CN106573738B - 物品的搬送方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

一种旋转搬送体之间的物品的交接搬送方法，以旋转搬送体(1、2)的节圆彼此之间设置有规定间隙的方式设置旋转搬送体(1、2)，在两个节圆之间沿着转移曲线搬送物品，该转移曲线的曲率从交接前的旋转搬送体(1)的节圆曲率连续地变化为交接后的旋转搬送体(2)的节圆曲率，由此，加速度平稳变化，且不是改变旋转搬送体的轴心间的距离地进行交接搬送。

Description

物品的搬送方法及其装置
技术领域
本发明涉及物品的搬送方法及其装置，特别涉及将物品在旋转搬送体之间从圆搬送朝向圆搬送进行交接搬送的物品的搬送方法及搬送装置。
背景技术
在外周部以等间距形成有凹口的转台、回转机、星形轮等(以下，将这些部件总称为转台或旋转搬送体。)之间搬送圆筒状的容器等物品(以下，简称为容器或物品)的情况下，通常，转台设置成凹口的节圆相接触，彼此以相同周速旋转而从上游侧的转台朝向下游侧的转台交接物体。这种情况下，存在施加到被搬送的容器上的加速度变化呈无穷大，在容器上产生瑕疵或坑洼等或者对导向部类造成磨损等问题。特别是，近年来，随着使用罐体的装罐机、封口机的高速化及罐材料的薄壁化，该问题变得显著。
另一方面，作为物品在节圆没有接触的旋转搬送体之间的交接搬送装置，提出了分配装置或者容器输送装置，其中，所述分配装置构成为：为了从1个回转机(转台)交替分配到2个转台，在交替的凹口处设置的第一交付位置具有被强制控制的压板，以便瓶子可以向半径方向外侧移动，使该瓶子的搬送速度迅速减少为另一个回转机的速度(参见专利文献1)；所述容器输送装置构成为：以装罐机主体和星形轮的节圆离开规定偏移量的方式分离设置装罐机主体和向该装罐机主体供给容器的星形轮，并且，以从所述星形轮朝向装罐机主体搬送容器的搬送轨迹追随由螺旋曲线构成的连接曲线的方式设置有导向部，其中所述螺旋曲线从与所述星形轮的节圆相同的曲率连续变化至与所述装罐机主体的节圆相同的曲率(参见专利文献2)。
专利文献
专利文献1：日本特公平05－59008号公报
专利文献2：日本特开平9－142649号公报
专利文献3：日本特开2001－287794号公报
发明内容
前述以往的在节圆分离开状态下的转台之间进行物品的交接搬送的装置中，前者的装置虽然在转台间的交接中利用压板使保持在凹口内的瓶子慢慢地向半径方向外移动，但是不是使加速度连续变化的构思，另外，装置还需要在凹口部处具有特别的压板、或配件等，非常复杂，很难适用于高速生产线。另一方面，后者的装置虽然能够防止加速度急剧变化，但是必须以交接侧转台(星形轮)的凹口来支撑罐。因此，存在以下问题：需要使交接侧转台的外径比节圆径要大，在结构上受到限制，并且，由于原来应该设置成节圆接触但被设置成转台分离开，所以必须改变转台的轴间距离，这样在已有设备的改造中无法应对。
因此，本发明的目的是提供一种在物品在转台之间的交接搬送中、物品在转台之间的交接搬送时的加速度平稳变化、且不需要改变转台轴间的距离的物品的搬送方法及其装置。
用于解决上述课题的本发明的物品的搬送方法是将物品在旋转搬送体之间从圆搬送朝向圆搬送进行交接的物品的搬送方法，其特征在于，以所述旋转搬送体的节圆彼此之间具有规定间隙的方式来设置所述旋转搬送体，在两个节圆之间沿着转移曲线来搬送所述物品，其中该转移曲线的曲率从交接前的旋转搬送体的节圆曲率连续地变化为交接后的旋转搬送体的节圆曲率。
另外，优选为，所述旋转搬送体的相邻的凹口间的周节(circular pitch)彼此不同，所述旋转搬送体之间的搬送速度从交接前的圆搬送的周速连续地变化为交接后的圆搬送的周速。
另外，优选为，所述旋转搬送体的角速度的比值与各旋转搬送体所具有的凹口数的倒数的比值相等。
另外，优选为，关于所述旋转搬送体之间的搬送是沿着具有使所述转移曲线偏移而得到的偏移转移曲线的导向面的搬送导向部来进行搬送的。
此外，优选为，所述转移曲线采用由下面的数学式1～4中的任意一个求出的曲线c1～c4中的任意一个。
[数学式1]
(式中，s是由曲线长度确定的，α是由转移曲线长度及旋转搬送体的节圆半径确定的。)
[数学式2]
(其中，转移曲线的曲率κ定义为以
这样的函数进行变化的值，另外，式中，s为曲线长度(参数)，sR为转移曲线长度，R为旋转搬送体的节圆半径，n为表示曲率变化的程度的参数。)
[数学式3]
(式中，β为表示曲率变化的程度的参数，t及α是由转移曲线长度及旋转搬送体的节圆半径确定的。)
[数学式4]
(其中，转移曲线的曲率κ定义为以
这样的函数进行变化的值，另外，式中，s为曲线长度(参数)，sR为转移曲线长度，R为旋转搬送体的节圆半径，n为表示曲率变化的程度的参数。)
用于解决上述课题的本发明的物品的搬送装置是将物品在旋转搬送体之间从圆搬送朝向圆搬送进行交接的物品的搬送装置，其特征在于，所述物品的搬送装置由在外周部以等间距形成有凹口的交付侧旋转搬送体、和在外周部以等间距形成有凹口的接受侧旋转搬送体构成，以圆搬送的节圆彼此之间具有规定间隙的方式分离设置所述交付侧旋转搬送体和接受侧旋转搬送体，并设置有在所述交付侧旋转搬送体与所述接受侧旋转搬送体之间沿着规定轨道来搬送物品的搬送导向部，该搬送导向部的导向面形状为使转移曲线偏移而得到的偏移转移曲线，其中该转移曲线从交接前的圆搬送的节圆曲率连续地变化为交接后的圆搬送的节圆曲率。
另外，优选为，所述交付侧旋转搬送体和所述接受侧旋转搬送体构成为：不是改变两个旋转搬送体的节圆彼此接触来交接物品的假想旋转搬送体的轴心位置，而是使一方的旋转搬送体的节圆半径变小，所述旋转搬送体之间的搬送速度从交接前的圆搬送的周速连续地变化为交接后的圆搬送的周速，所述交付侧旋转搬送体和所述接受侧旋转搬送体的角速度的比值与形成于各旋转搬送体上的所述凹口数的倒数的比值相等。
另外，优选为，所述转移曲线为由所述数学式1～4中的任意一个求出的曲线c1～c4中的任意一个。
此外，优选为，所述旋转搬送体的凹口形状构成为：圆弧状开口端部是自节圆朝向外侧延伸的物品导向部，该物品导向部形状及所述凹口形状为与搬送速度连续地变化而被搬送的物品抵接的形状，且该搬送速度是从交接前的圆搬送的周速连续地变化为交接后的圆搬送的周速的。
根据第一方案及第六方案中记载的本发明的物品的搬送方法及装置，即使旋转搬送体的节圆不接触，并且，旋转搬送体的周速彼此不同，也能够使施加到被搬送的容器等物品上的加速度平稳变化从而交接到下游侧的旋转搬送体，因此，对被搬送的物品造成的损伤比较小，从而能够降低在物品上产生坑洼或瑕疵。
另外，根据第二方案及第三方案中记载的本发明的物品的搬送方法，旋转搬送体之间的搬送速度从交接前的圆搬送的周速连续地变化为交接后的圆搬送的周速，因此，能够将物品平稳地交接到接受侧的旋转搬送体。
另外，根据第四方案中记载的本发明的物品的搬送方法，沿着具有使曲率连续地变化的转移曲线偏移而得到的偏移转移曲线的导向面的搬送导向部，来进行旋转搬送体之间的搬送，因此，能够稳定地进行搬送。
另外，根据第五方案及第八方案中记载的本发明的物品的搬送方法及装置，作为搬送导向面的形状，使用由前述的数学式所定义的曲线，由此，能够使施加到物品上的加速度连续且圆滑地变化。
另外，根据第七方案中记载的本发明的物品的搬送装置，无需改变已有的装置、设备的旋转搬送体的轴间距离就能够适应，能够容易且廉价地更新已有设备。
此外，根据第九方案中记载的本发明的物品的搬送装置，凹口自节圆向外侧突出，进行限制以使得物品的搬送速度连续地变化，由此，能够稳定地交接物品。
附图说明
图1是表示本发明的物品的搬送方法及装置的实施方式的概略图。
图2是表示将本发明适用于罐体封口机的罐体的流动的示意图。
图3是表示本发明的实施方式中被搬送的物品的轨迹曲线的曲率变化和搬送速度变化的线图。
符号说明：
1 接合转台(旋转搬送体)
2 排料转台(旋转搬送体)
3、4 凹口
5 排料输送机
6 外导向部
7 内导向部
10 直线输送机
11 盖供给转台
20 罐盖
25 罐体
R1 接合转台节圆半径
R2 排料转台节圆半径
R20 以往的排料转台节圆半径
具体实施方式
以下，基于附图，对本发明所涉及的在旋转搬送体之间从圆搬送朝向圆搬送交接搬送的物品的搬送方法及其装置的实施方式详细地进行说明。
图1示出了将本发明适用于下述的交接部的实施方式，即：在圆筒状的罐体中填充内容物后卷绕拧紧罐盖而进行密封的罐封口机的接合转台(半模转台)1与对填充及密封后的罐体进行排出的排料转台2之间的交接部。该罐封口机的基本构成与以往相同，关于罐封口机中的罐体的流动，如图2所示，由装罐机来填充饮料等内容物之后的罐体通过直行输送机10进行搬送。接下来，通过盖供给转台11，将罐盖20盖在罐体上移送到接合转台1，在保持于接合转台1的凹口3内而沿着圆轨道被搬送的期间进行卷绕拧紧。然后，将罐盖被卷绕拧紧后的罐体25从接合转台1交接到排料转台2，保持在其凹口4内而沿着圆轨道进行移动，移送到排料输送机5，从而搬送到下一工序。
在这种罐封口机中，由于能够在彼此旋转的接合转台1与排料转台2之间进行罐的交接，因此，以往，接合转台1和排料转台2的节圆彼此接触，也使周速一致，各转台旋转角速度比与各转台凹口数的倒数的比值相等。
目前，在从具有半径R1的节圆半径的转台朝向具有半径R20的节圆半径的转台进行交接搬送的情况下，当各转台的凹口数为p1、p2，上游侧的转台的角速度为ω1时，下游侧的转台的角速度ω2满足ω2＝(p1/p2)ω1。因此，当使圆搬送的转台的节圆彼此接触进行搬送的现有技术的情形下的交接后的节圆半径为R20时，物体的上游侧转台的搬送速度v1及下游侧转台的搬送速度v2的关系满足v1＝v2＝R1·ω1＝R20·ω2。
本发明为了解决以往的转台间的圆搬送交接中的前述问题，使各转台的节圆周速不同，使v2比v1要小。
即，使交接后的节圆半径为比R20要小ΔR的R2，因此，相应地v2满足v2＝R2·ω2＜R20·ω2，比v1要小。
并且，为了能够实现上述构成，以各转台的圆搬送的节圆彼此之间具有规定间隙的方式分离设置接合转台1和排料转台2。由此，在以具有规定间隙的方式分离设置的转台彼此之间，通过搬送导向部，(1)沿着曲率连续地变化的曲线进行搬送而使施加到被搬送体(罐体)上的(离心)加速度连续地变化，(2)从v1连续地减速为v2而使(搬送方向)加速度连续地变化。
图1中，旋转搬送体亦即接合转台1和排料转台2的轴心O1、O2之间与利用以往的节圆进行接触而被设置的转台间的轴心之间相同。并且，本实施方式中，设定排料转台2的节圆为比以往的节圆半径R20要小的R2。即，接合转台1和排料转台2构成为：在两个旋转搬送体的节圆彼此接触而从圆搬送朝向圆搬送进行交接罐体的假想接合转台和排料转台的组合中，无需改变接合转台1和排料转台2的轴心位置，且一方的旋转搬送体亦即排料转台2的节圆半径较小，接合转台1和排料转台2的相邻的凹口之间的周节(圆弧间距)彼此不同。
图1中，PC20为节圆半径R20的以往的排料转台的节圆，PC2为节圆半径R2的本实施方式的排料转台2的节圆。并且，本实施方式中，在圆搬送转台之间被搬送的罐体前进的轨迹曲线的曲率从交接前的圆搬送节圆曲率1/R1连续地变化为交接后的圆搬送的节圆曲率1/R2。此外，在圆搬送彼此之间被搬送的罐体25的搬送速度从交接前的圆搬送的周速v1连续地变化为交接后的圆搬送的周速v2。
在该转台之间的交接区间，使曲率可靠地从交接前的圆搬送节圆曲率1/R1连续地变化为交接后的圆搬送的节圆曲率1/R2，因此，沿着交接部设置了：导向面具有以相同曲率变化的偏移转移曲线形状的外导向部6和内导向部7。
并且，作为曲率连续地变化的转移曲线，可以应用：作为回旋曲线而被周知的曲率与曲线长度呈正比例变化的曲线、以及像专利文献3中所示的那样的3种曲线。专利文献3中记载的曲线为从装罐机的圆轨道朝向直线轨道移送容器时的连接曲线，其是本发明的发明人最先提出的，但是，着眼于可以应用从圆轨道朝向圆轨道的转移曲线，来适用于本发明。
作为这种转移曲线，本实施方式中，采用图3及以下所示的c1、c2、c3、c4这4种曲线中的任意一个，均是从转台1的曲率1/R1连续地变化至转台2的曲率－1/R2的曲线，曲率在中途不会弯曲，而是从正连续地变化为负。其中，以下所示的c1、c2、c3、c4的曲线表示：从转台的曲率1/R1直至曲率为零的部分。关于从曲率为零直至转台的曲率－1/R2的部分，可以考虑将－R2置换为R1，由此，能够使用从转台的曲率1/R1直至曲率为零的曲线。因此，以下使R1及R2仅作为转台的曲率半径R进行说明。
转移曲线c1由数学式1求出。
[数学式1]
式中，s为曲线长度，此外，参数α如下式由转移曲线的长度sR及旋转搬送体的节圆半径R确定。
另外，转移曲线c2由数学式2求出。
[数学式2]
其中，转移曲线的曲率κ定义为以
这样的函数进行变化的值，另外，式中，s为曲线长度，sR为转移曲线长度，R为旋转搬送体的节圆半径，n为表示曲率变化的程度的参数。
转移曲线c3由数学式3表示。
[数学式3]
式中，β为表示曲率变化的程度的参数，曲线长度s由数学式3－1求出。
[数学式3-1]
另外，曲线的曲率κ由数学式3－2求出。
[数学式3-2]
由数学式3－1及3－2可知：可以根据表示曲率变化的程度的参数β的任意的值、与转移曲线长度和旋转搬送体的节圆半径，来确定参数t及α。因此，使用数学式3，能够求出转移曲线c3。
转移曲线c4由数学式4表示。
[数学式4]
其中，转移曲线的曲率κ定义为以
这样的函数进行变化的值，另外，式中，s为曲线长度(参数)，sR为转移曲线长度，R为旋转搬送体的节圆半径，n为表示曲率变化的程度的参数。
将曲率相对于沿着曲线的长度的变化示于图3(a)，该曲线是：节圆半径R1的接合转台1与节圆半径R2的排料转台2之间的从圆轨道朝向圆轨道进行交接的转移轨道采用前述的转移曲线c1～c4时的曲线，在图3(b)中示出此时的速度连续变化的速度线图。
本实施方式中，接合转台1和排料转台2的设置与以往相同，设置成：当接合转台1的节圆半径为R1、排料转台2的节圆半径为R20时，所述转台的轴心O1、O2间的距离L满足L＝R1+R20。并且，将外导向部6和内导向部7设置成相对于罐体的直径D(凹口嵌合位置)而言间隔K满足K≥D，以便从接合转台1朝向排料转台2的罐体的轴心沿着上述的任意一个转移轨道进行移动，其中，外导向部6和内导向部7的导向面是由使其转移曲线根据物品的大小而偏移后的偏移转移曲线构成的。此外，本实施方式中，虽然沿着转移轨道的两侧设置有外导向部6和内导向部7，但是，并不一定需要两侧的导向部，还可以设置成仅一侧或者例如仅使转移轨道的一半为内导向部并仅使另一半为外导向部。
如图3所示，任意一个曲线在来自转台1的交接开始位置的曲率都从转台1的曲率1/R1开始，在朝向排料转台2的交接结束位置而与排料转台2的曲率(－1/R2)一致，在这期间曲率连续地变化。结果，施加到罐体上的离心加速度连续且平稳地变化，冲击有所缓和。另外，从接合转台1的周速v1连续地减速为排料转台2的周速v2，从而使搬送方向加速度连续地变化。
图3(a)的纵轴表示曲率，横轴表示转移轨道(曲线)的长度。另外，图3(b)中示出搬送速度的变化，由其可知：在转移轨道上，使其从接合转台1处的搬送速度v1平稳且连续地减速至排料转台2处的搬送速度v2而交接到排料转台2。
此外，还可以在从转台1的曲率1/R1直至曲率为零的期间、和从曲率为零直至与排料转台2的曲率(－1/R2)一致的期间使用不同的转移曲线。例如从转台1的曲率1/R1直至曲率为零的期间使用曲率与曲线长度呈正比例变化的转移曲线c1，然后，从曲率为零直至与排料转台2的曲率(－1/R2)一致的期间可以使用曲率相对于曲线长度而言以曲线变化的转移曲线c2。
关于所述排料转台2的凹口4，节圆半径R2比以往的节圆半径R20要小，因此，如图1所示，可以将其圆弧状开口端部15、16形成为自节圆半径R2向外侧突出。
此外，图1(b)中的线图17表示离开接合转台1的凹口3的容器的轨迹，使通过凹口3的中心的且、与相对于轴心O1的节圆的切线方向为xH，使法线方向为yH。同样地，图1(c)中的线图18表示进入排料转台2的凹口4的容器的轨迹，使通过凹口4的中心的且轴心O2的节圆的切线方向为xD，使法线方向为yD。可以通过这些来确定各转台的凹口形状和其圆弧状开口端部的形状。
此外，本实施例中，为了更可靠地进行物品的交接，将排料转台2的凹口4的圆弧状开口端部形成为自节圆半径R2向外侧突出，但是，并不限定于此，也可以使接合转台1的凹口3的圆弧状开口端部自其节圆半径向外侧突出，另外，还可以使两个转台的凹口的圆弧状开口端部均突出。
综上所述，根据本发明，能够使被从圆轨道搬送到圆轨道上的过程中施加到罐体上的加速度连续且圆滑地变化。结果，在高速生产中，能够比以往更加稳定地搬送容器等物品，能够降低与搬送导向部的接触等所导致的变形、瑕疵等不良情况的产生。另外，在以往的转台间的搬送装置中，无需改变转台的轴间距离，可以通过使任意一个转台的节圆半径变小来构成，能够通过容易地改造已有的装置、设备来实现。
此外，本实施方式中，对适用于罐封口机的接合转台与排料转台之间的情形进行了说明，但是，本发明并不限定于前述的实施方式，作为从圆轨道朝向圆轨道的物品交接，还可以适用于例如罐体的生产线中的缩径机、修边机等各种设备；塑料瓶、纸容器等的生产线中的各种转台间的物品的交接搬送。
产业上的可利用可能性
本发明不会对搬送物品造成损伤，作为从圆轨道朝向圆轨道进行物品交接的物品的搬送方法及装置，生产上的可利用性极高。

Claims (6)

1.一种物品的搬送方法，其是将物品在旋转搬送体之间从圆搬送朝向圆搬送进行交接的物品的搬送方法，其特征在于，
以交付侧旋转搬送体和接受侧旋转搬送体的节圆彼此之间具有规定间隙的方式来设置交付侧旋转搬送体和接受侧旋转搬送体，在两个节圆之间沿着转移曲线来搬送所述物品，其中该转移曲线的曲率从交接前的所述交付侧旋转搬送体的节圆曲率连续地变化为交接后的所述接受侧旋转搬送体的节圆曲率，
所述旋转搬送体之间的搬送是沿着具有使所述转移曲线偏移而得到的偏移转移曲线的导向面的搬送导向部来进行搬送的，
所述交付侧旋转搬送体和所述接受侧旋转搬送体构成为：不是改变两个旋转搬送体的节圆彼此接触来交接物品的假想旋转搬送体的轴心位置，而是使一方的旋转搬送体的节圆半径变小，所述旋转搬送体之间的搬送速度从交接前的圆搬送的周速连续地变化为交接后的圆搬送的周速，所述交付侧旋转搬送体和所述接受侧旋转搬送体的角速度的比值与形成于各旋转搬送体的凹口数的倒数的比值相等。
2.根据权利要求1所述的物品的搬送方法，其特征在于，
所述旋转搬送体的相邻的凹口间的周节彼此不同，所述旋转搬送体之间的搬送速度从交接前的圆搬送的周速连续地变化为交接后的圆搬送的周速。
3.根据权利要求1或2所述的物品的搬送方法，其特征在于，
所述转移曲线是由下面的数学式1～4中的任意一个求出的曲线c1～c4中的任意一个，
[数学式1]
式中，s是由曲线长度确定的，α是由转移曲线长度及旋转搬送体的节圆半径确定的，
[数学式2]
其中，转移曲线的曲率κ定义为以
这样的函数进行变化的值，另外，式中，s为曲线长度，sR为转移曲线长度，R为旋转搬送体的节圆半径，n为表示曲率变化的程度的参数，
[数学式3]
式中，β为表示曲率变化的程度的参数，t及α是由转移曲线长度及旋转搬送体的节圆半径确定的，
[数学式4]
其中，转移曲线的曲率κ定义为以
这样的函数进行变化的值，另外，式中，s为曲线长度亦即参数，sR为转移曲线长度，R为旋转搬送体的节圆半径，n为表示曲率变化的程度的参数。
4.一种物品的搬送装置，其是将物品在旋转搬送体之间从圆搬送朝向圆搬送进行交接的物品的搬送装置，其特征在于，
所述物品的搬送装置由在外周部以等间距形成有凹口的交付侧旋转搬送体、和在外周部以等间距形成有凹口的接受侧旋转搬送体构成，以圆搬送的节圆彼此之间具有规定间隙的方式分离设置所述交付侧旋转搬送体和接受侧旋转搬送体，并设置有在所述交付侧旋转搬送体与所述接受侧旋转搬送体之间沿着规定轨道来搬送物品的搬送导向部，该搬送导向部的导向面形状为使转移曲线偏移而得到的偏移转移曲线，其中该转移曲线的曲率从交接前的圆搬送的节圆曲率连续地变化为交接后的圆搬送的节圆曲率，
所述交付侧旋转搬送体和所述接受侧旋转搬送体构成为：不是改变两个旋转搬送体的节圆彼此接触来交接物品的假想旋转搬送体的轴心位置，而是使一方的旋转搬送体的节圆半径变小，所述旋转搬送体之间的搬送速度从交接前的圆搬送的周速连续地变化为交接后的圆搬送的周速，所述交付侧旋转搬送体和所述接受侧旋转搬送体的角速度的比值与形成于各旋转搬送体的所述凹口数的倒数的比值相等。
5.根据权利要求4所述的物品的搬送装置，其特征在于，
所述转移曲线为由下面的数学式1～4中的任意一个求出的曲线c1～c4中的任意一个，
[数学式1]
式中，s是由曲线长度确定的，α是由转移曲线长度及旋转搬送体的节圆半径确定的，
[数学式2]
其中，转移曲线的曲率κ定义为以
这样的函数进行变化的值，另外，式中，s为曲线长度，sR为转移曲线长度，R为旋转搬送体的节圆半径，n为表示曲率变化的程度的参数，
[数学式3]
式中，β为表示曲率变化的程度的参数，t及α是由转移曲线长度及旋转搬送体的节圆半径确定的，
[数学式4]
其中，转移曲线的曲率κ定义为以
这样的函数进行变化的值，另外，式中，s为曲线长度亦即参数、sR为转移曲线长度，R为旋转搬送体的节圆半径，n为表示曲率变化的程度的参数。
6.根据权利要求4或5所述的物品的搬送装置，其特征在于，
所述旋转搬送体的凹口形状构成为：
圆弧状开口端部是自节圆朝向外侧延伸的物品导向部，该物品导向部形状及所述凹口形状为与搬送速度连续地变化而被搬送的物品抵接的形状，且该搬送速度是从交接前的圆搬送的周速连续地变化为交接后的圆搬送的周速的。
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