(57)【要約】【課題】段ボールシートの入れ込み加工線を的確に検出して、その位置を検査できるようにすることである。【解決手段】段ボールシート１１が走行するラインの上方に、走行方向と平行な切り目線１７を付与された段ボールシート１１の全幅を走査する２台の１次元ＣＣＤカメラ１６を設置するとともに、各ＣＣＤカメラ１６で撮像される段ボールシート１１の表面へ、切り目線１７と直交方向の斜め上方から光を照射するハロゲンランプ１８を設置して、各切り目線１７の部位に陰影を生じさせることにより、ＣＣＤカメラ１６で撮像される撮像画像から各切り目線１７を的確に検出し、その位置をコントローラ１９で検査できるようにした。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
段ボールシートの表面に入れ込み加工された入れ込み加工線の位置を検出する段ボールシート入れ込み加工線の位置検査装置において、前記段ボールシートの表面を上方から撮像するカメラを設け、このカメラで撮像される段ボールシートの表面へ、前記入れ込み加工線と略直交方向の斜め上方から光を照射する照明器具を設けて、入れ込み加工線の部位に陰影を生じさせ、前記カメラで撮像される撮像画像から前記入れ込み加工線の位置を検出し、この検出された位置が所定の設定位置から外れているときに、前記入れ込み加工線の位置が不良と判定するようにしたことを特徴とする段ボールシート入れ込み加工線の位置検査装置。
【請求項２】
前記カメラが、前記入れ込み加工線と直角な方向に走査する１次元ＣＣＤカメラである請求項１に記載の段ボールシート入れ込み加工線の位置検査装置。
【請求項３】
前記カメラの撮像画像から検出される入れ込み加工線の位置を、前記段ボールシートの厚み寸法で補正するようにした請求項１または２に記載の段ボールシート入れ込み加工線の位置検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、段ボールシートの表面に入れ込み加工された罫線や切り目線等の入れ込み加工線の位置を検査する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
段ボールシートの表面には、後に箱等に形成するときの折り目線となる罫線や、箱の内周面を一回りし、刃物を使用することなく箱の上部を切断除去するためのミシン目等の切り目線が入れ込み加工されることがある。これらの入れ込み加工線は、連続シートまたは所定の長さに切断された定尺シートが一方向に走行する状態で付与されることが多い。
【０００３】
このように走行中の段ボールシートの表面に付与される入れ込み加工線は、段ボールシートが蛇行したりすると、所定の設定位置からずれる問題がある。このように入れ込み加工線の位置がずれた段ボールシートは、後に箱等に形成されるときに不良品となるので、従来は作業者がゲージ等を用いて入れ込み加工線の位置を検査している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したゲージ等を用いる入れ込み加工線の位置の検査は、作業者に大きな負担となり、かつ、検査ミスが生じる恐れがある。このような入れ込み加工線の位置の検査には、カメラ等を用いて自動的に検査することが考えられるが、入れ込み加工線は色等の違いでは識別できないので、その位置を的確に検査することができない。
【０００５】
そこで、この発明の課題は、段ボールシートの入れ込み加工線を的確に検出して、その位置を検査できるようにすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明は、段ボールシートの表面に入れ込み加工された入れ込み加工線の位置を検出する段ボールシート入れ込み加工線の位置検査装置において、前記段ボールシートの表面を上方から撮像するカメラを設け、このカメラで撮像される段ボールシートの表面へ、前記入れ込み加工線と略直交方向の斜め上方から光を照射する照明器具を設けて、入れ込み加工線の部位に陰影を生じさせ、前記カメラで撮像される撮像画像から前記入れ込み加工線の位置を検出し、この検出された位置が所定の設定位置から外れているときに、前記入れ込み加工線の位置が不良と判定する構成を採用した。
【０００７】
すなわち、上方に設けたカメラで撮像される段ボールシートの表面へ、入れ込み加工線と略直交方向の斜め上方から光を照射する照明器具を設けることにより、段ボールシート表面の入れ込み加工線の部位に陰影を生じさせ、色等の違いでは識別できない入れ込み加工線を、カメラで撮像される撮像画像から的確に検出して、その位置を検査できるようにした。
【０００８】
前記カメラを、前記入れ込み加工線と直角な方向に走査する１次元ＣＣＤカメラとすることにより、簡単な画像処理で入れ込み加工線の位置を検出することができる。この手段は、段ボールシートが一方向に走行し、入れ込み加工線がこの走行方向と平行に付与されているときに、特に好適である。
【０００９】
前記カメラの撮像画像から検出される入れ込み加工線の位置を、前記段ボールシートの厚み寸法で補正することにより、フルート（段）の種類によって段ボールシートの厚みが大きく変化しても、入れ込み加工線の位置を正確に検査することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図７に基づき、この発明の実施形態を説明する。図１乃至図５は、第１の実施形態を示す。図１は、本発明に係る段ボールシート入れ込み加工線の位置検査装置１を配設したコルゲートマシンを示す。このコルゲートマシンでは、シングルフェーサ２で、ミルロールスタンド３から供給される裏ライナ紙４と、ミルロールスタンド５から供給される芯紙６とが貼り合わされて片面段ボール紙７とされ、ダブルフェーサ８で、片面段ボール紙７にミルロールスタンド９から供給される表ライナ紙１０が貼り合わされて段ボールシート１１が形成される。ダブルフェーサ８の下流側には、走行する段ボールシート１１に罫線を入れつつ所定幅に条切りするスリッタスコアラ１２と、段ボールシート１１を所定長さに切断するカッタ１３とが順に設けられている。
【００１１】
前記シングルフェーサ２の入口側には、裏ライナ紙４にミシン目の切り目線を入れ込み加工する切刃ロール１４が設けられ、スリッタスコアラ１２の出口側直近に、入れ込み加工線である切り目線の位置を検査する位置検査装置１が配設されている。この実施形態では、もう１つの入れ込み加工線である罫線は、スリッタスコアラ１２で条切りと同時に入れられ、条切りの幅端からの相対位置がずれる心配がないので、位置検査装置１は、上流側で加工された切り目線の位置のみを検査するようにしている。また、位置検査装置１をスリッタスコアラ１２の出口側直近に配設したのは、段ボールシート１１が製品幅にトリミングされた後であり、かつ、条切りされた段ボールシート１１が幅方向に広がる恐れがないからである。
【００１２】
前記切刃ロール１４は、図２に示すように、回転軸１４ａに２枚１対の円板状切刃１４ｂを取り付けたものであり、各切刃１４ｂを対向するサポートロール１５に押し当てて、裏ライナ紙４にミシン目の切り目線１７を入れ込み加工する。なお、切刃１４ｂは回転軸１４ａの任意の軸方向位置に任意の個数取り付けることができる。
【００１３】
前記位置検査装置１は、図３に示すように、段ボールシート１１が走行するラインの上方に設置され、段ボールシート１１の全幅を半分ずつ幅方向に走査する２台の１次元ＣＣＤカメラ１６と、段ボールシート１１の上面へ切り目線１７と直交方向の斜め上方から光を照射する照明器具としての３台のハロゲンランプ１８と、各ＣＣＤカメラ１６で撮像される撮像画像から、段ボールシート１１の幅端位置を基準として、各切り目線１７の相対位置を検査するコントローラ１９とで構成されている。
【００１４】
前記コントローラ１９にはモニタ装置２０と警報ランプ２１が接続されるとともに、生産管理コンピュータ（図示省略）から段ボールシート１１の幅寸法やフルートの種類が入力されるようになっている。なお、段ボールシート１１の厚みｈは、Ｅフルートで２ｍｍ、Ｂフルートで３ｍｍ、Ａフルートで５ｍｍ、ＡＢフルートで８ｍｍというように予め決まっている。
【００１５】
図４に示すように、前記各ＣＣＤカメラ１６の撮像視野はラインの幅方向に広がり角を有するので、段ボールシート１１の幅端位置や各切り目線１７の位置は、フルートの種類によって段ボールシート１１の厚みｈが変わると、同じ幅方向位置であっても、異なる画像位置に撮像される。そこで、コントローラ１９には、以下のように、段ボールシート１１の厚みに応じて、各ＣＣＤカメラ１６の撮像画像における撮像位置を補正する機能が組み込まれている。なお、２台のＣＣＤカメラ１６の撮像画像はラインの中心で接続され、ライン全幅の画像としてコントローラ１９が認識するようになっている。
【００１６】
前記１次元ＣＣＤカメラ１６のレンズ１６ａの中心線を基準とする段ボールシート１１上面での幅方向位置ｘと、これに対応するＣＣＤカメラ１６の画素アレイ１６ｂ上での幅方向位置ｚの関係は、次式で表される。
ｘ／ｚ＝（Ｈ−ｈ）／Ｆ                                      （１）
ここに、Ｈはレンズ１６ａからライン上面までの距離、ｈは段ボールシート１１の厚み、Ｆはレンズ１６ａから画素アレイ１６ｂまでの距離である。
【００１７】
前記（１）式において、レンズ１６ａからライン上面までの距離Ｈと、レンズ１６ａから画素アレイ１６ｂまでの距離Ｆは、予めコントローラ１９に設定されている。また、段ボールシート１１の厚みｈは、前記生産管理コンピュータからコントローラ１９に入力されるフルートの種類から得られる。したがって、段ボールシート１１の厚みｈが変化しても、その幅端位置と各切り目線１７の各幅方向位置ｘを、その撮像画像上での各幅方向位置ｚから精度よく求めることができ、これらの求めた各幅方向位置ｘから、段ボールシート１１の幅端位置と各切り目線１７との距離Ｄを精度よく算出することができる。なお、この実施形態では、各１次元ＣＣＤカメラ１６の視野は１４９０ｍｍ、画素数は７４５０画素とされており、その分解能は０．２ｍｍ／画素になっている。ラインを走行する段ボールシート１１の最大幅は２５００ｍｍである。
【００１８】
図５は、前記モニタ装置２０のモニタ画面２０ａの一例を示す。モニタ画面２０ａには、段ボールシート１１の幅とフルートの種類の表示欄２２ａ、前記撮像画像から測定された各距離Ｄの表示欄２２ｂ、各距離Ｄの設定値の表示欄２２ｃ、各距離Ｄと設定値の差の表示欄２２ｄ、および設定値の許容範囲の表示欄２２ｅが設けられている。また、モニタ画面２０ａには、設定値とその許容範囲の各表示欄２２ｃ、２２ｅの数値を増減設定するタッチスイッチ２３も設けられている。設定値の許容範囲は零に設定することもできる。なお、表示欄２２ｂの各数値は、２本一対の切り目線１７間の中心位置と段ボールシート１１の一方の幅端位置との距離Ｄで表示されるようになっている。２本一対の切り目線１７の間隔は一定であるので、どちらか一方の切り目線１７の位置との距離Ｄで表示するようにしてもよい。
【００１９】
前記コントローラ１９は、前記表示欄２２ｄに表示されるいずれかの距離Ｄと設定値との差が、表示欄２２ｅに表示される許容範囲を外れると、不良信号を出力して前記警報ランプ２１を点灯させ、切り目線１７の位置不良を警告する。また、この不良信号がカッタ１３の下流側に設けた不良シート除去装置（図示省略）を作動させることによって、切り目線１７の位置不良部を除去するようになっている。
【００２０】
図６および図７は、第２の実施形態を示す。図６は、本発明に係る段ボールシート入れ込み加工線の位置検査装置１を配設したダイカッタを示す。図６および図７に示すように、このダイカッタは、一方向に搬送される定尺の段ボールシート２４に対して、罫線２５を入れ込み加工する加工部２６ａを有する罫線加工ロール２６と、箱用の寸法形状に打ち抜く加工部２７ａを有する打抜加工ロール２７とを別々に備え、定尺の段ボールシート２４から箱用段ボールシート２４ａを形成するものである。
【００２１】
前記罫線加工ロール２６と打抜加工ロール２７の入口側には、それぞれフィードロール２８が設けられ、打ち抜かれた箱用段ボールシート２４ａは、コンベア２９で搬出される。なお、打抜加工ロール２７では、打ち抜き屑が分断されるようになっており、分断された打ち抜き屑は、外周にピン３０ａを設けられた屑除去ロール３０で除去される。
【００２２】
前記位置検査装置１はコンベア２９の入口部に配設されている。この実施形態では、コンベア２９の上の段ボールシート２４ａを撮像する２次元ＣＣＤカメラ３１と、この段ボールシート２４ａへ、搬送方向と幅方向の斜め上方から光を照射する各１台ずつのハロゲンランプ３２とが設けられており、図７に示した段ボールシート２４ａの搬送方向と幅方向に延びる各罫線２５の位置が、ＣＣＤカメラ３１で検出されるようになっている。
【００２３】
前記ＣＣＤカメラ３１で撮像された撮像画像は、第１の実施形態と同様に、コントローラ３３で処理され、図示は省略するが、段ボールシート２４ａの厚みｈで補正した各罫線２５の位置がモニタ装置３４で表示される。また、検出されたいずれかの罫線２５の位置が所定の設定値から外れると、コントローラ３３は警報ランプ３５を点灯させるとともに、コンベア２９の下流側に設けられた不良シート除去装置（図示省略）を作動させて、罫線２５の位置が外れた不良シートを除去する。
【００２４】
上述した実施形態では、入れ込み加工線の位置検査装置を、スリッタスコアラの出口側とダイカッタの出口側に配設したが、本発明に係る入れ込み加工線の位置検査装置は、必要に応じて任意の部位に配設することができる。勿論、段ボールシートが停止している部位に配設してもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、この発明の段ボールシート入れ込み加工線の位置検査装置は、上方に設けたカメラで撮像される段ボールシートの表面へ、入れ込み加工線と略直交方向の斜め上方から光を照射する照明器具を設けることにより、段ボールシート表面の入れ込み加工線の部位に陰影を生じさせるようにしたので、色等の違いでは識別できない入れ込み加工線を的確に検出して、その位置を検査することができる。
【００２６】
また、前記カメラを、入れ込み加工線と直角な方向に走査する１次元ＣＣＤカメラとすることにより、走行する段ボールシートの走行方向と平行な入れ込み加工線の位置を、簡単な画像処理で検出することができる。
【００２７】
さらに、前記カメラの撮像画像から検出される入れ込み加工線の位置を、段ボールシートの厚み寸法で補正することにより、フルートの種類によって段ボールシートの厚みが大きく変化しても、入れ込み加工線の位置を正確に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の位置検査装置を配設したコルゲートマシンを示す側面図
【図２】図１の切刃ロールを示す正面図
【図３】図１の位置検査装置を示す正面図
【図４】図３の位置検査装置における段ボールシートの厚み補正方法を説明する模式図
【図５】図３のモニタ装置のモニタ画面の例を示す図
【図６】第２の実施形態の位置検査装置を配設したダイカッタを示す側面図
【図７】図６のダイカッタでの段ボールシートの加工手順を示す斜視図
【符号の説明】
１  位置検査装置
２  シングルフェーサ
３  ミルロールスタンド
４  裏ライナ紙
５  ミルロールスタンド
６  芯紙
７  片面段ボール紙
８  ダブルフェーサ
９  ミルロールスタンド
１０  表ライナ紙
１１  段ボールシート
１２  スリッタスコアラ
１３  カッタ
１４  切刃ロール
１４ａ  回転軸
１４ｂ  切刃
１５  サポートロール
１６  ＣＣＤカメラ
１６ａ  レンズ
１６ｂ  画素アレイ
１７  切り目線
１８  ハロゲンランプ
１９  コントローラ
２０  モニタ装置
２０ａ  モニタ画面
２１  警報ランプ
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ  表示欄
２３  タッチスイッチ
２４、２４ａ  段ボールシート
２５  罫線
２６  罫線加工ロール
２７  打抜加工ロール
２６ａ、２７ａ  加工部
２８  フィードロール
２９  コンベア
３０  屑除去ロール
３０ａ  ピン
３１  ＣＣＤカメラ
３２  ハロゲンランプ
３３  コントローラ
３４  モニタ装置
３５  警報ランプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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