説明

包装装置

【課題】サーボモータによって駆動される移動機構における異常の発生を容易に検知することが可能な包装装置を提供する。
【解決手段】製袋包装システム1は、サーボモータを正転逆転させることにより所定範囲内において各部材を往復運動させる移動機構(チャック54a、回転部材47b、連結ロッド57c)を搭載したテープ結束機20を含む包装装置であって、各移動機構(チャック54a、回転部材47b、連結ロッド57c)の駆動源であるサーボモータM1〜M3のエンコーダE1〜E3からそれぞれエンコーダパルスを取得し、このエンコーダパルスに基づいて、各移動機構(チャック54a、回転部材47b、連結ロッド57c)における異常発生の有無を判定する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、往復移動機構の駆動源となるサーボモータを搭載した包装装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、例えば、シールジョーや搬送機構等に含まれる移動機構を所定の可動範囲内において往復移動させるための回転駆動源としてサーボモータを搭載した包装装置が用いられている。
例えば、特許文献1には、サーボモータのトルク値に対応する信号をサンプリングすることで、包装機械の異常運転を識別することが可能な包装システムが開示されている。
【特許文献1】特開2005−528291号公報(平成17年9月22日公開)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、上記従来の包装装置では、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、上記公報に開示された包装装置では、サーボモータのトルク値に対応する信号を検知して、包装機械の異常運転を識別しているが、トルク値に対応する電流値などの信号に基づいた識別では、包装機械の異常以外の要因によって電流値が不安定になる場合もあるため、正確に異常発生の有無を識別することができないおそれがある。
【0004】
本発明の課題は、サーボモータによって駆動される移動機構における異常の発生を、正確かつ容易に検知することが可能な包装装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
第1の発明に係る包装装置は、サーボモータと、移動機構と、エンコーダと、検知部と、判定部と、を備えている。移動機構は、サーボモータによって駆動される。エンコーダは、サーボモータの回転速度および位置を検出する。検知部は、エンコーダのエンコーダパルス数を検知する。判定部は、検知部において検知されたエンコーダパルス数に基づいて、移動機構の異常の発生の有無を判定する。
【0006】
ここでは、サーボモータを駆動源として移動する移動機構を備えた包装装置において、サーボモータに接続されたエンコーダにおけるエンコーダパルスを検知して移動機構の異常発生を検知する。
ここで、サーボモータによって駆動される移動機構としては、例えば、包装装置の横シール機構に含まれるシールジョーや、テープ結束機に含まれる結束機構、脱気機構、横送り機構等が含まれる。
【0007】
通常、包装装置に搭載されておりサーボモータによって駆動される移動機構では、正常な運転時にはサーボモータのエンコーダパルスはほぼ一定の範囲内の数値になるはずである。
本発明の包装装置では、以上のように、正常な運転時には所定の範囲内の数値になるはずのサーボモータのエンコーダパルスを検知して、この検知結果に基づいてサーボモータによって駆動される移動機構の異常発生の有無を判定する。
【0008】
これにより、サーボモータのエンコーダパルスを判定材料として用いることで、簡易な方法によりサーボモータの回転状態の変化をエンコーダパルスによっていち早く察知して、移動機構の異常発生を初期段階において正確に検出することができる。この結果、異常が大きくなる前にメンテナンス等を行うことができるため、包装装置の修理に要する時間を従来よりも短縮することができる。
【0009】
第2の発明に係る包装装置は、第1の発明に係る包装装置であって、判定部は、移動機構が移動する速度が異なる複数の工程ごとに、移動機構の異常の発生の有無を判定する。
ここでは、移動機構において移動速度が異なる複数の工程を有している場合には、各工程ごとに検知されたエンコーダパルスに基づいて、異常発生の有無を判定する。
一般的に、包装装置に搭載された移動機構の中には、移動速度を変化させながら所定の動作を行うものが含まれる。通常、このような移動機構の移動速度が異なる複数の工程を有する包装装置では、1つのエンコーダパルスやトルク値を検知しただけでは、全ての工程における移動機構の異常を正確に判定することができない。
【0010】
本発明の包装装置では、移動速度が異なる各工程ごとにそれぞれエンコーダパルスを検知し、各工程ごとに異常発生の有無の判定を行う。
これにより、各速度領域ごとにエンコーダパルスを検知して判定を行うことで、このような複雑な動きをする移動機構における異常発生を正確に検知することができる。
【0011】
第3の発明に係る包装装置は、第1または第2の発明に係る包装装置であって、判定部は、予め設定された閾値に基づいて異常の発生の有無の判定を行う。
ここでは、検知されたエンコーダパルスに基づいて移動機構における異常発生の有無を判定する際には、予め設定された閾値と比較して判定を行う。
ここで、上記所定の閾値には、エンコーダパルス自体に加えて、エンコーダパルスに基づいて算出されるサーボモータの速度情報や位置情報等も含まれる。
これにより、実際の運転中におけるサーボモータの回転状態を示すエンコーダパルスに基づいて、移動機構における異常発生の有無を容易に判定することができる。
【0012】
第4の発明に係る包装装置は、第1から第3の発明のいずれか1つに係る包装装置であって、判定部における判定結果を表示する表示部をさらに備えている。
ここでは、判定部における判定結果に基づいて、例えば、異常発生という判定結果の場合には、警告画面を表示部に表示させる。
これにより、エンコーダパルスの検知結果に基づく判定結果に応じて、オペレータに移動機構の異常発生の有無を効果的に報知することができる。この結果、移動機構に異常が発生した初期段階でオペレータに対して状況を知らせることができるため、移動機構に発生した異常が進行する前にメンテナンス等を行うことができ、包装装置の修理に要する時間を短縮することができる。
【0013】
第5の発明に係る包装装置は、第1から第4の発明のいずれか1つに係る包装装置であって、判定部における判定結果に応じて警告を行う警告部をさらに備えている。
ここでは、判定部における判定結果が異常発生であった場合には、オペレータに対して警告を行う。
ここで、警告部としては、例えば、パトライトのような視覚的に警告を発する装置や、サイレン等の警告音を発する装置等が含まれる。
【0014】
これにより、エンコーダパルスの検知結果に基づく判定結果に応じて、オペレータに対してサーボモータによって駆動される移動機構の経時変化等の異常をいち早く知らせることができる。この結果、包装装置のメンテナンスを促すことで、大きな異常が発生してから修理する場合と比較して、修理のために包装装置を停止させる時間を短縮することができる。さらに、上記表示部における表示による警告画面と併用することで、さらに効果的にオペレータに対して異常発生の報知を行うことができる。
【発明の効果】
【0015】
本発明の包装装置によれば、簡易な方法によりサーボモータの回転状態の変化をエンコーダパルスによっていち早く察知して、移動機構の異常発生を初期段階において正確に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
本発明の一実施形態に係る製袋包装システム(包装装置)1について、図1〜図8を用いて説明すれば以下の通りである。
なお、製袋包装システム1で生産される商品は、図1において二点鎖線で示すように、上下の端部にそれぞれ横シール部が形成されてその中に物品を充填した袋Bの上部の所定箇所が絞られ、この絞られた首部に片面粘着性のテープが巻き付けられて巾着状とされたものである。
【0017】
[製袋包装システム1全体の構成]
本実施形態の製袋包装システム1は、図1および図2に示すように、組合せ計量装置2とその下流側に配置された搬送機構30とを備えている。
組合せ計量装置2は、図1および図2に示すように、主として、ウィンナー等の食品の袋詰めを行う製袋包装部5と、この製袋包装部5に対して袋となるフィルムを供給するフィルム供給部6と、袋の上部を絞って巾着状とするテープ結束機20と、を含むように構成されている。また、製袋包装部5の前面には、図2に示すように、操作スイッチ類7が配置されており、この操作スイッチ類7を操作する操作者が視認できる位置に操作状態を表示するとともに各種運転の設定値が入力されるモニタ8が配置されている。
【0018】
[フィルム供給部6]
フィルム供給部6は、後述する製袋包装部5の成形機構13にシート状のフィルムを供給する役割を果たし、ここでは製袋包装部5に隣接して設けられている。このフィルム供給部6にはフィルムが巻かれたロールがセットされ、このロールからフィルムが繰り出される。
【0019】
[製袋包装部5]
製袋包装部5は、図1および図2に示すように、シート状で送られてくるフィルムを筒状に成形する成形機構13と、筒状となったフィルム(以下、筒状フィルムという。)を下方に搬送するプルダウンベルト機構14と、筒状フィルムの重ね合わせ部分を縦に熱シールする縦シール機構15と、筒状フィルムを横にシールすることで袋Bの上下端を閉止する横シール機構17と、これらの各機構を支える支持フレーム12とから構成されている。また、支持フレーム12の周囲には、ケーシング9が取り付けられている。
【0020】
成形機構13は、図1に示すように、チューブ31と、フォーマ32とを有している。チューブ31は、円筒形状の部材であり、上下端が開口している。チューブ31は、平面的に天板39の中央近傍の開口部分に配置され、図示しないブラケットを介してフォーマ32と一体にされている。このチューブ31の上端の開口部には、組合せ計量装置2から計量された内容物が投入される。フォーマ32は、チューブ31を取り囲むように配置されている。このフォーマ32の形状は、フィルム供給部6から送られてきたシート状のフィルムFがフォーマ32とチューブ31との間を通るときに筒状に成形されるような形状とされている。このフォーマ32も、図示しない支持部材を介して支持フレーム12に固定されている。また、成形機構13のチューブ31やフォーマ32は、製造する袋Bの幅寸法に応じて取り替えることができるようにされている。そのために成形機構13は、支持フレーム12に対し着脱自在にされている。
【0021】
プルダウンベルト機構14と縦シール機構15とは、天板39から吊り下げられているレール34に支持されており、チューブ31を両側から挟むように配置されている。これらの機構14,15は、チューブ31が取り付けられるときに、レール34に沿って移動して位置合わせが行われる。プルダウンベルト機構14は、チューブ31に巻き付いた筒状フィルムFを吸着して下方に搬送する機構であり、主として、駆動ローラ35および従動ローラ36と、吸着機能を有するベルト37とから構成されている。縦シール機構15は、チューブ31に巻き付いている筒状フィルムの重なり部分を、一定の加圧力でチューブ31に押しつけながら加熱して、縦にシールする機構である。この縦シール機構15は、ヒータや、ヒータにより加熱され筒状フィルムの重なり部分に接触するヒータベルト等を有している。
【0022】
(横シール機構17の構成)
横シール機構17は、袋Bの横シール部分を成形する機構であって、図1および図2に示すように、成形機構13、プルダウンベルト機構14、および縦シール機構15の下方に配置され、支持フレーム12によって支持されている。この横シール機構17では、図3に示すように、スプライン軸23aの突出端部にクランク23がスプライン嵌合している。また、クランク23の一方の回転端部と接続ベース部材29aとの間にシールジョー21を移動させるためのリンク24aが備えられているとともに、クランク23の他方の回転端部とベース部材25bとの間にシールジョー22を移動させるためのリンク24bが備えられている。そして、スプライン軸23aの下端部は、サーボモータM1の図示しない出力軸に連結されている。
【0023】
サーボモータM1は、クランク23がスプライン軸23aを中心とする正逆転可能方向に回転駆動される。例えば、クランク23がスプライン軸23aを中心として一方の方向に回転すると、リンク24aは、接続ベース部材29aを後方へと押しやり、ベース部材25a、つまりシールジョー21を後方へと移動させる。一方、リンク24bは、ベース部材25b、つまりシールジョー22を前方へと押しやる。その結果、シールジョー21,22は、離間状態から図3に示す当接状態へと移行する。
【0024】
また、クランク23がスプライン軸23aを中心として他方の方向に回転すると、リンク24aは接続ベース部材29aを前方へと引き寄せ、ベース部材25a、つまりシールジョー21は前方に移動する。一方、リンク24bはベース部材25b、つまりシールジョー22を後方へと引き寄せる。その結果、シールジョー21,22は、図3に示す当接状態から離間状態へと移行する。
【0025】
そして、両シールジョー21,22の直下部には、図3に示すように、板状の挟持部材26,26がそれぞれ付設されている。このため、挟持部材26,26によって、シールジョー21,22が互いに当接するよりも先に筒状包材を前後両側から挟持するとともに、シールジョー21,22が離間した後もしばらくの間この筒状包材を挟持することができる。
【0026】
[テープ結束機20]
本実施形態の製袋包装システム1では、図1に示すように、製袋包装部5の直下流側に、製袋された袋Bを巾着状に成形し、巾着状の袋Bの首部分をテープで留めるためのテープ結束機20を設けている。
テープ結束機20は、図3〜図5に示すように、結束機構41と、脱気機構42と、横送り機構43と、テープシーラ44と、を備えている。また、テープ結束機20は、図6に示すように、結束機構41、脱気機構42および横送り機構43のそれぞれの駆動源であるサーボモータM1〜M3(図3〜図5参照)のエンコーダE1〜E3に、それぞれ接続されたコントローラ(検知部、判定部、警告部)70を内部に備えている。
【0027】
(結束機構41)
結束機構41は、横シール機構17において製袋された袋Bの上部における所定の位置を縛って巾着状にするための機構であって、図4に示すように、サーボモータM1、回動軸53、一対のチャック(移動機構)54a、被当接部55を有している。
サーボモータM1は、エンコーダE1に接続されており、袋Bの上部を縛って巾着状に整形するチャック54aを駆動するための回転駆動力を付与するために、所定の範囲内において正転逆転を繰り返し行う駆動源である。
【0028】
一対のチャック54aは、図4に示すように、結束位置P1において、袋Bの上部付近における所定の位置を縛るように、回動軸53を中心に所定の範囲内において往復運動するように回動して互いに近接したり離間したりする。
被当接部55は、一対のチャック54aの一方が互いに離間した位置に移動した際に、チャック54aの一部と当接する。このチャック54aと被当接部55との当接は、一対のチャック54aを駆動するサーボモータM1に接続されたエンコーダE1において、検出されるパルス数が所定値以下となることによって検出される。
【0029】
また、本実施形態では、コントローラ70が、チャック54aの駆動源であるサーボモータM1に接続されたエンコーダE1からエンコーダパルスを受信して、結束機構41に含まれる一対のチャック54aが正常に駆動されているか否かの判定を行う。なお、一対のチャック54a等のような移動機構における異常発生の有無の判定については、後段にて詳述する。
【0030】
(脱気機構42)
脱気機構42は、結束機構41によって袋Bの上部を縛って巾着状にする際に、余分な空気を袋Bから抜くことで巾着状に整形し易くするための機構であって、図3に示すように、サーボモータM2、回動軸47a、回転部材(移動機構)47b、第1・第2アーム部材28a,28bおよび被当接部49を有している。
【0031】
サーボモータM2は、エンコーダE2に接続されており、袋Bの上部を結束機構41によって縛る際に、袋B内に含まれる余分な空気を袋Bの外部へと排出するために、第1・第2アーム部材28a,28bを互いに近接させたり離間させたりする駆動力を付与するために、所定の範囲内において正転逆転を繰り返し行う駆動源である。
回転部材47bは、回動軸47aを介して、サーボモータM2の回転駆動力が伝達されて所定の範囲内において往復運動するように、正転逆転を繰り返す。
【0032】
第1・第2アーム部材28a,28bは、回転部材47bの両端にそれぞれの一方の端部が連結されており、回転部材47bが所定の範囲内において正転逆転することで、他方の端部に連結された押圧バー141を近接させたり、離間させたりする。
被当接部49は、サーボモータM2に対して固定配置されており、サーボモータM2によって回転駆動される回転部材47bの一部が当接するタイミングに合わせてサーボモータM2の原点復帰制御が行われる。この回転部材47bと被当接部49との当接は、回転部材47bを回転駆動するサーボモータM2に接続されたエンコーダE2において、検出されるパルス数が所定値以下となることによって検出される。
【0033】
押圧バー141は、一対の棒状部材によって形成されており、一対の棒状部材の間に袋Bを挟みこむことで、袋B内から余分な空気を外部へと排出させる。
本実施形態では、上述した結束機構41に含まれる一対のチャック54aと同様に、この脱気機構42に含まれる回転部材47bについても、コントローラ70が、駆動源であるサーボモータM2に接続されたエンコーダE2からエンコーダパルスを受信して、回転部材47bが正常に駆動されているか否かの判定を行う。なお、回転部材47b等のような移動機構における異常発生の有無の判定については、後段にて詳述する。
【0034】
(横送り機構43)
横送り機構43は、上述した結束機構41における結束位置P1において上部を縛られた袋Bを、図4に示す矢印a方向に沿って、テープシーラ44におけるテープ貼付け位置P2まで搬送する機構であって、図5に示すように、サーボモータM3、連結ロッド57a、揺動レバー57b、連結ロッド(移動機構)57c、レバー部材57d、支軸57e、および被当接部58を有している。
【0035】
サーボモータM3は、エンコーダE3に接続されており、上部を縛られて巾着状になった袋Bを、揺動レバー57bおよび連結ロッド57a・57c等を介して結束位置P1からテープ貼付け位置P2まで横送りするための回転駆動力を付与するために、所定の範囲内において正転逆転を繰り返し行う駆動源である。
連結ロッド57aは、揺動レバー57bの上端部に連結されており、袋Bを掴んだ状態の一対のチャック54aを揺動レバー57bの揺動に合わせて結束位置P1からテープ貼付け位置P2へと搬送する。
【0036】
揺動レバー57bは、連結ロッド57cを介して駆動源であるサーボモータM3の回転駆動力を受けて、下端部に連結された支軸57eを回動中心として、所定の範囲内において左右に揺動する。
連結ロッド57cは、サーボモータM3の回転軸に対して、レバー部材57dを介してその一端が連結されており、サーボモータM3の回転駆動力を揺動レバー57bに対して伝達する。そして、連結ロッド57cは、サーボモータM3の正転逆転に伴って、所定の範囲内において往復運動するとともに、その往復運動の範囲における端部においてその一部が被当接部58に対して当接する。また、連結ロッド57cは、図7に示すように、高速でフォーマ32の直下からテープシーラ44の方向へ移動する工程1と、工程1の移動速度から減速しながら移動する工程2と、工程1よりも低速でテープシーラ44の位置まで等速移動する工程3と、高速でフォーマ32の直下の位置まで戻るように移動する工程4と、において、コントローラ70によってそれぞれ移動速度が制御される。
【0037】
被当接部58は、サーボモータM3の近傍に配置されたボルトであって、サーボモータM3によって所定の範囲内において揺動する連結ロッド57cの一部が当接するタイミングに合わせてサーボモータM3の原点復帰制御が行われる。この連結ロッド57cと被当接部58との当接は、連結ロッド57cを回転駆動するサーボモータM3に接続されたエンコーダE3において、検出されるパルス数が所定値以下となることによって検出される。
【0038】
本実施形態では、上述した結束機構41および脱気機構42に含まれる一対のチャック54aおよび回転部材47bと同様に、この横送り機構43に含まれる連結ロッド57aについても、コントローラ70が、駆動源であるサーボモータM3に接続されたエンコーダE3からエンコーダパルスを、連結ロッド57aの移動速度が異なる各工程ごとに受信して、連結ロッド57aが正常に駆動されているか否かの判定を行う。なお、連結ロッド57a等のような移動機構における異常発生の有無の判定については、後段にて詳述する。
【0039】
(コントローラ70)
コントローラ70は、テープ結束機20内に搭載されており、図6に示すように、結束機構41、脱気機構42および横送り機構43にそれぞれ搭載されたサーボモータM1〜M3に接続されたエンコーダE1〜E3から各サーボモータM1〜M3の回転速度や位置情報等を意味するエンコーダパルスを受信する。
【0040】
また、コントローラ70は、図6に示すように、各サーボモータM1〜M3のエンコーダE1〜E3から受信したエンコーダパルスに基づいて、それぞれサーボ実速度を算出する。一方、コントローラ70は、ここで算出したサーボ実速度と、モニタ8において設定入力された能力値に基づいて各工程ごとにサーボ理論速度を算出する。そして、コントローラ70は、内蔵された比較器70aにおいて、上記サーボ実速度とサーボ理論速度とを比較して、その比較結果に基づいて、モニタ8に異常発生を表示させたり、モニタ8に搭載された警報機から警告音を発したりするように制御を行う。具体的には、比較対象であるサーボ実速度とサーボ理論速度との差が所定の閾値よりも大きい場合には、その移動機構におけるいずれかの工程において異常発生と判定する。
【0041】
すなわち、各移動機構(チャック54a、回転部材47b、連結ロッド57c)における駆動が正常に行われている場合には、予め設定された能力値に基づいて算出されたサーボ理論速度と、受信したエンコーダパルスに基づいて算出されたサーボ実速度とは、ほぼ一致するはずである。このため、本実施形態では、正常であればほぼ一致するはずのサーボ理論速度とサーボ実速度とを比較し、この差の大きさに応じて異常発生の有無の判定を行う。
【0042】
これにより、サーボモータM1〜M3を駆動源とする各移動機構(チャック54a、回転部材47b、連結ロッド57c)における異常の発生の有無を、サーボモータM1〜M3のエンコーダE1〜E3から受信したエンコーダパルスに基づいて、容易に判定することができる。この結果、各移動機構(チャック54a、回転部材47b、連結ロッド57c)における異常発生の初期段階において、早期に対応策を採ることができる。
【0043】
<サーボモータM1〜M3の異常発生の有無の判定>
本実施形態の製袋包装システム1では、コントローラ70において、図8に示すフローチャートに従って、各移動機構(チャック54a、回転部材47b、連結ロッド57c)における動作の異常の発生の有無の判定を行う。
すなわち、ステップS1では、各移動機構(チャック54a、回転部材47b、連結ロッド57c)の駆動源であるサーボモータM1〜M3に接続されたエンコーダE1〜E3から、コントローラ70に対してそれぞれのエンコーダパルスが入力される。
【0044】
ステップS2では、コントローラ70がステップS1において入力されたエンコーダパルス数と前回入力されたエンコーダパルス数との差に基づいて、各サーボモータM1〜M3のサーボ実速度を算出する。
ステップS3からステップS6では、コントローラ70が、移動速度が異なる各工程1〜4ごとに、実際の速度(ステップS2において算出されたサーボ速度)と理論速度との差を算出し、この差が所定の閾値未満であるか否かによって、各工程1〜4における異常発生の有無を判定する。
【0045】
なお、以下では、上記移動機構(チャック54a、回転部材47b、連結ロッド57c)のうち、横送り機構43に含まれる連結ロッド57cの駆動源であるサーボモータM3のエンコーダE3から入力されるエンコーダパルスに基づいて、図7に示す各工程ごとに異常発生の有無を検出する場合の制御について説明するが、他の移動機構における制御も同様に実施されるものとする。
【0046】
具体的には、ステップS3では、図7に示すように、高速で移動する工程1における移動に対応するエンコーダパルスに基づいて、コントローラ70がサーボ実速度を算出する。そして、このサーボ実速度と、予め設定された能力値に相当する理論上のサーボ理論速度との差を算出し、この差が所定の閾値未満であるか否かを判定する。このとき、コントローラ70は、所定の閾値未満である場合には、ステップS4へ進み、所定の閾値以上である場合には、ステップS8へ進んで異常発生と判定する。
【0047】
ステップS4では、ステップS3と同様に、図7に示すように、減速しながら移動する工程2における移動に対応するエンコーダパルスに基づいて、コントローラ70が、サーボ実速度を算出する。そして、このサーボ実速度と、予め設定された能力値に相当する理論上のサーボ理論速度との差を算出し、この差が所定の閾値未満であるか否かを判定する。このとき、コントローラ70は、所定の閾値未満である場合には、ステップS5へ進み、所定の閾値以上である場合には、ステップS8へ進んで異常発生と判定する。
【0048】
ステップS5では、ステップS3,S4と同様に、図7に示すように、低等速移動する工程3における移動に対応するエンコーダパルスに基づいて、コントローラ70が、サーボ実速度を算出する。そして、このサーボ実速度と、予め設定された能力値に相当する理論上のサーボ理論速度との差を算出し、この差が所定の閾値未満であるか否かを判定する。このとき、コントローラ70は、所定の閾値未満である場合には、ステップS6へ進み、所定の閾値以上である場合には、ステップS8へ進んで異常発生と判定する。
【0049】
ステップS6では、ステップS3〜S5と同様に、図7に示すように、高速で逆方向に移動する工程4における移動に対応するエンコーダパルスに基づいて、コントローラ70が、サーボ実速度を算出する。そして、このサーボ実速度と、予め設定された能力値に相当する理論上の速度との差を算出し、この差が所定の閾値未満であるか否かを判定する。このとき、コントローラ70は、所定の閾値未満である場合には、ステップS7へ進み、異常なしと判定する。一方、コントローラ70は、上記差が所定の閾値以上である場合には、ステップS8へ進んで異常発生と判定する。
【0050】
ステップS9では、コントローラ70が、上記ステップS3〜S6における判定結果に基づいて、判定結果をモニタ8に表示させる。具体的には、コントローラ70は、異常なしの場合にはその旨の表示を行う。一方、コントローラ70は、ステップS3〜S6のいずれか1つのステップSにおいて異常発生と判定された場合には、どの移動機構(チャック54a、回転部材47b、連結ロッド57c)のどの工程において異常が発生しているかを示す警告画面をモニタ8に表示させるとともに、モニタ8に搭載された警報機からサイレン等の警告音を発するように制御を行う。
【0051】
これにより、オペレータは、各移動機構(チャック54a、回転部材47b、連結ロッド57c)に接続されたサーボモータM1〜M3のエンコーダE1〜E3から入力されるエンコーダパルスに基づいて、各移動機構(チャック54a、回転部材47b、連結ロッド57c)における異常発生の有無および異常工程の位置を、モニタ8において容易に確認することができる。
【0052】
[製袋包装システム1の特徴]
(1)
本実施形態の製袋包装システム1は、サーボモータを正転逆転させることにより所定範囲内において各部材を往復運動させる移動機構(チャック54a、回転部材47b、連結ロッド57c)を搭載したテープ結束機20を含む包装装置であって、図6および図8に示すように、各移動機構(チャック54a、回転部材47b、連結ロッド57c)の駆動源であるサーボモータM1〜M3のエンコーダE1〜E3からそれぞれエンコーダパルスを取得し、このエンコーダパルスに基づいて、各移動機構(チャック54a、回転部材47b、連結ロッド57c)における異常発生の有無を判定する。
【0053】
通常、予め設定された能力に従って駆動されている移動機構(チャック54a、回転部材47b、連結ロッド57c)では、検知されたエンコーダパルスに基づいて算出された実速度と、上記能力に基づいて算出された理論速度とは、ほとんど一致するはずである。
これにより、エンコーダパルスに基づいて算出された実速度と理論速度とを比較して、その差の大きさに応じて異常発生の有無を判定することで、サーボモータM1〜M3によって駆動される各移動機構(チャック54a、回転部材47b、連結ロッド57c)における異常発生を容易に認識することができる。この結果、エンコーダパルスに基づいて初期段階で異常発生を検知することで、各移動機構(チャック54a、回転部材47b、連結ロッド57c)において発生した異常が進行する前に、早期に対応策を採ることができる。
【0054】
(2)
本実施形態の製袋包装システム1では、図7に示すように、移動機構としての連結ロッド57cの移動速度が異なる複数の工程1〜4を有する横送り機構43については、コントローラ70が各工程ごとにエンコーダパルスを取得して、それぞれの工程ごとに理論速度と実速度とを比較して異常発生の有無の判定を行う。
【0055】
これにより、1つの移動機構において移動速度が異なる複数の工程を有する場合でも、各工程ごとに理論速度と実速度とを比較することで、どの工程で異常が発生しているかを正確に認識することができる。
(3)
本実施形態の製袋包装システム1では、図8のフローチャートにおけるステップS3〜ステップS6に示すように、所定の閾値が設定されており、エンコーダパルスに基づいて算出された実速度と、設定された能力値に基づいて算出された理論速度との差が、上記閾値以上であるか否かによって、異常発生の有無を判定する。
【0056】
これにより、移動機構(チャック54a、回転部材47b、連結ロッド57c)を駆動するサーボモータM1〜M3のエンコーダパルスが若干理論値よりもずれた状態で、各移動機構(チャック54a、回転部材47b、連結ロッド57c)を正常に駆動している場合には、誤って異常発生と判定することはない。
この結果、正常に駆動されているにもかかわらず、エンコーダパルスの多少のずれによって異常発生が誤検出されることを防止することができる。
【0057】
(4)
本実施形態の製袋包装システム1では、図6および図8に示すように、上述したエンコーダパルスに基づいて、各移動機構(チャック54a、回転部材47b、連結ロッド57c)における異常発生の有無を判定した後、コントローラ70が、モニタ8にその判定結果を表示させる。
【0058】
これにより、オペレータはモニタ8の表示画面を確認することで、テープ結束機20に含まれる各移動機構(チャック54a、回転部材47b、連結ロッド57c)における移動発生の有無を、容易に認識することができる。この結果、オペレータは、異常発生の初期段階において早期に対応策を採ることができるため、異常発生後に異常が進行してしまうことを防止して、装置がダウンしてしまう時間を最小限にすることができる。
【0059】
(5)
本実施形態の製袋包装システム1では、図6および図8に示すように、上述したエンコーダパルスに基づいて、各移動機構(チャック54a、回転部材47b、連結ロッド57c)における異常発生有りと判定された場合には、コントローラ70が、警告音を発するように、警報機が搭載されたモニタ8の制御を行う。
【0060】
これにより、オペレータはモニタ8の表示画面を確認するまでもなく、テープ結束機20に含まれる各移動機構(チャック54a、回転部材47b、連結ロッド57c)における移動発生の有無を、容易に認識することができる。この結果、オペレータは、モニタ8を定期的に確認する必要もなく、異常発生の初期段階において早期に対応策を採ることができるため、異常発生後に異常が進行してしまうことを防止して、装置がダウンしてしまう時間を最小限にすることができる。
【0061】
[他の実施形態]
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
(A)
上記実施形態では、サーボモータM1〜M3のエンコーダE1〜E3からエンコーダパルスを検知し、これに基づいて算出された速度値を理論速度値と比較して、サーボモータM1〜M3によって駆動される各移動機構(チャック54a、回転部材47b、連結ロッド57c)の異常の発生の有無を判定する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【0062】
例えば、検知されたエンコーダパルスに基づいて、各移動機構の位置情報を求め、これを理論上の位置情報と比較することで、異常の発生の有無を判定するようにしてもよい。つまり、エンコーダパルス同士を比較して、異常発生の有無の判定を行ってもよい。
この場合でも、サーボモータによって駆動される移動機構における異常の発生を容易に検知することができるという上記と同様の効果を得ることができる。
【0063】
(B)
上記実施形態では、サーボモータM1〜M3のエンコーダE1〜E3からエンコーダパルスを検知し、これに基づいて算出された速度値を理論速度値と比較して、その差が所定の閾値未満である場合には正常、閾値以上である場合には異常と判定する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【0064】
例えば、実速度と理論速度とを比較して少しでも差がある場合には、異常と判定するようにしてもよい。
ただし、この場合には、移動機構が一時的に異物と衝突した場合等のように、異常発生とはいえないようなケースまで異常発生と判定してしまうおそれがあるという面では、上記実施形態のように、実速度と理論速度との差が所定の閾値以上である場合に異常発生と判定することがより好ましい。
【0065】
また、上記閾値としては、上記実施形態1のように、速度値として設定されている場合に限定されるものではなく、エンコーダパルスとして設定されていてもよい。
この場合には、検知されたエンコーダパルスと、設定された能力値に相当するエンコーダパルスとの差と、この閾値とを比較することで、上記と同様に、異常発生の有無を判定することができる。
【0066】
(C)
上記実施形態では、コントローラ70において、検知されたエンコーダパルス数を速度値に変換し、実速度と理論速度とを比較して、移動機構(チャック54a、回転部材47b、連結ロッド57c)の異常発生の有無を判定する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【0067】
例えば、実速度に対応するエンコーダパルスを検知して、理論速度に対応するエンコーダパルスと比較して、異常発生の有無を判定するようにしてもよい。
この場合でも、サーボモータによって駆動される移動機構における異常の発生を容易に検知することができるという上記と同様の効果を得ることができる。
(D)
上記実施形態では、エンコーダパルスに基づいて、各移動機構(チャック54a、回転部材47b、連結ロッド57c)における異常発生の有無を判定した後、コントローラ70が、警告音を発するように、警報機が搭載されたモニタ8の制御を行う例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【0068】
警告音を発するものとしてはモニタ8以外の装置であってもよく、例えば、警報機を製袋包装システム1に対して別個独立して配置し、この警報機から警告音が発せられるようにコントローラ70によって制御されてもよい。
(E)
上記実施形態では、製袋包装システム1におけるテープ結束機20に搭載された結束機構41、脱気機構42、横送り機構43に含まれるそれぞれの移動機構(チャック54a、回転部材47b、連結ロッド57c)に対して本発明を適用した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【0069】
例えば、製袋包装システム1における横シール機構17に含まれる往復移動機構(シールジョー21,22等)に対して本発明を適用することも可能である。
(F)
上記実施形態では、製袋された袋の内容物として、ウィンナー等の食品を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【0070】
例えば、ウィンナー以外にも、飴等の菓子類等を含む他の食品や工業製品等のように、製袋した袋に入れて販売する他の商品を扱う場合でも、同様に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【0071】
本発明の包装装置は、サーボモータによって駆動される移動機構における異常の発生を容易に検知することができるという効果を奏することから、サーボモータを駆動源とする機構を搭載した各種装置に対して広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0072】
【図1】本発明の一実施形態に係る包装装置を含む製袋包装システムの構成を示す正面図。
【図2】図1の製袋包装システムに含まれる組合せ計量装置の構成を示す斜視図。
【図3】図1の製袋包装システムが備えているテープ結束機の構成を示す正面図。
【図4】図3のテープ結束機の構成を示す上面図。
【図5】図3のテープ結束機の構成を示す側面図。
【図6】図1の製袋包装システム内に構成される制御ブロック図。
【図7】図4および図5のテープ結束機に含まれる横送り機構における各工程を示す概念図。
【図8】図1の製袋包装システムにおける異常発生の判定処理の流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
【0073】
1 製袋包装システム(包装装置)
2 組合せ計量装置
5 製袋包装部
6 フィルム供給部
7 操作スイッチ類
8 モニタ(表示部)
9 ケーシング
12 支持フレーム
13 成形機構
14 プルダウンベルト機構
15 縦シール機構
17 横シール機構
20 テープ結束機
21 シールジョー
22 シールジョー
23 クランク
23a スプライン軸
24a,24b リンク
25a,25b ベース部材
26 挟持部材
28a 第1アーム部材
28b 第2アーム部材
29a 接続ベース部材
30 搬送機構
31 チューブ
32 フォーマ
34 レール
35 駆動ローラ
36 従動ローラ
37 ベルト
39 天板
41 結束機構
42 脱気機構
43 横送り機構
44 テープシーラ
47a 回動軸
47b 回転部材(移動機構)
49 被当接部
53 回動軸
54a チャック(移動機構)
55 被当接部
57a 連結ロッド
57b 揺動レバー
57c 連結ロッド(移動機構)
57d レバー部材
57e 支軸
58 被当接部
70 コントローラ(検知部、判定部、警告部)
70a 比較器
141 押圧バー
E1〜E3 エンコーダ
M1〜M3 サーボモータ
S ステップ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
サーボモータと、
前記サーボモータによって駆動される移動機構と、
前記サーボモータの回転速度および位置を検出するエンコーダと、
前記エンコーダのエンコーダパルス数を検知する検知部と、
前記検知部において検知された前記エンコーダパルス数に基づいて、前記移動機構の異常の発生の有無を判定する判定部と、
を備えている包装装置。
【請求項2】
前記判定部は、前記移動機構が移動する速度が異なる複数の工程ごとに、前記移動機構の異常の発生の有無を判定する、
請求項1に記載の包装装置。
【請求項3】
前記判定部は、予め設定された閾値に基づいて前記異常の発生の有無の判定を行う、
請求項1または2に記載の包装装置。
【請求項4】
前記判定部における判定結果を表示する表示部をさらに備えている、
請求項1から3のいずれか1項に記載の包装装置。
【請求項5】
前記判定部における判定結果に応じて警告を行う警告部をさらに備えている、
請求項1から4のいずれか1項に記載の包装装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2007−314218(P2007−314218A)
【公開日】平成19年12月6日(2007.12.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−146984(P2006−146984)
【出願日】平成18年5月26日(2006.5.26)
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.パトライト
【出願人】(000147833)株式会社イシダ (859)
【Fターム(参考)】