JP5833873B2 - Roll crimping device for sealing in packaging machines - Google Patents
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Description
この発明は、包装機におけるシール用ロール圧着装置、特に、ウェブ状包装材の加熱された両側端縁部を圧着してセンターシールを施す圧着ローラを備えるシール用ロール圧着装置に関する。 The present invention relates to a sealing roll crimping apparatus in a packaging machine, and more particularly, to a sealing roll crimping apparatus including a crimping roller that performs center sealing by crimping heated side edges of a web-shaped packaging material.
従来、包装機の一種類として横型製袋充填包装機が知られている。横型製袋充填包装機は、製袋器により略筒状に曲成されて水平に移送される包装材であるフィルム中に、供給コンベヤにより物品を所定間隔毎に順次受渡し供給すると共に、物品が供給された曲成フィルムにおける長手方向端縁部の重合わせ部分にセンターシール装置によってセンターシールを施して筒状フィルムとし、更に筒状フィルムの物品を挟む前後に夫々エンドシール装置によってエンドシール・切断を施して、所謂、ピロー包装体を製造している。 Conventionally, a horizontal bag making filling packaging machine is known as one kind of packaging machine. The horizontal bag making filling and packaging machine sequentially delivers and supplies articles at predetermined intervals by a supply conveyor into a film that is a packaging material that is bent into a substantially cylindrical shape by a bag making machine and is transferred horizontally. A center seal device is used to apply a center seal to the overlapping portion of the edges in the longitudinal direction of the supplied bent film to form a cylindrical film, and end seal and cut by an end seal device before and after sandwiching the cylindrical film article, respectively. The so-called pillow package is manufactured.
横型製袋充填包装機のセンターシール装置としては、ヒータを内蔵した略直方体形状の一対のヒータバーを、重ね合わされたフィルムの長手方向端縁部を挟むように配置したバーヒータに構成されたものがある。両ヒータバー間には、各ヒータバーとフィルムの重合わせ部分とが軽く接触する程度の隙間を保つことにより、当該隙間を通過するフィルムの長手方向端縁部の重合わせ部分をヒータバーからの熱によって軟化させ、軟化された当該重合わせ部分をバーヒータの次段に配置した圧着ローラによって挟圧することにより、重合わせ部分が圧着されてセンターシールが施される(特許文献1)。 As a center seal device for a horizontal bag making filling and packaging machine, there is one configured as a bar heater in which a pair of substantially rectangular parallelepiped heater bars with a built-in heater are arranged so as to sandwich the longitudinal edge portions of the stacked films. . Between the two heater bars, a gap is maintained so that each heater bar and the overlapping portion of the film are in light contact with each other, so that the overlapping portion at the edge in the longitudinal direction of the film passing through the gap is softened by the heat from the heater bar. Then, the overlapped portion is pressed and center-sealed by sandwiching the softened overlapped portion with a pressure roller disposed in the next stage of the bar heater (Patent Document 1).
上記の圧着ローラは、互いに対して開閉可能な一対の金属製のロールにて構成されており、閉じた状態では互いに接触し、開いた状態では互いに離間する。閉じた状態にあってはスプリング等の付勢手段により密着するようになっている。これは、前段のバーヒータにより加熱され軟化した状態にあるフィルムにおける長手方向端縁部の重合わせ部分を挟圧しシールを施すためである。また、圧着ローラは、フィルムの送り機能を備えておらず、それゆえ、駆動装置によって回転駆動される形式ではなく、フィルムの走行に合わせて回転されるのみである。 The pressure roller is composed of a pair of metal rolls that can be opened and closed with respect to each other. The rollers are in contact with each other in the closed state and separated from each other in the open state. In the closed state, they are brought into close contact with an urging means such as a spring. This is because the overlapping portion of the edge portion in the longitudinal direction of the film heated by the preceding bar heater and softened is pinched and sealed. Further, the pressure roller does not have a film feeding function, and therefore is not rotated by a driving device but only rotated in accordance with the traveling of the film.
また、上記の圧着ローラは、加熱手段を持たないので、包装機のメンテナンスやフィルムのセットの際以外は閉じた状態に置かれる。これは、包装機の停止中であるとき、或いは包装機が運転中であっても空袋防止機能(包装すべき物品の供給が一次的に欠品となり空の袋包装体が製造されるのを防止する機能)が動作中等であってフィルムの搬送が停止された状態にあるときに、圧着ローラが重合わせ部分を挟圧した状態であっても、熱によりフィルムを傷めることがないからである。 Further, since the above-described pressure roller does not have a heating means, it is placed in a closed state except during maintenance of the packaging machine and setting of the film. This is the function of preventing empty bags even when the packaging machine is stopped or even when the packaging machine is in operation (the supply of articles to be packaged is temporarily missing and an empty bag package is produced. This is because the film will not be damaged by heat even when the pressure roller is sandwiching the overlapping part when the film transport is stopped when the function of is there.
圧着ローラは、上記のように、閉じた状態であることが多いので、その開閉機構は手動により行われる構造が一般的である。また、シールするための圧力は、フィルムの厚みなどの条件により異なるので、複数種類のフィルムの中から選択して使用する場合、使用する前に圧力の調整が必要である。図5に示すように、従来のローラ圧着装置60は、多種フィルムに対応可能な包装機であると、圧着ローラ61,62がそれぞれローラ支持体63,64に回転自在に支持されており、ローラ支持体63,64は、固定のスライド軸65上を摺動可能である。スライド軸65には、ローラ支持体63,64が互いに離れる方向に移動することを制限するストッパ66a,66bが設けられている。圧着ローラ61,62を包装材Ftに対して圧着方向に押すため、ローラ支持体63,64をそれぞれ付勢するスプリング67,68が設けられており、圧力調整ネジ69,70のねじ込み量を調節することなどにより、ローラ支持体63,63をスライド軸65上で摺動させて、スプリング67,68のばね力の強さを調整可能である。なお、図5に示す圧力調整可能なローラ圧着装置60においては、開閉レバー71を操作して、開閉カム72を回動させることにより、圧着ローラ61,62はその支持体63,64とともにスライド軸65に沿って互いに離間する方向に移動し、圧着ローラ61,62間の隙間を広くすることができる構造になっている。図5においては、(a)がローラの圧着状態を、(b)がローラの開き状態を示している。
Since the pressure roller is often in a closed state as described above, the opening / closing mechanism is generally configured to be performed manually. Moreover, since the pressure for sealing changes with conditions, such as the thickness of a film, when selecting and using from several types of films, it is necessary to adjust a pressure before using. As shown in FIG. 5, in the conventional
横型製袋充填包装機によって包装される製品が、クッキーや菓子のような食べ物である場合、供給コンベヤにより搬送中に製品カスが生じることがある。その製品カスなどの異物が、包装材が重合わされたセンターシール部位に挟まった場合には、異物検出が行われることが求められる。センターシール部位における異物検出については、別の方式のセンターシール装置(ヒータ内蔵回転シーラ方式)においてサーボモータを使用し検出する方法が提案されている。即ち、このセンターシール装置は、ヒータを内蔵しており且つ表面にシール目を付けるための複数の溝を有する二つのロールを備えており、当該ロールを回転駆動しながらロールによりフィルムの長手方向端縁部の重合わせ部分を挟圧・加熱することで、フィルムを搬送しつつセンターシールを施す方式である。シール目のついたロールを回転駆動させる駆動装置としてサーボモータを使用しており、正常な包装動作時のサーボモータの駆動電流について基準データを作成し記憶しておき、以後、サーボモータの駆動電流の監視をし、基準データと比較することでセンターシール部位における異物検出を行っている(特許文献2)。また、特許文献2には、ロールの開閉駆動をサーボモータで行っており、このサーボモータの機能を用いてシール圧力の制御と、異物のカミ込みも監視できるとの示唆がなされている。これにより、上記ヒータを内蔵しシール目の付いたロールを回転駆動する方式のセンターシール装置においては、センターシール部位における異物検出に対して一定の成果が出ている。
When the product packaged by the horizontal bag making and filling machine is food such as cookies or confectionery, product waste may be generated during conveyance by the supply conveyor. When foreign matter such as the product residue is sandwiched between center seal portions where the packaging material is superposed, it is required that foreign matter detection be performed. Regarding the foreign matter detection at the center seal part, a method of detecting using a servo motor in another type of center seal device (rotor sealer with built-in heater) has been proposed. That is, this center seal device includes two rolls having a built-in heater and having a plurality of grooves for attaching a seal to the surface. This is a system in which a center seal is applied while conveying a film by sandwiching and heating the overlapping portion of the edge. Servo motor is used as a driving device to rotate the roll with seal, and reference data is created and stored for servo motor drive current during normal packaging operation. The foreign matter is detected at the center seal portion by monitoring the above and comparing it with the reference data (Patent Document 2). Further,
しかしながら、バーヒータと圧着ローラによるセンターシール方式を採用したセンターシール装置においては、回転駆動し且つフィルムを搬送する駆動装置が存在せず、特許文献2で示される方法は採用できない。したがって、バーヒータと圧着ローラによるセンターシール方式のセンターシール装置の場合、別に変位センサ等の検出手段を付加することにより、圧着ローラの挙動を監視する方法を取らねばならず、構成の複雑化やコストの上昇を招いていた。また、特許文献2で示唆されているヒータ内蔵回転シーラ方式では、ロールの開閉をサーボモータで行うことによりシール圧力の制御と異物のカミ込みの検出を行っているが、圧力制御と検出の精度はロール表面にシール目があるためシール目同士の噛み合い精度に左右される。そのため、サーボモータに指令した設定シール圧と実際にローラによってセンターシール部位に掛かる圧力が一致せず、機械毎に異なるという難点がある。また、異物検出についても、同様の理由で硬さや厚みのある物は検出可能であるが、微小な製品カスなどは検出できないという難点がある。
However, in the center seal device that employs the center seal method using the bar heater and the pressure roller, there is no drive device that rotates and conveys the film, and the method disclosed in
更に、センターシール装置における包装不良は、異物の侵入によるカミ込みに起因するものに限らず、フィルムの搬送状態(蛇行)や筒状フィルム内における製品の挙動に起因するシール不良もある。後者の場合として、フィルムの長手方向端縁部の重合わせ部分のズレが発生することにより、一時的に挟圧しているローラから重合しているフィルム縁部の片方又は両方が離脱してしまうことが挙げられる。この場合、フィルム一枚分の微小な厚みの違いを検出しなければならず、従来の方法では困難であった。 Further, the packaging failure in the center seal device is not limited to the one caused by the intrusion due to the intrusion of foreign matter, but also the sealing failure caused by the film conveyance state (meandering) and the behavior of the product in the cylindrical film. In the latter case, one or both of the superposed film edges may be detached from the roller that is temporarily pinched due to the occurrence of misalignment of the overlapping portions of the longitudinal edges of the film. Is mentioned. In this case, a minute difference in thickness for one film must be detected, which is difficult with the conventional method.
そこで、センターシールのために包装材を圧着する圧力が調整可能で、且つ包装材のセンターシールの包装不良の検出を行うことを可能にする点で解決すべき課題がある。
この発明の目的は、上記課題を解決することであり、加熱された包装材の重合わせ部分を圧着する圧着ローラを備える形式の製袋充填包装機のセンターシール装置であって、圧着ローラの包装材に対する圧力調整が、操作部から設定可能であるとともに、製品兼用(包装材の種類や物品替え)がある場合でも圧力調整作業をすることなく且つ機械毎にばらつくことなく設定可能であって、更に、包装材のセンターシール部位に侵入した微小な製品カスのカミ込みやフィルムの重合わせ部分のずれに起因したセンターシールの包装不良を、別途のセンサなどの検出手段を要することなく確実に検出ことができるシール用ロール圧着装置を提供することである。
Therefore, there is a problem to be solved in that the pressure for crimping the packaging material for the center seal can be adjusted and the packaging failure of the center seal of the packaging material can be detected.
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problem, and is a center seal device of a bag making and filling packaging machine of a type provided with a pressure roller for pressure-bonding a heated overlapping portion of a packaging material, the pressure roller packaging The pressure adjustment for the material can be set from the operation unit, and can be set without any pressure adjustment work even when there is a product combined use (packaging material type and article replacement) and without variation for each machine, In addition, it is possible to reliably detect defects in the center seal due to the intrusion of minute product debris that has entered the center seal area of the packaging material and the misalignment of the overlapping parts of the film, without requiring a separate sensor or other detection means. It is providing the roll crimping | compression-bonding apparatus for sealing which can be performed.
上記の課題を解決するため、この発明による包装機におけるシール用ロール圧着装置は、包装材にシールを施すべき部分を挟んで対向配置される二つの圧着ローラ、前記圧着ローラを開閉駆動する駆動源としてのサーボモータ、前記サーボモータの回転出力を前記圧着ローラの開閉動作に変換する運動変換機構、及び前記包装材の移送に応じて前記圧着ローラに前記開閉動作をさせるため、前記サーボモータの回転を制御する制御部を備え、前記運動変換機構は、前記圧着ローラが前記閉じ動作において占める閉じ位置と前記圧着ローラが開く所定の開き位置との間に対応する前記サーボモータの所定回転範囲の出力を、一方のみの前記圧着ローラを開閉する片側開閉に変換し、前記制御部は、前記片側開閉をする前記一方の圧着ローラの閉じ動作中に、前記圧着ローラ間の隙間が拡大又は減少することによって生じる前記サーボモータにおける回転量の変動又はトルクの変動に基づいて、前記圧着ローラ間において異物の噛込み又は包装材の異常を検出することを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, a roll pressure crimping device for sealing in a packaging machine according to the present invention includes two pressure rollers disposed opposite to each other with a portion to be sealed on the packaging material, and a drive source for driving the pressure rollers to open and close Servo motor, a motion conversion mechanism that converts the rotation output of the servo motor into an opening / closing operation of the pressure roller, and a rotation of the servo motor to cause the pressure roller to perform the opening / closing operation in response to the transfer of the packaging material And the motion conversion mechanism outputs an output of a predetermined rotation range of the servo motor corresponding to a position between a closing position occupied by the pressure roller in the closing operation and a predetermined opening position where the pressure roller opens. , was converted to one side opening for opening and closing the pressure roller of only one, the control unit may close the said one of the pressure rollers to the side opening During operation, based on the variation of the fluctuation or torque of the rotation amount of the servo motor caused by the gap between the pressure rollers is enlarged or reduced, before Symbol biting of foreign substances between the pressure roller or packaging abnormal It is characterized by detecting.
この包装機におけるシール用ロール圧着装置によれば、サーボモータにおける回転量の変動又はトルクの変動が検出されており、包装材にシールを施すべき部分を挟んでいる圧着ローラの閉じ動作中に、圧着ローラ間の隙間が拡大又は減少することによって生じる当該サーボモータにおける回転量の変動又はトルクの変動に基づいて、圧着ローラ間の隙間の設定基準を超える異常な変動が検出され、それにより、別途のセンサを用いることなく、圧着ローラ間において異物の噛込み又は包装材の異常を検出することができる。しかも、運動変換機構は、圧着ローラが閉じ動作において占める閉じ位置と圧着ローラが開く所定の開き位置との間に対応するサーボモータの所定回転範囲の出力を、一方のみの圧着ローラを開閉する片側開閉に変換するので、当該一方の圧着ローラの開閉動作が運動変換機構を介して開閉駆動用のサーボモータに伝達され、サーボモータの回転出力軸には大きな回転量(パルス変化)又はトルクの変化を生じさせる。制御部は、片側開閉をする一方の圧着ローラの閉じ動作中に、サーボモータにおける回転量の変動又はトルクの変動に基づいて、圧着ローラ間において異物の噛込み又は包装材の異常を検出する。このように、片側の圧着ローラのみがする開閉動作に応じて、制御部は、監視すべきサーボモータの回転量の変動又はトルクの変動を大きく検出することができ、微小な異物の侵入やカミ込み或いは包装材の異常に起因する微小な変化も、高い検出精度によって確実に検出することができる。 According to the sealing roll crimping device in this packaging machine, the variation in the amount of rotation or the variation in torque in the servo motor is detected, and during the closing operation of the crimping roller sandwiching the portion to be sealed on the packaging material , Based on fluctuations in the amount of rotation or torque in the servo motor caused by the increase or decrease in the gap between the pressure rollers, abnormal fluctuations exceeding the setting standard for the gap between the pressure rollers are detected. Without using this sensor, it is possible to detect a foreign matter biting or an abnormality in the packaging material between the pressure rollers. In addition, the motion conversion mechanism can output an output within a predetermined rotation range of the servo motor corresponding to the position between the closing position occupied by the pressure roller in the closing operation and the predetermined opening position where the pressure roller opens, and can open and close only one pressure roller. Since it is converted to open / close, the open / close operation of the one pressure roller is transmitted to the open / close drive servomotor via the motion conversion mechanism, and the rotation output shaft of the servomotor has a large rotation amount (pulse change) or torque change. Give rise to During the closing operation of one of the pressure rollers that opens and closes on one side, the control unit detects a foreign matter bite or an abnormality in the packaging material between the pressure rollers based on the variation in the rotation amount or torque in the servo motor. As described above, according to the opening / closing operation performed only by the pressure roller on one side, the control unit can largely detect the fluctuation of the rotation amount or torque of the servo motor to be monitored. Even small changes caused by the abnormality of the packing material or the packaging material can be reliably detected with high detection accuracy.
この包装機におけるシール用ロール圧着装置において、前記包装材の移送は前記シールを施すべき部分を挟んで移送する紙引きローラによって行われており、前記制御部は、前記紙引きローラの開閉に連動して前記圧着ローラを開閉させることができる。紙引きローラは、包装材の包装機へのセット作業等のときに開かれるが、そうしたとき以外は閉じたままである。
また、前記運動変換機構は、前記一方の圧着ローラを支持し且つ前記包装機の固定フレームにスライド可能に取り付けられている第1ローラ支持体、他方の前記圧着ローラを支持し且つ前記包装機の固定フレームに取り付けられている第2ローラ支持体、及び前記サーボモータの回転出力部と前記第1ローラ支持体との間を連結するリンク機構を備えることができる。サーボモータの回転出力がリンク機構を介して第1ローラ支持体に伝達され、第1ローラ支持体が固定フレームに対してスライドするので、第1ローラ支持体によって支持される一方の圧着ローラが他方の圧着ローラに対して開閉する。
また、前記圧着ローラは、滑らかな圧着用の円筒周面を備えることができる。圧着ローラの表面にシール目等の凹凸を設けないことで、包装材の変形に起因する検出精度の低下を回避することができる。
更に、この包装機におけるシール用ロール圧着装置は、略筒状に曲成された帯状包装材の両側縁部を重ね合わせた重合わせ部分にセンターシールを施すことで筒状包装材が形成され、前記筒状包装材の内部に包装をすべき製品が充填され、前記製品の前後で前記筒状包装材にエンドシールを施すことでピロー包装を行う横型製袋充填包装機又は縦型製袋充填包装機において、前記圧着ローラを、加熱された前記重合わせ部分を圧着して前記センターシールを形成するために、前記重合わせ部分が間に通される二つの圧着ローラとするように適用することができる。
The seal roll crimping device in the packaging machine, the transfer of the previous SL packaging is carried out by the paper drawing rollers for transporting across a portion to be subjected to the sealing, the control unit, opening and closing of the paper pull rollers The pressure roller can be opened and closed in conjunction. The paper drawing roller is opened when the packaging material is set in the packaging machine or the like, but remains closed otherwise.
Further, the motion converting mechanism supports the one pressure roller and supports a first roller support slidably attached to a fixed frame of the packaging machine, supports the other pressure roller, and the packaging machine. A second roller support attached to the fixed frame and a link mechanism for connecting the rotation output portion of the servo motor and the first roller support can be provided. The rotation output of the servo motor is transmitted to the first roller support through the link mechanism, and the first roller support slides with respect to the fixed frame, so that one pressure roller supported by the first roller support is the other It opens and closes against the pressure roller.
The pressure roller can have a smooth cylindrical peripheral surface for pressure bonding. By not providing irregularities such as seals on the surface of the pressure roller, it is possible to avoid a decrease in detection accuracy due to deformation of the packaging material.
Furthermore, in the roll press for sealing in this packaging machine, the cylindrical packaging material is formed by applying a center seal to the overlapping portion where the both side edges of the belt-shaped packaging material bent into a substantially cylindrical shape are overlapped, A horizontal bag making and filling machine or a vertical bag making filling in which the product to be packaged is filled inside the cylindrical packaging material, and the cylindrical packaging material is end-sealed before and after the product to perform pillow packaging. In the packaging machine, the pressure roller is applied so as to be two pressure rollers between which the overlapping portions are passed in order to press the heated overlapping portions to form the center seal. Can do.
この発明による包装機におけるシール用ロール圧着装置は、上記のように構成されているので、圧着ローラを開閉駆動するサーボモータのトルクを制御することで、圧着ローラが包装材を挟む挟圧圧力を操作部から設定でき、製品兼用がある場合でも、圧力調整作業をすることなく挟圧圧力の変更が可能で、なお且つ微小な製品カスやフィルムのセンターシール部のずれによる包装不良を、別途検出手段を付加することなく開閉機構の工夫とサーボモータの機能を利用することにより、高い異物検出精度で行うことができる。また、圧着ローラの開きを一方の圧着ローラのみが開閉をする片側開閉としているので、制御部は、サーボモータにおいて大きくなった回転量の変動又はトルクの変動を検出することができ、微小な異物の侵入やカミ込み或いは包装材の異常に起因する微小な変化も、高い検出精度によって確実に検出することができる。
本発明は、また、フィルム搬送のための駆動源を持たないセンターシール方式であるところの、バーヒータと圧着ローラとを備えたセンターシール装置のシール用圧着装置に関しており、シール圧力調整及び包装不良検出を精度良く行うことができる。圧着ローラ自体においても、シール目がない、或いはロール径を小さくして慣性力を小さくしてあるので、異物侵入や包装材異常の時の応答が良いという利点がある。
The sealing roll crimping apparatus in the packaging machine according to the present invention is configured as described above. Therefore, by controlling the torque of the servo motor that drives the crimping roller to open and close, the clamping roller sandwiches the packaging material. It can be set from the operation section, and even when there is a combination of products, it is possible to change the clamping pressure without performing pressure adjustment work, and separately detect packaging defects due to small product debris and film center seal misalignment By using the device of the opening / closing mechanism and the function of the servo motor without adding means, it is possible to carry out with high foreign object detection accuracy. Further, since only one pressure roller opening of the pressure roller is the one-sided opening and closing of the opening and closing, the control unit can detect the variation of the fluctuation or torque of the rotation amount increases Oite servo motor In addition, a minute change due to the entry of minute foreign matter, scumming, or abnormality of the packaging material can be reliably detected with high detection accuracy .
The present invention also relates to a seal pressure bonding device for a center seal device having a bar heater and a pressure roller, which is a center seal method having no drive source for film conveyance, and relates to seal pressure adjustment and packaging defect detection. Can be performed with high accuracy. The pressure roller itself has no seal or has an advantage of good response when a foreign substance enters or the packaging material is abnormal because the roll diameter is reduced to reduce the inertial force.
以下、添付した図面に基づいて、この発明による包装機におけるシール用ロール圧着装置の実施例を説明する。図1はこの発明によるシール用ロール圧着装置が適用された横型製袋充填包装機の一例を示す側面図、図2は図1に示す横型製袋充填包装機の平面図である。 Hereinafter, an embodiment of a sealing roll crimping apparatus in a packaging machine according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a side view showing an example of a horizontal bag making filling and packaging machine to which a sealing roll crimping apparatus according to the present invention is applied, and FIG. 2 is a plan view of the horizontal bag making filling packaging machine shown in FIG.
図1及び図2に示す横型製袋充填包装機1は、包装フィルムの上流側において、ウェブ状包装フィルムFwを巻き取ったフィルムロールFrを回転可能に装填・支持されるフィルム供給源2と、フィルム供給源2のフィルムロールFrからウェブ状包装フィルムFwを繰り出す紙送りローラ3とを備えている。紙送りローラ3は、ウェブ状包装フィルムFwを挟み込んで送り出す駆動側ローラ3aと従動側ローラ3bを備えており、紙送りローラ3の駆動側ロール3aは、サーボモータ4によってベルト伝動装置4aのような適宜の伝動機構を介して駆動される。紙送りローラ3から繰り出されたウェブ状包装フィルムFwは、製筒器(フォーマ)5によって、側縁部分を互いに引き寄せて略筒状になるまで曲成される。
A horizontal bag making and filling and packaging machine 1 shown in FIGS. 1 and 2 includes a
製筒器5を通過する際に略筒状に曲成されたウェブ状包装フィルムFwは、製筒器5を通過した後、センターシール装置6を通過し、その際に重合わせ部分としての両側縁部分にセンターシールが施されることにより、筒状包装フィルムFtに成形される。センターシール装置6でセンターシールが施された筒状包装フィルムFtは、センターシール装置6の後流に配設されているエンドシーラ7によって、製品間においてエンドシールが施されることによりピロー包装体Bpが連続して製造される。エンドシーラ7には、エンドシールされた領域において、包装フィルムを切断してピロー包装体Bpを個々に分離するカッタ7aを組み込むことができる。横型製袋充填包装機1においては、製筒器5によって曲成されたウェブ状包装フィルムFw内に製品Pを送り込むため、送込みコンベア8が組み合わされる。
The web-shaped packaging film Fw that is bent into a substantially cylindrical shape when passing through the
センターシール装置6は、図示の例では、包装フィルムの送り上流側から紙引きローラ部10、加熱用のバーヒータ部20、圧着ローラ部30及び目付ローラ部40を備えている。紙引きローラ部10は、略筒状に曲成されたウェブ状包装フィルムFwの重ね合わされた両側縁部分Fe,Feを周面間に挟み込む一対のローラ11,12を備えている。ローラ11,12は、紙引き用サーボモータ13からの駆動力の供給を受けて、互いに逆方向に同期した速度で回転される。したがって、ウェブ状包装フィルムFwは、その両側縁部Fe,Feがローラ11,12の周面間に挟み込まれて、紙引きローラ部10の後流側の直後に配設されている加熱用のバーヒータ部20に送られる。
In the illustrated example, the
加熱用のバーヒータ部20は、ウェブ状包装フィルムFwの両側縁部Fe,Feが間を通過するように、両側縁部Fe,Feが送られる方向に沿って細長い直方体状の一対のヒータバー21,22を備えている。バーヒータ部20は、また、一対のヒータバー21,22を互いに接近させる、又は互いに離間させるための開閉用サーボモータ23を備えている。ヒータバー21,22内には、図示しない発熱手段が埋設されており、昇温されたヒータブロック21,22の対向する表面から輻射熱が発せられて、ヒータブロック21,22間の隙間を通過するウェブ状包装フィルムFwの両側縁部Fe,Feを加熱する。開閉サーボモータ23が駆動することによってバーヒータ部20が開閉され、これによって、例えば包装フィルムの種類、材質、厚さ等に応じてヒータブロック21,22間の隙間量の調整を容易に行うことができる。
The heating
バーヒータ部20の後流側直後には、本発明におけるシール用ローラ圧着装置としての圧着ローラ部30が配設されている。圧着ローラ部30は、バーヒータ部20によって加熱されたウェブ状包装フィルムFwの両側縁部Fe,Feを挟み込むように周面を互いに対向させて配置された圧着ローラ31,32を備えている。圧着ローラ部30においては、バーヒータ部20によって加熱されたウェブ状包装フィルムFwの両側縁部Fe,Feを圧着ローラ31,32が挟み込んで圧着する。曲成された包装フィルムFwは、両側縁部Fe,Feに圧着によってヒートシールが施されて、このシール部分がセンターシールとなって筒状包装フィルムFtに成形される。圧着ローラ部30は駆動手段を備えていないので、圧着ローラ31,32は動力で以て回転駆動されるものではなく、ウェブ状包装フィルムFwの両側縁部Fe,Feに圧着されていることにより包装フィルムの送りに追従して回転するのみである。圧着ローラ31,32の周面は、目付のない滑らかな形状を有している。圧着ローラ30は、圧着ローラ31,32を互いに接近させる又は互いに離間させるための開閉用サーボモータ33を備えており、開閉用サーボモータ33の駆動により、圧着ローラ31,32の開閉動作が制御され、また圧着ローラ31,32による両側縁部Fe,Feの圧接力の付加に用いられる。
Immediately after the downstream side of the
圧着ローラ部30の後流側直後に目付ローラ部40が配設されている。目付ローラ部40は、筒状包装フィルムFtのヒートシールが施された両側縁部分Fe,Feを周面間に挟み込む一対の目付けローラ41,42と、目付けローラ41,42を駆動するための駆動用サーボモータ43とを備えている。目付けローラ41,42は、駆動用サーボモータ43からの駆動力の供給を受けて、互いに逆方向に同期した速度で回転され、包装フィルムを搬送する。目付けローラ41,42の回転速度は、紙引きローラ部10の紙引き用サーボモータ13に出力に同期させることが基本であるが、比率を変えることも可能である。目付けローラ41,42の周表面には、シール目のような周状の溝が形成されていて、間にヒートシールが施された両側縁部分Fe,Feを挟んで互いに噛み合っている。一般的なフィルムであれば、シール直後であるので挟圧するだけでシール目が付くが、厚手の包装フィルムのような目が付きにくいフィルムの場合には、ヒータを内蔵して加熱することも可能である。目付ローラ40の後流側にエンドシーラ7が配設されている。
A
包装機は、包装フィルムと物品Pの送りから包装フィルムによる物品Pの包装までの包装動作に合わせて各部を制御するため、紙送りロール3のサーボモータ4、送込みコンベア8を駆動するモータ(図示せず)、紙引きローラ部10の紙引き用サーボモータ13、包装材の移送に応じてヒータバー21,22に開閉動作をさせるための開閉用サーボモータ23、圧着ローラ部30の開閉用サーボモータ33、目付ローラ部40の駆動用サーボモータ43、及びエンドシーラ7の運転をそれぞれ制御する制御部9を備えている。バーヒータ部20においては、制御部9は開閉用サーボモータ23の運転を制御することにより、開閉用サーボモータ23の回転出力がヒータバー21,22の開閉動作に変換され、ヒータバー21,22が包装材の重合わせ部分に近接したときに、当該重合わせ部分に、ヒータバー21,22からシールのための熱が加えられる。ヒータバー21,22は、包装材の種類、材質、厚さ等に応じて、開閉用サーボモータ23の回転出力による開閉位置、即ち、間に挟む包装材の重合わせ部分に対する近接程度が調整される。
The packaging machine controls each part in accordance with the packaging operation from the feeding of the packaging film and the article P to the packaging of the article P by the packaging film, so that the
バーヒータ部20においては、付言すると、ヒータバー21,22は、搬送されるフィルムの重合わせ部分を挟む形で配置されている。ヒータバー21,22を互いに接近・離間させるために両ヒータバー21,22を開閉するアクチュエータとして、開閉用サーボモータ23が設けられている。開閉用サーボモータ23は、フィルム搬送中は、ヒータバー21,22を一定の隙間を保って接近させており、フィルムの重合わせ部分が当該隙間を通過するのを許容している。フィルムの搬送が停止しているときは、開閉用サーボモータ23は、フィルムの重合わせ部分がヒータバー21,22からの熱で過熱されないように、ヒータバー21,22を離間させる。
In addition, in the
センターシール装置6、特に圧着ローラ部30への異物噛込み検出を開閉用サーボモータ33によって行うことができる。即ち、圧着ローラ31,32間に異物が侵入すると、圧着ローラ31,32間が異物によって広げられる。このときの圧着ローラ31(32)の動きは、開閉用サーボモータ33における偏移量(出力回転軸の回転に関連付けられたパルス)又はトルクの変化として検出することができる。これにより、別途変位センサを用意しなくても、開閉用サーボモータ33が示す挙動によって、センターシール装置6、特に圧着ローラ部30への異物噛込み検出を行うことができる。なお、圧着ローラ31,32が開いているときに、その開き隙間以上の大きさを持つ異物が侵入したときも、同様に検出することができる。また、包装フィルムが圧着ローラ31,32間から逸脱したフィルム異常の場合も、同様に開閉用サーボモータ33によって、圧着ローラ31,32間の隙間の減少を検出することで、検出可能である。
Detection of foreign matter biting into the
上記したように、圧着ローラ部30においては、圧着ローラ31,32の開閉が開閉用サーボモータ33の作動により行われる。図3は、図1及び図2に示す横型製袋充填包装機の圧着ローラ部を示す詳細図であって、(a)は圧着ローラ部の平面図、(b)はその正面図、そして(c)はその側面図である。図4は、図3に示す圧着ローラ部の正面図において、圧着ローラが開いた状態を示す図である。ただし、図3においては、包装フィルムの流れ方向を、図1、図2に示される方向とは逆に示してあるが、圧着ローラ部30の周囲の各部のレイアウトに応じて適宜選択できる事項である。
As described above, in the
図3に示すように、右側圧着ローラ32は、その回転軸線位置が第2ローラ支持体である固定フレーム50に対して不動に配設されており、左側圧着ローラ31は、固定フレーム50に対してスライド可能に配設されている。開閉用サーボモータ33は、固定フレーム50に固定された取付け板52に取り付けられている。固定フレーム50には少なくとも二本の互いに平行なスライド軸53,53が取り付けられており、スライド軸53,53に対して第1ローラ支持体としてのスライド部材54が摺動自在に設けられている。スライド軸53,53の軸線方向は、平面図(a)で圧着ローラ31,32の両回転軸線を結ぶ方向であって当該両回転軸線と直交する方向である。また、左側圧着ローラ31は、その回転軸がスライド部材54において回転自在に支持されている。一方のスライド軸53の端部には、スライド部材54の最大スライド位置を規制するストッパ55が設けられている。
As shown in FIG. 3, the
開閉用サーボモータ33の回転出力軸56は、運動変換機構51であるリンク57を介してスライド部材54に連結されている。リンク57は、回転出力軸56に固定されたリンクアーム58aと、リンクアーム58aに枢軸59aによって回動可能に連結されたリンクアーム58bとを備えており、リンクアーム58bは枢軸59bによってスライド部材54に回動可能に連結されている。開閉用サーボモータ33を回転させることにより、スライド部材54がリンク57を介してスライド軸53,53上を摺動するので、スライド部材54に設けられている左側圧着ローラ31が包装フィルムの流れ方向に対して直角に進退し、開閉動作を行う。これにより、圧着ローラ31,32の開閉が自動化されるとともに、開閉用サーボモータ33のトルクを制御することで、センターシール装置6において圧着ローラ31,32の閉じ状態での包装フィルムの両側縁部Fe,Feを挟圧する圧力の調整を容易に行うことができる。
The
圧着ローラ31,32の開閉の条件は、紙引きローラ部10のローラ11,12の開閉に連動する。即ち、紙引きローラ部10のローラ11,12が開かれると、当該動作に連動して、開閉用サーボモータ33を回転させ、左側圧着ローラ31を開き位置まで移動させる。また、紙引きローラ部10のローラ11,12が閉じられると、当該動作に連動して、開閉用サーボモータ33を逆回転させ、左側圧着ローラ31を閉じ位置まで移動させる。左側圧着ローラ31が閉じ位置まで移動すると、開閉用サーボモータ33について設定されたトルクを保つ。包装フィルムが搬送状態にあるときは、開閉用サーボモータ33の状態を常に監視する。圧着ローラ31,32は、紙引き用のローラ11,12と同様、ヒータを内蔵していないので、フィルムのセット作業時以外では、閉じたままにすることができる。
The conditions for opening and closing the
本発明によれば、センターシール装置6への異物の侵入(圧着ローラ31,32間での異物カミ込み)の検出は、圧着ローラ部30の左側圧着ローラ31の開閉を行う開閉用サーボモータ33により行われる。即ち、異物がセンターシール装置6に侵入し、圧着ローラ31,32間に入り込むと、圧着ローラ31,32間の間隔が侵入した異物により押し広げられる。このとき、右側圧着ローラ32は固定フレーム50に支持されているので、左側圧着ローラ31が開く動作をし、この動作は運動変換機構51であるリンク57を介して開閉用サーボモータ33に伝達され、開閉用サーボモータ33の回転出力軸56には回転量(パルス変化)又はトルクの変化が生じる。開閉用サーボモータ33の回転出力軸56の回転量とトルクを監視し、その変化を設定基準に基づいて判断することで、センターシール装置6への異物の侵入、即ち、圧着ローラ31,32間での異物カミ込みを、別途変位センサを用意することなく、検出することができる。
According to the present invention, the detection of the intrusion of foreign matter into the center seal device 6 (foreign matter contamination between the
本発明では、異物カミ込を確実に検出できる工夫として、次の技術的事項を採用している。即ち、
(1)一方のローラ(右側圧着ローラ32)を固定し、片側のローラ(右側圧着ローラ31)のみの開閉としているので、開閉用サーボモータ33において、異物が侵入したときの回転出力軸56の変化量(回転偏移量)が大きく取れる。したがって、検出精度が高く、微小な製品カスのカミ込みや、包装フィルムの圧着ローラ31,32からの離脱などの包装不良に起因する微小な変化をも検出することができる。
(2)圧着ローラ31の径を最小限に抑えてあるので、慣性力が小さく、微小な製品カスのカミ込みやフィルムの圧着ロールからの離脱などの包装不良に起因する微小な変化に対してもレスポンス(スライド軸53方向の移動)が速いので検出精度が高い。
(3)圧着ローラ31,32にはシール目を設けないで(シール目は別途後段に目付ローラ43を設けてある)、金属製のフラットな圧着面を備えている。圧着ローラ31,32同士を包装フィルムに接触させているので、包装フィルムの挟圧時の弾性変形がなく、シール目があるときのようにシール目同士の噛み合い精度に左右されることがないので、微小な製品力スや厚さの薄い包装フィルムの逸脱等についても、検出精度を高くした検出ができる。なお、検出精度は多少低下するが、圧着ロールの片側がゴムローラでも可能である。
In the present invention, the following technical items are employed as a device that can reliably detect foreign matter penetration. That is,
(1) Since one roller (the right pressure roller 32) is fixed and only one roller (the right pressure roller 31) is opened / closed, in the
(2) Since the diameter of the
(3) The pressure-
1 横型製袋充填包装機 2 フィルム供給源
3 紙送りロール
3a 駆動側ローラ 3b 従動側ローラ
4 サーボモータ 4a ベルト伝動装置
5 製筒器 6 センターシール装置
7 エンドシーラ 7a カッタ
8 送込みコンベア 9 制御部
10 紙引きローラ部
11,12 ローラ 13 紙引き用サーボモータ
20 バーヒータ部
21,22 ヒータバー 23 開閉用サーボモータ
30 圧着ローラ部
31,32 圧着ローラ 33 開閉用サーボモータ
40 目付ローラ部
41,42 目付けローラ 43 駆動用サーボモータ
50 固定フレーム 51 運動変換機構
52 取付け板 53,53 スライド軸
54 スライド部材 55 ストッパ
56 回転出力軸 57 リンク
58a,58b リンクアーム
59a,59b 枢軸
Fr フィルムロール Fw ウェブ状包装フィルム
Ft 筒状包装フィルム Fe,Fe 両側縁部
P 製品 Bp ピロー包装体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Horizontal type bag making filling
Claims (5)
前記運動変換機構は、前記圧着ローラが前記閉じ動作において占める閉じ位置と前記圧着ローラが開く所定の開き位置との間に対応する前記サーボモータの所定回転範囲の出力を、一方のみの前記圧着ローラを開閉する片側開閉に変換し、
前記制御部は、前記片側開閉をする前記一方の圧着ローラの閉じ動作中に、前記圧着ローラ間の隙間が拡大又は減少することによって生じる前記サーボモータにおける回転量の変動又はトルクの変動に基づいて、前記圧着ローラ間において異物の噛込み又は包装材の異常を検出することを特徴とする包装機におけるシール用ロール圧着装置。 Two pressure rollers placed opposite to each other with a portion to be sealed on the packaging material, a servo motor as a drive source for opening and closing the pressure roller, and a rotation output of the servo motor is converted into an opening / closing operation of the pressure roller A movement conversion mechanism, and a controller for controlling the rotation of the servo motor in order to cause the pressure-bonding roller to perform the opening / closing operation according to the transfer of the packaging material,
The motion converting mechanism outputs an output of a predetermined rotation range of the servo motor corresponding to a gap between a closing position occupied by the pressure roller in the closing operation and a predetermined opening position where the pressure roller opens. Convert to one side opening and closing,
The control unit is based on fluctuations in the amount of rotation or torque in the servo motor that occurs when the gap between the pressure rollers expands or decreases during the closing operation of the one pressure roller that opens and closes on one side. , before Symbol crimping rollers between sealing roll crimping device in the packaging machine and detecting an abnormality of biting or packaging of a foreign matter in.
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