CN1285485C - 自动充填包装方法及装置 - Google Patents

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Abstract

带片安装装置在沿带状薄膜平行地进行直线往复移动的第一移动体配置用于当该第一移动体往复移动时将带片安装到带状薄膜的安装构件，结扎切断装置在沿筒状体平行地进行直线往复移动的第二移动体配置用于当往复移动时结扎筒状体的结扎构件和进行切断的刃体，由受到控制的专用驱动装置至少控制第一移动体，使其在往复移动时的规定时间长度的期间以与对应带状薄膜相同的恒定速度移动，另外，由受到控制的专用驱动装置驱动至少第二移动体，使其在往复移动时的规定时间长度的期间以与筒状体相同的恒定速度移动。

Description

自动充填包装方法及装置
技术领域
本发明涉及一种自动充填包装方法和装置。
背景技术
从将带状薄膜卷成筒状的原材料带卷(原反)拉出该带状薄膜，由成形板将该行走带状薄膜形成为筒状，并密封其重合部形成为筒状体，同时向其中充填例如肉类等内装物，将该筒状体内的内装物局部压扁地由一对夹压辊夹压输送该筒状体，由结扎切断装置在规定接近位置对该筒状体施加两个夹，在两个夹之间切断，作为产品获得规定长度的包装体，例如香肠状的包装体。
为了让消费者在取出内装物时容易剥开包装(薄膜)，包装体常安装易于夹住的带片。
例如，由日本实公平7-34812号公报所公开的那样带片安装装置，在充填包装工序中带状薄膜到达成形板之前，将该带片以与一个包装体长度相当的距离间隔安装到该带状薄膜。带片通过间歇地切断连续的带形成带片，通过切断和连续的动作由超声波熔接装置安装到薄膜。这样，将带片安装到最易于夹住和易于剥离包装的规定位置。
带状薄膜的带片的安装及筒状体的结扎和切断，在带状薄膜和筒状体的连续恒速行走过程中间歇地进行。带片安装装置和结扎切断装置搭载于沿带状薄膜和筒状体往复移动的各移动体，在该移动体与带状薄膜和筒状体速度相同或速度接近时，进行上述带片的安装和筒状体的结扎。移动体通常由曲柄机构驱动着移动，其速度按正弦波变化。因此，如使构成该正弦波的速度曲线的最大值与上述带状薄膜或筒状体的行走速度一致，则可在较长时间内于该正弦波的顶点近旁确保与上述行走速度接近的速度。
然而，由于上述移动体的速度时常变化，所以，即使说是构成正弦波的速度曲线的顶点，也只是其前后的速度变化小，不为一定，带状薄膜和筒状体的行走速度相同仅是一瞬间。
带片的安装和筒状体的结扎和切断即使说为短时间，也需要一定时间，在这里，带状薄膜和筒状体与带安装装置和结扎切断装置的作动部分之间存在速度差。该速度差会导致使带状薄膜行走速度脉动或产生曲(蛇)行的问题。
发明内容
本发明的目的在于解决这样的问题，提供一种自动充填包装方法及装置，该自动充填包装方法及装置具有带片安装装置，该带片安装装置设于移动体，该移动体在规定时间长度的期间具有保持与薄膜和筒状体相同速度的速度线图。
按照本发明，为了达到上述目的，在自动充填包装方法中，从原材料带卷拉出带状薄膜，由带片安装装置以规定间隔在行走的该带状薄膜上安装带片，在对该带状薄膜进行行走引导的同时将其形成为筒状，在重合部对该筒状的薄膜进行密封，将内装物送到该筒状体内，由结扎切断装置间歇地于接近的两个位置对该筒状体进行结扎，在两个结扎部间将其切断；其中，带片安装装置配置在沿带状薄膜平行地进行直线往复移动的第一移动体，结扎切断装置配置在沿筒状体平行地进行直线往复移动的第二移动体，至少控制第一移动体使其在往复移动时的规定时间长度的期间以与对应带状薄膜相同的恒定速度移动，另外，至少控制第二移动体使其在往复移动时的规定时间长度的期间以与筒状体相同的恒定速度移动。
另外，为了达到上述目的，实施上述方法的装置具有从原材料带卷拉出带状薄膜的拉出辊、以规定间隔将带片安装到行走的该带状薄膜的带片安装装置、在对该带状薄膜进行行走引导的同时将其形成为筒状的成形板、在重合部密封该筒状的薄膜形成筒状体的密封装置、将内装物送到该筒状体内的注入管装置、间歇地在接近的两个位置结扎该筒状体并在两个结扎部间将其切断的结扎切断装置、输送充填了内装物的筒状体的筒状体输送辊；其中，带片安装装置在沿带状薄膜平行地进行直线往复移动的第一移动体配置用于当该第一移动体往复移动时将带片安装到带状薄膜的安装构件，结扎切断装置在沿筒状体平行地进行直线往复移动的第二移动体配置用于当往复移动时结扎筒状体的结扎构件和进行切断的刃体，由受到控制的专用驱动装置至少控制第一移动体，使其在往复移动时的规定时间长度的期间以与对应带状薄膜相同的恒定速度移动，另外，由受到控制的专用驱动装置驱动至少第二移动体，使其在往复移动时的规定时间长度的期间以与筒状体相同的恒定速度移动。
在本发明中，用于第一移动体的驱动装置和用于第二移动体的驱动装置中的至少任一方具有曲柄和连杆，该曲柄由连接于控制装置的马达驱动回转，该连杆的一端侧连接于该曲柄进行回转，另一端分别连接到第一和第二移动体进行直线往复移动，由控制装置控制上述马达，以在规定时间长度的期间成为对应于另一端侧的恒定速度进行变化的回转速度。
上述带片安装装置具有在第一移动体往复移动时将带切断成规定长度形成带片的切断构件，安装构件可与切断构件连动地进行安装动作。
附图说明
图1为示出本发明一实施形式装置的全体的示意构成图。
图2为示出图1装置的带片安装装置的要部的图。
图3为示出图1装置的第一移动体所用滑动曲柄机构的图。
图4分别在(A)-(D)示出图3装置的位移线图、速度线图、回转速度线图。
图5示意地示出图1装置的结扎切断装置。
具体实施方式
在图1的本实施形式装置中，符号1为将带状的薄膜卷成筒状的原材料带卷，从该原材料带卷1拉出的薄膜F经过导辊2由一对拉出辊3夹压输送。该一对拉出辊3由第一马达M1驱动回转。
上述薄膜F在连续行走中由张力施加装置10对薄膜F施加没有松弛和过张力的程度的张力。该张力施加装置10具有换向辊11-16，位于上方的辊11-14处于固定位置，位于下方的辊15、16由可以支点17为中心回转的摇杆18支承，位置可朝上下移动。即，不出现松弛地改变调整辊11和辊14间的薄膜F的长度。此时，将摇杆18维持在水平位置、使辊15、16的负荷为一定地控制上述第一马达M1即拉出辊3的转速。
在上述调整装置10的前方位置配置带片安装装置20。该带片安装装置20在前后设置换向辊21、22、23，在带状的薄膜F沿水平方向行走过程中由定间距安装带片。该带片用于容易地对作为产品获得的包装体开封，使其处于各包装体的规定位置地安装于上述带状薄膜。该带片安装装置20处于上述换向辊22、23之间，具有沿水平方向往复动作的第一移动体24。该第一移动体24由滑动曲柄机构25驱动(一并参照图3)，当与薄膜F同方向移动时，在规定时间期间与该薄膜F按相同速度移动。
本实施形式的滑动曲柄机构25如图3所示，在由伺服马达MS驱动回转的曲柄25A连接杆25B的一端，在该杆25B的另一端连接水平移动的第一移动体24。因此，当伺服马达MS进行1次回转时，第一移动体24往复一次。在该场合，本实施形式中的伺服马达MS不为定速，而是由随角度位置变化的速度回转。
在图3中，设曲柄25A的回转半径为r，杆25B的长度为l，第一移动体24的横向位置为X，则有以下几何学关系成立，
r2+l2+X2＝2rXcosθ
因此，
θ＝cos-1{(r2+l2+2X2)/(2rX)}
假设以一定回转速度使上述伺服马达MS即曲柄回转，则X绘出正弧波地变化。然而，这样不能在规定时间长度的期间使第一移动体24与薄膜F朝相同方向按相同速度移动。因此，在本实施形式中，控制伺服马达MS的回转速度。
如图4(B)的速度线图那样，在本实施形式中，在规定时间即马达的规定回转角度(θw)的范围内，第一移动体的速度V(即dx/dt)为与薄膜行走速度相同的一定值。当由x的位移线图示出这一点时，如图4(A)那样，在与上述θw对应的Xω的范围具有直线变化部分。因此，可在上述Xw的范围内将带片T1安装到薄膜F。与这些X、V对应的伺服马达MS的回转角速度ω及回转角θ分别具有图4(D)和(C)所示的关系。
为了维持图4(C)、(D)的状态，在本实施形式中，将在一定速度下回转时的回转角设为假想回转角，相对该假想轴回转角保持上述X、V的上述关系地预先存储到存储装置，依次将其取出，对伺服马达MS的回转角θ或角速度ω进行位置控制或速度控制。
在本实施形式中，由上述带片安装装置通过超声波将带片安装到薄膜F，但安装方法不限于此，也可为利用高频、加热等其它熔接形式。在上述第一移动体24配置图2所示切断构件26和安装构件27。切断构件26具有静止构件26A和可动构件26B，静止构件26A引导带T，可动构件26B移动，与静止构件26A的前面(刃面)滑动接触，切断上述带T，形成规定长度的带片T1。安装构件27具有静止的超声波喇叭口27A，上下可动构件26B在刚切断带后将带片T1和薄膜F夹压在与上述超声波喇叭口27A之间，同时进行超声波熔接。即，可动构件26B不仅具有切断构件的功能，而且具有作为安装部的平台的功能。
带T如图1所示那样从卷到筒上的原材料带卷29间歇地拉出，由多个导辊28A-28H引导，送到上述切断构件26。
在上述带片安装装置20与成形板40之间，配置薄膜输送装置30。该薄膜输送装置30具有由第三马达M3驱动回转的辊31A和与其压接回转的辊31B构成的输送辊31，按规定速度输送薄膜F。在该薄膜输送装置30与成形板40之间设置多个导向辊32A-32G，以规定速度连续行走的附有带片T1的薄膜F被输送到上述成形板40。在多个导向辊32A-32G中，辊32B可朝下方移动，在这里可检测薄膜F的张力。为了将由该导向辊32B检测出的张力保持一定，对后述的筒状体输送辊51的转速进行控制。这样，当薄膜经过下述的成形板40时，经过时的阻力稳定，因此，薄膜的行走稳定。
成形板40可采用公知的构造，用于使带状的薄膜F朝其宽度方向变圆而具有重合部，由图中未示出的密封装置例如超声波密封装置熔接上述重合部，形成完整的薄膜筒状体F1。在上述成形板40从上方插进注入管41，向上述筒状体F1内充填内装物。
在成形板40的下方配置筒状体输送装置50。该筒状体输送装置50具有由第二马达M2驱动回转的圆板状辊51A和与其压接的圆板状辊51B构成的筒状体输送辊51。该一对辊51A、51B沿径向挤压充填有内装物的筒状体的中央部，将内装物部分地推开，将该筒状体的水平断面形状形成为残留缩颈宽度的大体8字形，以规定速度朝下方输送该筒状体。
在上述筒状体输送装置50的下方可按离地设置由间歇地压接并可自由回转的一对圆筒状辊60A、60B构成的挤刮辊60。在该一对辊60A、60B压接回转时，在筒状体F1由辊的夹压挤刮形成规定长度的内装物不存在区域。
在上述挤刮辊60的下方位置设置第二移动体70。该第二移动体70由图中未示出的驱动机构的作用而上下间歇往复移动，当朝下方移动时，在规定时间期间与筒状体F1以相同速度移动。在该第二移动体70收容有图5所示那样的结扎切断装置71。该第二移动体70可仅使移动方向为纵向地由与前面说明的第一移动体24完全相同的驱动机构驱动。
上述结扎切断装置71具有两对结扎部件72A、72B和刀状的切断构件73，该结扎部件72A、72B在沿筒状体F1的行走方向靠近的两个位置相对该筒状体F进行接离移动，该刀状的切断构件73在该两个结扎部件72A、72B之间与结扎构件一起朝筒状体F1方向移动。在该结扎部件72A、72B的前端面形成槽74A、74B，在这里对规定长度的直状结扎线75A、75B施压使其变成圆形，在上述筒状体F1的内装物不存在区域于两个位置对该筒状体F1进行结扎。切断构件73在该两个结扎部位之间切断筒状体。
在上述结扎切断装置71(第二移动体70)的下方设置滑槽80，结扎和切断的筒状体成为一个一个的包装体落到这里，作为产品排出。
在该本实施形式装置，薄膜拉出辊3用第一马达M1、筒状体输送辊51A用第二马达M2、薄膜输送辊31A用第三马达M3都相互独立地进行驱动，但可连接到控制装置(图中未示出)，由其进行控制，由该控制装置可从独立驱动向连动驱动切换或进行相反的切换，在独立驱动时可独立地进行速度调整，在连动地驱动时可连动地增减速。
在这样的本实施形式装置中，处于稳定状态时，如下那样制作产品。
(1)带状的薄膜F由第一马达M所驱动的一对拉出辊3拉出后，在不出现松弛地由张力施加装置10施加张力的状态下恒速连续行走，经过带片安装装置20。
(2)另一方面，带T从原材料带卷29拉出后，送到上述带片安装装置20。
(3)在带片安装装置20中，当第一移动体24与薄膜F按相同方向和相同速度移动时，可动构件26B移动，与静止构件26A协同动作，将带T切断成规定长度，形成为带片T1，上述切断构件26在与超声波喇叭口27A之间推压该带片T1和薄膜F，将该带片T1的一部分熔接到薄膜F。此时，带仅拉出与下一带片的长度相应的量。
(4)由张力施加装置10施加上述规定张力的附有带片T1的薄膜F通过由第三马达M3驱动的辊31A(和辊31B)以恒速送出。当施加上述张力时，带片的安装位置相互间的距离稳定。
(5)该薄膜F在由成形板40形成为筒状后，密封重合部，形成筒状体F1。
(6)在该筒状体F1内从注入管41充填内装物，该充填好内装物的筒状体F1通过由第二马达M2驱动的辊51A(及辊51B)送出到下方，由挤刮辊60在规定间隔位置局部形成内装物不存在区域。
(7)然后，筒状体F1由结扎切断装置71在内装物不存在区域结扎，然后切断，成为一个一个的包装体落到滑槽，作为产品排出。这样，获得在规定位置安装了开封用带片的包装体(产品)。
本实施形式的装置为了极力减少在装置开始运行时即初期设定时因调整而废弃的薄膜和内装物浪费，在低速下进行调整运行。这样，第一马达M1、第二马达M2、及第三马达M3在相互独立驱动的状态下低速回转，分别设定最佳状态下的转速。然后，上述三个马达M1、M2、M3以第三马达M3为基准切换为连动驱动，在维持相互间的转速比的状态下增速，进入到高速的规定转速即稳定运行状态。另外，也可为了进行某一调整，在该连动状态下减速到低转速。
本发明由于如上述那样使带片安装装置和结扎切断装置的作动部在规定时间长度期间确实地与带状薄膜和筒状体为相同规定速度，所以作动部不会错位，可防止薄膜和筒状体的行走速度的脉动和曲行，结果，可在装置的作业过程中保持平滑的动作，获得高质量的作为产品的包装体。

Claims (3)

1、一种自动充填包装方法，从原材料带卷拉出带状薄膜，由带片安装装置以规定间隔在行走的该带状薄膜安装带片，在对该带状薄膜进行行走引导的同时将其形成为筒状，在重合部对该筒状的薄膜进行密封，将内装物送到该筒状体内，由结扎切断装置间歇地于接近的两个位置对该筒状体进行结扎，在两个结扎部间将其切断；其特征在于：
带片安装装置配置在沿带状薄膜平行地进行直线往复移动的第一移动体，结扎切断装置配置在沿筒状体平行地进行直线往复移动的第二移动体，
进行控制来通过由第一马达驱动旋转的第一曲柄和一端与第一曲柄相连、另一端与第一移动体相连的进行直线往复移动的第一连杆使第一移动体在往复移动时的规定时间长度的期间以与对应带状薄膜相同的恒定速度移动，
另外，进行控制来通过由第二马达驱动旋转的第二曲柄和一端与第二曲柄相连、另一端与第二移动体相连的进行直线往复移动的第二连杆使第二移动体在往复移动时的规定时间长度的期间以与筒状体相同的恒定速度移动。
2、一种自动充填包装装置，具有从原材料带卷拉出带状薄膜的拉出辊、以规定间隔将带片安装到行走的该带状薄膜的带片安装装置、在对该带状薄膜进行行走引导的同时将其形成为筒状的成形板、在重合部密封该筒状的薄膜形成筒状体的密封装置、将内装物送到该筒状体内的注入管装置、间歇地在接近的两个位置结扎该筒状体并在两个结扎部间将其切断的结扎切断装置、输送充填了内装物的筒状体的筒状体输送辊；其特征在于：
带片安装装置在沿带状薄膜平行地进行直线往复移动的第一移动体配置用于当该第一移动体往复移动时将带片安装到带状薄膜的安装构件，结扎切断装置在沿筒状体平行地进行直线往复移动的第二移动体配置用于当往复移动时结扎筒状体的结扎构件和进行切断的刃体，
第一移动体与第一驱动装置相连，该第一驱动装置具有由连接于控制装置的第一马达驱动回转的第一曲柄，以及一端连接于该第一曲柄进行回转、另一端连接到第一移动体进行直线往复移动的第一连杆，上述第一移动体受到控制，从而在往复移动时的规定时间长度的期间以与对应带状薄膜相同的恒定速度移动，
另外，第二移动体与第二驱动装置相连，该第二驱动装置具有由连接于控制装置的第二马达驱动回转的第二曲柄，以及一端连接于该第二曲柄进行回转、另一端连接到第二移动体进行直线往复移动的第二连杆，上述第二移动体受到控制，在往复移动时的规定时间长度的期间以与筒状体相同的恒定速度移动。
3、如权利要求2所述的自动充填包装装置，其特征在于：带片安装装置具有在第一移动体往复移动时将带切断成规定长度形成带片的切断构件，安装构件与切断构件连动地进行安装动作。
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