JPH02163253A - 帯材の末尾を別の帯材の先頭に連結する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、請求項１の前提部分に記載しであるような、
帯材の末尾を別の帯材の先頭に連結する装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

上記した種類の装置は、包装機械の一部として組み込ま
れ、供給ロールから送り出される帯状包装材料の末尾を
、第２の供給ロールから送り出される帯状包装材料の先
頭に、包装材料に付けておいた位置合せマークから所定
の間隔を保ちながら。

連結するのに用いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の基本的課題は、初めに述べた種類の装置を改良
し、機械を高速運転している場合でも。

正確に位置合せした添え継ぎができるようにすることで
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、上記した課題は、請求項１の特徴部分
に記載した構成を有する装置によって解決される。

本発明に係るその他の有効な手段については、従属請求
項に記載しである。

以下、本発明を、添付図面を参照し、実施例について詳
細に説明する。

〔実施例〕

第１図に示した包装機構は、第１の供給ロール１を備え
、ここから包装用の帯材またはフォイル２が巻き出され
てゆく、帯材またはフォイルは、ローラシステム３．添
え継ぎローラ４、案内ローラ５．駆動ローラ６、フォイ
ル余裕ローラ７、ならびにさらに別の２本の案内ローラ
８および９を経て、折り曲げボックス１０へ送られる。

ここでチューブ状に折りこまれたフォイル２は、ローラ
送り装置１１によって引張られてゆく。折り曲げボック
ス１０の前方に、装填装置１２を配置し、ここで包装す
べき中味をフォイルチューブの中へ詰め込む、フォイル
チューブは、横断ヒータ１３を用い、規定どおりの間隔
で融着密封する。横断ヒータの出口側に送り出し装置１
４を設け、包装密封の終った物品を運び出してゆく。

ローラ送り装置１１は、第１のサーボ装置！１１５の駆
動源すなわちモータ３１で駆動する。また駆動ローラ６
は、第２のサーボ装置１６の駆動源であるモータ４１で
駆動する。サーボ装置１５および１６は、図示省略した
プロセッサに接続しである。これらのサーボ装置は同じ
ような構造でよく、それぞれ増幅器３２または４２、タ
コメータ３３または４３、およびロータリーエンコーダ
３４または４４を備える。

第１図に示しである包装機械には、さらに第２の供給ロ
ール１７を設け、供給ロール１が空になったら、帯材ま
たはフォイル１８を送り続けるようにしておく。この目
的のため、添え継ぎ装置２１を取付け、添え継ぎローラ
４および２０を互いに押し付けて、フォイル２の末尾と
フォイル１８の先頭とを連結する６同じ目的でフォイル
余裕ローラ７を、揺り腕７１を介して、装置２２に可動
に組込み、弯曲したフォイルの長さを変えられるように
しておく。さらに、多数の検出器２３〜２９を、種々の
操作や各種の制御を行うために取付けておく。

第１図に示した包装機械は、つぎのように機能する。

フォイル末端検出器２３は、フォイル２の末尾がローラ
システムの特定個所を通過した時刻を検知し、プロセッ
サに信号ａを送る。プロセッサは、この信号と他のパラ
メータとに基づいて、サーボ装置１６用の信号Ｖａｓを
作成する。この信号は、第２図に正規化して表わした関
数ｖ（ｔ）に従って、モータ４１の速度Ｖを変えるため
のものである。正規化した時刻Ｏおよびπの間に、速度
ｖ（ｔ）＝ｘは、ｘ＝１からＸ＝Ｏまで減少する。

その結果５時刻πにおいて、フォイル２は、添え継ぎロ
ーラ４および２０の範囲で、瞬間的に静止するので、フ
ォイル２の末尾とフォイル１８の頭部どの接着または融
着が容易に行える。その後、速度Ｘは上昇し、たとえば
時刻２πにおいて、再び正規速度のｘ＝１に達する。こ
のようにして、駆動ローラ６の前後で、部分的に、フォ
イルの移動距離の間で経路差りが生じるが、フォイルの
下流部分は、一定の正規速度ｖ＝１で進行する。この径
路差りは、可動に取付けたフォイル余裕ローラフによっ
て吸収する。すなわち、時刻Ｏ〜２π（第２図）の間、
揺り腕７１が動くことによって、下方の弯曲部の長さが
、距離したけ短くなる。時刻ｔ＝２πが過ぎたら、駆動
ローラ６の速度Ｖを、その後の時間Ｔ＝２πの間、たと
えばｖ　＝　１　、５まで上昇させ、径路差しを補償す
る。すなわち、下流の弯曲部の長さをＬだけ延長させる
。このようにして、時刻ｔ＝４πに達すると１両方のフ
ォイル部分は、同じ正規速度ｖ＝１で巻き出されてゆく
ことになる。

第３図の直線Ｓは、フォイル２の下流部分のたどる距離
を表わす。この場合、正規化のためＳ＝ｔとしである。

正常状態では、フォイルの画部分の速度が１等しい。添
え継ぎを行うさいには、フォイルの上流部分の速度ｖ＝
ｘが減少し、そのたどる距離はＳｘのようになる。第３
図から明らかなように、時刻ｔ＝πにおける関数５ｘ（
ｔ）の定数は、結果として生じた静止状態に対応するも
のである。

たとえば、正規速度に対する関数を。

ｘ＝　（１＋ｃｏｓｔ）／２＝ｖ　（ｔ）と仮定する。

この式を用いれば、０〜２πの間における距烈Ｓｘは、
つぎの積分から得られる。

５ｘ＝＝　ｆ　ｘ　・ｄｔ＝　ｆ　（１＋ｃｏｓｔ：）
／　２　噛ｄｔ＝０．５　Ｘ　ｔ　＋０．５　Ｘ５ｉｎ
ｔここで、ｔ＝２πを代入すれば、 Ｓｘ＝π（点Ａ） となる。

２πから４πまでの間、関数は、 ｖ＝１．５（定数）である。これにより、距離Ｓ’ｘは
、っぎの積分から求められる。

Ｓ’ｘ＝／１．５Ｘｄｔ＝１．５Ｘｔ したがって、ｔ＝４πであるとき。

Ｓ’ｘ＝３π（点Ｂ） となる。

もちろん、速度Ｖに関しては、フォイルに対し短時間の
静止状態をもたらすようなものであれば、全く別の関数
を選択することも可能である。

さらに、 ２％ ｆ　　（１−χ）ａｔ＝０．５ ゜ ｆ　（１−ｃｏｓ　ｔ　）　ｄｔ＝π であるから、第２図の面Ｆ１およびＦ２は等しくなる。

すなわちＦ１＝Ｆ２であることがわかる。

第４図に示したのは、サーボ装置１５（マスク）および
１６（スレーブ）の正常運転用のプロセッサの等価回路
である。この図において、信号Ｖ。

Ｗｈｏ、ｖａ、ｖｈ、ｗｈおよびＶａｓは、それぞれつ
ぎのことを意味する。

Ｗｈｓ＝装置２２の揺り腕７１の理論移動量、■　二ロ
ーラ送り装置の駆動源３１におけるフォイルの実際速度
。

ｖａ−１１１！動源４１（第１図）におけるフォイルの
実際速度、 ｖｈ　＝揺り腕の角度が変化するさいの、フォイルの実
際速度の等値成分、 ｗｈ　＝揺り腕７１の実際移動量、 Ｖａｓ＝駆動源４１におけるフォイルの理論速度。

プロセッサは、つぎのように作用する巻き戻しを行う。

サーボ装置１５の出力信号Ｖが、減算器４７に送られ、
ここで。

Ｖａｓ＝ｖ−ｐ番ｄｈ が得られる。ここに、ｐはパラメータ、ｄｈは別の減算
器４６からの出力信号であって、減算器４６において、
差のｄｈ　＝　ｖｈ　−Ｗｈｓが作られる。

信号ｗｈは、積分器４９から送られてくる。積分器４９
の入力側には、別の減算器４８の出力信号であるｖｈ＝
ｖａ−ｖが入ってくる。減算器４８は、サーボ装置１６
（スレーブ）からの信号ｖａを受ける。サーボ装置１６
は、一方では、信号Ｖａｓによって制御される。

したがって、次式が成り立つ。

Ｖａｓ＋ｑ　６　ｆ　　（ｖａ−ｖ）ｄｔ＝ｖ＋ｐ　０
Ｗｈｓこの式から、装置４１の静止状態が可能であるこ
とがわかる。その理由は、たとえ■がゼロでなくとも、
Ｖａｓ＝Ｏであれば、機械は機能し続けるからである。

上式において、Ｐおよびｑは、ｓ−１の次元をもったパ
ラメータである。

第５図に示したのは、添え継ぎ工程にさいして速度を減
少させる特別な場合における、プロセッサの等価回路で
ある。この図で付は加えた信号ｗａｓ、ｗａおよびｗｒ
は、つぎのような意味をもつ。

ｗａｓ＝駆動源４１の理論角度 ｗａ　＝駆動１４１の実際角度 ｗｒ　＝駆動源３１の実際角度 プロセッサは、つぎのような機能を果すように、作動す
る。

サーボ装置１５の出力信号社は、速度修正回路５１だけ
でなく、位相修正回路５３にも送られる。

位相修正回路からは、出力信号Ｗ　ａ　ｓが減算器５４
に与えられ、ここで差ｄａ＝ｗａｓ−ｗａが求められる
。この場合、信号ｗａは、サーボ装置１６から送られて
くる。加算器５５で、信号ｄａと、掛算器５２の出力信
号Ｖ’ａｓとの和が作られる。掛算器５２では、回路５
１の出力信号２と、装置！！１５の出力信号Ｖとの積が
得られる０回路５５の出力信号Ｖａｓは装！１６に送ら
れ、この装置からさらに信号ｖａが出される。

したがって、ｖ＝ｘとおいて、 Ｖａｓ＝ｗａｓ　−ｗａ＋　ｖ　＠ｚ が成立する。

回路５３および５１は、信号ｗｒを、それぞれｗａｓ＝
　ｆ−Ｓｘ　（第３図参照） と、 ｚ＝ｇ−ｘ（第２図参照） とに変換する。ここに、ｆおよびｇは、パラメータであ
る。

したがって、次式が成立する。

Ｖａｓ＝ｆ　Ｘｏ、５Ｘ（ｔ＋ｓｊ、ｎｔ）−ｗａ＋ｇ
Ｘ０．２５Ｘ（１＋ｃｏｓｔ）”そして。

し＋Δｔ＝π＋Δｔ のとき、一方では １＋ｃｏｓｔ＝０ であり、また他方では ｓｉｎ　ｔ　　＝−Δ　ｔ であるから。

ｔ　＝　π のときには、結局、 Ｖａｓ＝０．５　Ｘ　ｆ　Ｘ（７Ｃ＋Δｔ−Δｔ）−ｗ
ａとなる。

上式は。

２Ｘｗａ＝ｆ×π であるとき、駆動源４１におけるフォイルの理論速度は
、ゼロになることを意味する。

第６図は、諸条件も配慮して関数ｖ（ｔ）を決めれば、
あらかじめ設定した時間Ｇ　Ｈの間、速度Ｖをゼロに保
つことができる、ことを示している。

第７図は、第１図の諸エレメント２，４，２０゜２３お
よび２７を図式的に再掲し、そしてフォイル２にはＯ，
ｌ、２．・・・・・・１０のマークを付けたものを表わ
す。フォイル検出器２３の検知点Ａと、添え継ぎローラ
２および２ｏに挟まれる添え継ぎ個所Ｂとの間の距ＩＷ
ＬＶ、ならびに添え継ぎ個所Ｂと、検出器２７の検知点
Ｃとの間の距離ＬＭは、それぞれシステムの幾何学的配
置から求められる。

検出器２３は、フォイルの末尾が点Ａに来たことを検知
し、それに対応する信号ａを発する。検出器２７は、常
にマークを監視し、マークが通過するたびに信号すを発
する。（１号ａおよびｂにより、プロセッサは、フォイ
ル２の末尾が点Ａに到達した時点での、マーク８と点Ｃ
との間の距離ＬＸを求める。プロセッサは、さらに、つ
ぎの距離も計算する。

ｘ　＝　Ｌ　Ｘ　＋　Ｌ　Ｖ　＋　Ｌ　Ｍ　−Ｌ　Ｒこ
こに、ＬＲは安全率を見込んだ項である。この項を加え
ることによって、フォイル２の末尾に裂傷があるような
場合についても、配慮を加えることができる。そして安
全項ＬＲについては、諸条件を考慮し、たとえばマーク
の間隔よりも狭い寸法を選べばよい。

プロセッサは、まず上式のように定義した距離Ｘに存在
する全マーク線分の数を計算する。これから、マーク１
の瞬間的位置が求められる。つぎに、プロセッサは、減
速が始まるまで、それと同時に信号ｖａ　（第１図）に
よってモータ４１の位相が変るまでのマーク数を計算す
る。プロセッサは、さらに添え継ぎの瞬間まで、すなわ
ちそれにともなってモータ４１の位相が変るまでのマー
ク数も計算する。第７図に示した例では、減速開始まで
に、６と７との２個のマークがあり、そして添え継ぎ工
程が始まるまでに、完全に２個のマーク４および５が存
在する。第７図において、距離ＤＢはたとえばマーク線
分の２１八倍に等しく、そしてマーク１が点りを通過し
たときに減速が始まる。

新たに準備したフォイル１８（第１図）の先頭と、古い
フォイル２の末尾とを連結する添え継ぎの瞬間は、マー
ク１が点Ｂを通過する時点と一致し、そのときフォイル
の速度は瞬間的にゼロとなる。

このような方法による利点は、種々異なったフォーマッ
トに対してただひとつの基準点があれば足りることであ
る。さらに、この方法によれば、有意義なよくコントロ
ールされた減速運動を行わせることができるので、機械
を高速運転させたときでも、正確な位置に添え継ぎする
ことが可能である。

この方法による添え継ぎは、２個所の位置決めマークの
間の距離を求めてのりしろを決めるように、調整するこ
とも可能である。これは、たとえば光学的センサと増分
計算機との協同作用で達成できる。ここに、のりしろは
、位置合せマークの間隔に相当する長さである。

最後に、つぎのことにも言及する６すなわち。

第１のおよび／または第２のモータは、タコジェネレー
タと増分計算機とを備えた直流サーボモータでもよいし
、あるいはレゾルバ等を備えた交流サーボモータでもよ
い。これは、非常に強力であり、絶対角度に関するステ
ートメントを送り出す。

また、別の種類の恥動源を使用することも可能である。

その場合には、つぎのことに配慮する。すなわち、第４
図に示した等価回路の積分器４９によって得られる積分
、または減算器４８によって得られる差の価が、装置２
２において実際に具体化されることである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置を備えた包装機械の概要図、
第２図は前記装置における運転制御したモータの速度変
化の経過を示す第１応用例のグラフ、第３図は余裕装置
の前後で帯材の速度が変化することによって余裕装置の
帯材弯曲部の長さが変化する状態を表わすグラフ、第４
図は本発明に係る装置に用いるサーボ装置の正常運転時
におけるプロセッサの等価回路図、第５図は帯材の連結
を行なっている間のサーボ装置の特殊運転時におけるプ
ロセッサの等価回路図、第６図は前記装置における運転
制御したモータのさらに別の速度変化の経過を示すグラ
フ、第７図は帯材の連結個所に所定のマーク間隔を保つ
ために装置が作動する状態を説明する概要線図である。 〔主な符号の説明〕 １・・・供給ロール、　　　　２・・・包装用帯材、１
５・・・第１のサーボ装置、１６・・・第２のサーボ装
置。 １８・・・別の帯材、　　　　　２２・・・余裕装置、
３１・・・モータ、 ４１・・・モータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、供給ロールから送り出される帯材用の駆動源と、連
   結すべき帯材用の別の供給ロールとを備えた、帯材の末
   尾を別の帯材の先頭に連結する装置において、帯材（２
   ）の運動を支援する第２の駆動源（４１）と、余裕装置
   （２２）の前後で帯材（２）に生じるまたは生じうる速
   度差を補償するための第１の余裕装置（２２）と、供給
   ロール（１；１７）に併設したそれぞれ別の余裕装置（
   ３、１９）とを具備し、そして第１の駆動源（３１）は
   第１のサーボ装置（１５）に組込んであり、また第２の
   駆動源（４１）は第２のサーボ装置（１６）に組込んで
   あり、そして両サーボ装置（１５；１６）ともコンピュ
   ータに接続してあり、そして両帯材の端部を連結する機
   構（４、２０）が設けてある、ことを特徴とする帯材の
   末尾を別の帯材の先頭に連結する装置。 ２、請求項１に記載した装置を運転する方法において、
   第２のサーボ装置（１６）はコンピュータからの制御信
   号Ｖａｓを受け、この制御信号は、両帯材端部の連結を
   容易にすべく、所定の瞬間に帯材の速度ｖをゼロに減速
   するように作用する、ことを特徴とする方法。 ３、請求項２に記載した方法において、正常運転すなわ
   ち２本の帯材の端部がすでに連結されている状態では、
   信号Ｖａｓについて、 Ｖａｓ＝ｖ＋ｐ×Ｗｈｓ−ｑ×∫（ｖａ−ｖ）ｄｔの関
   係式が成立し、ここにをは時間を表わし、そしてＷｈｓ
   は第１の余裕装置（２２）の作用で生じる帯材弯曲部の
   等価理論増幅値を表わし、さらにｖａは第２の駆動源（
   ４１）によって生じる帯材速度を表わし、そしてｐとｑ
   とはパラメータである、ことを特徴とする方法。 ４、請求項２に記載した方法において、特殊運転すなわ
   ち２本の帯材の端部を連結する工程中では、信号Ｖａｓ
   について、 Ｖａｓ＝ｆ×ｆｖ・ｄｔ−ｗａ＋ｇ×ｖ＾２の関係式が
   、２本の帯材の端部を連結する瞬間にｖ＝０となるよう
   に成立し、ここにｗａは第２の駆動源（４１）の瞬間的
   実際角度を表わす信号である、ことを特徴とする方法。 ５、請求項２または３に記載した方法において、第１の
   余裕装置（２２）は、正常運転中だけ制御される、こと
   を特徴とする方法。 ６、請求項２、３、４および５のいずれかに記載した方
   法を実施するための装置において、２本の帯材の端部を
   連結する機構（４、２０）と、第２の駆動源（４１）に
   よって駆動されるローラ（６）との間に、マーク検出器
   （２７）を介在させた、ことを特徴とする装置。 ７、請求項６に記載した装置において、供給ロール（１
   ；１７）ごとにそれぞれの帯材の末尾を検知する検出器
   （２３；２４）が設けてある。 ことを特徴とする装置。 ８、請求項６に記載した装置において、帯材の流れる方
   向に見て第１の余裕装置（２２）の下手に、少なくとも
   １個の別の検出器（２８、２９）が設けてある、ことを
   特徴とする装置。 ９、請求項６〜８のいずれかに記載した装置において、
   検出器は光学的センサである、ことを特徴とする装置。