JP4774350B2 - 製函機における折れ精度検査装置及び折れ精度検査方法,製函機,並びに折れ精度調整方法 - Google Patents
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Description
まず、正常な段ボールケース100について説明すると、図12(A)に示すように、正常な段ボールケース100は段ボールケース100の折り曲げ位置である折れ位置A1から側板部102の端部までの長さ(段ボール箱の横寸法に相当する)P1と折れ位置A2から側板部102の端部までの長さ(段ボール箱の縦寸法に相当する)P2とがいずれも正常範囲内であるとともに、接合部分において隣接する各フラップ101で形成されるギャップ幅G0が正常範囲内である必要がある。
例えば、特許文献1の技術では所定の枚数を積重された段ボールケースのバッチの前後方向端面に露出する接合部分のギャップをカメラにより撮像してギャップ幅を測定することにより、折れ精度の良否を検査している。
また、段ボールケースの折れ位置は製函機の製造ラインの幅方向両端に位置しており、接合部分(つまりギャップ部)は段ボールケースの幅方向中央部分の段ボールケース下面側に位置しているため、カメラによりギャップ部を撮像するためには製造ラインの幅方向中央にカメラを設置する必要があり、機械の構造や製造工程上の制約が大きいという不都合があった。
また、特許文献1の技術では既に複数枚数積重された段ボールケースの折れ精度を同時に検出することになり、各段ボールケースの製造過程において、速やかに(つまり、積重される前に)折れ精度不良を検知することができない。
本発明はこのような課題に鑑み創案されたもので、誤寸折れを含む段ボールケースの折れ精度不良を製造過程で確実に検出することができ、機械の構造及び製造工程の制約を低減することができるようにした、製函機における折れ精度検査装置及び折れ精度検査方法,製函機,並びに折れ精度調整方法を提供することを目的とする。
撮像手段としては、CCDセンサやC−MOSセンサ等により対象物のイメージ画像を撮像しうるものであってもよいが、より簡易的には対象物の明度(あるいは照度)のみを検出するセンサを用いても良い。
また、前記撮像手段は、前記両フラップ部の前記端部を上方から撮像する上部カメラと、前記両フラップ部の前記端部を下方から撮像する下部カメラと、をそなえていることが好ましい(請求項4)。
なお、照射する光の例としてはレーザー光が考えられるが光照射装置としてはレーザー光照射装置に限らず、撮像箇所に光を供給可能なものであればよい。
また、請求項6記載の本発明の製函機は、段ボールシートを折り曲げる折り加工装置をそなえ、平面状に折り畳まれた段ボールケースを製造する製函機であって、請求項1〜5のいずれか1項に記載の折れ精度検査装置による検出結果に基づいて前記折り加工装置を制御する制御装置をそなえていることを特徴としている。
また、前記折り加工装置には折り畳まれる前の前記段ボールシートの前記折部分に罫線を形成する罫入れ装置が含まれ、前記制御装置は前記折れ精度検査装置による前記検査結果に基づいて前記罫入れ装置により形成する前記罫線の強さを調整することが好ましい(請求項8)。
また、請求項11記載の本発明の製函機における折れ精度検査方法は、製函機において折り畳まれた段ボールケースの幅方向両側の折部分の折れ精度を検査する方法であって、前記段ボールケースの幅方向両側において上下に重なる両フラップ部の端部の相対位置関係を検出する相対位置検出ステップと、前記相対位置検出ステップで検出された前記両フラップ部の端部の相対位置関係から、前記折部分の折れ精度の良否を判定する良否判定ステップとをそなえていることを特徴としている。
撮像手段としては、CCDセンサやC−MOSセンサ等により対象物のイメージ画像を撮像しうるものであってもよいが、より簡易的には対象物の明度(あるいは照度)のみを検出するセンサを用いても良い。
また、前記相対位置検出ステップでは、前記撮像ステップにおいて前記両フラップ部の前記端部を上方から撮像する上部カメラと前記両フラップ部の前記端部を下方から撮像する下部カメラとにより前記折部分の前記両フラップ部の前記端部を撮像することにより前記端部の相対位置関係を検出することが好ましい(請求項14)。
また、本発明の製函機及び折れ精度調整方法によれば、折部分で上下に重なる両フラップ部の相対位置関係の検出結果に基づいて折れ精度を検査することにより、折れ精度の不良の原因が段ボールシートを折り曲げる折り加工装置のどの要因であるかを分析することも可能となり、折れ精度検査の結果に基づいて折り加工装置を制御することにより、折れ精度の不良を低減することが可能となる。
図2に示すように、本製函機は、スロッタクリーザ部50,フォルディング部51及びカウンタエジェクタ部(カウンタエジェクタ装置)52を含んで構成されている。また、フォルディング部51の最下流部には段ボールシート1の搬送ラインに沿って、複数のCCDカメラを含む撮像装置(撮像手段,相対位置検出手段)20が配設されている。また、製函機の各制御可能部位はコンピュータ等で構成される制御装置30と接続されるとともに、制御装置30は警報装置31と電気的に接続されている。なお、警報装置31は、後述するように、制御装置30において折れ精度不良と判定された際に警報を発しうる装置を指し、警報音を発生する機能と不良内容を表示する機能とを有し、後述するように不良バッチが排出される際の報知装置としても機能する。
そして、スロッタクリーザ部50において所望の位置に罫線C,C1,C2及びスロットSを形成された段ボールシート1はフォルディング部51へと搬送される。
フォルディング部51の構成について説明する。図3に示すように、フォルディング部51には、シート進行方向に沿って、左右の上フレーム2,2が設けられ、上フレーム2,2の入口および出口にはそれぞれプーリ3がそなえられ(出口側は図示を省略)、入口のプーリ3と出口のプーリ3とに搬送ベルト4が掛かっている。左右の各搬送ベルト4の下には、同じく左右に下フレーム5,5がそなえられ、各搬送ベルト4は対応する下フレーム5,5の上面を走行する。段ボールシート1はこれらの搬送ベルト4と下フレーム5,5との間に送り込まれ、搬送ベルト4の摩擦力で搬送ベルト4に保持され、下フレーム5の上面を滑って移動するようになっている。下フレーム5,5は折れ位置に対応する罫線C1,C2よりも内側(機械の中心側)に位置している。
そして、撮像装置20よりも下流側では、折り畳まれた段ボールケース1′の両端部が接合されて平面状の段ボールケース1′を形成して形成された段ボールケース1′はカウンタエジェクタ部52に送出されるようになっている。
従って、モータ41を駆動してネジ軸40Aを回転させると、シート進行方向右側の下フレーム5が機械の幅方向に移動するように構成されるとともに、モータ42を駆動してネジ軸40Bを回転させると、シート進行方向左側の下フレーム5が機械の幅方向に移動するように構成されている。また、図示していないが上フレーム2も下フレーム5,5と一体となって移動するようになっている。
次にカウンタエジェクタ部52の構成について説明する。図5に示すように、カウンタエジェクタ部52は、送り出しロール71,ストッパ72,エレベータ73,レッジ74,プッシャ75,警報ランプ(報知装置)76,送り出しコンベア78,上部コンベア79,カウンタセンサ80,スパンカー81,不良バッチ分別装置84等を備えて構成されている。なお、カウンタエジェクタ部52の各部の動作は制御装置30及び図示省略のアクチュエータにより制御されるようになっている。
このときカウンタセンサ80は付近を通過する段ボールケース1′を検知するセンサであり制御装置30と接続されている。そして、カウンタセンサ80により送り出しロール71付近を通過する段ボールケース1′の通過が検知され、カウンタセンサ80の検知結果が制御装置30に入力され制御装置30で計数されるようになっている。
スタック82がエレベータ73上に積上げられている間にスタック82はスパンカ81によりストッパ72との間で押圧され、各段ボールケース1′の積重位置が矯正されて揃えられる。また、フォルディング部51において接合した接合箇所が乾燥・固化する前にこの矯正を行うことにより、フォルディング51において程度の軽いフィッシュテール(斜め折れ)等の折れ精度不良が生じた場合でも段ボールケース1′の折れ角度については正常範囲内に矯正されうるようになっている。このスパンカ81による矯正をスケアリングという。ただし、スケアリングによって、折れ角度を正常範囲に矯正しても(即ち、フィッシュテールについては不良を解消しても)、矯正後の折れ位置が機械幅方向内側あるいは外側に偏りすぎて製品としての折れ精度は良好でない場合がある。したがって、後述するように折れ精度の良否判定の際にはこの点についても考慮される。
このレッジ74が送り出しロール71から排出される段ボールケース1′を受けている間に、エレベータ73は送り出しコンベア78と同じ高さレベルである排出位置まで下降するようになっている。そして、エレベータ73が排出位置まで降下すると、スタック82はプッシャ75によりスタック82が送り出しコンベア78側に押し出され、送り出しコンベア78と上部コンベア79との間に挟持されて送り出しコンベア78によりバッチとして搬出されるようになっている。
撮像装置20の構成についてより詳細に説明する。図1に示すように、撮像装置20の配設箇所を搬送される段ボールシート1は既に左右両端が折り畳まれており、段ボールシート1は上フラップ(フラップ部)1Aと下フラップ(フラップ部)1Bとが上下に重なった状態となっている。
各カメラ20A〜20Hによる撮像結果はコンピュータ等により構成される制御装置30に入力されるようになっており、これらの上下に対となるカメラにより段ボールケース1′の上面と下面とを協働して撮像することにより上下に重なるフラップ1A,1Bの端部の相対位置関係を検出可能となる。
ここで、上下に対をなす各カメラ20A〜20Hについてさらに補足すると、図7(B)に示すように段ボールケース1′のシート進行方向下流側の左端部には上下にそれぞれカメラ20E,20Fが対をなしており段ボールケース1′の下流側左端部における両フラップ1A,1Bの相対位置関係(図中X1)を検知するようになっている。シート進行方向上流側の左端部には上下にそれぞれカメラ20A,20Bが対をなしており段ボールケース1′の上流側左端部における両フラップ1A,1Bの相対位置関係(図中X2)を検知するようになっている。シート進行方向下流側の右端部には上下それぞれカメラ20G,20Hが対をなしており段ボールケース1′の下流側右端部における両フラップ1A,1Bの相対位置関係(図中X3)を検知するようになっている。シート進行方向上流側の右端部には上下それぞれカメラ20C,20Dが対をなしており段ボールケース1′の下流側右端部における両フラップ1A,1Bの相対位置関係(図中X4)を検知するようになっている。
制御装置30はこれら上下のフラップ1A,1Bの各位置(上流・下流・右側・左側)における端部の相対位置関係の検出結果に基づいて、段ボールケース1′の折れ精度の良否を判定するとともに、これに基づいて、偏心機構を作動させて第1罫線ロール61及び第2罫線ロール62を制御して罫線の強さ(深さ)を調整したり、モータ41,42の駆動を制御し、折畳み定規6の幅方向位置を調整するようになっている。
以下、図8(A),(B)及び図9を参照して折れ精度の良否判定にかかる制御装置30の動作態様について説明する。
つまり、ステップS110では、ステップS100の場合とは反対に左側の折れ位置が機械幅方向外側に偏りすぎている(以下、この状態を左外折れという)か否かが判定される。例えば、下流側左端部の値X1がそれほど機械方向外側に偏っていない場合でも、上流側左端部の値X2が大きく機械方向外側に偏り、和X1+X2の値が閾値−M1以下である場合にはステップS140へ進み、左外折れと判定されフローを抜ける(左外折れ判定)。
ここで、ステップS120における左良紙判定について補足説明する。
ステップS120において左良紙判定されるケースとしては、各値X1,X2がそれぞれ正常範囲内である場合がある。その一方、フィッシュテール(斜め折れ)のように各値X1,X2はそれぞれ好ましい範囲を逸脱しているものの、一方が内折れで他方が外折れ(各値の正負が互いに異なる)であるためにX1,X2の和が結果として、−M1≦X1+X2≦M1となる場合も左良紙判定に含まれることになる。
つまり、ステップT110では、ステップT100の場合とは反対に右側の折れ位置が機械幅方向外側に偏りすぎている(以下、この状態を右外折れという)か否かが判定される。例えば、下流側右端部の値X3がそれほど機械方向外側に偏っていない場合でも、上流側右端部の値X4が大きく機械方向外側に偏り、和X3+X4の値が閾値−M1以下である場合にはステップT140へ進み、右外折れと判定されフローを抜ける(右外折れ判定)。
ステップT120では、制御装置30は右折れ精度が良好であると判定(右良紙判定)してフローを抜ける。
ステップS120で左良紙判定され、且つ、ステップT130で右内折れ判定された場合には、段ボールケース1′として「右内折れ不良」と判定される。
ステップS120で左良紙判定され、且つ、ステップT140で右外折れ判定された場合には、段ボールケース1′として「右外折れ不良」と判定される。
ステップS130で左内折れ判定され、且つ、ステップT130で右内折れ判定された場合には、段ボールケース1′として「両側内折れ不良」と判定される。
ステップS130で左内折れ判定され、且つ、ステップT140で右外折れ判定された場合には、段ボールケース1′として「誤寸折れ不良」と判定される。
ステップS140で左外折れ判定され、且つ、ステップT130で右内折れ判定された場合には、段ボールケース1′として「誤寸折れ不良」と判定される。
ステップS140で左外折れ判定され、且つ、ステップT140で右外折れ判定された場合には、段ボールケース1′として「両側外折れ不良」と判定される。
次に、図10(A),(B)を用いて、段ボールケース1′の上下のフラップ1A,1Bの端部の相対位置関係の検出結果に基づく、折り畳み位置調整機構及び罫入れ装置を含む各折り加工装置の調整制御について説明する。なお、図10(A),(B)の処理は、予め設定された所定の間隔(例えば、所定時間または所定枚数の段ボールケース1′製造毎等)をおいて実施される。
図10(A)に示すように、ステップU100において制御装置30に蓄積されている直近の所定枚数分の段ボールケース1′の相対位置を示す各値X1,X2について、各段ボールケース1′毎の値の大きさにバラツキが大きいか否かが判定される。
ステップU100において、各値X1,X2のバラツキが大きいと判定されるとステップU110に進み、ステップU110において制御装置30は、第1罫線ロール61及び第2罫線ロール62の各偏心機構を調整することにより、シート左側の折れ位置に対応する罫線C2の罫入れ深さをより深く(強く)設定してフローを抜ける。
なお、平均値X12算出のための所定枚数は、バラツキを求める際の所定枚数と同じ枚数に設定してもよく、異なる枚数としてもよい。
ステップU130において、平均値X12が閾値M2以上である場合にはステップU140に進む。
平均値X12が閾値M2以上である場合には即ち、平均値X12が閾値M2以上である場合には直近の所定枚数分の折部分が左内折れ側に偏っている(内折れ傾向である)といえる。この内折れ傾向を正常方向に調整するため、制御装置30はステップU140において、左側の折り畳み定規6の位置を現状よりも機械幅方向外側に変位(調整)させる。
ステップU150において平均値X12と正負反転した閾値−M2との大小関係が比較される。
ステップU150において、平均値X12が閾値−M2以下である場合にはステップU160に進む。ここではステップU140とは反対に、直近の所定枚数分の折部分が左外折れ側に偏っている(外折れ傾向である)といえる。この外折れ傾向を正常方向に調整するため、制御装置30はステップT160において、左側の折り畳み定規6の位置を現状よりも機械幅方向内側に変位(調整)させる。
以上、左折部分に対する各折り加工装置の調整制御についてのみ説明したが、実際には左折部分に対する各折り加工装置の調整制御と図10(B)に示す右折部分に対する各折り加工装置の調整制御とは並行して実施される。
なお、右折部分に対する各折り加工装置の調整制御については左右反対であることを除いて左折部分と実質的に同様であるため、詳細な説明を省略する。
また、フォルディング部51の最下流部において折れ精度が不良であると判定された不良段ボールケース1′を追跡し、カウンタエジェクタ部52において、不良段ボールケース1′を含む不良バッチとして送出される際に警報ランプ76及び警報装置31によりその旨警報されるとともに不良バッチ分別装置84により良品であるバッチの搬送ラインから分別・除去されるので、不良バッチが良品に混入することを防止することができる。
また、閾値M3よりも大きな値の閾値M4を用いて、値X1と値X2の差の絶対値|X1−X2|が閾値M4よりも大きい場合(|X1−X2|>M4)には、折れ角度が過度に傾斜しているため、スケアリングによっても良品の段ボールケース1′にまで折れ精度を矯正することが不可能であるとして不良判定を行うように構成してもよい。
このとき、当然ながら、これらのフィッシュテールの判定については右折部分についても左折部分と同様に構成すればよい。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
実施形態では、撮像装置をフォルディング部の最下流側に配置しているが、撮像装置の配置箇所はこれに限定するものではなく、本実施形態のものよりもさらに後工程のカウンタエジェクタの近傍に撮像装置を設置するようにしてもよい。
また、実施形態では撮像装置として空間解像度を有するカメラを用いて上下の各フラップの相対位置関係を検出するようにしているが、撮像装置としてより簡素には空間解像度を有さず、検査対象枠の明度分布(あるいは照度分布)のみを検知するセンサを用いても良い。
また、実施形態では相対位置関係検出手段として、複数のカメラを含む撮像装置を用いているが、相対位置関係検出手段としては撮像装置に限らず両フラップ部の相対位置関係を検出可能なセンサであれば用いることも可能である。
1′ 段ボールケース
1A 上フラップ(フラップ部)
1B 下フラップ(フラップ部)
2 上フレーム
3 プーリ
4 搬送ベルト
5 下フレーム
6 折り畳み定規
7 折畳みバー
8 折り畳みベルト
10 入口側定規
11 出口側定規
12中間の定規
20 撮像装置(撮像手段,相対位置関係検出手段)
20A〜20H カメラ
30 制御装置
31 警報装置(報知装置)
40A,40B ネジ軸
41,42 モータ
50 スロッタクリーザ部
51 フォルディング部
61 第1罫線ロール
62 第2罫線ロール
63 スロッタナイフロール
71 送り出しロール
72 ストッパ
73 エレベータ
74 レッジ
75 プッシャ
76 警報ランプ(報知装置)
78 送り出しコンベア
79 上部コンベア
80 カウンタセンサ
81 スパンカー
82 スタック
84 不良バッチ分別装置
101 フラップ
102 側板部
103 糊代部
Claims (15)
- 製函機において折り畳まれた段ボールケースの幅方向両側の折部分の折れ精度を検査する装置であって、
前記段ボールケースの幅方向両側において上下に重なる両フラップ部の端部の相対位置関係を検出する相対位置検出手段と、
前記相対位置検出手段により検出された前記両フラップ部の端部の相対位置関係から前記折部分の折れ精度の良否を判定する良否判定手段と、をそなえている
ことを特徴とする、製函機における折れ精度検査装置。 - 前記相対位置検出手段は、前記折部分の前記両フラップ部の前記端部を撮像する撮像手段をそなえている
ことを特徴とする、請求項1記載の製函機における折れ精度検査装置。 - 前記撮像手段は、前記折部分よりも前記段ボールケースの進行方向上流側及び下流側の各々の箇所で前記両フラップ部の前記端部を撮像する
ことを特徴とする、請求項2記載の製函機における折れ精度検査装置。 - 前記撮像手段は、前記両フラップ部の前記端部を上方から撮像する上部カメラと、前記両フラップ部の前記端部を下方から撮像する下部カメラと、をそなえている
ことを特徴とする、請求項2又は3記載の製函機における折れ精度検査装置。 - 前記撮像手段による撮像箇所である前記両フラップ部の前記端部付近に光を照射する光照射装置をそなえている
ことを特徴とする、請求項2〜4のいずれか1項に記載の製函機における折れ精度検査装置。 - 段ボールシートを折り曲げる折り加工装置をそなえ、平面状に折り畳まれた段ボールケースを製造する製函機であって、
請求項1〜5のいずれか1項に記載の折れ精度検査装置による検査結果に基づいて前記折り加工装置を制御する制御装置をそなえている
ことを特徴とする、製函機。 - 前記折り加工装置には前記段ボールケースの前記折部分の幅方向位置を調整する折り畳み位置調整機構が含まれ、前記制御装置は前記折れ精度検査装置による前記検査結果に基づいて前記折部分の幅方向位置を調整する
ことを特徴とする、請求項6記載の製函機。 - 前記折り加工装置には折り畳まれる前の前記段ボールシートの前記折部分に罫線を形成する罫入れ装置が含まれ、前記制御装置は前記折れ精度検査装置による前記検査結果に基づいて前記罫入れ装置により形成する前記罫線の強さを調整する
ことを特徴とする、請求項6又は7記載の製函機。 - 前記平面状に折り畳まれた前記段ボールケースを予め設定された所定枚数だけ積重し、前記段ボールケースを前記所定枚数だけ積重したバッチとして排出するカウンタエジェクタ装置と、
前記折れ精度検査装置により前記折れ精度が不良であると判定された不良段ボールケースを追跡する追跡手段と、
前記追跡手段により特定された前記不良段ボールケースを含む不良バッチの排出時にその旨報知する報知装置と、をそなえている
ことを特徴とする、請求項6〜8のいずれか1項に記載の製函機。 - 前記カウンタエジェクタ装置は、前記不良段ボールケースを含む前記不良バッチを、良品である前記バッチの搬送ラインから分別するように構成されている
ことを特徴とする、請求項9記載の製函機。 - 製函機において折り畳まれた段ボールケースの幅方向両側の折部分の折れ精度を検査する折れ精度検査方法であって、
前記段ボールケースの幅方向両側において上下に重なる両フラップ部の端部の相対位置関係を検出する相対位置検出ステップと、
前記相対位置検出ステップで検出された前記両フラップ部の端部の相対位置関係から前記折部分の折れ精度の良否を判定する良否判定ステップと、をそなえている
ことを特徴とする、製函機における折れ精度検査方法。 - 前記相対位置検出ステップには、前記折部分の前記両フラップ部の前記端部を撮像する撮像ステップが含まれる
ことを特徴とする、請求項11記載の製函機における折れ精度検査方法。 - 前記相対位置検出ステップでは、前記折部分よりもシート進行方向上流側及び下流側の各々の箇所で前記両フラップ部の前記端部の相対位置関係を検出する
ことを特徴とする、請求項11又は12記載の製函機における折れ精度検査方法。 - 前記相対位置検出ステップでは、前記撮像ステップにおいて前記両フラップ部の前記端部を上方から撮像する上部カメラと前記両フラップ部の前記端部を下方から撮像する下部カメラとにより前記折部分の前記両フラップ部の前記端部を撮像することにより前記端部の相対位置関係を検出する
ことを特徴とする、請求項12又は13記載の製函機における折れ精度検査方法。 - 段ボールシートを折り曲げる折り加工装置をそなえ、平面状に折り畳まれた段ボールケースを製造する製函機において前記段ボールケースの幅方向両側の折部分の折れ精度を調整する折れ精度調整方法であって、
請求項11〜14のいずれか1項に記載の折れ精度検査方法による検査結果に基づいて前記折り加工装置を制御する
ことを特徴とする、折れ精度調整方法。
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