JP2013154913A - Heating controller for packaging machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、合成樹脂からなるシートを熱により溶着する包装機の加熱制御装置に関する。 The present invention relates to a heating control device of a packaging machine for welding a sheet made of a synthetic resin by heat.
従来の加熱制御装置を説明するにあたり、まず、一般的な包装機について図1に基づき説明する。前記包装機10は、特許文献1および特許文献2に示すものが公知となっており、合成樹脂等からなるシート81がロール状に巻回された原反フィルム80と、この原反フィルム80の外周を回転自在に支持するとともに回転駆動源の一例であるモータ60に接続された送りローラ62と、前記シート81の両端を巻き込むようにシート81の姿勢を変更する案内部材42と、前記シート81を筒状に形取る筒フォーマ40と、筒状に形取られたシート81を回転駆動源の一例であるモータ50の駆動により前方へ送り出すローラ51と、往復駆動源の一例であるシリンダ14に接続され前記シート81の両端の重なり合った部位を溶着する縦シールユニット11と、往復駆動源の一例であるシリンダ20に接続され前記シート81を溶着して底部と上部を成形する横シールユニット15と、前記モータ50,60および前記シリンダ14,20等の駆動源に接続されるとともに、それぞれの駆動源に動作指令を送る駆動制御装置(図示せず)と、前記縦シールユニット11および横シールユニット15に接続され前記シート81の溶着を制御する加熱制御装置1(1y)とから構成される。
In describing a conventional heating control apparatus, first, a general packaging machine will be described with reference to FIG. As the
前記縦シールユニット11は、通電により加熱するヒータ12aと、このヒータ12aを取りつけたヒータブロック12と、このヒータブロック12に組み込まれヒータ12aの近傍の温度を検出可能な温度センサ13とから構成される。また、縦シールユニット11は、前記筒フォーマ40の近辺に配されており、前記エアシリンダ14の動作により上述した筒状のシート81の両端の重なり合った部位を押さえることができる。
The
一方、前記横シールユニット15は、通電により加熱するヒータ16a,16bと、このヒータ16a,16bを取りつけたヒータブロック16と、このヒータブロック16に組み込まれ前記ヒータ16aの近傍の温度を検出可能な温度センサ17とから構成される。また、横シールユニット15は、前記筒フォーマ40の下部に配されており、前記エアシリンダ20等の動作により前記シート81の上下方向2箇所を押さえることができる。
On the other hand, the
前記駆動制御装置は、前記モータ50,60および前記シリンダ14,20等に接続されており、前記シート81の送り出し動作および押さえ動作等を制御可能に構成される。また、この駆動制御装置は、前記加熱制御装置1(1y)に接続されているため、上述の送り出し動作および押さえ動作等に加え、前記シート81の溶着動作が一連の流れで制御可能に構成される。
The drive control device is connected to the
これにより、前記包装機10は、前記駆動制御装置の指令を受けてシート81を定量送り出し、前記縦シールユニット11を作動してシート81の両端の重なり合った部位を溶着するとともに、前記駆動制御装置の指令を受けて前記横シールユニット15は、前記シート81へ押し当てられ、シート81の横方向の2箇所を溶着する。この横方向の2箇所とは、前記ヒータ16bの加熱によって成形される袋82の上部と、前記ヒータ16aの加熱によって成形される底部とを指す。その後、前記筒フォーマ40の上方から袋詰めすべき所望部品90が投入され、前記底部に到達する。
As a result, the
次に、従来の加熱制御装置1yは、特許文献2にその詳細が記載されており、以下に説明する。従来の加熱制御装置1yは、前記ヒータ12a,16a,16bおよび前記温度センサ13,17がそれぞれ接続されており、前記温度センサ13,17による検出温度およびあらかじめ設定された設定温度を比較する温度補正回路と、電源電圧の変動を検出する電源電圧補正回路と、この電源電圧補正回路および前記温度補正回路に接続したヒータ12a,16aへの交流電源の導通角を制御する位相制御回路とから構成される。
Next, details of the conventional
また、従来の加熱制御装置1yにおけるヒータ12a,16a,16bへの加熱制御は、前記温度センサ13,17によってヒータ12a,16a近傍の蓄熱量、つまり前記ヒータブロック12,16の温度をそれぞれ検出する。その後、検出したヒータブロック12,16の温度に基づき前記ヒータ12a,16a,16bへ供給する電源電圧がそれぞれ設定される。また、前記各ヒータへ供給する電源電圧の設定は、前記電源電圧補正回路によって行われ、前記位相制御回路によって前記交流電源の導通角を制御され、供給する前記電源電圧が制限される。つまり、従来の加熱制御は、あらかじめ設定された固定の短い通電時間に基づいて、制限された電源電圧を変動して各ヒータに通電する電源電圧制御と換言できる。
Further, in the heating control to the
ところで、前記シート81の厚みが薄い場合であれば、前記電源電圧を低く設定して各ヒータの加熱を抑制して溶着部に破れの発生を防止する一方、前記シート81の厚みが厚い場合であれば、前記電源電圧を高く設定して各ヒータの加熱不足による溶着部の溶着不足の発生を防止する。また、前記ヒータブロック12,16の蓄熱量は、前記包装機10を長期間運転停止していると少ない一方、連続運転していると多く、包装機10の稼働状況によって前記ヒータブロック12,16の温度差が大きい。このように、使用するシート81の厚みあるいは包装機10の稼働状況に合わせて各ヒータの加熱制御を行い、様々な溶着条件であっても良好なシートの溶着を行う必要がある。
By the way, if the thickness of the
しかしながら、従来の加熱制御装置1yは、前述した溶着条件を全て満足する溶着を行えない問題があった。これは、上述のように前記通電時間が短い固定の時間に設定されているとともに各ヒータへ供給する電源電圧の増減可能な範囲が制限されるからである。具体的には、前記電源電圧の設定可能な上限あるいは下限がそれぞれあるため、例えば、前記シート81の厚みの薄い溶着条件を犠牲にし、厚い溶着条件のみ良好な溶着が行えるように前記通電時間に基づき前記電源電圧を上限に設定していた。また、例えば、前記ヒータブロック12,16の低い温度の溶着条件を犠牲にし、連続運転時の高い温度の溶着条件のみ良好な溶着が行えるよう前記通電時間に基づき前記電源電圧を下限に設定していた。
However, the conventional
また、従来の加熱制御装置1yは、前記シート81の厚みあるいは材質等が変更される度に、使用するシート81の種類に合わせて前記ヒータブロック12,16の温度に対応する前記電源電圧を都度設定変更しなければならず、この設定変更に時間を要する問題もあった。
Further, the conventional
本発明は上記課題に鑑みて創成されたものであり、周囲温度あるいはヒータブロックの蓄熱量が低くてもシートの溶着不足による不良発生を低減できる加熱制御装置の提供を目的とする。この目的を達成するために、本発明は、通電により加熱しシートを溶着可能なヒータと、自身の温度に応じた電圧を出力可能な温度センサと、前記ヒータおよび前記温度センサをともに内蔵したヒータブロックと、前記温度センサの電圧を温度に換算し、この検出温度に基づき前記ヒータの通電を行う加熱制御装置とを備えた包装機において、任意の設定温度およびこの設定温度に対応する前記ヒータへの通電時間をあらかじめ設定された加熱データと、この加熱データを前記設定温度毎に設定して複数の加熱データを記憶する記憶部と、前記検出温度と一致する前記設定温度の前記加熱データを判断し前記通電時間を選択する制御部と、から構成したことを特徴とする。なお、前記加熱データは、使用する前記シートの種類毎にあらかじめ設定することが好ましい。また、前記設定温度を任意の範囲に設定してもよい。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a heating control apparatus that can reduce the occurrence of defects due to insufficient sheet welding even when the ambient temperature or the amount of heat stored in the heater block is low. In order to achieve this object, the present invention provides a heater that can be heated by energization to weld a sheet, a temperature sensor that can output a voltage corresponding to its own temperature, and a heater that incorporates both the heater and the temperature sensor. In a packaging machine including a block and a heating control device that converts the voltage of the temperature sensor into a temperature and energizes the heater based on the detected temperature, to an arbitrary set temperature and the heater corresponding to the set temperature The heating data in which the energization time is set in advance, a storage unit that sets the heating data for each set temperature and stores a plurality of heating data, and the heating data at the set temperature that matches the detected temperature are determined. And a control unit for selecting the energization time. The heating data is preferably set in advance for each type of the sheet to be used. Further, the set temperature may be set in an arbitrary range.
本発明の加熱制御装置1は、検出されたヒータブロック12,16の検出温度とあらかじめ設定された設定温度とを比較し、前記設定温度に対応する前記通電時間を選択し、前記ヒータ12aおよび前記ヒータ16a,16bに所定の電圧をそれぞれ選択した前記通電時間に渡って供給する。このため、例えば前記ヒータ12a,16a,16bが長時間通電されず、前記ヒータブロック12,16の蓄熱量が低い場合であっても、その蓄熱量に見合った前記通電時間がそれぞれ設定されているため、前記シート81の溶着時にはヒータブロック12,16の温度が所定の温度に達する。よって、本発明の加熱制御装置1は、周囲温度等の影響によりヒータブロック12,16の温度が低い場合であっても、高い場合であっても共にシート81を良好に溶着できる利点がある。また、前記加熱データに前記シート81の材質および厚みあるいはどちらか一方の条件を追加して設定できるため、シート81の段替え時に使用するシートの種類を選択しておけば該当するシートの種類に対応した加熱データを用いて加熱制御できる。このため、本発明の加熱制御装置1は、シートの段替え時に使用するシートの種類を一度選択すれば良いので従来のようにシートの溶着に係わる諸条件の設定変更に時間を要しない利点もある。さらに、加熱制御装置1は、前記設定温度を任意の範囲に広げて設定できるため、あらかじめ設定する前記加熱データの数を最小限にできる利点もある。
The
以下、図1および図2に基づき本発明の一実施例を説明する。本発明の加熱制御装置1は、図2に示すように前記温度センサ13,17に接続された温度変換器4と、前記ヒータ12a,16a,16bに接続された電圧印可部5と、前記温度変換器4および前記電圧印可部5に接続された制御部2と、この制御部2に接続され前記ヒータ12a,16a,16bへ通電する条件である加熱データ等を記憶する記憶部3と、前記加熱データのパラメータを記憶部3に入力可能な入力手段6とから構成される。なお、本発明の加熱制御装置1は、図1に示すように前記包装機10の加熱制御装置1yに置き換えて使用されるため、ここでは包装機10の詳細な説明を省略する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. As shown in FIG. 2, the
前記温度変換器4は、前記温度センサ13,17に組み込まれた熱伝対(図示せず)の出力電圧を検出可能であるとともに、この出力電圧から温度へ換算可能に構成される。この換算した温度(以下、検出温度という。)は、前記温度センサ13,17の温度であるとともに、前記ヒータ12a,16a近傍の前記ヒータブロック12,16の温度でもある。また、前記検出温度は、前記シート81の溶着直前に検出されており、前記検出温度に基づき後述する前記加熱データが選択される。
The
前記電圧印可部5は、前記ヒータ12a,16a,16bへ所定の電圧をそれぞれ印可可能に構成されており、前記ヒータ12a,16a,16bは、各ヒータに印可する電圧が所定の時間、通電されることで加熱する。なお、本実施例において、各ヒータ12a,16a,16bにそれぞれ印可する前記電圧は、電圧変換器(図示せず)から得られる共通の固定電圧であり、この固定電圧は、前記縦シールユニット11および横シールユニット15が前記シートに当接した後、各ヒータ12a,16a,16bへ印可される。
The
前記加熱データは、任意に設定された設定温度、前記ヒータブロック12,16の前記設定温度における各ヒータ12a,16a,16bへの通電時間、使用するシート81の種類、からなる3つのパラメータがそれぞれ関連付けられて1つのデータとして構成される。また、前記通電時間は、前記ヒータブロック12,16の温度および使用する前記シート81の種類を基準にして設定されており、様々な溶着条件において良好なシート81の溶着が行える。
The heating data includes three parameters including an arbitrarily set temperature, energization time to the
なお、前記加熱データに使用するシート81の材質および厚みあるいはどちらか一方の情報が追加できるため、異なる種類のシートを溶着する場合であってもそれぞれ対応できる。さらに、前記加熱データの前記設定温度は、例えば10.0度以上25.0度以内のように範囲として設定が行えるため、前記加熱データの数を低減できる。
Note that the material and / or thickness of the
前記記憶部3は、前記制御部2および後述する入力手段6に接続されており、前記入力手段6を介して前記加熱データを複数記憶可能に構成される。また、記憶部3は、使用しているシート81の種類を登録可能に構成され、シート81の段替え時において、作業者が後述する入力手段6を用いて使用するシートの種類を選択できる。
The
前記制御部2は、前記温度変換器4および前記電圧印可部5、前記駆動制御装置にそれぞれ接続されており、前記駆動制御装置の指令を受けて前記温度変換器4から前記検出温度を取り込むとともに、この取り込んだ検出温度と使用中のシートの種類に対応する前記加熱データの設定温度とを比較する。また、制御部2は、前述した比較によって選択した加熱データから前記ヒータ12a,16a,16bへの通電時間をそれぞれ決定し、これら通電時間に渡って各ヒータへ固定電圧を印可するように前記電圧印可部5へ指令する。
The
前記入力手段6は、テンキー等からなるスイッチが複数配されており、これらスイッチを作業者によって操作され、前記加熱データ等を前記記憶部3に入力可能に構成される。
The input means 6 is provided with a plurality of switches composed of numeric keys and the like, and these switches can be operated by an operator so that the heating data and the like can be input to the
次に、作用について説明する。包装機10は、前記駆動制御装置の指令によりモータ50,60をそれぞれ駆動して前記シート81を定量送り出した後、前記シリンダ14,20等をそれぞれ作動する。これにより、シート81は、その両端の重なり合った部位を前記縦シールユニット11の前記ヒータ12aおよび前記筒フォーマ40に挟み込まれるとともに、縦シールユニット11の下部に配された前記横シールユニット15の前記ヒータ16a,16bにそれぞれ挟み込まれる。その後、前記加熱制御装置1は、前記駆動制御装置の指令により前記制御部2から前記温度変換器4に温度測定を指示する信号を送り、前記温度変換器4は、前記ヒータブロック12,16の温度に換算した検出温度をそれぞれ前記制御部2へ送る。前記制御部2は、使用しているシート81の種類に対応する前記加熱データから前記検出温度に一致する加熱データを比較し、判断する。この判断によって選択された加熱データから各ヒータ12a,16a,16bにそれぞれ通電する前記通電時間を選択して、固定電圧を前記通電時間に渡ってそれぞれ供給するよう前記電圧印可部5に指令する。これにより、各ヒータ12a,16a,16bは、それぞれ所定の時間に渡って固定電圧が通電され、挟み込まれたシート81の各部位が溶融して良好に溶着される。前記通電時間が全て経過すると、前記制御部2から溶着を完了した旨の信号が前記駆動制御装置に送られ、前記駆動制御装置は、前記シリンダ14,20等を復帰させて前記縦シールユニット11および前記横シールユニット12を前記シート81から遠ざける。これを受けて作業者(図示せず)は、前記部品90を前記筒フォーマ40の上方から投入するため、前記部品90は、前記横シールユニット12のヒータ16aによって次工程時に袋82の底部へ投入される。
Next, the operation will be described. The
以上説明したように、本発明の加熱制御装置1は、シート81の種類および各ヒータへの通電時間を基準に加熱制御するため、シート81の種類あるいは前記ヒータブロック12,16の温度に合わせて最適な通電時間が設定できる。このため、例えば、周囲温度等の影響によりヒータブロック12,16の温度が低いあるいは高い場合であっても、シート81の良好な溶着を行える利点がある。また、前記加熱データの設定項目にシート81の材質あるいは厚み等を追加し、使用するシート81の種類に応じてきめの細かい設定が行える利点もある。さらに、シート81の種類が変更される際には、使用するシート81の種類を選択するのみの簡単な設定変更となっているため、従来に比べて設定変更に時間を要さない利点もある。また、加熱制御装置1は、前記設定温度を任意の範囲に広げて設定できるため、あらかじめ設定する前記加熱データの数を最小限にできる利点もある。
As described above, the
1 加熱制御装置(本発明)
1y 加熱制御装置(従来)
2 制御部
3 記憶部
4 温度変換器
5 電圧印可部
6 入力手段
10 包装機
11 縦シールユニット
12 ヒータブロック
12a ヒータ
13 温度センサ
15 横シールユニット
16 ヒータブロック
16a ヒータ
16b ヒータ
17 温度センサ
80 原反フィルム
81 シート
82 袋
90 部品
1 Heating control device (present invention)
1y Heating control device (conventional)
DESCRIPTION OF
Claims (3)
任意の設定温度およびこの設定温度に対応する前記ヒータへの通電時間をあらかじめ設定された加熱データと、この加熱データを前記設定温度毎に設定して複数の加熱データを記憶する記憶部と、前記検出温度と一致する前記設定温度の前記加熱データを判断し前記通電時間を選択する制御部と、から構成したことを特徴とする加熱制御装置。 Heater that can be heated by energization to weld the sheet, temperature sensor that can output voltage according to its own temperature, heater block that incorporates both the heater and the temperature sensor, and the voltage of the temperature sensor is converted to temperature In a packaging machine provided with a heating control device for energizing the heater based on the detected temperature,
Heating data in which energization time to the heater corresponding to an arbitrary set temperature and the set temperature is set in advance, a storage unit that sets the heating data for each set temperature and stores a plurality of heating data, and And a control unit that determines the heating data of the set temperature that matches the detected temperature and selects the energization time.
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