(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
折畳み箱（１）の品質を検査するための検査装置（２００；３００）であって、前記折畳み箱（１）の各々は、前記折畳み箱（１）が折り畳まれた状態にあるとき、スロット（２１０）によって分離された少なくとも２つのフラップ（６）を備え、前記スロット（２１０）は、前記折畳み箱（１）の周囲面（２１２）に開口し且つ前記２つのフラップ（６）間の側方間隔（２１６）を定める周囲端（２１４）を有し、
前記検査装置（２００；３００）は、
−折り畳まれた状態の前記折畳み箱（１）を照明するための照明システム（２０２；３０２）と、
−折り畳まれた状態の前記折畳み箱（１）の画像を形成するための少なくとも１つの画像化装置（２０４；３０４）と、
を備え、
−前記照明システム（２０２；３０２）は、前記少なくとも１つの画像化装置（２０４；３０４）の両側に配置された第１照明源（２０２．１；３０２．１）及び第２照明源（２０２．２；３０２．２）を備え、積み重ねられた又は並置された折畳み箱（１）で形成されたパック（２０１）を照明するように構成され、前記パック（２０１）は、前記パック（２０１）を構成する全ての前記折畳み箱（１）の周囲面によって定められた少なくとも１つの周囲パック面（２１２）を有し、
−前記少なくとも１つの画像化装置（２０４；３０４）は、前記第１照明源（２０２．１；３０２．１）が前記周囲パック面（２１２）を照明中で前記第２照明源（２０２．２；３０２．２）が消灯中に前記周囲パック面（２１２）の少なくとも一部を表す第１画像（２０５．１）を形成し、前記第１照明源（２０２．１；３０２．１）が消灯中で前記第２照明源（２０２．２；３０２．２）が前記周囲パック面（２１２）を照明中に前記周囲パック面（２１２）の少なくとも一部を表す第２画像（２０５．２）を形成する
ように構成され、
前記検査装置（２００；３００）は、さらに少なくとも１つの画像処理システム（２０６；３０６）を備え、
前記画像処理システムは、
ｉ）前記第１画像（２０５．１）及び前記第２画像（２０５．２）内の各周囲端（２１４）を検出し、
ｉｉ）前記周囲端（２１４）の各々の幾何学的形状を表すデータセットを生成し、
ｉｉｉ）前記データセットを解析して前記側方間隔（２１６）の各々の幅を判定する、
ように構成される、
ことを特徴とする、検査装置（２００；３００）。
【請求項２】
前記画像処理システム（２０６；３０６）は、
ｘｉｉ）前記第１画像（２０５．１）及び前記第２画像（２０５．２）の各々から暗物体（２２０）を抽出し、
ｖｉｉ）折り畳まれた状態の前記折畳み箱（１）の最大寸法に対して垂直に測定された各暗物体（２２０）の高さ（Ｈ２２０）を、折り畳まれた状態の折畳み箱（１）の公称厚さと比較し、
ｖｉｉｉ）所定の公差を前提として折り畳まれた状態の折畳み箱（１）の公称厚さと等しい高さを有する前記暗物体（２２０）の各々を選択し、選択された前記暗物体（２２０）の各々が側方間隔（１６；２１６）に対応する、
ようにさらに構成されたことを特徴とする、請求項１に記載の検査装置（２００；３００）。
【請求項３】
前記画像処理システム（２０６；３０６）は、
ｘｉｉｉ）各二値複数画像（２０５）内で、折り畳まれた状態の折畳み箱（１）の最大寸法に対して垂直な前記パック（２０１）の端を形成する前記折畳み箱（１）の境界を検出し、
ｘｉｖ）前記パック（２０１）内の各折畳み箱（１）を区別する、
ようにさらに構成されたことを特徴とする、請求項２に記載の検査装置（２００；３００）。
【請求項４】
前記画像処理システム（２０６；３０６）は、
ｉｖ）前記側方間隔（２１６）の各々の幅を所定の下限及び所定の上限と比較し、
ｖ）側方間隔（２１６）の幅が前記所定の下限を下回るか又は前記所定の上限を上回る場合、異常信号を生成する
ようにさらに構成されたことを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の検査装置（２００；３００）。
【請求項５】
前記少なくとも１つの画像化装置（２０４）は、マトリックス・カメラであることを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の検査装置（２００）。
【請求項６】
前記少なくとも１つの画像化装置（３０４）は、ライン走査カメラであり、前記ライン走査カメラは、搬送装置（５８）が前記折畳み箱（１）の各々を前記ライン走査カメラに対して移動させている間に前記折畳み箱（１）の各々のそれぞれの周囲面（１２）の画像を形成するように構成されたことを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の検査装置（３００）。
【請求項７】
２つの異なる高さに配置された２つの画像化装置（２０４）を備え、前記周囲パック面（２１２）の下部分及び上部分の複数画像（２０５）をそれぞれ形成するようになっていることを特徴とする、請求項６に記載の検査装置（２００）。
【請求項８】
前記照明システム（２０２；３０２）は、蛍光管、放電ランプ及び発光ダイオードから成る群から選択される少なくとも１つの照明源（２０２．１、２０２．２；３０２．１、３０２．２）、例えば発光ダイオードの列を備えることを特徴とする、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の検査装置（２００；３００）。
【請求項９】
前記照明システム（２０２）は、折り畳まれた状態の前記折畳み箱の各々の周囲面（２１２）をパルス方式で照明するように構成されたことを特徴とする、請求項８に記載の検査装置（２００）。
【請求項１０】
前記第１照明源（２０２．１；３０２．１）及び前記第２照明源（２０２．２；３０２．２）は、折り畳まれた状態の前記折畳み箱（１）の各々の同じ周囲面（２１２）の連続照明用に構成されており、前記少なくとも１つの画像化装置（２０４；３０４）は、折り畳まれた状態の前記折畳み箱（１）の各々の前記同じ周囲面（２１２）の２つの異なる画像を連続的に形成するようになっていることを特徴とする、請求項１〜請求項９のいずれかに記載の検査装置（２００；３００）。
【請求項１１】
折畳み箱（１）を製造するための製造設備（５０）であって、前記折畳み箱（１）の各々は、前記折畳み箱（１）が折り畳まれた状態にあるとき、折り目（８）によって連結されたパネル（４）と、スロット（１０；２１０）によって分離された少なくとも２つのフラップ（６）とを備え、前記製造設備（５０）は、少なくとも、
−前記折畳み箱（１）の各々の糊付け領域に糊を塗工するように構成された糊付け装置（５２）と、
−前記パネル（４）を折り畳んで、糊付けされる領域を前記糊付け領域に糊付けするように構成された折畳み装置（５４）と、
−折り畳まれた状態の前記折畳み箱（１）をスタックするように構成されたスタッキング装置（５６）と、
−前記折畳み箱（１）の各々を、前記糊付け装置（５２）に、次いで前記折畳み装置（５４）に、次いで前記スタッキング装置（５６）に配置するように構成された搬送装置（５８）と、
−前記スタッキング装置（５６）の下流に配置された、請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の少なくとも１つの検査装置（２００；３００）と、
を備えることを特徴とする、製造設備（５０）。
【請求項１２】
２つの検査装置（２００）を備え、前記検査装置（２００）は、２つの周囲パック面（２１２）のそれぞれの画像（２０５）を形成するように配列されたことを特徴とする、請求項１１に記載の製造設備（５０）。
【請求項１３】
折畳み箱（１）の品質を検査するための検査方法（２０００）であって、前記折畳み箱（１）の各々は、前記折畳み箱（１）が折り畳まれた状態にあるとき、スロット（１０；２１０）によって分離された少なくとも２つのフラップ（６）を備え、前記スロット（１０；２１０）は、前記折畳み箱（１）の周囲面（１２；２１２）に開口し且つ前記２つのフラップ（６）間の側方間隔（１６；２１６）を定める周囲端（１４；２１４）を有し、前記検査方法（２０００）は、
−折り畳まれた状態の前記折畳み箱（１）を照明システム（２０２；３０２）によって照明するステップと、
−折り畳まれた状態の前記折畳み箱（１）の画像を少なくとも１つの画像化装置（２０４；３０４）によって形成するステップと、
−（２００２）前記照明システム（２０２；３０２）によって、積み重ねられた又は並置された折畳み箱（１）で形成されたパック（２０１）を照明するステップであって、前記照明システム（２０２；３０２）は、前記少なくとも１つの画像化装置（２０４；３０４）の両側に配置された第１照明源（２０２．１；３０２．１）及び第２照明源（２０２．２；３０２．２）を備え、前記パック（２０１）が、前記パック（２０１）を構成する全ての前記折畳み箱（１）の周囲面によって定められた少なくとも１つの周囲パック面（２１２）を有する、ステップと、
−（２００４）前記少なくとも１つの画像化装置（２０４；３０４）によって、前記第１照明源（２０２．１；３０２．１）が前記周囲パック面（２１２）を照明中で前記第２照明源（２０２．２；３０２．２）が消灯中に前記周囲パック面（２１２）の少なくとも一部を表す第１画像（２０５．１）を形成し、前記第１照明源（２０２．１；３０２．１）が消灯中で前記第２照明源（２０２．２；３０２．２）が前記周囲パック面（２１２）を照明中に前記周囲パック面（２１２）の少なくとも一部を表す第２画像（２０５．２）を形成するステップと、
−（２００６）少なくとも１つの画像処理システム（２０６；３０６）を、
（２００８）ｉ）前記第１画像（２０５．１）及び前記第２画像（２０５．２）内の少なくとも１つの周囲端（２１４）を検出し、
（２０１０）ｉｉ）前記周囲端（２１４）の各々の幾何学的形状を表すデータセットを生成し、
（２０１２）ｉｉｉ）前記データセットを解析して前記側方間隔（１６；２１６）の各々の幅を判定する
目的で作動するステップと、
をさらに含むことを特徴とする、検査方法（２０００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、折畳み箱の品質を検査するための検査装置及び方法に関する。本発明はまた、この種の検査装置を含む製造設備に関する。
【０００２】
本発明は、折畳み箱の製造及び検査の分野に適用できる。折畳み箱は、例えばボール紙の梱包箱とすることができる。一般規則として、折り畳まれた状態の折畳み箱は、折り目によって互いに接続された複数のパネルと、パネルに接続された複数のフラップとを含む。２つの隣接するフラップは、中央領域と折畳み箱の周囲面との間に延びたスロットによって分離される。スロットは、周囲面上に開口した、２つの隣接フラップ間の側方間隔を定める周囲端を有する。
【背景技術】
【０００３】
従来技術において、折畳み箱を製造するための設備は、糊付け装置と、各折畳み箱のパネルを折り畳むための装置と、折畳み箱をスタックするためのスタッキング装置と、各折畳み箱を、糊付け装置、折畳み装置及びスタッキング装置間で移動させるための搬送装置とを備える。
【０００４】
特許文献１は、各折畳み箱を照明するための照明システムと、ローラコンベヤ手段による移動中に各折畳み箱の画像を１つずつ形成するためのカメラとを備えた検査装置を開示する。この種の検査装置の機能は、特に、各折畳み箱が確立された仕様に適合しているか否かを判定することである。
【０００５】
しかしながら、特許文献１の検査装置は、折畳み箱が全ての指定されたプロセスを未だ経ていない位置に配置される。それゆえ、カメラが、フラップを分離するスロットの画像を形成した後、各折畳み箱は、折畳み箱の状態を修正する可能性がある他のプロセスを経ることになる。したがって、特許文献１の検査装置が、端揃え（ｓｑｕａｒｉｎｇ）の後で適合となる可能性がある折畳み箱であっても不適合と評価することが起こる場合がある。したがって、特許文献１の検査装置を使用すると、比較的多数の折畳み箱が不合格となる結果になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０９３７５７３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、特に、検査装置による誤りのリスク、したがって不合格にされる折畳み箱の数を低減することが可能な検査装置を提供することによって、上記課題の幾つか又は全てを克服することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的で、本発明は、折畳み箱の品質を検査するための検査装置を提供し、各折畳み箱は、折畳み箱が折り畳まれた状態にあるとき、スロットによって分離された少なくとも２つのフラップを備え、スロットは、折畳み箱の周囲面上に開口した、２つのフラップ間の側方間隔を定める周囲端を有し、検査装置は、
−折り畳まれた状態の折畳み箱を照明するための照明システムと、
−折り畳まれた状態の折畳み箱を画像化するための少なくとも１つの画像化装置と、
を備え、
該検査装置は、
−照明システムが、積み重ねられた又は並置された折畳み箱で形成されたパックを照明するように構成され、パックが、パックを構成する全ての折畳み箱の周囲面によって定められた少なくとも１つの周囲パック面を有し、
−少なくとも１つの画像化装置が、照明システムが周囲パック面を照明したときに、周囲パック面の少なくとも一部を表す少なくとも１つの複数画像を形成するように構成され、
さらに、少なくとも１つの画像処理システムを備え、画像処理システムは、
ｉ）複数画像内の各周囲端を検出し、
ｉｉ）各周囲端の幾何学的形状を表すデータセットを生成し、
ｉｉｉ）データセットを解析して各側方間隔の幅を判定する、
ように構成される。
【０００９】
したがって、この検査装置は、複数の折畳み箱をパックに配列して端揃えした後で同時に検査して、誤りのリスクを減らすことを可能にする。なぜなら、パックの端揃えをすることで、往々にして、個別に検査されたならば不良とみなされた可能性がある折畳み箱のうちの幾つかを矯正する場合があるので、このパックでの検査は、不合格になる折畳み箱の数を減らすことができるからである。この種の検査装置は、折畳み箱製造設備に属する折畳み箱コンベヤ装置の片側に配置することができるので、それにより製造設備の全体としての寸法が削減される。
【００１０】
本出願において、「複数画像」という用語は、複数の折畳み箱の周囲面を表す１つの画像、例えば、組み合わされた、すなわち積み重ねられた又は並置された複数の折畳み箱の画像を意味する。
【００１１】
本出願において、「パック」という用語は、互いに組み合わされた複数の折畳み箱によって形成されたグループを意味する。パックは、例えば、折り畳まれた状態の折畳み箱が積み重ねられたスタック、又は折り畳まれた状態の折畳み箱が並置されたグループとすることができる。スタックの場合、パックを形成する折畳み箱は必ずしもひとまとめに結束される必要はない。スタックの場合、折畳み箱は実質的に水平である。グループの場合、折畳み箱は、スタッキング装置によって事前にスタックされ、次いで結束装置によってひとまとめに結束され、その後、パックは例えば４分の１回転だけ旋回される。グループの場合、折畳み箱は、実質的に垂直にすることができる。
【００１２】
本出願において、「側方」という用語は、折畳み箱の、又は折畳み箱のパックの側部を意味する。典型的には、折畳み箱の縁が、この折畳み箱の側方面を形成する。
【００１３】
本発明の１つの実施形態によれば、画像処理システムは、
ｘｉｉ）各複数画像から暗物体（ｄａｒｋ  ｏｂｊｅｃｔ）を抽出し、
ｖｉｉ）折り畳まれた状態の折畳み箱の最大寸法に対して垂直に測定された各暗物体の高さを、折り畳まれた状態の折畳み箱の公称厚さと比較し、
ｖｉｉｉ）所定の公差を前提として折り畳まれた状態の折畳み箱の公称厚さと等しい高さを有する各暗物体を選択し、選択された各暗物体が側方間隔に対応する、
ようにさらに構成される。
【００１４】
したがって、この画像処理システムは、スロットの周囲端の位置を自動的に見つけだす。選択された各暗物体上で、画像処理システムは、各スロットの周囲端に形成された側方間隔の幅を判定することができる。
【００１５】
本発明の変形によれば、画像処理システムは、
ａ）折り畳まれた状態の折畳み箱の最大寸法に対して垂直な周囲面の境界を検出し、
ｂ）該境界の１つと周囲面の画像の縁との間の輝度の基準レベルを測定し、
ｃ）この基準輝度レベルを用いて周囲面の画像に対して閾値化操作をおこなうことによって、二値画像を生成する
ようにさらに構成される。
【００１６】
本発明の変形によれば、画像処理システムは、折畳み箱の幾何学的パラメータ、具体的には折畳み箱の公称厚さを記録するように構成されたメモリを備える。
【００１７】
暗物体は、照明システムによって発せられた照明を反射しない、又は少ししか反射しない物体である。それゆえ、暗物体は、周囲面の画像上で実質的に黒色に見えるであろう。換言すれれば、暗物体を形成するピクセルは、低い又はゼロの、輝度レベル、例えば灰色レベルを有する。それゆえ、暗物体は、折畳み箱の空洞領域又は低密度領域、例えばスロットの周囲端、又は折畳み箱が波形シートを含む場合は波形に対応する。
【００１８】
本発明の変形によれば、所定の公差は、折り畳まれた状態の折畳み箱の公称厚さの３％と５０％との間から選択される。
【００１９】
本発明の１つの実施形態によれば、画像処理システムは、
ｘｉｉｉ）各複数画像内で、折り畳まれた状態の折畳み箱の最大寸法に対して垂直なパックの端を形成する折畳み箱の境界を検出し、
ｘｉｖ）パック内の各折畳み箱を区別する
ようにさらに構成される。
したがって、この画像処理システムを用いると、複数画像内に現れた全ての折畳み箱のスロットの側方間隔を単一の画像処理段階で判定することができる。
【００２０】
本発明の変形によれば、画像処理システムは、各折畳み箱の区別を、上で明記したように生成される二値画像を処理することによって実行する。画像処理システムは、次いで各暗物体の高さを折り畳まれた状態の折畳み箱の公称厚さと比較することができ、次いで、所定の公差を前提として折り畳まれた状態の折畳み箱の公称厚さと等しい高さを有する各暗物体を選択することができる。画像処理システムは、次いで、複数画像内に現れた全ての折畳み箱について、周囲端の幾何学的形状を表すデータセットを生成して、各側方間隔の幅を判定するようになっている。
【００２１】
本発明の１つの実施形態によれば、画像処理システムは、
ｉｖ）各側方間隔の幅を所定の下限及び所定の上限と比較し、
ｖ）側方間隔の幅が所定の下限を下回るか又は所定の上限を上回る場合、異常信号を生成する
ようにさらに構成される。
【００２２】
したがって、この画像処理システムを用いて、不良折畳み箱、すなわち、不良な裁断、折り畳み及び／又は糊付けの結果として大きすぎる又は小さすぎる側方間隔を有する箱の信号を送ることができる。
【００２３】
本発明の変形によれば、異常信号は、不良折畳み箱を識別するデータ要素に関連付けられる。それゆえ、オペレータは、不良折畳み箱をすばやく選び出して不合格にすることができる。
【００２４】
本発明の１つの実施形態によれば、少なくとも１つの画像化装置は、マトリックス・カメラである。本発明の変形によれば、マトリックス・カメラは多色性である。本発明の変形によれば、マトリックス・カメラは単色性である。
【００２５】
カメラ、又は各カメラは、パックを移動させるコンベヤなどの搬送装置に向かって降下するように可動に配列することができ、カメラ、又は各カメラが各パックを検査するようになっている。カメラ、又は各カメラは、次いで２つのパック間で再度上昇し、次のパックのための経路を空けるようになっている。
【００２６】
本発明の１つの実施形態によれば、少なくとも１つの画像化装置は、ライン走査カメラであり、これは、搬送装置が各折畳み箱を該ライン走査カメラに対して移動させている間に各折畳み箱のそれぞれの周囲面の画像を形成するように構成される。
【００２７】
したがって、このライン走査カメラを用いて、搬送装置が折畳み箱を移動させている間に周囲端の画像を形成することができる。折畳み箱の移動が中断されないので、折畳み箱の製造速度を高速にすることができる。ライン走査カメラは、製造設備の搬送装置による折畳み箱の移動速度と同期させることが有利である。
【００２８】
本発明の１つの実施形態によれば、検査装置は、２つの異なる高さに配置された少なくとも２つの画像化装置を備え、周囲パック面の下部分及び上部分の複数画像をそれぞれ形成するようになっている。
【００２９】
ゼロ高さは、画像化装置付近、かつ、折畳み箱を受けることを意図した搬送装置の表面上にあるものとみなすことができる。
【００３０】
それゆえ、パックが多数の折畳み箱を含む場合であっても、２つの画像化装置を用いて高分解能の複数画像を形成することができる。
【００３１】
本発明の変形によれば、２つの画像化装置は、パックの下部分の複数画像とパックの上部分の複数画像との間に重複領域を生じさせるように構成される。したがって、この重複領域は、パック内のどの折畳み箱も、検査装置によって見逃されること又は２回数えられることがないことを保証する。
【００３２】
カメラの別の選択肢として、画像化装置は、写真用カメラとすることができる。したがって、この写真用カメラは、折畳み箱のパックを搬送する装置が停止又は減速したときに写真画像を形成することができる。この選択肢を用いるためには、搬送装置は、規則的に、例えば折畳み箱のパックが通過するたびに停止が識別できるように制御する必要がある。
【００３３】
本発明の１つの実施形態によれば、照明システムは、蛍光管、放電ランプ及び発光ダイオード成る群から選択された少なくとも１つの照明源、例えば発光ダイオードの列を備える。
【００３４】
したがって、この照明源を用いて、周囲端の高コントラスト画像が形成されるように折畳み箱を効果的に照明することができる。この照明源は、大光量を発することができるので、複数画像は高コントラストであり、折畳み箱の周囲端を正確に検出することができるようになっている。
【００３５】
本発明の１つの実施形態において、照明システムは、折り畳まれた状態の各折畳み箱の周囲面をパルス方式で照明するように構成される。
【００３６】
したがって、このパルス照明システムを用いて、周囲端の高コントラスト画像が形成されるように折畳み箱を大光量で照明することができる。この照明源は、大光量を発することができるので、複数画像は高コントラストであり、折畳み箱の周囲端を正確に検出することができるようになっている。
【００３７】
本発明の変形によれば、照明パルスの持続時間は、０．０１ｍｓから１００ｍｓまでの範囲、例えば１ｍｓである。
【００３８】
本発明の１つの実施形態によれば、照明システムは、少なくとも１つの画像化装置の両側に配列された２つの照明源を備え、照明源は、折り畳まれた状態の各折畳み箱の同じ周囲面の連続照明用に構成されており、少なくとも１つの画像化装置が、折り畳まれた状態の各折畳み箱の同じ周囲面の２つの異なる画像を連続的に形成するようになっている。
【００３９】
換言すれば、照明システムは、画像化装置の左右に交互に照明を与え、これが画像内の位置に応じて異なるコントラストレベルを有する２つの画像を形成する。したがって、これら２つの画像は、Ｖ字形スロットの縁の正確な識別のために用いることができる。なぜなら、第１の画像（左側から見たもの）は、スロットの周囲端の左境界に関して高コントラストを有し、第２の画像（右側からみたもの）は、スロットの周囲端の右境界に関して高コントラストを有するからである。
【００４０】
本発明はまた、折畳み箱を製造するための製造設備を提供し、各折畳み箱は、折畳み箱が折り畳まれた状態にあるとき、折り目によって連結されたパネルと、スロットによって分離された少なくとも２つのフラップとを備え、製造設備は、少なくとも、
−各折畳み箱の糊付け領域に糊を塗工するように構成された糊付け装置と、
−パネルを折り畳んで、糊付けされる領域を糊付け領域に糊付けするように構成された折畳み装置と、
−折り畳まれた状態の折畳み箱をスタックするように構成されたスタッキング装置と、
−各折畳み箱を、糊付け装置、次いで折畳み装置、次いでスタッキング装置に配置するように構成された搬送装置と、
−スタッキング装置の下流に配置された、本発明による少なくとも１つの検査装置と、
を備える。
【００４１】
したがって、この製造設備を用いると、特に、各画像化装置が高コントラスト画像を形成し、それにより検査装置による誤りのリスクが低減され、結果的に、不合格になる折畳み箱の数が減るので、非常に低い不合格率で、高い製造速度で折畳み箱を製造することができる。各検査装置は、複数画像内に現れる全ての折畳み箱を単一フェーズで検査することができる。
【００４２】
換言すれば、糊付け装置、折畳み装置及びスタッキング装置は、搬送装置によって決定される循環方向で互いに上流から下流端に続く。この実施形態において、検査装置は、パック内の折畳み箱を検査する。
【００４３】
本発明の変形によれば、搬送装置は、コンベヤ、例えばベルトコンベヤである。本発明の変形によれば、搬送装置は、設備の出力速度が、１０００折畳み箱毎時と２５００折畳み箱毎時との間、例えば１８００折畳み箱毎時となるように調節される。
【００４４】
本発明の１つの実施形態によれば、前の実施形態の製造設備は、２つの検査装置を備え、検査装置は、２つの周囲パック面のそれぞれの画像を形成するように配列される。
【００４５】
この配列において、２つの画像化装置は、特にパックの幅に基づいて、所定の距離で分離される。したがって、２つの検査装置のこの配列を用いて、各周囲パック面上に位置するスロットを同時に検査することができる。
【００４６】
前記実施形態に対する別の選択肢によれば、製造設備は、単一の検査装置と、折畳み箱の各パックを半回転旋回させるように構成された回転機構とを備える。それゆえ、検査装置は、折畳み箱の各パックの対向する面を連続的に検査することができる。単一の検査装置を用いると、製造設備の全体としての寸法が削減される。
【００４７】
本発明の変形によれば、検査装置は、インラインに配置することができる。すなわち、検査は、搬送装置が折畳み箱を検査装置の前方に位置決めしたときに行われる。代替的に、検査装置は、オフラインに配置することができる。すなわち、折畳み箱は、搬送装置から取り出された後で検査される。
【００４８】
本発明の変形によれば、搬送装置は、折畳み箱のパックを水平方向に搬送するように配列され、検査装置は、少なくとも１つの照明システムの光源の配向が水平方向に対して０度から７０度までの角度を形成するように配列される。
【００４９】
本発明の変形によれば、製造設備は、パックを個別に排出するように構成された排出機構を備えることができ、排出機構は、検査装置に、具体的には画像処理システムに接続されており、検査装置が、あるパックが少なくとも１つの不良折畳み箱を含むことを示す不良信号を発したとき、排出機構は、その少なくとも１つの不良折畳み箱を含むパックを排出するようになっている。
【００５０】
さらに、本発明は、折畳み箱の品質を検査するための検査方法を提示し、各折畳み箱は、折畳み箱が折り畳まれた状態にあるとき、スロットによって分離された少なくとも２つのフラップを備え、スロットは、折畳み箱の周囲面に開口した、２つのフラップ間の側方間隔を定める周囲端を有し、検査方法は、
−折り畳まれた状態の折畳み箱を照明システムによって照明するステップと、
−折り畳まれた状態の折畳み箱の画像を少なくとも１つの画像化装置によって形成するステップと、
を含み、
該検査方法は、
−照明システムによって、積み重ねられた又は並置された折畳み箱で形成されたパックを照明するステップであって、該パックが、パックを構成する全ての折畳み箱の周囲面によって定められた少なくとも１つの周囲パック面を有する、ステップと、
−少なくとも１つの画像化装置によって、照明システムが周囲パック面を照明したときに周囲パック面の少なくとも一部を表す少なくとも１つの複数画像を形成するステップと、
−少なくとも１つの画像処理システムを、
ｉ）複数画像内の少なくとも１つの周囲端を検出し、
ｉｉ）各周囲端の幾何学的形状を表すデータセットを生成し、
ｉｉｉ）データセットを解析して各側方間隔の幅を判定する
目的で作動するステップと、
をさらに含むことを特徴とする。
【００５１】
上記実施形態及び変形は、別個に、又は技術的に実現可能な組合せで考慮することができる。
【００５２】
本発明は、添付の図面を参照して、非限定的な例としてのみ提示される以下の説明に鑑みて容易に理解され、その利点は明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】不良折畳み箱を示す概略図である。
【図２】本発明による製造設備の概略図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による検査装置を含む、図２の製造設備の一部の概略平面図である。
【図４】図３の検査装置が動作位置にあるときの水平面の概略断面図である。
【図５】図４の検査装置の略斜視図である。
【図６】検査装置が動作位置にあるときの図４の検査装置の垂直面の概略断面図である。
【図７】第１のタイプの被検査スロットを示す図である。
【図８】図３の検査装置に属する画像化装置によって形成された、この第１のタイプのスロットを有する折畳み箱のパックの複数画像である。
【図９】第２のタイプの被検査スロットを有する折畳み箱のパックを２つの照明源が同時に照明する、本発明による検査方法のステップ中の図３の検査装置の概略図である。
【図１０】図９に示すステップから得られた複数画像である。
【図１１】２つの照明源が折畳み箱のパックを連続的に照明する、本発明による検査方法のステップ中の図３の検査装置の概略図である。
【図１２】２つの照明源が折畳み箱のパックを連続的に照明する、本発明による検査方法のステップ中の図３の検査装置の概略図である。
【図１３】図１１に示すステップから得られた画像である。
【図１４】図１２に示すステップから得られた画像である。
【図１５】本発明による検査方法を示すフローチャートである。
【図１６】図１５に示す検査方法のステップから得られた、第１のタイプのスロットを有する折畳み箱のパックの画像である。
【図１７】図１６の画像から得られた二値画像である。
【図１８】図１５に示す検査方法のステップを示す、図１７の細部ＸＶＩＩＩの拡大図である。
【図１９】図１５に示す検査方法のステップを示す、図１７の細部ＸＩＸの拡大図である。
【図２０】本発明の第２の実施形態による、ライン走査カメラを備えた検査装置の一部を示す概略斜視図である。
【図２１】図２０の平面ＸＸＩに沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
図１は、折り目４によって連結されたｉ）パネル２並びにｉｉ）フラップ６を含む、折り畳まれた状態の折畳み箱１を示す。各パネル２は、折り畳まれていない状態の折畳み箱１の高さに対応する、折り目４に対して垂直に測定された幅Ｗ２を有する。各フラップ６は、波形成形機（ｃｏｒｒｕｇａｔｉｎｇ  ｍａｃｈｉｎｅ）によって形成された折り目８によってそれぞれのパネル２に連結される。
【００５５】
２つの隣接するフラップ６は、それぞれのスロット１０によって分離される。各スロット１０は、折畳み箱１の中央領域１１と周囲面１２との間に延びている。スロット１０は、周囲面１２に開口した、２つの隣接するフラップ６間の側方間隔１６を定める周囲端１４を有する。スロット１０は、中央領域１１内に位置する、したがって周囲端１４と対向する、中央端を有する。
【００５６】
図１に示すように、折畳み箱１は、スロット１０が互いに平行な縁の代わりに斜めの縁を有しているので、欠陥を有する。スロット１０の１つは、広すぎる周囲端１４、したがって大きすぎる側方間隔１６を有し、一方、他のスロット１０は、狭すぎる周囲端１４、したがって小さすぎる側方間隔１６を有する。この欠陥は、正しくない裁断、正しくない糊付け、及び／又は正しくない折畳みに起因し得る、場合によっては、スロット１０の幅Ｗ１０は、折り目８付近で、従来技術の装置においては測定によって、又は本発明の場合には外挿によって決定される。
【００５７】
図２は、折畳み箱１を製造することを意図した製造設備５０を示し、これは少なくとも、
−各折畳み箱１の糊付け領域に糊を塗工するように構成された糊付け装置５２と、
−パネル４を折り畳んで、糊付けされる領域を糊付け領域に糊付けするように構成された折畳み装置５４と、
−折り畳まれた状態の折畳み箱１をスタックするように構成されたスタッキング装置５６と、
−折畳み箱１を端揃えしてパック２０１を形成するように構成された端揃え装置６０と、
−折畳み箱１を、糊付け装置５２、次いで折畳み装置５４、次いでスタッキング装置５６に配置するように構成された搬送装置５８であって、この場合には約１８００折畳み箱毎時に等しい設備出力速度を与えるベルトコンベヤである搬送装置５８と、
−本発明による２つの検査装置２００と
を備える。
【００５８】
図２及び図３の例において、検査装置２００は、スタッキング装置５６の下流、及び端揃え装置６０の下流に配置される。糊付け装置５２、折畳み装置５４、スタッキング装置５６及び端揃え装置６０は、搬送装置５８によって決定された循環方向で、互いに上流から下流端に続く。したがって、各検査装置２００は、パック２０１内の折畳み箱１を検査する。
【００５９】
さらに、２つの検査装置２００は、２つの周囲パック面２１２のそれぞれの画像を形成するように配列される。この配列を用いて、パック２０１内に含まれる各折畳み箱１の全てのスロットを検査することができる。
【００６０】
図３、図４、図５及び図６は、検査装置２００の１つを示す。検査装置２００は、２つの照明源２０２．１及び２０２．２を有する照明システム２０２と、画像化装置を形成する２つのカメラ２０４と、画像処理システム２０６とを備える。照明システム２０２及びカメラ２０４は、フレームワーク２０３上に取り付けられている。
【００６１】
この場合、検査装置２００は、インラインに配置され、すなわち、検査は、搬送装置５８がパック２０１を検査装置２００の前方に位置決めしたときに行われる。搬送装置５８は、パック２０１を水平方向に搬送するように配列される。
【００６２】
照明システム２０２は、積み重ねられた折畳み箱から形成されたパック２０１を照明するように構成され、一方、照明システム２０２は、折畳み箱１を１つずつ照明するように構成される。パック２０１は、パック２０１を構成する全ての折畳み箱の周囲面によって定められる２つの周囲パック面２１２を有する。したがって、照明システム２０２によって照明される立体角は、照明システム２０２によって照明される立体角より大きい。
【００６３】
図６に示すように、検査装置２００は、２つのカメラ２０４を備える。カメラ２０４は、２つの異なる高さに配置され、周囲パック面２１２のそれぞれ下部分及び上部分の複数画像２０５を形成するようになっている。
【００６４】
それゆえ、パック２０１が多数の折畳み箱１を含んでいる場合であっても、２つのカメラ２０４を用いて、高分解能の複数画像２０５を形成することができる。この場合、カメラ２０４は、パック２０１の下部分の複数画像とパック２０１の上部分の複数画像との間に重複領域を生じさせるように構成される。検査装置２００は、各カメラ２０４の光軸が水平方向に対して約６０度の角度（図示せず）を形成するように配列される。
【００６５】
各カメラ２０４は、マトリックス・カメラであり、一方、カメラ２０４は、ライン走査カメラである。
【００６６】
各カメラ２０４は、照明システム２０２が周囲パック面２１２を照明したときに、周囲パック面２１２の少なくとも１つの複数画像２０５を形成するように構成される。各複数画像２０５は、照明システム２０２が周囲パック面２１２を照明したときの周囲パック面２１２の少なくとも一部を表す。図８、図１０、図１３、図１４及び図１６は、等価な複数画像２０５を示す。したがって、各カメラ２０４の視野は、カメラ２０４の視野より大きい。
【００６７】
画像処理システム２０６は、
ｉ）複数画像内の各周囲端２１４（図４及び図８）、すなわちパック２０１を構成する折畳み箱によって定められたスロットの全ての周囲端２１４を検出し、
ｉｉ）
ｉｉ）各周囲端２１４の幾何学的形状を表すデータセットを生成し、
ｉｉｉ）データセットを解析して各側方間隔２１６（図４及び図８）の幅を判定する、
ように構成される。
【００６８】
図２から図６までの例において、画像処理システム２０６は、
ａ）周囲パック面２１２の最大寸法に対して垂直な周囲面２１２の境界を検出し、
ｂ）周囲パック面２１２のこれらの境界のうちの１つと複数画像の縁２０５との間の輝度の基準レベルを測定し、
ｃ）この基準輝度レベルを用いて複数画像２０５に対して閾値操作を行うことによって、二値複数画像２０７（図１７から図１９まで）を生成する
ようにさらに構成される。
【００６９】
二値複数画像２０７に基づいて、画像処理システム２０６は、次に、
ｖｉｉ）各暗物体２２０の高さＨ２２０を、折り畳まれた状態の折畳み箱１の公称厚さと比較し、
ｖｉｉｉ）所定の公差を前提として折り畳まれた状態の折畳み箱の公称厚さと等しい高さＨ２２０を有する各暗物体２２０を選択し、
ｘｉｉ）各二値複数画像２０７から暗物体２２０を抽出し、
ｘｉｉｉ）各二値複数画像２０７内で、折り畳まれた状態の折畳み箱１の最大寸法に対して垂直なパック２０１の端を形成する折畳み箱の境界を検出し、
ｘｉｖ）パック２０１内の各折畳み箱を区別する
ことができ、画像処理システム２０６は、各折畳み箱の区別を、二値複数画像２０７（図１７から図１９まで）を処理することによって行う。
【００７０】
画像処理システム２０６は、次いで、二値複数画像２０７内に現れた、したがって複数画像２０５内に現れた、全ての折畳み箱について、スロット２１０の周囲端２１４の幾何学的形状を表すデータセットを生成して、各側方間隔２１６の幅を判定するようになっている。
【００７１】
単一の複数画像２０５を処理することによって、画像処理システム２０６は、このようにパック２０１を構成する全ての折畳み箱のスロット２１０の側方間隔２１６を判定することができる。
【００７２】
実際には、カメラ２０４から得られる画像は、複数画像２０５より大きい。複数画像２０５は、カメラ２０４から得られる画像の有用部分であり、すなわち側方端を検出することができる部分である。換言すれば、カメラ２０４から得られる画像の他の部分は、側方端を示さない。有用部分は、各折畳み箱１の寸法に基づいて自動的に選択することができ、パック２０１内の折畳み箱の不完全な位置合わせを補償することを意図したマージンを伴う。カメラ２０４から得られる画像を、複数画像２０５を形成する有用部分まで削減することによって、画像処理の所要時間を最小化することができる。
【００７３】
図７及び図９は、２つのタイプのスロットの幾何学的形状を断面で模式的に示す。図７は、スロットの縁が互いに平行であることから「直線形」と呼ばれる第１のタイプのスロットを示す。図９は、縁が周囲端に向かって斜めに発散していることから「Ｖ字形」と呼ばれる第２のタイプのスロットを示す。
【００７４】
図８及び図１０は、照明源２０２．１と２０２．２とが周囲パック面２１２を同時に照明したとき、第１のタイプのスロット（図７）及び第２のタイプのスロット（図９）に関してそれぞれ得られた複数画像２０５を示す。
【００７５】
図８の複数画像２０５は、その縁が高レベルのコントラストを有する周囲端を有する。したがって、画像処理システム２０６は、スロットの周囲端を検出して各側方間隔の幅を決定するために、図８の複数画像２０５を容易に処理することができる。
【００７６】
逆に、図１０の複数画像２０５は、その縁が低レベルのコントラストを有する周囲端を有し、それはスロットが「Ｖ字形」タイプであることによる。したがって、画像処理システム２０６は、図１０の複数画像２０５の方が、図８の複数画像より処理が困難であることが分かる。
【００７７】
２つの照明源２０２．１及び２０２．２は、カメラ２０４の両側に配列される。図１１及び図１３に示すように、照明源２０２．１及び２０２．２は、同じ周囲パック面２１２を連続的に照明する。それゆえ、各カメラ２０４は、同じ周囲パック面２１２に対して、図１２及び図１４に見られる２つの異なる複数画像２０５．１及び２０５．２を連続的に形成する。
【００７８】
複数画像２０５．１は、照明源２０２．１による照明中に形成され、複数画像２０５．２は、照明源２０２．２による照明中に形成される。複数画像２０５．１においては、各周囲端２１４の左側境界が高コントラスト・レベルを有し、複数画像２０５．２においては、各周囲端２１４の右側境界が高コントラスト・レベルを有する。照明システム２０２は、周囲パック面２１２をパルス方式で照明するように構成される。照明パルスの持続時間は、この場合、約２０ｍｓである。２つのパルスの間、パック２０１は不動であり、２つの連続的に形成される画像が一致することを保証する。
【００７９】
画像処理システム２０６は、次に複数画像２０５．１及び２０５．２を、
ｉ）各周囲端２１４の左境界及び右境界を検出し、
ｉｉ）各周囲端２１４の幾何学的形状を表すデータセットを生成し
ｉｉｉ）データセットを解析して各側方間隔２１６の幅を判定する、
目的で処理する。
【００８０】
この照明源２０２．１及び２０２．２の構成は、照明システム２０２が交互の照明を生成することを可能にし、そのことによりＶ字形スロットの全ての周囲端２１４の検出を改善する。
【００８１】
使用時、検査装置２００は、図１５に示す、本発明による検査方法２０００に従って操作される。検査方法２０００は、
２００２：照明システム２０２によって周囲パック面２１２を照明するステップと、
２００４：各カメラ２０４によって、照明システム２０２が周囲パック面２１２を照明したときに周囲パック面２１２の複数画像２０５を形成するステップと、
２００６：画像処理システム２０６を、
２００８：ｉ）周囲パック面２１２の各複数画像２０５内の各周囲端２１４を検出し、
２０１０：ｉｉ）各周囲端２１４の幾何学的形状を表すデータセットを生成し、
２０１２：ｉｉｉ）データセットを解析して各側方間隔２１６の幅を判定する
目的で作動するステップと、
を含む。
【００８２】
図２０及び図２１は、本発明の第２の実施形態による検査装置３００の一部を示す。検査装置３００が検査装置２００と同様である範囲において、後述の注目すべき違い以外は、図１から図１９までに関連して上述した検査装置２００の説明を検査装置３００に当てはめることができる。
【００８３】
その構造及び／又は機能が検査装置２００の要素と同一又は同様の検査装置３００の要素はいずれも、同じ符号に１００を足した符号を持つ。したがって、２つの光源３０２．１及び３０２．２を有する照明システム３０２、フレームワーク３０３、カメラ３０４、及び画像処理システム３０６が定義される。
【００８４】
検査装置３００は、特に、カメラ３０４がライン走査カメラであるのに対し、検査装置２００は２つのマトリックス・カメラ２０４を備える点で検査装置２００とは異なる。ライン走査カメラは、感光部分がラインセンサで構成されるカメラである（次元１×ｎを有する）。センサは、ＣＣＤ（「電荷結合素子」」センサ、又はＣＭＯＳ（「相補型金属酸化膜半導体」）センサとすることができる。カメラ３０４は、光ビーム３０４．４を受光するように構成される。
【００８５】
検査装置３００はまた、特に、その画像化装置が単一のカメラ３０４によって形成されるのに対し、検査装置２００の画像化装置は２つのカメラ２０４を備える点で検査装置２００とは異なる。カメラ３０４は、光学補正装置３０４．５と、使用時にカメラ３０４を冷却するように構成されたヒートシンク３０４．６とを有する。
【００８６】
さらに、検査装置３００は、特に、各照明源３０２．１及び３０２．２が矩形マトリックスに配列された発光ダイオード（ＬＥＤ）３０２．５で構成されるのに対し、照明システム２０２は２つの線形照明源で形成される点で検査装置２００とは異なる。各照明源３０２．１及び３０２．２は、それぞれのヒートシンク３０２．６及び３０２．７を備える。
【００８７】
加えて、検査装置３００は、特に、検査装置３００が、折畳み箱の各パックから受けた光をカメラ３０４に向かって反射するように配列された反射鏡３０８をさらに備える点で検査装置２００とは異なる。この反射鏡３０８は、小型の検査装置３００を形成することを可能にする。各照明源３０２．１及び３０２．２は、フレームワーク３０３内に形成された開口部３０９を通して、折畳み箱の各パックを照明する。
【００８８】
使用時、検査装置３００は、図１５に示した検査方法２０００に従って操作することができる。
【００８９】
明らかに、本発明は、本特許出願で説明された特定の実施形態にも、又は当業者の範囲内の実施形態にも限定されない。本特許出願において示された要素と均等のいずれかの要素を用いて、本発明の範囲から逸脱することなく他の実施形態を予見することができる。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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