(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄工程を出た缶をコンベアー上に載置してドライヤーに送り込む形式の缶ウオッシャにおける倒れ缶の検出装置であって、前記倒れ缶の検出装置は、前記ドライヤーの入り口部分またはドライヤーの内部またはドライヤーの出口部分に位置する検査領域においてコンベアーの上方に複数の超音波式変位センサーを配置して前記超音波式変位センサーによって前記コンベアー上の倒れ缶迄の距離を検出するように構成し、前記倒れ缶のうち、横倒れ缶は缶ボディー迄の距離を検出し、倒立缶で内部に液体が入っているものはその液体の液面迄の距離を検出し、倒立缶で内部に液体が入っていないものはドーム状の缶底部迄の距離を検出するように構成し、さらに、前記倒れ缶のうち、正立缶の高さより高いダブル倒れ缶の検出には、投光器と受光器とを有し、コンベアー上の正立缶の高さ以上の高さで、前記投光器から前記受光器までの光路を遮る倒れ缶を検出するように構成した光電管を備えたことを特徴とする缶ウオッシャ用倒れ缶検出装置。
【請求項２】
前記複数の超音波式変位センサーはスライダーに取り付けられてコンベアーの走行方向に対して一定の角度をなす方向に前記コンベアーの走行速度と協調して往復動して協働して前記検査領域を通過するコンベアーの缶載置領域の全域を走査するように構成したことを特徴とする請求項１記載の缶ウオッシャ用倒れ缶検出装置。
【請求項３】
検出された倒れ缶は、ドライヤーの入り口部分の近傍または出口部分の近傍において作業員の手作業或いはマニピュレータによって、排除可能に構成したことを特徴とする請求項１記載の缶ウオッシャ用倒れ缶検出装置。
【請求項４】
前記超音波式変位センサーには、指向性をよくするための発信波または受信波の径を絞るカバーを取り付けたことを特徴とする請求項１記載の缶ウオッシャ用倒れ缶検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は加工した金属缶を洗浄して乾燥させる缶ウオッシャにおいて、コンベアー上に倒れた缶を排除する場合に使用する倒れ缶検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＤＩ加工された金属缶ボディーは次に塗装工程に送られるが、これに先立って洗浄、乾燥工程において、メッシュコンベアー上で移送されながらボディーの内外表面に付着した油性クーラントを薬液シャワーで洗浄され乾燥される（ＤＩボディウオッシャ工程）。ボディウオッシャ工程では缶底を上面とした形態で搬送され洗浄されるので、缶内面に付着したクーラント及びウオッシャ薬液は缶内面に滞留せずに落下する。しかし、もっとも肉厚の厚い即ち最も重い缶底を上面として搬送するので、近年のＡＤＩ缶のゲージダウンや、生産性向上のため缶搬送速度が上昇し、缶倒れが発生し易くなっている。
【０００３】
しかるにこのＤＩボディウオッシャ工程で倒れ缶が発生すると、倒れ缶から飛散した洗浄薬液が周辺の缶に付着して薬液汚染し、次工程で塗膜剥離の問題を生じる。そこで従来からこの倒れ缶をメッシュコンベアー上から除去する試みも行われているが、倒れ缶の形態も各種あって、従来は倒れ缶の発見を操作員の視覚検出によっていたため、操作員の負担が大きかった。
【０００４】
このようなことから、倒れ缶の検出を自動化する技術の開発が望まれている。
【０００５】
この発明は上記の如き事情に鑑みてなされたものであって、ＤＩウオッシャ工程において、各種の倒れ缶の検出を確実に行うことができ、かつその検出を自動化することができる倒れ缶検出装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【構成】
この目的に対応して、この発明の缶ウオッシャ用倒れ缶検出装置は、洗浄工程を出た缶をコンベアー上に載置してドライヤーに送り込む形式の缶ウオッシャにおける倒れ缶の検出装置であって、前記倒れ缶の検出装置は、前記ドライヤーの入り口部分またはドライヤーの内部またはドライヤーの出口部分に位置する検査領域においてコンベアーの上方に複数の超音波式変位センサーを配置して前記超音波式変位センサーによって前記コンベアー上の倒れ缶を検出するように構成し、前記複数の超音波式変位センサーはスライダーに取り付けられてコンベアーの走行方向に対して一定の角度をなす方向に前記コンベアーの走行速度と協調して往復動して協働して前記検査領域を通過するコンベアーの缶載置領域の全域を走査するように構成し、前記超音波式変位センサーには発信波または受信波の径を絞るカバーを取り付け、前記超音波センサーによって前記倒れ缶のうち横倒れ缶のものは、缶ボディー表面迄の距離を検出し、倒立缶で内部に液体が入っているものは、その液体の液面迄の距離を検出し、倒立缶で内部に液体が入っていないものはドーム状の缶底部迄の距離を検出するよう構成し、かつ横倒れ缶でダブルの横倒れ缶に対しては、投光器と受光器とを有しコンベアー上の正立缶の高さ以上の高さで、光路を遮る倒れ缶として検出するように構成した光電管センサーを備え、必要に応じて付随的に前記センサーによる前記倒れ缶の検出に応じて知覚可能な信号を発する信号発生装置を有し、検出された倒れ缶はドライヤーの入り口部分の近傍または出口部分の近傍において作業員の手作業或いはマニピュレータによって排除を可能に構成した倒れ缶検出装置であることを特徴としている。
【０００７】
【実施例】
以下この発明の詳細を一実施例を示す図面について説明する。
図１において、１は缶ウオッシャ装置である。缶ウオッシャ装置１はボディウオッシャ２及びドライヤー３を備える。ボディウオッシャ２ではメッシュコンベアー４上に缶ボディー５をのせてプレリンス装置６、プレウオッシュ装置７、ウオッシュ装置８、第１リンス装置１１、トリートメント装置１２、第２リンス装置１３、ディオナイズドリンス装置１４を通し、それぞれの装置を通過する間にリンス、洗浄、トリートメントが行われる。ドライヤー３ではメッシュコンベアー４上に缶ボディー５を載せて搬送しつつ、エアブローによって缶ボディー５の乾燥を行う。この間、缶ボディー５はメッシュコンベアー４上に正立缶として載置しているのが普通である。正立缶とは缶の中心方向に順次開口部、胴部及び底部を有する缶ボディー５が開口部を下にして底部を上にしてメッシュコンベアー４上に載置している缶ボディーである。ところが例外的に缶ボディー５がメッシュコンベアー４上で倒れることがある。この倒れた倒れ缶がこの発明における検出の対象缶である。
【０００８】
ドライヤー３の入口部分にはこの発明の倒れ缶検出装置１６が設けられている。倒れ缶検出装置１６の詳細を図２以下を参照して説明する。
【０００９】
図２、図３に示すように、倒れ缶検出装置１６はドライヤー３の入口部に設置され、主要構成機器としては複数の超音波検出センサ１７、センサスライド機構１８、光電管２１及び警報表示機器２２から成り立っている。超音波検出センサ１７はメッシュコンベアーが走行する缶搬送面の上方に設置したセンサ１７より発射した超音波が缶ボディー５に当たって反射しセンサへ戻って来る迄の時間差を距離に換算して倒れ缶の検出をする方式である。倒れ缶の形態としては倒立缶５ａと横倒れ缶５ｂとダブル倒れ缶５ｃがあり、倒立缶５ａは開口部を上にして底部を下にしてメッシュコンベアー上に載置している缶であり、倒立水入り缶５ａ１と倒立水なし缶５ａ２がある。横倒れ缶は缶胴がメッシュコンベアーに平行な状態または斜めの状態でメッシュコンベアー４上に載置している缶であり、ダブル倒れ缶は横倒れ缶が２缶重なった状態の缶をいう。
【００１０】
複数の超音波検出センサ１７は倒れ缶の検出を行う検出領域２３に配置されセンサスライド機構１８のスライドフレーム２４に間隔を置いて下向きに取り付けられている。
【００１１】
超音波センサはコンベア進行方向に対して一定の角度、例えば直角方向にスライドさせて、検出範囲を広くする事によりセンサを必要最小数に抑えている。すなわち検出領域２３はメッシュコンベアー４の走行方向に一定の角度（この実施例においては垂直）に設定されており、かつスライドフレーム２４は検出領域２３に沿って往復動可能であり、結局超音波検出センサ１７は検出領域２３に沿って往復動可能である。これにより超音波センサを検出領域２３の全域にわたって走査させて、その結果としてメッシュコンベアー４の走行速度と協調させてその超音波センサの軌跡でメッシュコンベアー４上の検出対象エリア２７の全域を覆うようにする。超音波センサの軌跡の考え方としては、図４（ａ）に示すように、センサのスポット径がｄである場合、センサの軌跡に対して缶の中心の位置が上下各々ｄ／２の範囲にあれば検出可能であることが分かる。よって、缶の中心の位置とセンサの軌跡との関係で検出可能な領域を調べていく。
【００１２】
まずネットコンベアー上でのセンサの軌跡を描き（中心線）、それに対して図４（ｂ）のように検出可能領域（ハッチング部）を描き加える。これが軌跡図となる。後はこの図を元に検出不可の空白部が無くなる様にスライダのストローク等の条件を変えて検討する。
【００１３】
正立缶高さを越えるダブル倒れ缶７に対してはネット左右端に設置した光電管２１により検出する。
【００１４】
光電管２１は図５に示すように、発光器２５と受光器２６とを備えている。発光器２５と受光器２６は検出対象エリア２７の両側に正立缶の高さよりもわずかに高い位置で対向して設置されている。
【００１５】
超音波センサから放射された超音波は拡散する為、最も近い箇所に当たって反射して戻って来るのが音量も大きい性質がある。従って、対象物が移動し且つ狭くて深い溝を有する物の検出が最も難しい。即ち、周囲を正立缶で囲まれた状態での倒立水入り缶５ａ１の検出が難しい点に注意が必要である。
【００１６】
そこで超音波変位センサ１７の先端の信号受発信部にセンサーカバー２８を装着して発信波の径を絞ることとする。センサーカバー２８は図６に示すように上端開放の筒状をなし、超音波変位センサ１７の下先端の外側を覆って装着可能な構成をなし、下先端に入出射口３１が形成されており、センサーカバー２８の長さＬと入出射口３１の径Ｄによって発信波のスポット径を決定する。
【００１７】
このように構成された倒れ缶検出装置１６による倒れ缶の検出動作は次の通りである。
ドライヤー３の入口付近において、洗浄ずみの缶ボディー５はメッシュコンベヤー４に載ってドライヤー３に向かって搬送される。缶ボディー５が検出対象エリア２７に入ると、走査する超音波検出センサ１７が横倒れ缶５ｂを検出する。検出の原理は図２に示すように、缶無しの状態では下のメッシュコンベアー４に当たって戻って来るまでの距離Ｌ1に対して、倒れ缶の場合はＬ2、正立缶の場合はＬ3、倒立水入り缶の場合はＬ4と距離差がある。この距離差を利用して倒れ缶を検出する。また、光電管２１が正立缶の高さよりも高いダブル倒れ缶５ｃを検出する。
倒立水入り缶５ａ１は缶ボトムを下にした倒立缶で中に薬液が入った缶であり、発生率は非常に低いが、この缶がドライヤ出口で倒れると周囲の正常缶を薬液が汚染し、次工程での印刷不良、補正工程でのと膜密着不良となり重大なクレームにつながる恐れがあるがこの発明では図６に示すように缶ボディー５内の液面の位置を検出して倒立水入り缶５ａ１を検出する。
【００１８】
倒れ缶の検出で、この倒立水入り缶の検出が最も高い検出精度を要求されるので、装置セットアップ時には必ず倒立水入り缶を流して、検出する事を確認する必要がある。缶ボディー５内に液面がない倒立水なし缶５ａ２は缶ボトムがドーム状になっていることを利用して缶ボトムの頂面を検出して倒立水なし缶を検出する。倒立缶の検出には特に、周囲の他の缶からの反射光が超音波検出センサ１７に入らないようにすることが重要であり、そのために受発光を絞るセンサーカバー２８が重要であり、特にそのうちでもセンサーカバー長さが重要である。
（倒れ缶検出時の処置）
倒れ缶を検出すると、ドライヤ入口から出口迄の時間を保持してパトライト及びサイレンで警報を発令する。担当者はドライヤ出口部で倒れ缶が除去されたことを確認して、サイレンをリセットする。ドライヤ入口から出口迄の時間内で連続して倒れ缶を検出した場合は、最初の倒れ缶を赤色のパトライトで表示し、以降の倒れ缶は黄色のパトライトで表示する。検出された倒れ缶はドライヤーの入口部分の近傍または出口部分の近傍においてメッシュコンベアー上から除去される。除去の操作は作業員の手作業によるか、或いはマニピュレータによって行う。マニピュレータは缶を摘出する為のハンドを有する。ハンドには倒れ缶を摘出する為の把持装置または真空吸着装置を有する。
【００１９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、この発明によればＤＩウオッシャ工程において、各種の倒れ缶の検出を確実に行うことができ、かつその検出を自動化することができる倒れ缶検出装置を得ることができる。
【００２０】
なお、上記実施例においては、倒れ缶検出装置１６はドライヤー３の入口部分に設置して、倒れ缶の検出をドライヤー３の入口付近で行うこととしているが、この他に検出はドライヤーの内部またはドライヤーの出口部分で行ってもよい。
【００２１】
【図面の簡単な説明】
【図１】缶ウオッシャ装置の構成説明図。
【図２】倒れ缶検出装置の構成説明図。
【図３】倒れ缶検出装置の平面構成説明図。
【図４】超音波検出センサー１体の軌跡図。
【図５】光電管の構成説明図。
【図６】倒立水入り缶の検出状態を示す説明図。
【符号の説明】
１      缶ウオッシャ装置
２      ボディウオッシャ
３      ドライヤ
４      メッシュコンベアー
５      缶ボディー
５ａ    倒立缶
５ｂ    横倒れ缶
５ｃ    ダブル倒れ缶
５ａ１  倒立水入り缶
５ａ２  倒立水なし缶
６      プレリンス装置
７      プレウオッシュ装置
８      ウオッシュ装置
１１    第１リンス装置
１２    トリートメント装置
１３    第２リンス装置
１４    ディオナイズドリンス装置
１６    倒れ缶検出装置
１７    超音波検出センサ
１８    センサスライド機構
２１    光電管
２２    警報表示機器
２４    スライドフレーム
２５    発光器
２６    受光器
２８    センサーカバー
３１    入出射口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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