特開 2022-145385 包装関連システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022145385

(43)【公開日】2022-10-04

(54)【発明の名称】包装関連システム

(51)【国際特許分類】

   B65B 57/00 20060101AFI20220926BHJP

   G05B 19/418 20060101ALI20220926BHJP

   G05B 19/05 20060101ALI20220926BHJP

   G16Y 10/25 20200101ALI20220926BHJP

   G16Y 20/20 20200101ALI20220926BHJP

   G16Y 40/10 20200101ALI20220926BHJP

【ＦＩ】

B65B57/00 A

G05B19/418 Z

G05B19/05 Z

G05B19/05 S

G16Y10/25

G16Y20/20

G16Y40/10

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】書面

(21)【出願番号】P 2021080054

(22)【出願日】2021-03-19

(71)【出願人】

【識別番号】000148162

【氏名又は名称】株式会社川島製作所

(72)【発明者】

【氏名】関根 豊

(72)【発明者】

【氏名】増山 伸幸

(72)【発明者】

【氏名】荒井 貴大

【テーマコード（参考）】

3C100

5H220

【Ｆターム（参考）】

3C100AA22

3C100AA29

3C100AA59

3C100BB13

3C100BB33

3C100CC02

3C100CC03

3C100CC16

5H220AA04

5H220BB17

5H220BB18

5H220CC09

5H220CX09

5H220HH01

5H220HH08

5H220JJ22

5H220JJ26

(57)【要約】      （修正有）

【課題】包装関連装置を遠隔的に運転状況や生産状況を監視・管理するとともに、包装関連装置に運転に必要なデータを遠隔的に提供できる包装関連システムを提供する。
【解決手段】包装関連システムであって、包装関連装置１０に配設された第１のコンピュータは包装関連装置を制御しており、前記第１のコンピュータは、第２のコンピュータを介して遠隔的に配設された第３のコンピュータと接続している。前記第２のコンピュータはＯＰＣ ＵＡ機能を搭載しており、第３のコンピュータは第２のコンピュータを介して遠隔的に第１のコンピュータの運転の監視及び支援を行う。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

包装関連装置と、包装関連装置を制御する第１のコンピュータと、前記第１のコンピュータに接続され、前記包装関連装置の情報を外部からアクセス可能にする第２のコンピュータと、前記第２のコンピュータと接続され、前記包装機械の状態監視、運転支援を行う第３のコンピュータと、を備えた包装関連システムあって、前記第３のコンピュータは、前記第２のコンピュータを介して前記第１のコンピュータと接続することにより、前記包装関連装置の運転支援を行うこと特徴とする、包装関連システム。

【請求項2】

包装関連システムであって、前記第２のコンピュータは、ＯＰＣ ＵＡ機能を搭載したＰＬＣであり、前記第１のコンピュータと前記第３のコンピュータを中継することを特徴とする、請求項１に記載の包装関連システム。

【発明の詳細な説明】

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ピロー包装機、ラッピング包装機、上包み包装機、箱詰め装置等の包装関連装置の遠隔診断・支援方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

包装関連装置には、筒状に形成した包装材の中に間隔を開けて製品を充填し、シールや切断等を施して包装体を形成するピロー包装機、裁断された包装材で製品を包むように包装するラッピング包装機、包装材で製品を覆うようにして包装する上包み包装機、製品をダンボール等で作られた箱に箱詰めする箱詰め装置等がある。これらの包装関連装置は、計量装置等と共に生産ラインに組み込まれている。各包装関連装置はそれぞれシーケンスプログラム等によって制御されている。これらの包装関連装置の稼働時は、作業員が各装置の運転状況を監視している。

【0003】

近年、包装関連装置において、作業者の負担を少なくするために、ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）を活用し、生産工場のスマートファクトリー化を進め、１つのホストコンピュータで各包装関連装置を遠隔的に操作、監視、修理等を行うことができるようにしたいという要望があった。しかしながら、包装関連装置が組み込まれた生産ライン上には複数の動作が異なる装置が配設されており、１つのホストコンピュータで生産ライン全てを管理するには、これらの包装関連装置の通信規格を統一する必要があった。
また、一般に各包装関連装置は高額であるため、既設の包装関連装置を用いてスマートファクトリー化を進めたいという要望もあった。

【0004】

そこで、遠隔地に包装関連装置を設置して生産を行う場合、包装関連装置の運転状況や生産状況を監視・管理するための種々の装置・システムが提案されている。
特許文献１（特開２００１－２０６３２０号公報）には、充填包装機に故障が発生した際に、遠隔的に診断を行い、可能な故障復旧等を行うことができる充填包装機の診断方法が開示されている。この充填包装機の診断方法においては、充填包装機の動作状態を第１のコンピュータにより監視し、第１のコンピュータにより充填包装機のシーケンスプログラムの異常が検出された場合には、ネットワークを介して第１のコンピュータと第２のコンピュータを接続し、接続された第２のコンピュータにより充填包装機の診断を行い、ネットワークを介してシーケンスプログラムの書き換えを行う。
しかしながら、特許文献１に記載されている実施形態の充填包装機は、充填包装機に搭載したパネルコンピュータと、遠隔地に配設されたホストコンピュータとは、ＯＰＣ ＵＡ機能を搭載したコンピュータを介して通信を行うという記載がない。

【0005】

本出願人は、特許文献２（特開２０２０－１６４２２１号公報）において、専用の操作部を備えた包装関連装置であって、同じ生産現場で同時に運転している複数の包装関連装置に対して、その複数の装置が同じ生産ラインを構成する装置でなくても、ある装置に異常が生じて警報が発せられた場合に、即時にそれを把握して対応をとることができるという効果を奏する包装関連装置の警報表示システムについて開示している。
しかしながら、特許文献２において、遠隔的に運転状況や生産状況を監視し、運転に必要なデータを遠隔的にやりとりすることについて記載されていない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００１－２０６３２０号公報

【特許文献2】特開２０２０－１６４２２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明が解決しようとする課題は、包装関連装置において、遠隔的に運転状況や生産状況を監視・管理し、包装関連装置の運転に必要なデータを、遠隔的に提供することができる包装関連システムを提供することにある。

【0008】

この発明の目的は、上記課題を解決することであり、包装関連装置において、遠隔的に運転状況や生産状況を監視・管理する際に、生産工場に既設された包装関連装置をＩｏＴ化することで、作業者に負担をかけず、且つ、低コストに生産工場のスマートファクトリー化を推進することができる包装関連装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明は、包装関連装置と、包装関連装置を制御する第１のコンピュータと、前記第１のコンピュータに接続され、前記包装関連装置の情報を外部からアクセス可能にする第２のコンピュータと、前記第２のコンピュータと接続され、前記包装機械の状態監視、運転支援を行う第３のコンピュータと、を備えた包装関連システムあって、前記第３のコンピュータは、前記第２のコンピュータを介して前記第１のコンピュータと接続することにより、前記包装関連装置の運転支援を行うこと特徴とする、包装関連システムである。

【0010】

請求項１に記載された包装関連システムに係る発明において、第１のコンピュータは、包装関連装置の稼働状況を、ＬＡＮやインターネットを介して接続された第２のコンピュータを介し、第３のコンピュータに送信する。第３のコンピュータは、得た情報により、包装関連装置の運転支援を行う。

【0011】

請求項２に係る発明は、前記第２のコンピュータは、ＯＰＣ ＵＡ機能を搭載したＰＬＣであり、前記第１のコンピュータと前記第３のコンピュータを中継することを特徴とする、請求項１に記載の包装関連システムである。

【0012】

請求項２に記載された包装関連システムにおいて、第２のコンピュータは、ＯＰＣ ＵＡ機能を搭載したＰＬＣであり、工場内に配設された第１のコンピュータと、遠隔的に配設された第３のコンピュータと、の間で行われる通信に、相互接続性を付与する。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、包装関連装置において、遠隔的に運転状況や生産状況を監視・管理する際に、生産工場に既設された包装関連装置をＩｏＴ化することで、作業者に負担をかけず、且つ、低コストに生産工場のスマートファクトリー化を推進することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係る包装関連装置の構成の一例を示す概略構成図である。

【図2】図２は、図１に示す包装関連装置のフィルム搬送部のある一部分を示す概略図である。

【図3】図３は、本発明の実施形態に係るシステム構成を示すブロック図である。

【図4】図４は、本発明の実施形態に係る運転状況に関するデータを要求するプロセスに係る包装関連システムの構成を示すブロック図である。

【図5】図５は、本発明の実施形態に係る運転状況に関するデータを提供するプロセスに係る包装関連システムの構成を示すブロック図である。

【図6】図６は、本発明の実施形態に係る運転監視の処理手順を示すフローチャートである。

【図7】図７は、本発明の実施形態に係る生産管理の一例の処理手順を示すフローチャートである。

【図8】図８は、本発明の別の実施形態に係るフィルム搬送部の印字部を示す概略図である。

【図9】図９は、図８で示す別の実施形態に係る処理手順を示す第３のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明するが、以下の実施形態は請求の範囲に係る発明を限定するものではない。

【0016】

図１は、本発明の実施形態に係る包装関連装置の構成の一例を示す概略構成図である。図１の包装関連装置１０は縦型ピロー包装機であって、原反ロール部１１から繰り出された帯状包装材Ｆｗは、幾つかの回転自在なガイドロール１２で案内されて製筒器（フォーマ）１３に送り込まれ、製筒器１３において筒状に成形された後、縦シール装置１４が重ね合わされた縁部に縦シールを施すことで筒状包装材Ｆｔに成形される。包装物である製品Ａが充填筒を通して筒状包装材Ｆｔの内部に投入・充填される。製品Ａが収容された筒状包装材Ｆｔが横シール装置１５によって横シールが施されるとともに、例えば横シール装置１５によって組み込まれたカッタ装置１６によって当該横シール位置に合わせて筒状包装材Ｆｔをカットすることで、内部に製品Ａが充填された袋包装体Ｓが製造される。原反ロール部１１から繰り出された帯状包装材Ｆｗは、貯留部１７において、張力調整や送り量の変動が吸収される。また、貯留部１７の下流側に印字装置１８が設けられており、さらに下流に印字された情報を読み取るセンサ群１９が設けられている。充填筒に関連して、その外周面上に筒状包装材Ｆｔを挟んで送る包装材供給装置としてのベルト式の紙送り装置２０が設けられている。包装関連装置１０の各ユニットは、第１のコンピュータ５１による制御を受ける。

【0017】

図２に示す図１の包装関連装置１０のある一部分は、包装関連装置１０の印字装置１８の下流領域ａ１からａ２にかけての領域である。包装関連装置１０の運転開始と共に、包装関連装置１０に帯状包装材Ｆｗが供給され、印字装置１８にて帯状包装材ＦｗにバーコードＢ１が印字される。印字装置１８の下流領域ａ１からａ２にかけて設けられたセンサ群１９（ここでは、バーコードリーダ２９）は、帯状包装材Ｆｗに印字されたバーコードＢ１を読み取り、包装関連装置１０函体内に設けられた第１のコンピュータ５１に送信する。

【0018】

図３は、本発明を適用した包装関連システムの構成を示すブロック図である。第１のコンピュータ５１は、包装関連装置１０函体に配設されており、センサ群１９やアクチュエータ２１を制御する包装関連装置１０の制御部である。第１のコンピュータ５１は第２のコンピュータ５２を介して遠隔的に配設された第３のコンピュータ５３と接続されており、第１のコンピュータ５１と第２のコンピュータ５２間と、第２のコンピュータ５２と第３のコンピュータ５３間と、は、それぞれＬＡＮやインターネットを介して接続されている。第２のコンピュータ５２は、ＯＰＣ ＵＡ機能を搭載したＰＬＣであり、遠隔的に配設された第３のコンピュータ５３は、ホストコンピュータである。第２のコンピュータ５２は、第１のコンピュータ５１と第３のコンピュータ５３の中継をし、第１のコンピュータ５１と第３のコンピュータ５３との間でやりとりされる情報に相互運用性を持たせる。
上記のやりとりで、第１のコンピュータ５１は、包装関連装置の運転パラメータ（包装能力、袋長、動作タイミング等）選択されているアイテムの番号、アイテム名、運転状態を示すステータス（停止中、待機中、運転中、警報発生中（発生している警報番号、警報名、を含む）、センサ群１９、各種装置のモニタ情報等を第２のコンピュータ５２を介して第３のコンピュータ５３に開示する。

【0019】

図４は、包装関連装置１０が運転開始した時に行われる、第３のコンピュータ５３が第１のコンピュータ５１に包装関連装置１０の上述した操作条件を提供するプロセスで行われる当該包装関連システムを示したブロック図であり、図５は、第１のコンピュータ５１が包装関連装置１０の運転状況の情報を第３のコンピュータ５３に提供するプロセスで行われる当該包装関連システムを示したブロック図である。第３のコンピュータ５３は、包装関連装置１０の運転開始と共に、第２のコンピュータ５２を介して第１のコンピュータ５１に使用包材に印字されたバーコードの照合用データに関する情報を提供する。第１のコンピュータ５１は、包装関連装置１０の運転中に、所定のタイミングでセンサ群１９（ここではバーコードリーダ２９）にデータを収集する命令をし、センサ群１９（ここではバーコードリーダ２９）は、帯状包装材Ｆｗに印字されたバーコードＢ１を読み取り、得た情報を第１のコンピュータ５１に送信する。第１のコンピュータ５１は、センサ群１９から提供された運転状況のデータと、第３のコンピュータ５３が提供したデータとが、一致しているかを照合する。

【0020】

運転監視プロセスＳ１で行われる包装関連システムの動作を図６のフローチャートを参照して説明する。図６は、第１のコンピュータ５１および第３のコンピュータ５３により実行される遠隔的な運転監視に係る処理内容を示す。

【0021】

包装関連装置１０が運転開始すると、第３のコンピュータ５３は、第２のコンピュータ５２を介して第１のコンピュータ５１に対し、稼働状況の情報を要求する（ステップＳ１０）。要求を受けた第１のコンピュータ５１は、センサ群１９とアクチュエータ２１より検査タイミングが適切かどうかを判断する（ステップＳ１１）。次に、第３のコンピュータ５３は、第２のコンピュータ５２を介して第１のコンピュータ５１に予め入力されていたバーコードの照合用データ等の設備データを送信し、同時に、第１のコンピュータ５１は、センサ群１９から測定結果、アクチュエータ２１から接点情報等を入力し、これらの包装関連装置１０の運転状況のデータを収集する（ステップＳ１２）。第１のコンピュータ５１は、前述の収集したデータが、第３のコンピュータ５３から受け取った照合データの許容範囲にあるか否かを判定する（ステップＳ１３）。この作業により、運転中の包装関連装置１０にセットされた製品と包装材が一致しているか否かを判定する。

【0022】

ステップ１３で、バーコードリーダ２９が読み取ったバーコードＢ１から得られるデータが、第３のコンピュータ５３に予め入力された照合データの許容範囲にない場合、第１のコンピュータ５１は、包装関連装置１０に警告処理を行うように命令をする。第１のコンピュータ５１は、第２のコンピュータ５２を介して、第３のコンピュータ５３に運転状態のデータを更新または何らかの支援を行うように要求をする。第１のコンピュータ５１および第３のコンピュータ５３は、包装関連装置１０の運転中、運転監視プロセスＳ１で行われる動作を繰り返す。

【0023】

図７は、生産管理プロセスＳ２で行われる包装関連システムの動作の一例を示すフローチャートである。図７は、図１のコンピュータ５１および図３のコンピュータ５３により実行されるフィルムロール交換時間の集計に係る処理内容を示す。図７中のステップ２０は、図６中のステップＳ１０からステップＳ１３に相当し、ステップＳ２１は、ステップＳ１４に相当する。

【0024】

警告処理の内容が、原反ロール部１１に設置されたフィルムロールＦｒの終了であるとき（ステップＳ２２）、第１のコンピュータ５１は、警告処理を行った時刻を取得する（ステップＳ２３）。警告を受けた現場の作業員がフィルムロールＦｒを新たなものに交換し、包装関連装置１０が運転再開すると、第１のコンピュータ５１は、包装関連装置１０の運転再開時刻を取得する（ステップＳ２５）。第１のコンピュータ５１は、ステップＳ２３、ステップＳ２５で得たデータを、第２のコンピュータ５２を介して第３のコンピュータ５３に送信し、第３のコンピュータ５３は、受信したデータをもとに、フィルム交換に掛かった時間を算出し、記録する。

【0025】

このように、ホストコンピュータである第３のコンピュータ５３が包装関連装置１０と遠隔的に配設されていても、第２のコンピュータ５２を介することで、包装関連装置１０函体内近傍に配設された第１のコンピュータ５１と通信し、包装関連装置１０の運転状況の監視や生産管理を行うことができる。また、第２のコンピュータ５２は、ＯＰＣ ＵＡ機能を搭載したＰＬＣであるから、既設の包装関連装置１０に配設される第１のコンピュータ５１と第３のコンピュータ５３の通信規格が異なる場合であっても、この間でやりとりされる情報に相互運用性を持たせることができる。
また、既設の包装関連装置１０を起用することで、装置を買い替えなくて済み、作業者への負担を減らし、生産工場のスマートファクトリー化を低コストに実現することができる。

【0026】

本発明の前述した実施形態は例示に過ぎず、これに限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。

【0027】

例えば、前記実施形態において、センサ部１９をバーコードリーダ２９としたが、これに限定されない。図８で示す他の実施形態では、センサ部１９として、印字された文字Ｂ２を読み取る印字検査装置３９を採用している。印字検査装置３９は、帯状包装材Ｆｗに印字された文字Ｂ２を読み取り、得た情報を第１のコンピュータ５１に送信する。印字Ｂ２から得られるデータとして、被包装製品Ａの賞味期限、製造記号等が挙げられるが、これらに限定しない。
図９は、図８で示す他の実施形態の包装関連装置１０の運転監視プロセスＳ１´で行われる包装関連システムの動作のフローチャートである。第１のコンピュータ５１は、センサ部１９で得られる情報が文字（印字部Ｂ２）であっても、データを収集し、第２のコンピュータ５２を介して第３のコンピュータ５３に送信する。

【0028】

前記実施形態において、センサ群１９の配設領域をａ１からａ２としたが、印字装置１８の下流側であれば、例えば、ａ２からａ３の領域、ａ３からａ４の領域であっても良い。

【0029】

また、前記実施形態において、包装関連装置１０を縦型ピロー包装機としたが、包装関連装置１０は、横型ピロー包装機や上包み包装機、またはその他の包装関連装置であっても良い。

【0030】

さらに、前記実施形態において、遠隔的に配設された第３のコンピュータ５３が包装関連装置１０の運転監視、生産管理するとしたが、これに限定されず、例えば、第３のコンピュータ５３は、包装関連装置１０に動作異常や故障が起こるのを得たデータから予測し、予兆保全を行っても良い。また、第３のコンピュータ５３は、包装関連装置１０の動作異常が検出されたときに、第２のコンピュータ５２を介して第１のコンピュータ５１に入力された情報を書き換えても良い。

【産業上の利用可能性】

【0031】

本発明は、包装関連装置において、遠隔的に運転状況や生産状況を監視・管理する際に、生産工場に既設された包装関連装置をＩｏＴ化することで、作業者に負担をかけず、且つ、低コストに生産工場のスマートファクトリー化を推進することができる。

【符号の説明】

【0032】

１０ 包装関連装置
１１ 原反ロール部
１２ ガイドロール
１３ 製筒器（フォーマ）
１４ 縦シール装置
１５ 横シール装置
１６ カッタ装置
１７ 貯留部
１８ 印字装置
１９ センサ群
２９ バーコードリーダ
３９ 印字検査装置
Ｆｒ フィルムロール
Ｆｗ 帯状包装材
Ｆｔ 筒状包装材
Ａ 製品
Ｓ 袋包装体
Ｂ１ バーコード印字部
Ｂ２ 印字部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】