被包装物充填装置及方法.pdf

本发明提供一种被包装物的充填装置及填充方法。间歇移送式立式装袋包装机在旋转台上具备多组抓器。在第一充填工位配置第一螺旋式充填装置，在计量工位配置具备夹头和计量器的第一改换抓持计量装置，在第二充填工位配置第二螺旋式充填装置和第二改换抓持计量装置。在由第一改换抓持计量装置的计量器所获得的计量值为第一阈值以上时，将第二螺旋式充填装置和第二改换抓持计量装置维持为非工作状态，在不到第一阈值而且在比第一阈值小的第二阈值以上时，使第二改换抓持计量装置不工作，由第二螺旋式充填装置以与不足脉冲数相应的量补充被包装物，在不到第二阈值时，由第二改换抓持计量装置进行袋的改换抓持地计量并且由第二螺旋式充填装置进行补充。

权利要求书一种被包装物充填装置，其特征在于，
在间歇移送式立式装袋包装机中的被包装物充填装置中，具备输送装置、多个把持装置、第一螺旋式充填装置、第一改换抓持计量装置、第二螺旋式充填装置、第二改换抓持计量装置以及控制装置；
该输送装置进行间歇移动；
该多个把持装置在该输送装置上以规定间隔设置，对包装袋进行把持；
该第一螺旋式充填装置设置在沿上述输送装置的移动轨迹设定了的第一充填工位，具备由伺服马达驱动的螺旋钻螺杆；
该第一改换抓持计量装置设置于在上述第一充填工位的下游侧的下一工位设定的计量工位，具备能够保持上述包装袋的第一保持构件和与该第一保持构件连接、对由上述第一保持构件保持了的包装袋的重量进行计量的第一计量器；
该第二螺旋式充填装置设置于在上述计量工位的下游侧的下一工位设定的第二充填工位，具备由伺服马达驱动的螺旋钻螺杆；
该第二改换抓持计量装置设置在上述第二充填工位，具备能够保持上述包装袋的第二保持构件和与该第二保持构件连接、对由上述第二保持构件保持了的包装袋的重量进行计量的第二计量器；
上述控制装置如以下那样进行控制，即，在上述第一充填工位，在上述第一螺旋式充填装置的伺服马达达到了基准脉冲的时间点结束由上述第一螺旋式充填装置所进行的充填，作为在上述第二充填工位实施的被包装物的补充运行模式，在上述第一改换抓持计量装置的计量值处于预先确定了的容许范围内的情况、在不到作为上述容许范围的下限值的第一阈值而且在比上述第一阈值小的预先确定了的第二阈值以上的情况、在不到上述第二阈值的情况，分别选择并实施通常运行模式、脉冲测量式补充运行模式、改换抓持计量式补充运行模式，使实施上述改换抓持计量式补充运行模式时的上述输送装置的间歇停止时间比实施上述通常运行模式或脉冲测量式补充运行模式时的间歇停止时间长；
在上述通常运行模式中，将上述第二螺旋式充填装置和上述第二改换抓持计量装置都维持为非工作状态，不进行被包装物的补充，在上述脉冲测量式补充运行模式中，将上述第二改换抓持计量装置维持为非工作状态，从由上述第一改换抓持计量装置所获得的计量值计算出充填不足量，将该不足量变换成脉冲数，使上述第二螺旋式充填装置工作，在该第二螺旋式充填装置的伺服马达达到了上述计算出的脉冲数的时间点，结束由上述第二螺旋式充填装置所进行的补充充填，在上述改换抓持计量式补充运行模式中，使上述第二螺旋式充填装置和上述第二改换抓持计量装置工作，由上述第二保持构件改换抓持上述包装袋地进行保持，在由上述第二计量器所获得的计量值达到了目标充填量的时间点，结束由上述第二螺旋式充填装置所进行的充填。
一种被包装物充填装置，其特征在于，
在间歇移送式立式装袋包装机中的被包装物充填装置中，具备输送装置、多个把持装置、第一螺旋式充填装置、第一改换抓持计量装置、第二螺旋式充填装置、第二改换抓持计量装置以及控制装置；
该输送装置进行间歇移动；
该多个把持装置在该输送装置上以规定间隔设置，对包装袋进行把持；
该第一螺旋式充填装置设置在沿上述输送装置的移动轨迹设定了的第一充填工位，具备由伺服马达驱动的螺旋钻螺杆；
该第一改换抓持计量装置设置于在上述第一充填工位的下游侧的下一工位设定的计量工位，具备能够保持上述包装袋的第一保持构件和与该第一保持构件连接、对由上述第一保持构件保持了的包装袋的重量进行计量的第一计量器；
该第二螺旋式充填装置设置于在上述计量工位的下游侧的下一工位设定的第二充填工位，具备由伺服马达驱动的螺旋钻螺杆；
该第二改换抓持计量装置设置在上述第二充填工位，具备能够保持上述包装袋的第二保持构件和与该第二保持构件连接、对由上述第二保持构件保持了的包装袋的重量进行计量的第二计量器，
上述控制装置如以下那样进行控制，即，在上述第一充填工位，在上述第一螺旋式充填装置的伺服马达达到了基准脉冲的时间点结束由上述第一螺旋式充填装置所进行的充填，作为在上述第二充填工位实施的补充运行模式，在上述第一改换抓持计量装置的计量值处于预先确定了的容许范围内的情况、在不到作为上述容许范围的下限值的第一阈值的情况，分别选择并实施脉冲测量式补充运行模式、改换抓持计量式补充运行模式，使实施上述改换抓持计量式补充运行模式时的上述输送装置的间歇停止时间比实施上述脉冲测量式补充运行模式时的间歇停止时间长，
在上述脉冲测量式补充运行模式中，将上述第二改换抓持计量装置维持为非工作状态，从由上述第一改换抓持计量装置所获得的计量值计算出充填不足量，将该不足量变换成脉冲数，使上述第二螺旋式充填装置工作，在该第二螺旋式充填装置的伺服马达达到了上述计算出的脉冲数的时间点，结束由上述第二螺旋式充填装置所进行的充填，在上述改换抓持计量式补充运行模式中，使上述第二螺旋式充填装置和上述第二改换抓持计量装置工作，由上述第二保持构件改换抓持上述包装袋地进行保持，在由上述第二计量器所获得的计量值达到了目标充填量的时间点，结束由上述第二螺旋式充填装置所进行的充填。
根据权利要求1或2所述的被包装物充填装置，其特征在于，上述控制装置根据由上述第一改换抓持计量装置所获得的计量值，对上述第一螺旋式充填装置的基准脉冲数进行修正。
根据权利要求1～3中任一项所述的被包装物充填装置，其特征在于，上述控制装置在每次实施上述改换抓持计量式补充时，都对补充的被包装物的重量和第二螺旋式充填装置的伺服马达的脉冲数进行测量，从测量了的重量和脉冲数计算出每一个脉冲的重量，更新前面的每一个脉冲的重量，当在上述脉冲测量式补充运行模式中从上述不足量计算出脉冲数时，根据上述更新了的最新的每一个脉冲的重量计算出脉冲数。
一种被包装物充1填方法，用于自动包装，该自动包装一边以包装用容器的插入口处于上侧的方式间歇移送该包装用容器，一边使其在规定的工位依次停止，进行被包装物的各种包装处理，其特征在于，
使包装容器停止在第一充填工位；
在停止在该第一充填工位的期间，由伺服马达驱动螺旋式充填装置，以与基准脉冲数相应的量将被包装物充填到上述包装容器中；
使上述包装容器移动到计量工位而停止；
在停止在上述计量工位的过程中对上述包装容器的重量进行计量；
使上述包装容器移动到第二充填工位而停止；
在停止在上述第二充填工位的过程中，实施根据由上述计量工位获得了的计量值从多个补充运行模式中选择了的一个补充运行模式，根据需要向上述包装容器进行被包装物的补充直到到达目标充填量为止；
当实施上述多个补充运行模式中的特定运行模式时，与实施其它运行模式时相比，使上述包装容器的在工位的停止时间延长。
一种被包装物充填方法，用于自动包装，该自动包装一边以包装用容器的插入口处于上侧的方式间歇移送该包装用容器，一边使其依次在规定的工位停止，进行被包装物的各种包装处理，其特征在于，
使包装容器停止在第一充填工位；
在停止在该第一充填工位的期间，由伺服马达驱动螺旋式充填装置，以与相应于目标充填量的基准脉冲数相应的量将被包装物充填到上述包装容器中；
使上述包装容器移动到计量工位而停止；
在停止在上述计量工位的过程中对上述包装容器的重量进行计量；
使上述包装容器移动到第二充填工位而停止；
在停止在上述第二充填工位的过程中，在由上述计量工位获得了的计量值处于预先确定了的容许范围内的情况、在不到作为上述容许范围的下限值的小的第一阈值而且在比该第一阈值小的预先确定了的第二阈值以上的情况、在不到上述第二阈值的情况，分别选择并实施通常运行模式、脉冲测量式补充运行模式、重量计量式补充运行模式；
在上述通常运行模式中，不进行被包装物向上述包装容器的补充，在上述脉冲测量式补充运行模式中，由伺服马达驱动螺旋式充填装置，以与对应于从上述计量值获得了的不足量的不足脉冲数相应的量补充被包装物，在上述重量计量式补充运行模式中，一边由计量器进行计量一边进行充填直到达到目标充填量为止；
当实施上述重量计量式补充运行模式时，与实施上述通常运行模式、脉冲测量式补充运行模式时相比，使上述包装容器在工位的停止时间延长。
一种被包装物充填方法，用于自动包装，该自动包装一边以包装用容器的插入口处于上侧的方式间歇移送该包装用容器，一边使其在规定的工位依次停止，进行被包装物的各种包装处理，其特征在于，
使包装容器停止在第一充填工位；
在停止在该第一充填工位的期间，由伺服马达驱动螺旋式充填装置，以与相应于目标充填量中的规定分量的基准脉冲数相应的量将被包装物充填到上述包装容器中；
使上述包装容器移动到计量工位而停止；
在停止在上述计量工位的过程中对上述包装容器的重量进行计量；
使上述包装容器移动到第二充填工位而停止；
在停止在上述第二充填工位的过程中，在由上述计量工位所获得了的计量值处于预先确定了的容许范围内的情况、在不到作为上述容许范围的下限值的第一阈值的情况，分别选择并实施脉冲测量式补充运行模式、重量计量式补充运行模式；
在上述脉冲测量式补充运行模式中，由伺服马达驱动螺旋式充填装置，以与对应于从上述计量值获得了的不足量的不足脉冲数的相应的量补充被包装物，在上述重量计量式补充运行模式中，一边由计量器进行计量一边进行充填直到达到目标充填量为止；
当实施上述重量计量式补充运行模式时，与实施脉冲测量式补充运行模式时相比，使上述包装容器在工位的停止时间延长。
根据权利要求6或7所述的被包装物充填方法，其特征在于，上述充填方法还根据在上述工位得到的计量值，修正处在上述第一充填工位的螺旋式充填装置的基准脉冲数。
根据权利要求6～8中任一项所述的被包装物充填方法，其特征在于，上述充填方法还在每次实施上述重量计量式补充运行模式时都对处在上述第二充填工位的螺旋式充填装置的伺服马达的脉冲数和补充的被包装物的重量进行测量，从测量了的重量和脉冲数计算出每一个脉冲的重量，更新前面的每一个脉冲的重量，当在上述脉冲测量式补充运行模式中从上述不足量计算出脉冲数时，根据上述更新了的最新的每一个脉冲的重量计算出脉冲数。

说明书被包装物充填装置及方法
技术领域
本申请发明涉及使用于自动包装的被包装物充填装置及方法，该自动包装是一边以插入口处于上方的方式间歇移送包装容器，一边对被包装物进行包装。更为详细地说，涉及作为充填装置使用所谓的螺旋式充填装置的被包装物充填装置及方法。
背景技术
以往，使用如下的自动包装机：一边以袋口侧处于上侧的方式间歇移送袋一边在各处理工位实施被包装物的充填、袋口的密封等各种处理而进行包装。例如，存在由把持装置把持袋的两侧缘部、对其进行间歇移送的间歇移送式立式装袋包装机。另外，作为为了充填被包装物为粉状物、粒状物、或具有粘性的物品而使用的充填装置，存在所谓的螺旋式充填装置。
螺旋式充填装置具备这样的构成，即，在贮存被包装物的料斗内配置螺旋钻螺杆，使此螺旋钻螺杆旋转，据此，从设置于料斗的下端的吐出口吐出被包装物，充填到配置于下方的袋内。另外，作为使螺旋钻螺杆旋转的装置，使用伺服马达，将螺旋钻螺杆的旋转量，即，作为驱动源的伺服马达的旋转角度（脉冲数）设定为规定的值，据此，进行规定量的充填。
然而，就这样的螺旋式充填装置而言，存在如下的问题：不能应对伴随着贮存在料斗内的被包装物的受湿气等影响的表观比重的变化、受料斗内的贮存量影响的体积密度的变化、进而具有粘性的被包装物的情况的其粘性的变化等被包装物的特性的变化所带来的充填量的变化，充填量产生偏差。
作为应对这样的问题的方法，在日本特公平6‑29043号公报中公开的毛重计量包装方法中，在第一阶段由大出料量料斗充填，在第二阶段由计量装置的抓器改换抓持（掴み替え）袋，由小出料量料斗进行充填并且进行计量，检测到充填了规定量这一情况，则停止充填。
另外，在日本特开平11‑314602号公报中公开的计量充填包装方法及装置中，在充填位置由计量用夹子改换抓持袋，由伺服马达驱动容积式泵（能够替换为螺旋钻螺杆）进行充填并且进行计量，若达到规定量，则停止充填。然后，袋在由输送机移动的途中由重量检验装置计量，对其结果进行反馈而控制伺服马达的旋转量。
另外，在日本专利第3559483号公报中公开的定量充填方法中，在充填工位对于各抓器基座从台提升，检测总重量，进行零点调整，开始充填，在大出料量投入后，接着进行小出料量投入并进行计量，实时地将基于该计量值的信号输出到被包装物供给机构，被包装物供给机构的控制部使螺旋钻螺杆减速，逐渐地将排出门关小地进行反馈控制。
在记载于上述专利文献的技术中，充填量的精度提高。然而，在充填工序中，由于进行袋的改换抓持的关系，充填工序所需要的时间变长（关于整个工序是相同的），结果，生产率下降。作为应对这一问题的方法，可考虑形成为在进行了螺旋式充填后在下一工序中进行改换抓持计量，反馈其结果而对螺旋钻螺杆的旋转角度进行修正的构成，使得在充填工序仅进行充填，改换抓持在计量工序中进行。
然而，如上述那样，作为充填量变化的原因，有各种各样的问题，即使产生相同量的充填量的过量、不足，用于修正该过量、不足的修正量也因其原因的不同而不同，为此，不能正确地获得修正量。因此，即使生产率能够提高，也不能避免充填量精度的下降。特别是包装机刚开始运行后，被包装物的表观比重、粘性等特性与前一天生产结束时不同，伺服马达发出的脉冲数和与其对应的实际的充填量的关系变化了的情况多。其结果，有产生如下问题的可能性，即，充填精度恶化，由充填量的过量、不足所形成的不合格品产生许多，直到其稳定，很费时间，为此，生产率也下降。充填精度提高和生产率提高一般被认为相互对立，可以认为，若实现充填精度的提高，则生产率下降，若实现生产率提高，则充填精度下降。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特公平6‑29043号公报
专利文献2：日本特开平11‑314602号公报
专利文献3：日本专利第3559483号公报
发明内容
发明要解决的问题
本申请发明是鉴于上述现有技术的问题而做出的，其目的在于提供一种实现充填精度的提高和生产率的提高的平衡，相比以往能进行效率良好的被包装物的充填的被包装物的充填装置及方法。
用于解决问题的手段
为了解决上述问题，本申请的第一技术方案的间歇移送式立式装袋包装机中的被包装物充填装置由输送装置、多个把持装置、第一螺旋式充填装置、第一改换抓持计量装置、第二螺旋式充填装置、第二改换抓持计量装置以及控制装置构成；
该输送装置进行间歇移动；
该多个把持装置在该输送装置上以规定间隔设置，对包装袋进行把持；
该第一螺旋式充填装置设置在沿输送装置的移动轨迹设定了的第一充填工位，具备由伺服马达驱动的螺旋钻螺杆；
该第一改换抓持计量装置设置于在第一充填工位的下游侧的下一工位设定的计量工位，具备能够保持包装袋的第一保持构件和与该第一保持构件连接、对由第一保持构件保持了的包装袋的重量进行计量的第一计量器；
该第二螺旋式充填装置设置于在计量工位的下游侧的下一工位设定的第二充填工位，具备由伺服马达驱动的螺旋钻螺杆；
该第二改换抓持计量装置设置在第二充填工位，具备能够保持包装袋的第二保持构件和与该第二保持构件连接、对由第二保持构件保持了的包装袋的重量进行计量的第二计量器；
而且，该控制装置如以下那样进行控制。
即，在第一充填工位，在第一螺旋式充填装置的伺服马达达到了基准脉冲的时间点结束由第一螺旋式充填装置所进行的充填，作为在第二充填工位实施的被包装物的补充运行模式，在第一改换抓持计量装置的计量值处于预先确定了的容许范围内的情况、在不到作为该容许范围的下限值的第一阈值而且在比第一阈值小的预先确定了的第二阈值以上的情况、在不到第二阈值的情况，分别选择并实施通常运行模式、脉冲测量式补充运行模式、改换抓持计量式补充运行模式。而且，使实施改换抓持计量式补充运行模式时的输送装置的间歇停止时间比实施通常运行模式或脉冲测量式补充运行模式时的间歇停止时间长；在通常运行模式中，将第二螺旋式充填装置和第二改换抓持计量装置都维持为非工作状态，不进行被包装物的补充，在脉冲测量式补充运行模式中，将第二改换抓持计量装置维持为非工作状态，从由第一改换抓持计量装置所获得的计量值计算出充填不足量，将该不足量变换成脉冲数，使第二螺旋式充填装置工作，在该第二螺旋式充填装置的伺服马达达到了该计算出的脉冲数的时间点，结束由第二螺旋式充填装置所进行的补充充填，在改换抓持计量式补充运行模式中，使第二螺旋式充填装置和第二改换抓持计量装置工作，由第二保持构件改换抓持包装袋地进行保持，在由第二计量器所获得的计量值达到了目标充填量的时间点，结束由第二螺旋式充填装置所进行的充填。
为了解决上述问题，本申请的第2技术方案的间歇移送式立式装袋包装机中的被包装物充填装置由输送装置、多个把持装置、第一螺旋式充填装置、第一改换抓持计量装置、第二螺旋式充填装置、第二改换抓持计量装置以及控制装置构成；
该输送装置进行间歇移动；
该多个把持装置在该输送装置上以规定间隔设置，对包装袋进行把持；
该第一螺旋式充填装置设置在沿输送装置的移动轨迹设定了的第一充填工位，具备由伺服马达驱动的螺旋钻螺杆；
该第一改换抓持计量装置设置于在第一充填工位的下游侧的下一工位设定的计量工位，具备能够保持包装袋的第一保持构件和与该第一保持构件连接、对由第一保持构件保持了的包装袋的重量进行计量的第一计量器；
该第二螺旋式充填装置设置于在计量工位的下游侧的下一工位设定的第二充填工位，具备由伺服马达驱动的螺旋钻螺杆；
该第二改换抓持计量装置设置在第二充填工位，具备能够保持包装袋的第二保持构件和与该第二保持构件连接、对由第二保持构件保持了的包装袋的重量进行计量的第二计量器，
而且，该控制装置如以下那样进行控制，即，在第一充填工位，在第一螺旋式充填装置的伺服马达达到了基准脉冲的时间点结束由第一螺旋式充填装置所进行的充填，作为在第二充填工位实施的补充运行模式，在第一改换抓持计量装置的计量值处于预先确定了的容许范围内的情况、在不到作为该容许范围的下限值的第一阈值的情况，分别选择并实施脉冲测量式补充运行模式、改换抓持计量式补充运行模式，使实施改换抓持计量式补充运行模式时的输送装置的间歇停止时间比实施脉冲测量式补充运行模式时的间歇停止时间长，
在脉冲测量式补充运行模式中，将第二改换抓持计量装置维持为非工作状态，从由第一改换抓持计量装置所获得的计量值计算出充填不足量，将该不足量变换成脉冲数，使第二螺旋式充填装置工作，在该第二螺旋式充填装置的伺服马达达到了该计算出的脉冲数的时间点，结束由第二螺旋式充填装置所进行的充填，在改换抓持计量式补充运行模式中，使第二螺旋式充填装置和第二改换抓持计量装置工作，由第二保持构件改换抓持包装袋地进行保持，在由第二计量器所获得的计量值达到了目标充填量的时间点，结束由第二螺旋式充填装置所进行的充填。
本申请第3技术方案为被包装物充填方法，用于自动包装，该自动包装一边以包装用容器的插入口处于上侧的方式间歇移送该包装用容器，一边使其在规定的工位依次停止，进行被包装物的各种包装处理。在此方法中，实施以下工序：
使包装容器停止在第一充填工位；
在停止在该第一充填工位的期间，由伺服马达驱动螺旋式充填装置，以与基准脉冲数相应的量将被包装物充填到上述包装容器中；
使包装容器移动到计量工位而停止；
在停止在计量工位的过程中对包装容器的重量进行计量；
使包装容器移动到第二充填工位而停止；
在停止在第二充填工位的过程中，实施根据由计量工位获得了的计量值从多个补充运行模式中选择了的一个补充运行模式，根据需要向包装容器进行被包装物的补充直到到达目标充填量为止；
当实施上述多个补充运行模式中的特定运行模式时，与实施其它运行模式时相比，使上述包装容器的在工位的停止时间延长。
本申请第4技术方案也提供一种被包装物充填方法，用于自动包装，该自动包装一边以包装用容器的插入口处于上侧的方式间歇移送该包装用容器，一边使其依次在规定的工位停止，进行被包装物的各种包装处理。在此方法中，实施以下工序：
使包装容器停止在第一充填工位；
在停止在该第一充填工位的期间，由伺服马达驱动螺旋式充填装置，以与相应于目标充填量的基准脉冲数相应的量将被包装物充填到包装容器中；
使包装容器移动到计量工位而停止；
在停止在计量工位的过程中对上述包装容器的重量进行计量；
使包装容器移动到第二充填工位而停止；
在停止在第二充填工位的过程中，在由计量工位获得了的计量值处于预先确定了的容许范围内的情况、在不到作为该容许范围的下限值的小的第一阈值而且在比该第一阈值小的预先确定了的第二阈值以上的情况、在不到第二阈值的情况，分别选择并实施通常运行模式、脉冲测量式补充运行模式、重量计量式补充运行模式；
在通常运行模式中，不进行被包装物向上述包装容器的补充，在脉冲测量式补充运行模式中，由伺服马达驱动螺旋式充填装置，以与对应于从上述计量工位的计量值获得了的不足量的不足脉冲数相应的量补充被包装物，在重量计量式补充运行模式中，一边由计量器进行计量一边进行充填直到达到目标充填量为止；
当实施上述重量计量式补充运行模式时，与实施通常运行模式、脉冲测量式补充运行模式时相比，使包装容器在工位的停止时间延长。
本申请第5技术方案也提供一种被包装物充填方法，用于自动包装，该自动包装一边以包装用容器的插入口处于上侧的方式间歇移送该包装用容器，一边使其在规定的工位依次停止，进行被包装物的各种包装处理。在此方法中，实施以下工序：
使包装容器停止在第一充填工位；
在停止在该第一充填工位的期间，由伺服马达驱动螺旋式充填装置，以与相应于目标充填量中的规定分量的基准脉冲数相应的量将被包装物充填到包装容器中；
使包装容器移动到计量工位而停止；
在停止在计量工位的过程中对上述包装容器的重量进行计量；
使包装容器移动到第二充填工位而停止；
在停止在第二充填工位的过程中，在由计量工位所获得了的计量值处于预先确定了的容许范围内的情况、在不到作为该容许范围的下限值的第一阈值的情况，分别选择并实施脉冲测量式补充运行模式、重量计量式补充运行模式；
在上述脉冲测量式补充运行模式中，由伺服马达驱动螺旋式充填装置，以与对应于从计量工位的计量值获得了的不足量的不足脉冲数的相应的量补充被包装物，在重量计量式补充运行模式中，一边由计量器进行计量一边进行充填直到达到目标充填量为止；
当实施上述重量计量式补充运行模式时，与实施脉冲测量式补充运行模式时相比，使上述包装容器在工位的停止时间延长。
发明效果
按照本申请第1、第4技术方案，当被包装物的表观比重、体积密度、特性等稳定时，由1次的脉冲测量式充填维持高的生产率，另一方面，在被包装物的表观比重、体积密度、特性等稍有不稳定的情况下，分2次进行脉冲测量式充填，为此，能够不导致充填精度的下降地维持高的生产率。另外，在被包装物的表观比重、体积密度、特性等极为不稳定的情况，由改换抓持计量式进行第二次的充填，为此，尽管生产率稍有下降，但能够切实地维持充填精度。这样根据被包装物的表观比重、体积密度、特性等的稳定程度切换运行模式，为此，能够获得充填精度与生产率的平衡并且进行效率良好的充填。
另外，按照本申请的第2、第5技术方案，当被包装物的表观比重、体积密度、特性等稳定时，分2次进行脉冲测量式充填，维持高的生产率，另一方面，在被包装物的表观比重、体积密度、特性等稍有不稳定时，由改换抓持计量式进行第二次的充填，为此，尽管生产率稍有下降，但能够切实地维持充填精度。这样，根据被包装物的表观比重、体积密度、特性等的稳定程度切换运行模式，为此，能够获得充填精度与生产率的平衡并且进行效率良好的充填。
另外，按照本申请第3技术方案，根据在计量工位的计量值，作为由第二充填工位实施的补充方法选择实施最适合的方法，由选择了的补充方法根据需要延长包装容器的在充填工位的停止时间，整体能够获得充填精度与生产率的平衡并且进行效率良好的充填。
附图说明
图1为表示使用了本申请的实施方式的被包装物充填装置的间歇移送式立式装袋包装机的整体构成的模式立体图。
图2为表示在第一充填工位的由第一螺旋式充填装置所进行的充填状态的立体图。
图3为表示在计量工位正由第一改换抓持计量装置改换抓持袋、进行计量的状态的立体图。
图4为表示在第二充填工位正实施脉冲测量式补充运行的状态的立体图。
图5为表示在第二充填工位正实施改换抓持计量式补充运行的状态的立体图。
图6为第1实施方式的流程图。
图7为第2实施方式的流程图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本申请发明的实施方式的被包装物充填装置（以下称为“充填装置”）。
图1为表示使用了本申请发明的实施方式的充填装置11的间歇移送式立式装袋包装机（以下称为“包装机”）1的整体构成的模式立体图。而且，如后述的那样，在本申请中说明了2个实施方式，尽管控制方法不同，但无论哪个情况充填装置11的构成都相同。符号13为沿着图中的箭头方向旋转的旋转台，与未图示的分度单元及马达连接，由分度单元决定，使得该旋转台相应于马达的旋转角间歇地重复进行移动和停止。因此，若马达的旋转速度变化，则其移动速度和停止时间改变，但移动、停止的时刻与马达的旋转角度的对应关系不产生变化。而且，在本实施方式中，虽然包装袋B的移动轨迹为圆，但不限于此，移动轨迹也可形成为直线、长圆等。
在旋转台13上以圆周方向规定的间隔安装对包装袋（以下称为“袋”）B的上部两侧缘部进行把持的把持装置，即，左右的抓器15。沿旋转台13的周围标注了的罗马数字表示沿旋转台13的周围设定了的用于进行各种包装处理的工位，在工位I，袋B从输送机式的送料装置（マガジン）2被依次供给到抓器15，由抓器15把持上部两侧缘部，保持为垂直状态。在工位II，由印字器3在袋B上印刷制造日期等，在工位III由印字检查器4进行印字的检查。在工位IV，使用夹着袋B而相向配置的一对吸盘5将袋B的袋口打开。工位V为充填被包装物的第一充填工位，工位VI为对每个袋计量重量的计量工位，这些将在后面进行详细说明。工位VII为第二充填工位，对此也将在后面进行详细说明。
工位VIII为清扫工序，从喷嘴6喷射清洁的空气而进行袋口的密封预定部的清扫，并且用敲击（タッピング）构件敲击袋底，促进被充填了的被包装物朝袋底侧堆积。在工位IX使用一对热板8进行袋口的密封，在工位X使用一对冷却板9对密封部进行冷却，此后打开抓器15将充填完毕的袋B向产品排出滑槽10排出。而且，符号C为对包含后述的充填装置11在内的整个此包装机1进行控制的控制装置。
图2为表示在作为第一充填工位的工位V的被包装物的充填状态的图，台13停止。符号17为被设置在此工位V的第一螺旋式充填装置。作为第一螺旋式充填装置17，可使用在背景技术中说明的以往使用的类型的螺旋式充填装置。符号19为料斗，下侧部分形成为圆筒形，在下端具备吐出口。在料斗19内配置有被未图示的伺服马达驱动的螺旋钻螺杆21，通过旋转，将贮存在料斗19内的被包装物（未图示）从吐出口吐出与其旋转了的角度相应的量。符号23为集尘罩，在凸缘部24，安装在料斗19上，经排出口25与未图示的吸引源连接。另外，其下端的吸引口26位于由抓器15保持的袋B的袋口附近。在此工位V，如后述那样，与在由后工序中实施的第二充填工位的充填相比，充填更大量的被包装物，但在被包装物例如为粉体等的情况下，充填了的被包装物即使很少，也有可能向上方飞扬。在该情况下，若该飞扬的被包装物附着到袋B的密封预定部，则可能给在后工序中进行的袋口的密封带来不良影响，所以，使用集尘罩23吸引排除该飞扬的被包装物而事先进行防范。符号27为可升降的引导料斗，是用于进行引导的料斗，使得从料斗19的下端吐出口放出的被包装物切实地被充填在袋B内，在充填开始之前下降，其下端进入袋口内，充填结束后拔出。此引导料斗27也是由于在此工位V的被包装物的充填量多、料斗19的吐出口也变得比较粗而设置的构件。
图3为表示由配置在作为计量工位的工位VI的第一改换抓持计量装置31对在工位V被充填了被包装物的袋B进行计量的状态。台13停止。第一改换抓持计量装置31具备竖立设置了的支柱32，在此支柱32上由适当机构升降自如地安装有升降构件33。另外，在升降构件33的自由端侧安装有计量器34，在计量器34上安装能夹持袋B的两侧缘部上端部附近的一对夹头35。图中表示升降构件33下降到下降端位置，袋B从抓器15被改换抓持到夹头35，由计量器34进行计量的状态。
图4及图5表示被配置在作为第二充填工位的工位VII的第二螺旋式充填装置41和第二改换抓持计量装置51，图4表示正进行后述的脉冲测量式补充运行的状态，图5表示正进行改换抓持计量式补充运行的状态。第二螺旋式充填装置41与上述第一螺旋式充填装置17同样地具有料斗43和螺旋钻螺杆45。如后述的那样，在此工位VII补充的被包装物的量比在工位V充填的量少得多，所以，第二螺旋式充填装置41使用比第一螺旋式充填装置17整体上小型的装置。而且，没有使用与附带地设置于第一螺旋式充填装置17中的集尘罩23和引导料斗27相当的构件。
第二改换抓持计量装置51也具有与第一改换抓持计量装置31同样的构成，具备支柱52、升降构件53、计量器54、以及一对夹头55。其省略它们的详细的说明。图4表示脉冲测量式补充运行的状态，袋B由抓器15保持，螺旋钻螺杆45被由未图示的伺服马达旋转规定的脉冲数的量而进行被包装物的补充。第二改换抓持计量装置51不工作。另一方面，图5表示改换抓持计量式补充运行的状态，袋B从抓器15被改换抓持到夹头55，螺旋钻螺杆45旋转而进行被包装物的补充，直到由计量器54所获得的测量值达到规定的值为止。如上述那样，在以下说明的第1实施方式和第2实施方式中使用相同构成的充填装置11，但其控制方法不同。首先，关于第1实施方式，参照图6的流程图进行说明，但在其说明之前对在以下的说明中使用的用语进行说明。
（1）目标充填量，是指充填到袋B中的被包装物的总量的目标值。
（2）基准脉冲数，是指在第一螺旋式充填装置17的伺服马达旋转为了对目标充填量进行充填所需要的角度的量的期间从伺服马达发出的脉冲数。此基准脉冲数如后述那样在包装机1的运行中根据需要进行修正。
（3）实际脉冲数，是指由螺旋式充填装置在充填中从伺服马达发出的脉冲数，由计数器计数。
（4）容许充填范围，是指预先确定了的上下的阈值之间的范围，若充填到了袋B中的实际的被包装物的重量处于此范围内，则作为产品被判定为合格，若不在此范围内，则被判定为不合格。
（5）容许充填范围下限值，是指上述容许充填范围的下限侧的值，被作为第一阈值使用。
（6）第二阈值，是指比第一阈值小的预先被确定了的值。
以下，按顺序进行说明。
若接通包装机1的起动开关，则在图6的步骤S1（以下省略“步骤”）开始控制。打开了袋口的袋B到达工位V而停止。此时如上述的那样，引导料斗27下降，起到向集尘罩23内吸引的作用。在S2发出由第一螺旋式充填装置17进行的充填的开始指令，开始充填，并且伺服马达发出的脉冲作为实际脉冲数由计数器计数（S3）。在S4中，比较实际脉冲数与基准脉冲数，若判定为“否”，则返回到S3，若为“是”，则前进到S5，发出第一螺旋式充填的停止指令。在这里，引导料斗27上升，停止向集尘罩23内的吸引作用。接着，台13旋转，袋B被移送到工位VI而停止。
接着，在S6中发出第一改换抓持指令，第一改换抓持计量装置31的升降构件33从上升端位置下降到下降端位置停止，由抓器15保持的袋B由夹头35改换抓持。接下来，在S7中发出重量检验指令，由计量器34对袋B进行计量。然后，在S8中，比较其计量值与目标充填量，若判定为“是”，则前进到S9，发出第一返回抓持（掴み戻し）指令，袋B从夹头35被改换抓持到抓器15，控制返回到S2。工位VI的袋被送往工位VII。
若在S8的判定为“否”的情况下，则前进到S10，在这里，发出基准脉冲数的修正指令。即，在S8比较计量值与目标充填量，在它们不同的情况下，计算出两者的差，计算在由第一螺旋式充填装置17充填与该差相应的量的被包装物时的伺服马达的脉冲数，将该计算出的脉冲数与前面的基准脉冲数进行加法运算或减法运算，修正基准脉冲数。接着，在S11中进行前面的计量值是否处于容许充填范围内的判定。若判定为“是”，则在S12中发出第一返回抓持指令，袋B从夹头35被返回抓持到抓器15。然后，控制返回到S2。另一方面，在判定为“否”的情况下，前进到S13，于是将计量值与作为第一阈值的容许充填范围的下限值进行比较。若判定为“是”的情况，则意味着被充填到袋B中的被包装物的量超过了容许充填范围的上限值，所以，前进到S14，发出第一返回抓持指令，袋B从夹头35被返回抓持到抓器15。然后，在S15中发出充填量过多不合格信号，控制返回到S2。该袋在后工序中作为不合格品被排出。
在S13的判定为“否”的情况下，前进至S16，进行与第二阈值的比较。如上述那样，第二阈值为比第一阈值小的、预先确定了的值。在判定为“是”的情况下，作为被包装物的补充模式，选择脉冲测量式补充运行模式，前进到S17，计算出被包装物的充填量的不足量，变换为在由第二螺旋式充填装置41充填与该不足量相应的量时该伺服马达发出的脉冲数（不足脉冲数）。接着，在S18中发出第一返回抓持指令，袋B从第一计量装置31的夹头35被返回抓持到抓器15。在这里，袋B被送往下一工序即工位VII。
接着，在S19中，发出第二螺旋式充填开始指令，开始由第二螺旋式充填装置41对由抓器15保持的袋B所进行的被包装物的补充。在S20中，对进行该补充时的第二螺旋式充填装置41的伺服马达的脉冲数即实际脉冲数进行计数，在S21中进行该计数了的实际脉冲数与前面求出的不足脉冲数的比较，若判定为“否”，则返回到S20，若为“是”，则前进到S22，发出第二螺旋式充填停止指令，停止由第二螺旋式充填装置41进行的充填，接着，返回到S2。
另一方面，在S16中，若判定为“否”，则选择改换抓持计量式补充运行模式，首先，在S23中发出第一返回抓持指令，袋B从第一计量装置31的夹头35被返回抓持到抓器15。在这里，袋B被送往下一工序、工位VII。然后，在S24中，发出第二改换抓持指令，第二计量装置51的升降构件53从上升端位置下降到下降端位置而停止，袋B从抓器15被改换抓持到第二计量装置51的夹头55。在这里，在S25中发出台驱动停止指令。此指令为停止使台13旋转的马达（未图示）本身停止的指令，根据此停止指令，在实施此改换抓持计量式补充运行模式时台13的停止时间变得比由分度单元决定了的停止时间长。即，台13的通常的停止时间由分度单元选定成在实施上述脉冲测量式补充运行模式时为了不进行袋B的改换抓持、仍一直由抓器15保持着袋B进行充填所需要的时间。于是，在进行改换抓持计量式补充运行的情况下，进行由第二改换抓持计量装置51所进行的改换抓持，因此需要延长与其所需对应的量，使台13预先停止，为此，在本实施方式中，停止使台13旋转的马达。当然，也可以控制马达速度，使得进行改换抓持计量式补充运行的情况与进行脉冲测量式补充充填运行的情况相比，台13的停止时间变长。
接着，控制前进到S26，发出第二螺旋式充填开始指令，开始由第二螺旋式充填装置41所进行的充填。与此同时，在S27中发出充填时间测量开始指令，开始充填时间的测量。在S28中，发出重量检验指令，由第二计量装置51的计量器54进行袋B的计量。然后，在S29中进行该计量值与目标充填量的比较判定，在判定为“是”的情况下，前进到S30，发出第二螺旋式充填停止指令，停止第二螺旋式充填装置41，同时，在S31中发出充填时间复位指令，将测量了的充填时间复位。接着，在S32中，发出台驱动再起动指令，再次起动使台13旋转的马达。然后，在S33中，发出第二返回抓持指令，袋B从第二改换抓持计量装置51的夹头55被返回抓持到抓器15。然后，控制返回到S2。
另一方面，在S29中，若在判定为“否”的情况下，则前进到S34，将测量的充填时间与预先确定了的容许时间进行比较。当比容许时间短时，返回到S28。若在判定为“否”，即，在充填时间比容许时间长的情况下，则在S35中发出异常信号输出指令，发出蜂鸣器等警报。即，充填时间比容许时间花费更长时间，表示第二螺旋式充填装置41的料斗43内变空、即槽内料位变为零等异常，所以，停止包装机1并进行检修。然后，在S36中将充填时间复位。
下面，参照图7说明第2实施方式。在第2实施方式中，使用在第1实施方式中未使用的“基准充填量”的用语。作为此基准充填量，采用目标充填量的例如90%的重量。另外，“基准脉冲数”的用语与第1实施方式的情况不同，在此第2实施方式中，作为在第一螺旋式充填装置17的伺服马达旋转为了充填基准充填量所需要的角度的量的期间从伺服马达发出的脉冲数而被使用。此情况的基准脉冲数也如后述的那样在包装机1的运行中根据需要进行修正。如从上述可知的那样，在上述第1实施方式中，当被包装物的状态稳定时，由1次的脉冲测量式充填对目标充填量进行充填，在不稳定的情况下，追加地实施改换抓持计量式充填或第二次的脉冲测量式充填，补充不足部分，但在此第2实施方式中，从最初起分成2次进行充填，作为该第二次的充填模式，相应于被包装物的状态选择脉冲测量式充填或改换抓持计量式充填。以下，进行说明。
若接通包装机1的起动开关，则在图7的S1中开始控制。若打开了袋口的袋B到达工位V停止，则在S2中发出由第一螺旋式充填装置17所进行的充填的开始指令，开始充填，并且伺服马达发出的脉冲作为实际脉冲数由计数器进行计数（S3）。在S4中比较实际脉冲数与基准脉冲数，若判定为“否”，则返回到S3，若为“是”，则前进到S5，发出第一螺旋式充填的停止指令。在这里，台13旋转，袋B被移送到工位VI而停止。而且，集尘罩23和引导料斗27与第1实施方式的情况同样地工作。
接着，在S6中，发出第一改换抓持指令，第一改换抓持计量装置31的升降构件33从上升端位置下降到下降端位置而停止，由抓器15保持了的袋B由夹头35改换抓持。接着，在S7中，发出重量检验指令，由计量器34进行袋B的计量。然后，在S8中，进行该计量值与基准充填量的比较，若判定为“是”，则前进到S9，在这里，从目标充填量和计量了的实际的充填量计算出不足量，该不足量被变换成脉冲数（不足脉冲数）。即，将该不足量变换成在由第二螺旋式充填装置41充填时从伺服马达发出的脉冲数。然后，在S10中发出第一返回抓持指令，袋B从夹头35被改换抓持到抓器15。然后，工位VI的袋被送往工位VII。接下来，在S11中发出螺旋式充填开始指令，开始由第二螺旋式充填装置41所进行的被包装物的补充，将此时发出的脉冲作为实际脉冲在S12中计数。在S13中对实际脉冲数与由S9获得了的不足脉冲数进行比较，若判定为“否”，则返回到S12。另一方面，若判定为“是”，则在S14中发出第二螺旋式充填停止指令，停止由第二螺旋式充填装置41所进行的补充充填，返回到S2。
在S8中的判定若为“否”，则前进到S15，在这里发出基准脉冲数的修正指令。即，在S8中比较计量值与基准充填量，在它们不同的情况下，计算出两者的差，计算由第一螺旋式充填装置17充填与该差相应的量的被包装物时的伺服马达的脉冲数，将该计算出的脉冲数与前面的基准脉冲数进行加法运算或减法运算而修正基准脉冲数。接着，在S16中，进行前面的计量值是否处于基准充填量的容许充填范围内的判定。若判定为“是”，则前进到S9，以下以在前面说明的次序将控制进行下去。
另一方面，若在判定为“否”的情况下，则前进到S17，于是进行计量值与容许充填范围的下限值的比较。判定为“是”的情况意味着充填到袋B中的被包装物的量超过了基准充填量的被容许的充填范围的上限值，所以，前进到S18，发出第一返回抓持指令，袋B从夹头35被返回抓持到抓器15。然后，在S19中发出充填量过多的不合格信号，控制返回到S2。该袋在后工序中作为不合格品被排出。
在S17中的判定若为“否”，则前进到S20，于是发出第一返回抓持指令，袋B从第一计量装置31的夹头35被返回抓持到抓器15。在这里，袋B被送往下一工序，即工位VII。接着，在S21中，发出第二改换抓持指令，第二计量装置51的升降构件53从上升端位置下降到下降端位置而停止，袋B从抓器15被改换抓持到第二计量装置51的夹头55。在这里，在S22中发出台驱动停止指令。此指令为与由第1实施方式的S23发出的指令同样的指令，是停止使台13旋转的马达（未图示）本身的指令。然后，在此第2实施方式中，作为台13的通常的停止时间由分度单元选定成在不进行在上述S11～S14中实施的、由第二改换抓持计量装置51所进行的对袋B的改换抓持、仍一直由抓器15保持着袋B充填时所需的时间。然而，对于在S21以下实施的补充而言，如上述那样在S21中由第二计量装置51的夹头55进行袋B的改换抓持，所以，与实施S11～S14的步骤的情况相比，需要相应地延长台13的停止时间，为此，停止使台13旋转的马达。当然，也可以如与第1实施方式相关联地说明的那样，控制马达的速度，使得实施S21以后的步骤的情况与实施S11～S14的情况相比台13的停止时间变长。
接着，控制前进到S23，发出第二螺旋式充填开始指令，开始由第二螺旋式充填装置41所进行的充填。与此同时，在S24中，发出充填时间测量开始指令，开始充填时间的测量。在S25中，发出重量检验指令，由第二计量装置51的计量器54进行袋B的计量。然后，在S26中，进行该计量值与目标充填量的比较判定，若在判定为“是”的情况下，则前进到S27，发出第二螺旋式充填停止指令，第二螺旋式充填装置41被停止，同时，在S28中发出充填时间复位指令，测量了的充填时间被复位。接着，在S29中，发出台驱动再起动指令，使台13旋转的马达被再次起动。然后，在S30中，发出第二返回抓持指令，袋B从第二改换抓持计量装置51的夹头55被返回抓持到抓器15。然后，控制返回到S2。
另一方面，在S26中若在判定为“否”的情况下，则前进到S31，对测量了的充填时间与预先确定了的容许时间进行比较。当比容许时间短时，返回到S25。在判定为“否”，即充填时间变得比容许时间长的情况，在S32中发出异常信号输出指令，蜂鸣器等发出警报。即，充填时间变得比容许时间更长，表示第二螺旋式充填装置41的料斗43内变空了等异常，所以，停止包装机1进行检修。然后，在S33中充填时间被复位。
而且，在上述任一实施方式中，一般在生产运行开始时，被包装物的表观比重、体积密度、特性等与前一天的生产运行结束时相比产生了大的变化的情况多。因此，必然在生产运行开始时作为补充运行模式选择改换抓持计量式补充运行模式。在此时，优选在最初的补充工序中的充填时测量第二螺旋式充填装置41的伺服马达的脉冲数，另一方面，根据来自第二改换抓持计量装置51的信号计量在补充工序中实际充填的重量，根据测量了的脉冲数和补充了的重量值计算出单位脉冲的充填量（以下为充填量/1脉冲），在选择了改换抓持计量式补充运行模式的期间，每次进行补充工序中的充填，计算出充填量/1脉冲，更新该值。这是因为，此后被包装物的表观比重、体积密度、特性等稳定，在转移到了脉冲测量式补充运行模式时，能够根据不足量和充填量/1脉冲的最新的值计算出不足脉冲数，提高补充工序的充填精度。充填量/1脉冲也可根据事先的试验等作为固定值预先设定，根据其计算出不足脉冲数，但若根据上述那样构成，则自动地进行充填量/1脉冲的计算、更新当然自不待言，还能够进一步提高脉冲测量式补充运行模式时的充填精度。