JP3576362B2

JP3576362B2 - ヘッド位置決め装置

Info

Publication number: JP3576362B2
Application number: JP27586097A
Authority: JP
Inventors: 利英加藤; 孝之三宅; 利直沖原
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1997-10-08
Filing date: 1997-10-08
Publication date: 2004-10-13
Anticipated expiration: 2017-10-08
Also published as: JPH11114880A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コルゲートマシンのスリッタスコアラにそなえられ、スリッタナイフや罫線コール等のヘッドを搬送しその位置決めを行なう、ヘッド位置決め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、コルゲートマシンにそなえられ、連続して送給される段ボールウェブに対し進行方向に沿って断裁加工，罫入れ加工を施すオートスリッタスコアラが知られており、図３はその全体概略図を示している。
図３に示すように、コルゲートマシンには通常２台のオートスリッタスコアラ２０Ａ，２０Ｂがそなえられており、各オートスリッタスコアラ２０Ａ，２０Ｂはそれぞれ断裁部２１と罫入れ部２２とをそなえ、これらの断裁部２１，罫入れ部２２によって断裁加工，罫入れ加工を行なうようになっている。
【０００３】
図４，図５はそれぞれ断裁部２１，罫入れ部２２の構成を示す図であるが、まず、断裁部２１は、図４に示すように、段ボールウェブ３０の上下に対応して設けられたヘッド回転駆動用シャフト（スリッタ軸）２３ａ，２３ｂと、各スリッタ軸２３ａ，２３ｂに軸支されたヘッド３５ａ，３５ｂと、各ヘッド３５ａ，３５ｂに固着されたスリッタナイフ２５ａ，２５ｂとで構成されており、図３に示すガイド３１に沿って送給される段ボールウェブ３０を、スリッタナイフ２５ａ，２５ｂの間に挟み込んで断裁するようになっている。
【０００４】
一方、罫入れ部２２は、図５に示すように、段ボールウェブ３０の上下に対応して設けられたヘッド回転駆動用シャフト（罫線ロール軸）２４ａ，２４ｂと、各罫線ロール軸２４ａ，２４ｂに軸支されたヘッド３６ａ，３６ｂと、各ヘッド３６ａ，３６ｂに固着された罫線ロール２６ａ，２６ｂとで構成されている。罫線ロール２６ａ，２６ｂはそれぞれ外周面が凸，凹に形成されており、これらが噛み合うことにより段ボールウェブ３０へ所定の罫入れを行なうようになっている。
【０００５】
なお、上記の各ヘッド３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂは、それぞれスリッタ軸２３ａ，２３ｂ，罫線ロール軸２４ａ，２４ｂ上において、製造する段ボールシート形状に応じて必要数だけ所定の位置に配設することができるようになっている。図６は、３組の断裁部２１ａ，２１ｂ，２１ｃと４組の罫入れ部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄとを設置して（図６中では各断裁部，罫入れ部の設置中心を黒点で示す）２丁取りとした場合の段ボールウェブ３０の加工状態を示す平面図であり、各断裁部２１ａ〜２１ｃに応じてスリットが形成され、各罫入れ部２２ａ〜２２ｄに応じて罫線が形成されている。なお、図６中の基準線Ｌ１，Ｌ２と図３における基準線Ｌ１，Ｌ２とは対応している。
【０００６】
また、１台のコルゲートマシンには、図３に示すように通常２台のオートスリッタスコアラ２０Ａ，２０Ｂが直列に配設されているが、これは１台が稼動中に別の１台は次オーダーに対する前準備（オーダーチェンジ）を行ない待機させておくことができるようにするためである。
このオーダーチェンジについて説明すると、現行オーダーの製造が完了すると、段ボールウェブ３０の上側に設けられたスリッタ軸２３ａ及び罫線ロール軸２４ａは、図３に示す下流側のオートスリッタスコアラ２０Ｂのように上方の待機位置まで移動する。このとき、同時にスリッタ軸２３ａ，２３ｂ，罫線ロール軸２４ａ，２４ｂに駆動力を伝達する図示しない駆動系統の電磁クラッチが切り離され、スリッタ軸２３ａ，２３ｂ，罫線ロール軸２４ａ，２４ｂの回転が停止する。次いで、ヘッド３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄを一旦格納した後、再配置する。
【０００７】
つまり、図７に示すように（図７ではスリッタ軸２３ａについて示している）、一旦ヘッド３５ａをキャリア４１によりストレージ位置（実線で示す位置）まで搬出し、その後、再び次オーダーの設定位置（一点鎖線で示す位置）に順次搬送設置するのである。これは、スリッタ軸２３ｂ，罫線ロール軸２４ａ，２４ｂにおいても同様である。
【０００８】
なお、キャリア４１は、スリッタ軸２３ａと平行して設けられた搬送用ネジ棒４４上に螺合して配設されており、付設されたモータ４５により搬送用ネジ棒４４を回転させることにより、搬送用ネジ棒４４上を移動するようになっている。キャリア４１の移動量は、モータ４５に付設されたエンコーダ４８を通じて検出されるようになっており、これに基づいてキャリア４１の軸方向における位置を検出できるようになっている。
【０００９】
また、キャリア４１の端部にはプッシャ４２が取り付けられており、このプッシャ４２は図８（ｂ）に示すように、開閉装置４９の作動により先端を開閉することによってヘッド３５ａへの係合とその解除とができるようになっている。すなわち、プッシャ４２は図８（ｂ）に示すように、ヘッド３５ａを把持しうるように対をなして設けられ、ヘッド３５ａに当接し把持する先端（作用端）を揺動しうるように中間部をキャリア４１に枢着されている。
【００１０】
さらに、各プッシャ４２の基端側には、油圧シリンダを有する開閉装置４９が設けられており、油圧シリンダの伸縮に応じて各プッシャ４２の作用端を開閉して、ヘッド３５ａを把持する状態と、ヘッド３５ａを開放して、ヘッド３５ａと干渉することなくスリッタ軸２３ａの軸線方向に移動させることができるようになっている。
【００１１】
そして、ヘッド３５ａの位置設定については、先ずストレージ位置に待機する複数のヘッド３５ａ（ここでは便宜上ヘッド５０，５１，５２，５３，５４とする）のうち次オーダーで使用する最後端のヘッド５０の外側にプッシャ４２を配置し、開閉装置４９の作動により先端を閉口してヘッド５０を把持する。そして、モータ４５を駆動してキャリア４１を前進させることによりプッシャ４２を介してヘッド５０を押し、ヘッド５０，５１，５２，５３，５４をそれぞれの所定の位置まで搬送していく。
【００１２】
まず、ヘッド５０が所定の位置に達したところでプッシャ４２を開口し、ヘッド５０の係合を解除して所定の位置に配置する。そして、プッシャ４２を開口したままキャリア４１を僅かに前進させ、２番目のヘッド５１の後端部においてプッシャ４２を閉口してヘッド５０を把持する。この状態で再びキャリア４１を前進させ、ヘッド５１が所定の位置まで達したところでプッシャ４２を開口してヘッド５１を配置する。以後、同操作を順次繰り返すことによって各ヘッド５２，５３，５４を各所定の位置へ配置していく。また、対設させたスリッタ軸２３ｂ上のヘッド３５ｂについても上記と同様の方法によって所定の位置に配置する。罫線ロール軸２４ａ，２４ｂについても同様である。
【００１３】
このようにして各スリッタ軸２３ａ，２３ｂ，罫線ロール軸２４ａ，２４ｂ上に配置されたヘッド３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂは、図示略の可動キーによってそれぞれの所定の位置に固定されるようになっている。図８（ａ）は断裁部２１における設定例を示す図であるが、スリッタ軸２３ａ，２３ｂ上におけるヘッド３５ａ，３５ｂの初期設定位置としては、図８（ａ）に示すように、スリッタナイフ２５ａ，２５ｂの隙間Ｓが１．０〜１．５ｍｍとなるのが理想的である。
【００１４】
そして、スリッタ軸２３ａを切断位置まで下降させた後、さらにヘッド３５ａを図８（ａ）における左側へ２ｍｍ程度移動させ、スリッタナイフ２５ａ，２５ｂを所定の押圧力で互いに圧接させるようになっている。このときのスリッタナイフ２５ａ，２５ｂの初期接触圧は切れ味や寿命に直接的に影響するものであり、したがって、前提となるヘッド３５ａ，３５ｂの初期固定位置精度は非常に重要な要素である。また、罫線ロール３６ａ，３６ｂの初期固定位置についても同様であり、罫線ロール３６ａ，３６ｂは前述のようにそれぞれの凸，凹が整合して対をなすことにより機能するものであるため、正確に対応させる必要がある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のヘッド位置決め装置では、キャリア４１にそなえられたプッシャ４２には、係合するヘッド３５ａを後方から押し出して移送すだけの機能しかなく、キャリア４１を停止させようとしたとき、ヘッド３５ａが慣性によりプッシャ４２から離れてしまい、目標固定位置からオーバーランしてしまうことがあった。そして、このときの目標固定位置からのズレ量ΔＳはヘッド３５ａの重量及び搬送速度、ヘッド３５ａとスリッタ軸２３ａとの間の摩擦係数等の諸条件によって大幅に変動するものであり、ズレ量ΔＳを見込んで目標固定位置を設定することもできなかった。
【００１６】
このため、従来のヘッド位置決め装置では、スリッタナイフ及び罫線ロールの目標固定位置からのオーバーランにより、段ボールウェブ上のスリッティング及び罫入れ位置がずれてしまい製品寸法が不正確になったり、また、過剰な接触圧によりスリッタナイフ，罫線ロールの耐久性が低下し、断裁加工，罫入れ加工の精度が低下するといった課題があった。
【００１７】
また、キャリアの搬送速度を低速にすれば、スリッタナイフ及び罫線ロールの目標固定位置からのオーバーランも小さくなるが、この場合はオーダーチェンジに要する時間が長くなり生産性が低下するという課題が生じる。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、ヘッドの位置決め精度を確保するとともに、高速搬送をも可能にした、ヘッド位置決め装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のヘッド位置決め装置は、コルゲートマシンのスリッタスコアラにそなえられ、第１の軸線上を移動しうる複数のヘッドと、該第１の軸線と平行な第２の軸線上を移動しうるキャリアとをそなえ、該キャリアにより該複数のヘッドのストレージ及び位置決めを行なうヘッド位置決め装置において、該キャリアが、移動方向後側に配設され該ヘッドへ向けて突出して該ヘッドに移動方向へ向けて当接しうるプッシャと、移動方向前側に該複数のヘッドのストレージ時のピッチと等間隔に穿設された複数の溝とをそなえるとともに、該複数のヘッドの最前部のヘッドが、該キャリア側へ突出して該複数の溝に嵌入しうるストッパをそなえていることを特徴としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１，図２は本発明の一実施形態としてのヘッド位置決め装置を示す図であり、図１（ａ）はその構成を示す部分正面図、図１（ｂ）は（ａ）のＡ方向矢視側面図、図２はその動作説明図である。
【００２０】
まず、本ヘッド位置決め装置の構成について説明すると、図１（ａ），（ｂ）に示すように、従来と同様に段ボールウェブ１０の横幅方向にはスリッタ軸３が設けられており、さらにこのスリッタ軸３よりも外方（図１では上方）にスリッタ軸３と平行にヘッド用レール（第１の軸線）７が掛け渡されている。このヘッド用レール７上には複数のヘッド４Ａ〜４Ｅが移動可能に配設されており、各ヘッド４Ａ〜４Ｅはそれぞれ２つのアーム１２ａ，１２ｂをそなえ、各アーム１２ａ，１２ｂの先端はスリッタ軸３に軸支されている。これらのヘッド４Ａ〜４Ｅはそれぞれ図示しない可動キーをそなえており、この図示しない可動キーによりヘッド用レール上の任意の位置に固定できるようになっている。なお、ここでは５個のヘッド４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅが配設されている場合を例示するが、それ以外の個数を配設することはもちろん可能である。
【００２１】
また、スリッタ軸３には、ヘッド４Ａ〜４Ｅに対応して、スリッタナイフ５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅがスリッタ軸３と一体に回転するように軸支されており、それぞれ対応するヘッド４Ａ〜４Ｅのアーム１２ａ，１２ｂの相互間で横幅方向（スリッタ軸３の軸方向）の移動を規制されている。これにより、各スリッタナイフ５Ａ〜５Ｅは、対応するヘッド４Ａ〜４Ｅのヘッド用レール７上の移動とともにスリッタ軸３上を移動するようになっている。
【００２２】
ヘッド４Ａ〜４Ｅの移動は、スリッタ軸３と平行のキャリア用レール６上に配設されたキャリア１を介して行なわれるようになっている。キャリア１は、エアシリンダ等の伸縮手段１６の伸縮を通じてヘッド４Ａ〜４Ｅ側へ突出しうるプッシャ２をそなえており、伸縮手段１６を作動してプッシャ２を突出させてプッシャ２の先端部をヘッド４Ａ〜４Ｅの係合部４ａに係合させ、ヘッド４Ａ〜４Ｅを後方から押して移動させることができるようになっている。
【００２３】
なお、キャリア１には走行用モータ９がそなえられており、このモータ９の出力軸に固設された歯車９Ａをキャリア用レール６に噛合させることにより、キャリア用レール（第２の軸線）６上を自走するようになっている。そして、キャリア１の移動量はモータ９に付設されたエンコーダ８により検出できるようになっており、検出された移動量をもとにキャリア１の位置制御が行なわれるようになっている。また、このキャリア１の駆動手段としては、例えば従来技術（図７参照）と同様にキャリア用レール６を搬送用ネジ棒とし、この搬送用ネジ棒６を図示しないモータにより回転させることにより軸方向へ移動させるような構成のものでもよい。
【００２４】
また、ヘッド４Ａ〜４Ｅのうち、先端（図１では右側）のヘッド４Ａには、エアシリンダ等の伸縮手段１３の伸縮を通じてキャリア１側へ突出しうるストッパ１４がそなえられている。一方、キャリア１に固定された下方部材１５には複数の溝１５ａ〜１５ｅが設けられ、これらの溝１５ａ〜１５ｅはスリッタ軸３上のヘッド４Ａ〜４Ｅの個数分が設けられており、図１ではヘッド４Ａ〜４Ｅに対応して５つの溝１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅが設けられている。そして、伸縮手段１３を伸長させてヘッド４Ａのストッパ１４を突出させた時、ストッパ１４の先端部がこれらの溝１５ａ〜１５ｅのいずれかに嵌合するようになっている。
【００２５】
また、これらの溝１５ａ〜１５ｅのピッチは、ヘッド４Ａ〜４Ｅの１個当たりの厚さ、つまり互いに接触させた状態での間隔Ｐに対応しており、また、プッシャ２と溝１５ａ〜１５ｅとは、ヘッド４Ａ〜４Ｅを互いに接触させた状態でプッシャ２をヘッド４Ｅの係合部４ａに係合させたとき、ストッパ１４を伸ばすと溝１５ａに嵌入するような位置関係になっている。
【００２６】
本発明の一実施形態としてのヘッド位置決め装置は上述のごとく構成されているので、オーダーチェンジに際しては、まず、スリッタ軸３がヘッド用レール７とともに切断位置から待機位置へ上昇し、スリッタナイフ５Ａ〜５Ｅの回転が停止する。次いで、キャリア１がキャリア用レール６上を最先端〔図１（ａ）では、図示しない右方向端部〕まで移動し、伸縮手段１６を伸長させてプッシャ２を突出させる。そして、そのまま後端方向〔図１（ａ）では左方向〕へ移動しながら、ヘッド４Ａの係合部４ａにプッシャ２を係合させて後方へ押し、全てのヘッド４Ａ〜４Ｅを図１（ａ）に示すようなストレージ位置まで搬出する。
【００２７】
ヘッド４Ａ〜４Ｅがストレージ位置まで搬出されると、キャリア１は、伸縮手段１６を収納させプッシャ２を後退させて後方〔図１（ａ）中、左方向〕へ移動し、プッシャ２が次オーダーで使用する最後端のヘッド（ここではヘッド４Ｅ）の係合部４ａに対応する位置で停止する。そこで再び伸縮手段１６を伸長させてプッシャ２を突出させ、ヘッド４Ｅの係合部４ａに係合させる。次に、ヘッド４Ａにそなえられた伸縮手段１３を伸長させてストッパ１４をキャリア１側に押出し、ストッパ１４の先端をキャリア１の溝１５ａに嵌入させる。
【００２８】
なお、次オーダーで例えばヘッド４Ａ〜４Ｃのみ使用する場合は、プッシャ２をヘッド４Ｃの係合部に係合させる。この場合、ヘッド４Ａのストッパ１４は溝１５ｃに嵌入する。
このようにして、図２（ａ）に示すように、キャリア１のプッシャ２とヘッド４Ａのストッパ１４とにより、次オーダーに応じた任意の個数のヘッド４Ａ〜４Ｅがキャリア１に連結されると、まず、キャリア１は最後部のヘッド４Ｅが次オーダーに応じた所定位置に配置されるように移動する。そして、所定の位置に達したところで一旦停止し、伸縮手段１６，伸縮手段１３を収縮させてプッシャ２及びストッパ１４をいずれも後退させてキャリア１とヘッド４Ａ〜４Ｅとの係合を解除する。
【００２９】
最後部のヘッド４Ｅを配置した後、キャリア１は僅かに前進して、つまり１ピッチ分の距離Ｐだけ移動してプッシャ２を伸長しヘッド４Ｄに係合させ、続いてヘッド４Ａにおいて伸縮手段１３を伸長させてストッパ１４を突出させ、ストッパ１４先端を溝１５ｂに嵌入させる。このようにして再びキャリア１とヘッド４Ａ〜４Ｄとが連結されると、次はヘッド４Ｄを所定の位置に配置すべく移動する。
【００３０】
そして、図２（ｂ）に示すように、以上の動作を順次繰り返し行なうことにより、ヘッド４Ａ〜４Ｅを次オーダーに応じた所定の位置に配置する。
このように、本ヘッド位置決め装置によれば、次オーダーで使用するヘッド４Ａ〜４Ｅの最前部のヘッド４Ａをストッパ１４を介してキャリア１に係合させ、最後部のヘッド４Ｅはキャリア１のプッシャ２により保持するため、ヘッド４Ａ〜４Ｅとキャリア１とが一体に連結され、キャリア１の停止時にヘッド４Ａ〜４Ｅが慣性によりオーバーランすることを防止できる。
【００３１】
そして、最後部のヘッド４Ｅを所定の位置に配置した後は、残りのヘッド４Ａ〜４Ｄをキャリア１に一体連結して次の配置位置まで移動し、これを残りの全てのヘッド４Ａ〜４Ｄを配置するまで繰り返すため、全てのヘッド４Ａ〜４Ｅにつきキャリア１の停止時のオーバーランが防止でき、次オーダーに応じた所定の位置に正確に配置することができる。
【００３２】
このため、オーダーチェンジにおけるヘッド４Ａ〜４Ｅの搬送を高速化することが可能になり、再設定時間が短縮され生産性を向上させることができる。
また、ヘッド４Ａ〜４Ｅを正確に配置することがきるため、高い段ボールウェブ１０の断裁加工精度が得られ、製品シートの品質の向上が可能となり、同時に、切断位置へのセット時のスリッタナイフ５Ａ〜５Ｅの接触圧も適正に保たれ、耐久性の向上が図られるという利点もある。
【００３３】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、本発明は上述のスリッタナイフ５Ａ〜５Ｅの位置決めのみならず、罫入れ加工を行なう罫線ロールの位置決めへの適用ももちろん可能であり、この場合は、高い段ボールウェブ１０の罫入れ加工精度が得られ、かつ罫線ロールの耐久性の向上を図ることができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のヘッド位置決め装置によれば、最前部のヘッドにそなえられたストッパがキャリアの溝に嵌入し、キャリアにそなえられたプッシャが、使用するヘッドのうちの最後部のヘッドを保持することにより、複数のヘッドとキャリアとが一体に連結されるので、キャリアの停止時にヘッドが慣性によりオーバーランすることを防止でき、これにより、ヘッドを所定の位置に正確に配置することができるとともに、ヘッドの搬送を高速化することが可能になり再設定時間が短縮され生産性を向上させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としてのヘッド位置決め装置の構成を示す図であり、（ａ）はその部分正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ方向矢視側面図である。
【図２】本発明の一実施形態としてのヘッド位置決め装置の動作説明図であり、（ａ），（ｂ）はそれぞれその動作の過程を示す。
【図３】従来のヘッド位置決め装置が適用される一般的なオートスリッタスコアラの構成を示す側面図である。
【図４】従来のヘッド位置決め装置が適用されるオートスリッタスコアラの断裁部の構成を示す模式的部分正面図である。
【図５】従来のヘッド位置決め装置が適用されるオートスリッタスコアラの罫入れ部の構成を示す模式的部分正面図である。
【図６】図５に示すオートスリッタスコアラによる段ボールウェブの加工状態を示す平面図である。
【図７】従来のヘッド位置決め装置の構成を示すとともに、オーダーチェンジに伴うヘッドの位置決め要領を説明する模式的正面図である。
【図８】従来のヘッド位置決め装置における課題を説明する図であり、（ａ）はそのヘッドを示すスリッタ軸の要部正面図、（ｂ）はそのヘッドを示すスリッタ軸の横断面図である。
【符号の説明】
１キャリア
２プッシャ
３スリッタ軸
４Ａ〜４Ｅヘッド
４ａ係合部
５Ａ〜５Ｅスリッタナイフ
６キャリア用レール（第２の軸線）
７ヘッド用レール（第１の軸線）
８エンコーダ
９モータ
９Ａ歯車
１０段ボールウェブ
１２ａ，１２ｂアーム
１３伸縮手段
１４ストッパ
１５下方部材
１５ａ〜１５ｅ溝
１６伸縮手段

Claims

コルゲートマシンのスリッタスコアラにそなえられ、第１の軸線上を移動しうる複数のヘッドと、該第１の軸線と平行な第２の軸線上を移動しうるキャリアとをそなえ、該キャリアにより該複数のヘッドのストレージ及び位置決めを行なうヘッド位置決め装置において、
該キャリアが、
移動方向後側に配設され該ヘッドへ向けて突出して該ヘッドに移動方向へ向けて当接しうるプッシャと、
移動方向前側に該複数のヘッドのストレージ時のピッチと等間隔に穿設された複数の溝とをそなえるとともに、
該複数のヘッドの最前部のヘッドが、該キャリア側へ突出して該複数の溝に嵌入しうるストッパをそなえていることを特徴とする、ヘッド位置決め装置。