制袋裝置製造方法

2023-10-08 21:49:44 2

制袋裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供一種制袋裝置，其通過簡單的結構來防止薄膜材料的張力變動、密封位置的偏移以及蛇行、斜行，並且能夠設定正確的初始條件，減少或者無需連續動作過程中的監視、調整的時間以及結構，並能夠實現薄膜材料的輸送速度的高速化，從而能夠提高生產效率。將薄膜材料（F）的規定部位密封的包裝容器的制袋裝置（100）具有：根據張力檢測輥（163）的張力傳感器（164）的檢測值來控制連續輸送速度的張力控制單元（165）；對設置於薄膜材料（F）的表面的多個標記（M）在各位置同時進行識別的光學檢測單元（140）；斜行修正單元（150）；以及調整多個密封單元（171）的輸送方向上的位置的密封位置修正單元（180）。
【專利說明】制袋裝置
【技術領域】
[0001]本申請發明涉及一種制袋裝置，通過連續供給薄膜材料並且在規定部位進行密封來製造由樹脂制的薄膜材料製成的袋狀包裝容器。
【背景技術】
[0002]近年來，將樹脂制的薄膜材料密封而製成的包裝容器作為對洗滌劑、洗髮精等清潔用品、醬油、調料等食品類等的各種流動性內裝物進行包裝的包裝容器而得到廣泛使用，另外，也常作為用以將內裝物重裝到塑料瓶、玻璃瓶等其它容器的被稱為重裝袋的包裝容器來使用。
[0003]例如下述的專利文獻I所示，對上下兩張樹脂制的薄膜材料和被夾入其兩側部的樹脂制的基材進行連續輸送，在將輸送方向上的兩側部和沿寬度方向延伸的規定間隔的橫斷部密封以後，在寬度方向中央和各橫斷部的中心進行切斷，由此製成上述這樣的袋狀包
裝容器。
[0004]各袋狀包裝容器構成為，形成為袋狀、且寬度方向中央被切斷後所形成的切口成為上端的開口，在從該開口填充內裝物以後再通過密封的方式將該開口封閉。
[0005]作為連續且大量製造這樣的袋狀包裝容器的制袋裝置，例如下述的專利文獻2所示，公知有如下的制袋裝置，其具有:以規定速度將被卷繞成卷狀的薄膜材料拉出並連續輸送該薄膜材料的連續供給機構；按照規定量而間歇輸送薄膜材料的間歇供給機構；設置於連續供給機構與間歇供給機構之間的供給調節機構(專利文獻2中由「蓄積器(accumulator) 7、8」示出。)；以及將由間歇供給機構輸送的至少上下兩張薄膜材料的規定部位密封的密封機構。
[0006]該公知的制袋裝置的供給調節機構(「蓄積器7、8」)是為了吸收因連續輸送與間歇輸送之間的周期性的輸送量的變動所引起的薄膜材料的鬆弛、且減少張力變動而設置的，將薄膜材料繞掛於能夠移動的鬆緊調節輥(dancer roll)，相對於鬆緊調節輥的移動而對薄膜材料施加恆定的拉伸力，由此吸收連續輸送與間歇輸送之間的薄膜材料的鬆弛，並且同時還吸收張力變動。
[0007]另外，構成為:將間歇輸送的輸送量設定為袋狀包裝容器的一個袋大小的尺寸，利用多個以等間隔排列的密封單元分多次將一處部位密封。此時，薄膜材料因張力而產生延伸，所以需要調整一個袋大小的輸送量。
[0008]因此，構成為利用標註於被施加在樹脂制的薄膜材料的印刷面的標記來確定應密封的部位，通過利用CCD照相機拍攝該標記來確定該部位，並且檢測間歇輸送時的標記位置的偏移，從而調整間歇輸送量以及多個密封單元的間隔。
[0009]袋狀包裝容器的制袋裝置具有:以規定速度將上述被卷繞成卷狀的薄膜材料拉出並連續輸送該薄膜材料的連續供給機構；按照規定量而間歇輸送薄膜材料的間歇供給機構；設置於連續供給機構與間歇供給機構之間的供給調節機構；以及將由間歇供給機構輸送的至少上下兩張薄膜材料的規定部位密封的密封機構，在該制袋裝置中，為了製造相對於印刷面未發生位置偏移的高品質的包裝容器，關鍵在於正確設定間歇輸送的位置以及輸送量、儘量減少張力變動、薄膜材料的蛇行、斜行。
[0010]專利文獻1:日本特開2007 - 168147號公報
[0011]專利文獻2:日本特開2003 - 33981號公報
[0012]專利文獻3:日本特開平8 - 217020號公報
[0013]公知的制袋裝置構成為，利用鬆緊調節輥吸收因連續輸送與間歇輸送之間的周期性的輸送量的變動所引起的薄膜材料的鬆弛、且同時還吸收張力變動，因而，由於鬆緊調節輥在改變移動方向時的慣性的影響而無法充分獲得張力變動的吸收效果，相反，還成為張力變動的重要因素。
[0014]為了使因該慣性的影響所產生的張力變動在實際應用時處於不會產生問題的範圍，需要減小鬆緊調節輥的移動速度，因此無法實現薄膜材料輸送的高速化，妨礙生產率的提聞。
[0015]另外，雖然也考慮了如下方案:通過設置多個鬆緊調節輥並多次繞掛薄膜材料來減小鬆緊調節輥的移動速度，從而減小移動方向改變時的慣性的影響，但由於鬆緊調節輥的旋轉慣性、摩擦相對於旋轉速度的變化的影響反而增大，所以無法從根本上解決上述問題。
[0016]並且，有時可動部件的振動等反而成為產生張力變動的重要因素。
[0017]為了減輕這些問題，如上述專利文獻3所示，公知如下結構:以規定的擺動速度、擺動幅度強制性地對用於吸收薄膜材料的鬆弛的鬆緊調節輥進行驅動，並且另外設置用於吸收張力變動的鬆緊調節輥，從而抑制鬆緊調節輥的數量的增加、且吸收張力變動。
[0018]然而，雖然用於吸收張力變動的鬆緊調節輥的移動量變小，但卻依舊進行往返移動，對於相對於旋轉速度的變化的旋轉慣性、摩擦而言，由於確實增加了一個鬆緊調節輥的影響，所以即便張力變動的情況多少能夠有所改善，但在使薄膜材料的輸送實現高速化這方面仍存在界限。
[0019]另一方面，施加於薄膜材料的張力通過薄膜材料的延伸而體現出來，所以即使按照與製造開始時所推斷的延伸對應的規定值來對間歇供給機構的間歇輸送量以及密封機構的多個密封單元的間隔進行初始設定，薄膜材料的延伸也會因連續製造中的張力變動而發生變動，從而相對於本來欲密封的位置會產生偏移。
[0020]因此，在連續製造中，利用CXD照相機對標註於印刷面的標記進行拍攝而檢測並監視標記位置，在產生了偏移的情況下，必須進行調整間歇輸送量以及多個密封單元的間隔的作業，為了進行該調整而需要花費時間，即使對其進行自動檢測以及自動調整，也需要複雜的結構，並且難以實現薄膜材料輸送的高速化，從而成為妨礙生產效率提高的重要因素。
[0021]並且，鬆緊調節輥的往返移動、旋轉速度的變化有可能不僅會導致張力變動，還會對裝置整體、薄膜材料施加振動，或使薄膜材料在上下方向扇動。該振動、扇動成為薄膜材料的斜行的原因之一，因而存在如下問題:張力變動越大，或者吸收張力變動的機構的動作幅度越大，則越不規則且大幅地產生蛇行、斜行，從而對蛇行、斜行進行修正的機構也變得愈加複雜且其結構的規模也愈發增大。
【發明內容】

[0022]因此，本發明是為了解決現有的制袋裝置的上述問題點而完成的，其目的在於提供一種制袋裝置，能夠通過簡單的結構來防止薄膜材料的張力變動、密封位置的偏移以及蛇行、斜行，並且能夠設定正確的初始條件，減少或者無需連續動作中的監視、調整的時間以及結構，從而能夠實現薄膜材料的輸送速度的高速化，提高生產效率。
[0023]本技術方案I所涉及的發明的制袋裝置具有:具備連續輸送薄膜材料的連續供給輥的連續供給機構；具備間歇輸送薄膜材料的間歇供給輥的間歇供給機構；具備能夠在上述連續供給機構與間歇供給機構之間往返擺動的鬆緊調節輥的供給調節機構；以及將由上述間歇供給機構輸送的薄膜材料的規定部位密封的密封機構，上述供給調節機構具有:上述鬆緊調節輥的擺動驅動單元；位於上述鬆緊調節輥的上遊的張力檢測輥；檢測作用於該張力檢測輥的張力的張力傳感器；以及根據該張力傳感器的檢測值來控制上述連續供給輥的輸送速度的張力控制單元，上述間歇供給機構具有:對設置於薄膜材料的表面的多個標記在各位置同時進行識別的光學檢測單元；間歇輸送的輸送量調節單元；以及對上述薄膜材料的正交於輸送方向的方向上的位置的偏移進行修正的斜行修正單元，上述密封機構具有:設置於間歇輸送上述薄膜材料的區間的多個的密封單元；以及根據由上述光學檢測單元識別出的上述標記的上述薄膜材料的輸送方向上的位置來調整上述多個密封單元的輸送方向上的位置的密封位置修正機構，從而解決了上述課題。
[0024]本技術方案2所涉及的發明在技術方案I所涉及的制袋裝置的結構的基礎上，上述張力檢測輥被固定地設置為僅能夠旋轉而不能移動，上述張力傳感器構成為，檢測施加於上述張力檢測輥的旋轉軸的力，從而解決了上述課題。
[0025]本技術方案3所涉及的發明在技術方案I或技術方案2所涉及的制袋裝置的結構的基礎上，上述擺動驅動單元被設定為使得上述鬆緊調節輥以規定的擺動速度以及擺動幅度進行往返擺動，上述張力控制單元根據上述張力傳感器的檢測值的變動來控制上述連續供給輥的輸送速度，以使上述張力傳感器的檢測值收斂到規定值附近，從而解決了上述課題。
[0026]本技術方案4所涉及的發明在技術方案I?技術方案3中任意方案所涉及的制袋裝置的結構的基礎上，上述擺動驅動單元被設定為使得上述鬆緊調節輥以規定的擺動幅度進行往返擺動，上述張力控制單元根據上述張力傳感器的檢測值的變動來對上述擺動端位置進行變更控制，以使上述張力傳感器的檢測值的變動減小，從而解決了上述課題。
[0027]本技術方案5所涉及的發明在技術方案4所涉及的制袋裝置的結構的基礎上，上述張力控制單元進行如下控制:在上述擺動驅動單元的擺動幅度增大的情況下，使上述連續供給機構的輸送速度降低，在上述擺動驅動單元的擺動幅度減小的情況下，使上述連續供給機構的連續輸送速度升高，從而解決了上述課題。
[0028]本技術方案6所涉及的發明在技術方案I?技術方案5中任意方案所涉及的制袋裝置的結構的基礎上，上述張力控制單元根據由上述光學檢測單元識別出的標記在上述薄膜材料的輸送方向上的位置的信息，控制上述擺動驅動單元以及/或者上述連續供給輥的輸送速度，從而解決了上述課題。
[0029]本技術方案7所涉及的發明在技術方案6所涉及的制袋裝置的結構的基礎上，當由上述光學檢測單元識別出的標記在上述薄膜材料的輸送方向上的位置的偏移幅度增大時，上述張力控制單元進行控制以使張力傳感器的檢測值減小到應當收斂的規定值，從而解決了上述課題。
[0030]本技術方案8所涉及的發明在技術方案I?技術方案7中任意方案所涉及的制袋裝置的結構的基礎上，上述光學檢測單元包括在上述間歇供給機構的上方、且在輸送方向上隔開間隔而設置的多個二維光學傳感器，並構成為在上述薄膜材料的停止過程中能夠檢測出設置於上述薄膜材料的表面的標記的二維位置，從而解決了上述課題。
[0031]本技術方案9所涉及的發明在技術方案8所涉及的制袋裝置的結構的基礎上，上述輸送量調節單元構成為，根據由上述多個二維光學傳感器識別出的標記在上述薄膜材料的輸送方向上的位置的信息來決定每次間歇輸送的輸送量，從而解決了上述課題。
[0032]本技術方案10所涉及的發明在技術方案8或技術方案9所涉及的制袋裝置的結構的基礎上，上述密封位置修正單元構成為，根據由上述多個二維光學傳感器識別出的標記在上述薄膜材料的輸送方向上的位置的信息來調整上述多個密封單元在輸送方向上的間隔，從而解決了上述課題。
[0033]本技術方案11所涉及的發明在技術方案8?技術方案10中任意方案所涉及的制袋裝置的結構的基礎上，上述多個二維光學傳感器設置成隔開與上述薄膜材料的多次間歇輸送量相當的間隔，從而解決了上述課題。
[0034]本技術方案12所涉及的發明在技術方案I?技術方案11中任意方案所涉及的制袋裝置的結構的基礎上，上述間歇供給機構具有一個或者多個間歇供給輥，上述斜行修正單元構成為，使上述間歇供給輥的至少一個通過上述薄膜材料的寬度方向中心、且以正交於該薄膜材料的軸線為中心而旋轉，從而解決了上述課題。
[0035]本技術方案13所涉及的發明在技術方案12所涉及的制袋裝置的結構的基礎上，上述斜行修正單元構成為，根據由上述多個二維光學傳感器識別出的薄膜材料的印刷圖案在正交於輸送方向的方向上的相對的偏移而使上述間歇供給輥的至少一個進行旋轉，從而解決了上述課題。
[0036]本技術方案14所涉及的發明在技術方案I?技術方案13中任意方案所涉及的制袋裝置的結構的基礎上，上述密封位置修正單元構成為包括:以沿上述薄膜材料的輸送方向延伸的方式而設置的齒軌；設置於各密封單元且與上述齒軌嚙合的小齒輪；以及設置於各密封單元且驅動上述小齒輪的小齒輪驅動馬達，從而解決了上述課題。
[0037]本技術方案15所涉及的發明在技術方案I?技術方案14中任意方案所涉及的制袋裝置的結構的基礎上，上述間歇供給機構構成為，將基材夾入到上下兩張薄膜材料之間而進行間歇輸送，上述密封機構構成為，將上述基材與上下兩張薄膜材料一起密封，從而解決了上述課題。
[0038]本技術方案16所涉及的發明在技術方案I?技術方案15中任意方案所涉及的制袋裝置的結構的基礎上，在上述間歇供給機構的下遊設置有將密封后的薄膜材料切斷而分離成各個包裝容器的切斷機構，從而解決了上述課題。
[0039]根據本技術方案I所涉及的制袋裝置，具備對設置於薄膜材料的表面的多個標記在各位置同時進行識別的光學檢測單元，由此能夠通過簡單的結構而檢測出一個袋大小的間距，所以能夠容易且迅速地進行各構成部件的動作位置的設定、動作設定值的決定，更換模具的時間也得以縮短。[0040]另外，具有根據張力傳感器的檢測值來控制連續供給輥的連續輸送速度的張力控制單元，由此能夠排除慣性、摩擦的影響而調整張力，所以即使以高速對薄膜材料進行輸送也能夠儘量減小張力的變動，在連續動作過程中減少了位置偏移、片材的延伸的變化，能夠減少或者無需連續動作過程中的監視、調整的時間。
[0041]並且，通過減少張力變動來減輕振動、薄膜材料的扇動，所以能夠利用結構簡單的斜行修正單元而獲得相對於印刷面不發生位置偏移的高品質的包裝容器。
[0042]而且，通過兼具這些構成部件，即便使薄膜材料的輸送速度實現了高速化並縮短了設定、調整的時間，也能夠聞速地製造聞品質的包裝容器，從而能夠提聞生廣率。
[0043]根據本技術方案2所記載的結構，通過減少可動部分，即便使動作實現了高速化也能夠使慣性、摩擦的影響減弱從而正確地降低張力變動。
[0044]另外，通過減少可動部分，能夠降低張力變動，減弱裝置的振動、薄膜材料的扇動等，減少薄膜材料不規則的延伸，蛇行、斜行的現象，從而能夠利用簡單的修正機構而大量且高效地製造相對於印刷面不發生位置偏移的高品質的包裝容器。
[0045]根據本技術方案3所記載的結構，由於不進行複雜的控制而使鬆緊調節輥進行擺動，所以能夠使擺動驅動單元變得簡單、使其剛性升高且減弱其速度變動、振動，而且能夠減弱裝置的振動、薄膜材料的扇動等，並且能夠防止因擺動驅動單元而引起的張力變動。
[0046]根據本技術方案4所記載的結構，對於用於吸收間歇輸送與連續輸送的輸送量的差的鬆緊調節輥的擺動幅度的兩端的擺動方向的切換時刻的設定而言，能夠自動地修正該時刻，所以在更換模具後的動作開始時無需正確地對時刻進行調整對準，能夠在更換模具時節約空閒時間和廢棄材料，從而能夠提高生產率。
[0047]另外，能夠始終在正確的時刻使鬆緊調節輥進行擺動，所以能夠更加可靠地防止張力變動。
[0048]根據本技術方案5所記載的結構，在進行間歇輸送和鬆緊調節輥的擺動的時刻的自動調整過程中使用被檢測出的張力而將張力保持恆定，即使在無法將上述張力直接用於連續供給輥的輸送速度的調整的情況下，也能夠利用上述張力而間接且適當地控制連續供給棍的輸送速度。
[0049]根據本技術方案6所記載的結構，即使薄膜材料的延伸狀況在連續運轉過程中發生變化，通過進行自動修正以使被識別出的標記的位置處於適當位置，也能夠抑制張力變動，從而能夠製造相對於印刷面不發生位置偏移的高品質的包裝容器。
[0050]根據本技術方案7所記載的結構，即使薄膜材料的延伸狀況連續運轉過程中發生變化，也能夠進行自動修正以使張力達到最佳張力，從而能夠實現薄膜材料的穩定的輸送。
[0051]根據本技術方案8所記載的結構,能夠同時檢測輸送方向以及正交於該輸送方向的方向上的標記的位置的偏移，所以能夠迅速進行更換模具等時對輸送方向上的初始位置的設置作業和斜行的修正，能夠在更換模具時節約空閒時間和廢棄材料，從而能夠提高生產率。
[0052]根據本技術方案9所記載的結構，能夠在標記的位置偏移的同時檢測出標記的間隔，所以能夠迅速進行更換模具等時對初始位置的設置作業、以及與薄膜材料的輸送方向上的間隔對應的輸送量的設定，並且，在更換模具時能夠節約空閒時間和廢棄材料，從而能
夠提高生產率。[0053]另外，由於能夠正確地設定輸送量，從而能夠抑制張力變動，並能夠製造相對於印刷面不產生位置偏移的高品質的包裝容器。
[0054]根據本技術方案10所記載的結構，能夠在標記的位置的偏移的同時檢測出標記的間隔，所以能夠迅速地進行更換模具等時對初始位置的設置作業、以及與薄膜材料的輸送方向上的間隔對應的多個密封單元的輸送方向上的間隔的設定，並且，能夠在更換模具時節約空閒時間和廢棄材料，從而能夠提高生產率。[0055]根據本技術方案11所記載的結構，通過檢測多個標記的間隔並進行除法運算，能夠以二維光學傳感器的解析度以上的精度檢測出標記間隔，從而能夠以更高精度進行輸送量的設定、密封單元在輸送方向上的間隔的設定。
[0056]根據本技術方案12所記載的結構，能夠僅通過間歇供給輥的旋轉而進行微小的斜行修正，即使在以高精度進行位置調整而使張力變動減小的狀態下，也能將對薄膜材料施加橫向上的較大的力等幹擾的影響排除，從而能夠以更高精度進行高速的連續運轉。
[0057]根據本技術方案13所記載的結構，通過使用二維光學傳感器，能夠拍攝出具有平面上的多點的信息的圖案，並能夠更準確地檢測出偏移量、偏移角度，從而能夠進行更高精度的斜行修正。
[0058]根據本技術方案14所記載的結構，能夠在多點穩固地對齒軌進行固定設置，所以能夠通過簡單的構造防止因變形所引起的精度的降低，並且能夠將小齒輪以及用於驅動該小齒輪的結構設置成在密封單元的下方側方露出，因此，密封單元的構造也得以簡化，既保持了精度又使得整體的構造變得輕量化且簡單，而且還容易進行維護。
[0059]根據本技術方案15所記載的結構，能夠大量且高效地製造具有底部的自立袋(standing pouch)。
[0060]根據本技術方案16所記載的結構，能夠將通過高精度的位置控制而被密封的包裝容器在保持其位置精度不變的狀態下切斷而形成為各個獨立的包裝容器，所以能夠簡化或者省略切斷時的位置控制機構。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0061]圖1是本發明的一實施例的制袋裝置的俯視圖。
[0062]圖2是本發明的一實施例的制袋裝置的側視圖。
[0063]圖3是本發明的一實施例的制袋裝置的簡要動作說明圖。
[0064]圖4是本發明的一實施例的制袋裝置的供給調節機構的簡要說明圖。
[0065]圖5是本發明的一實施例的制袋裝置的光學檢測單元的簡要說明圖。
[0066]圖6是本發明的一實施例的制袋裝置的間歇供給輥的主視圖。
[0067]圖7是本發明的一實施例的制袋裝置的間歇供給輥的俯視圖。
[0068]圖8是本發明的一實施例的制袋裝置的間歇供給輥的側視圖。
[0069]圖9是本發明的一實施例的制袋裝置的密封單元的主視圖。
[0070]圖10是本發明的一實施例的制袋裝置的密封單元的俯視圖。
[0071]圖11是本發明的一實施例的制袋裝置的密封單元的側視圖。
[0072]附圖標記的說明:
[0073]100…制袋裝置；110…連續供給機構；111…連續供給輥；112…分割機構；113…連續供給馬達；120…間歇供給機構；121…間歇供給輥；122…間歇供給馬達；123…間歇供給按壓輥；124…間歇供給輥支承臺；125…固定螺栓；126…薄膜抑制部；127…載置片；130…輸送量調節單兀；140…光學檢測單兀；141…前方二維光學傳感器；142…後方二維光學傳感器；150…斜行修正單兀；151…旋轉支承軸；152…斜行修正馬達；153…偏心凸輪；154…基臺；160…供給調節機構；161…鬆緊調節輥；162…擺動驅動單元；163…張力檢測棍；164…張力傳感器；165…張力控制單兀；166…重疊棍；170…密封機構；171…密封單元；172…上部框；173…下部框；174…滑動導軌；175…滑動件；177…驅動梁；178…上部熱壓接部；179…下部熱壓接部；180…密封位置修正單元；181…小齒輪；182…齒軌；183…小齒輪驅動馬達；184…密封單元驅動軸；190…切斷機構；F…薄膜材料；M…標記；R…坯料卷;B…基材
【具體實施方式】
[0074]本發明的制袋裝置具有:具備以規定速度拉出被卷繞成卷狀的薄膜材料並連續輸送該薄膜材料的連續供給輥的連續供給機構；具備按照規定量而間歇輸送薄膜材料的間歇供給輥的間歇供給機構；設置於上述連續供給機構與間歇供給機構之間、且具備能夠往返擺動的鬆緊調節輥的供給調節機構；以及將由上述間歇供給機構輸送的至少上下兩張薄膜材料的規定部位密封的密封機構。
[0075]實施例
[0076]圖1、圖2是本發明的一實施例的制袋裝置的整體的俯視圖以及側視圖，圖3示意性地示出了其簡要動作。
[0077]本發明的一實施例的制袋裝置100構成為，將薄膜材料F從坯料卷R連續拉出，並將該薄膜材料F按順序依次輸送到連續供給機構110、供給調節機構160、間歇供給機構120、切斷機構190而連`續製造袋狀包裝容器。
[0078]在連續供給機構110中，薄膜材料F作為卷繞成卷狀的坯料卷R而被供給。構成為坯料卷R繞水平軸而被支承、且連續供給輥111繞垂直軸而被支承並被驅動，被水平拉出的薄膜材料F繞掛於多個傾斜狀的導輥組，以沿著垂直面的方式偏向而被供給至連續供給輥 111。
[0079]在連續供給輥111的下遊設置有將薄膜材料F在中央連續分割從而形成上下兩張薄膜材料的分割機構112，被分割而成的上下兩張薄膜材料F因該分割機構112而再次以沿著水平面的方式偏向，從而被供給至下遊的供給調節機構160。
[0080]在供給調節機構160中，從上述連續供給機構110供給的上下兩張薄膜材料F在上下隔開間隔的對稱的路徑上被供給，利用重疊輥166而在最下遊使上下兩張薄膜材料F重疊，並將重疊後的兩張薄膜材料F供給至後述的間歇供給機構120。
[0081]如圖3、圖4所示，在該供給調節機構160的上下隔開了間隔的對稱的路徑分別設置有張力檢測輥163、和能夠往返擺動的鬆緊調節輥161，構成為吸收因連續輸送與間歇輸送之間的周期性的輸送量的變動所產生的薄膜材料F的鬆弛並且減少張力變動。
[0082]張力檢測輥163構成為被軸支承為僅能夠旋轉，利用張力傳感器164來對作用於該旋轉軸的力進行檢測，從而檢測出薄膜材料F的張力。
[0083]另外，在本實施例中構成為，從重疊輥166的近前處供給基材B，使其在上下兩張薄膜材料F的兩側部重疊從而被夾入。
[0084]在間歇供給機構120中構成為，利用最下遊的間歇供給輥121，將夾著基材B而重疊的上下兩張薄膜材料F按照規定量間歇輸送。
[0085]在該間歇供給機構120的間歇供給輥121與上述的重疊輥166之間，使夾著基材B而重疊的上下兩張薄膜材料F保持水平，利用被配置於該區間且具有多個密封單元171的密封機構170將兩側部以及規定間隔的寬度方向橫斷部密封。
[0086]另外，在該區間的上遊設置前方二維光學傳感器141、且在下遊設置後方二維光學傳感器142，並使它們與光學檢測單元140連接，從而能夠分別同時檢測設置於薄膜材料F表面的標記。
[0087]並且，在間歇供給機構120的最下遊的間歇供給輥121的下遊配置切斷機構190，從而將薄膜材料F切斷分離為各個袋狀包裝容器P。
[0088]此外，在圖3所示的說明圖中，雖然將間歇供給輥121設置於間歇供給機構120的最下遊，但也可以如圖1、圖2所示那樣在上遊再設置一個間歇供給輥121並使其與最下遊的間歇供給輥121聯動，而且也可以在適當的位置設置多個間歇供給輥121。
[0089]在具有上述簡要結構的本實施例中，在將夾著基材B而重疊的上下兩張薄膜材料F的兩側部以及規定間隔的寬度方向橫斷部密封的區間，連續供給輥111的驅動速度、鬆緊調節輥161的往反擺動速度、擺動幅度、時刻、以及間歇供給輥121的驅動速度、時刻對薄膜材料F的張力產生影響，薄膜材料F的延伸率也因該張力而發生變動。
[0090]另外，有時因張力變動、輸送薄膜材料F時的振動、裝置整體的振動而產生薄膜材料F的蛇行、斜行。
[0091]因此，在本實施例中具有如下結構，即、通過吸收張力變動並確定薄膜材料F的延伸率而能夠對裝置進行調整，減少這些變動而使裝置穩定地進行動作，並且修正薄膜材料F的蛇行、斜行，防止因上述薄膜材料F的張力變動或者蛇行、斜行而產生的密封位置的偏移，以下對該結構進行說明。
[0092]結合圖4 (為了說明而簡化)對供給調節機構160的張力控制的動作進行說明。
[0093]首先，對於按照由設置於供給調節機構160的下遊的光學檢測單元140檢測到的規定的張力下的薄膜材料F的間距(後述)而進行間歇輸送的間歇供給輥121的驅動速度、時刻而言，利用輸送量調節單元130對它們進行設定，並且，與該輸送量調節單元130的設定相對應地，對於鬆緊調節輥161的往返擺動速度、擺動幅度、時刻、以及連續供給輥111的驅動速度而言，利用張力控制單元165對它們進行設定。
[0094]輸送量調節單元130控制間歇供給馬達122，從而以被設定後的驅動速度、時刻來驅動間歇供給輥121。
[0095]張力控制單元165通過控制擺動驅動單元162而以被設定後的往返擺動速度、擺動幅度、時刻使鬆緊調節輥161擺動，並且，通過控制連續供給馬達113而以被設定後的驅動速度驅動連續供給輥111。
[0096]在驅動開始後，張力控制單元165以如下方式進行PID等反饋控制:將來自張力傳感器164的信號作為輸入，將連續供給馬達113的驅動速度指令作為輸出，在使輸出信號相對於輸入信號的增加而增加、且使輸出信號相對於輸入信號的減少而降低的方向上，使輸入信號的平均值收斂為規定的值。這樣，能夠排除慣性、摩擦的影響而調整張力，因此，即使以高速進行薄膜材料的輸送，也能夠極大地減小張力的變動。
[0097]另外，張力控制單元165還可以以如下方式進行PID等反饋控制:將來自張力傳感器164的信號作為輸入，將擺動驅動單元162的擺動幅度的兩端的擺動方向的切換時刻的指令作為輸出，使得輸入信號的最大值與最小值的差減小。這樣，能夠進一步減小因間歇供給輥121的間歇驅動與鬆緊調節輥161的擺動的時刻的偏差而引起的張力變動。
[0098]此外，對反饋控制的方式、控制運算中使用的常量、增益等的各種設定，只要能夠使張力的平均值收斂，也可以在考慮了裝置整體的特性、控制裝置的運算速度、性價比等的基礎上適當地進行設定。
[0099]並且，也可以對由後述的光學檢測單元140檢測到的與薄膜材料F的延伸有關的信息和張力傳感器164的輸出運算計算處理而後將它們用於反饋控制。這樣，能夠獲得與張力有關的多種信息，所以能夠進一步減小張力的變動。
[0100]接下來，結合圖5 (為了說明而簡化)對在各自的位置同時識別設置於薄膜材料F的表面的多個標記的光學檢測單元140的結構以及動作進行說明。
[0101]光學檢測單元140構成為，對由前方二維光學傳感器141以及後方二維光學傳感器142拍攝而得的圖像進行顯示以及運算處理。
[0102]前方二維光學傳感器141以及後方二維光學傳感器142包括CXD照相機，並以隔開距離的方式將它們配置成能夠在利用間歇供給機構120水平地供給薄膜材料F的區間對薄膜材料的表面進行拍攝，並分別正確設定它們與間歇供給機構120的其它結構之間的位
置關係。
[0103]在袋狀包裝容器的製造開始時，首先，一邊利用後方二維光學傳感器142拍攝作用有張力的狀態下的薄膜材料F的表面，一邊設定間歇輸送的初始位置。可以一邊利用監視器目視觀察作業者所拍攝的圖像一邊進行該作業，間歇供給輥121可以根據光學檢測單元140所檢測到的信息而進行自動控制。
[0104]而且，作用有張力的狀態下的薄膜材料F在停止的狀態下被前方二維光學傳感器141以及後方二維光學傳感器142同時拍攝，根據該拍攝後的圖像並利用光學檢測單元140來確定標記M的位置從而檢測出袋狀包裝容器的多個間距(n個)的距離Ln，通過對該距離Ln進行除法運算來計算一個袋狀包裝容器大小的間距LI。
[0105]該計算出的間距LI作為朝輸送量調節單元130輸送一次的輸送量而被從光學檢測單元140輸出。
[0106]另外，根據計算出的間距LI來設定後述的多個密封單元171的位置以及間隔。
[0107]另外，由於利用二維光學傳感器拍攝二維圖像，所以還能夠確定薄膜材料F的寬度方向上的標記M的位置，光學檢測單元140根據該位置信息而檢測出薄膜材料F的蛇行、斜行，並向後述的斜行修正單元150輸出用於修正的指令。
[0108]這樣，通過配置多個二維光學傳感器，在使得以與實際運轉時相同的條件而作用有張力的狀態下的薄膜材料F停止時僅對該薄膜材料F拍攝一次，就能夠檢測出一個袋狀包裝容器的間距LI，並且還能夠同時檢測寬度方向上的位置。
[0109]另外，由於對多個間距的距離Ln進行除法運算而計算出一個袋狀包裝容器大小的間距LI，所以能夠以前方二維光學傳感器141以及後方二維光學傳感器142的解析度的n倍的精度而正確地計算出一個袋狀包裝容器大小的間距LI，從而能夠正確地設定後述的多個密封單元171的位置以及間隔，在更換模具時無需反覆進行試驗運轉和包裝容器的檢查這樣的作業。
[0110]例如，在僅使用一個解析度為0.1mm的二維光學傳感器進行檢測的情況下，如果將多個密封單元171排列十個，則兩端的密封單元171的位置的偏差以十個間距最大達到1_，但如果將兩個二維光學傳感器配置於分離十個間距的位置，則兩端的密封單元171的位置的偏移以十個間距最大達到0.1mm，從而收斂到初始設定時所充分允許的誤差範圍內。
[0111]此外，還能夠根據二維圖像而對袋狀包裝容器所需的文字、圖案進行圖像處理並計算其位置，還能夠省略特定的標記M的印刷。
[0112]另外，雖然在本實施例中設有兩個二維光學傳感器，但也可以設置多個二維光學傳感器。
[0113]接下來，結合圖6?圖8對斜行修正單元150的結構以及動作進行說明。
[0114]斜行修正單元150構成為，使間歇供給輥121通過薄膜材料F的寬度方向中心並以正交於該薄膜材料F的軸線為中心而旋轉。
[0115]間歇供給輥121被間歇供給輥支承臺124支承為能夠旋轉，並被固定於間歇供給輥支承臺124的間歇供給馬達122驅動而旋轉。
[0116]另外，在間歇供給輥121的上方設置有間歇供給按壓輥123，並構成為利用間歇供給輥121和間歇供給按壓輥123夾著薄膜材料F而對該薄膜材料F進行間歇輸送。
[0117]此外，在圖示的本實施例中，在間歇供給輥支承臺124上的間歇供給輥121的下遊側設置有薄膜抑制部126，並構成為能夠調整下遊側的張力等。
[0118]斜行修正單元150構成為，藉助旋轉支承軸151而在設置於固定側的基臺154將間歇供給輥支承臺124支承為能夠旋轉。
[0119]旋轉支承軸151在間歇供給輥121的寬度方向中心且在旋轉中心軸的正下方設置。
[0120]構成為:在基臺154的寬度方向一方的端部側設置有斜行修正馬達152，因該斜行修正馬達152而旋轉的偏心凸輪153與間歇供給輥支承臺124卡合，並且還構成為:通過使斜行修正馬達152進行正反旋轉而使間歇供給輥支承臺124以旋轉支承軸151為中心進行旋轉。
[0121]基於由上述光學檢測單元140檢測出的薄膜材料F在寬度方向上偏移的信息，對斜行修正單元150的斜行修正馬達152進行驅動控制以便間歇供給輥支承臺124形成為修正該偏移所需的旋轉角。
[0122]此外，在基臺154的上表面設置有多個載置片127，間歇供給輥支承臺124以能夠滑動的方式載置於上述多個載置片127，該多個載置片127還承受該間歇供給輥支承臺124
的重量。
[0123]另外，基臺154和間歇供給輥支承臺124構成為能夠利用固定螺栓125來限制它們的位置關係。可以通過該固定螺栓125的緊固而在旋轉時、固定時分開使用上述基臺154和間歇供給輥支承臺124，另外，由於間歇供給輥支承臺124的旋轉角度極小，為0.1°以下，所以可以將固定螺栓125緊固成能夠在彈性的範圍內進行旋轉。
[0124]根據以上的結構，通過間歇供給輥121的旋轉來進行斜行修正，從而即便是在高精度地調整位置而後減小了張力變動的狀態下，也能夠對薄膜材料F進行斜行修正而又不使橫向上的較大的力作用於該薄膜材料F，所以能夠提高穩定性，能夠以更高精度進行高速的連續運轉。
[0125]此外，在圖1、圖2所示的實施例中，間歇供給輥121在間歇供給機構120的區間設置有兩個，斜行修正單元150隻要至少設置於最下遊的間歇供給輥121即可，但通過在兩方的間歇供給輥121設置斜行修正單元150，能夠在間歇供給機構120的整個區間進行更精密的斜行修正。
[0126]接下來，結合圖9?圖11對密封位置修正單元180的結構以及動作進行說明。
[0127]在本實施例的密封機構170中使用的多個密封單元171是利用熱量對薄膜材料F以及基材B的必要部位進行熱熔接的加熱密封單元，該多個密封單元171構成為:按照與袋狀包裝容器的間距L對應的間隔而配置，通過基於間歇供給機構120的間歇輸送，利用多個密封單元171反覆多次進行基於熱量的壓接而將同一部位熔接。
[0128]圖9?圖11示出了對薄膜材料F的在寬度方向上延伸的部位進行熱壓接的密封單元171的一個。
[0129]密封單元171具有下部框173和上部框172，在下部框173和上部框172分別平行地設置有下部熱壓接部179以及上部熱壓接部178。上部框172以在薄膜材料F的輸送方向上移動自如的方式與驅動梁177連接，並相對於該下部框173而沿垂直方向上下動作。由此，該下部熱壓接部179和該上部熱壓接部178夾著薄膜材料F而對該薄膜材料F進行熱壓接。
[0130]以遍及間歇供給機構120的幾乎整個區間地在薄膜材料F的輸送方向上延伸的方式而平行地設置有兩條滑動導軌174，在下部框173的下表面側設置有能夠在該滑動導軌174上移動的滑動件175，密封單元171構成為能夠在薄膜材料F的輸送方向上移動。
[0131]另外，在滑動導軌174平行地設置有兩條齒軌182，在下部框173下方側面設置有與該齒軌182嚙合的兩個小齒輪181、以及驅動該小齒輪181的小齒輪驅動馬達183，這些部件構成了密封位置修正單元180。
[0132]在本實施例中，兩個小齒輪181固定於密封單元驅動軸184，該密封單元驅動軸184在下部框173下方側面被支承為能夠旋轉，該密封單元驅動軸184的一方的端部與小齒輪驅動馬達183連結。
[0133]根據該結構，與由上述光學檢測單元140計算出的一個袋狀包裝容器大小的間距LI相對應地驅動小齒輪驅動馬達183，由此設定多個密封單元171的位置以及間隔。
[0134]這樣，由於能夠在多點穩固地對齒軌182進行固定設置，所以能夠通過簡單的構造防止因變形所引起的精度的降低，並且能夠將小齒輪181、用於驅動該小齒輪181的結構亦即小齒輪驅動馬達183、密封單元驅動軸184等設置成在密封單元的下方側方露出，因此，密封單元171的構造也得以簡化，既保持了精度又使得整體的構造變得輕量化且簡單，而且還容易進行維護。
[0135]此外，即便在用於密封薄膜材料F的輸送方向上的兩側部的密封單元(圖1以及圖2所示的設置於上遊側的密封機構170的密封單元)中，通過針對在寬度方向上將下部框連結的橫斷部件採用上述結構，也能夠得到同樣的作用效果。
[0136]以上雖然示出了本發明的一實施例，但本發明並非限定於此，只要形成為如下結構即可，即，供給調節機構具有:使鬆緊調節輥擺動的擺動驅動單元；處於比鬆緊調節輥靠上遊的位置、且供上述薄膜材料繞掛的張力檢測輥；檢測施加於上述張力檢測輥的力的張力傳感器；以及根據上述張力傳感器的檢測值而控制連續供給輥的輸送速度的張力控制單元，間歇供給機構具有:在各位置同時識別設置於薄膜材料的表面的多個標記的光學檢測單元；能夠調節每次進行間歇輸送的輸送量的輸送量調節單元；以及對被識別出的標記的與薄膜材料的輸送方向正交的方向上的位置相對於原始位置的偏移進行修正的斜行修正單元，密封機構具有:在利用間歇供給機構對薄膜材料進行間歇輸送的區間沿輸送方向設置的多個密封單元；以及根據由光學檢測單元識別出的多個標記在薄膜材料的輸送方向上的位置來調整多個密封單元的輸送方向上的位置的密封位置修正單元，至於它們具體的結構則可以是任意的。
[0137]產業上的利用可能性
[0138]本發明的制袋裝置特別優選用於製造將樹脂制的薄膜材料密封而製成的包裝容器，但並不局限於通過密封的方式來製作，也能夠應用於使張力穩定化而對連續供給的片狀材料高精度地進行各種加工、處理的製造裝置。
【權利要求】
1.一種制袋裝置，具有: 連續供給機構，該連續供給機構具備連續輸送薄膜材料的連續供給棍；間歇供給機構，該間歇供給機構具備間歇輸送薄膜材料的間歇供給輥；供給調節機構，該供給調節機構具備能夠在所述連續供給機構與間歇供給機構之間進行往返擺動的鬆緊調節輥；以及密封機構，該密封機構將由所述間歇供給機構輸送的薄膜材料的規定部位密封， 所述制袋裝置的特徵在於， 所述供給調節機構具有:所述鬆緊調節輥的擺動驅動單元；張力檢測輥，該張力檢測輥位於所述鬆緊調節輥的上遊；張力傳感器，該張力傳感器對作用於所述張力檢測輥的張力進行檢測；以及張力控制單元，該張力控制單元根據所述張力傳感器的檢測值來控制所述連續供給輥的輸送速度， 所述間歇供給機構具有:光學檢測單元，該光學檢測單元對設置於薄膜材料的表面的多個標記在各位置同時進行識別；間歇輸送的輸送量調節單元；以及斜行修正單元，該斜行修正單元對所述薄膜材料的正交於輸送方向的方向上的位置的偏移進行修正， 所述密封機構具有:多個密封單元，這些密封單元設置於對所述薄膜材料進行間歇輸送的區間；以及密封位置修正機構，該密封位置修正機構根據由所述光學檢測單元識別出的所述標記在所述薄膜材料的輸送方向上的位置來調整所述多個密封單元的輸送方向上的位置。
2.根據權利要求1所述的制袋裝置，其特徵在於， 所述張力檢測輥被固定設置為僅能夠旋轉而不能移動， 所述張力傳感器構成為對施加於所述張力檢測輥的旋轉軸的力進行檢測。
3.根據權利要求1或權利要求2所述的制袋裝置，其特徵在於， 所述擺動驅動單元被設定為使得所述鬆緊調節輥以規定的擺動速度以及擺動幅度進行往返擺動， 所述張力控制單元根據所述張力傳感器的檢測值的變動來控制所述連續供給輥的輸送速度，以使所述張力傳感器的檢測值收斂到規定值附近。
4.根據權利要求1~權利要求3中任一項所述的制袋裝置，其特徵在於， 所述擺動驅動單元被設定為使得所述鬆緊調節輥以規定的擺動幅度進行往返擺動， 所述張力控制單元根據所述張力傳感器的檢測值的變動來對所述擺動端位置進行變更控制，以使所述張力傳感器的檢測值的變動減小。
5.根據權利要求4所述的制袋裝置，其特徵在於， 所述張力控制單元進行如下控制，在所述擺動驅動單元的擺動幅度增大的情況下，使所述連續供給機構的連續輸送速度降低，在所述擺動驅動單元的擺動幅度減小的情況下，使所述連續供給機構的輸送速度上升。
6.根據權利要求1~權利要求5中任一項所述的制袋裝置，其特徵在於， 所述張力控制單元進一步根據由所述光學檢測單元識別出的標記在所述薄膜材料的輸送方向上的位置的信息來控制所述擺動驅動單元以及/或者所述連續供給輥的輸送速度。
7.根據權利要求6所述的制袋裝置，其特徵在於， 當由所述光學檢測單元識別出的標記在所述薄膜材料的輸送方向上的位置偏移變大時，所述張力控制單元對所述張力傳感器的檢測值收斂所應當達到的規定值進行變更。
8.根據權利要求1~權利要求7中任一項所述的制袋裝置，其特徵在於， 所述光學檢測單元包括在所述間歇供給機構的上方沿輸送方向隔開間隔而設置的多個二維光學傳感器，並構成為在所述薄膜材料的停止過程中能夠檢測出設置於所述薄膜材料的表面的標記的二維位置。
9.根據權利要求8所述的制袋裝置，其特徵在於， 所述輸送量調節單元構成為，根據由所述多個二維光學傳感器識別出的標記在所述薄膜材料的輸送方向上的位置的信息來決定每次間歇輸送的輸送量。
10.根據權利要求8或權利要求9所述的制袋裝置，其特徵在於， 所述密封位置修正單元構成為，根據由所述多個二維光學傳感器識別出的標記在所述薄膜材料的輸送方向上的位置的信息來調整所述多個密封單元的輸送方向上的間隔。
11.根據權利要求8~權利要求10中任一項所述的制袋裝置，其特徵在於， 所述多個二維光學傳感器設置成隔開與所述薄膜材料的多次間歇輸送量相當的間隔。
12.根據權利要求1~權利要求11中任一項所述的制袋裝置，其特徵在於， 所述間歇供給機構具有一個或者多個間歇供給輥， 所述斜行修正單元構成為，使所述間歇供給輥的至少一個通過所述薄膜材料的寬度方向中心、且以正交於該薄膜材料的軸線為中心而旋轉。
13.根據權利要求12所 述的制袋裝置，其特徵在於， 所述斜行修正單元構成為，根據由上述多個二維光學傳感器識別出的薄膜材料的印刷圖案在正交於輸送方向的方向上的相對的偏移而使上述間歇供給輥的至少一個進行旋轉。
14.根據權利要求1~權利要求13中任一項所述的制袋裝置，其特徵在於， 所述密封位置修正單元包括:以沿所述薄膜材料的輸送方向延伸的方式而設置的齒軌；設置於各密封單元且與所述齒軌嚙合的小齒輪；以及設置於各密封單元且驅動所述小齒輪的小齒輪驅動馬達。
15.根據權利要求1~權利要求14中任一項所述的制袋裝置，其特徵在於， 所述間歇供給機構構成為，將基材夾入到上下兩張薄膜材料之間而進行間歇輸送， 所述密封機構構成為，將所述基材與上下兩張薄膜材料一起密封。
16.根據權利要求1~權利要求15中任一項所述的制袋裝置，其特徵在於， 在所述間歇供給機構的下遊設置有將密封后的薄膜材料切斷而分離成各個包裝容器的切斷機構。
【文檔編號】B65H23/192GK103492168SQ201280019524
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年4月4日 優先權日:2011年4月21日
【發明者】遠藤禎, 中村真之, 清水博長, 弓削秀樹, 久保木祐輔 申請人:東洋制罐集團控股株式會社