(57)【要約】【課題】  農作物やパンのように、それぞれ各被包装物毎に大きさ、形状が異なるようなものを包装するような場合であったとしても、最適なフィルム包装を最適に行うことができ、フィルムを無駄にすることなく、しかも、見場の良いフィルム包装をおこなうことを可能とする計測制御装置を提供すること。【解決手段】  計測制御装置本体２に、被包装物Ｇが搬送される進行方向に直交する水平方向及び鉛直方向に配置されたセンサ部１を接続し、計測制御装置本体２側に、センサ部１からの情報に基づいてセンサ部１と被包装物Ｇまでの距離を計算する距離計算部と、これら距離から被包装物Ｇの幅、高さを計算する幅・高さ計算部と、さらに長さを含む被包装物Ｇの形状を演算する形状演算部と、を装備する。【選択図】  図３
2020111355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
包装装置の制御に使用される計測制御装置であって、
計測制御装置本体に、被包装物が搬送される進行方向に直交する水平方向及び鉛直方向にセンサの検出軸が配置されたセンサ部が接続され、
前記計測制御装置本体側に、前記センサ部からの情報に基づいて前記センサ部と被包装物までの距離を計算し、これら距離から被包装物の幅、高さを計算する幅・高さ計算部と、
さらに長さを含む被包装物の形状を演算する形状演算部と、
を備えていることを特徴とする計測制御装置。
【請求項２】
さらに、制御プログラムに基づいて制御命令を作成する制御命令作成部と、
前記制御命令に基づいてモータなどの駆動部を制御する駆動制御部と、
を備えていることを特徴とする請求項１記載の計測制御装置。
【請求項３】
前記センサ部が、光センサ、超音波センサ、機械式センサ、及び撮像素子センサのうちのいずれか一種、あるいは複数種類のものが選択されて構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の計測制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの項に記載の計測制御装置が搭載されていることを特徴とする包装装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかの項に記載の計測制御装置における計測制御方法であって、
センサ部からの情報信号を取り込む信号取込ステップと、
該信号取込ステップにおいて取り込まれた情報信号を距離に換算する距離換算ステップと、
該距離換算ステップにおいて換算された距離情報から、被包装物の幅及び高さを算出する幅・高さ算出ステップと、
該幅・高さ算出ステップにおいて求められた被包装物の幅及び高さ情報から、さらに被包装物の長さ、幅、高さ、すなわち被包装物の全体形状を演算する全体形状演算ステップと、
を含んで構成されていることを特徴とする計測制御方法。
【請求項６】
さらに、前記全体形状演算ステップにおいて求められた被包装物の全体形状情報に基づいて、駆動部に対する制御量を演算する制御量演算ステップと、
該制御量演算ステップにおいて求められた演算結果に基づいて、制御命令を作成する制御命令作成ステップと、
該制御命令作成ステップにおいて作成された制御命令の出力処理を行う出力処理ステップと、
を含んで構成されていることを特徴とする請求項５記載の計測制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包装装置などの制御に使用される計測制御装置、該計測制御装置が搭載された包装装置、及び計測制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の横ピロー型包装装置では、予め運転前に商品情報として登録されているデータに基づいて、あるいはデータを作成して「フィルムの送り量」、「シール部の動作（動作のタイミングと動作速度）」、「供給コンベアの動作」を、包装しようとする被包装物に合わせて設定している。
【０００３】
従って、ある被包装物に合わせて設定をして運転を開始し、次に、別の大きさの異なる被包装物を包装しようとすると、包装装置を一旦停止し、その別の被包装物の大きさに合わせてその都度設定をやり直す必要があった。
このように被包装物が変わる度に設定を変更しようとすると、その度多くの時間を要し、しかも、設定の変更の際のフィルムの調整等に伴って無駄が生じる。
【０００４】
上記したような頻繁な設定のし直しを避けるため、包装される被包装物のうち最も大きなものに合わせて設定を行っておき、小さな被包装物も同じ大きさのフィルムで包装するようなことも行われている。かかる場合には、フィルムに大きな無駄が生じるとともに、大きなフィルムの中に小さな被包装物が存在することとなり、包装の「見場」も悪くなってしまうといった問題を生じていた。
【０００５】
上記したような問題点を解決するものとして下記の特許文献１記載の発明（図７）が提案されている。この発明によれば、被包装物の大きさが異なる毎に設定をやり直す必要がなく、フィルムを無駄にすることがない。しかも迅速に見栄えの良い包装が可能なピロー型包装装置を提供することができるとしている。
【０００６】
特許文献１記載のピロー型包装装置は、包装装置本体５０と、この包装装置本体５０の上流に配置され、該包装装置本体５０に被包装物Ｇを供給する供給コンベヤＣとを備えたピロー型包装装置であって、被包装物Ｇの長さを検出する被包装物検出センサ６０と、 この被包装物検出センサ６０によって検出したデータに基づいて算出した、被包装物Ｇの長さに基づいて、トップシール部のシール手段の動作パターンと、動作タイミングと、包装に必要なフィルム長さとを演算し、該演算した結果に基づいてシール手段の動作を制御する制御装置７０とを備えている。
【０００７】
特許文献１記載のピロー型包装装置によれば、連続して長さが異なる被包装物Ｇが包装装置本体５０に供給されてきても、かかる被包装物Ｇの長さに関するデータを、被包装物検出センサ６０によって各被包装物Ｇ毎に検出し、かかる検出したデータに基づいて演算した、包装に必要なフィルム長さに基づいて、その被包装物Ｇに合った適切なトップシール部のシール手段の動作パターンと動作タイミングで、トップシールを行うように制御できる。
【０００８】
このため、長さが異なる被包装物Ｇが連続して流されてきても、あるいは長い又は短い同じ長さの被包装物Ｇが連続して流されてきても、全ての被包装物Ｇに最適な長さのフィルム包装を最適に行うことができる。
従って、異なる被包装物Ｇ毎に設定をやり直す必要がなく、フィルムを無駄にすることもなく、しかも、見場の良いフィルム包装を行うことができる、としている。
【０００９】
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、特許文献１記載のピロー型包装装置では、被包装物検出センサ６０は、水平方向に配置され、被包装物Ｇの長さを検出するようになっている。従って、例えば、図８に示したような形状の被包装物Ｇが流されてきた場合、被包装物検出センサ６０の光線は被包装物Ｇの下方を潜り抜けてしまう部分を生じ、被包装物Ｇの長さを正確には検出することができない。しかも、被包装物Ｇの高さも正確には検出することができない。換言すれば、被包装物Ｇの大きさ、形状を正確には検出することができないといった課題が残されていた。
【００１０】
このため、図９に示したような不具合が生じる可能性が存在していた。
すなわち農作物やパンのように、同じ品種の作物、あるいは同じ種類のパンであったとしても、それぞれ各被包装物毎に大きさ、形状が異なるようなものを包装するような場合には、特許文献１記載のピロー型包装装置においても、なお、最適なフィルム包装を最適に行うことは困難であるという課題が残されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許５３２５１７９号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段及びその効果】
【００１２】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであって、農作物やパンのように、それぞれ各被包装物毎に大きさ、形状が異なるようなものを包装するような場合であったとしても、最適なフィルム包装を最適に行うことができ、フィルムを無駄にすることなく、しかも、見場の良いフィルム包装をおこなうことを可能とする計測制御装置、該計測制御装置が搭載された包装装置、及び計測制御方法を提供することを目的としている。
【００１３】
上記目的を達成するために本開示に係る計測制御装置（１）は、包装装置の制御に使用される計測制御装置であって、
計測制御装置本体に、被包装物が搬送される進行方向に直交する水平方向及び鉛直方向にセンサの検出軸が配置されたセンサ部が接続され、
前記計測制御装置本体側に、前記センサ部からの情報に基づいて前記センサ部と被包装物までの距離を計算し、これら距離から被包装物の幅、高さを計算する幅・高さ計算部と、
さらに長さを含む被包装物の形状を演算する形状演算部と、
を備えていることを特徴としている。
【００１４】
上記計測制御装置（１）によれば、センサの検出軸が水平方向及び鉛直方向に配置されているので、どのような形状の被包装物であっても、幅・高さ・長さ（輪郭長を含む）を含む被包装物の大きさ・形状を正確に演算することができる。このため、農作物やパンのように、それぞれ各被包装物毎に大きさ、形状が異なるようなものを包装するような場合であったとしても、最適なフィルム包装を最適に行うことができ、フィルムを無駄にすることがなく、しかも、見場の良いフィルム包装を行うことを可能とする。
【００１５】
また、本開示に係る計測制御装置（２）は、上記計測制御装置（１）において、
さらに、制御プログラムに基づいて制御命令を作成する制御命令作成部と、
前記制御命令に基づいてモータなどの駆動部を制御する駆動制御部と、
を備えていることを特徴としている。
【００１６】
上記計測制御装置（２）によれば、正確な計測に基づく、正確な制御を実現することができ、このため、農作物やパンのように、それぞれ各被包装物毎に大きさ、形状が異なるようなものを包装するような場合であったとしても、最適なフィルム包装を最適に行うことができ、フィルムを無駄にすることがなく、しかも、見場の良いフィルム包装を行うことを可能とする。
【００１７】
また、本開示に係る計測制御装置（３）は、上記計測制御装置（１）又は（２）において、前記センサ部が、光センサ、超音波センサ、機械式センサ、及び撮像素子センサのうちのいずれか一種、あるいは複数種類のものが選択されて構成されていることを特徴としている。
【００１８】
上記計測制御装置（３）によれば、被包装物の種類、搭載される状況に合わせた最適のセンサを選択することが可能となり、被包装物の正確な検出を促進させることができる。
【００１９】
また、本開示に係る包装装置（１）は、上記計測制御装置（１）〜（３）のいずれかに記載の計測制御装置が搭載されていることを特徴としている。
【００２０】
上記包装装置（１）によれば、センサの検出軸が水平方向及び鉛直方向に配置されているので、どのような形状の被包装物であっても、幅・高さ・長さを含む被包装物の大きさ・形状を正確に演算することができる。このため、農作物やパンのように、それぞれ各被包装物毎に大きさ、形状が異なるようなものを包装するような場合であったとしても、最適なフィルム包装を最適に行うことができ、フィルムを無駄にすることがなく、しかも、見場の良いフィルム包装を行うことが可能となる。
【００２１】
また、本開示に係る計測制御方法（１）は、上記計測制御装置（１）〜（３）のいずれかに記載の計測制御装置における計測制御方法であって、
センサ部からの情報信号を取り込む信号取込ステップと、
該信号取込ステップにおいて取り込まれた情報信号を距離に換算する距離換算ステップと、
該距離換算ステップにおいて換算された距離情報から、被包装物の幅及び高さを算出する幅・高さ算出ステップと、
該幅・高さ算出ステップにおいて求められた被包装物の幅及び高さ情報から、さらに被
包装物の長さ、幅、高さ、すなわち被包装物の全体形状を演算する全体形状演算ステップと、
を含んで構成されていることを特徴としている。
【００２２】
上記計測制御方法（１）によれば、どのような形状の被包装物であっても、幅・高さ・長さを含む被包装物の大きさ・形状を正確に演算することができる。このため、農作物やパンのように、それぞれ各被包装物毎に大きさ、形状が異なるようなものを包装するような場合であったとしても、最適なフィルム包装を最適に行うことができ、フィルムを無駄にすることがなく、しかも、見場の良いフィルム包装を行うことが可能となる。
【００２３】
また、本開示に係る計測制御方法（２）は、上記計測制御方法（１）において、
さらに、前記全体形状演算ステップにおいて求められた被包装物の全体形状情報に基づいて、駆動部に対する制御量を演算する制御量演算ステップと、
該制御量演算ステップにおいて求められた演算結果に基づいて、制御命令を作成する制御命令作成ステップと、
該制御命令作成ステップにおいて作成された制御命令の出力処理を行う出力処理ステップと、
を含んで構成されていることを特徴としている。
【００２４】
上記計測制御方法（２）によれば、正確な計測に基づく、正確な制御を実現することができ、このため、農作物やパンのように、それぞれ各被包装物毎に大きさ、形状が異なるようなものを包装するような場合であったとしても、最適なフィルム包装を最適に行うことができ、フィルムを無駄にすることがなく、しかも、見場の良いフィルム包装を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施の形態に係る計測制御装置の配置を模式的に示した斜視図である。
【図２】実施の形態に係る計測制御装置を包装装置に適用した例を示す模式的側面図である。
【図３】実施の形態に係る計測制御装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図４】実施の形態に係る計測制御装置の処理動作例を示すフローチャートである。
【図５】被包装物の長さを演算で求める場合を示すグラフ図である。
【図６】計測制御装置による被包装物をセンシングしている状態を示す側面図である。
【図７】従来の包装装置の一構成例を示す側面図である。
【図８】従来の計測制御装置を用いて被包装物をセンシングしている状況を示す側面図である。
【図９】従来の計測制御装置を用いて被包装物をセンシングした結果生じ得る状態を示した側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係る計測制御装置及び該計測制御装置が搭載された包装装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
［センサ部構成例］
図１は、実施の形態に係る計測制御装置のセンサ部の一配置例を示した模式的斜視図である。
被包装物Ｇが搬送される進行方向に直交する水平方向にセンサが２個（１Ａ、１Ａ）及び鉛直方向にセンサが１個（１Ｂ）配置され、センサ部１は、これらセンサ１Ａ、１Ａ及びセンサ１Ｂから構成されている。
【００２８】
センサ部１を構成するこれらセンサとしては、光学式のものや、その他の形式、例えば、超音波センサ式のもの、又は機械式のもの（リミットスイッチ式）等を採用することができる。また、前記光学式のものとしては、光センサーの他に、画像認識できる撮像素子式センサであってもよい。
【００２９】
このような配置により、水平方向に配置された２個のセンサ１Ａ、１Ａにより被包装物Ｇの幅を正確に検出することができる。また、鉛直方向に配置されたセンサ１Ｂにより、被包装物Ｇの高さを正確に検出することができる。これら検出されたデータを基に後に説明する演算を実施することにより、被包装物Ｇの幅、高さ、長さ、換言すれば、被包装物Ｇの全体形状を正確に演算により求めることができる。
【００３０】
［計測制御装置の適用例］
図２は、実施の形態に係る計測制御装置が搭載された包装装置を示す模式的側面図であり、センサ部１は、包装装置本体５の上流側に配置されている。
計測制御装置本体２は、センサ部１からの検出信号を受けて被包装物Ｇの形状を演算し、この演算結果から制御量（フィルム長さ、カット位置など）を決定し、この制御量に基づいて、包装装置本体５側のモータＭを駆動させる。
【００３１】
［システム構成例］
図３は、実施の形態に係る計測制御装置のシステム構成を示す機能ブロック図であり、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）２Ａには、Ｉ／Ｏユニット２Ｂを介してセンサ部１が接続されている。ＰＬＣ２Ａは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及びＲＯＭ（Read Only Memory）を含む１つ以上のコンピュータで構成されており、機能ブロックとして演算部２１、ローカルバスコントローラ２２、制御命令部２３を含んで構成されている。
【００３２】
演算部２１は、種々の演算を実施するが、本実施の形態に係る場合、機能ブロックとしてさらに細かく分けると、
センサ部１からの信号を演算部２１での演算を可能に処理するセンサ信号変換部２１ａ、
センサ信号から被包装物Ｇの幅、高さを算出する幅、高さ算出部２１ｂ、
センサ信号からさらに被包装物Ｇの長さ、幅、高さを演算する長さ、幅、高さ演算部２１ｃ、
求められた被包装物Ｇの長さ、幅、高さからフィルム長さ、カット位置、駆動部２５の制御量などを演算する制御量演算部２１ｄを含んで構成されている。
【００３３】
センサ部１が接続されているＩ／Ｏユニット２Ｂは、ローカルバスコントローラ２２に接続され、ローカルバスコントローラ２２は演算部２１に接続されている。ローカルバスコントローラ２２は、ＰＬＣ２Ａ内部の各機能ブロックを接続するバスラインを制御しており、ＰＬＣ２Ａの機能が十分に発揮されるように制御を行っている。
【００３４】
演算部２１は制御命令作成部２３に接続され、制御命令作成部２３はローカルバスコントローラ２２に接続されている。演算部２１はＰＬＣ２Ａ内部の種々の演算処理をほとんどすべて実施する機能を備えており、上記した演算処理も含めて多くの演算処理をこなすように構成されている。
【００３５】
ローカルバスコントローラ２２は、また、ＰＬＣ２Ａ外部の駆動制御部２４に接続され、駆動制御部２４は駆動部２５に接続されている。そして駆動部２５がカッター２８などを駆動させるように構成されている。
【００３６】
［処理動作例］
図４は、実施の形態に係る計測制御装置の演算部２１における処理動作例を示すフローチャートである。
【００３７】
まず、ステップＳ１において、センサ部１からの情報信号の取り込みを開始する。
【００３８】
ステップＳ１において、センサ部１からの情報信号の取り込みを終了すると、次に、ステップＳ２に進み、ステップＳ２において、センサ部１からの情報信号を距離に変換する。
【００３９】
ステップＳ２において、センサ部１からの情報信号を距離に変換すると、次に、ステップＳ３に進み、ステップＳ２において換算された距離情報から、被包装物Ｇの幅及び高さを計算する。
【００４０】
次に、ステップＳ４に進み、ステップＳ３において求められた被包装物Ｇの幅及び高さ情報から、さらに被包装物Ｇの幅、高さ、長さ（輪郭長を含む）、すなわち被包装物Ｇの全体的形状・プロファイルを演算する。
【００４１】
次に、ステップＳ５に進み、ステップＳ４において求められた被包装物Ｇの全体的形状・プロファイル情報に基づいて、駆動部２５に対する制御量（フィルム長さ、カット位置の決定、駆動部２５の駆動量など）を演算する処理を行う。
【００４２】
次に、ステップＳ６に進み、ステップＳ５において求められた演算結果に基づいて、制御命令を作成し、次に、ステップＳ７に進み、ステップＳ７において制御命令の出力処理を行い、処理動作を終了する。
【００４３】
図５は、被包装物Ｇの輪郭長を演算で求める過程を示すグラフ図であり、まず、センサの信号を検出できたか否かの判断から被包装物Ｇの長さは求められる。そして各プロット点の高さも求められる。これら求められた高さ、長さの情報を積算すれば被包装物Ｇの輪郭長を求めることができる。同時に、各プロット点における幅情報も求められていることから、被包装物Ｇの全体形状（プロファイル）が求められる。
【００４４】
図６は、本実施の形態に係る計測制御装置によりクロワッサンのような形状をした被包装物Ｇをセンシングしている状態を示す側面図である。
図示したような形状の被包装物Ｇをセンシングした場合、従来のもの（図８参照）では、正確な被包装物Ｇの長さを求めることは不可能であったが、本実施の形態に係る計測制御装置を用いれば、正確に被包装物Ｇの長さ、幅、高さ、輪郭長（全体的プロファイル）が求められることが示されている。
【００４５】
上記した実施の形態に係る計測制御装置によれば、センサ部が水平方向及び鉛直方向に配置されているので、どのような形状の被包装物であっても、幅・高さ・長さ（輪郭長を含む）を含む被包装物の大きさ・形状を正確に演算することができる。このため、農作物やパンのように、それぞれ各被包装物毎に大きさ、形状が異なるようなものを包装するような場合であったとしても、最適なフィルム包装を最適に行うことができ、フィルムを無駄にすることがなく、しかも、見場の良いフィルム包装を行うことが可能となる。
【００４６】
［変形例］
以上、本発明の実施の形態を詳細に説明したが、前述までの説明はあらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく、種々の改良や変更を行うことができることは言うまでもない。
【００４７】
例えば、上記実施の形態では、鉛直方向に配置されたセンサ１Ｂは１個としたが、別の実施の形態では、複数個配置してもよく、複数個配置することにより、センサ１Ｂによる検出精度をさらに高めることが可能となる。
【符号の説明】
【００４８】
１        センサ部
１Ａ      センサ（水平方向）
１Ｂ      センサ（鉛直方向）
２        計測制御装置本体
２Ａ      ＰＬＣ
２Ｂ      Ｉ／Ｏユニット
２１      演算部
２１ａ    センサ信号変換部
２１ｂ    幅・高さ算出部
２１ｃ    長さ・幅・高さ演算部
２１ｄ    制御量演算部
２２      ローカルバスコントローラ
２３      制御命令部
２４      駆動制御部
２５      駆動部
２６      カッター
Ｍ        モータ
５        包装装置本体
５０      包装装置本体
６０      被包装物検出センサ
７０      制御装置
Ｃ        供給コンベヤ
Ｇ        被包装物
【図１】
2020111355.tif 000003
【図２】
2020111355.tif 000004
【図３】
2020111355.tif 000005
【図４】
2020111355.tif 000006
【図５】
2020111355.tif 000007
【図６】
2020111355.tif 000008
【図７】
2020111355.tif 000009
【図８】
2020111355.tif 000010
【図９】
2020111355.tif 000011