JP5363016B2 - Sealing device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sealing device capable of grasping accurately an effective sealing time, as well as easily performing an adjustment to secure a required sealing time. <P>SOLUTION: The sealing device includes a stationary seal head 11, a movable seal head 12 for sandwiching a synthetic resin sheet S between the stationary seal head 11 and the movable seal head 12, a movable support 14 for supporting the movable seal head 12 via a load cell 13 so that the movable seal head 12 can move toward and away from a sealing position, a driving means 15 for driving the movable support 14 by a ball-screw mechanism having a servo motor 16 as its driving source, and a controlling means 17 for controlling the servo motor 16. The controlling means 17 grasps a stopping time of the movable seal head 12 during the movable seal head 12 contacts the synthetic resin sheet S as a sealing time. At least during the movable seal head 12 contacts the synthetic resin sheet S, a torque of the servo motor 16 is held at a constant value. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

この発明は、例えば、パウチ容器等の製袋に使用される、合成樹脂シートのシール装置に関する。   The present invention relates to a sealing device for a synthetic resin sheet used, for example, for making bags such as pouch containers.

この種のシール装置としては、例えば、図６（ａ）、（ｂ）に示すようなものがある。このシール装置５０は、同図に示すように、重ね合わされた合成樹脂シートＳを沿わせる固定側シールヘッド５１と、この固定側シールヘッド５１と対向するように配置され、合成樹脂シートＳを固定側シールヘッド５１との間に挟み込む可動側シールヘッド５２と、この可動側シールヘッド５２に固定された支持ロッド５３と、この支持ロッド５３に沿って移動可能に支持された支持プレート５４と、可動側シールヘッド５２と支持プレート５４との間で、支持ロッド５３に外嵌されたコイルばね５５と、支持プレート５４にロードセル５６を介して固定された可動体５７と、この可動体５７を固定側シールヘッド５１に対して進退させるクランク機構５８とを備えており、このクランク機構５８が、可動体５７を固定側シールヘッド５１側に押し出すことによって、可動体５７と共に移動する可動側シールヘッド５２が合成樹脂シートＳに接触した後、可動体５７がコイルばね５５を圧縮して可動体５７だけが固定側シールヘッド５１側に移動することで、固定側シールヘッド５１に沿わせた合成樹脂シートＳが可動側シールヘッド５２によって加圧され、ヒートシールされる。   An example of this type of sealing device is shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b). As shown in the figure, the sealing device 50 is disposed so as to face the fixed synthetic seal sheet 51 and the fixed seal head 51 so as to face the fixed synthetic seal sheet 51, and fixes the synthetic resin sheet S. A movable side seal head 52 sandwiched between the side seal head 51, a support rod 53 fixed to the movable side seal head 52, a support plate 54 supported so as to be movable along the support rod 53, and movable Between the side seal head 52 and the support plate 54, a coil spring 55 fitted on the support rod 53, a movable body 57 fixed to the support plate 54 via a load cell 56, and the movable body 57 on the fixed side And a crank mechanism 58 for advancing and retracting the seal head 51. The crank mechanism 58 moves the movable body 57 to the fixed-side seal head 51. After the movable side seal head 52 moving together with the movable body 57 contacts the synthetic resin sheet S, the movable body 57 compresses the coil spring 55 and only the movable body 57 moves to the fixed side seal head 51 side. Thus, the synthetic resin sheet S along the fixed-side seal head 51 is pressurized by the movable-side seal head 52 and heat-sealed.

ところで、こういったシール装置５０では、ロードセル５６によって検知される可動側シールヘッド５２の加圧力が設定圧力以上に保持されている時間を有効なシール時間とし、この有効なシール時間が十分確保されるように、シール装置の調整を行うことになる。なお、上述したコイルばねに代えてエアシリンダを採用し、このエアシリンダ内の圧力を検知することによって、シール時間を把握するシール装置もある。   By the way, in such a sealing device 50, the time during which the applied pressure of the movable-side seal head 52 detected by the load cell 56 is maintained at a set pressure or more is set as an effective sealing time, and this effective sealing time is sufficiently secured. Thus, the sealing device is adjusted. There is also a sealing device that adopts an air cylinder instead of the coil spring described above and detects the sealing time by detecting the pressure in the air cylinder.

特開平０９−１８３１７４号公報JP 09-183174 A

しかしながら、上述したように、圧縮したコイルばね５５の反発力を利用して加圧する場合は、使用するコイルばね５５のバネ定数の初期バラツキや経時的な変動があり、そのバラツキや変動に応じて、コイルばね５５の圧縮量を調整しなければならず、調整作業が面倒であると共に、コイルばね５５の摺動部で経時的に不具合が生じるといった問題がある。また、エアシリンダの空気圧を利用して加圧する場合も、空気圧の変動に伴い、加圧力が変動するといった問題がある。   However, as described above, when pressurization is performed using the repulsive force of the compressed coil spring 55, there is an initial variation or variation with time of the spring constant of the coil spring 55 to be used, and according to the variation or variation. The amount of compression of the coil spring 55 must be adjusted, and the adjustment work is troublesome, and there is a problem that problems occur over time in the sliding portion of the coil spring 55. Further, when pressurizing using the air pressure of the air cylinder, there is a problem that the applied pressure fluctuates as the air pressure fluctuates.

また、上述したように、クランク機構５８等によって可動側シールヘッド５２を移動させる場合、図７に示すように、可動側シールヘッド５２が合成樹脂シートＳに接触した後、合成樹脂シートＳから離反するまでの間にロードセル５６によって検出される可動側シールヘッド５２の加圧力（圧縮したコイルばね５５の反発力に起因した加圧力）が、停止しようとする可動側シールヘッド５２のイナーシャの影響を受けてしまい、有効なシール時間を正確に把握することができないという問題がある。特に、高速で運転を行う場合は、可動側シールヘッド５２の移動速度を急速に加速したり、減速したりする必要があることから、上述した問題が顕著に現れることになる。   Further, as described above, when the movable side seal head 52 is moved by the crank mechanism 58 or the like, the movable side seal head 52 is separated from the synthetic resin sheet S after contacting the synthetic resin sheet S as shown in FIG. Until then, the applied pressure of the movable side seal head 52 detected by the load cell 56 (the applied pressure due to the repulsive force of the compressed coil spring 55) affects the influence of the inertia of the movable side seal head 52 to be stopped. There is a problem that the effective sealing time cannot be accurately grasped. In particular, when operating at a high speed, it is necessary to rapidly accelerate or decelerate the moving speed of the movable-side seal head 52, so that the above-described problem appears remarkably.

そこで、この発明の課題は、有効なシール時間を正確に把握することができると共に、必要なシール時間を確保するための調整を簡単に行うことができるシール装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a sealing device that can accurately grasp an effective sealing time and can easily make an adjustment for securing a necessary sealing time.

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明は、重ね合わせた合成樹脂シートをシールヘッドで加熱押圧することによってヒートシールするシール装置であって、前記シールヘッドが合成樹脂シートを押圧するシール位置に対して前記シールヘッドを接近離反可能に支持する可動支持体と、サーボモータを駆動源とする前記可動支持体を駆動する駆動手段と、前記サーボモータを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記サーボモータからのフィードバックパルス信号に基づいて前記シールヘッドの速度を検出する速度検出部と、前記サーボモータからのフィードバックパルス信号に基づいて前記シールヘッドの位置を検出する位置検出部と、前記サーボモータのトルクを検出するトルク検出部とを有し、前記シールヘッドが合成樹脂シートに接触する前からシール完了時点までの間は、前記制御手段が前記サーボモータのトルクを一定値に保持するトルク制御を行い、前記制御手段は、前記シールヘッドがシール動作を行う度に、前記シールヘッドが合成樹脂シートに接触している間で、前記速度検出部によって検出された前記シールヘッドの速度が０である時間を実際のシール時間として把握することを特徴とするシール装置を提供するものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is a sealing device that heat-seals a laminated synthetic resin sheet by heating and pressing it with a sealing head, and the sealing head presses the synthetic resin sheet. A movable support that supports the seal head so that the seal head can be moved toward and away from the seal position; a drive unit that drives the movable support using a servo motor as a drive source; and a control unit that controls the servo motor. The control means detects a speed of the seal head based on a feedback pulse signal from the servo motor, and detects a position of the seal head based on a feedback pulse signal from the servo motor. It includes a part, and a torque detector for detecting a torque of the servo motor, wherein the sealing head Conjunction Between before contacting the resin sheet to seal completion performs torque control by the control means to hold the torque of the servo motor at a constant value, said control means, every time the sealing head for sealing operation , between which the sealing head is in contact with the synthetic resin sheet, a sealing device, characterized in that the speed of the sealing head detected by the speed detecting portion is grasped as time zero as the actual sealing time It is to provide.

また、請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明のシール装置において、前記制御手段は、前記シールヘッドを、移動開始時点から増速させ、その後は所定速度で移動させながら、シール位置の手前で減速させ、シール位置の手前に設定された所定位置で一旦停止させた後、再度増速させ、その後は前記所定速度よりも遅い一定速度でシール位置側に移動させる位置制御を行うと共に、前記シールヘッドが移動を再開した時点からサーボモータのトルクを一定値に保持するトルク制御を行うことを特徴としている。
請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明のシール装置において、前記制御手段は、前記シールヘッドを、移動開始時点から増速させ、その後は所定速度で移動させながら、シール位置の手前で減速させ、その後は前記所定速度よりも遅い一定速度でシール位置側に移動させる位置制御を行うと共に、前記シールヘッドが前記所定速度よりも遅い一定速度で移動し始めた時点からサーボモータのトルクを一定値に保持するトルク制御を行うことを特徴としている。
請求項４に係る発明は、請求項１に係る発明のシール装置において、前記制御手段は、前記シールヘッドを、移動開始時点から増速させ、その後は所定速度でシール位置側に移動させる位置制御を行うと共に、前記シールヘッドの移動開始時点からサーボモータのトルクを一定値に保持するトルク制御を行うことを特徴としている。
請求項５に係る発明は、重ね合わせた合成樹脂シートをシールヘッドで加熱押圧することによってヒートシールするシール装置であって、前記シールヘッドが合成樹脂シートを押圧するシール位置に対して前記シールヘッドを接近離反可能に支持する可動支持体と、サーボモータを駆動源とする前記可動支持体を駆動する駆動手段と、前記サーボモータを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記サーボモータからのフィードバックパルス信号に基づいて前記シールヘッドの速度を検出する速度検出部と、前記サーボモータからのフィードバックパルス信号に基づいて前記シールヘッドの位置を検出する位置検出部と、前記サーボモータのトルクを検出するトルク検出部とを有し、前記制御手段は、前記シールヘッドを初期位置からシール位置を僅かに越えた仮想位置まで移動させる位置制御を行いながら、前記シールヘッドが合成樹脂シートに接触している間を含む所定区間において、前記サーボモータのトルクが一定値を越えないようにトルクの上限値を制限する制御を行い、前記制御手段は、前記シールヘッドがシール動作を行う度に、前記シールヘッドが合成樹脂シートに接触している間で、前記速度検出部によって検出された前記シールヘッドの速度が０である時間を実際のシール時間として把握することを特徴とするシール装置を提供するものである。
請求項６に係る発明は、請求項１、２、３、４または５に記載のシール装置において、前記シールヘッドは、ロードセルを介して、前記可動支持体に支持されており、前記制御手段は、前記ロードセルによって検出される力と、前記サーボモータのトルクとを比較することで、前記駆動手段に異常が発生しているか否かを判断することを特徴としている。 Further, the invention according to claim 2 is the sealing device according to claim 1, wherein the control means increases the speed of the seal head from the start of movement and then moves the seal head at a predetermined speed while moving the seal position. In addition to performing position control to decelerate before this position, temporarily stop at a predetermined position set before the sealing position, increase the speed again, and then move to the sealing position side at a constant speed slower than the predetermined speed. The torque control is performed to keep the torque of the servo motor at a constant value from the time when the seal head resumes moving.
According to a third aspect of the present invention, in the sealing device of the first aspect of the invention, the control means increases the speed of the seal head from the start of movement, and then moves the seal head at a predetermined speed before the seal position. Then, the position is controlled so that the seal head moves toward the seal position at a constant speed slower than the predetermined speed, and the servo motor torque starts when the seal head starts moving at a constant speed slower than the predetermined speed. Is characterized in that torque control is performed to maintain a constant value.
According to a fourth aspect of the present invention, in the sealing device of the first aspect of the invention, the control means increases the speed of the seal head from the start of movement, and thereafter moves to the seal position side at a predetermined speed. And a torque control for holding the torque of the servo motor at a constant value from the start of the movement of the seal head.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a sealing device for heat-sealing by heat-pressing an overlapped synthetic resin sheet with a seal head, wherein the seal head is against a sealing position where the seal head presses the synthetic resin sheet. A movable support that supports the servo motor in a movable manner, a drive unit that drives the movable support using a servo motor as a drive source, and a control unit that controls the servo motor, the control unit including the servo motor A speed detection unit that detects the speed of the seal head based on a feedback pulse signal from the servo motor, a position detection unit that detects a position of the seal head based on a feedback pulse signal from the servo motor, and torque of the servo motor and a torque detector for detecting a said control means, said sealing head from an initial position The servo motor torque does not exceed a certain value in a predetermined section including the time when the seal head is in contact with the synthetic resin sheet while performing position control to move to a virtual position slightly exceeding the tool position. The control means detects the speed detection unit while the seal head is in contact with the synthetic resin sheet every time the seal head performs a sealing operation. Furthermore, the present invention provides a sealing device characterized in that the time when the speed of the seal head is 0 is grasped as the actual sealing time.
The invention according to claim 6 is the sealing device according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, wherein the seal head is supported by the movable support body via a load cell, and the control means is It is characterized in that it is determined whether or not an abnormality has occurred in the drive means by comparing the force detected by the load cell with the torque of the servo motor.

また、請求項７に係る発明は、請求項１、２、３、４、５または６に係る発明のシール装置において、前記制御手段は、前記シール時間が通常時に比べて変化した場合は、正常にヒートシールが行われていないと判断することを特徴としている。 The invention according to claim 7 is the sealing device of the invention according to claim 1 , 2, 3, 4, 5 or 6 , wherein the control means is normal when the sealing time changes compared to a normal time. It is characterized in that it is determined that heat sealing is not performed.

以上のように、請求項１〜５に係る発明のシール装置では、少なくとも、シールヘッドが合成樹脂シートに接触している間は、制御手段が、サーボモータのトルク（押圧力）を一定値に保持し、シールヘッドが合成樹脂シートに接触している間のシールヘッドの停止時間をシール時間として把握しているので、圧縮したコイルばねの反発力やエアシリンダの空気圧を利用して加圧し、シールヘッドのイナーシャの影響を受ける圧力センサによって検出されるシールヘッドの押圧力が設定値を上回っている間の時間をシール時間としている従来のシール装置とは異なり、有効なシール時間を正確に把握することができると共に、必要なシール時間を確保するための調整も簡単に行うことができる。 As described above, in the sealing device according to the first to fifth aspects of the present invention, the control means sets the torque (pressing force) of the servo motor to a constant value at least while the seal head is in contact with the synthetic resin sheet. Since the holding time of the sealing head while the sealing head is in contact with the synthetic resin sheet is known as the sealing time, pressurization is performed using the repulsive force of the compressed coil spring or the air pressure of the air cylinder, Unlike conventional sealing devices where the sealing time is the time during which the pressing force of the sealing head detected by the pressure sensor affected by the inertia of the sealing head exceeds the set value, the effective sealing time is accurately grasped. In addition, the adjustment for ensuring the necessary sealing time can be easily performed.

また、請求項６に係る発明のシール装置では、制御手段が、ロードセルによって検出される力と、サーボモータのトルクとを比較することで、駆動手段に異常が発生しているか否かを判断するので、駆動手段に異常が発生することによるシール圧力の低下に伴うシール不良を未然に防止することができる。 In the sealing device of the invention according to claim 6, the control means compares the force detected by the load cell with the torque of the servo motor to determine whether or not an abnormality has occurred in the drive means. Therefore, it is possible to prevent a sealing failure caused by a decrease in the sealing pressure due to the occurrence of an abnormality in the driving means.

さらに、請求項７に係る発明のシール装置では、シール時間が通常時に比べて変化した場合は、正常にヒートシールが行われていないと判断するので、シール不良の発生を最小限に抑えることができる。 Furthermore, in the sealing device of the invention according to claim 7 , when the sealing time changes compared to the normal time, it is determined that the heat sealing is not normally performed, so that the occurrence of a sealing failure can be minimized. it can.

以下、実施の形態について図面を参照して説明する。図１に示すように、この発明のシール装置１は、パウチ容器等を製袋する際に、重ね合わせた合成樹脂シートＳ同士を相互にヒートシールするものであり、重ね合わされた合成樹脂シートＳを沿わせる固定側シールヘッド１１と、この固定側シールヘッド１１と対向するように配置され、合成樹脂シートＳを固定側シールヘッド１１との間に挟み込む可動側シールヘッド１２と、この可動側シールヘッド１２を、ロードセル１３を介して、シール位置に対して接近離反可能に支持する可動支持体１４と、サーボモータ１６を駆動源としたボールねじ機構によって可動支持体１４を駆動する駆動手段１５と、サーボモータ１６を制御する制御手段１７とを備えている。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the sealing device 1 of the present invention heat seals the laminated synthetic resin sheets S to each other when making a pouch container or the like, and the laminated synthetic resin sheets S. A fixed-side seal head 11 extending along the fixed-side seal head 11, a movable-side seal head 12 disposed so as to face the fixed-side seal head 11, and sandwiching the synthetic resin sheet S between the fixed-side seal head 11, and the movable-side seal A movable support 14 that supports the head 12 via a load cell 13 so that the head 12 can be moved toward and away from the seal position, and a drive means 15 that drives the movable support 14 by a ball screw mechanism using a servo motor 16 as a drive source. And a control means 17 for controlling the servo motor 16.

前記制御手段１７は、サーボモータ１６からのフィードバックパルス信号に基づいて、可動側シールヘッド１２の速度を検出する速度検出部１７ａと、サーボモータ１６からのフィードバックパルス信号に基づいて、可動側シールヘッド１２の位置を検出する位置検出部１７ｂと、サーボモータ１６のトルクを検出するトルク検出部１７ｃとを備えており、可動側シールヘッド１２が合成樹脂シートＳに接触している間で可動側シールヘッド１２の速度が０である可動側シールヘッド１２の停止時間をシール時間として把握するようになっている。   The control means 17 includes a speed detector 17 a that detects the speed of the movable seal head 12 based on the feedback pulse signal from the servo motor 16, and the movable seal head based on the feedback pulse signal from the servo motor 16. The position detection unit 17b for detecting the position 12 and the torque detection unit 17c for detecting the torque of the servomotor 16 are provided, and the movable side seal head 12 is in contact with the synthetic resin sheet S while the movable side seal head 12 is in contact with the synthetic resin sheet S. The stop time of the movable side sealing head 12 where the speed of the head 12 is 0 is grasped as the sealing time.

以下、制御手段１７によるサーボモータ１６の駆動制御について、図２に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。まず、可動側シールヘッド１２が固定側シールヘッド１１から最も離反している初期位置Ｓ０から、可動側シールヘッド１２が固定側シールヘッド１１との間に合成樹脂シートＳを挟み込むシール位置ＳＢの手前に設定された所定位置ＳＡまで可動側シールヘッド１２を移動させるが、この間（ｔ０〜ｔ３）、制御手段１７は、サーボモータ１６に対して位置制御を行う。   Hereinafter, the drive control of the servo motor 16 by the control means 17 will be described with reference to the timing chart shown in FIG. First, from the initial position S 0 where the movable side seal head 12 is farthest from the fixed side seal head 11, before the seal position SB where the movable side seal head 12 sandwiches the synthetic resin sheet S with the fixed side seal head 11. The movable-side seal head 12 is moved to the predetermined position SA set to, and during this time (t0 to t3), the control means 17 performs position control on the servomotor 16.

従って、可動側シールヘッド１２は、移動開始時点（ｔ０）から増速し、その後（ｔ１〜ｔ２）は一定の高速度で移動しながら、所定位置ＳＡの手前で減速し始め（ｔ２）、所定位置ＳＡで停止することになる（ｔ３）。そして、可動側シールヘッド１２の増速時、減速時には、イナーシャによりサーボモータ１６が＋側のトルク、−側のトルクをそれぞれ発生している。   Accordingly, the movable-side seal head 12 starts to accelerate from the movement start time (t0), and thereafter starts to decelerate before the predetermined position SA (t2) while moving at a constant high speed (t2). The vehicle stops at the position SA (t3). When the movable side seal head 12 is accelerated or decelerated, the servo motor 16 generates a positive torque and a negative torque due to inertia.

このようにして、可動側シールヘッド１２を所定位置ＳＡで一旦位置決めした後、再び、可動側シールヘッド１２を固定側シールヘッド１１側に移動させるが、この間（ｔ３〜ｔ５）、制御手段１７は、サーボモータ１６のトルクが一定値に保持されるように、サーボモータ１６に対してトルク制御を行う。   Thus, after the movable side seal head 12 is once positioned at the predetermined position SA, the movable side seal head 12 is moved again to the fixed side seal head 11 side. During this period (t3 to t5), the control means 17 Then, torque control is performed on the servo motor 16 so that the torque of the servo motor 16 is maintained at a constant value.

従って、可動側シールヘッド１２は、移動再開時点（ｔ３）から増速し、その後は一定の低速度で移動しながら、シール位置ＳＢにおいて、固定側シールヘッド１１との間に合成樹脂シートＳを挟み込んだ時点（ｔ４）で停止することになるが、可動側シールヘッド１２が移動を停止した状態においても、サーボモータ１６のトルクが一定値に保持されているので、合成樹脂シートＳが所定の圧力で加熱押圧されてヒートシールされることになる。   Therefore, the movable side seal head 12 increases the speed from the resumption of movement (t3), and thereafter moves at a constant low speed, while the synthetic resin sheet S is placed between the fixed side seal head 11 at the seal position SB. Even when the movable side seal head 12 stops moving, the torque of the servo motor 16 is maintained at a constant value, so that the synthetic resin sheet S is fixed to a predetermined value. It is heat-pressed with pressure and heat-sealed.

そして、トルク制御の開始時点（ｔ３）から所定時間が経過すると、可動側シールヘッド１２を逆方向に移動させて初期位置Ｓ０に戻すが、この間（ｔ５〜ｔ８）、制御手段１７は、サーボモータ１６に対して位置制御を行う。なお、可動側シールヘッド１２を逆方向に移動させて初期位置Ｓ０に戻すタイミングは、初期位置Ｓ０における可動側シールヘッド１２の移動開始時点（ｔ０）を基準に決定してもよい。   When a predetermined time elapses from the start point (t3) of torque control, the movable side seal head 12 is moved in the reverse direction to return to the initial position S0. During this period (t5 to t8), the control means 17 Position control is performed on 16. The timing for moving the movable side seal head 12 in the reverse direction and returning it to the initial position S0 may be determined based on the movement start point (t0) of the movable side seal head 12 at the initial position S0.

従って、可動側シールヘッド１２は、移動再開時点（ｔ５）から増速し、その後（ｔ６〜ｔ７）は一定の高速度で移動しながら、初期位置Ｓ０の手前で減速し始め（ｔ７）、初期位置Ｓ０で停止することになる（ｔ８）。そして、可動側シールヘッド１２の増速時、減速時には、前回の位置制御のときとは逆に、イナーシャによりサーボモータ１６が−側のトルク、＋側のトルクをそれぞれ発生している。   Therefore, the movable-side seal head 12 starts to accelerate from the resumption of movement (t5), and then starts to decelerate before the initial position S0 (t7) while moving at a constant high speed (t7). The vehicle stops at the position S0 (t8). When the movable-side seal head 12 is accelerated and decelerated, the servomotor 16 generates a negative torque and a positive torque, respectively, by inertia, contrary to the previous position control.

また、制御手段１７は、シール時間内に、位置検出部１７ｂによって検出された可動側シールヘッド１２の位置が予め設定されている所定位置（シール位置ＳＢ）からずれている場合は、正常にヒートシールが行われていないと判断するようになっている。   Further, the control means 17 heats normally when the position of the movable seal head 12 detected by the position detector 17b deviates from a predetermined position (seal position SB) within the seal time. It is determined that sealing has not been performed.

さらに、制御手段１７には、ロードセル１３から圧力検出信号が入力されるようになっており、可動側シールヘッド１２が移動しているときにロードセル１３によって検出される力とサーボモータ１６のトルクとを比較することで、駆動系に異常が発生しているか否かを判断するようになっている。   Further, a pressure detection signal is input to the control means 17 from the load cell 13, and the force detected by the load cell 13 and the torque of the servo motor 16 when the movable side seal head 12 is moving. To determine whether or not an abnormality has occurred in the drive system.

以上のように、上述したシール装置１では、制御手段１７が、可動側シールヘッド１２が合成樹脂シートＳに接触している間の可動側シールヘッド１２の停止時間をシール時間として把握し、少なくとも、シール時間内は、サーボモータ１６のトルクを一定値に保持しているので、圧縮したコイルばねの反発力やエアシリンダの空気圧を利用して加圧し、シールヘッドのイナーシャの影響を受ける圧力センサによって検出されるシールヘッドの押圧力が設定値を上回っている間の時間をシール時間としている従来のシール装置とは異なり、有効なシール時間を正確に把握することができると共に、必要なシール時間を確保するための調整も簡単に行うことができ、しかも、シール圧力が必要以上に高くなることもないので、ヒートシールされる合成樹脂シートＳに傷やタマ等が発生することもない。   As described above, in the sealing device 1 described above, the control unit 17 grasps the stop time of the movable side seal head 12 while the movable side seal head 12 is in contact with the synthetic resin sheet S as the seal time, and at least During the sealing time, the torque of the servo motor 16 is maintained at a constant value, so that pressure is applied by utilizing the repulsive force of the compressed coil spring and the air pressure of the air cylinder, and the pressure sensor is affected by the inertia of the seal head. Unlike conventional sealing devices that use the time during which the pressing force of the seal head detected by the sensor exceeds the set value as the sealing time, the effective sealing time can be accurately grasped and the required sealing time Adjustments to ensure safety can be easily performed, and the sealing pressure does not become higher than necessary. Scratches and ball or the like is not generated in the synthetic resin sheet S.

また、シール時間内において、位置検出部１７ｂによって検出された可動側シールヘッド１２の位置が予め設定されている所定位置（シール位置ＳＢ）からずれている場合は、正常にヒートシールが行われていないと判断するようになっているので、例えば、位置検出部１７ｂによって検出された可動側シールヘッド１２の位置がシール位置ＳＢよりも手前の場合に想定される、固定側シールヘッド１１や可動側シールヘッド１２と合成樹脂シートＳとの間に異物が混入していたり、合成樹脂シートＳ自体に皺が発生していたりすることに起因したシール不良や、逆に、位置検出部１７ｂによって検出された可動側シールヘッド１２の位置がシール位置ＳＢを越えている場合に想定される、固定側シールヘッド１１や可動側シールヘッド１２が摩耗していることに起因したシール不良の発生を未然にに防止することができる。   In addition, when the position of the movable seal head 12 detected by the position detector 17b is deviated from a predetermined position (seal position SB) within the seal time, the heat seal is normally performed. For example, the fixed-side seal head 11 or the movable side, which is assumed when the position of the movable-side seal head 12 detected by the position detector 17b is in front of the seal position SB, for example. Detected by the position detection unit 17b, on the contrary, due to a seal failure caused by foreign matter mixed between the seal head 12 and the synthetic resin sheet S or wrinkles occurring in the synthetic resin sheet S itself. The fixed-side seal head 11 and the movable-side seal head 12 assumed when the position of the movable-side seal head 12 exceeds the seal position SB. The seal failure due to the fact that wear can be prevented in advance.

また、トルク制御を行う場合は、何らかの理由によってボールねじに螺合しているナットの移動抵抗が大きくなる等の異常が発生すると、シール圧力が低下するおそれがあるが、上述した各実施形態では、可動側シールヘッド１２が移動しているときにロードセル１３によって検出される力とサーボモータ１６のトルクとを比較することで、駆動系に異常が発生しているか否かを判断するようになっているので、こういったシール圧力の低下に伴うシール不良の発生を未然に防止することができる。   In addition, when performing torque control, if an abnormality such as an increase in the movement resistance of a nut screwed into a ball screw occurs for some reason, the sealing pressure may decrease. By comparing the force detected by the load cell 13 when the movable seal head 12 is moving with the torque of the servo motor 16, it is determined whether or not an abnormality has occurred in the drive system. As a result, it is possible to prevent the occurrence of such a sealing failure accompanying a decrease in the sealing pressure.

なお、この実施形態では、可動側シールヘッド１２を所定位置ＳＡで一旦停止させて位置決めしているが、これに限定されるものではなく、例えば、図３に示すタイミングチャートのように、可動側シールヘッド１２を所定位置ＳＡで一旦停止させることなく、シール位置ＳＢまで連続的に移動させるようにしてもよい。   In this embodiment, the movable-side seal head 12 is temporarily stopped and positioned at the predetermined position SA. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in the timing chart shown in FIG. The seal head 12 may be continuously moved to the seal position SB without temporarily stopping at the predetermined position SA.

また、上述した各実施形態では、可動側シールヘッド１２を初期位置Ｓ０からシール位置ＳＢの手前の所定位置ＳＡまで移動させる際、制御手段１７が、サーボモータ１６に対して位置制御を行っているが、これに限定されるものではなく、例えば、図４に示すタイミングチャートのように、初期位置Ｓ０に位置している可動側シールヘッド１２の移動開始時点（ｔ０）から、合成樹脂シートＳのヒートシールを完了して可動側シールヘッド１２をシール位置ＳＢから後退させる時点（ｔ５）までの間、トルク制御のみを行うようにしてもよい。   Further, in each of the above-described embodiments, when the movable side seal head 12 is moved from the initial position S0 to the predetermined position SA before the seal position SB, the control means 17 performs position control on the servo motor 16. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in the timing chart of FIG. 4, from the movement start time (t0) of the movable side seal head 12 located at the initial position S0, the synthetic resin sheet S Only torque control may be performed until the time (t5) when the heat seal is completed and the movable side seal head 12 is retracted from the seal position SB.

また、上述した各実施形態では、少なくとも、可動側シールヘッド１２が合成樹脂シートＳに接触している間は、制御手段１７がトルク制御を行っているが、これに限定されるものではなく、例えば、図５に示すタイミングチャートのように、終始、位置制御を行いながら、可動側シールヘッド１２が合成樹脂シートＳに接触している間を含む所定区間（ｔ９〜ｔ１１）において、サーボモータ１６のトルクが、一定値を越えないように、トルクの上限値を制限するようにしてもよい。この場合は、可動側シールヘッド１２を初期位置Ｓ０からシール位置ＳＢまで移動させるのではなく、可動側シールヘッド１２が実際には到達することができない、シール位置ＳＢを僅かに越えた仮想位置まで移動させるような位置制御を行えばよい。   Moreover, in each embodiment mentioned above, while the movable side seal head 12 is contacting the synthetic resin sheet S, although the control means 17 is performing torque control, it is not limited to this, For example, as shown in the timing chart of FIG. 5, the servomotor 16 is controlled in a predetermined section (t9 to t11) including the period when the movable side seal head 12 is in contact with the synthetic resin sheet S while performing position control from beginning to end. The upper limit value of the torque may be limited so that the torque does not exceed a certain value. In this case, the movable side seal head 12 is not moved from the initial position S0 to the seal position SB, but the movable side seal head 12 cannot actually reach the virtual position slightly beyond the seal position SB. Position control may be performed so as to move it.

また、上述した実施形態では、固定側シールヘッド１１に対して可動側シールヘッド１２を押し当てるようにしているが、これに限定されるものではなく、双方のシールヘッドが互いに接近離反するようなタイプであってもよいことはいうまでもない。   In the above-described embodiment, the movable-side seal head 12 is pressed against the fixed-side seal head 11. However, the present invention is not limited to this, and both the seal heads approach and separate from each other. Needless to say, it may be a type.

また、上述した実施形態では、シール時間内において、位置検出部１７ｂによって検出された可動側シールヘッド１２の位置が予め設定されている所定位置（シール位置ＳＢ）からずれている場合は、正常にヒートシールが行われていないと判断するようになっているが、これに限定されない。例えば、固定側シールヘッド１１や可動側シールヘッド１２と合成樹脂シートＳとの間に異物が進入していたり、合成樹脂シートＳ自体に皺が発生している場合は、可動側シールヘッド１２が正常時よりも早く停止することになるので、シール時間が長くなり、逆に、固定側シールヘッド１１や可動側シールヘッド１２が摩耗しているような場合は、可動側シールヘッド１２が通常時よりも遅く停止することになるので、シール時間が短くなる。従って、このようにシール時間が変化した場合は、正常にヒートシールが行われていないと判断することで、シール不良の発生を未然に防止することができる。   In the above-described embodiment, if the position of the movable seal head 12 detected by the position detector 17b deviates from a predetermined position (seal position SB) within the seal time, it is normal. Although it is determined that heat sealing has not been performed, the present invention is not limited to this. For example, when foreign matter has entered between the fixed-side seal head 11 or the movable-side seal head 12 and the synthetic resin sheet S or wrinkles have occurred in the synthetic resin sheet S itself, the movable-side seal head 12 Since the stop time is longer than normal, the sealing time becomes longer. Conversely, when the fixed-side seal head 11 or the movable-side seal head 12 is worn, the movable-side seal head 12 is in a normal state. Since it will stop later than that, the sealing time is shortened. Therefore, when the sealing time changes as described above, it is possible to prevent the occurrence of a sealing failure by determining that the heat sealing is not normally performed.

この発明に係るシール装置の一実施形態を示す概略構成図である。It is a schematic structure figure showing one embodiment of a sealing device concerning this invention. 同上のシール装置におけるサーボモータの駆動制御を説明するためのタイミングチャートである。It is a timing chart for demonstrating drive control of the servomotor in a sealing apparatus same as the above. 他の実施形態であるシール装置におけるサーボモータの駆動制御を説明するためのタイミングチャートである。It is a timing chart for demonstrating drive control of the servomotor in the sealing apparatus which is other embodiment. 他の実施形態であるシール装置におけるサーボモータの駆動制御を説明するためのタイミングチャートである。It is a timing chart for demonstrating drive control of the servomotor in the sealing apparatus which is other embodiment. 他の実施形態であるシール装置におけるサーボモータの駆動制御を説明するためのタイミングチャートである。It is a timing chart for demonstrating drive control of the servomotor in the sealing apparatus which is other embodiment. （ａ）、（ｂ）は従来のシール装置を示す概略構成図である。(A), (b) is a schematic block diagram which shows the conventional sealing apparatus. 同上のシール装置の問題点を説明するためタイミングチャートである。It is a timing chart in order to explain a problem of a sealing device same as the above.

符号の説明Explanation of symbols

１ シール装置
１１ 固定側シールヘッド
１２ 可動側シールヘッド
１３ ロードセル
１４ 可動支持体
１５ 駆動手段
１６ サーボモータ
１７ 制御手段
１７ａ 速度検出部
１７ｂ 位置検出部
１７ｃ トルク検出部
Ｓ 合成樹脂シート DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sealing device 11 Fixed side seal head 12 Movable side seal head 13 Load cell 14 Movable support 15 Drive means 16 Servo motor 17 Control means 17a Speed detector 17b Position detector 17c Torque detector S Synthetic resin sheet

Claims (7)

重ね合わせた合成樹脂シートをシールヘッドで加熱押圧することによってヒートシールするシール装置であって、
前記シールヘッドが合成樹脂シートを押圧するシール位置に対して前記シールヘッドを接近離反可能に支持する可動支持体と、
サーボモータを駆動源とする前記可動支持体を駆動する駆動手段と、
前記サーボモータを制御する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、前記サーボモータからのフィードバックパルス信号に基づいて前記シールヘッドの速度を検出する速度検出部と、前記サーボモータからのフィードバックパルス信号に基づいて前記シールヘッドの位置を検出する位置検出部と、前記サーボモータのトルクを検出するトルク検出部とを有し、
前記シールヘッドが合成樹脂シートに接触する前からシール完了時点までの間は、前記制御手段が前記サーボモータのトルクを一定値に保持するトルク制御を行い、
前記制御手段は、前記シールヘッドがシール動作を行う度に、前記シールヘッドが合成樹脂シートに接触している間で、前記速度検出部によって検出された前記シールヘッドの速度が０である時間を実際のシール時間として把握することを特徴とするシール装置。 A sealing device for heat sealing by heating and pressing the superimposed synthetic resin sheets with a seal head,
A movable support that supports the seal head so as to be able to approach and separate from a seal position where the seal head presses the synthetic resin sheet;
Driving means for driving the movable support using a servo motor as a driving source;
Control means for controlling the servo motor,
The control means detects a speed of the seal head based on a feedback pulse signal from the servo motor, and detects a position of the seal head based on a feedback pulse signal from the servo motor. includes a part, and a torque detector for detecting torque of said servo motor,
Between the time when the seal head comes into contact with the synthetic resin sheet and the time when the seal is completed , the control means performs torque control for maintaining the torque of the servo motor at a constant value,
The control means determines a time during which the speed of the seal head detected by the speed detection unit is 0 while the seal head is in contact with the synthetic resin sheet every time the seal head performs a sealing operation. A sealing device characterized by grasping the actual sealing time. 前記制御手段は、前記シールヘッドを、移動開始時点から増速させ、その後は所定速度で移動させながら、シール位置の手前で減速させ、シール位置の手前に設定された所定位置で一旦停止させた後、再度増速させ、その後は前記所定速度よりも遅い一定速度でシール位置側に移動させる位置制御を行うと共に、前記シールヘッドが移動を再開した時点からサーボモータのトルクを一定値に保持するトルク制御を行う請求項１に記載のシール装置。 The control means increases the speed of the seal head from the start of movement, then decelerates before the seal position while moving at a predetermined speed, and temporarily stops at a predetermined position set before the seal position. Thereafter, the speed is increased again, and thereafter, the position is controlled to move toward the seal position at a constant speed slower than the predetermined speed, and the torque of the servo motor is maintained at a constant value from the time when the seal head resumes the movement. The sealing device according to claim 1, wherein torque control is performed . 前記制御手段は、前記シールヘッドを、移動開始時点から増速させ、その後は所定速度で移動させながら、シール位置の手前で減速させ、その後は前記所定速度よりも遅い一定速度でシール位置側に移動させる位置制御を行うと共に、前記シールヘッドが前記所定速度よりも遅い一定速度で移動し始めた時点からサーボモータのトルクを一定値に保持するトルク制御を行う請求項１に記載のシール装置。 The control means increases the speed of the seal head from the start of movement, then decelerates before the seal position while moving at a predetermined speed, and then moves to the seal position side at a constant speed slower than the predetermined speed. The seal device according to claim 1, wherein position control is performed, and torque control is performed to hold the torque of the servo motor at a constant value from the time when the seal head starts to move at a constant speed slower than the predetermined speed . 前記制御手段は、前記シールヘッドを、移動開始時点から増速させ、その後は所定速度でシール位置側に移動させる位置制御を行うと共に、前記シールヘッドの移動開始時点からサーボモータのトルクを一定値に保持するトルク制御を行う請求項１に記載のシール装置。 The control means performs position control for increasing the speed of the seal head from the start of movement and then moving the seal head to the seal position side at a predetermined speed, and at the same time, increases the torque of the servo motor from the start of movement of the seal head. The sealing device according to claim 1, wherein torque control to be held is performed . 重ね合わせた合成樹脂シートをシールヘッドで加熱押圧することによってヒートシールするシール装置であって、
前記シールヘッドが合成樹脂シートを押圧するシール位置に対して前記シールヘッドを接近離反可能に支持する可動支持体と、
サーボモータを駆動源とする前記可動支持体を駆動する駆動手段と、
前記サーボモータを制御する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、前記サーボモータからのフィードバックパルス信号に基づいて前記シールヘッドの速度を検出する速度検出部と、前記サーボモータからのフィードバックパルス信号に基づいて前記シールヘッドの位置を検出する位置検出部と、前記サーボモータのトルクを検出するトルク検出部とを有し、
前記制御手段は、前記シールヘッドを初期位置からシール位置を僅かに越えた仮想位置まで移動させる位置制御を行いながら、前記シールヘッドが合成樹脂シートに接触している間を含む所定区間において、前記サーボモータのトルクが一定値を越えないようにトルクの上限値を制限する制御を行い、
前記制御手段は、前記シールヘッドがシール動作を行う度に、前記シールヘッドが合成樹脂シートに接触している間で、前記速度検出部によって検出された前記シールヘッドの速度が０である時間を実際のシール時間として把握することを特徴とするシール装置。 A sealing device for heat sealing by heating and pressing the superimposed synthetic resin sheets with a seal head,
A movable support that supports the seal head so as to be able to approach and separate from a seal position where the seal head presses the synthetic resin sheet;
Driving means for driving the movable support using a servo motor as a driving source;
Control means for controlling the servo motor,
The control means detects a speed of the seal head based on a feedback pulse signal from the servo motor, and detects a position of the seal head based on a feedback pulse signal from the servo motor. includes a part, and a torque detector for detecting torque of said servo motor,
The control means, while performing position control to move the seal head from an initial position to a virtual position slightly beyond the seal position, in a predetermined section including a period during which the seal head is in contact with the synthetic resin sheet, Control to limit the upper limit of torque so that the servo motor torque does not exceed a certain value,
The control means determines a time during which the speed of the seal head detected by the speed detection unit is 0 while the seal head is in contact with the synthetic resin sheet every time the seal head performs a sealing operation. A sealing device characterized by grasping the actual sealing time. 前記シールヘッドは、ロードセルを介して、前記可動支持体に支持されており、The seal head is supported by the movable support via a load cell,
前記制御手段は、前記ロードセルによって検出される力と、前記サーボモータのトルクとを比較することで、前記駆動手段に異常が発生しているか否かを判断する請求項１、２、３、４または５に記載のシール装置。The said control means judges whether the abnormality has generate | occur | produced in the said drive means by comparing the force detected by the said load cell, and the torque of the said servomotor. Or the sealing apparatus of 5. 前記制御手段は、前記シール時間が通常時に比べて変化した場合は、正常にヒートシールが行われていないと判断する請求項１、２、３、４、５または６に記載のシール装置。 The sealing device according to claim 1 , 2, 3, 4, 5 or 6 , wherein the control means determines that the heat sealing is not normally performed when the sealing time changes compared with a normal time .
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