JP2016069025A - 紙器カートン員数カウントマーキング装置およびマーキング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】一定枚数で員数仕分けを行う際、目印付けを行う機能に関して、生産・ライン速度の変更が発生した場合でも、境目の１枚の前後に搬送されるカートンの整列を乱すことなく、正確に目印付けを行うことが出来るカートン員数カウントマーキング装置を提供する。【解決手段】紙器製造ライン上の位置情報を正確に捉えるための搬送量測定装置１００と、搬送されるカートンの高さを連続的に検出するカートン段差測定装置１０２と、重なり合って搬送されるカートンの一枚に対して、搬送速度に合わせた追従動作を行いながら目印付けを行うマーキング装置３００と、カートンを搬送するための搬送コンベア１０３と、前記搬送量測定装置と前記カートン段差測定装置から受け取る情報に基づいて重なり合って搬送されるカートンの中からマーキングすべきカートンを選択し、追従速度とマーキング動作を制御する員数カウント装置２００と、を備えることを特徴とする。【選択図】 図２

Description

本発明は、紙器の製函工程の紙器カートン員数カウント装置に関する。

現在まで、紙器生産工場の製函ラインにおいて、サック貼り装置等によって折り畳まれ糊付けされたカートンが搬送されてくる生産ライン上において、オペレータが員数管理するための目印付けを行う方法がいくつか用いられており、特にバッティング方式、テープインサータ方式、ウェット（水スプレー）方式と呼ばれるものが代表的に用いられている。

前記員数管理するための目印付けを行う方法について図１を用いて説明する。図１は、従来の員数管理方法であるバッティング方式の目印付け方法の装置を上面から見た構成例を示す概略図である。前記員数管理するための目印付けは、サック貼り装置おいて糊付けされたカートン０１０が、糊付け部分の加圧と圧着を行う圧着コンベア０１４に挿入される直前で実施されている員数管理方法である。

カートン０１０が折り畳まれ高速で１枚ずつ分離して搬送されている箇所０１１において、光電センサ０１２を利用して員数をカウントし、設定した員数までカウント数が到達するごとに、前記バッティング方式では到達した１枚を搬送方向に対して垂直に、カートン０１０の流れてくる側面に向けてバッティング用エアシリンダ０１３を押込み、その動作によって１枚のカートンを前後のカートン０１０から搬送方向に対する垂直方向へ飛び出させるように押し出す目印付けの方法である。

また、前記テープインサータ方式は、バッティングによる搬送方向に対する垂直方向への押し出しではなく、員数に到達した１枚のカートンの直後に短冊状の紙を挿入して目印とする方式であり、前記ウェット（水スプレー）方式は員数に到達した１枚に対して微量の水をスプレーによってかけることで、後工程でズレを発生させる方式である。

前記員数管理するための目印付けを行う方法によって、目印が付けられた状態で、圧着コンベア０１４へと搬送され、搬送速度を大きく低下させ、刺身状０１５と呼ばれる連続的に重なり合わさる状態で圧着コンベア０１４内に挿入される。ここで付けられた目印を利用して、オペレータが手作業で１束のカートンを分離し、検品と箱詰めを実施する。

前記バッティング方式によって圧着コンベア０１４に挿入された１枚のカートンが飛び出した状態で、刺身状になったカートン０１０が圧着コンベア加圧部分０１６で上部から加圧されることによって、飛び出したカートン０１８に押し付けられるように重なっている１枚のカートンの表面に、飛び出したカートン０１８の端部が接触した状態で圧力がかかるため、圧着コンベア０１４から出た箇所０１７でカートン表面に飛び出したカートンの端部の形で加圧痕が発生し、該加圧痕が深刻な場合は不良ともなりえる。

また、前記テープインサータ方式で付けられた目印は、加圧痕は発生しないが短冊状の紙が製品に混入して異物混入となる場合があり、ウェット（水スプレー）方式によって付けた目印は、カートン表面が水に濡れることによって不良が発生する場合がある。

上記の員数管理するための目印付けを利用しない員数管理する方法として刺身状になったカートンの隙間に板を挿入する機構を設けて、員数ごとに区分けを行う装置が提唱されている。（特許文献１）
しかし、この方法では、現状のオペレータが手作業で梱包作業を行っている生産ラインに搭載するには大規模な改造が必要となってしまうため、改善のためのコストとしては装置価格が高く実現が難しい。

前記加圧痕、異物混入、水に濡れることによる不良を発生させない対策として、前記員数管理方法である、バッティング方式やテープインサータ方式、ウェット（水スプレー）方式を使用せず、改善コストを最小限に抑えつつも、対策を施すための方法として、圧着コンベア出口０１７以降で員数をカウントし、前記員数管理方法とは異なる目印付けを実施するのが望ましい。

そのためには、圧着コンベア０１４前では目印付けを行わない刺身状で圧着を実施し、圧着が終了した後に刺身状で搬送されているカートンの員数をカウントし、設定した員数に到達したカートン０１０に対して目印を付ける必要がある。

前記刺身状になっている対象をカウントする方法として、刺身状になった紙束（札束）の表面をフォトセンサーで測定し一定の高さを境として判定し、カウントする方法が提唱されている（特許文献２）。

しかし、この方法は刺身状となっている段差ごとの高さが大きく、安定するよう整列させて数をカウントする方法である。本発明が対象としている、紙器カートンは一つ一つが薄い、かつ刺身状カートンの高さが常に上下する不安定な状態で搬送されてくる箇所で員数カウントを行うため、前記フォトセンサーで測定し一定の高さを境として判定する方法は調整が困難であるため実現が難しい。

他にも、特許文献３では刺身状に並んだ刷本を、高低差を付けたコンベアで高い位置にある上流側のコンベアから低い位置にあるコンベアに乗り移るように搬送することで、刷本が順次落下し分離される状態を作り出し、分離しているところをセンサで検出することでカウントをする方法がある。

この方法は、現状の生産ラインに搭載しようとすると、コンベアの高さを変更する必要があり、コンベア自体の大規模な改造が必要となる。また、落下させるという不確実な要素があるため、カートン表面のすべりや、表面の状態の影響によっては、正確に分離して落下されない場合があるため実現が困難である。

特許第２７４３０９３号公報 特開平１１−１２６２７１号公報 特開平９−３００５９２号公報

上記の問題を鑑みて、本発明では紙器工場のサック貼り工程において、一定枚数で員数仕分けを行う際、目印付けによる加圧痕を発生させること無く、境目となる１枚を正確に払い出す目印付け機能を備え、従来の生産ラインへ改造を施すこと無く小さいスペースで設置可能な、オペレータの作業性を従来どおりに保った、紙器カートン員数カウントマーキング装置の提供をすることにある。また、目印付けを行う機能に関して、生産・ライン速度の変更が発生した場合でも、境目の１枚の前後に搬送されるカートンの整列を乱すことなく、正確に目印付けを行うことができる紙器カートン員数カウントマーキング装置の提供をする。

上記の課題を解決する手段として、本発明の請求項１に記載の発明は、カートン１０４が重なり合って連続的に搬送されてくる紙器製造ライン使用される紙器カートン員数カウントマーキング装置であって、前記紙器製造ライン上の位置情報を正確に捉えるための搬送量測定装置１００と、搬送されるカートンの高さを連続的に検出するカートン段差測定装置１０２を、重なり合って搬送されるカートンの一枚に対して、搬送速度に合わせた追従動作を行いながら目印付けを行うマーキング装置３００と、カートンを搬送するための搬送コンベア１０３と、前記搬送量測定装置と前記カートン段差測定装置１０２から受け取る情報に基づいて重なり合って搬送されるカートンの中からマーキングすべきカートンを選択し、追従速度とマーキング動作を制御する員数カウント装置２００と、を備えることを特徴とする紙器カートン員数カウントマーキング装置である。

また、請求項２に記載の発明は、前記員数カウント装置２００が、前記カートン段差測定装置１０２のアナログ出力をデジタル変換するＡ／Ｄコンバータユニット２０１と、前記搬送量測定装置１００の出力を数値化する変換ユニット２０２と、前記Ａ／Ｄコンバータユニット２０１と変換ユニット２０２からの情報に基づいて前記マーキング装置３００を制御する制御ユニット２０３と、を備えていることを特徴とする請求項1に記載の紙器カートン員数カウントマーキング装置である。

また、請求項３に記載の発明は、前記搬送量測定装置１００がその出力を位置情報に数値化するための、円周長が明らかな測定用ローラ１０１を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の紙器カートン員数カウントマーキング装置である。

また、請求項４に記載の発明は、前記マーキング装置３００が、重なり合って搬送される一枚のカートン１０４に対して、前記搬送量測定装置１００の情報から搬送速度を検出した結果を基に、制御ユニット２００によって速度が自動的に設定されカートンの搬送速度と同様の速度を設定し追従動作を行う追従ユニット３０１を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の紙器カートン員数カウントマーキング装置である。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の紙器カートン員数カウントマーキング装置を用いたマーキング方法であって、前記搬送量測定装置１００が前記紙器製造ライン上の位置情報を正確に捉える工程と、前記カートン段差測定装置１０２がカートンの段差を測定する工程と、前記員数カウント装置２００が前記搬送量測定装置１００からの位置情報と前記カートン段差測定装置１０２の情報からカートンの数をカウントする工程と、前記カートンの数をカウントする工程で検出したカートンの数が、ある設定した数に到達した場合に、そのカートンの位置と搬送速度を前記搬送量測定装置１００から検出する工程と、前記搬送速度で追従動作を行う工程と、マーキング装置３００が追従する速度と搬送速度が一致した状態で、そのカートンに対して目印付けを行う工程と、を備えていることを特徴とするマーキング方法である。

本発明による紙器カートン員数カウントマーキング装置によれば、前記バッティング方式において発生する加圧痕が発生する原因である、搬送方向に対する垂直にずらされた状態で圧着コンベア０１４に挿入されることがなくなり、圧着コンベア０１４に挿入されるカートンは飛び出させることなく刺身状に整列される。そして、圧着コンベア０１４の出口においてカートン員数をカウントして、刺身状に搬送されるカートン１０４のうち１枚のカートンを一定枚数毎に追従動作を行いつつマーキング装置３００によってインラインで加圧痕をつけることなく、確実にその１枚へ目印付けカートンの仕分けが可能となる。また本発明の紙器カートン員数カウントマーキング装置によれば、自動的に速度を検出・
設定し追従速度を決定することで、生産・ライン速度の上昇が発生した場合でも、目的の１枚のカートンに対して目印付けを行うことが可能である。

従来の員数管理方法であるバッティング方式の目印付け方法の装置を上面から見た構成例を示す概略図。 本発明に関する、紙器カートン員数カウントマーキング装置を側面から見た構成例を示す概略図。 本発明に関する、員数カウント処理の員数カウント装置構成例を示す概略図。 本発明に関する、マーキング装置の構成例を示す概略図。

以下に、本発明の実施の形態に係る紙器カートン員数カウントマーキング装置の詳細を図面に基づいて説明する。但し、図面は本発明を説明するための一例として示した模式的なものであり、装置構成、各部材の寸法や寸法の比率などはこれらに限定するものではない。

図２は本発明の紙器カートン員数カウントマーキング装置を側面から見た構成例を示す概略図である。図２に示した紙器カートン員数カウントマーキング装置は、員数カウント装置２００とカートン段差測定装置１０２及び、製造ライン上の位置情報を正確に捉えるための搬送量測定装置１００および、製造ライン上での距離を数値化するための測定用ローラ１０１を備え、一定数カウントしたとき一定数に達した１枚のカートン１０４に対して追従動作を行う追従ユニット３０１と目印付けを行う払い出しユニット３０２とを、備えるマーキング装置３００を備えている。

連続的に搬送されてくる刺身状に重なり合ったカートン１０４の上部から、カートン段差測定装置１０２によってカートンの高さ情報を常に員数カウント装置２００へ送り込む。また測定用ローラ１０１を備えた搬送量測定装置１００から得られる製造ライン上の位置情報を同時に員数カウント装置２００へ送り、データ処理を実施することでカートンの枚数をカウントし、カウント数が一定枚数に到達したところで、カートン段差測定装置１０２より下流側に備えた、マーキング装置３００の追従ユニット３０１によってその一枚を追従し、同じ速度に到達した地点で払い出しユニット３０２動作することによって、対象となる一枚に対して目印付けを行う。

追従ユニット３０１は測定用ローラ１０１を備えた搬送量測定装置１００から得られる製造ライン上の位置情報から一定枚数に到達した一枚のカートンの搬送速度を検出し、員数カウント装置２００によって追従速度を自動的に設定し目印付けを行う。
マーキング装置の追従方式は、パルスモータやサーボモータとボールネジや台形ネジを用いた物、エアシリンダやリニアモータよる直動機構や、搬送コンベア１０３の駆動を利用した構造など、搬送方向および速度に沿った追従動作ができるものであればこの限りではない。

払い出しユニット３０２の方式は、吸着パッド等を用いて装置的に接触させ搬送方向に垂直若しくは平行な方向へスライドさせるものや、エアブロー等によって非接触で飛び出させるもの、レーザーやインクなどで印をつけるものなど、下流側でオペレータが判断できる方式であればこの限りではない。

図３は本発明の紙器カートン員数カウントマーキング装置が備える員数カウント装置２００のシステム構成例を示す概略図である。制御ユニット２０３とカートン段差測定装置１０２及び、該カートン段差測定装置１０２からのアナログ出力をデジタル変換するＡ／Ｄコンバータユニット２０２、ならびに製造ライン上の位置情報を正確に捉えるための搬送量測定装置１００及び、該搬送量測定装置１００の位置情報を数値化する変換ユニット２０１を備えている。また、員数カウントを任意のタイミングで開始、停止を行う操作ユニット２０４並びに、員数カウント結果を表示し、現在の状態を表す表示ユニット２０５を備えている。

連続的に搬送されてくる刺身状に重なり合ったカートン１０４の上部から、カートン段差測定装置１０２で測定したカートンの高さ情報は員数カウント装置２００に送り込まれ、該カートン段差測定装置１０２のアナログ出力を員数カウント装置２００が備えるＡ／Ｄコンバータユニット２０２によって数値化し制御ユニット２０３へ取り込むことで、高さ情報の変化パターンを監視する。そして測定用ローラ１０１を備えた搬送量測定装置１００から得られる製造ライン上の位置情報は員数カウント装置２００が備える変換ユニット２０１によって数値化され、カートンの高さ情報の変化パターンを監視・員数カウントを行う為に使用する。

カートン段差測定装置１０２が測定するカートンの高さ情報は、鮮明に得られることが望ましく、重なり合ったカートン１０４の高さ情報を得る測定装置としては、高さ情報を測定する超音波センサや接触紙器のセンサ、変位センサを用いる方法や、カートンの重なりを陰影で検出できる画像センサなどの方法があるが、高さを測定する変位センサを用いた場合は、重なり合ったカートンのピッチが狭い場合にも対応可能な小径スポットのレーザー変位センサを用いる方法が適している。

図４は本発明に関する、マーキング装置３００の構成例を示す概略図である。払い出しユニット３０２は、目印付けを行うタイミングでカートンへ払い出しユニット３０２を接近させる昇降ユニット３０３及び、カートンを横に飛び出させるように払い出しユニット３０２を動作させるスライドユニット３０４及び、カートンに間接的若しくは直接的に目印付けを行うアクションユニット３０５を備え、該払い出しユニット３０２を、カートンの搬送方向に搬送コンベア１０３の速度と同等の速度で追従動作させる追従ユニット３０１を備えている。

昇降ユニット３０３及びスライドユニット３０４の方式は、エアシリンダやロータリーアクチュエータ、若しくはサーボモータやパルスモータ等とボールネジや台形ネジを用いた機構や、カムを用いた構造等、員数カウント装置２００からの信号によって任意のタイミングまたは、カートンがマーキング装置の直下に到達したタイミングで搬送方向に垂直若しくは平行に動作できる機構・構造であればその限りではない。

アクションユニット３０５の方式は、吸着パッドやゴム状の物体を接触させた摩擦による押し出し、エアブロー等によって非接触で飛び出させるもの、レーザーやインクなどで印をつけるものなど、下流側でオペレータが判断できる方式であればこの限りではない。

本実施の形態に係る紙器カートン員数カウントマーキング装置は、紙器製造ラインの折り畳みカートンの他、斜めにずれて重なりあった刺身状と呼ばれる状態であれば、ある程度の厚みが有る板状の物や束になった紙などの員数をカウントし、目印付けを行う方法として用いることが出来る。

以下、本発明の実施例について具体的に図２、図４を使用して説明する。
本実施例においては、カートンが折り畳まれ、斜めに重なりあった状態で搬送される部分にいて、紙器カートン員数カウントマーキング装置を設置し、カートン段差測定装置１０２によって測定されたカートンの高さ情報と、搬送量測定装置１００による一定間隔の距離情報を元に、データ処理を行いカートンの枚数をカウントする。そして、あらかじめ設定した目標枚数に達したところで、対象となる１枚のカートンに対して、追従ユニット３０１によって払い出しユニット３０２を追従させ、搬送速度と同じ速度に到達したときにカートンに対して目印付けを実行し、設定どおりの枚数で目印付けが実行されているか評価を行った。

評価方法は、刺身状に搬送されているカートン１０４に対して、カートン段差測定装置１０２の測定位置を通過したカートンの枚数をカウントし、目標となるカウント数を設定、その目標枚数ごとに目印付けをする事で、目印間の枚数が目標枚数となっているかについて評価を行った。

カートン段差測定装置１０２は、カートンの重なり部分の高さ情報を正確に捉えるために、カートンが重なりあっている重なりピッチの間隔よりも狭い範囲の測定点を持つ、レーザー変位センサを用いてカートンのカウントを行った。

搬送量測定装置１００はコンベアの速度変動を考慮し、精密な位置情報を検出するためにロータリーエンコーダと、円周長が明らかな測定用ローラ１０１を用いた。

追従ユニット３０１は、搬送コンベア１０３の速度に対して正確な追従を行う為、速度制御が可能なサーボモータとボールネジを用いた直動機構により、斜めに重なり合った状態で搬送されるカートン１０４へ、払い出しユニット３０２を追従させ目印付けを行った。

払い出しユニット３０２を構成する昇降ユニット３０３とスライドユニット３０４は、動作速度が早く、制御が簡便なエアシリンダを使用し、カートンに対して目印付けを行うアクションユニット３０５は、吸着パッドを用いて目印付けを行った。

本実施例では、カートンに対して目標枚数ごとに正確に目印を付けることができた。

本実施の形態に係る紙器カートン員数カウントマーキング方法は、紙器製造ラインの折り畳みカートンの他、斜めにずれて重なりあった状態であれば、ある程度厚みのある板状の物や束になった紙の員数管理のための目印付け方法として用いることが出来る。

このように、本発明の紙器カートン員数カウントマーキング装置によれば、従来のバッティングによるカートンに対する加圧痕発生という不良を発生させること無く、搬送・生産速度が速くなった場合でも、設定した枚数間隔で刺身状に搬送されているカートンに対して境目となる１枚のカートンへ目印付けを行う事が可能となる。その結果、不良による廃棄ロスを削減することが可能となり、また原価を削減した生産が可能となる。

この発明は、生産工場において斜めに重なり合っている刺身状で搬送されてくる板形状の物品の員数管理に利用することが出来る。

０１０・・・カートン
０１１・・・１枚ずつ分離して搬送されている箇所
０１２・・・光電センサ（バッティング用カウント）
０１３・・・バッティング用エアシリンダ（目印付け）
０１４・・・圧着コンベア
０１５・・・刺身状に重なり合ったカートン
０１６・・・圧着コンベア加圧部分
０１７・・・圧着コンベア出口（ずれた部分に加圧痕）
０１８・・・飛び出したカートン
１００・・・搬送量測定装置
１０１・・・測定用ローラ
１０２・・・カートン段差測定装置
１０３・・・搬送コンベア
１０４・・・刺身状に重なり合ったカートン
２００・・・員数カウント装置
２０１・・・変換ユニット
２０２・・・Ａ／Ｄコンバータユニット
２０３・・・制御ユニット
２０４・・・操作ユニット
２０５・・・表示ユニット
３００・・・マーキング装置
３０１・・・追従ユニット
３０２・・・払い出しユニット
３０３・・・昇降ユニット
３０４・・・スライドユニット
３０５・・・アクションユニット

Claims (5)

1. カートンが重なり合って連続的に搬送されてくる紙器製造ラインで使用される紙器カートン員数カウントマーキング装置であって、
   前記紙器製造ライン上の位置情報を正確に捉えるための搬送量測定装置と、
   搬送されるカートンの高さを連続的に検出するカートン段差測定装置と、
   重なり合って搬送されるカートンの一枚に対して、搬送速度に合わせた追従動作を行いながら目印付けを行うマーキング装置と、
   カートンを搬送するための搬送コンベアと、
   前記搬送量測定装置と前記カートン段差測定装置から受け取る情報に基づいて重なり合って搬送されるカートンの中からマーキングすべきカートンを選択し、追従速度とマーキング動作を制御する員数カウント装置と、
   を備えることを特徴とする紙器カートン員数カウントマーキング装置。
2. 前記員数カウント装置が、
   前記カートン段差測定装置のアナログ出力をデジタル変換するＡ／Ｄコンバータユニットと、
   前記搬送量測定装置の出力を数値化する変換ユニットと、
   前記Ａ／Ｄコンバータユニットと変換ユニットからの情報に基づいて前記マーキング装置を制御する制御ユニットと、
   を備えていることを特徴とする請求項１に記載の紙器カートン員数カウントマーキング装置。
3. 前記搬送量測定装置がその出力を位置情報に数値化するための、円周長が明らかな測定用ローラを備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の紙器カートン員数カウントマーキング装置。
4. 前記マーキング装置が、重なり合って搬送される一枚のカートンに対して、前記搬送量測定装置の情報から搬送速度を検出した結果を基に、制御ユニットによって速度が自動的に設定されカートンの搬送速度と同様の速度を設定し追従動作を行う追従ユニットを備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の紙器カートン員数カウントマーキング装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の紙器カートン員数カウントマーキング装置を用いたマーキング方法であって、前記搬送量測定装置が前記紙器製造ライン上の位置情報を正確に捉える工程と、
   前記カートン段差測定装置がカートンの段差を測定する工程と、
   前記員数カウント装置が前記搬送量測定装置からの位置情報と前記カートン段差測定装置の情報からカートンの数をカウントする工程と、
   前記カートンの数をカウントする工程で検出したカートンの数が、ある設定した数に到達した場合に、そのカートンの位置と搬送速度を前記搬送量測定装置から検出する工程と、前記搬送速度で追従動作を行う工程と、
   マーキング装置が追従する速度と搬送速度が一致した状態で、そのカートンに対して目印付けを行う工程と、
   を備えていることを特徴とするマーキング方法。