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

Description

【０００１】
【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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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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