JP4141561B2 - 包装機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、記憶された袋サイズに基づいて袋のカット位置を自動調整することのできる製袋包装機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の製袋包装機としては、フイルムを筒状に成形しながらそのフイルムチューブ内に被包装物を充填し、続いて一対のシール部材でフイルムチューブを両サイドから挟持して、被包装物が充填された袋の天の部分と後続の袋の地の部分とを同時にシールするものが知られている。
【0003】
そして、1袋毎に絵柄が印刷されたフイルムで袋を成形する場合は、光センサで検出することのできるアイマークと称する目印が1袋分の長さ間隔で印刷されたフイルムを使用し、そのアイマークの検出時点を起点として、包装機がサイクル動作を繰り返すことにより、各袋の境目を正確にシールして切断するようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の包装機では、袋のカット位置を調整するために、アイマークセンサの取付位置を手動で調整したり、センサの出力タイミングをタイマー時間を変えて調整する等していたので、カット位置の確認と調整に手間取り、特に袋サイズの異なるフイルムを頻繁に取り替える場合には、そうした手作業での調整が煩わしくなるという問題があった。またその間に使用されるフイルムも無駄になるという問題があった。
【0005】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、袋サイズやアイマーク位置を記憶させるだけで、種々のサイズの袋を最適位置で自動的にカットすることができる新たな包装機を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る包装機は、フイルムのアイマーク検出時点から所定距離或いは所定時間(この両者を総称して「所定量」という)フイルムを走行させた時点で、一対のシール部材で筒状のフイルムを挟持することにより、先行の袋の天の部分と後続の袋の地の部分とをシールし切断するものである。したがって、筒状フイルムを挟持する時点において、袋の所定のカット位置がフイルムの挟持位置と重なるように上記所定量が設定されていれば、袋のカット位置にズレが生じないことになる。
【0007】
そこで、この包装機では、図1のフイルム展開図に示す1袋分の長さaと、該袋のアイマーク位置mからカット位置Cまでの長さbと、アイマークセンサSの検出位置Dからシール部材によるフイルム挟持位置Eまでのフイルム長さLとを後述の方法で記憶手段に記憶し、記憶したこれらの情報をもとに、演算手段で上記所定距離Xを算出する。
即ち、フイルム走行距離Xは、
X=(L−an+b) (但し、nは、L区間の袋枚数)
として求まる。そこで、制御手段は、このXに基づいて上記シール部材のフイルム挟持タイミングを制御する。
【0008】
これによれば、図1に示すように、アイマークセンサSのアイマーク検出時点から所定距離Xだけフイルムfを走行させた時点では、袋のカット位置Cとシール部材によるフイルム挟持位置Eとが合致することになるので、袋のカット位置Cには、ズレが生じないことになる。
【0009】
同様にフイルムのアイマークを検出した時点から「所定時間」フイルムを走行させた時点で、一対のシール部材で筒状フイルムを挟持することにより、先行の袋の天の部分と後続の袋の地の部分とをシールし切断する。
【0010】
この場合も前述同様に、袋の長さa、該袋のアイマーク位置mからカット位置Cまでの長さb、アイマークmの検出位置Dからシール部材のフイルム挟持位置Eまでのフイルム長さLの他に、フイルム速度を求めるための単位時間当たりの包装回数N(回数rpm)も記憶手段に記憶し、記憶したこれらの情報をもとに上記「所定時間」Tを演算手段で算出して、上記シール部材のフイルム挟持タイミングを制御する。
【0011】
即ち、フイルム速度をVとすると、上記「所定時間」Tは、次式で求まる。
T=(L−an+b)/V (但し、nは、L区間の袋枚数)
V=Na/60(mm/sec.)
【0012】
これによれば、単位時間当たりの包装回数Nと袋の長さaとから、フイルム速度Vが求まり、さらにその速度Vと「所定距離」Xとからその間を移動する時間Tが求まるので、その時間Tでシール部材がフイルムを挟持すると、その時点では、図1に示すように、袋のカット位置Cとシール部材によるフイルム挟持位置Eとが合致することになり、この場合もズレが生じないことになる。
【0013】
請求項1に係る包装機は、こうした包装機において、特にアイマークmの検出位置Dからフイルム挟持位置Eまでのフイルム長さLが未知数である時に、これを簡単に設定できるようにしたものである。
【0014】
即ち、上記Lは、未知数であるから、前述のXやTも未知数となる。そこで、このXやTを仮の値χとして設定する。そして、フイルムのアイマークが検出された時点よりこのχ量だけフイルムを走行させた時点で、シール部材により筒状フイルムを挟持しシールする。すると、図2のフイルム展開図のように、実際のシール・カット位置EIと、正規のシール・カット位置C1との間には、若干のズレが生ずる。このズレ量eを測定し、その値で上記χを修正すれば、その修正値(この例では、χ+e)は、前記所定量と等しくなる。
【0015】
そこで、この修正値と、単位時間あたりの包装回数N、袋の長さa、袋のアイマーク位置mからカット位置Cまでの長さbとに基づいて、アイマークセンサSの検出位置Dからフイルム挟持位置Eまでのフイルム長さLを逆算して記憶するのである。
【0016】
これにより、シール位置までのフイルムの走行経路が複雑で、実測が困難であっても、簡単な試運転で上記Lを設定でき、その後は、記憶したLを基準値として使用することができる。
【0017】
請求項2に係る包装機は、請求項1の構成に加えて、さらに被包装物の種類毎に、前記単位時間当りの包装回数Nと、使用する袋の長さa、該袋のアイマーク位置mからカット位置Cまでの長さbとを記憶手段に記憶し、さらに共通の値として、アイマークmの検出位置Dからシール部材のフイルム挟持位置Eまでのフイルム長さLを記憶手段に記憶して、指定手段で被包装物が指定されると、指定された被包装物に関するこれらの記憶情報とフイルム長さLに関する共通の記憶情報とを読み出して、演算手段で上記所定量を算出し、これをもとに上記シール部材のフイルム挟持タイミングを制御する。
【0018】
これによれば、被包装物を指定するだけで、それに使用される袋サイズが自動的に読み出されて、所定量が算出されるので、前記同様に袋のカット位置Cにズレが生じないことになる。
【0019】
請求項3に係る包装機は、請求項1ないし2の包装機において、算出された所定量を設定されたシール時間及び/又はしごき距離によって変更する演算手段を備えたものである。
【0020】
前記「しごき距離」は、シール直前に袋の封止口をしごいて内容物のシール部への噛み込みを防止するために設定されるもので、こうしたしごき距離やシール時間が設定されると、その値に応じてフイルムの挟持位置が変更され、それに伴って前記所定量が修正されて、前述のフイルム挟持タイミングが制御される。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【0022】
図3は、回転する一対のシール部材で袋を成形する縦型製袋包装機の概略構成を示したもので、帯状のフイルムfをチューブ状に曲成するフォーマFと、その下方において、筒状に成形されたフイルムチューブTuを両サイドから吸引保持しながらこれを下方に引っ張るプルダウンベルトPBと、フイルムチューブTuの合わせ目をシールする縦シール手段VSと、縦シールされたフイルムチューブTuを水平方向から挟持して熱シールする一対のシール部材10、10とで構成される。
【0023】
上記プルダウンベルトPBは、モータM3で回転し、その回転軸には、パルスジェネレータPGが取付けられて、その出力パルスが、フイルム送り量カウンタFCに入力される。フイルム送り量カウンタFCは、センサSからのアイマーク検出信号でカウント値をリセットし、パルスジェネレータPGからの出力パルスでカウント値をカウントアップして、そのカウント値をコンピュータ2に出力する。またコンピュータ2は、このカウント値を監視しながらフイルム速度を割り出し、それに基づいて制御手段6に制御信号を出力する。同時に、変化する前記カウント値からその時々のフイルム送り量を割り出し、それに基づいてシール部材10、10の運動軌跡を規定する制御量を算出して制御手段5に出力する。制御手段5は、前記制御量に基づいてシール部材10、10を回転させるサーボモータM1と、その回転軸12、12の軸間距離を可変にするサーボモータM2とを制御する。
【0024】
上記センサSは、フイルムに印刷されたアイマークmを光の反射或いは透過によって検出するもので、その検出信号は、コンピュータ2に入力されて、フイルム送りとシール部材10、10のサイクル運動とを同期させるための起点として使用される。
【0025】
上記シール部材10、10は、アーム部11、11の先端部に旋回可能に軸支され、また各アーム部11、11は、回転軸12,12を中心として互いに逆方向に回転するように構成されて、アーム部11、11が回転しても各シール部材10,10は、常に水平姿勢を保ちながら回転軸12,12を中心として旋回するようになっている。
【0026】
また上記回転軸12,12は、サーボモータM1と連結された一対のギヤ機構と、軸継手である図示しないシュミットカップリングとを介して互いに逆方向に回転するようになっているが、この実施態様では、特に左右のシール部材10,10を噛み合わせた状態でアーム部11、11を内向きに回転させるために、各回転軸12,12を水平移動する一対の可動枠にそれぞれ軸支して、該可動枠をサーボモータM2の正転逆転によって近接離反させることにより、左右の回転軸12,12を水平方向で近接離反させることができるようになっている。
【0027】
このアーム部11,11の回転と、その回転軸12,12の軸間距離とを制御することにより、左右のシール部材10,10に互いに面対称なD字形運動軌跡を描かせるようになっている。また前述の「しごき距離」が設定されると、左右のシール部材10、10の噛合位置P(即ち、図3において破線で示すフイルム挟持位置P)を変えざるを得ない場合があり、その場合には、それに対応する運動軌跡を描かせることにより、前記噛合位置Pを所定の範囲において上下方向に変えることができるようになっている。
【0028】
上記シール部材10,10の上部には、スプリングで水平方向に伸縮自在にされたシャッタ板13,13が取付けられ、またその下部には、同じくスプリングで水平方向に伸縮自在にされたしごき板14,14が取り付けられて、シール部材10、10が噛み合う直前の直線走行において、それらが閉じることにより、上からの被包装物の落下を阻止しながら袋の口をしごくようになっている。
【0029】
また一方のシール部材10には、袋のシール面を水平にカットするための図示しないナイフが装備され、それと対向する他方のシール部材10には、ナイフが入り込むスリットが設けられて、左右のシール部材10、10が噛み合った直後にナイフが作動するようになっている。
【0030】
操作装置1は、入力手段1aや指定手段1bが一体となったタッチスクリーンで構成され、操作画面を切り替えると、袋サイズを入力する入力画面や、被包装物を指定する指定画面が現れるようになっているが、特に単位時間当たりの包装回数Nやしごき距離、また図1の袋長さaやアイマークmからカット位置Cまでの長さbについては、使用する袋サイズ毎に入力でき、また各袋に共通なアイマーク検出位置Dからフイルム挟持位置Eまでの長さL(即ち、図3のアイマークセンサSの検出位置からフイルム挟持位置Pまでのフイルム走行距離)については、他の共通項目とともに設定できるようになている。ただし、この値を設定しなくても、初期設定モードでこの値を後から計算で求めることもできる。
【0031】
即ち、この値Lは、設計条件から算出できるが、装置毎に組み立て誤差があるため、フイルムfを実際に装着してみて袋を成形すると、必ずズレが発生する。そこで、そのズレ量を測定し、そのズレ量で上記Lを修正すると、より正確な値にできる。その方法については、後で説明する。
【0032】
コンピュータ2の記憶手段3には、単位時間当たりの包装回数Nと、しごき距離、図1の袋長さa、アイマークmからカット位置Cまでの長さbが、袋サイズ毎に記憶されている。またアイマーク検出位置Dからフイルム挟持位置Eまでの長さLも各袋に共通な項目として記憶されている。そして、指定手段1bで被包装物を指定すると、それに対応する袋サイズや包装回数Nが、記憶手段3から読み出され、スクリーンに表示される。また演算手段4は、読み出された情報をもとにシール部材10、10の制御パラメータとプルダウンベルトPBの制御パラメータとを算出して、それぞれの制御手段5、6に出力する。
【0033】
制御手段5に対する制御パラメータとしては、シール部材10、10の原点位置Aと、それが1回転する間の加減速区間、等速区間、各区間の角速度と、各区間における回転軸12、12の軸間距離等があり、それらが袋サイズと運転スピードとに応じて演算手段4で算出される。
【0034】
上記原点位置Aは、その位置Aから回転し始めたシール部材10、10と、走行するフイルムfの先頭のシールカット位置とをフイルム挟持位置Pで遭遇させることのできる位置として設定されるもので、原点位置Aに停止していたシール部材10,10が、アイマーク検出時点から回転し始めてT時間後にフイルム挟持位置Pに到達するものとすると、この時間Tでフイルムfの先頭のカット位置Cもフイルム挟持位置Pに到達しなければならないので、今、フイルム搬送スピードをV、袋の長さをa、袋のアイマーク位置mからカット位置Cまでの長さをb、アイマーク検出位置Sからフイルム挟持位置Pまでのフイルム長さをLとすると、上記時間Tやその間のフイルム走行距離Xは、次の式で与えられる。
T=(L−an+b)/V (但し、nは、L区間の袋枚数)
X=TV
【0035】
この算出結果から袋サイズに対応した原点位置Aが決定され、それに基づいてスタート前のシール部材10、10が位置決めされる。
【0036】
ところで、この方法は、上記Lを既知数としたものであるが、この数値が未知数である場合、あるいは、不正確な数値である場合は、次の方法でその数値を確定することができる。
【0037】
まず原点位置Aから回転し始めたシール部材10、10が、フイルム挟持位置Pに到達するまでの時間をtとし、その間にフイルムが走行する距離をχとして原点位置Aを仮に決める。そして、フイルムのアイマークが検出された時点より原点位置Aにあるシール部材10、10を回転させ、同時にフイルムを走行させて、フイルムがχ量だけ走行した時点で、シール部材10、10によりフイルムチューブTuを挟持してシールする。そして、成形された袋のシールカット位置のズレ量をメジャーで測定し、その値を操作装置1から入力して、上記時間tとフイルム走行距離χとを修正する。即ち、ズレ量が例えばeであったとすると、上記時間tは、
T=t±e/v
として修正され、また上記走行距離χは、
X=χ±e
として修正される。こうしてT、或いはXが求まると、前述の式を変形して
L=X−b+an
からLが求まり、この値が記憶手段3に記憶されるとともに、上記t、χが修正され、それに対応して原点位置Aも修正される。
【0038】
次に、この実施態様の動作について説明する。
【0039】
まず、被包装物を指定手段1bを操作して呼び出すと、それに対応する袋サイズと運転条件とが記憶手段3から読み出されて操作装置1と演算手段4に出力される。操作装置1では、その記憶情報をスクリーンに表示し、演算手段4では、その情報に基づいて前述の各種の制御パラメータを算出して制御手段5,6に出力する。制御手段5は、算出された制御パラメータに基づき、まず原点位置Aにシール部材10、10を位置決めする。
【0040】
こうして運転前の準備が整うと、オペレータがスタートキーを操作する。すると、コンピュータ2は、まず制御手段6に駆動開始を指示する。これによりプルダウンベルトPBが回転してフイルム送りが開始し、その送り量はフイルム送り量カウンタFCにてカウントされる。そして、最初のアイマークmがセンサSで検出されると、その信号で上記カウンタFCのカウント値がクリアされて再びカウントを開始し、それと同時に原点位置Aにいるシール部材10,10も回転し始めて、T時間後には、フイルム挟持位置Pに到達する。
【0041】
一方、フイルム先頭のカット位置CもT時間後には、同じくフイルム挟持位置Pに到達する。こうして、両者がフイルム挟持位置Pで遭遇することにより、運転開始直後から正規の位置でシールされ、カットされる。
【0042】
このようして、アイマークmが検出される度に、前述のサイクル動作が繰り返される。図4は、その様子をタイミングチャートで表したものである。
【0043】
また被包装物を切替えた場合も、前述と同様にして対応する袋サイズ等が読み出され、それに基づいて上記XやTが算出され、また原点位置Aも修正されて、同様にして運転開始直後から正規の位置でシールされ、カットされる。
【0044】
以上の態様は、アーム部11,11の回転軸12、12を水平方向に移動させてシール部材10,10に直線走行を行わせるようにしたものであるが、本発明は、これ以外の構成、例えばシール部材が水平方向と上下方向とに往復運動する機構に連結されて、所謂ボックスモーションを行うような方式の包装機にも適用することができる。
【0045】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、アイマーク検出位置からフイルム挟持位置までのフイルム長さが未知数であっても、仮シールによって得られた仮シール位置のズレ量をもとに、アイマークの検出位置からフイルム挟持位置までのフイルム長さを算出することができるので、特に縦型製袋包装機のように、アイマーク検出位置からフイルム挟持位置までの経路が複雑で長くなっても、予め記憶された袋サイズに関連した情報をもとに、種々 のサイズの袋を最適位置で自動的にカットすることができる。したがって、これまでの手作業によるカット位置の調整が不要になり、それに伴ってフイルムの消費を無くすことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明で使用するフイルムの展開図の一例である。
【図2】本発明で使用する他のフイルムの展開図の一例である。
【図3】本発明の一実施形態を示す包装機の概略構成図である。
【図4】本発明の一実施形態の動作のタイミングチャートを示したものである。
【符号の説明】
1 操作装置
2 コンピュータ
3 記憶手段
4 演算手段
5 制御手段
6 制御手段
10 シール部材
11 アーム部
12 回転軸
S センサ
C フイルムカット位置
D アイマーク検出位置
E フイルム挟持位置
E1 フイルム挟持位置
P フイルム挟持位置
f フイルム
m アイマーク位置
e ズレ量
a 袋の長さ
b 袋のアイマーク位置からカット位置までの長さ
L アイマーク検出位置からフイルム挟持位置までのフイルム長さ
Claims (3)
- フイルムのアイマークを検出した時点より所定量フイルムを走行させた時点で、一対のシール部材で筒状フイルムを挟持することにより、先行の袋の天の部分と後続の袋の地の部分とをシールするようにした包装機であって、単位時間当りの包装回数、袋の長さ、該袋のアイマーク位置からカット位置までの長さ、アイマークの検出位置からフイルムの挟持位置までのフイルム長さを記憶する記憶手段と、記憶したこれらの情報をもとに上記所定量を算出し、求めた所定量に基づいて上記シール部材のフイルム挟持タイミングを制御する制御手段とを備え、更に前記フイルムのアイマーク検出時点より設定量だけフイルムを走行させた時点で一対のシール部材により筒状フイルムを仮シールし、得られた仮シール位置のズレ量をもとに上記設定量を修正し、その修正済みの設定量と、記憶した単位時間当りの包装回数、袋の長さ、該袋のアイマーク位置からカット位置までの長さとに基づいて、アイマークの検出位置からフイルムの挟持位置までのフイルム長さを算出して前記記憶手段に記憶させるようにした包装機。
- フイルムのアイマークを検出した時点より所定量フイルムを走行させた時点で、一対のシール部材で筒状フイルムを挟持することにより、先行の袋の天の部分と後続の袋の地の部分とをシールするようにした包装機であって、被包装物の種類毎に、単位時間当りの包装回数、使用する袋の長さ、該袋のアイマーク位置からカット位置までの長さ、アイマークの検出位置からフイルムの挟持位置までのフイルム長さを記憶する記憶手段と、被包装物を指定する指定手段と、指定された被包装物に対応する上記記憶情報と前記フイルム長さに関する記憶情報とをもとに上記所定量を算出し、求めた所定量に基づいて上記シール部材のフイルム挟持タイミングを制御する制御手段とを備え、更に前記フイルムのアイマーク検出時点より設定量だけフイルムを走行させた時点で一対のシール部材により筒状フイルムを仮シールし、得られた仮シール位置のズレ量をもとに上記設定量を修正し、その修正済みの設定量と、記憶した単位時間当りの包装回数、袋の長さ、該袋のアイマーク位置からカット位置までの長さとに基づいて、アイマークの検出位置からフイルムの挟持位置までのフイルム長さを算出して前記記憶手段に記憶させるようにした包装機。
- 前記所定量を、設定されたシール時間、及び/又はしごき距離によって変更する演算手段を備えてなる請求項1ないし2の何れかに記載の包装機。
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