JPH0116740B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、包装機の駆動機構を簡略化して製
造工程およびコストの低減を図り得ると共に、被
包装物の仕様変更に伴う速度等の可変調節を迅速
かつ容易になし得る包装機の駆動系制御装置に関
するものである。

従来技術 例えば、製袋器により筒状に成形され、水平に
給送されるフイルム等の包装資材中に被包装物を
順次供給すると共に、前記被包装物を封入した筒
状包装資材における長手方向端縁部の重合面に縦
シールを施し、更に筒状包装資材の被包装物を挾
む前後に夫々横シールおよび切断を施して、三方
シールの施された包装体（横ピロー）を連続的に
製造する横型製袋充填包装機が、一般に広く知ら
れている。なお、筒状包装資材における長手方向
の端縁部重合面に施される縦シールを一般に「セ
ンターシール」と称し、包装資材の給送方向に対
し交差する方向に施されるシールを「エンドシー
ル」と称するので、本明細書ではこの用語に従
う。

前述した横型製袋充填包装機は、被包装物を供
給するコンベヤ、包装資材を繰出して給送するロ
ール、その他包装資材にエンドシールを施すシー
ル体等の各種作動機構を備えている。そして、従
来の横型製袋充填包装機における駆動系では、１
基の主モータを共通の駆動源とし、この単一のモ
ータより各動力伝達機構を介して、前記多数の作
動機構を駆動する構成となつている。

すなわち、第４図に平面図として概略的に示す
横型製袋充填包装機の駆動系は、１基の主モータ
１０からの動力伝達がなされる２つの駆動系統に
分かれている。その１つは、物品供給コンベヤ１
２およびエンドシール機構１４に対する駆動系で
あつて、主モータ１０からの動力は、主軸１６お
よびチエン・スプロケツト等の動力伝達要素を介
して、供給コンベヤ１２の駆動軸１８およびエン
ドシール機構１４の駆動軸２０に夫々分岐伝達さ
れ、各対応機構をその要求速度で駆動する構成に
なつている。他の１つは、包装資材の送り駆動系
であつて、原反ロール（図示せず）から包装資材
を繰出すための繰出しロール２２の駆動軸２４
を、タイミングベルトおよびプーリ等の動力伝達
要素を介して駆動し、該包装資材を図示しない製
袋器に送り込むものである。なお、筒状に成形さ
れた成形資材の長手方向の端縁部重合面を挾圧
し、下流側への送りを与える１対のロール４４，
４４および該重合面にセンターシールを施す１対
のロール４６，４６への駆動も、前記包装資材の
送り駆動系から分岐した動力によりなされる。

この場合に、被包装物の供給コンベヤ１２に
は、該被包装物を一定間隔に位置決めするアタツ
チメントの１ピツチ当りの運行と、エンドシール
機構１４における回転シール体２６，２６が１回
転（各回転軸に１つのシール体が装着されている
場合）するタイミングとが合致する速度設定がな
される。しかるに前記シール体２６，２６は、そ
の１回転に際して、少くとも包装資材に接してエ
ンドシール（および切断）を施している区間にお
いて、前記包装資材の供給速度と同期させ、その
エンドシール（および切断）が終了した後は、次
のシール作業を待機するために増速回転される必
要がある。このように、前記シール体２６，２６
は不等速運動を行なうので、偏心クランク等の複
雑な機構からなる不等速機構２８を設け、これを
パイロツトモータ２９により駆動して速度調節す
る構成が採用されている。

また、前記エンドシール機構１４により、包装
資材にエンドシールおよび切断を施す際には、そ
のシール・切断位置が、当該包装資材に印刷され
た各種模様から外れるよう定位置に制御する必要
がある。そこで、包装資材に予め印刷されたレジ
マークをセンサにより検出し、その検出タイミン
グと、エンドシール機構１４の駆動軸２０に関係
的に設けたタイミングカム３０に協働する光電セ
ンサ３２からの検出値とを比較して、図示の変速
プーリ３４および差動歯車機構３８の各パイロツ
トモータ３６，４０の正逆制御を行なつて、包装
資材の供給速度を変化させる複雑な機構が採用さ
れている。なお、前記タイミングカム３０の設定
は、パイロツトモータ４２により自動的になさ
れ、また包装完了後の各包装体を搬出する排出コ
ンベヤ４８も、前記の主モータ１０からの分岐動
力により駆動される。

なお、前述した純機械的な構成に係る従来の包
装機に内在している欠点を克服するものとして、
特開昭54−49292号公報に係る発明「包装機にお
ける包装用フイルムおよび被包装物の送り速度制
御装置」が存在する。

発明が解決しようとする課題 前述した従来技術に係る横型製袋充填包装機で
は、共通のモータから多くの作動機構に向けて動
力を伝達すると共に、各作動部の速度を差動歯車
機構や不等速機構等により変化させるようになつ
ているので、構成が極めて複雑となり、組立に多
くの手間と時間とを要し、複雑な機械的構成に起
因して故障を頻発する原因となつている。しか
も、パイロツトモータによる自動調節機構の採用
は、製造コストを高騰させる要因となつている。

更に、被包装物を異なる仕様の寸法に変更する
場合は、その都度、エンドシール機構１４に付設
した不等速機構２８のクランク偏心量を調節し、
シール体２６，２６の速度を変化させる必要があ
る。しかし大幅な変更は機械的に困難であり、し
かも調節に多くの時間を要するので、迅速な瞬時
の変更はなし得ない。例えば、長尺の被包装物を
封入した包装資材を低速で繰出し、これにエンド
シールおよび切断を施すことは、従来の機械的構
成では極めて難かしい。

また、シール体２６，２６の不等速運動を、変
速機構により機械的に得ているため、シールおよ
び切断を施す区間で前記包装資材の供給速度と正
確に同期させることも困難である。加えて、前記
の印刷模様合せも、包装資材や被包装物の仕様変
更に伴い再調節する必要があるが、同じく大幅な
変更は機械的に不可能である。

これに関連して、前述した特開昭54−49292号
に係る発明は、「シール装置の駆動系の適宜位置
から取出した回転力を無段変速機構に入力し、こ
の変速機構の出力側の回転速度を検出機構により
パルス信号として検出し、このパルス信号を分周
回路に入力し、該分周回路の出力パルスをパルス
モータに入力し、該パルスモータにより送り装置
を駆動する」よう構成したことを主たる内容とし
ている。すなわち、該公報の第２図からも明らか
な如く、フイルムをシール装置に送込むコンベ
ヤ等の送り装置の駆動源としてパルスモータを使
用し、またシール装置駆動用に誘導電動機を使
用し、このパルスモータを前記の誘導電動機に従
属させる制御を行なうものである。

しかし、この先願発明の如く、エンドシール駆
動用モータを基準とする場合、シール体は１回転
する間に可変速調整可能である必要があり、この
ように回転速度が変動するモータを基準として、
フイルムをシール装置に送込む機構の駆動モータ
を従属させることは極めて困難である。すなわ
ち、製袋充填包装機では、被包装物は上流側から
所要のタイミングで順次給送されてくるが、例え
ば包装袋体のカツトピツチに変更を生ずると、エ
ンドシール機構の回転数も当然異なつてくる。そ
して、先願発明のようにエンドシール機構のモー
タを基準とすると、更に上流での物品供給用コン
ベヤや、該コンベヤに物品を移載する供給装置等
の作動タイミングも変更させる必要を生ずる。こ
れらの調整を図るためには、機構的にも制御回路
的にも複雑化せざるを得ず、従来の機械的構成か
らなる包装機の製造コストと大差がなくなる。

発明の目的 この発明は、前述した従来技術に係る包装機に
内在している欠点に鑑み、これを克服するべく提
案されたものであつて、包装機の駆動系を簡略化
して各作動部の調節を迅速かつ容易に行ない得る
ようにすると共に、回転速度の広範囲な変更を容
易に実現し、併せて低廉な製造コストを達成する
ことを目的とする。

課題を解決するための手段 前記目的を達成するため、本発明に係る包装機
の駆動系制御装置は、筒状に成形した包装資材
に、被包装物を供給するコンベヤを駆動するモー
タと、前記モータにより駆動されるコンベヤから
送出される各被包装物の送出し位置を、常に監視
して原点信号を発する供給原点センサと、 前記包装資材を製袋器に向けて連続的に繰出す
ロールおよび筒状に成形した包装資材に下流側へ
の送りを与えるロールを駆動するサーボモータ
と、 前記筒状の包装資材の給送方向に対し交差する
方向にエンドシールを施す１対のシール体を駆動
するサーボモータとから包装機の駆動系を構成
し、 前記供給原点センサから発される各被包装物の
送出し位置に関する原点位置信号その他包装資材
のカツトピツチ等の各種データの入力を受けてこ
れを演算し、その演算された制御信号により前記
包装資材繰出し用のサーボモータおよびシール体
駆動用のサーボモータを夫々制御する制御回路を
設けたことを特徴とする。

実施例 次に、本発明に係る包装機の駆動系制御装置に
つき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照し
ながら以下詳細に説明する。第１図は、本発明に
係る駆動系制御装置を横型製袋充填包装機に応用
した一実施例を示すものであつて、被包装物４９
を１個当てづつ供給するコンベヤ５０の駆動を担
当するモータＡと、前記コンベヤ５０に所定間隔
で設けた後述のアタツチメント６２により下流に
送出される各被包装物４９の送出し位置を監視し
て原点信号を発する供給原点センサS₁と、包装資
材５２を繰出すロール５４，５４の駆動を主とし
て担当するサーボモータＢおよびエンドシール機
構５６の駆動を担当するサーボモータＣとから、
包装機の駆動系が構成されている。また第３図に
示す如く、供給原点センサS₁から発される各被包
装物４９の送出し位置に関する原点位置信号その
他包装資材のカツトピツチ等の各種データの入力
を受けて、これを演算する制御回路５８が設けら
れ、この制御回路５８で演算された制御信号によ
り、包装資材５２の繰出し用サーボモータＢの作
動およびエンドシール機構５６の駆動用サーボモ
ータＣの作動を夫々制御し得るようになつてい
る。

（包装機の駆動系について） 先ず、物品供給用コンベヤ５０は、無端チエン
６０に所定ピツチで設けた物品位置決め用のアタ
ツチメント６２を備え、各アタツチメント６２に
より被包装物４９を１個当てづつ所定間隔で押送
して、下流側に位置する製袋器６４に連続的に供
給するようになつている。このコンベヤ５０は、
図示の駆動軸６７に設けたスプロケツトおよびチ
エンからなる動力伝達機構を介してモータＡによ
り駆動される。このモータＡは、例えば交流誘動
電動機であつて、第３図に示すインバータ等の可
変速制御装置７８による可変速制御がなされる。

前記駆動軸６７には、ロータリーエンコーダの
如き供給原点センサS₁が配設され、供給コンベヤ
５０に設けた前記アタツチメント６２の位置、す
なわち被包装物４９を下流の製袋器６４に送込む
位置を常に監視している。この供給原点センサS₁
からの被包装物４９の送込み位置に関する原点信
号は、後述の制御回路５８に入力される。

原反ロール（図示せず）から引出された包装資
材５２は、１対の繰出しロール５４，５４により
挾圧され、供給コンベヤ５０の下流側に配設した
製袋器６４に向け繰出される。そして、この製袋
器６４を経て筒状の袋体５２ａに成形された包装
資材５２は、その長手方向における端縁部の重合
面を１対の送りロール６６，６６により挾圧され
て下流側に給送されると共に、１対のシール用ロ
ール６８，６８によりセンターシールが施され
る。前述した１対の繰出しロール５４，５４は、
図示のタイミングベルトおよびプーリからなる動
力伝達系を介して、サーボモータＢにより駆動さ
れるようになつている。このサーボモータＢから
は、駆動軸６５を介して動力が分岐され、前記各
１対の送りロール６６，６６およびシール用ロー
ル６８，６８を同期的に駆動し得るようになつて
いる。前記サーボモータＢの回転数は、ロータリ
ーエンコーダRE₁により常時検出され、その回転
数を後述する制御回路５８にフイードバツクする
ことにより、当該サーボモータＢのサーボ制御が
なされるようになつている。

なお、包装資材５２における長手方向の端縁部
には、一定間隔でレジマークが印刷されており
（図示せず）、このレジマークは第１図に示す光電
素子からなるセンサS₂により読取り検出されるよ
うになつている。

またエンドシール機構５６のシール体７０，７
０は、チエンおよびスプロケツトからなる所要の
伝動系を介してサーボモータＣにより回転駆動さ
れ、当該サーボモータＣもロータリーエンコーダ
RE₂によりその回転をサーボ制御されるようにな
つている。このシール体７０，７０としては、本
実施例の回転式シール機構以外に、筒状袋体５２
ａの給送方向に沿つて同期的に水平移動してシー
ルを施した後、上昇離間して水平後退し、再び下
降して水平移動を行なう所謂ブロツクモーシヨン
式のシール機構も好適に使用可能である。なおシ
ール体７０，７０の回転と関連する回転系中にエ
ンドシール原点センサS₃が設けられ、この原点セ
ンサS₃により検出されるエンドシールの原点信号
を基準として、前記光電センサS₂の検出面を筒状
袋体５２ａのレジマークが早く通過したときは、
その値を検出して制御回路５８を介してサーボモ
ータＢに減速指令を出し、反対にレジマークが光
電センサS₂を遅く通過した場合は、その値を検出
してサーボモータＢに増速指令を出して、印刷模
様合せを行うようになつている。

（制御回路について） 第３図は、本発明に係る包装機の駆動系制御装
置を好適に作動させる制御回路５８の一例を、ブ
ロツク図で概略的に示したものである。この制御
回路５８における中央処理ユニツト（CPU）は、
機能的に入力データの演算処理を行なう演算部７
２と、モータＡ、サーボモータＢおよびサーボモ
ータＣの制御を行なう制御部７３と、制御データ
を格納するレジスタ部７４とを備えている。包装
機本体に設けられる操作パネル７５は、各種デー
タを入力するキーボード、包装機の起動・停止を
指令するボタン、速度設定ボリユーム等を有し、
操作パネルインターフエイス７６を介してレジス
タ部７４に記憶されるようになつている。この入
力データは、包装資材５２の１袋分の包装切断長
により定まるカツトピツチ、被包装物４９の高さ
寸法その他エンドシール機構５６におけるシール
体７０の半径寸法等の数値データであつて、これ
ら仕様に変更があつた都度、前記キーボードによ
る入力がなされる。なお、前記速度設定ボリユー
ムは、後述の可変速制御装置７８により可変速制
御されるモータＡに速度指令を与えるものであ
る。

また、アタツチメント６２の位置を監視する
供給原点センサS₁からの原点信号、包装資材５
２に付したレジマークを読取り検出する光電セン
サS₂からのレジマーク信号およびシール体７
０，７０の回転を検出するエンドシール原点セン
サS₃からのエンドシール原点信号は、何れもセン
サ入力インターフエース７７を介し、デジタル入
力としてレジスタ部７４に取り込まれる。

前記モータＡは、インバータに代表される可変
速制御装置７８による可変速制御がなされるもの
であつて、この可変速制御装置７８には、前述し
た速度設定ボリユームからのモータＡに対する速
度指令が直接与えられる。また、包装資材５２の
繰出しを行なう前記サーボモータＢは、サーボア
ンプ７９により、更に筒状袋体５２ａにエンドシ
ールを施す前記サーボモータＣは、サーボアンプ
８０により夫々サーボ制御が与えられるようにな
つている。

更に、前述の供給原点センサS₁からの原点信号
は、前記制御部７３におけるサーボ制御部７３ａ
に入力されて、前記サーボモータＢおよびサーボ
モータＣにアタツチメント６２の現在位置を教示
している。同様に、サーボモータＢの回転数を検
出する前記ロータリーエンコーダRE₁からの回転
信号は、サーボ制御部７３ａおよびサーボアンプ
７９に入力されている。また、サーボモータＣの
回転数を検出する前記ロータリーエンコーダRE₂
からの回転信号も、サーボ制御部７３ａおよびサ
ーボアンプ７９に入力されている。

なお、基本シーケンス制御部７３ｂは、諸種の
入力条件を処理して、前記可変速制御装置７８に
モータＡの起動および停止の信号を送るものであ
つて、併せて異常検出を行なつて該可変速制御装
置７８の機能停止もなし得るようになつている。

実施例の作用 このように構成した実施例に係る包装機の駆動
系制御装置の作用につき、次に説明する。装置の
稼動に先立ち、操作パネル７５のキーボードによ
り、包装資材５２のカツトピツチ、被包装物４９
の高さ寸法その他エンドシール機構５６における
シール体７０の半径寸法等の数値データを入力
し、これらのデータを、操作パネルインターフエ
イス７６を介してレジスタ部７４に記憶させる。
また速度設定ボリユームによつて、可変速制御装
置７８に速度指令を与えて、モータＡの速度設定
を行なつておく。

操作パネル７５のボタンにより装置を起動させ
ると、前記モータＡ、サーボモータＢおよびサー
ボモータＣが一斉に回転する。モータＡにより供
給コンベヤ５０が駆動され、該コンベヤに設けた
各アタツチメント６２によつて被包装物４９が、
１個当てづつ押送されて来る。また、サーボ制御
部７３ａに供給原点センサS₁からの原点信号が入
力されて、当該被包装物４９を押送しているアタ
ツチメント６２の位置を教示している。更に、サ
ーボモータＢに付設した前記ロータリーエンコー
ダRE₁からの回転信号は、サーボ制御部７３ａお
よびサーボアンプ７９に入力される。またサーボ
モータＣに付設したロータリーエンコーダRE₂か
らの回転信号も、サーボ制御部７３ａおよびサー
ボアンプ７９に入力される。

そして、前記レジスタ部７４に記憶させた包装
資材５２のカツトピツチ、被包装物４９の高さ寸
法その他シール体７０の半径寸法等の数値データ
は、前記演算部７２で演算処理されて、制御部７
３に指令が出される。サーボ制御部７３ａでは、
供給原点センサS₁からの原点信号によるアタツチ
メント６２の位置データを基礎として、サーボモ
ータＢおよびサーボモータＣの回転を同期制御し
ている。従つて、被包装物４９が筒状袋体５２ａ
に送り込まれるタイミングに応じて、サーボモー
タＢによる包装資材５２の繰出しと、サーボモー
タＣによるシール体７０，７０の不等速回転とが
好適に行なわれる。なお、包装オーダの変更等に
伴い、包装資材５２のカツトピツチや被包装物４
９の高さ寸法、シール体７０の半径寸法等が変動
した場合は、前記操作パネル７５でのキーボード
入力によるデータ変更のみで、迅速に対応可能で
ある。

このように、前述のサーボモータＢおよびサー
ボモータＣは、前記制御回路５８を介して、前記
モータＡとの同期がとられるようになつており、
その意味でモータＡは、サーボモータＢおよびサ
ーボモータＣに対する同期の基準となつているも
のである。すなわち、前述した如く、供給コンベ
ヤ５０は、マスターモータとなるモータＡにより
駆動されて、前記アタツチメント６２より各被包
装物４９を所定速度で下流側に向けて押送する。
そして筒状袋体５２ａ中に各被包装物４９が１個
当てづつ供給されるが、この場合に、包装資材５
２の繰出しロール５４，５４を駆動するサーボモ
ータＢは、前記被包装物４９の１個当りに対して
必要とされる包装資材５２の長さを繰出すもので
あつて、その意味において包装資材繰出し用サー
ボモータＢは、物品供給コンベヤ５０を駆動する
モータＡに従属していることになる。

また、エンドシール機構５６におけるシール体
７０の１回転当りの周速は、前述の如く少くとも
筒状袋体５２ａにエンドシール（および切断）を
施す区間において、内部に被包装物４９を収納し
た筒状袋体５２ａの供給速度と一致するようサー
ボモータＣの制御がなされる。そのため前記シー
ル体７０の周速は、全体としては不等速になつて
いるが、供給コンベヤ５０から搬送供給される１
個当りの被包装物４９に対してシール体７０は１
回転するものであつて、前記サーボモータＣは供
給コンベヤ５０を駆動する前記モータＡにその意
味において従属するものである。なおサーボモー
タＢとサーボモータＣとの間には、従属関係は設
定されていない。

更に、実施例では、物品供給用コンベヤ５０を
駆動するモータＡとして、例えばインバータ制御
の可能な交流誘動電動機を使用した場合につき説
明したが、これはコスト低減の要請に鑑みたもの
であつて、当該モータＡとしてサーボモータを使
用してもよいことは勿論である。

発明の効果 このように、本発明に係る包装機の駆動系制御
装置によれば、包装資材の繰出し用サーボモータ
およびシール体駆動用のサーボモータは、夫々物
品供給コンベヤを駆動するモータに従属して同期
制御されるものであつて、従来の不等速機構や差
動歯車機構のように複雑な機械系を必要としない
ので、駆動系の構成を極めて簡単になし得るもの
である。従つて製造コストが低廉になり、しかも
各作動部の速度を必要に応じて大幅に変更するこ
とも可能である。また従来複雑な手間を要してい
た作動部の調整も簡単になる等の有益な利点があ
る。

また、包装機の最も上流側に位置する物品供給
コンベヤに関して、これを駆動するモータをマス
ターモータとし、下流側でのフイルム繰出しおよ
びシール体駆動を行なう各モータをこれに従属さ
せるようにしたので、制御系が単純化されると共
に、コンベヤ駆動用モータとして、フイードバツ
ク制御の必要がない低廉な一般モータを使用し得
る利点がある。しかもシール体は、前述の如く、
１回のシール動作から次のシール動作の間に不等
速回転を行なう必要があるが、従来の変速機構に
より機械的に得ることは困難で、殊にシールおよ
び切断を施す区間で包装資材の供給速度と正確に
同期させることはできなかつた。しかるに本発明
では、サーボモータを使用することにより、精密
な不等速回転を容易に達成し得る優れた副次的効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る包装機の駆動系制御装置
の概略斜視図、第２図は第１図に示す駆動系制御
装置の平面図、第３図はサーボモータＢおよびサ
ーボモータＣの制御を行うマイクロコンピユータ
の中央処理ユニツト（CPU）を内蔵した制御回
路のブロツク図、第４図は従来技術に係る横型製
袋充填包装機の駆動系の一例を示す概略平面図で
ある。 ４９……被包装物、５０……供給コンベヤ、５
２……包装資材、５４……繰出しロール、５８…
…制御回路、６４……製袋器、Ａ……供給コンベ
ヤ駆動用のモータ、Ｂ……繰出しロール駆動用の
サーボモータ、Ｃ……シール体駆動用のサーボモ
ータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 筒状に成形した包装資材５２に、被包装物４
   ９を供給するコンベヤ５０を駆動するモータＡ
   と、 前記モータＡにより駆動されるコンベヤ５０か
   ら送出される各被包装物４９の送出し位置を、常
   に監視して原点信号を発する供給原点センサS₁
   と、 前記包装資材５２を製袋器６４に向けて連続的
   に繰出すロール５４，５４および筒状に成形した
   包装資材５２に下流側への送りを与えるロール６
   ６，６６を駆動するサーボモータＢと、 前記筒状の包装資材５２の給送方向に対し交差
   する方向にエンドシールを施す１対のシール体７
   ０，７０を駆動するサーボモータＣとから包装機
   の駆動系を構成し、 前記供給原点センサS₁から発される各被包装物
   ４９の送出し位置に関する原点位置信号その他包
   装資材５２のカツトピツチ等の各種データの入力
   を受けてこれを演算し、その演算された制御信号
   により前記包装資材繰出し用のサーボモータＢお
   よびシール体駆動用のサーボモータＣを夫々制御
   する制御回路５８を設けた ことを特徴とする包装機の駆動系制御装置。