CN101113948B - 粘接力检查装置及使用该装置的粘接力检查方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够切实地检测出非完全不良、且不需要进行器材的光轴调节等复杂作业的粘接力检查装置。具体地说，检查使用粘接剂而形成的包装箱(3)的粘接力的粘接力检查装置(1)具有：从包装箱(3)外表面吸附于粘接区域附近的真空吸盘(5)、在一端部上保持该真空吸盘(5)的检查臂(9)、与该检查臂(9)的另一端部相结合的转轴(11)、使该转轴(11)转动的驱动器件(13)、及检测该驱动器件(13)产生的转矩的转矩传感器(15)。

Description

粘接力检查装置及使用该装置的粘接力检查方法

技术领域

本发明涉及粘接力检查装置，尤其涉及检查包装箱等的组装时或包装时的粘接力的粘接力检查装置。

背景技术

例如，由瓦楞纸等形成包装箱时，在箱体内放入待包装物后，在包装箱的折翼上涂敷热熔粘接剂等粘接剂，通过该粘接剂使箱体的折翼间重合以对包装箱进行封口。此时，需要由粘接剂切实地粘接折翼。

现有的粘接力检查装置有若干间接地进行判断的方法。例如，利用摄像机、红外线传感器等检测出所涂敷的粘接剂的量、粘接剂的温度、涂敷位置及涂敷范围等，以推测粘接力。

此外，作为直接检查粘接力的方法，公开有一种箱的封口不良检查装置(参照专利文献1)。该封口不良检查装置具有：盖吸附器移动装置30，其沿着盖吸附器31排列于箱输送路线的盖吸附路线La和后续于该盖吸附路线La并从该箱输送路线隔开的盖提升路线Lb进行循环移动；以及盖检测传感器50，其检测出盖3的上表面，该盖3通过处于盖提升路线Lb的盖吸附器31施加于盖3的提升力而被从箱体2剥离并被提升。使用此种封口检查装置时，如果盖3粘接不良，则盖3从箱体2脱离并被提升，通过光传感器等检测器件检测出该被提升的盖3，最终实现封口(粘接)不良的检查。

专利文献1：日本特开2005-104568号(尤其参照图1)。

但是，上述现有的粘接力检查装置具有如下问题。即，在间接地推测粘接力的方法中无法正确地掌握粘接力。另外，即使在直接进行检查的上述现有例的情况下，由于只在盖3从箱体2完全剥离时才能实现检查，因此对于没有完全剥离或粘接力较弱时的非完全不良则无法实现检查。即，在此种粘接力较弱的情况下，有检查后盖3从箱体2剥离的风险，对于这样的非完全不良则无法进行检查。另外，由于通过光传感器等检测出被提升的盖3来对粘接不良进行检查，因此需要进行构成传感器的器材的光轴调节等复杂的作业。

发明内容

本发明的目的是提供一种粘接力检查装置，其改善了这种现有的粘接力检查装置所具有的问题，尤其是还能够切实地检查出非完全不良，并且也不需要器材的光轴调节等复杂作业。

本发明的技术方案1的粘接力检查装置，其对使用粘接剂而形成的包装箱的粘接力进行检查，其特征在于，该粘接力检查装置包括：真空吸盘，其从所述包装箱外表面吸附于粘接区域附近；检查臂，其在一端部上保持该真空吸盘；转轴，其与该检查臂的另一端部相结合；驱动器件，其使该转轴转动；以及转矩传感器，其检测出该驱动器件产生的转矩。

技术方案2的粘接力检查装置，是如技术方案1所述的粘接力检查装置，其特征在于，在所述真空吸盘上连接有与给定真空源相连通的吸气管。

技术方案3的粘接力检查装置，是如技术方案1或2所述的粘接力检查装置，其特征在于，在所述转轴上连接有至少2组真空吸盘及检查臂。

技术方案4的粘接力检查装置，是如技术方案1至3中任一项所述的粘接力检查装置，其特征在于，所述转轴与转动轴线相平行，其中，该转动轴线是所述包装箱的粘接区域剥离且包装箱的折翼转动时的转动轴线。

技术方案5的粘接力检查装置.是如技术方案4所述的粘接力检查装置，其特征在于，所述转轴接近于所述转动轴线。

技术方案6的粘接力检查装置，是如技术方案1至5中任一项所述的粘接力检查装置，其特征在于，在所述检查臂的附近设置有可检测出所述包装箱的剥离的剥离检测器件。

本发明的技术方案7的粘接力检查方法，其特征在于，使用如技术方案1至6中任一项所述的粘接力检查装置。

技术方案8的粘接力检查方法，是如技术方案7所述的粘接力检查方法，其特征在于，使所述真空吸盘吸附在所述包装箱上，使所述伺服马达转动以使所述检查臂从所述包装箱后退，检测出在所述检查臂位于给定的角度位置时所述驱动器件所产生的转矩值，在所述转矩值未超过给定值时，判断为粘接不良。

技术方案9的粘接力检查方法，是如技术方案7或8所述的粘接力检查方法，其特征在于，在使所述真空吸盘吸附在所述包装箱上的工序中，经由所述吸气管而从所述真空吸盘吸出空气。

技术方案的粘接力检查方法.是如技术方案7至9中任一项所述的粘接力检查方法，其特征在于，在判断所述粘接良否的工序中，在给定角度位置上固定所述检查臂并检测出所述转矩值。

技术方案11的粘接力检查装置.是如技术方案1至6中任一项所述的粘接力检查装置，其特征在于，所述真空吸盘的吸附力为如下这样的大小，即，伴随着所述检查臂的后退，所述真空吸盘从正常粘接的包装箱外表面脱离，并且不从粘接不良的包装箱外表面脱离。

技术方案12的粘接力检查方法.是如技术方案7至10中任一项所述的粘接力检查方法，其特征在于，所述真空吸盘的吸附力为如下这样的大小，即，伴随着所述检查臂的后退，所述真空吸盘从正常粘接的包装箱外表面脱离，并且不从粘接不良的包装箱外表面脱离。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式所涉及的粘接力检查装置的概略立体图。

图2是表示配设在包装线上的粘接力检查装置的概略俯视图。

图3是从包装线上游侧观察粘接力检查装置的图。

图4是说明粘接力检查装置的作用的图。

图5是说明本发明涉及的粘接力检查装置的检查原理的图。

图6是说明本发明涉及的粘接力检查装置的具体动作的图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。

[整体概述]

首先，图1是本实施方式涉及的粘接力检查装置1的整体概略立体图。如该图所示，粘接力检查装置1具有直接吸附于包装箱3上的真空吸盘5、连通该真空吸盘5和真空泵等真空源(未图示)的吸气管7、支撑真空吸盘5的检查臂9、转动自如地支撑该检查臂9的转轴11、使该转轴11转动的驱动器件13、及检测出该驱动器件13产生的转矩的转矩传感器15。另外，上述各构成元件被保持在给定的框台17(参照图2)上，而可与框台17一起移动。另外，在图1中，为了便于说明，虽然没有表示转轴11、驱动器件13及转矩传感器15被固定，但是实际上转轴11被轴承固定，驱动器件13的外壳也被固定而无法旋转。以下对各构成元件进行说明。

[真空吸盘]

真空吸盘5由橡胶等可弯曲性材料形成，并近似呈三角锥形。真空吸盘5的大小具有比包装箱3的各折翼4的两端部的长度(图1中的上下方向)小的直径，并构成为可使真空吸盘5的整体吸附于折翼4的表面上。真空吸盘5吸附的地方是由热熔粘接剂粘接的区域。虽然如图所示在上侧的折翼4上吸附有两个真空吸盘，但是这是简略化的表示，实际上在下侧的折翼4上也同样吸附有两个真空吸盘。另外，虽然没有图示，但是在包装箱3的相反侧的上下折翼上也同样吸附有4个真空吸盘5。从而，针对1个包装箱3一共吸附有8个真空吸盘5(也参照图3)。

[吸气管]

接下来对吸气管7进行说明。吸气管7是通过后述的检查臂9而与真空吸盘5相连通的管状部件。吸气管7与真空源(真空泵)相连接，通过未图示的控制部的作用，与真空源连通或遮断。由此，构成为在真空吸盘5上产生吸附力，或者相反消除吸附力。真空吸盘5保持于检查臂9上，由于在检查工序期间转动，因此优选吸气管7由可弯曲性材料形成。具体地说，优选橡胶、塑料等的管状部件。但是，由于在内部进行减压，因此需要具有给定的刚性以免缩瘪。另外，虽然在本实施方式中吸气管7通过检查臂9而与真空吸盘5相连接，但是本发明并不局限于此，也可直接与真空吸盘5相连接。另外，并不一定局限于吸气的情况，也可以使空气逆流以主动地使真空吸盘5从包装箱3脱离。此时，吸气管7中施以正压。

[检查臂]

接下来对检查臂9进行说明。检查臂9是在铅垂方向上延伸的棒状部件，并在一端部(图1中为下端部)上保持上述真空吸盘5。另外，检查臂9的另一端部与给定的块状部件10相连接。此外，转轴11嵌合于该块状部件10中。因此，当转轴11转动时，则与其同步检查臂9也进行转动。另外，也可以不使用块状部件10，而使检查臂9直接与转轴11相结合。

[转轴]

接下来对转轴11进行说明。转轴11从包装箱3仅隔开给定的距离，配设为与折翼4大致平行地延伸。此外，被未图示的轴承转动自如地支撑，构成为仅允许转动。

[驱动器件]

接下来对驱动器件13进行说明。本实施方式涉及的驱动器件13为伺服马达，该伺服马达13为了使转轴11转动，而与转轴11的一端部相连接。伺服马达13构成为可检测出转动角度，所检测出的转动角度能够作为角度信号向外部输出。角度信号被发送到未图示的控制部以计算出转动角度。另外，如上所述为了不使伺服马达的外壳旋转，而用给定的固定装置对其进行固定。

[转矩传感器]

接下来对转矩传感器15进行说明。转矩传感器15与伺服马达13相连接，能够检测出转轴11产生的转矩，并向外部输出转矩信息。此处检测出的转矩为如后所述的真空吸盘5吸附于折翼4上并在检查臂9后退时产生的转矩，根据该转矩信息而可判断出粘接不良。因此，该转矩涉及的信号也发送给控制部。

[其他]

除上述主要的构成元件以外，不是一定需要设置，本实施方式中另外单独设有对折翼4的剥离进行检测的剥离检测器件(未图示)。该剥离检测器件可以是各种器件，本实施方式中，在检查臂的附近设置光传感器(未图示)。该光传感器由光源和受光器组成，构成为在粘接力的检查中折翼的粘接部分剥离了给定以上的距离时，从光源至受光器的光被遮蔽。可由光被遮蔽来检测出粘接不良。另外，也可以利用CCD摄像机对折翼附近进行拍摄，通过图像处理检测出折翼的剥离。

[检查步骤]

下面，对本实施方式涉及的粘接力检查装置1的检查步骤进行说明。

图2是表示包装线21、粘接力检查装置1及框台17的俯视图。如图2所示，本实施方式涉及的粘接力检查装置1设置在包装线21上。在该图中，包装箱3在辊式输送机23上从左向右连续地移动(图中的箭头P)。另外，粘接力检查装置1被保持于框台17上以便沿与包装线21平行的轨道25进行往复移动(图中的箭头Q)。在实际检查粘接力时，粘接力检查装置1以与包装箱3的移动速度相同的速度向包装线21的下游侧移动。由此，包装箱3和粘接力检查装置1的相对速度为0，可执行检查工序。此外，完成了1个包装箱3的检查后，向包装线21的上游侧移动以返回下一个包装箱3的位置，再次反复进行同样的检查工序。

图3是从包装线21的上游侧向下游侧观察包装箱3和粘接力检查装置1的概略图。如该图所示，包装箱3在左上、左下、右上及右下的各折翼4上吸附有真空吸盘5。此外，由于在各折翼4上分别吸附有两个真空吸盘5，因此一共有8个真空吸盘5吸附于1个包装箱3上。真空吸盘5被保持于检查臂9上，如图4所示，检查臂9随着伺服马达13的转动而向从包装箱3后退的方向转动。此处，如图4所示，粘接力检查装置1被设定为从检查臂9的旋转中心至真空吸盘5的中心的长度L为85mm、从该旋转中心至包装箱上表面的距离H为50mm左右。但这只是一个例子，根据包装箱3的大小可适当地分别设定长度L及距离H。

图5是表示检查臂的角度A和由转矩传感器15检测出的转矩值之间的关系的图。此处，横轴表示检查臂9的角度，纵轴表示转矩值。该图中图示有进行了正常粘接时和粘接不良时的两种情况。对于正常粘接的包装箱3，伴随着检查臂9的转动而使转矩值增大，并超过阈值转矩。而且，当进一步转动检查臂9时，显示最大转矩值。若超过该界限进一步转动检查臂9时，则粘接部分被剥离而使转矩值逐渐减小。另外，在粘接不良时，基本的曲线形状与正常粘接时类似，然而伴随着检查臂9的转动，转矩值虽然增大，但却在达到阈值转矩之前显示最大转矩值，其后转矩值减小。

本实施方式条件下的粘接力检查表明，如图5所示，无论正常粘接与粘接不良，都是在检查臂9的角度约为7度至8度之间时显示最大转矩值。因此，只要在该角度范围内进行粘接力检查中的不良的判断，就可以精度良好地检测出粘接不良。另外，此处设定的阈值转矩是通过大量的实验来决定的。

以如上的结构及检查原理为前提，对具体的检查步骤进行说明。图6是表示检查臂9的位置(臂角度)、真空吸盘5吸附的开/闭及来自转矩传感器15的输出电压的关系的表，且向右方表示时间增加。首先，在第一阶段中，检查臂9的角度处于后退位置(例如，在图4中A＝10度)。此时，由于真空吸盘5与包装箱3不接触，因此处于吸附闭状态。另外，由于也没有产生转矩，因此输出电压为0。

接下来，在第二阶段的前进区间，为了检查臂9的角度到达前进位置(例如，在图4中A＝0度)而逐渐接近包装箱3。此时真空吸盘5还是处于吸附闭状态。但是，伴随着检查臂9的转动而产生转矩值的输出电压。但是，由于没有开始实际的检查，因此可忽略此时的输出电压。

接下来在第三阶段中，检查臂9的角度到达前进位置(例如，在图4中A＝0度)。因此，由于真空吸盘5与包装箱3的给定位置接触，因此真空吸盘5变为吸附开状态。此时由于检查臂9处于停止状态，因此转矩值的输出电压与前一个区间相比大致没有变化。真空吸盘5吸附的位置是由热熔粘接剂等粘接剂粘接的区域。

接下来在第四阶段(后退区间)，伺服马达13进行转动以使检查臂9后退。此时，由于真空吸盘5处于吸附开状态，因此检查臂9为了停留在包装箱3附近而产生转矩，并产生与此对应的输出电压。此外，当检查臂9到达相当于判定时刻的位置时，停止伺服马达13以停止检查臂9。然后，检测出此时的来自转矩传感器的输出电压。

接下来在第五阶段中，使检查臂9的角度固定并使真空吸盘5处于吸附开状态。另外，由于只要经过给定的时间就令判断结束，因此在第六阶段中使检查臂9的角度固定的同时使真空吸盘5变为吸附闭状态。由此检查臂9脱离包装箱3的束缚，转矩值的输出电压接近0。

最后在第七阶段中，通过使检查臂9返回最初的后退位置以结束一系列的检查工序。完成了1次检查工序后，如上所述，粘接力检查装置1移动至包装线21的上游侧，开始下一个包装箱3的检查。另外，通过检查被判断为粘接不良的包装箱3在下游被从包装线21去除。

图6中表示有正常粘接(OK)时和粘接不良(NG1、NG2)时的输出电压的曲线。反复进行大量的实验以决定输出电压的阈值，因此仅利用来自转矩传感器15的输出电压就能够精度良好地进行粘接力的检查。

另外，为了进一步提高检查精度，在本实施方式中设有剥离检测器件(未图示)。该剥离检测器件配置在检查臂9附近，能够在粘接不良的折翼4剥离并开始离开包装箱3时对此进行检测。假设即使利用转矩值未能检测出粘接不良，通过使用此种剥离检测器件，也能够切实地检测出粘接不良。

以上，对积极地控制真空吸盘5的吸附开及闭来进行粘接力检查的情况进行了说明，但是本发明并不局限于此。例如，也可以设定真空吸盘5的吸附力，以便能够产生可从正常粘接的折翼脱离而无法从粘接不良的折翼脱离的转矩。由于只要如此设定吸附力，就可在检查工序中自动使真空吸盘从正常粘接的包装箱脱离，因此简化了吸附开/闭的控制。

此外，如图4所示，包装箱3上侧的折翼4剥离时的旋转中心为包装箱3的左上角部。与此相对，检查臂9的旋转中心存在于仅相隔距离H的上方。因此，折翼4和检查臂9一起朝向铅垂方向时为相互平行，随着检查臂9的转动，检查臂9的角度和折翼4的角度之间的偏离增大。产生此种角度的偏离时，即使是粘接不良的包装箱3，当真空吸盘5从折翼4脱离时，也有产生如正常粘接时所产生的大转矩的情况。如此，如果即使是粘接不良也产生大转矩时，则无法实现正确的粘接力检查。

为了解决此种问题，只要使从折翼4的旋转中心至检查臂9的旋转中心的距离H为最小即可。具体地说，优选使转轴11尽量接近包装箱3的各角部。

本发明能够适用于直接检查使用了粘接剂的包装箱等的粘接力的器件。

Claims (10)

1.一种粘接力检查装置，其对使用粘接剂而形成的包装箱的粘接力进行检查，其特征在于，该粘接力检查装置包括：

真空吸盘，其从所述包装箱外表面吸附于粘接区域附近；

检查臂，其在一端部上保持该真空吸盘；

转轴，其与该检查臂的另一端部相结合；

驱动器件，其使该转轴转动；以及

转矩传感器，其检测出该驱动器件产生的转矩，

其中，所述真空吸盘的吸附力为如下这样的大小，即，伴随着所述检查臂的后退，所述真空吸盘从正常粘接的包装箱外表面脱离，但不从粘接不良的包装箱外表面脱离；并且在包装线上对移动的包装箱执行检查。

2.如权利要求1所述的粘接力检查装置，其特征在于，

在所述真空吸盘上连接有与给定真空源相连通的吸气管。

3.如权利要求1所述的粘接力检查装置，其特征在于，

在所述转轴上连接有至少2组真空吸盘及检查臂。

4.如权利要求1所述的粘接力检查装置，其特征在于，

所述转轴与转动轴线相平行，其中，该转动轴线是所述包装箱的粘接区域剥离且包装箱的折翼转动时的转动轴线。

5.如权利要求4所述的粘接力检查装置，其特征在于，

所述转轴接近于所述转动轴线。

6.如权利要求1所述的粘接力检查装置，其特征在于，

在所述检查臂的附近设置有可检测出所述包装箱的剥离的剥离检测器件。

7.一种粘接力检查方法，其特征在于，使用如权利要求1至6中任一项所述的粘接力检查装置。

8.如权利要求7所述的粘接力检查方法，其特征在于，

使所述真空吸盘吸附在所述包装箱外表面上，

使所述驱动器件转动以使所述检查臂从所述包装箱后退，

检测出在所述检查臂位于给定的角度位置时所述驱动器件所产生的转矩值，

在所述转矩值未超过给定值时，判断为粘接不良。

9.如权利要求8所述的粘接力检查方法，其特征在于，

在使所述真空吸盘吸附在所述包装箱外表面上的工序中，经由与所述真空吸盘连接并与给定真空源相连通的吸气管从所述真空吸盘吸出空气。

10.如权利要求8所述的粘接力检查方法，其特征在于，

在判断所述粘接良否的工序中，在给定角度位置上固定所述检查臂并检测出所述转矩值。

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