JP2016128355A - 段ボールシート給送装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】段ボールシート給送装置は、積層された複数の段ボールシートの最下層の段ボールシートを給送するために回転可能な複数の給紙ローラと、複数の給紙ローラに対して昇降可能な昇降部材と、駆動モータと、駆動モータの一方向の回転を、昇降部材を昇降させるための運動に変換し、その運動を昇降部材に伝達する運動変換機構と、昇降速度制御パターンに従って、駆動モータの一方向の回転を可変速制御する昇降制御部と、を備える。昇降制御部は、給送方向における段ボールシートのシート長さに応じて昇降速度制御パターンを変更する。
【選択図】図17
Description
本発明の一実施形態に係る段ボールシート給送装置2を備える段ボールシート製函機1について、添付図面を参照して以下に説明する。段ボールシート製函機1は、段ボールシート給送装置2から給送される段ボールシートに印刷、溝切り、および打ち抜きなどの加工を行う。なお、図面において矢印で示す方向に従って、上下方向、左右方向および前後方向が定められる。
図1は、段ボールシート製函機1の全体的構成を示す正面図である。図1において、段ボールシート製函機1は、積層された段ボールシートSHを1枚ずつ給送する段ボールシート給送装置2と、段ボールシートSHに印刷を施す印刷装置3と、段ボールシートSHに罫線を入れ、溝を切り、継ぎ代を形成するクリーザスロッタ4と、段ボールシートSHに所定形状の打ち抜き部分を形成するダイカッタ5と、を備える。
段ボールシート給送装置2の詳細な構成について、図2乃至図5を参照して説明する。図2は、テーブル20より下方における段ボールシート給送装置2の内部構成を示す平面図であり、図3は、図2に示すA−A線に従って切断した段ボールシート給送装置2の断面図である。図2において、段ボールシート給送装置2は、前方フレーム60と、後方フレーム61と、両フレーム60、61の間に配置される一対の中間フレーム62、63と、を備える。モータ取付板64が、前方フレーム60の前方に固定され、軸受取付板65が、前方フレーム60の後方に固定される。モータ取付板66が、後方フレーム61の後方に固定され、軸受取付板67が、後方フレーム61の前方に固定される。左方フレーム68および右方フレーム69が、前後方向に延び、両中間フレーム62、63にそれぞれ固定される。図3において、下方フレーム70が、左方フレーム68および右方フレーム69にそれぞれ固定される。
運動変換機構140は、グレイト141を昇降可能に支持する複数の支持機構142と、揺動機構143と、を備える。揺動機構143は、昇降モータ80の一方向の回転を、揺動運動に変換して支持機構142に伝達する。
回転位置センサ190が、昇降駆動軸170の所定の回転位置を検出するために設けられる。回転位置センサ190は、光学センサ191と、遮光体192と、を備える。光学センサ191は、発光部と受光部とを備える公知の構成であり、図2に示すように、軸受取付板65に固定される。遮光体192は、図2に示すように、昇降駆動軸170と連結される中間駆動軸83に固定される。昇降駆動軸170が所定の回転位置に達する度に、遮光体192は光学センサ191の発光部からの光を遮る。
段ボールシート製函機1の電気的構成について、図6を参照して以下に説明する。図6は、段ボールシート製函機1の基本的な電気的構成を示すブロック図である。
基本ローラパターンBRPについて、図7を参照して説明する。基本ローラパターンBRPは、ローラ速度制御パターンRCPを作成するために基本となるパターンである。図7は、本実施形態における基本ローラパターンBRPの一例を示す。図7において、横軸は印刷装置3の各印刷シリンダの回転角度θpを表し、縦軸は各印刷シリンダの周速度Vpに対する各給紙ローラの周速度Vrの速度比Rfを表す。
基本昇降パターンBGP1について、図8および図9を参照して説明する。基本昇降パターンBGP1は、昇降速度制御パターンGCPを作成するために基本となる2つのパターンの一方のパターンである。図8および図9は、本実施形態における最小シート長さに応じて予め定められた基本昇降パターンBGP1の一例を示す。たとえば、最小シート長さは、145mmである。図8において、横軸は印刷装置3の各印刷シリンダの回転角度θpを表し、左方縦軸は各印刷シリンダの角速度ωpに対する昇降駆動軸170の角速度ωgの速度比Rgを表し、右方縦軸は昇降駆動軸170の回転角度θgを表す。図8に破線で示す曲線CA1は、昇降駆動軸170の回転角度θgの変化を示す曲線である。図9において、横軸は印刷装置3の各印刷シリンダの回転角度θpを表し、左方縦軸は各印刷シリンダの角速度ωpに対する昇降駆動軸170の角速度ωgの速度比Rgを表し、右方縦軸はテーブル20の上面を基準としてグレイト141の上面の高さHgをミリメートルの単位で表す。図9に破線で示す曲線CH1は、グレイト141の上面の高さHgの変化を示す曲線である。本実施形態において、グレイト141は、テーブル20の上面から2mm高い最上方位置と、テーブル20の上面から2mm低い最下方位置との間で、昇降する。給紙ローラ124〜127の各給紙ローラの外周面の最上箇所は、テーブル20の上面から0.9mm高い位置に位置するように、各給紙ローラが配置される。図9に破線で示す位置PRは、各給紙ローラの外周面の最上箇所の位置である。
基本昇降パターンBGP2について、図10および図11を参照して説明する。基本昇降パターンBGP2は、昇降速度制御パターンGCPを作成するために基本となる2つのパターンの他方のパターンである。図10および図11は、本実施形態における最大シート長さに応じて予め定められた基本昇降パターンBGP2の一例を示す。たとえば、最大シート長さは、580mmである。図10において、横軸は印刷装置3の各印刷シリンダの回転角度θpを表し、左方縦軸は各印刷シリンダの角速度ωpに対する昇降駆動軸170の角速度ωgの速度比Rgを表し、右方縦軸は昇降駆動軸170の回転角度θgを表す。図10に破線で示す曲線CA2は、昇降駆動軸170の回転角度θgの変化を示す曲線である。図11において、横軸は印刷装置3の各印刷シリンダの回転角度θpを表し、左方縦軸は各印刷シリンダの角速度ωpに対する昇降駆動軸170の角速度ωgの速度比Rgを表し、右方縦軸はテーブル20の上面を基準としてグレイト141の上面の高さHgをミリメートルの単位で表す。図11に破線で示す曲線CH2は、グレイト141の上面の高さHgの変化を示す曲線である。図11に破線で示す位置PRは、各給紙ローラの外周面の最上箇所の位置である。
本実施形態の段ボールシート製函機1の動作および作用について、図面を参照して以下に説明する。段ボールシート製函機1の動作および作用として、段ボールシート給送装置2の給送動作に関連する動作について詳細に説明し、印刷制御装置251、クリーザスロッタ制御装置252、およびダイカッタ制御装置253の各制御動作はよく知られているため、その詳細な説明を省略する。
下位管理装置210が、上位管理装置200から、加工オーダの実行を準備するためのオーダ準備指令を受け取ったときに、そのオーダ準備指令をローラモータ制御装置254に送る。オーダ準備指令に従って、ローラモータ制御装置254は、基本ローラパターンメモリ261から基本ローラパターンBRPを読み出してパターン作成指令を生成する。ローラモータ制御装置254は、モーションコントローラ260にパターン作成指令を送る。
下位管理装置210が、上位管理装置200から、加工オーダの実行を準備するためのオーダ準備指令を受け取ったときに、プログラムメモリ220に記憶されるパターン作成プログラムを読み出して実行する。パターン作成プログラムの実行により、下位管理装置210は、基本昇降パターンメモリ270に記憶される基本昇降パターンBGP1、BGP2のいずれかの基本昇降パターンに基いて、加工オーダのシート長さに応じたオーダ昇降パターンDGPを作成し、オーダ昇降パターンメモリ271に一時記憶する。加工オーダのシート長さは、最小シート長さから最大シート長さまでの範囲内で指令される。本実施形態では、下位管理装置210は、オーダ準備指令中の加工オーダのシート長さに応じて2つの基本昇降パターンBGP1、BGP2のいずれかの基本昇降パターンを読み出してオーダ昇降パターンDGPを作成する。
下位管理装置210は、オーダ昇降パターンDGPを作成した後に、パターン作成指令を生成してモーションコントローラ280に送る。モーションコントローラ280は、下位管理装置210からパターン作成指令を受け取ったときにプログラムメモリ281からパターン作成プログラムを読み出して実行する。パターン作成プログラムの実行により、モーションコントローラ280は、パターン作成指令中のシート搬送速度およびオーダ昇降パターンDGPに基いて、昇降速度制御パターンGCPを作成し、速度制御パターンメモリ282に一時記憶する。
給送速度が120枚/分である場合における段ボールシートSHの給送動作について、図17および図18を参照して説明する。図17は、ローラ速度制御パターンRCP120と、昇降速度制御パターンGCP120と、操作パネル240からの給送開始信号SFと、回転位置センサ190からの検出信号SDとの時間的関係を示すタイミングチャートである。図17において、横軸は経過時間Tを秒単位で表し、左縦軸は各給紙ローラの周速度Vrをメートル/秒の単位で表し、右縦軸は昇降モータ80の回転速度Vgを回/分の単位で表す。図18は、ローラ速度制御パターンRCP120と、グレイト141の上面の高さHgの変化を示す曲線CH3との時間的関係を示すタイミングチャートである。図18において、横軸は経過時間Tを秒単位で表し、左縦軸は各給紙ローラの周速度Vrをメートル/秒の単位で表し、右縦軸はグレイト141の上面の高さHgをミリメートルの単位で表す。
最小シート長さに応じた昇降速度制御パターンGCP−1について、図19を参照して説明する。図19は、段ボールシートSHが最小シート長さである場合に、ローラ速度制御パターンRCP120と、昇降速度制御パターンGCP120−1との時間的関係を示すタイミングチャートである。図17に示す昇降速度制御パターンGCP120は、最小シート長さと最大シート長さとの間の中間のシート長さに応じた昇降速度制御パターンである。図19に示す昇降速度制御パターンGCP120−1が、図17に示す昇降速度制御パターンGCP120と同じ部分、または対応する部分には、同じ記号を付して説明する。図19に示すローラ速度制御パターンRCP120は、図17に示すローラ速度制御パターンRCP120と同じパターンである。
最小シート長さに応じた昇降速度制御パターンGCP−2について、図20を参照して説明する。図20は、段ボールシートSHが最大シート長さである場合に、ローラ速度制御パターンRCP120と、昇降速度制御パターンGCP120−2との時間的関係を示すタイミングチャートである。図20に示す昇降速度制御パターンGCP120−2が、図17に示す昇降速度制御パターンGCP120と同じ部分、または対応する部分には、同じ記号を付して説明する。図20に示すローラ速度制御パターンRCP120は、図17に示すローラ速度制御パターンRCP120と同じパターンである。
本実施形態では、運動変換機構140が、支持機構142と、揺動機構143とを備える。揺動機構143は、昇降モータ80の一方向の回転を揺動部材172の揺動運動に変換する。昇降連結軸173は、揺動部材172の揺動運動に伴って所定角度θsだけ両方向に回動する。この両方向の回動に伴って、支持機構140は、グレイト141を昇降させる。この結果、モーションコントローラ280、および駆動制御回路283は、昇降モータ80の一方向の回転を制御するのみで、互いに異なる回動方向において昇降モータの回動位置を制御する必要がないことから、段ボールシートSHの給送タイミング、および給送量を精度よく制御することができる。
段ボールシート給送装置1が、本発明の段ボール給送装置の一例である。多数の給紙ローラ124〜127が、本発明の複数の給紙ローラの一例である。グレイト141が、本発明の昇降部材の一例である。昇降モータ80が、本発明の駆動モータの一例である。運動変換機構140が、本発明の運動変換機構の一例である。下位管理装置210およびモーションコントローラ280の組み合わせが、本発明の昇降制御部の一例である。ローラモータ90、91、102、103が、本発明のローラモータの一例である。ローラモータ制御装置254およびモーションコントローラ260の組み合わせが、本発明のローラ制御部の一例である。支持機構142、昇降駆動軸170、偏心部材171、昇降連結軸、および揺動部材172が、本発明の支持機構、駆動軸、偏心部材、連結軸、および揺動部材の一例である。昇降速度制御パターンGCP120、下降可変速領域GC1、下方制御領域GC2、上昇可変速領域GC3、および上方制御領域GC4が、本発明の昇降速度制御パターン、下降可変速領域、下方制御領域、上昇可変速領域、および上方制御領域の一例である。ローラ速度制御パターンRCP120、加速領域RC1、定速領域RC2、減速領域RC3、および停止領域RC4は、本発明のローラ速度制御パターン、加速領域、定速領域、減速領域、および停止領域の一例である。
本発明の実施形態について以上説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において当業者であれば種々の変形を加えることができる。
2 段ボールシート給送装置
80 昇降モータ
90、91、102、103 ローラモータ
124〜127 給紙ローラ
140 運動変換機構
141 グレイト
142 支持機構
170 昇降駆動軸
171 偏心部材
172 揺動部材
173 昇降連結軸
190 回転位置センサ
210 下位管理装置
254 ローラモータ制御装置
260、280 モーションコントローラ
262、281 プログラムメモリ
263、282 速度制御パターンメモリ
SH 段ボールシート
FD 給送方向
RCP120 ローラ速度制御パターン
GCP120 昇降速度制御パターン
Claims (9)
- 積層された複数枚の段ボールシートの最下層の段ボールシートを給送するために回転可能な複数の給紙ローラと、
複数の給紙ローラに対して昇降可能な昇降部材と、
駆動モータと、
駆動モータの一方向の回転を、昇降部材を昇降させるための運動に変換し、その運動を昇降部材に伝達する運動変換機構と、
昇降速度制御パターンに従って、駆動モータの一方向の回転を可変速制御する昇降制御部と、を備え、
昇降制御部は、給送方向における段ボールシートのシート長さに応じて昇降速度制御パターンを変更する段ボールシート給送装置。 - 昇降制御部は、給送方向における段ボールシートのシート長さおよび給送速度に基いて、昇降速度制御パターンを算出する請求項1に記載の段ボールシート給送装置。
- 1回の昇降運動を昇降部材に行わせるために定められる昇降速度制御パターンは、複数の給紙ローラより下方に昇降部材を位置させるために駆動モータの回転を制御する下方制御領域と、複数の給紙ローラより下方に位置する昇降部材を上昇させるために駆動モータの加速および減速を含む上昇可変速領域と、複数の給紙ローラより上方に昇降部材を位置させるために駆動モータの回転を制御する上方制御領域と、複数の給紙ローラより上方に位置する昇降部材を下降させるために駆動モータの加速および減速を含む下降可変速領域と、を含む請求項1または請求項2に記載の段ボールシート給送装置。
- 昇降制御部は、給送方向における段ボールシートのシート長さが長くなるほど、下方制御領域の期間が長くなるとともに上方制御領域の期間が短くなるように、シート長さに応じて昇降速度制御パターンの上昇可変速領域と下降可変速領域との時間間隔を変更する請求項3に記載の段ボールシート給送装置。
- 複数の給紙ローラを回転させるローラモータと、
昇降制御部による可変速制御と同期して動作し、ローラ速度制御パターンに従って、ローラモータの回転を可変速制御するローラ制御部と、を備え、
ローラ制御部は、給送方向において給送可能な段ボールシートの最大シート長さおよび給送速度に応じてローラ速度制御パターンを変更し、
1枚の段ボールシートを複数の給紙ローラに給送させるために定められるローラ速度制御パターンは、ローラモータの回転を停止させる停止領域と、停止状態から給送速度に相当する所定の回転速度までローラモータを加速させる加速領域と、所定の回転速度でローラモータを回転させる定速領域と、所定の回転速度から停止状態までローラモータを減速させる減速領域と、を含む請求項3または請求項4に記載の段ボールシート給送装置。 - 昇降制御部およびローラ制御部は、昇降速度制御パターンの下方制御領域とローラ速度制御パターンの加速領域および定速領域とが制御タイミングにおいて重なり、昇降速度制御パターンの上方制御領域とローラ速度制御パターンの減速領域とが制御タイミングにおいて重なるように、昇降速度制御パターンおよびローラ速度制御パターンをそれぞれ定め、
ローラ速度制御パターンの加速領域においてローラモータの回転が加速される加速度は、ローラ速度制御パターンの減速領域においてローラモータの回転が減速される加速度より大きく設定される請求項5に記載の段ボールシート給送装置。 - 昇降制御部は、昇降速度制御パターンの下方制御領域において、複数の給紙ローラより下方の下方位置に昇降部材を保持するために駆動モータの回転を停止し、昇降速度制御パターンの上方制御領域において、複数の給紙ローラより上方の上方位置に昇降部材を保持するために駆動モータの回転を停止し、
ローラ制御部は、昇降部材が下方位置から上方位置に向かって上昇するときに最下層の段ボールシートが複数の給紙ローラから離間する時点まで、ローラ速度制御パターンの定速領域が継続し、かつ、その定速領域が最大シート長さに応じて定められる昇降速度制御パターンの上昇可変速領域の終了前に終了するように、ローラ速度制御パターンを定める請求項6に記載の段ボールシート給送装置。 - 運動変換機構は、
駆動モータの一方向の回転が伝達され、昇降部材の1回の昇降運動の間に1回の回転を行う駆動軸と、
駆動軸の軸心から偏心して形成され、駆動軸に固定される偏心部材と、
昇降部材を昇降可能に支持する支持機構と、
支持機構に連結される連結軸と、
連結軸に固定され、偏心部材と係合して連結軸を中心に揺動する揺動部材と、を含み、
昇降部材は、揺動部材の揺動運動に伴う連結軸の相反する二方向の回動に従って、昇降運動を行う請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の段ボールシート給送装置。 - 駆動軸の回転位置を検出して位置検出信号を発生する検出部を、備え、
昇降制御部は、検出部からの位置検出信号に同期して、駆動モータの一方向の回転を可変速制御する請求項8に記載の段ボールシート給送装置。
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