JPS6365903B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はキヤツプで密封されるあるいは真空シ
ールによつて密封される、例えば飲料用びんのよ
うな容器を検査し、そしてキヤツプまたは他の密
封体によつて有効に封止できる容器の要件に合致
しない容器を排除するための装置に関する。

本発明に関連するものとして米国特許第
3387704号および第3496761号がある。米国特許第
3387704号は直線状コンベヤ上を移動するガラス
びんの首部の径を測定し、そして欠陥のあるびん
をコンベヤラインから自動的に排除するための機
械を開示するものである。

また、米国特許第3496761号は直線状コンベヤ
上を移動するガラスびんの口の封止表面を検査す
るための機械を開示するものであり、ばね加圧さ
れた密封ダイヤフラムによつて取囲まれたノズル
を有する検査器具によつてびんの口がおおわれ
る。計量された容積の空気がノズルを通じてびん
中に注入され、びん内の圧力の保持力が差圧スイ
ツチによつて感知される。封止表面の欠陥はノズ
ルダイヤフラムを通り過ぎる空気の受け入れるこ
とのできない急速な漏れから生じる予期された圧
力より低いことによつて検出される。これによつ
てスイツチが作動し、欠陥のあるびんが検査領域
を通り過ぎた後でこのびんはコンベヤから排除さ
れる。

上記した米国特許の両方に開示された上記の特
徴を単一のびん検査装置に組み入れた装置があ
る。この組み合せ装置はしばらくの間商業的に入
手でき、そして本発明によつて達成された改良を
理解するための背景を提供している。

しかしながら、従来技術の装置の封止表面検査
部分は計量された容積の空気の注入によつてびん
に誘起される圧力が大気温度および圧力によつて
変化するという点で問題がある。不完全なびんの
封止表面を検出するための検査は差圧スイツチに
よる比較を必要としているから、従来の装置は大
気状態の変化を受けやすい欠点があつた。従つ
て、差圧スイツチが変化した大気状態に合致する
ように調整されなかつた場合には、受け入れるこ
とのできるびんが欠陥を示す読み取り値を与えた
り、あるいは欠陥のあるびんが受け入れられる読
み取り値を与えたりする。さらに、徐々の摩耗に
よりしばしばびんに注入される空気の容積が減少
し、差圧スイツチが減少した空気の容積を補償す
るように調整されない場合には、この装置はつい
には受け入れられるびんを排除し始めることにな
る。また、差圧スイツチそれ自体が摩耗しやす
く、従つてしばしば取換える必要があつた。

上記欠点に鑑み、本発明の改良された装置は差
圧スイツチの代りに直線性圧力トランスジユーサ
を使用する。この圧力トランスジユーサの直線性
出力はデイジタル化される。デイジタル化された
出力はマイクロプロセツサに送られる。マイクロ
プロセツサは良好なびんに生じる圧力の動作（ラ
ンニング）平均を計算し、この動作平均の百分率
より低い有限の圧力を示すびんご排除するように
スレシホールドを自動的に調整する。従つて、動
作平均はシリンダの摩耗および大気の変化を連続
的に補正する。本装置が最初に設置されたときに
この装置によつて生じる初期の平均圧力はメモリ
に記憶され、一定の時間間隔で現在の動作平均と
比較される。動作平均圧力が初期圧力の選択され
た百分率以下に低下し、空気シリンダの過度の摩
耗を示す場合には、この装置に保守作業が行なわ
れるべきであることを指示する警告信号が発生さ
れる。

マイクロプロセツサを使用することによつて得
られる関連した利点は装置の操作性能の経過一
覧、および排除されたびんの数、排除の理由およ
びそれぞれの百分率の経過一覧を提供するように
操作および計数データが発生でき、表示でき、そ
して記憶できることである。

次に、本発明の概要を簡単に説明する。

本発明は複数の封止可能な容器が均一な速度で
検査領域を逐次横断して行く間に、容器の封止表
面が可撓性ダイヤフラムによつて封止され、計量
された容積の空気が各容器内に注入され、そして
注入終了時の各容器の圧力がサンプルされる複数
の封止可能な容器の封止表面の仕上り具合を検査
するための装置を改良したものである。改良部分
は、圧力サンプルのピーク値を示すデイジタル信
号を発生するための装置と、前に検査された容器
の圧力サンプルのピーク値を示すあらかじめ選択
された一組の前に発生されたデイジタル信号の動
作（ランニング）平均値を計算するための装置
と、動作平均値の百分率に基づいたスレシホール
ド値を計算するための装置と、デイジタル信号を
スレシホールド値と比較するための装置と、デイ
ジタル信号がスレシホールド値よりも小さいとき
に排除信号を発生するための装置とからなる。

本発明を例示するために、以下本発明の好まし
い実施例につき添付図面を参照して詳細に説明す
る。なお、本発明は図示の正確な構成および配置
に限定されるものではない。

同じ参照数字が同じ素子を指示する添付図面を
参照するに、第１図には本発明による装置１０の
構成図が示されている。装置１０はコンベヤライ
ンに沿つて逐次に進行するびんを検査するために
利用される。遂行される検査はびんの口のふちの
封止表面の仕上り状態を各びんについて検査する
こと、およびびんの口および首部の径が適正な寸
法またはくびれであるか否かを検査することを含
む。コンベヤライン、ならびにびんの位置を検査
装置１０と整合させるための関連装置は第１図に
は示されていない。これらの詳細は米国特許第
3387704号および第3496761号に開示されているの
でその説明を省略する。

第１図には２つのびん１２および１４が装置１
０の関連する検査部分の下側の適所に単に図示さ
れている。しかしながら、コンベヤはびんを逐次
に移動する、すなわち、びん１４がびん１２の位
置に移動し、新しいびんがびん１４の位置に進
み、以下同様にして１パツチのびん全部に対して
逐次検査が行なわれることを理解すべきである。
びん１２はびんの口の封止表面を検査するための
装置１０の下側の適所にある。米国特許第
3496761号に開示されているように、可撓性ダイ
ヤフラム器具１６が下側へ往復運動し、びん１２
の口と封止係合する。ポンプモータ１８がピスト
ン２０を円筒状室２２の内部で往復運動させ、か
くして一定容積の空気が圧力管２４に沿つてダイ
ヤフラム器具１６を通つてびん１２中に圧入され
る。管２４およびびん１２の圧力は管路２６によ
つて分岐されて直線性圧力トランスジユーサ２８
に送られる。圧力トランスジユーサ２８は圧力信
号を比例する電気信号に変換するための種々の周
知のソリツドステート装置のいずれでもよい。圧
力トランスジユーサ２８は米国特許第3496761号
に開示されたバークスデエイル（Barksdale）圧
力スイツチの代りである。トランスジユーサ２８
は管路２６を通じて受け入れた圧力サンプルを比
例する電気信号に変換し、この電気信号はシンボ
ルの導体３０で搬送される。導体３０上の電気信
号の相対振巾を設定する圧力トランスジユーサ２
８の利得はポテンシヨメータ３２によつて調節で
きる。

圧力に等価の導体３０上の電気信号はピークレ
ベル検出器３４に入力される。このピークレベル
検出器３４はピーク信号を検出する多数の商業的
に入手できる集積回路のいずれでもよい。ピーク
レベル検出器３４の出力は導体３０を通じて検出
器３４で受信したピーク電気信号に比例する直流
電気信号である。このピーク信号はシンボルの導
体３６を介してアナログ−デイジタル変換器３８
に対する入力として供給される。アナログ−デイ
ジタル変換器３８はピーク信号をマイクロコンピ
ユータ４０に入力できる形式にデイジタル化す
る。マイクロコンピユータ４０はこの装置の操作
に必要な比較的簡単な計算を実行することができ
る種種の商業的に入手できるマイクロコンピユー
タのいずれでもよい。

デイジタル化されたピーク圧力信号は呼掛け信
号が受信されるまでマイクロコンピユータ４０に
対する入力に保持される。呼掛け信号はコンベヤ
ラインが１単位移動するときごとに、すなわちコ
ンベヤラインの新しいびんの位置がダイヤフラム
器具１６の下側に移動するときごとに、発生され
る。この呼掛け信号はカム４１に取付けられた機
械的カムスイツチ４２によつて発生される。カム
４１はこのカム４１がコンベヤの各単位の前進ご
とに１回転するような態様でコンベヤの駆動列と
関連している。カムスイツチ４２が近接センサ４
４の前面を正に通過するときごとに、この近接セ
ンサ４４はマイクロコンピユータ４０に入力され
る電気信号をシンボルの導体４６に発生する。小
形の指示器のLED４８が導体４６の各呼掛け信
号によつて発光し、コンベヤが１単位進むごとに
可視表示を行なう。近接センサ４４は磁気的近接
センサであることが好ましい。

第２の近接スイツチ７８はダイヤフラム器具１
６の下側にびんが存在しないときにはいつでもび
ん無し指示器８０の接近を検出する。従つて近接
スイツチ７８はコンベヤ上のびんの列に空きがあ
るときにはいつでもシンボルの導体８２にびん無
し信号を提供する。この信号はLED８４を発光
させ、またマイクロコンピユータ４０に供給され
る。マイクロコンピユータ４０は圧力検査を禁止
し、従つて空の位置では圧力検査が試みられな
い。マイクロコンピユータ４０は、検査されてい
るそのバツチのびんが完了したことを指示する２
つまたは５つの連続するびん無し信号のような、
選択された数のびんなし信号が逐次に受信された
場合には、装置全体の操作を終了するようにプロ
グラムすることができる。

呼掛け信号がマイクロコンピユータ４０に受信
されると、デイジタル化されたピーク圧力がマイ
クロコンピユータに読取られる。マイクロコンピ
ユータ４０は測定された直前の８つのびんからの
ピーク圧力の動作（ランニング）平均を計算す
る。この平均はメモリに保持され、そして各新し
い満足な圧力の読取りによつて連続的に更新され
る。「排除感度レベルスイツチ」５０と表示され
た10位置スイツチは使用者が動作平均圧力の百分
率に基づいた感度を選択できるようにし、従つて
圧力が選択された感度より低いことを指示するび
んは排除される。

マイクロコンピユータ４０はスイツチ５０から
の選択された百分率のレベルを受信し、動作平均
圧力の選択された百分率に基づいたスレシホール
ド値を計算する。検査中のびんからのデイジタル
化されたピーク圧力レベル信号はこのスレシホー
ルド値と比較され、びんの検査が満足か否かを決
定する。びんが検査に合格すると、マイクロコン
ピユータ４０は前の８つの圧力の読取り値のうち
の最も古いものをすて、他の７つの読取り値と現
圧力の読取り値とを使用して新しい動作平均を計
算する。検査に合格しないびんは動作平均に入ら
ない。

びんが検査に合格しない場合には、マイクロコ
ンピユータ４０はシフトレジスタ・インターバル
カウンタ（図示せず）をスタートさせる。このカ
ウンタはスタートした後で受信した各呼掛け信号
の累積カウントを保持する。このカウンタは、欠
陥びんが排除プランジヤ５４のすぐ前面の位置に
コンベヤラインに沿つて移動されたことを累積カ
ウントが指示すると、シンボルの導体５２に排除
信号を出力するようにプリセツトされている。導
体５２の排除信号はソリツドステート・リレー５
６を作動させ、導体５８の110V交流電力を排除
器ソレノイドコイル６０に供給する。ソレノイド
６０はプランジヤ５４を欠陥のびん６２へ移動さ
せてコンベヤラインの外へびん６２を押しやり、
欠陥びんを集めるためのシユート（運搬路）へ落
す。

上記した封止圧力検査を遂行する装置を単に提
供するだけでも有益であろう。しかしながら、現
在は、検査装置が、びんの口および首部が所望の
径を有し、かつ何の障害もないか否かを決定する
検査も遂行できることが望まれている。このよう
な検査装置については米国特許第3387704号に記
載されている。これはびん１４がすぐ下側の適所
にあるときに往復動するプランジヤ６４が下方に
移動するものである。ゲージ６６がプランジヤ６
４の端部に取付けられており、びんの口および首
部に対して許容できる最小の孔径に等しい直径を
有する。ゲージ６６がびん１４の口および首部を
障害なしに通過する場合には、このびんは受け入
れることができる。ゲージ６６が受け入れること
のできる径よりも小さい径を有する孔につかえる
場合、あるいは孔内の障害物によつてつかえる場
合には、１つまたはそれ以上のマイクロスイツチ
６８が閉成し、シンボルの導体７０に排除信号を
発生する。導体７０の信号はフリツプフロツプ７
２の入力に供給され、このフリツプフロツプ７２
から排除信号を導体７４に発生させる。導体７４
の信号はゲージ検査LED７６を発光させ、また
マイクロコンピユータ４０の入力に供給される。
マイクロコンピユータ４０がカムスイツチ４２か
ら呼掛け信号を受信すると、導体７０の排除信号
が、存在する場合には、マイクロコンピユータ４
０に読取られる。圧力検査に対して上記した順序
と同様に、マイクロコンピユータ４０は異なるタ
コメータ制御のカウンタをスタートさせる。この
カウンタは欠陥びんがプランジヤ５４と整列され
たときに導体５２に排除信号を自動的に出力す
る。このタコメータ制御のカウンタは圧力検査用
のタコメータ制御のカウンタに類似しているが、
しかしゲージ検査は通常、圧力検査のすぐ前にま
たはすぐ後でびんに対して実行されるから、異な
る数のカウントの後で排除信号を発生する。

マイクロコンピユータ４０はまた、実時間およ
び検査されているびんの経過一覧情報を表示する
ようにプログラムできる。10位置の表示情報選択
スイツチ８６は使用者が表示されることを好む情
報を選択することを可能にする。表示できる情報
は本実施例では次のものである。

(1) 各びんからの圧力 (2) 前の８つのびんの動作平均圧力 (3) 検査されたびんの数 (4) 排除されたびんの数 (5) 排除されたびんの百分率 (6) 圧力検査に不合格のために排除されたびんの
数 (7) 圧力検査に不合格のびんの百分率 (8) ゲージ検査に不合格のびんの数 (9) ゲージ検査に不合格のびんの百分率 (10) 機械の速度 である。

上記情報は呼掛け信号がカムスイツチ４２から
受信されるときごとに情報選択スイツチ８６から
の指令でマイクロコンピユータ４０のメモリから
読出される。この情報は表示ドライバ８８に供給
される。表示ドライバ８８はLED数値表示装置
９０に情報を表示させる。単純なLEDのアレイ
９２がコンベヤに沿つてプランジヤ５４に移動す
る排除されるびんを追跡する。

上記したように、検査されるべき初めの８つの
びんから計算された平均圧力はマイクロコンピユ
ータ４０のメモリに記憶されかつ保持される。検
査中に大気状態が変化することによつて、後続の
動作平均がこの初期の平均とはかなり相違する可
能性がある。マイクロコンピユータ４０は動作平
均に基づいてスレシホールドレベルを自動的に設
定するから、変化した大気状態によつて生じる変
動は自動的に補償されることになる。しかしなが
ら、圧力検査装置の徐々の空気の漏れあるいは他
の故障により動作平均が段階的に低下し、圧力系
について保守を実行すべきである点に達する可能
性がある。本発明では、この故障は動作平均が初
期平均の百分率以下に降下したときに検出でき
る。マイクロコンピユータ４０は動作平均を144
本のびん間隔で（144本のびんごとに）初期平均
と比較し、そして動作平均が初期平均の約２／３
以下に降下したときにこれを検出するように設定
されることが好ましい。他の例としては、満足に
検査されたすべてのびんの重み平均を使用するこ
とであり、最も古いびんが最低の重み係数を受け
るようにする。

かくして、マイクロコンピユータ４０は動作平
均をメモリに保持された初期平均と規則正しく比
較し、そして比較の結果が初期平均の２／３より
も動作平均が低いことを示すときにはシンボルの
導体９４に出力警告信号を発生する。この警告信
号はソリツドステート・リレー９６を作動し、リ
レー９６は110V交流電力を導体９８に提供し、
警報器１００を付勢する。警報器１００はブザ
ー、ベル、あるいは他の指示装置でよい。

マイクロコンピユータ４０の制御のためにプロ
グラムリセツトスイツチ１０２が設けられてい
る。スイツチ１０２が作動されると、マイクロコ
ンピユータ４０のメモリは初期位置にリセツトさ
れ、新たな初期平均圧力で始まる新しいサイクル
がスタートする。カウンタリセツトスイツチ１０
４も設けられている。スイツチ１０４は検査され
たバツチのびんに対する経過一覧データを保持す
るすべてのカウンタをリセツトする。

この分野で６インチツーリングとして一般に知
られたびん間の異なる間隔に対してマイクロプロ
セツサ４０を自動的に設定する６インチツーリン
グスイツチがまた、設けられている。マイクロコ
ンピユータ４０は異なるびんの間隔を補償するよ
うに排除ソレノイド６０を制御するためにカウン
トを自動的に調節する。

上記したことから、本発明の装置はこの形式の
従来の装置に見られない多くの利点を提供するこ
とが分る筈である。マイクロコンピユータ４０の
使用を通じて達成できた大気状態の変化の自動補
償は重要な１つの利点である。また、近接スイツ
チ４４および７８を使用して摩耗により寿命の短
かいマイクロスイツチを除去した点においても従
来装置に勝る利点がある。また、従来装置のバー
クスデエイル圧力スイツチの代りにマイクロコン
ピユータ４０と関連して動作する圧力トランスジ
ユーサ２８を使用したことにより、不正確で設定
することがむずかしいばかりでなく、大気状態の
変化および機械的摩耗を補償するために非常にし
ばしば再調整しなければならないという従来の圧
力スイツチの欠点を除去できる利点がある。

他の形式の封止表面の仕上り状態の検査が本発
明において使用できることは理解できよう。例え
ば、漏れの割合を直接に測定する仕上り状態の検
査を使用することもできる。この場合には、受け
入れることのできる漏れ割合の動作平均が保持さ
れ、比較されることになる。

第２Ａ，２Ｂ，２Ｃおよび２Ｄ図は全体として
マイクロコンピユータ４０にプログラムされる制
御論理のフローチヤートを示す。このフローチヤ
ートは表示された説明によつて十分に理解できる
ものであるので詳細には説明しない。同じ結果を
得るために他のプログラム、あるいはこのプログ
ラムを変更したものが使用できるということはい
うまでもない。

上記した本発明の装置はまた、実時間および経
過一覧表示を提供することができ、従つて、使用
者が自分の操作ならびに検査されているびんのバ
ツチの全体の品質を厳密に監視することを可能に
するという重要な利点もある。かくして、本発明
の装置はこの形式の従来の装置に勝る重要な、有
益な改良を行なつたものであることが分る。

なお、本発明は本発明の精神または本質的な属
性から逸脱することなしに他の特定の形式で実施
できるから、本発明の範囲を指示する特許請求の
範囲によつて本発明は定義されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の一実施例を示す構
成図、第２Ａ，２Ｂ，２Ｃおよび２Ｄ図はマイク
ロコンピユータにプログラムされる制御論理のフ
ローチヤートである。 １０：検査装置、１２，１４：びん、１６：ダ
イヤフラム器具、１８：ポンプモータ、２８：直
線性圧力トランスジユーサ、３４：ピークレベル
検出器、３８：アナログ−デイジタル変換器、４
０：マイクロコンピユータ、４１：カム、４２：
機械的カムスイツチ、４４：近接センサ、５０：
排除感度レベルスイツチ、５４：排除プランジ
ヤ、５６：ソリツドステート・リレー、６０：排
除器ソレノイドコイル、６２：欠陥のびん、６
４：プランジヤ、６６：ゲージ、６８：マイクロ
スイツチ、７２：フリツプフロツプ、７８：近接
スイツチ、８０：びん無し指示器、８６：表示情
報選択スイツチ、８８：表示ドライバ、９０：数
値表示装置、９２：LEDアレイ、９６：ソリツ
ドステート・リレー、１００：警報器、１０２：
プログラムリセツトスイツチ、１０４：カウンタ
リセツトスイツチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の封止可能な容器が均一速度で検査領域
   を逐次横断して行く間に、前記容器の封止表面を
   可撓性ダイヤフラムで封止し、計量されたある容
   積の空気を各容器内に注入し、注入の終了時に各
   容器内の現存する圧力をサンプルすることによつ
   て前記容器の封止表面の仕上り状態を検査すると
   ともに、ゲージを各容器中に挿入することによつ
   て前記容器の口および首部の内側寸法を検査する
   ための検査装置において、 前記圧力サンプルのピーク値または圧力漏れの
   割合を示すデイジタル信号を発生するためのデイ
   ジタル信号発生装置と、 前に検査された容器の前記圧力サンプルのピー
   ク値または圧力漏れの割合を示すあらかじめ選択
   された一組の前に発生されたデイジタル信号の動
   作平均値を計算するための動作平均値計算装置
   と、 該動作平均値の百分率に基づいたスレシホール
   ド値を計算するためのスレシホールド値計算装置
   と、 前記デイジタル信号を該スレシホールド値と比
   較するための比較装置と、 前記デイジタル信号が前記スレシホールド値よ
   りも小さいときに、あるいは前記封止可能な容器
   の口および首部の内側寸法の検査が該口または首
   部が狭いことを示すときに排除信号を発生するた
   めの排除信号発生装置 とを具備することを特許とする検査装置。 ２ 前記排除信号によつて初期設定され、前記検
   査領域を横断する容器の運動を計数し、前記容器
   が機械的排除装置と整列したことを計数値が示す
   ときに、前記排除装置を作動させて前記排除信号
   を発生させた容器を除去するための装置を具備す
   る特許請求の範囲第１項記載の検査装置。 ３ 発生されるべきスレシホールド値として前記
   動作平均の百分率を選択することによつて検査装
   置の感度を変化させるための装置を具備する特許
   請求の範囲第１項記載の検査装置。 ４ 検査された容器の数および排除された容器の
   数のデータを記憶するためのメモリと、該メモリ
   に保持された前記データの指令で可視表示を行な
   うための装置とを具備する特許請求の範囲第１項
   ないし第３項のいずれかに記載の検査装置。 ５ 前記デイジタル信号発生装置が サンプルされた圧力を比例する第１の電気信号
   に変換するための直線性圧力トランスジユーサ
   と、 前記第１の電気信号のピーク値に比例する第２
   の電気信号を発生するためのピークレベル検出器
   と、 前記第２の電気信号をこの第２の信号の振巾を
   示すデイジタル数に変換し、前記サンプルされた
   圧力を指示するための装置 とからなる特許請求の範囲第１項記載の検査装
   置。 ６ 前記デイジタル数を受信し、選択された一組
   の前に受信したデイジタル数から動作平均値を計
   算し、該動作平均値の百分率に基づいたスレシホ
   ールド値を計算し、前記デイジタル値を該スレシ
   ホールド値と比較し、前記デイジタル値が前記ス
   レシホールド値以下に降下したときに、あるいは
   前記封止可能な容器の口および首部の内側寸法の
   検査が該口または首部が狭くなつていることを指
   示するときに、排除信号を発生するようにプログ
   ラムされたマイクロコンピユータを具備する特許
   請求の範囲第１項記載の検査装置。