JP6459686B2 - Control device, system, and library program - Google Patents
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Description
本発明は、包装材をローターによりシールおよび切断の少なくとも一方を順次行なう包装機を制御する制御装置およびシステム、ならびにそれらに用いられるライブラリプログラムに関する。 The present invention relates to a control device and system for controlling a packaging machine that sequentially seals and cuts a packaging material with a rotor, and a library program used for them.
各種製品を包装する包装機が様々な生産現場で使用されている。このような包装機では、各種製品（以下、「被包装物」とも称す。）の品質を維持するなどのために、適切なシール処理を行なうことが重要である。このような要求から、包装機におけるシールの良否を判定したり、異物の噛み込みを検出したりする技術が提案されている。 Packaging machines for packaging various products are used at various production sites. In such a packaging machine, it is important to perform an appropriate sealing process in order to maintain the quality of various products (hereinafter also referred to as “packaged items”). From such a demand, techniques for determining the quality of a seal in a packaging machine and detecting the biting of foreign matter have been proposed.
特開２００７−３０２２６１号公報（特許文献１）は、サーボモータで駆動されるシール機構を備えた自動包装機において、当初記録した基準動作データと比較してシール機構の動作で得られたシールの良否を判定する閾値を、包装動作停止後の再開に合わせて変更する構成を開示する。 Japanese Patent Laid-Open No. 2007-302261 (Patent Document 1) discloses an automatic packaging machine provided with a seal mechanism driven by a servo motor, in which the seal obtained by the operation of the seal mechanism is compared with the initially recorded reference operation data. The structure which changes the threshold value which determines pass / fail according to the restart after a packaging operation stop is disclosed.
特開２００８−０３７４５０号公報（特許文献２）は、筒状に繰出し成形されるフィルムに物品を挿入供給し、該フィルムにセンターシールおよびエンドシールを施して包装体を製造する包装機において、エンドシール機構におけるシール体での物品噛込みを検出し得る物品噛込み検出装置を開示する。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-037450 (Patent Document 2) discloses a packaging machine in which an article is inserted and supplied into a film that is drawn into a cylindrical shape, and a center seal and an end seal are applied to the film to produce a package. Disclosed is an article biting detection device capable of detecting article biting in a seal body in a seal mechanism.
特開２０１０−００６４７４号公報（特許文献３）は、包装装置におけるエンドシーラ軸に定常外乱が存在する場合においても、包装フィルム噛み込み検出のための専用となるセンサ類を配設せずに、包装フィルム噛み込みによる、定常外乱よりも小振幅の外乱または振動周期が遅い変化を伴う外乱を確実に検出でき、装置の低価格化および小型化並びに信頼性の向上を図ることができる包装装置およびモータ制御装置を開示する。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-006474 (Patent Document 3) discloses that, even when there is a steady disturbance on the end sealer shaft in the packaging device, sensors dedicated for detecting the packaging film biting are not provided. A packaging device capable of reliably detecting a disturbance having a smaller amplitude than a steady disturbance or a change with a slower vibration cycle due to the biting of the packaging film, and reducing the cost, size and reliability of the device A motor control device is disclosed.
上述の特許文献１〜３に開示される技術では、十分な判定精度や検出精度を得ることができないという課題があった。
The techniques disclosed in the above-described
上述の特許文献１に開示される装置は、検出手段で検出された駆動電流とサーボモータの基準駆動電流との偏差を閾値と対比することに基づいて異物噛み込みに起因したシール不良を判定するものであり、包装機がどのような動作を行なっているときに異物噛み込みが発生したのかを判定することができない。
The apparatus disclosed in
上述の特許文献２に開示される装置は、予め決定した基準電力値と検出電力値とを比較し、検出電力値が基準電力値を超えたときに、シール体に物品が噛込んだと判定するものであり、特許文献１の装置と同様に、包装機がどのような動作を行なっているときに異物噛み込みが発生したのかを判定することができない。
The device disclosed in
上述の特許文献３に開示される装置は、トルク指令とモータ速度とに基づいてモータに対する外乱推定値を演算する外乱オブザーバ部と、外乱推定値に基づいてエンドシーラ軸における噛み込み状態を検出する噛み込み検出部とを含む。特許文献３では、外乱オブザーバ部は、公知のものを採用できる旨が記載されているが、対象の包装機に応じた外乱オブザーバ部を適切に設計しなければ、十分な検出精度を実現することができない。
The apparatus disclosed in
このように、異物の噛み込みの検出をより高い精度で実現できる構成が要望されている。 Thus, there is a demand for a configuration capable of realizing the detection of foreign object biting with higher accuracy.
本発明のある局面に従う制御装置は、第１の方向に搬送される包装体をローターによりシールおよび切断の少なくとも一方を順次行なう包装機を制御する。ローターは、包装体に接する位置での外周の接線方向が第１の方向と一致するように配置されるとともに、ドライバにより回転駆動される。制御装置は、ローターの回転位置とドライバの状態値とを、所定周期毎に収集する収集手段と、収集手段によって収集される情報のうち、ローターの回転位置が特定の区間内または位置にあるときのドライバの状態値に基づいて、包装体の処理された部分における異状の有無を判断する判断手段とを含む。 A control device according to an aspect of the present invention controls a packaging machine that sequentially seals and cuts a package conveyed in a first direction with a rotor. The rotor is arranged so that the tangential direction of the outer periphery at the position in contact with the package coincides with the first direction, and is rotated by a driver. The control device collects the rotational position of the rotor and the state value of the driver at predetermined intervals, and when the rotational position of the rotor is within a specific section or position among the information collected by the collecting means Determining means for determining the presence or absence of an abnormality in the processed portion of the package based on the state value of the driver.
好ましくは、ローターは、その外周面上に配置された、包装体をシールするための少なくとも１つのヒーターを含み、判断手段は、ヒーターが包装体に接触している区間内にあるときのドライバの状態値に基づいて、異状の有無を判断する。 Preferably, the rotor includes at least one heater arranged on its outer peripheral surface for sealing the package, and the judging means is the driver's when the heater is in the section in contact with the package. Based on the state value, the presence / absence of an abnormality is determined.
好ましくは、ローターは、その外周面上に配置された、包装体を切断するためのカッターをさらに含み、判断手段は、カッターが包装体に接触している区間内にあるときのドライバの状態値に基づいて、異状の有無を判断する。 Preferably, the rotor further includes a cutter disposed on the outer circumferential surface thereof for cutting the package, and the determination means is a state value of the driver when the cutter is in a section in contact with the package. Based on the above, the presence or absence of abnormality is determined.
好ましくは、ローターは、その外周面上に配置された、包装体をシールするための少なくとも１つのヒーターと、包装体を切断するためのカッターとを含み、判断手段は、ヒーターが包装体に接触している区間内にあるときのドライバの状態値に基づく特性値が第１の判断基準を満たしているか否かと、カッターが包装体に接触している区間内にあるときのドライバの状態値に基づく特性値が第２の判断基準を満たしているか否かとの組み合わせに基づいて、異状の有無を判断する。 Preferably, the rotor includes at least one heater for sealing the package body and a cutter for cutting the package body, which are arranged on the outer peripheral surface of the rotor, and the judging means is configured so that the heater contacts the package body. Whether the characteristic value based on the state value of the driver when it is in the section that satisfies the first judgment criterion, and the state value of the driver when the cutter is in the section that is in contact with the package The presence / absence of an abnormality is determined based on a combination of whether or not the characteristic value based on the characteristic value satisfies the second determination criterion.
さらに好ましくは、判断手段は、第１の判断基準が満たされているか否か、および、第２の判断基準が満たされているか否かの判断に基づいて、包装体が順次処理されて生成される個別包装体のうち、いずれの個別包装体に異状が発生しているかを特定する。 More preferably, the determination means is generated by sequentially processing the package based on whether or not the first determination criterion is satisfied and whether or not the second determination criterion is satisfied. It is specified which abnormality has occurred in which individual package among the individual packages.
好ましくは、判断手段は、ヒーターが包装体に接触している区間内にあるときのドライバの状態値に基づく特性値として、ドライバに対する速度指令とローターの速度実績値との差分についての相関係数を算出する。 Preferably, the determination means is a correlation coefficient regarding a difference between the speed command for the driver and the actual speed value of the rotor as a characteristic value based on the state value of the driver when the heater is in the section in contact with the package. Is calculated.
好ましくは、判断手段は、カッターが包装体に接触している区間内にあるときのドライバの状態値に基づく特性値として、カッターによる切断処理後のドライバに対する速度指令とローターの速度実績値との差分の最大値、カッターによる切断処理後のローターに発生するトルク実績値の最小値、ローターの速度実績値が最大となるローターの回転位置、および、ローターに発生するトルク実績値が最大となるカッターの回転位置、のうち少なくとも１つを算出する。 Preferably, the determination means includes, as the characteristic value based on the state value of the driver when the cutter is in the section in contact with the package, the speed command for the driver after the cutting process by the cutter and the actual speed value of the rotor. The maximum difference value, the minimum value of the actual torque value generated in the rotor after cutting by the cutter, the rotational position of the rotor where the actual speed value of the rotor is maximum, and the cutter where the actual torque value generated in the rotor is the maximum At least one of the rotational positions is calculated.
本発明の別の局面に従うシステムは、第１の方向に搬送される包装体をローターによりシールおよび切断の少なくとも一方を順次行なう包装機と、包装体に接する位置での外周の接線方向が第１の方向と一致するように配置されるローターを回転駆動するドライバと、ローターの回転位置とドライバの状態値とを、所定周期毎に収集する収集手段と、収集手段によって収集される情報のうち、ローターの回転位置が特定の区間内または位置にあるときのドライバの状態値に基づいて、包装体の処理された部分における異状の有無を判断する判断手段とを含む。 The system according to another aspect of the present invention includes a packaging machine that sequentially seals and cuts a package body conveyed in a first direction with a rotor, and a tangential direction of the outer periphery at a position in contact with the package body. Among the information collected by the collecting means, the driver that rotationally drives the rotor arranged so as to coincide with the direction, the rotational position of the rotor and the status value of the driver, and the information collected by the collecting means Determining means for determining whether or not there is an abnormality in the processed portion of the package based on the state value of the driver when the rotational position of the rotor is within a specific section or position.
本発明のさらに別の局面に従えば、ローターを回転駆動するドライバを制御するための制御装置でのプログラム実行に用いられるライブラリプログラムが提供される。ライブラリプログラムは、ローターの回転位置が特定の区間内または位置にあることを示す第１の入力情報と、複数の特性値候補のうち算出対象となる１または複数の特性値を指定する第２の入力情報とを受け付ける機能と、所定周期毎に収集されるドライバの状態値に基づいて、第１の入力情報により示されるローターの回転位置が特定の区間内または位置にあるときの、第２の入力情報により指定される１または複数の特性値を算出する機能とを含む。複数の特性値候補は、ドライバに対する速度指令とローターの速度実績値との差分の最大値、ローターに発生するトルク実績値の最小値、ドライバに対する速度指令とローターの速度実績値との差分が最大となるローターの回転位置、ローターに発生するトルク実績値が最大となるローターの回転位置、および、ドライバに対する速度指令とローターの速度実績値との差分についての相関係数、のうち少なくとも２つを含む。 According to still another aspect of the present invention, a library program used for executing a program in a control device for controlling a driver that rotationally drives a rotor is provided. The library program specifies first input information indicating that the rotational position of the rotor is within a specific section or position, and second or more characteristic values to be calculated among a plurality of characteristic value candidates. Based on the function of receiving the input information and the state value of the driver collected every predetermined cycle, the second when the rotational position of the rotor indicated by the first input information is within a specific section or position And a function of calculating one or more characteristic values specified by the input information. For multiple characteristic value candidates, the maximum difference between the speed command for the driver and the actual speed value of the rotor, the minimum value of the actual torque value generated in the rotor, and the maximum difference between the speed command for the driver and the actual speed value of the rotor The rotational position of the rotor, the rotational position of the rotor where the actual torque value generated in the rotor is the maximum, and the correlation coefficient regarding the difference between the speed command for the driver and the actual speed value of the rotor Including.
本発明のさらに別の局面に従えば、ライブラリプログラムを用いてプログラムを実行することで、ローターを回転駆動するドライバを制御する制御装置が提供される。プログラムには、ローターの回転位置が特定の区間内または位置にあることを示す第１の入力情報と、複数の特性値候補のうち算出対象となる１または複数の特性値を指定する第２の入力情報とが定義されている。制御装置は、所定周期毎にドライバの状態値を収集し、第１の入力情報により示されるローターの回転位置が特定の区間内または位置にあるときの、第２の入力情報により指定される１または複数の特性値を算出する。複数の特性値候補は、ドライバに対する速度指令とローターの速度実績値との差分の最大値、ローターに発生するトルク実績値の最小値、ドライバに対する速度指令とローターの速度実績値との差分が最大となるローターの回転位置、ローターに発生するトルク実績値が最大となるローターの回転位置、および、ドライバに対する速度指令とローターの速度実績値との差分についての相関係数、のうち少なくとも２つを含む。 According to still another aspect of the present invention, a control device is provided that controls a driver that rotationally drives a rotor by executing a program using a library program. The program designates first input information indicating that the rotational position of the rotor is in a specific section or position, and one or more characteristic values to be calculated from among a plurality of characteristic value candidates. Input information is defined. The control device collects the state value of the driver every predetermined period, and is designated by the second input information when the rotational position of the rotor indicated by the first input information is within a specific section or position. Alternatively, a plurality of characteristic values are calculated. For multiple characteristic value candidates, the maximum difference between the speed command for the driver and the actual speed value of the rotor, the minimum value of the actual torque value generated in the rotor, and the maximum difference between the speed command for the driver and the actual speed value of the rotor The rotational position of the rotor, the rotational position of the rotor where the actual torque value generated in the rotor is the maximum, and the correlation coefficient regarding the difference between the speed command for the driver and the actual speed value of the rotor Including.
本発明のある実施の形態の制御装置およびシステムによれば、異物の噛み込みの検出をより高い精度で実現できる。 According to the control device and system of an embodiment of the present invention, detection of foreign object biting can be realized with higher accuracy.
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
＜Ａ．包装機およびシステムの構成＞
まず、本実施の形態の包装機および包装機を含むシステムの構成について説明する。図１は、本実施の形態の包装機２の構成例を示す模式図である。図２は、包装機２を含むシステム１の構成例を示す模式図である。
<A. Configuration of packaging machine and system>
First, the structure of the system containing the packaging machine and packaging machine of this Embodiment is demonstrated. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a
図１を参照して、包装機２は、所定の搬送方向に搬送される包装体４をローターによりシールおよび切断の少なくとも一方を順次行なう。典型的には、本実施の形態の包装機２は、筒状に事前成型された包装体４を搬送方向に沿って搬送するとともに、所定間隔毎にシールするとともに、所定間隔毎に切断することで個別包装体６を生成する。包装体４に対する事前成型は、搬送方向に沿って両サイドをシールする処理を含む。包装体４の内部には、所定間隔で被包装物５が配置されている。説明の便宜上、シール処理および切断処理を行なう包装機２について例示する。但し、以下の説明中において適宜言及するように、シール処理のみ、または切断処理のみを行なうようにしてもよい。
Referring to FIG. 1, the
包装機２は、一対のローター１０および２０を有しており、これらのローター１０および２０は、同期して回転する。各ローターは、包装体４に接する位置での外周の接線方向が搬送方向と一致するように配置されている。なお、一対のローター、つまり、２個のローターに限定されることなく、１個のローターのみで実現してもよいし、３個以上のローターを採用してもよい。後述するように、各ローターには、予め定められた位置にヒーターおよびカッターが配置されており、これらのヒーターおよびカッターが包装体４に接触することで、包装体４に対するシールおよび切断する処理が実現される。生成された個別包装体６は、ベルトコンベヤー８にて下流工程で搬送される。
The
図２を参照して、システム１は、包装機２と、包装機２を制御する制御装置１００とを含む。包装機２のローター１０および２０は、サーボモータ１８および２８によって、それぞれ回転軸１２および２２を中心に同期して回転駆動される。ローター１０および２０の表面には、それぞれ処理機構１４および２４が設けられており、処理機構１４は、円周方向（回転方向）に前後して配置されたヒーター１５および１６と、ヒーター１５とヒーター１６との間に配置されたカッター１７とを含む。同様に、処理機構２４は、円周方向に前後して配置されたヒーター２５および２６と、ヒーター２５とヒーター２６との間に配置されたカッター２７とを含む。ローター１０および２０は、その外周面上に配置された、包装体４を切断するためのカッター１７および２７を含む。但し、カッター１７および２７は、必ずしも必要ではなく、ヒーター単体がシール処理に加えて切断処理もできるのであれば、ヒーターのみを設けるようにしてもよい。あるいは、切断処理のみを行なう構成においては、ヒーターを設けることなく、カッターのみを設けてもよい。
Referring to FIG. 2,
包装体４をシールできるのであれば、ヒーターの数についての制限はない。つまり、ローター１０および２０の各々に、１つのヒーターのみが装着されている構成であってもよいし、３つ以上のヒーターが設けられていてもよい。このように、ローター１０および２０は、その外周面上に配置された、包装体４をシールするための少なくとも１つのヒーターを含む。
As long as the
ローター１０および２０が包装体４の搬送速度と同期して回転することで、ヒーター１５とヒーター２５とによって、包装体４の紙面右側の位置において対向する面同士（上面と下面）がシール（接着）されるとともに、ヒーター１６とヒーター２６とによって、包装体４の紙面左側の位置において対向する面同士（上面と下面）がシール（接着）される。これらのシール処理と並行して、カッター１７とカッター２７とによって包装体４が切断される。このような一連の処理が繰返されることで、被包装物５（図１参照）を含む包装体４に対して、シールおよび切断が繰返し実行されて、個別包装体６が順次生成される。
By rotating the
ローター１０および２０を回転駆動するサーボモータ１８および２８は、ドライバ（駆動装置）の一例である、サーボドライバ１９および２９によって回転速度やトルクなどが制御される。すなわち、ローター１０および２０は、それぞれサーボドライバ１９および２９により回転駆動される。本実施の形態の包装機２においては、サーボモータ１８および２８を用いて、ローター１０および２０をそれぞれ回転駆動するので、ドライバの一例としてサーボモータ１８および２８を採用する。但し、ドライバとしては、ローター１０および２０を駆動するアクチュエータに応じたものを採用することになる。例えば、ステッピングモータを採用する場合には、ステッピングモータ用のドライバを採用すればよい。
サーボドライバ１９および２９は、包装機２を制御する制御装置１００とフィールドバス１３０を介して通信可能に接続されている。制御装置１００は、サーボドライバ１９および２９から、サーボモータ１８および２８の状態値、すなわちローター１０および２０の実績値を収集することができる。本実施の形態において、フィールドバス１３０を介した通信は十分に高速であるため、制御装置１００からの指令値と制御対象からの実績値とを実質的に同一周期で収集することができる。
The
制御装置１００は、包装機２を制御する制御主体であって、後述するシールの良否を判定したり、異物の噛み込みを検出したりする処理も実行する。但し、包装機２を制御する主体と、判定や検出の処理を実行する主体とを別体として設けてもよい。
The
本実施の形態の制御装置１００は、一例として、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）を用いて実装される。制御装置１００は、予め格納されたプログラム（後述するような、システムプログラムおよびユーザプログラム）を実行することで算出される指令値をサーボドライバ１９および２９などの制御対象に与えるとともに、Ｉ／Ｏ（Input/Output）ユニット１２８を介して包装機２から状態値を取得する。すなわち、制御装置１００は、サーボドライバ１９および２９の状態値、ならびに、包装機２の状態値を、フィードバック値として用いることで、適切な指令値を動的に生成し、それによって包装機２を状況に応じて適切に制御できる。サーボドライバ１９および２９（または、ローター１０および２０）の状態値としては、（１）回転位置（位相／回転角度）、（２）速度、（３）加速度、（４）トルク値、（５）電流値、（６）電圧値、などを含む。
The
さらに、制御装置１００は、サーボドライバ１９および２９（または、ローター１０および２０）の状態値を用いて、異物の噛み込みを検出する。制御装置１００は、包装機２におけるシールの良否を判定することもできる。
Furthermore, the
制御装置１００にはサポート装置２００を接続することが可能になっており、制御装置１００に対するプログラムのアップロード（更新）、制御装置１００からのプログラムのダウンロード、制御装置１００の状態値の確認といった操作が可能になっている。典型的には、サポート装置２００では、制御装置１００で実行されるプログラム（通常は、ユーザプログラム）を作成するための開発環境が提供されており、制御対象（図２に示す例では、包装機２）に応じた処理を実現するためのユーザプログラムを作成することが可能になっている。作成されたユーザプログラムは、サポート装置２００から制御装置１００へ転送される。ユーザプログラムの一例については、後述する。
The
サポート装置２００は、典型的には、汎用のパーソナルコンピュータでアプリケーションプログラムを実行することで実現することができる。汎用のパーソナルコンピュータのハードウェア構成については、公知であるので、詳細な説明は行なわない。
The
＜Ｂ．制御装置１００のハードウェア構成＞
次に、制御装置１００のハードウェア構成の構成について説明する。図３は、図１に示す制御装置１００のハードウェア構成の一例を示す模式図である。図３を参照して、制御装置１００は、予めインストールされたプログラムをプロセッサが実行することで、制御対象に対する制御を実現する。より具体的には、制御装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro-Processing Unit）などのプロセッサ１０２と、チップセット１０４と、メインメモリ１０６と、フラッシュメモリ１０８と、外部ネットワークコントローラ１１６と、メモリカードインターフェイス１１８と、内部バスコントローラ１２２と、フィールドバスコントローラ１２４とを含む。
<B. Hardware configuration of
Next, the hardware configuration of the
プロセッサ１０２は、フラッシュメモリ１０８に格納されたシステムプログラム１１０およびユーザプログラム１１２を読み出して、メインメモリ１０６に展開して実行することで、制御対象に対する制御を実現する。システムプログラム１１０は、データの入出力処理や実行タイミング制御などの、制御装置１００の基本的な機能を提供するための命令コードを含む。本実施の形態においては、システムプログラム１１０は、ライブラリプログラム１１０Ａを含む。ライブラリプログラム１１０Ａは、汎用的な処理を再利用可能な形で格納されており、ユーザプログラム１１２の実行時に、必要に応じて呼び出される（call/invoke）。すなわち、ライブラリプログラム１１０Ａは、制御装置１００でのプログラム実行に用いられる。
The
ユーザプログラム１１２は、制御対象に応じて任意に設計され、シーケンス制御を実行するためのシーケンスプログラム１１２Ａおよびモーション制御を実行するためのモーションプログラム１１２Ｂとを含む。これらのシーケンスプログラム１１２Ａおよびモーションプログラム１１２Ｂは、ライブラリプログラム１１０Ａを適宜呼び出すことで実行される。
The
チップセット１０４は、各コンポーネントを制御することで、制御装置１００全体としての処理を実現する。
The chip set 104 realizes processing as the
内部バスコントローラ１２２は、制御装置１００と内部バスを通じて連結されるＩ／Ｏユニット１２６とデータを遣り取りするインターフェイスである。フィールドバスコントローラ１２４は、制御装置１００とフィールドバス１３０（図２）を通じて連結されるＩ／Ｏユニット１２８とデータを遣り取りするインターフェイスである。内部バスコントローラ１２２およびフィールドバスコントローラ１２４は、対応のＩ／Ｏユニット１２６および１２８にそれぞれ入力される状態値を取得するとともに、プロセッサ１０２での演算結果を対応のＩ／Ｏユニット１２６および１２８から指令値としてそれぞれ出力する。
The
外部ネットワークコントローラ１１６は、各種の有線／無線ネットワークを通じたデータの遣り取りを制御する。メモリカードインターフェイス１１８は、メモリカード１２０を着脱可能に構成されており、メモリカード１２０に対してデータを書込み、メモリカード１２０からデータを読出すことが可能になっている。
The
制御装置１００がプログラムを実行することで提供される機能の一部または全部を専用のハードウェア回路として実装してもよい。
A part or all of the functions provided by the
＜Ｃ．制御装置１００の機能構成＞
次に、本実施の形態の制御装置１００が提供する、異物の噛み込みを検出するための機能構成について説明する。なお、包装機２におけるシールの良否を判定する機能についても併せて説明する。
<C. Functional configuration of
Next, a functional configuration for detecting the biting of a foreign object provided by the
図４は、図１に示す制御装置１００の機能構成の一例を示す模式図である。図４を参照して、制御装置１００は、その機能構成として、データ収集モジュール１５０と、判断モジュール１５４と、出力モジュール１５６とを含む。各モジュールは、典型的には、プロセッサ１０２がプログラムを実行することで実現される。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of a functional configuration of the
データ収集モジュール１５０は、包装機２の動作を示す状態値を収集する。判断モジュール１５４は、収集した状態値を格納するバッファ１５２を含む。より具体的には、データ収集モジュール１５０は、ローター１０および２０の回転位置とサーボドライバ１９および２９の状態値とを、所定周期毎に収集する。
The
判断モジュール１５４は、データ収集モジュール１５０によって収集される情報のうち、ローター１０および２０の回転位置が特定の区間内または位置にあるときのサーボドライバ１９および２９の状態値に基づいて、包装体４のシールされた部分における異状（典型的には、異物の噛み込みやシール不良）の有無を判断する。
Based on the state values of the
出力モジュール１５６は、判断モジュール１５４での判断結果（典型的には、異物の噛み込みの発生やシール不良の発生）を出力する。出力モジュール１５６による判断結果の出力先は、包装機２のオペレータへ異状の発生を光または音声で通知するような装置であってもよいし、システム１を管理する上位計算機であってもよい。
The
図５は、図４に示すデータ収集モジュール１５０のバッファ１５２に格納されるデータ構造の一例を示す図である。図５を参照して、バッファ１５２には、サーボモータ１８および２８の状態値（すなわち、ローター１０および２０の状態値）が所定周期毎に格納される。本実施の形態の制御装置１００は、各時刻で複数の状態値を取得できるので、ローター１０および２０の外周面上に設けられた処理機構１４および２４と包装体４との相対的な位置関係を考慮して、異状の有無を判断できる。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a data structure stored in the
＜Ｄ．包装機での異状発生＞
次に、本実施の形態の制御装置１００が検出対象とする異状およびその検出方法の概要について説明する。
<D. Occurrence of abnormalities in packaging machine>
Next, an abnormality that is a detection target of the
図６は、本実施の形態の包装機２におけるシール処理および切断処理を説明するための模式図である。図６（ａ）は、シール処理および切断処理が適切に実行されている状態を示し、図６（ｂ）は、シール処理および切断処理が不適切に実行されている状態を示す。
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a sealing process and a cutting process in the
図６（ａ）に示すように、包装体４の内部に被包装物５が適切な間隔または位置で配置された状態で適切なシール処理および切断処理がされることで、個別包装体６が生成される。
As shown in FIG. 6A, the
これに対して、図６（ｂ）に示すように、被包装物５が配置されている間隔または位置が不適切であれば、包装体４のシールされる部分に被包装物５が重なってしまい、シールが不十分になり得る。このような状態を、包装体４のシール部への被包装物５の「噛み込み」と称す。なお、本実施の形態の制御装置１００が検出する「噛み込み」は、図６（ｂ）に示すような状況だけとは限らず、被包装物５同士が接着すべき部分に、被包装物５以外の物体（空気も含み得る）が存在している状態を包含する。
On the other hand, as shown in FIG. 6 (b), if the interval or position at which the objects to be packaged 5 are arranged is inappropriate, the objects to be packaged 5 overlap the portion to be sealed of the
図７は、本実施の形態における異状検出の方法を説明するための図である。図７（ａ）は、ローター１０および２０の表面にそれぞれ設けられた処理機構１４および２４と包装体４とが接触し始める状態を示し、図７（ｃ）は、ローター１０および２０の表面にそれぞれ設けられた処理機構１４および２４と包装体４との接触が終了する状態を示し、図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す状態と図７（ｃ）に示す状態との中間地点の状態を示す。
FIG. 7 is a diagram for explaining the abnormality detection method according to the present embodiment. FIG. 7A shows a state in which the
以下の説明においては、図７（ｂ）に示す処理機構１４が最下点にあり、処理機構２４が最上点にある状態を基準点（便宜上、回転位置＝０°）とする。図７（ａ）に示すように、ローター１０および２０の表面にそれぞれ設けられた処理機構１４および２４と包装体４とが接触し始める状態での回転位置＝−αとし、図７（ｃ）に示すように、処理機構１４および２４と包装体４との接触が終了する状態での回転位置＝＋αとする。すなわち、処理機構１４および２４が包装体４に接触している区間は、回転位置が−α〜＋αの範囲となる。実施の形態においては、ローター１０および２０の回転位置が−α〜＋αの範囲内にあるときに得られる状態値（但し、全区間の状態値は必ずしも必要ではない）に基づいて、異状の有無を判断する。すなわち、本実施の制御装置１００は、収集される状態値の情報のうち、ローター１０および２０の回転位置が特定の区間内または位置にあるときのドライバの状態値に基づいて、包装体４のシールされた部分における異状の有無を判断する。
In the following description, the state where the
より具体的には、ローター１０および２０の回転位置が−αである状態（図７（ａ））から、少なくとも包装体４に対するシール処理が開始される。そして、ローター１０および２０の回転位置が＋αである状態（図７（ｃ））以降では、包装体４に対する処理機構１４および２４の影響は無視できる。このような物理的現象を考慮すると、処理機構１４および２４が包装体４に対して影響を与えている期間に収集される状態値を用いて、異状の有無を判断することが好ましい。
More specifically, at least the sealing process for the
＜Ｅ．具体的な異状の有無の判断ロジック＞
次に、具体的な異状の有無を判断するロジックについて説明する。本願発明者は、テスト用の包装機を用いて、噛み込み状態で各種状態値を測定した。その結果を図８に示す。図８は、テスト用の包装機を用いて測定した回転位置に沿ったローターの速度変化を示す図である。図８には、以下のテスト条件で繰返し測定した結果の統計値を示す。図８では、正常時の測定結果および噛み込み時の測定結果が示されるとともに、異物が噛み込んでいる位置が破線で示される。
<E. Decision logic for the presence or absence of specific abnormalities>
Next, the logic for determining whether there is a specific abnormality will be described. The inventor of the present application measured various state values in a biting state using a test packaging machine. The result is shown in FIG. FIG. 8 is a diagram showing a change in the speed of the rotor along the rotational position measured using a test packaging machine. FIG. 8 shows statistical values as a result of repeated measurement under the following test conditions. In FIG. 8, the measurement result at the normal time and the measurement result at the time of biting are shown, and the position where the foreign object is bitten is indicated by a broken line.
・包装速度：６０［ｃｐｍ］
・包装体の材質：紙
・包装体の厚み：０．１［ｍｍ］，０．３［ｍｍ］，０．５［ｍｍ］
・測定方法：包装体の厚みをそれぞれ異ならせて、各厚みについて１００回ずつ測定
・噛み込み異物：紙（厚み：０．１［ｍｍ］）
図８に示すように、ローター１０および２０の表面にそれぞれ設けられたヒーター１５および２５が包装体に接触している区間を「ゾーン１」と定義し、ローター１０および２０の表面にそれぞれ設けられたカッター１７および２７が包装体に接触している区間を「ゾーン２」と定義し、ローター１０および２０の表面にそれぞれ設けられたヒーター１６および２６が包装体に接触している区間を「ゾーン３」と定義する。各ゾーンについて、以下に説明するような値に基づいて、異状の有無を判断することができる。
・ Packing speed: 60 [cpm]
-Material of the package: paper-Thickness of the package: 0.1 [mm], 0.3 [mm], 0.5 [mm]
・ Measuring method: 100 times for each thickness with different thicknesses of the packaged body ・ Blogged foreign matter: paper (thickness: 0.1 [mm])
As shown in FIG. 8, a zone in which the
なお、図８には、ゾーン１とゾーン２との間、および、ゾーン２とゾーン３との間に、いずれのゾーンにも属さない区間を設けているが、この区間設定は任意である。すなわち、ゾーン１、ゾーン２、およびゾーン３を連続して（すなわち、互いを隣接させて）設けてもよい。
In FIG. 8, sections that do not belong to any zone are provided between
（１）ゾーン１
ゾーン１は、ヒーター１５および２５が包装体４に接触している区間内にあるときに相当し、制御装置１００は、この区間内におけるサーボドライバ１９および２９の状態値に基づいて、異状の有無を判断する。より具体的には、制御装置１００は、ゾーン１での異状発生を検出するための特性値として、「速度偏差の相関係数」を用いる。速度偏差とは、制御装置１００からサーボモータ１８および２８に対して与えられた指令値と、サーボドライバ１９および２９の速度実績値との差分を意味する。上述したように、制御装置１００は、制御周期で指令値およびフィードバック値（実績値）を収集できるので、各制御周期における速度偏差についても算出が可能である。すなわち、制御装置１００は、ヒーター１５および２５が包装体４に接触している区間内にあるときのサーボドライバ１９および２９の状態値に基づく特性値として、サーボドライバ１９および２９に対する速度指令とローター１０および２０の速度実績値との差分についての相関係数を算出する。
(1)
速度偏差の相関係数を算出するための相関関数Ｆ（τ）は、以下に示す（１）式に従って定義できる。 The correlation function F (τ) for calculating the correlation coefficient of the speed deviation can be defined according to the following equation (1).
但し、Ｖ（ｔ）は速度偏差を示し、０〜Ｔはゾーン１に対応する時間を示す。
上述の（１）式に従って、正常時と噛み込み時とについてそれぞれ算出した速度偏差の相関係数を図９に示す。図９は、図８に示す測定結果を用いて算出したゾーン１についての相関係数を示す図である。図９には、標本全体としての誤差範囲をバー形式で示す。誤差バーは、６σ（標準偏差の６倍）の範囲を示す。
However, V (t) represents a speed deviation, and 0 to T represents a time corresponding to
FIG. 9 shows the correlation coefficients of the speed deviations calculated for the normal time and the biting time according to the above equation (1). FIG. 9 is a diagram showing a correlation coefficient for
図９に示すように、特に、ばらつきが相対的に小さくなった後半部分（実線で丸印された範囲）においては、正常時と異物の噛み込み時との間には、十分に有意な相違が生じていることが判る。つまり、速度偏差の相関係数を順次算出することで、特に前段のシール処理における異状の有無の発生を判断することができる。 As shown in FIG. 9, particularly in the latter half (the range circled by a solid line) where the variation is relatively small, there is a sufficiently significant difference between the normal time and the time when the foreign object is bitten. It can be seen that has occurred. That is, by sequentially calculating the correlation coefficient of the speed deviation, it is possible to determine whether or not there is an abnormality particularly in the previous sealing process.
速度偏差の相関係数は、指令値（速度指令）とフィードバック値（実績値）とのかい離度合いを示すものである。異物の噛み込みがない場合には、ローター１０および２０の回転を阻害するものはないので、フィードバック値は指令値により追従するため、相関係数は相対的に高い値を示す。これに対して、異物の噛み込みがある場合には、ローター１０および２０の回転を阻害するものが存在し、フィードバック値の指令値に対する追従度合いは低下するため、相関係数は相対的に低い値を示す。このような理由から、速度偏差の相関係数は、図９に示すように、異物の噛み込みの有無に対してセンシティブであるといえる。
The correlation coefficient of the speed deviation indicates the degree of separation between the command value (speed command) and the feedback value (actual value). When there is no foreign matter bite, there is nothing that inhibits the rotation of the
上述のように、本実施の形態の制御装置１００は、ゾーン１での異状の発生を、当該ゾーンでの速度偏差の相関係数に基づいて判断する。なお、図９に示す速度偏差の相関係数に対する判断基準（典型的には、しきい値）については、いくつかの正常時の測定結果を予め取得しておき、それらの結果から決定することができる。すなわち、ゾーン１における異状の有無を発生するための判断基準は、正常時に測定された速度偏差の相関係数（図９）から算出される統計値（例えば、平均値または標準値）を用いることができる。
As described above, the
なお、ゾーン１での異状の有無については、上述の速度偏差の相関係数に加えて、またはそれに代えて、（ａ）速度偏差の（ゾーン内での）最小値、（ｂ）トルク実績値の（ゾーン内での）最大値、（ｃ）トルク実績値の（ゾーン内での）積分値を用いてもよい。（ａ）速度偏差の最小値は、異物の噛み込みの有無によって、指令値（速度指令）とフィードバック値（実績値）とのかい離の大小が決まるため、これを検出するための指標となり得る。（ｂ）トルク実績値の最大値は、異物の噛み込みの有無によって、必要なトルクの大小が決まるため、これを検出するための指標となり得る。（ｃ）トルク実績値の積分値は、（ｂ）トルク実績値の最大値と同様に、異物の噛み込みの有無によって、必要なトルクの大小が決まるため、これを検出するための指標となり得る。但し、（ｃ）トルク実績値の積分値を用いることで、局所的なトルクの増大ではなく、ゾーン全体で評価することができる。すなわち、ゾーン１における異状の有無を発生するための判断基準としては、正常時に測定された、上述したような（ａ）〜（ｃ）のいずれかのパラメータの値から算出される統計値（例えば、平均値または標準値）を用いることができる。
Regarding the presence / absence of abnormality in
（２）ゾーン２
ゾーン２は、カッター１７および２７が包装体４に接触している区間内にあるときに相当し、制御装置１００は、この区間内におけるサーボドライバ１９および２９の状態値に基づいて、異状の有無を判断する。より具体的には、制御装置１００は、ゾーン２での異状発生を検出するための特性値として、「切断処理後の速度偏差の最大値」、「切断処理後のトルク実績値の最小値」、「速度実績値が最大となる回転位置（位相／回転角度）」、および、「トルク実績値が最大となる回転位置（位相／回転角度）」の少なくとも１つを用いる。すなわち、ゾーン２における異状の有無を発生するための判断基準としては、正常時に測定された、上述したような各種パラメータの値から算出される統計値（例えば、平均値や標準値）を用いることができる。
(2)
（２−１）切断処理後の特性値
カッター１７および２７により適切に切断処理がなされると、その後のローター１０および２０の回転を妨げる負荷は低減することになる。一方で、切断処理がなされる部分に異物が存在している場合には、切断処理後もその異物に応じた付加がローター１０および２０に生じることになる。そのため、切断処理後のローター１０および２０の回転状態を示す指標を用いて、異状発生の有無を判断することができる。一例として、（ｉ）切断処理後の速度偏差の最大値、および、（ｉｉ）切断処理後のトルク実績値の最小値を用いることができる。
(2-1) Characteristic value after the cutting process When the cutting process is appropriately performed by the
速度偏差は、指令値（速度指令）とフィードバック値（実績値）とのかい離を示す指標であり、異物の噛み込みの有無に依存してその値が決まる。また、トルク実績値についても、異物の噛み込みの有無に依存してその値が決まる。 The speed deviation is an index indicating the difference between the command value (speed command) and the feedback value (actual value), and the value is determined depending on whether or not a foreign object is caught. Also, the actual torque value is determined depending on the presence or absence of foreign matter.
図１０は、図８に示す測定結果を用いて算出したゾーン２についての切断処理後の速度偏差の最大値の差異を示す図である。図１１は、図８に示す測定結果を用いて算出したゾーン２についての切断処理後のトルク実績値の最小値の差異を示す図である。図１０および図１１には、標本全体としての誤差範囲をバー形式で示し、各誤差バーは６σ（標準偏差の６倍）の範囲を示す。
FIG. 10 is a diagram showing the difference in the maximum value of the speed deviation after the cutting process for the
図１０に示すように、ゾーン２における切断処理後の速度偏差の最大値について、正常時と異物の噛み込み時との間には、十分に有意な相違が生じていることが判る。つまり、切断処理後の速度偏差の最大値を都度算出することで、特に切断処理における異状の有無の発生を判断することができる。
As shown in FIG. 10, it can be seen that there is a sufficiently significant difference between the normal time and the foreign object biting time regarding the maximum value of the speed deviation after the cutting process in the
さらに、ゾーン２における切断処理後の速度偏差が最大となる回転位置（位相／回転角度）についても、正常時と異物の噛み込み時との間には、十分に有意な相違が生じる。そのため、切断処理後の速度偏差が最大となる回転位置（位相／回転角度）（（ｖ）速度偏差が最大となる回転位置（位相／回転角度））を都度算出することで、特に切断処理における異状の有無の発生を判断することができる。
Further, with respect to the rotation position (phase / rotation angle) at which the speed deviation after the cutting process in the
図１１に示すように、ゾーン２における切断処理後のトルク実績値の最小値について、正常時と異物の噛み込み時との間には、十分に有意な相違が生じていることが判る。つまり、切断処理後のトルク実績値の最小値を都度算出することで、特に切断処理における異状の有無の発生を判断することができる。
As shown in FIG. 11, it can be seen that there is a sufficiently significant difference between the normal value and the foreign object biting time regarding the minimum value of the actual torque value after the cutting process in the
なお、図１０に示す切断処理後の速度偏差、および、図１１に示す切断処理後のトルク実績値に対するそれぞれの判断基準（典型的には、しきい値）については、いくつかの正常時の測定結果を予め取得しておき、それらの結果から決定することができる。 In addition, about each speed | velocity deviation after the cutting process shown in FIG. 10, and each judgment standard (typically threshold value) with respect to the torque actual value after the cutting process shown in FIG. Measurement results can be obtained in advance and determined from those results.
（２−２）速度実績値／トルク実績値が最大となる回転位置（位相／回転角度）
カッター１７および２７による切断処理が正常であれば、その切断処理の前後において、ローター１０および２０にかかる負荷は基本的に一定である。これに対して、切断される部分のいずれかに異物が存在していれば、その異物が存在している部分について、ローター１０および２０にかかる負荷が増加することになる。つまり、異物が存在している部分に応じて、（ｉｉｉ）速度実績値が最大となる回転位置（位相／回転角度）、および、（ｉｖ）トルク実績値が最大となる回転位置（位相／回転角度）は変化することになる。これらの速度実績値／トルク実績値が最大となる回転位置を算出することで、特に切断処理における異状の有無の発生を判断することができる。
(2-2) Rotation position where the actual speed value / torque actual value is maximized (phase / rotation angle)
If the cutting process by the
図１２は、図８に示す測定結果を用いて算出したゾーン２についての速度実績値が最大となる回転位置（位相／回転角度）の差異を示す図である。図１３は、図８に示す測定結果を用いて算出したゾーン２についてのトルク実績値が最大となるカッターの回転位置（位相／回転角度）の差異を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing the difference in rotational position (phase / rotation angle) at which the actual speed value for
図１２に示すように、ゾーン２についての速度実績値が最大となる回転位置について、正常時と異物の噛み込み時との間には、十分に有意な相違が生じていることが判る。つまり、速度実績値が最大となる回転位置を都度算出することで、特に切断処理における異状の有無の発生を判断することができる。
As shown in FIG. 12, it can be seen that there is a sufficiently significant difference between the normal time and the foreign object biting time at the rotational position where the actual speed value for
図１３に示すように、ゾーン２についてのトルク実績値が最大となるカッターの回転位置について、正常時と異物の噛み込み時との間には、十分に有意な相違が生じていることが判る。つまり、トルク実績値が最大となる回転位置を都度算出することで、特に切断処理における異状の有無の発生を判断することができる。
As shown in FIG. 13, it can be seen that there is a sufficiently significant difference between the normal time and the time when the foreign object is caught in the rotational position of the cutter where the actual torque value for the
図１２に示す速度実績値が最大となる回転位置、および、図１３に示すトルク実績値が最大となるカッターの回転位置に対するそれぞれの判断基準（典型的には、しきい値）については、いくつかの正常時の測定結果を予め取得しておき、それらの結果から決定することができる。 Regarding the rotational position at which the actual speed value shown in FIG. 12 is the maximum and the judgment criteria (typically threshold values) for the rotational position of the cutter at which the actual torque value shown in FIG. Such a normal measurement result can be acquired in advance and determined from those results.
上述したように、制御装置１００は、カッター１７および２７が包装体４に接触している区間内にあるときのサーボドライバ１９および２９の状態値に基づく特性値として、カッター１７および２７による切断処理後のサーボドライバ１９および２９に対する速度指令とローター１０および２０の速度実績値との差分の最大値（（ｉ）切断処理後の速度偏差の最大値）、カッター１７および２７による切断処理後のローター１０および２０に発生するトルク実績値の最小値（（ｉｉ）切断処理後のトルク実績値の最小値）、ローター１０および２０の速度実績値が最大となるローター１０および２０の回転位置（（ｉｉｉ）速度実績値が最大となる回転位置（位相／回転角度））、および、ローター１０および２０に発生するトルク実績値が最大となるローター１０および２０の回転位置（（ｉｖ）トルク実績値が最大となるカッターの回転位置（位相／回転角度））、カッター１７および２７による切断処理後のサーボドライバ１９および２９に対する速度指令とローター１０および２０の速度実績値との差分が最大となるカッターの回転位置（位相／回転角度）（（ｖ）速度偏差が最大となる回転位置（位相／回転角度））、のうち少なくとも１つを算出する。
As described above, the
なお、ゾーン２での異状の有無については、上述の特性値に加えて、またはそれに代えて、速度実績値の最大値と最小値との差を用いてもよい。
Regarding the presence / absence of abnormality in
（３）ゾーン３
ゾーン３は、ヒーター１６および２６が包装体４に接触している区間内にあるときに相当し、制御装置１００は、この区間内におけるサーボドライバ１９および２９の状態値に基づいて、異状の有無を判断する。より具体的には、制御装置１００は、ゾーン３での異状発生を検出するための特性値として、上述のゾーン１と同様に、「速度偏差の相関係数」を用いる。速度偏差の相関係数は、上述の（１）式に従って算出できる。但し、上述の（１）式において、０〜Ｔはゾーン３に対応する時間を示すことになる。
(3)
すなわち、制御装置１００は、ヒーター１６および２６が包装体４に接触している区間内にあるときのサーボドライバ１９および２９の状態値に基づく特性値として、サーボドライバ１９および２９に対する速度指令とローター１０および２０の速度実績値との差分についての相関係数を算出する。
That is, the
ゾーン３について、正常時と噛み込み時とについてそれぞれ算出した速度偏差の相関係数を図１４に示す。図１４は、図８に示す測定結果を用いて算出したゾーン３についての相関係数を示す図である。図１４には、標本全体としての誤差範囲をバー形式で示す。誤差バーは、６σ（標準偏差の６倍）の範囲を示す。
FIG. 14 shows the correlation coefficients of the speed deviations calculated for the normal time and the biting time for the
図１４に示すように、特に、ばらつきが相対的に小さくなった後半部分（実線で丸印された範囲）においては、正常時と異物の噛み込み時との間には、十分に有意な相違が生じていることが判る。つまり、速度偏差の相関係数を順次算出することで、特に後段のシール処理における異状の有無の発生を判断することができる。 As shown in FIG. 14, particularly in the latter half (the range circled by a solid line) where the variation is relatively small, there is a sufficiently significant difference between the normal time and the time when the foreign object is bitten. It can be seen that has occurred. That is, by sequentially calculating the correlation coefficient of the speed deviation, it is possible to determine whether or not there is an abnormality particularly in the subsequent sealing process.
上述したように、速度偏差の相関係数は、指令値（速度指令）とフィードバック値（実績値）とのかい離度合いを示すものである。異物の噛み込みがない場合には、ローター１０および２０の回転を阻害するものはないので、フィードバック値は指令値により追従するため、相関係数は相対的に高い値を示す。これに対して、異物の噛み込みがある場合には、ローター１０および２０の回転を阻害するものが存在し、フィードバック値の指令値に対する追従度合いは低下するため、相関係数は相対的に低い値を示す。
As described above, the correlation coefficient of the speed deviation indicates the degree of separation between the command value (speed command) and the feedback value (actual value). When there is no foreign matter bite, there is nothing that inhibits the rotation of the
このように、本実施の形態の制御装置１００は、ゾーン３での異状の発生を、当該ゾーンでの速度偏差の相関係数に基づいて判断する。なお、図９に示す速度偏差の相関係数に対する判断基準（典型的には、しきい値）については、いくつかの正常時の測定結果を予め取得しておき、それらの結果から決定することができる。
Thus, the
なお、ゾーン３での異状の有無については、上述の速度偏差の相関係数に加えて、またはそれに代えて、（ａ）速度偏差の（ゾーン内での）最小値、（ｂ）トルク実績値の（ゾーン内での）最大値、（ｃ）トルク実績値の（ゾーン内での）積分値を用いてもよい。これらの特性値の詳細については、ゾーン１に関する記載においてその詳細を説明したので、ここでは繰返さない。
Regarding the presence or absence of abnormality in
（４）異状発生のゾーン特定
上述したように、本実施の形態の制御装置１００は、ゾーン特有の特性値を用いて、ゾーン毎に異状の有無を判断できる。そのため、ゾーン毎の判断結果を用いて、いずれのゾーンで異状が発生しているかを特定するようにしてもよい。すなわち、制御装置１００は、ヒーター１５および２５（あるいは、ヒーター１６および２６）が包装体４に接触している区間内にあるときのサーボドライバ１９および２９の状態値に基づく特性値が第１の判断基準を満たしているか否かと、カッター１７および２７が包装体４に接触している区間内にあるときのサーボドライバ１９および２９の状態値に基づく特性値が第２の判断基準を満たしているか否かとの組み合わせに基づいて、異状の有無を判断してもよい。
(4) Identification of anomaly occurrence zone As described above, the
例えば、ゾーン１において異状が発生していると判断されたが、ゾーン２および３においては、異状が発生していないと判断された場合には、先行の個別包装体６のシール部にのみ異物が噛み込んでいるが、それに引き続く後続の個別包装体６のシール部は適切に処理されていると判断できる。そのため、先行の個別包装体６のみを不良品として除外するような後処理を適用できる。
For example, if it is determined that an abnormality has occurred in
あるいは、ゾーン３において異状が発生していると判断されたが、ゾーン１および２においては、異状が発生していないと判断された場合には、先行の個別包装体６のシール部は適切に処理されているが、それに引き続く後続の個別包装体６のシール部には異物が噛み込んでいると判断できる。そのため、後続の個別包装体６のみを不良品として除外するような後処理を適用できる。
Alternatively, if it is determined that an abnormality has occurred in
＜Ｆ．処理手順＞
次に、本実施の形態の制御装置１００において実行される処理手順について説明する。図１５は、本実施の形態の制御装置１００において実行される処理手順を示すフローチャートである。図１５に示す各ステップは、典型的には、制御装置１００のプロセッサ１０２がシステムプログラム１１０およびユーザプログラム１１２（図３）を実行することで、実現される。但し、全ステップまたは一部のステップを別のデバイスを用いて実現してもよい。例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などのハード回路を用いて実現してもよい。
<F. Processing procedure>
Next, a processing procedure executed in the
図１５を参照して、包装機２の運転が指示されると、制御装置１００は、サーボモータ１８および２８をそれぞれ回転駆動するためのサーボドライバ１９および２９に対して与えられる指令値を、所定周期毎に算出する（ステップＳ１０）。この指令値は、ユーザプログラム１１２に含まれるモーションプログラム１１２Ｂによって生成されてもよい。一般的に、包装体４の搬送速度は一定に維持され、個別包装体６の長さは、ローター１０および２０の回転速度パターンによって調整される。すなわち、ローター１０および２０の回転速度は、回転位置（位相／回転角度）についての多次元関数として表現される。
Referring to FIG. 15, when the operation of
また、制御装置１００は、生成した指令値とともに、包装機２からの実績値を所定周期毎に収集して格納する（ステップＳ１２）。包装機２からの実績値は、ローター１０および２０の回転位置ならびにサーボドライバ１９および２９の状態値を含む。
Moreover, the
ステップＳ１０およびＳ１２の処理と並行して、制御装置１００は、ローター１０および２０の回転位置に基づいて、ローター１０および２０がゾーン１に到達したか否かを判断する（ステップＳ２０）。ローター１０および２０がゾーン１に到達していなければ（ステップＳ２０においてＮＯ）、ステップＳ２０の処理が繰返される。ローター１０および２０がゾーン１に到達すると（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、制御装置１００は、収集されている指令値と速度実績値との差分（速度偏差）を算出するとともに、速度偏差の相関係数を算出する（ステップＳ２２）。
In parallel with the processing of steps S10 and S12,
そして、制御装置１００は、ローター１０および２０がゾーン１外に到達したか否かを判断する（ステップＳ２４）。ローター１０および２０がゾーン１外に到達していなければ（ステップＳ２４においてＮＯ）、ステップＳ２２の処理が繰返される。
Then,
ローター１０および２０がゾーン１外に到達していれば（ステップＳ２４においてＹＥＳ）、制御装置１００は、ステップＳ２２において算出した速度偏差の相関係数に基づいて、ゾーン１における異状発生の有無を判断する（ステップＳ２６）。
If
続いて、制御装置１００は、ローター１０および２０の回転位置に基づいて、ローター１０および２０がゾーン２に到達したか否かを判断する（ステップＳ３０）。ローター１０および２０がゾーン２に到達していなければ（ステップＳ３０においてＮＯ）、ステップＳ３０の処理が繰返される。ローター１０および２０がゾーン２に到達すると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、制御装置１００は、ゾーン２での異状発生を検出するための特性値の算出を開始する（ステップＳ３２）。ゾーン２での異状発生を検出するための特性値としては、上述したように、切断処理後の速度偏差の最大値、切断処理後のトルク実績値の最小値、速度実績値が最大となる回転位置、および、トルク実績値が最大となる回転位置の少なくとも１つを含む。
Subsequently,
そして、制御装置１００は、ローター１０および２０がゾーン２外に到達したか否かを判断する（ステップＳ３４）。ローター１０および２０がゾーン２外に到達していなければ（ステップＳ３４においてＮＯ）、ステップＳ３２の処理が繰返される。
Then,
ローター１０および２０がゾーン２外に到達していれば（ステップＳ３４においてＹＥＳ）、制御装置１００は、ステップＳ３２において算出した特性値に基づいて、ゾーン２における異状発生の有無を判断する（ステップＳ３６）。
If
続いて、制御装置１００は、ローター１０および２０の回転位置に基づいて、ローター１０および２０がゾーン３に到達したか否かを判断する（ステップＳ４０）。ローター１０および２０がゾーン３に到達していなければ（ステップＳ４０においてＮＯ）、ステップＳ４０の処理が繰返される。ローター１０および２０がゾーン３に到達すると（ステップＳ４０においてＹＥＳ）、制御装置１００は、収集されている指令値と速度実績値との差分（速度偏差）を算出するとともに、速度偏差の相関係数を算出する（ステップＳ４２）。
Subsequently,
そして、制御装置１００は、ローター１０および２０がゾーン３外に到達したか否かを判断する（ステップＳ４４）。ローター１０および２０がゾーン３外に到達していなければ（ステップＳ４４においてＮＯ）、ステップＳ４２の処理が繰返される。
Then,
ローター１０および２０がゾーン３外に到達していれば（ステップＳ４４においてＹＥＳ）、制御装置１００は、ステップＳ４２において算出した速度偏差の相関係数に基づいて、ゾーン３における異状発生の有無を判断する（ステップＳ４６）。
If
そして、制御装置１００は、各ゾーンにおける異状発生の有無を用いて、最終的な判断結果を出力する（ステップＳ４８）。
And the
包装機２の停止が指示されるまで、ステップＳ１０およびＳ１２、ならびに、Ｓ２０〜Ｓ４８の処理が繰返し実行される。
Until the stop of the
＜Ｇ．ライブラリプログラムおよびユーザプログラム＞
次に、本実施の形態の制御装置１００が上述したような異物の噛み込みを検出する処理の一実装例について説明する。一実装例として、制御装置１００には、異物の噛み込みを検出する処理に適したライブラリプログラム１１０Ａが予め用意される。包装機２のメーカやベンダーの開発者は、サポート装置２００などを用いて、包装機２を制御するためのユーザプログラム１１２として、ライブラリプログラム１１０Ａを適宜呼び出すようなコード（ラダープログラム）を作成する。制御装置１００のメーカやサードパーティなどが、後述するような機能を有するライブラリプログラム１１０Ａを予め提供しておくことで、より短い時間で、異物の噛み込みを検出する処理を含むユーザプログラム１１２を作成することができる。すなわち、ライブラリプログラム１１０Ａは、ローター１０，２０を回転駆動するサーボドライバ１９，２９を制御するための制御装置１００でのプログラム実行に用いられる。
<G. Library programs and user programs>
Next, a description will be given of an implementation example of the process in which the
図１６は、本実施の形態の制御装置１００で実行されるユーザプログラム１１２の一例を示す図である。図１６には、異物の噛み込みを検出する処理に関連する部分を示す。図１６を参照して、ユーザプログラム１１２は、ラダープログラムの形式で定義されており、主として、ゾーン検出ファンクションブロック１６０と、特性値算出ファンクションブロック１７０と、しきい値判断ファンクションブロック１８０，１９０とを含む。これらのファンクションブロックの一部または全部は、その実行順序が到来すると、対応するライブラリプログラム１１０Ａ（または、ライブラリプログラム１１０Ａの対応するコード）を呼び出して実行することを指定するための命令である。言い換えれば、各ファンクションブロックに対応するプログラム実体であるライブラリプログラム１１０Ａが予め用意されており、プロセッサ１０２（図３）は、プログラムに従って、ライブラリプログラム１１０Ａを適宜呼び出して実行することになる。以下、各ファンクションブロックの機能について説明する。
FIG. 16 is a diagram illustrating an example of the
（ｇ１：ゾーン検出ファンクションブロック）
ゾーン検出ファンクションブロック１６０は、ローター１０の回転位置から、包装体４のシールされた部分における異状の有無を判断するゾーンを検出する。ローター１０の回転位置が予め指定された範囲内にある間、ゾーン中信号（ＺＳ＿ＩｎＺｏｎｅ）１６０７は「ＴＲＵＥ」に設定される。すなわち、ゾーン検出ファンクションブロック１６０の入力としては、ローター１０の回転位置（ＭＣ＿Ａｘｉｓ０００）１６０１と、ゾーン開始位置（ＺＳ＿ＦｉｒｓｔＰｏｓ）１６０３と、ゾーン終了位置（ＺＳ＿ＬａｓｔＰｏｓ）１６０４とが規定されている。ローター１０の回転位置（ＭＣ＿Ａｘｉｓ０００）１６０１として、サーボドライバ１９（または、ローター１０の回転軸に取付けられたエンコーダ）からの情報が所定のサンプル周期で取込まれて反映される。ゾーン開始位置（ＺＳ＿ＦｉｒｓｔＰｏｓ）１６０３およびゾーン終了位置（ＺＳ＿ＬａｓｔＰｏｓ）１６０４には、予め設定された固定値または変数値が用いられる。これらの値は、異状の有無を判断する対象となるゾーンの範囲を定義する。ローター１０の回転位置（ＭＣ＿Ａｘｉｓ０００）１６０１がゾーン開始位置（ＺＳ＿ＦｉｒｓｔＰｏｓ）１６０３からゾーン終了位置（ＺＳ＿ＬａｓｔＰｏｓ）１６０４の範囲内にあれば、ゾーン中信号（ＺＳ＿ＩｎＺｏｎｅ）１６０７が「ＴＲＵＥ」に遷移され、そうでなければ「ＦＡＬＳＥ」に維持される。すなわち、ローター１０の回転位置が特定の区間内または位置にある間のみ、ゾーン中信号（ＺＳ＿ＩｎＺｏｎｅ）１６０７が「ＴＲＵＥ」に設定される。
(G1: Zone detection function block)
The zone
ゾーン検出ファンクションブロック１６０の入力としては、さらに、有効化信号１６０２および位置種別選択信号（ＺＳ＿ＲｅｆｅｒｅｎｃｅＴｙｐｅ）１６０５が規定されている。有効化信号１６０２には、ゾーン監視有効信号（ＺＳ＿Ｅｎ）１６２０が入力されており、ゾーン監視有効信号（ＺＳ＿Ｅｎ）１６２０が「ＴＲＵＥ」の間だけ、ゾーン検出ファンクションブロック１６０のゾーン検出の判断が繰返し実行されることになる。位置種別選択信号（ＺＳ＿ＲｅｆｅｒｅｎｃｅＴｙｐｅ）１６０５は、ローター１０の回転位置（ＭＣ＿Ａｘｉｓ０００）１６０１の種別を指定する。
As inputs of the zone
ゾーン検出ファンクションブロック１６０の出力としては、有効化信号１６０６と、実行中信号（ＺＳ＿Ｂｕｓｙ）１６０８と、異常信号（ＺＳ＿Ｅｒｒｏｒ）１６０９と、異常コード（ＺＳ＿ＥｒｒｏｒＩＤ）１６１０が規定されている。有効化信号１６０６からは、有効化信号１６０２の値がそのまま出力される。有効化信号１６０６には、ゾーン監視有効中信号（ＺＳ＿Ｅｎａｂｌｅ）１６３０が接続されている。そのため、ゾーン監視有効中信号（ＺＳ＿Ｅｎａｂｌｅ）１６３０の値は、ゾーン監視有効信号（ＺＳ＿Ｅｎ）１６２０の値と一致することになる。実行中信号（ＺＳ＿Ｂｕｓｙ）１６０８は、ゾーン検出ファンクションブロック１６０での処理中の間、「ＴＲＵＥ」に設定される。異常信号（ＺＳ＿Ｅｒｒｏｒ）１６０９および異常コード（ＺＳ＿ＥｒｒｏｒＩＤ）１６１０は、何らかの演算上の異常が発生した場合に、その発生の有無および内容を示す値のそれぞれを出力する。
As the output of the zone
（ｇ２：特性値算出ファンクションブロック）
特性値算出ファンクションブロック１７０は、主として、データサンプリング機能および指標演算機能を提供する。すなわち、データサンプリング機能は、サーボドライバ１９の状態値を所定周期毎に収集し、指標演算機能は、サーボドライバ１９の状態値に基づく１または複数の特性値を算出する。これらの特性値は、各ゾーンでの異状発生を検出するために用いられる。特に、特性値算出ファンクションブロック１７０は、予め用意された複数の特性値のうち、必要な特性値を任意に選択して算出することができるようになっている。このような選択機能を導入することで、検出対象とする異状および／またはゾーンに応じて、必要な特性値を算出し、必要な判定を行なうというユーザプログラムを容易に作成することができる。
(G2: Characteristic value calculation function block)
The characteristic value
より具体的には、特性値算出ファンクションブロック１７０の入力としては、ローター１０の回転位置（ＭＣ＿Ａｘｉｓ０００．Ａｃｔ．Ｐｏｓ）１７０３と、サーボドライバ１９に対する速度指令（指令値）（ＭＣ＿Ａｘｉｓ０００．Ｃｍｄ．Ｖｅｌ）１７０４と、サーボドライバ１９の速度実績値（フィードバック値）（ＭＣ＿Ａｘｉｓ０００．Ａｃｔ．Ｖｅｌ）１７０５と、ローター１０に発生するトルク実績値（ＭＣ＿Ａｘｉｓ０００．Ａｃｔ．Ｔｒｑ）１７０６とが規定される。これらの値としては、サーボドライバ１９（または、ローター１０の回転軸に取付けられたエンコーダ）からの情報が所定のサンプル周期で取込まれて反映される。指定された特性値毎に、必要な値が取得される。また、特性値算出ファンクションブロック１７０の入力としては、相関係数オフセット（ＣＢＩＶ＿ＣｏｒｒｅｌａｔｉｏｎＰｏｓ）１７０８が規定される。相関係数オフセット（ＣＢＩＶ＿ＣｏｒｒｅｌａｔｉｏｎＰｏｓ）１７０８としては、上述の（１）式で示す、速度偏差の相関係数の初期値が入力される。
More specifically, the input to the characteristic value
特性値算出ファンクションブロック１７０の入力としては、さらに、ゾーン中信号（ＺＳ＿ＩｎＺｏｎｅ）１７０２が規定されており、このゾーン中信号（ＺＳ＿ＩｎＺｏｎｅ）１７０２には、ゾーン検出ファンクションブロック１６０から出力されるゾーン中信号（ＺＳ＿ＩｎＺｏｎｅ）１６０７と同じ値が反映される。特性値算出ファンクションブロック１７０は、ゾーン中信号（ＺＳ＿ＩｎＺｏｎｅ）１７０２の立ち上がりをトリガーとして、サーボドライバ１９の状態値の収集および特性値の算出を開始し、その立ち下がりをトリガーとして、それらを終了する。すなわち、ゾーン中信号（ＺＳ＿ＩｎＺｏｎｅ）１７０２（あるいは、１６０７）は、ローター１０の回転位置が特定の区間内または位置にあることを示す入力情報に相当する。
As an input to the characteristic value
特性値算出ファンクションブロック１７０の入力としては、さらに、指標演算有効信号（ＣＢＩＶ＿ＥｎａｂｌｅＭｏｄｅｓ）１７０３が定義されている。指標演算有効信号（ＣＢＩＶ＿ＥｎａｂｌｅＭｏｄｅｓ）１７０３は、典型的には、ブール型の配列として与えられ、予め用意された複数の特性値のうち、算出対象となる１または複数の特性値を任意に指定する。例えば、１０個の特性値の算出が予め用意されている場合には、配列数が１０個の指標演算有効信号（ＣＢＩＶ＿ＥｎａｂｌｅＭｏｄｅｓ）１７０３が定義される。そして、１０個からなる特性値のセットのうち、１番目および２番目の特性値について算出を有効化する場合には、１番目および２番目の要素の値を「ＴＲＵＥ」に設定し、残りを「ＦＡＬＳＥ」に設定することになる。すなわち、指標演算有効信号（ＣＢＩＶ＿ＥｎａｂｌｅＭｏｄｅｓ）１７０３は、複数の特性値候補のうち算出対象となる１または複数の特性値を指定する入力情報に相当する。
As an input of the characteristic value
特性値算出ファンクションブロック１７０の入力としては、さらに、有効化信号１７０１が規定されている。有効化信号１７０１には、ゾーン監視有効中信号（ＺＳ＿Ｅｎａｂｌｅ）１６３０Ａが入力されており、ゾーン監視有効中信号（ＺＳ＿Ｅｎａｂｌｅ）１６３０Ａが「ＴＲＵＥ」の間だけ、特性値算出ファンクションブロック１７０での特性値の算出が可能になる。
An
特性値算出ファンクションブロック１７０の出力としては、指標演算結果（ＣＢＩＶ＿ＢｉｔｉｎｇＩｎｄｅｘＶａｌｕｅ）１７１５と、サンプルデータ数（ＣＢＩＶ＿ＤａｔａＳｉｚｅ）１７１６とが規定されている。
As the output of the characteristic value
指標演算結果１７１５は、指標演算有効信号（ＣＢＩＶ＿ＥｎａｂｌｅＭｏｄｅｓ）１７０３により指定された、１または複数の特性値を出力するものであり、典型的には、格納した構造体の変数である。指標演算結果１７１５として出力される特性値の各々は、ゾーン中信号（ＺＳ＿ＩｎＺｏｎｅ）１７０２の立ち上がりが生じたタイミングから立ち下がりが生じたタイミングまでの間に収集されたサーボドライバ１９の状態値（およびローター１０の回転位置）に基づいて算出される。すなわち、特性値算出ファンクションブロック１７０は、所定周期毎に収集されるサーボドライバ１９の状態値に基づいて、指標演算有効信号（ＣＢＩＶ＿ＥｎａｂｌｅＭｏｄｅｓ）１７０３（第１の入力情報）により示されるローター１０の回転位置が特定の区間内または位置にあるときの、指標演算有効信号（ＣＢＩＶ＿ＥｎａｂｌｅＭｏｄｅｓ）１７０３（第２の入力情報）により指定される１または複数の特性値を算出する機能を提供する。
The
サンプルデータ数１７１６は、指標演算結果１７１５の算出に用いられたデータ数を示す変数である。サンプルデータ数１７１６の値は、指標（特性値）の算出中、都度更新されることになる。
The number of
特性値算出ファンクションブロック１７０の出力としては、さらに、有効化信号１７０９と、指標演算完了信号（ＣＢＩＶ＿Ｄｏｎｅ）１７１０と、実行中信号（ＣＢＩＶ＿Ｂｕｓｙ）１７１１と、異常信号（ＣＢＩＶ＿Ｅｒｒｏｒ）１７１２と、異常コード（ＣＢＩＶ＿ＥｒｒｏｒＩＤ）１７１３と、拡張異常コード（ＣＢＩＶ＿ＥｒｒｏｒＩＤＥｘ）１７１４とが規定されている。
The output of the characteristic value
有効化信号１７０９からは、有効化信号１７０１の値がそのまま出力される。有効化信号１７０９には、指標演算有効中信号（ＣＢＩＶ＿Ｅｎａｂｌｅ）１７３０が接続されている。そのため、指標演算有効中信号（ＣＢＩＶ＿Ｅｎａｂｌｅ）１７３０の値は、有効化信号１７０９の値と一致することになる。
From the
指標演算完了信号（ＣＢＩＶ＿Ｄｏｎｅ）１７１０は、ある期間の特性値の算出が完了すると「ＴＲＵＥ」に設定され、実行中信号（ＣＢＩＶ＿Ｂｕｓｙ）１７１１は、ある期間の特性値の算出中に「ＴＲＵＥ」に設定される。異常信号（ＣＢＩＶ＿Ｅｒｒｏｒ）１７１２、異常コード（ＣＢＩＶ＿ＥｒｒｏｒＩＤ）１７１３、および拡張異常コード（ＣＢＩＶ＿ＥｒｒｏｒＩＤＥｘ）１７１４は、異状の発生の有無およびその内容を示す値のそれぞれを出力する。 The index calculation completion signal (CBIV_Done) 1710 is set to “TRUE” when the calculation of the characteristic value for a certain period is completed, and the running signal (CBIV_Busy) 1711 is set to “TRUE” during the calculation of the characteristic value for a certain period. Is done. An abnormal signal (CBIV_Error) 1712, an abnormal code (CBIV_ErrorID) 1713, and an extended abnormal code (CBIV_ErrorIDEx) 1714 output the presence / absence of an abnormality and a value indicating the content thereof.
（ｇ３：しきい値判断ファンクションブロック）
しきい値判断ファンクションブロック１８０および１９０は、算出される特性値が予め設定された判断基準が満たされているか否かを判断する機能を提供する。より具体的には、しきい値判断ファンクションブロック１８０および１９０は、算出される特性値と予め設定されたしきい値とを比較し、しきい値を超えている、または、しきい値を下回っている場合には、噛み込み検知フラグ（ＢｉｔｉｎｇＦｌａｇ）１９８を「ＴＲＵＥ」に変化させる。
(G3: Threshold judgment function block)
The threshold determination function blocks 180 and 190 provide a function of determining whether or not the calculated characteristic value satisfies a predetermined determination criterion. More specifically, the threshold value determination function blocks 180 and 190 compare the calculated characteristic value with a preset threshold value, and exceed or fall below the threshold value. If it is, the biting detection flag (BitingFlag) 198 is changed to “TRUE”.
しきい値判断ファンクションブロック１８０は、第１番目の入力値が第２番目の入力値を下回ると、「ＴＲＵＥ」を出力する。しきい値判断ファンクションブロック１８０において、「ＩｎｄｅｘＮｏ」で指定された指標演算結果（ＣＢＩＶ＿ＢｉｔｉｎｇＩｎｄｅｘＶａｌｕｅ［ＩｎｄｅｘＮｏ］）１８０１が第１番目の入力に与えられ、予め設定されたしきい値最小値（ＭｉｎｉｍｕｍＶｌａｕｅ）１８０２が第２番目の入力に与えられる。すなわち、「ＩｎｄｅｘＮｏ」で指定された指標演算結果（ＣＢＩＶ＿ＢｉｔｉｎｇＩｎｄｅｘＶａｌｕｅ［ＩｎｄｅｘＮｏ］）１８０１がしきい値最小値（ＭｉｎｉｍｕｍＶｌａｕｅ）１８０２を下回ると、噛み込み検知フラグ（ＢｉｔｉｎｇＦｌａｇ）１９８を「ＴＲＵＥ」に変化させる。
The threshold
一方、しきい値判断ファンクションブロック１９０は、第１番目の入力値が第２番目の入力値を上回ると、「ＴＲＵＥ」を出力する。しきい値判断ファンクションブロック１９０において、「ＩｎｄｅｘＮｏ」で指定された指標演算結果（ＣＢＩＶ＿ＢｉｔｉｎｇＩｎｄｅｘＶａｌｕｅ［ＩｎｄｅｘＮｏ］）１９０１が第１番目の入力に与えられ、予め設定されたしきい値最大値（ＭａｘｉｍｕｍＶｌａｕｅ）１９０２が第２番目の入力に与えられる。すなわち、「ＩｎｄｅｘＮｏ」で指定された指標演算結果（ＣＢＩＶ＿ＢｉｔｉｎｇＩｎｄｅｘＶａｌｕｅ［ＩｎｄｅｘＮｏ］）１９０１がしきい値最大値（ＭａｘｉｍｕｍＶｌａｕｅ）１９０２を上回ると、噛み込み検知フラグ（ＢｉｔｉｎｇＦｌａｇ）１９８を「ＴＲＵＥ」に変化させる。
On the other hand, the threshold value
しきい値判断ファンクションブロック１８０および１９０は、指標演算完了信号（ＣＢＩＶ＿Ｄｏｎｅ）１７１０Ａが「ＴＲＵＥ」である期間にわたって、有効化され、上述したような判断を行なうことになる。 The threshold value determination function blocks 180 and 190 are enabled over a period in which the index calculation completion signal (CBIV_Done) 1710A is “TRUE”, and the determination as described above is performed.
なお、図１６には、しきい値判断ファンクションブロック１８０および１９０によって、１つの特性値が所定のしきい値範囲にあるか否かを判断する構成を示すが、複数の特性値がそれぞれ判断基準を満たしているか否かを判断する場合には、しきい値判断ファンクションブロックをそれぞれ定義することになる。 FIG. 16 shows a configuration in which the threshold value determination function blocks 180 and 190 determine whether one characteristic value is within a predetermined threshold value range. When it is determined whether or not the above condition is satisfied, threshold value determination function blocks are respectively defined.
（ｇ４：タイムチャート）
図１７は、図１６に示されるユーザプログラム１１２の実行時のタイムチャートを示す図である。図１７を参照して、（ａ）ゾーン中信号（ＺＳ＿ＩｎＺｏｎｅ）が時刻Ｔ１で立ち上がる（「ＦＡＬＳＥ」から「ＴＲＵＥ」に変化する）と、（ｂ）実行中信号（ＺＳ＿Ｂｕｓｙ）が「ＴＲＵＥ」に変化し、サーボドライバ１９の状態値が所定周期毎に収集され始めるとともに、指定された１または複数の指標（特性値）の算出が開始される。このとき、（ｅ）サンプルデータ数（ＣＢＩＶ＿ＤａｔａＳｉｚｅ）の値もデータ収集に応じて都度インクリメントされる。
(G4: Time chart)
FIG. 17 is a diagram showing a time chart when the
その後、（ａ）ゾーン中信号（ＺＳ＿ＩｎＺｏｎｅ）が時刻Ｔ２で立ち下がる（「ＴＲＵＥ」から「ＦＡＬＳＥ」に変化する）と、（ｂ）実行中信号（ＺＳ＿Ｂｕｓｙ）が「ＦＡＬＳＥ」に変化し、サーボドライバ１９の状態値の収集および指標（特性値）の算出が終了する。その後、（ｄ）指標演算結果（ＣＢＩＶ＿ＢｉｔｉｎｇＩｎｄｅｘＶａｌｕｅ）が出力（更新）される。併せて、（ｃ）指標演算完了信号（ＣＢＩＶ＿Ｄｏｎｅ）が「ＴＲＵＥ」に変化し、指標演算結果の更新が通知される。 Thereafter, (a) when the zone in-zone signal (ZS_InZone) falls at time T2 (changes from “TRUE” to “FALSE”), (b) the in-execution signal (ZS_Busy) changes to “FALSE” and the servo driver The collection of the 19 state values and the calculation of the index (characteristic value) are completed. Thereafter, (d) an index calculation result (CBIV_BitingIndexValue) is output (updated). At the same time, (c) the index calculation completion signal (CBIV_Done) changes to “TRUE”, and the update of the index calculation result is notified.
（ｇ５：指標演算結果の候補）
上述したように、特性値算出ファンクションブロック１７０には、予め複数の指標（特性値）を算出するための機能が用意されており、これらの複数の指標（特性値候補）のうち、指標演算有効信号（ＣＢＩＶ＿ＥｎａｂｌｅＭｏｄｅｓ）によって指定される１または複数の指標（特性値）について算出処理が有効化される。
(G5: Index calculation result candidate)
As described above, the characteristic value
これらの複数の指標（特性値候補）と、指標演算有効信号（ＣＢＩＶ＿ＥｎａｂｌｅＭｏｄｅｓ）のＣＢＩＶ＿ＥｎａｂｌｅＭｏｄｅｓ［０］〜ＣＢＩＶ＿ＥｎａｂｌｅＭｏｄｅｓ［８］との関係は、例えば、以下の表のようになっている。 The relationship between these plural indexes (characteristic value candidates) and the CBIV_EnableModes [0] to CBIV_EnableModes [8] of the index calculation valid signal (CBIV_EnableModes) is as shown in the following table, for example.
例えば、ＣＢＩＶ＿ＥｎａｂｌｅＭｏｄｅｓ＝（０，１，０，１，０，０，１，１，１）と設定すれば、配列番号が［１］，［３］，［６］，［７］，［８］の要素の算出が有効化される。 For example, if CBIV_EnableModes = (0, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 1) is set, the array numbers are [1], [3], [6], [7], [8]. The calculation of the elements of is enabled.
上述した指標（特性値）のすべてを算出対象の候補として、予め用意しておくことが好ましいが、上述したように、いずれかのゾーンにおける異状の有無を判断するためには、上表中の太枠で囲った指標（特性値）の少なくとも一部のみを用意しておけばよい。すなわち、特性値算出ファンクションブロック１７０に予め用意される複数の特性値候補としては、以下の指標（特性値）のうちの少なくとも一部（複数）を含めばよい。
It is preferable to prepare all of the above-described indices (characteristic values) as candidates for calculation, but as described above, in order to determine whether there is an abnormality in any of the zones, It is sufficient to prepare at least a part of the index (characteristic value) surrounded by a thick frame. That is, the plurality of characteristic value candidates prepared in advance in the characteristic value
［１］サーボドライバ１９に対する速度指令とローター１０の速度実績値との差分（速度偏差）の最大値
［３］ローター１０に発生するトルク実績値の最小値
［６］サーボドライバ１９に対する速度指令とローター１０の速度実績値との差分（速度偏差）が最大となるローター１０の回転位置（位相／回転角度）
［７］ローター１０に発生するトルク実績値が最大となるローター１０の回転位置（位相／回転角度）
［８］サーボドライバ１９に対する速度指令とローター１０の速度実績値との差分についての相関係数
（ｇ６：その他の実装形態）
図３に示す構成例においては、ユーザプログラム１１２が動的にリンクして利用する、いわゆるダイナミックリンクライブラリの形でライブラリプログラム１１０Ａが存在しているが、これに代えて、ユーザプログラム１１２と静的にリンクする、いわゆるシンボリックリンクライブラリの形として実装してもよい。シンボリックリンクライブラリの場合には、一般的には、ソースコードの形で実現されるので、ユーザプログラム１１２にソースコードのまま、あるいは、オブジェクトコードに変換した上で、組み込むことになる。そのため、ライブラリプログラムの実体は、制御装置１００に存在する場合もあるし、サポート装置２００に存在する場合もある。あるいは、両方の装置に存在する場合もあり得る。
[1] Maximum value of difference (speed deviation) between speed command for
[7] Rotation position (phase / rotation angle) of the
[8] Correlation coefficient for the difference between the speed command for the
In the configuration example shown in FIG. 3, the
なお、「ライブラリプログラム」との名称にとらわれることなく、本件の特許請求の範囲に記載の文言からその技術的意義が解釈されるべきである。例えば、「ライブラリプログラム」は、「サブルーチンプログラム」や単に「ライブラリ」と称されることもあるが、いずれも本件にかかる「ライブラリプログラム」が包含する範囲である。 It should be noted that the technical significance should be interpreted from the words described in the claims of the present invention without being bound by the name “library program”. For example, the “library program” may be referred to as “subroutine program” or simply “library”, but both are included in the “library program” according to the present invention.
（ｇ７：利点）
上述したような特性値算出ファンクションブロック１７０およびそれを実現するためのライブラリプログラム１１０Ａが提供されることで、作成工数をかけることなく、ユーザプログラムをより簡単に作成できる。特に、異状の有無を判断するために用いられる指標（特性値）のうち、必要なものを自在に選択して算出できるので、用途に応じて、柔軟にユーザプログラムを作成できる。
(G7: Advantage)
By providing the characteristic value
また、算出される指標（特性値）は、上述したように、本願発明者の鋭意努力により得られた知見に基づくものであるが、本願発明者と同様の知見や知識を有していないユーザであっても、より精度の高い異状検知できる機能を容易に実装できる。 Further, as described above, the calculated index (characteristic value) is based on the knowledge obtained through the diligent efforts of the inventor of the present application, but the user does not have the same knowledge or knowledge as the inventor of the present application. Even so, it is possible to easily implement a function that can detect abnormality with higher accuracy.
＜Ｈ．結論＞
本実施の形態の制御装置１００は、ローター１０および２０の回転位置が特定の区間内または位置にあるときサーボドライバ１９および２９の状態値（典型的には、上述したゾーン毎に算出される特性値）に基づいて、包装体４のシールされた部分における異状（典型的には、異物の噛み込みやシール不良）の有無を判断する。すなわち、異状の発生に対してセンシティブなゾーン毎の特性値を用いることで、包装機における異物の噛み込みやシールの良否の判定をより高い精度で検出できる。
<H. Conclusion>
The
本実施の形態のサポート装置２００は、知識の乏しい設計者であっても、包装機における異物の噛み込みやシールの良否の判定をより高い精度で検出するためのユーザプログラムを容易に実装することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
１ システム、２ 包装機、４ 包装体、５ 被包装物、６ 個別包装体、８ ベルトコンベヤー、１０ ローター、１２ 回転軸、１４，２４ 処理機構、１５，１６，２５，２６ ヒーター、１７，２７ カッター、１８，２８ サーボモータ、１９，２９ サーボドライバ、１００ 制御装置、１０２ プロセッサ、１０４ チップセット、１０６ メインメモリ、１０８ フラッシュメモリ、１１０ システムプログラム、１１２ ユーザプログラム、１１２Ａ シーケンスプログラム、１１２Ｂ モーションプログラム、１１６ 外部ネットワークコントローラ、１１８ メモリカードインターフェイス、１２０ メモリカード、１２２ 内部バスコントローラ、１２４ フィールドバスコントローラ、１２６，１２８ Ｉ／Ｏユニット、１３０ フィールドバス、１５０ データ収集モジュール、１５２ バッファ、１５４ 判断モジュール、１５６ 出力モジュール、１６０ ゾーン検出ファンクションブロック、１７０ 特性値算出ファンクションブロック、１８０，１９０ しきい値判断ファンクションブロック、２００ サポート装置。 1 System, 2 Packaging Machine, 4 Packaging, 5 Package, 6 Individual Packaging, 8 Belt Conveyor, 10 Rotor, 12 Rotating Shaft, 14, 24 Processing Mechanism, 15, 16, 25, 26 Heater, 17, 27 Cutter, 18, 28 Servo motor, 19, 29 Servo driver, 100 Controller, 102 Processor, 104 Chipset, 106 Main memory, 108 Flash memory, 110 System program, 112 User program, 112A Sequence program, 112B Motion program, 116 External network controller, 118 memory card interface, 120 memory card, 122 internal bus controller, 124 field bus controller, 126, 128 I / O unit, 130 Yield bus, 150 data collection module, 152 buffer, 154 judgment module, 156 output module, 160 zone detection function block, 170 characteristic value calculation function block, 180, 190 threshold judgment function block, 200 support device.
Claims (7)
前記ローターの回転位置と前記ドライバの状態値とを、所定周期毎に収集する収集手段と、
前記収集手段によって収集される情報のうち、前記ローターの回転位置が特定の区間内または位置にあるときの前記ドライバの状態値に基づいて、前記包装体のシールされた部分における異状の有無を判断する判断手段とを備え、
前記ローターは、その外周面上に配置された、前記包装体をシールするための少なくとも１つのヒーターと、前記包装体を切断するためのカッターとを含み、
前記判断手段は、前記ヒーターが前記包装体に接触している区間内にあるときの前記ドライバの状態値に基づく特性値が第１の判断基準を満たしているか否かと、前記カッターが前記包装体に接触している区間内にあるときの前記ドライバの状態値に基づく特性値が第２の判断基準を満たしているか否かとの組み合わせに基づいて、異状の有無を判断する、制御装置。 A control device for controlling a packaging machine that sequentially seals and cuts a package transported in a first direction with a rotor, wherein the rotor is tangent to an outer periphery at a position in contact with the package. The direction is arranged so as to coincide with the first direction and is driven to rotate by a driver.
A collecting means for collecting the rotational position of the rotor and the state value of the driver at predetermined intervals;
Based on the state value of the driver when the rotational position of the rotor is in a specific section or position among the information collected by the collecting means, it is determined whether there is an abnormality in the sealed portion of the package. and a determination means for,
The rotor includes at least one heater for sealing the package body, and a cutter for cutting the package body, which are disposed on an outer peripheral surface of the rotor.
The determination means includes: determining whether a characteristic value based on a state value of the driver when the heater is in a section in contact with the package satisfies a first determination criterion; A control device that determines the presence or absence of an abnormality based on a combination of whether or not the characteristic value based on the state value of the driver when in a section that is in contact with the second condition satisfies the second determination criterion .
前記カッターによる切断処理後の前記ドライバに対する速度指令と前記ローターの速度実績値との差分の最大値、
前記カッターによる切断処理後の前記ローターに発生するトルク実績値の最小値、
前記ローターの速度実績値が最大となる前記ローターの回転位置、および
前記ローターに発生するトルク実績値が最大となる前記カッターの回転位置、
のうち少なくとも１つを算出する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の制御装置。 As the characteristic value based on the state value of the driver when the cutter is in a section where the cutter is in contact with the package,
The maximum value of the difference between the speed command for the driver after the cutting process by the cutter and the actual speed value of the rotor,
The minimum value of the actual torque value generated in the rotor after the cutting process by the cutter;
The rotational position of the rotor where the actual speed value of the rotor is maximum, and the rotational position of the cutter where the actual torque value generated in the rotor is maximum,
The control device according to any one of claims 1 to 3 , wherein at least one of them is calculated.
前記プログラムには、前記ローターの回転位置が特定の区間内または位置にあることを示す第１の入力情報と、複数の特性値候補のうち算出対象となる１または複数の特性値を指定する第２の入力情報とが定義されており、
前記制御装置は、所定周期毎に前記ドライバの状態値を収集し、前記第１の入力情報により示される前記ローターの回転位置が特定の区間内または位置にあるときの、前記第２の入力情報により指定される１または複数の特性値を算出し、
前記複数の特性値候補は、
前記ドライバに対する速度指令と前記ローターの速度実績値との差分の最大値、
前記ローターに発生するトルク実績値の最小値、
前記ドライバに対する速度指令と前記ローターの速度実績値との差分が最大となる前記ローターの回転位置、
前記ローターに発生するトルク実績値が最大となる前記ローターの回転位置、および 前記ドライバに対する速度指令と前記ローターの速度実績値との差分についての相関係数、
のうち少なくとも２つを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の制御装置。 The control device is configured to control a driver that rotationally drives the rotor by executing a program using a library program,
The program designates first input information indicating that the rotational position of the rotor is within a specific section or position, and one or more characteristic values to be calculated among a plurality of characteristic value candidates. 2 input information is defined,
The control device collects state values of the driver at predetermined intervals, and the second input information when the rotational position of the rotor indicated by the first input information is within a specific section or position. Calculate one or more characteristic values specified by
The plurality of characteristic value candidates are:
The maximum difference between the speed command for the driver and the actual speed value of the rotor,
The minimum value of the actual torque value generated in the rotor,
The rotational position of the rotor at which the difference between the speed command for the driver and the actual speed value of the rotor is maximized,
The rotational position of the rotor where the actual torque value generated in the rotor is maximized, and the correlation coefficient for the difference between the speed command for the driver and the actual speed value of the rotor,
The control device according to any one of claims 1 to 4, comprising at least two of the above .
前記包装体に接する位置での外周の接線方向が前記第１の方向と一致するように配置される前記ローターを回転駆動するドライバと、
前記ローターの回転位置と前記ドライバの状態値とを、所定周期毎に収集する収集手段と、
前記収集手段によって収集される情報のうち、前記ローターの回転位置が特定の区間内または位置にあるときの前記ドライバの状態値に基づいて、前記包装体の処理された部分における異状の有無を判断する判断手段とを備え、
前記ローターは、その外周面上に配置された、前記包装体をシールするための少なくとも１つのヒーターと、前記包装体を切断するためのカッターとを含み、
前記判断手段は、前記ヒーターが前記包装体に接触している区間内にあるときの前記ドライバの状態値に基づく特性値が第１の判断基準を満たしているか否かと、前記カッターが前記包装体に接触している区間内にあるときの前記ドライバの状態値に基づく特性値が第２の判断基準を満たしているか否かとの組み合わせに基づいて、異状の有無を判断する、システム。 A packaging machine for sequentially performing at least one of sealing and cutting the package conveyed in the first direction by a rotor;
A driver that rotationally drives the rotor arranged so that a tangential direction of an outer periphery at a position in contact with the package matches the first direction;
A collecting means for collecting the rotational position of the rotor and the state value of the driver at predetermined intervals;
Based on the status value of the driver when the rotational position of the rotor is in a specific section or position, among the information collected by the collecting means, it is determined whether there is an abnormality in the processed part of the package and a determination means for,
The rotor includes at least one heater for sealing the package body, and a cutter for cutting the package body, which are disposed on an outer peripheral surface of the rotor.
The determination means includes: determining whether a characteristic value based on a state value of the driver when the heater is in a section in contact with the package satisfies a first determination criterion; A system for determining whether there is an abnormality based on a combination of whether or not a characteristic value based on a state value of the driver when in a section in contact with the vehicle satisfies a second determination criterion .
前記ローターの回転位置が特定の区間内または位置にあることを示す第１の入力情報と、複数の特性値候補のうち算出対象となる１または複数の特性値を指定する第２の入力情報とを受け付ける機能と、
所定周期毎に収集される前記ドライバの状態値に基づいて、前記第１の入力情報により示される前記ローターの回転位置が特定の区間内または位置にあるときの、前記第２の入力情報により指定される１または複数の特性値を算出する機能とを備え、
前記複数の特性値候補は、
前記ドライバに対する速度指令と前記ローターの速度実績値との差分の最大値、
前記ローターに発生するトルク実績値の最小値、
前記ドライバに対する速度指令と前記ローターの速度実績値との差分が最大となる前記ローターの回転位置、
前記ローターに発生するトルク実績値が最大となる前記ローターの回転位置、および 前記ドライバに対する速度指令と前記ローターの速度実績値との差分についての相関係数、
のうち少なくとも２つを含む、ライブラリプログラム。 A library program used for program execution in the control device according to claim 1 ,
First input information indicating that the rotational position of the rotor is within a specific section or position, and second input information for designating one or more characteristic values to be calculated among a plurality of characteristic value candidates; A function to accept
Designated by the second input information when the rotational position of the rotor indicated by the first input information is within a specific section or position based on the state value of the driver collected every predetermined period A function of calculating one or more characteristic values to be
The plurality of characteristic value candidates are:
The maximum difference between the speed command for the driver and the actual speed value of the rotor,
The minimum value of the actual torque value generated in the rotor,
The rotational position of the rotor at which the difference between the speed command for the driver and the actual speed value of the rotor is maximized,
The rotational position of the rotor where the actual torque value generated in the rotor is maximized, and the correlation coefficient for the difference between the speed command for the driver and the actual speed value of the rotor,
A library program comprising at least two of the above.
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