JP6429734B2 - スリッタ、およびスリッタ制御プログラム - Google Patents
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Description
請求項1に記載の第1の発明態様は、各々が、円形のスリッタ刃とそのスリッタ刃を回転させる駆動モータとを含み、段ボールの搬送方向と直交する幅方向に位置調整可能に配置される複数のスリッタヘッドと、複数のスリッタ刃の径をそれぞれ取得する刃径取得部と、複数のスリッタ刃の刃先部分の周速度が同じ速度になるように、刃径取得部により取得された複数のスリッタ刃の径に基いて、複数の駆動モータの回転速度をそれぞれ制御する制御部と、を備えるスリッタである。
請求項7に記載の第2の発明態様は、各々が、円形のスリッタ刃とそのスリッタ刃を回転させる駆動モータとを含み、段ボールの搬送方向と直交する幅方向に位置調整可能に配置される複数のスリッタヘッドと、複数のスリッタ刃の径をそれぞれ取得する刃径取得部と、を備えるスリッタのコンピュータに、複数のスリッタ刃の刃先部分の周速度が同じ速度になるように、刃径取得部により取得された複数のスリッタ刃の径に基いて、複数の駆動モータの回転速度をそれぞれ制御する制御処理を実行させるスリッタ制御プログラムである。
請求項1または請求項7に記載の発明態様では、各々が、円形のスリッタ刃とそのスリッタ刃を回転させる駆動モータとを含み、段ボールの搬送方向と直交する幅方向に位置調整可能に配置される複数のスリッタヘッドと、複数のスリッタ刃の径をそれぞれ取得する刃径取得部と、を備えるスリッタにおいて、複数のスリッタ刃の刃先部分の周速度が同じ速度になるように、刃径取得部により取得された複数のスリッタ刃の径に基いて、複数の駆動モータの回転速度がそれぞれ制御される。この結果、各スリッタ刃の刃先部分の周速度が同じ速度になるように各駆動モータの回転速度が制御されることにより、搬送方向の切断加工を実行する際に段ボールの斜行を低減することができる。
請求項2に記載の具体的態様では、取得処理は、スリッタ刃の刃先部分の基準周速度を取得する。算出処理は、刃径取得部により取得された複数のスリッタ刃の径と、基準周速度とに基いて、複数の駆動モータの指令速度をそれぞれ算出する。速度制御処理は、算出された指令速度に従って、複数の駆動モータの回転速度をそれぞれ制御する。この結果、複数のスリッタ刃の刃先部分の周速度が基準周速度となるように複数の駆動モータの回転速度が制御されることにより、搬送方向の切断加工を実行する際に段ボールの斜行を低減することができる。
以下に、本発明の第1実施形態に係るスリッタについて、図面を参照して説明する。スリッタは、コルゲートマシンにより生産される段ボールを搬送方向に切断する装置であり、その基本的構成は特許文献1などにより周知である。図1は、本実施形態に係るスリッタ1を右上方から見た斜視図であり、図2は、スリッタ1を右下方から見た斜視図である。図1において、矢印で示す3つの方向を、上下方向、左右方向、および、前後方向として、図2以降の他の図面でも同様に、各方向を示す。
スリッタヘッド2A〜2Eは同じ構成を有するので、スリッタヘッド2Aを例にして説明する。図3は、スリッタヘッド2Aと刃受けロール3とを前方から見た正面図であり、図4は、スリッタヘッド2A単体を分解して右後方から見た分解斜視図である。スリッタヘッド2Aは、スリッタ刃20を前後方向に位置調整するための横移動機構22と、スリッタ刃20を上下方向に昇降させる昇降機構24と、スリッタ刃20を回転させる回転駆動機構26と、スリッタ刃20を研磨する研磨機構28と、を備える。図3は、スリッタ刃20が刃受けロール3と噛み合って段ボールSHを搬送方向に切断している状態を示す。
図5は、フレーム4を取り除いた状態であって、スリッタ刃20が刃受けロール3から離間した状態において、スリッタ1を前方から見た正面図である。図5において、横移動機構22は、移動ブロック30と、ナット部材32と、位置決めモータ34と、を主に備える。図3において、上方摺動部材40、および下方摺動部材42が、移動ブロック30の左側面にそれぞれ固定される。上方ガイドレール44、および下方ガイドレール46が、前後方向に延びた状態で左方梁13に固定される。上方摺動部材40、および下方摺動部材42は、上方ガイドレール44、および下方ガイドレール46に沿ってそれぞれ摺動することができる。ねじ軸48が、図2に示すように前後方向に延びた状態で、支持具50により左方梁13に取り付けられる。ナット部材32は、回転可能に移動ブロック30に支持され、ねじ軸48と螺合する。
昇降機構24は、案内ブロック60と、上方昇降部材62と、下方昇降部材64と、昇降モータ66と、を主に備える。昇降モータ66は、案内ブロック60の下端に固定される。上方昇降部材62、および下方昇降部材64は、昇降モータ66の回転に伴って、案内ブロック60に沿って上下方向に移動する。案内ブロック60は、図3に示すように上下方向に起立した状態で、ねじなどにより移動ブロック30の右側面に取り付けられる。昇降機構24は、日本トムソン株式会社製の「精密位置決めテーブルTE」として市販されており、公知の構成である。本実施形態では、昇降モータ66は、位置決めセンサを内蔵するサーボモータから構成される。
回転駆動機構26は、支持ブロック70と、駆動モータ72と、軸受部74と、を主に備える。支持ブロック70は、ねじなどにより、上方昇降部材62、および下方昇降部材64に取り付けられる。駆動モータ72は、支持ブロック70により支持される。軸受部74は、支持ブロック70の上方部分に配置され、回転軸76を回転可能に支持する。スリッタ刃20は、回転軸76に取り付けられる。駆動プーリ78が、駆動モータ72の出力軸に固定される。従動プーリ80が、回転軸76に固定される。伝達ベルト82が、両プーリ78、80に張設される。駆動モータ72の回転に伴い、スリッタ刃20は、回転軸76と共に回転する。本実施形態では、駆動モータ72は、回転数センサを内蔵するインバータモータから構成される。
研磨機構28は、一対の回転砥石90、92と、エアシリンダ94と、を主に備える。支持部材96が、支持ブロック70に固定される。エアシリンダ94は、支持部材96に取り付けられる。エアシリンダ94は、進退可能な作動ロッドを備える。砥石取付部材98が、作動ロッドに取り付けられる。両回転砥石90、92は、砥石取付部材98に回転可能に支持される。エアシリンダ94が作動して作動ロッドが突出したときに、両回転砥石90、92は、スリッタ刃20の刃先部分21に圧接される。
(刃先センサ100の構成)
スリッタヘッド2A〜2Eのスリッタ刃20A〜20Eの半径を測定するために、各スリッタ刃の刃先部分を検出する刃先センサ100が設けられる。刃先センサ100は、発光部102と、受光部104と、図示しない反射板とを含み、光学センサから構成される。発光部102、および受光部104は、後支持板11に取り付けられ、反射板は、前支持板10に取り付けられる。発光部102、および受光部104は、図3に示すように、隣接して配置される。発光部102は、図2に破線で示すように前後方向に平行なレーザ光LBを、前支持板10上の反射板に向けて発射する。受光部104は、反射板により反射されたレーザ光LBを受光する。
コルゲートマシンは、段ボールSHを搬送するために、搬送ローラなどを含む公知の搬送装置を備える。スリッタ1により切断される段ボールSHも、搬送装置により搬送される。搬送装置の実際の搬送速度を検出するために、搬送速度センサ110が設けられる。搬送速度センサ110は、搬送ローラを回転させる主駆動モータに連結される公知のパルスジェネレータから構成される。搬送速度センサ110は、搬送速度に比例した周波数のパルス信号を発生する。
第1実施形態に係るスリッタ1の電気的構成について、図面を参照して説明する。図6は、スリッタ1の電気的構成を示すブロック図である。図6において、管理装置120は、コルゲートマシンが多数のオーダを逐次実行する際に段ボールの生産を管理する装置である。搬送速度センサ110は、管理装置120に接続される。管理装置120は、搬送速度センサ110からのパルス信号に基いて実際の搬送速度を測定し、その測定した実際の搬送速度が各オーダの実行のために指定される搬送速度、または作業者により入力設定された搬送速度となるように主駆動モータの回転を制御する。管理装置120は、各オーダの実行のために制御指令を、スリッタ制御装置200、および、他の制御装置300に供給する。スリッタ制御装置200は、スリッタ1の切断動作全般を制御する。他の制御装置300は、シングルフェーサ、ダブルフェーサ、スコアラ、カットオフ装置などの他の加工装置の動作を制御する。管理装置120は、各オーダにおいて生産される段ボールの寸法、および丁取数を含む制御指令と、測定した実際の搬送速度VFとを、スリッタ制御装置200に供給する。
スリッタ制御装置200は、スリッタ制御部210と、ROM220と、RAM230と、NVRAM240と、操作パネル250と、位置決め制御回路260と、昇降制御回路270と、回転制御回路280と、シリンダ制御回路290と、を主に備える。スリッタ制御部210は、メインCPUと、サブCPUとを含み、ROM220、RAM230、およびNVRAM240などの記憶手段とともに、コンピュータを構成する。ROM220は、図7に示す主制御処理を実行する主制御プログラム、図8に示す測定制御処理を実行する測定制御プログラム、および図9に示す回転制御処理を実行する回転制御プログラムなどの各種の制御プログラムと、各種の設定値とを固定的に記憶する。RAM230は、スリッタ制御部210の演算処理結果を一時的に記憶する。NVRAM240は、電源遮断時でも記憶内容を保持する不揮発性メモリであり、主制御処理、および回転制御処理において処理された研磨フラグGFX、および研磨回数GNXと、測定制御処理において算出されたスリッタ刃20の半径RXとを含む特定の情報を固定的に記憶する。
第1実施形態に係るスリッタ1の動作および作用について、説明する。スリッタ1の動作および作用として、スリッタ1の主制御処理、測定制御処理、および回転制御処理について図面を参照して説明する。
スリッタ1の主制御処理について、図7を参照して説明する。図7は、スリッタ1の主制御処理を示すフローチャートである。図7に示す各ステップの処理は、スリッタ制御部210のメインCPUにより実行される。スリッタ1の電源が投入されると、メインCPUが、ROM220から主制御プログラムを読み出して、主制御処理の実行を開始する。
スリッタ1の測定制御処理について、図8を参照して説明する。図8は、スリッタ1の測定制御処理を示すフローチャートである。図8に示す各ステップの処理は、スリッタ制御部210のメインCPUにより実行される。一般に、作業者は、加工作業日に予定された多数のオーダの実行を終了したときに、測定指令ボタン254を操作して、スリッタ刃20の半径の測定を指令する場合が多い。測定指令ボタン254の操作により、測定指令が発生されると、図8に示す測定制御処理が開始される。
スリッタ1の回転制御処理について、図9を参照して説明する。図9は、スリッタ1の回転制御処理を示すフローチャートである。図9に示す各ステップの処理は、スリッタ制御部210のサブCPUにより実行される。スリッタ1の電源が投入されると、サブCPUが、ROM220から回転制御プログラムを読み出して、回転制御処理の実行を開始する。
本実施形態では、実際の搬送速度VFが所定低速度VFmin以上である場合には、スリッタ刃20A〜20Eの刃先部分21A〜21Eの全ての周速度が、実際の搬送速度VFに基いて算出された基準周速度VRと同じになるように、スリッタ制御部210および回転制御回路280により、駆動モータ72A〜72Eの回転が制御される。この結果、スリッタ刃20A〜20Eの刃先部分21A〜21Eの全ての周速度が、実際の搬送速度VFに応じた高い基準周速度VRと同じ周速度となることから、切断加工されている段ボールSHが、斜行することなく搬送されるとともに、高い切断品質にて切断加工される。
以下に、本発明の第2実施形態に係るスリッタ1について、図面を参照して説明する。第2実施形態は、刃先センサの構成、測定制御処理の一部、および、回転制御処理について、第1実施形態と相違する。第2実施形態において、第1実施形態と同じ構成部分には、同じ記号、または番号を付して説明する。
第2実施形態におけるスリッタヘッド2Aは、刃先センサ400A、および、刃先センサ400Aが取り付けられる部分以外は、第1実施形態におけるスリッタヘッド2Aと同じ構成であるので、刃先センサ400A、および、刃先センサ400Aが取り付けられる部分について、図10および図11を参照して説明する。図10は、スリッタ刃20が刃受けロール3から離間した状態で、スリッタ1を前方から見た正面図であり、図11は、スリッタ1のスリッタヘッド2Aを左後方から見た斜視図である。
第2実施形態に係るスリッタ1の電気的構成について、説明する。第2実施形態に係るスリッタ1の電気的構成では、図6に示す第1実施形態に係るスリッタ1の電気的構成における1つの刃先センサ100の代わりに、5つの刃先センサ400A〜400Eがスリッタ制御部210にそれぞれ接続される。第2実施形態に係るスリッタ1の電気的構成では、ROM220は、図7に示す主制御処理を実行する主制御プログラム、および図8に示す測定制御処理を実行する測定制御プログラムなどの各種の制御プログラムと、各種の設定値とを固定的に記憶する。また、第2実施形態に係るスリッタ1の電気的構成では、ROM220は、第1実施形態における図9に示す回転制御処理を実行する回転制御プログラムの代わりに、図13に示す回転制御処理を実行する回転制御プログラムを固定的に記憶する。
第2実施形態に係るスリッタ1の動作および作用について、説明する。第2実施形態に係るスリッタ1の動作および作用は、測定制御処理の一部、および回転制御処理において、第1実施形態に係るスリッタ1の動作および作用と相違する。
第2実施形態における測定制御処理は、図8に示す第1実施形態における測定制御処理と、ステップSB2の処理について相違するので、この相違する処理のみについて説明する。
スリッタ1の回転制御処理について、図13を参照して説明する。図13は、スリッタ1の回転制御処理を示すフローチャートである。図13に示す各ステップの処理は、スリッタ制御部210のサブCPUにより実行される。スリッタ1の電源が投入されると、サブCPUが、ROM220から回転制御プログラムを読み出して、回転制御処理の実行を開始する。
第2実施形態では、5つの刃先センサ400A〜400Eが、5つのスリッタヘッド2A〜2Eにそれぞれ備えられる。このため、第1実施形態において、1つの刃先センサ100が5つのスリッタ刃20A〜20Eの半径を測定する構成に比べ、測定対象とされるスリッタヘッド以外の他のスリッタヘッドの昇降動作を制御する必要がなく、測定制御処理SA8におけるステップSB2に相当する処理を簡易にかつ迅速に実行することができる。
スリッタ1、およびスリッタヘッド2A〜2Eは、本発明のスリッタ、およびスリッタヘッドの一例である。スリッタ刃20、20A〜20E、および刃先部分21、21A〜21Eは、本発明のスリッタ刃、および刃先部分の一例である。駆動モータ72、72A〜72Eは、本発明の駆動モータの一例である。刃先センサ100または刃先センサ400A〜400E、スリッタ制御部210、および測定制御処理SA8の組み合わせは、本発明の刃径取得部の一例である。スリッタ制御部210、および回転制御回路280は、本発明の制御部の一例である。5つの刃先センサ400A〜400Eは、本発明の複数の測定ユニットの一例である。ステップSC6〜SC8の処理、または、ステップSD1〜SD8の処理は、本発明の取得処理の一例である。ステップSC9、または、ステップSD9は、本発明の算出処理の一例である。ステップSC10、または、ステップSD10と、回転制御回路280の制御動作との組み合わせは、本発明の速度制御処理の一例である。図9に示す回転制御処理、または、図13に示す回転制御処理は、本発明の制御処理の一例である。段ボールSH、および搬送方向DFは、本発明の段ボール、および搬送方向の一例である。スリッタ刃20A〜20Eの半径R1〜R5は、本発明の複数のスリッタ刃の径の一例である。基準周速度VR、または、基準周速度VRmaxは、本発明の基準周速度の一例である。実際の搬送速度VFは、本発明の段ボールの搬送速度の一例である。所定低速度VRminは、本発明の予め定められた周速度の一例である。最大の半径Rmaxは、本発明の最も大きな径の一例である。指令回転数C1〜C5は、本発明の複数の駆動モータの指令速度の一例である。
本発明は、第1および第2実施形態に限定されることはなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。以下にその変形の一例を述べる。
2A〜2E スリッタヘッド
3 刃受けロール
20、20A〜20E スリッタ刃
21、21A〜21E 刃先部分
72、72A〜72E 駆動モータ
100、400A〜400E 刃先センサ
210 スリッタ制御部
220 ROM
240 NVRAM
280 回転制御回路
SH 段ボール
DF 搬送方向
R1〜R5 スリッタ刃の半径
VR、VRmax 基準周速度
C1〜C5 指令回転数
Claims (7)
- 各々が、円形のスリッタ刃とそのスリッタ刃を回転させる駆動モータとを含み、段ボールの搬送方向と直交する幅方向に位置調整可能に配置される複数のスリッタヘッドと、
複数のスリッタ刃の径をそれぞれ取得する刃径取得部と、
複数のスリッタ刃の刃先部分の周速度が同じ速度になるように、刃径取得部により取得された複数のスリッタ刃の径に基いて、複数の駆動モータの回転速度をそれぞれ制御する制御部と、を備えるスリッタ。 - 制御部は、
スリッタ刃の刃先部分の基準周速度を取得する取得処理と、
刃径取得部により取得された複数のスリッタ刃の径と、基準周速度とに基いて、複数の駆動モータの指令速度をそれぞれ算出する算出処理と、
算出された指令速度に従って、複数の駆動モータの回転速度をそれぞれ制御する速度制御処理と、を実行する請求項1に記載のスリッタ。 - 取得処理は、段ボールの搬送速度に基いて基準周速度を決定して取得する請求項2に記載のスリッタ。
- 取得処理は、
段ボールの搬送速度が予め定められた搬送速度より低いとき、予め定められた周速度を基準周速度として取得し、
段ボールの搬送速度が予め定められた搬送速度以上であるとき、段ボールの搬送速度に基いて基準周速度を決定して取得する請求項3に記載のスリッタ。 - 取得処理は、刃径取得部により取得された複数のスリッタ刃の径のうちで最も大きな径を有する特定のスリッタ刃の刃先部分の周速度を基準周速度として取得し、
算出処理は、特定のスリッタ刃以外の他の複数のスリッタ刃について、刃径取得部により取得された複数のスリッタ刃の径と、基準周速度とに基いて、他の複数のスリッタ刃を回転させる複数の駆動モータの指令速度をそれぞれ算出し、
速度制御処理は、算出された指令速度に従って、他の複数のスリッタ刃を回転させる複数の駆動モータの回転速度をそれぞれ制御する請求項2に記載のスリッタ。 - 刃径取得部は、複数のスリッタ刃の径をそれぞれ測定するために複数のスリッタヘッドにそれぞれ配置される複数の測定ユニットを含む請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のスリッタ。
- 各々が、円形のスリッタ刃とそのスリッタ刃を回転させる駆動モータとを含み、段ボールの搬送方向と直交する幅方向に位置調整可能に配置される複数のスリッタヘッドと、複数のスリッタ刃の径をそれぞれ取得する刃径取得部と、を備えるスリッタのコンピュータに、
複数のスリッタ刃の刃先部分の周速度が同じ速度になるように、刃径取得部により取得された複数のスリッタ刃の径に基いて、複数の駆動モータの回転速度をそれぞれ制御する制御処理を実行させるスリッタ制御プログラム。
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