CN101746633B - 密封带粘接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够防止密封带伸展和蜿蜒的密封带粘接装置及具有该密封带粘接装置的液体填充包装机。液体填充包装机(10)包括：对包装材料(A’)进行导向的包装材料输送辊(12)；驱动包装材料输送辊(12)的包装材料用伺服电动机(14)；检测包装材料用伺服电动机(14)的转速的包装材料速度传感器；卷绕有密封带(a)的带用卷轴(24)；驱动带用卷轴(24)的带用伺服电动机(26)；对密封带(a)进行导向的带用跳动辊(28)；检测带用跳动辊(28)的振动角的第一带用编码器(30)；从上侧与所卷绕的密封带(a)的外周相抵接的摆臂(34)；检测摆臂(34)的振动角的第二带用编码器(36)；以及控制装置(38)。

Description

密封带粘接装置
技术领域
本发明涉及对连续输送的基材粘接密封带的密封带粘接装置以及具有该粘接装置的液体填充包装机。
背景技术
以前，有人提出了下述液体填充包装机的方案：将包装材料的长度方向的两端部密封成形为管状，向管状包装材料内填充填充液，一边将已填有填充液的管状包装材料向下方输送大致相当于一个容器的长度，一边在与管状包装材料的长度方向正交的方向上进行密封，由此制造方砖形包装容器(例如参考专利文献1、2)。在液体填充包装机中，将密封带单侧的一半左右(剩下的一半左右露出)热封在连续输送的包装材料的长度方向的一端上之后，将粘有密封带的一侧作为内侧并将包装材料的长度方向的两端部叠合并进行热密封以形成管状，同时，密封带的露出部分以覆盖重合部的方式被热封在包装材料的相反侧的长度方向端部上，这样，包装材料的端面不会在容器内露出(例如参考专利文献3、4)。
【专利文献1】日本特开昭63-44401号公报
【专利文献2】日本特开2002-234075号公报
【专利文献3】日本特开2004-292029号公报
【专利文献4】日本实开昭63-197806号公报
在上述的已有的填充包装机中，密封带从带用卷轴送出，但在带用卷轴上没有设置驱动装置，密封带的结构允许通过输送装置所输送的包装材料被拉着送出。因此，有时在密封带上施加超出常规的张力，从而密封带拉伸、蜿蜒前进等，粘接状态出现问题。密封带非常薄，材质使得这个问题更为显著。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能防止密封带拉伸及蜿蜒的密封带粘接装置、以及具有该密封带粘接装置的液体填充包装机。
本发明人对上述目的进行锐意研究，结果发现，通过下述方式能完成上述目的并进而完成本发明：在用伺服电动机驱动卷绕有密封带的带用卷轴的同时，依据来自基材速度传感器的基材用伺服电动机的转速信息、来自带速偏差传感器的相对于基材的速度偏差计算信息和来自带余量传感器的密封带直径计算信息来控制带用伺服电动机，并调整密封带送出量。
即，本发明涉及：1)一种密封带粘接装置，它向所输送的基材粘接密封带，此密封带粘接装置包括：对基材进行导向的基材输送辊；驱动基材输送辊的基材用伺服电动机；检测基材用伺服电动机的转速的基材速度传感器；卷绕密封带的带用卷轴；驱动带用卷轴的带用伺服电动机；检测计算出从该带用卷轴送出的密封带的相对于基材的送出速度偏差的信息的带速偏差传感器；检测计算出卷绕在带用卷轴上的密封带的直径的信息的带余量传感器；以及根据下述信息来控制带用伺服电动机的转速并调整密封带送出量的控制装置，即，基材速度传感器的转速信息、带速偏差传感器的速度偏差计算信息以及带余量传感器的带直径计算信息。
另外，本发明涉及：2)具有下述特征的如1)所记载的密封带粘接装置：带速偏差传感器是第一带用编码器，其检测对从带用卷轴送出的密封带进行导向的带用跳动辊的振动角，带余量传感器是第二带用编码器，第二带用编码器检测其前端与卷绕在带用卷轴上的密封带的外周相接触的摆臂的振动角。本发明还涉及：3)一种液体填充包装机，它在向基材的长度方向的一个端部粘接密封带后，将基材长度方向两端部密封并成形为管状并向管状基材内填充填充液，一边将填有填充液的管状基材向下方输送相当于大致一个容器的长度，一边在与管状基材的长度方向正交的方向上进行密封和包装，液体填充包装机包括如1)或2)所述的密封带粘接装置。
发明效果
根据本发明的密封带粘接装置以及液体填充包装机能够控制密封带的送出量地进行送出，这样就能防止密封带的拉伸和蜿蜒，稳定且正确地在基材上粘接上密封带。
附图说明
图1是本发明的液体填充包装机的一个例子的概要图。
图2是本发明的液体填充包装机控制方法的说明图。
附图标记说明
10、液体填充包装机；12、包装材料输送辊；14、包装材料用伺服电动机；16、粘接辊；18、包装材料用跳动辊；20、包装材料用编码器；22、杀菌液槽；24、带用卷轴；26、带用伺服电动机；28、带用跳动辊；30、第一带用编码器；32、前端辊；34、摆臂；36、第二带用编码器；38、控制装置；A、包装材料；A’、粘有密封带的包装材料；B、管状包装材料；C、包装容器；a、密封带。
具体实施方式
作为本发明的密封带粘接装置，只要是下述装置就没有特别限制，即该装置向所输送的基材粘接密封带并包括：对基材进行导向的基材输送辊；驱动基材输送辊的基材用伺服电动机；检测基材用伺服电动机的转速的基材速度传感器；卷绕密封带的带用卷轴；驱动带用卷轴的带用伺服电动机；检测计算出从该带用卷轴送出的密封带的相对于基材的送出速度偏差的信息的带速偏差传感器；检测计算出卷绕在带用卷轴上的密封带的直径的信息的带余量传感器；根据下述信息来控制带用伺服电动机的转速并调整密封带送出量的控制装置，即该基材速度传感器的转速信息、带速偏差传感器的速度偏差计算信息、及余带量传感器的带直径计算信息，根据本发明的密封带粘接装置，由于控制带用伺服电动机并调整密封带送出量，所以密封带也与基材输送速度一致地被送出，不会在粘接带上施加过大的张力，能够稳定且正确地将密封带粘接到基材上。
在本发明的密封带粘接装置中，在利用基材用伺服电动机所驱动的基材输送辊的旋转作用下，基材从基材用卷轴上被送出并被输送。基材输送辊优选设置在基材及密封带的粘接装置的下游。即，为了使基材及密封带能在伸展状态下粘接，优选配置成输送已经粘有密封带的基材。
如此控制驱动基材输送辊的伺服电动机的转速，即与基材输送辊下游侧的基材处理速度一致。例如，与设置在输送辊下游的跳动辊的振动角(基材松弛程度)一致地控制伺服电动机转速。具体说，优选在基材输送辊的下游设置对基材进行导向的基材用跳动辊、和检测基材用跳动辊的振动角的基材用编码器，根据基材用编码器的振动角信息来控制基材用伺服电动机的转速。这样，能够应对在基材用跳动辊的下游侧的无规律的基材处理速度的变化。基材用伺服电动机的转速由基材速度传感器检测，并且从该转速信息中计算出基材输送辊的圆周速度(基材输送速度)。
密封带通过由带用伺服电动机所驱动的带用卷轴的旋转被送出。带用伺服电动机的转速根据下述信息来控制：基材速度传感器的基材用伺服电动机的转速信息、带速偏差传感器的相对于基材的速度偏差计算信息、以及余带量传感器的密封带直径计算信息。
作为带速偏差传感器，只要是下述装置，就没有特别限制：检测计算出从带用卷轴送出的密封带的相对于基材的送出速度偏差的信息的装置，例如，列举出对用于密封带导向的带用跳动辊的振动角进行检测的第一带用编码器。就是说，设置在带用卷轴附近的带用跳动辊的臂的支点的振动角(基材松弛程度)由第一带用编码器来检测，从而算出相对于基材的送出速度偏差。此外，带速偏差传感器也可以是直接测量从带用卷轴送出的密封带的张力的装置，这样一来，也能计算出相对于基材的送出速度偏差。
作为余带量传感器，只要是检测计算出卷绕在卷轴上的密封带的直径的信息的装置，就没有特别限制，例如可列举有：检测其前端与卷绕在带用卷轴上的密封带的外周相接触的摆臂的振动角的第二带用编码器。即，摆臂的前端伴随密封带的减少而向基材用卷轴的中心移动，摆臂的支点的振动角由第二带用编码器来检测，并且计算出剩余密封带的直径。此外，余带量传感器也可以是检测带用伺服电动机的旋转圈数(旋转圈数)的装置，这样也能够计算出剩余密封带的直径。
控制装置根据下述信息来控制带用伺服电动机的转速并调整密封带的送出量：基材速度传感器的基材用伺服电动机的转速信息，带速偏差传感器的相对于基材的送出速度的振动计算信息，以及余带量传感器的带直径计算信息。
即，控制装置从基材速度传感器的基材用伺服电动机的转速信息计算出基材输送辊的圆周速度(基材的传输速度)并作为密封带圆周速度的基准，另一方面，根据密封带速偏差传感器的速度偏差计算信息，计算出相对于基材的密封带速度偏差并且修正密封带圆周速度，同时根据余带量传感器的带直径计算信息，计算出剩余密封带的直径，并且考虑随着所卷绕的密封带的直径的减小(余带量减少)而产生的圆周速度变化，向带用伺服电动机发出指令，控制转速。通过采用这样的控制方法，不仅能够稳定且正确地粘接基材和密封带，而且能够进行高速处理。
作为向输送的基材粘接密封带的粘接装置，例如可列举有：在使密封带粘接面热熔的同时施压粘接的装置，具体说例如有，预先对基材和/或密封带的粘接面进行加热的预加热装置和一对辊的组合结构。
如上所述的本发明密封带粘接装置可以作为例如在高速地填充包装液体的液体填充包装机中输送的基材(包装材料)粘接密封带的装置来使用。即，作为本发明的液体填充包装机是下述液体填充包装机：在向基材的长度方向的一个端部粘接密封带后，密封基材的长度方向两端部并成形为管状，向管状基材内填充填充液，一边将填有填充液的管状基材向下方输送相当于大致一个容器的长度，一边在与管状基材的长度方向正交的方向上密封和包装，只要是具有上述密封带粘接装置的液体填充包装机，就没有特别的限制，具体说是下述装置：在将密封带的单侧一半左右(剩下的一半左右露出)热封到所输送的包装材料的长度方向的一端部上后，将粘有密封带的一侧作为内侧并以形成管状的方式将包装材料的长度方向两端部叠合并热密封，同时将密封带的剩下单侧部分(露出部)以覆盖叠合部的方式热封到包装材料的相反侧的长度方向端部，成形为管状包装材料。作为本发明的液体填充包装机，例如可适当列举出对果汁、牛奶等进行填充包装的装置，填充包装番茄酱、蛋黄酱等膏酱的装置也包含在本发明中。
以下，参照附图来进一步具体说明本发明，但本发明的技术范围并不局限于这些示例。图1是表示本发明液体填充包装机的一个例子的概要图，图2是本发明液体填充包装机的控制方法的说明图。
如图1所示，作为本发明的一个例子的液体填充包装机10是下述设备：将密封带a热封在从包装材料用卷轴(未示出)送出的包装材料A的长度方向的一个端部上，将粘有密封带a的包装材料A’的长度方向两端部密封，制成管状包装材料B，并向管状包装材料B内填充填充液，一边将已经填有填充液的管状包装材料B向下方输送相当于一个容器的长度，一边在与管状包装材料B的长度方向正交的方向上进行密封，由此制造出方砖形包装容器C。
液体填充包装机10包括：作为包装材料输送装置的、对粘有密封带a的包装材料A’进行导向的包装材料输送辊12；驱动包装材料输送辊12的包装材料用伺服电动机14、检测包装材料用伺服电动机14的转速的包装材料速度传感器(未示出)。包装材料输送辊12设置在将密封带a热封在包装材料A上的一对粘接辊16的下游，利用包装材料输送辊12来输送粘有密封带a的包装材料A’，由此能够使包装材料A和密封带a在伸展状态下粘接。此外，在包装材料输送辊12的下游，设有包装材料用跳动辊18和包装材料用编码器20，通过包装材料用编码器20来检测包装材料用跳动辊18的伴随上下浮动的振动角，由此控制包装材料用伺服电动机14的旋转。另外，标记22表示用于对包装材料A’进行杀菌的杀菌液槽。
此外，作为带送出装置设有：绕有密封带a的带用卷轴24，驱动带用卷轴24的带用伺服电动机26，在前端有对密封带a进行导向的两个辊的带用跳动辊28，检测带用跳动辊28的振动角的第一带用编码器30，前端辊32从上侧抵接卷绕的密封带a的外周的摆臂34，检测摆臂34的振动角的第二带用编码器36。第一带用编码器30是检测带用跳动辊28的振动角的传感器(带速偏差传感器)，第二带用编码器36是检测伴随密封带a的减少而向下方移动的摆臂34的支点的振动角的传感器(余带量传感器)。
液体填充包装机10具有根据来自上述各传感器的信息控制带用伺服电动机26的转速的控制装置(可编程逻辑控制器(PLC))38。控制装置38依据包装材料速度传感器的包装材料用伺服电动机14的转速信息计算包装材料输送辊12的圆周速度(基材输送速度)，并将包装材料输送辊12的圆周速度作为带用伺服电动机的圆周速度的基准，并且根据第一带用编码器34的信息和第二带用编码器36的信息计算出相对于基材的带送出速度偏差以及剩余密封带的直径，用计算结果来控制带用伺服电动机26的转速。
关于具有上述控制装置38的液体填充包装机10的控制方法，参照图2进行具体说明。如图2所示，当带用跳动辊28位于最下位置时，带用伺服电动机26暂时停止(步骤1)。如果带用跳动辊28上升，则首先带用跳动辊28的目标位置(最大行程的50％)的振动角与由第一带用编码器30测出的振动角之差乘以常数k1，计算出修正值B(步骤1、2)。接着，在从包装材料速度传感器的包装材料用伺服电动机14的转速信息中求出的包装材料输送辊12的圆周速度上加上修正值B，计算出修正圆周速度C(步骤3)。接着，计算从第二带用编码器36的振动角中求出的实际密封带半径与最小半径时的圆周速度之比D(相对于最大圆周速度的比)(步骤4)。通过上述修正圆周速度C乘以相对于最大圆周速度的比D，计算出用于带用卷轴24的带用伺服电动机26的指令速度E(步骤5)，并向带用伺服电动机26发出速度指令(步骤6)。步骤1-6的控制例如在一个包装的填充包装期间内每0.1秒进行4次左右。
通过进行这种处理，能够稳定且正确地粘接基材以及密封带并能够进行高速处理。

Claims (3)

1.一种密封带粘接装置，其特征是，它向所输送的基材粘接密封带，该密封带粘接装置包括：
对该基材进行导向的基材输送辊；
驱动该基材输送辊的基材用伺服电动机；
检测该基材用伺服电动机的转速的基材速度传感器；
卷绕有该密封带的带用卷轴；
驱动该带用卷轴的带用伺服电动机；
检测计算出从该带用卷轴送出的密封带的相对于该基材的送出速度偏差的信息的带速偏差传感器；
检测计算出卷绕在该带用卷轴上的密封带的直径的信息的余带量传感器；以及
根据下述信息来控制该带用伺服电动机的转速并调整密封带送出量的控制装置，该基材速度传感器的转速信息、该带速偏差传感器的速度偏差计算信息、以及该余带量传感器的带直径计算信息。
2.根据权利要求1所述的密封带粘接装置，其特征是，该带速偏差传感器是第一带用编码器，其检测对从该带用卷轴送出的密封带进行导向的带用跳动辊的振动角，该余带量传感器是第二带用编码器，该第二带用编码器检测其前端与卷绕在该带用卷轴上的密封带的外周相接触的摆臂的振动角。
3.一种液体填充包装机，其特征是，它在向基材的长度方向的一个端部粘接密封带后，将基材长度方向两端部密封并成形为管状，并向该管状基材内填充填充液，一边将填有填充液的该管状基材向下方输送相当于一个待形成的容器的长度，一边在与该管状基材的长度方向正交的方向上进行密封和包装，该液体填充包装机包括根据权利要求1或2所述的密封带粘接装置。
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