JP2022101242A - 製函装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ラップラウンド型のブランクシート１００を用いて半函カートン１００´を製函する際に、供給されるブランクシートの位置精度を向上する。【解決手段】ブランクシート１００を単票ごとに供給する供給ユニット１０と、ブランクシートの平面方向における位置及び／又は角度を調整することで補正する補正ユニット２０と、ブランクシートの基底面部を囲む、複数の壁相当部分を折り曲げて半函カートンを成型する製函ユニット３０とを備え、補正ユニット２０は、ブランクシートの基底面部内の基準シート領域を保持する保持手段２１と、ブランクシートの基準シート領域２１ａに近接した２以上の第２のシート領域１１０Ｌ、Ｒの平面方向における位置を測定する計測手段２５、２６と、測定結果に基づき保持手段を移動させてブランクシートの位置及び／又は角度を調整することで補正する補正手段２３、２４と、を有する。【選択図】図２

Description

本開示は、製函装置に関し、特に、ブランクシートを用いて半函カートンを製函する製函装置に関する。

近年、製品の包装するための製造ラインにおいて、ラップラウンド型カートンのブランクシートから半函カートンを製函して製品を詰め込んだのち封函するという製函・包装工程が導入されており、例えば、特許文献１、２には、この工程に用いる製函装置が開示されている。

特開２００９－９６４８２号公報 特開平９－３１４７００号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載された従来の製函装置では、シートマガジン内に積層されたブランクシートの外形部分を、ガイド機構により機械的に位置規制することによって、ブランクシートの位置精度を確保する構造であることから、製函ユニットに供給されるブランクシートの位置ばらつき大きいという課題があった。

特に、近年の大型化・高精度化の趨勢により、カートンの大型化に伴いブランクシートの面積が大きい場合や、ブランクシートの反りやうねりが大きい条件では、製函ユニットに供給される際にブランクシートの位置のばらつきの縮減が難しく、カートンの成型精度が低下し、成型不良によるロスコストが生じることがあった。

本開示は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ラップラウンド型のブランクシートを用いて半函カートンを製函する工程において、製函ユニットへ供給されるブランクシートの位置精度を高めることにより、カートンの成型精度を向上して、成型不良の低減が可能な製函装置を提供することを目的とする。

本開示の一態様である製函装置は、ラップラウンド型のブランクシートの基底面部を囲む複数の壁相当部分を折り曲げて半函カートンを成型する製函装置であって、ラップラウンド型のブランクシートを単票ごとに供給する供給ユニットと、供給されたブランクシートの平面方向における位置及び／又は角度を調整することで補正する補正ユニットと、調整されたブランクシートの基底面部を囲む、複数の壁相当部分を折り曲げて半函カートンを成型する製函ユニットと、を備え、補正ユニットは、ブランクシートの基底面部内に位置する基準シート領域を保持する保持手段と、保持されたブランクシートの基準シート領域に近接した２以上の測定対象部分の平面方向における位置を測定する計測手段と、測定結果に基づき保持手段を移動させてブランクシートの位置及び／又は角度を調整することで補正する補正手段と、を有することを特徴とする。

本開示の一態様に係る製函装置によれば、ラップラウンド型のブランクシートを用いて半函カートンを製函する工程において、製函ユニットに供給されるブランクシートの位置精度を高めることにより、カートンの成型精度を向上して、成型不良の低減が可能な製函装置を提供できる。

また、従来必要であった機種変更時のシートマガジン内の位置決め機構の調整作業を削減して、生産効率を向上できる。

（ａ）は、実施の形態に係る製函装置１に供給されるラップラウンドカートンの平面図、（ｂ）は、半函カートンの斜視図である。 実施の形態に係る製函装置１の構成を示す正面図である。 製函装置１の構成を示す平面図である。 補正ユニット２０の構成を示す斜視図である。 （ａ）は、補正ユニット２０に保持されたブランクカートンの態様を示す平面図、（ｂ）は、製函ユニット３０による半函カートンの形成動作を示す斜視図である。 （ａ）は、製函ユニット３０におけるマンドレル３１、及びマンドレル保持機構３２の構成を示す右側面図、（ｂ）は、平面図である。 製函装置１における、製函動作の一態様を示す工程図である。 （ａ）～（ｃ）は、製函装置１の動作を説明するための模式正面図である。 （ａ）（ｂ）は、製函装置１の動作を説明するための模式正面図である。 （ａ）（ｂ）は、製函装置１の動作を説明するための模式正面図である。

≪本発明を実施するための形態の概要≫
本開示における実施の形態に係る製函装置は、ラップラウンド型のブランクシートの基底面部を囲む複数の壁相当部分を折り曲げて半函カートンを成型する製函装置であって、ラップラウンド型のブランクシートを単票ごとに供給する供給ユニットと、供給されたブランクシートの平面方向における位置及び／又は角度を調整することで補正する補正ユニットと、調整されたブランクシートの基底面部を囲む、複数の壁相当部分を折り曲げて半函カートンを成型する製函ユニットとを備え、補正ユニットは、ブランクシートの基底面部内に位置する基準シート領域を保持する保持手段と、保持されたブランクシートの基準シート領域に近接した２以上の測定対象部分の平面方向における位置を測定する計測手段と、測定結果に基づき保持手段を移動させてブランクシートの位置及び／又は角度を調整することで補正する補正手段と、を有することを特徴とする。

また、別の態様では、上記何れかに記載の態様において、基準シート領域と測定対象部分は、ブランクシートの平面方向における幅方向又は奥行方向における位置が略同一である構成としてもよい。

また、別の態様では、上記何れかに記載の態様において前記計測手段は、前記ブランクシートの平面方向における画像を撮像する撮像手段と、撮像された前記画像における前記測定対象部分の位置を算出し、前記補正手段は、正規位置及び角度に戻すための補正値を算出する算出手段と、を有する構成としてもよい。

また、別の態様では、上記何れかに記載の態様において、前記補正ユニットにおいて平面方向における位置及び／又は角度が調整された前記ブランクシートを前記製函ユニットに搬送する搬送手段を備え、前記ブランクシートの、搬送する方向に対する位置の補正は、前記搬送手段の、前記ブランクシートを前記製函ユニットに搬送する際の搬送距離を調整することで補正する構成としてもよい。

≪実施の形態≫
実施の形態に係る製函装置１の構成について図面を用いて説明する。ここで、本明細書では、各図におけるＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向を、それぞれ、幅方向、奥行方向、高さ方向とする場合があり、高さ方向の正方向を「上」方向、負方向を「下」方向とする場合がある。また、各図面における部材の縮尺は必ずしも実際のものと同じであるとは限らない。また、本明細書において、数値範囲を示す際に用いる符号「～」は、その両端の数値を含む。また、本実施形態で記載している、材料、数値等は好ましいものを例示しているだけであり、それに限定されることはない。また、本開示の技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。また、他の実施形態との構成の一部同士の組み合わせは、矛盾が生じない範囲で可能である。

＜ブランクシート、半函カートンの構成＞
本開示の一実施の形態に係る製函装置１に供給されるブランクシート１００、及びブランクシート１００から製函される半函カートン１００´の構成について説明する。

図１（ａ）は、実施の形態に係る製函装置１に供給されるラップラウンド型カートンの平面図である。

ブランクシート１００は、ボール紙、段ボールから撃ち抜かれラップラウンド形状のカートンのブランクシートであり、折り曲げ線によって立体を構成する複数の面に分割されている。

具体的には、図１（ａ）に示すように、ブランクシート１００は、基底面部１０１、前壁部１０２、後壁部１０３、蓋部１０４を主要部分として構成され、基底面部１０１、前壁部１０２、後壁部１０３、蓋部１０４には、それぞれ、左側壁を構成する左方フラップ１０５Ｌ～１０８Ｌ、右側壁を構成する右方フラップ１０５Ｒ～１０８Ｒが折り曲げ線を挟んで連設されている。また、蓋部１０４には、製函後において前壁部１０２の外面に重なり糊しろとなる前方フラップ１０９が折り曲げ線を挟んで連設されている。

図１（ｂ）は、ブランクシート１００から製函された半函カートン１００´の斜視図である。図１（ｂ）に示すように、半函カートン１００´は、ブランクシート１００の前壁部１０２、後壁部１０３、左方フラップ１０５Ｌ～１０７Ｌ、右方フラップ１０５Ｒ～１０７Ｒを、それぞれの根本の曲げ線で上方に折り曲げて、基底面部１０１を底面として成形した蓋付半函カートンである。ブランクシート１００の基底面部１０１が製函における基準面となる。また、左方フラップ１０６Ｌ、１０７Ｌは１０５Ｌの内方に、右方フラップ１０６Ｒ、１０７Ｒは１０５Ｒの内側に入り込んで製函される。

＜製函装置１の構成について＞
製函装置１の構成について図面を用いて説明する。図２は、実施の形態に係る製函装置１の構成を示す正面図、図３は平面図である。

（全体構成）
製函装置１は、複数のブランクシート１００が平積されたシートスタック１００ｘ、ブランクシート１００を供給する供給ユニット１０、ブランクシートの平面方向における位置及び／又は角度を補正する補正ユニット２０、ブランクシート１００から半函カートン１００´を成型する製函ユニット３０、半函カートン１００´を搬出する搬送路４０とを備える。供給ユニット１０、補正ユニット２０、製函ユニット３０、搬送路４０は、これらを制御する制御部５０によって、それぞれが連関して動作するように制御されている。

また、本実施の形態では、製函対象となるブランクシート１００として、半函カートン１００´を製函するためのラップラウンド形状のカートンのブランクシートを例に、製函装置１の態様について説明する。しかしながら、ブランクシート１００は、ラップラウンド型以外に、例えば、ストレート型等、他の形状であってもよい。

（各部構成）
以下、製函装置１における、各部の構成について、説明する。

［供給ユニット１０］
供給ユニット１０は、複数のブランクシート１００が平積されたシートスタック１００ｘから、ブランクシート１００を単票ごとに取り出して、補正ユニット２０に供給する機構ユニットである。したがって、ブランクシート１００の平面方向は、図２、３におけるＸ－Ｙ平面と平行な方向となる。

図２、３に示すように、供給ユニット１０は、吸着ヘッド１１、昇降アーム１２、水平可動アーム１３、ガイドレール１４を有する。

吸着ヘッド１１は、Ｙ方向に複数配されており、それぞれは下方を向いたヘッド面に吸気孔を有する。吸気孔は、図示しない真空ポンプ等に接続されている。吸着ヘッド１１のヘッド面をシートスタック１００ｘの上側の表面に接触させた状態で吸気孔に負圧を付勢することによって、単票のブランクシート１００を吸着保持することができる。

昇降アーム１２は、吸着ヘッド１１それぞれに接続され、吸着ヘッド１１を上下方向に昇降可能に構成されたアーム部材である。

水平可動アーム１３は、複数の昇降アーム１２を支持し、ガイドレール１４に沿ってＸ方向に移動可能に構成された搬送手段である。水平可動アーム１３は、例えば、駆動用モータ等のアクチュエータ手段を含み、制御部５０から発せられる制御信号に基づき駆動され、吸着ヘッド１１のＸ方向の位置を変更することができる。

ガイドレール１４は、水平可動アーム１３の移動を案内するレール機構である。

この供給ユニット１０によれば、ブランクシート１００を吸着ヘッド１１に吸着した状態で、昇降アーム１２を引き上げることにより、シートスタック１００ｘの最上面のブランクシート１００を引き上げ、水平可動アーム１３をガイドレール１４に沿ってＸ方向に移動することにより、ブランクシート１００を、補正ユニット２０まで搬送する。さらに、昇降アーム１２を下降させて、ブランクシート１００を補正ユニット２０の基盤２１上に載設して負圧を解除することにより、ブランクシート１００を補正ユニット２０の基盤２１上に載設することができる。

［補正ユニット２０］
補正ユニット２０は、供給されたブランクシート１００のＸ－Ｙ面方向における位置及び／又は角度を補正して、ブランクシート１００の平面方向における位置及び角度を、基準範囲内に収めるための機構である。

図４は、補正ユニット２０の構成を示す斜視図である。図２、３、４に示すように、補正ユニット２０は、基盤２１、支柱２２、回転機構２３、スライド機構２４、撮像手段２５、光源２６、吸引機構２７を有する。

基盤２１は、供給ユニット１０によって供給されたブランクシート１００が載設される支持台であって、上側の表面にＹ方向に列設された複数の吸気孔２１ａを有する。あるいは、基盤２１上の吸気孔２１ａと異なるＸ方向の位置に吸気孔２１ｂを有していてもよい。

吸気孔２１ａ、２１ｂは、例えば、真空ポンプ等に接続された吸引機構２７に接続されている。ブランクシート１００が基盤２１に載設された状態で、吸引機構２７により吸気孔２１ａ、２１ｂに負圧を付勢することによって、ブランクシート１００を基盤２１の上面に吸着して保持することができる。吸気孔２１ａ、２１ｂが吸着するブランクシート１００の基準シート領域１１１（図５（ａ）参照）については、後述する。

なお、本明細書では、基盤２１、吸引機構２７が保持手段を構成する。

支柱２２は、基盤２１を支持する構造部材である。

回転機構２３は、支柱２２を支持しＸーＹ面内で基準回転軸を中心として回転可能に構成された回転運動機構である。回転機構２３は、例えば、モータ等のアクチュエータ手段を含み、制御部５０から発せられる制御信号に基づき駆動され、基盤２１のＺ方向に平行な軸を中心に回転させて、基盤２１のＸ－Ｙ面内の角度を調整することができる。

スライド機構２４は、回転機構２３を支持し、Ｙ方向（奥行き方向）に移動可能に構成された直性運動機構である。スライド機構２４は、例えば、モータ、リニアモータ等のアクチュエータ手段を含み、制御部５０から発せられる制御信号に基づき駆動され、基盤２１のＹ方向の位置を可逆的に変更することができる。

なお、本明細書では、回転機構２３、スライド機構２４、及び後述する製函ユニット３０のロボットアーム３３が、ブランクシート１００のＸ－Ｙ面方向における位置及び／又は角度の補正手段を構成する。

撮像手段２５は、Ｙ方向に複数配され、基盤２１に載設されたブランクシート１００のＹ方向の外形部分の画像を撮像するための画像取得手段である。撮像手段２５には、例えば、鏡筒に光学レンズを備えたＣＣＤカメラを用いてもよい。

光源２６は、Ｚ方向に基盤２１を挟んで撮像手段２５と対向して配された照明光源である。光源２６は、例えば、白色ＬＥＤや有機ＥＬからなる面光源を用いてもよい。

本例では、図４に示すように、撮像手段２５は、基盤２１のＸ－Ｙ面方向の外方における、基盤２１の下方に上方に向けて配され、基盤２１上のブランクシート１００のＹ方向の外形部分に位置する測定対象部分ＭＰを含むシート領域１１０Ｌ、１１０Ｒ（図５（ａ）参照）を、光源２６からの透過光によって撮像できるように構成されている。

製函装置１では、撮像手段２５により取得されたブランクシート１００のＹ方向の外形部分を含むシート領域１１０Ｌ、１１０Ｒの画像に基づき、画像内のブランクシート１００の測定対象部分ＭＰの平面方向における位置及び角度を検出し、これらを補正する。

具体的には、Ｙ方向に複数配された撮像手段２５により取得されたブランクシート１００のＹ方向の外形部分を含むシート領域１１０Ｌ、１１０Ｒの画像が制御部５０に出力され、制御部５０は取得した画像に基づきブランクシート１００の計測対象部分ＭＰのＸ－Ｙ面方向における位置及び角度を計測し、正規位置及び角度に戻すための、補正すべきＸ方向の距離（Ｘ方向補正値）、補正すべきＹ方向の距離（Ｙ方向補正値）、補正すべき回転角度（角度補正値）を算出する。画像を用いて位置及び角度を検出することで、製函対象のブランクシートを異なるサイズのものに変更する場合にも、制御部５０における測定対象部分ＭＰの正規位置及び角度の設定値を変更するだけで、任意のサイズのブランクシートに容易に適合させることが可能となる。

このとき、Ｘ方向補正値は、例えば、シート領域１１０Ｌ、１１０Ｒ、それぞれの測定対象部分ＭＰにおけるＸ方向補正値の平均値としてもよく、Ｙ方向補正値は、シート領域１１０Ｌ、１１０Ｒ、それぞれの測定対象部分ＭＰにおけるＹ方向補正値の平均値としてもよい。

また、角度補正値は、例えば、シート領域１１０Ｌ、１１０Ｒ、それぞれの測定対象部分ＭＰにおけるＹ方向補正値の差分と、Ｘ方向補正値の差分との比に基づき算出される角度してもよい。

そして、制御部５０は、Ｙ方向補正値に基づく制御信号をスライド機構２４に出力し、スライド機構２４は基盤２１のＹ方向の位置を補正することで、基盤２１の吸気孔２１ａ、２１ｂにより吸着されたブランクシート１００のＹ方向の位置が補正される。

また、制御部５０は、角度補正値に基づく制御信号を回転機構２３に出力し、回転機構２３は基盤２１のＸ－Ｙ面方向における角度を補正することで、基盤２１の吸気孔２１ａ、２１ｂにより吸着されたブランクシート１００のＸ－Ｙ面方向における角度が補正される。

なお、ブランクシート１００のＸ方向の位置の補正は、基盤２１のＸ方向の位置を補正することによっては行わない。すなわち、制御部５０は、Ｘ方向補正値に基づく制御信号を製函ユニット３０に出力し、製函ユニット３０のロボットアーム３３が、補正ユニット２０から製函ユニット３０までブランクシート１００をＸ方向に移載・搬送する際に、その移載・搬送する距離を補正することで、移載・搬送を兼ねてブランクシート１００のＸ方向の位置を補正する。

（ブランクシート１００における測定対象部分ＭＰの位置について）
次に、ブランクシート１００の測定対象部分の位置の詳細について、図面を用いて説明する。

図５（ａ）は、補正ユニット２０に保持されたブランクカートンの態様を示す平面図である。図５（ａ）に示すように、製函ユニット３０では、製函時にＸーＹ面に２×２のマトリック状に配された４個のマンドレル３１がブランクシート１００の基底面部のコーナ部分に位置するように、マンドレル３１間のＸ、Ｙ方向のピッチがそれぞれ設定されている。製函ユニット３０では、マンドレル３１を雄型としてブランクシート１００の基底面部１０１を押し込むことにより、基底面部１０１の周りの複数の壁相当部分、すなわち、前壁部１０２、後壁部１０３、左方フラップ１０５Ｌ（左側壁）、右方フラップ１０５Ｒ（右側壁）を折り曲げて半函カートン１００´が成形される。したがって、ブランクシート１００の基底面部１０１が製函時の基準面（以後、「製函基準面」と記す場合がある）となる。

補正ユニット２０は、上述のとおり、ブランクシート１００を基盤２１に設けられた吸気孔２１ａの負圧によって基盤２１の上面に吸着して保持する。このとき、基盤２１の吸気孔２１ａがブランクシート１００の基底面部１０１内に位置する状態でブランクシート１００を保持する。この基底面部１０１内に位置する吸気孔２１ａの範囲を基準シート領域１１１とする。

本例では、図５（ａ）に示すように、基準シート領域１１１は基底面部１０１内においてＹ方向に複数、列設された構成を採る。あるいは、基盤２１に予備的に吸気孔２１ａとは異なる吸気孔２１ｂを設けて、基底面部１０１外のシート領域１１２を吸着する構成としてもよい。

吸気孔２１ａによりブランクシート１００が保持される基準シート領域１１１は、補正ユニット２０によってブランクシート１００の位置及び／又は角度を補正するときの動作点となる。また、基準シート領域１１１は、製函ユニット３０にブランクシート１００を搬送するときの動作点となる。そのため、基準シート領域１１１は、ブランクシート１００における製函基準面である基底面部１０１内に位置することが望ましい。

補正ユニット２０の撮像手段２５は、基盤２１に載設されたブランクシート１００のＹ方向の外形部分における、基準シート領域１１１の何れかに近接した測定対象部分ＭＰの平面方向における位置を測定する。

本例では、図５（ａ）に示すように、測定対象部分ＭＰとして、基底面部１０１の４隅の位置から選択されるＸ方向の位置が等価な２点であって、基準シート領域１１１の何れかに近接し、ブランクシート１００の外形基準による透過光による位置測定に適した左方フラップ１０５Ｌと１０７Ｌの間の切り込み（エッジ）の谷間の点を選択する。

ここで、「近接している」とは、基準シート領域と測定対象部分ＭＰとの、ブランクシート１００の平面方向における幅方向（Ｘ方向）又は奥行方向（Ｙ方向）における位置が略同一であることを指し、例えば、幅方向（Ｘ方向）又は奥行方向（Ｙ方向）における両者の間隔が、基底面部１０１の幅方向（Ｘ方向）又は奥行方向（Ｙ方向）における幅の１／３以下であることを指す。

基底面部１０１内に位置する吸気孔２１ａの範囲である基準シート領域１１１と測定対象部分ＭＰとを上記のように近接させることにより、ブランクシート１００の位置や角度の補正や、製函ユニット３０への搬送におけるブランクシート１００の反りやうねりの影響を軽減して、製函ユニット３０に供給されるブランクシート１００の位置精度を向上することができる。その結果、カートンの成型精度を向上して、成型不良を低減することができる。

［製函ユニット３０］
製函ユニット３０は、平面方向における位置及び角度が正規の範囲に調整されたブランクシート１００を補正ユニット２０から取り出して、ブランクシート１００の基底面部を囲む、複数の壁相当部分１０２、１０３、１０５Ｌ、１０５Ｒを折り曲げて半函カートン１００´を成型する製函機構である。

図２、３に示すように、マンドレル３１、吸着部３１１、マンドレル保持機構３２、ロボットハンド３８、ロボットアーム３３、支持ガイド部材３４、３７、ローラ３５、折り曲げ板３６を有する。

マンドレル３１は、ブランクシート１００の基底面部を押圧して基底面部１０１を囲む、複数の壁相当部分１０２、１０３、１０５Ｌ、１０５Ｒを折り曲げて半函カートン１００´を成型するための雄型として機能する型部材であるとともに、下端に吸着部３１１を備えブランクシート１００を上方から吸着保持する機能を有する。マンドレル３１は、Ｘ、Ｙ方向にそれぞれ、２個ずつ配され、合計４個のマンドレル３１は、平面方向に内装されたマンドレル保持機構３２によって保持される。

吸着部３１１は、下面に吸気孔を有する。吸気孔は、図示しない真空ポンプ等に接続されている。吸着部３１１の下面を基盤２１に載設されたブランクシート１００の上面に接触させた状態で吸気孔に負圧を付勢することによって、ブランクシート１００を吸着保持することができる。

ロボットハンド３８は、ロボットアーム３３の先端に接続され、ロボットアーム３３によって空間移動するアクチュエータ手段であり、第１のワークヘッドとして、保持機構３２、マンドレル３１、吸着部３１１を保持する。

ロボットアーム３３は、例えば、天井に設置されたロボット本体部等、上方から懸架された、いわゆる天吊りされたロボットアームである。ロボットアーム３３は、ロボットハンド３８を介してマンドレル保持機構３２に接続され、マンドレル３１を保持してＸＹＺ方向からなる３次元空間の中で所定の位置に移送可能な３軸のロボットアーム機構である。ロボットアーム３３は、アクチュエータ手段（駆動用モータ）を含み、制御部５０から発せられる制御信号に基づき駆動され、吸着部３１１のＸＹＺ方向の位置を変更することができる。

ここで、プランクシート１００を製函ユニット３０において精度良く半函カートン１００´状態に成型するために、前述したように、供給ユニット１０から補正ユニット２０に供給されたブランクシート１００は、補正ユニット２０において、Ｘ－Ｙ面方向における角度、および、Ｙ方向の位置が補正された状態となっている。このように補正された状態のブラックシート１００をロボットアーム３３によって製函ユニット３０へ移載する際に、制御部５０から出力されたＸ方向補正値に基づく制御信号に基づき、移載搬送（すなわちＸ方向）の距離を補正することで、ブランクシート１００は、移送搬送されると同時にＸ方向の位置補正が行われる。すなわち以上により、供給ユニット１０から供給されるブランクシート１００は、Ｘ方向の位置、Ｙ方向の位置、Ｘ－Ｙ面方向における角度、のそれぞれが補正された状態、すなわち位置精度良く製函ユニット３０に載置されることになる。その結果、半函カートン１００´状態に精度良く成型することが可能となる。

また、一対の支持ガイド部材３４は、ブランクシート１００を半函カートン１００´に製函する際にブランクシート１００のＸ方向の両端が載設される支持台であり、Ｘ－Ｚ面内で回動することにより製函時にブランクシート１００の成形を容易にする機能を有する。

同様に、一対の支持ガイド部材３７は、製函する際にブランクシート１００のＹ方向の両端が載設される支持台であり、Ｙ－Ｚ面内で回動することにより製函時にブランクシート１００の成形を容易にする機能を有する。

折り曲げ板３６は、Ｘ方向にマンドレル３１を挟んで一対が配されており、ブランクシート１００を折り曲げて半函カートン１００´を成型するための雌型として機能する型部材であり、支持ガイド部材３４、３７の下方であって、平面視したとき４個のマンドレル３１の外方に位置する。

ローラ３５は、支持ガイド部材３４、３７の下方、かつ折り曲げ板３６の上方に位置し、製函時にブランクシート１００を折り曲げ板３６の内側に導くための回転ローラ機構である。

ブランクシート１００を吸着部３１１に吸着した状態で、ロボットアーム３３を引き上げることにより、基盤２１に載設されたブランクシート１００を引き上げ、ロボットアーム３３をＸ方向に移動することにより、ブランクシート１００の両端が一対の支持ガイド部材３４、３７にまたがる位置まで搬送して、ブランクシート１００を一対の支持ガイド部材３４、３７に載設する。

さらに、ロボットアーム３３を下降させて、マンドレル３１を雄型としてブランクシート１００の基底面部１０１は搬送路４０の上面に到達するまで下方に押し込むことにより、基底面部１０１の周りの複数の壁相当部分１０２、１０３、１０５Ｌ、１０５Ｒを折り曲げて半函カートン１００´を成型することができる。

図５（ｂ）は、製函ユニット３０による半函カートンの形成動作を示す斜視図である。図５（ｂ）に示すように、４個のマンドレル３１は、ブランクシート１００の基底面部のコーナ部分に位置するように、Ｘ、Ｙ方向のピッチが設定されており、マンドレル３１を雄型としてブランクシート１００の基底面部１０１を一対の折り曲げ板３６の間に押し込むことにより、基底面部１０１の周りの複数の壁相当部分１０２、１０３、１０５Ｌ、１０５Ｒを折り曲げて半函カートン１００´を成型する。

成形された半函カートン１００´を搬送路４０に載設して負圧を解除し、ロボットアーム３３を上昇させてマンドレル３１を引き上げることにより、半函カートン１００´は搬送路４０上に留置され、Ｙ方向に搬出される。

（マンドレル保持機構３２の詳細）
図６（ａ）は、製函ユニット３０におけるマンドレル３１、及びマンドレル保持機構３２の構成を示す右側面図、（ｂ）は、平面図である。

マンドレル保持機構３２は、軸端がマンドレル３１の孔に挿通されてマンドレル３１を保持するシャフト３２５と、軸中央部分においてシャフト３２５を支持する可動軸受け３２１と、可動軸受け３２１の孔に挿通されて可動軸受け３２１を軸方向において挿抜自在に支持する連結シャフト３２４と、連結シャフト３２４を孔に挿通させて保持する支柱３２２を有する。マンドレル保持機構３２は、例えば、駆動用モータアクチュエータ手段を含み、制御部５０から発せられる制御信号に基づき駆動され、可動軸受け３２１のＸ方向の位置と、シャフト３２５のＹ方向の位置をそれぞれ変更することができる。

例えば、図６（ａ）（ｂ）に示すように、可動軸受け３２１を連結シャフト３２４に沿って外方にスライドするとともに、Ｘ方向の内方に位置するマンドレル３１を外方に移動させることができる。

さらに、可動軸受け３２１に挿通されたシャフト３２５をマンドレル３１が外方にスライドすることにより、Ｙ方向の内方に位置するマンドレル３１を外方に移動させることができる。

すなわち、マンドレル保持機構３２によって、４個のマンドレル３１は、Ｘ、Ｙ方向それぞれの距離を変更することができる。

これにより、例えば、小型のブランクシートの基底面部１００Ｓのコーナ部に適合するマンドレル３１を、大型のブランクシートの基底面部１００Ｌのコーナ部に適合するマンドレル３１´に仮想的に変換することができる。

その結果、製函装置１によれば、製函対象のブランクシートを、異なるサイズのものに変更する場合に、マンドレル保持機構３２を駆動させて縦又は奥行方向の一対のマンドレル３１の間隔を独立に変更して、４個のマンドレル３１の間隔を任意の値に変更するだけで、任意のサイズのブランクシートに容易に適合させることができる。

そのため、従来必要であった、製函ユニット３０における複数のマンドレル３１をサイズ変更後の製函対象のブランクシートに適合したマンドレル３１に交換する等の型変更の作業を削減し、サイズの異なるカートンの製函を容易に切り替え可能な製函装置を提供することができる。

また、型変更後に、サイズ変更に伴うマンドレル３１の位置調整を簡素化できる。

［搬送路４０、制御部５０］
搬送路４０は、半函カートン１００を搬送する搬送装置である。搬送路４０には、リニアモータを用い経路上の複数の可動モジュールそれぞれの搬送を独立に制御することができる、いわゆるリニア搬送と呼ばれる方式のコンベアを用いてもよい。あるいは、搬送ベルトによって、上設された物品が搬送されるコンベア機構を用いてもよい。

制御部５０は、供給ユニット１０、補正ユニット２０、製函ユニット３０、搬送路４０に電気的に接続され、制御信号を出力して各ユニットの動作を制御する。

また、制御部５０は、上述のとおり、撮像されたブランクシート１００のＹ方向の外形部分を含むシート領域１１０Ｌ、１１０Ｒの画像に基づき測定対象部分ＭＰの位置を算出し、これらを正規位置及び角度に戻すための補正値を算出する算出手段として機能する。

制御部５０は、例えば、一般的なＣＰＵ(Central Processing Unit)とＲＡＭ(Random Access Memory)と、これらで実行されるプログラムを備えるコンピュータとして実現される。制御部５０は、記憶装置等から製函装置１にかかる制御プログラムをＲＡＭに読みだして実行することにより、製函装置１を構成する各ユニットそれぞれが連関して動作するように制御これらを制御して、製函装置１の機能を実現する。

以上の構成を備えた製函装置１によれば、供給ユニット１０によりシートスタック１００ｘからブランクシート１００を取り出して補正ユニット２０に供給し、補正ユニット２０によりブランクシート１００の平面方向における位置及び／又は角度を補正し、製函ユニット３０により半函カートン１００´に製函し、半函カートン１００´を搬送路４０に沿って搬送する。

＜製函装置１の動作について＞
次に、本実施形態の製函装置１において行われる、製函動作について説明する。

図７は、製函装置１における、製函動作の一態様を示す工程図である。図８～１０は、製函装置１の動作を説明するための模式正面図である。

製函装置１の動作では、先ず、ブランクシート１００を供給する工程動作が行われる（ステップＳ１）。

ブランクシート１００の供給工程では、先ず、供給ユニット１０は、吸着ヘッド１１のヘッド面をシートスタック１００ｘの上表面に接触させた状態で吸気孔２１ａに負圧Ｆ１を付勢することによって、単票のブランクシート１００を吸着保持する（図８（ａ））。

次に、供給ユニット１０は、ブランクシート１００を吸着ヘッド１１に吸着した状態で、昇降アーム１２を引き上げて、シートスタック１００ｘの最上面のブランクシート１００を引き上げて、水平可動アーム１３をガイドレール１４に沿ってＸ方向に移動して、ブランクシート１００を、補正ユニット２０の位置まで搬送する（Ｍ１：図８（ｂ））。

さらに、昇降アーム１２を下降させて、ブランクシート１００を補正ユニット２０の基盤２１上に載設して負圧を解除して、ブランクシート１００を補正ユニット２０の基盤２１上に搬送する（図８（ｂ））。

次に、ブランクシート１００の位置、角度を補正する工程動作が行われる（ステップＳ２、図８（ｃ））。

位置、角度を補正する工程では、補正ユニット２０は、ブランクシート１００が基盤２１に載設された状態で、吸引機構２７により吸気孔２１ａに負圧Ｆ２（図８（ｃ））を付勢することによって、ブランクシート１００を基盤２１の上面に吸着して保持する。

次に、補正ユニット２０は、撮像手段２５により、基盤２１に載設されたブランクシート１００のＹ方向の外形部分近傍の測定対象部分ＭＰを含むシート領域１１０Ｌ、１１０Ｒを、光源２６からの透過光によって撮像し、この画像に基づき、画像内のブランクシート１００の測定対象部分ＭＰの平面方向における位置及び角度を計測し、正規位置及び角度に戻すための、Ｘ、Ｙ方向及び、Ｘ－Ｙ面内の角度の補正値を算出する。そして、スライド機構２４は基盤２１のＹ方向の位置を補正し（Ａ２）、回転機構２３は基盤２１のＸ－Ｙ面方向における角度を補正する（Ａ１）。

次に、ブランクシート１００を半函カートン１００´に製函する工程動作が行われる（ステップＳ３）。

製函工程では、製函ユニット３０は、ロボットアーム３３により４個のマンドレル３１が、補正ユニット２０の基盤２１上に載設されたブランクシート１００の基底面部１０１のコーナ部分に位置するように移送する（Ｍ２：図９（ａ））。そして、吸着部３１１の下面をブランクシート１００の上面に接触させた状態で吸気孔２１ａに負圧Ｆ３（図９（ａ））を付勢することによって、ブランクシート１００を吸着保持する（図９（ａ））。

次に、ブランクシート１００を吸着部３１１に吸着した状態で、基盤２１に載設されたブランクシート１００を引き上げ、ロボットアーム３３をＸ方向に移動することにより（Ｍ３：図９（ｂ））、ブランクシート１００の両端が一対の支持ガイド部材３４（３７）にまたがる位置まで搬送して、ブランクシート１００を一対の支持ガイド部材３４（３７）に載設する（図９（ｂ））。この搬送の際に、製函ユニット３０は、撮像手段２５により取得されたブランクシート１００の画像に基づき算出された、測定対象部分ＭＰのＸ方向補正値に基づいて、製函ユニット３０までのブランクシート１００のＸ方向の搬送距離を補正する。

次に、ロボットアーム３３を下降させて（Ｍ４：図１０（ａ））、マンドレル３１を雄型としてブランクシート１００の基底面部１０１は搬送路４０の上面に到達するまで下方に押し込むことにより、基底面部１０１の周りの複数の壁相当部分１０２、１０３、１０５Ｌ、１０５Ｒを折り曲げて半函カートン１００´を成型する。

次に、ブランクシート１００から成形された半函カートン１００´を搬送路４０に載設した状態で負圧Ｆ３を解除し、ロボットアーム３３を上昇させてマンドレル３１を引き上げて（Ｍ５：図１０（ｂ））、半函カートン１００´を搬送路４０に留置する（図１０（ｂ））。

最後に、半函カートンの搬出工程（ステップＳ４）では、搬送路４０によって半函カートン１００´をＹ方向に移送して次工程に搬出する（Ｍ６：図１０（ｂ））。

以上の工程により、製函装置１では、シートスタック１００ｘからブランクシート１００を供給し、ブランクシート１００の平面方向における位置及び／又は角度を補正し、半函カートン１００´に製函して搬送路４０に沿って搬送する製函動作が行われる。

＜まとめ＞
以上、説明したように、実施の形態に係る製函装置１は、ラップラウンド型のブランクシート１００の基底面部１０１を囲む複数の壁相当部分１０２、１０３、１０５Ｌ、１０５Ｒを折り曲げて半函カートン１００´を成型する製函装置１であって、ラップラウンド型のブランクシート１００を単票ごとに供給する供給ユニット１０と、供給されたブランクシート１００の平面方向における位置及び／又は角度を調整することで補正する補正ユニット２０と、調整されたブランクシート１００の基底面部１０１を囲む、複数の壁相当部分１０２、１０３、１０５Ｌ、１０５Ｒを折り曲げて半函カートン１００´を成型する製函ユニット３０と、を備え、補正ユニット２０は、ブランクシート１００の基底面部１０１内に位置する基準シート領域１１１を保持する保持手段２１、２７と、保持されたブランクシート１００の基準シート領域１１１に近接した２以上の測定対象部分ＭＰの平面方向における位置を測定する計測手段２５、５０と、測定結果に基づき保持手段２１、２７を移動させてブランクシートの位置及び／又は角度を調整することで補正する補正手段２３、２４、３０と、を有することを特徴とする。

係る構成により、ラップラウンド型のブランクシート１００を用いて半函カートン１００´を製函する際に、供給されるブランクシート１００の位置精度を高めることができる。

特に、近年の大型化・高精度化の趨勢に対応することができ、カートンの大型化に伴いブランクシートの面積が大きい場合や、ブランクシートの反りやうねりが大きい条件では、製函ユニットに供給される際にブランクシートの位置のばらつきを縮減でき、カートンの成型精度を向上して、成型不良の低減が可能な製函装置を提供することができる。

また、従来必要であった機種変更（型替え）時のシートマガジン内の位置決め機構の調整作業を削減して、生産効率を向上できる。

また、別の態様では、上記何れかに記載の態様において、基準シート領域１１１と測定対象部分ＭＰは、ブランクシート１００の平面方向における幅方向（Ｘ方向）又は奥行方向（Ｙ方向）における位置が略同一である構成としてもよい。

係る構成により、基準シート領域１１１と測定対象部分ＭＰとを近接させることにより、ブランクシート１００の位置や角度の補正や、製函ユニット３０への搬送におけるブランクシート１００の反りやうねりの影響を軽減して、製函ユニット３０に供給されるブランクシート１００の位置精度を向上することができる。

また、別の態様では、上記何れかに記載の態様において、計測手段２５、５０は、ブランクシート１００の平面方向における画像を撮像する撮像手段２５と、撮像された画像における測定対象部分ＭＰの位置を算出し、正規位置及び角度に戻すための補正値を算出する算出手段５０と、を有する構成としてもよい。

係る構成により、撮像手段２５により取得されたブランクシート１００のＹ方向の外形部分を含むシート領域１１０Ｌ、１１０Ｒの画像に基づき、画像内のブランクシート１００の測定対象部分ＭＰの平面方向における位置及び角度を検出し、これらを正規位置及び角度に戻す補正を行うことができる。

また、別の態様では、上記何れかに記載の態様において、補正ユニット２０において平面方向における位置及び／又は角度が調整されたブランクシート１００を製函ユニット３０に搬送する搬送手段を備え、ブランクシート１００の、搬送する方向に対する位置の補正は、搬送手段の、ブランクシート１００を製函ユニット３０に搬送する際の搬送距離を調整することで補正する構成としてもよい。

係る構成により、供給ユニット１０から供給されるブランクシート１００は、Ｙ方向の位置、Ｘ－Ｙ面方向における角度に加えて、Ｘ方向の位置が補正された状態で製函ユニット３０に載置され、精度良く半函カートン１００´を成型することができる。

≪変形例≫
実施の形態に係る製函装置を説明したが、本開示は、その本質的な特徴的構成要素を除き、以上の実施の形態に何ら限定を受けるものではない。例えば、実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。以下では、そのような形態の一例として変形例を説明する。

上記実施の形態では、ブランクシート１００を供給する供給ユニット１０と、ブランクシート１００の平面方向における位置及び／又は角度を調整する補正ユニット２０と、調整されたブランクシート１００から半函カートン１００´を成型する製函ユニット３０を備えた製函装置１とする構成とした。

しかしながら、本発明は、ブランクシート１００の位置及び／又は角度を調整する補正ユニット２０を備え、ブランクシート１００から半函カートン１００´を成型する製函ユニット３０にシートを供給するシート供給装置として実現してもよい。

この場合、補正ユニット２０は、実施の形態と同様に、ブランクシート１００の基底面部１０１内に位置する基準シート領域１１１を保持する保持手段と２１、保持されたブランクシート１００の基準シート領域１１１に近接した２以上の測定対象部分ＭＰのＸ－Ｙ面方向における位置を測定する計測手段２５、５０と、測定結果に基づき保持手段２１を移動させてブランクシート１００の位置及び／又は角度を補正する補正手段２３、２４とを有することにより実現される。

係る構成により、実施の形態と同様に、製函ユニット３０に供給されるブランクシート１００の位置精度を高めることにより、半函カートン１００´の成型精度を向上することが可能となる。また、機種変更時のシートマガジン内の位置決め機構の調整作業を削減して、生産効率を向上できる。

≪補足≫
以上で説明した実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、工程、工程の順序などは一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていないものについては、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。

また、上記の方法が実行される順序は、本発明を具体的に説明するために例示するためのものであり、上記以外の順序であってもよい。また、上記方法の一部が、他の方法と同時（並列）に実行されてもよい。

また、発明の理解の容易のため、上記各実施の形態で挙げた各図の構成要素の縮尺は実際のものと異なる場合がある。また本発明は上記各実施の形態の記載によって限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

また、各実施の形態及びその変形例の機能のうち少なくとも一部を組み合わせてもよい。

本開示の一態様に係る製函装置は、製造ライン等において、製品、部品、工作物、包装、各種容器等の物品を搬送する製函装置に利用可能である。また、各種物流等において、包装された荷物や梱包物を搬送する製函装置としても好適に利用可能である。

１ 製函装置
１０ 供給ユニット
１１ 吸着ヘッド
１２ 昇降アーム
１３ 水平可動アーム
１４ ガイドレール
２０ 補正ユニット
２１ 基盤（保持手段）
２２ 支持部材（補正手段）
２３ 回転機構（補正手段）
２４ 可動機構（補正手段）
２５ 撮像手段（計測手段）
２６ 光源
２７ 吸引機構（保持手段）
３０ 製函ユニット
３１ マンドレル
３１１ 吸着部
３２ マンドレル支持機構
３２１ 可動軸受け
３２２ 支柱
３２４ 連結シャフト
３２５ シャフト
３３ ロボットアーム
３４、３７ 支持ガイド部材
３５ ローラ
３６ 折り曲げ板
３８ ロボットハンド
４０ 搬送路
５０ 制御部（算出手段）
１００ ブランクシート
１００´ 半函カートン
１００ｘ シートスタック

Claims (4)

1. ラップラウンド型のブランクシートの基底面部を囲む複数の壁相当部分を折り曲げて半函カートンを成型する製函装置であって、
   ラップラウンド型のブランクシートを単票ごとに供給する供給ユニットと、
   供給された前記ブランクシートの平面方向における位置及び／又は角度を調整することで補正する補正ユニットと、
   調整された前記ブランクシートの基底面部を囲む、複数の壁相当部分を折り曲げて半函カートンを成型する製函ユニットと、
   を備え、
   前記補正ユニットは、
   前記ブランクシートの前記基底面部内に位置する基準シート領域を保持する保持手段と、
   保持された前記ブランクシートの前記基準シート領域に近接した２以上の測定対象部分の前記平面方向における位置を測定する計測手段と、
   測定結果に基づき前記保持手段を移動させて前記ブランクシートの前記位置及び／又は角度を調整することで補正する補正手段と、
   を有する
   製函装置。
2. 前記基準シート領域と前記測定対象部分は、前記ブランクシートの平面方向における幅方向又は奥行方向における位置が略同一である
   請求項１に記載の製函装置。
3. 前記計測手段は、
   前記ブランクシートの平面方向における画像を撮像する撮像手段と、
   撮像された前記画像における前記測定対象部分の位置を算出し、正規位置及び角度に戻すための補正値を算出する算出手段と、
   を有する
   請求項１又は２に記載の製函装置。
4. 前記補正ユニットにおいて平面方向における位置及び／又は角度が調整された前記ブランクシートを前記製函ユニットに搬送する搬送手段を備え、
   前記ブランクシートの、搬送する方向に対する位置の補正は、
   前記搬送手段の、前記ブランクシートを前記製函ユニットに搬送する際の搬送距離を調整することで補正する、
   請求項１から３の何れか１項に記載の製函装置。

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