JP3560922B2

JP3560922B2 - 走行シートの切断位置制御装置

Info

Publication number: JP3560922B2
Application number: JP2001074311A
Authority: JP
Inventors: 英俊星山; 郁生吉本
Original assignee: Rengo Co Ltd
Current assignee: Rengo Co Ltd
Priority date: 2001-03-15
Filing date: 2001-03-15
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2021-03-15
Also published as: JP2002273800A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、走行シートを所定の切断位置で長さ切断または幅切り切断する切断位置制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高速で走行する段ボールシートや厚紙等の走行シートを、所定の切断位置で長さ切断したり、幅切り切断したりする際には、予め走行シートに走行方向で所定の間隔を設けてピッチマークを付与したり、幅縁部に沿って走行方向に延びるラインマークを付与したりして、これらのマークを目安として長さ切断位置や幅切り切断位置を制御することがある。
【０００３】
例えば、図５に示すように、コルゲートマシンで製造される段ボールシート１の表ライナ紙２に、予め印刷が施されたプレプリント原紙が用いられる場合は、表ライナ紙２の長手方向（段ボールシート１の走行方向）に、所定のピッチで印刷されたプレプリント模様３の他に、プレプリント模様３のピッチに合わせて所定の間隔で印刷された、長さ切断位置の目安とされるピッチマーク４と、一方の幅縁部に沿って印刷された、幅切り切断位置の目安とされるラインマーク５が設けられている。ラインマーク５は両方の幅縁部に印刷されることもある。
【０００４】
なお、前記プレプリント模様３が長手方向にピッチや周期性を有さない連続的なものであり、長さ切断が長さ寸法のみを確保すればよく、切断位置の制御が不要な場合は、ラインマーク５のみが設けられる。また、幅切り切断がされないか、幅切り切断精度があまり要求されないときは、ピッチマーク４のみが設けられることもある。
【０００５】
図５に示したような段ボールシート１をコルゲートマシンで製造する場合は、図４に示すように、幅切り切断装置としてのスリッタ６と、長さ切断装置としてのロータリカッタ７の上流側に、それぞれラインマーク５を検出するセンサ８と、ピッチマーク４を検出するセンサ９を配置し、これらの各センサ８、９の出力に基づいて、それぞれスリッタ６とロータリカッタ７の切断位置を制御している。なお、コルゲートマシンでは、表ライナ紙２は段ボールシート１の下面側に接着されるので、前記各センサ８、９は、走行する段ボールシート１の下面側に配置される。
【０００６】
前記スリッタ６の切断位置制御においては、通常、予め設定された基準位置からのラインマーク５の幅方向でのずれをセンサ８で検出し、このずれ量に応じてスリッタ６の刃の幅方向位置を修正することが多い。
【０００７】
前記ロータリカッタ７の切断位置制御においては、センサ９とロータリカッタ７との距離Ｌ、およびロータリカッタ７の設定回転速度Ｖ_Ｒと刃７ａの設定角度θを予め記憶し、センサ９がピッチマーク４を検出したときに、これらの記憶した各値と段ボールシート１の走行速度Ｖ_Ｓとから、検出されたピッチマーク４がロータリカッタ７の直下に到達するタイミングと、ロータリカッタ７の刃７ａが段ボールシート１を切断するタイミングとを予測し、これらのタイミングが合致するように、ロータリカッタ７の回転開始タイミングを制御している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の走行シートの幅切り切断や長さ切断における切断位置の制御では、以下の問題がある。
【０００９】
幅切り切断における切断位置の制御では、走行シートの蛇行や斜行により、スリッタ直下の部位とその上流側のセンサ配置部位とで、走行シートのライン幅方向位置がずれることがあり、センサで検出されたラインマークが、必ずしもスリッタ直下で同じライン幅方向位置を通過しない問題がある。
【００１０】
長さ切断における切断位置の制御では、制御系やロータリカッタ等の機械系の応答遅れ、わずかのライン速度の変動等により、ピッチマークの検出時に予測した前記ロータリカッタの切断タイミングやピッチマークの到達タイミングがずれる問題がある。また、ピッチマークを検出するセンサが、前記プレプリント模様や印刷等の汚れを誤って検出し、ロータリカッタを誤作動させる問題もある。
【００１１】
ところが、従来は、走行シートの切断後に切断位置の適否を確認して、その修正を行なうようなことはなされていない。
【００１２】
そこで、この発明の課題は、走行シートを所定の長さ切断位置や幅切り切断位置で精度よく切断することである。
【００１３】
【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、走行方向に所定の間隔を設けてピッチマークが付与された走行シートを、長さ切断装置により切断する長さ切断位置を、前記ピッチマークを目安として制御する走行シートの切断位置制御装置において、前記ピッチマークを所定幅を有する太線状のものとして、このピッチマークの幅寸法に対して前記長さ切断位置の基準位置および許容範囲を設定し、前記長さ切断装置の下流側の所定の位置に、長さ切断後の走行シートの前記ピッチマーク付与面側を撮影する撮影装置を配置し、この撮影装置の配置位置への長さ切断後の走行シート先端部の到達を検知する検知手段と、前記撮影装置で撮影される画像を処理する画像処理装置とを設け、前記検知手段の出力に基づいて、前記撮影装置により長さ切断後の走行シート先端部の前記ピッチマーク付与面側を撮影し、この撮影された画像から、前記走行シート先端部のピッチマークの内側幅端と先端切断エッジとの走行方向の位置関係を前記画像処理装置により求め、この求められた位置関係と、前記設定された長さ切断位置の基準位置および許容範囲とに基づいて、前記長さ切断装置による長さ切断位置を修正する構成を採用したものである。
【００１４】
すなわち、ピッチマークを所定幅を有する太線状のものとして、このピッチマークの幅寸法に対して前記長さ切断位置の基準位置および許容範囲を設定し、長さ切断装置の下流側の所定の位置に、走行シートのピッチマーク付与面側を撮影する撮影装置を配置し、この撮影装置の配置位置への長さ切断後の走行シート先端部の到達を検知して、走行シート先端部のピッチマーク付与面側を切断の都度確実に撮影し、この撮影画像から実際の先端切断エッジとピッチマーク内側幅端との走行方向の位置関係を画像処理装置により求め、この求めた位置関係と、設定された長さ切断位置の基準位置および許容範囲とに基づいて長さ切断位置を修正することにより、高精度で長さ切断位置を制御できるようにした。
【００１５】
また、この発明は、少なくとも一方の幅縁部に沿って走行方向に延びるラインマークを付与された走行シートを、長さ切断装置により所定の長さ寸法に長さ切断し、この長さ切断する前に、幅切り切断装置により切断する幅切り切断位置を、前記ラインマークを目安として制御する走行シートの切断位置制御装置において、前記ラインマークを所定幅を有する太線状のものとして、このラインマークの幅寸法に対して前記幅切り切断位置の基準位置および許容範囲を設定し、前記長さ切断装置の下流側の所定の位置に、長さ切断後の走行シートの前記少なくとも一方の幅縁部のラインマーク付与面側を撮影する撮影装置を配置し、この撮影装置の配置位置への長さ切断後の走行シートの到達を検知する検知手段と、前記撮影装置で撮影される画像を処理する画像処理装置とを設け、前記検知手段の出力に基づいて、前記撮影装置により長さ切断後の走行シート幅縁部の前記ラインマーク付与面側を撮影し、この撮影された画像から、前記走行シート幅縁部のラインマークの内側幅端と幅切り切断エッジとの幅方向の位置関係を前記画像処理装置により求め、この求められた位置関係と、前記設定された幅切り切断位置の基準位置および許容範囲とに基づいて、前記幅切り切断装置による幅切り切断位置を修正する構成も採用した。
【００１６】
すなわち、ラインマークを所定幅を有する太線状のものとして、このラインマークの幅寸法に対して前記幅切り切断位置の基準位置および許容範囲を設定し、長さ切断装置の下流側の所定の位置に、走行シートのラインマーク付与面側の幅縁部を撮影する撮影装置を配置し、この撮影装置の配置位置への長さ切断後の走行シートの到達を検知して、走行シート幅縁部のラインマーク付与面側を切断の都度確実に撮影し、この撮影画像から実際の幅切り切断エッジとラインマーク内側幅端との幅方向の位置関係を画像処理装置により求め、この求めた位置関係と、設定された幅切り切断位置の基準位置および許容範囲とに基づいて幅切り切断位置を修正することにより、高精度で幅切り切断位置を制御できるようにした。
【００１７】
なお、前記長さ切断後の走行シートの撮影装置配置位置への到達を検知する手段としては、撮影装置配置位置でセンサ等により走行シート、またはその先端部を直接検出する方法の他に、例えば、ライン上流側の長さ切断装置の切断タイミング信号と、長さ切断装置の下流側のライン速度とから、撮影装置配置位置への到達タイミングを予測する方法等も採用することができる。
【００１８】
前記撮影装置の撮影タイミングと同期して、前記走行シート先端部のピッチマーク付与面側、または前記走行シート幅縁部のラインマーク付与面側を照射するストロボと、このストロボで照射される走行シートの先端部または幅縁部の背景として配置されるバックプレートとを設け、このバックプレートを暗色のものとすることにより、ピッチマークやラインマークと各切断エッジとを鮮明に撮影して、これらの位置関係をより正確に求めることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。図１は、本発明に係る走行シートの切断位置制御装置を採用した、コルゲートマシンで製造される段ボールシート１を幅切り切断するスリッタ６と、幅切りされた段ボールシート１を長さ切断するロータリカッタ７の部分を示す。
【００２０】
前記段ボールシート１は、図５に示したものと同様に、表ライナ紙２に予め印刷が施されたプレプリント原紙を用いたものであり、表ライナ紙２の長手方向（段ボールシート１の走行方向）に、所定のピッチで印刷されたプレプリント模様３の他に、プレプリント模様３のピッチに合わせて所定の間隔で印刷された、長さ切断位置の目安とされるピッチマーク４と、一方の幅縁部に沿って印刷された、幅切り切断位置の目安とされるラインマーク５が設けられている。ピッチマーク４およびラインマーク５は、いずれも所定の幅Ｗ_１、Ｗ_２を有する太線状に形成されている。
【００２１】
前記スリッタ６とロータリカッタ７の各上流側には、図４に示したものと同様に、それぞれラインマーク５を検出するセンサ８と、ピッチマーク４を検出するセンサ９が、走行する段ボールシート１の下面側に配置され、これらのセンサ８、９の出力と、ロータリカッタ７の入側コンベア１０の搬送速度（段ボールシート１の走行速度Ｖ_Ｓ）を検出する回転計１１の出力が、スリッタ６とロータリカッタ７の作動を制御するコントローラ１２に入力されるようになっている。また、コントローラ１２には、センサ９とロータリカッタ７との距離Ｌ、およびロータリカッタ７の設定回転速度Ｖ_Ｒと刃７ａの設定角度θも予め記憶されている。
【００２２】
前記コントローラ１２は、前述した従来技術と同様に、センサ８で検出されるラインマーク５の幅方向でのずれ量に応じて、スリッタ６の刃の幅方向位置を制御するとともに、センサ９からのピッチマーク４の検出信号を入力したときに、前記記憶されたセンサ９とロータリカッタ７との距離Ｌ、およびロータリカッタ７の設定回転速度Ｖ_Ｒと刃７ａの設定角度θの各値と、回転計１１から入力される段ボールシート１の走行速度Ｖ_Ｓの値とから、検出されたピッチマーク４がロータリカッタ７の直下に到達するタイミングと、ロータリカッタ７の刃７ａが段ボールシート１を切断するタイミングとを予測し、これらのタイミングが合致するように、ロータリカッタ７の回転開始タイミングを制御する。
【００２３】
図２に示すように、この実施形態では、ロータリカッタ７の出側コンベア１３の下流側に、長さ切断後の段ボールシート１ａのピッチマーク４とラインマーク５が印刷された下面側の先端幅縁部を撮影する撮影装置としてのＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）カメラ１４と、このカメラ１４で撮影される先端幅縁部を照射するストロボ１５とが、搬送ラインの下方に設けられ、その搬送ライン上方に、段ボールシート１ａの先端部の到達を検知するセンサ１６と、前記撮影される先端幅縁部の背景とされる黒色のバックプレート１７とが設けられている。
【００２４】
前記カメラ１４、ストロボ１５およびセンサ１６は、画像処理装置を備えたコンピュータ１８と接続され、カメラ１４とストロボ１５は、センサ１６の検出信号に基づいて、コンピュータ１８により互いに同期して作動される。コンピュータ１８は前記コントローラ１２とも接続され、後述するように、カメラ１４の撮影画像を処理して、その処理結果に基づいて、スリッタ６の幅切り切断位置を修正する制御量と、ロータリカッタ７の作動タイミングを修正する制御量とをコントローラ１２に送信するようになっている。また、コンピュータ１８には、後述するように、長さ切断位置と幅切り切断位置の各許容範囲も設定されている。
【００２５】
図３に示すように、カメラ１４で撮影された段ボールシート１ａの先端幅縁部の画像は、段ボールシート１ａの印刷がない部分が最も明るく、次いでピッチマーク４とラインマーク５が印刷された部分が明るく、バックプレート１７の部分が最も暗い。この明暗を有する画像は、前記コンピュータ１８の画像処理装置により、段ボールシート１ａの走行方向（Ｘ方向）と幅方向（Ｙ方向）とについて、それぞれ明るい段ボールシート１ａ側からの外向きと、暗いバックプレート１７側からの内向きとで、異なる２つの部位で走査される。
【００２６】
前記画像のＸ方向では、外向きの走査でピッチマーク４内側幅端の座標位置Ｘ_１が、ピッチマーク４のない部位の内向きの走査で先端切断エッジの座標位置Ｘ_２が求められ、これらの座標位置の差Ｘ_１−Ｘ_２が算出される。また、画像のＹ方向では、外向きの走査でラインマーク５内側幅端の座標位置Ｙ_１が、内向きの走査で幅切り切断エッジの座標位置Ｙ_２が求められ、これらの座標位置の差Ｙ_１−Ｙ_２が算出される。なお、前記内向きと外向きの走査は、同じ部位で行なってもよい。
【００２７】
コンピュータ１８には、長さ切断位置と幅切り切断位置の各基準位置と各許容範囲とが、前記ピッチマーク４とラインマーク５の各幅Ｗ_１、Ｗ_２に対して、それぞれ以下のように設定されている。なお、画像のＸ−Ｙ座標は、いずれも段ボールシート１ａの内側方向を正方向としている。
【００２８】
長さ切断位置の基準位置：Ｘ_１−Ｘ_２＝０．５Ｗ_１（１）
幅切り切断位置の基準位置：Ｙ_１−Ｙ_２＝１．０Ｗ_２（２）
長さ切断位置の許容範囲：０．２Ｗ_１≦ Ｘ_１−Ｘ_２ ≦０．８Ｗ_１（３）
幅切り切断位置の許容範囲：０．５Ｗ_２≦ Ｙ_１−Ｙ_２ ≦１．５Ｗ_２（４）
コンピュータ１８は、前記座標位置の差Ｘ_１−Ｘ_２、Ｙ_１−Ｙ_２が、（３）式または（４）式の許容範囲を外れたときにのみ、（１）式または（２）式の基準位置とのずれを求め、このずれ量を前記コントローラ１２に制御量として送信する。なお、許容範囲を設けず、各切断位置の基準位置からのずれに応じて、そのまま制御量をコントローラ１２に送信してもよい。
【００２９】
コントローラ１２は、送信された制御量が長さ切断位置に対するものであるときは、その制御量に応じてロータリカッタ７の作動タイミングを修正し、制御量が幅切り切断位置に対するものであるときは、その制御量に応じてスリッタ６の幅切り切断位置を修正して、それぞれの基準位置で正確に切断するように制御する。なお、許容範囲を連続して所定回数外れたときにのみ、各切断位置を修正するようにしてもよい。
【００３１】
また、この実施形態では、切断後の走行シートの先端部と幅縁部とを、一つの撮影装置で先端幅縁部として一緒の画面に撮影したが、別々の撮影装置で先端部と幅縁部とを別の画面に撮影してもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、この発明の走行シートの切断位置制御装置は、ピッチマークを所定幅を有する太線状のものとして、このピッチマークの幅寸法に対して前記長さ切断位置の基準位置および許容範囲を設定し、長さ切断装置の下流側の所定の位置に、走行シートのピッチマーク付与面側を撮影する撮影装置を配置し、この撮影装置の配置位置への長さ切断後の走行シート先端部の到達を検知して、走行シート先端部のピッチマーク付与面側を切断の都度確実に撮影し、この撮影画像から実際の先端切断エッジとピッチマーク内側幅端との走行方向の位置関係を画像処理装置により求め、この求めた位置関係と、設定された長さ切断位置の基準位置および許容範囲とに基づいて長さ切断位置を修正するようにしたので、走行シートを高精度で長さ切断することができる。
【００３３】
また、この発明は、ラインマークを所定幅を有する太線状のものとして、このラインマークの幅寸法に対して前記幅切り切断位置の基準位置および許容範囲を設定し、長さ切断装置の下流側の所定の位置に、走行シート幅縁部のラインマーク付与面側を撮影する撮影装置を配置し、この撮影装置の配置位置への長さ切断後の走行シートの到達を検知して、走行シート幅縁部のラインマーク付与面側を切断の都度確実に撮影し、この撮影画像から実際の幅切り切断エッジとラインマーク内側幅端との幅方向の位置関係を画像処理装置により求め、この求めた位置関係と、設定された幅切り切断位置の基準位置および許容範囲とに基づいて幅切り切断位置を修正するようにしたので、走行シートを高精度で幅切り切断することができる。

【００３４】
さらに、前記撮影装置の撮影タイミングと同期して、走行シート先端部のピッチマーク付与面側、または幅縁部のラインマーク付与面側を照射するストロボと、このストロボで照射される走行シートの先端部または幅縁部の背景として配置されるバックプレートとを設け、このバックプレートを暗色のものとすることにより、ピッチマークやラインマークと各切断エッジとを鮮明に撮影して、これらの位置関係をより正確に求め、前記長さ切断や幅切り切断の切断位置の精度をさらに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る走行シートの切断位置制御装置を採用したコルゲートマシンのスリッタとロータリカッタの部分を示す概略正面図
【図２】図１の要部拡大正面図
【図３】図２のカメラで撮影された画像を示す平面図
【図４】従来のコルゲートマシンのスリッタとロータリカッタの部分を示す概略正面図
【図５】図１および図４のコルゲートマシンで製造される段ボールシートを示す平面図
【符号の説明】
１、１ａ段ボールシート
２表ライナ紙
３プレプリント模様
４ピッチマーク
５ラインマーク
６スリッタ
７ロータリカッタ
７ａ刃
８、９センサ
１０コンベア
１１回転計
１２コントローラ
１３コンベア
１４カメラ
１５ストロボ
１６センサ
１７バックプレート
１８コンピュータ

Claims

走行方向に所定の間隔を設けてピッチマークが付与された走行シートを、長さ切断装置により切断する長さ切断位置を、前記ピッチマークを目安として制御する走行シートの切断位置制御装置において、前記ピッチマークを所定幅を有する太線状のものとして、このピッチマークの幅寸法に対して前記長さ切断位置の基準位置および許容範囲を設定し、前記長さ切断装置の下流側の所定の位置に、長さ切断後の走行シートの前記ピッチマーク付与面側を撮影する撮影装置を配置し、この撮影装置の配置位置への長さ切断後の走行シート先端部の到達を検知する検知手段と、前記撮影装置で撮影される画像を処理する画像処理装置とを設け、前記検知手段の出力に基づいて、前記撮影装置により長さ切断後の走行シート先端部の前記ピッチマーク付与面側を撮影し、この撮影された画像から、前記走行シート先端部のピッチマークの内側幅端と先端切断エッジとの走行方向の位置関係を前記画像処理装置により求め、この求められた位置関係と、前記設定された長さ切断位置の基準位置および許容範囲とに基づいて、前記長さ切断装置による長さ切断位置を修正するようにしたことを特徴とする走行シートの切断位置制御装置。
少なくとも一方の幅縁部に沿って走行方向に延びるラインマークを付与された走行シートを、長さ切断装置により所定の長さ寸法に長さ切断し、この長さ切断する前に、幅切り切断装置により切断する幅切り切断位置を、前記ラインマークを目安として制御する走行シートの切断位置制御装置において、前記ラインマークを所定幅を有する太線状のものとして、このラインマークの幅寸法に対して前記幅切り切断位置の基準位置および許容範囲を設定し、前記長さ切断装置の下流側の所定の位置に、長さ切断後の走行シートの前記少なくとも一方の幅縁部のラインマーク付与面側を撮影する撮影装置を配置し、この撮影装置の配置位置への長さ切断後の走行シートの到達を検知する検知手段と、前記撮影装置で撮影される画像を処理する画像処理装置とを設け、前記検知手段の出力に基づいて、前記撮影装置により長さ切断後の走行シート幅縁部の前記ラインマーク付与面側を撮影し、この撮影された画像から、前記走行シート幅縁部のラインマークの内側幅端と幅切り切断エッジとの幅方向の位置関係を前記画像処理装置により求め、この求められた位置関係と、前記設定された幅切り切断位置の基準位置および許容範囲とに基づいて、前記幅切り切断装置による幅切り切断位置を修正するようにしたことを特徴とする走行シートの切断位置制御装置。
前記撮影装置の撮影タイミングと同期して、前記走行シート先端部のピッチマーク付与面側、または前記走行シート幅縁部のラインマーク付与面側を照射するストロボと、このストロボで照射される走行シートの先端部または幅縁部の背景として配置されるバックプレートとを設け、このバックプレートを暗色のものとした請求項１または２に記載の走行シートの切断位置制御装置。