＢＣＤコードのような適当なコードの使用によ
り、コンピュータは、或形番号パルスの組合せを受信し
且つその印置は、連続的に受信された位置パルスにより
決定される。

コンピュータは、開始信号の後に一定数の位置パルスを
計数し且つ高低いずれかのデイジット入力パルスを読み
取るように構或され得る。

前記過程は、びん１回転中に何回か反復されるが、前記
過程数は、読み取り毎の間のパルス数で除算された１回
転に発せられる位置パルス数により決定される。

本考案の特別な具体例では、１回転当り２４０パルス、
読み取り毎の間が８パルス、即ちびん底部のキャラクタ
間を１２゜の角度で配置し、従って回転円周に沿って最
高３０のキャラクタがあるようなパルス数を用いるのが
有利であることが示された。

読み取り機を完全に２回転以上させると確実性が増され
る。

この結果パリテイキャラクタの挿入された所謂自己修正
コードを使用し得る。

第１図の本考案の具体例は静止し且つ図示されていない
保持手段を介して支持ブラケット２５に対して押圧され
ているびん２９を示す。

集束光線１１０は、レンズ要素からなるレンズシステム
３３を有するランプ手段によりびん頚部８９を貫通する
。

即ち、集束光線１１０は、びん頚部８９又はその付近の
一点１１１へ集束され、その結果びん底部の全面が照明
される。

びん本体２９と同心であるびん底部の円周１１３に沿っ
て多数のレンズ１１４が、底部のガラス１１２の１部を
形或すべく一体的に配置されている。

スライドストリップ６には、びん本体２９の直径よりも
幾分小さい直径を有する環状ホール１１５が切り抜かれ
ている。

スライドストリップ６の下方には型番号読み取り機ケー
シング１１６が装着されており、ケーシング１１６の内
部には円筒状の型番号読み取り機１１７が、ボールベア
リング１１８と１１９とにより回転自在に装着されてい
る。

前記円筒状の型番号読み取り機１１７は、その下部に円
形状の台１２０を有しており、且つ前記台１２０には、
回転自在に装着されている型番号読み取り機１１７がベ
ルト１２２とモータ１２３とにより回転すべくベルト溝
１２１が設けられている。

更に、円形状の台１２０は同心的に配置された多数のホ
ール１２５が設けられているフランジ１２４を有してお
り、且つ前記ホール１２５は、フランジの一方の下方か
らランプ１２６により照明される。

他方フランジの上方には、光パルス１２８を受信するデ
゛テクタ１２７が設けられており、光パルス１２８は、
デテクタで検出された後電気信号に変換されて導線１２
９を介し伝達される。

型番号読み取り機１１７は、短かい焦点距離を有するレ
ンズシステム（読み取りヘッド）１３１が装着されてい
る上部中間壁１３０を有している。

上記レンズシステム１３１は、びん２９の底部に形或さ
れたレンズ又はレンズ要素１１４を貫通した光線のみを
受光すべく、びん２９の底部のレンズ１１４に非常に接
近して配設されているが、これはまた直接接触させて配
設してもよい。

そして、びん底部に凸レンズを用いることにより、底部
から僅かに下方の焦点面に貫通光が集束される。

その後読み取りヘッドすなわちレンズシステム１３１は
、底部プレート１２０の中央に光線を誘導する光伝導ケ
ーブル１３２の入光面に像を作り、このプレートすなわ
ち円形台１２０には感光デテクタ１３３が、読み取りヘ
ッドすなわちレンズシステム１３１の回転と共に回転し
ないように、ベアリング内に装着されている。

デテクタ１３３からの出力信号は、導線３５を介し、電
子ユニットへ伝達され、且つその後例えばコンピュータ
のような適当な制御手段へ伝達される。

第２Ａ図で示されている通り、レンズ１１４は例えば円
筒状凸レンズである。

また第３図で示されている通り、びんの下側にある底部
１１２のいずれのレンズ１１４も円周１１３に沿って配
置されている。

上記具体例は以下の方法により機能する。

図示されていない推進部材により搬送されるびん２９が
、点検部のほぼ適当な位置で静止すると、レンズシステ
ム３３と読み取り機１１７とに関し正確に同心の位置に
びんを配置すべく、例えば２個の車輪を有する図示され
ていない保持装置が、支持ブラケット２５に対しびんを
押圧する。

レンズを有するランプすなわちレンズシステム３３は、
集束光線１１０によりびん底部１１２全面を照明する。

即ち、前記光線は一旦一点１１１に集束され次にびん底
部１１２に分岐する。

レンズ１１４が発光するすべての光パルスを捕捉するレ
ンズシステム（読取りヘッド）１３１が、円周１１３の
周囲に沿って迅速に回転すべく、モータ１２３は、読み
取り機１１７を連続的に回転させる。

これらの光パルスは、光伝導ケーブル１３２を介し読み
取り機１１７の下方中央へ伝達され、ここでデテクタ１
３３が光パルスを電気信号に変換する。

びん２９が番号読み取りの位置にあるとき、給送手段に
連結した図示されていない位置ディスクはインパルスを
発生し且つ読み取りを行なうコンピュータにパルスを提
供する。

読み取り機１１７の瞬間的な角位置コンピュータが記憶
するために、例えば２４０個の多数のホール１２５がフ
ランジ１２４に設けられており、その結果、前記ホール
１２５が、ランプ１２６の上方を通過する度毎に、前記
ランプ１２６はテ゛テクタ１２７に光パルスを提供し得
る。

これらの光位置パルスは、テ゛テクタ１２７で電気位置
パルスに変換され、前記電気位置パルスは、導線１２９
を介し連続的に制御手段へ伝達される。

点検部に於ける任意の位置にあるびんを感知しないため
に、読み取り開始となる例えば４個のレンズが相互に接
近して配置される特別なレンズの組合せ１３４がびん２
９の底部の円周１１３に設けられ得る。

従って読み取り過程の開始には、コンピュータは、迅速
に連続する４パルスを受信しなければならない。

仮にホール１２５が相互に１．５度の角度の間隔で配置
されるならば、更にびん底部１１２に例えばその８倍の
角度、即ち１２度の間隔でレンズ１１４を配置するのが
有利である。

一円周には最大３０個のキャラクタを使用し得、従って
制御手段のカウンタは、出発点のレンズの通過後に８個
の位置パルスを計数し、且つ８番目のパルスの計数の後
に即座にテ゛テクタ１３３の出力を読み取る。

例えば、レンズが出発点から１２度の角度の位置に存在
するならば、本来は“０”であるべきものが“１”と記
憶される。

８個の新しい位置パルスの計数の後、同様の読み取りが
反復され且つ別の“１”又は“０”が記憶される。

前記方法は、びん２９の底部１１２に３０個の２進キャ
ラクタを形威し得ることを意味する。

これらの３０個のキャラクタは正確性を増すために１回
よりも多く走査されるのが好ましく、従ってまたパリテ
イキャラクタを有する自己修正コードが使用され得る。

読み取り機の回転速度は、びんが配置されている一秒間
に完全に２〜３回転し得るのに十分な、例えば１８００
ｒｐｍの高速な回転速度である。

もしフランジ１２４が励磁コイルの一部である（磁気）
カムを、ランプ１２６とデテクタ１２７とに代替して備
えるならば、上記位置パルスにまた磁気方法により発生
され得、且つ各カムの通過時に１個の電圧パルスが発生
される。

本発明の他の変形例では、第２Ｂ図に示されるように、
びん底部１１２のレンズ１３５は凹レンズであり、その
結果、びん底部のいずれかのキャラクタデテクタ１３３
の出力に於てゼロパルスに一致する。

本考案の他の具体例では、第４Ａ図に示されている通り
、びん２９は点検部で回転すべく搬送され、且つ点検部
でレンズシステム１３６のランプが、狭小な円筒状の又
は僅かに集束している光線１３７をびん２９の頚部８９
を介し下方に送り出し、且つ前記光線１３７はびん底部
の円周１１３に対して直進する。

半径Ｒの一列の球状レンズ１３８が、前記円周に沿って
形戊されており、またこの場合には各レンズは１キャラ
クタに相当している。

びん２９を容易に回転させるために、良好に適合するホ
ール１３９が、スライドストリップ６に切抜かれており
、更に前記スライドストリップ６のホール１３９には多
数のローラ１４０がびん２９の底部１１２に接触し且つ
前記底部１１２に対し回転すべく配置されている。

前記の配置関係により、びん底部１１２の下方に配置さ
れ且つびんの円周の直下に装着されているデテクタ１４
１の作動を妨害する横とびをせずに、びんがその軸のま
わりに等しく且つ正確に回転すべく、びんの側面と底部
との形状に合うようにホール１３９がスライドストリッ
プ６に切抜かれている。

第４Ｂ図で示されるように、びん底部１１２に設けられ
ている球状レンズ１３８は、光の屈折と材料の強さとに
関して適当な半径Ｒを有しているもので、不注意に打撃
を加えて破損しないようにすることが必要である。

第４Ａ図で示されるように、装置に図示されていない部
材により到着せしめられたびんを即座に迅速に回転すべ
く機能する。

びん２９は、スライドストリップ６のホール１３９内に
配列されたローラ１４０に直立しており、且つ間違った
読み取りの原因となる横方向への飛び出しを起こすこと
なく或る装置によりその軸のまわりに回転される。

レンズシステム１３６からの狭小な光線１３７は、びん
底周１１３を照明し、その結果、固定テ゛テクタか゛出
発点のボトルのマークを読み取ることにより、読み取り
が開始される。

読み取り機１４１は、びんの任意の出発位置を感知しな
い。

前記具体例ではびん駆動装置にコンピュータへ所望の位
置パルスをも発信させるのが有利である。

更に、読み取りは第１図の読み取り機と同様の原理で行
なわれる。

第４Ｂ図は、本考案の変形例を示している。

即ち、球状レンズ１３８は凸レンズであり且つ分散光に
より照明され得る。

また受取った反射光を使用してもよく、このために光源
とデテクタをびん底部下方に配置してもよい。

本考案の他の具体例では第５Ａ図及び第５Ｂ図に示され
るようにびんは矩形状であり且つその底部１４３にスタ
ック１４．６と１４７と夫々協働する凹部キャラクタ１
４４と突出部キャラクタ１４５とを有している。

ボトルを点検部に配置する以前に特定の方向決めの必要
があれば、図示されていない方向決め装置を点検部に装
着しなければならない。

しかし乍ら第５Ａ図で示されるように、びん底部のキャ
ラクタ１４４と１４５とを対称的に配置し且つその後あ
るキャラクタの組合せが開始マークに一致すべく読み取
りコードを設定するのがより簡単である。

例えばびん底部１４３に於て、ある組合せの８個のキャ
ラクタ１４４と１４５とを選択し得る。

第５Ｂ図はびん下部の断面を示しており、且つ前記ボト
ルは対の接触部１４６〜１４９および１４７〜１５０と
協働すべく適当な形状のキャラクタ１４４と１４５とを
有している。

仮に突出キャラクタ１４５が溝キャラクタ１４４の位置
に現われるならば、対の接触部１４６〜１４９は破損さ
れずに屈曲するように構或されていなければならない。

第５Ａ図で示されている装置は、前以て方向決めされて
いるかまたはそうでないびんが点検部に到達すると、び
んが支持ブラケット２５と下方に配置されている接触部
１４７〜１５０とに対し後下方に押圧されるように機能
する。

８個の接触部は元の位置にあってもよく突出キャラクタ
１４５又は溝キャラクタ１４４のいずれかと接触するこ
とにより位置を変化させてもよい。

これらの位置変化は、接触位置の現在の組合せを確認す
る制御手段に電気的に伝達され、且つ前記算定は、ある
同意コード（ａｇｒｅｅｄ ｃｏｄｅ）により、びん
１４２に関する情報をあらわす。

前記接触部１４７〜１５０はマイクロスイッチ又は振動
パルスを容易に発信する手段と交換し得ることが明白で
ある。

びんのマークづけは黒又は着色された結晶状のガラス、
或いは放射性元素のガラスに押印するような他の方法で
も達或され得る。

本考案の別の具体例では第６図で見られるように、びん
の底部レンズの走査のために、例えばレーザ光線の如き
回転光線を用いる型番号読み取り機１６０が示されてい
る。

更に前記具体例では回転自在な中空シャフト１６１が使
用されている。

シャフトは２個のベアリング１６２とモータ１６４によ
りプーリ１６５とベルト１６６と共に駆動される前記プ
ーりと対応するプーり１６３とを備える。

更に中空シャフトには、ミラー１６８， １６９と、円
筒形レンズ１７０と、光素子（ｐｈｏｔｏ ｅｌｅｍ
ｅｎｔ） １７１との装着フランジ１６７を備える。

前記光素子１７１は一定した照明で一定の出力電圧を発
生し、これが導線１７２と１７３とを介し夫々の接触リ
ング１７４と１７５とに伝達される。

更に前記リングは導線１７８と１７９とを介し電子ユニ
ット５７へ前記電圧を伝達するストリップリング１７６
と１７７とに接触した状態で回転する。

上記装置は光源が中空シャフト１６１と同心的に極めて
密に集束した光線を発射するような方法により機能する
。

光線はフランジ１６７の中央に装着されているミラー１
６８に当り、従って光線はフランジのリムに装着されて
いるミラー１６９へ反射される。

更に前記光線は載置されたびん２９に形或されている円
周１１３のマーク１１４に対しミラーにより再び反射さ
れる。

仮に反射光線を受けるびん底部の位置にマークが存在し
ないならば、光線１８１は光素子１７１へ再び反射され
る。

光素子１７１に光線が一定して当ることにより、前記光
素子は一定して電力を起こし且つ電力は解読のための電
子ユニットへ伝達手段１７２〜１７９（導電性型でも可
能）を介し信号を伝達する。

モータ１６４がその作動を開始すると、中空シャフト１
６１が回転を開始し、光線１８１はマーク１１４を有す
るびん２９の底部円周を走査する。

光線がレンズ形状のマーク１１４に当ると光線は常に別
の方向へ反射され、その結果、出力電力はＯパルスとな
る。

試験の結果では光学的見解からすると、電圧の変化によ
り生じる信号を誘導手段により伝達することがより好ま
しい。

制御手段又は電子ユニット５７により受信されたパルス
はその後解読され、このようにしてびんが確認される。

本考案の図示されていない他の具体例では、その底面に
マークを備えた回転するびんが用いられ且つ底面のマー
クは機械的接触により走査される。

本考案の更に他の具体例では、びんの底面の円周部１１
３を排除し且つパルス発射手段との接触のためにキャラ
クタマーク１４５を任意に配置し得る。

上述のように、本考案の型威形品識別装置が、容器の壁
部に形或されたレンズ要素上へ光を照射し、このレンズ
要素を貫通した光を検出する場合は、特にこの光検出手
段を容器の壁部に形威されたレンズ要素に対して非常に
接近又は直接接触させて配設することができ、このよう
に配設することにより、レンズ要素を貫通した光のみを
検出することができ、他からの光が侵入して誤動作する
ことなく、信頼性の高い識別を行うことができる。

また、光検出手段を使用することにより、摩耗する部分
がなく、高速に動作することもでき、かつ小型に構或す
ることができる。

本考案の装置によればマークの位置および有無によって
番号の表示がなされ、マークの配置数をｎとすると、２
°種の表示が可能であり、かかる表示に対し迅速かつ正
確な読みとりを行うことができる。

さらに本考案の装置によればコンピュータへの導入が容
易に行なわれ得しかも、非常に多種の表示のよみとりを
可能ならしめ、加えて、形威し得る限りの小さな間隔で
形戒されたマーク（凸凹部）に対してさえも、短時間で
正確な読みとりを可能ならしめ得るものである。

近年のコンピュータの発展はめざ゛ましく、種々のロジ
ックが、小さなチツプー個によって実現される時代にな
ってきており、コンピュータを用いた作業に比較すれば
機械的な仕事の方が、はるかにコスト高になる時代であ
り、かかる技術動向に即し、本考案は、正確なマークの
読みとりを作業性良く行わしめ得るものである。

本明細書に於て記載された本考案の具体例は数例に限定
されているが、考案の範囲内で他の具体例又はそれらの
組合せ例が応用し得る。

本考案の実施の態様を以下に要約する。

（１）製品の方向決め手段と、製品に固定されるキャラ
クタマークを有する回転対称形コードのマークづけ手段
とを有する検査部から威る装置に於で製品の表面から見
て突出部または凹部の形状で、前記マークが製品の壁材
に直接に或形されており、且つ例えば光の屈折又は反射
作用を用いて光学的に前記マークが、前記マークづけ手
段の直接的な２進読み取りのために固定的に又は回転自
在に装着される確認手段と協働することを特徴とする実
用新案登録範請求の範囲第１項に記載のプラスチックお
よびガラス製品のような機械的或形製品の戊形番号を読
み取るための装置。

（２）突出部と凹部とが放射状に配置されている円筒状
の凸レンズと凹レンズとから或ることを特徴とする前項
１に記載の装置。

（３）確認手段が、製品の底面を照明する発光手段と、
光吸収手段と、レンズにより発生した光インパルスを捕
捉し且つ例えばコンピュータのような制御手段に２進電
気信号を伝達する感光手段により検出すべく、前記イン
パルスを該読み取り機の回転中心に伝達する光伝導手段
とから戊ることを特徴とする前項１に記載の装置。

（４）製品のマークが底面のような製品の内面又は外面
に配列され且つ突出部又は凹部から或ることを特徴とす
る前項１に記載の装置。

（５）突出部又は凹部は球状の凸レンズ又は凹レンズか
ら戒ることを特徴とする前項２に記載の装置。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は回転する光学或形番号読み取り機の断面図、
第ＩＢ図はフランジの別の例を示す斜視図、第２Ａ図お
よび゛第２Ｂ図はつれぞれび゛んの底部に形或された円
筒状凹レンズと円筒状凸レンズを示す説明図、第３図は
レンズを有する底部を示す平面図、第４Ａ図は球状レン
ズを備えた回転びんの断面図、第４Ｂ図はレンズ部の拡
大説明図、第５Ａ図は底部に機械的接触のための凹部を
備えた矩形びんを示す斜視図、第５Ｂ図は第５Ａ図の５
Ｂ−５Ｂ線断面図、第６図は反射光線を使用している回
転光学型番号読み取り装置を示す一部断面説明図である
。 ６・・・・・・ストリップ、２５・・・・・・ブラケッ
ト、２９・・・・・・びん、１２２・・・・・・ベルト
、１２３， １６４・・・・・・モータ、１１４，１３
５・・・・・・レンズ、１１６・・・・・・ケーシング
、１１８， １１９・・・・・・ベアリング、１２０・
・・・・・台、３３， １３１， １３６・・・・・・
レンズシステム（読み取りヘッド）、１３２・・・・・
・光伝導ケーブル、１２７， １３３， １４１・・・
・・・テ゛テクタ、１１７， １４１， １６０・・・
・・・読み取り機、１２５， １３９・・・・・・ホー
ル、１２６・・・・・・ランプ、１２４・・・・・・フ
ランジ、１６１・・・・・・シャフト、１６２・・・・
・・ベアリング、１６３， １６５・・・・・・プーリ
、１６４・・・・・・モータ、１６８，１６９・・・・
・・ミラ、１７０・・・・・・レンズ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 マーク上に光を投射する照射部材と、マークにより創り
   出される光投射面における増加した光強度を検出する識
   別デバイスと、製品と識別デバイスとの間に相対移動を
   もたらす駆動手段と、検出結果を一連の信号、好ましく
   は２進信号に変換する装置と、前記光識別デバイスの検
   出面に適合した方向づけ及び位置決めを与えるための製
   品を受容するテ゛バイスとからなり、前記受容テ゛バイ
   スの中に位置するときの製品のマークにより形或される
   投射面は実質的に検出面であり、 照射部材は製品の壁にある唯一のマークを実質的に含む
   限定的な区域にのみ光を投射するように構威されている
   、即ち識別デバイスは個別のマークからの光が投射され
   る区域に実質的に対応する限定的な区域における光を解
   析するように構或されている型或形品、即ち光学的マー
   クのコード化された組合せが製品の表面に列をなして一
   体的に或形されている、例えば中空のプラスチック材料
   やガラス製の型戊形品を識別するための装置。