JP3186889U - 連包品検査装置 - Google Patents

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一毅 永塚
良光 高田
裕幸 西尾
聡 尾浪
崇史 中谷
康弘 植村
清冶 井手上
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アンリツ産機システム株式会社
株式会社三橋製作所
株式会社 キョーワ
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Abstract

【課題】個装部または境界部の良・不良の判断が正確にでき、切断除去する個装部の量を最小限にし、能率的に連包品の個装部を検査できる連包品検査装置を提供する。
【解決手段】連包品1を搬送経路上に搬送しながら検査する連包品検査装置において、搬送される個装部同士の境界部を検出して境界信号出力する境界検知部18と、搬送される連包品の個装部の良又は不良を連包品へのX線照射に基づいて検査する検査部5と、境界検知部18の出力に基づいて不良と判断された境界部、及び、検査部5の出力に基づいて不良と判断された個装部に対応するマークを付与するマーク付与部6とを備える。
【選択図】図1

Description

本考案は、内容物が収納された個装部と境界部が交互に連続的に並んだ形態の連包品を搬送しながら検査し、個装部が不良であるか否かを検査する連包品検査装置に関する。
一般に、食品用各種パッケージ製品には、酸化防止剤、調味料等の各種内容物が収容された個装袋を添付している。この個装袋は、個装部と境界部が交互に連続的に並んだ形態の連包品が境界部で切断されて、個装部毎に個々に分離されるものである。
個装袋の品質確保のために、その内容物の検査を行う検査装置が開発されている。
例えば、特許文献1のように、X線検査装置によって連包品の良否を検査し、不良項目に対応して連包品の不良個装部にマークを付与する内容物検査装置の考案が開示されている。
従来の連包品の検査では、例えば特許文献1のように内容物検査装置により連包品の中から不良品を検出してマークを付与し、当該内容物検査装置の下流側に配置された作業者が装置から排出されてくる連包品のマークを見て手作業で不良品の切断除去を行っていた。
特開2000−135268号公報
しかしながら、連包品は、検査対象として上記のX線検査装置によって検査するだけでは検査が不十分になる虞がある。
すなわち、連包品は、内容物を収納する個装部が境界部を挟んで連続している構造である。一般的に境界部は個装部を構成する2枚のシートをシールすることによって製造するのが通常であり、シール不良やシール部分に内容物が挟まる噛み込み等の不良(異常)が発生する場合があり、そのような場合、境界部が所定間隔で正しい形状に製造されない問題が生じる。
このような問題の可能性がある連包品を、検出した不良の個装部を切断除去するためには単に、境界部の間隔に応じた所定タイミングで切断すればよいとは言えず、仮に、境界部に噛み込みがあったり、境界部のシール不良で個装部のサイズが通常の2個分あったりすれば、所定の境界部の間隔で切断したのでは、内容物のあるところで切断が行われて内容物を外に散乱させてしまうことが考えられる。
また、連包品の検査装置において、個装部と境界部の双方の不良を検査して正確にマークするものは未提案であった。
本考案は、斯かる実情に鑑みてなされたものであり、個装部の不良と境界部の不良を検出してマーク可能にできるので個装部または境界部の良・不良の判断を目視によらずにマークによって正確にできるようにして、切断除去する個装部の量を最小限にすることができ、能率的に連包品の個装部を検査できる連包品検査装置を提供することを目的としている。
本考案は、内容物を収納する個装部と境界部とが交互に並ぶ連包品を搬送経路上に搬送しながら検査する連包品検査装置において、
搬送される前記個装部同士の境界部を検出して境界信号出力する境界検知部と、
搬送される前記連包品の個装部の良又は不良かを当該連包品へのX線照射に基づいて検査する検査部と、
境界検知部の出力に基づいて不良と判断された境界部、及び、前記検査部の出力に基づいて不良と判断された個装部に対応するマークを付与するマーク付与部とを備えたことを特徴とする連包品検査装置である。
本考案においては、前記境界検知部及び前記検査部の出力に基づいて不良とされた個装部の搬送経路上における第1の位置を認識する不良部分トラッキング部と、前記搬送経路上であって前記マーク付与部によって前記個装部に付与されたマークを検出するマーク検出部と、前記不良部分トラッキング部が認識した前記不良部分に対応する個装部の搬送経路上の第1の位置と前記マーク検出部が検出したマークに対応する前記個装部の第2の位置とを比較する比較部と、比較部の第1の位置及び第2の位置同士の比較の結果に基づき、両位置の一致又は不一致の判定信号を出力する判定部とを備えることが好適である。
また、本考案においては、マーク付与部は、不良部分にマークとしてのラベルを貼り付けるラベル貼り付け手段、または、不良部分にマークを印字する印字手段を有することが好適である。
本考案においては、前記不良部分の上流側及び下流側にある2箇所の境界部を切断して前記不良部分を前記連包品から分離する切断部を有することが好適である。
また、本考案においては、境界検知部の上流側及び前記マーク付与部と切断部との間に連包品を一時的に収納する搬入蓄積部を有することが好適である。
本考案の連包品検査装置によれば、境界検知部の出力に基づいて不良と判断された境界部、及び、前記検査部の出力に基づいて不良と判断された個装部に対応するマークを付与するマーク付与部を備えているので、個装部の不良と境界部の不良を検出してマーク可能にできるので個装部または境界部の良・不良の判断を目視に寄らずに正確にできるようにして、切断除去する個装部の量を最小限にすることができ、能率的に連包品の個装部を検査できる。
なお、前記搬送経路上であって前記マーク付与部によって前記個装部に付与されたマークを検出するマーク検出部と、前記不良部分トラッキング部が認識した前記不良部分に対応する個装部の搬送経路上の第1の位置と前記マーク検出部が検出したマークに対応する前記個装部の第2の位置とを比較する比較部と、比較部の第1の位置及び第2の位置同士の比較の結果に基づき、両位置の一致又は不一致の判定信号を出力する判定部とを備えるので、搬送経路上においてマークした不良個所を正確に認識することができる。
また、マーク付与部は、不良部分にマークとしてのラベルを貼り付けるラベル貼り付け手段、または、不良部分にマークを印字する印字手段を有することにより、適切にマークを付与できる。
また、前記不良部分の上流側及び下流側にある2箇所の境界部を切断して前記不良部分を前記連包品から分離する切断部を有することができる。
また、境界検知部の上流側及び前記マーク付与部と切断部との間に連包品を一時的に収納する搬入蓄積部を有することによって、搬送される連包品が滞留しても適切に首脳して邪魔になることがない。
本考案の第1実施形態に係る連包品検査装置の全体構成図である。 本考案の第2実施形態に係る連包品検査装置の全体構成図である。 第1実施形態に係る物品検査装置の機能ブロック図である。 第2実施形態に係る物品検査装置の機能ブロック図である。 第1、第2実施形態に係る物品検査装置の各機能部分における連包品の状態と制御信号の出力タイミングを示す図である。 第1、第2実施形態に係る物品検査装置における正常な境界部の連包品と、境界センサによる境界部の検出信号例を示す図である。 第1、第2実施形態に係る物品検査装置における異常な境界部を有する連包品と、境界センサによる境界部の検出信号例を示す図である。 第2実施形態に係る物品検査装置において連包品から1個の不良な個装部を除去する場合の制御手法を示す図である。 第2実施形態に係る物品検査装置において連包品から断続する複数個の不良な個装部を除去する場合の制御手法を示す図である。 第2実施形態に係る物品検査装置において連包品から不良の境界部を除去する場合の制御手法を示す図である。 第2実施形態に係る物品検査装置において連包品から不良の個装部と不良の境界部を除去する場合の制御手法を示す図である。
図1〜図11を参照して実施形態の物品検査装置について説明する。
1.連包品について
この連包品検査装置は、連包品1を検査対象としている。
図6等に示すように、ここで連包品1とは、内容物を収納する袋状の個装部2と、個装部2と個装部2との間にある境界部3とが、交互に連続して並ぶ帯状の製品を指す。連包品1の構造乃至製法は種々知られているが、例を挙げれば、2枚の長手帯状のシートを重ね合わせ、あるいは1枚の帯状のシートを幅方向に折り、個装部2となる部分に内容物を封入して周囲をシールし、個装部2と個装部2の間を密閉された境界部3とする構造乃至手法がある。しかしながら、これは本考案の対象である連包品1の構成乃至製法等を限定するものではない。また、連包品1の個装部2に収納される内容物の種類等についても特に限定はなく任意である。
2.第1、第2実施形態に係る物品検査装置の全体構成及び基本動作について
図1は、第1実施形態の物品検査装置の全体構成図である。この物品検査装置は、大略、内容物を収納する個装部2と境界部3とが交互に並ぶ連包品1を搬送経路上に搬送しながら検査する連包品検査装置において、搬送される前記個装部2同士の境界部3を検出して境界信号出力する境界検知部18と、搬送される前記連包品1の個装部2の良又は不良かを当該連包品1へのX線照射に基づいて検査する検査部5と、境界検知部18の出力に基づいて不良と判断された境界部3’、及び、前記検査部5の出力に基づいて不良と判断された個装部2’に対応するマークを付与するマーク付与部6とを備えた連包品検査装置の装置構成である。
また、図2は第2実施形態に係る物品検査装置の全体構成図である。この物品検査装置は、前記第1実施形態の第1蓄積部4、検査部5、マーク付与部6を有する装置構成に加えて、第2蓄積部7、切断部への搬入部8、第3蓄積部9、切断部10、第4蓄積部11、排出ユニット25、接合作業部12が順に配置された物品検査装置である。
これらの装置全体は、詳細は後述するが、制御部35(図3、図4参照)によって全体として統括して制御されており、連包品1は検査部5で検査され、不良と判定された部分にマーク付与部6でマークが付される。また、切断部10はこのマークを読み取って不良部分を切断除去するものである。
以下、図1、図2を参照して第1、第2実施形態に係る連包品検査装置システムの構成の詳細と基本的動作を説明する。
図1、図2に示す装置全体の上流側(図の右方)には、図示はしないが連包品1を製造するために帯状のシートを袋状に形成しながら内容物を封入する充填装置があり、この図示しない充填装置から搬出された連包品1が、入口プールボックス15aを経由して導入ローラ15を介して本装置の右端にある箱形の第1蓄積部4に一時的に溜めこまれるようになっている。
〔第1蓄積部4〕
前記第1蓄積部4は、充填装置から送り込まれる連包品1の搬入速度と、後述する後段の検査部5を連包品1が通過する速度の不一致を吸収するために設けられている。
〔検査部5〕
第1蓄積部4の後段には検査部5が設けられている。当該検査部5に搬入される連包品1は、一旦この第1蓄積部4を経由して検査部5に搬入されるものである。この第1蓄積部4に、連包品1が溜めこまれた状態となっている。第1蓄積部4に溜め込まれた連包品1は撓んだ状態であるので検査部5に真っ直ぐ送り込むよう誘導するため、当該検査部5の入側に連包品1を挟んで誘導するピンチローラ4aが設けられている。
本実施形態に係る検査部5はX線異物検出装置からなる。
検査部5は、連包品1を搬送する搬送手段16と、搬送手段16の上方に設けられて搬送される連包品1にX線を照射する検査手段としてのX線装置17と、搬送手段16の下方に設けられて連包品1を透過したX線を検知する図示しない検査手段としてのX線センサとを有しており、異物混入や欠品、質量検査等の個装部2の不良や、異物の噛み込み等の境界部3の不良を検出して良又は不良の判定信号を出力することができる。なお、この検査部5はX線センサに限らず、透過したX線を受光(受信)して画像解析による検査装置等であってもよく、要するに搬送される連包品1の個装部2や境界部3の良・不良をX線の使用によって何らかの指標を基準に判定できる手段であればよい。
〔境界検知部18(境界センサ18A)〕
また、検査部5の搬送手段16の入口上方(ピンチローラ4aの下流側であって検査部5の筐体の入口上方)には、境界検知部18としての境界センサ18Aが設けられている。当該境界センサ18Aは、連包品1の境界部3を検出して境界信号を出力し、又は切断された連包品1の端部を検出することもできる。
境界センサ18Aの原理は問わない。例えば連包品1が透明なフィルムで製造されている場合には、一般的に境界部3には黒色等の光不透過性のマークが印刷されており、これを検知することによって境界信号を出力することができるので、境界センサ18Aとしては投授光式の透過センサを採用することができる。
また、連包品1がアルミニウムフィルム等の不透明材料で製造されている場合には、個装部2が内部に空気を含んでいるのに対し、境界部3は2枚のアルミニウムフィルムが圧着された空気層を含まない構造であることから、境界センサ18Aとしては超音波センサを採用することができる。なお、これらの具体的なセンサの種類は境界センサ18Aとしての例示にすぎない。具体的には、後述するものを含め、各境界センサ18A〜18Cを複数チャンネルの入力ポートをもつセンサアンプに接続してもよいし、面状の検知領域をもつエリアセンサなどを適宜選定して用いてもよい。
〔マーク付与部6〕
検査部5の後段には、連包品1の中で検査部5が不良と判定した個装部2’、又は境界センサ18Aが出力した境界信号の状態から不良と判断される境界部3’に対応させて、不良品を示すマークを付与するマーク付与部6が設けられている(後記図10、図11参照)。不良と判断される判断部される境界部3’については、その両側の個装部(2,2)にマークを付与するようにしてもよい。
マークの種類は、不良と判定された欠陥等の種類や位置によって色や形状等が異なるように定めておくこととしてもよい。欠陥等の種類としては、充填不良、空袋、異物混入、境界部3への内容物の噛み込み、境界部3のシール不良等があり、不良発生の位置としては、個装部2又は境界部3のいずれかと考えられる。また、1つの個装部2に複数種類の不良が検出された場合や、互いに隣接する個装部と境界部を不良と判断した場合には、不良の種類を後で特定できるように複数のマークを1つの個装部に付与してもよいし、切断箇所の決定に必要な情報として1つの個装部に1つのマークを付与するようにしてもよい。
なお、マークとしては、実際にインクジェット装置等によってマークを印刷しても良いし、マークとなるラベルを貼付してもよい。
〔第2蓄積部7〕
第2実施形態に係る連包品検査装置においては、上記図1に示した第1実施形態に係る連包品検査装置に加えて、図2に示すように、マーク付与部6の後段には箱形の第2蓄積部7が設けられている。検査部5において判定が終了して次段の切断部10に搬入される前の連包品1が第2蓄積部7に一時的に溜めこまれるようになっている。
第2蓄積部7は、後述する後段の切断部10における連包品1の不良部分の切断及び排出時に搬送が停止するため、検査部5から搬送されてくる連包品1を一時的に蓄積し、検査部5から送られてくる連包品1の搬送速度と、後段の切断部10へ送り込まれる連包品1の搬送速度との不一致を吸収するために設けられている。
第2蓄積部7の後段には、次段の切断部10に連包品1を搬入するための搬入部8として、連包品1を所定の高さまで引き上げる繰り入れローラ19と、繰り入れローラ19によって引き上げた連包品1を一時的に蓄積する第3蓄積部9と、第3蓄積部9の下流側に設けられた頂部ローラ20と、頂部ローラ20を経由した連包品1を切断部10に送り込むフィードローラ27を有している。頂部ローラ20は、第3蓄積部9に蓄積された連包品1をさらに上方に持ち上げてから、後述する後段の切断部10に向けて下方に供給する際に、横振れの無い安定した搬送ラインを作り、境界検知並びにマーク検出を確実に実施するためのガイドローラである。
このように、第2実施形態では、連包品1を吊り下げた状態で切断部10に供給して不良部分の切断・除去を行なうため、連包品1を高い位置から下降させて切断部10へ搬入することとしている。
このような場合、いきなり最高位置まで連包品1を持ち上げる構成とすれば、送り精度(停止精度)を維持するには不利であるため、繰り入れローラ19によって頂部ローラ20よりも一段低い位置まで連包品1を持ち上げている。第3蓄積部9は、この繰り入れローラ19の搬入速度と、フィードローラ27による切断部10への搬送速度との不一致を吸収するために設けられている。
〔マーク検出センサ21、境界検知部18(境界センサ18B)〕
頂部ローラ20から下方に向かう連包品1の経路の近傍には、連包品1に貼付された前記マークを検知してマーク検知信号を出力するマーク検出センサ21が設けられている。マーク検出センサ21が出力するマーク検知信号は、後述する切断部10に与えられ、マークが付与された個装部2を含む連包品1の一部を切断して除去するためのタイミング情報を得るために用いられる。
また、前記頂部ローラ20から下方に向かう連包品1の経路には、切断部10に搬送される連包品1の境界部3を検知して境界信号を出力する境界検知部18として境界センサ18Bが設けられている。なお、マーク検出センサ21と境界センサ18Bは一体的に配置されてもよいし、図2に示す例のように、それぞれが別々に切断部10乃至その前段付近に設けられているものとしてもよい。
〔切断部10〕
マーク検出センサ21の下流、すなわち下方には、不良とされた個装部2を切断する切断部10が設けられている。切断部10は、不良と判定されてマークを貼付された個装部2の両側にある少なくとも2か所の境界部3,3を切断し、不良の個装部2を連包品1から分離する切断手段としてのカッタ22を有している。本実施例では、カッタ22は、連包品1の搬送を停止させて切断する方式を用いているが、連包品1を搬送しながら、その搬送速度に合わせた回転動作により切断する方式でもよい。
なお、不良部分の切断位置の判断については項を改めて後述するが、必ずしも不良の個装部2に直近の境界部3とは限らないし、切り離される不良部分に良品の個装部2が含まれている場合もありうる。
〔排出ユニット25、第4蓄積部11、接合作業部12〕
切断部10の下方には第4蓄積部11が設けられている。第4蓄積部11内には、前記切断部10で不良の個装部2が切断、分離された後に落とし込み等で送り込まれる。
また、切断部10の切断されない連包品1は、排出ユニット25を通って、下流側の接合作業部12に送られる。接合作業部12は、上流側にある連包品1の後端部と、下流側にある連包品1の前端部とを作業者が突き合わせて接合するためのものである。
この接合作業部12では、分離した連包品1を接合テーブル12a上に上流側の連包品1の後端部と下流側の連包品1の前端部とを位置合せして設置し、テープ等の接続部材によって作業者が接合するためのものである。
なお、前記排出ユニット25は、上側のローラ軸を支点として自由端である下側が下流側に向けて揺動自在とされており、切断部10と第4蓄積部11を上下に連通させる垂直位置と、下側が接合作業部12に近接して切断部10と接合作業部12を連絡する上方位置との間で、工程に応じて位置を設定することができる。
すなわち、排出ユニット25は、良品が連続して流れている場合には上方位置に設定されており、切断部10を単に通過してきた良品の連包品1は後段の第5蓄積部26を経由して、そのまま後段装置に供給される。
不良部分が検出された場合は、不良部分の先方(下流側)の境界部3が切断部10で切断されると同時に排出ユニット25は垂直方向に移動する。不良部分の後方(上流側)の境界部3が切断部10で切断されると、中間にある不良部分は連包品1から切り離されて落下し、垂直位置にある排出ユニット25を通過し、第4蓄積部11に落ち込む。
その後、排出ユニット25は上方位置に設定され、不良部分の後方(上流側)にあった部分が後段の接合作業部12に送られる。接合作業部12では、作業者が第5蓄積部26に落下した不良部分の先方の後端と切断部分の先端同士を位置決めし、接合作業する。このように、不良部分を排出した後の連包品1の搬送では、排出コンベア25は上方位置になり、連包品1は第5蓄積部26を経由して、後段の図示しない装置に送られる。
接合作業部12の下側隣部には第5蓄積部26が設けられており、この第5蓄積部26は排出コンベア25が送り出した連包品1を接続作業のインターバルを取るなどするために、必要に応じて一時的に蓄積できるようになっている。
以上説明した第1実施形態に係る物品検査装置では、システム内を搬送手段で移動する連包品1を検査部5で検査し、不良部分にマーク付与部6でマークを付与するので、個装部2の不良と境界部3の不良を検出してマーク可能にして個装部2または境界部の良・不良の判断を目視に寄らずに正確にできるようにして、切断除去する個装部の量を最小限にすることができ、能率的に連包品1の良・不良を検査できる。
それに加えて、第2実施形態に係る連包品検査装置では、マークの読み取りに基づいて不良部分を切断部10で正確に切断除去する動作を行うことができ、一層能率的に連包品1の良・不良を判断できる。そして、接合作業部12では切り離された前後の連包品1を突き合わせて接合する作業を行なう。
なお、これら検査部5、切断部10、接合作業部12は機能の相違により必ずしも動作速度が同一とはならない。特に接合作業部12では、また場合によっては切断部10においても、動作のために連包品1の搬送が一時停止することがある。従って、検査部5、切断部10、接合作業部12を単に一連のラインに並べただけでは、連包品1を連続的に搬送しながら検査・切断・接合するといった一連の動作を安定的かつ効率よく実現することは困難であり、連包品1の搬送が停止する状況が発生してしまう。
これに対して、第2実施形態係る物品検査装置によれば、前述したような切断部10や接合作業部12における連包品1の停止に関して、前述したように要所に連包品1の各蓄積部を設けることによって連続搬送を保証する工夫がなされている。
不良と判定された個装部2’を切断部10で切断除去する場合には、この個装部2’の前後の2箇所の境界部3,3を切断しなければならず、少なくとも2回、連包品1の搬送を停止する必要がある。この場合には、連包品1の連続搬送を保証するために第2蓄積部7が機能する。
すなわち、切断部10での搬送が不良部分の切断除去の動作期間中に停止すると、上流の検査部5から送られてくる連包品1は第2蓄積部7に溜め込まれる。この溜め込みにより、上流の検査部5を通過する連包品1の搬送は停止させる必要がなく、検査は連続的に行なわれる。
不良部分を切断除去した後に、前後に分かれた2つの連包品1の各切断部分を接合作業部12で作業によって位置決めし、接合する。この接合動作の間、連包品1の搬送は停止する必要がある。この場合には、上流側における連包品1の連続搬送を保証するために第5蓄積部26が機能する。すなわち、不良部分がマークされた連包品1が切断部10に搬送されてくると、マーク検出センサ21がこれを検出し、不良部分の先方側(下流側)で切断箇所に設定された境界部3が切断位置まで搬送されて停止し、ここがカッタ22によって切断される。この時、排出ユニット25は垂直位置にある。
後方側(上流側)にある連包品1にあっては、不良部分の後方側(上流側)で切断箇所に設定された境界部3が切断位置まで搬送されて停止し、ここが切断部10のカッタ22によって切断される。この時も排出ユニット25は垂直位置にあり、これによって不良部分は連包品1から切り離されて落下し、第4蓄積部11に回収される。
その後、排出ユニット25は上方位置に設定され、切断部10における連包品1の搬送が再開される。切断後の後方側(上流側)の連包品1は上方位置にある排出ユニット25を経て第5蓄積部26に入る。これにより、第5蓄積部26に入った後方側の(上流側)連包品1の先頭を作業者が拾い上げて接合作業部12のテーブル上に乗せることで、接続作業が可能になる。
接合作業部12よりも前では連包品1の搬送は停止せず、切断部10から送られてくる連包品1は第5蓄積部26の内部に垂れ下がって溜まり始める。その間に接合動作が終了すると、接合作業部12の下流への搬送を再開する。
このように連包品1の接合動作が完了した後、連包品1の搬送は再開されるが、第5の蓄積部26に溜まった余裕分を解消すべく、搬送再開後のある期間内は通常の搬送速度よりも速い速度で搬送することとしてもよい。その場合、第5蓄積部26の溜まり分が解消した後は通常の搬送速度に戻すものとする。
このように、本実施形態では、処理速度が異なる検査部5、切断部10、接合作業部12等を一ラインに構成し、しかも切断部10や接合作業部12は停止する場合があるにも関わらず、要所に連包品1を溜め込む各蓄積部(第1蓄積部4、第2蓄積部7、第3蓄積部9、第5蓄積部26)を設置してその前後における連包品1の搬送速度の相違を吸収している。
このため、ライン全体として連包品1を一定速度で安定して連続搬送することができ、生産性の高い連包品1の検査作業を行なうことができる。
なお、本実施形態では、不良と判定した個装部2や境界部3にマークを付与し、切断部10ではこのマークをセンサで検出して不良部分の切断を行なっていたが、検査部5による個装部2の検査結果から得られた判定情報と、境界センサ18Aにより得た境界信号を、制御部が有する記憶手段である2つのシフトレジスタにそれぞれ順次記憶しておき、制御部がこれらシフトレジスタに記憶された判定情報、切断部10に設けられた境界センサ18Bからの境界信号をトリガ信号として順次読出して分離すべき2箇所の境界部3を決定し、所定のタイミングでカッタ22を動作させて連包品1から不良部分を切断除去するように制御してもよい。
3.連包品検査装置の機能ブロック及び制御部の制御について(図3、図4及び図5)
図3、図4は、以上説明した第1実施形態、第2実施形態に係る連包品検査装置の全体構成の中から主要な機能だけを抜き出してブロック図としてそれぞれ示したものである。従って、図3、図4においては、検査部5と、切断部10と、これら各部に設けられて連包品1の判定信号や境界信号等を出力する複数のセンサ18A〜18B,21や、連包品1を搬送する搬送手段16,8、前記各センサ18A〜18B,21からの信号等を利用して前記各部を制御する共通の制御部35等は示してあるが、第1乃至第5蓄積部等は図示していない。
図3に示すように、第1実施形態の連包品検査装置では、検査部5に設けられた境界センサ18Aから連包品1の判定信号や境界信号等が共通の制御部35に送られ、制御部35はこれらの信号を利用して前記各部を制御する。
また、図4に示すように、第2実施形態の連包品検査装置では、検査部5と切断部10に設けられた複数のセンサ18A〜18B,21から連包品1の判定信号や境界信号等が共通の制御部35に送られ、制御部35はこれらの信号を利用して前記各部を制御する。
第1、第2実施形態の各連包品検査装置では、装置各部の状況の表示と、装置に対する操作乃至情報その他の設定行為は、前記各部に共通の表示操作部36によって行なうことができる。
また、第2実施形態において、前記制御部35によれば、後で接続しなければならない連包品1の切断箇所数を可及的に少なくして作業時間を短縮化できる能率的な切断位置の判断を行なうことができる。
以下、図5を参照し、このような本連包品検査装置において検査部5で連包品1を検査し、不良部分にマークを付する制御部の機能と共に、マークを付した部分を検出して切断部10で切断除去するという制御部35の機能を併せて説明する。この図5は、本実施形態の物品検査装置の各機能部分における連包品1の状態と、各センサから得られる各種信号と、これら各種信号に基づいて制御部35から出力される制御信号の出力タイミングを示す図である。
制御部35による信号乃至情報処理及びこれに基づく各部に対する制御機能を表すものであって、図1、図2を参照して先に説明した本連包品検査装置の具体的な機械的動作を制御部35による制御の面から示したものといえる。この図中、各信号に付した添え字を伴うTの符号は、搬送速度が一定の場合には時間を表しており、これに並記した添え字を伴うPの符号は、エンコーダ等の出力パルスの数によって表した位置を示すものである。
なお、制御部35が行なう制御の特徴、すなわち連包品1の切断箇所数が少なく作業時間を短縮化できる能率的な切断位置の判断及びその実行の詳細については、次項4にて改めて詳細に説明する。
(1)検査部5における制御
まず、検査部5(検査手段17)においては、搬送手段16を制御する搬送制御信号がRUN状態になり、連包品1が搬送手段で検査部5に搬入されてくる。図示の連包品1には、図中丸付き数字の(1)から(6)までの符号を一部の個装部2に連続して宛ててあるが、ここでは一例として、その中の(4)がNG品(不良品)であり黒塗りで示してある。
検査部5の境界センサ18Aは、連包品1の境界を検知すると、連包品1における境界部3の間隔に対応した所定時間間隔で境界信号を出力する。また、検査部5は、境界部3と境界部3の間にある個装部2の検査結果を示す判定信号を、直前の境界部3の境界信号から時間T1(P1)経過した時に出力する。ここでは検査結果はOK(判定信号が良)とNG(判定信号が不良)のいずれかで示される。NGが出た場合には、その時から時間T2(P2)が経過した時にマーク付与部6にマーク付与信号を出力し、これによってマーク付与部6は、NG(判定信号が不良)とされた個装部2(4)に不良を示すマークを付与することができる。
第1実施形態の連包品検査装置では、マークを付与して下流側で各種の操作を行うが、第2実施形態の連包品検査装置では、上記のマークに基づき下記の切断制御を行う。
(2)切断部10における制御
検査部5で個装部(4)に不良のマークを付与された連包品1が切断部10に搬入されてくる。
切断部10のマーク検出センサ21が個装部(4)のマークを検知し、マーク検知信号を出力したところで切断シーケンスが開始される。
すなわち、このマーク検知信号の出力から時間T3(P3)が経過したところで、搬送制御信号が示す搬送手段20の搬送速度はNORMAL(ノーマル,通常搬送速度)からSLOW(遅)に変わって搬送手段20の速度が減速し、さらにマーク検知信号の出力からの経過時間が時間T4(P4)に達したところで、切断部10による切断動作を可能とする切断Enable信号が立ち上がり、切断可能な時間範囲内において、境界センサ18Bから得られた境界信号をカウントし、切断位置の先方の所定位置にある境界部3を示す境界信号0が得られてから時間T5(P5)経過後にカッタ22を駆動して不良な個装部(4)の先方の境界部3を切断する。
同様に、切断位置の後方の所定位置にある境界部3を示す境界信号1が得られてから時間T5(P5)経過後に切断部10を駆動して不良な個装部(4)の後方の境界部3をカッタ22で切断する。
なお、この例では、不良とされた個装部(4)の直前、直後の各境界部3,3を切断し、切断によって除去される個装部2は不良とされた個装部(4)の1個だけとなっている。
しかしながら、マークを検知してからの搬送時間T3やT4をより短く設定すれば、マークされた個装部(4)よりも十分に離れた位置にある境界部3を切断することとなり、安全余裕分を見込んで不良の個装部(4)とその近傍の良品である他の個装部2も含めて切断除去することができる。
また、図5の制御例では連包品1を低速で搬送しながら切断を行なったが、十分高い切断精度が得られるのであれば、制御上、連包品1は停止は不要であり、減速すら必要ない場合もありうる。
また、図5の制御例では、切断Enable信号がONとなった後、境界センサ18Bからの境界信号が最初に表れてから、最後の境界信号が表れて切断Enable信号がOFFとなるまでの境界信号のカウントアップ値Cnを1としており、不良とされた個装部(4)の直前、直後の各境界部3を切断して不良である1個の個装部(4)だけを切断することとしている。
しかしながら、境界信号のカウントアップ値Cnを可変とすることによって、個装部2を何個切断するかの設定を任意に行なうことができる。
(3)接合作業部12における作業
切断部10で切断されて2つに分かれた連包品1が接合作業部12に搬入されてくると、上下流の各連包品1,1の切断された各端部は接合作業部12において所定の相互位置(突き合わせ、重ね合わせ)を以て位置決めして接合する作業を行う。なお、搬送手段による連包品1の搬送速度は、上流の連包品1の端部と下流の連包品1の端部の接合精度や重ね代等を考慮して適宜制御すればよい。
以上図5を参照して説明したように、本第1、第2実施形態では、制御部35が、要所に配置した複数の境界センサ18A〜18Bからの境界信号や検査部5からの判定信号を用いて、各部を最も時間的な損失が発生しないように統括的に制御することにより、処理速度が異なる検査部5、切断部10等をなるべく停滞が発生しないように制御することができる。このため、前述した複数の蓄積部を設置した効果と相乗して、ライン全体として連包品1を一定速度で一層安定して連続搬送することができ、より一層生産性の高い連包品1の検査作業を行なうことができる。
4.制御部35による連包品1の切断位置の判断と実行について(図6〜図11)
次に、本実施形態の物品検査装置の制御部35が行なう制御のさらなる特徴、すなわち連包品1の切断箇所数がなるべく少なく、作業時間を短縮化できる能率的な切断位置の判断と、その実行の詳細について、図6乃至図11を参照して詳細に説明する。
前項では、図5に示すように、連包品1の中の一つの個装部2(例では符号(4)で示した)が不良と判定され、これを除去するために、個装部(4)の両側の直近にある2箇所の境界部3,3を切断し、実際に不良とされた1個の個装部(4)のみを廃棄することとした。しかしながら、不良部分の切断位置は、必ずしも不良部分の両側に直近の境界部3だけが最良の判断であるとは限らない。不良部分が良品部分を挟んで断続するような場合は、不良の個装部2ごとにその両側を切断していたのでは切断箇所が多くなりすぎ、従って最も時間のかかる接合箇所が多くなりすぎてしまい、一ラインで連続して行なっている本システムの作業の連続性に問題が発生してしまう。
そこで、本システムの制御部35は、発生する不良の個数や発生の頻度により、また不良が個装部2に発生したか、境界部3に発生したか、又は両方に発生したかといった発生箇所の違いにより、切断箇所がなるべく少なくなるように判断して、切断後の工程で最も時間がかかる接合作業の発生をなるべく抑えるようにしている。
図6は、実施形態の物品検査装置における正常な境界部3の連包品1と、境界センサ18による検出信号例を示す図である。
同図(a)に示すように、境界部3と個装部2が共に正常な連包品1を所定方向に所定搬送速度で搬送し、境界センサ18で境界部3を検出すると、同図(b)に示すように、境界センサ18は、連包品1における境界部3の間隔及び幅に対応したパルス状の境界信号を出力する。
図7は、実施形態の物品検査装置における正常な境界部3及び異常な境界部3’を有する連包品1と、境界センサ18によるこれら境界部3,3’の検出信号例を示す図である。
同図(a)に示す連包品1における境界部3’の異常はシール不良である。長手帯状のシートを幅方向に二つ折りにして重ね、内容物が入った個装部2となる部分の周囲を、折り部を除き圧着することで、このように個装部2の周囲がシールされた連包品1が製造される。しかしながら、その境界部3におけるシートの圧着が不十分であると、例えば図示のように境界部3の幅が狭く、シール部分が剥がれて隣接する個装部2,2’同士がつながって内容物が混ざったものになり、連包品1が後工程や消費者により切り離されるような用途であれば内容物の飛散をもたらす。
検知手順を示す同図(b)の各分図に示すように、これを所定方向に所定搬送速度で搬送し、境界センサ18Aで境界部3を検出すると、分図1)に示すように、境界センサ18Aは、連包品1における境界部3の間隔及びパルス幅に対応したパルス信号を出力する。分図2)に示すように、制御部35は、境界信号の立ち下がりごとにシール部検知タイマを作動させて正常な場合の境界部3の間隔に対応した所定時間TNをタイマにより監視している。タイマがタイムアップする前に次の境界信号が検知されれば、その境界信号は正常であると判断する。
しかし、同図(a)に示したように、上述したシール不良の境界部3’は搬送方向の幅が小さくなっているため、同図(b)の分図1)に示すように、そこで検知される境界信号のパルス幅も狭くなっている。
従って、同図(b)の分図2),3)に示すように、前の正常な境界信号の立ち下がりから始めた前記所定時間TNのカウント完了時には、次の境界信号はまだ検知されておらず、これによってその位置の境界部3’に不良があることが判断できる。同図(b)の分図3)に示すように、この不検知が確認された時点で制御部はシール部不良を示すシール部不良信号を出力する。
このように、境界部3の検出間隔を監視することにより、各個装部2の搬送方向についての前端と後端の間隔を標準値と比較し、これが長い場合には境界部3にシール不良があると判断することができる。このような境界部3の不良が検出された場合には、この不良の境界部3を挟む両側の個装部2のさらに外側にある正常な2箇所の境界部3,3を切断することにより、この境界部3のシール不良を確実に切断除去することができ、また個装部2や不良な境界部3を切断することがないため中身を外に飛び散らせることもない。
図8は、実施形態の物品検査装置において連包品1から1個の不良な個装部2を除去する場合の切断箇所の決定により不良部分を除去する手法を示す図である。
これは、1個の不良の個装部2’(黒塗りで示す)について、その前後1個ずつ、合計3個の個装部2,2’を切断除去する制御例である。切断箇所はすべて正常な境界部3であるものとする。分図(a)に示すように、検査部5による個装部2の検査は所定個数(図ではk+mからkまでのM個)を一組として行い、その一組の判定信号が得られてから制御部35は切断方法を判断する。
この例では、中身判定結果はk番目の個装部2’が不良(黒菱形で示す)であることを示したが、その他は正常であった(白丸で示す)。この場合、分図(b)に示すように、良品のk+1番目と、不良品であるk番目と、k−1番目の正常の個装部2の3個を切断除去するものと決定し、分図(c)に示すように、k+1番目の個装部2の直近下流側の境界部3と、k−1番目の個装部2の直近上流側の境界部3の2箇所で切断部10のカッタ22を動作させて切断する。
図9は、実施形態の物品検査装置において断続する複数個の不良な個装部2’を連包品1から除去する場合の切断箇所の決定により不良部分を除去する手法を示す図である。
これは、3個の不良な個装部2’と正常な個装部2とが交互に並んだ場合に、これら3個の不良な個装部2’と4個の正常な個装部2を含む合計7個の個装部2を一組として2箇所の切断で除去する制御例である。切断箇所はすべて正常な境界部3である。
分図(a)に示すように、検査部5による連包品1の検査結果は、個装部2及び境界部3のそれぞれについて出力順に制御部35に記憶され、検査結果が不良となったときには前後所定数の検査結果を用いて切断すべき2箇所の境界部を決定する。この例では、中身判定結果はk+M−1番目の個装部2’と、中途の1個の個装部2’と、k番目の個装部2’の3個が不良であることを示している。
この場合、分図(b)に示すように、検査範囲を含むk+M番目の個装部2とk−1番目の個装部2の間にあるM+2個(図示例では7個)の個装部2を一組として一括して切断するものと判断し、分図(c)に示すように、k+M番目の個装部2の直近下流側の境界部3とk−1番目の個装部2の直近上流側の境界部3の2箇所で切断部10のカッタ22を動作させて切断する。
なお、この場合、M個の個装部2を検査してから切断位置を判断していたが、不良がM個連続した場合には、M個の個装部2と、その両側1個ずつの個装部2の合計M+2個について、その外側の2箇所の境界部3,3で切断するか、又は異常と判定してシステムを停止させるものとしてもよい。
図10は、実施形態の物品検査装置において連包品1から不良の境界部3を除去する場合の切断箇所の決定により不良部分を除去する手法を示す図である。不良の境界部3の検出手法は図7を参照して先に説明した通りである。その切断除去の考え方は基本的に不良な個装部2の切断除去の場合と同様である。
例えば、分図(a)に示すように、不良の境界部3’が、判断の単位となる所定個数の検査結果の中で1個だけである場合、その不良の境界部3’の両側にある2個の正常な個装部2,2も一緒に除去するものとし、これら2個の個装部2,2の外側に隣接する2箇所の正常な境界部3,3で切断する。
また、分図(b)に示すように、不良の境界部3’が、判断の単位となる所定個数の検査結果の中で断続して2箇所に検出された場合、その2箇所の不良の境界部3’,3’の内側にある正常な例えば2個の個装部2,2とともに、2箇所の不良の境界部3’,3’の両側にある2個の正常な個装部2,2も一緒に除去するものとし、その最も外側の正常な2個の個装部2のさらに外側の2箇所の境界部3を切断して、除去される部分が一連となるようにする。
図11は、実施形態の物品検査装置において連包品1から不良の個装部2’と不良の境界部3’を除去する場合の切断箇所の決定により不良部分を除去する手法を示す図である。
分図(a)に模式的に示すように、境界部3のシール不良と個装部2の不良が複合して検出された場合には、基本的には境界部3のシール不良に関する切断位置の判定結果を演算して制御部35の第1のレジスタに記憶し、個装部2の不良に関する切断位置の判定結果を演算して制御部35の第2のレジスタに記憶し、これら各レジスタの各記憶情報から制御部35が論理和(OR)を算出し、その結果に基づいて切断箇所を決定すればよい。
例えば、分図(b)に示すように、判断の単位となる所定個数の検査結果において、不良の境界部3’が断続して2箇所に検出され、これら2個の不良の境界部3’の外側に1個の不良の個装部2’が検出されたとする。
この場合には、これら2箇所の不良の境界部3’の内側にある正常な例えば2個の個装部2,2と、最も外側にある不良の個装部2’のさらに外側の1個の正常な個装部2と、不良の個装部2に隣接しない不良の境界部3’のさらに外側の1個の正常な個装部2の合計5個の個装部2を一緒に除去するものとし、その最も外側の正常な2個の個装部2のさらに外側の2箇所の正常な境界部3,3を切断する。
ここで、前記マーク付与部6に、マークとなるラベルを貼り付ける手段を用いた場合について説明する。
ラベル貼り付けの場合に、マーク付与部6において不良の個装部2に付与したマーク(ラベル)が当該不良の個装部2から外れて、不良の個装部2が良品の個装部2に混入する虞がある。実施形態においては、そのような不良個装部2と良品の個装部2との混入を防止する構成・機能について以下に説明する。
前記制御部35は、図5に示したように、前記境界検知センサ18A及び前記検査部5(検査手段17)の出力に基づいて不良とされた個装部2の搬送経路上における第1の位置を認識する不良部分トラッキング部の機能を有している。
前記搬送経路上には、前記マーク付与部6によって前記個装部2にラベル貼り付けで付与されたラベルからなるマークを検出するマーク検出センサ(マーク検出部)21が設けられる。
制御部35は、前記不良部分トラッキング部が認識した前記不良部分に対応する個装部2の搬送経路上の第1の位置と前記マーク検出部が検出したマークに対応する前記個装部2の第2の位置とを比較する比較部と、比較部の第1の位置及び第2の位置同士の比較の結果に基づき、両位置の一致又は不一致の判定信号を出力する判定部との機能を備えている。
検査部5を通過する連包品は、境界検知部18(境界センサ18A)によって搬送された個装をカウントする(搬送個数情報)ので、不良品が発生した場合にはその発生位置のカウント値(不良品の発生位置情報)が分かるようになっている。
このカウント値の情報(搬送個数情報及び不良品の発生位置情報)を切断部10に渡すことで切断部10は次のようにして何個目に不良品の個装部2があるのかを認識できる。
切断部10は、境界検知部18(境界センサ18B)により、切断部10に搬送されてきた連包品1の個数をカウントする(そのカウント値が切断部10の搬送個数情報)と同時に、マーク検出センサ21にて不良品に貼られたラベル(マーク)を検出する。
そして、前記切断部10においては、前記マーク検出センサ21がラベルを検出している際、境界検知部18(境界センサ18A)からの搬送個数情報と不良品の発生位置情報とを、境界検知部18(境界センサ18B)が検出した切断部10の搬送個数情報に付き合わせて、ラベルがあるべき不良品発生位置のカウント値の時に前記マーク検出センサ21がラベルを検出できなければ、その位置にあったはずのラベルが剥離したとして不良品とし所定範囲を切断する。つまり、切断部10では、検査部5の境界センサ18Aから渡された不良品の発生位置信号と前記マーク検出センサ21のラベル出地信号をつき合わせていって、例えば、n個目にあるはずのマークがn+1個目にずれて検出されたり、n個目のマークが検出されなかったりした場合、ラベルの剥離として判断する。
また、貼り付け位置がずれて良品にラベルが貼りついた場合にも、カウント値の不一致が発生する。この場合には、この場合には、この部分を自動切断排出することも可能であるし、切断部10の搬送を異常停止させることも可能である。
異常停止させた場合、手間であるが、再度検査部にて良不良判定することで、正常品に戻すことも可能になる。
このような照合判定することにより、良品側には不良品の混入がなくなり、無駄に良品を廃棄することもなくなる。
なお、切断部10を使用せずに不良品を手動切断する場合は、このような突合せが出来ないため、ラベルが剥がれた場合に、良品に不良品が混入する可能性がある。逆に言えば、切断を自動化することで初めて混入防止が確実に出来る。
また、上記実施例ではラベル貼り付けであるが、印字機等でマークを付ける場合にも、マーク付け不良が発生すれば同様に処理することが可能である。
個装部2の不良品部分にマーク付けする必要性は、次のことから考えられる。
不良品にラベルを貼り付けない場合、不良品を作業者が目視確認することがしにくくなるため、不良品混入防止の必要性から不良品へのラベル貼り付けは必要である。
つまり、不良品混入は絶対に許されないことである。生産工場では1日の生産終了後にラベル貼り付けカウント数とカットした不良品に貼り付けたラベル数とをつき合わせ確認する。ラベルが剥離した不良品は、確かに不良であることを、検査装置を通して確認する必要がある。したがって、どうしてもマーク付が必要となるからである。
また、各装置間に蓄積部(第2蓄積部7、第3蓄積部9等)があるため、電気信号だけではシステムの電源OFFになった場合には、不良品の位置情報が確認できなくなるので、マーク付与によって確認をしやすくかつ確実化できる。
以上説明したように、本実施形態の物品検査装置によれば、装置の要所に連包品1の蓄積部を設けることによって、その前後における連包品1の速度差を吸収することができる。
また、蓄積部による上記効果とともに、制御部35は、検査部5からの判定信号と境界センサ18からの境界信号を利用して、不良の個装部2’及び不良の境界部3’を含む不良部分を連包品1から分離するために切断箇所がなるべく少なくなるような切断位置を決定できるので、不良部分の切断除去の作業が効率的になり、その結果切断に続いて行われる最も時間を要する接合作業部12での接続動作の回数が少なくなる。
このため、システム全体の工程をさらに効率化して渋滞なく連続して続行することができる。
なお、本実施形態のような手法によれば、切断箇所数を減らすために、不良の個装部2’等と共に良品の個装部2も切断除去することになるが、システム全体を停止させることなく効率的に連続運転するメリットに比べれば、比較的安価な製造コストで大量生産する連包品の中から少数の良品の個装部2を廃棄するコストは問題にならない位小さい。
本考案の連包品検査装置は、食品、医薬品、化粧品等の内容物の収納された個装部と境界部が交互に連続的に並んだ形態の連包品を搬送しながら検査し、個装が不良であるか否かを検査する連包品検査装置に採用して、能率的な連包品の検査装置として利用することができる。
1 連包品
2 個装部
2’ 不良の個装部
3 境界部
3’ 不良の境界部
5 検査部
6 マーク付与部
10 切断部
11 第4蓄積部
12 接合作業部
18境界検知部
18A,18B 境界検知部としての境界センサ
21 マーク検出センサ
35 制御部

Claims (5)

  1. 内容物を収納する個装部と境界部とが交互に並ぶ連包品を搬送経路上に搬送しながら検査する連包品検査装置において、
    搬送される前記個装部同士の境界部を検出して境界信号出力する境界検知部と、
    搬送される前記連包品の個装部の良又は不良かを当該連包品へのX線照射に基づいて検査する検査部と、
    境界検知部の出力に基づいて不良と判断された境界部、及び、前記検査部の出力に基づいて不良と判断された個装部に対応するマークを付与するマーク付与部とを備えたことを特徴とする連包品検査装置。
  2. 前記境界検知部及び前記検査部の出力に基づいて不良とされた個装部の搬送経路上における第1の位置を認識する不良部分トラッキング部と、
    前記搬送経路上であって前記マーク付与部によって前記個装部に付与されたマークを検出するマーク検出部と、
    前記不良部分トラッキング部が認識した前記不良部分に対応する個装部の搬送経路上の第1の位置と前記マーク検出部が検出したマークに対応する前記個装部の第2の位置とを比較する比較部と、
    比較部の第1の位置及び第2の位置同士の比較の結果に基づき、両位置の一致又は不一致の判定信号を出力する判定部とを備えたことを特徴とする請求項1に記載の連包品検査装置。
  3. マーク付与部は、不良部分にマークとしてのラベルを貼り付けるラベル貼り付け手段、または、不良部分にマークを印字する印字手段を有することを特徴とする請求項1または2に記載の連包品検査装置。
  4. 前記不良部分の上流側及び下流側にある2箇所の境界部を切断して前記不良部分を前記連包品から分離する切断部を有することを特徴とする請求項1から3のうちの1項に記載の連包品検査装置。
  5. 境界検知部の上流側及び前記マーク付与部と切断部との間に連包品を一時的に収納する搬入蓄積部を有することを特徴とする請求項4に記載の連包品検査装置。
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