JP6393286B2 - 折り畳み接合検査方法 - Google Patents

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Description

本発明は、段ボール箱の製造ラインにおいて、段ボールシートが折り畳まれて継ぎ代片の接着により筒状とされる接合が、適正になされているか否かを検査するための折り畳み接合検査方法に関するものである。
段ボール箱の製造ラインでは、中芯と表裏ライナとの貼合により形成された段ボールシートに、横罫線(スコア)入れと断裁が行われた後、更に製箱ラインにおいて、印刷、縦罫線(クリーズ)入れ、切り込み溝(スロット)と継ぎ代片の形成、継ぎ代片への糊の塗布、折り畳み及び継ぎ代片の接着が連続的に行われる。そして、継ぎ代片の接着により筒状に接合された段ボールシートは、折り畳まれた状態で所定枚数積み重ねられ、製箱ラインの下流端から搬出される。
上記のプロセスにおいて、継ぎ代片に糊が塗布された段ボールシート(ブランク)は、徐々に折り畳まれて接合されるが、このときの接合には「内貼り」と「外貼り」の二つの種類がある。図6及び図7を用い、段ボール箱の側面を構成する四面を、継ぎ代片15に隣接する面から順に、「第一面11」、「第二面12」、「第三面13」、「第四面14」と称して説明する。
図6に示すように、継ぎ代片15において、段ボールシート10が折り畳まれる方向(図示、下方)とは反対方向の面(図示、上面)に糊Gが塗布され、第一面11が第四面14より先に折り畳まれるのが「内貼り」である。これにより、図6の左下に示すように、継ぎ代片15が第四面14の内周面と接合されて筒状となった正常品B1nが製造される。
一方、図7に示すように、継ぎ代片15において、段ボールシート10が折り畳まれる方向と同一方向の面(図示、下面)に糊Gが塗布され、第一面11より先に第四面14が折り畳まれるのが「外貼り」である。これにより、図7の左下に示すように、継ぎ代片15が第四面14の外周面と接合されて筒状となった段ボール箱の正常品B2nが製造される。
ところが、段ボールシート10の反り等に起因して、第一面11及び第四面14が正規の順番で折り畳まれないことがある。例えば、内貼りによる製造が行われているにも関わらず、第一面11より先に第四面14が折り畳まれてしまうと、図6の右下に示すように、継ぎ代片15が接合されず筒状とならない不良品B1dとなってしまう。また、この場合、その段ボールシート10が不良品B1dとなるだけでなく、折り畳まれた状態で所定枚数積み重ねられた際に、隣接する正常品B1nに継ぎ代片15が接着してしまうため、本来は正常に製造された段ボールシートも不良品となってしまう。
同様に、外貼りによる製造が行われているにも関わらず、第一面11が第四面14より先に折り畳まれてしまうと、図7の右下に示すように、継ぎ代片15が第四面14ではない他の側面(図示、第三面)の内周面に接着してしまい、不良品B2dとなる。
従来、このような不良品が発生していないかどうかを確認する検査は、作業者が目視で行っていた。人の目視による検査は、作業者の労働負担が大きい、段ボール箱の製造が高速で行われるのに対し検査に時間がかかる、検査を短時間で行おうとすると不良品を見逃すおそれがある、等の種々の問題を有していた。
そのため、段ボールシートが折り畳まれて継ぎ代片の接着により筒状とされる接合が適正になされているか否かの検査を、製造ラインにおける段ボール箱の製造と並行して行うことができる方法が要請されていた。
そこで、本発明は、上記の実情に鑑み、段ボールシートが折り畳まれて継ぎ代片の接着により筒状とされる接合が適正になされているか否かを、製造ラインにおける段ボール箱の製造と並行して検査することができる折り畳み接合検査方法の提供を、課題とするものである。
上記の課題を解決するため、本発明にかかる折り畳み接合検査方法は、
「製箱ラインにおいて、継ぎ代片に糊付けがなされた段ボールシートが、徐々に折り畳まれて筒状に接合される折り畳み接合部と、折り畳まれた前記段ボールシートが排出されて積み重ねられる排出部との間で、前記段ボールシートが折り畳まれる方向に前記段ボールシートの移動路から離隔した位置に変位センサを配置し、
前記継ぎ代片が通過する経路上で、前記変位センサによって前記段ボールシートとの距離を検出し、
検出された前記距離に基づいて、折り畳まれた前記段ボールシートにおいて前記継ぎ代片が外側にあるか内側にあるかを判定する」ものである。
変位センサが検出する距離は、折り畳まれた段ボールシートの外周面と変位センサとの距離である。そのため、段ボールシートが折り畳まれて継ぎ代片の接着により筒状とされる接合(以下、「折り畳み接合」と称する)が「内貼り」のとき、すなわち、折り畳まれた段ボールシートにおいて継ぎ代片が内側にあるときは、継ぎ代片が通過する経路上で検出される距離に、不連続な変化はみられない。
一方、段ボールシートの折り畳み接合が「外貼り」のとき、すなわち、折り畳まれた段ボールシートにおいて継ぎ代片が外側にあるときは、継ぎ代片が通過する経路上において、継ぎ代片がない部分から継ぎ代片が存在する部分との境界で、検出された距離は継ぎ代片の厚さに相当する分だけ短くなる。また、継ぎ代片が存在する部分から継ぎ代片がない部分との境界で、検出された距離は継ぎ代片の厚さに相当する分だけ長くなる。つまり、何れの場合も、検出された距離に継ぎ代片の厚さに相当する不連続な変化がみられる。
従って、製造ラインにおける段ボール箱の製造の過程で、継ぎ代片が通過する経路上で変位センサから段ボールシートまでの距離を検出することにより、折り畳み接合が適正になされているか否かを判定することができる。つまり、内貼りによって段ボール箱の製造が行われている製造ラインでは、本来は検出された距離に不連続な変化が生じないはずであるのに対し、継ぎ代片の厚さに相当する不連続な変化が表れた場合は、外貼りのように第一面より先に第四面が折り畳まれた不適正な折り畳み接合が行われた状態(以下、「外貼り状態」と称する)となっていると判定することができる。一方、外貼りによって段ボール箱の製造が行われている製造ラインでは、本来は段ボールシートの搬送に伴い、検出された距離に継ぎ代片の厚さに相当する不連続な変化が表れるはずであるのに対し、検出された距離にそのような変化がない場合は、内貼りのように第一面が第四面に先んじて折り畳まれた不適正な折り畳み接合が行われた状態(以下、「内貼り状態」と称する)となっていると判定することができる。
なお、「外貼り状態」は、外貼りのように折り畳まれているが、図6の右下に示すように継ぎ代片15が規定の部分に接着されていない不良品B1dの状態であり、適正になされた「外貼り」と区別している。同様に、「内貼り状態」は、内貼りのように折り畳まれているが、図7の右下に示すように継ぎ代片15が規定の部分に接着されていない不良品B2dの状態であり、適正になされた「内貼り」と区別している。
換言すれば、本発明の折り畳み接合検査方法は、内貼り工程中の外貼り状態、または、外貼り工程中の内貼り状態を、折り畳み接合が不適正な状態として検出するものである。
本発明にかかる折り畳み接合検査方法は、上記構成において、
「前記変位センサから、前記移動路と直交する方向に離隔した位置に第二変位センサを配置し、
前記継ぎ代片がない部分の前記段ボールシートが通過する経路上で、前記第二変位センサによって前記段ボールシートとの距離を、前記変位センサによる検出と同一のタイミングで検出し、
前記変位センサによって検出された距離と、前記第二変位センサによって検出された距離との差に基づいて、折り畳まれた前記段ボールシートにおいて前記継ぎ代片が外側にあるか内側にあるかを判定する」ものである
段ボールシートの折り畳み接合が「内貼り」のとき、すなわち、折り畳まれた段ボールシートにおいて継ぎ代片が内側にあるときは、変位センサが検出する距離と第2変位センサが検出する距離はほぼ等しいため、その差はほぼゼロである。一方、段ボールシートの折り畳み接合が「外貼り」のとき、すなわち、折り畳まれた段ボールシートにおいて継ぎ代片が外側にあるときは、変位センサが継ぎ代片との距離を検出しているタイミングでは、変位センサが検出する距離と第二変位センサが検出する距離との間には、継ぎ代片の厚さに相当する差が生じる。
従って、二つの変位センサが検出した距離の差によって、折り畳み接合が適正になされているか否かを判定することができる。つまり、外貼りによって段ボール箱の製造が行われている製造ラインでは、本来は二つの変位センサが検出した距離に、継ぎ代片の厚さに相当する差が表れるはずであるのに対し、そのような差がない場合は、内貼り時状態となっていると判定することができる。一方、内貼りによって段ボール箱の製造が行われている製造ラインでは、本来は二つの変位センサが検出した距離の差がほぼゼロであるはずであるのに対し、その差が継ぎ代片の厚さに相当する値となった場合は、外貼り状態となっていると判定することができる。
以上のように、本発明の効果として、折り畳み接合が適正になされているか否かを、製造ラインにおける段ボール箱の製造と並行して検査することができる折り畳み接合検査方法を、提供することができる。
(a)一実施形態である折り畳み接合検査方法における変位センサの位置を示す図であり、(b)変位センサによる検出の説明図である。 第一実施形態の折り畳み接合検査方法の説明図である。 第二実施形態の折り畳み接合検査方法の説明図である。 変位センサの位置のシフトを説明する図である。 (a)第一実施形態の折り畳み接合検査方法を使用する装置の構成図、(b)第二実施形態の折り畳み接合検査方法を使用する装置の構成図である。 内貼りによる折り畳み接合及び不良品の発生を説明する図である。 外貼りによる折り畳み接合及び不良品の発生を説明する図である。
以下、本発明の具体的な実施形態である折り畳み接合検査方法について、図1乃至図5を用いて説明する。本願発明に含まれるのは第二実施形態であるが、第一実施形態に関する記載のうち第二実施形態と共通する事項に関する記載は、本願発明の実施形態に関する記載である。まず、第一実施形態の折り畳み接合検査方法、及び、これを使用する折り畳み接合検査装置1について説明する。
折り畳み接合検査装置1は、製箱ラインにおいて段ボールシート10との距離を測定する変位センサ21と、変位センサ21による検出に基づき、折り畳み接合が適正になされているか否かの判定処理を行うコンピュータ50とを、主な構成とする。
製箱ラインは、波形に成形された中芯原紙が表裏ライナと貼合された後、罫線と切り込み溝が設けられ継ぎ代片15が形成された段ボールシート10(ブランク)の搬送に伴い、継ぎ代片15への糊の塗布が行われるグルー部(図示しない)、段ボールシート10を徐々に折り畳み、継ぎ代片15を接合して段ボールシート10を筒状とするフォールディング部91、折り畳まれた段ボールシート10を計数しつつ排出するカウンタエジェクタ部92を備える製箱機(フォルダグルア)における製箱ラインである。なお、製箱機は、フレキソ印刷機との複合機であるフレキソフォルダグルアであっても良い。ここで、フォールディング部91が本発明の「折り畳み接合部」に相当し、カウンタエジェクタ部92が本発明の「排出部」に相当する。
図1(a)に示すように、変位センサ21は、製箱ラインにおいてフォールディング部91とカウンタエジェクタ部92との間で、段ボールシート10が折り畳まれる方向に、段ボールシート10の移動路90から離隔した位置に配置される。本実施形態のフォールディング部91では、段ボールシート10は下方に折り畳まれるため、変位センサ21は段ボールシート10の移動路90の下方に配置される。
変位センサ21としては、光を対象物に投射して反射光をPSDやCCD等の受光素子で受光し、受光位置から三角測距法によりセンサと対象物との間の距離を検出する変位センサ、光を対象物に投射し、反射光を受光するまでの時間からセンサと対象物との間の距離を検出する変位センサ、超音波を対象物に投射し、反射波を受信するまでの時間からセンサと対象物との間の距離を検出する変位センサ、を使用可能である。ここでは、段ボールシートに光を投射する変位センサを例示する。
更に、製造ラインの機械的な構成において駆動部と同期している箇所、例えば、段ボールシート10を搬送するコンベアを駆動するローラの回転機構部に、エンコーダ25が取り付けられている。エンコーダ25からの電気信号は、コンピュータ50に送出される。
コンピュータ50は、ハード構成として主記憶装置と、主記憶装置に記憶されたプログラムに従って処理を行う中央処理装置(CPU)と、ハードディスク等の補助記憶装置53とを具備している。ここで、主記憶装置には、変位センサ21による距離の検出に基づいて、段ボールシート10の折り畳み接合が適正になされているか否かの判定処理を行う判定手段51として、コンピュータ50を機能させる判定プログラムが記憶されている。また、判定手段51は、エンコーダ25から送出される電気信号、及び、変位センサ21とエンコーダ25との位置関係に基づき、変位センサ21が距離を検出した対象と、製箱ラインを搬送された段ボールシート10との対応付けを行う。
なお、補助記憶装置53には、変位センサ21から送信された距離データ、判定処理のために必要な段ボールシート10の厚さ(段種、原紙の坪量、両面段ボールシート・複両面段ボールシート・複々両面段ボールシート等のシートの種類により変動する)等の段ボール情報、判定処理で使用する閾値等の基準値、判定処理の結果等を、記憶させることができる。
また、折り畳み接合検査装置1は、コンピュータ50に対して上記の段ボール情報や基準値等の入力を行うキーボードやポインティングデバイス等の入力装置61、コンピュータ50による処理の過程や処理の結果を表示するモニタやプリンタ等の出力装置62、コンピュータ50による処理の結果として、折り畳み接合が適正になされていないと判定された場合に、警報灯や警報音により報知を行う警報装置65を備えている。
更に、コンピュータ50は、段ボールシート10の製造事業者の事務所コンピュータ67や、製造ラインの生産管理装置68と、有線通信または無線通信可能に接続されている。事務所コンピュータ67からコンピュータ50に、上記の段ボール情報や基準値を入力することができ、コンピュータ50による処理の過程や処理の結果を、コンピュータ50から事務所コンピュータ67に送信することができる。或いは、段ボール情報や基準値が事務所コンピュータ67から生産管理装置68に送信され、生産管理装置68において記憶されると共に、生産管理装置68からコンピュータ50に送信される構成とすることもできる。
次に、上記構成の折り畳み接合検査装置1を使用して行われる第一実施形態の折り畳み接合検査方法について説明する。第一実施形態の折り畳み接合検査方法は、継ぎ代片15が通過する経路L1上で、変位センサ21によって段ボールシート10との距離を検出し、検出された距離に基づいて、折り畳まれた段ボールシート10において継ぎ代片15が外側にあるか内側にあるかを判定するものである。
変位センサ21は、フォールディング部91からカウンタエジェクタ部92に向かって移動する(図1における矢印A方向)段ボールシート10に対し、図1(b)に示すように、継ぎ代片15が通過する経路L1に光を投射する。そして、変位センサ21は、一定の時間間隔、または段ボールシート10の一定の移動距離ごとの検出ポイントPで、段ボールシート10との距離を検出する。そして、検出した距離データは、変位センサ21からコンピュータ50に送信される。
変位センサ21が検出する距離は、折り畳まれた段ボールシート10の外周面と変位センサ21との距離である。そのため、段ボールシート10の折り畳み接合が「内貼り」のとき、すなわち、折り畳まれた段ボールシート10において継ぎ代片15が内側にあるときは、検出ポイントPが継ぎ代片15上にあるときの距離と、検出ポイントPが継ぎ代片15上にないときの距離とは、図2(a)に示すように、ほとんど同じであり不連続な変化は生じない。
一方、段ボールシート10の折り畳み接合が「外貼り」のとき、すなわち、折り畳まれた段ボールシート10において継ぎ代片15が外側にあるときは、図2(b)に示すように、継ぎ代片15がない部分から継ぎ代片15が存在する部分に検出ポイントPが移行するとき、検出された距離は継ぎ代片15の厚さに相当する分だけ不連続に短くなる。また、継ぎ代片15が存在する部分から継ぎ代片15がない部分に検出ポイントPが移行するとき、検出された距離は継ぎ代片15の厚さに相当する分だけ不連続に長くなる。
従って、第一実施形態では、判定手段51は、ある検出ポイントPにおける距離と、その前の検出ポイントPにおける距離との差ΔDを算出する。継ぎ代片15の厚さと距離の検出におけるノイズの大きさを考慮して、予め閾値を定めておく。判定手段51は、ΔD値と閾値をと対比することにより、折り畳まれた段ボールシート10において、継ぎ代片15が外側にあるか内側にあるかを判定することができる。これにより、製造ラインで外貼り工程が行われている最中に「内貼り状態」が検出されれば、折り畳み接合が適正ではなく不良品が発生したことを検出することができ、製造ラインで内貼り工程が行われている最中に「外貼り状態」が検出されれば、折り畳み接合が適正ではなく不良品が発生したことを検出することができる。
そして、コンピュータ50によって、折り畳み接合が適正になされていないと判定された場合は、コンピュータ50から警報装置65に不良検出信号が送出され、警報装置65によって報知がなされる。これと共に、不良品となった段ボールシート10を特定する情報、例えば、カウンタエジェクタ部92に積重された複数の段ボールシート10において、不良品が何番目であるかの情報が、出力装置62に出力される。
なお、変位センサ21による検査ポイントPが、段ボールシート10が存在しない部分から段ボールシート10が存在する部分に移行するとき、及び、段ボールシート10が存在する部分から段ボールシート10が存在しない部分に移行するときにも、その段差に起因して、検出される距離に変化が生じる。しかしながら、このときの距離の変化は、検出対象の距離と大きく相違するため、継ぎ代片15の存在による距離の変化と明確に区別することができ、検出対象とする距離の範囲の設定によって検出可能範囲外とすることもできる。
なお、閾値は、上記の段ボール情報と関連付けたデータベースとして、補助記憶装置53に記憶させておくことができる。或いは、入力装置61からコンピュータ50に閾値を入力したり、事務所コンピュータ67、或いは、生産管理装置68を介してコンピュータ50に閾値を入力したりしてもよい。
また、図4に例示する段ボールシート10,10bのように、製造する段ボール箱の寸法が異なると、移動路90において継ぎ代片15が通過する経路L1は異なる。従って、折り畳み接合検査装置1は、移動路90に直交する方向(段ボールシートの幅方向)に変位センサ21の位置をシフトさせる機構を備えており、製造対象の段ボール箱の切り替えに際して、継ぎ代片15が通過する経路L1に合わせて変位センサ21を移動させる。変位センサ21の位置をシフトさせる機構としては、ボールねじを使用した機構、ラックとピニオンを使用した機構、シリンダロッドを使用した機構、を例示することができる。
次に第二実施形態の折り畳み接合検査方法、及び、これを使用する折り畳み接合検査装置2について説明する。第二実施形態の折り畳み接合検査方法が第一実施形態と相違する点は、変位センサ21に加えて第二変位センサ22を使用する点である。第二変位センサ22は、変位センサ21と同様に、製箱ラインにおいてフォールディング部91とカウンタエジェクタ部92との間で、段ボールシート10が折り畳まれる方向に、移動路90から離隔して配置される。第二変位センサ22は、その検出対象の位置が、変位センサ21の検出対象の位置から移動路90に直交する方向に離隔している。そして、第二変位センサ22は、継ぎ代片15がない部分の段ボールシート10が通過する経路L2上の距離を、変位センサ21と同一のタイミングで検出し、検出した距離データをコンピュータ50に送信する。
なお、本実施形態では、変位センサ21と第二変位センサ22とはごく近接して配置されており、両センサが距離を検出する位置は、段ボールシート10の幅方向に5cm〜15cm離隔している。また、ここでは、変位センサ21と第二変位センサ22が、移動路90から等距離離隔している場合を例示する。
第二実施形態では、判定手段51は、変位センサ21が検出した距離D1と、同一のタイミングで第二変位センサ22が検出した距離D2との差D2−D1を算出する。段ボールシート10の折り畳み接合が「内貼り」のとき、すなわち、折り畳まれた段ボールシート10において継ぎ代片15が内側にあるときは、変位センサ21が検出する距離D1と第2変位センサ21が検出する距離D2はほぼ等しいため、図3(a)に示すように、距離の差D2−D1はほぼゼロである。
一方、段ボールシート10の折り畳み接合が「外貼り」のとき、すなわち、折り畳まれた段ボールシート10において継ぎ代片15が外側にあるときは、図3(b)に示すように、変位センサ21が継ぎ代片15との距離を検出しているタイミングで、変位センサ21が検出する距離D1と第二変位センサ22が検出する距離D2との間には、継ぎ代片15の厚さに相当する差が生じる。
従って、判定手段51は、検出された距離D1,D2からD2−D1を算出し、これを予め定めた閾値をと対比することにより、折り畳まれた段ボールシート10において、継ぎ代片15が外側にあるか内側にあるかを、判定することができる。
上記のように、第一実施形態及び第二実施形態の折り畳み接合検査方法によれば、フォールディング部91からカウンタエジェクタ部92に移行する途中の段ボールシート10との距離を変位センサによって測定するのみで、内貼り工程における外貼り状態、または、外貼り工程における内貼り状態を、折り畳み接合が不適正な状態として簡易に検出することができる。
また、第二実施形態の折り畳み接合検査方法では、二つの変位センサ21,22を使用し、継ぎ代片15が通過する経路L1上と、継ぎ代片15がない部分の段ボールシート10が通過する経路L2上で同時に距離を検出し、その距離差D2−D1に基づいて判定を行うため、段ボールシート10が存在しない部分と段ボールシート10が存在する部分との段差を考慮する必要がない。
更に、製箱ラインを搬送される段ボールシート10が振動する(ばたつく)ことにより、変位センサとの距離が変動することがある。第一実施形態の折り畳み接合検査方法では、判定のために時系列における距離差(距離の変化)を使用するのに対し、第二実施形態の折り畳み接合検査方法では、段ボールシート10において移動路90に直交する方向に離隔する位置について同時に測定された距離の差を、判定のために使用する。そのため、段ボールシート10の振動に起因する変位センサの距離の変動が、判定に影響しない利点を有している。
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。
例えば、上記の実施形態では、罫線や切り込み溝が形成された段ボールシート(ブランク)として、一般的に多用されている「0201形式」を図示により例示したが、継ぎ代片を有する段ボールシートであれば、本発明を適用することができる。また、横罫線入れ、断裁、縦罫線入れ、切り込み溝及び継ぎ代片の形成の工程を経て形成される段ボールシートに限定されず、型抜きの工程を経て形成される段ボールシートであっても、継ぎ代片で接合される段ボールシートであれば、本発明を適用することができる。
また、第二実施形態では、変位センサ21と第二変位センサ22が、移動路90から等距離離隔している場合を例示したが、移動路90からの距離は、変位センサと第二変位センサとで異なっていてもよい。その場合、継ぎ代片が存在しない部分、及び、継ぎ代片が内側にある部分では、二つの変位センサが検出する距離の差は、二つの変位センサの移動路90からの距離の差に相当する。従って、判定手段が、二つの変位センサが検出する距離の差から、二つの変位センサの移動路90からの距離の差を減算する処理を行えば、図3を用いて説明した判定処理と同様の判定を行うことができる。
10,10b 段ボールシート
15,15b 継ぎ代片
21 変位センサ
22 第二変位センサ
90 移動路
91 フォールディング部(折り畳み接合部)
92 カウンタエジェクタ部(排出部)
L1 継ぎ代片が通過する経路
L2 継ぎ代片がない部分の段ボールシートが通過する経路

Claims (1)

  1. 製箱ラインにおいて、継ぎ代片に糊付けがなされた段ボールシートが、徐々に折り畳まれて筒状に接合される折り畳み接合部と、折り畳まれた前記段ボールシートが排出されて積み重ねられる排出部との間で、前記段ボールシートが折り畳まれる方向に前記段ボールシートの移動路から離隔した位置に変位センサを配置し、
    前記継ぎ代片が通過する経路上で、前記変位センサによって前記段ボールシートとの距離を検出すると共に
    前記変位センサから、前記移動路と直交する方向に離隔した位置に第二変位センサを配置し、
    前記継ぎ代片がない部分の前記段ボールシートが通過する経路上で、前記第二変位センサによって前記段ボールシートとの距離を、前記変位センサによる検出と同一のタイミングで検出し、
    前記変位センサによって検出された距離と、前記第二変位センサによって検出された距離との差に基づいて、折り畳まれた前記段ボールシートにおいて前記継ぎ代片が外側にあるか内側にあるかを判定する
    ことを特徴とする折り畳み接合検査方法。
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