JP3748458B2 - 製袋包装機における包材送り制御方法及びその装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、製袋包装機における包材送りの制御方法とその装置に関し、より詳しくは、包装能力に応じた運転パターンをもって、包材送り用の駆動手段を制御するようにした包材送り制御方法とその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
熱溶着性の帯状包材をフォーマーによって筒状に曲成しつつ充填シリンダの周面に沿わせて下降させ、この間に重ね合った縦の縁同士を縦シール用のヒータによってシールするとともに充填物を充填して、充填シリンダの下方に配設した横シール用のヒータにより袋の天の部分と次の袋の地の部分を同時にシールしてゆくようにした製袋包装機、つまり縦型ピロー包装機には、成形する袋の長さだけ包材を間欠的に給送するための制御手段が設けられている。
【0003】
なかでも、特開平6−239311号公報に開示された包材送り制御装置は、包材の材質やサイズ等の包装条件に応じて、包材送り用駆動モータを、始動時から一定速度に達するまで加速し、また一定速度から停止するまで減速させるよう制御するようにしたものであるが、このような装置では、その都度包装条件をパラメータとして運転パターンを設定する関係上、一般のオペレータが簡単に取扱うことができないばかりでなく、包装機の持つ包装能力を十分に生かしきれないといった生産効率上の問題を有している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、いくつかの設定値を入力するという簡単な操作を行うだけで、装置の持つ能力を十分に引出すことのできる新たな製袋包装機の包材送り制御方法とその装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明はこのような課題を達成するために請求項1の発明は、間欠的な送り動作を行う形式の製袋包装機における包材送りの制御方法であって、成形すべき袋の長さLと、シールに要する包材停止時間Tsと、包材の定速搬送速度Vとともに、袋の形成に要する1サイクル時間Tを外部設定手段により設定し、該各設定値をもとに、
ta+td=2(T−Ts)−2L/V
から、上記定速搬送速度Vに至る要加速時間taと上記定速搬送速度Vから停止に至るまでの要減速時間tdとを演算手段により求め、該各時間ta、tdと、上記各設定値L、Ts、V及びTと、をもとに包材の送りを制御するようにしたものである。
また請求項4の発明は、外部設定手段と演算手段とを備える。外部設定手段は、成形すべき袋の長さLと、シールに要する包材停止時間Tsと、包材の定速搬送速度Vとともに、袋の形成に要する1サイクル時間Tを設定する。演算手段は、前記外部設定手段から入力された設定値をもとに、定速搬送速度Vに至る要加速時間taと、定速搬送速度Vから停止に至るまでの要減速時間tdを、
ta+td=2(T−Ts)−2L/V
から演算する。
そして、請求項4の発明は、前記演算手段により算出された要加速時間ta、要減速時間tdと、前記外部設定手段から入力された成形すべき袋の長さL、包材停止時間Ts、包材の定速搬送速度V及び袋の形成に要する1サイクル時間Tと、に基づいて包材搬送用の駆動手段を制御するようにしたものである。
【0006】
【実施例】
図1は、本発明に係る方法によって制御される包材搬送パターンを示したものであり、また、図3は、この方法が適用される装置の一例を示したものである。
【0007】
製袋包装機としての間欠送り式の縦型ピロー包装機は、一般に図3に示したように、包材ロール1に巻取られた包材Sを繰出しモータ3によって順次フォーマ4のもとへ送り出し、ここで筒状に曲成した上、縦の合わせ目をシールしつつプルダウンベルト6により間欠的に引下ろして、その直下に位置する横シール機構8により袋の天の部分と地の部分をシールするように構成されている。
【0008】
したがって、この種の包装機における包装能力は、1つの袋を成形するのに要するサイクル時間をT、単位時間当りの袋の成形数、つまり包装能力をPとすると、
P=1/T ‥‥ ▲1▼
として表される。
【0009】
一方、形成すべき袋の長さLに相当する長さの包材Sを横シール機構8のもとまで引下ろすのに要する包材搬送時間をTc、横シールを施すべく包材Sを停止させる停止時間をTsとすると、袋を成形するのに要する1サイクル時間Tは、
T=Tc+Ts ‥‥ ▲2▼
で表わされる。
【0010】
他方、1包材搬送時間Tc当りの包材搬送量は袋の長さLに相当し、これは、図1における台形部分の面積を意味するから、停止状態から定速搬送速度Vまでプルダウンベルト6を加速するのに要する要加速時間をta、定速搬送速度Vから停止させるまでの要減速時間をtdとすると、
L={2Tc−(ta+td)}V/2 ‥‥ ▲3▼
となり、▲2▼式より、Tc=T−Tsであるから、▲3▼式は
L={2(T−Ts)−(ta+td)}V/2
ta+td=2(T−Ts)−2L/V ‥‥ ▲4▼
として表わすことができる。
【0011】
そして、停止時間Tsと袋の長さLは、成形すべき袋のサイズと包材Sの材質によって決まる事柄であり、また、袋を成形するのに要する1サイクル時間Tは、経営上の観点から決められる事柄であり、さらに、包材Sを横シール機構8のもとへ引下す定速搬送速度Vは、プルダウンベルト6を駆動するベルト駆動用サーボモータ7の能力によって決まる事柄であるから、製袋包装機の持つ包装能力を十分に引出すには、これらの各設定値をもとに上記した式▲4▼より加速時間taと減速時間tdを求めてゆけばよいことになる。
【0012】
したがって、本発明に係る包材送りの制御方法は、図1に示したように、形成すべき袋のサイズ、つまりその長さLと、包装の材質等によって決まる横シールに要する時間、つまり包材停止時間Tsと、ベルト駆動用サーボモータ7の能力を意味する包材引下しのための定速搬送速度Vとともに、包装能力Pに関係する袋の形成に要する1サイクル時間Tを設定して、これらの設定値をもとに要加速時間taと要減速時間tdを求め、さらに、これらの各時間ta、tdと、各設定値L、Ts、V、Tとからプルダウンベルト6を駆動するサーボモータ7の回転速度を制御するようにしたものである。
【0013】
図2は、これらの設定値により設定される各動作パターンを示したもので、図2(a)に示した場合のように、他の条件は同じで、単に使用する包材Sの材質に違いがあって、横シールをする時間、つまり包材Sを停止させておく時間Tsを長く採る必要がある場合には、台形の面積、つまり袋の長さLを同じにするよう、要加速時間taと要減速時間tdをその分短縮させること、つまり、加速率、減速率を大きく採るようにプルダウンベルト7を動作させる。
【0014】
一方、充填すべき品物が尾を引いて流下するような場合、あるいは、使用する包材の材質がかなり柔軟性に富んでいるような場合には、定速搬送速度をVからV’に高めることにより、台形の面積を変えることなく要加速時間taもしくは要減速時間tdを可能な限り長くして、動作パターンを上記した条件に対応させるべく緩やかにする。
【0015】
また、プルダウンベルト6の駆動力伝達経路の一部にクラッチ及びブレーキを介在させて、プルダウンベルト6を機械的に減速させるように構成した装置においては、図2(c)(d)に示したように、要加速時間taのみを変化させることによって、台形の面積、つまり1サイクル時間内に搬送する包材Sの長さLを一定に保つようにする。
【0016】
またさらに、要加速時間taを、n・tdとすること、つまり要減速時間tdに比例定数nを乗じた値を要加速時間taとすることもでき、これにより、包材送り制御の要件をなす要加減速時間ta、tdを、(1+n)tdとすることにより、要減速時間tdのみのデータによって包材送りを制御するようにすることのできる。
【0017】
なお、図1、図2は、加減速動作パターンを摸式的に示したもので、加速、減速部分を直線状に描いているが、実際は、周知のカム曲線を描くような加減速制御がなされ、また、必要によっては正弦曲線や変形正弦曲線あるいは、サイクロイド曲線を描くような加減速制御がなされる。
【0018】
ところで、図3は、上記した包材送り制御方法に適用される装置の一例を示したものである。
【0019】
図において符号10で示した制御装置は、ベルト駆動用モータ7の回転数を制御するもので、ここには、キーボードあるいはタッチパネル等の外部設定手段17から入力した袋の成形に要する1サイクル時間T、包材停止時間Ts、成形すべき袋の長さL及び包材Sの定速搬送速度Vをもとに、上記した式▲4▼から加速時間ta、tdを演算する、ta、td演算手段11が設けられ、さらに、この演算結果をもとに、図1に示した台形を画くような動作プログラムを設定する設定手段12と、この動作プログラム設定手段12から出力する時系列信号をもとに、0秒からta秒まではV/taの加速度をもたらすように、ta秒から(T−Ts−ta)秒までは速度Vで、さらに(T−Ts−td)秒から(T−Ts)秒まではV/tdの減速度をもたらすように、ベルト駆動用サーボモータ7に印加すべき周波数を増減変更する周波数変更手段13が設けられていて、ここで時系列的に変換した周波数により、モータ駆動手段16を介してベルト駆動サーボモータ7を回転操作するように構成されている。
【0020】
なお、図中符号14は、ta、td演算手段11から入力した要加速時間taと要減速時間tdと、記憶手段15からのデータを比較し、これらの時間ta、tdが限界値より短い場合には、実現不能として表示器18に不能信号を出力する判定手段を示している。
【0021】
このように構成された実施例において、いま、タッチパネル等の外部設定手段17から包装能力Pに関係する1サイクル時間Tと、十分な横シールをするのに必要な包材停止時間Tsと、成形すべき袋の長さLと、プルダウンベルト6の定速搬送速度Vについての設定値をta、td演算手段11に入力すると、ta、td演算手段11は、
ta+td=2(T−Ts)−2L/V
から、要加速時間taと要減速時間tdの和を演算して、この演算結果を動作プログラム設定手段12に出力する。
【0022】
一方、動作プログラム設定手段12は、ここに入力した値をもとに動作プログラムを設定して、これに応じた時系列的な信号を周波数変換手段13に出力し、ここでの周波数によりベルト駆動用サーボモータ7を動作させて、1サイクル時間T内に袋の長さLに相当する包材Sを引下しつつ所要の製袋動作を行わせる。
【0023】
なお、以上は、縦型ピロー包装機の例で本発明を説明したものであるが、形成すべき袋の長さを単位として間欠的に動作する形式の製袋包装機であれば、これ以外の包装機にも本発明を適用することができる。
【0024】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、形成すべき袋の長さと、袋の成形に要する1サイクル時間と、シールに要する包材停止時間と、包材の定速搬送速度から定速搬送速度に至る要加速時間と定速搬送速度からの要減速時間を求め、これをもとに包材搬送手段を動作させるようにしたので、袋の長さとかシールに要する時間といった包装条件とともに、経営上の観点から決定される袋の成形のための1サイクル時間を入力するだけで、運転パターンを自動的に設定し、かつこの運転パターンに対応する動作を設定して、所要の袋を形成することを可能となして、きわめて簡単な操作をもって包装機に適した効率のよい製袋動作を行なわせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ある包装条件をもとに設定された本発明方法による包材送りのパターンを示した図である。
【図2】(a)乃至(d)は、それぞれの包装条件をもとに設定された包材送りのパターンについて示した図である。
【図3】この方法に適用する装置として構成した本発明の一実施例を示す装置の構成図である。
【符号の説明】
1 包材ロール
6 プルダウンベルト
7 ベルト駆動用サーボモータ
8 横シール機構
S 包材
T 袋の形成に要する1サイクルの時間
Ts シールに要する包材停止時間
L 形成すべき袋の長さ
ta 要加速時間
td 要減速時間
V 定速搬送速度
Claims (4)
- 間欠的な送り動作を行なう形式の製袋包装機における包材送りの制御方法であって、
成形すべき袋の長さLと、シールに要する包材停止時間Tsと、包材の定速搬送速度Vとともに、袋の形成に要する1サイクル時間Tを設定し、
該各設定値をもとに、
ta+td=2(T−Ts)−2L/V
から、上記定速搬送速度Vに至る要加速時間taと上記定速搬送速度Vから停止に至るまでの要減速時間tdとを演算手段により求め、
該各時間ta、tdと、上記各設定値L、Ts、V及びTと、をもとに包材の送りを制御するようにしたことを特徴とする、
製袋包装機における包材送り制御方法。 - 上記要加速時間taを、
ta=n・td
とし、
上記要加速時間taと上記要減速時間tdとの比例関係から求めた上記各時間をもとに、包材の送りを制御するようにしたことを特徴とする、
請求項1記載の製袋包装機における包材送り制御方法。 - 上記要減速時間tdを一定とした上で求めた上記要加速時間taをもとに、包材の送りを制御するようにしたことを特徴とする、
請求項1記載の製袋包装機における包材送り制御方法。 - 間欠的な送り動作を行う形式の製袋包装機における包材送り制御装置において、
成形すべき袋の長さLと、シールに要する包材停止時間Tsと、包材の定速搬送速度Vとともに、袋の形成に要する1サイクル時間Tを設定する外部設定手段と、
前記外部設定手段から入力された設定値をもとに、前記定速搬送速度Vに至る要加速時間taと前記定速搬送速度Vから停止に至るまでの要減速時間tdとを
ta+td=2(T−Ts)−2L/V
から演算する演算手段と、
を備え、
前記演算手段により算出された前記要加速時間ta、前記要減速時間tdと、前記外部設定手段から入力された成形すべき前記袋の長さL、前記包材停止時間Ts、前記定速搬送速度V及び前記袋の形成に要する1サイクル時間Tと、に基づいて包材搬送用の駆動手段を制御することを特徴とする、
包材送り制御装置。
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