JP6102052B2 - 製袋断裁打ち抜き装置 - Google Patents

Description

本発明は、連続した製袋フィルムを複数枚重ねて袋状に貼り合わせたものを、型打ち抜き工程で間欠送りで個別に打ち抜き、個々の製袋品を製造する製袋断裁打ち抜き装置に関するもので、更に詳しくは、トムソン型の打ち抜き装置の位置合わせ機構を備えた製袋断裁打ち抜き装置に関するものである。

トムソン型の打ち抜き装置とは、トムソン型（木型）を用いて、あらゆる素材を打ち抜く（プレス）加工である。 トムソン型とは、曲げ埋め込まれた鋼の刃物（トムソン刃）と、その刃と同じ形状にベニヤ板や樹脂板にレーザーで溝加工を施した刃受け台またはレーザーで溝加工が施されない平板台（いわゆるまな板）形状の刃受け台と、で構成されている。近年では、レーザー加工機や自動刃曲げ機をＣＡＤにより制御することが可能になり、これまでよりも高精度の型の製作が可能となっている。また、金型に比べてコストが低く、製作日数も短いため、打ち抜き加工の分野では、試作から量産まで幅広く使用されている。

図１は製袋機のトムソン型の打ち抜き装置の部分の一例を示す図である。図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は正面図を示す。図１に示す製袋機のトムソン型の打ち抜き装置では、製袋フィルム１０１は上流よりフィルム送りローラー１０２によって間欠送りされ、矢印１２０で示される方向に走行される。トムソン打ち抜き断裁機ベース台１１２に取り付けられた駆動体本体１０８によってトムソン刃１０６が矢印１２１の方向に上下動する。トムソン刃１０６はトムソン刃取り付け台１０５に取り付けられ、更にトムソン刃取り付け台１０５はカッター部上下動台座１０４に取り付けられている。間欠送りされる製袋フィルム１０１は上下動するトムソン刃１０６と刃受け台１０７の間に挟まれて型抜きされる。

型抜きする場合には、製袋品の絵柄に対して、打ち抜き装置の打ち抜き位置を合わせる必要があるが、この位置合わせは、製袋断裁打ち抜き装置全体を移動するか、或いは打ち抜き部、即ちトムソン刃１０６と刃受け台１０７を移動するか、によって行われている。しかし製袋断裁打ち抜き装置全体を移動することは設備が大掛かりとなるため打ち抜き部を移動させて行っていた。上記打ち抜き部の移動の際には、レーザーで溝加工が施されない平板台（いわゆるまな板）形状の刃受け台の場合にはトムソン刃１０６だけを移動して位置合わせを行えば良い。上記打ち抜き部、或いはトムソン刃の位置合わせは製袋機の作業者が手動で行っていた。

この位置合わせは、品目が変わった場合に行われる他に、運転中に起こる製袋フィルムの蛇行や、送りピッチの変化によって製袋品の絵柄に対して、打ち抜き位置が変わってしまうため、運転中にトムソン刃の位置の補正をしなければならない。

一方、上記運転中に起こる製袋フィルムの蛇行や、送りピッチの変化によって製袋品の絵柄に対して、打ち抜き位置が変わってしまうため、打ち抜き部の位置の補正を行う代わりに、製袋フィルムの蛇行や、送りピッチの変化そのものを修正することが考えられるが、修正した位置から打ち抜く位置までの製袋フィルムが不良品となってしまうため、蛇行や送りピッチの変化に追従して打ち抜き部の位置の補正をすることが望ましい。

しかしながら、上記調整には多くの時間を費やし、また製袋機を止めて行わなければならず、大変効率の悪いものであり設備効率の面で問題があった。上記調整方法では、Ｘ方
向、Ｙ方向、Θ方向を作業者によって調整しなければならず、３つの方向を位置合わせするには、長時間の調整時間を必要としていた。

しかも、製袋機を止めずに、打ち抜き部の位置の補正を運転中に調整を行うことは、作業員の安全面でも問題があった。また、例えば抜き型の刃がカットしたときに調整が行われた場合には、製袋フィルムの走行に影響を与えてしまったり、また一旦機械を止めると製袋フィルムのテンションが変化したり、ヒーターの熱により製袋フィルムが変形したりするため、正常品が生産されるまでしばらく時間がかかり、不良の発生や、材料費の無駄の原因となっていた。

特開２００２−３３８１０８号公報 特開２００２−２３４６６８号公報

本発明は、トムソン型の打ち抜き装置を備えた製袋機において、運転中に起こる製袋フィルムの蛇行や、送りピッチの変化によって製袋品の絵柄に対して、打ち抜き位置が変わってしまう場合に、製袋機を停止させずに打ち抜き部の位置調整を可能とした製袋断裁打ち抜き装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、間歇走行する製袋フィルムを打ち抜くトムソン型の打ち抜き部を備えた製袋断裁打ち抜き装置であって、
製袋フィルムを打ち抜くトムソン刃とトムソン刃に対向する位置に設けられた刃受け台を有する製袋フィルム打ち抜き部と、
走行中の製袋フィルムのＸ、Ｙ、Θの方向のずれ量を測定する手段と、
測定されたずれ量に応じて製袋フィルム打ち抜き部の位置調整量を算出する手段と、
算出された位置調整量に応じて製袋フィルム打ち抜き部を製袋機が運転中に移動する手段と、を備え、
前記製袋フィルム打ち抜き部の移動を、前記製袋フィルムが間歇走行し停止するまでの間に行ない、１回の移動動作で移動しきれない程度に前記位置調整量が多い場合には、複数回の移動動作を行い、製袋フィルムが停止し打ち抜かれる間の移動は行わないことを特徴とする製袋断裁打ち抜き装置である。

請求項２に記載の発明は、走行中の製袋フィルムのＸ、Ｙ、Θのずれ量を測定する手段は、製袋フィルムの絵柄の中に存在する特徴を有するパターンから製袋フィルムの走行中のＸ、Ｙ、Θのずれ量を測定することを特徴とする請求項１に記載の製袋断裁打ち抜き装置である。

請求項３に記載の発明は、測定されたずれ量に応じて製袋フィルム打ち抜き部を製袋機が運転中に移動する手段は、測定されたずれ量が予め設定されたＸ、Ｙ、Θのずれ量の閾値を超えた場合に製袋フィルムのＸ、Ｙ、Θの位置を調整することを特徴とする請求項１に記載の製袋断裁打ち抜き装置である。

本発明の製袋断裁打ち抜き装置によれば、走行中の製袋フィルムがＸ、Ｙ、Θの方向にずれた場合に、製袋機を止めずに製袋フィルムのＸ、Ｙ、Θの方向にずれに応じて製袋フィルム打ち抜き部の位置を調整することが出来、その結果不良品の発生を抑制することが可能となり、また設備稼働率の低下を抑えることが可能となる。

製袋機のトムソン型の打ち抜き装置の部分の一例を示す図。 本発明の製袋断裁打ち抜き装置の概略構成を示す図。 本発明の製袋断裁打ち抜き装置の一例を示す図。 本発明に係る撮像カメラによってＸ、Ｙ、Θの方向のずれ量を測定する手段を説明するための図。（ａ）は撮像カメラ３を特徴あるパターンを撮像できるように取り付ける事を示す図。（ｂ）は撮像カメラ３で撮像した特徴あるパターンを示す図。（ｃ）はずれ量を測定するために求められたＸａ、Ｙａ、Θａを示す図。 図３とは別の本発明の製袋断裁打ち抜き装置の一例を示す図。

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態について説明する。

図２は本発明の製袋断裁打ち抜き装置の概略構成を示す図である。本発明の製袋断裁打ち抜き装置は、矢印３１で示す方向に間歇走行される製袋フィルム１を打ち抜くトムソン刃１６とトムソン刃に対向する位置に設けられた刃受け台１７を有する製袋フィルム打ち抜き部３０と、走行中の製袋フィルムのＸ、Ｙ、Θの方向のずれ量を測定する手段である撮像カメラ２１と、測定されたずれ量に応じて製袋フィルム打ち抜き部の位置調整量を算出する手段である位置調整量算出部２２と、算出された位置調整部量に応じて製袋フィルム打ち抜き部３０を製袋機が運転中に移動する手段である打ち抜き部移動制御部２３と、を備えている。

図３は、本発明の製袋断裁打ち抜き装置の一例を示す図で、図３（ａ）は側面図、図３（ｂ）は正面図である。図３を用いて図２に示す各部の構成を説明する。

製袋フィルム１はフィルム送りローラー２によって、矢印３１の方向に間歇走行される。トムソン刃６は、トムソン刃取り付け台５を介してトムソン刃上下動台座４に取り付けられている。トムソン打ち抜き断裁機ベース台１２上には順にＸ方向（フィルムの走行方向）調整ステージ９と、Ｙ方向（フィルムの走行方向と直交する方向）調整ステージ１０と、Θ調整ステージ１１と、駆動部本体８と、刃受け台７と、が取り付けられている。符号３は撮像カメラであって、走行中の製袋フィルムのＸ、Ｙ、Θの方向のずれ量を測定するものである。

製袋フィルム打ち抜き部は、上記トムソン刃６と刃受け台７で構成される。駆動部本体８によって、トムソン刃６が設けられたトムソン刃上下動台座４が矢印４１で示す方向に上下動し、トムソン刃６と刃受け台７に挟まれた製袋フィルム１が打ち抜かれる。

トムソン打ち抜き断裁機ベース台１２の上には、Ｘ方向調整ステージ９が設けられており、Ｘ方向調整ステージ９によって、トムソン刃６と刃受け台７の両方がＸ方向に移動して位置調整される。また、Ｙ方向調整ステージ１０によってＹ方向に、Θ調整ステージ１１によってΘ方向にトムソン刃６と刃受け台７の両方が位置調整される。

走行中の製袋フィルムのＸ、、Ｙ、Θの方向のずれ量を測定する手段である撮像カメラ３について説明する。製袋フィルム上の絵柄から特徴あるパターンを撮像するために撮像カメラ３が設けられる。図４（ａ）に示すように、撮像カメラ３は製袋フィルム１が間歇送りされ、一時的に停止する際に打ち抜かれる１つの袋の印刷された絵柄中から特徴あるパターンを撮像できるように取り付けられる。図４の場合は十字パターンを特徴あるパターンとして撮像するように撮像カメラ３が設けられている。撮像カメラ３は製袋フィルム１が間歇送りされ、一時的に停止する際に走行装置から出力される停止信号を撮像するトリガー信号として特徴あるパターンを撮像する。

撮像カメラ３で撮像したパターンから位置調整量算出部２２が製袋フィルム１のＸ、Ｙ、Θの方向のずれ量を算出する方法を説明する。図４（ｂ）に示すように撮像カメラで撮像した場合のＸ、Ｙ、Θの方向のずれ量は、図４（ｃ）に示すようにそれぞれＸａ、Ｙａ、Θａとなる。この場合のＸａ、Ｙａ、Θａは、一般的に用いられている画像処理技術と、カメラが撮像した画像と、実際の絵柄の大きさとの倍率から算出することが出来る。。

Ｘ、Ｙ、Θの方向のずれ量が算出された場合には、そのずれ量が予め設定されたＸ、Ｙ、Θの方向のずれ量の閾値、即ちＸｓｈ、Ｙｓｈ、Θｓｈより大きい場合には、打ち抜き部移動制御部２３によって、ずれ量Ｘａ、Ｙａ、Θａに応じて製袋フィルム打ち抜き部３０を移動し、位置調整を行う。上記Ｘｓｈ、Ｙｓｈ、Θｓｈは品質管理上、打ち抜き位置が良品となる限界を考慮して設定される。

尚、撮像カメラは特徴あるパターンの種類によっては複数台設置することによって、ずれ量を正確に算出することが出来る。

製袋フィルム打ち抜き部３０を移動し、位置調整を行う方法を説明する。ずれ量Ｘａに対して、Ｘ方向調整ステージ９によって打ち抜き部全体をＸ方向に移動する。ずれ量Ｙａに対して、Ｙ方向調整ステージ１０によって打ち抜き部全体をＹ方向に移動する。ずれ量Θａに対してΘ調整ステージによって打ち抜き部全体をΘ方向に移動する。これらの移動の際には、例えばボールネジやリニアエンコーダを用いた精密移動制御技術を用いて達成することが出来る。

上記打ち抜き部を移動する場合には、製袋フィルムが間歇送りされて停止している間に行う必要があるため、１回の移動動作で移動しきれない程度に調整量が多い場合には、複数回の移動動作を行い、製袋フィルムが停止し打ち抜かれる間の移動は行わない。

このようにして、運転中に起こる製袋フィルムの蛇行や、送りピッチの変化によって製袋品の絵柄に対して、打ち抜き位置が変わってしまう場合には、製袋機を停止させずに打ち抜き部のトムソン刃６と刃受け台７の両方の位置調整を行うことが出来る。

上記図３は、トムソン刃６と刃受け台７の両方の位置調整を行う場合の製袋断裁打ち抜き装置を例示したが、刃受け台７が溝加工が施されない平板台（いわゆるまな板）形状の刃受け台の場合には、刃受け台７は製袋フィルムの走行方向（Ｘ方向）のみ移動し、トムソン刃６をＸ、Ｙ、Θの方向に移動すれば良い。この場合の製袋断裁打ち抜き装置の一例を図５に示す。刃受け台７を製袋フィルムのＸ方向のみ移動する理由は、製袋される品目によっては、製袋フィルムの走行方向の調整代が大きい場合があるためであり、また、Ｙ方向とΘ方向の走行中のずれ量が小さいためである。

図５（ａ）は側面図、図５（ｂ）は正面図である。トムソン刃６は、Θ調整ステージ１１と、Ｙ方向調整ステージ１０を介してトムソン刃取り付け台５に取り付けられている。更にトムソン刃取り付け台５は、トムソン刃上下動台座４に取り付けられている。

刃受け台７は駆動部本体８の上に設けられている。トムソン打ち抜き断裁機ベース台１２の上には、Ｘ方向調整ステージ９が設けられており、Ｘ方向調整ステージ９によって、トムソン刃１６と刃受け台７の両方がＸ方向に移動して位置調整される。

即ち、図５に示される製袋断裁打ち抜き装置は、Ｘ方向調整ステージ９によってトムソン刃１６と刃受け台７の両方がＸ方向に移動して位置調整され、Θ調整ステージ１１と、Ｙ方向調整ステージ１０によってトムソン刃６だけが、Θ方向とＹ方向に移動して位置調整される。このような構造とすることによって、図３に示される製袋断裁打ち抜き装置と
比較して、Ｙ方向調整ステージ１０とΘ調整ステージ１１にかかる荷重を軽くすることが出来る利点がある。

尚、図３に示される製袋断裁打ち抜き装置では、刃受け台７は、トムソン刃６の外形をカバーできる広さを有していればよい。一方、図５に示される製袋断裁打ち抜き装置では、刃受け台７は、トムソン刃６のＹ方向およびΘ方向の移動量をカバーする広さが必要である。

以上のように本発明の製袋断裁打ち抜き装置によれば、走行中の製袋フィルムがＸ、Ｙ、Θの方向にずれた場合に、製袋機を止めずに製袋フィルムのＸ、Ｙ、Θの方向のずれに応じて製袋フィルム打ち抜き部の位置を調整することが出来、その結果不良品の発生を抑制することが可能となり、また設備稼働率の低下を抑えることが可能となる。

１・・・・製袋材フィルム
２・・・・製袋フィルム送りローラー
３・・・・撮像カメラ
４・・・・カッター部上下動台座
５・・・・トムソン刃取り付け台
６・・・・トムソン刃
７・・・・刃受け台
８・・・・駆動部本体
９・・・・送り方向（Ｘ方向）調整ステージ
１０・・・幅方向（Ｙ方向）調整ステージ
１１・・・Θ調整ステージ
１２・・・トムソン打ち抜き断裁機ベース台
１６・・・トムソン刃
１７・・・刃受け台
２１・・・撮像カメラ
２２・・・位置調整量算出部
２３・・・打ち抜き部移動制御部
３０・・・製袋フィルム打ち抜き部
３１・・・製袋フィルムが走行される方向を示す矢印
４１・・・トムソン刃が上下動する方向を示す矢印
１０１・・・製袋フィルム
１０２・・・フィルム送りローラー
１０４・・・カッター部上下動台座
１０５・・・トムソン刃取り付け台
１０６・・・トムソン刃
１０７・・・刃受け台
１０８・・・駆動体本体
１１２・・・トムソン打ち抜き断裁機ベース台
１２０・・・製袋フィルムが走行される方向を示す矢印
１２１・・・トムソン刃の上下動する方向を示す矢印

Claims (3)

1. 間歇走行する製袋フィルムを打ち抜くトムソン型の打ち抜き部を備えた製袋断裁打ち抜き装置であって、
   製袋フィルムを打ち抜くトムソン刃とトムソン刃に対向する位置に設けられた刃受け台を有する製袋フィルム打ち抜き部と、
   走行中の製袋フィルムのＸ、Ｙ、Θの方向のずれ量を測定する手段と、
   測定されたずれ量に応じて製袋フィルム打ち抜き部の位置調整量を算出する手段と、
   算出された位置調整量に応じて製袋フィルム打ち抜き部を製袋機が運転中に移動する手段と、を備え、
   前記製袋フィルム打ち抜き部の移動を、前記製袋フィルムが間歇走行し停止するまでの間に行ない、１回の移動動作で移動しきれない程度に前記位置調整量が多い場合には、複数回の移動動作を行い、製袋フィルムが停止し打ち抜かれる間の移動は行わないことを特徴とする製袋断裁打ち抜き装置。
2. 走行中の製袋フィルムのＸ、Ｙ、Θのずれ量を測定する手段は、製袋フィルムの絵柄の中に存在する特徴を有するパターンから製袋フィルムの走行中のＸ、Ｙ、Θのずれ量を測定することを特徴とする請求項１に記載の製袋断裁打ち抜き装置。
3. 測定されたずれ量に応じて製袋フィルム打ち抜き部を製袋機が運転中に移動する手段は、測定されたずれ量が予め設定されたＸ、Ｙ、Θのずれ量の閾値を超えた場合に製袋フィルムのＸ、Ｙ、Θの位置を調整することを特徴とする請求項１に記載の製袋断裁打ち抜き装置。
   

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