JP2012152937A - 段ボールシート製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】カットオフ装置40は、段ボールを切断するための回転体の回転速度が限界加速度MUA以下で加速可能な構成を有する。第1および第2の駆動部は、先行する段ボールおよび後続の段ボールを搬送する。搬送制御部は、先行する段ボールと後続の段ボールとの間にギャップGP1が生じるように両駆動部を制御する。搬送制御部は、ロータリーシャ20とスリッタスコアラ30との間の距離L4、ギャップの長さ、および後続の段ボールの搬送速度VF1に基づいて、後続の段ボールの先端が距離L4だけ搬送される間に先行する段ボールの搬送速度を加速する搬送加速度αを限界加速度以下に決定する。
【選択図】 図7
Description
本発明の段ボールシート製造装置をコルゲートマシンに適用した一実施形態について、添付図面を参照して以下に説明する。一般に、コルゲートマシンは、連続する両面段ボールを生産する生産エンドと、両面段ボールを加工する加工エンドとを備える。生産エンドは、ミルロールスタンド、シングルフェーサおよびダブルフェーサなどの多数の生産装置のラインから構成され、加工エンドは、ロータリーシャ、スリッタスコアラ、カットオフ装置およびスタッカ装置などの多数の加工装置のラインから構成される。コルゲートマシンの構成は、特開2009−160797号公報などにより公知であるので、その詳細な説明は省略する。本実施形態のコルゲートマシン1については、段ボールの搬送方向FDにおいて、ダブルフェーサ10より下流側に配置された加工エンドのみを図1に示して説明する。本明細書および図面において、上下方向および左右方向は図1に矢印で示す方向を示し、搬送方向FDは、図1において、右側から左側に搬送される方向を表す。
図1は、本実施形態のコルゲートマシン1における多数の加工装置の全体的構成を示す正面図である。図1において、コルゲートマシン1の加工エンドは、ダブルフェーサ10の出口から下流側に延びる搬送路に沿って、ロータリーシャ20、スリッタスコアラ30、カットオフ装置40、およびスタッカ装置50を備える。ダブルフェーサ10は、シングルフェーサにより生産された片面段ボールに表ライナを貼り合わせて両面段ボールを形成する。ダブルフェーサ10は、上部ベルト11および下部ベルト12を備え、両ベルトにより両面段ボールを上下から挟持して搬送する。上部ベルト11および下部ベルト12は、駆動モータM1に連結された上部プーリ13および下部プーリ15によりそれぞれ駆動される。本実施形態の駆動モータM1は、本発明の第2の駆動部の一例であり、本発明の搬送部の一部に相当する。
ロータリーシャ20は、ダブルフェーサ10の下流側に配置されており、オーダ変更時に、両面段ボールを搬送方向FDと直交する幅方向に全幅切断する。ロータリーシャ20は、上下に対向配置されたナイフシリンダ21、22と備える。それぞれのナイフシリンダ21、22の周面には、幅方向に延びる上ナイフおよび下ナイフが設けられる。両シリンダ21、22が回転すると、上ナイフと下ナイフとが係合して両面段ボールが幅方向に切断される。ロータリーシャ20は、両面段ボールを送出する送出側コンベア23を備える。出口コンベア23は駆動モータM2により駆動される。本実施形態のロータリーシャ20は、本発明の第1の切断部の一例である。本実施形態の送出側コンベア23および駆動モータM2は、本発明の搬送部の一部に相当する。
ロータリーシャ20からカットオフ装置40までの間において、連続する両面段ボールを搬送するためにサクションコンベア群60が配置される。サクションコンベア群60は、第1ないし第3のサクションコンベア61、62、63からなる。第1のサクションコンベア61は、ロータリーシャ20とスリッタスコアラ30の第1のユニット30Aとの間に配置され、第2のサクションコンベア62は、スリッタスコアラ30の第1および第2のユニット30A、30Bの間に配置され、第3のサクションコンベア63は、第2のユニット30Bとカットオフ装置40の供給側コンベア43との間に配置される。第1のサクションコンベア61は、コンベアユニット61Aと、ブロアユニット61Bとを有する。コンベアユニット61Aは、連続する両面段ボールを搬送方向FDに搬送する構成であり、ブロアユニット61Bは、コンベアユニット61Aにより搬送される両面段ボールを下方に吸引して両面段ボールをコンベアユニット61Aの搬送表面に吸着させる作用を有する。この吸着作用により、両面段ボールの湾曲および蛇行を抑制することができる。第2および第3のサクションコンベア62、63も、第1のサクションコンベア61と同様に構成され、コンベアユニット62A、63Aと、ブロアユニット62B、63Bとを有する。コンベアユニット61A、62A、63Aは、駆動モータM3、M6、M9により個別に駆動され、各駆動モータの回転により、両面段ボールを搬送する。本実施形態のサクションコンベア群60および駆動モータM3、M6、M9は、本発明の搬送部の一部に相当する。本実施形態の送出側コンベア23およびコンベアユニット61Aが、本発明の第1のコンベアの一例であり、コンベアユニット62A、63Aおよび供給側コンベア43が、本発明の第2のコンベアの一例であり、送出側コンベア44が、本発明の第3のコンベアの一例である。本実施形態の駆動モータM2、M3が、本発明の第1の搬送モータの一例であり、駆動モータM6、M9、M10が、本発明の第2の搬送モータの一例であり、駆動モータM11が、本発明の第3の搬送モータの一例である。
両面段ボールが搬送方向FDに搬送された搬送長さ、および両面段ボールの搬送速度を測定するために第1および第2のパルスジェネレータPG1、PG1が設けられる。第1のパルスジェネレータPG1は、ダブルフェーサ10から送出される両面段ボールの搬送長さおよび搬送速度を検出するために、駆動モータM1の出力軸に連結される。第2のパルスジェネレータPG2は、カットオフ装置40に向かって供給される両面段ボールの搬送長さおよび搬送速度を検出するために、駆動モータM10の出力軸に連結される。各パルスジェネレータは、連結された駆動モータの回転速度に比例した周波数のパルス信号を発生する。各パルスジェネレータからのパルス信号が後述の制御装置の追跡処理により積算されることにより、両面段ボールの搬送長さが測定される。また、各パルスジェネレータからのパルス信号の周波数が後述の制御装置の測定処理により算出されることにより、両面段ボールの搬送速度が測定される。
図2は、コルゲートマシン1の加工エンドに配置された各装置および検出器などの配置関係を説明するための説明図である。位置P1は、ロータリーシャ20のナイフシリンダ21、22が両面段ボールを切断する切断位置を示す。位置P2は、送出側コンベア23から両面段ボールへの搬送力の付与が終了する送出側コンベア23の下流側端部の位置を示し、距離L1は、位置P1と位置P2との間の距離を示す。位置P3は、コンベアユニット61Aから両面段ボールへの搬送力の付与が終了するコンベアユニット61Aの下流側端部の位置を示し、距離L2は、位置P1と位置P3との間の距離を示す。位置P4は、両面段ボールが罫線ロール対31Aによる加工可能な領域に入る直前の位置を示し、距離L3は、位置P1と位置P4との間の距離を示す。位置P5は、両面段ボールが罫線ロール対32Aによる加工可能な領域から抜ける位置を示し、距離L4は、位置P1と位置P5との間の距離を示す。位置P6は、両面段ボールがスリッタナイフ対33Aによる加工可能な領域から抜ける位置を示し、距離L5は、位置P1と位置P6との間の距離を示す。
本実施形態のコルゲートマシン1の電気的構成について、添付図面を参照して以下に説明する。図3は、コルゲートマシン1の電気的構成を示すブロック図である。図3において、管理装置100は、両面段ボールシートを生産するために、生産エンドおよび加工エンドの各装置の動作全般を監視して、連続する複数のオーダについて両面段ボールシートの生産数量を管理する装置である。生産エンドの各装置の制御動作は、すでに公知であり、本発明と関係しないことから、生産エンドの各装置を制御する制御装置の構成について、その説明を省略し、図3には示されていない。
プログラムメモリ110は、管理装置100がコルゲートマシン1を制御するために図4に示す主制御ルーチンプログラムなどを固定記憶するメモリである。作業メモリ120は、管理装置100が主制御ルーチンプログラムを実行する際に処理した演算処理結果を一時記憶するメモリである。データメモリ130は、連続する複数のオーダの生産管理計画、および所定の設定値などを書き換え可能に固定記憶するメモリであり、ハードディスクから構成される。たとえば、所定の設定値は、コルゲートマシン1の構成などから定まる固有の設定値であり、加工エンドの各装置などの配置関係に関する図2に示す距離L1〜L12、および、図5に示す搬送状態SF5において形成される所定のギャップGP1の長さなどである。管理装置100は、プログラムメモリ110および作業メモリ120などの記憶手段と共にコンピュータを構成する。
ダブルフェーサ10、ロータリーシャ20、スリッタスコアラ30、カットオフ装置40、およびスタッカ装置50を駆動または停止すると共に、その駆動速度を個別に制御するために、ダブルフェーサ制御装置140、ロータリーシャ制御装置141、スリッタスコアラ制御装置142、カットオフ制御装置143、およびスタッカ制御装置144が備えられる。また、サクションコンベア群60、および、その他のコンベア23、43、44を駆動または停止すると共に、その駆動速度を個別に制御するために、コンベア制御装置145が備えられる。これらの制御装置140〜145は、管理装置100からの指令に従って制御動作を行うと共に、現在の制御状態を管理装置100に通知するために管理装置100にそれぞれ接続される。ダブルフェーサ駆動装置150、ロータリーシャ駆動装置151、スリッタスコアラ駆動装置152、カットオフ駆動装置153、スタッカ駆動装置154、およびコンベア駆動装置155は、制御装置140〜145からの制御命令に従って、ダブルフェーサ10、ロータリーシャ20、スリッタスコアラ30、カットオフ装置40、スタッカ装置50、サクションコンベア群60およびコンベア23、43、44をそれぞれ駆動するもので、駆動モータおよび位置決めサーボモータを備える。ダブルフェーサ駆動装置150は、上部プーリ14および下部プーリ15を駆動する駆動モータM1を備える。スリッタスコアラ駆動装置152は、罫線ロール対31A、32A、31B、32Bを駆動する駆動モータM4、M7を備えると共に、スリッタナイフ対33A、33Bを駆動する駆動モータM5、M8を備える。コンベア駆動装置155は、コンベア23、43、44、およびコンベアユニット61A、62A、63Aを駆動する駆動モータM2、M3、M6、M9〜M11を備える。
ダブルフェーサ10の搬送速度および加工エンド全体の搬送速度を指令するために、速度指令装置170が備えられる。速度指令装置170は、管理装置100と接続され、各オーダに応じた設定速度指令と、加工エンドの各装置の増減速指令とを管理装置100から受け取るように構成される。速度指令装置170の主な機能は、両面段ボールがロータリーシャ20により切断された後に、先行する両面段ボールと後続の両面段ボールとの間に所定のギャップGP1が形成されるようにダブルフェーサ10の搬送速度および加工エンド全体の搬送速度を指令することである。具体的には、速度指令装置170は、図6に示す速度指令ルーチンプログラムを実行するコンピュータを備える。速度指令装置170は、管理装置100からの指示に従って、ダブルフェーサ制御装置140に制御指令SC1を供給し、スリッタスコアラ制御装置142、スタッカ制御装置144、およびコンベア制御装置145に制御指令SC2をそれぞれ供給する。制御指令SC1、SC2は、各装置の搬送速度を増速または減速するための加速度、増速または減速する時間、増速または減速の許可および禁止などを指令する制御情報である。本実施形態の管理装置100および速度指令装置170が、本発明の搬送制御部の一例である。
本実施形態のコルゲートマシン1の動作および作用について、図4ないし図8を参照して以下に説明する。
先ず、管理装置100の主制御ルーチンの制御動作について、図4を参照して説明する。図4は、コルゲートマシン1における管理装置100の主制御ルーチンの制御処理を示すフローチャートである。管理装置100を含めて、コルゲートマシン1の電源が投入されると、管理装置100は、プログラムメモリ110から主制御ルーチンプログラムを読み出し、主制御ルーチンの実行を開始する。なお、図4に示す各ステップの動作は、管理装置100により実行される。
次に、速度指令装置170の制御処理について、図6ないし図8を参照して説明する。図6は、速度指令装置170の速度指令ルーチンの制御処理を示すフローチャートである。コルゲートマシン1の電源が投入されると、速度指令装置170は、その内部プログラムメモリから速度指令ルーチンプログラムを読み出し、RAMなどの内部メモリに記憶する。図4に示すステップS3において、速度指令発生が管理装置100により指示されると、速度指令装置170は、速度指令ルーチンの実行を開始する。なお、図6に示す各ステップの動作は、速度指令装置170のコンピュ−タにより実行される。
後端切断完了が、管理装置100から通知されたか否かが判断される(SV1)。後端切断完了が通知されていないと判断されれば(SV1:NO)、ステップSV2、SV3が実行される。すなわち、両面段ボールが図5に示す搬送状態SF4となるまで搬送されていない場合、ステップSV2、SV3が繰り返し実行される。
ステップSV1において、後端切断完了が通知されたと判断されたとき(SV1:YES)、後端追跡が管理装置100を介してカットオフ制御装置143に指令される(SV4)。この後端追跡指令に従って、カットオフ制御装置143は、第2のパルスジェネレータPG2からの測定結果に基づいて、ロータリーシャ20により切断された先行する両面段ボールの後端がロータリーシャ20の切断位置P1から搬送された搬送長さを測定する測定動作を開始する。
加速度αが限界加速度MUAを超えない場合の制御処理について、図7を参照して説明する。加速度αが限界加速度MUAを超えない場合には、先行する両面段ボールの搬送速度のみが可変速制御され、後続の両面段ボールの搬送速度は現在の搬送速度VF1に維持される。詳細な制御処理について以下に説明する。
加速度αが限界加速度MUAを超える場合の制御処理について、図8を参照して説明する。図8は、ダブルフェーサ10の搬送速度を減速した状態において加工エンドの各装置を駆動する駆動モータM1〜M5の速度と時間との関係を説明するための説明図である。加速度αが限界加速度MUAを超える場合には、先行する両面段ボールの搬送速度と、後続の両面段ボールの搬送速度とが可変速制御される。詳細な制御処理について以下に説明する。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で当業者であれば種々の変形を加えることができる。
10 ダブルフェーサ
20 ロータリーシャ
23 送出側コンベア
30 スリッタスコアラ
40 カットオフ装置
43 供給側コンベア
44 送出側コンベア
60 サクションコンベア群
100 管理装置
140 ダブルフェーサ制御装置
141 ロータリーシャ制御装置
143 カットオフ制御装置
145 コンベア制御装置
146 増速ボタン
170 速度指令装置
M1〜M11 駆動モータ
PG1 第1のパルスジェネレータ
PG2 第2のパルスジェネレータ
GP1 所定のギャップ
MUA 限界加速度
Claims (10)
- 段ボール生産ラインから搬送方向に搬送された連続する段ボールに対して、各オーダに応じた加工を行うと共に所定のシート長さに切断して段ボールシートを製造する段ボールシート製造装置において、
オーダが変更されるときに前記搬送方向と直交する幅方向に段ボールを切断する第1の切断部と、
前記搬送方向において前記第1の切断部より下流側に配置され、各オーダに応じたスリットおよび罫線の加工を段ボールに施す加工部と、
前記搬送方向において前記加工部より下流側に配置され、前記幅方向に段ボールを切断するために回転可能な回転体を含み、この回転体の回転速度が所定の限界加速度以下の加速度で加速可能な構成を有する第2の切断部と、
連続する段ボールから前記第1の切断部により切断され前記搬送方向において先行する段ボールを搬送する第1の駆動部と、後続の段ボールを搬送する第2の駆動部とを有する搬送部と、
前記第1の切断部により切断される前の連続する段ボールが搬送された搬送長さを測定し、前記第1の切断部により切断された後の前記先行する段ボールが搬送された搬送長さを測定する測定部と、
前記測定部により測定された搬送長さに基づいて、連続する段ボール上でのオーダ変更位置を決定して前記第1の切断部を作動させ、前記測定部により測定された搬送長さに基づいて、各オーダに応じた所定のシート長さに前記先行する段ボールを切断するために前記第2の切断部を作動させる切断制御部と、
前記第1の切断部の作動後に、前記先行する段ボールと前記後続の段ボールとの間に所定のギャップが生じるように前記第1および第2の駆動部の搬送速度を制御する搬送制御部とを備え、
前記搬送制御部は、前記第1の切断部と前記加工部との間の距離、前記所定のギャップの長さ、および前記後続の段ボールを加工するオーダに応じて定められた段ボールの搬送速度に基づいて、前記後続の段ボールの先端が前記第1の切断部から前記加工部まで搬送される間に前記先行する段ボールの搬送速度を加速する搬送加速度を前記所定の限界加速度以下に決定し、その決定された搬送加速度で加速されるように前記第1の駆動部の搬送速度を制御する段ボールシート製造装置。 - 前記搬送制御部により決定された搬送加速度は、前記後続の段ボールの先端が前記第1の切断部から前記加工部まで搬送される間において等加速度であることを特徴とする請求項1に記載の段ボールシート製造装置。
- 前記段ボール生産ラインのダブルフェーサにおいて搬送される段ボールの搬送速度を検出する速度検出部を備え、
前記搬送制御部は、前記第1の切断部と前記加工部との間の距離、前記所定のギャップの長さ、および前記速度検出部により検出された段ボールの搬送速度に基づいて、前記搬送加速度を算出することを特徴とする請求項2に記載の段ボールシート製造装置。 - 前記第1の駆動部は、前記第1の切断部と前記加工部との間に配置された第1のコンベアを駆動する第1の搬送モータと、前記加工部と前記カットオフ装置との間に配置された第2のコンベアを駆動する第2の搬送モータと、前記カットオフ装置より下流側に配置された第3のコンベアを駆動する第3の搬送モータとを含み、
前記先行する段ボールの後端が前記第1のコンベア、前記第2のコンベア、および前記カットオフ装置の各々を通過したことを検出する通過検出部を備え、
前記搬送制御部は、
前記先行する段ボールの後端が前記第1および第2のコンベアの各々を通過したことが前記通過検出部により検出されたときに、その後端が通過したコンベアを駆動する搬送モータの搬送速度を前記速度検出部により検出された搬送速度まで減速し、
前記先行する段ボールの後端が前記カットオフ装置を通過したことが前記通過検出部により検出されたときに、前記第3のコンベアを駆動する第3の搬送モータの搬送速度を前記速度検出部により検出された搬送速度まで減速することを特徴とする請求項3に記載の段ボールシート製造装置。 - 前記搬送制御部により算出された搬送加速度が前記所定の限界加速度を超えるか否かを判断する判断部を備え、
前記搬送制御部は、
前記算出された搬送加速度が前記所定の限界加速度以下であると前記判断部により判断されたときに、前記第2の駆動部の搬送速度を前記速度検出部により検出された搬送速度に維持すると共に、前記第1の駆動部の搬送速度を前記算出された搬送加速度で加速し、
前記算出された搬送加速度が前記所定の限界加速度を超えると前記判断部により判断されたときに、前記第2の駆動部の搬送速度を前記速度検出部により検出された搬送速度から減速すると共に、前記第1の駆動部の搬送速度を前記所定の限界加速度で加速することを特徴とする請求項3または請求項4に記載の段ボールシート製造装置。 - 前記段ボール生産ラインのダブルフェーサにおいて搬送される段ボールの搬送速度の加速を指令するために操作可能な操作部を備え、
前記搬送制御部は、
前記操作部が操作されたときに、その操作に従い前記第2の駆動部の搬送速度を加速し、
前記算出された搬送加速度が前記所定の限界加速度を超えると前記判断部により判断されたときに、前記第2の駆動部の搬送速度を前記速度検出部により検出された搬送速度から減速する間、前記操作部の操作に従う前記第2の駆動部の搬送速度の加速を禁止することを特徴とする請求項5に記載の段ボールシート製造装置。 - 前記算出された搬送加速度が前記所定の限界加速度を超えると前記判断部により判断されたときに、前記搬送制御部は、予め定められた減速用加速度で前記第2の駆動部の搬送速度を前記速度検出部により検出された搬送速度から減速する減速時間を、前記第1の切断部と前記加工部との間の距離、前記所定のギャップの長さ、前記速度検出部により検出された搬送速度、および前記減速用加速度に基づいて、決定することを特徴とする請求項5または請求項6に記載の段ボールシート製造装置。
- 前記算出された搬送加速度が前記所定の限界加速度を超えると前記判断部により判断されたときに、前記第2の駆動部の搬送速度を前記速度検出部により検出された搬送速度から減速する加速度は、前記後続の段ボールの先端が前記第1の切断部から前記加工部まで搬送される間において等加速度であることを特徴とする請求項5または請求項6に記載の段ボールシート製造装置。
- 前記搬送制御部は、
前記後続の段ボールの先端が前記第1の切断部から前記加工部まで搬送される間に前記第2の駆動部の搬送速度を前記速度検出部により検出された搬送速度から減速した後に、前記第2の駆動部の搬送速度を所定期間だけ一定の速度に制御し、
前記所定期間の経過後に、予め定められた増速用加速度で前記第2の駆動部の搬送速度を前記速度検出部により検出された搬送速度まで加速することを特徴とする請求項5〜8のいずれかに記載の段ボールシート製造装置。 - 前記第1の切断部と前記加工部との間の距離は、前記所定のギャップの長さ、前記第2の駆動部の最高搬送速度、および前記所定の限界加速度に基づいて、定められた距離であることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の段ボールシート製造装置。
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