JP2636429B2 - 自動包装装置の噛込み検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動包装装置を対象に、そのエンドシーラ
に被包装物が誤って噛込んだ際に、その噛込み発生を自
動検出するようにした噛込み検出方法に関する。

〔従来の技術〕

各種の製品を袋詰めする自動包装装置として、第３
図，第４図に示すような装置が既に実用化されており、
特開昭63−281912号公報にその構成が開示されている。

まず第３図において、１は被包装物２を整列して搬送
するフィンガ付き搬送機構、３は原反フィルム４から引
出した帯状フィルム５を連続した筒状フィルム６に成形
する製袋機構、７は製袋機構３の後段に配備したエンド
シール機構、８は包装済み製品の搬出用コンベアであ
る。

かかる構成で、搬送機構１に供給された被包装物２は
所定の間隔置きに整列して搬送され、その終端から製袋
機構３で成形された筒状フィルム６の中に順に挿入する
ように送り込まれる。一方、筒状フィルム６の中に挿入
された被包装物２は筒状フィルムと一緒に後段に配備し
たエンドシール機構７へ送られ、ここで被包装物２の前
後端で筒状フィルム６がシールカットされた後に、搬出
コンベア８を経て次の工程に送出される。

一方、前記のエンドシール機構７は、第４図に示すよ
うに被包装物２の通路を挟んでその上下に対向配備した
一対のエンドシーラ7aと、各エンドシーラ7aの回転軸7b
を連動結合した歯車7cと、サーボモータとしての駆動モ
ータ7dとを組合せたもので、かつエンドシーラ7aには加
熱ヒータが装備されている。

ここで、前記した搬送機構1,および原反フィルム４よ
り引き出しフィルムの搬送動作に同期，連繋させてエン
ドシール機構７を回転駆動し、かつ被包装物２が筒状フ
ィルム６と一緒にエンドシール機構７を通過する間にエ
ンドシーラ7aが１回転するように駆動モータ7dを駆動制
御することにより、被包装物２の前後端位置で筒状フィ
ルム６がエンドシーラ7aの間に挟まれてシールカットさ
れる。このシールカット状態を第５図（ａ）に示す。

ところで、前記した自動包装装置では、被包装物2,筒
状フィルム６の搬送とエンドシーラ7aの回転動作とが同
期していれば、第５図（ａ）のように何等のトラブルな
しに被包装物２の包装工程が円滑に進行するのに対し、
被包装物２が筒状フィルム６の中へ挿入される過程で両
者の間に僅かな速度差が生じたり、あるいは搬送途上で
の荷崩れ，引掛りなどにより被包装物２が正規の位置か
らずれて筒状フィルム６に挿入されたりすると、第５図
（ｂ）で示すようにエンドシール機構７へ移送された際
に、誤って被包装物２がエンドシーラ7aの間に噛込んで
しまう状態が発生する。しかも、このような包装工程で
のトラブルが発生すると、筒状フィルム６のシールカッ
ト不能，被包装物の破損による不良品の発生、さらには
エンドシーラが被包装物２に喰い込んだままエンドシー
ラ7aがロック状態になると言った事態が生じる。

そこで、従来ではこのような被包装物の噛込みの発生
に対して、次のような方法で対処している。すなわち、
エンドシール機構７の動力伝達系に負荷トルクが所定値
以上に増加した際に動力伝達経路を切り離すように、ク
ラッチ機構などの動力切り離し手段を介装して置き、第
５図（ｂ）のようにエンドシール機構７のエンドシーラ
7aに被包装物２が噛込んだ際の負荷トルクの増大でクラ
ッチ機構を切り離すとともに、クラッチ機構の釈放動作
を検出して噛込みによる不良品を搬送ラインから自動的
に排除するか、あるいは包装装置の運転を中断した上で
保守員が不良品を取り除いてラインを正常な状態に修復
するようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記した従来の噛込み検出方式では、
被包装物の性状，厚みなどによっては噛込み発生の状態
を的確に検出できない場合があって十分な信頼性が得ら
れない。すなわち、被包装物が軟体物であったり，薄物
であると、噛込みに伴う負荷トルクの増加分は極めて小
さく、クラッチ機構などの機械的な動力切り離し手段が
釈放動作せぬまま、シールカットされない被包装物が連
なってエンドシール機構を通過して不良品を多発するよ
うになる。しかも機械的な動力切り離し手段では、被包
装物を種類，性状などの異なる被包装物に変更して自動
包装を行う場合には、被包装物の種類に対応してその都
度動力切り離しトルクを現場で調整し直しすることが極
めて困難である。

本発明は上記の点にかんがみなされたものであり、従
来方式のように機械的な動力切り離し手段の代わりに、
電気的な信号処理手法で被包装物の噛込み状態を的確に
検出できるようにした自動包装装置の噛込み検出方法を
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、本発明の噛込み検出方法
は、エンドシーラの駆動モータは、該駆動モータの回転
速度を定める所定周波数の指令パルスと駆動モータの回
転に比例した周波数のパルスを発生するエンコーダから
のフィードバックパルスとの偏差を検出する偏差カウン
タの溜りパルス量により駆動され、この偏差カウンタへ
の溜りパルス量と被包装物の性状に対応して定めた偏差
量設定値とを対比して被包装物の噛込み発生を検出，判
定するようにしたものである。

〔作用〕

自動包装装置におけるエンドシール機構のエンドシー
ラは、一般にサーボ機構で運転制御する方式を採用して
いる。すなわち、エンドシーラの駆動モータであるサー
ボモータに対し、その駆動制御系では指令パルスとサー
ボモータに付属のエンコーダ（インクリメンタル方式の
エンコーダ）を通じて検出したフィードバックパルスと
を偏差カウンタに入力し、両者間の偏差として偏差カウ
ンタから出力する追従偏差値をD/Aコンバータでアナロ
グ変換してサーボモータを駆動するようにしている。な
お、サーボモータの回転角は前記した指令パルスの数に
よって決り、またその回転速度は指令パルスの周波数に
よって決まる。

一方、自動包装の工程でエンドシーラに被包装物の噛
込みが生じると、エンドシーラに加わる負荷トルクが増
加してエンドシーラの回転角が目標値に対し遅れるよう
になる。すなわち、第２図はエンドシーラを定速で回転
駆動した場合（実際の運転では被包装物の搬送パターン
と同期をとるために必ずしも定速駆動ではない）におけ
る時間とエンドシーラの回転位置との関係を表したもの
で、図中の実線（イ）が目標位置を示す。つまり時間Ｔ
を周期としてエンドシーラが０から２πまで１回転する
ように前記したサーボ機構での指令パルスを設定してい
る。したがって、噛込み発生のない定常運転であれば、
エンドシーラは実線（イ）に沿って回転し、その途中の
所定位置，例えば回転角πの位置でエンドシーラにより
筒状フィルムをシールカットする。これに対して、例え
ば軟体物である被包装物の噛込みが発生すると負荷トル
クが増加し、前記サーボ機構の制御によりエンドシーラ
は過渡的な遅れを伴って点線（ロ）で表すような経緯を
たどり、シールカット位置の近傍で目標位置と実際の位
置との間にΔθの遅れが生じる。これによりサーボ機構
の偏差カウンタ内では定常時と比べて指令パルスとフィ
ードバックパルスとの偏差，つまり溜りパルス量が増加
することになる。

そこで、この溜りパルス量を偏差カウンタから噛込み
検出部に取り込み、あらかじめ設定した偏差量設定値と
溜りパルス量とを噛込み検出部において対比演算するこ
とにより、溜りパルス量が偏差量設定値を超えた条件で
噛込み発生と判定して噛込み検出信号を出力することが
できる。なお、偏差量設定値は被包装物の性状，厚みな
どを条件に各種の被包装物ごとに実験より求め、その設
定値のデータを偏差設定部に格納しておく。

〔実施例〕

第１図は本発明による噛込み検出方法の実施例を示す
ブロック回路図である。図において、９はエンドシール
機構に組み込んだ駆動モータのサーボドライブ回路、10
が本発明により新たに追加した噛込み検出回路である。

ここで、エンドシーラ7aの駆動モータ（サーボモー
タ）7dに対するサーボドライブ回路９は、よく知られて
いるように指令パルス発生部11,偏差カウンタ12,D/Aコ
ンバータ13,および駆動モータ7dに付属するエンコーダ
（インクリメンタル方式のエンコーダ）14からなるフィ
ードバックループとして構成されている。かかるサーボ
ドライブ回路９により、偏差カウンタ12には指令パルス
発生部11から与えた指令パルス±CPとエンコーダ14から
出力するフィードバックパルス±FPCとが入力され、両
パルスの偏差として偏差カウンタ12から出力される追従
偏差ｅをD/Aコンバータ13によりアナログ変換して駆動
モータ7dを駆動する。これによりエンドシーラ７が第２
図の実線（イ）で表した目標値に沿って移動するよう回
転駆動される。

一方、噛込み検出回路10は、噛込み検出部15と偏差量
設定部16からなり、検出部15は前記した偏差カウンタ12
より取り込んだ溜りパルス量Ｅと設定部16に格納されて
いる偏差量設定値Ｓとを比較演算し、ここで溜りパルス
量Ｅが設定値Ｓを超えた条件で噛込み検出信号を出力す
る。

したがって、第３図，第４図で述べた自動包装装置の
運転中にエンドシーラ7aに被包装物２の噛込みが発生
し、これに伴い第２図で説明したようにエンドシーラ7a
の回転位置が目標位置に対して遅れが生じると、この遅
れに対応して偏差カウンタ12では定常運転時と比べて溜
りパルス量Ｅが増加する。一方、この溜りパルス量Ｅは
噛込み検出部15で常時監視して設定値Ｓと対比される。
そして、溜りパルス量Ｅが設定値Ｓを超えた状態になれ
ば被包装物の噛込みが発生したと判定し、噛込み検出部
15から噛込み検出信号が出力する。なお、この噛込み検
出信号を基に、従来と同様に噛込みの生じた不良品を搬
送ラインから自動的に排除するか、あるいは警報を発す
るとともに自動包装装置の運転を中断し、保守員の手直
しにより不良品の排除，並びにラインの修復を行うよう
にする。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明による噛込み検出方法に
より、次記の効果を奏する。

すなわち、エンドシーラへの被包装物の噛込み発生を
エンドシーラの位置遅れとして捕らえ、その遅れ位置偏
差を駆動モータの駆動制御回路より電気信号として取出
して偏差量設定値と対比判定するようにしたことによ
り、 （１）従来のように機械的な動力伝達切り離し手段を用
いた検出方式と比べて、被包装物の噛込み発生を電気的
な信号処理手法で感度よく的確に検出することができ
る。

（２）偏差量設定値は被包装物の性状，厚みなどに対応
して個別，かつ自由に設定できるので、被包装物が軟体
物，薄物であっても噛込み状態の発生を正しく検出で
き、従来方式と比べて噛込み検出の信頼性向上が図れ
る。

（３）エンドシーラを回転駆動する駆動モータの指令パ
ルスとエンコーダからのフィードバックパルスとの偏差
を検出する偏差カウンタへの溜りパルス量を利用して被
包装物の噛込みを検出するため、被包装物の噛込みを検
出するためだけに特別の検出手段、例えばエンドシーラ
の位置の変位を検出する光電センサ等の検出器を必要と
しないので、既存の装置を大幅に変更することなく噛込
み検出機能を付加することができ、安価な自動包装装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の噛込み検出方法に基づく実施例のブロ
ック回路図、第２図は被包装物の噛込みに伴うエンドシ
ーラの位置遅れ発生を説明するための時間とエンドシー
ラの回転位置との関係図、第３図は自動包装装置の概要
構成図、第４図は第３図におけるエンドシール機構の詳
細構造図、第５図（ａ），（ｂ）はそれぞれ正常，噛込
み発生時におけるシールカット状態を表す図である。図
において、 2:被包装物、3:製袋機構、4:原反フィルム、5:帯状フィ
ルム、6:筒状フィルム、7:エンドシール機構、7a:エン
ドシーラ、7d:駆動モータ、9:サーボドライブ回路、10:
噛込み検出回路、11:指令パルス発生部、12:偏差カウン
タ、14:エンコーダ、15:噛込み検出部、16:偏差量設定
部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 秀夫 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−41107（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−134672（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−165262（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−12987（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−10706（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭61−34248（ＪＰ，Ｙ２) 『メカトロニクスのためのサーボ技術 入門』編者：株式会社安川電機製作所、 発行所：日刊工業新聞社昭和61年10月30 日発行Ｐ．30

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原反フィルムより引出した帯状フィルムを
   連続した筒状フィルムに成形し、該筒状フィルムの中に
   搬送途上にある被包装物を間隔を置いて順に挿入した後
   に、エンドシーラにより被包装物の両端位置で筒状フィ
   ルムをシールカットする自動包装装置を対象に、前記エ
   ンドシーラへの被包装物の噛込みを自動検出する噛込み
   検出方法であって、エンドシーラの駆動モータは、該駆
   動モータの回転速度を定める所定周波数の指令パルスと
   駆動モータの回転に比例した周波数のパルスを発生する
   エンコーダからのフィードバックパルスとの偏差を検出
   する偏差カウンタの溜りパルス量により駆動され、この
   偏差カウンタへの溜りパルス量と被包装物の性状に対応
   して定めた偏差量設定値とを対比して被包装物の噛込み
   発生を検出，判定することを特徴とする自動包装装置の
   噛込み検出方法。