控制装置、间歇式包装机及间歇式包装机的控制方法与流程

本发明涉及控制装置、间歇式包装机及间歇式包装机的控制方法。

背景技术：

以往，已知有一边使薄膜移动一边连续地进行密封的连续式包装机(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本专利特开1－182223号公报

发明所要解决的问题

另一方面，在使薄膜停止后进行密封的间歇式包装机中，在使密封机以一定速度动作的情况下，密封时间会根据包装周期产生变动。因此，若变更包装周期，则有时会产生密封机温度变成规定范围内为止的待机时间。此外，若使包装周期较短，则有时密封机速度会上升从而会发生密封机彼此的过度碰撞。

技术实现要素：

在本发明的第1方式中，提供一种间歇式包装机的控制装置，所述间歇式包装机包括为了密封薄膜而通过以预先设定的速度进行驱动的密封机电动机来进行动作的密封机，且在薄膜停止时对薄膜进行密封。控制装置可对间歇式包装机的密封机电动机的速度进行控制，且将薄膜与密封机相接触的密封时间控制为一定而与间歇式包装机的包装周期无关。控制装置可在薄膜与密封机相接触之前，控制成与薄膜和密封机相接触的期间的密封机电动机的速度相同，以使薄膜与密封机相接触。

密封机可包括：曲柄机构，该曲柄机构由密封机电动机进行驱动；以及密封机构，该密封机构通过曲柄机构与密封机电动机相连结且以与密封机电动机的速度相对应的密封时间对薄膜进行密封。控制装置可将薄膜与密封机相接触的期间的密封机电动机的速度控制为一定。

间歇式包装机可根据包装周期来改变从薄膜与密封机分离后至薄膜与密封机相接触为止的密封机电动机的速度。

控制装置可在薄膜与密封机相接触之前，将密封机电动机的速度控制为一定。

控制装置可使薄膜与密封机相接触之前的密封机电动机的速度比薄膜与密封机相接触的期间的密封机电动机的速度要快，之后，使密封机电动机的速度比薄膜与密封机相接触的期间的密封机电动机的速度要慢。

控制装置可对密封机动作模式进行控制以使得密封机电动机的速度的上升、保持、下降的各个时间成为相等。

在本发明的第2方式中，提供一种间歇式包装机，在薄膜停止时对薄膜进行密封，其包括：密封机，该密封机为了密封薄膜而通过以预先设定的速度进行驱动的密封机电动机来进行动作；以及本发明的第1方式所涉及的控制装置。

密封机可包括：曲柄机构,该曲柄机构由密封机电动机进行驱动；以及密封机构，该密封机构通过曲柄机构与密封机电动机相连结且以与密封机电动机的速度相对应的密封时间来对薄膜进行密封。

在本发明的第3方式中，提供一种控制方法，是间歇式包装机的控制方法,所述间歇式包装机包括为了密封薄膜而通过以预先设定的速度进行驱动的密封机电动机来进行动作的密封机，且在薄膜停止时对薄膜进行密封，根据间歇式包装机的包装周期对密封机电动机的速度进行控制，且将薄膜与密封机相接触的密封时间控制为一定而与间歇式包装机的包装周期无关，在薄膜与密封机相接触之前，控制成与薄膜和密封机相接触的期间的密封机电动机的速度相同，以使薄膜与密封机相接触。

另外，上述发明的概要并未列举出本发明的所有特征。此外，上述特征组的亚组合也可属于本发明。

附图说明

图1示出间歇式包装机200的结构的概要。

图2示出间歇式包装机200的具体结构的一个示例。

图3示出曲柄机构24和密封机构26的动作的一个示例。

图4示出间歇式包装机200的密封机动作模式的一个示例。

图5示出间歇式包装机200的密封机动作模式的一个示例。

图6示出间歇式包装机200的密封机动作模式的一个示例。

图7示出间歇式包装机200的密封机动作模式的一个示例。

具体实施方式

下面，通过发明的实施方式对本发明进行说明，但以下的实施方式并不对权利要求书所涉及的发明进行限定。另外，实施方式中所说明的特征的所有组合并不一定是发明的解决手段所必须的。

图1示出间歇式包装机200的结构的概要。本例的间歇式包装机200包括控制装置100、驱动部10、密封机20以及输送部30。在一个示例中，间歇式包装机200是通过对薄膜进行密封从而包装被包装物的包装机。

驱动部10使密封机20以及输送部30驱动。本示例的驱动部10根据来自于控制装置100的控制信号来控制密封机20以及输送部30的驱动。控制信号可包含密封机20以及输送部30的动作模式。

输送部30将间歇式包装机200密封的薄膜输送至密封机20。在间歇式包装机200中，输送部30将薄膜输送至密封位置为止后停止。由此，间歇式包装机200作为间歇式的包装机进行动作。间歇式包装机200是纵型包装机的情况下，输送部30在垂直方向上输送薄膜。另一方面，间歇式包装机200是横型包装机的情况下，输送部30在水平方向上输送薄膜。输送部30也可将多个薄膜重叠并输送至密封机20。

密封机20对配置于密封位置的薄膜进行密封。在一个示例中，密封机20对从输送部30输送来的2片薄膜进行加热并密封。由此，被包装物被包装在2片薄膜之间。密封机20由驱动部10驱动以使得与薄膜相接触。例如，密封机20以预先设定的接触时间(即，密封时间)与薄膜相接触。另外，虽然未图示，但是在密封机20的后级包括切刀机构，该切刀机构在密封部将薄膜40切断。

控制装置100将薄膜与密封机20相接触的密封时间控制为一定，而与间歇式包装机200的包装能力无关。在此，间歇式包装机200的包装能力是指间歇式包装机200包装被包装物的速度。例如，间歇式包装机200的包装能力是包装周期。通过将密封时间控制为一定而与包装周期无关，从而薄膜的密封品质稳定。

另外，控制装置100可控制密封时间而与薄膜40的包装尺寸无关。即，即使变更包装尺寸，也可将密封时间保持为一定。由此，控制装置100使薄膜的密封品质稳定，而与包装尺寸无关。另外，包装尺寸是指被包装物的输送方向的尺寸。即，包装尺寸与相邻的密封位置的间隔相对应。

图2示出间歇式包装机200的具体结构的一个示例。密封机20包括密封机电动机22、曲柄机构24以及密封机构26。输送部30包括薄膜电动机32以及薄膜输送机构34。

控制装置100执行各种数据的设定、运算以及控制。首先，从控制装置100的外部将包装能力(例如，每单位时间的包装个数)输入至控制装置100。另外，控制装置100也可根据密封机20以及输送部30的特性来设定间歇式包装机200的包装能力。例如，间歇式包装机200的用户将间歇式包装机200的包装能力输入至控制装置100。然后，控制装置100设定与间歇式包装机200的包装能力相对应的虚拟主轴。

接着，控制装置100按照虚拟主轴生成密封机20以及输送部30的位置指令。另外，控制装置100生成密封机20以及输送部30的动作模式。另外，在本说明书中，将密封机20的动作模式称为密封机动作模式，将输送部30的动作模式称为输送动作模式。在仅仅称为动作模式的情况下，可包含密封机动作模式以及输送动作模式这两种。

例如，间歇式包装机200的包装能力被设定，且控制装置100基于该设定的包装能力来生成由密封开始位置、密封结束位置、密封时间构成的密封机动作模式。另外，控制装置100基于所设定的包装能力来生成由包装长度、薄膜40的输送开始位置以及薄膜40的输送完成位置构成的输送动作模式。另外，间歇式包装机200也可包括存储曲柄机构24的角度和密封开始时间以及结束时间的存储部。

薄膜电动机32根据控制装置100生成的输送动作模式来驱动。本示例的薄膜电动机32通过伺服放大器等的驱动部10被驱动。由此，薄膜电动机32以预先设定的输送速度旋转。另外，薄膜电动机32的脉冲产生器pg将薄膜电动机32的位置或速度的信号输入至驱动部10。

薄膜输送机构34与薄膜电动机32相连结。薄膜输送机构34根据薄膜电动机32的旋转动作来驱动。由此，薄膜输送机构34以与输送动作模式相对应的速度将薄膜40输送至密封机20。本示例的薄膜输送机构34包括2个配置成从薄膜40的两侧夹住的辊子。其中，薄膜输送机构34的结构不限于本示例。

例如，输送动作模式对从薄膜40的输送开始位置至薄膜40的输送完成位置为止之间的输送薄膜40的速度进行规定。输送薄膜40的速度可基于包装长度以及包装周期被决定。另外，输送动作模式被规定为以使得从薄膜40的输送完成位置至薄膜40的输送开始位置为止，与密封时间相对应地，停止薄膜电动机32。

密封机电动机22根据控制装置100生成的密封机动作模式来驱动。密封机电动机22包括由驱动部10驱动的电动机。由此，密封机电动机22以预先设定的密封机电动机速度来旋转。本示例的密封机电动机速度与密封机电动机22的角速度相对应。其中，只要是使密封机20动作，则密封机电动机速度不限于角速度。另外，密封机电动机22的脉冲产生器pg将密封机电动机22的位置或速度的信号输入至驱动部10。

曲柄机构24根据密封机电动机22的旋转动作来驱动。曲柄机构24使密封机电动机22与密封机构26相连结。密封机20在具有曲柄机构24的情况下，包装周期与曲柄机构24的曲柄周期相对应。

密封机构26通过曲柄机构24与密封机电动机22相连结。密封机构26以与密封机动作模式相对应的密封时间对薄膜40进行密封。例如，密封机构26通过对多片薄膜40进行加热从而对薄膜40彼此进行密封。另外，后文中针对密封机动作模式的详细设定方法进行说明。

图3示出曲柄机构24和密封机构26的动作的一个示例。曲柄机构24由密封机电动机22被驱动且密封机构26根据密封机电动机22的动作来进行开闭。本示例的密封机构26包括密封机构26a以及密封机构26b。

密封机构26利用密封机构26a以及密封机构26b将薄膜40从两侧夹持，从而对薄膜40进行密封。本示例的密封机构26图示出了密封机构26b与曲柄机构24相连结的情况，但是密封机构26a也可与曲柄机构24相连结。由此，密封机构26根据曲柄机构24的旋转角度来使密封机构26a以及密封机构26b开闭。另外，密封机构26a以及密封机构26b可分别具有弹簧。由此，在从密封开始位置至密封结束位置所对应的旋转角度下，密封机构26与薄膜40相接触。

在阶段(a)中，密封机构26a以及密封机构26b互相处于最分离的状态。在阶段(b)中，从阶段(a)的状态起曲柄机构24沿顺时针旋转，从而密封机构26a以及密封机构26b与薄膜40相接触。尤其是，在阶段(b)中，示出了密封机构26a和密封机构26b相接触的瞬间。即，阶段(b)的曲柄机构24的位置对应于密封开始位置。

在阶段(c)中示出了密封机构26a和密封机构26b最接近的状态。在此，若曲柄机构24的旋转速度较快，则有可能密封机构26a以及密封机构26b会互相碰撞而会导致装置产生故障。因此，优选为在密封机构26a以及密封机构26b接近的位置，密封机电动机的速度降低至装置不会产生故障为止。在阶段(d)中，示出了密封机构26a以及密封机构26b即将分离之前的状态。即，阶段(d)的曲柄机构24的位置对应于密封结束位置。在阶段(e)中，示出了密封机构26a以及密封机构26b分离的状态。

在此，在使薄膜40停止后进行密封的间歇式包装机中，使密封机电动机22以一定速度进行动作的情况下，密封时间会根据包装周期发生变动。在该情况下，若改变包装周期，则会产生待机时间直到密封机构26的温度达到规定温度为止。另外，在缩短包装周期的情况下，密封机的速度上升，会由于过度碰撞导致产生碰撞声，或者产生机械故障。例如，由于密封机构26彼此的碰撞，会因振动而使螺钉松动，或者传感器发生故障。

与此相对，在间歇式包装机200以第1包装周期以及比第1包装周期要短的第2包装周期动作的情况下，本示例的控制装置100在第1包装周期和第2包装周期中适当地变更密封机20的动作模式。例如，在间歇式包装机200以第2包装周期动作的情况下，控制装置100使薄膜40和密封机20相接触的期间的密封机电动机速度与第1包装周期的密封机速度相同，而使从薄膜40和密封机20刚分离之后到密封机20即将接触之前的密封机速度相比于第1包装周期的密封机电动机速度上升。

由此，间歇式包装机200无需针对包装周期变更密封机温度，从而缩短了待机时间。因此，提高了间歇式包装机200的包装效率。另外，间歇式包装机200使薄膜40与密封机20相接触的情况下的密封机电动机速度成为一定，而与包装周期无关，因此不易产生过度碰撞的问题。

图4示出间歇式包装机200的密封机动作模式的一个示例。在本示例中，示出了间歇式包装机200具有不同的2个包装能力的情况。包装周期a比包装周期b的包装能力要低。另外，本示例的密封机动作模式是一个示例，可根据包装能力、能够设定的密封机电动机速度的范围等进行变更。

控制装置100在包装周期a以及包装周期b中将彼此的密封时间控制为一定。即，控制装置100控制成以使得包装周期a中的密封开始时间sa和密封结束时间ea之差与包装周期b中的密封开始时间sb和密封结束时间eb之差相等。包装周期a是第1包装周期的一个示例，包装周期b是第2包装周期的一个示例。

另外，控制装置100将薄膜40与密封机20接触时的密封机电动机速度控制为一定(vs)。即，控制装置100控制成以使得密封开始时间sa和密封结束时间ea之差的期间中的密封机电动机速度与包装周期b中的密封开始时间sb和密封结束时间eb之差的期间中的密封机电动机速度相等。由此，密封机20能够稳定地对薄膜40进行密封。另外，本说明书中，将薄膜40与密封机20相接触的情况称为接触时，且将薄膜40与密封机20未接触的状态称为非接触时。

控制装置100对非接触时的密封机动作模式进行控制。在一个示例中，控制装置100控制成以使得非接触时的密封机电动机速度的斜率成为一定。另外，控制装置100可对密封机动作模式进行控制以使得密封机电动机的速度的上升、保持、下降的各个时间成为相等。换言之，控制装置100控制成以使得上升、保持、下降的各个时间各自成为非接触时的期间的1/3。

控制装置100根据间歇式包装机200的包装能力，使密封机动作模式变化，从而使密封时间成为一定而与包装能力无关。例如，即使在提升了包装能力的情况下，与提升包装能力之前相比控制装置100也使密封机20与薄膜40相接触时的密封机电动机22的速度成为一定。另外，在提升了包装能力的情况下，与提升包装能力之前相比，控制装置100使密封机20与薄膜40未接触时的密封机电动机22的速度变化。例如，本示例的控制装置100控制成以使得相比于包装周期b，包装周期a的密封机速度的最大值、到最大值为止的加速时间(加速度)以及从最大值开始的减速时间(减速度)中的至少一个较小。其中，只要是各个包装周期的每个包装周期能够使曲柄转一周的密封机电动机的速度，则密封机动作模式不限于本示例。

控制装置100在从密封机20与薄膜40分离后到下一次与薄膜40相接触为止对密封机电动机速度进行梯形控制。即，控制装置100在非接触时对密封机电动机速度进行梯形控制。控制装置100通过对密封机电动机速度进行梯形控制，从而防止密封机速度过度上升。本示例的控制装置100在包装周期a以及包装周期b这两者中对密封机电动机速度进行梯形控制。另外，为了方便将本示例的密封机动作模式称为梯形控制，但在实际的控制中包括通过对正弦波等进行组合从而以大致梯形的密封机动作模式进行控制的情况。

图5示出间歇式包装机200的密封机动作模式的一个示例。包装周期c比包装周期d的包装能力要低。包装周期d与包装周期b相等。控制装置100将密封时间控制为一定，因此，包装周期c中的密封开始时间sc和密封结束时间ec之差与包装周期d中的密封开始时间sd和密封结束时间ed之差成为相等。包装周期c是第1包装周期的一个示例，包装周期d是第2包装周期的一个示例。

本示例的控制装置100控制成以使得包装周期c中的密封机动作模式成为三角波。例如，控制装置100在密封机电动机速度的最大值未超过阀值vth的情况下，将密封机动作模式设为三角波。另一方面，控制装置100在密封机电动机速度的最大值超过阀值vth的情况下，将密封机动作模式设为梯形波。在此，密封机动作模式中的密封机电动机速度的变化越小，则功耗越降低。本示例的控制装置100生成要形成三角波的密封机动作模式，因此，能够降低间歇式包装机200的功耗。

图6示出间歇式包装机200的密封机动作模式的一个示例。包装周期e比包装周期f的包装能力要低。包装周期f与包装周期b相等。控制装置100将薄膜40与密封机20接触时的密封时间控制为一定，因此，包装周期e中的密封开始时间se和密封结束时间ee之差与包装周期f中的密封开始时间sf和密封结束时间ef之差相等。包装周期e是第1包装周期的一个示例，包装周期f是第2包装周期的一个示例。

本示例的控制装置100在包装周期e中使薄膜40与密封机20相接触前的密封机电动机速度比薄膜40与密封机20相接触时的密封机速度vs要慢。即，控制装置100使薄膜40与密封机20即将相接触之前的密封机电动机速度变慢，因此能够防止密封机构26彼此的急剧碰撞。

图7示出间歇式包装机200的密封机动作模式的一个示例。包装周期g比包装周期h的包装能力要低。包装周期h与包装周期b相等。控制装置100将薄膜40与密封机20接触时的密封时间控制为一定，因此包装周期g中的密封开始时间sg和密封结束时间eg之差与包装周期h中的密封开始时间sh和密封结束时间eh之差相等。包装周期g是第1包装周期的一个示例，包装周期h是第2包装周期的一个示例。

本示例的控制装置100在包装周期h中，薄膜40与密封机20相接触之前，将密封机电动机速度控制为一定。另外，控制装置100在薄膜40与密封机20分离后，使密封机电动机的速度变化。即，密封开始前或开始后的密封机电动机速度与密封时间中的密封机速度成为相同的速度。由此，控制装置100通过变更密封机电动机速度来抑制对密封机20的密封动作产生的影响。

间歇式包装机200在加快包装周期时，能够防止密封机20的过度碰撞，由于减小碰撞声从而生产现场的环境得以改善，由于过度碰撞产生的机械故障得以减少。间歇式包装机200通过使密封机电动机速度成为一定，从而使密封机碰撞时的运动能量成为一定，且使密封机20的碰撞成为一定。由此，将密封时的动作保持为一定而与包装周期无关，因此密封品质稳定。

如上所述，控制装置100通过密封机动作模式的运算来生成曲柄机构24的位置指令。更具体而言，控制装置100可以由虚拟主轴以及密封机电动机22等计算出的比率来执行密封机动作模式的运算。

在一个示例中，控制装置100根据间歇式包装机200的包装周期与密封时间之间的关系，对密封机动作模式进行运算。例如，控制装置100设定为虚拟主轴速度：密封机电动机22的速度＝a：b的比率。

在此，a以及b分别定义如下：

a[pls]＝密封时间[sec]×虚拟主轴速度[pls/sec]

b[pls]＝(密封结束位置[deg]-密封开始位置[deg])×c[pls/shot]/360[deg/shot]

其中，c＞b≧0。

c:每1包装的伺服机构动作量[pls]

另外，在密封时刻中，虚拟主轴移动a[pls]，密封机电动机22移动b[pls]。密封时的动作保持为一定而与包装周期无关，因此，密封机品质稳定。由此，控制装置100通过使密封时间成为一定，从而使薄膜40的过热状态成为一定。

另外，在一个示例中，控制装置100基于间歇式包装机200的包装周期与密封机速度之间的关系，进行密封机电动机速度的模式运算。例如，控制装置100设定为虚拟主轴速度[pls]：密封机电动机22的速度＝虚拟主轴速度[pls/sec]:密封机速度[pls/sec]。在密封时刻，密封机电动机22移动a[pls]，虚拟主轴移动b[pls]。

在此，a以及b分别定义如下：

a[pls]＝(密封结束位置[deg]-密封开始位置[deg])×c[pls/shot]/360[deg/shot]

其中，c＞d≧0。

c:每1包装的伺服机构动作量[pls]

b[pls]＝a[pls]×虚拟主轴速度[pls/sec]/密封机速度[pls/sec]

如上所述，本说明书中所公开的控制装置100将薄膜40与密封机20相接触的密封时间控制为一定而与间歇式包装机200的包装周期无关，因此，薄膜40的密封品质稳定。由此，提高了间歇式包装机200的包装能力。其中，非接触时的密封速度不限定于本说明书所公开的实施方式。

以上，本发明使用实施方式进行了说明，但本发明的技术范围不限定于上述实施方式所记载的范围。能够对上述实施方式进行各种变更或改进对本领域技术人员而言是显而易见的。根据权利要求书的记载可知，进行了各种变更或改进的方式也可包含在本发明的技术范围内。

应当注意的是，权利要求书、说明书以及附图中所示的装置、系统、程序及方法中的动作、顺序、步骤、以及阶段等的各处理的执行顺序只要没有特别明确地示出为“之前”、“先前”等，此外只要不是在之后的处理中使用之前的处理的输出，则可以按照任意的顺序来实现。权利要求书、说明书以及附图中的动作流程中，为了方便说明，使用了“首先”、“然后”等，但并不意味着一定要按照这样的顺序来实施。

标号说明

10驱动部

20密封机

22密封机电动机

24曲柄机构

26密封机构

30输送部

32薄膜电动机

34薄膜送给机构

40薄膜

100控制装置

200间歇式包装机