JP2014129132A - Bag-making filling packer - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ヒータブロックが上下方向と横方向とにそれぞれ別々の駆動源によって駆動され、両駆動源の出力が合成されることでヒータブロックがボックスモーション動作をするエンドシール装置を備えた製袋充填包装機に関する。 The present invention relates to a bag making apparatus comprising an end seal device in which a heater block is driven by separate drive sources in the vertical direction and the horizontal direction, and the outputs of both drive sources are combined to cause the heater block to perform box motion operation. The present invention relates to a filling and packaging machine.
従来、製袋充填包装機は、側面図である図1及び平面図である図2に示す横型製袋充填包装機の例においても基本的な構成として採用されているように、原反ロールFrから繰り出した帯状包装材Fwをその帯状長手方向に搬送し、当該帯状包装材Fwの両側縁部分Fe,Feを近接させて略筒状に曲成するフォーマ22を有するフィルム送り装置2と、曲成された帯状包装材Fwに被包装物(製品)Pを一定間隔で送り込む供給装置1と、曲成された帯状包装材Fwの両側縁部分Fe,Feにセンターシールを施して筒状包装材Ftに成形するセンターシール装置と、被包装物Pを内部に有した筒状包装材Ftについて隣り合う被包装物P,Pの間の位置で横切る方向にエンドシールを施すエンドシール装置3とを備えている。エンドシール装置3には、エンドシール部Seの中間で筒状包装材Ftを切断する後述のカッタ装置を組み込むことができる。供給装置1、フィルム送り装置2及びエンドシール装置3はサーボモータによって別々に駆動されている。制御装置4がこれら装置1〜3を互いにタイミングを取って動作させている。こうした駆動制御により、帯状包装材Fwにシールを施して袋が製作され、当該袋内に被包装物Pを収納した袋包装体(ピロー包装体)Bpが製造されている(例えば特許文献1参照)。
Conventionally, as shown in FIG. 1 which is a side view and FIG. 2 which is a plan view, the bag filling and packaging machine is used as a basic configuration in the example of the horizontal bag making and packaging machine. A
横型製袋充填包装機のフィルム送り装置2は、紙送りローラ21、紙引きローラ23から構成される紙送り機構により、原反ロールFrから帯状包装材Fwを繰り出して送る。紙送りローラ21は、フィルム送り用サーボモータSM2Aによって駆動される。紙引きローラ23は、フィルム送り用サーボモータSM2Bによって駆動される左右のローラ23a,23bを備えており、ローラ周面間に包装材の両側縁部分Fe,Feを挟み込んで帯状包装材Fwを紙引きする。フォーマ22は、帯状包装材Fwの両側縁部分Fe,Feを互いに近づけて略閉じた湾曲状に成形する。センターシーラ24は、フィルム送り用サーボモータSM2Cによって駆動されるシールローラ24a,24bを備えている。シールローラ24a,24bは、回転しながらローラ周面間に湾曲状に成形された帯状包装材Fwの両側縁部分Fe,Feを挟み込んで加熱・加圧することでセンターシールを施し、センターシール部Scを形成しながら包装材Ftを下流に搬送する。湾曲状に成形された包装材は、センターシール部Scの形成により筒状包装材Ftに形成される。
The
被包装物Pの供給装置1は、被包装物Pの後部を押して搬送するプッシャアタッチメント11が所定の間隔で取り付けられている無端チェーン12を備えた供給コンベヤである。無端チェーン12は搬送方向の前後の端部に配置されたスプロケット14,14に巻き掛けられており、供給コンベヤ駆動用サーボモータSM1の回転出力が動力伝達機構を介して下流側のスプロケット14に伝達され、当該スプロケット14を回転駆動する。スプロケット14の歯部に無端チェーン12が噛み合っているので、スプロケット14の回転により無端チェーン12も駆動される(例えば特許文献2参照)。供給装置1においては、プッシャアタッチメント11が被包装物Pを押しながら搬送して、被包装物Pをフォーマ22内に送り込む。フォーマ22においては、帯状包装材Fwが略閉じた湾曲状に成形されるので、フォーマ22の出口側では、被包装物Pは湾曲状の包装材の内部に置かれた状態で包装材と共に送り出される。供給装置1は、プッシャアタッチメント11を探知する供給原点センサ10を備えている。
The
図8は、横型製袋充填包装機のエンドシール装置に備わるヒータブロックのボックスモーション軌跡の一例を示す図である。図1及び図8を参照すると、エンドシール装置3は、筒状包装材Ftの移送路を間に置いて上下に対向する一対のヒータブロック31a,31bを備えており、両ヒータブロック31a,31bは、31a´,31b´で示される位置にあるように、筒状包装材Ftを挟み込んだ状態で筒状包装材Ftの移送に合わせて移送方向(水平方向)に移動する間、筒状包装材Ftにヒートシールを施してエンドシール部Seを形成する。当該移動中に、ヒータブロック31aに内蔵したカッタ33をヒータブロック31b側に向かって突出させてエンドシール部Seの中央部分をカットし、その後、カッタ33を引き込みつつ互いに離間する。離間した両ヒータブロック31a,31bは、次の包装サイクルで再び互いに当接して水平移動し、上記の公転軌道を辿る動作を繰返す。このような、ヒータブロック31a,31bが軌跡32a,32bのような公転軌道を辿る動きをするエンドシール装置の方式をボックスモーション式と称する(例えば特許文献3参照)。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the box motion locus of the heater block provided in the end seal device of the horizontal bag making filling and packaging machine. Referring to FIGS. 1 and 8, the
上下一対のヒータブロック31a,31bにおいて、上側のヒータブロック31aはカッタ33を内蔵するための貫通孔34が設けられており、下側のヒータブロック31bには、突出したカッタ33を受けるための貫通孔35が設けられている。上側のヒータブロック31aの上部にはエアシリンダ(図示せず)などのアクチュエータが配設されており、内蔵されているカッタ33は、当該アクチュエータによって、ヒートシールのときに突出し、それ以外のときは引き込まれるように動作される。また、ヒータブロック31a,31bは、包装材にヒートシールを施すため、内部に加熱用のヒータを備えている。
In the pair of upper and lower heater blocks 31a and 31b, the
ボックスモーション式のエンドシール装置3には、サーボモータと溝カムのようなカムを用いて上下のヒータブロック31a,31bに公転移動を行わせるものと、カムを用いることなく、ヒータブロック31a,31bを噛合い方向に開閉移動させるための上下駆動用のサーボモータSM3Aと、包装材の送り方向に前後進させるための水平駆動用のサーボモータSM3Bというように複数の駆動モータを設け、それら各サーボモータを適宜のタイミングで動作させることで上下移動と水平移動とを合成してヒータブロック31a,31bを公転移動させるものがある(特許文献4を参照。複数駆動モータ方式については特許文献5を参照)。
The box motion type
図9は、ロールに巻き取った包装材から一部を繰り出した状態を示す包装材の斜視図である。図9に示すように、帯状包装材Fwには、袋長さLに対応した間隔を置いて印刷模様Mが印刷されており、その側縁部分には当該袋長さLの基準点であるレジマークRMが印刷されている。フィルム送り装置2は、レジマークRMを検出するマークセンサ20(図1、図2)を備えている。エンドシール装置3は、ヒータブロック31a,31bが停止するときに占める最も離間し且つ水平移動の中心となる位置(水平中間位置)を探知するエンドシーラ原点センサ30(図1、図2)を備えている。制御装置4は、供給原点センサ10、マークセンサ20及びエンドシーラ原点センサ30からの信号の入力を受けて、供給装置1の供給コンベヤ駆動用サーボモータSM1、フィルム送り装置2の紙送りローラ21を駆動するためのフィルム送り用サーボモータSM2A、紙引きローラ23を駆動するためのフィルム送り用SM2B及びセンターシーラ24を駆動するためのフィルム送り用SM2C、並びにヒータブロック31a,31bを上下駆動用サーボモータSM3A及び水平駆動用のサーボモータSM3Bのタイミングを伴った駆動制御を行い、これら装置1〜3を、所定のタイミングを保ちながら動作させる。
FIG. 9 is a perspective view of the packaging material showing a state in which a part is drawn out from the packaging material wound on the roll. As shown in FIG. 9, a printed pattern M is printed on the belt-shaped packaging material Fw at an interval corresponding to the bag length L, and the side edge portion is a reference point of the bag length L. A registration mark RM is printed. The
制御装置4は、横型製袋充填包装機の運転状態(各種設定状態)を記憶する記憶装置5と、当該包装機の運転状態を設定する操作が可能であると共に当該運転状態を表示可能な操作・表示部6と、装置1〜3の異常時にオペレータに包装材の状態の点検・監視を促す旨の報知を行う報知装置7と接続されている。制御装置4は、当該包装機の運転に際して、記憶装置5、操作・表示部6又は報知装置7と個別的に、或いは相互間で情報を遣り取りしている。横型製袋充填包装機を用いて袋包装体を製造しようとするときは、操作・表示部6を操作して、製造する袋の長さなどの基本設定値を機械に設定し、更にフィルム送り装置2、エンドシール装置3、供給装置1間のタイミング(位相差)を調整する必要がある。なお、報知装置7による報知は、例えば、ブザー、メッセージ、警告灯のような一つ又は組み合わせた手段で行うことができる。
The control device 4 has a
初期状態においては、供給装置1、フィルム送り装置2及びエンドシール装置3はそれぞれの基準点で停止した状態にある。フィルム送り装置2の停止位置は、マークセンサ20が、帯状包装材Fwに印刷されたレジマークRMを探知した位置である。エンドシール装置3の停止位置は、ヒータブロック31a,31bが水平中間位置を占めるときの当該ヒータブロック31aを探知するエンドシーラ原点センサ30がONした位置である。供給装置1の停止位置は、プッシャアタッチメント11を探知する供給原点センサ10がONした位置である。図9に示す帯状包装材Fwを用いて、上記の装置1〜3の所定のタイミングを調整することによって、図10に示すような被包装物Pを袋の内部に包装した袋包装体Bpが製造される。
In the initial state, the
横型製袋充填包装機においては、包装筒内に被包装物の滓が散らばる、或いは被包装物そのものが包装筒内で滑るなどして位置ずれするなどした場合、エンドシーラでの噛込みが発生する。また、機械回転数が速い場合などでは、かかる噛込みの検出が遅れることもある。当然のことながら、エンドシール部に噛込みが発生した包装体は不良品として排除する必要がある。噛み込んだ状態でカッタが動作したときには、被包装物によってカッタやヒータブロックが汚れてしまうことがある。このような事象に対処するため、上下のエンドシーラが包装材を挟み込んでいる間を検出区間とし、エンドシーラの噛込みを検出する技術が種々提案されている(例えば特許文献6参照)。 In horizontal bag making and filling machines, if the bag of packaging material is scattered in the packaging cylinder, or if the packaging object itself slips within the packaging cylinder, the end sealer bites. To do. In addition, when the mechanical rotation speed is high, detection of such biting may be delayed. As a matter of course, it is necessary to exclude the package body in which the end seal portion is bitten as a defective product. When the cutter operates in the state of being bitten, the cutter or the heater block may be contaminated by the packaged items. In order to deal with such an event, various techniques have been proposed for detecting the end sealer by setting the upper and lower end sealers sandwiching the packaging material as a detection section (see, for example, Patent Document 6).
エンドシールにおける噛込みを検出した場合の処理として、その旨の警報を発するとともに機械停止する(以下、「警報停止」という)場合と、カッタの動作を行わず袋包装体を連包として排出する場合とがある。カッタ動作を行わない処理の場合、カッタ動作の以前に噛込みが検出されれば問題ないが、カッタ動作後に検出された場合、噛込みが発生した不良品が下流に流れてしまうおそれがある。そのため、確実性を期す場合には、警報停止が選択されることとなる。また、被包装物が食品類でべたつきなどを伴う物品であった場合も、警報停止を選択し、停止後にカッタの汚れを点検する必要がある。更に被包装物が固い物品である場合には、ヒータブロックやカッタの破損が発生するおそれがある。 When the end seal bite is detected, a warning to that effect is issued and the machine is stopped (hereinafter referred to as “alarm stop”). When the cutter is not operated, the bag package is discharged as a bundle. There are cases. In the case of a process that does not perform the cutter operation, there is no problem if the biting is detected before the cutter operation. However, if the biting is detected after the cutter operation, there is a possibility that a defective product that has bite may flow downstream. Therefore, in order to ensure certainty, alarm stop is selected. In addition, when the packaged item is a food product that is sticky or the like, it is necessary to select the alarm stop and check the cutter for contamination after the stop. Further, when the package is a hard article, the heater block or the cutter may be damaged.
上下のエンドシーラが接触している間を検出区間としてエンドシーラの噛込みを検出する技術により、不良品を確実に検出できるようになり、不良品が下流に流れる危険性は確実に減ってきた。しかしながら、噛込みが発生し包装機械が警報停止した場合には、既に筒状包装材内に送り込まれている被包装物を全て取り除き、ヒータブロックやカッタを点検した結果、汚れがあるときにはこれらを清掃し、機械の調整動作をやり直すという一連の作業をするという手続が必要であり、袋包装体の生産はそうした手続を踏んだ後に再開される。こうした作業・手続を踏む間、被包装物や包装材のロス及び時間のロスが発生する。また、前記のように被包装物が固い物品であった場合には、噛込みを検出してもその時点で、ヒータブロックやカッタの破損が生じるおそれがある。 The technology that detects the biting of the end sealer while the upper and lower end sealers are in contact is now able to detect the defective product reliably, and the risk of the defective product flowing downstream has been reliably reduced. . However, if biting occurs and the packaging machine stops alarming, remove all items to be wrapped that have already been sent into the cylindrical packaging material and check the heater block and cutter. A procedure of cleaning and re-adjusting the machine is required, and the production of the bag package is resumed after the procedure. During these operations / procedures, loss of packaged items and packaging materials and loss of time occur. In addition, when the article to be packaged is a hard article as described above, there is a possibility that the heater block or the cutter may be broken at that time even if the biting is detected.
このように、現状においては、上下のエンドシーラが包装材にエンドシールを施すために包装材を挟み込む前に噛込みを検出するには、サーボモータの過負荷による警報停止を選択するより外はなく、このような過負荷による警報停止を行う対応では、被包装物が固い物品であった場合には、ヒータブロックに重大な損傷を与えてしまうことになる。 Thus, in the present situation, in order to detect biting before the upper and lower end sealers sandwich the packaging material in order to end seal the packaging material, it is necessary to select an alarm stop due to overload of the servo motor. On the other hand, in response to such an alarm stop due to overload, if the package is a hard article, the heater block will be seriously damaged.
そこで、製袋充填包装機において、エンドシールを施すべき包装材の部分に被包装物や異物があって、そのままでは、エンドシーラが備える一対のヒータブロックが被包装物や異物を噛み込むことになってしまう場合に、そうした被包装物や異物の噛込みを、包装材を挟み込み前に検出でき、かつ包装機械を警報停止せずに、処理可能にする点で解決すべき課題がある。 Therefore, in the bag-filling and packaging machine, there is an article to be packaged or foreign matter in the portion of the packaging material to be end-sealed, and as it is, a pair of heater blocks provided in the end sealer bites the article to be packaged or foreign matter. In such a case, there is a problem to be solved in that it is possible to detect the biting of the article to be packaged or foreign matter before the packaging material is sandwiched, and to allow the packaging machine to process without stopping the alarm.
この発明の目的は、上記課題を解決することであり、エンドシーラが備える一対のヒータブロックが接触する以前に、被包装物や異物の噛込みを検出でき、かつ包装機械を警報停止せずに処理をして、包装機の運転効率を高めることができる製袋充填包装機を提供することである。 The object of the present invention is to solve the above-mentioned problem, and before the pair of heater blocks provided in the end sealer come into contact, it is possible to detect the biting of an object to be packaged or foreign matter, and without stopping the packaging machine with an alarm. It is intended to provide a bag-filling and packaging machine that can process and increase the operating efficiency of the packaging machine.
上記の課題を解決するため、この発明による製袋充填包装機は、一対のヒータブロックを有していて当該ヒータブロック間に筒状包装材を挟み付けることで当該筒状包装材に横断方向のヒートシールをするエンドシーラと、前記エンドシーラを互いに噛合い方向に開閉駆動させるための第1サーボモータと、前記エンドシーラを前記筒状包装材の送り方向に前後駆動させるための第2サーボモータと、前記第1サーボモータ及び第2サーボモータの出力を合成することで前記ヒータブロックを公転軌道に沿って移動させるべく、前記公転軌道に対応した指令パルスに対する前記第1サーボモータ及び前記第2サーボモータからのフィードバックパルスの差を偏差カウンタでカウントし、当該偏差のカウント値に基づいてフィードバック制御を行う制御装置とを備えており、前記制御装置は、前記第1サーボモータについてのフィードバック制御において、前記指令パルスに対する溜まりパルス数を検出基準として、前記偏差カウンタが通常運転のときの当該溜まりパルス数を超える一定以上の溜まりパルスを検出したことに応答して、前記ヒータブロックが被包装物に接触したと判定し、前記第1サーボモータの出力回転を停止しその後、逆方向に出力回転させ、前記被包装物から離間する位置まで移動させることで前記ヒータブロックの退避動作を行わせることを特徴としている。 In order to solve the above problems, a bag-filling-packaging machine according to the present invention has a pair of heater blocks, and sandwiches the cylindrical packaging material between the heater blocks, so that the cylindrical packaging material is crossed in the transverse direction. An end sealer for heat sealing, a first servo motor for driving the end sealer to open and close in a meshing direction, and a second servo motor for driving the end sealer back and forth in the feed direction of the tubular packaging material And combining the outputs of the first servo motor and the second servo motor to move the heater block along the revolution trajectory, the first servo motor and the second servo with respect to the command pulse corresponding to the revolution trajectory. The deviation of the feedback pulse from the servo motor is counted by the deviation counter, and feedback control is performed based on the deviation count value. And the control device uses the number of accumulated pulses with respect to the command pulse as a detection reference in the feedback control for the first servo motor, and the number of accumulated pulses when the deviation counter is in normal operation. In response to detecting the accumulated pulse exceeding a certain value exceeding the above, it is determined that the heater block has come into contact with the package, the output rotation of the first servo motor is stopped, and then the output rotation is reversed in the reverse direction. The retraction operation of the heater block is performed by moving to a position away from the package.
この製袋充填包装機によれば、一対のヒータブロックを有するエンドシーラと、開閉駆動用の第1サーボモータと、前後駆動用の第2サーボモータとを有するボックスモーション動作をするエンドシール装置を備えていて、第1サーボモータ及び第2サーボモータの出力が合成されることで、ヒータブロックが公転軌道に沿ったボックスモーション動作をする。制御装置が行う制御は、公転軌道に対応した指令パルスに対する前記第1サーボモータ及び前記第2サーボモータからのフィードバックパルスの差を偏差カウンタでカウントし、当該偏差のカウント値に基づいて行うフィードバック制御である。エンドシーラ装置の制御においては、フィードバック制御がされつつエンドシーラの両ヒータブロックが公転軌道に沿って閉じ動作中であるときに、フィードバック制御の偏差カウンタで設定値以上の溜まりパルス数を検出することで、ヒータブロックが被包装物や異物と接触するのを検出したと判定される。「接触検出」と判定されたときには、第1サーボモータの出力回転を停止することでヒータブロックの噛合い方向への閉じ動作が停止され、その後更に、第1サーボモータの出力を逆方向に出力回転させて、ヒータブロックを被包装物から離間する位置まで移動させることで、ヒータブロックについて互いに離間する方向への退避動作が行われる。これにより、ヒータブロックは、被包装物や異物と接触しない位置まで移動される。 According to this bag making filling and packaging machine, there is provided an end seal device that performs a box motion operation having an end sealer having a pair of heater blocks, a first servo motor for opening / closing driving, and a second servo motor for front / rear driving. The heater block performs a box motion operation along the revolution orbit by combining the outputs of the first servo motor and the second servo motor. The control performed by the control device is a feedback control performed by counting the difference of the feedback pulses from the first servo motor and the second servo motor with respect to the command pulse corresponding to the revolution trajectory by a deviation counter and based on the deviation count value. It is. In the control of the end sealer, when both the heater blocks of the end sealer are closing along the revolution track while feedback control is being performed, the number of accumulated pulses exceeding the set value is detected by the feedback control deviation counter. Thus, it is determined that the heater block has detected contact with an object to be packaged or a foreign object. When it is determined as “contact detection”, the output rotation of the first servo motor is stopped to stop the closing operation in the meshing direction of the heater block, and then the output of the first servo motor is output in the opposite direction. By rotating and moving the heater block to a position away from the article to be packaged, the heater block is retracted in a direction away from each other. Thereby, the heater block is moved to a position where it does not come into contact with an object to be packaged or a foreign object.
この製袋充填包装機において、前記ヒータブロックの噛合い方向への閉じ動動作区間を接触検出区間とし、当該接触検出区間において、前記偏差カウンタが前記一定以上の溜まりパルスを検出するか否かの判定を行うことができる。ヒータブロックは被包装物や異物と接触し噛込みに至る事態を生じるおそれがあるのは、ヒータブロックの噛合い方向への閉じ動動作区間であるので、当該動動作区間を被包装物等との接触を検出すべき接触検出区間とし、当該接触検出区間において偏差カウンタでの溜まりパルス数の検出を行う。 In this bag making filling and packaging machine, a closing movement operation section in the meshing direction of the heater block is set as a contact detection section, and whether or not the deviation counter detects the accumulated pulse exceeding the predetermined value in the contact detection section. Judgment can be made. The heater block may come into contact with the object to be packaged or a foreign object, and the situation that may cause biting occurs in the closing movement operation section in the meshing direction of the heater block. In this contact detection section, the number of accumulated pulses is detected by the deviation counter.
この製袋充填包装機において、前記ヒータブロックが前記被包装物に接触したとの判定に基づいて前記第1サーボモータの出力を停止しその後逆方向に出力回転させるときに、前記第2サーボモータの駆動を通常運転のとおりに継続することができる。即ち、第1サーボモータの出力を停止しその後逆方向に出力回転させてヒータブロックを退避動作させる際には、ヒータブロックの包装材送り方向の移動についてはそのまま継続することができる。 In the bag making and filling machine, when the output of the first servo motor is stopped based on the determination that the heater block has come into contact with the article to be packaged, and then rotated in the reverse direction, the second servo motor Can be continued as in normal operation. That is, when the heater block is retracted by stopping the output of the first servo motor and then rotating the output in the reverse direction, the movement of the heater block in the packaging material feeding direction can be continued as it is.
この製袋充填包装機において、前記ヒータブロックが前記被包装物から離間する位置を、前記公転軌道上で前記噛合い方向に最大に離間した最大離間位置とすることができる。この場合、ヒータブロックは公転軌道上で噛合い方向に最も離れた位置にあるので、被包装物や異物から確実に離れることができる。また、前記公転軌道上の最大離間位置まで前記退避動作をした前記ヒータブロックは、一旦、最前進位置にまで包装材送り方向移動のみをし、その後、包装材送り方向中間位置にまで包装材送り方向移動のみをして通常運転再開に備えて待機することができる。ヒータブロックは、公転軌道上の最大離間位置まで退避動作をした後、開閉方向の移動をすることなく、一旦、公転軌道の基準位置となる包装材送り方向の最前進位置にまで移動して、その後、通常運転再開に備えて包装材送り方向移動のみをして運転再開の基準位置となる包装材送り方向中間位置にまで移動する。 In this bag making filling and packaging machine, the position at which the heater block is separated from the article to be packaged can be set to the maximum separation position at which the heater block is separated to the maximum in the meshing direction on the revolution track. In this case, since the heater block is located at the most distant position in the meshing direction on the revolution track, the heater block can be surely separated from the article to be packaged or foreign matter. In addition, the heater block that has been retracted to the maximum separation position on the revolution track temporarily moves only in the packaging material feed direction to the most advanced position, and then feeds the packaging material to an intermediate position in the packaging material feed direction. It is possible to wait in preparation for resuming normal operation by only moving in the direction. After retreating to the maximum separation position on the revolution track, the heater block moves to the most advanced position in the packaging material feed direction, which is the reference position of the revolution track, without moving in the opening and closing direction, Thereafter, in preparation for resuming the normal operation, only the movement in the packaging material feed direction is performed, and the machine moves to the intermediate position in the packaging material feed direction, which is the reference position for resuming the operation.
製袋充填包装機はエンドシール装置の運転のための操作・表示部を備えており、当該操作・表示部における運転再開操作に応答して、前記包装材送り方向中間位置から通常動作を再開することができる。包装材送り方向中間位置は、次の包装サイクルにおいてヒータブロックが占める公転軌道上の座標であるので、この待機状態からヒータブロックの公転軌道を巡る通常動作を再開する。 The bag making filling and packaging machine has an operation / display unit for operating the end seal device, and resumes normal operation from the intermediate position in the packaging material feed direction in response to the operation resumption operation in the operation / display unit. be able to. Since the intermediate position in the packaging material feed direction is a coordinate on the revolution trajectory occupied by the heater block in the next packaging cycle, normal operation around the revolution trajectory of the heater block is resumed from this standby state.
この製袋充填包装機において、前記一定以上の溜りパルス数は、操作・表示部において手動設定することができる。一定以上の溜りパルスの量を手動設定とすることにより、噛込みの検出に際して、噛込みが生じたか否かの閾値を条件や状況に応じて変更することができる。 In this bag making filling and packaging machine, the number of accumulated pulses equal to or more than a certain value can be manually set in the operation / display unit. By manually setting the amount of drooping pulses above a certain level, it is possible to change the threshold value of whether or not biting has occurred when biting is detected.
この製袋充填包装機において、前記一定以上の溜りパルス数は、空袋製造時に学習させることができる。実際に袋を製造する過程において、一定以上の溜りパルスの量を学習によって定めるので、製袋充填包装機の実際の運転に則した、噛込みの検出のための閾値を設定することができる。 In this bag making filling and packaging machine, the number of accumulated pulses equal to or more than the predetermined value can be learned at the time of manufacturing an empty bag. In the process of actually manufacturing a bag, the amount of accumulated pulses equal to or greater than a certain value is determined by learning, so that a threshold value for detecting biting can be set in accordance with the actual operation of the bag making filling and packaging machine.
この製袋充填包装機は、帯状包装材が縦方向に送られる間に前記筒状包装材に形成されるとともに前記被包装物が供給され、更に前記エンドシールが施されて袋包装体を製造する縦型製袋充填包装機、又は帯状包装材が横方向に送られる間に前記筒状包装材に形成されるとともに前記被包装材が供給され、更に前記エンドシールが施されて袋包装体を製造する横型製袋充填包装機であってよい。この製袋充填包装機は、縦型製袋充填包装機、或いは横型製袋充填包装機であっても、エンドシーラがヒータブロックを噛合い方向への開閉駆動用サーボモータと、包装材送り方向への前後駆動用のサーボモータというように、複数のサーボモータによって駆動を合成してヒータブロックを公転軌道に沿って移動させることができるものであればよい。 This bag making filling and packaging machine manufactures a bag package by forming the cylindrical packaging material while the belt-shaped packaging material is fed in the vertical direction, supplying the packaged material, and applying the end seal. A vertical bag making filling and packaging machine or a bag packaging body which is formed on the cylindrical packaging material while the belt-shaped packaging material is fed in the lateral direction and is supplied with the packaging material, and further subjected to the end seal. It may be a horizontal bag making filling and packaging machine that manufactures. This bag making and filling machine is a vertical type bag making and filling machine, or a horizontal type bag making and filling machine, and the end sealer opens and closes a servo motor for driving the heater block in the meshing direction, and the packaging material feeding direction. As long as it can synthesize a drive by a plurality of servo motors and can move the heater block along the revolution orbit, such as a servo motor for driving back and forth.
この発明による製袋充填包装機は、上記のように構成されているので、ボックスモーション動作をするエンドシーラ装置において、エンドシーラの閉じ動作区間中に被包装物との接触を感知(位置制御において設定値以上の溜りパルスを検出)した場合に、エンドシーラを互いに噛合い方向に開閉駆動させるための第1サーボモータの出力回転を停止しその後、逆方向に出力回転させ、被包装物から離間する位置まで移動させることでヒータブロックの退避動作を行う。好ましくは、噛合い方向の移動について、公転軌道上の最大離間位置まで移動させて停止させるという退避運転を行うことができる。そして、次の運転再開の操作があったときに運転再開をするために備える動作をする。一対のエンドシーラ間に被包装物や異物を実際に噛み込む前に、噛込みの危険性を検出できるので、ヒータブロックやカッタが汚れたり破損したりする事態を未然に防止することができる。更に、一対のヒータブロックを噛合い方向へ順逆移動させるための開閉駆動用のサーボモータと、包装材送り方向へ順逆移動させるための前後駆動用のサーボモータというように複数のサーボモータを設けているので、上記の退避運転でヒータブロックが公転軌道上の被包装物と接触しない位置まで離間し、その後の運転再開に備えて次サイクルまで待機状態となる。したがって、製袋充填包装機を警報停止せずに済み、実質的に連続運転に近い運転制御を行うことができ、製袋充填包装機の運転効率を高めることができる。 Since the bag making and filling and packaging machine according to the present invention is configured as described above, in the end sealer device that performs the box motion operation, the contact with the packaged object is detected during the closing operation section of the end sealer (in the position control). When the accumulated pulse exceeding the set value is detected), the output rotation of the first servo motor for driving the end sealer to open and close in the meshing direction is stopped, and then the output rotation is reversed in the opposite direction to separate from the package The heater block is retracted by moving it to the position where it is moved. Preferably, with respect to the movement in the meshing direction, it is possible to perform a retreat operation in which the movement is stopped by moving to the maximum separation position on the revolution track. Then, when the next operation resumption operation is performed, an operation for resuming the operation is performed. Since the danger of biting can be detected before the article to be packaged or foreign matter is actually bitten between the pair of end sealers, it is possible to prevent the heater block and the cutter from becoming dirty or damaged. In addition, a plurality of servo motors are provided, such as a servo motor for opening and closing driving for moving the pair of heater blocks forward and backward in the meshing direction and a servo motor for driving back and forth for moving the packing block forward and backward in the feeding direction. As a result, the heater block is separated to a position where it does not come into contact with the packaged object on the revolving track in the above-described retreat operation, and is in a standby state until the next cycle in preparation for the subsequent resumption of operation. Therefore, it is not necessary to stop the alarm for the bag making filling and packaging machine, and it is possible to perform operation control substantially similar to continuous operation, and to improve the operation efficiency of the bag making filling and packaging machine.
以下、添付した図面に基づいて、この発明による製袋充填包装機の実施例を説明する。図1は本発明による製袋充填包装機を横型製袋充填包装機(以下、特にことわらない限り「包装機」と略す。)として具体化した一実施例を示す側面図であり、図2は図1に示す包装機の平面図である。本包装機において、基本的な構造については、既に記載しているので、制御装置4の関連を除いて、再度の詳細な説明を省略する。 Embodiments of a bag making and packaging machine according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a side view showing an embodiment in which the bag making and filling machine according to the present invention is embodied as a horizontal bag making and filling machine (hereinafter abbreviated as “packing machine” unless otherwise specified). FIG. 2 is a plan view of the packaging machine shown in FIG. 1. In the present packaging machine, since the basic structure has already been described, detailed description thereof will be omitted except for the control device 4.
この発明による横型製袋充填包装機は、ヒータブロックを噛込み方向である上下方向と包装材送り方向である前後進方向とにそれぞれ移動可能にしたボックスモーション動作をするエンドシール装置を備えた横型製袋充填包装機であり、図1に示すように、制御装置4は、供給原点センサ10、マークセンサ20及びエンドシーラ原点センサ30からの信号の入力を受けて、供給装置1の供給コンベヤ駆動用サーボモータSM1、フィルム送り装置2の紙送りローラ21、紙引きローラ23及びセンターシーラ24をそれぞれ駆動するためのフィルム送り用サーボモータSM2A,SM2B,SM2C、並びにヒータブロック31a,31bを上下方向に開閉するための上下駆動用サーボモータ(第1サーボモータ)SM3A、及びヒータブロック31a,31bを水平方向に前後させるための水平駆動用サーボモータ(第2サーボモータ)SM3Bのタイミングを伴った駆動制御を行い、各装置1〜3を互いに所定のタイミングを保ちながら同期して動作させる。
A horizontal bag making and filling and packaging machine according to the present invention has a horizontal type including an end seal device that performs box motion operation in which a heater block is movable in a vertical direction that is a biting direction and a forward and backward direction that is a packaging material feeding direction. As shown in FIG. 1, the control device 4 receives signals from the
制御装置4は、当該包装機の運転に際して、記憶装置5、操作・表示部6又は報知装置7と個別的に或いは相互間で情報を遣り取りしている。当該包装機を用いて袋包装体を製造しようとするときは、操作・表示部6から入力して製造する袋の長さLなどの基本設定値を機械に設定し、更にフィルム送り装置2、エンドシール装置3、供給装置1間のタイミングを調整する。制御装置4は、また、被包装物の供給の途絶えが検出されたことに応じて、被包装物Pが供給されていない袋を製造するのを防止する機能として空袋防止機能を作動させて、空袋の発生を防止するとともに、エンドシール装置3において、上下のヒータブロック31a,31bが被包装物や異物の噛込みを検出することに応答して、上下に開いて退避させる制御及びその後の包装機の運転再開の制御等を行う。
When the packaging machine is operated, the control device 4 exchanges information with the
図3には、図1、図2に示す包装機に用いられているエンドシール装置のモーション機構図が示されている。図3の中央の(a)は当該エンドシール装置の側面図、(b)は(a)の左正面図、(c)は(a)の右正面図である。図3に示すエンドシール装置3は、上下に対向して配置された上下のヒータブロック31a,31bを備えている。ヒータブロック31a,31bは、上下の開閉方向に同期して駆動され、最も閉じたときに、間に筒状包装材を加圧状態に挟み込み、挟まれた包装材の部位を加熱溶着することでエンドシール部Se,Seを形成する。上側のエンドシーラ31aには、カッタ33が貫通孔34に収容される状態で内蔵されており、下側のエンドシーラ31bには、カッタ33に対応した位置にカッタ33が入り込む貫通孔35が形成されている。上側のエンドシーラ31aには、カッタ33を下側のエンドシーラ31bに向けて突き出すカッタ用駆動装置36が設けられている。カッタ用駆動装置36は、例えば公知のエアアクチュエータから構成されており、上下のエンドシーラ31a,31bの動作、即ち、両エンドシーラ31a,31bの閉じ動作に合わせて作動して、カッタ33を下側のエンドシーラ31bに向けて突き出し、筒状包装材を切断する。カッタ33、貫通孔34及びカッタ用駆動装置36で、エンドシール装置3に組み込まれたカッタ装置が構成されている。
FIG. 3 shows a motion mechanism diagram of the end seal device used in the packaging machine shown in FIGS. 3A is a side view of the end seal device, FIG. 3B is a left front view of FIG. 3A, and FIG. 3C is a right front view of FIG. The
エンドシーラ31a,31bは、支持ブロック45に対して上下方向にスライド可能に配設されている。即ち、支持ブロック45は、左右方向の両端部において、スライド軸46a,46bを上下方向に摺動可能に保持しており、スライド軸46a,46bの両端部は、上下の各側において上側エンドブロック47aと下側エンドブロック47bによって連結されている。上側ヒータブロック31aとカッタ用駆動装置36とは、上側エンドブロック47aにおいて、それぞれ下側と上側に配設されている。スライド軸46a,46bには、その長手方向中間領域において、中間ブロック48がスライド可能に支持されており、中間ブロック48の上側には下側ヒータブロック31bが取り付けられている。
The end sealers 31 a and 31 b are arranged to be slidable in the vertical direction with respect to the
支持ブロック45には、ヒータブロック31a,31bを上下方向に開閉するための上下駆動用サーボモータSM3Aが配設されている。上下駆動用サーボモータSM3Aの出力軸50にはレバー51が取り付けられており、レバー51の一方端部には上側リンク52aを介して上側ブラケット53aに揺動可能に連結されており、上側ブラケット53aが中間ブロック48に連結されている。また、レバー51の他方端部には下側リンク52bを介して下側ブラケット53bに揺動可能に連結されており、下側ブラケット53bは下側エンドブロック47bに連結されている。したがって、上下駆動用サーボモータSM3Aが駆動されて出力軸50が回転されると、その回転方向に応じて、下側リンク52b、下側エンドブロック47b、スライド軸46a,46b及び上側エンドブロック47aを介して上側ヒータブロック31aが開閉され、上側リンク52a及び中間ブロック48を介して下側ヒータブロック31bが開閉される。即ち、開閉用駆動源としての上下駆動用サーボモータSM3Aの作動により、上下のヒータブロック31a,31bは、それらの間を水平方向に送られる筒状包装材に対して互いに同期した開閉動作を行う。
The
エンドシール装置3において、ヒータブロック31a,31bは開閉方向と直交する前後方向(包装材の紙送り方向)にスライド可能である。即ち、エンドシール装置3の支持ブロック45は、その左右において、機械の固定フレームに支持されている前後ガイド55a,55bによってスライド可能に支持されている。図3の(a)に示すように、固定フレームにはヒータブロック31a,31bを水平方向に前後させるための水平駆動用のサーボモータSM3Bが配設されており、水平駆動用サーボモータSM3Bの出力軸57にはアーム58が取り付けられており、アーム58の先端部と支持ブロック45(上下駆動用サーボモータSM3Aでもよい)のブラケット60との間はリンク59を介して連結されている。したがって、水平駆動用サーボモータSM3Bが駆動されると、その回転方向に応じて、アーム58、リンク59及びブラケット60を介して、支持ブロック45が前後ガイド55a,55bによって案内されて、前後方向に駆動される。即ち、水平駆動用サーボモータSM3Bの駆動により、上下のヒータブロック31a,31bは、筒状包装材の送り方向と平行な水平動作を行う。
In the
上下のヒータブロック31a,31bを開閉する上下駆動用サーボモータSM3Aと、エンドシール装置3を支持ブロック45ごと前後方向に駆動する水平駆動用サーボモータSM3Bとは、上下のヒータブロック31a,31bの筒状包装材への開閉動作と筒状包装材の送り方向と平行な水平動作とを行わせるために、包装機の制御装置4によってそれぞれ別々に(独立して)制御可能である。詳細には、水平駆動用サーボモータSM3Bの制御によって上下のヒータブロック31a,31bが筒状包装材と等速で水平移動する区間が設定可能であり、上下駆動用サーボモータSM3Aの制御によって上下のヒータブロック31a,31bが互いに接近を開始し完全に閉じるまでの間に途中停止する区間が設定可能である。
The vertical drive servomotor SM3A that opens and closes the upper and
図4には、本発明による包装機に用いられているエンドシール装置の動作が、そのヒータブロックの作動の様子として図示されている。図4の(a)は、包装機が通常動作をするときのエンドシール装置のヒータブロックの作動の様子を示している。また、図4の(b)は、被包装物や異物が接触検出されたときの上下のヒータブロック31a,31bの挙動を示している。また、図4の(c)及び(d)は、停止していた包装機が動作を再開するときの前半の「水平移動のみ1」の動作と後半の「水平移動のみ2」の動作とを示している。更に、図4の(e)は、(d)に示す水平移動をした後の通常動作再開を示している。
FIG. 4 shows the operation of the end seal device used in the packaging machine according to the present invention as the operation of the heater block. (A) of FIG. 4 has shown the mode of operation | movement of the heater block of an end seal device when a packaging machine carries out normal operation | movement. FIG. 4B shows the behavior of the upper and
図4の(a)には、包装機が通常動作をしているときに、エンドシール装置3に備わる上下のヒータブロック31a,31bの動作が示されている。図中、V1〜V3は上側ヒータブロック31aの公転移動の際における上下方向に占める特徴的な高さ位置を示している。下側ヒータブロック31bの上下方向の高さ位置については明示していないが、上下方向に対称な位置V1〜V3を占めることは明らかである(図4の(b)〜(e)においても同様)。即ち、上下のヒータブロック31a,31bについて、V1は互いの噛合位置(上下のヒータブロック31a,31bが間に包装材を挟み込んで加圧している位置)から最も離れた開き高さ位置を、V2は前後進方向において最大前後進位置にあるときの高さ位置を、V3は互いに噛合位置にあるときの高さ位置を、それぞれ表している。
FIG. 4A shows the operation of the upper and
図中、H1〜H5は上下のヒータブロック31a,31bの公転移動の際における前後進方向に占める特徴的な水平位置を示している。上下のヒータブロック31a,31bについて、H1は前後進方向の最大後進位置にあるときの水平位置を、H2は互いに噛合開始したときの水平位置を、H3は互いの噛合状態から最も上下方向に開いたときの水平位置を、H4は互いの噛合を終了して開き開始したときの水平位置を、そしてH5は前後進方向の最大前進位置にあるときの水平位置を、それぞれ表している。なお、この例では、位置(H3,V1)は、前後進方向の中央の位置(水平中間位置)に対応しており、運転開始の際の基準位置となっている。
In the figure, H1 to H5 indicate characteristic horizontal positions that occupy the forward / backward direction when the upper and
上下のヒータブロック31a,31bは、最も開いた運転開始位置(H3,V1)から矢印で示すように、最大後進位置で且つ中間的な高さの位置(H1,V2)、上下のヒータブロックが互いに噛合開始した位置(H2,V3)、上下のヒータブロックが噛合終了した位置(H4,V3)、最大前進位置で且つ中間的な高さの位置(H5,V2)を経て、最初の水平中間位置(H3,V1)に戻るという公転移動をすることで、ボックスモーション動作(循環動作)を行っている。
The upper and
図4(b)に示すように、包装機の上下のヒータブロック31a,31bが、位置(H3,V1)から公転移動をしているときに、包装材を介して被包装物や異物との「接触検出」(詳細は後述する)をしたとする。このとき、ヒータブロック31a,31bは、制御装置4の制御により、水平移動は通常通りに継続するが、上下移動については一旦停止の後、上下に離れる方向に反転動作をする。即ち、制御装置4は、水平駆動用サーボモータSM3Bの駆動はそのままであるが、上下駆動用サーボモータSM3A(図3)に指令して駆動を反転させて、上下のヒータブロック31a,31bを上下方向に開いた退避位置に移行させる。この場合の退避位置は(H2,V1)であるが、ヒータブロック31a,31bが包装筒Ftに接触しない位置であればボックスモーションの公転軌道上のどの位置でもよい。その後、ヒータブロック31a,31bは、制御装置4の制御により、図4(c)の「水平移動のみ1」に示すように、退避位置(H2,V1)から上下移動を停止したままで水平移動を継続し、ボックスモーションの軌跡上の最大前進位置で且つ最も開いた位置(H5,V1)に至る。位置(H5,V1)は、包装機が運転停止・開始するときにヒータブロック31a,31bが占める公転軌道のための基準位置である。
As shown in FIG. 4 (b), when the upper and
ヒータブロック31a,31bは、その後、制御装置4の制御により、図4(d)の「水平移動のみ2」に示すように、基準位置(H5,V1)から水平移動して包装材送り方向の中央で且つ最も開いた「水平中間位置」(H3,V1)に至る。「水平中間位置」は、ヒータブロック31a,31bが運転再開するときの基準位置である。例えば操作・表示部6から運転再開の指令が出された場合には、制御装置4は、図4の(e)に示すように、「通常動作再開」として、水平中間位置(H3,V1)から上下駆動用サーボモータSM3Aと水平駆動用サーボモータSM3Bの動作を再開させる。或いは、ヒータブロック31a,31bが水平駆動用サーボモータSM3Bの作動によって水平移動され、その後、計算上、上下移動を再開できるボックスモーションの軌跡上の位置(H3、V1)にまで達したタイミングで、上下駆動用サーボモータSM3Aの運転を再開させる。上下のヒータブロック31a,31bは、上下駆動用サーボモータSM3A及び水平駆動用サーボモータSM3Bの駆動によって上下及び前後に合成された動作をして、図4の(a)に包装機が通常動作をしているときの動作として示されているような、通常動作を行う。なお、「接触検出」であるとの判定に応じて、水平駆動用サーボモータSM3Bの運転制御を継続し、上下駆動用サーボモータSM3Aを停止の後、反転動作をさせるとして説明したが、当該判定に応じて水平駆動用サーボモータSM3Bの運転を停止し、上下駆動用サーボモータSM3Aの停止・反転動作のみを行って、ヒータブロック31a,31bに上下に開く退避動作をさせてもよい。
Thereafter, the
図5は、本発明による横型製袋充填包装機に用いられているエンドシール装置を制御するための制御装置のブロック図である。なお、図5において、制御装置4内での信号線は、本発明における主たる接続関係(制御信号の流れ)を説明するためのものであり、厳密な接続関係までを示すものではない。制御装置4は、供給装置1に関しての供給原点センサ10、包装材のレジマークRMについてのマークセンサ20、エンドシール装置3に関してのエンドシーラ原点センサ30、及び操作・表示部6からの検出信号や指令信号の入力を受けて、当該指令内容に則するように、供給装置1については供給コンベヤ駆動用サーボモータSM1、フィルム送り装置2についてはフィルム送り用サーボモータSM2A,SM2B,SM2C、及びエンドシール装置3については上下駆動用サーボモータSM3Aと水平駆動用サーボモータSM3Bに対して制御信号を出力する。また、制御装置4は、包装機を運転制御する際に必要なデータを記憶・読み出しをする記憶装置5に接続されており、更に、包装機の運転状況の危険度に応じて作業者に注意や警告等を報じるための信号を報知装置7に出力する。
FIG. 5 is a block diagram of a control device for controlling the end seal device used in the horizontal bag making and filling machine according to the present invention. In FIG. 5, signal lines in the control device 4 are for explaining the main connection relationship (control signal flow) in the present invention, and do not show a strict connection relationship. The control device 4 includes a
供給原点センサ10、マークセンサ20及びエンドシーラ原点センサ30からの検出信号は、初期位相差調整部70及び通常運転制御部71に入力される。初期位相差調整部70は供給装置制御部75とフィルム送り装置制御部76とに、そして通常運転制御部71は両制御部75,76に加えてエンドシール装置制御部77に運転制御信号を出力して、それぞれの制御部75〜77が対応するサーボモータに駆動用の制御信号を出力する。エンドシール装置制御部77は、上下駆動用サーボモータ制御部78と水平駆動用サーボモータ制御部79とを備えている。上下駆動用サーボモータ制御部78は、上下駆動用サーボモータSM3Aのパルス制御における溜まりパルス数をカウントする溜まりパルス数カウンタ8を備えている。本実施例では、エンドシール装置3のパルス制御において、溜まりパルス数カウンタ8がカウントした溜まりパルス数が所定のカウント数以上になることに応答して、エンドシール装置3のヒータブロック31a,31bにおいて被包装物や異物との接触検出があったとして、被包装物Pのための供給装置1とフィルム送り装置2とについては運転継続するが、エンドシール装置3については退避運転をする、という制御が行われる。このために、「接触検出」判定部72は、溜まりパルス数カウンタ8から送られてくる溜まりパルス数の入力を受けて、ヒータブロック31a,31bにおいて被包装物や異物との「接触検出」があったか否かを判定する。退避運転制御部73は、「接触検出」判定部72からの「接触検出」があったとの判定結果を受けて、エンドシール装置制御部77に、図4(b)〜(d)に基づいて説明したような退避運転を行わせる。
Detection signals from the
退避運転制御部73は、エンドシール装置制御部77に接続されており、エンドシール装置制御部77の上下駆動用サーボモータ制御部78と水平駆動用サーボモータ制御部79とに制御信号をそれぞれ出力する。接触検出判定部73において「接触検出」であると判定されたことに応じて、水平駆動用サーボモータSM3Bの運転制御を継続し、上下駆動用サーボモータ制御部78が上下駆動用サーボモータSM3Aに制御信号を出力して、図4(b)に示すようにヒータブロック31a,31bを上下に開く動作をさせて退避位置へ移動させる退避運転制御を行い、更に、図4(c)及び(d)に示すように水平移動1及び2に対応して、上下駆動用サーボモータ制御部78が上下駆動用サーボモータSM3Aを停止させるとともに、水平駆動用サーボモータ制御部79が水平駆動用サーボモータSM3Bに水平駆動用の制御信号を出力する。操作・表示部6からの運転再開の指令信号を受けると、運転再開制御部74がエンドシール装置制御部77に対してエンドシール装置の運転再開をするように制御する。即ち、両サーボモータ制御部78,79は両サーボモータSM3A,SM3Bにそれぞれ上下駆動用及び水平駆動用の制御信号を出力して、図4(e)に示すような通常動作再開を行わせ、その後は通常運転制御部71の制御の下に入り、制御部75〜77に対して、それぞれが対応するサーボモータに駆動用の制御信号を出力する通常の運転制御が行われる。
The evacuation
図6は、図5に示すエンドシール装置制御部によって、図4に示すエンドシール動作制御の一例を示すフローチャートである。まず、運転中か否かの判断がなされる(S1)。運転中でなければ処理ルーチンを抜ける。運転中であれば、「退避処理中フラグ」のチェックを行う(S2)。退避処理中フラグが1であればS9へ進み(S9については後述する)、当該フラグが0であればS3へと進む。S3においては、ヒータブロック31a,31bが検出区間に位置しているかどうかをチェックし、検出区間に位置していなければ、通常運転処理(S4)を行い処理ルーチンから脱出する。検出区間に位置していれば接触検出を行う(S5)。本実施例では、検出区間は、ヒータブロック31a,31bが水平中間位置(H3,V1)から互いの噛合位置に向かって移動開始し、その移動中の区間、即ち、上下駆動用サーボモータSM3Aがヒータブロック31a,31bを互いに閉じる動作をしている区間とされる。更に好ましくは、ヒータブロック31a,31bが位置(H3,V1)から最大後進位置で且つ中間的な高さの位置(H1,V2)に至るまでの区間とされる。S5の判定がNoであれば、通常運転処理(S4)を行い処理ルーチンから脱出する。接触検出(S5)において判定がYesであれば、退避処理中フラグに1をセットし(S6)、上下駆動用サーボモータ3Aのみを逆転させ、実際のシール動作に移行することなく、ヒータブロック31a,31bを上下に開く動作をさせて退避高さ(この場合はV1で示される高さ)へ移動させ、該位置で移動を休止させる(S7)。このとき、水平移動は通常の運転パターンを継続させ(S8)、処理ルーチンから脱出する。
次にS9の処理について説明する。S9は、通常運転再開のタイミングをチェックする処理であり、ヒータブロック31a,31bの水平移動が、最大前進位置H5を経て水平移動中心H3に達したかどうかを判定している。当該水平移動が、最大前進位置H5を経て水平移動中心H3に達する、即ち、ボックスモーションの公転軌道上の復帰位置である水平中間位置(H3,V1)となったら、退避処理中フラグをリセットし(S10)、上下駆動用サーボモータ3Aの通常運転を再開する(S11)。
FIG. 6 is a flowchart showing an example of the end seal operation control shown in FIG. 4 by the end seal device controller shown in FIG. First, it is determined whether or not the vehicle is in operation (S1). If not in operation, exit the processing routine. If the vehicle is in operation, the “evacuation processing flag” is checked (S2). If the save process flag is 1, the process proceeds to S9 (S9 will be described later), and if the flag is 0, the process proceeds to S3. In S3, it is checked whether or not the
Next, the process of S9 will be described. S9 is a process of checking the timing of normal operation resumption, and determines whether or not the horizontal movement of the
図7は、溜まりパルス数のカウントに関して、サーボモータのパルス制御を説明する制御回路図である。一般的にサーボモータによる機械の位置等の制御においては、制御側からの指令パルスに基づいて行われる。モータ軸の回転量は、指令パルスの量(数)により決定され、回転速度は指令パルスの周波数により決定される。サーボモータは、制御側からの指令パルスに追従して回転する。このとき、機械の側に慣性があるので当該慣性に起因して、当該指令に対して若干の遅れが生じる。したがって、制御ブロック回路80においては、サーボ制御部81からサーボモータ83を駆動するための制御ユニットであるサーボドライバ82に入力される指令パルスに対して、サーボモータ83に内蔵されたエンコーダ87からモータの回転量に応じて出力されるフィードバックパルスが遅れるために、両パルスに差が生じる。そのパルスの差が、偏差カウンタ84に溜まりパルスと称される偏差パルスとして残る。
FIG. 7 is a control circuit diagram illustrating the pulse control of the servo motor regarding the counting of the number of accumulated pulses. In general, control of the machine position or the like by a servo motor is performed based on a command pulse from the control side. The rotation amount of the motor shaft is determined by the amount (number) of command pulses, and the rotation speed is determined by the frequency of the command pulses. The servo motor rotates following the command pulse from the control side. At this time, since there is inertia on the machine side, there is a slight delay with respect to the command due to the inertia. Therefore, in the
サーボモータ83の制御は、一般的には、次のようなモータの回転動作によって行われる。即ち、サーボ制御部81からパルス列が出力されると、サーボドライバ82内の偏差カウンタ84に入力されたパルスが積算され、パルスの積算値(溜まりパルス)がD/A変換器85によってアナログ電圧となり、サーボモータ83への指令になる。サーボアンプ86からの指令によりサーボモータ83が回転を開始し、エンコーダ87により回転数に比例して発生したパルスがサーボドライバ82にフィードバックされ、偏差カウンタ84の溜まりパルスを減算する。したがって、偏差カウンタ84はある一定の溜まりパルスを保ってモータの回転を続ける。サーボモータ83の回転角度は指令パルスの出力パルス数に比例する。1パルスあたりの移動量を規定しておくことで、パルス列のパルス数に比例した位置まで移動させることができる。サーボ制御部81からの指令パルス出力が停止すると偏差カウンタ84の溜まりパルスが減少して、偏差カウンタ84の溜まりパルスが最終的に0になれば、機械は指定された位置に位置決めがなされる。また、一定速で回転させる場合、一定の周波数で指令パルスを与えることで達成される。
The
ヒータブロック31a,31bを上下に開閉する上下駆動用サーボモータSM3Aについて、上下に閉じる動作を指令している中で、指令パルスに対してフィードバックパルスの遅れが拡大するような事態が生じれば、それは、モータの回転量が期待される程度に増加しておらず、ヒータブロック31a,31bの閉じ動作が何らかの障害を受けていると判断できる。そうした障害は、ヒータブロック31a,31bが包装材を介して被包装物や異物を噛み込むことによって生じていると推定される。本発明は、上下駆動用サーボモータの制御において、偏差カウンタに溜まりパルスとして残るパルス数に着目し、当該溜まりパルス数が所定の数よりも多くなることを検出することで、ヒータブロック31a,31bの被包装物や異物との接触検出がされたと判断している。
With respect to the vertical drive servo motor SM3A that opens and closes the
図11は、本発明による製袋充填包装機を縦型製袋充填包装機として具体化した一例を示す斜視図である。図11に示す製袋充填包装機100は、ウェブ状包装材を巻き取った原反ロールFrから繰出し機構101によって帯状包装材Fwを繰り出し、適宜の貯留部で帯状包装材Fwを留め置くとともに適宜の張力を付与した後、フォーマ104に供給する。供給途上の適宜位置に印刷装置等の付属装置102が配設されており、付属装置102は包装に関する内容についての印刷をする。また、レジマークセンサ103が帯状包装材Fwに印刷されたレジマークRMを検出しており、帯状包装材Fwの送りについて制御装置に情報を与えている。帯状包装材Fwは、フォーマ104によって両側縁部分Fe,Feが接近した略筒状に曲成される。フォーマ104内には充填筒105が嵌入されており、曲成された包装材が両者の隙間内を通過する。充填筒105の上方には、菓子等の食品のような被包装物Pを投入するためのホッパ106が配置されている。フォーマ104内を貫通した充填筒105の外周を取り巻くように送られた包装材は、向かい合う二つのヒータバー108,108の構成とされた縦シール手段107によって両側縁部分Fe,Fe同士にセンターシール部Scが施されて、筒状包装材Ftに形成される。
FIG. 11 is a perspective view showing an example in which the bag making and filling machine according to the present invention is embodied as a vertical bag making and filling machine. The bag-making filling and
充填筒105の側方には、筒状包装材Ftを挟んでベルト式の紙送り手段109が配設されており、充填筒105の外周面とベルト110,110との間で筒状包装材Ftを挟み付けることで、ベルト110,110の走行により筒状包装材Ftを下方に向かって紙送りする。ホッパ106から投入され充填筒105を通じて落下する被包装物Pが、筒状包装材Ftから形成された袋内に投下・充填される。横シール手段111が筒状包装材Ftに横断方向のエンドシール部Seを施して、先行して形成されている袋の上開口部を封鎖するとともに、後続の袋の底部を形成する。横シール手段111は、前側ヒータブロック112と後側ヒータブロック113とを備えており、両ヒータブロック112,113は、図において矢印で示すように、筒状包装材Ftに接近して挟み込むことで筒状包装材Ftとともに移動しつつ加圧加熱しながらエンドシール部Seを施し、シール形成後には互いに前後方向に離れる方向の動作をし、その後、筒状包装材Ftの送り逆方向に戻って、次の包装サイクルで再び筒状包装材Ftに接近するという公転動作を繰り返す。このように、袋の形成とタイミングを合わせて充填筒105を通して食品を袋内に落下・充填し、エンドシール部Seによって封鎖するという各動作を繰り返すことで、袋包装体Bpを連続して製造することができる。横シール手段111にはカッタ機構を組み込んでおいて、筒状包装材Ftに対してエンドシール部Seを施す際に、筒状包装材Ftを連続する袋間で切断・分離することができる。
A belt-type paper feeding means 109 is disposed on the side of the filling
図12は、図11に示した縦型製袋充填包装機における横シール手段の一例を示す斜視図である。図12に示すように、横シール手段は、横シーラ開閉ユニット118を備えており、フレーム底部120とその上方にスペースを置いて配置され且つフレーム底部120とは複数の横シーラ昇降ガイドロッド122,123によって連結されたステー121との間に配設されている。左側の横シーラ昇降ガイドロッド122には横シーラ開閉左側ブロック124が昇降ガイドされており、右側の横シーラ昇降ガイドロッド123には横シーラ開閉左側ブロック125が昇降ガイドされている。左右の横シーラ開閉左側ブロック124,125には、それぞれ横シーラ昇降ガイドロッド122,122の内側において、水平方向で且つ互いに平行な方向に延びる連結ロッド126,127が取り付けられている。連結ロッド126,127の前側端部には前側横シーラ取付けブロック128が連結されており、後側端部には後側横シーラ取付けブロック129が連結されている。前側横シーラ取付けブロック128の後側には、前側ヒータブロック130が取り付けられている。後側横シーラ取付けブロック129には、横シーラ開閉用トグル機構131を介して後側横シーラ取付けブロック132が連結されており、後側横シーラ取付けブロック132の前側には後側ヒータブロック133が取り付けられている。後側横シーラ取付けブロック132は、左右両端において連結ロッド126,127に対してスライドスリーブ134,135を介してスライド自在にガイドされている。
FIG. 12 is a perspective view showing an example of the horizontal sealing means in the vertical bag making filling and packaging machine shown in FIG. As shown in FIG. 12, the horizontal sealing means includes a horizontal sealer opening /
左右の横シーラ開閉左側ブロック124,125を連結する左右開閉ブロック連結板136の下側には噛合い方向に水平移動する第1サーボモータとしての開閉駆動用サーボモータ137が取り付けられており、開閉駆動用サーボモータ137のモータ軸138は左右開閉ブロック連結板136を貫通して上方に延び、横シーラ開閉用トグル機構131の中心位置において連結されている。開閉駆動用サーボモータ137のモータ軸138の回転方向イ、ロに応じて、前側横シーラ取付けブロック128及び後側横シーラ取付けブロック132が互いに接近・離間する方向に駆動される。前側ヒータブロック130と後側ヒータブロック133は互いにヒータ面が向い合っていて、互いの接近時に前側ヒータブロック130と後側ヒータブロック133とが筒状包装材Ftを挟み込んで、エンドシール部Seを施す。両ヒータブロック130,133にはカッタ機構を組み込んで、エンドシール部Seにおいて包装材をカットして袋包装体を分離させることができる。
An open /
ステー121には、ブラケット141を介して包装材送り方向に昇降移動する第2サーボモータとしての昇降駆動用サーボモータ140が取り付けられており、昇降駆動用サーボモータ140のモータ軸142は、横シーラ昇降用クランク機構143を介して横シーラ開閉左側ブロック124に連結されている。昇降駆動用サーボモータ140のモータ軸142の回転方向ハ、ニに応じて、横シーラ開閉ユニット118の全体が横シーラ昇降ガイドロッド122,123に沿って昇降する。
The
このように、開閉駆動用サーボモータ137と昇降駆動用サーボモータ140とについてタイミングを取りながら両者の駆動を組み合わせることで、前側ヒータブロック130と後側ヒータブロック133の開閉と昇降の動作が合成され、ボックスモーションが実現される。本発明による製袋充填包装機の制御における偏差カウンタの溜まりパルスに着目した被包装物や異物の噛込みの事前検出が、縦型製袋充填包装機の開閉駆動用サーボモータ137に対して適用することができ、ヒータブロック130,133間における噛込みを未然に防止することができる。
As described above, the opening / closing and raising / lowering operations of the
また、この製袋充填包装機において、一定以上の溜りパルス数は、操作・表示部6において手動設定することができる。一定以上の溜りパルスの量を手動設定とすることにより、噛込みの検出に際して、噛込みが生じたか否かの閾値を条件や状況に応じて変更することができる。更に、一定以上の溜りパルス数は、被包装物Pが供給されなくて中身が入っていない袋を製造する空袋製造時に学習させることができる。実際に袋を製造する過程において、一定以上の溜りパルスの量を学習によって定めることで、製袋充填包装機の実際の運転に則した、噛込みの検出のための閾値を設定することができる。
In this bag making filling and packaging machine, the number of accumulated pulses equal to or greater than a certain value can be manually set in the operation /
1 供給装置 2 フィルム送り装置 3 エンドシール装置
4 制御装置 5 記憶装置 6 操作・表示部
7 報知装置 8 欠品センサ 9 製品抑えベルト装置
10 供給原点センサ 11 プッシャアタッチメント 12 無端チェーン
14 スプロケット
20 マークセンサ 21 紙送りローラ 22 フォーマ
23 紙引きローラ 23a,23b ローラ 24 センターシーラ
24a,24b シールローラ
30 エンドシーラ原点センサ 31a 上側ヒータブロック
31b 下側ヒータブロック 32a,32b 軌跡 33 カッタ
34 貫通孔 35 貫通孔 36 カッタ用駆動装置
45 支持ブロック 46a,46b スライド軸
47a 上側エンドブロック 47b 下側エンドブロック
48 中間ブロック
50 出力軸 51 レバー
52a 上側リンク 52b 下側リンク
53a 上側ブラケット 53b 下側ブラケット
55a,55b 前後ガイド 57 出力軸 58 アーム
59 リンク 60 ブラケット
70 初期位相差調整部 71 通常運転制御部 72 停止(休止)判定部
73 ヒータブロック停止位置判定部 74 運転再開判定部
75 供給装置制御部
76 フィルム送り装置制御部 77 エンドシール装置制御部
78 上下駆動用サーボモータ制御部 79 前後駆動用サーボモータ制御部
80 制御ブロック回路 81 サーボ制御部
82 サーボドライバ 83 サーボモータ
84 偏差カウンタ 85 D/A変換器
86 アンプ 87 エンコーダ
DESCRIPTION OF
100 製袋充填包装機 101 繰出し機構
102 付属装置 103 レジマークセンサ
104 フォーマ 105 充填筒
106 ホッパ 107 縦シール手段
108,108 ヒータバー 109 紙送り手段
110 ベルト 111 横シール手段
112 前側ヒータブロック 113 後側ヒータブロック
118 横シーラ開閉ユニット
120 フレーム底部 121 ステー
122,123 横シーラ昇降ガイドロッド
124 横シーラ開閉左側ブロック 125 横シーラ開閉左側ブロック
126,127 連結ロッド 128 前側横シーラ取付けブロック
129 後側横シーラ取付けブロック 130 前側ヒータブロック
131 横シーラ開閉用トグル機構 132 後側横シーラ取付けブロック
133 後側ヒータブロック 134,135 スライドスリーブ
136 左右開閉ブロック連結板
137 開閉駆動用サーボモータ(第1サーボモータ) 138 モータ軸
140 昇降駆動用サーボモータ(第2サーボモータ) 141 ブラケット
142 モータ軸 143 横シーラ昇降用クランク機構
SM1 供給コンベヤ駆動用サーボモータ
SM2A,SM2B,SM2C フィルム送り用サーボモータ
SM3A 上下駆動用サーボモータ(第1サーボモータ)
SM3B 水平駆動用サーボモータ(第2サーボモータ)
Fr 原反ロール Fw 帯状包装材
Ft 筒状包装材 RM レジマーク
Fe,Fe 両側縁部分
Se エンドシール部 Sc センターシール部
L 袋長さ P 被包装物 Bp 袋包装体(ピロー包装体)
DESCRIPTION OF
SM3B Horizontal drive servo motor (second servo motor)
Fr Original fabric roll Fw Band-shaped packaging material Ft Cylindrical packaging material RM Registration mark Fe, Fe Side edge part Se End seal part Sc Center seal part L Bag length P Packaged goods Bp Bag package (pillow package)
Claims (9)
前記制御装置は、前記第1サーボモータについてのフィードバック制御において、前記指令パルスに対する溜まりパルス数を検出基準として、前記偏差カウンタが通常運転のときの当該溜まりパルス数を超える一定以上の溜まりパルス数を検出したことに応答して、前記ヒータブロックが被包装物に接触したと判定し、前記第1サーボモータの出力回転を停止しその後、逆方向に出力回転させ、前記被包装物から離間する位置まで移動させることで前記ヒータブロックの退避動作を行わせることを特徴とする製袋充填包装機。 An end sealer that has a pair of heater blocks and heats the cylindrical packaging material in a transverse direction by sandwiching the cylindrical packaging material between the heater blocks, and opens and closes the end sealer in a meshing direction. A first servo motor for driving, a second servo motor for driving the end sealer back and forth in the feed direction of the cylindrical packaging material, and combining the outputs of the first servo motor and the second servo motor In order to move the heater block along the revolution track, a difference between the feedback pulses from the first servo motor and the second servo motor with respect to the command pulse corresponding to the revolution track is counted by a deviation counter, and the deviation is calculated. And a control device that performs feedback control based on the count value,
In the feedback control for the first servomotor, the control device uses a number of accumulated pulses with respect to the command pulse as a detection reference, and sets a number of accumulated pulses that exceeds a certain number of accumulated pulses when the deviation counter is in a normal operation. In response to the detection, it is determined that the heater block has come into contact with the object to be packaged, the output rotation of the first servo motor is stopped, and then the output rotation is performed in the reverse direction to move away from the object to be packaged. The bag making filling and packaging machine is configured to cause the heater block to be retracted by moving the heater block.
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