JPS625585B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、たばこ巻上及び包装システムの制御
装置に関するものである。 たばこ巻上機とたばこ包装機とを組合せたシス
テムでは、システムを構成する機械の一方が停止
すると、この停止が他方の機械の停止要因となる
ため、システムの運転効率の低下を招く他、停止
した機械の再起動のときにトラブルを発生したり
製品品質の低下を招くという問題があつた。 この問題を解消する目的で、システム中の機械
間にリザーバ機構を設け、その内容量に応じて一
方の機械の運転速度を変えるようにした制御装置
が例えば特開昭51−133500号公報において提案さ
れている。 ところでこの提案の装置では、リザーバ機構の
内容量を検知するためにリザーバの適当な位置に
感知器を取付け、リザーバに収容されている巻た
ばこのリザーブ量がその位置に達したかどうかを
感知して機械の速度を変える制御を行つている。
このように巻たばこのリザーブ量を収容レベルの
感知によつて測定すると、その増加、減少の状況
を的確に把握することが難しく、より的確な測定
を行うためには多数の感知器をリザーバに設けな
ければならなくなる。 仮に、多数の感知器をリザーバに設けたとして
も、日毎に変わるトラブルの発生回数や機械性能
のバラツキによる運転状況の相違などを考慮した
制御を行うには十分でなく、その制御は画一的な
ものとなるため、リザーバの有効活用や機械効率
を十分に上げることができない。 本発明は上述したような従来のものの欠点を解
消するためになされたもので、その主たる目的
は、リザーバに多数の感知器を設けることなくリ
ザーブ量の増加、減少の状況の的確な把握をでき
るようにしたたばこ巻上及び包装システムの制御
装置を提供することにある。 本発明の特定の目的は、的確に把握したリザー
ブ量と機械の運転状況とに基いて機械の運転効率
の向上及びリザーバの有効活用を図るようにした
たばこ巻上及び包装システムの制御装置を提供す
ることにある。 そこで本発明では、第１図に示すように、たば
こ巻上機からリザーバ機構に送入される巻たばこ
の本数を計数する第１のたばこ計数手段２１と、
リザーバ機構からたばこ包装機に送出されて払出
される巻たばこの本数を計数する第２の計数手段
２２とによる計数結果に基いて、リザーバ量演算
手段２３がリザーバ機構内のリザーブ量を算出す
る。この算出されたリザーブ量は、目標値設定手
段２４によつて設定されるたばこ包装機の運転速
度を切替える速度切替リザーブ目標値と比較手段
２５において比較される。速度制御手段２６は、
上記比較手段２５による比較結果によつてたばこ
包装機の駆動源を制御する。 なお、好ましい実施態様では、上記目標値設定
手段２４は、たばこ巻上機及びたばこ包装機の運
転信号を入力し、該運転信号に基いてそれぞれの
運転効率及び平均停止時間を計算し、該計算結果
に基いて更に計算して上記リザーブ機構の最適リ
ザーブ量を求める最適リザーブ量演算手段２４ａ
を有し、該手段によつて求めた最適リザーブ量に
基いて上記目標値を設定するようになつている。 以下図面に従つて本発明の実施例を説明する。 第２図は本発明による制御装置により制御され
るたばこ巻上及び包装システムの一例を示す。図
において１はたばこ巻上機、２はたばこ包装機、
３は巻上機１及び包装機２間に設けられ、これら
を直結しているリザーバ機構である。 たばこ巻上機１は一定速度で巻たばこを製造
し、製造した巻たばこをリザーバ機構３に送入す
る。リザーバ機構３は、巻上機１から送入される
巻たばこを受け入れる入口と包装機２に巻たばこ
を送出する出口とを有し、送入、送出巻たばこの
状況に応じてそのリザーブしうる量が変えられる
ようになつている。しかし、この点は本発明の要
旨に直接間係ないので、その詳細な説明は省略す
る。たばこ包装機２は低、中、高の３速で運転可
能になつており、リザーバ機構３から送出される
巻たばこ20本を１箱に包装する。そして巻上機１
にはリザーバ機構３に送入する巻たばこを１本毎
に感知する例えば光電管のような感知器１ａが設
けられ、包装機２には、払出される１包装（20
本）毎にその出口近くで感知する例えば光電管の
ような同様の感知器２ａが設けられている。 第３図は第２図に示すシステムの制御装置の一
例を示す。 図において１０は100分の１分周回路を構成す
るカウンタであり、その入力には感知器１ａが接
続されている。従つて、感知器１ａが巻たばこ１
本感知する毎にその出力に発生するパルスをカウ
ンタ１０が受けることになり、100本の巻たばこ
の感知に応じてカウンタ１０の出力に信号が発生
される。一方１１は５分の１分周回路を構成する
カウンタであり、その入力には感知器２ａが接続
されている。従つて感知器２ａが巻たばこの１包
装（20本）を感知する毎にその出力に発生するパ
ルスをカウンタ１１が受け取ることになり、５つ
の包装の巻たばこの感知に応じてカウンタ１１の
出力に信号が発生される。 １２は例えば巻上機駆動モータ用マグネツトス
イツチの接点でよい巻上機運転信号発出回路、１
３は同様の接点でよい包装機運転信号発生回路で
あり、各回路は運転中と停止中で異なるレベルの
信号を出力する。 １４は包装機の駆動モータであり、モータ制御
回路１５によつて低、中、高の３速に速度切替さ
れるようになつている。 ２０は中央処理制御装置であり、カウンタ１
０，１１、回路１２，１３からの信号に基いて回
路１５を制御してモータ１４の速度を切替えるた
めの信号処理及び制御を行うもので、マイクロプ
ロセツサなどの中央処理装置（CPU）２０ａ、
入出力装置（IO）２０ｂ、バス２０ｃ、リード
オンリーメモリ（ROM）２０ｄ、ランダムアク
セスメモリ（RAM）２０ｅからなる。 中央処理制御装置２０においては、CPU２０
ａがROM２０ｄに格納されているプログラムに
従つて後述する各種の仕事を行い、この仕事に必
要なデータ、及びその仕事の結果得られるデータ
がRAM２０ｅが記憶される。RAM２０ｅは、電
源が切れると記憶が消滅するためそのようなこと
がないようにバツクアツプ電源２０ｆによつてデ
ータが保持されるようになつている。 上記CPU２０ａが行う第１の仕事は、カウン
タ１０，１１からの信号をIO２０ｂ、バス２０
ｃを介して受け取る毎に演算を行つてリザーバ機
構のリザーブ量を算出することである。この算出
に当つて、リザーバ機構に前日のリザーブ量があ
れば、RAM２０ｅにその内容が記憶されている
ので、その値を考慮に入れた計算が行われ、以後
はその結果に対する加減算を行うのみで、現在の
リザーブ量Ｘを算出することができる。 更にCPU２０ａは、回路１２，１３から第４
図に示すような運転信号１２ａ，１３ａをそれぞ
れIO２０ｂ、バス２０ｃを介して受け取ると、
これらの信号をCPU２０ａ自身で作成する例え
ば１Hzの基準タイマ信号によりサンプリングし、
巻上機停止時間t₁₁，t₁₂…ｔ_1nと包装機停止時間
t₂₁，t₂₂，…ｔ_2oについて、それらの平均停止時
間を例えば１時間の一定時間Ｔ毎に求めて下記の
ように運転効率を算出する。なお、ｍ，ｎは上記
時間Ｔの間に発生する巻上機、包装機の停止回数
に相当する。 巻上機平均停止時間

【式】 包装機平均停止時間

【式】 巻上機運転効率α ＝（Ｔ−ｔ〓・ｍ）／Ｔ×100 包装機運転効率β ＝（Ｔ−ｔ〓・ｎ）／Ｔ×100 今、リザーバ機構内の巻たばこが空の状態を０
本、満杯の状態をｘ本とし、また巻上機の生産効
率が100％のときの１秒間当りの送入本数をａと
すると、CPU２０ａはまず最初に巻上機の運転
効率αと包装機の運転効率βから、これらに見合
つた最適リザーブ量ｙを以下のようにして算出す
る。 ｙ＝ｘ×β／（α＋β） このとき生産効率などの要因でそれぞれの機械
に重要度の差異を必要とする場合には、軽重補正
値u₁，u₂を用いて上記最適リザーブ量ｙを下式の
ように補正することもできる。 ｙ＝ｘ×u₂β／（u₁α＋u₂β） 更にまたそれぞれの機械の１回当りの停止によ
つてリザーバ機構が満杯または空になつて相手方
機械を停止させるのを防止する余裕量も、CPU
２０ａによつて求められる。満杯方向へは包装機
の平均停止時間ｔ〓をもとに包装機停止１回分の
余裕量y₁は、 y₁＝ａ＋ｔ〓 空方向へは巻上機の平均停止時間ｔ∝をもとに巻
上機停止１回分の余裕量y₂は、 y²＝ａ×ｔ∝ としてそれぞれ算出される。 上記データｙ，y₁，y₂に基いて最終的な最適リ
ザーブ量Ｙは５図にも示すように下記のような条
件判別によつて算出される。 （ｘ−y₁）≧ｙ≧y₂のとき、Ｙ＝ｙ ｙ＜y₂のとき、Ｙ＝（ｙ＋y₂）／２ ｙ＜（ｘ−y₁）のとき、 Ｙ＝｛ｙ＋（ｘ−y₁）｝／２ CPU２０ａは更に、上述のようにして求めた
最適リザーブ量Ｙに基いて包装機の運転速度切替
えのための目標値を設定する。具体的には、プロ
グラムによつて予め所定の数値Ｚを記憶してお
き、この数値Ｚと最適リザーブ量Ｙとによつて目
標値Ｙ±Ｚを設定している。この目標値と現在の
リザーブ量ＸとがCPU２０ａにおいて比較さ
れ、その結果がバス２０ｃ，IO２０ｂを介して
モータ制御回路１５に出力され、これによつて包
装機の駆動モータ１４が速度制御される。 この制御の様子は第６図に示すように行われ、
Ｘ−Ｙ＞Ｚのときは高速信号を出力してＹ＝Ｘと
なるまで高速運転とし、Ｙ＝Ｘで中速信号を出力
する。Ｙ＝Ｘ＞Ｚのときは低速信号を出力してＹ
＝Ｘとなるまで低速運転とし、Ｙ＝Ｘで中速信号
を出力する。Ｘ−Ｙ＜Ｚ或はＹ−Ｘ＜Ｚのときは
包装機が中速運転のときは中速信号を保持する。 上述したCPU２０ａがプログラムに従つて仕
事をフローチヤートで表わすと、第７図乃至第１
０図に示すようになる。 まず仕事のスタートに応じて、第７図のフロー
チヤートにおいて初期設定が行われる。ステツプ
Ｓ１，Ｓ２においてＸ＞Ｙ＋Ｚ，Ｘ＜Ｙ−Ｚであ
るか否かの判定が行われるが、Ｘ，Ｙは、それ以
前の動作において求められてRAMに記憶されて
いるものが利用される。この判定結果により、ス
テツプＳ３，Ｓ４，Ｓ５において包装機の運転速
度が設定される。速度設定が行われた後、ステツ
プＳ６において、一定時間Ｔ、巻上機停止時間の
累計ｔ∝′、包装機停止時間の累計ｔ〓′、及びそ
れらの回数ｍ，ｎに関するデータ及び速度変更記
憶Ｍ_sが全て０にクリアされる。 その後、各機械からの運転信号に基き、第８図
のフロチヤートに示されるような演算を行う。 まずステツプＳ１０において、時間Ｔが１時間
経過したかどうかの判断が行われる。時間Ｔが１
時間を経過していなければ、次にステツプＳ１１
において基準タイマ信号の有無が判定される。無
ければ、後述の第９図に示す最適リザーブ量演算
のためのフローチヤートへ移行するが、信号が有
れば、ステツプＳ１２において時間Ｔに１を加算
する。その次に、ステツプＳ１３において、巻上
機が停止であるか否かの判定が行われ、停止して
いればステツプＳ１４でその時間ｔ∝′に１を加
算し、次のステツプＳ１５において巻上機が停止
されたかどうかの判断が行われ、停止されればス
テツプＳ１６において巻上機停止回数ｍに１を加
算する。 上記ステツプＳ１３，Ｓ１５において否である
場合及びステツプＳ１６の終了後に、ステツプＳ
１７に移行してここで包装機が停止しているかど
うかの判定が行われる。停止していればステツプ
Ｓ１８でその停止時間ｔ〓′に１を加算し、その
後ステツプＳ１９において停止が解除されたかど
うかの判断が行われ、解除していればステツプＳ
２０で停止回数ｎに１が加算される。 また、上記ステツプＳ１０において、１時間が
経過したと判断された場合には、ステツプＳ２１
において巻上機運転効率α、ステツプＳ２２にお
いて包装機運転効率β、ステツプＳ２３において
巻上機平均停止時間ｔ∝、ステツプＳ２４におい
て包装機平均停止時間ｔ〓がそれぞれ求められ、
その後ステツプＳ２５においてＴ，ｔ∝′，ｔ
〓′，ｍ，ｎのクリアが行われ、ステツプＳ２６
において速度変更記憶Ｍ_sが１にセツトされる。 第８図に示すフローチヤートにおいて、ステツ
プＳ１１，Ｓ１３，Ｓ１５，Ｓ１７，Ｓ１９での
判定がＮ_pである場合、及びステツプＳ２０，Ｓ
２５の終了に続いて第９図に示す最適リザーブ量
演算のためのフローチヤートに移る。 第９図のフローチヤートの最初のステツプＳ３
０では、効率からリザーブ量ｙを求め、次くステ
ツプＳ３１で、包装機停止１回分の余裕量y₁が、
ステツプＳ３２で、巻上機停止１回分の余裕量y₂
がそれぞれ求められ、その後、ステツプＳ３３〜
３５において、（ｘ−y₁）≧ｙ≧y₂，ｙ＜y₂及びｙ
＞（ｘ−y₁）についての判断が行われ、その結果に
より、ステツプＳ３６〜Ｓ３８において、最適リ
ザーブ量Ｙを決定している。 上記最適リザーブ量が決定された後、次に第１
０図に示す速度設定のためのフローチヤートに移
行する。 まず最初のステツプＳ４０において現在のリザ
ーブ量Ｘの算出が行われ、続くステツプ４０ａに
て１時間経過する毎にセツトされる速度変更記憶
Msがセツトされているか否かを判断し、もしセ
ツトされていなければステツプＳ４７でリセツト
され、ステツプＳ４８〜Ｓ５２において第７図の
ステツプＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５と同じ条
件で速度の変更を１時間毎に行う。通常は、ステ
ツプＳ４１〜Ｓ４３に続きＸ＝Ｙ＋Ｚ，Ｘ＝Ｙ，
Ｘ＝Ｙ−Ｚであるか否かの判断が行われる。そし
てＸ＝Ｙ＋ＺであればステツプＳ４４で高速切替
が、Ｘ＝ＹであればステツプＳ４５で中速切替
が、そしてＸ＝Ｙ−Ｚであれば低速切替がそれぞ
れ行われる。 上記ステツプＳ４１〜Ｓ４３のいずれも不等で
Noある場合及びステツプＳ４４〜Ｓ４６の終了
後、第８図のステツプＳ１０に戻つて上述の動作
が繰返される。 なお上述の実施例では、包装機の速度を切替え
る目標値を最適リザーブ量に基いて設定している
が、これは予め固定的に設定してもよい。この場
合には、巻上機、包装機の運転信号に基いて運転
効率や平均停止時間などを算出することが不要に
なり、装置の簡略化を図ることができる。 例えばこれを低、中、高の３段速、目標値ａ〜
ｄの４設定によつて制御する場合には、初期設定
及び速度切替のフローチヤートはそれぞれ第１１
図及び第１２図に示すようになり、かつその切替
動作を図示すると第１３図に示すようになる。 また、３段速、３設定の場合には、それぞれ第
１４図及至第１６図のようになる。 更に、上記実施例では、数値Ｚを１つしか設定
していないが、これをZ₁，Z₂，…Ｚ_oと多数設定
しておけば、多段制御も可能となる。またそのと
き、リザーブ量Ｘと最適リザーブ量Ｙの差より、
標準回転数に対する増加減量を演算し、その値を
Ｄ／Ａ変換によりアナログ電圧信号に変換し、こ
の電圧信号によりモータ制御回路１５をリニア制
御することをも可能である。 以上のように発明によれば、計数手段を用いて
リザーバ機構の送入、送出の巻たばこの本数を的
確に計数し、その計数に基いてリザーブ量を演算
により求め、この求めたリザーブ量を目標値と比
較し、その結果により包装機の運転速度を切替え
るようにしているため、従来のレベル検知による
不均一な本数測定に比べ比較にならない程高精度
にリザーブ量の把握ができるようになり、より好
ましい運転速度の制御が可能となつている。 特に、各機械の運転信号に基いて求めた最適リ
ザーブ量を利用して目標値を設定している好まし
い実施例では、システムのいろいろな運転状況、
すなわち運転効率及び平均停止時間に応じ目標値
となるリザーブ内容量を自動的にシフト補正して
いるため、リザーバの有効活用と機械効率の向上
がより一層図られるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成を示すブロツク図、
第２図は本発明による装置により制御されるシス
テムの一例を示す断面正面図、第３図は本発明に
よる装置の一実施例を示すブロツク図、第４図は
各機の運転信号からそれぞれの平均停止時間を算
出するための原理説明図、第５図は最適リザーブ
量と各機の停止余裕量との関係を示す態様図、第
６図は最適リザーブ量と変速状態の関係を示す説
明図、第７図乃至第１０図は一実施例の動作説明
のためのフローチヤート図、第１１図乃至第１６
図は変形例についての動作説明図である。 ２１……第１のたばこ計数手段、２２……第２
のたばこ計数手段、２３……リザーブ量演算手
段、２４……目標値設定手段、２４ａ……最適リ
ザーブ量演算手段、２５……比較手段、２６……
速変制御手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ たばこ巻上機と、運転速度を変更可能なたば
   こ包装機と、前記巻上機及び前記包装機間に設け
   られたリザーバ機構とからなるたばこ巻上及び包
   装システムにおいて、 前記巻上機から前記リザーバ機構に送入される
   巻たばこの本数を計数する第１のたばこ計数手段
   と、 前記リザーバ機構から前記包装機に送出されて
   払出される巻たばこの本数を計数する第２のたば
   こ計数手段と、 前記両計数手段による計数に基いて前記リザー
   バ機構内の巻たばこのリザーブ量を算出するリザ
   ーブ量演算手段と、 前記包装機の運転速度を切替えるべきリザーブ
   量の目標値を設定する目標値設定手段と、 前記演算手段によつて算出したリザーブ量と前
   記目標値とを比較する比較手段と、 該比較手段による比較結果により前記包装機の
   駆動源を制御する速度制御手段とからなることを
   特徴とする制御装置。 ２ 前記目標値設定手段は、 前記巻上機及び前記包装機の運転信号を入力
   し、該運転信号に基いてそれぞれの運転効率及び
   平均停止時間を計算し、該計算結果に基いて更に
   計算して前記リザーバ機構の最適リザーブ量を求
   める最適リザーブ量演算手段を有し、該手段によ
   り求めた最適リザーブ量に基いて前記目標値を設
   定することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の制御装置。