JP2012153375A - 別置式包装処理装置における包装処理部材の往動経路設定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】別置式包装処理装置は、水平面内で揺動かつ伸縮するメインアーム23と、その先端部に水平面内で回動可能に軸支されたサブアーム25を備え、サブアーム25に一対の充填ノズルが設置されている。充填ノズルを手動で袋5の停止位置V,VIに導き、そこを往動始点A1,A2とし、同じく停止位置VI,VIIに導き,そこを往動終点B1,B2とする。往動始点A1,A2を通る半径r,角度θ(それぞれ袋の移送経路の半径と移送角度に相当)の円弧を仮想往動経路33,34とする。仮想往動終点b1,b2と、往動終点B1,B2の座標位置の違いに基づき、仮想往動経路33,34を補正して往動経路35,36とする。
【選択図】図6
Description
なお、円弧状移送経路を有する間欠移送式ロータリー型容器移送装置には、円形の移送経路(円弧状移送経路のみ)又はレーストラック形移送経路(両端に円弧状移送経路)を有するもの等がある。
(1)包装処理装置を、必要に応じてロータリー型容器移送装置から分離するということが自在にはできない。そのため、例えば特許文献1の装置において、充填液の交換に伴って充填ノズルを洗浄する場合、びん詰め機全体を停止させる必要があり、それによる生産性の低下が避けられない。
(2)包装処理部材は往動時と復動時に必ず同じ経路を通る。そのため、例えば特許文献1の装置において、充填ノズルが復動する際にびんの移送経路上を通り、ノズルから垂れた液体がびんに付着する可能性がある。
(4)同様に、汎用性のなさの一種であるが、包装処理部材の往復動範囲は常に一定で変更がきかない。そのため、例えば特許文献1の装置において、充填する液体の性状や充填量に応じて充填時間を長くとりたい場合は、びんの移送速度を遅くするか停止時間を増やすしかなく、生産性の低下が避けられない。
一方、ラフに据え付けるのであれば据え付け作業自体は簡単に行えるが、包装処理部材の往動経路が容器の移送経路に合わなくなるため、今度は据え付けの都度往動経路を調整する必要が出てくる。この調整作業は極めて繁雑な作業となり、包装工場レベルでは困難である。
さらに、前記別置式包装処理装置は、容器の移送形態(連続移送又は間欠移送、移送経路の半径や1回の間欠移送角度の相違)が異なる種々のロータリー型容器移送装置への汎用的な適用が可能であることが望ましいが、それを具体化するアイデアは存在しない。
この往動経路設定方法において、対象となる別置式包装処理装置は、次のような特徴的構成を有する。
前記円弧状移送経路の外側に揺動支点を有し、水平面内で揺動可能でかつ伸縮可能に設置されたメインアームと、前記メインアームの先端部に水平面内で回動可能に軸支されたサブアームと、前記サブアームに所定間隔を置いて設置された複数個の包装処理部材と、前記メインアームを往復揺動させる駆動源と、前記メインアームを伸縮させる駆動源と、前記サブアームを軸回りに回動させる駆動源と、以上の駆動源を制御して、前記複数個の包装処理部材を前記円弧状移送経路を移送される複数個の容器に同期して往動経路上を往動させ、各包装処理部材が往動終点に達した後、往動始点に復動させる制御装置を備える。
この別置式包装処理装置は、包装処理部材をメインアームに対して昇降させる駆動源をさらに備えることができ、その場合、前記制御装置は包装処理部材が往復動行程の所定のタイミングで昇降するように前記駆動源を制御する。なお、この駆動源は、前記包装処理部材をサブアームを介してメインアームに対し昇降させる(直接的にはサブアームをメインアームに対して昇降させる)ものであってもよい。
この別置式包装処理装置は、ロータリー型容器移送装置が容器を連続移送するタイプでも、間欠移送するタイプでも適用できる。サブアーム上の複数の包装処理部材の相互の間隔が、移送経路上の容器の間隔に一致するのであれば、容器の移送経路の半径や1回の間欠移送角度等が異なるロータリー型容器移送装置にも適用できる。
前記円弧状移送経路の外側に揺動支点を有し、水平面内で揺動可能に設置されたメインアームと、前記メインアームの先端部に水平面内で回動可能に軸支されたサブアームと、前記サブアームに設置された1個の包装処理部材と、前記メインアームを往復揺動させる駆動源と、前記サブアームを軸回りに回動させる駆動源と、以上の駆動源を制御して、前記包装処理部材を前記円弧状移送経路を移送される容器に同期して往動経路上を往動させ、包装処理部材が往動終点に達した後、往動始点に復動させる制御装置を備える。
この別置式包装処理装置は、包装処理部材をメインアームに対して昇降させる駆動源をさらに備えることができ、その場合、前記制御装置は包装処理部材が往復動行程の所定のタイミングで昇降するように前記駆動源を制御する。なお、この駆動源は、前記包装処理部材をサブアームを介してメインアームに対し昇降させる(直接的にはサブアームをメインアームに対して昇降させる)ものであってもよい。
この別置式包装処理装置は、ロータリー型容器移送装置が袋を連続移送するタイプでも、間欠移送するタイプでも適用できる。また、移送経路の半径や1回の間欠移送角度等が異なるロータリー型容器移送装置にも適用できるなど汎用性が高い。
前記円弧状移送経路の外側に揺動支点を有し、水平面内で揺動可能でかつ伸縮可能に設置されたアームと、前記アームの先端部に設置された包装処理部材と、前記アームを往復揺動させる駆動源と、前記アームを伸縮させる駆動源と、以上の駆動源を制御して、前記包装処理部材を前記円弧状移送経路を移送される容器に同期して往動経路上を往動させ、包装処理部材が往動終点に達した後、往動始点に復動させる制御装置を備える。
この別置式包装処理装置は、包装処理部材をアームに対して昇降させる駆動源をさらに備えることができ、その場合、前記制御装置は包装処理部材が往復動行程の所定のタイミングで昇降するように前記駆動源を制御する。
この別置式包装処理装置は、ロータリー型容器移送装置が袋を連続移送するタイプでも、間欠移送するタイプでも適用できる。また、移送経路の半径や1回の間欠移送角度等が異なるロータリー型容器移送装置にも適用できるなど汎用性が高い。
(a)前記別置式包装処理装置を前記ロータリー型容器移送装置に隣接配置し、
(b)前記移送経路に対応する包装処理部材の仮想往動経路の径r及び同期往動角度θ(包装処理部材が移送される袋と同期して往動する仮想往動経路上の角度θ)を設定し、
(c)各包装処理部材を往動始点に手動にて移動させ、
(d)各駆動源から取得した位置情報に基づき、各往動始点の座標位置に対応する往動始点位置制御データ(メインアームの揺動角度Qiと長さLi及びサブアームの回動角度Ri)を算出し、前記往動始点位置制御データから各往動始点の座標位置を算出し、
(e)各包装処理部材を往動終点に手動にて移動させ、
(f)各駆動源から取得した位置情報に基づき、各往動終点の座標位置に対応する往動終点位置制御データ(メインアームの揺動角度Qtと長さLt及びサブアームの回動角度Rt)を算出し、該往動終点位置制御データから各往動終点の座標位置を算出し、
(g)各往動始点の座標位置に基づき、全ての往動始点を通り前記仮想往動経路の径rと同じ径を有する円弧の中心の座標位置を算出し、
(h)各往動始点の座標位置と前記円弧の中心の座標位置に基づき、前記円弧上を各往動始点から前記同期往動角度θだけ進んだ点を仮想往動終点としてその座標位置を算出し、前記円弧の各往動始点と仮想往動終点をつなぐ部分を仮想往動経路として設定し、
(i)各往動始点から所定の微少間隔を置いて仮想往動経路上に分布する仮想往動終点を含むn個の点の座標位置にそれぞれ対応する位置制御データ(メインアームの揺動角度Qmと長さLm及びサブアームの回動角度Rm)を算出し、仮想往動終点に対応する位置制御データ(メインアームの揺動角度Qnと長さLn及びサブアームの回動角度Rn)と、前記往動終点位置制御データ(メインアームの揺動角度Qtと長さLt及びサブアームの回動角度Rt)とのずれの大きさ(ΔQ,ΔL,ΔR)に応じて、仮想往動経路上のn個の点の座標位置に対応する位置制御データ(メインアームの揺動角度Qmと長さLm及び前記サブアームの回動角度Rm)に対し、往動始点からの間隔に比例する補正値を付加し、
(j)これにより往動始点と往動終点を略円弧状につなぐ往動経路を設定する。
なお、上記方法において、mは1〜nの自然数であり、Qm、Lm、Rmは各仮想往動経路上の往動始点からm番目の点の座標位置に対応するアームの揺動角度Qと伸縮長さL及び前記サブアームの回動角度Rを意味する。
(a)前記別置式包装処理装置を前記ロータリー型容器移送装置に隣接配置し、
(b)前記移送経路に対応する包装処理部材の仮想往動経路の径r及び同期往動角度θを設定し、
(c)包装処理部材を往動始点に手動にて移動させ、
(d)各駆動源から取得した位置情報に基づき、往動始点の座標位置に対応する往動始点位置制御データ(メインアームの揺動角度Qiとサブアームの回動角度Ri)を算出し、該往動始点位置制御データから往動始点の座標位置を算出し、
(e)包装処理部材を往動終点に手動にて移動させ、
(f)各駆動源から取得した位置情報に基づき、往動終点の座標位置に対応する往動終点位置制御データ(メインアームの揺動角度Qtとサブアームの回動角度Rt)を算出し、該往動終点位置制御データから往動終点の座標位置を算出し、
(g)往動始点及び往動終点の座標位置に基づき、両点を通り前記仮想往動経路の径rと同じ径を有する円弧の中心の座標位置を算出し、
(h)往動始点の座標位置と前記円弧の中心の座標位置に基づき、前記円弧上を往動始点から同期往動角度θだけ進んだ点を仮想往動終点としてその座標位置を算出し、前記円弧の往動始点と仮想往動終点をつなぐ部分を仮想往動経路として設定し、
(i)往動始点から所定の微少間隔を置いて仮想往動経路上に分布する仮想往動終点を含むn個の点の座標位置にそれぞれ対応する位置制御データ(メインアームの揺動角度Qm及びサブアームの回動角度Rm)を算出し、仮想往動終点に対応する位置制御データ(メインアームの揺動角度Qn及びサブアームの回動角度Rn)と、前記往動終点位置制御データ(メインアームの揺動角度Qt及びサブアームの回動角度Rt)とのずれの大きさ(ΔQ,ΔR)に応じて、仮想往動経路上のn個の点の座標位置に対応する位置制御データ(メインアームの揺動角度Qm及びサブアームの回動角度Rm)に対し、往動始点からの間隔に比例する補正値を付加し、
(j)これにより往動始点と往動終点を円弧状につなぐ往動経路を設定する。
なお、上記方法において、mは1〜nの自然数であり、Qm、Rmは各仮想往動経路上の往動始点からm番目の点に対応するメインアームの揺動角度Qとサブアームの回動角度Rを意味する。
(a)前記別置式包装処理装置を前記ロータリー型容器移送装置に隣接配置し、
(b)前記移送経路に対応する包装処理部材の仮想往動経路の径r及び同期往動角度θを設定し、
(c)包装処理部材を往動始点に手動にて移動させ、
(d)各駆動源から取得した位置情報に基づき、往動始点の座標位置に対応する往動始点位置制御データ(アームの揺動角度Qi及び長さLi)を算出し、該往動始点位置制御データから往動始点の座標位置を算出し、
(e)包装処理部材を往動終点に手動にて移動させ、
(f)各駆動源から取得した位置情報に基づき、往動終点の座標位置に対応する往動終点位置制御データ(アームの揺動角度Qtと長さLt)を算出し、該往動終点位置制御データから往動終点の座標位置を算出し、
(g)往動始点及び往動終点の座標位置に基づき、両点を通り前記仮想往動経路の径rと同じ径を有する円弧の中心の座標位置を算出し、
(h)往動始点の座標位置と前記円弧の中心の座標位置に基づき、前記円弧上を往動始点から前記同期往動角度θだけ進んだ点を仮想往動終点としてその座標位置を算出し、前記円弧の往動始点と仮想往動終点をつなぐ部分を仮想往動経路として設定し、
(i)往動始点から所定の微少間隔を置いて仮想往動経路上に分布する仮想往動終点を含むn個の点の座標位置にそれぞれ対応する位置制御データ(アームの揺動角度Qm及び長さLm)を算出し、仮想往動終点位置制御データ(アームの揺動角度Qn及び長さLn)と、前記往動終点位置制御データ(アームの揺動角度Qt及び長さLt)とのずれの大きさ(ΔQ,ΔL)に応じて、仮想往動経路上のn個の点の座標位置に対応する位置制御データ(アームの揺動角度Qm及び長さLm)に対し、往動始点からの間隔に比例する補正値を付加し、
(j)これにより往動始点と往動終点を円弧状につなぐ往動経路を設定する。
なお、上記方法において、mは1〜nの自然数であり、Qm、Lmは各仮想往動経路上の往動始点からm番目の点に対応するメインアームの揺動角度Qと長さLを意味する。
本発明でいう包装処理装置(包装処理部材)には、容器の包装処理に用いられる全ての包装処理装置(包装処理部材)が含まれる。例えば、液体充填装置(液体充填ノズル)、ガス充填装置(ガス吹き込みノズル)、キャッピング装置(キャッピングヘッド)等が挙げられる。
また、本発明に係る別置式包装処理装置において、包装処理部材の復動経路は往動経路と同一でも、異なっていてもよい。往動経路は容器の円弧状移送経路にほぼ沿ったものとなるが、復動経路は容器の円弧状移送経路を意図的に外すことができ、また直線状経路を選択することもできる。あるいは、包装処理部材を往動行程では容器の移送と同期して間欠移動させ、復動行程では連続移動で初期位置に復帰させるというモード変更も可能である。
あるいはロータリー型容器移送装置の種類に関わらず(例えば容器の移送経路の半径や1回の移送角度が変わっても)、ロータリー型容器移送装置の容器の移送経路に沿った包装処理部材の往動経路を容易に得ることができる。
また、本発明によれば、往動経路の設定に位置検出用センサや位置決め装置等も不要となる。
図1は本発明に係る別置式包装処理装置(別置式液体充填装置1)を備えた袋詰め包装機の斜視図である。この袋詰め包装機は間欠回転式ロータリー型袋移送装置2を備え、その一部として一方向(図1において左回り)に間欠回転するテーブル3と、その周囲に複数対のグリッパー4,4が等間隔に配置されている。
テーブル3の一回転は10回の停止と移動からなり、計10工程にわたり各種の包装処理工程が実施される。
第2工程は印字工程であり、グリッパー4,4の停止位置(2番目の停止位置)近傍に、該グリッパー4,4に挟持された袋5の袋面に日付等を印字する印字装置(図示省略)が配置されている。
第4工程は開口工程であり、グリッパー4,4の停止位置(4番目の停止位置)近傍に、該グリッパー4,4に挟持された袋5の袋口を開口する開口装置7が配置されている。この開口装置7は、互いに接離可能な一対の吸着部材(吸盤)を有する。
別置式液体充填装置1は液体充填工程が行われる袋5の円弧状移送経路の外側に配置され、2つの充填ノズル8,9、各充填ノズル8,9に対応する配管11,12、流路切換弁13,14、容積計量式ポンプ15,16及び共通の液体貯留タンク17、制御装置(制御盤18のみ示す)等を備え、間欠回転式ロータリー型袋移送装置2から構造上も駆動機構上も独立している。
第9工程は第2シール工程であり、グリッパー4,4の停止位置(9番目の停止位置)近傍に、該グリッパー4,4に挟持された袋5の袋口に2回目の熱シールを行う第2シール装置21が配置されている。第2シール装置21は一対のシールバーを有する。
第10工程においてグリッパー4,4が開き、続いて前記冷却バーが開いて、製品となった袋5が落下し、ベルトコンベア等を介して機外に排出される。
なお、20は袋詰め包装機の制御盤である。
別置式液体充填装置1は、袋5の円弧状移送経路の外側に揺動支点を有し、水平面内で揺動可能でかつ伸縮可能に設置されたメインアーム23と、メインアーム23の先端部に昇降可能に設置された鉛直な昇降軸24と、昇降軸24の上端に回動可能に軸支された略V字形のサブアーム25と、サブアーム25の両先端に所定間隔(円弧状移送経路の隣接する2つの停止位置の間隔)を置いて設置された一対の前記充填ノズル8,9を備える。また、メインアーム23を揺動させる駆動源、及びメインアーム23を伸縮させる駆動源が別置式液体充填装置1のボックス26内に収容され、昇降軸24をメインアーム23に対して昇降させる駆動源がメインアーム23の先端部に収納され、サブアーム25を回動させる駆動源がサブアーム25に設置したケース27内に収納されている。各駆動源は互いに独立したサーボモータからなる。
なお、昇降軸24を昇降させる代わりに、サブアーム25に各充填ノズル8,9を昇降自在に設置し、サブアーム25に設置した駆動源により各充填ノズル8,9を昇降させることもできる。また、昇降軸24の上端にサブアーム25を回動自在に設置する代わりに、サブアーム25を昇降軸24の上端に固定するとともに、昇降軸24をメインアーム23に回動自在に設置し、メインアーム23に設置した駆動源により昇降軸24を回動させ、これに伴ってサブアーム25を回動させることもできる。いずれにしても、サブアーム25がメインアーム23に対し水平面内で回動可能とされ、かつ各充填ノズル8,9がメインアーム23に対して昇降可能とされていればよい。
また、別置式液体充填装置1は、サブアーム25に片側2個ずつ計4個の充填ノズルを設置することにより、全工程において2個の袋に対し同時に包装操作を行ういわゆるW型袋詰め包装機(例えば特開2004−244085号公報参照)に対応させることができる。この場合のロータリー型袋移送装置は、2個の袋を同時に円形移送経路に沿って間欠的に移送するW型である。
(1)充填ノズル8,9が往動始点において上昇位置にある。ここで、袋口を開口した袋5,5が5,6番目の停止位置に移送されて停止する。
(2)充填ノズル8,9が下降し、その吐出口が袋5,5の袋底付近に達する(図3の仮想線参照)。
(3)流路切換弁13,14が切り換わり、容積計量式ポンプ15,16と充填ノズル8,9との間の流路が連通(容積計量式ポンプ15,16と液体貯留タンク17との間の流路が遮断)し、充填ノズル8,9から袋5,5に液体の充填が開始される。
(6)続いて袋5,5が次の工程に向けて移送され、その間に、充填ノズル8,9が往動始点に復帰(復動)する。復動経路は往動経路と同じでも、外れていてもよい。外れている場合、充填ノズル8,9から垂れる液体が袋5に付着することが防止できる。また、メインアーム23の伸縮なしに復動させることもできる。
別置式液体充填装置1Aは、図1〜3に示す別置式液体充填装置1と同様、液体充填工程が行われる袋5の円弧状移送経路の外側に配置され、間欠回転式ロータリー型袋移送装置2から構造上も駆動機構上も独立している。また、図4に図示されていないが、別置式液体充填装置1Aは、流路切換弁や容積計量式ポンプ、及び液体貯留タンク等を備えている。
なお、前記昇降軸を昇降させる代わりに、サブアーム25に充填ノズル8を昇降自在に設置し、サブアーム25に設置した駆動源により充填ノズル8を昇降させることもできる。また、昇降軸の上端にサブアーム25を回動自在に設置する代わりに、サブアーム25を昇降軸の上端に固定するとともに、昇降軸をメインアーム23に回動自在に設置し、メインアーム23に設置した駆動源により昇降軸を回動させ、これに伴ってサブアーム25を回動させることもできる。いずれにしても、サブアーム25がメインアーム23に対し水平面内で回動可能とされ、かつ充填ノズル8がメインアーム23に対して昇降可能とされていればよい。これらの点も、図1〜3に示す別置式液体充填装置1と同じである。
別置式液体充填装置1Aは、充填ノズル8が1つであるため、袋5が6番目の停止位置に停止している間に、充填ノズル8は往動始点に復帰(復動)する必要があり、充填時間及び復動時間が図1〜3に示す別置式液体充填装置1に比べて短くなる。その代わり、図1〜3に示す別置式液体充填装置1では充填工程に使われていた7番目の停止位置(図4にVIIで示す)を、例えばスチーム吹き込みなど、他の包装処理に利用することができる。
別置式液体充填装置1Bは、図2,3に示す別置式液体充填装置1と同様、液体充填工程が行われる袋5の円弧状移送経路の外側に配置され、間欠回転式ロータリー型袋移送装置2から構造上も駆動機構上も独立している。また、図5に図示されていないが、別置式液体充填装置1Bは、流路切換弁や容積計量式ポンプ、及び液体貯留タンク等を備えている。
別置式液体充填装置1Bは、以上説明した3つの駆動源(サーボモータ)を制御して、充填ノズル8を、袋5の円弧状移送経路に沿った往動経路上を前記袋5の移送と同期して往動させ、往動終点に達した後、往動始点に復動させるとともに、往復動行程の所定のタイミングで下降及び上昇させる制御装置を備える。ここで、間欠回転式ロータリー型袋移送装置2が図2に示すものと同じであれば、充填ノズル8の往動始点は、前記円弧状移送経路上の5番目の停止位置(図5にVで示す)に、往動終点は6番目の停止位置(図5にVIで示す)に設定される。
別置式液体充填装置1Bでも、充填ノズル8が1つであるため、袋5が6番目の停止位置(充填ノズル8の往動終点)に停止している間に、往動工程の往動始点に復帰(復動)する必要があり、充填時間及び復動時間が図2に示す別置式液体充填装置1に比べて短くなる。その代わり、図2に示す別置式液体充填装置1では充填工程に使われていた7番目の停止位置(図5にVIIで示す)を、例えばスチーム吹き込みなど、他の包装処理に利用することができる。
まず、図6は、別置式液体充填装置1における充填ノズル8,9の往動経路の設定方法を説明するための模式図である。図6において、袋5は一点鎖線で示す移送経路31(点Sを中心とする半径rの円弧)上を、角度θ毎に停止しながら左回りに間欠移送される。本例の場合、後述する仮想往動経路の半径及び往動角度が、この移送経路の半径r及び1回の間欠移送の角度θに等しく設定されるものとする。移送経路31上の5〜7番目の停止位置(V、VI、VII)に袋5が描かれている。
(1)別置式液体充填装置の据付工程
別置式液体充填装置1を、間欠回転式ロータリー型袋移送装置2に隣接して、該間欠回転式ロータリー型袋移送装置2の袋の移送経路31の6番目の停止位置に略正対するように据え付ける。この据え付けにあたって特別な厳密さは要求されない。別置式液体充填装置1において、充填ノズル8,9の間隔は、移送経路31上の袋5,5の間隔と一致している必要がある。
なお、別置式液体充填装置1において、例えばメインアーム23とサブアーム25の可動範囲の中央位置(図6に2点鎖線で示す位置)が初期位置として設定され、この初期位置における位置制御データ(メインアーム23の揺動角度Qと伸縮長さL及びサブアーム25の回動角度R)が初期値(Q0,L0,R0)として制御装置に登録されている。
オペレーターが、別置式液体充填装置1の制御盤18のタッチパネル上で、間欠回転式ロータリー型袋移送装置2の機種を選択する。別置式液体充填装置1の制御装置には各種ロータリー型袋移送装置の袋の移送経路に関する情報(移送経路の径、移送経路上での1回の間欠移送の角度等)が予め登録されており、この選択により、間欠回転式ロータリー型袋移送装置2の移送経路に関する前記情報が読み出され、それに基づいて、別置式液体充填装置1における後述する仮想往動経路の径r及び同期往動角度θが設定される。
タッチパネル上で機種選択をする代わりに、ロータリー型袋移送装置の機体に前記情報が格納されたQRコード(登録商標)等の2次元バーコード銘板を取り付け、これを別置式液体充填装置に取り付けられた2次元バーコードリーダーで読み取り、制御装置に登録することもできる。
オペレーターが、制御盤18のタッチパネル上で、別置式液体充填装置1をティーチングモードに設定する。これによりメインアーム23を揺動させる駆動源、メインアーム23を伸縮させる駆動源、及びサブアーム25を回動させる駆動源が自由状態に切り替わる。駆動源は例えばいずれもサーボモータである。
オペレーターが、袋の移送経路上の5番目の停止位置と6番目の停止位置に、一対の充填ノズル8,9を手動操作で導いて位置決めする。この位置が充填ノズル8,9の往動始点A1,A2として設定される。この例では、往動始点A1,A2は、理想的な往動始点(移送経路31上の5,6番目の停止位置に描かれた袋5の中心位置)から若干ずれている。図6において、手動操作後(往動始点A1,A2の設定時)のメインアーム23とサブアーム25が、前記初期位置の左側に実線で示されている。32はサブアーム25の揺動支点軸である。Oはメインアーム23の揺動支点軸であり座標の原点位置とされる。
位置決め後、オペレーターが制御盤18のタッチパネルを操作することで、前記往動始点A1,A2の座標位置に対応する往動始点位置制御データ(メインアーム23の揺動角度Qiと伸縮長さLi及びサブアーム25の回動角度Ri)が、前記初期値(Q0,L0,R0)を基準として、各駆動源(サーボモータ)から取得される位置情報に基づいて算出され、制御装置に登録される。また、前記往動始点位置制御データから、原点Oに対する2つの往動始点A1,A2の座標位置が算出される。
オペレーターが、袋の移送経路上の6番目の停止位置と7番目の停止位置に、一対の充填ノズル8,9を手動操作で導いて位置決めする。この位置が充填ノズル8,9の実際の往動終点B1,B2として設定される。手動操作後(往動終点B1,B2の設定時)のメインアーム23とサブアーム25が、前記初期位置の右側に実線で示されている。
位置決め後、オペレーターが制御盤18のタッチパネルを操作することで、往動終点B1,B2の座標位置に対応する往動終点位置制御データ(メインアーム23の揺動角度Qtと伸縮長さLt及びサブアーム25の回動角度Rt)が、各駆動源(サーボモータ)から取得される位置情報に基づいて算出され、制御装置に登録される。
算出された往動始点A1,A2の座標位置と、当初設定された仮想往動経路の径rに基づき、仮想往動経路の中心Tの座標位置が算出され、さらに往動角度θから、充填ノズル8,9の仮想往動終点(往動始点A1,A2を前提とした理論上の往動終点)b1,b2の座標位置が制御装置により算出される。仮想往動終点b1,b2は、往動始点A1,A2を通る径rの円弧上に存在し、仮想往動終点b1は往動始点A2と同じ位置である。前記円弧上の往動始点A1から仮想往動終点b1までの経路が、充填ノズル8の仮想往動経路33として、往動始点A2から仮想往動終点b2までの経路が、充填ノズル9の仮想往動経路34として設定される。
この例では、往動始点A1,A2が前記理想的な往動始点と若干ずれていたため、仮想往動経路33,34の中心Tが移送経路31の中心Sとずれ、仮想往動終点b1,b2が理想的な往動終点(移送経路31上の6,7番目の停止位置に描かれた袋5の中心位置)からずれている。
往動始点A1,A2から仮想往動終点b1,b2までの仮想往動経路33,34上に、一定の角度間隔で(例えば微少角度Δθ毎に)、各々n−1個の点が設定され、その座標位置が制御装置により算出される。各仮想往動経路33,34において、各仮想往動終点b1,b2が往動始点A1,A2からn番目の点となる。
次いで、仮想往動経路33上のm番目の点と仮想往動経路34のm番目の点を一組とし、仮想往動経路33上のm番目の点に充填ノズル8が位置し、仮想往動経路34上のm番目の点に充填ノズル9が位置すると想定して、その座標位置に対応する位置制御データ(メインアーム23の揺動角度Qmと長さLm及びサブアーム25の回動角度Rm)が制御装置により算出される。ここで、mは1〜nの自然数であり、Qm、Lm、Rmは各仮想往動経路33,34上の往動始点A1,A2からm番目の点に対応する位置制御データ(メインアームの揺動角度Qと伸縮長さL及びサブアームの回動角度R)を意味する。nは任意に設定できるが、例えば50〜10000程度の値が選ばれる。
次に、仮想往動終点b1,b2の座標位置に対応する位置制御データ(Qn,Ln,Rn)と、往動終点B1,B2の座標位置に対応する位置制御データ(Qt,Lt,Rt)とのずれの大きさ(ΔQ,ΔL,ΔR)に応じて、仮想往動経路33,34上のn個の点の座標位置に対応する位置制御データ(Qm,Lm,Rm)の各々に対し、往動始点A1,A2からの角度間隔に比例する補正値が制御装置より付加される。具体的には、仮想往動経路33,34上の往動始点A1,A2からm(m:1〜n)番目の点の座標位置に対応する位置制御データ(Qm,Lm,Rm)に、それぞれΔQ×(m/n)、ΔL×(m/n)、ΔR×(m/n)が補正値として付加される。
仮想往動経路33,34上の往動始点A1,A2、各仮想往動経路33,34上のm番目の点、及び仮想往動終点b1,b2の各座標位置に対応する位置制御データを表1に、補正後の位置制御データを表2に示す。補正後の位置制御データは、オペレーターが手動で設定した往動始点A1,A2と往動終点B1,B2を、略円弧状につなぐ往動経路35,36上の各点に対応するものであり、これが実際の往動経路として設定される。
オペレータが制御盤18のタッチパネル上で、別置式液体充填装置1をこれまでのティーチングモードから運転モードに切り換え設定する。これにより、制御装置により各駆動源が保持状態に維持されるとともに、充填ノズル8,9が登録された往動始点A1,A2に移動する。
オペレータが間欠回転式ロータリー型袋移送装置2の制御盤20を操作して運転開始を指示すると、間欠回転式ロータリー型袋移送装置2が運転を開始する。同時に、別置式液体充填装置1の制御装置は、間欠回転式ロータリー型袋移送装置2からの制御信号(往動及び復動速度、往動及び復動の開始タイミング等)と、設定された前記往動経路35,36上の各点に対応する前記位置制御データに基づいて各駆動機構を作動させ、充填ノズル8,9を、間欠回転式ロータリー型袋移送装置2により間欠移送される袋5に同期し、前記往動経路35,36上を円弧補間して往動させる。復動経路は往動経路35,36と同一経路(逆方向)でもよく、別経路でもよい。なお、間欠回転式ロータリー型袋移送装置2からの制御信号には、充填ノズル8,9の昇降タイミング等の制御信号も含まれる。
図7において、袋5は一点鎖線で示す移送経路31(点Sを中心とする半径rの円弧)上を、角度θ毎に停止しながら左回りに間欠移送される。移送経路31上の5,6番目の停止位置(V、VI)に袋5が描かれている。
(1)別置式液体充填装置の据付工程
別置式液体充填装置1Aを、間欠回転式ロータリー型袋移送装置2に隣接して、該間欠回転式ロータリー型袋移送装置2の袋の移送経路の6番目の停止位置に略正対するように据え付ける。この据付に当たって特別な厳密さは要求されない。
なお、別置式液体充填装置1Aでも、例えばメインアーム23とサブアーム25の可動範囲の中央位置が初期位置として設定され、この初期位置における位置制御データ(メインアーム23の揺動角度Q及びサブアーム25の回動角度R)が初期値(Q0,R0)として制御装置に登録されている。
オペレーターが、別置式液体充填装置1Aが適用される間欠回転式ロータリー型袋移送装置2の機種を選択する。この選択により、間欠回転式ロータリー型袋移送装置2の移送経路に関する情報(移送経路の径、移送経路上での1回の間欠移送の角度等)が読み出され、それに基づいて、別置式液体充填装置1Aにおける後述する仮想往動経路の径r及び同期往動角度θが設定される。
オペレーターが、別置式液体充填装置1Aをティーチングモードに設定する。これによりメインアーム23を揺動させる駆動源、及びサブアーム25を回動させる駆動源が自由状態に切り替わる。駆動源は例えばいずれもサーボモータである。
オペレーターが、移送経路31上の5番目の停止位置に、充填ノズル8を手動操作で導いて位置決めする。この位置が充填ノズル8の往動始点A1として設定される。図7において、32はサブアーム25の揺動支点軸である。Oはメインアーム23の揺動支点軸であり座標の原点位置とされる。
位置決め後、オペレーターの操作により、往動始点A1の座標位置に対応する往動始点位置制御データ(メインアーム23の揺動角度Qiとサブアーム25の回動角度Ri)が、各駆動源(サーボモータ)から取得される位置情報に基づいて算出され、制御装置に登録される。また、前記往動始点位置制御データから、原点Oに対する往動始点A1の座標位置が算出される。
オペレーターが、移送経路31上の6番目の停止位置に、充填ノズル8を手動操作で導いて位置決めする。この位置が充填ノズル8の往動終点B1として設定される。
位置決め後、オペレーターの操作により、前記往動終点B1の座標位置に対応する位置制御データ(メインアーム23の揺動角度Qt及びサブアーム25の回動角度Rt)が、前記初期値(Q0,R0)を基準として、各駆動源(サーボモータ)から取得される位置情報に基づいて算出され、制御装置に登録される。また、前記位置制御データから、原点Oに対する往動終点B1の座標位置が算出される。
算出された往動始点A1及び往動終点B1の座標位置と、当初設定された仮想往動経路の径rに基づき、仮想往動経路の中心Tの座標位置が算出され、さらに前記往動角度θから、充填ノズル8の仮想往動終点(往動始点A1を前提とした理論上の往動終点)b1の座標位置が制御装置により算出される。前記円弧上の往動始点A1から仮想往動終点b1までの経路が、充填ノズル8の仮想往動経路33として設定される。
往動始点A1から仮想往動終点b1までの仮想往動経路33上に、一定の角度間隔で(例えば微少角度Δθ毎に)、各々n−1個の点が設定され、その座標位置が制御装置により算出される。仮想往動経路33において、仮想往動終点b1が往動始点A1からn番目の点となる。
次いで、仮想往動経路33上のm番目の点に充填ノズル8が位置すると想定して、その座標位置に対応する位置制御データ(メインアーム23の揺動角度Qm及びサブアーム25の回動角度Rm)が制御装置により算出される。ここで、mは1〜nの自然数であり、Qm、Rmは仮想往動経路33上の往動始点A1からm番目の点に対応する位置制御データ(メインアームの揺動角度Q及びサブアームの回動角度R)を意味する。nは任意に設定できるが、例えば50〜10000程度の値が選ばれる。
次に、仮想往動終点b1の座標位置に対応する位置制御データ(Qn,Rn)と、往動終点B1の座標位置に対応する位置制御データ(Qt,Rt)とのずれの大きさ(ΔQ,ΔR)に応じて、仮想往動経路33上のn個の点の座標位置に対応する位置制御データ(Qm,Rm)の各々に対し、往動始点A1からの角度間隔に比例する補正値が制御装置より付加される。具体的には、仮想往動経路33上の往動始点A1からm(m:1〜n)番目の点の座標位置に対応する位置制御データ(Qm,Rm)に、それぞれΔQ×(m/n)、ΔR×(m/n)が補正値として付加される。
補正後の位置制御データは、オペレーターが手動で設定した往動始点A1と往動終点B1をつなぐ往動経路35(仮想往動経路33の円弧と重なる)上の各点に対応するものであり、これが実際の往動経路として設定される。
図8において、袋5は一点鎖線で示す移送経路31(点Sを中心とする半径rの円弧)上を、角度θ毎に停止しながら左回りに間欠移送される。移送経路31上の5,6番目の停止位置(V、VI)に袋5が描かれている。図8において、A1は往動始点、b1は仮想往動終点、B1は往動終点、33は仮想往動経路(往動始点A1から仮想往動終点b1までの円弧)、35は往動経路(往動始点A1から往動終点B1までの円弧)である。
別置式液体充填装置1Bの充填ノズル8の往動経路設定は、別置式液体充填装置1Aと全く同様の手順(各点の位置制御データがアーム23の揺動角度Qと長さLからなる点でのみ異なる)で行われるので、詳細は省略する。
2 ロータリー型袋移送装置
4 グリッパー
5 袋
8,9 充填ノズル
23 メインアーム
24 昇降軸
25 サブアーム
33,34 仮想往動経路
35,36 往動経路
A1,A2 往動始点
b1,b2 仮想往動終点
B1,B2 往動終点
O 座標位置の原点
Claims (6)
- 円弧状移送経路に沿って容器を移送するロータリー型容器移送装置に隣接配置され、包装処理部材により前記円弧状移送経路を移送される容器に所定の包装処理を行う別置式包装処理装置の前記包装処理部材の往動経路設定方法において、前記別置式包装処理装置は、前記円弧状移送経路の外側に揺動支点を有し、水平面内で揺動可能でかつ伸縮可能に設置されたメインアームと、前記メインアームの先端部に水平面内で回動可能に軸支されたサブアームと、前記サブアームに所定間隔を置いて設置された複数個の包装処理部材と、前記メインアームを往復揺動させる駆動源と、前記メインアームを伸縮させる駆動源と、前記サブアームを軸回りに回動させる駆動源と、以上の駆動源を制御して、前記複数個の包装処理部材を前記円弧状移送経路を移送される複数個の容器に同期して往動経路上を往動させ、各包装処理部材が往動終点に達した後、往動始点に復動させる制御装置を備え、各包装処理部材が前記往動経路上で複数個の容器に同時に所定の包装処理を行うものであり、
前記別置式包装処理装置を前記ロータリー型容器移送装置に隣接配置し、
前記移送経路に対応する包装処理部材の仮想往動経路の径r及び同期往動角度θを設定し、
各包装処理部材を往動始点に手動にて移動させ、各駆動源から取得した位置情報に基づき、各往動始点の座標位置に対応する往動始点位置制御データであるメインアームの揺動角度Qiと長さLi及びサブアームの回動角度Riを算出し、前記往動始点位置制御データから各往動始点の座標位置を算出し、
各包装処理部材を往動終点に手動にて移動させ、各駆動源から取得した位置情報に基づき、各往動終点の座標位置に対応する往動終点位置制御データであるメインアームの揺動角度Qtと長さLt及びサブアームの回動角度Rtを算出し、該往動終点位置制御データから各往動終点の座標位置を算出し、
各往動始点の座標位置に基づき、全ての往動始点を通り前記仮想往動経路の径rと同じ径を有する円弧の中心の座標位置を算出し、
各往動始点の座標位置と前記円弧の中心の座標位置に基づき、前記円弧上を各往動始点から前記同期往動角度θだけ進んだ点を仮想往動終点としてその座標位置を算出し、前記円弧の各往動始点と仮想往動終点をつなぐ部分を仮想往動経路として設定し、
各往動始点から所定の微少間隔を置いて仮想往動経路上に分布する仮想往動終点を含むn個の点の座標位置にそれぞれ対応する位置制御データであるメインアームの揺動角度Qmと長さLm及びサブアームの回動角度Rmを算出し、仮想往動終点に対応する位置制御データであるメインアームの揺動角度Qnと長さLn及びサブアームの回動角度Rnと、往動終点位置制御データであるメインアームの揺動角度Qtと長さLt及びサブアームの回動角度Rtとのずれの大きさに応じて、仮想往動経路上のn個の点の座標位置に対応する位置制御データであるメインアームの揺動角度Qmと長さLm及びサブアームの回動角度Rmに対し、往動始点からの間隔に比例する補正値を付加し、
これにより往動始点と往動終点を略円弧状につなぐ往動経路を設定することを特徴とする別置式包装処理装置における包装処理部材の往動経路の設定方法。
ただし、mは1〜nの自然数であり、Qm、Lm、Rmは各仮想往動経路上の往動始点からm番目の点の座標位置に対応するメインアームの揺動角度Qと長さL及びサブアームの回動角度Rを意味する。 - 円弧状移送経路に沿って容器を移送するロータリー型容器移送装置に隣接配置され、包装処理部材により前記円弧状移送経路を移送される容器に所定の包装処理を行う別置式包装処理装置の前記包装処理部材の往動経路設定方法において、前記別置式包装処理装置は、前記円弧状移送経路の外側に揺動支点を有し、水平面内で揺動可能に設置されたメインアームと、前記メインアームの先端部に水平面内で回動可能に軸支されたサブアームと、前記サブアームに設置された包装処理部材と、前記メインアームを往復揺動させる駆動源と、前記サブアームを軸回りに回動させる駆動源と、以上の駆動源を制御して、前記包装処理部材を前記円弧状移送経路を移送される容器に同期して往動経路上を往動させ、包装処理部材が往動終点に達した後、往動始点に復動させる制御装置を備え、包装処理部材が前記往動経路上で容器に所定の包装処理を行うものであり、
前記別置式包装処理装置を前記ロータリー型容器移送装置に隣接配置し、
前記移送経路に対応する包装処理部材の仮想往動経路の径r及び同期往動角度θを設定し、
包装処理部材を往動始点に手動にて移動させ、各駆動源から取得した位置情報に基づき、往動始点の座標位置に対応する往動始点位置制御データであるメインアームの揺動角度Qiとサブアームの回動角度Riを算出し、該往動始点位置制御データから往動始点の座標位置を算出し、
包装処理部材を往動終点に手動にて移動させ、各駆動源から取得した位置情報に基づき、往動終点の座標位置に対応する往動終点位置制御データであるメインアームの揺動角度Qtとサブアームの回動角度Rtを算出し、該往動終点位置制御データから往動終点の座標位置を算出し、
往動始点及び往動終点の座標位置に基づき、両点を通り前記仮想往動経路の径rと同じ径を有する円弧の中心の座標位置を算出し、
往動始点の座標位置と前記円弧の中心の座標位置に基づき、前記円弧上を往動始点から前記同期往動角度θだけ進んだ点を仮想往動終点としてその座標位置を算出し、前記円弧の往動始点と仮想往動終点をつなぐ部分を仮想往動経路として設定し、
往動始点から所定の微少間隔を置いて仮想往動経路上に分布する仮想往動終点を含むn個の点の座標位置にそれぞれ対応する位置制御データであるメインアームの揺動角度Qm及びサブアームの回動角度Rmを算出し、仮想往動終点に対応する位置制御データであるメインアームの揺動角度Qn及びサブアームの回動角度Rnと、往動終点位置制御データであるアームの揺動角度Qt及びサブアームの回動角度Rtとのずれの大きさに応じて、仮想往動経路上のn個の点の座標位置に対応する位置制御データであるメインアームの揺動角度Qm及びサブアームの回動角度Rmに対し、往動始点からの間隔に比例する補正値を付加し、
これにより往動始点と往動終点を円弧状につなぐ往動経路を設定することを特徴とする別置式包装処理装置における包装処理部材の往動経路の設定方法。
ただし、mは1〜nの自然数であり、Qm、Rmは各仮想往動経路上の往動始点からm番目の点に対応するメインアームの揺動角度Qとサブアームの回動角度Rを意味する。 - 円弧状移送経路に沿って容器を移送するロータリー型容器移送装置に隣接配置され、包装処理部材により前記円弧状移送経路を移送される容器に所定の包装処理を行う別置式包装処理装置の前記包装処理部材の往動経路設定方法において、前記別置式包装処理装置は、前記円弧状移送経路の外側に揺動支点を有し、水平面内で揺動可能でかつ伸縮可能に設置されたアームと、前記アームの先端部に設置された包装処理部材と、前記アームを往復揺動させる駆動源と、前記アームを伸縮させる駆動源と、以上の駆動源を制御して、前記包装処理部材を前記円弧状移送経路を移送される容器に同期して往動経路上を往動させ、包装処理部材が往動終点に達した後、往動始点に復動させる制御装置を備え、包装処理部材が前記往動経路上で容器に所定の包装処理を行うものであり、
前記別置式包装処理装置を前記ロータリー型容器移送装置に隣接配置し、
前記移送経路に対応する包装処理部材の仮想往動経路の径r及び同期往動角度θを設定し、
包装処理部材を往動始点に手動にて移動させ、各駆動源から取得した位置情報に基づき、往動始点の座標位置に対応する往動始点位置制御データであるアームの揺動角度Qiと長さLiを算出し、該往動始点位置制御データから往動始点の座標位置を算出し、
包装処理部材を往動終点に手動にて移動させ、各駆動源から取得した位置情報に基づき、往動終点の座標位置に対応する位置制御データであるアームの揺動角度Qtと長さLtを算出し、該往動終点位置制御データから往動終点の座標位置を算出し、
往動始点及び往動終点の座標位置に基づき、両点を通り前記仮想往動経路の径rと同じ径を有する円弧の中心の座標位置を算出し、
往動始点の座標位置と前記円弧の中心の座標位置に基づき、前記円弧上を往動始点から前記同期往動角度θだけ進んだ点を仮想往動終点としてその座標位置を算出し、前記円弧の往動始点と仮想往動終点をつなぐ部分を仮想往動経路として設定し、
往動始点から所定の微少間隔を置いて仮想往動経路上に分布する仮想往動終点を含むn個の点の座標位置にそれぞれ対応する位置制御データであるアームの揺動角度Qm及び長さLmを算出し、仮想往動終点に対応する位置制御データであるアームの揺動角度Qn及び長さLnと、往動終点位置制御データであるアームの揺動角度Qt及び長さLtとのずれの大きさに応じて、仮想往動経路上のn個の点の座標位置に対応する位置制御データであるアームの揺動角度Qm及び長さLmに対し、往動始点からの間隔に比例する補正値を付加し、
これにより往動始点と往動終点を円弧状につなぐ往動経路を設定することを特徴とする別置式包装処理装置における包装処理部材の往動経路の設定方法。
ただし、mは1〜nの自然数であり、Qm、Lmは各仮想往動経路上の往動始点からm番目の点に対応するメインアームの揺動角度Q及び長さLを意味する。 - 前記各駆動源がそれぞれ独立したサーボモータからなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載された別置式包装処理装置における包装処理部材の往動経路の設定方法。
- 前記包装処理部材が液体充填ノズルであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載された別置式包装処理装置における包装処理部材の往動経路の設定方法。
- 前記ロータリー型容器移送装置が前記容器を移送経路に沿って一定角度ずつ間欠的に移送する間欠移送式ロータリー型容器移送装置であり、前記径r及び角度θが、容器の移送経路の径及び1回の間欠移送の角度に等しいことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載された別置式包装処理装置における包装処理部材の往動経路の設定方法。
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