JP2020132166A - Work heating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、包材等のワークを熱溶着するワーク加熱装置に関する。特に、熱溶着するための熱シール部の温度制御技術に関する。 The present invention relates to a work heating device that heat-welds a work such as a packaging material. In particular, the present invention relates to a temperature control technique for a heat-sealed portion for heat welding.
従来は、生産前に、ワークの熱溶着部に異常が発生しない条件を目視によって試行錯誤的に変更して決めていた。この場合の条件とは、例えば、熱溶着のための温度目標値、熱処理時間等の熱処理条件である。また、実際の生産時には、その熱処理条件を固定して運用していた。 Conventionally, before production, the conditions under which no abnormality occurs in the heat-welded portion of the work are visually changed by trial and error. The conditions in this case are, for example, heat treatment conditions such as a temperature target value for heat welding and a heat treatment time. Moreover, at the time of actual production, the heat treatment conditions were fixed and operated.
例えば、非接触温度計を設け、該非接触温度計の検知信号に基づいて前記ヒータ線への通電時間又は導通角を制御するインパルスシール装置の温度制御方法が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。 For example, a method for controlling the temperature of an impulse seal device provided with a non-contact thermometer and controlling the energization time or conduction angle of the heater wire based on the detection signal of the non-contact thermometer is disclosed (for example, Patent Document 1). reference.).
上記特許文献1の温度制御方法では、包材のロット変動や周囲温度等環境条件の変動によってシール強度のばらつきが大きくなり、不良品が発生しやすい。例えば、包材の初期温度が低下した場合、包材の厚さが増加した場合、及び、空調風量が増加した場合等には、熱シール部の温度が低下し、ワークの熱溶着部のシール強度が低下して不良が発生しやすくなる。
In the temperature control method of
そこで、本発明の目的は、ワークのロット変動や周囲温度等環境条件の変動にも対応できるワーク加熱装置を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a work heating device capable of responding to fluctuations in lots of workpieces and fluctuations in environmental conditions such as ambient temperature.
本発明に係るワーク加熱装置は、ワークを加熱して熱溶着する熱シール部と、
前記ワークの熱溶着部の強度を評価する熱溶着強度評価部と、
前記熱溶着強度評価部による強度評価に基づいて、前記熱シール部の温度目標値を補正する温度目標値補正部と、
を備える。
The work heating device according to the present invention includes a heat seal portion that heats the work and heat-welds it.
A heat welding strength evaluation unit that evaluates the strength of the heat welding unit of the work,
A temperature target value correction unit that corrects the temperature target value of the heat seal unit based on the strength evaluation by the heat welding strength evaluation unit,
To be equipped.
本発明に係るワーク加熱装置によれば、熱溶着強度評価部によってワークの熱溶着部の強度を評価して、その強度評価に基づいて、熱シール部にフィードバックするので、ワークのロット変動や周囲温度等環境条件の変動にも対応できる。 According to the work heating device according to the present invention, the strength of the heat-welded portion of the work is evaluated by the heat-welded strength evaluation unit, and the strength is fed back to the heat-sealed portion based on the strength evaluation. It can respond to fluctuations in environmental conditions such as temperature.
第1の態様に係るワーク加熱装置は、ワークを加熱して熱溶着する熱シール部と、
前記ワークの熱溶着部の強度を評価する熱溶着強度評価部と、
前記熱溶着強度評価部による強度評価に基づいて、前記熱シール部の温度目標値を補正する温度目標値補正部と、
を備える。
The work heating device according to the first aspect includes a heat seal portion that heats and heat-welds the work.
A heat welding strength evaluation unit that evaluates the strength of the heat welding unit of the work,
A temperature target value correction unit that corrects the temperature target value of the heat seal unit based on the strength evaluation by the heat welding strength evaluation unit,
To be equipped.
第2の態様に係るワーク加熱装置は、上記第1の態様において、前記熱溶着強度評価部は、
前記ワークの熱溶着部に加圧する加圧部と、
加圧された前記熱溶着部の剥離の有無を確認して前記熱溶着部の強度不足を検出する強度測定部と、
を備え、
前記温度目標値補正部は、前記強度測定部で検出された前記熱溶着部の強度不足に基づいて、前記熱シール部の温度目標値を引き上げるように補正してもよい。
In the work heating device according to the second aspect, in the first aspect, the heat welding strength evaluation unit is
A pressurizing part that pressurizes the heat-welded part of the work,
A strength measuring unit that confirms the presence or absence of peeling of the pressurized heat-welded portion and detects an insufficient strength of the heat-welded portion.
With
The temperature target value correction unit may make corrections so as to raise the temperature target value of the heat seal unit based on the insufficient strength of the heat-welded unit detected by the strength measurement unit.
第3の態様に係るワーク加熱装置は、上記第2の態様において、前記強度測定部は、さらに、加圧された前記熱溶着部の剥離の有無を確認して前記熱溶着部が十分な強度を有することを検出し、
前記温度目標値補正部は、前記強度測定部で前記熱溶着部が十分な強度を有することを検出した場合、前記熱シール部の温度目標値を引き下げるように補正してもよい。
In the work heating device according to the third aspect, in the second aspect, the strength measuring unit further confirms the presence or absence of peeling of the pressurized heat-welded portion, and the heat-welded portion has sufficient strength. Detected to have
When the strength measuring unit detects that the heat-welding unit has sufficient strength, the temperature target value correcting unit may correct the temperature target value of the heat sealing unit so as to lower it.
第4の態様に係るワーク加熱装置は、上記第1から第3のいずれかの態様において、前記熱シール部は、
ヒータと、
前記ヒータの温度を計測する温度センサと、
前記温度センサで計測された温度に基づいて、前記ヒータの温度を温度目標値に近づけるように制御するヒータ温度制御部と、
を備えてもよい。
In the work heating device according to the fourth aspect, in any one of the first to third aspects, the heat seal portion is
With a heater
A temperature sensor that measures the temperature of the heater and
A heater temperature control unit that controls the temperature of the heater to approach the temperature target value based on the temperature measured by the temperature sensor.
May be provided.
第5の態様に係るワーク加熱装置は、上記第4の態様において、前記ヒータ温度制御部は、あらかじめ入力された温度目標値を、前記温度目標値補正部で補正された補正後の温度目標値に置換して、前記ヒータの温度を前記補正後の温度目標値に近づけるように制御してもよい。 In the work heating device according to the fifth aspect, in the fourth aspect, the heater temperature control unit corrects the temperature target value input in advance by the temperature target value correction unit, and the corrected temperature target value is corrected. May be replaced with to control the temperature of the heater so as to approach the corrected temperature target value.
第6の態様に係るワーク加熱装置は、上記第4の態様において、前記熱溶着強度評価部によって強度を評価し、前記温度目標値補正部において、前記温度目標値を補正した後、前記温度センサで計測された温度が安定したか否か判断し、温度が安定しない場合は、補正後の前記温度目標値を再度補正しなくてもよい。 The work heating device according to the sixth aspect evaluates the strength by the heat welding strength evaluation unit in the fourth aspect, corrects the temperature target value by the temperature target value correction unit, and then corrects the temperature target value, and then the temperature sensor. It is not necessary to correct the corrected temperature target value again when it is determined whether or not the temperature measured in 1 is stable and the temperature is not stable.
第7の態様に係るワーク加熱装置は、上記第1から第5のいずれかの態様において、前記熱溶着強度評価部によって強度を評価し、前記温度目標値補正部において、前記温度目標値を補正した後の所定時間内は、補正後の前記温度目標値を再度補正しなくてもよい。 The work heating device according to the seventh aspect evaluates the strength by the heat welding strength evaluation unit in any one of the first to fifth aspects, and corrects the temperature target value by the temperature target value correction unit. It is not necessary to correct the corrected temperature target value again within a predetermined time after the correction.
以下、実施の形態に係るワーク加熱装置について、添付図面を参照しながら説明する。なお、図面において実質的に同一の部材については同一の符号を付している。 Hereinafter, the work heating device according to the embodiment will be described with reference to the attached drawings. In the drawings, substantially the same members are designated by the same reference numerals.
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1に係るワーク加熱装置40の構成を示すブロック図である。図2は、図1の熱溶着強度評価部20の内部構成を示すブロック図である。図3は、図2の熱溶着強度評価部20の物理的構成及び機能的構成を示すブロック図である。図4は、実施の形態1に係るワーク加熱装置のヒートバー2a、2bの外観の一例を示す概略図である。
実施の形態1に係るワーク加熱装置40は、熱シール部10と、熱溶着強度評価部20と、温度目標値補正部24と、を備える。熱シール部10によってワーク1を加熱して熱溶着する。熱溶着強度評価部20によって、ワーク1の熱溶着部の強度を評価する。温度目標値補正部24によって、熱溶着強度評価部20による強度評価に基づいて、熱シール部10の温度目標値を補正する。
このワーク加熱装置40によれば、熱溶着強度評価部20によってワーク1の熱溶着部の強度を評価して、その強度評価に基づいて、熱シール部10にフィードバックするので、ワーク1のロット変動や周囲温度等環境条件の変動にも対応できる。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a
The
According to the
以下に、このワーク加熱装置40を構成する部材について説明する。
The members constituting the
<熱シール部>
図5は、図4のワーク加熱装置のヒートバー2a、2bと温度センサ6を示す概略図である。
熱シール部10は、ヒートバー2と、ヒータ温度制御部8と、を備える。ヒートバー2、2a、2bは、図4及び図5に示すように、例えば、ワーク1を挟んで加熱して熱溶着する。また、図4及び図5の例ではワーク1を挟むように2つのヒートバー2a、2bを設けているが、これに限られず、1つのヒートバーであってもよい。なお、図4では、ワーク1は、連続する袋状であり、ヒートバー2a、2bによって所定間隔で熱溶着される。ヒートバー2は、図1及び図5に示すように、ヒータ4、4a、4bと、ヒータ4、4a、4bの温度を計測する温度センサ6とを備える。なお、ヒータ4a、4bは、図5に示すように2つのヒートバー2a、2bのそれぞれに設けてもよく、一方のヒートバーにのみ設けてもよい。また、温度センサ6は、ワーク1から所定間隔離れた箇所に設けているが、これに限られず、ワーク1に近接して設けてもよい。
<Heat seal part>
FIG. 5 is a schematic view showing the heat bars 2a and 2b and the
The
図6は、図4のヒートバーの温度とワーク1の温度とシール動作との関係を示す概略図である。図6(a)は、連続シール動作の間のヒートバーの温度を示す図である。図6(b)は、連続シール動作の間のワークの温度を示す図である。図6(c)は、連続シール動作の間の動作と停止とを示す概略図である。
ヒートバー2、2a、2bは、図6(a)に示すように、ワーク1の熱溶着のために温度目標値に近づけるように温度制御される。この場合、連続シール動作の開始と共にワークと接触するため、ヒートバーの温度はいくぶん低下し、連続シール動作の間は、ワークへの熱伝導が連続して行われる定常的な熱伝導が平衡状態となることで温度が安定する。なお、ワークの連続シールは、例えば、1つ当たり0.1秒〜2秒で行われる。連続シールの終了とともにヒートバーの温度は温度目標値に近い温度に戻る。
FIG. 6 is a schematic view showing the relationship between the temperature of the heat bar of FIG. 4, the temperature of the
As shown in FIG. 6A, the heat bars 2, 2a and 2b are temperature-controlled so as to approach the temperature target value due to heat welding of the
ヒータ温度制御部8は、温度センサ6で計測された温度に基づいて、ヒータ4の温度を温度目標値に近づけるように制御する。ヒータ温度制御部8は、ヒータ4に例えば電流値又は電圧値等による操作量2によってヒータ4を制御する。また、ヒータ温度制御部8は、あらかじめ入力された初期値である温度目標値を有する。この温度目標値は、後述するように、温度目標値補正部からの温度目標値補正量あるいは補正後の温度目標値自体の操作量1によって初期値の温度目標値を置換される。その後も、逐次、ヒータ温度制御部8では、温度目標値補正部からの温度目標値補正量の操作量1によって温度目標値を置換する。
The heater temperature control unit 8 controls the temperature of the
<熱溶着強度評価部>
図3は、図2の熱溶着強度評価部20の物理的構成及び機能的構成を示すブロック図である。
熱溶着強度評価部20は、図2に示すように、例えば、加圧部22と、強度測定部35aとを含む。また、熱溶着強度評価部20は、物理的構成及び機能的構成の観点では、図3に示すように、加圧部22と制御部30とを含む。加圧部22によって、ワークの熱溶着部に一定の押圧又は引張力を印加する。強度測定部35aによって、ワークの熱溶着部の強度を測定する。
<Heat welding strength evaluation unit>
FIG. 3 is a block diagram showing a physical configuration and a functional configuration of the heat welding
As shown in FIG. 2, the heat welding
<制御部(コンピュータ装置)>
制御部30は、例えば、コンピュータ装置である。このコンピュータ装置としては、汎用的なコンピュータ装置を用いることができ、例えば、図3に示すように、処理部31、記憶部32、表示部33を含む。なお、さらに、入力装置、記憶装置、インタフェース等を含んでもよい。制御部30によって、加圧部22を制御している。
<Control unit (computer device)>
The
<処理部>
処理部31は、例えば、中央処理演算子(CPU)、マイクロコンピュータ、又は、コンピュータで実行可能な命令を実行できる処理装置であればよい。
<Processing unit>
The
<記憶部>
記憶部32は、例えば、ROM、EEPROM、RAM、フラッシュSSD、ハードディスク、USBメモリ、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク等の少なくとも一つであってもよい。
記憶部32には、プログラム35を含む。なお、制御部30がネットワークに接続されている場合には、必要に応じてプログラム35をネットワークからダウンロードしてもよい。
<Memory>
The
The
<プログラム>
プログラム35には、強度測定部35aを含んでいればよい。強度測定部35aによって、ワークの熱溶着部の強度を測定する。具体的には、図7に示すように、ワークを所定温度より低温で熱溶着を行った場合、ワークの熱溶着部の強度は低く強度不足となる。なお、この所定温度は、ワークのロット変動や周囲温度等の環境条件の変動によって変化しうるものである。強度測定部35aでは、例えば、剥離強度を計測してもよい。強度は、剥離強度に限られず、他の強度を計測してもよい。
<Program>
The
<表示部>
表示部33は、例えば、図6の各熱シールごとのヒートバー温度(a)、ワーク温度(b)、及び、連続シール動作(c)を示してもよい。
<Display unit>
The
<温度目標値補正部>
図7は、温度目標値と強度不足の発生との関係とを示す概略図である。
温度目標値補正部24は、熱溶着強度評価部20による熱溶着部の強度評価に基づいて、熱シール部10の温度目標値を補正する。具体的には、温度目標値補正部24は、熱溶着強度評価部20の強度測定部35aで検出された強度不足に基づいて、熱シール部10の温度目標値を引き上げるように補正してもよい。例えば、温度目標値を1℃引き上げてもよい。つまり、図7に示すように、低温になるにつれて強度不足となるので、強度不足の発生を抑制するために、このワーク加熱装置では、温度目標値を引き上げている。なお、温度目標値は、逐次引き上げていってもよいが、上限となる、ワークの熱溶着によって外観不良が発生しない上限温度を設定しておいてもよい。温度目標値は、この上限温度を越えないこととしてもよい。
<Temperature target value correction unit>
FIG. 7 is a schematic view showing the relationship between the temperature target value and the occurrence of insufficient strength.
The temperature target
なお、温度目標値補正部24は、補正された補正後の温度目標値を操作量1として、ヒータ温度制御部に送信する。また、温度目標値補正部24において、温度目標値を補正した後の所定時間内は、補正後の温度目標値を再度補正しないでもよい。つまり、温度目標値を補正した場合、ヒータにおける温度追従には一定時間必要となる。そこで、ヒータ温度の安定までを所定時間として概算し、所定時間内はヒータ温度が安定していないものとみなして、温度目標値の補正を行わないこととしてもよい。この場合、所定時間は、適宜設定すればよいが、温度センサによってヒータの温度を計測して、その変化幅が所定範囲内となった場合にヒータ温度が安定したと判断してもよい。
The temperature target
<ワークの熱溶着方法>
図8は、実施の形態1に係るワークの熱溶着方法のフローチャートである。
(1)まず、初期値を入力するか、あるいは、あらかじめ入力された初期値を読み込む(S01)。具体的には、温度目標値SPを150℃に設定し、熱シール回数nを0とする。また、強度不足フラグFを0とする。なお、温度目標値SPの上限値を、例えば200℃とする。
(2)熱シール回数nをn+1に更新する(S02)。具体的には熱シール回数nに1を加算する。
(3)n回め熱シールを実行する(S03)。
(4)強度不足フラグFが1であるか否か判断する(S04)。なお、最初に行う際には強度不足フラグFは0であるので、No(S05)へ分岐する。2周目以降には、強度不足を検出している場合があり、その場合には、YES(S10)へ分岐する。
(5)強度不足フラグFの判断がNoの場合に、n回め熱シール部(熱溶着部)の強度測定を行う(S05)。
<Heat welding method of workpiece>
FIG. 8 is a flowchart of a work welding method according to the first embodiment.
(1) First, the initial value is input, or the initial value input in advance is read (S01). Specifically, the temperature target value SP is set to 150 ° C., and the number of heat seals n is set to 0. Further, the insufficient strength flag F is set to 0. The upper limit of the temperature target value SP is, for example, 200 ° C.
(2) The number of heat seals n is updated to n + 1 (S02). Specifically, 1 is added to the number of heat seals n.
(3) The nth heat seal is executed (S03).
(4) It is determined whether or not the strength insufficient flag F is 1. (S04). Since the strength insufficient flag F is 0 when the first operation is performed, the process branches to No (S05). Insufficient strength may be detected after the second lap, and in that case, the process branches to YES (S10).
(5) When the determination of the insufficient strength flag F is No, the strength of the nth heat-sealed portion (heat-welded portion) is measured (S05).
(6)強度が十分か判断する(S06)。強度が十分であると判断された場合には、YES(S07)へ分岐する。強度不足であると判断された場合には、NO(S08)へ分岐する。
(7)終了条件を満たすか判断する(S07)。終了条件は、例えば、熱シール回数nが予定のシール回数に達した場合、停止ボタンが押された場合、等である。終了条件を満たす場合には、YESへ分岐し、終了する。終了条件を満たさない場合には、No(S02)へ分岐し、熱シール回数の更新に戻る。なお、終了条件は、上記の場合に限られない。
(6) Judge whether the strength is sufficient (S06). If it is determined that the strength is sufficient, it branches to YES (S07). If it is determined that the strength is insufficient, it branches to NO (S08).
(7) It is determined whether the termination condition is satisfied (S07). The end condition is, for example, when the number of heat seals n reaches the planned number of seals, when the stop button is pressed, and the like. If the end condition is satisfied, the process branches to YES and ends. If the end condition is not satisfied, the process branches to No (S02) and returns to the update of the number of heat seals. The termination condition is not limited to the above case.
(8)S06で強度不足があると判断された場合には、強度不足フラグFに1が代入される(S08)。次いで、S09へ移行する。
(9)ヒータ温度が安定か判断する(S08)。ヒータ温度は、温度センサで計測された温度である。このヒータ温度は、熱シールごとのヒートバーの最大温度、最小温度、又は平均温度のいずれであってもよい。ヒータ温度が安定な場合には、YES(S09)へ分岐する。ヒータ温度が安定でないと判断された場合には、No(S07)へ分岐する。これは、温度目標値の補正があった場合に、ヒータにおける温度追従には一定時間必要となることを考慮するためである。つまり、たとえ温度目標値の補正があってもヒータの温度は直ちに下がらないので、そのまま強度評価を行うと、再び強度不足を検出する場合がある。その結果、ヒータ温度が安定する前に温度目標値が累積的に低くなるという問題がある。この場合には、意図しないほどに温度目標値が低くなる可能性がある。このような不都合を回避するため、ヒータ温度が安定したか判断することが有効となる。なお、ヒータ温度の安定を判断することに代えて、所定時間内はヒータ温度が安定していないものとみなして、次の終了条件の判断(S07)へ分岐してもよい。
(8) When it is determined in S06 that there is insufficient strength, 1 is substituted for the insufficient strength flag F (S08). Then, it shifts to S09.
(9) It is determined whether the heater temperature is stable (S08). The heater temperature is the temperature measured by the temperature sensor. The heater temperature may be either the maximum temperature, the minimum temperature, or the average temperature of the heat bar for each heat seal. When the heater temperature is stable, it branches to YES (S09). If it is determined that the heater temperature is not stable, it branches to No (S07). This is because it takes a certain period of time to follow the temperature in the heater when the temperature target value is corrected. That is, even if the temperature target value is corrected, the temperature of the heater does not drop immediately. Therefore, if the strength is evaluated as it is, insufficient strength may be detected again. As a result, there is a problem that the temperature target value is cumulatively lowered before the heater temperature becomes stable. In this case, the temperature target value may be unintentionally lowered. In order to avoid such inconvenience, it is effective to determine whether the heater temperature is stable. Instead of determining the stability of the heater temperature, it may be considered that the heater temperature is not stable within the predetermined time, and the process may be branched to the determination of the next end condition (S07).
(10)温度目標値SPに元の温度目標値から1℃上げた値と上限温度とのより低い値を温度目標値SPに代入する(S10)。つまり、上限温度、例えば、200℃以下の範囲で温度目標値を1℃上げた値を新たな温度目標値とする。なお、関数min(a,b)は、a,bのうち、より小さい値を返す。その後、S11に移行する。
(11)強度不足フラグFに0を代入する(S11)。その後、S02へ移行する。
以上の工程によって、ワークの熱溶着を行うことができる。
(10) Substitute the lower value of the upper limit temperature and the value raised by 1 ° C. from the original temperature target value into the temperature target value SP (S10). That is, the upper limit temperature, for example, a value obtained by raising the temperature target value by 1 ° C. in the range of 200 ° C. or lower is set as the new temperature target value. The function min (a, b) returns a smaller value among a and b. After that, it shifts to S11.
(11)
By the above steps, the work can be heat-welded.
上記ワークの熱溶着方法によって、ワークのロット変動や周囲温度等環境条件の変動があった場合にも、追従して対応できる。つまり、ロット変動や環境条件の変動により、強度不足が発生した場合には、熱溶着の温度が適切な温度範囲より低温になっていることを意味している(図7)。そこで、強度不足を検出した場合には、熱シール部の温度目標値を上げることによって、適切な温度範囲での熱溶着を実現できるようになる。 By the above-mentioned heat welding method of the work, even if there is a change in the lot of the work or a change in the environmental conditions such as the ambient temperature, it can be followed and dealt with. That is, when the strength is insufficient due to the fluctuation of the lot or the fluctuation of the environmental conditions, it means that the temperature of the heat welding is lower than the appropriate temperature range (Fig. 7). Therefore, when insufficient strength is detected, heat welding in an appropriate temperature range can be realized by increasing the temperature target value of the heat-sealed portion.
(実施の形態2)
図9は、実施の形態2に係るワークの熱溶着方法のフローチャートである。
このワークの熱溶着方法は、実施の形態1に係るワークの熱溶着方法と対比すると、熱溶着部の強度が十分であると評価された場合に、温度目標値を下げるようにフィードバックすることを含む点で相違する。これによって、高温での熱溶着を回避でき、熱溶着部の外観不良の発生を抑制できる。
(Embodiment 2)
FIG. 9 is a flowchart of a work welding method according to the second embodiment.
Compared with the heat welding method of the work according to the first embodiment, the heat welding method of this work provides feedback so as to lower the temperature target value when it is evaluated that the strength of the heat welding portion is sufficient. It differs in that it includes. As a result, heat welding at a high temperature can be avoided, and the occurrence of poor appearance of the heat-welded portion can be suppressed.
<ワークの熱溶着方法>
(1)まず、初期値を入力するか、あるいは、あらかじめ入力された初期値を読み込む(S21)。具体的には、温度目標値SPを150℃に設定し、熱シール回数nを0とする。また、強度不足フラグFを0とする。なお、温度目標値SPの上限値を、例えば200℃、下限値を100℃とする。
(2)熱シール回数nをn+1に更新する(S22)。具体的には熱シール回数nに1を加算する。
(3)n回め熱シールを実行する(S23)。
(4)強度不足フラグFが1であるか否か判断する(S24)。なお、最初に行う際には強度不足フラグFは0であるので、No(S25)へ分岐する。2周目以降には、強度不足を検出している場合があり、その場合には、YES(S28)へ分岐する。
(5)強度不足フラグFの判断がNoの場合に、n回め熱シール部(熱溶着部)の強度測定を行う(S25)。
<Heat welding method of workpiece>
(1) First, the initial value is input, or the initial value input in advance is read (S21). Specifically, the temperature target value SP is set to 150 ° C., and the number of heat seals n is set to 0. Further, the insufficient strength flag F is set to 0. The upper limit of the temperature target value SP is, for example, 200 ° C., and the lower limit is 100 ° C.
(2) The number of heat seals n is updated to n + 1 (S22). Specifically, 1 is added to the number of heat seals n.
(3) The n-th heat seal is executed (S23).
(4) It is determined whether or not the strength insufficient flag F is 1. (S24). Since the strength insufficient flag F is 0 when the first operation is performed, the process branches to No (S25). After the second lap, insufficient strength may be detected, and in that case, the process branches to YES (S28).
(5) When the determination of the insufficient strength flag F is No, the strength of the nth heat-sealed portion (heat-welded portion) is measured (S25).
(6)熱溶着部の強度不足か判断する(S26)。強度不足であると判断された場合には、YES(S27)へ分岐する。強度が十分であると判断された場合には、NO(S31)へ分岐する。
(7)S26で強度不足であると判断された場合には、強度不足フラグFに1を代入する(S27)。次いで、S28へ移行する。
(6) It is determined whether the strength of the heat-welded portion is insufficient (S26). If it is determined that the strength is insufficient, the process branches to YES (S27). If it is determined that the strength is sufficient, it branches to NO (S31).
(7) When it is determined in S26 that the strength is insufficient, 1 is substituted for the strength insufficient flag F (S27). Then, it shifts to S28.
(8)ヒータ温度が安定か判断する(S28)。ヒータ温度が安定な場合には、YES(S29)へ分岐する。ヒータ温度が安定でないと判断された場合には、No(S33)へ分岐する。これは、温度目標値の補正があった場合に、ヒータにおける温度追従には一定時間必要となることを考慮するためである。つまり、たとえ温度目標値の補正があってもヒータの温度は直ちに上がらないので、そのまま強度評価を行うと、再び強度不足を検出する場合がある。その結果、ヒータ温度が安定する前に温度目標値が累積的に高くなるという問題がある。この場合には、意図しないほどに温度目標値が高くなる可能性がある。このような不都合を回避するため、ヒータ温度が安定したか判断することが有効となる。なお、ヒータ温度の安定を判断することに代えて、所定時間内はヒータ温度が安定していないものとみなして、次の終了条件の判断(S33)へ分岐してもよい。 (8) It is determined whether the heater temperature is stable (S28). When the heater temperature is stable, it branches to YES (S29). If it is determined that the heater temperature is not stable, it branches to No (S33). This is because it takes a certain period of time to follow the temperature in the heater when the temperature target value is corrected. That is, even if the temperature target value is corrected, the temperature of the heater does not rise immediately. Therefore, if the strength is evaluated as it is, insufficient strength may be detected again. As a result, there is a problem that the temperature target value is cumulatively increased before the heater temperature stabilizes. In this case, the temperature target value may be unintentionally high. In order to avoid such inconvenience, it is effective to determine whether the heater temperature is stable. Instead of determining the stability of the heater temperature, it may be considered that the heater temperature is not stable within the predetermined time, and the process may be branched to the determination of the next end condition (S33).
(9)温度目標値SPに元の温度目標値から1℃上げた値と上限温度とのより低い値を温度目標値SPに代入する(S29)。つまり、下限温度、例えば、100℃以上の範囲で温度目標値を1℃下げた値を新たな温度目標値とする。なお、関数min(a,b)は、a,bのうち、より小さい値を返す。その後、S30に移行する。
(10)外観異常フラグF1に0を代入する(S30)。その後、S22へ移行する。
(9) Substitute the lower value of the upper limit temperature and the value raised by 1 ° C. from the original temperature target value into the temperature target value SP (S29). That is, the lower limit temperature, for example, a value obtained by lowering the temperature target value by 1 ° C. in the range of 100 ° C. or higher is set as the new temperature target value. The function min (a, b) returns a smaller value among a and b. After that, it shifts to S30.
(10)
(11)S06において強度が十分であると判断された場合、ヒータ温度が安定か判断する(S31)。ヒータ温度が安定な場合には、YES(S32)へ分岐する。ヒータ温度が安定でないと判断された場合には、No(S33)へ分岐する。
(12)ヒータ温度が安定な場合、温度目標値SPに元の温度目標値から1℃下げた値と下限温度とのより高い値を温度目標値SPに代入する(S10)。つまり、下限温度、例えば、100℃以上の範囲で温度目標値を1℃下げた値を新たな温度目標値とする。なお、関数max(a,b)は、a,bのうち、より大きい値を返す。その後、S22に移行する。
(13)一方、S28又はS31でヒータ温度が安定でないと判断された場合、終了条件を満たすか判断する(S33)。終了条件は、例えば、熱シール回数nが予定のシール回数に達した場合、停止ボタンが押された場合、等である。終了条件を満たす場合には、YESへ分岐し、ワークの熱溶着を終了する。終了条件を満たさない場合には、No(S22)へ分岐し、熱シール回数の更新に戻る。なお、終了条件は、上記の場合に限られない。
以上の工程によって、ワークの熱溶着を行うことができる。
(11) When it is determined in S06 that the strength is sufficient, it is determined whether the heater temperature is stable (S31). When the heater temperature is stable, it branches to YES (S32). If it is determined that the heater temperature is not stable, it branches to No (S33).
(12) When the heater temperature is stable, the higher value of the lower limit temperature and the value lowered by 1 ° C. from the original temperature target value is substituted into the temperature target value SP (S10). That is, the lower limit temperature, for example, a value obtained by lowering the temperature target value by 1 ° C. in the range of 100 ° C. or higher is set as the new temperature target value. The function max (a, b) returns a larger value among a and b. After that, it shifts to S22.
(13) On the other hand, when it is determined in S28 or S31 that the heater temperature is not stable, it is determined whether the termination condition is satisfied (S33). The end condition is, for example, when the number of heat seals n reaches the planned number of seals, when the stop button is pressed, and the like. If the end condition is satisfied, the process branches to YES and the heat welding of the work is completed. If the end condition is not satisfied, the process branches to No (S22) and returns to the update of the number of heat seals. The termination condition is not limited to the above case.
By the above steps, the work can be heat-welded.
上記ワークの熱溶着方法によって、ワークのロット変動や周囲温度等環境条件の変動があった場合にも、追従して対応できる。さらに、実施の形態1のワークの溶着方法と対比して、熱溶着部の強度が十分であると評価された場合に、温度目標値を下げるようにフィードバックする。これによって、高温での熱溶着を回避でき、熱溶着部の外観不良の発生を抑制できる。 By the above-mentioned heat welding method of the work, even if there is a change in the lot of the work or a change in the environmental conditions such as the ambient temperature, it can be followed and dealt with. Further, in comparison with the work welding method of the first embodiment, when it is evaluated that the strength of the heat-welded portion is sufficient, feedback is given so as to lower the temperature target value. As a result, heat welding at a high temperature can be avoided, and the occurrence of poor appearance of the heat-welded portion can be suppressed.
なお、本開示においては、前述した様々な実施の形態及び/又は実施例のうちの任意の実施の形態及び/又は実施例を適宜組み合わせることを含むものであり、それぞれの実施の形態及び/又は実施例が有する効果を奏することができる。 It should be noted that the present disclosure includes appropriately combining any of the various embodiments and / or examples described above, and the respective embodiments and / or embodiments. The effects of the examples can be achieved.
本発明に係るワーク加熱装置によれば、熱溶着強度評価部によってワークの熱溶着部の強度を評価して、その強度評価に基づいて、熱シール部にフィードバックするので、ワークのロット変動や周囲温度等環境条件の変動にも対応できる。 According to the work heating device according to the present invention, the strength of the heat-welded portion of the work is evaluated by the heat-welded strength evaluation unit, and the strength is fed back to the heat-sealed portion based on the strength evaluation. It can respond to fluctuations in environmental conditions such as temperature.
1 ワーク
2、2a、2b ヒートバー
4、4a、4b ヒータ
6 温度センサ
8 ヒータ温度制御部
10 熱シール部
20 熱溶着強度評価部
22 撮像部
24 温度目標値補正部
30 制御部(コンピュータ装置)
31 処理部
32 記憶部
33 表示部
35 プログラム
35a 強度測定部
40 ワーク加熱装置
1
31
Claims (7)
前記ワークの熱溶着部の強度を評価する熱溶着強度評価部と、
前記熱溶着強度評価部による強度評価に基づいて、前記熱シール部の温度目標値を補正する温度目標値補正部と、
を備えた、ワーク加熱装置。 A heat seal part that heats the work and heat-welds it,
A heat welding strength evaluation unit that evaluates the strength of the heat welding unit of the work,
A temperature target value correction unit that corrects the temperature target value of the heat seal unit based on the strength evaluation by the heat welding strength evaluation unit,
A work heating device equipped with.
前記ワークの熱溶着部に加圧する加圧部と、
加圧された前記熱溶着部の剥離の有無を確認して前記熱溶着部の強度不足を検出する強度測定部と、
を備え、
前記温度目標値補正部は、前記強度測定部で検出された前記熱溶着部の強度不足に基づいて、前記熱シール部の温度目標値を引き上げるように補正する、請求項1に記載のワーク加熱装置。 The heat welding strength evaluation unit
A pressurizing part that pressurizes the heat-welded part of the work,
A strength measuring unit that confirms the presence or absence of peeling of the pressurized heat-welded portion and detects an insufficient strength of the heat-welded portion.
With
The work heating according to claim 1, wherein the temperature target value correction unit corrects to raise the temperature target value of the heat seal portion based on the insufficient strength of the heat-welded portion detected by the strength measurement unit. apparatus.
前記温度目標値補正部は、前記強度測定部で前記熱溶着部が十分な強度を有することを検出した場合、前記熱シール部の温度目標値を引き下げるように補正する、請求項2に記載のワーク加熱装置。 The strength measuring unit further confirms the presence or absence of peeling of the pressurized heat-welded portion and detects that the heat-welded portion has sufficient strength.
The second aspect of the present invention, wherein when the strength measuring unit detects that the heat-welded portion has sufficient strength, the temperature target value correcting unit corrects the temperature target value of the heat sealing unit so as to lower it. Work heating device.
ヒータと、
前記ヒータの温度を計測する温度センサと、
前記温度センサで計測された温度に基づいて、前記ヒータの温度を温度目標値に近づけるように制御するヒータ温度制御部と、
を備えた、請求項1から3のいずれか一項に記載のワーク加熱装置。 The heat seal portion is
With a heater
A temperature sensor that measures the temperature of the heater and
A heater temperature control unit that controls the temperature of the heater to approach the temperature target value based on the temperature measured by the temperature sensor.
The work heating device according to any one of claims 1 to 3, further comprising.
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- 2019-02-14 JP JP2019024460A patent/JP2020132166A/en active Pending
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