段ボール束枚数異常検出方法及び装置
【課題】段ボール束の積み重ね枚数異常を精度良く検出することが可能な方法及び装置を提供する。
【解決手段】押圧された段ボール束Ａの上面高さｈに対応する距離ａを測定して測定値を取得する。積み重ね枚数が規定枚数であるときに取得した測定値を用い、直近の測定値に近づくに連れて重み付けを大きくした加重平均値を算出して基準値とする。測定値が、基準値から所定の範囲内であるか否かを判定して、積み重ね枚数異常を検出する。
【解決手段】押圧された段ボール束Ａの上面高さｈに対応する距離ａを測定して測定値を取得する。積み重ね枚数が規定枚数であるときに取得した測定値を用い、直近の測定値に近づくに連れて重み付けを大きくした加重平均値を算出して基準値とする。測定値が、基準値から所定の範囲内であるか否かを判定して、積み重ね枚数異常を検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積み重ねられた段ボール束の枚数異常を検出する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
成形されて折り畳まれた段ボールを複数積み重ねた段ボール束を結束機により結束する工程では、段ボール束を構成する段ボールの枚数が規定枚数であるか否かを検査する必要がある。そのために、段ボール束の重量を、ロードセルなどの重量計測機により計測するという検査方法がある。しかし、結束機の前後工程に重量計測機を配置すると、ライン長が長くなるので、既存のラインに重量測定機を追加することは困難である。
【０００３】
そこで、特許文献１には、レーザ距離計などの非接触センサからなる測長手段を結束機に設けて、押圧シリンダでプレスされた段ボール束の高さを測定し、測定値が基準値から所定の許容範囲内に存するか否かにより枚数異常を検出することが開示されている。
【０００４】
ここで、段ボールは、一般に規格で厳密に厚さが規定されているものではなく、積み重ねによる重みによっても厚さが変化する。しかし、同一製造ロット内では、厚さのばらつきは所定範囲内に収まり、且つ積み上げた段ボールは順に取り出されるので、段ボール束の厚さは時系列的な傾向を有して変化する。そこで、判定対象となる直前に測定した枚数異常でない３束の平均高さを基準値としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、底部の一部同士が接着されたボトムロック式の段ボールを折り畳んで積み重ねると、接着部の存在により底部が膨らんだ状態となり、積み重ねが不安定となる。また、作業者等によって積み重ね方が相違する。そのため、同じ枚数の段ボールを積み重ねた段ボール束であっても、その測定箇所の高さが大きく変化する。そのため、直近の数束の平均測定値を基準値にすると、直近の時系列的な傾向に大きく影響されて枚数異常を精度良く検出することができないという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、段ボール束の積み重ね枚数異常を精度良く検出することが可能な方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の方法は、折り畳まれた段ボールを積み重ねた段ボール束の枚数が規定枚数であるか否かを検出する段ボール束枚数異常検出方法であって、前記段ボール束を上方から押圧し、押圧された当該段ボール束の上面高さに対応する距離を測定して測定値を取得する測定値取得工程と、積み重ね枚数が規定枚数であるときに前記測定値取得工程で取得した測定値を用い、直近の測定値に近づくに連れて重み付けを大きくした加重平均値を算出して基準値とする基準値算出工程と、前記測定値取得工程で取得した測定値が、前記基準値算出工程で算出した基準値から所定の範囲内であるか否かを判定して、積み重ね枚数異常を検出する枚数異常検出工程とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の方法によれば、段ボール束を構成する段ボールの枚数が規定枚数であるときに取得した測定値を用い、直近の測定値に近づくに連れて重み付けを大きくした加重平均値を算出して基準値としている。そのため、例えば、底部の一部同士が接合したボトムロック式の段ボールのように、１枚の段ボールの厚さが一定でない場合には、積み重ね枚数が同じであっても測定箇所の高さが大きく変化し得るが、そのような場合であっても、上記特許文献１に開示されたように直近の数束の平均測定値を基準にした場合と比較して、直近の時系列的な傾向に大きく影響されることを回避することができ、枚数異常を精度良く検出することが可能となる。
【００１０】
また、本発明の方法において、前記段ボール束の押圧開始後、時間差をもって前記段ボール束の上面高さに対応する距離を２回測定して２つの測定値を取得する第２の測定値取得工程と、該第２の測定値取得工程で取得した２つの測定値の差と所定の判定値とを比較して、前記段ボール束が、底部の一部同士が接合した段ボールの束であるか否かの検出を行う種別検出工程とを備えることが好ましい。
【００１１】
段ボール束が押圧されたとき、底部の一部同士が接合した段ボールからなる場合、底部の一部同士が接合していない段ボールからなる場合と比べて、バウンド量が大きい。そこで、段ボール束の押圧開始後、時間差を有して段ボール束の上面高さに対応する距離を２回測定して取得した２つの測定値の差と所定の判定値とを比較することにより、底部の一部同士が接合した段ボールの束であるか否かを精度良く検出することが可能となる。
【００１２】
また、前記測定値取得工程において、前記段ボール束を上方から所定のトルクで押圧することが好ましい。
【００１３】
この場合、所定のトルクで押圧された状態の段ボール束の上面高さに対応する距離を測定して測定値を取得することができる。そのため、測定状況に基づく測定値のバラツキを抑制することが可能となり、積み重ね枚数異常の検出精度が向上する。
【００１４】
本発明の装置は、折り畳まれた段ボールを積み重ねた段ボール束の枚数が規定枚数であるか否かを検出する段ボール束枚数異常検出装置であって、前記段ボール束を上方から押圧する押圧手段と、前記段ボール束の上面高さに対応する距離を測定して測定値を取得する測定値取得部と、積み重ね枚数が規定枚数であるときに前記測定値取得部で取得した測定値を用い、直近の測定値に近づくに連れて重み付けを大きくした加重平均値を算出して基準値とする基準値算出部と、前記押圧手段により押圧された段ボール束の上面高さに対応する距離を前記測定値取得手段が取得した測定値が、前記基準値算出部で算出した基準値から所定の範囲内であるか否かを判定して、積み重ね枚数異常を検出する枚数異常検出部とを備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明の装置によれば、本発明の方法と同様に、ボトムロック式の段ボールの束であっても、枚数異常を精度良く検出することが可能となる。
【００１６】
また、本発明の段ボール束枚数異常検出装置において、前記段ボール束の押圧開始後、時間差をもって当該段ボール束の上面高さに対応する距離を２回測定して２つの測定値を取得する第２の測定値取得部と、該第２の測定値取得部が取得した２つの測定値の差と所定の判定値とを比較して、前記段ボール束が、底部の一部同士が接合した段ボールの束であるか否かの検出を行う種別検出部とを備えることが好ましい。
【００１７】
この場合、底部の一部同士が接合した段ボールの束であるか否かを精度良く検出することが可能となる。
【００１８】
また、本発明の装置において、前記押圧手段は、前記段ボール束を上方から所定のトルクで押圧することことが好ましい。この場合、積み重ね枚数異常の検出精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る段ボール束枚数異常検出装置を備えた結束機の概略全体構成図。
【図２】結束機のブロック図。
【図３】段ボールの種別の相違により距離ａの推移が異なることを模式的に示すグラフ。
【図４】結束機のフローチャート。
【図５】図４に続く、結束機のフローチャート。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る段ボール束枚数異常検出装置を備えた結束機の概略全体構成図。
【図７】結束機のブロック図。
【図８】結束機のフローチャート。
【図９】図８に続く、結束機のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の第１の実施形態に係る段ボール束枚数異常検出装置を備えた結束機１について、図面を参照して説明する。
【００２１】
図１に示すように、結束機１は、段ボール束載置台２、空気圧シリンダ（押圧手段）３、及び測定器４を備えている。
【００２２】
段ボール束載置台２は、その上面の所定位置に、段ボールを積み重ねた段ボール束Ａが載置される台である。段ボール束Ａは、例えば、結束機１より上流で作業者によって段ボールが積み重ねられた状態で、ベルトコンベア等によって結束機１に搬入され、段ボール束載置台２上の所定位置に載置される。段ボール束載置台２は、結束機１への搬出入装置と兼用できるので、例えば、ベルトコンベヤ、スラットコンベヤ、チェ−ンコンベヤ等のコンベヤであることが好ましい。ただし、段ボール束載置台２は静止台であってもよい。
【００２３】
空気圧シリンダ３は、段ボール束載置台２の上方に設置されており、段ボール束載置台２上の所定位置に載置された段ボール束Ａを押圧して適度に圧縮する。空気圧シリンダ３のピストンの下部に硬質（非圧縮性）の押圧板３ａが固定されている。空気圧シリンダ３への圧縮空気の供給及び排気により、ピストンが上下動し、これに伴い、押圧板３ａによる段ボール束Ａの圧縮、開放が行われる。下方に摺動する押圧板３ａにより、段ボール束Ａを構成する各段ボール間の隙間を詰めるように圧縮されて、段ボール束Ａの上面高さｈが低くなる。
【００２４】
測定器４は、段ボール束Ａの上面高さｈに対応する距離ａを測定する。測定器４は、ここでは、超音波測距器であり、結束機１の架台に固定的に設けられ、結束機１の所定の固定点Ｂから、その直下に位置する段ボール束Ａの上面までの距離ａを測定する。なお、段ボール束載置台２の上面から固定点Ｂまでの距離は一定であり既知であるので、段ボール束載置台２の上面から段ボール束Ａの上面までの高さｈは、距離ａに１対１で対応している。
【００２５】
さらに、結束機１は、図２に示すように、スタートボタン５、結束部６、種別報知部７、枚数異常報知部８、及び制御部９も備えている。
【００２６】
スタートボタン５は、作業者によって押下されることにより、結束機１の動作が開始する。
【００２７】
結束部６は、段ボール束載置台２上の所定位置に規定枚数だけ積み重ねられた段ボールを段ボール束Ａとして、詳細は図示しないが、周知の結束機構により紐などを用いて結束する。結束部６は、段ボール束載置台２上の所定位置に載置された段ボール束Ａを、空気圧シリンダ３の押圧板３ａに押圧されて適度に圧縮された状態で結束する。
【００２８】
種別報知部７は、段ボール束Ａを構成する段ボールの種別を報知する。種別報知部７は、例えば、段ボールの種別により点灯色、点灯・消灯・点滅等の点灯方法などを変化させる報知灯や、種別を表示するディスプレイなどの表示板である。
【００２９】
段ボールには、ＪＩＳ Ｚ １５０７に規定されているように、種々の形式が存在する。そして、種別報知部７は、ここでは、底部の一部同士が接着されたボトムロック方式であるか否かに応じて段ボールの種別を報知する。底部の接着されていない段ボールとして、代表的には、前記ＪＩＳのコード番号０２０１に規定される段ボールを挙げることができる。一方、ボトムロック方式の段ボールとして、代表的には、前記ＪＩＳのコード番号０７１２に規定される段ボールを挙げることができる。
【００３０】
枚数異常報知部８は、段ボール束Ａの積み重ね枚数が規定枚数でない場合、作業者等に報知する。枚数異常報知部８は、例えば、点灯、点滅等によって異常を警告する回転灯などの警報灯や、警告音を発するブザーなどの報知器である。
【００３１】
制御部９は、マイクロコンピュータ等により構成された電子ユニットである。制御部９は、空気圧シリンダ３、測定器４、結束部６、種別報知部７、枚数異常報知部８等に制御信号を出力する。また、制御部９は、測定器４からの測定信号や、スタートボタン５からのスタート信号を受信する。
【００３２】
制御部９は、空気圧シリンダ３に制御信号を出力する押圧制御部１１、測定器４による測定値を取得する測定値取得部１２、段ボールの種別を検出する種別検出部１３、計測値等から基準値を算出する基準値算出部１４、測定器４が計測した計測値と基準値算出部１４が算出した基準値等とから枚数異常を検出する枚数異常検出部１５、結束部６に制御信号を出力する結束制御部１６、測定器４が測定した計測値や予め定められた判定値等を格納するメモリ１７、及び計時を行うタイマ１８等を備えている。
【００３３】
タイマ１８は、スタートボタン５が押下されたときに、計時を開始する。押圧制御部１１、測定値取得部１２及び結束制御部１６は、タイマ１８を参照して制御動作する。
【００３４】
押圧制御部１１は、スタートボタン５が押下されたとき、空気圧シリンダ３を伸張させる制御信号を出力する。このとき、空気圧シリンダ３のシリンダ内に圧縮空気が供給され、ピストンが下方に摺動し、ピストンの下部に固定された押圧板３ａによって、段ボール束Ａが圧縮される。
【００３５】
また、押圧制御部１１は、結束部６により段ボール束Ａが結束された後、空気圧シリンダ３を収縮させる制御信号を出力する。このとき、空気圧シリンダ３のピストンが収縮するように動作して、押圧板３ａが上方に移動し、押圧板３ａによる段ボール束Ａの押圧が解除される。
【００３６】
測定値取得部１２は、測定器４に測定信号を出力し、測定器４から測定値ａを取得する。
【００３７】
種別検出部１３は、段ボール束Ａを構成する段ボールの種別を検出する。ここでは、種別検出部１３は、コード番号０２０１に規定される段ボールとコード番号０７１２に規定される段ボールとの種別を判定する。
【００３８】
押圧板３ａによる押圧が開始されるまで、段ボール束Ａの上面高さｈは自由高さでありほぼ一定であるが、押圧板３ａによる押圧開始後、距離ａは急激に大きくなり始める。空気圧シリンダ３のシリンダ内を充填する空気は圧縮性流体であるので、空気圧シリンダ３により圧縮された段ボール束Ａは、反発力によりバウンドして、一旦高さｈが少し高くなる。その後、段ボール束Ａの高さｈは、空気圧シリンダ３の押圧力と段ボール束Ａの反発力が釣り合う高さに落ち着く。よって、距離ａは、図３に示すように推移する。
【００３９】
コード番号０２０１に規定される段ボールは、展開形状の側端部同士が接着されており、このような段ボールを積み重ねても、上面の傾きは比較的に少なく、距離ａの測定誤差は少ない。そして、圧縮されたときの反発力も比較的少なく、図３に実線で示したように距離ａが推移する。
【００４０】
一方、コード番号０７１２に規定される段ボールは、展開形状の側端部同士が接着されると共に底部の一部同士が接着されており、このような段ボールを積み重ねると、上面の傾きは大きくなり、距離ａの測定誤差は大きい。そして、圧縮されたときの反発力は大きく、図３に点線で示したように距離ａが推移する。
【００４１】
そのため、反発力の差によるバウンド量の相違を利用して、段ボールの種別を検出することができる。ここでは、押圧板３ａが段ボール束Ａの押圧を開始してから少なくとも２回、段ボール束Ａの上面までの距離ａを測定して、その測定値ａの差ｚから種別を検出する。測定は、段ボール束Ａの上面が最下位置まで押し下げられたときと、その後、バウンドした後の最上位置まで反発したときとに行うが最も好ましい。そこで、継続的に距離ａを測定器４で測定して、これら２回の測定時の距離ａから差ｚを求め、この差ｚと所定の判定値ｚｔｈとを比較して、バウンドの差異を判別すればよい。
【００４２】
ただし、ここでは、図３に示すように、押圧開始から第１の所定時間ｔ１経過時と第２の所定時間ｔ２経過時の２回だけ測定している。そして、第１の所定時間ｔ１は、押圧された最下位置付近に位置する状態となる時間を経過したときであり、空気圧シリンダ３ａのシリンダ内に圧縮空気が全て流入した時間とほぼ等しい。第２の所定時間ｔ２は、最下位置からバウンドした状態となる時間を経過したときである。段ボールの種別や積み重ね枚数によって、これらの最適な時間は異なるが、実際の製造現場で製造される段ボールの種類や結束時の規定枚数は限定されており、予め、実験等によって、適切な所定時間ｔ１，ｔ２を求めておくことが好ましい。例えば、第１の所定時間ｔ１は１．０秒であり、第２の所定時間ｔ２は１．３秒である。
【００４３】
第１の所定時間ｔ１経過時の距離ａ（１）と第２の所定時間ｔ２経過時の距離ａ（２）とから、次式（１）により差ｚを求める。
【００４４】
ｚ＝ａ（２）−ａ（１）・・・（１）。
【００４５】
式（１）で求めた差ｚが所定の判定値ｚｔｈ以下の場合、段ボール束Ａはコード番号０２０１に規定される段ボールから構成されていると判定し、種別報知部７にてその旨を報知する。
【００４６】
一方、式（１）で求めた差ｚが所定の判定値ｚｔｈを超える場合、段ボール束Ａはコード番号０７１２に規定される段ボールから構成されていると判定し、種別報知部７にてその旨を報知する。
【００４７】
基準値算出部１４は、段ボール束Ａの積み重ね枚数が規定枚数であるか否かを判定するための基準値Ｆを算出する。基準値算出部１４は、既に規定枚数であると判定した測定値ａに基づき基準値Ｆを算出するが、この基準値Ｆは、最近の規定枚数であると判定された測定値ａを重視するようにして算出され、各判定毎に新たに算出される。
【００４８】
１回目の検出時には、以前の測定値ａが存在せず、基準値Ｆ１も存在しない。そのため、段ボール束Ａの積み重ね枚数が規定枚数であることを作業者が目視等により確認する。
【００４９】
２回目から１１回目までのＮ回目では、１回目の測定値ａ１から（Ｎ−１）回目までの測定値ａＮ−１までの単純平均値を基準値ＦＮとして採用する。即ち、２回目から１１回目までのＮ回目の基準値ＦＮは、次式（２）から算出される。
【００５０】
・・・（２）
ただし、Ｎ＝２，３，…，１１。
【００５１】
なお、ここでは、第２の所定時間ｔ２経過時に計測した測定値ａをＮ回目の計測値ａＮとして取得している。これにより、１回目の計測値ａ１は前記ａ（２）となり、計測を共通化することが可能となる。なお、第１の所定時間ｔ１経過時に計測した測定値ａを計測値ａＮとしてもよく、また、第１、第２の所定時間経過時とは別の時間経過時に計測した値を計測値ａＮとしてもよい。
【００５２】
１２回目から１６回目までのＮ回目では、１回目の測定値ａ１から１０回目までの測定値ａ１０の総計に０．５を乗して、それに１１回目から（Ｎ−１）回目までの測定値ａ１１〜ａＮ−１を加えて、（Ｎ−６）で除した加重平均値を基準値ＦＮとして採用する。即ち、１２回目から１６回目までのＮ回目の基準値ＦＮは、式（３）から算出される。このとき、１回目から１０回目までの測定値ａ１〜ａ１０は０．５の重み付けを行い、１１回目から（Ｎ−１）回目までの測定値ａ１１〜ａＮ−１は１．０の重み付けを行っている。なお、１１回目の基準値Ｆ１１を５回分の測定値として単純平均を求めたものとみなすこともできる。
【００５３】
・・・（３）
ただし、Ｎ＝１２，１３，…，１６。
【００５４】
１７回目から２１回目までのＮ回目では、、１回目の測定値ａ１から１０回目までの測定値ａ１０の総計に０．５２を乗じて、１１回目の測定値ａ１１から１５回目までの測定値ａ１５の総計に０．５を乗して、それに１６回目からＮ回目までの測定値測定値ａ１６〜ａＮ−１を加えて、Ｎ−６で除した加重平均値を基準値ＦＮとして採用する。即ち、１７回目から２１回目までのＮ回目の基準値ＦＮは、式（４）から算出される。このとき、１回目から１０回目までの測定値ａ１〜ａ１０は合計して０．５２の重み付けを行い、１１回目から１６回目までの測定値は合計して（０．５−０．５２）の重み付けを行い、１７回目からＮ−１回目までの測定値ａ１１〜ａ１６は１．０の重み付けを行っている。
【００５５】
・・・（４）
ただし、Ｎ＝１７，１８，…，２１。
【００５６】
２２回目以降の基準値ＦＮも同様に算出すればよい。
【００５７】
枚数異常検出部１５は、測定器４が計測した計測値ａＮと基準値算出部１４が算出した基準値ＦＮ等とから枚数異常を検出する。枚数異常検出部１５は、種別検出部１３が検出した段ボール束Ａを構成する段ボールの種別に応じて、上限許容値ＭＡＸと下限許容値ＭＩＮとをメモリ１７から取得する。そして、Ｎ回目の測定値ａＮが次式（５）を満たせば、段ボール束Ａの積み重ね枚数は規定枚数であると判定する。
【００５８】
ＦＮ−ＭＩＮ＜ａＮ＜ＦＮ＋ＭＡＸ・・・（５）。
【００５９】
枚数異常検出部１５は、式（５）が満たされるとき、段ボール束Ａの積み重ね枚数が規定枚数であると判定し、結束制御部１６を介して、結束部６により段ボール束Ａを結束させる。その後、空気圧シリンダ３を収縮して押圧板３ａによる押圧が解除され、結束された段ボール束Ａをベルトコンベア等によって、次工程に搬出される。
【００６０】
一方、枚数異常検出部１５は、式（５）が満たされないとき、段ボール束Ａの積み重ね枚数が規定枚数でないと判定し、枚数異常報知部８に所定の異常処理を行わせる。
【００６１】
以下、結束機１の制御動作について、図４及び図５のフローチャートを参照して、説明する。なお、結束機１の制御動作は、制御部９により行われる。
【００６２】
積み重ね枚数が規定枚数であると作業者の目視等によって確認された段ボール束Ａを段ボール束載置台２上に載置する（ＳＴＥＰ１）。そして、作業者がスタートボタン５を押下すると（ＳＴＥＰ２：ＹＥＳ）、回数Ｎが１に設定され（ＳＴＥＰ３）、空気圧シリンダ３のピストンが伸張して押圧板３ａの下降が開始する。
【００６３】
押圧板３ａの下降開始後、時間ｔ１，ｔ２経過時にそれぞれ測定器４によって距離ａを計測し、測定値ａ（１），ａ（２）を取得する（ＳＴＥＰ４）。そして、その差ｚ（＝ａ（２）−ａ（１））を求め、この差ｚが判定値ｚｔｈ未満であるか否かを判定する（ＳＴＥＰ５）。
【００６４】
差ｚが判定値ｚｔｈ未満の場合（ＳＴＥＰ５：ＹＥＳ）、積み重ねられた段ボール束Ａはコード番号０２０１に規定される段ボールから構成されていると判定し、その旨を種別報知部７により報知する（ＳＴＥＰ６）。そして、上限許容値ＭＡＸと下限許容値ＭＩＮとして、コード番号０２０１に規定される段ボール用の小さな許容値ＭＡＸ１，ＭＩＮ１を設定する（ＳＴＥＰ７）。
【００６５】
一方、差ｚが所定の判定値ｚｔｈ以上の場合（ＳＴＥＰ５：ＮＯ）、積み重ねられた段ボール束Ａはコード番号０７１２に規定される段ボールから構成されていると判定し、その旨を種別報知部７により報知する（ＳＴＥＰ８）。そして、上限許容値ＭＡＸと下限許容値ＭＩＮとして、コード番号０７１２に規定される段ボール用の大きな許容値ＭＡＸ２，ＭＩＮ２を設定する（ＳＴＥＰ９）。
【００６６】
そして、前記式（２）により、２回目の基準値Ｆ２（＝ａ１＝ａ（２））を算出する（ＳＴＥＰ１０）。さらに、結束部６により段ボール束Ａを結束し（ＳＴＥＰ１１）、押圧板３ａによる段ボール束Ａの圧縮を解除し、結束した段ボール束Ａを搬出する（ＳＴＥＰ１２）。
【００６７】
その後、順次、Ｎ番目（ただし、Ｎは２以上の整数）以降の段ボール束Ａを段ボール束載置台２上に載置（ＳＴＥＰ１３）する。そして、作業者がスタートボタン５を押下する（ＳＴＥＰ１４：ＹＥＳ）、回数Ｎが１だけ増加され（ＳＴＥＰ１５）、空気圧シリンダ３のピストンが伸張して押圧板３ａの下降が開始する。
【００６８】
押圧板３ａの下降開始後、時間ｔ２経過時に測定器４によって距離ａを計測して、Ｎ回目の測定値ａＮを取得する（ＳＴＥＰ１６）。そして、測定値ａＮがＦＮ−ＭＩＮ＜ａＮ＜ＦＮ＋ＭＡＸの範囲内にあるか否かを判定する（ＳＴＥＰ１７）。
【００６９】
測定値ａＮがＦＮ−ＭＩＮ＜ａＮ＜ＦＮ＋ＭＡＸの範囲内にある場合（ＳＴＥＰ１７：ＹＥＳ）、前記式（２）から（４）等により、（Ｎ＋１）回目の基準値ＦＮ＋１を算出する（ＳＴＥＰ１８）。そして、結束部６により段ボール束Ａを結束した後（ＳＴＥＰ１１）、搬出する（ＳＴＥＰ１２）。
【００７０】
このように、Ｎ番目以降の各段ボール束Ａに対して、それぞれ上記ＳＴＥＰ１３からＳＴＥＰ１６の各処理を繰り返し行い、測定値ａＮが前記範囲内にある場合（ＳＴＥＰ１７：ＹＥＳ）、ＳＴＥＰ１８、ＳＴＥＰ１１及びＳＴＥＰ１２の各処理を行う。
【００７１】
一方、測定値ａＮがＦＮ−ＭＩＮ＜ａＮ＜ＦＮ＋ＭＡＸの範囲内にない場合（ＳＴＥＰ１７：ＮＯ）、枚数異常報知部８により積み重ね枚数の異常を報知する（ＳＴＥＰ２１）。そして、作業者の手作業等によって積み重ね枚数が規定枚数となるように修正した後、結束部６により段ボール束Ａを結束してから、搬出する。
【００７２】
以下、本発明の第２の実施形態に係る段ボール束枚数異常検出装置を備えた結束機２１について、図面を参照して説明する。なお、結束機２１は、前述した結束機１に類似するので、同一部材には同じ符号を付し、相違点に関してのみ説明する。
【００７３】
図６に示すように、結束機２１は、段ボール束載置台２、電動シリンダ（押圧手段）２２、及び測定器４を備えている。
【００７４】
電動シリンダ２２は、段ボール束載置台２の上方に設置されており、段ボール束載置台２上の所定位置に載置された段ボール束Ａを所定のトルクで押圧して圧縮する。電動シリンダ２２のピストンの下部に硬質（非圧縮性）の押圧板２２ａが固定されている。また、電動シリンダ２２は、図示しないギヤ機構などの回転運動・直線運動変換機構や減速機等を介して電動モータ２３（図７参照）に接続されている。電動モータ２３の駆動によって電動シリンダ２２のピストンが上下動することにより、押圧板２２ａによる段ボール束Ａの圧縮、開放が行われる。押圧板２２ａの押圧により、段ボール束Ａが圧縮され、その上面高さｈが低くなる。
【００７５】
電動モータ２３は、サーボモータであり、図示しないサーボアンプを介して制御される。サーボアンプは、段ボール束Ａが所定のトルクで押圧されるように、段ボール束Ａが押圧されている間、電流値を常に検出し、所定値の電流が常に電動モータ２３に流れるように制御する。これにより、押圧に対する段ボール束Ａからの反発力に拘わらず、段ボール束Ａへの押圧トルクが一定になるので、段ボール束Ａの高さｈが安定化する。
【００７６】
さらに、結束機２１は、図７に示すように、スタートボタン５、結束部６、厚さ通知部２４、枚数異常報知部８、及び制御部２５も備えている。
【００７７】
厚さ通知部２４は、段ボール束Ａを構成する段ボールの厚さを通知する。厚さ通知部２４は、例えば、段ボールの厚さを表示するディスプレイなどの表示板や、段ボールの厚さ情報を他の機器に向けて出力するデータ送出機である。データ送出機は、例えば、段ボールの厚さに応じて設置位置を変化させることが好ましいセンサに対して、段ボールの厚さを示す信号を送信する。
【００７８】
制御部２５は、マイクロコンピュータ等により構成された電子ユニットである。制御部２５は、電動モータ２３、測定器４、結束部６、厚さ通知部２４、枚数異常報知部８等に制御信号を出力する。また、制御部２５は、測定器４からの測定信号や、スタートボタン５からのスタート信号を受信する。
【００７９】
制御部２５は、電動モータ２３に制御信号を出力する押圧制御部２６、測定器４による測定値を取得する測定値取得部２７、段ボールの厚さを判定する厚さ判定部２８、計測値等から基準値を算出する基準値算出部２９、測定器４が計測した計測値と基準値算出部２９が算出した基準値等とから枚数異常を検出する枚数異常検出部３０、結束部６に制御信号を出力する結束制御部１６、測定器４が測定した計測値や予め定められた判定値等を格納するメモリ１７、及び計時を行うタイマ１８等を備えている。
【００８０】
押圧制御部２６、測定値取得部２７及び結束制御部１６は、タイマ１８を参照して制御動作する。
【００８１】
押圧制御部２６は、スタートボタン５が押下されたとき、電動シリンダ２２のピストンを伸張させる制御信号を電動モータ２３に出力する。このとき、電動シリンダ２２のピストンが下方に摺動し、ピストンの下部に固定された押圧板２２ａによって、段ボール束Ａが所定のトルクで押圧される。
【００８２】
また、押圧制御部２６は、結束部６により段ボール束Ａが結束された後、電動シリンダ２２のピストンを収縮させる制御信号を電動モータ２３に出力する。このとき、電動シリンダ２２のピストンが所定ストロークだけ収縮するように動作して、押圧板２２ａが上方に所定距離だけ移動し、押圧板２２ａによる段ボール束Ａの押圧が解除される。
【００８３】
このように、電動シリンダ２２のピストンが所定ストロークしか収縮しないので、２回目以降、押圧板２２ａの待機位置は初期の待機位置より低くなる。そのため、電動シリンダ２２の伸縮時間が短くなり、検査時間を短縮することができる。
【００８４】
測定値取得部２７は、測定器４に測定信号を出力し、測定器４から測定値ａを取得する。ここでは、測定値取得部２７は、押圧板２２ａにより所定のトルクで押圧されている状態の段ボール束Ａの距離ａを測定するよう、測定器４に測定信号を出力する。具体的には、測定値取得部２７は、１回目の測定時、電動シリンダ２２が伸張を開始した後、段ボールの厚さに拘わらずに前記状態となる十分に長い所定時間を経過してから、測定器４に測定信号を出力する。一方、測定値取得部２７は、２回目以降の測定時、電動シリンダ２２が伸張を開始した後、前記所定ストロークを伸張するに十分な所定時間を経過したとき、測定器４に測定信号を出力する。
【００８５】
このように、常に所定のトルクで押圧板２２ａに段ボール束Ａが押圧された状態で距離ａを測定器４が測定しているので、測定状況に基づく測定値のバラツキが抑制される。
【００８６】
厚さ判定部２８は、段ボール束Ａを構成する段ボールの厚さを判定する。ここでは、厚さ判定部２８は、種別が既知の段ボール箱の厚さを判定する。一般に工場で製造される段ボールの厚さは３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍなど数種類に限定されており、厚さ判定部２８は、これら限定された数種類の中から厚さを選択する。
【００８７】
押圧板２２ａにより段ボール束Ａが所定のトルクで押圧されると、段ボール束Ａを構成する段ボールの枚数、種別、厚さに応じて、距離ａはほぼ一定になる。距離ａにバラツキはあるが、このバラツキは、限定された数種類の厚さに応じて異なる距離ａの差に比べて小さい。よって、段ボール束Ａを構成する段ボールの枚数及び種別が既知であれば、その厚さを距離ａの測定値から確実に判別することができる。そこで、具体的には、厚さごとに設定された厚さ判定基準値がメモリ１７に格納されており、厚さ判定部２８は、測定値ａに最も近い厚さ判定基準値を選出することにより、段ボールの厚さを判定する。
【００８８】
基準値算出部２９は、段ボール束Ａの積み重ね枚数が規定枚数であるか否かを判定するための基準値Ｆを算出する。基準値算出部２９は、既に規定枚数であると判定した測定値ａに基づき基準値Ｆを算出するが、この基準値Ｆは、最近の規定枚数であると判定された測定値ａを重視するようにして算出され、各判定毎に新たに算出される。
【００８９】
１回目の検出時には、以前の測定値ａが存在せず、基準値Ｆ１も存在しない。そのため、段ボール束Ａの積み重ね枚数が規定枚数であることを作業者が目視等により確認する。２回目以降のＮ回目以降の検出時には、基準値算出部２９は、前記式（２）から（４）等により、基準値ＦＮを算出する。
【００９０】
枚数異常検出部３０は、測定器４が計測した計測値ａＮと基準値算出部２９が算出した基準値ＦＮ等とから枚数異常を検出する。枚数異常検出部３０は、所定の上限許容値ＭＡＸと下限許容値ＭＩＮとをメモリ１７から取得する。なお、厚さ判定部２８が検出した段ボール束Ａを構成する段ボールの厚さに応じて、上限許容値ＭＡＸと下限許容値ＭＩＮとをメモリ１７から取得してもよい。
【００９１】
枚数異常検出部３０は、前記式（５）が満たされるとき、段ボール束Ａの積み重ね枚数が規定枚数であると判定し、結束制御部１６を介して、結束部６により段ボール束Ａを結束させる。
【００９２】
一方、枚数異常検出部３０は、前記式（５）が満たされないとき、段ボール束Ａの積み重ね枚数が規定枚数でないと判定し、枚数異常報知部８に所定の異常処理を行わせる。
【００９３】
以下、結束機２１の制御動作について、図８及び図９のフローチャートを参照して、説明する。なお、結束機２１の制御動作は、制御部２５により行われる。
【００９４】
積み重ね枚数が規定枚数であると作業者の目視等によって確認された段ボール束Ａを段ボール束載置台２上に載置する（ＳＴＥＰ２１）。そして、作業者がスタートボタン５を押下すると（ＳＴＥＰ２２：ＹＥＳ）、回数Ｎが１に設定され（ＳＴＥＰ２３）、電動シリンダ２２のピストンが伸張して押圧板２２ａの下降が開始する。
【００９５】
押圧板２２ａの下降開始後、所定時間経過時に測定器４によって距離ａを計測し、測定値ａ１を取得する（ＳＴＥＰ２４）。そして、測定値ａ１に最も近い厚さ判定基準値を選出して、段ボールの厚さを判定し（ＳＴＥＰ２５）、その厚さを厚さ通知部２４にて通知する（ＳＴＥＰ２６）。
【００９６】
そして、前記式（２）により、２回目の基準値Ｆ２（＝ａ１）を算出する（ＳＴＥＰ２７）。さらに、結束部６により段ボール束Ａを結束し（ＳＴＥＰ２８）、電動シリンダ２２のピストンを所定ストロークだけ収縮させて、押圧板２２ａによる段ボール束Ａの圧縮を解除する。そして、結束した段ボール束Ａを搬出する（ＳＴＥＰ２９）。
【００９７】
その後、順次、Ｎ番目（ただし、Ｎは２以上の整数）以降の段ボール束Ａを段ボール束載置台２上に載置する（ＳＴＥＰ３０）。そして、作業者がスタートボタン５を押下すると（ＳＴＥＰ３１：ＹＥＳ）、回数Ｎが１だけ増加され（ＳＴＥＰ３２）、電動シリン２２のピストンが伸張して押圧板２２ａの下降が開始する。
【００９８】
押圧板２２ａの下降開始後、所定時間経過時に測定器４によって距離ａを計測して、Ｎ回目の測定値ａＮを取得する（ＳＴＥＰ３３）。そして、測定値ａＮがＦＮ−ＭＩＮ＜ａＮ＜ＦＮ＋ＭＡＸの範囲内にあるか否かを判定する（ＳＴＥＰ３４）。
【００９９】
測定値ａＮがＦＮ−ＭＩＮ＜ａＮ＜ＦＮ＋ＭＡＸの範囲内にある場合（ＳＴＥＰ３４：ＹＥＳ）、前記式（２）から（４）等により、（Ｎ＋１）回目の基準値ＦＮ＋１を算出する（ＳＴＥＰ３５）。そして、結束機６により段ボール束Ａを結束した後（ＳＴＥＰ２８）、搬出する（ＳＴＥＰ２９）。
【０１００】
このように、Ｎ番目以降の各段ボール束Ａに対して、それぞれ上記ＳＴＥＰ３０からＳＴＥＰ３３の各処理を繰り返し行い、測定値ａＮが前記範囲内にある場合（ＳＴＥＰ３４：ＹＥＳ）、ＳＴＥＰ３５、ＳＴＥＰ２８及びＳＴＥＰ２９の各処理を行う。
【０１０１】
一方、測定値ａＮがＦＮ−ＭＩＮ＜ａＮ＜ＦＮ＋ＭＡＸの範囲内にない場合（ＳＴＥＰ３４：ＮＯ）、枚数異常報知部８により積み重ね枚数の異常を報知する（ＳＴＥＰ３６）。そして、作業者の手作業等によって積み重ね枚数が規定枚数となるように修正した後、結束部６により段ボール束Ａを結束してから、搬出する。
【０１０２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、これに限定されず、適宜種々変形することができる。
【０１０３】
例えば、第１の実施形態では、段ボール束Ａを構成する段ボールの種別を検出する場合について説明した。しかし、段ボール束Ａを構成する段ボールの種別が１種類に限定されるときなどの場合には、段ボールの種別を検出しなくともよい。そして、第２の実施形態では、段ボール束Ａを構成する段ボールの厚さを判別する場合について説明した。しかし、段ボール束Ａを構成する段ボールの厚さが１種類に限定されるときなどの場合には、段ボールの厚さを判別しなくともよい。なお、段ボールの種別と厚さを組み合わせて検出してもよい。
【０１０４】
また、第１の実施形態では、段ボール束Ａを構成する段ボールの種別に拘わらず、計測時を押圧開始からｔ２経過時とする場合について説明した。しかし、検出した段ボールの種別に応じて、計測時を異ならせてもよい。
【０１０５】
また、Ｎ回目の基準値ＦＮを前記式（２）乃至（４）等に基づいて算出する場合について説明した。しかし、積み重ね枚数が規定枚数であるときに取得した（Ｎ−１）回目までの測定値ａ１〜ａＮ−１を用い、直近の測定値に近づくに連れて重み付けを大きくした加重平均値であれば、基準値ＦＮの算出方法は限定されない。例えば、線形加重平均や指数加重平均などを用いて算出することもでき、算出に全ての測定値ａ１〜ａＮ−１を用いる必要もない。
【０１０６】
また、スタートボタン５を押下後に計測を開始する場合について説明した。しかし、自動化ラインの場合、段ボール束載置台２上の所定位置に段ボール束Ａが載置されたことを検知後に、自動的に計測を開始することが好ましい。
【０１０７】
また、段ボール束Ａの積み重ね枚数に異常が生じたとき、枚数異常報知部８が警告灯や警告音等により異常を報知する場合について説明した。しかし、自動化ラインの場合、規定枚数の際には結束部６が２本の紐で結束するところ、異常枚数の際には結束部６が１本の紐で結束を行うなど、規定枚数でない段ボール束Ａの結束状態が容易に判別できるようにして、異常を報知することが好ましい。
【０１０８】
また、実施形態に係る段ボール束枚数異常検出装置が結束機１，２１に備わる場合について説明した。しかし、本発明に係る段ボール束枚数異常検出装置は結束機に備わるものに限定されない。例えば、結束機と別個に段ボール束枚数異常検出装置を設け、段ボール束枚数異常検出装置で枚数異常が検出されたなかった段ボール束を、結束機に送出して、結束してもよい。
【符号の説明】
【０１０９】
１，２１…結束機（段ボール束枚数異常検出装置）、 ３…空気圧シリンダ（押圧手段）、 ４…測定器（測定値取得部、第２の測定値取得部）、 ７…種別報知部、 ８…枚数異常報知部、 ９，２５…制御部、 １１，２６…押圧制御部、 １２，２７…測定値取得部（第２の測定値取得部）、 １３…種別検出部、 １４，２９…基準値算出部、 １５，３０…枚数異常検出部、 ２２…電動シリンダ（押圧手段）、 ２３…電動モータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積み重ねられた段ボール束の枚数異常を検出する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
成形されて折り畳まれた段ボールを複数積み重ねた段ボール束を結束機により結束する工程では、段ボール束を構成する段ボールの枚数が規定枚数であるか否かを検査する必要がある。そのために、段ボール束の重量を、ロードセルなどの重量計測機により計測するという検査方法がある。しかし、結束機の前後工程に重量計測機を配置すると、ライン長が長くなるので、既存のラインに重量測定機を追加することは困難である。
【０００３】
そこで、特許文献１には、レーザ距離計などの非接触センサからなる測長手段を結束機に設けて、押圧シリンダでプレスされた段ボール束の高さを測定し、測定値が基準値から所定の許容範囲内に存するか否かにより枚数異常を検出することが開示されている。
【０００４】
ここで、段ボールは、一般に規格で厳密に厚さが規定されているものではなく、積み重ねによる重みによっても厚さが変化する。しかし、同一製造ロット内では、厚さのばらつきは所定範囲内に収まり、且つ積み上げた段ボールは順に取り出されるので、段ボール束の厚さは時系列的な傾向を有して変化する。そこで、判定対象となる直前に測定した枚数異常でない３束の平均高さを基準値としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、底部の一部同士が接着されたボトムロック式の段ボールを折り畳んで積み重ねると、接着部の存在により底部が膨らんだ状態となり、積み重ねが不安定となる。また、作業者等によって積み重ね方が相違する。そのため、同じ枚数の段ボールを積み重ねた段ボール束であっても、その測定箇所の高さが大きく変化する。そのため、直近の数束の平均測定値を基準値にすると、直近の時系列的な傾向に大きく影響されて枚数異常を精度良く検出することができないという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、段ボール束の積み重ね枚数異常を精度良く検出することが可能な方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の方法は、折り畳まれた段ボールを積み重ねた段ボール束の枚数が規定枚数であるか否かを検出する段ボール束枚数異常検出方法であって、前記段ボール束を上方から押圧し、押圧された当該段ボール束の上面高さに対応する距離を測定して測定値を取得する測定値取得工程と、積み重ね枚数が規定枚数であるときに前記測定値取得工程で取得した測定値を用い、直近の測定値に近づくに連れて重み付けを大きくした加重平均値を算出して基準値とする基準値算出工程と、前記測定値取得工程で取得した測定値が、前記基準値算出工程で算出した基準値から所定の範囲内であるか否かを判定して、積み重ね枚数異常を検出する枚数異常検出工程とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の方法によれば、段ボール束を構成する段ボールの枚数が規定枚数であるときに取得した測定値を用い、直近の測定値に近づくに連れて重み付けを大きくした加重平均値を算出して基準値としている。そのため、例えば、底部の一部同士が接合したボトムロック式の段ボールのように、１枚の段ボールの厚さが一定でない場合には、積み重ね枚数が同じであっても測定箇所の高さが大きく変化し得るが、そのような場合であっても、上記特許文献１に開示されたように直近の数束の平均測定値を基準にした場合と比較して、直近の時系列的な傾向に大きく影響されることを回避することができ、枚数異常を精度良く検出することが可能となる。
【００１０】
また、本発明の方法において、前記段ボール束の押圧開始後、時間差をもって前記段ボール束の上面高さに対応する距離を２回測定して２つの測定値を取得する第２の測定値取得工程と、該第２の測定値取得工程で取得した２つの測定値の差と所定の判定値とを比較して、前記段ボール束が、底部の一部同士が接合した段ボールの束であるか否かの検出を行う種別検出工程とを備えることが好ましい。
【００１１】
段ボール束が押圧されたとき、底部の一部同士が接合した段ボールからなる場合、底部の一部同士が接合していない段ボールからなる場合と比べて、バウンド量が大きい。そこで、段ボール束の押圧開始後、時間差を有して段ボール束の上面高さに対応する距離を２回測定して取得した２つの測定値の差と所定の判定値とを比較することにより、底部の一部同士が接合した段ボールの束であるか否かを精度良く検出することが可能となる。
【００１２】
また、前記測定値取得工程において、前記段ボール束を上方から所定のトルクで押圧することが好ましい。
【００１３】
この場合、所定のトルクで押圧された状態の段ボール束の上面高さに対応する距離を測定して測定値を取得することができる。そのため、測定状況に基づく測定値のバラツキを抑制することが可能となり、積み重ね枚数異常の検出精度が向上する。
【００１４】
本発明の装置は、折り畳まれた段ボールを積み重ねた段ボール束の枚数が規定枚数であるか否かを検出する段ボール束枚数異常検出装置であって、前記段ボール束を上方から押圧する押圧手段と、前記段ボール束の上面高さに対応する距離を測定して測定値を取得する測定値取得部と、積み重ね枚数が規定枚数であるときに前記測定値取得部で取得した測定値を用い、直近の測定値に近づくに連れて重み付けを大きくした加重平均値を算出して基準値とする基準値算出部と、前記押圧手段により押圧された段ボール束の上面高さに対応する距離を前記測定値取得手段が取得した測定値が、前記基準値算出部で算出した基準値から所定の範囲内であるか否かを判定して、積み重ね枚数異常を検出する枚数異常検出部とを備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明の装置によれば、本発明の方法と同様に、ボトムロック式の段ボールの束であっても、枚数異常を精度良く検出することが可能となる。
【００１６】
また、本発明の段ボール束枚数異常検出装置において、前記段ボール束の押圧開始後、時間差をもって当該段ボール束の上面高さに対応する距離を２回測定して２つの測定値を取得する第２の測定値取得部と、該第２の測定値取得部が取得した２つの測定値の差と所定の判定値とを比較して、前記段ボール束が、底部の一部同士が接合した段ボールの束であるか否かの検出を行う種別検出部とを備えることが好ましい。
【００１７】
この場合、底部の一部同士が接合した段ボールの束であるか否かを精度良く検出することが可能となる。
【００１８】
また、本発明の装置において、前記押圧手段は、前記段ボール束を上方から所定のトルクで押圧することことが好ましい。この場合、積み重ね枚数異常の検出精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る段ボール束枚数異常検出装置を備えた結束機の概略全体構成図。
【図２】結束機のブロック図。
【図３】段ボールの種別の相違により距離ａの推移が異なることを模式的に示すグラフ。
【図４】結束機のフローチャート。
【図５】図４に続く、結束機のフローチャート。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る段ボール束枚数異常検出装置を備えた結束機の概略全体構成図。
【図７】結束機のブロック図。
【図８】結束機のフローチャート。
【図９】図８に続く、結束機のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の第１の実施形態に係る段ボール束枚数異常検出装置を備えた結束機１について、図面を参照して説明する。
【００２１】
図１に示すように、結束機１は、段ボール束載置台２、空気圧シリンダ（押圧手段）３、及び測定器４を備えている。
【００２２】
段ボール束載置台２は、その上面の所定位置に、段ボールを積み重ねた段ボール束Ａが載置される台である。段ボール束Ａは、例えば、結束機１より上流で作業者によって段ボールが積み重ねられた状態で、ベルトコンベア等によって結束機１に搬入され、段ボール束載置台２上の所定位置に載置される。段ボール束載置台２は、結束機１への搬出入装置と兼用できるので、例えば、ベルトコンベヤ、スラットコンベヤ、チェ−ンコンベヤ等のコンベヤであることが好ましい。ただし、段ボール束載置台２は静止台であってもよい。
【００２３】
空気圧シリンダ３は、段ボール束載置台２の上方に設置されており、段ボール束載置台２上の所定位置に載置された段ボール束Ａを押圧して適度に圧縮する。空気圧シリンダ３のピストンの下部に硬質（非圧縮性）の押圧板３ａが固定されている。空気圧シリンダ３への圧縮空気の供給及び排気により、ピストンが上下動し、これに伴い、押圧板３ａによる段ボール束Ａの圧縮、開放が行われる。下方に摺動する押圧板３ａにより、段ボール束Ａを構成する各段ボール間の隙間を詰めるように圧縮されて、段ボール束Ａの上面高さｈが低くなる。
【００２４】
測定器４は、段ボール束Ａの上面高さｈに対応する距離ａを測定する。測定器４は、ここでは、超音波測距器であり、結束機１の架台に固定的に設けられ、結束機１の所定の固定点Ｂから、その直下に位置する段ボール束Ａの上面までの距離ａを測定する。なお、段ボール束載置台２の上面から固定点Ｂまでの距離は一定であり既知であるので、段ボール束載置台２の上面から段ボール束Ａの上面までの高さｈは、距離ａに１対１で対応している。
【００２５】
さらに、結束機１は、図２に示すように、スタートボタン５、結束部６、種別報知部７、枚数異常報知部８、及び制御部９も備えている。
【００２６】
スタートボタン５は、作業者によって押下されることにより、結束機１の動作が開始する。
【００２７】
結束部６は、段ボール束載置台２上の所定位置に規定枚数だけ積み重ねられた段ボールを段ボール束Ａとして、詳細は図示しないが、周知の結束機構により紐などを用いて結束する。結束部６は、段ボール束載置台２上の所定位置に載置された段ボール束Ａを、空気圧シリンダ３の押圧板３ａに押圧されて適度に圧縮された状態で結束する。
【００２８】
種別報知部７は、段ボール束Ａを構成する段ボールの種別を報知する。種別報知部７は、例えば、段ボールの種別により点灯色、点灯・消灯・点滅等の点灯方法などを変化させる報知灯や、種別を表示するディスプレイなどの表示板である。
【００２９】
段ボールには、ＪＩＳ Ｚ １５０７に規定されているように、種々の形式が存在する。そして、種別報知部７は、ここでは、底部の一部同士が接着されたボトムロック方式であるか否かに応じて段ボールの種別を報知する。底部の接着されていない段ボールとして、代表的には、前記ＪＩＳのコード番号０２０１に規定される段ボールを挙げることができる。一方、ボトムロック方式の段ボールとして、代表的には、前記ＪＩＳのコード番号０７１２に規定される段ボールを挙げることができる。
【００３０】
枚数異常報知部８は、段ボール束Ａの積み重ね枚数が規定枚数でない場合、作業者等に報知する。枚数異常報知部８は、例えば、点灯、点滅等によって異常を警告する回転灯などの警報灯や、警告音を発するブザーなどの報知器である。
【００３１】
制御部９は、マイクロコンピュータ等により構成された電子ユニットである。制御部９は、空気圧シリンダ３、測定器４、結束部６、種別報知部７、枚数異常報知部８等に制御信号を出力する。また、制御部９は、測定器４からの測定信号や、スタートボタン５からのスタート信号を受信する。
【００３２】
制御部９は、空気圧シリンダ３に制御信号を出力する押圧制御部１１、測定器４による測定値を取得する測定値取得部１２、段ボールの種別を検出する種別検出部１３、計測値等から基準値を算出する基準値算出部１４、測定器４が計測した計測値と基準値算出部１４が算出した基準値等とから枚数異常を検出する枚数異常検出部１５、結束部６に制御信号を出力する結束制御部１６、測定器４が測定した計測値や予め定められた判定値等を格納するメモリ１７、及び計時を行うタイマ１８等を備えている。
【００３３】
タイマ１８は、スタートボタン５が押下されたときに、計時を開始する。押圧制御部１１、測定値取得部１２及び結束制御部１６は、タイマ１８を参照して制御動作する。
【００３４】
押圧制御部１１は、スタートボタン５が押下されたとき、空気圧シリンダ３を伸張させる制御信号を出力する。このとき、空気圧シリンダ３のシリンダ内に圧縮空気が供給され、ピストンが下方に摺動し、ピストンの下部に固定された押圧板３ａによって、段ボール束Ａが圧縮される。
【００３５】
また、押圧制御部１１は、結束部６により段ボール束Ａが結束された後、空気圧シリンダ３を収縮させる制御信号を出力する。このとき、空気圧シリンダ３のピストンが収縮するように動作して、押圧板３ａが上方に移動し、押圧板３ａによる段ボール束Ａの押圧が解除される。
【００３６】
測定値取得部１２は、測定器４に測定信号を出力し、測定器４から測定値ａを取得する。
【００３７】
種別検出部１３は、段ボール束Ａを構成する段ボールの種別を検出する。ここでは、種別検出部１３は、コード番号０２０１に規定される段ボールとコード番号０７１２に規定される段ボールとの種別を判定する。
【００３８】
押圧板３ａによる押圧が開始されるまで、段ボール束Ａの上面高さｈは自由高さでありほぼ一定であるが、押圧板３ａによる押圧開始後、距離ａは急激に大きくなり始める。空気圧シリンダ３のシリンダ内を充填する空気は圧縮性流体であるので、空気圧シリンダ３により圧縮された段ボール束Ａは、反発力によりバウンドして、一旦高さｈが少し高くなる。その後、段ボール束Ａの高さｈは、空気圧シリンダ３の押圧力と段ボール束Ａの反発力が釣り合う高さに落ち着く。よって、距離ａは、図３に示すように推移する。
【００３９】
コード番号０２０１に規定される段ボールは、展開形状の側端部同士が接着されており、このような段ボールを積み重ねても、上面の傾きは比較的に少なく、距離ａの測定誤差は少ない。そして、圧縮されたときの反発力も比較的少なく、図３に実線で示したように距離ａが推移する。
【００４０】
一方、コード番号０７１２に規定される段ボールは、展開形状の側端部同士が接着されると共に底部の一部同士が接着されており、このような段ボールを積み重ねると、上面の傾きは大きくなり、距離ａの測定誤差は大きい。そして、圧縮されたときの反発力は大きく、図３に点線で示したように距離ａが推移する。
【００４１】
そのため、反発力の差によるバウンド量の相違を利用して、段ボールの種別を検出することができる。ここでは、押圧板３ａが段ボール束Ａの押圧を開始してから少なくとも２回、段ボール束Ａの上面までの距離ａを測定して、その測定値ａの差ｚから種別を検出する。測定は、段ボール束Ａの上面が最下位置まで押し下げられたときと、その後、バウンドした後の最上位置まで反発したときとに行うが最も好ましい。そこで、継続的に距離ａを測定器４で測定して、これら２回の測定時の距離ａから差ｚを求め、この差ｚと所定の判定値ｚｔｈとを比較して、バウンドの差異を判別すればよい。
【００４２】
ただし、ここでは、図３に示すように、押圧開始から第１の所定時間ｔ１経過時と第２の所定時間ｔ２経過時の２回だけ測定している。そして、第１の所定時間ｔ１は、押圧された最下位置付近に位置する状態となる時間を経過したときであり、空気圧シリンダ３ａのシリンダ内に圧縮空気が全て流入した時間とほぼ等しい。第２の所定時間ｔ２は、最下位置からバウンドした状態となる時間を経過したときである。段ボールの種別や積み重ね枚数によって、これらの最適な時間は異なるが、実際の製造現場で製造される段ボールの種類や結束時の規定枚数は限定されており、予め、実験等によって、適切な所定時間ｔ１，ｔ２を求めておくことが好ましい。例えば、第１の所定時間ｔ１は１．０秒であり、第２の所定時間ｔ２は１．３秒である。
【００４３】
第１の所定時間ｔ１経過時の距離ａ（１）と第２の所定時間ｔ２経過時の距離ａ（２）とから、次式（１）により差ｚを求める。
【００４４】
ｚ＝ａ（２）−ａ（１）・・・（１）。
【００４５】
式（１）で求めた差ｚが所定の判定値ｚｔｈ以下の場合、段ボール束Ａはコード番号０２０１に規定される段ボールから構成されていると判定し、種別報知部７にてその旨を報知する。
【００４６】
一方、式（１）で求めた差ｚが所定の判定値ｚｔｈを超える場合、段ボール束Ａはコード番号０７１２に規定される段ボールから構成されていると判定し、種別報知部７にてその旨を報知する。
【００４７】
基準値算出部１４は、段ボール束Ａの積み重ね枚数が規定枚数であるか否かを判定するための基準値Ｆを算出する。基準値算出部１４は、既に規定枚数であると判定した測定値ａに基づき基準値Ｆを算出するが、この基準値Ｆは、最近の規定枚数であると判定された測定値ａを重視するようにして算出され、各判定毎に新たに算出される。
【００４８】
１回目の検出時には、以前の測定値ａが存在せず、基準値Ｆ１も存在しない。そのため、段ボール束Ａの積み重ね枚数が規定枚数であることを作業者が目視等により確認する。
【００４９】
２回目から１１回目までのＮ回目では、１回目の測定値ａ１から（Ｎ−１）回目までの測定値ａＮ−１までの単純平均値を基準値ＦＮとして採用する。即ち、２回目から１１回目までのＮ回目の基準値ＦＮは、次式（２）から算出される。
【００５０】
・・・（２）
ただし、Ｎ＝２，３，…，１１。
【００５１】
なお、ここでは、第２の所定時間ｔ２経過時に計測した測定値ａをＮ回目の計測値ａＮとして取得している。これにより、１回目の計測値ａ１は前記ａ（２）となり、計測を共通化することが可能となる。なお、第１の所定時間ｔ１経過時に計測した測定値ａを計測値ａＮとしてもよく、また、第１、第２の所定時間経過時とは別の時間経過時に計測した値を計測値ａＮとしてもよい。
【００５２】
１２回目から１６回目までのＮ回目では、１回目の測定値ａ１から１０回目までの測定値ａ１０の総計に０．５を乗して、それに１１回目から（Ｎ−１）回目までの測定値ａ１１〜ａＮ−１を加えて、（Ｎ−６）で除した加重平均値を基準値ＦＮとして採用する。即ち、１２回目から１６回目までのＮ回目の基準値ＦＮは、式（３）から算出される。このとき、１回目から１０回目までの測定値ａ１〜ａ１０は０．５の重み付けを行い、１１回目から（Ｎ−１）回目までの測定値ａ１１〜ａＮ−１は１．０の重み付けを行っている。なお、１１回目の基準値Ｆ１１を５回分の測定値として単純平均を求めたものとみなすこともできる。
【００５３】
・・・（３）
ただし、Ｎ＝１２，１３，…，１６。
【００５４】
１７回目から２１回目までのＮ回目では、、１回目の測定値ａ１から１０回目までの測定値ａ１０の総計に０．５２を乗じて、１１回目の測定値ａ１１から１５回目までの測定値ａ１５の総計に０．５を乗して、それに１６回目からＮ回目までの測定値測定値ａ１６〜ａＮ−１を加えて、Ｎ−６で除した加重平均値を基準値ＦＮとして採用する。即ち、１７回目から２１回目までのＮ回目の基準値ＦＮは、式（４）から算出される。このとき、１回目から１０回目までの測定値ａ１〜ａ１０は合計して０．５２の重み付けを行い、１１回目から１６回目までの測定値は合計して（０．５−０．５２）の重み付けを行い、１７回目からＮ−１回目までの測定値ａ１１〜ａ１６は１．０の重み付けを行っている。
【００５５】
・・・（４）
ただし、Ｎ＝１７，１８，…，２１。
【００５６】
２２回目以降の基準値ＦＮも同様に算出すればよい。
【００５７】
枚数異常検出部１５は、測定器４が計測した計測値ａＮと基準値算出部１４が算出した基準値ＦＮ等とから枚数異常を検出する。枚数異常検出部１５は、種別検出部１３が検出した段ボール束Ａを構成する段ボールの種別に応じて、上限許容値ＭＡＸと下限許容値ＭＩＮとをメモリ１７から取得する。そして、Ｎ回目の測定値ａＮが次式（５）を満たせば、段ボール束Ａの積み重ね枚数は規定枚数であると判定する。
【００５８】
ＦＮ−ＭＩＮ＜ａＮ＜ＦＮ＋ＭＡＸ・・・（５）。
【００５９】
枚数異常検出部１５は、式（５）が満たされるとき、段ボール束Ａの積み重ね枚数が規定枚数であると判定し、結束制御部１６を介して、結束部６により段ボール束Ａを結束させる。その後、空気圧シリンダ３を収縮して押圧板３ａによる押圧が解除され、結束された段ボール束Ａをベルトコンベア等によって、次工程に搬出される。
【００６０】
一方、枚数異常検出部１５は、式（５）が満たされないとき、段ボール束Ａの積み重ね枚数が規定枚数でないと判定し、枚数異常報知部８に所定の異常処理を行わせる。
【００６１】
以下、結束機１の制御動作について、図４及び図５のフローチャートを参照して、説明する。なお、結束機１の制御動作は、制御部９により行われる。
【００６２】
積み重ね枚数が規定枚数であると作業者の目視等によって確認された段ボール束Ａを段ボール束載置台２上に載置する（ＳＴＥＰ１）。そして、作業者がスタートボタン５を押下すると（ＳＴＥＰ２：ＹＥＳ）、回数Ｎが１に設定され（ＳＴＥＰ３）、空気圧シリンダ３のピストンが伸張して押圧板３ａの下降が開始する。
【００６３】
押圧板３ａの下降開始後、時間ｔ１，ｔ２経過時にそれぞれ測定器４によって距離ａを計測し、測定値ａ（１），ａ（２）を取得する（ＳＴＥＰ４）。そして、その差ｚ（＝ａ（２）−ａ（１））を求め、この差ｚが判定値ｚｔｈ未満であるか否かを判定する（ＳＴＥＰ５）。
【００６４】
差ｚが判定値ｚｔｈ未満の場合（ＳＴＥＰ５：ＹＥＳ）、積み重ねられた段ボール束Ａはコード番号０２０１に規定される段ボールから構成されていると判定し、その旨を種別報知部７により報知する（ＳＴＥＰ６）。そして、上限許容値ＭＡＸと下限許容値ＭＩＮとして、コード番号０２０１に規定される段ボール用の小さな許容値ＭＡＸ１，ＭＩＮ１を設定する（ＳＴＥＰ７）。
【００６５】
一方、差ｚが所定の判定値ｚｔｈ以上の場合（ＳＴＥＰ５：ＮＯ）、積み重ねられた段ボール束Ａはコード番号０７１２に規定される段ボールから構成されていると判定し、その旨を種別報知部７により報知する（ＳＴＥＰ８）。そして、上限許容値ＭＡＸと下限許容値ＭＩＮとして、コード番号０７１２に規定される段ボール用の大きな許容値ＭＡＸ２，ＭＩＮ２を設定する（ＳＴＥＰ９）。
【００６６】
そして、前記式（２）により、２回目の基準値Ｆ２（＝ａ１＝ａ（２））を算出する（ＳＴＥＰ１０）。さらに、結束部６により段ボール束Ａを結束し（ＳＴＥＰ１１）、押圧板３ａによる段ボール束Ａの圧縮を解除し、結束した段ボール束Ａを搬出する（ＳＴＥＰ１２）。
【００６７】
その後、順次、Ｎ番目（ただし、Ｎは２以上の整数）以降の段ボール束Ａを段ボール束載置台２上に載置（ＳＴＥＰ１３）する。そして、作業者がスタートボタン５を押下する（ＳＴＥＰ１４：ＹＥＳ）、回数Ｎが１だけ増加され（ＳＴＥＰ１５）、空気圧シリンダ３のピストンが伸張して押圧板３ａの下降が開始する。
【００６８】
押圧板３ａの下降開始後、時間ｔ２経過時に測定器４によって距離ａを計測して、Ｎ回目の測定値ａＮを取得する（ＳＴＥＰ１６）。そして、測定値ａＮがＦＮ−ＭＩＮ＜ａＮ＜ＦＮ＋ＭＡＸの範囲内にあるか否かを判定する（ＳＴＥＰ１７）。
【００６９】
測定値ａＮがＦＮ−ＭＩＮ＜ａＮ＜ＦＮ＋ＭＡＸの範囲内にある場合（ＳＴＥＰ１７：ＹＥＳ）、前記式（２）から（４）等により、（Ｎ＋１）回目の基準値ＦＮ＋１を算出する（ＳＴＥＰ１８）。そして、結束部６により段ボール束Ａを結束した後（ＳＴＥＰ１１）、搬出する（ＳＴＥＰ１２）。
【００７０】
このように、Ｎ番目以降の各段ボール束Ａに対して、それぞれ上記ＳＴＥＰ１３からＳＴＥＰ１６の各処理を繰り返し行い、測定値ａＮが前記範囲内にある場合（ＳＴＥＰ１７：ＹＥＳ）、ＳＴＥＰ１８、ＳＴＥＰ１１及びＳＴＥＰ１２の各処理を行う。
【００７１】
一方、測定値ａＮがＦＮ−ＭＩＮ＜ａＮ＜ＦＮ＋ＭＡＸの範囲内にない場合（ＳＴＥＰ１７：ＮＯ）、枚数異常報知部８により積み重ね枚数の異常を報知する（ＳＴＥＰ２１）。そして、作業者の手作業等によって積み重ね枚数が規定枚数となるように修正した後、結束部６により段ボール束Ａを結束してから、搬出する。
【００７２】
以下、本発明の第２の実施形態に係る段ボール束枚数異常検出装置を備えた結束機２１について、図面を参照して説明する。なお、結束機２１は、前述した結束機１に類似するので、同一部材には同じ符号を付し、相違点に関してのみ説明する。
【００７３】
図６に示すように、結束機２１は、段ボール束載置台２、電動シリンダ（押圧手段）２２、及び測定器４を備えている。
【００７４】
電動シリンダ２２は、段ボール束載置台２の上方に設置されており、段ボール束載置台２上の所定位置に載置された段ボール束Ａを所定のトルクで押圧して圧縮する。電動シリンダ２２のピストンの下部に硬質（非圧縮性）の押圧板２２ａが固定されている。また、電動シリンダ２２は、図示しないギヤ機構などの回転運動・直線運動変換機構や減速機等を介して電動モータ２３（図７参照）に接続されている。電動モータ２３の駆動によって電動シリンダ２２のピストンが上下動することにより、押圧板２２ａによる段ボール束Ａの圧縮、開放が行われる。押圧板２２ａの押圧により、段ボール束Ａが圧縮され、その上面高さｈが低くなる。
【００７５】
電動モータ２３は、サーボモータであり、図示しないサーボアンプを介して制御される。サーボアンプは、段ボール束Ａが所定のトルクで押圧されるように、段ボール束Ａが押圧されている間、電流値を常に検出し、所定値の電流が常に電動モータ２３に流れるように制御する。これにより、押圧に対する段ボール束Ａからの反発力に拘わらず、段ボール束Ａへの押圧トルクが一定になるので、段ボール束Ａの高さｈが安定化する。
【００７６】
さらに、結束機２１は、図７に示すように、スタートボタン５、結束部６、厚さ通知部２４、枚数異常報知部８、及び制御部２５も備えている。
【００７７】
厚さ通知部２４は、段ボール束Ａを構成する段ボールの厚さを通知する。厚さ通知部２４は、例えば、段ボールの厚さを表示するディスプレイなどの表示板や、段ボールの厚さ情報を他の機器に向けて出力するデータ送出機である。データ送出機は、例えば、段ボールの厚さに応じて設置位置を変化させることが好ましいセンサに対して、段ボールの厚さを示す信号を送信する。
【００７８】
制御部２５は、マイクロコンピュータ等により構成された電子ユニットである。制御部２５は、電動モータ２３、測定器４、結束部６、厚さ通知部２４、枚数異常報知部８等に制御信号を出力する。また、制御部２５は、測定器４からの測定信号や、スタートボタン５からのスタート信号を受信する。
【００７９】
制御部２５は、電動モータ２３に制御信号を出力する押圧制御部２６、測定器４による測定値を取得する測定値取得部２７、段ボールの厚さを判定する厚さ判定部２８、計測値等から基準値を算出する基準値算出部２９、測定器４が計測した計測値と基準値算出部２９が算出した基準値等とから枚数異常を検出する枚数異常検出部３０、結束部６に制御信号を出力する結束制御部１６、測定器４が測定した計測値や予め定められた判定値等を格納するメモリ１７、及び計時を行うタイマ１８等を備えている。
【００８０】
押圧制御部２６、測定値取得部２７及び結束制御部１６は、タイマ１８を参照して制御動作する。
【００８１】
押圧制御部２６は、スタートボタン５が押下されたとき、電動シリンダ２２のピストンを伸張させる制御信号を電動モータ２３に出力する。このとき、電動シリンダ２２のピストンが下方に摺動し、ピストンの下部に固定された押圧板２２ａによって、段ボール束Ａが所定のトルクで押圧される。
【００８２】
また、押圧制御部２６は、結束部６により段ボール束Ａが結束された後、電動シリンダ２２のピストンを収縮させる制御信号を電動モータ２３に出力する。このとき、電動シリンダ２２のピストンが所定ストロークだけ収縮するように動作して、押圧板２２ａが上方に所定距離だけ移動し、押圧板２２ａによる段ボール束Ａの押圧が解除される。
【００８３】
このように、電動シリンダ２２のピストンが所定ストロークしか収縮しないので、２回目以降、押圧板２２ａの待機位置は初期の待機位置より低くなる。そのため、電動シリンダ２２の伸縮時間が短くなり、検査時間を短縮することができる。
【００８４】
測定値取得部２７は、測定器４に測定信号を出力し、測定器４から測定値ａを取得する。ここでは、測定値取得部２７は、押圧板２２ａにより所定のトルクで押圧されている状態の段ボール束Ａの距離ａを測定するよう、測定器４に測定信号を出力する。具体的には、測定値取得部２７は、１回目の測定時、電動シリンダ２２が伸張を開始した後、段ボールの厚さに拘わらずに前記状態となる十分に長い所定時間を経過してから、測定器４に測定信号を出力する。一方、測定値取得部２７は、２回目以降の測定時、電動シリンダ２２が伸張を開始した後、前記所定ストロークを伸張するに十分な所定時間を経過したとき、測定器４に測定信号を出力する。
【００８５】
このように、常に所定のトルクで押圧板２２ａに段ボール束Ａが押圧された状態で距離ａを測定器４が測定しているので、測定状況に基づく測定値のバラツキが抑制される。
【００８６】
厚さ判定部２８は、段ボール束Ａを構成する段ボールの厚さを判定する。ここでは、厚さ判定部２８は、種別が既知の段ボール箱の厚さを判定する。一般に工場で製造される段ボールの厚さは３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍなど数種類に限定されており、厚さ判定部２８は、これら限定された数種類の中から厚さを選択する。
【００８７】
押圧板２２ａにより段ボール束Ａが所定のトルクで押圧されると、段ボール束Ａを構成する段ボールの枚数、種別、厚さに応じて、距離ａはほぼ一定になる。距離ａにバラツキはあるが、このバラツキは、限定された数種類の厚さに応じて異なる距離ａの差に比べて小さい。よって、段ボール束Ａを構成する段ボールの枚数及び種別が既知であれば、その厚さを距離ａの測定値から確実に判別することができる。そこで、具体的には、厚さごとに設定された厚さ判定基準値がメモリ１７に格納されており、厚さ判定部２８は、測定値ａに最も近い厚さ判定基準値を選出することにより、段ボールの厚さを判定する。
【００８８】
基準値算出部２９は、段ボール束Ａの積み重ね枚数が規定枚数であるか否かを判定するための基準値Ｆを算出する。基準値算出部２９は、既に規定枚数であると判定した測定値ａに基づき基準値Ｆを算出するが、この基準値Ｆは、最近の規定枚数であると判定された測定値ａを重視するようにして算出され、各判定毎に新たに算出される。
【００８９】
１回目の検出時には、以前の測定値ａが存在せず、基準値Ｆ１も存在しない。そのため、段ボール束Ａの積み重ね枚数が規定枚数であることを作業者が目視等により確認する。２回目以降のＮ回目以降の検出時には、基準値算出部２９は、前記式（２）から（４）等により、基準値ＦＮを算出する。
【００９０】
枚数異常検出部３０は、測定器４が計測した計測値ａＮと基準値算出部２９が算出した基準値ＦＮ等とから枚数異常を検出する。枚数異常検出部３０は、所定の上限許容値ＭＡＸと下限許容値ＭＩＮとをメモリ１７から取得する。なお、厚さ判定部２８が検出した段ボール束Ａを構成する段ボールの厚さに応じて、上限許容値ＭＡＸと下限許容値ＭＩＮとをメモリ１７から取得してもよい。
【００９１】
枚数異常検出部３０は、前記式（５）が満たされるとき、段ボール束Ａの積み重ね枚数が規定枚数であると判定し、結束制御部１６を介して、結束部６により段ボール束Ａを結束させる。
【００９２】
一方、枚数異常検出部３０は、前記式（５）が満たされないとき、段ボール束Ａの積み重ね枚数が規定枚数でないと判定し、枚数異常報知部８に所定の異常処理を行わせる。
【００９３】
以下、結束機２１の制御動作について、図８及び図９のフローチャートを参照して、説明する。なお、結束機２１の制御動作は、制御部２５により行われる。
【００９４】
積み重ね枚数が規定枚数であると作業者の目視等によって確認された段ボール束Ａを段ボール束載置台２上に載置する（ＳＴＥＰ２１）。そして、作業者がスタートボタン５を押下すると（ＳＴＥＰ２２：ＹＥＳ）、回数Ｎが１に設定され（ＳＴＥＰ２３）、電動シリンダ２２のピストンが伸張して押圧板２２ａの下降が開始する。
【００９５】
押圧板２２ａの下降開始後、所定時間経過時に測定器４によって距離ａを計測し、測定値ａ１を取得する（ＳＴＥＰ２４）。そして、測定値ａ１に最も近い厚さ判定基準値を選出して、段ボールの厚さを判定し（ＳＴＥＰ２５）、その厚さを厚さ通知部２４にて通知する（ＳＴＥＰ２６）。
【００９６】
そして、前記式（２）により、２回目の基準値Ｆ２（＝ａ１）を算出する（ＳＴＥＰ２７）。さらに、結束部６により段ボール束Ａを結束し（ＳＴＥＰ２８）、電動シリンダ２２のピストンを所定ストロークだけ収縮させて、押圧板２２ａによる段ボール束Ａの圧縮を解除する。そして、結束した段ボール束Ａを搬出する（ＳＴＥＰ２９）。
【００９７】
その後、順次、Ｎ番目（ただし、Ｎは２以上の整数）以降の段ボール束Ａを段ボール束載置台２上に載置する（ＳＴＥＰ３０）。そして、作業者がスタートボタン５を押下すると（ＳＴＥＰ３１：ＹＥＳ）、回数Ｎが１だけ増加され（ＳＴＥＰ３２）、電動シリン２２のピストンが伸張して押圧板２２ａの下降が開始する。
【００９８】
押圧板２２ａの下降開始後、所定時間経過時に測定器４によって距離ａを計測して、Ｎ回目の測定値ａＮを取得する（ＳＴＥＰ３３）。そして、測定値ａＮがＦＮ−ＭＩＮ＜ａＮ＜ＦＮ＋ＭＡＸの範囲内にあるか否かを判定する（ＳＴＥＰ３４）。
【００９９】
測定値ａＮがＦＮ−ＭＩＮ＜ａＮ＜ＦＮ＋ＭＡＸの範囲内にある場合（ＳＴＥＰ３４：ＹＥＳ）、前記式（２）から（４）等により、（Ｎ＋１）回目の基準値ＦＮ＋１を算出する（ＳＴＥＰ３５）。そして、結束機６により段ボール束Ａを結束した後（ＳＴＥＰ２８）、搬出する（ＳＴＥＰ２９）。
【０１００】
このように、Ｎ番目以降の各段ボール束Ａに対して、それぞれ上記ＳＴＥＰ３０からＳＴＥＰ３３の各処理を繰り返し行い、測定値ａＮが前記範囲内にある場合（ＳＴＥＰ３４：ＹＥＳ）、ＳＴＥＰ３５、ＳＴＥＰ２８及びＳＴＥＰ２９の各処理を行う。
【０１０１】
一方、測定値ａＮがＦＮ−ＭＩＮ＜ａＮ＜ＦＮ＋ＭＡＸの範囲内にない場合（ＳＴＥＰ３４：ＮＯ）、枚数異常報知部８により積み重ね枚数の異常を報知する（ＳＴＥＰ３６）。そして、作業者の手作業等によって積み重ね枚数が規定枚数となるように修正した後、結束部６により段ボール束Ａを結束してから、搬出する。
【０１０２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、これに限定されず、適宜種々変形することができる。
【０１０３】
例えば、第１の実施形態では、段ボール束Ａを構成する段ボールの種別を検出する場合について説明した。しかし、段ボール束Ａを構成する段ボールの種別が１種類に限定されるときなどの場合には、段ボールの種別を検出しなくともよい。そして、第２の実施形態では、段ボール束Ａを構成する段ボールの厚さを判別する場合について説明した。しかし、段ボール束Ａを構成する段ボールの厚さが１種類に限定されるときなどの場合には、段ボールの厚さを判別しなくともよい。なお、段ボールの種別と厚さを組み合わせて検出してもよい。
【０１０４】
また、第１の実施形態では、段ボール束Ａを構成する段ボールの種別に拘わらず、計測時を押圧開始からｔ２経過時とする場合について説明した。しかし、検出した段ボールの種別に応じて、計測時を異ならせてもよい。
【０１０５】
また、Ｎ回目の基準値ＦＮを前記式（２）乃至（４）等に基づいて算出する場合について説明した。しかし、積み重ね枚数が規定枚数であるときに取得した（Ｎ−１）回目までの測定値ａ１〜ａＮ−１を用い、直近の測定値に近づくに連れて重み付けを大きくした加重平均値であれば、基準値ＦＮの算出方法は限定されない。例えば、線形加重平均や指数加重平均などを用いて算出することもでき、算出に全ての測定値ａ１〜ａＮ−１を用いる必要もない。
【０１０６】
また、スタートボタン５を押下後に計測を開始する場合について説明した。しかし、自動化ラインの場合、段ボール束載置台２上の所定位置に段ボール束Ａが載置されたことを検知後に、自動的に計測を開始することが好ましい。
【０１０７】
また、段ボール束Ａの積み重ね枚数に異常が生じたとき、枚数異常報知部８が警告灯や警告音等により異常を報知する場合について説明した。しかし、自動化ラインの場合、規定枚数の際には結束部６が２本の紐で結束するところ、異常枚数の際には結束部６が１本の紐で結束を行うなど、規定枚数でない段ボール束Ａの結束状態が容易に判別できるようにして、異常を報知することが好ましい。
【０１０８】
また、実施形態に係る段ボール束枚数異常検出装置が結束機１，２１に備わる場合について説明した。しかし、本発明に係る段ボール束枚数異常検出装置は結束機に備わるものに限定されない。例えば、結束機と別個に段ボール束枚数異常検出装置を設け、段ボール束枚数異常検出装置で枚数異常が検出されたなかった段ボール束を、結束機に送出して、結束してもよい。
【符号の説明】
【０１０９】
１，２１…結束機（段ボール束枚数異常検出装置）、 ３…空気圧シリンダ（押圧手段）、 ４…測定器（測定値取得部、第２の測定値取得部）、 ７…種別報知部、 ８…枚数異常報知部、 ９，２５…制御部、 １１，２６…押圧制御部、 １２，２７…測定値取得部（第２の測定値取得部）、 １３…種別検出部、 １４，２９…基準値算出部、 １５，３０…枚数異常検出部、 ２２…電動シリンダ（押圧手段）、 ２３…電動モータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
折り畳まれた段ボールを積み重ねた段ボール束の枚数が規定枚数であるか否かを検出する段ボール束枚数異常検出方法であって、
前記段ボール束を上方から押圧し、押圧された当該段ボール束の上面高さに対応する距離を測定して測定値を取得する測定値取得工程と、
積み重ね枚数が規定枚数であるときに前記測定値取得工程で取得した測定値を用い、直近の測定値に近づくに連れて重み付けを大きくした加重平均値を算出して基準値とする基準値算出工程と、
前記測定値取得工程で取得した測定値が、前記基準値算出工程で算出した基準値から所定の範囲内であるか否かを判定して、積み重ね枚数異常を検出する枚数異常検出工程と
を備えることを特徴とする段ボール束枚数異常検出方法。
【請求項２】
前記段ボール束の押圧開始後、時間差をもって段ボール束の上面高さに対応する距離を２回測定して２つの測定値を取得する第２の測定値取得工程と、
該第２の測定値取得工程で取得した２つの測定値の差と所定の判定値とを比較して、前記段ボール束が、底部の一部同士が接合した段ボールの束であるか否かの検出を行う種別検出工程とを備えることを特徴とする請求項１に記載の段ボール束枚数異常検出方法。
【請求項３】
前記測定値取得工程において、前記段ボール束を上方から所定のトルクで押圧することを特徴とする請求項１に記載の段ボール束枚数異常検出方法。
【請求項４】
折り畳まれた段ボールを積み重ねた段ボール束の枚数が規定枚数であるか否かを検出する段ボール束枚数異常検出装置であって、
前記段ボール束を上方から押圧する押圧手段と、
前記段ボール束の上面高さに対応する距離を測定して測定値を取得する測定値取得部と、
積み重ね枚数が規定枚数であるときに前記測定値取得部で取得した測定値を用い、直近の測定値に近づくに連れて重み付けを大きくした加重平均値を算出して基準値とする基準値算出部と、
前記押圧手段により押圧された前記段ボール束の上面高さに対応する距離を前記測定値取得部で測定して取得した測定値が、前記基準値算出部で算出した基準値から所定の範囲内であるか否かを判定して、積み重ね枚数異常を検出する枚数異常検出部と
を備えることを特徴とする段ボール束枚数異常検出装置。
【請求項５】
前記段ボール束の押圧開始後、時間差をもって当該段ボール束の上面高さに対応する距離を２回測定して２つの測定値を取得する第２の測定値取得部と、
該第２の測定値取得部が取得した２つの測定値の差と所定の判定値とを比較して、前記段ボール束が、底部の一部同士が接合した段ボールの束であるか否かの検出を行う種別検出部とを備えることを特徴とする請求項３に記載の段ボール束枚数異常検出装置。
【請求項６】
前記押圧手段は、前記段ボール束を上方から所定のトルクで押圧することを特徴とする請求項４に記載の段ボール束枚数異常検出装置。
【請求項１】
折り畳まれた段ボールを積み重ねた段ボール束の枚数が規定枚数であるか否かを検出する段ボール束枚数異常検出方法であって、
前記段ボール束を上方から押圧し、押圧された当該段ボール束の上面高さに対応する距離を測定して測定値を取得する測定値取得工程と、
積み重ね枚数が規定枚数であるときに前記測定値取得工程で取得した測定値を用い、直近の測定値に近づくに連れて重み付けを大きくした加重平均値を算出して基準値とする基準値算出工程と、
前記測定値取得工程で取得した測定値が、前記基準値算出工程で算出した基準値から所定の範囲内であるか否かを判定して、積み重ね枚数異常を検出する枚数異常検出工程と
を備えることを特徴とする段ボール束枚数異常検出方法。
【請求項２】
前記段ボール束の押圧開始後、時間差をもって段ボール束の上面高さに対応する距離を２回測定して２つの測定値を取得する第２の測定値取得工程と、
該第２の測定値取得工程で取得した２つの測定値の差と所定の判定値とを比較して、前記段ボール束が、底部の一部同士が接合した段ボールの束であるか否かの検出を行う種別検出工程とを備えることを特徴とする請求項１に記載の段ボール束枚数異常検出方法。
【請求項３】
前記測定値取得工程において、前記段ボール束を上方から所定のトルクで押圧することを特徴とする請求項１に記載の段ボール束枚数異常検出方法。
【請求項４】
折り畳まれた段ボールを積み重ねた段ボール束の枚数が規定枚数であるか否かを検出する段ボール束枚数異常検出装置であって、
前記段ボール束を上方から押圧する押圧手段と、
前記段ボール束の上面高さに対応する距離を測定して測定値を取得する測定値取得部と、
積み重ね枚数が規定枚数であるときに前記測定値取得部で取得した測定値を用い、直近の測定値に近づくに連れて重み付けを大きくした加重平均値を算出して基準値とする基準値算出部と、
前記押圧手段により押圧された前記段ボール束の上面高さに対応する距離を前記測定値取得部で測定して取得した測定値が、前記基準値算出部で算出した基準値から所定の範囲内であるか否かを判定して、積み重ね枚数異常を検出する枚数異常検出部と
を備えることを特徴とする段ボール束枚数異常検出装置。
【請求項５】
前記段ボール束の押圧開始後、時間差をもって当該段ボール束の上面高さに対応する距離を２回測定して２つの測定値を取得する第２の測定値取得部と、
該第２の測定値取得部が取得した２つの測定値の差と所定の判定値とを比較して、前記段ボール束が、底部の一部同士が接合した段ボールの束であるか否かの検出を行う種別検出部とを備えることを特徴とする請求項３に記載の段ボール束枚数異常検出装置。
【請求項６】
前記押圧手段は、前記段ボール束を上方から所定のトルクで押圧することを特徴とする請求項４に記載の段ボール束枚数異常検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１５２９４４（Ｐ２０１１−１５２９４４Ａ）
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５９７４（Ｐ２０１０−１５９７４）
【出願日】平成２２年１月２７日（２０１０．１．２７）
【出願人】（３９００２２８９５）株式会社トーモク (45)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２７日（２０１０．１．２７）
【出願人】（３９００２２８９５）株式会社トーモク (45)
【Ｆターム（参考）】
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