JPH01199801A - 往復直線運動または間欠運動装置の制御装置 - Google Patents

往復直線運動または間欠運動装置の制御装置

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JPH01199801A
JPH01199801A JP63026253A JP2625388A JPH01199801A JP H01199801 A JPH01199801 A JP H01199801A JP 63026253 A JP63026253 A JP 63026253A JP 2625388 A JP2625388 A JP 2625388A JP H01199801 A JPH01199801 A JP H01199801A
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正人 柴田
Yoshitaka Yamane
山根 義孝
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B19/02Program-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
    • G05B19/416Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by control of velocity, acceleration or deceleration
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/49Nc machine tool, till multiple
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  • Automation & Control Theory (AREA)
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  • Reciprocating Conveyors (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、往復直線運動または間欠運動する装置の制
御装置に関し、例えば、定量シリンダ、定量シリンダに
よって液体が充填される容器の昇降装置、被搬送体を間
欠的に送る搬送装置等の制御装置に関する。
従来技術 定量シリンダのストロークに対する速度は、従来は、カ
ムによって制御されている。また、充填時に充填ノズル
と液体が充填される容器内の液面との間隔を一定にする
ための昇降装置のストロークに対する速度も、カムによ
って制御されている。さらに、液体が充填された容器を
間欠的に移送して所定の作業ステーションに送る搬送装
置の移動ストロークに対する速度も、液揺れが小さくな
るようにカムによって制御されている。
発明が解決しようとする課題 従来のカムによる速度制御方法では、ストロークの変更
および速度特性曲線の変更を行なうには、カムを交換し
なければならず、多種類のカムを用意する必要であり、
ストロークの変更または速度特性曲線の変更が困難であ
るという問題がある。
この発明は、上記問題を解消した定量シリンダ制御装置
を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 この発明による往復直線運動または間欠運動する装置の
制御装置は、往復直線運動または間欠運動する装置を駆
動するためのサーボモータ、所望のストローク量に関す
る値を設定するためのストローク量設定器、ストローク
に対する所望の所要時間に関する値を設定するためのス
トローク時間設定器、ストロークに対する所望の速度特
性曲線におけるストロークを所定数で分割した各ストロ
ーク位置ごとの速度データを、アドレス順に記憶する記
憶手段、ストローク時間設定器に設定された時間および
上記速度特性曲線に対して記憶手段に記憶されている速
度データ数によって定まる速度データ読出間隔に等しい
周期のパルス信号を発生するパルス発生手段、パルス発
生手段から出力されるパルスを計数する計数手段、計数
手段の計数値が更新されるごとに、記憶手段内の計数値
に対応するアドレスの速度データを読み出す読出手段、
読み出された速度データを、ストローク量設定器に設定
されたストローク量、ストローク時間設定器に設定され
た時間および上記速度特性曲線に対して記憶手段に記憶
されている速度データによって定まる速度に応じた信号
に変換する変換手段、変換手段の出力信号に応じてサー
ボモータの速度を制御する制御手段、往復直線運動また
は間欠運動する装置のストローク量が、ストローク量設
定器に設定されたストローク量に対応する長さに達した
ことを検出する手段、ならびに往復直線運動または間欠
運動する装置のストローク量がストローク量設定器に設
定されたストローク量に対応する長さに達したことの検
出にもとづいて、サーボモータの駆動を停止するための
手段を備えていることを特徴とする。
この発明による定量シリンダ制御装置は、定量シリンダ
のピストンを、回転運動を直線運動に変換する変換機構
を介して駆動するサーボモータ、所望の充填量に関する
値を設定するための充填量設定器、所望の充填時間に関
する値を設定するための充填時間設定器、定量シリンダ
のストロークに対する所望の速度特性曲線におけるスト
ロークを所定数で分割した各ストローク位置ごとの速度
データを、アドレス順に記憶する記憶手段、充填時間設
定器に設定された充填時間および上記速度特性曲線に対
して記憶手段に記憶されている速度データ数によって定
まる速度データ読出間隔に等しい周期のパルス信号を発
生するパルス発生手段、パルス発生手段から出力される
パルスを計数する計数手段、計数手段の計数値が更新さ
れるごとに、記憶手段内の計数値に対応するアドレスの
速度データを読み出す読出手段、読み出された速度デー
タを、充填量設定器に設定された充填量、充填時間設定
器に設定された充填時間および上記速度特性曲線に対し
て記憶手段に記憶されている速度データによって定まる
速度に応じた信号に変換する変換手段、変換手段の出力
信号に応じてサーボモータの速度を制御する制御手段、
定量シリンダのピストン移動量が充填量設定器に設定さ
れた充填量に対応する長さに達したことを検出する手段
、ならびに定量シリンダのピストン移動量が充填量設定
器に設定された充填量に対応する長さに達したことの検
出にもとづいて、サーボモータの駆動を停止するための
手段を備えていることを特徴とする。
この発明による定量シリンダによって液体が充填される
容器の昇降装置の制御装置は、定量シリンダによって液
体が充填される容器の昇降装置を駆動するサーボモータ
、昇降装置の所望のストローク量に関する値を設定する
ためのストローク量設定器、昇降装置のストロークに対
する所望の所要時間に関する値を設定するためのストロ
ーク時間設定器、ストロークに対する所望の速度特性曲
線におけるストロークを所定数で分割した各ストローク
位置ごとの速度データを、アドレス順に記憶する記憶手
段、ストローク時間設定器に設定された時間および上記
速度特性曲線に対して記憶手段に記憶されている速度デ
ータ数によって定まる速度データ読出間隔に等しい周期
のパルス信号を発生するパルス発生手段、パルス発生手
段から出力されるパルスを計数する計数手段、計数手段
の計数値が更新されるごとに、記憶手段内の計数値に対
応するアドレスの速度データを読み出す読出手段、読み
出された速度データを、ストローク量設定器に設、定さ
れたストローク量、ストローク時間設定器に設定された
時間および上記速度特性曲線に対して記憶手段に記憶さ
れている速度データによって定まる速度に応じた信号に
変換する変換手段、変換手段の出力信号に応じてサーボ
モータの速度を制御する制御手段、昇降装置の移動量が
、ストローク量設定器に設定されたストローク量に対応
する長さに達したことを検出する手段、ならびに昇降装
置の移動量がストローク量設定器に設定されたストロー
ク量に対応する長さに達したことの検出にもとづいて、
す−ボモータの駆動を停止するための手段を備えている
ことを特徴とする。
この発明による被搬送体を間欠的に送る搬送装置の制御
装置は、被搬送体を間欠的に送る搬送装置を駆動するサ
ーボモータ、所望の移動ストローク量に関する値を設定
するためのストローク量設定器、移動ストロークに対す
る所望の所要時間に関する値を設定するためのストロー
ク時間設定器、移動ストロークに対する所望の速度特性
曲線における移動ストロークを所定数で分割した各スト
ローク位置ごとの速度データを、アドレス順に記憶する
記憶手段、ストローク時間設定器に設定された時間およ
び上記速度特性曲線に対して記憶手段に記憶されている
速度データ数によって定まる速度データ読出間隔に等し
い周期のパルス信号を発生するパルス発生手段、パルス
発生手段から出力されるパルスを計数する計数手段、計
数手段の計数値が更新されるごとに、記憶手段内の計数
値に対応するアドレスの速度データを読み出す読出手段
、読み出された速度データを、ストローク量設定器に設
定されたストローク量、ストローク時間設定器に設定さ
れた時間および上記速度特性曲線に対して記憶手段に記
憶されている速度データによって定まる速度に応じた信
号に変換する変換手段、変換手段の出力信号に応じてサ
ーボモータの速度を制御する制御手段、搬送装置の移動
量がストローク量設定器に設定されたストローク量に対
応する長さに達したことを検出する手段、ならびに搬送
装置の移動量がストローク量設定器に設定されたストロ
ーク量に対応する長さに達したことの検出にもとづいて
、サーボモータの駆動を停止するための手段を備えてい
ることを特徴とする。
発明の作用 定量シリンダ、定量シリンダによって液体が充填される
容器の昇降装置、被搬送体を間欠的に送る搬送装置等の
往復直線運動または間欠運動する装置は、サーボモータ
によって駆動される。往復直線運動または間欠運動する
装置の所望のストローク量に関する値が、ストローク量
設定器にあらかじめ設定される。また、ストロークに対
する所望の所要時間に関する値が、ストローク時間設定
器にあらかじめ設定される。
また、ストロークに対する所望の速度特性曲線における
ストロークを所定数で分割した各ストローク位置ごとの
速度データが、記憶手段にアドレス順にあらかじめ記憶
される。
ストローク時間設定器に設定された時間および上記速度
特性曲線に対して記憶手段に記憶されている速度データ
数によって定まる速度データ読出間隔に等しい周期のパ
ルス信号が、パルス発生手段から発生する。パルス発生
手段から出力されるパルスは、計数手段によって計数さ
れる。そして、計数手段の計数値が更新されるごとに、
記憶手段内の計数値に対応するアドレスの速度データが
読み出される。
読出された速度データは、変換手段によって、ストロー
ク量設定器に設定されたストローク量、ストローク時間
設定器に設定さ°れた時間および上記速度特性曲線に対
して記憶手段に記憶されている速度データによって定ま
る速度に応じた信号に変換される。そして、変換手段の
出力信号に応じてサーボモータの速度が制御される。
検出手段によって、往復直線運動または間欠運動する装
置のストローク量がストローク量設定器に設定されたス
トローク量に対応する長さに達したことが検出されると
、サーボモータの駆動が停止される。
実施例 以下、この発明を包装システムの定量シリンダ、定量シ
リンダによって液体が充填される容器の昇降装置および
被搬送体を間欠的に送るコンベアの制御装置に適用した
場合の実施例について説明する。
この包装システムにおいては、容器となるべき一端部が
閉じられた筒状に形成されたブランクが、搬送装置にマ
ンドレルから送られてくる。
そして、ブランクは、搬送装置によって、仮折りステー
ション、充填ステーション、成形ステ−ジョン、トップ
シール・ステーションに順次間欠的に搬送される。仮折
りステーションでは、ブランクの開放側端部に頂部形成
用の折りぐせが付けられる。充填ステーションでは、容
器に流動性食品等が充填される。成形ステーションでは
、ブランクの開放側端部が折り畳まれる。
トップシール・ステーションでは、折り畳まれたブラン
クの開放側端部のシール部がシールされ、これにより、
内容物が密封された容器が得られる。
流動性食品等の充填は、定量シリンダおよび充填ノズル
を備えた充填装置によって行なわれる。この充填時にお
いては、充填液の飛散等を防止するために、充填ノズル
とカートン(容器)内の液面との間隔が一定になるよう
に、カートンがカートン昇降装置によって下降される。
第1図は、搬送装置の概略構成を示している。
搬送装置(10)は、搬送方向にのびた左右一対のベル
トコンベア(11) (12)から構成されている。
各コンベア(11) (12)は、前後一対のプーリと
、これらのブーりに掛けられたベルトからなる。
一方のコンベア(■1)の一方のブーりの回転駆動軸は
、減速機(13)を介して搬送装置駆動用サーボモータ
(14)の出力軸に連結されている。このプーリの回転
は、歯車機構(15)によって他方のベルトコンベア(
12)の一方のブーりに伝達されるようになっている。
サーボモータ(14)は、第10図に示す搬送装置駆動
用サーボモータの制御装置によって制御される。
第2図は、充填装置およびカートン昇降装置の概略構成
を示している。
充填装置(20)は、充填シリンダ(21)と、充填シ
リンダ(21)の高さ中間部に接続管(22)を介して
接続されかつピストン(24)を内蔵している定量シリ
ンダ(23)と、充填シリンダ(21)の下端に接続さ
れた充填ノズル(25)とを備えている。充填シリンダ
(21)には、接続管(22)が接続されている接続部
の上側および下側に配された逆止弁(2G) (27)
が内蔵されている。充填シリンダ(21)の上端には、
図示しない接続管を介して充填液タンクに接続されてい
る。定量シリンダ(23)のピストンロッド(24a)
は、ボールねじ(28)を介して定量シリンダ駆動用サ
ーボモータ(29)の出力軸に連結されている。このサ
ーボモータ(29)は、第4図に示す定量シリンダ駆動
用サーボモータの制御装置によって制御される。
カートン昇降装置(30)は、昇降自在に支持されかつ
カートンKを受ける鉛直ロッド(31)と、昇降装置駆
動用サーボモータ(32)によって往復旋回動されるレ
バー(33)と、一端がロッド(3■)下端に他端がレ
バー(33)先端にそれぞれ枢着されたリンク(34)
とを備えている。ロッド(3工)には、カートンKを安
定に保持するためのカートン押え(35)が取り付けら
れている。サーボモータ(32)は、第9図に示すカー
トン昇降装置駆動用サーボモータの制御装置によって制
御される。
第3図は、搬送装置(10)、カートン昇降装置(30
)および充填装置(20)のタイムサイクルを示してい
る。
搬送装置(10)が停止すると、第2図に実線で示す下
死点にあるカートンKが昇降装置(30)によって上昇
され、これによりカートンKが同図に破線で示す上死点
まで移動する。上死点においては、充填ノズル(25)
はカートンに内に侵入し、充填ノズル(25)の先端は
、カートンに内底部に位置している。
カートンKが上死点に達すると、定量シリンダ(23)
のピストン(24)が上昇し、これに伴なって、定量シ
リンダ(23)内の充填液が接続管(22)、充填シリ
ンダ(21)および充填ノズル(25)を介してカート
ンKに充填される。また、充填ノズル(25)先端とカ
ートンに内の液面との間隔が充填中はぼ一定となるよう
に、カートン昇降装置(30)が下降する。
そして、充填が終了すると同時にカートン昇降装置(3
0)の下降が停止する。この後、搬送装置(lO)が駆
動される。また、定量シリンダ(23)のピストンが下
方に移動し、充填液タンクから、充填液が充填シリンダ
(21)および接続管(22)を介して定量シリンダ(
23)に流入する。
第4図は、定量シリンダ駆動用サーボモータ(29)の
制御装置の電気的構成を示している。サーボモータ(2
9)の回転角度位置は、エンコーダ(41)によって検
出され、この検出信号は、モータ駆動回路(42)にフ
ィードバックされる。駆動回路(42)は、モータ制御
回路(50)から送られてくるパルス信号(モータ制御
信号)およびエンコーダ(41)から送られてくる検出
信号にもとづいて、サーボモータ(29)の回転角度位
置がパルス信号で表される位置に等しくなるように、サ
ーボモータ(29)をフィードバック制御する。
モータ制御回路(50)は、クロックパルス発生回路(
51)、パルス発生回路(51)から出力されるパルス
を、その周波数fOのA(第1制御係数)倍の周波数f
のパルス信号に変換する周波数変換回路(52)、周波
数変換回路(52)から出力されるパルスを計数するア
ドレスカウンタ(53)、定量シリンダ(23)の充填
ストロークまたは充填ストロークに要する時間に対する
所望の速度特性データがアドレス順に記憶されておりか
つアドレスカウンタ(53)によって指定されたアドレ
スの記憶データを出力する速度関数記憶ROM(54)
、速度関数記憶ROM (54)の出力データを電圧に
変換するD/A変換回路(55)、D/A変換回路(5
5)の出力電圧を、その電圧値のB(第2制御係数)倍
の電圧に変換する電圧変換回路(56)、電圧変換回路
(56)の出力電圧を、その電圧値に応じた周波数のパ
ルス信号に変換して駆動回路(42)に送るV/F変換
回路(57)、V/F変換回路(57)から出力される
パルスを計数するプリセットカウンタ(58)およびこ
れらの機器を制御するC P U (130)を備えて
いる。CP U (80)は、そのプログラムを記憶す
るR OM (81)および各種データを記憶するR 
A M (82)を備えている。
c P U (80)には、定量シリンダ(23)によ
る所望の充填時間を設定するための充填時間設定器(6
3)の設定信号、定量シリンダ(23)の所望の充填量
(充填ストローク)に応じた値を設定するための充填量
設定器(64)の設定信号、プリセットカウンタ(58
)からのカウントアツプ信号、図示しない包装システム
制御装置から所定のタイミングで送られてくるスタート
信号等が入力される。
CP U (60)からは、クロックパルス発生回路(
51)に対する駆動開始信号および駆動停止信号、周波
数変換回路(52)に対する第1制御係数への設定信号
、アドレスカウンタ(53)に対するリセット信号、電
圧変換回路(5B)に対する第2制御計数Bの設定信号
、プリセットカウンタ(58)に対するプリセット信号
等がそれぞれ出力される。
第5図は、定量シリンダ(23)のピストンの充填スト
ロークSに対する所望のピストンの移動速度特性曲線(
定量シリンダ(23)のピストンの充填ストロークに要
する時間(充填時間)に対する所望のピストンの移動速
度特性曲線)の−例を示している。通常は、移動速度特
性曲線は、変形正弦曲線等のカム曲線に設定されるが、
ここでは説明の便宜のため三角状の移動速度特性曲線を
示すことにする。
速度関数記憶ROM (54)には、定量シリンダ(2
3)のピストン(24)の充填ストロークSを所定数n
(分割数、たとえばn =4000)で分割した各スト
ローク位置での速度データがアドレスに順に記憶されて
いる。
定量シリンダ(23)による充填を開始する前に、初期
設定が行なわれる。この初期設定においては、まず、充
填時間設定器(63)に設定された充填時間Tsおよび
速度関数記憶ROM (54)に記憶された速度データ
にもとづいて、第1制御係数Aが次のように決定される
充填時間がTsの場合の速度関数記憶ROM(54)か
らのデータ読出間隔dsは、T s / nとなる。し
たがって、読出パルスの周波数fは、n / T sと
なる。クロックパルス発生回路(51)の発生パルスの
周波数をfoとすると、f−A・foであるから、第1
制御係数Aは、A−f/ f OW n / (T s
 a f o )により求められる。
また、充填時間設定器(63)に設定された充填時間T
s、充填量設定器(64)に設定された充填量Wsおよ
び速度関数記憶ROM (54)に記憶された速度デー
タにもとづいて、第2制御係数Bが次のように決定され
る。速度関数記憶ROM(54)に記憶されている速度
データに対応する速度特性において、充填ストロークS
に要する時間を設定された充填時間Tsとした場合の充
填2Wxは、充填時間Tsをnで分割した各時点の速度
の総和Svと、分割時間(T s / n )との積(
Sv−Ts/n)となる。したがって、第2制御係数B
は、B m W s / W x −W s /(SV
−Ts/n)により求められる。
このような初期設定が行なわれた後、CPU(60)に
スタート信号が送られてくると、設定器(64)に設定
された充填量Wsに応じた値(プリセット値)がプリセ
ットカウンタ(58)にプリセットされ、アドレスカウ
ンタ(53)がリセットされたのち、クロックパルス発
生回路(51)が起動される。
クロックパルス発生回路(51)から出力されたパルス
信号は、周波数変換回路(52)で周波数f=A−fo
のパルス信号に変換される。周波数変換回路(52)か
ら出力されるパルスは、アドレスカウンタ(53)に送
られ、アドレスカウンタ(53)によって計数される。
アドレスカウンタ(53)の計数値が更新されるごとに
、その計数値に対応する速度関数記憶ROM (54)
のアドレスに記憶されている速度データが読出され、読
出された速度データがD/A変換回路(55)によって
電圧に変換される。
D/A変換回路(55)の出力電圧は、電圧変換回路(
5B)によって8倍された後、v/F変換回路(57)
に送られ、その電圧値に応じた周波数のパルス信号に変
換される。このパルス信号は、モータ駆動回路(42)
に送られ、このパルス信号の周波数に応じた速度でサー
ボモータ(29)が駆動され、定量シリンダ(23)が
駆動される。
また、v/F変換回路(57)から出力されるパルスは
プリセットカウンタ(5B)にも送られ、プリセットカ
ウンタ(5B)によって計数される。そして、プリセッ
トカウンタ(58)の計数値がプリセット値に達すると
、すなわち、定量シリンダ(28)のピストン(24)
の移動量が設定充填量に対応するストローク長さになる
と、プリセットカウンタ(58)がカウントアツプし、
カウントアツプ信号がCP U (80)に送られる。
これにより、CP U (60)からパルス発生回路(
51)に駆動停止信号が送られ、パルス発生回路(5I
)の駆動が停止され、サーボモータ(29)の駆動が停
止される。
したがって、定量シリンダ(23)のピストン(24)
は、速度関数記憶ROM (54)に記憶されている速
度データによって表わされる速度特性曲線に応じた速度
で、設定された充填時間、設定された充填量に対応する
ストロークだけ移動する。
上記定量シリンダ制御装置では、ストロークに対する速
度特性があらかじめ設定された所望の速度特性曲線に応
じた特性となるように、かつ充填時間および充填量が設
定値と等しくなるように、定量シリンダ(23)が自動
制御される。
したがって、たとえば、第6図の曲線aに対する曲線す
のように、充填Q(曲線内の面積に相当する)はそのま
まで充填時間Tsのみを変更したり、第7図の曲線aに
対する曲線Cのように、充填時間Tsはそのままで充填
量を変更したり、第8図の曲線aに対する曲線dのよう
に、充填時間Tsを変えるが、充填時間Tsをnで分割
した各時点での速度は変えずに、充填量を変更したりす
ることができる。
第6図のような変更は、充填時間設定器(G3)および
充填量設定器(64)の設定値のうち、充填時間設定器
(G3)の設定値のみが変更されることにより行なわれ
る。この場合には、制御係数AおよびBの両方が変更さ
れる。第7図のような変更は、充填時間設定器(G3)
および充填量設定器(G4)の設定値のうち、充填量設
定器(G4)の設定値のみが変更されることにより行な
われる。
この場合には、制御係数AおよびBのうちBのみが変更
される。第8図のような変更は、制御係数AおよびBの
うちAのみを変更することにより行なうことができる。
上記実施例では、電圧変換回路(56)の出力電圧がV
/F変換された後のパルス信号によってサーボモータ(
29)の速度制御が行なわれているが、電圧変換回路(
5B)の出力電圧によってサーボモータ(29)の速度
制御を行なってもよい。
また、エンコーダ(41)の検出信号にもとづいて、定
量シリンダ(23)のピストン移動量が設定充填量に対
応するストロークに達したことを判別して、これにより
パルス発生回路(51)の駆動を停止するようにしても
よい。
また、速度関数記憶ROM (54)の代わりに、書込
み読出し可能な記憶装置を用い、複数種類の速度特性曲
線に関するデータを他の記憶装置、たとえばROM (
61)にあらかじめ記憶しておき、初期設定において、
これらの複数種類の速度特性曲線のうちから設定器等に
よって指定された速度特性曲線に関するデータを、RO
M (81)から上記書込み読出し可能な記憶装置に転
送するようにしてもよい。このようにすると、速度特性
曲線の変更も簡単に行なえるようになる。
また、上記実施例では、速度関数記憶ROM(54)か
ら読出されたデータがD/A変換されてから、その電圧
値が8倍されているが、D/A変換する前に速度データ
のデジタル値を8倍してもよい。また、速度データのデ
ジタル値を8倍した後に、D/A変換することなしに、
その8倍されたデジタル値に基づいて、サーボモータ(
29)を制御してもよい。
第9図は、カートン昇降装置駆動用サーボモータ(32
)の制御装置の電気的構成を示している。
第9図において、第4図に対応するものには、同じ符号
が付されている。第4図の制御装置と異なる点について
のみ説明する。
速度関数記憶ROM (54)には、カートン昇降装置
(30)のロッド(31)の下降ストローク(または下
降ストロークに要する時間)に対する所望の速度特性、
たとえば、第5図に示されている移動速度曲線と同様な
曲線で表される特性において、ロッド(31)の下降ス
トロークSを所定数n(分割数、たとえばn−4000
)で分割した各ストローク位置での速度データがアドレ
スに順に記憶されている。ストローク時間設定器(B3
)には、ロッド(31)の下降ストロークに対する所望
の所要時間(以下、ストローク時間という)が設定され
る。ストローク量設定器(B4)には、ロッド(3■)
の所望の下降ストローク量に応じた値が設定される。
カートン昇降装置(30)のロッド(31)の下降スト
ロークに対する速度特性、ストローク時間およびストロ
ーク量は、充填装置(2o)による充填時において、充
填ノズル(25)の先端と、カートンに内の液面との間
隔がほぼ一定となるように設定される。
第1制御係数Aは、設定器(63)に設定されたストロ
ーク時間をT s 、速度関数記憶ROM (54)か
ら速度データを読み出すための読出パルスの周波数をf
、クロックパルス発生回路(51)の発生パルスの周波
数をfoとすると、A−f/f o−n/ (Ts−f
 o)により決定される。
TS2制御係数Bは、ストローク時間設定器(63)に
設定されたストローク時間をTs、下降ストローク量設
定器(B4)に設定された下降ストロ−り量をW s 
s速度関数記憶ROM (54)に記憶されている速度
データに対応する速度特性において、下降ストロークS
に要する時間を設定器(63)に設定されたストローク
時間Tsとした場合の下降ストローク量をW x 、ス
トローク時間Tsをnで分割した各時点の速度の総和を
Svとすると、B=Ws/Wx−Ws/ (S v−T
s / n )により決定される。
CP U (80)にスタート信号が送られてくると、
設定器(B4)に設定された下降ストローク量Wsに応
じた値(プリセット値)がプリセットカウンタ(58)
にプリセットされ、アドレスカウンタ(53)がリセッ
トされたのち、クロックパルス発生回路(51)が起動
される。
クロックパルス発生回路(51)から出力されたパルス
信号は、周波数変換回路(52)で周波数f=IA−f
oのパルス信号に変換される。周波数変換回路(52)
から出力されるパルスは、アドレスカウンタ(53)に
送られ、アドレスカウンタ(53)によって計数される
。アドレスカウンタ(53)の計数値が更新されるごと
に、その計数値に対応する速度関数記憶ROM (54
)のアドレスに記憶されている速度データが読出され、
読出された速度データがD/A変換回路(55)によっ
て電圧に変換される。
D/A変換回路(55)の出力電圧は、電圧変換回路(
5B)によって8倍された後、V/F変換回路(57)
に送られ、その電圧値に応じた周波数のパルス信号に変
換される。このパルス信号は、モータ駆動回路(42)
に送られ、このパルス信号の周波数に応じた速度でサー
ボモータ(32)が駆動され、カートン昇降装置(30
)が駆動される。
また、V/F変換回路(57)から出力されるパルスは
プリセットカウンタ(58)にも送られ、プリセットカ
ウンタ(58)によって計数される。そして、プリセッ
トカウンタ(5B)の計数値がプリセット値に達すると
、すなわち、ロッド(31)のの移動量が設定下降スト
ローク量に対応するストローク量になると、プリセット
カウンタ(58)がカウントアツプし、カウントアツプ
信号がCP U (GO)に送られる。これにより、C
P U (Go)からパルス発生回路(51)に駆動停
止信号が送られ、パルス発生回路(51)の駆動が停止
され、サーボモータ(32)の駆動が停止される。
したがって、カートン昇降装置(30)のロッド(31
)は、速度関数記憶ROM (54)に記憶されている
速度データによって表わされる速度特性曲線に応じた速
度で、設定された下降ストローク時間、設定された下降
ストローク量に対応するストロークだけ移動する。
上記カートン昇降装置駆動用サーボモータの制御装置で
は、ロッド(31)の下降ストロークに対する速度特性
があらかじめ設定された所望の速度特性曲線に応じた特
性となるように、かつストローク時間および下降ストロ
ーク量が設定値と等しくなるように、カートン昇降装置
(30)が自動制御される。このため、充填装置(20
)による充填時において、充填ノズル(25)の先端と
、カートンに内の液面との間隔がほぼ一定となる。
また、第4図の定量シリンダ駆動用サーボモータの制御
装置と同様に、下降ストローク量(曲線内の面積に相当
する)はそのままでストローク時間のみを変更したり、
ストローク時間はそのままで下降ストローク量を変更し
たり、下降ストローク時間を変えるが、下降ストローク
時間をnで分割した各時点での速度は変えずに、下降ス
トローク量を変更したりすることができる。
上記実施例では、電圧変換回路(56)の出力電圧がV
/F変換された後のパルス信号によってサーボモータ(
32)の速度制御が行なわれているが、電圧変換回路(
56)の出力電圧によってサーボモータ(32)の速度
制御を行なってもよい。
また、エンコーダ(41)の検出信号にもとづいて、ロ
ッド(31)の移動量が設定下降ストローク量に対応す
るストロークに達したことを判別して、これによりパル
ス発生回路(51)の駆動を停止するようにしてもよい
また、速度関数記憶ROM (54)の代わりに、書込
み読出し可能な記憶装置を用い、複数種類の速度特性曲
線に関するデータを他の記憶装置、たとえばROM (
81)にあらかじめ記憶しておき、初期設定において、
これらの複数種類の速度特性曲線のうちから設定器等に
よって指定された速度特性曲線に関するデータを、RO
M (81)から上記書込み読出し可能な記憶装置に転
送するようにしてもよい。このようにすると、速度特性
曲線の変更も簡単に行なえるようになる。
また、上記実施例では、速度関数記憶ROM(54)か
ら読出されたデータがD/A変換されてから、その電圧
値が8倍されているが、D/A変換する前に速度データ
のデジタル値を8倍してもよい。また、速度データのデ
ジタル値を8倍した後に、D/A変換することなしに、
その8倍されたデジタル値に基づいて、サーボモータ(
32)を制御してもよい。
第10図は、搬送装置駆動用サーボモータ(14)の制
御装置の電気的構成を示している。第10図において、
第4図に対応するものには、同じ符号が付されている。
第4図の制御装置と異なる点についてのみ説明する。
速度関数記憶ROM (54)には、搬送装置(10)
の移動ストローク(または移動ストロークに要する時間
)に対する所望の速度特性、たとえば、第5図に示され
ている移動速度曲線と同様な曲線で表される特性におい
て、ロッド(31)の移動ストロークSを所定数n(分
割数、たとえばn−4000)で分割した各ストローク
位置での速度データがアドレスに順に記憶されている。
ストローク時間設定器(63)には、搬送装置(10)
の移動ストロークに対する所望の所要時間(以下、スト
ローク時間という)が設定される。ストローク量設定器
(64)には、搬送装置(lO)の所望の移動ストロー
ク量に応じた値が設定される。
搬送装置(10)の移動ストロークに対する速度特性、
ストローク時間およびストローク量は、液体が充填され
たカートンにの搬送時に、カートンに内の液体の揺れが
小さくなるように設定される。
第1制御係数Aは、設定器(63)に設定されたストロ
ーク時間をTs、速度関数記憶ROM(54)から速度
データを読み出すための読出パルスの周波数をf1クロ
ックパルス発生回路(51)の発生パルスの周波数をf
oとすると、A−f/f o−n/ (Ts−f o)
により決定される。
第2制御係数Bは、ストローク時間設定器(63)に設
定されたストローク時間をTs、移動ストローク量設定
器(64)に設定された移動ストローク量をW s 、
速度関数記憶ROM (54)に記憶されている速度デ
ータに対応する速度特性において、移動ストロークSに
要する時間を設定器(63)に設定されたストローク時
間Tsとした場合の移動ストローク量をW x 、スト
ローク時間Tsをnで分割した各時点の速度の総和をS
vとすると、B−Ws/Wx−Ws/ (S v −T
s / n )により決定される。
CP U (80)にスタート信号が送られてくると、
は、設定器(64)に設定された移動ストローク量Ws
に応じた値(プリセット値)がプリセットカウンタ(5
8)にプリセットされ、アドレスカウンタ(53)がリ
セットされたのち、クロックパルス発生回路(51)が
起動される。
クロックパルス発生回路(51)から出力されたパルス
信号は、周波数変換回路(52)で周波数f−A*fo
のパルス信号に変換される。周波数変換回路(52)か
ら出力されるパルスは、アドレスカウンタ(53)に送
られ、アドレスカウンタ(53)によって計数される。
アドレスカウンタ(53)の計数値が更新されるごとに
、その計数値に対応する速度関数記憶ROM (54)
のアドレスに記憶されている速度データが読出され、読
出された速度データがD/A変換回路(55)によって
電圧に変換される。
D/A変換回路(55)の出力電圧は、電圧変換回路(
56)によって8倍された後、V/F変換回路(57)
に送られ、その電圧値に応じた周波数のパルス信号に変
換される。このパルス信号は、モータ駆動回路(42)
に送られ、このパルス信号の周波数に応じた速度でサー
ボモータ(14)が駆動され、搬送装置(10)が駆動
される。
また、V/F変換回路(57)から出力されるパルスは
プリセットカウンタ(58)にも送られ、プリセットカ
ウンタ(5B)によって計数される。そして、プリセッ
トカウンタ(58)の計数値がプリセット値に達すると
、すなわち、搬送装置(10)の移動量が設定移動スト
ローク量に対応するストローク量になると、プリセット
カウンタ(58)がカウントアツプし、カウントアツプ
信号がCP U (60)に送られる。これにより、C
P U (80)からパルス発生回路(51)に駆動停
止信号が送られ、パルス発生回路(51)の駆動が停止
され、サーボモータ(14)の駆動が停止される。
したがって、搬送装置(10)は、速度関数記憶ROM
 (54)に記憶されている速度データによって表わさ
れる速度特性曲線に応じた速度で、設定された移動スト
ローク時間、設定された移動ストローク量に対応するス
トロークだけ移動する。
上記搬送装置駆動用サーボモータの制御装置では、搬送
装置(10)の移動ストロークに対する速度特性があら
かじめ設定された所望の速度特性曲線に応じた特性とな
るように、かつストローク時間および移動ストローク量
が設定値と等しくなるように、搬送装置(10)が自動
制御される。このため、液体が充填されたカートンにの
搬送時に、カートンに内の液体の揺れを小さくできる。
また、第4図の定量シリンダ駆動用サーボモータの制御
装置と同様に、移動ストローク量(曲線内の面積に相当
する)はそのままでストローク時間のみを変更したり、
ストローク時間はそのままで移動ストローク量を変更し
たり、移動ストローク時間を変えるが、移動ストローク
時間をnで分割した各時点での速度は変えずに、移動ス
トローク量を変更したりすることができる。
上記実施例では、電圧変換回路(56)の出力電圧がV
/F変換された後のパルス信号によってサーボモータ(
14)の速度制御が行なわれているが、電圧変換回路(
56)の出力電圧によってサーボモータ(14)の速度
制御を行なってもよい。
また、エンコーダ(41)の検出信号にもとづいて、搬
送装置(10)の移動量が設定移動ストローク量に対応
するストロークに達したことを判別して、これによりパ
ルス発生回路(5■)の駆動を停止するようにしてもよ
い。
また、速度関数記憶ROM (54)の代わりに、書込
み読出し可能な記憶装置を用い、複数種類の速度特性曲
線に関するデータを他の記憶装置、たとえばROM (
61)にあらかじめ記憶しておき、初期設定において、
これらの複数種類の速度特性曲線のうちから設定器等に
よって指定された速度特性曲線に関するデータを、RO
M (81)から上記書込み読出し可能な記憶装置に転
送するようにしてもよい。このようにすると、速度特性
曲線の変更も簡単に行なえるようになる。
また、上記実施例では、速度関数記憶ROM(54)か
ら読出されたデータがD/A変換されてから、その電圧
値が8倍されているが、D / A変換する前に速度デ
ータのデジタル値を8倍してもよい。また、速度データ
のデジタル値を8倍した後に、D/A変換することなし
に、その8倍されたデジタル値に基づいて、サーボモー
タ(14)を制御してもよい。
発明の効果 この発明による定量シリンダ制御装置は、定量シリンダ
のピストンを、回転運動を直線運動に変換する変換機構
を介して駆動するサーボモ動または間欠運動する装置の
制御装置では、ストロークに対する速度特性があらかじ
め設定された所望の速度特性曲線に応じた特性となるよ
うに、かつストローク量およびストロークの所要時間が
設定値と等しくなるように、定量シリンダ、定;シリン
ダによって液体が充填されるカートンの昇降装置、被搬
送体を間欠的に送る搬送装置等の往復直線運動または間
欠運動する装置が自動゛制御される。
したがって、ストローク急設定器またはストローク時間
設定器の一方または両方の設定値を変更するだけで、ス
トローク量またはストロークの所要時間の一方または両
方を簡単に変更することができる。また、記憶手段の速
度データを変更することによって、速度特性曲線(従来
のカム曲線に相当する)をも簡単に変更できる。
【図面の簡単な説明】
図面はこの発明の実施例を示し、第1図は、包装システ
ムにおけるカートン搬送装置の概略構成を示す構成図、
第2図は、包装システムにおける充填装置およびカート
ン昇降装置の概略構成を示す構成図、第3図はカートン
搬送装置、充填装置およびカートン昇降装置のタイムサ
イクルを示すタイムチャート、第4図は定量シリンダ駆
動用サーボモータの制御装置の電気的構成を示す電気ブ
ロック図、第5図は定量シリンダのピストンのストロー
クに対する速度特性曲線を示すグラフ、第6図は充填時
間を変更した ・場合切速度特性曲線の一例を示すグラ
フ、第7図は充填量を変更した場合の速度特性曲線の一
例を示すグラフ、第8図は充填時間および充填量を変更
した場合の速度特性曲線の一例を示すグラフ、第9図は
カートン昇降装置駆動用サーボモータの制御装置の電気
的構成を示す電気ブロック図、第10図は搬送装置駆動
用サーボモータの制御装置の電気的構成を示す電気ブロ
ック図である。 (10)・・・カートン搬送装置、(14)・・・搬送
装置駆動用サーボモータ、(20)・・・充填装置、(
23)・・・定量シリンダ、(29)・・・定量シリン
ダ駆動用サーボモータ、(aO)・・・カートン昇降装
置、(32)・・・カートン昇降装置駆動用サーボモー
タ、(42)・・・モータ駆動回路、(50)・・・サ
ーボモータ制御回路、(51)・−クロックパルス発生
回路、(52)・・・周波数変換回路、(53)・・・
アドレスカウンタ、(54)・・・速度関数記憶ROM
、(55)・・・D/A変換回路、(56)・・・電圧
変換回路、(57)・・・V/F変換回路、(58)・
・・プリセットカウンタ、(60)・・・CPU、(8
1)・・・ROM、 (132)・・・RAM、 (f
i3)・・−充填時間(ストローク時間)設定器、(6
4)・・・充填量(ストローク量)設定器。 以上 OS ストローク 第5図 第7図 時間 第6 tZl 時間 第81m

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)往復直線運動または間欠運動する装置を駆動する
    ためのサーボモータ、 所望のストローク量に関する値を設定するためのストロ
    ーク量設定器、 ストロークに対する所望の所要時間に関する値を設定す
    るためのストローク時間設定器、ストロークに対する所
    望の速度特性曲線におけるストロークを所定数で分割し
    た各ストローク位置ごとの速度データを、アドレス順に
    記憶する記憶手段、 ストローク時間設定器に設定された時間および上記速度
    特性曲線に対して記憶手段に記憶されている速度データ
    数によって定まる速度データ読出間隔に等しい周期のパ
    ルス信号を発生するパルス発生手段、 パルス発生手段から出力されるパルスを計数する計数手
    段、 計数手段の計数値が更新されるごとに、記憶手段内の計
    数値に対応するアドレスの速度データを読み出す読出手
    段、 読み出された速度データを、ストローク量設定器に設定
    されたストローク量、ストローク時間設定器に設定され
    た時間および上記速度特性曲線に対して記憶手段に記憶
    されている速度データによって定まる速度に応じた信号
    に変換する変換手段、 変換手段の出力信号に応じてサーボモータの速度を制御
    する制御手段、 往復直線運動または間欠運動する装置のストローク量が
    、ストローク量設定器に設定されたストローク量に対応
    する長さに達したことを検出する手段、ならびに 往復直線運動または間欠運動する装置のストローク量が
    ストローク量設定器に設定されたストローク量に対応す
    る長さに達したことの検出にもとづいて、サーボモータ
    の駆動を停止するための手段、 を備えている往復直線運動または間欠運動する装置の制
    御装置。
  2. (2)定量シリンダのピストンを、回転運動を直線運動
    に変換する変換機構を介して駆動するサーボモータ、 所望の充填量に関する値を設定するための充填量設定器
    、 所望の充填時間に関する値を設定するための充填時間設
    定器、 定量シリンダのストロークに対する所望の速度特性曲線
    におけるストロークを所定数で分割した各ストローク位
    置ごとの速度データを、アドレス順に記憶する記憶手段
    、 充填時間設定器に設定された充填時間および上記速度特
    性曲線に対して記憶手段に記憶されている速度データ数
    によって定まる速度データ読出間隔に等しい周期のパル
    ス信号を発生するパルス発生手段、 パルス発生手段から出力されるパルスを計数する計数手
    段、 計数手段の計数値が更新されるごとに、記憶手段内の計
    数値に対応するアドレスの速度データを読み出す読出手
    段、 読み出された速度データを、充填量設定器に設定された
    充填量、充填時間設定器に設定された充填時間および上
    記速度特性曲線に対して記憶手段に記憶されている速度
    データによって定まる速度に応じた信号に変換する変換
    手段、変換手段の出力信号に応じてサーボモータの速度
    を制御する制御手段、 定量シリンダのピストン移動量が充填量設定器に設定さ
    れた充填量に対応する長さに達したことを検出する手段
    、ならびに 定量シリンダのピストン移動量が充填量設定器に設定さ
    れた充填量に対応する長さに達したことの検出にもとづ
    いて、サーボモータの駆動を停止するための手段、 を備えている定量シリンダ制御装置。
  3. (3)定量シリンダによって液体が充填される容器の昇
    降装置を駆動するサーボモータ、 昇降装置の所望のストローク量に関する値を設定するた
    めのストローク量設定器、 昇降装置のストロークに対する所望の所要時間に関する
    値を設定するためのストローク時間設定器、 ストロークに対する所望の速度特性曲線におけるストロ
    ークを所定数で分割した各ストローク位置ごとの速度デ
    ータを、アドレス順に記憶する記憶手段、 ストローク時間設定器に設定された時間および上記速度
    特性曲線に対して記憶手段に記憶されている速度データ
    数によって定まる速度データ読出間隔に等しい周期のパ
    ルス信号を発生するパルス発生手段、 パルス発生手段から出力されるパルスを計数する計数手
    段、 計数手段の計数値が更新されるごとに、記憶手段内の計
    数値に対応するアドレスの速度データを読み出す読出手
    段、 読み出された速度データを、ストローク量設定器に設定
    されたストローク量、ストローク時間設定器に設定され
    た時間および上記速度特性曲線に対して記憶手段に記憶
    されている速度データによって定まる速度に応じた信号
    に変換する変換手段、 変換手段の出力信号に応じてサーボモータの速度を制御
    する制御手段、 昇降装置の移動量が、ストローク量設定器に設定された
    ストローク量に対応する長さに達したことを検出する手
    段、ならびに 昇降装置の移動量がストローク量設定器に設定されたス
    トローク量に対応する長さに達したことの検出にもとづ
    いて、サーボモータの駆動を停止するための手段、 を備えている定量シリンダによって液体が充填される容
    器の昇降装置の制御装置。
  4. (4)被搬送体を間欠的に送る搬送装置を駆動するサー
    ボモータ、 所望の移動ストローク量に関する値を設定するためのス
    トローク量設定器、 移動ストロークに対する所望の所要時間に関する値を設
    定するためのストローク時間設定器、移動ストロークに
    対する所望の速度特性曲線における移動ストロークを所
    定数で分割した各ストローク位置ごとの速度データを、
    アドレス順に記憶する記憶手段、 ストローク時間設定器に設定された時間および上記速度
    特性曲線に対して記憶手段に記憶されている速度データ
    数によって定まる速度データ読出間隔に等しい周期のパ
    ルス信号を発生するパルス発生手段、 パルス発生手段から出力されるパルスを計数する計数手
    段、 計数手段の計数値が更新されるごとに、記憶手段内の計
    数値に対応するアドレスの速度データを読み出す読出手
    段、 読み出された速度データを、ストローク量設定器に設定
    されたストローク量、ストローク時間設定器に設定され
    た時間および上記速度特性曲線に対して記憶手段に記憶
    されている速度データによって定まる速度に応じた信号
    に変換する変換手段、 変換手段の出力信号に応じてサーボモータの速度を制御
    する制御手段、 搬送装置の移動量がストローク量設定器に設定されたス
    トローク量に対応する長さに達したことを検出する手段
    、ならびに 搬送装置の移動量がストローク量設定器に設定されたス
    トローク量に対応する長さに達したことの検出にもとづ
    いて、サーボモータの駆動を停止するための手段、 を備えている被搬送体を間欠的に送る搬送装置の制御装
    置の制御装置。
JP63026253A 1988-02-05 1988-02-05 往復直線運動または間欠運動装置の制御装置 Granted JPH01199801A (ja)

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US07/305,683 US4900999A (en) 1988-02-05 1989-02-03 Control system for reciprocating linear motion or intermittent motion devices
EP89200236A EP0327183B1 (en) 1988-02-05 1989-02-03 Control system for reciprocating linear motion or intermittent motion devices
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AU29647/89A AU601316B2 (en) 1988-02-05 1989-02-03 Control system for reciprocating linear motion or intermittent motion devices
DE68922758T DE68922758T2 (de) 1988-02-05 1989-02-03 Steuerungssystem für hin -und hergehende lineare Bewegung oder intermittierende Bewegungseinrichtungen.

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