CN102616421A - 瓶罐的制造方法和制造装置以及瓶罐 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种瓶罐的制造方法和制造装置以及瓶罐。本发明对可成型为所述瓶罐的有底筒状体至少顺序执行如下工序：使具有底部的所述有底筒状体成型出躯体部、肩部、以及口径预形成部；使所述口径预形成部成型出裙部、螺纹部、收口部、以及卷曲部；本发明还在成型出所述螺纹部之后，成型出所述锥状收口部、以及所述卷曲部之前，还将所述口径预形成部的开口端面修整为向外倾斜的形状，以使所述开口端面在所述卷曲部成型之后的倾斜角度相对于所述锥状收口部的倾斜角度具有0°～-20°的角度差，所述开口端面的倾斜角度、以及所述锥状收口部的倾斜角度均以垂直于所述有底筒状体的轴线的方向为基准。

Description

瓶罐的制造方法和制造装置以及瓶罐

技术领域

本发明涉及瓶罐的制造技术，特别涉及金属制瓶罐的制造方法、金属制瓶罐的制造装置、以及金属制瓶罐(本文将“金属制瓶罐”简称为“瓶罐”)。

背景技术

目前通常使用瓶来装盛液体，尤其是各类饮料。瓶一般包括用来装盛液体的瓶罐和用于密封瓶罐的盖，盖可以通过与瓶罐之间的螺纹配合而反复地打开和闭合，使得瓶罐中倒出部分液体后剩下的液体还能再被密封。

现有技术为了得到上述的瓶罐，首先需要经过拉深(Cupping)、减薄拉伸、切边(Trimming)、洗涤-干燥、侧涂-干燥、印刷-重涂-底部边缘涂敷-干燥、内表面涂敷-干燥等多道加工工序成型出如图1a所示的具有底部11和筒状的壁部101的有底筒状体100。

然后，对有底筒状体100进行内表面检查并合格后，按照如图1a至图1g(图1a至图1d、以及图1f中的阴影部分表示在有底筒状体100外表面印刷的图案、图1e为图1d中A处的局部剖视放大图并省略了剖面线、图1g为图1f中B处的局部剖视放大图并省略了剖面线)所示的方式，利用一制造装置对内表面检查合格的有底筒状体100(虽然本文所述的“有底筒状体”在经过每一道加工工序后均会发生形状或结构上的变化，但为了便于表述，本文将最终成型为如图1f和图1g所示的“瓶罐”之前的如图1a至图1e所示的所有形态统称为“有底筒状体”、并使用统一的标号“100”)顺序地执行如下的工序：

颈缩(Necking)工序，对如图1a中示出的有底筒状体100的壁部101实施多次颈缩加工，使有底筒状体100的壁部101形成如图1b中示出的躯体部12、呈锥状的肩部13、以及沿有底筒状体100的轴线方向延伸的口径预形成部140(与“有底筒状体”同理，本文将最终成型为如图1f所示的口径部14之前的所有形态统称为“口径预形成部”、并使用统一的标号“140”)；而且，每次颈缩后，由于口径预形成部140的长度和直径均会发生变化，导致有底筒状体100的高度变高、口径预形成部140的整圈的开口端面141也会产生高低不平的残边，因而还需要切除口径预形成部140的整圈的开口端面141的残边，以控制有底筒状体100的高度，以及，将口径预形成部140的整圈的开口端面141修整平齐、并保持垂直于有底筒状体100的轴线方向的水平(本文所述的“水平”是指有底筒状体100或如图1f中所示的瓶罐10正常放置时垂直于轴线的方向、而非是指在任意时刻均保持空间内水平的绝对方向)状态；

裙部成型工序，对如图1b中示出的有底筒状体100的口径预形成部140的下部侧壁成型出如图1c中示出的裙部15，以及，将口径预形成部140的整圈的开口端面141修整平齐、并保持前述的水平状态；

螺纹成型工序，对如图1c中示出的有底筒状体100的口径预形成部140的位于裙部15上方的中部侧壁成型出如图1d中示出的螺纹部16，以及，参见图1e，将口径预形成部140的整圈的开口端面141修整平齐、并保持前述的水平状态；

顶面卷曲工序，将如图1d和图1e中示出的有底筒状体100的口径预形成部140的位于螺纹部16上方的上部侧壁先内缩形成锥状的收口部17、然后再向外卷曲成型为如图1f和图1g中示出的顶部18和卷曲部18，使口径预形成部140即最终成型为如图1f和图1g中示出的具有裙部15、螺纹部16、收口部17、以及卷曲部18的口径部14，相应地，有底筒状体100也最终成型为如图1f和图1g所示的瓶罐10。经过顶面卷曲工序，原本保持水平状态的开口端面141随着卷曲部18卷曲后会朝向底部11、并略微偏向瓶罐10的外侧倾斜。

在得到如图1f和图1g所示的瓶罐10之后，还需要进行清洗、以及用于检查瓶罐10是否存在穿孔或龟裂等缺陷的光测试，然后再对瓶罐10的各部分进行综合检查。综合检查主要是利用图像检查装置来检查瓶罐10的各部分是否存在污垢和损伤，只有综合检查合格的瓶罐10才能够被认定为成品。

其中，在对卷曲部18进行检查时，会存在如下的问题：

如图2所示，将图像检查装置20设置于瓶罐10的外侧，并在垂直于瓶罐10的轴线的方向上略微向斜上方拍摄卷曲部18的顶部18a和侧面18b是否出现裂纹等缺陷(图2中的虚线表示图像检查装置20的光路)。由于瓶罐10的各部分表面均已在卷曲之前涂敷有涂装膜，因而如果顶部18a和侧面18b出现裂纹等缺陷，则缺陷部分相比于涂敷有涂装膜的部分会产生更高的亮度，从而图像检查装置20会将亮度更高的部分视为缺陷、并将被检测的瓶罐10认定为残次品。

然而，由于开口端面141随着卷曲部18卷曲后略微偏向瓶罐10的外侧倾斜，也就是略微朝向图像检查装置20的光路，因而在综合检查时，图像检查装置20容易拍摄到开口端面141，而由于开口端面141经过多次修整、即便涂敷有涂装膜也会被切除，因而开口端面141相比于涂敷有涂装膜的部分也会产生更高的亮度。如此一来，只要图像检查装置20拍摄到开口端面141，即会将产生更高的亮度的开口端面141视为缺陷、并将被检测的本应为成品的瓶罐10误认为是残次品。

为了减少上述将本应为成品的瓶罐10误认为是残次品的情况出现，现有技术不得不放弃在顶部18a和侧面18b的位置处涂敷涂装膜，以使顶部18a和侧面18b能够具有更高的亮度，缩小与开口端面141的亮度差异。但如此处理，仍不能有效减少上述将本应为成品的瓶罐10误认为是残次品的情况的出现概率，而且，还会影响对顶部18a和侧面18b的缺陷的正确识别、以及使顶部18a和侧面18b无法受到涂装膜的保护。

发明内容

基于上述发现，本发明提供一种瓶罐的制造方法、一种瓶罐的制造装置、以及一种瓶罐。

本发明提供的一种瓶罐的制造方法，对可成型为所述瓶罐的有底筒状体至少顺序执行如下工序：

使具有底部的所述有底筒状体成型出躯体部、肩部、以及口径预形成部；

使所述口径预形成部成型出裙部、螺纹部、收口部、以及卷曲部；

该制造方法的主要特征在于：在成型出所述螺纹部之后，成型出所述锥状收口部、以及所述卷曲部之前，还将所述口径预形成部的开口端面修整为向外倾斜的形状，以使所述开口端面在所述卷曲部成型之后的倾斜角度相对于所述锥状收口部的倾斜角度具有0°～-20°的角度差(所述开口端面的倾斜角度、以及所述锥状收口部的倾斜角度均以垂直于所述有底筒状体的轴线的方向为基准)，以使综合检查所使用的图像检查装置不易拍摄到开口端面，从而，能有效减少由于拍摄到开口端面而将成品的瓶罐误认为是残次品的情况的出现概率。进而，由于图像检查装置不易拍摄到开口端面，因而也就无需为了缩小开口端面与卷曲部的顶端内表面之间的亮度差异而不在卷曲部的顶端内表面涂敷涂装膜，从而能够确保在综合检查时对卷曲部的顶端内表面的缺陷的正确识别、并确保卷曲部的顶端内表面能够受到涂装膜的保护。

本发明提供的一种瓶罐的制造装置，其至少装设有对可成型为所述瓶罐的有底筒状体实施加工的如下工具：

用于使具有底部的所述有底筒状体成型出躯体部、呈锥状的肩部、以及口径预形成部的若干加工工具；

用于使所述口径预形成部成型出裙部、螺纹部、收口部、以及卷曲部的若干加工工具；

该制造装置的主要特征在于：还包括可在成型出所述螺纹部之后，成型出所述锥状收口部、以及卷曲部之前，将所述口径预形成部的开口端面修整为向外倾斜的形状的端面修整工具，以使所述开口端面在所述卷曲部成型之后的所述开口端面的倾斜角度相对于所述锥状收口部的倾斜角度具有0°～-20°的角度差(所述开口端面的倾斜角度、以及所述锥状收口部的倾斜角度均以垂直于所述有底筒状体的轴线的方向为基准)，以使综合检查所使用的图像检查装置不易拍摄到开口端面，从而，能有效减少由于拍摄到开口端面而将成品的瓶罐误认为是残次品的情况的出现概率。进而，由于图像检查装置不易拍摄到开口端面，因而也就无需为了缩小开口端面与卷曲部的顶端内表面之间的亮度差异而不在卷曲部的顶端内表面涂敷涂装膜，从而能够确保在综合检查时对卷曲部的顶端内表面的缺陷的正确识别、并确保卷曲部的顶端内表面能够受到涂装膜的保护。

相应地，本发明提供的一种瓶罐，该瓶罐可由上述制造方法、或上述制造装置加工而成，因而对该瓶罐进行综合检查时，能有效减少由于拍摄到开口端面而将成品的瓶罐误认为是残次品的情况的出现概率。而且，卷曲部的顶端内表面仍可以涂敷有涂装膜，以确保在综合检查时对卷曲部的顶端内表面的缺陷的正确识别、并确保卷曲部的顶端内表面能够受到涂装膜的保护。

优选地，相对于垂直于所述有底筒状体的轴线的水平方向，所述锥状收口部的倾斜的角度取33°～55°。

附图说明

图1a至图1g为根据现有技术的有底筒状体成型为瓶罐的过程中的形态示意图。

图2为检查如图1g所示的瓶罐的卷曲部时的示意图。

图3a和图3b为根据本发明的瓶罐的制造过程中的螺纹成型并修整后的有底筒状体的形态示意图。

图4a和图4b为根据本发明的瓶罐的制造过程中的顶面卷曲后的瓶罐的形态示意图。

图5为检查如图4所示的瓶罐的卷曲部时的示意图。

图6a至图6c为根据本发明的瓶罐的制造装置的简化示意图。

图7为如图6a至图6c所示的制造装置中的一种修整工具的简化示意图。

符号说明：

10、30：瓶罐

100、300：有底筒状体

101：壁部

11、31：底部

12、32：躯体部

13、33：肩部

14、34：口径部

140、340：口径预形成部

141、341：口径预形成部的开口端面

15、35：裙部

16、36：螺纹部

17、37：收口部

18、38：卷曲部

18a、38a：顶部

18b、38b：侧面

20：图像检查装置

6：制造装置

61：工件保持部

611：工件保持部的圆盘

612：工件保持部的基垫

613：工件保持部的入口

614：工件保持部的出口

62：工具保持部

621：工具保持部的圆盘

622：工具保持部的加工工具

63：支撑部

64：驱动部

70：修整工具

71：工具主体

72：驱动部件

73：形状保持部件

74：切削刀刃

T：制造装置的轴线

α1：开口端面在卷曲工序之前的倾斜角度

α2：开口端面在卷曲工序之后的倾斜角度

θ：收口部的锥面的倾斜角度

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明所采用的瓶罐的制造过程，仍包括常规的颈缩工序及其之后的修整、裙部成型工序及其之后的修整、螺纹成型工序、以及顶面卷曲工序，但在螺纹成型工序之后、顶面卷曲工序之前的修整方式略有改进。

首先，参见图3a和图3b(图3a中的阴影部分表示在有底筒状体300外表面印刷的图案、图3b为图3a中C处的局部剖视放大图并省略了剖面线)，具有底部31和壁部(图3a和图3b中未示出)的有底筒状体300经过颈缩工序及其之后的修整、裙部成型工序及其之后的修整、以及螺纹成型工序之后，进一步于壁部成型出躯体部32、呈锥状的肩部33、以及沿有底筒状体300的轴线方向延伸的口径预形成部340，口径预形成部340又成型出裙部35和螺纹部36。但是，在将口径预形成部340的整圈的开口端面341修整为平齐时，并不是将开口端面341修整为垂直于有底筒状体300的轴线的水平面形状，而是将口径预形成部340的整圈的开口端面341修整为向口径预形成部340的外侧倾斜的形状，即，使口径预形成部340的整圈的开口端面341呈环状的锥面、且锥面向外。此时，相比垂直于有底筒状体300的轴线的水平方向，口径预形成部340的整圈的开口端面341修整为向口径预形成部340的外侧倾斜的角度为α1。

然后，将如图3a和图3b中示出的有底筒状体300的口径预形成部340的位于螺纹部36上方的上部侧壁先内缩形成锥状的收口部37、再向外卷曲成型为如图4a和图4b(图4a中的阴影部分表示在有底筒状体300外表面印刷的图案、图4b为图4a中D处的局部剖视放大图并省略了剖面线)中示出的卷曲部38，使口径预形成部340最终成型为具有裙部35、螺纹部36、收口部37、以及卷曲部38的口径部34，相应地，有底筒状体300也最终成型为如图4a和图4b所示的瓶罐30。

经过顶面卷曲工序，原本相比垂直于有底筒状体300的轴线的水平方向呈角度α1向口径预形成部340的外侧倾斜的开口端面341会随着卷曲部38卷曲，卷曲后的开口端面341相比垂直于瓶罐30的轴线的水平方向具有α2的倾斜角度。

倾斜角度α2相比于收口部37的锥面相对于垂直于瓶罐30的轴线的水平方向的倾斜角度θ具有-0°～-20°的角度差，即，该角度差可以表示为-20°≤α2-θ≤-0°。从而，能够使卷曲后的开口端面341更倾向于朝向(或更倾向于平行)收口部37的锥面，而不是更倾向于偏向瓶罐30的外侧倾斜。

如果α2-θ≤-20°，则容易使卷曲后的开口端面341仍会像现有技术那样更倾向于偏向瓶罐30的外侧倾斜，从而容易导致图像检查装置20拍摄到开口端面341；另需要补充说明的是，如果在实施前述的修整时，将口径预形成部340的整圈的开口端面341修整为向口径预形成部340的内侧倾斜的形状，则必定会导致α2-θ≤-20°；

而如果-0°≤α2-θ，则在修整时需要切割出的倾斜角度α1过大，从而导致口径预形成部340于开口端面341处的壁厚过薄，进而在卷曲时易导致口径预形成部340于开口端面341处破碎。

实际应用中，收口部37的锥面相对于垂直于瓶罐30的轴线的水平方向的倾斜角度θ优选地取33°～55°，倾斜角度α2的取值则依据上述的-0°～-20°的角度差来确定，而倾斜角度α1的取值则可结合倾斜角度α2的取值、以及卷曲部38的卷曲程度来确定。

当综合检查卷曲部38时，参见图5(图5中的虚线表示图像检查装置20的光路)：

将图像检查装置20设置于瓶罐30的外侧，并在垂直于瓶罐30的轴线的方向上略微向斜上方拍摄卷曲部38的顶部38a和侧面38b是否出现裂纹等缺陷。此时，由于上述的-0°～-20°的角度差的存在，因而开口端面341在卷曲后更倾向于朝向(或更倾向于平行)收口部37的锥面，也就是背向图像检查装置20的光路；

相应地，与裂纹等缺陷产生同样的高亮度的开口端面341也就不易被图像检查装置20拍摄到，从而，图像检查装置20所拍摄到的高亮度部分为开口端面341的概率也就大大降低，进而，也就降低了由于拍摄到开口端面341而将本应为成品的瓶罐30误认为是残次品的概率。

而且，由于开口端面341不易被图像检查装置20拍摄到，因而也就无需为了缩小顶部38a和侧面38b与开口端面341的亮度差异而不在顶部38a和侧面38b涂敷涂装膜，从而避免裂纹等缺陷与顶部38a和侧面38b的亮度差异缩小，确保在综合检查时对顶部38a和侧面38b的缺陷的正确识别、并确保顶部38a和侧面38b能够受到涂装膜的保护。

为了实现上述工艺过程，本发明相应地提供了一种瓶罐30的制造装置。

参见图6a至图6c(图6b为图6a的E向视图、图6c为图6a的F向视图)，上述的制造装置6通常包括工件保持部61和工具保持部62。工件保持部61和工具保持部62可绕轴线T相对旋转、以及可沿轴线T相对前进和后退地被支撑部63支撑并被驱动部64驱动。

工件保持部61具有一圆盘611，该圆盘611朝向工具保持部62的一面装设有环状排列的若干基垫612(图6a和图6b中仅示出了所有基垫612中的一部分、并省略了其余部分)，每个基垫612夹持可成型为瓶罐30的有底筒状体300(图6a中未示出、图6b中示为圆形虚线)；

工具保持部62具有另一圆盘621，该圆盘621朝向工件保持部61的一面装设有环状排列的若干加工工具622(图6a和图6c中仅示出了所有加工工具622中的一部分、并省略了其余部分)，若干加工工具622与有底筒状体300的开口相向设置、并可按照环状排列的顺序依次使有底筒状体300的各部分成型为瓶罐30的相应部分形状。

在加工时，驱动部64驱动工件保持部61与工具保持部62之间绕轴线T有节奏地相对旋转和停止，使基垫612与加工工具622之间同步地错位。有底筒状体300可放置于旋转至入口613处并停止的基垫612中，并随该基垫612依次旋转至后续对应每一加工工具622的位置处并停止。基垫612停止的每一位置处对应的加工工具622能够实现基垫612所保持的有底筒状体300的相应工序。以此类推，当基垫612旋转并停止于出口614处，其保持的有底筒状体300已完成所有工序并成型为瓶罐30。

针对如前文所述的瓶罐30的加工工序，工具保持部62的圆盘621所装设的环状排列的加工工具622应至少包括：

常规的用于使具有底部31和壁部的有底筒状体300于壁部形成如图3a和3b所示出的躯体部32、呈锥状的肩部33、以及口径预形成部340的若干相应的加工工具；

常规的用于使口径预形成部340成型出如图3a和3b所示的裙部35的若干相应的加工工具；

常规的用于使口径预形成部340成型出螺纹部36的若干相应的加工工具；

常规的用于使口径预形成部340成型出锥状收口部37、以及卷曲部38的若干加工工具；

以及，可在成型出锥状收口部37、以及卷曲部38之前，修整口径预形成部340的开口端面341的若干个修整工具，所有修整工具穿插地装设于前述各加工工具之间的相应位置。

在所有修整工具中，有一如图7所示的修整工具70，该修整工具70包括一工具主体71。工具主体71的末端通过一驱动部件72装设在工具保持部62的圆盘621的朝向工件保持部61的一面，其装设位置位于常规的用于使口径预形成部340成型出螺纹部36的若干相应的加工工具的排列位置之后，常规的用于使口径预形成部340成型出收口部37、以及卷曲部38的若干加工工具的排列位置之前。工具主体71的前端装设有一形状保持部件73、以及位于形状保持部件73外侧的切削刀刃74。

驱动部件72可驱动工具主体71、以及工具主体71的前端装设的切削刀刃74和形状保持部件73朝向有底筒状体300移动，使切削刀刃74切削口径预形成部340的开口端面341，以及，使形状保持部件73伸入至有底筒状体300的口径预形成部340内、防止口径预形成部340由于受到切削力变形。由于切削刀刃74呈向内侧倾斜的形状、且相比垂直于有底筒状体300的轴线的水平方向的倾斜的角度为α1。

因此，由切削刀刃74切削修整后的口径预形成部340的整圈的开口端面341能够具有向口径预形成部340的外侧倾斜的形状、且相比垂直于有底筒状体300的轴线的水平方向的倾斜的角度为α1。

经过如图7所示的修整工具70的修整后，再由其排列位置之后的常规的用于使口径预形成部340成型出锥状收口部37、以及卷曲部38的若干加工工具加工，即可使成型出收口部37、以及卷曲部38之后的开口端面341所具有的前述的倾斜角度α2相对于收口部37所具有的前述的倾斜角度θ具有0°～-20°的角度差。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种瓶罐的制造方法，对可成型为所述瓶罐的有底筒状体至少顺序执行如下工序：

使具有底部的所述有底筒状体成型出躯体部、肩部、以及口径预形成部；

使所述口径预形成部成型出裙部、螺纹部、收口部、以及卷曲部；

其特征在于：在成型出所述螺纹部之后，成型出所述锥状收口部、以及所述卷曲部之前，还将所述口径预形成部的开口端面修整为向外倾斜的形状，以使所述开口端面在所述卷曲部成型之后的倾斜角度相对于所述锥状收口部的倾斜角度具有0°～-20°的角度差，所述开口端面的倾斜角度、以及所述锥状收口部的倾斜角度均以垂直于所述有底筒状体的轴线的方向为基准。

2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，相对于垂直于所述有底筒状体的轴线的水平方向，所述锥状收口部的倾斜的角度取33°～55°。

3.一种瓶罐的制造装置，其至少装设有对可成型为所述瓶罐的有底筒状体实施加工的如下工具：

用于使具有底部的所述有底筒状体成型出躯体部、呈锥状的肩部、以及口径预形成部的若干加工工具；

用于使所述口径预形成部成型出裙部、螺纹部、收口部、以及卷曲部的若干加工工具；

其特征在于：还包括可在成型出所述螺纹部之后，成型出所述锥状收口部、以及卷曲部之前，将所述口径预形成部的开口端面修整为向外倾斜的形状的端面修整工具，以使所述开口端面在所述卷曲部成型之后的所述开口端面的倾斜角度相对于所述锥状收口部的倾斜角度具有0°～-20°的角度差，所述开口端面的倾斜角度、以及所述锥状收口部的倾斜角度均以垂直于所述有底筒状体的轴线的方向为基准。

4.如权利要求3所述的制造装置，其特征在于，相对于垂直于所述有底筒状体的轴线的水平方向，所述锥状收口部的倾斜的角度取33°～55°。

5.一种瓶罐，其由如权利要求1或2所述的制造方法、或如权利要求3或4所述的制造装置加工而成。

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