(57)【要約】【課題】多種多様な袋を高精度で最適生産できる製袋機の制御システムを提供する。【解決手段】各種設定値が入力できる操作パネル２と、クランク軸６ａの角度をグレーコードで検出するアブソリュートエンコーダ３と、アブソリュートエンコーダ３のグレーコードを入力し、各出力機構のＯＮ／ＯＦＦタイミングを制御するコントローラ１とを備え、コントローラ１は操作パネル２上にクランク軸６ａの実角度および実速度をモニタ表示する機能と、原反フィルムをシール＆カットする機構を動作させるクランク軸６ａの回転制御を行うインバータ４と、出力機構にＯＮ／ＯＦＦタイミングを出力できる機能と、時間を計測する機能とを備え、グレーコードとその変化量を時間計測することによりクランク軸６ａの角度と速度を計算し、操作パネル２で設定された値により、各出力機構のＯＮ／ＯＦＦタイミングを制御することで、最適な製袋動作を実現することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各出力機構の動作により、製袋材料の原反フイルムを設定された袋長分送り出し、シールおよび切断によりフィルムの袋を製造する製袋機において、各種設定値が入力できる操作パネルと、クランク軸の角度をグレーコードで検出するアブソリュートエンコーダと、前記アブソリュートエンコーダのグレーコードを入力し、各出力機構のＯＮ／ＯＦＦタイミングを制御するコントローラとを備え、前記コントローラは前記操作パネル上にクランク軸の実角度および実速度をモニタ表示する機能と、原反フィルムをシール＆カットする機構を動作させるクランク軸の回転制御を行うインバータと、出力機構にＯＮ／ＯＦＦタイミングを出力できる機能と、時間を計測する機能とを備え、グレーコードとその変化量を時間計測することによりクランク軸の角度と速度を計算し、前記操作パネルで設定された値により、各出力機構のＯＮ／ＯＦＦタイミングを制御する製袋機の角度制御システム。
【請求項２】
出力のＯＮ角度とＯＦＦ角度を操作パネルによりデジタル設定し、クランク軸の角度に同期して設定された角度で出力をＯＮ／ＯＦＦ動作させる機能を備えた請求項１に記載の製袋機の角度制御システム。
【請求項３】
出力のＯＮ角度と経過時間を操作パネルによりデジタル設定し、クランク軸の角度に同期して設定された角度で出力をＯＮし、設定された時間経過後にＯＦＦ動作させる機能を備えた請求項１に記載の製袋機の角度制御システム。
【請求項４】
出力のＯＮ角度とＯＦＦ角度および経過時間を操作パネルによりデジタル設定し、クランク軸の角度に同期して設定された角度から出力をＯＮさせ、経過時間後にＯＦＦ角度が来るようにクランク軸の速度をインバータで制御する請求項１に記載の製袋機の角度制御システム。
【請求項５】
デジタル角度設定にて９０°毎に１ショットパルスを生成し、４パルス／回転の周期から製袋速度（クランク軸の回転速度）をリアルタイムで算出し、操作パネル上に表示する機能を備えた請求項１に記載の製袋機の角度制御システム。
【請求項６】
クランク軸に連結されたクランク機構の下死点にてアブソリュートエンコーダの出力が０になるようにセットする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の製袋機の角度制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製袋材料の原反フィルムを設定されたカット寸法（袋長）分フィーダで送り出し、ヒータによるシールとカッタによる切断により、フィルムの袋を製造する製袋機の角度制御システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この業界では、主軸モータの回転によりクランク上下機構を介してシーラ＆カッタを上下させるシーラ＆カッタ機構と、原反のフィーダ送りを始めとする各周辺付帯装置（出力機構）は同期を取りつつ連動するため、主軸モータの回転角度情報入手手段として、主軸連動カム＋センサによる角度タイミング信号を利用していたが、それを改善し、より高精度な角度情報を得るために、主軸にパルスエンコーダを搭載する方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２５５２３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、パルスエンコーダによるクランク上下軸の角度管理は、制御装置内でのカウンタによるパルス入力計数クロックやＺ相信号入力または原点位置センサ入力による下死点でのカウンタクリア処理タイミングの、クランク速度変動によるばらつきや、電源遮断時のカウンタ値バックアップ処理等、制御上の問題により角度情報の精度やリアルタイム性の面で課題があった。
【０００５】
本発明は上記の課題を解決するものであり、多種多様な袋を高精度で最適生産できる製袋機の制御システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の製袋機の角度制御システムは、各出力機構の動作により、製袋材料を設定された袋長分を送り出し、シールおよび切断によりフィルムの袋を製造する製袋機において、各種設定値が入力できる操作パネルと、クランク軸の角度をグレーコードで検出するアブソリュートエンコーダと、前記アブソリュートエンコーダのグレーコードを入力し、各出力機構のＯＮ／ＯＦＦタイミングを制御するコントローラとを備え、前記コントローラは前記操作パネル上にクランク軸の実角度および実速度をモニタ表示する機能と、原反フィルムをシール＆カットする機構を動作させるクランク軸の回転制御を行うインバータと、出力機構にＯＮ／ＯＦＦタイミングを出力できる機能と、時間を計測する機能とを備え、グレーコードとその変化量を時間計測することによりクランク軸の角度と速度を計算し、前記操作パネルで設定された値により、各出力機構のＯＮ／ＯＦＦタイミングを制御するもので、クランク軸の角度情報をグレーコードで検出し、コントローラ内のソフトウェアで高速バイナリ変換することで、各種設定やモニタがデジタルで可能となる。
【０００７】
したがって、高精度な角度管理がリアルタイムで可能となり、高精度の袋を生産することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
上記の課題を解決するために請求項１記載の製袋機の角度制御システムは、アブソリュートエンコーダからコントローラに入力されるグレーコードのクランク軸の角度情報を、コントローラのスキャン毎に高速サンプリングにてバイナリ変換し、０〜３５９°の実角度データとしてレジスタに格納し、コントローラ内のソフトウェアにて自在に管理活用できるようにしたものである。
【０００９】
また、請求項２〜請求項４記載の角度制御システムは、操作パネル上のパラメータにより登録される各種設定値とレジスタに格納されている実角度データの比較を行い、実角度が設定値を超えた時点の立ち上りエッジで出力をセット／リセットするブロックや、ＯＮ角度設定値＜実角度でセットし、遅延時間設定値のタイムアップでリセットするブロック等を簡易ソフトウェア記述にて備えることにより、出力機器のコントロールを視覚的にも感覚的にも簡易なものにしたものである。
【００１０】
また、請求項５記載の角度制御システムは、０°、９０°、１８０°、２７０°の９０°毎に４ポイントにて生成する４パルス／回転の周期から製袋速度（クランク上下軸の回転速度）をコントローラ内でリアルタイムに算出し、操作パネル上に表示することにより、ショット／分の単位で常時製袋速度モニタを可能にしたものである。
【００１１】
このように、フィーダ送りサーボの開始〜完了角度や袋の種類に応じて設置される各種周辺付帯装置のＯＮ角度〜ＯＦＦ角度、ＯＮ角度〜ＯＦＦ時間等、クランク軸周辺で同期タイミングを要する全ての出力機構のＯＮ／ＯＦＦ設定をデジタル値にて１°単位、１ｍｓｅｃ単位で数値設定ができ、実角度モニタ機能や実速度モニタ機能によりマシンの立上げ時や自動運転時における調整や確認作業も容易となり、従来の主軸連動カム＋センサ方式やパルスエンコーダ方式よりも広範囲かつ高精度のデジタル角度管理を可能にしたものであり、マシンの仕様、袋の種類に応じた最適な製袋作業を行うことができる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明する。
【００１３】
図１において、１はコントローラ、２は操作パネル、３はアブソリュートエンコーダ、４はインバータ、５はクランク上下軸モータ、６はクランク機構、６ａはクランク軸である。
【００１４】
操作パネル２は、コントローラ１に対する情報入力手段であり、角度・時間設定値等のパラメータ入力を行う。アブソリュートエンコーダ３は、クランク軸６ａ（の主軸または同軸）に取り付けられ、クランク軸６ａの回転角度情報をグレーコードで出力し、この出力をコントローラ１に入力する。
【００１５】
そして、インバータ４でクランク上下軸モータ５を駆動し、クランク上下軸モータ５に取り付けたプーリとクランク軸６ａに取り付けたプーリ間をチェーンなどにより動力伝達してクランク軸６ａを回転させる。ところで、このクランク軸６ａは必ずしもクランク状にする必要はなく、クランク軸と同様の回転軌跡と連結ができる構成であればよい。
【００１６】
さらに、クランク軸６ａとクランク機構６で回転動作を上下動作に変換して、シーラ＆カッタ機構７を上下に駆動させて原反材料（フィルム）１２のシールと切断を行い、同時に出力Ａシリンダ８、出力Ｂシリンダ１０により出力Ａ機構９、出力Ｂ機構１１をＯＮ／ＯＦＦする。
【００１７】
出力Ａおよび出力Ｂは、パンチ穴加工や縦シール、横シール、ミシン目加工等、クランク軸６ａと同期を取って連動する付帯装置の例であり、袋の種類に応じてオプション設置される機構の一例として示している。
【００１８】
次に、角度制御システムの流れについて述べる。まず、アブソリュートエンコーダ３は、クランク機構６の機械的下死点（シールとカットを行う最下点）にてアブソリュートエンコーダ３の出力が０になるようにセッティングする。
【００１９】
アブソリュートエンコーダ３のグレーコード出力をコントローラ１に入力することにより、実角度生成ブロック１６に示すように、コントローラ１内のソフトウェアにてスキャン毎の高速サンプリングでバイナリ変換を行い、下死点＝０°、上死点＝１８０°とする０〜３５９°の実角度データを生成し、内部レジスタに常時上書き格納してコントローラ１内で自在に活用できるようにする。
【００２０】
なお、アブソデータであるためバックアップは不要で、電源投入直後からデータ生成される。
【００２１】
一方、操作パネル２からは角度・時間設定値登録ブロック１７より角度（１°単位）、時間（１ｍｓｅｃ単位）の各種パラメータをデジタル設定にてコントローラ１に入力することができる。
【００２２】
この設定値によりコントローラ１にて出力を制御する例を、制御ブロック１３と制御ブロック１４に示している。出力Ａ、出力Ｂはクランク軸６ａと同期を取りつつ連動する周辺付帯装置の例であり、シリンダによりＯＮ／ＯＦＦする。
【００２３】
制御ブロック１３は、ＯＮ角度とＯＦＦ角度を角度・時間設定値登録ブロック１７にて設定した場合の出力Ａの制御ブロックであり、毎スキャンのサンプリングで出力ＡのＯＮとＯＦＦの角度設定値と実角度データを比較し、実角度＞ＯＮ角度設定値の立上がりエッジで出力ＡをＯＮし、実角度＞ＯＦＦ角度設定値の立上がりエッジで出力ＡをＯＦＦする。
【００２４】
制御ブロック１４は、ＯＮ角度とＯＦＦ時間を角度・時間設定値登録ブロック１７にて設定した場合の出力Ｂの制御ブロックであり、毎スキャンのサンプリングで出力ＢのＯＮ角度設定値と実角度データを比較し、実角度＞ＯＮ角度設定値の立上がりエッジで出力ＢをＯＮし、同時にタイマＣもＯＮする。タイマＣにはＯＦＦ時間設定値がタイマ設定値登録されており、タイマＣがタイムアップした（経過値＝ＯＦＦ時間設定値となった）立上がりエッジで出力ＢとタイマＣをＯＦＦする。
【００２５】
制御ブロック１３も制御ブロック１４もソフトウェア記述は２行にすぎず、非常に簡易なソフトで出力のＯＮ／ＯＦＦ制御が可能であり、ＨＭＩ（ＨｕｍａｎＭａｃｈｉｎｅ  Ｉｎｔｅｒｆｅｃｅ）の観点からも出力機器のコントロールを視覚的にも感覚的にも解りやすくなる。
【００２６】
次に、実速度生成ブロック１５では、９０°毎に０°、９０°、１８０°、２７０°の４ポイントにて生成する４パルス／回転の周期から製袋速度（クランク上下軸モータ５の回転速度）の実速度を算出し、レジスタに常時上書き格納してコントローラ１内で自在に活用できるようにしている。
【００２７】
実角度生成ブロック１６と実速度生成ブロック１５とで生成した実角度データと実速度データは、操作パネル２上の実角度表示ブロック１９と実速度表示ブロック１８に各々リアルタイム表示する。
【００２８】
これにより、作業者がクランク軸６ａの機械的角度位置（°）や製袋の生産速度（ショット／分）の単位で常時モニタ可能となり、マシンの立上げ調整時やパラメータ設定時、自動運転中のマシン稼動状況確認時に、ＨＭＩの観点からも便利になり、従来の主軸連動カム＋センサ方式やパルスエンコーダ方式に比べて、袋の種類（袋長・厚み・材質・加工手段等）に応じたマシン仕様変更や付帯装置の追加、サーボ送りタイミング変更等に柔軟かつ迅速に対応できるため、最適な製袋作業を実現することができる。
【００２９】
【発明の効果】
上記の実施例から明らかなように、請求項１記載の発明によれば、アブソリュートエンコーダのグレーコードをコントローラに入力し、ソフトウェアで高速バイナリ変換してクランク軸の角度情報を得るため、カウンタ等による計数制御をすることなく高精度の角度管理が可能となり、高精度の製袋作業を実現できる。
【００３０】
また、請求項２から請求項６記載の発明によれば、各出力機構のＯＮ〜ＯＦＦ角度等を操作パネル上でパラメータにてデジタル設定でき、クランク軸の実角度や実速度情報をリアルタイムで操作パネル上にてモニタできる。また、アブソリュートデータであるため電源投入時にも即座に現在のクランク位置を把握でき、角度制御システムの管理が容易になる。
【００３１】
このように、操作パネル上で製袋情報をリアルタイムにモニタできるため、多種多様な袋を高精度に最適生産できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における角度制御システムの構成を説明する図
【符号の説明】
１  コントローラ
２  操作パネル
３  アブソリュートエンコーダ
４  インバータ
５  クランク上下軸モータ
６  クランク機構
６ａ  クランク軸
７  シーラ＆カッタ機構
８  出力Ａシリンダ
９  出力Ａ機構
１０  出力Ｂシリンダ
１１  出力Ｂ機構
１２  原反材料（フィルム）
１３、１４  制御ブロック
１５  実速度生成ブロック
１６  実角度生成ブロック
１７  角度・時間設定値登録ブロック
１８  実速度表示ブロック
１９  実角度表示ブロック
【図１】
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