JP2005053585A

JP2005053585A - ホール効果センサ付き位置検出器を持つプロセス用自動機

Info

Publication number: JP2005053585A
Application number: JP2004225792A
Authority: JP
Inventors: Mario Spatafora; スパタフォーラマリオ; Bruno Tommasini; トンマジーニブルーノ
Original assignee: GD SpA
Current assignee: GD SpA
Priority date: 2003-08-01
Filing date: 2004-08-02
Publication date: 2005-03-03
Also published as: US6978877B2; ITBO20030470A1; EP1502858A3; DE602004002530D1; CN1600647A; DE602004002530T2; EP1502858B1; US20050061611A1; ATE340738T1; CN100519350C; EP1502858A2

Abstract

【課題】プロセス用自動機の光学式読取り器は、かなり不正確であり、たばこの粉が発射器と受光器の表面に積もるのを防ぐために頻繁な清掃が必要となる。
【解決手段】搬送路Ｐ１、Ｐ２に沿って搬送手段１３、３５の位置を測定するための読取り器４０、３８とを備えるプロセス用自動機１であって、前記読取り器は、前記搬送手段の内部に収納されその極軸を搬送方向に垂直に位置づけられている磁石４２、３６と協働し、前記搬送方向に平行な方向で感度ゼロ、前記搬送方向に垂直な方向で最高感度となるように、前記搬送方向に並んで平行に配置された２つの線形ホール効果センサ４４と、１つの前記ホール効果センサの出力信号４６を使いながら、別の１つの前記ホール効果センサの出力信号が反転する瞬間を測定することにより、前記搬送手段が前記読取り器に対して所定の検出位置４１、３３に来た瞬間を測定する制御器４５とを備えることを特徴とする、プロセス用自動機。
【選択図】図１

Description

本発明は、プロセス用自動機に関する。

本発明を、紙巻たばこ自動包装機に使用すれば、特に有利になる。以下に紙巻たばこ包装機を例示して説明する。

紙巻たばこ自動包装機は、紙巻たばこを搬送路に沿って連続供給するための多数のコンベアであって、多数の搬送手段を持つ多数のコンベアを備えている。搬送手段により搬送される紙巻たばこを操作する装置を正確な時間で作動させるように、搬送手段が所定位置へ移動する正確な瞬間を測定することは、しばしば必要であるので、自動機は、それぞれのコンベアの搬送手段位置を測定する読取り器を、１つ以上備えている。

上記の型の読取り器は、一般に光学式であり、光線発射器と光線発射器とつながっている光線受光器を備えており、光線が搬送手段によりさえぎられた瞬間を測定する。しかし、光学式読取り器は、かなり不正確であり、たばこの粉が発射器と受光器の表面に積もるのを防ぐために頻繁な清掃が必要となる。

本発明の目的は、前述した欠点を克服したプロセス用自動機であって、特に安価で製造容易な自動機を提供するにある。

本発明により、１つ以上の搬送手段を持ち、加工対象物を搬送路に沿って所定の方向へ搬送するコンベアと、前記搬送路に沿って前記搬送手段の位置を測定するための読取り器とを備えるプロセス用自動機であって、前記読取り器は、前記搬送手段の内部に収納されその極軸を搬送方向に垂直に位置づけられている磁石と協働し、前記搬送方向に平行な方向で感度ゼロ、前記搬送方向に垂直な方向で最高感度となるように、前記搬送方向に並んで平行に配置された２つの線形ホール効果センサと、１つの前記ホール効果センサの出力信号を使いながら、別の１つの前記ホール効果センサの出力信号が反転する瞬間を測定することにより、前記搬送手段が前記読取り器に対して所定の検出位置に来た瞬間を測定する制御器とを備えることを特徴とする、プロセス用自動機が提供される。

図１の１は、回動式ふたの付いた紙巻たばこ４のパケット（箱）２を製造する自動機を全体として示す。パケット２はそれぞれ、金属箔包装材５で包装され整頓された一組の紙巻たばこ３、包装材５の上から一組の紙巻たばこ３を巻きつける包装帯６、一組の紙巻たばこ３を収納する空箱７から成る。

自動機１は、実質的に公知の型であり、図１において破線で示されるフレーム８を備える。更に詳細に述べると、自動機１は、６つのプロセス用ステーション９を備える。すなわち、紙巻たばこ４を一組３にするステーション９ａ、金属箔包装材５と包装帯６を供給するステーション９ｂ、金属箔包装材５と包装帯６で一組の紙巻たばこ３を包装するステーション９ｃ、空箱７を供給するステーション９ｄ、一組の紙巻たばこ３を（包装材５と包装帯６で包装した状態で）空箱７に収納するステーション９ｅ、パケット２の搬出ステーション９ｆである。

ステーション９ａは、紙巻たばこ４用ホッパー１０と、ホッパー１０から一組の紙巻たばこ３を引抜く引抜き装置１１（図２）とから成り、それぞれが一組の紙巻たばこ３を受取るポケット１３の列を持つコンベア１２へ一組の紙巻たばこ３を供給する。

ステーション９ｃは、搬送用回転輪１５から一組の紙巻たばこ３を受取る包装用回転輪１６と外部回転輪１７から搬送される多数の包装用部材１７とから成る。ステーション９ｂは、供給用コンベア１８と、切断装置１９と、包装材５と包装用帯６を包装用回転輪１６へ供給する供給用回転輪２０とから成る。

ステーション９ｅは、一組の紙巻たばこ３を包装用回転輪１６から受取るパック用回転輪２１と糊付け装置２２と回転輪２５から搬送される多数の包装用部材２３とから成る。ステーション９ｄは、空箱７の貯蔵場所２４と、空箱７をパック用回転輪２１へ供給する供給用回転輪２５とから成る。最後に、パケット２の搬出ステーション９ｆは、搬出用回転輪２６と乾燥コンベア２７と糊付け装置（図示せず）と搬出コンベア２８と光学看視装置２９とから成る。

図２に示すように、ホッパー１０は、コンベア１２により形成されている搬送路Ｐ１に沿って一直線に並んでいる、６つの搬出口３０から成る。引抜き装置１１は、一組の紙巻たばこ３を搬出口３０から引抜き、搬出口３０と向き合って一直線に並んでいる、対応するポケット１３の中へ供給する。それぞれの搬出口３０に対して、引抜き装置１１は、休止位置３３（実線で示す）と引抜き位置３４（破線で示す）との間の真直な搬送路Ｐ２に沿ってサイクル的に動く電気式リニアモータ３２により駆動される押出し具３１を備える。電気式リニアモータ３２は、押出し具３１を支持し多数の永久磁石３６（図４に示す）を持つ可動ロッド３５と、ロッド３５を摺動自在に支持する固定アーマチュア３７とを備える。それぞれのロッド３５は、搬送路Ｐ２に沿ったロッド３５の位置を測定するために、特にロッド３５が休止位置３３に位置する時にその位置を測定するために、それぞれの読取り器３８と関連づけられている。

制御ステーション１４は、コンベア１２の移動方向に対してホッパー１０の下流に、搬送路Ｐ１に沿って位置している。制御ステーションのテレビカメラ３９は、それぞれのポケット１３の中に紙巻たばこ４が完全に詰まっているかどうかを点検する。テレビカメラ３９は、読取り器３８と同一の読取り器４０と関連づけられている。そして読取り器４０は、テレビカメラ３９を同期させる同期信号を発生させるために、ポケット１３がテレビカメラ３９に対して一定の検出位置４１に来た瞬間を測定する。読取り器４０が正確に作動するよう、それぞれのポケット１３の中に永久磁石４２が、その極軸、すなわちＳ極とＮ極を分離している軸が搬送路Ｐ１に垂直になるように、収納されている。

読取り器４０は、搬送路Ｐ１に平行な方向で感度ゼロ、搬送路Ｐ１に垂直な方向で最高感度となるように、搬送路Ｐ１に並んで平行に位置する２つの線形ホール効果センサ４４を収納する管状ボディ４３を、備えている。更に詳細に述べると、１つのホール効果センサ４４ａは、磁石４２の移動方向に対して下流に位置し、もう１つのホール効果センサ４４ｂは、磁石４２の移動方向に対して上流に位置する。管状ボディ４３は、更に、磁石４２が（それゆえ磁石４２を支持しているポケット１３が）検出位置４１に来た瞬間を測定する制御器４５も収納している。

磁石４２がホール効果センサ４４からかなり離れている時、ホール効果センサ４４の出力信号４６（図５）は、実質上一定であり、基準値に等しい。磁石４２がホール効果センサ４４を通過する時、ホール効果センサ４４の出力信号４６は、基準値に対して正弦曲線状となり、反転する瞬間、すなわち出力信号４６が基準値を横断する瞬間（これは同時に磁石４２の極軸がホール効果センサ４４に対して中間位置に来る瞬間となる）を持つ。

制御器４５は、ホール効果センサ４４ｂの出力信号４６ｂを使いながら、ホール効果センサ４４ａの出力信号４６ａが反転する瞬間を測定し、磁石４２が（それゆえ磁石４２を支持しているポケット１３が）検出位置４１に来た瞬間を測定する。別な表現をすれば、磁石４２を支持しているポケット１３が通過する時、制御器４５は、磁石４２の移動方向に対し上流にあるホール効果センサ４４ｂの出力信号４６ｂの顕著な変化を検出し、このことにより制御器４５が作動させられ、磁石４２の移動方向に対し下流にあるホール効果センサ４４ａの出力信号４６ａが反転する瞬間を測定することにより、磁石４２が検出位置４１に来た瞬間を測定する。

別の実施例では、制御器４５は、磁石４２の移動方向に対し上流にあるホール効果センサ４４ｂの出力信号４６ｂが反転する瞬間を測定することにより、磁石４２が検出位置４１に来た瞬間を測定する。

好適な実施例では、２つのホール効果センサ４４が、ホール効果センサ４４ａの出力信号４６ａが反転する時、ホール効果センサ４４ｂの出力信号４６ｂがおおよそ最大になるような間隔に位置している。このようにして、制御器４５は、ホール効果センサ４４ｂの出力信号４６ｂがおおよそ最大になる時、ホール効果センサ４４ａの出力信号４６ａの反転を測定する場合にのみ、磁石４２が（それゆえ磁石４２を支持しているポケット１３が）検出位置４１に来た瞬間を検出する。

管状ボディ４３は、ニッケルめっきの黄銅で作られ、樹脂で充填され、その表面に検出位置４１を示す参照マーク４７を持っていることが好ましい。そして、永久磁石４２は、円筒形で直径５ｍｍ、長さが１０ｍｍ、表面磁界強度が０.３から０.５テスラであることが好ましい。

以上のように、読取り器３８と読取り器４０は、同一であり、読取り器４０の構造や作動に関して記述したことは、読取り器３８にも適用できる。しかし、磁石４２は、読取り器４０がポケット１３の位置を測定できるように、ポケット１３に装填されている一方、ロッド３５の内側にあり読取り器３８に使用される磁石３６は、電気式リニアモータに一体化されている。

上記の読取り器３８と読取り器４０は、安価で製造容易であり、たばこの粉に影響されにくく、それゆえ清掃は不要であり、同時に読取り速度や精度に関して最適な性能を有する。更に重要なことは、試験により確認されているが、上記の読取り器３８と読取り器４０は、磁石３６又は４２の移動方向に対し垂直である、磁石３６又は４２と管状ボディ４３との間隔がたとえ変化しても正確に機能することである。更に詳細に言えば、読取り器３８と読取り器４０は、磁石３６又は４２の移動方向に対し垂直である、磁石３６又は４２と管状ボディ４３との間隔が、５〜７ｍｍまでの変化をしても正確に機能する。この特徴は、読取り器４０の場合特に有益であり、ポケット１３がコンベア１２を形成することによる搬送路Ｐ１に沿って搬送される時、搬送路Ｐ１に垂直方向のポケット１３の位置に、コンベア１２の構造や寸法上の原因により１〜４ｍｍの不規則な変化があっても、読取り器４０は正確に機能する。

本発明に係る紙巻たばこ自動包装機の全体図である。図１に係る自動機の、一組の紙巻たばこを形成するステーションの概略図である。図２に係るステーションにおける第１位置検出器の作動図である。図２に係るステーションにおける第２位置検出器の作動図である。図３と図４に係る位置検出器の信号の時間に関する変化図である。

Claims

１つ以上の搬送手段（１３、３５）を持ち、加工対象物（４）を搬送路（Ｐ１、Ｐ２）に沿って所定の方向へ搬送するコンベア（１２、３１）と、前記搬送路（Ｐ１、Ｐ２）に沿って前記搬送手段（１３、３５）の位置を測定するための読取り器（４０、３８）とを備えるプロセス用自動機（１）であって、
前記読取り器（４０、３８）は、
前記搬送手段（１３、３５）の内部に収納されその極軸を搬送方向に垂直に位置づけられている磁石（４２、３６）と協働し、
前記搬送方向に平行な方向で感度ゼロ、前記搬送方向に垂直な方向で最高感度となるように、前記搬送方向に並んで平行に配置された２つの線形ホール効果センサ（４４）と、
１つの前記ホール効果センサ（４４）の出力信号（４６）を使いながら、別の１つの前記ホール効果センサ（４４）の出力信号（４６）が反転する瞬間を測定することにより、前記搬送手段（１３、３５）が前記読取り器（４０、３８）に対して所定の検出位置（４１、３３）に来た瞬間を測定する制御器（４５）とを備えることを特徴とする、プロセス用自動機。
請求項１に記載のプロセス用自動機（１）であって、
前記制御器（４５）は、前記搬送手段（１３、３５）の前記搬送方向に対して下流側の前記ホール効果センサ（４４ａ）の前記出力信号（４６ａ）が反転する瞬間を測定することにより、前記搬送手段（１３、３５）が前記読取り器（４０、３８）に対する前記検出位置（４１、３３）に来た瞬間を測定することを特徴とする、プロセス用自動機。
請求項１に記載のプロセス用自動機（１）であって、
前記制御器（４５）は、前記搬送手段（１３、３５）の前記搬送方向に対して上流側の前記ホール効果センサ（４４ｂ）の前記出力信号（４６ｂ）が反転する瞬間を測定することにより、前記搬送手段（１３、３５）が前記読取り器（４０、３８）に対する前記検出位置（４１、３３）に来た瞬間を測定することを特徴とする、プロセス用自動機。
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプロセス用自動機（１）であって、
２つの前記ホール効果センサ（４４）は、１つの前記ホール効果センサ（４４）の前記出力信号（４６）が反転する時、別の前記ホール効果センサ（４４）の前記出力信号（４６）がおおよそ最大になるような間隔に位置していることを特徴とする、プロセス用自動機。
請求項４に記載のプロセス用自動機（１）であって、
前記制御器（４５）は、１つの前記ホール効果センサ（４４）の前記出力信号（４６）がおおよそ最大になると同時に、別の前記ホール効果センサ（４４）の前記出力信号（４６）が反転する瞬間を測定することにより、前記搬送手段（１３、３５）が前記読取り器（４０、３８）に対する前記検出位置（４１、３３）に来た瞬間を検出することを特徴とする、プロセス用自動機。
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のプロセス用自動機（１）であって、
前記磁石（４２、３６）は、永久磁石であることを特徴とする、プロセス用自動機。
請求項６に記載のプロセス用自動機（１）であって、
前記永久磁石（４２）は、円筒形状であることを特徴とする、プロセス用自動機。
請求項７に記載のプロセス用自動機（１）であって、
前記永久磁石（４２）は、直径５ｍｍで長さが１０ｍｍであることを特徴とする、プロセス用自動機。
請求項７又は請求項８に記載のプロセス用自動機（１）であって、
前記永久磁石（４２）は、表面磁界強度が０.３から０.５テスラであることを特徴とする、プロセス用自動機。
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のプロセス用自動機（１）であって、
前記読取り器（４０、３８）は、前記ホール効果センサ（４４）を収容する管状ボディ（４３）を備え、その表面に検出位置（４１、３３）を示す参照マーク（４７）を持っていることを特徴とする、プロセス用自動機。
請求項１０に記載のプロセス用自動機（１）であって、
前記管状ボディ（４３）は、ニッケルめっきの黄銅で作られ、前記制御器（４５）も収容し、樹脂で充填されていることを特徴とする、プロセス用自動機。
紙巻たばこ（４）のパケット（箱）（２）を製造するための、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のプロセス用自動機（１）であって、
前記コンベア（１２）は、多数の前記搬送手段（１３）を備え、多数の前記搬送手段（１３）はそれぞれ、対応する一組の紙巻たばこ（３）を収納するためのポケット（１３）を形成しており、前記永久磁石（４２）を持っており、
前記搬送路（Ｐ１）に平行に対面しているホッパー（１０）と、
前記ホッパー（１０）の底部から前記一組の紙巻たばこ（３）を引抜いてそれぞれの前記ポケット（１３）へ前記一組の紙巻たばこ（３）を供給する引抜き手段（１１）と、
それぞれの前記ポケット１３の中に前記紙巻たばこ（４）が完全に詰まっているかどうかを点検する制御デバイス（３９）と、
前記制御デバイス（３９）と同期させるための同期信号を発生させるために、制御ステーションにおける前記ポケット（１３）の位置を測定する前記読取り器（４０）とを備えることを特徴とする、プロセス用自動機。
紙巻たばこのパケット（箱）（２）を製造するための、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のプロセス用自動機（１）であって、
ホッパー（１０）と、前記ホッパー（１０）の底部から前記一組の紙巻たばこ（３）を引抜く引抜き手段（１１）と、押出し具（３１）が休止位置（３３）にある時を測定する前記読取り器（４０）とを備え、
前記引抜き手段（１１）は、前記休止位置（３３）と引抜き位置（３４）との間の真直な搬送路（Ｐ２）に沿って駆動される１つ以上の押出し具（３１）を備えることを特徴とする、プロセス用自動機。
請求項１３に記載のプロセス用自動機（１）であって、
前記引抜き手段（１１）は、前記押出し具（３１）を駆動する電気式リニアモータ（３２）を備え、
前記電気式リニアモータ（３２）は、前記押出し具（３１）と一体化された前記搬送手段（３５）と、多数の前記永久磁石（３６）と、前記搬送手段（３５）の１つの前記永久磁石（３６）を採用して前記押出し具（３１）の位置を測定する前記読取り器（３８）とを有することを特徴とする、プロセス用自動機。