JP2004131132A

JP2004131132A - Capping device

Info

Publication number: JP2004131132A
Application number: JP2002297605A
Authority: JP
Inventors: Hajime Matsui; 松井　一
Original assignee: Shibuya Kogyo Co Ltd
Current assignee: Shibuya Corp
Priority date: 2002-10-10
Filing date: 2002-10-10
Publication date: 2004-04-30

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately detect by always making the point where the cap thread 5a of a cap 5 and the cap thread 2a of a container 2 start to engage at the same position. <P>SOLUTION: The bottom end part 5a' of the cap thread 5a of a cap 5 is dropped from the top end pat 2a' of the thread 2a of a container 2 by rotating the cap 5 in a direction opposite to tightening by a capping head 6. The output torque of a motor 7 during this time is detected by a torque measuring means 8 and is recognized by a controlling device 12. When a torque reduction amount right after a torque peak P3 is recognized is larger than a specified quantity X, the device 12 recognizes the position as the engagement starting point of threads 5a and 2a. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はキャッピング装置に関し、より詳しくは、キャップを締め付け方向とは逆方向に回転させて、容器のねじ山とキャップのねじ山の噛み合い開始位置を認識し、その位置からキャップを巻き締め方向に回転させてキャップを容器に螺合するようにしたキャッピング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、キャップを締め付け方向とは逆方向に回転させて、キャップのねじ山が容器のねじ山から落下する位置をねじ山の噛み合い開始位置として、実際にキャップの位置が下方へ変位することを検出して認識し、その位置から所定回転角度だけキャップを回転させて、容器の口部に螺合するようにしたキャッピング装置は知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
さらに、キャップのねじ山の下端部と容器のねじ山の上端部が当接可能な状態において、キャップを締め付け方向とは逆方向に回転させるとともに回転駆動するモータの出力トルクを測定し、これら上端部と下端部が係合して外れることで生じる、増加から減少への急激なトルクの変動点をねじ山の噛み合い開始位置として認識するキャッピング装置も知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特公平７−８６０３４号公報（第３頁、第２図）
【特許文献２】
特開平１１−１２４１９６号公報（第４−５頁、第６図）
【特許文献３】
特開２００１−２４７１９１号公報（第５頁、第６−８図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記前者の従来技術においては、キャップが落下したことを検出する検出手段（変位計）をキャッピングヘッドのスピンドル部分に備えていたので、キャッピングヘッドの構成が複雑になるという欠点があった。
一方、上記後者の従来技術においては、モータの出力トルクが増加してから急激に減少する位置を検出するようになっているが、この時のキャップのねじ山は容器のねじ山に対して、ばねによって十分に付勢（押圧）されていない状態であるので、出力トルクの増加幅は小さくその減少幅も小さなものとなる。また、通常では各々のねじ山の先端部分はねじ山の幅および高さともになだらかな傾斜で形成されているため、押圧力が弱い場合には急激には落下せず、急激なトルクの減少としては現れにくい。そのため、出力トルクの測定値に含まれるノイズ成分の影響による増減と、実際の出力トルクの増加から減少への変化を見極めることが難しく誤認識するおそれがあり、キャップのねじ山と容器のねじ山の噛み合い開始位置を毎回均一な位置として検出することが困難であった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述した事情に鑑み、本発明は、キャップを保持するキャッピングヘッドと、このキャッピングヘッドを回転させるモータと、上記キャッピングヘッドを昇降させる昇降手段と、上記キャッピングヘッドが保持したキャップに作用するトルクの変化を測定する測定手段と、上記モータの作動を制御するとともに上記測定手段の測定結果を認識する制御装置とを備えて、上記キャッピングヘッドに保持したキャップを締め付け方向に回転させて容器に螺合するようにしたキャッピング装置において、
上記昇降手段によりキャッピングヘッドを下降させて、キャッピングヘッドに保持したキャップを締め付け方向とは逆方向に回転させつつキャップに作用するトルクの変化を上記測定手段で測定し、上記制御装置は、上記測定手段による測定結果を基に予め定めた所定量のトルクの減少を検出したら、その時のキャップの回転位置をキャップのねじ山と容器のねじ山との噛み合い開始位置として認識するように構成したものである。
上述した構成によれば、キャップのねじ山と容器のねじ山との噛み合い開始位置を、常に均一な位置として精度良く検出することができる。
これにより、この位置に基づいて締め付け方向のキャップの回転角度を把握することが可能となり、キャップの締まり具合を回転角度を用いて高精度に管理することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下図示実施例について本発明を説明すると、図１において、キャッピング装置１は水平面で回転される図示しない回転体を備えており、また、この回転体における外周部の等間隔位置に容器２の首部を把持するネックグリッパ４を設けるとともに、各ネックグリッパ４の上方にキャップ５を保持して容器２の口部に螺合するキャッピングヘッド６を設けている。さらに、各キャッピングヘッド６には、その回転駆動源となるモータ７が備えられている。
上記モータ７には、キヤッピングヘッド６に保持されたキャップ５に作用する回転方向の負荷に対する、モータ７の出力トルクの変化を測定するトルク測定手段８、および角度検出手段としてのエンコーダ１１が備えられている。これにより、モータ７が正逆方向に回転されると、トルク測定手段８は、モータ７に供給される電圧値を基に出力トルクを測定し、測定した出力トルクの値を制御装置１２に出力するようになっている。また、エンコーダ１１は、モータ７が所定角度回転する毎にパルス信号を制御装置１２に出力するようになっている。
制御装置１２は、予め設定されたタイミングでモータ７をキャップ５の締め付け方向に対し正逆に回転させ、また停止させるよう指令出力してその作動を制御するとともに、所定のサンプリング周期でトルク測定手段８の測定結果を順次入力してモータ７の出力トルクを認識し、相前後するサンプリング時のトルクの増減量を演算して、これらを記憶するようになっている。また、エンコーダ１１から入力されるパルス信号によりモータ７の回転角度を求め、キャップ５の回転角度量を把握するようになっている。なお、上記サンプリング周期は、所定時間に基づく周期であっても良いし、エンコーダ１１から出力されるパルス信号の間隔、すなわちモータ７が所定角度回転する間隔であっても良い。
【０００７】
キャッピングヘッド６は、エア圧により作動されてキャップ５を把持するチャック１３と、チャック１３に連結したスピンドル１４と、スピンドル１４を上下に摺動自在に案内するとともに、モータ７に接続され回転駆動力を伝達するスプライン軸１５と、スピンドル１４の外周部に摺動自在に嵌合させた環状の昇降部材１６を備えている。また、チャック１３と昇降部材１６の間には、押圧手段としてばね１７が弾装されているとともに、スピンドル１４の上端部にはフランジ部１４ａが形成されており、通常の状態では、昇降部材１６はばね１７に付勢されてフランジ部１４ａに圧接されていて、昇降部材１６の上下動が固定された状態でチャック１３に上方への押圧力が作用した時には、ばね１７が圧縮されることでチャック１３およびスピンドル１４の上方動を吸収するようになっている。
昇降部材１６には、図示しない回転体の外周側となる位置にカムフォロア２１が回転自在に取り付けられ、回転体の外周にはこれに沿って環状カム２２が配置されており、環状カム２２に所定のカム曲線で形成したカム溝２２ａにカムフォロア２１を係合させることで、昇降手段としてのカム機構１８が構成されている。
カム構２２ａのカム曲線に従って昇降部材１６が上昇されると、フランジ部１４ａが係合することでスピンドル１４およびチャック１３が上昇し、ここからカム曲線に従って昇降部材１６が下降されると、スピンドル１４およびチャック１３もこれに伴って下降する。カム溝２２ａのカム曲線に従う昇降部材１６の下降に対して、スピンドル１４およびチャック１３の下降動が阻止される場合には、昇降部材１６はばね１７を圧縮してチャック１３を下方へ押圧するよう構成されている。
【０００８】
カム溝２２ａのカム曲線は、図４において概略的に示すように、回転体の回転方向に移動されるネックグリッパ４に対して、容器２を供給および排出する位置では、容器２の移動に干渉しない高さとなる上昇端にキャッピングヘッド６を維持する上昇端区間が設定され、ここから回転体の移動方向でチャック１３にキャップ５を供給する位置までこの高さを保持し、その後、ネックグリッパ４に把持された容器２に向けて、キャップ５を保持したチャック１３を下降させる下降区間が設定されている。この下降区間の途中には、下降を停止させてキャッピングヘッド６を一定の高さに維持する一時停止区間が設けられており、この間に、チャック１３に保持したキャップ５を締め付け方向とは逆回転させて噛み合い開始位置を検出するようになっている。この区間はキャップ５を１回転以上できる長さを有している。
下降区間に続いて下降端区間が設定されており、ここではキャッピングに必要な荷重を生じさせる下降端にキャッピングヘッド６を維持するようになっていて、この間にキャッピングを完了するようになっている。この高さではキャッピングヘッド６は、昇降部材１６がスピンドル１４のフランジ部１４ａから離隔し、ばね１７を介してチャック１３を下方に押圧する図１で示す状態となっている。下降端区間に続いては、容器２に締め付けられたキャップ５の把持を解除したキャッピングヘッド６を、上昇させる上昇区間が設けられていて上昇端区間に接続されるよう構成されている。
【０００９】
ここで、本発明において、キャップ５を締め付け方向とは逆方向に回転させて噛み合い開始位置を認識することに関し、キャップ５のねじ山５ａが容器２のねじ山２ａに圧接可能な高さまでキャッピングヘッド６を下降させて、キャップ５を締め付け方向とは逆方向に回転させた場合（図２参照）の測定されるトルクの変化について説明する。
キャッピングヘッド６を回転させずに下降させ、保持したキャップ５を容器２の口部に被せてさらに下降を継続すると、キャップ５のねじ山５ａが容器２のねじ山２ａに当接する。その後、昇降部材１６がばね１７を圧縮してキャップ５を下方へ押圧した状態で下降を停止するので、キャップ５のねじ山５ａは容器２のねじ山２ａに圧接される。この状態からキャップ５を締め付け方向とは逆方向に回転させると、キャップ５のねじ山５ａは容器２のねじ山２ａを上方から押し付けながら圧接状態で回転し、また、徐々に上昇するねじ山２ａの傾斜によって上方へ押し上げられて、さらにばね１７を圧縮するので、ばね１７による上方からの押圧力が徐々に増加される。
そして、キャップ５のねじ山５ａの下端部５ａ’が容器２のねじ山２ａの上端部２ａ’に達して両者の係合が外れると、キャップ５のねじ山５ａの下端部５ａ’はここから急激に落下し、キャップ５はチャック１３、スピンドル１４と共に下方へ落下移動する。この時のキャップ５のねじ山５ａの下端部５ａ’すなわち締め付け方向の先端部は、高さ方向位置において容器２のねじ山２ａの上端部２ａ’とその下方に位置するねじ山２ａの間にあって、これら上下のねじ山２ａで形成されるねじの谷部の入口となるねじ山の噛み合い開始位置に位置づけられる。また、キャップ５はこの時、ばね１７による一定の押圧力で上方から押圧されるので、キャップ５のねじ山５ａの下端部５ａ’は容器２のねじ山２ａの上端部２ａ’に対して、常に一様な回転位置で落下されるようになり、毎回均一な位置関係で噛み合い開始位置に位置づけられる。
この時のモータ７の出力トルクの変動は、容器２のねじ山２ａの上端部２ａ’までは徐々にトルクが上昇し、キャップ５が落下移動するところで急激に減少するよう測定される。つまり、トルクの変化は増加のピークが測定されてから急激に減少され、キャップ５のねじ山５ａは上方から十分な押圧力で押し付けられていることから、この減少量はノイズの影響に左右されない十分な減少幅で測定される。よって、増加のピークから所定量のトルクの減少を検出することで、この時に位置するキャップ５の回転方向の位置を、両ねじ山の噛み合い開始位置として認識をすることが可能となり、精度良く噛み合い開始位置を検出することができる。
【００１０】
しかしながら、キャップ５のねじ山５ａの下端部５ａ’の落下は瞬間的なものであり、また、キャップ５のねじ山５ａが落下して下方に位置する容器２のねじ山２ａに圧接することで、モータ７の出力トルクは急激に増加するよう測定される。トルクの測定は一定のサンプリング周期毎に行われるので、サンプリング周期の間にキャップ５の落下移動が発生してトルクが急激に減少した直後に急激に増加すると、制御装置１２はこの間の出力トルクの変動を認識することができず、測定結果としては何ら変動がなかったか、または少量の減少幅であったかのように認識されるおそれがある。サンプリング周期の間隔を短くすることでこれに対応することは可能であるが、その分、制御装置１２の処理量は倍増し処理に時間がかかるという問題がある。
【００１１】
そこで、トルクの急激な減少の直後に急激な増加が生じないようにするため、図３に示すようにキャップ５が落下移動した後でねじ山５ａとねじ山２ａが庄接しないように、キャッピングヘッド６を下降させる高さ位置を設定することが考えられる。このような位置関係において、キャップ５を締め付け方向とは逆方向に回転させた場合のトルクの変化を図５により説明する。
図５において、モータ７がキャップ５の締め付け方向とは逆方向となる逆回転を始めると、まず、モータ７の起動に要する出力トルクの増加が測定されＰ１をピークに急激に減少する。その後、モータ７が設定した速度で回転を始めると、すぐに容器２のねじ山２ａから浮いた状態にあったキャップ５のねじ山５ａは、容器２のねじ山２ａと当接し圧接状態となって回転される。この当接した際の衝撃は、Ｐ２をピークとする急激なトルクの増加として現れて急激に減少する。その後、キャップ５のねじ山５ａは容器２のねじ山２ａに上方から押圧され、かつ、ねじ山２ａの傾斜により回転に伴なって上方へ押し上げられるため、出力トルクは徐々に増加し容器２のねじ山２ａの上端部２ａ’に達してこれを越えることで急激に減少する。この時の増加のピークがＰ３である。Ｐ３の増加のピークから急激に減少したトルクは、キャップ５の落下移動可能な高さがキャッピングヘッド６の下降停止位置により規制されているので、落下したその直後に急激に増加することはなくなる。よって、サンプリング周期において十分な減少幅のトルクの減少を認識することが可能となる。
なお、本キャッピング装置１に供給されるキャップ５と容器２の回転方向の相対的な位置関係は一定ではないため、キャップ５を容器２に被せて下降を停止させた状態では、図３で示す状態となる場合ばかりではなく、図２で示すように始めからねじ山同士が圧接された状態となる場合がある。図２で示すようなキャップ５のねじ山５ａが容器２のねじ山２ａに圧接した状態から逆回転を始めた場合には、Ｐ２をピークとするトルクの急激な増減は現れず、Ｐ１をピークとしたトルクの減少の後、Ｐ３に向けてトルクは徐々に増加されるようになる。この様な場合であっても、キャップ５の落下移動可能な高さは、キャッピングヘッド６の下降停止位置により規制されているので、キャップ５が落下移動した直後にトルクが急激に増加することはなくなる。
【００１２】
この様な事情を鑑みた上で本発明では、先に述べた十分な減少幅となるトルクの減少量（Ｘ）を予め設定して制御装置１２に記憶しておき、認識されるトルク値で最も高い値を更新しながら記憶するとともに、同時にこの最高値に対する減少量を求め、記憶しているトルクの減少量（Ｘ）と比較するようになっている。比較結果から、記憶しているトルクの減少量（Ｘ）を越える所定量のトルクの減少が検出されたら、キャップ５のねじ山５ａの下端部５ａ’が容器２のねじ山２ａとの噛み合い開始位置に位置したものとして認識する。つまり、キャップ５のねじ山５ａの下端部５ａ’が容器２のねじ山２ａの上端部２ａ’との係合が外れる位置に達した時が、互いの圧接力が最も高くなって出力トルクも増加のピークとなることから、ピークＰ３となる測定結果が記憶される最高値となり、その後の減少されていく測定結果から最高値からの減少量を求めて所定量のトルクの減少を検出するようにしている。
しかしながら、この様に構成した場合であっても、図５から明らかなように、Ｐ３からのトルクの減少量（Ｘ）と同程度の減少はピークＰ１，Ｐ２の後においても現れており、これらを誤認識するおそれがある。Ｐ１をピークとする減少については、モータ７の特性によるものであり、測定されるタイミングは常に一定であるので、サンプリングの開始をモータ７の起動から所定時間（Ｚ）経過後とすることで、認識しないようにすることは可能である。これに対してピークＰ２については、現れるか否かまたいつ現れるのかは、その時のキャップ５と容器２の相対位置により異なるものである。
【００１３】
そこで本発明においては、さらに、ピークＰ３が徐々にトルクが増加してピークに達するのに対し、Ｐ２は急激にトルクが増加することに着目し、サンプリング周期におけるトルクの増加量が急激な場合は、この時のトルク測定手段８の測定結果を、予め設定したなだらかな増加量に基づくトルク値に置き換えて認識することで、Ｐ２をピークとするトルクの増加を認識しないようにしている。より詳細には、制御装置１２は、サンプリング周期毎に演算される相前後する前回と今回のトルクの増減量を、予め記憶している所定の増加量（Ｒ）と比較し、サンプリングした測定結果による増加量が所定増加量以上となる場合は、所定増加量（Ｒ）であったものとして、この増加量（Ｒ）に基づいて今回のサンプリング値とするトルク値を求め、実際の測定結果と置き換えて認識し記憶するようにしている。この後は置き換えたトルク値により次回の増加量を求めるようにする。
予め記憶している所定の増加量（Ｒ）としては、ピーク値からの減少量が所定量Ｘを下回わる増加量であれば良く、例えば、ピークＰ３に至る増加量の平均値を求め、これを所定の増加量（Ｒ）とすることができる。これによれば、Ｐ２をピークとするトルクの増加は、Ｐ３へ至る増加に比べてはるかに急激であるので、これに基づいて置き換えたトルク値による増加のピークがＰ３を越えることはなく、その後の減少幅も検出すべきＰ３をピークとする減少幅に対して十分に小さなものとなる。なお、実際の測定結果と置き換えて認識するトルク値を求めるために基づく増加量としては、必ずしも比較に用いる所定の増加量（Ｒ）と同一である必要はなくこれ以下であればよい。
【００１４】
以下において、本発明における容器２に対するキャップ５の締め付け開始位置を認識する動作について説明する。
キャップ５を保持して回転体の回転方向へ移動されるキャッピングヘッド６は、環状カム２２のカム溝２２ａに設定した下降区間に入ると、すでにネックグリッパ４に保持された容器２の口部に向けて下降される。下降区間の途中にはキャッピングヘッド６の下降を停止させる一時停止区間が設けられているので、キャッピングヘッド６は下降を停止する。この時のキャッピングヘッド６の下降する高さ、すなわちカム溝２２ａのカム曲線に従って下降を停止される昇降部材１６の停止高さは、保持したキャップ５のねじ山５ａの下端部５ａ’が、容器２のねじ山２ａの上端部２ａ’に圧接可能となるように、キャップ５の下端部５ａ’と容器２の上端部２ａ’の回転方向の位置が揃った状態の時に、キャップ５が下降されてそのねじ山５ａの下端部５ａ’が容器２のねじ山２ａの上端部２ａ’に当接した状態から、なおも昇降部材１６が下降してばね１７を圧縮し下端部５ａ’が上端部２ａ’に圧接する（図２で示す状態）高さであって、さらに、この図２で示す状態から締め付け方向とは逆方向にキャップ５を回転させて、両ねじ山５ａ、２ａの係合を外し、キャップ５のねじ山５ａの下端部５ａ’が容器２のねじ山２ａの上端部２ａ’から落下した時、落下により圧縮されているばね１７が伸長されても、落下したキャップ５のねじ山５ａが容器２のねじ山２ａと圧接しない図３で示す状態となるように、キャップ５と共に落下移動するスピンドル１４に形成したフランジ部１４ａの下降動を、昇降部材１６が規制する高さとしている。
【００１５】
本実施例においては、キャップ５のねじ山５ａの下端部５ａ’が容器２のねじ山２ａの上端部２ａ’から落下する時のキャップ５の回転位置において、ばね１７が圧縮されていない状態でキャップ５のねじ山５ａと容器２のねじ山２ａの上下方向の間隔が０．５ｍｍとなるように、昇降部材１６の下降停止高さ、すなわちキャッピングヘッド１６の下降する高さを設定している。なお、この間隔は両ねじ山５ａ、２ａが当接しないものであればよいが、両ねじ山５ａ、２ａの係合が外れる際に、ばね１７により十分な押圧力が得られるよう、極力接近させて設定する必要がある。
キャッピングヘッド６の下降が、設定した下降高さで停止されたことは、カムフォロア２１がカム溝２２ａの一時停止区間に到達したことを検出する、図示しないセンサの信号により検出される。制御装置１２はこの信号が入力されると、モータ７に逆回転するよう指令する。この起動時にはモータ７の出力トルクはＰ１をピークとして急激に増加するが、この増減にかかる時間はほぼ一定であるため、図５にＺで示す間はサンプリングを行わないことでこれを認識しないようにしている。
モータ７の作動指令からＺ時間経過後、制御装置１２はトルク測定手段８から出力トルクの測定結果を入力してサンプリングを開始する。本実施例ではサンプリング周期を２．５ｍｓｅｃ間隔に設定しており、２．５ｍｓｅｃ毎に出力トルクの測定結果を入力して、前回との差を求めることでサンプリング周期当たりの増減量を演算するとともに、認識されるトルク値で最も高い値を更新しながら記憶する。また、演算されたサンプリング周期当たりのトルクの増加量を、予め設定して記憶している所定の増加量（Ｒ）と比較し、比較結果が所定量（Ｒ）以上であることを検出したら、予め定めた増加量に基づいて前回の測定結果の値にこの増加量を加え、今回のトルク値として認識する。この様な操作により、今回キャッピング装置１に供給された容器２とキャップ５の回転方向の相対的な位置関係が、図３で示すような状態であっても、図５においてＰ２で示すトルクの増加ピークは制御装置１２には認識されない。
なお、Ｐ１で示すトルクの増加ピークについても、同様の操作により認識しないようにすることも可能であり、また、Ｐ１のピークについては、必ず始めに測定されることから、１回目に検出される所定量（Ｘ）のトルクの減少は無視することにして、２回目以降の所定量（Ｘ）のトルクの減少を検出して認識するようにすることも可能である。
【００１６】
キャップ５の回転が進行してＰ３となるトルク値が認識されると、その後、急激な出力トルクの減少が測定されて制御装置１２に認識されるようになる。制御装置１２は、認識されるトルク値で最も高い値を更新しながら記憶するとともに、同時にこの最高値に対する減少量を求め、記憶している所定量のトルクの減少量（Ｘ）と比較するようになっているので、測定される減少量が所定量（Ｘ）を超えることで所定量のトルクの減少を検出したら、その時のキャップ５の回転位置を、キャップ５のねじ山５ａの容器２のねじ山２ａとの噛み合い開始位置として認識し、つまり、キャップ５のねじ山５ａの締め付け方向の先端となる下端部５ａ’が、容器２のねじ山２ａとの噛み合い開始位置に位置したことを認識して、モータ７の逆回転を停止させてキャップ５の締め付け方向とは逆方向への回転を停止させる。
その後、キャッピングヘッド６はカム溝２２ａの一時停止区間から下降区間へ移動されるのでキャッピングヘッド６は下降を再開し、下降端に達すると、キャップ５のねじ山５ａはその下方の容器２のねじ山２ａに、螺合時に必要な押圧力で圧接された状態となる。カムフォロア２１が下降端区間に到達したことは、図示しないセンサの信号により制御装置１２で認識されるので、これにより制御装置１２は、モータ７に対して必要な締め付けトルクとなる出力トルクにより締め付け方向となる正回転を指令しキャップ５の螺合を開始する。所定の締め付けトルクに達したら、キャップ５の回転は停止され螺合が終了する。
【００１７】
螺合に際して、制御装置１２は、キャップ５が噛み合い開始位置から正回転方向に回転して停止するまでの回転角度量を、エンコーダ１１から入力されるパルス信号を基に検出するようにしている。制御装置１２は、これにより求めたキャップ５の回転角度量を表示装置に表示すると同時に、予め設定した管理回転角度範囲から逸脱する場合は、今回のキャッピングでのキャップ５の締まり具合いに過不足があったものとして、その旨を表示するとともに、次工程に設けたリジェクト装置に不良信号を出力するようになっている。
なお、キャップ５のねじ山５ａの下端部５ａ’および容器２のねじ山２ａの上端部２ａ’の先端は、緩やかな傾斜により立ち上がって所定高さのねじ山が形成されており、キャップ５のねじ山５ａの下端部５ａ’が容器２のねじ山２ａの上端部２ａ’から落下する時には、この傾斜部分が若干重なるキャップ５の回転位置で落下されるので、実際的なねじ山の噛み合い開始位置として、容器２のねじ山２ａの上端部２ａ’の最先端の直下に、キャップ５のねじ山５ａの下端部５ａ’の最先端を位置させた状態とする場合や、容器２のねじ山２ａの上端部２ａ’のねじ山としての高さまで立ち上がった位置の直下に、キャップ５のねじ山５ａの下端部５ａ’のねじ山としての高さまで立ち上がった位置を位置させた状態とする場合は、本発明により認識した噛み合い開始位置を基準位置として、さらに必要なキャップ５の回転角度を加減して認識するようにする。
【００１８】
キャッピングヘッド６は継続的に回転体の回転方向へ移動されているので、螺合を終えてカム溝２２ａの下降端区間から上昇区間に達すると上昇動を開始するが、その直前に配置した図示しないセンサがカムフォロア２１を検出すると、その出力信号により制御装置１２は、チャック１３の作動エアを排出してキャッピングされたキャップ５の把持を解除させる。キャップ５の保持を解除したキャッピングヘッド６は、上昇端に位置されて次のキャッピング動作に移行される。
なお、本実施例においては、キャップ５が噛み合い開始位置に位置してから締め付け方向へ回転させて、所定の締め付けトルクまで螺合するようにしているが、モータ７の正回転を開始したら噛み合い開始位置を基準としてエンコーダ１１によってその後の回転角度量を認識し、所定回転角度量だけキャップ５が回転されたらモータ７を停止させ螺合を終了することも可能である。
【００１９】
なお、図５のピークＰ３の後で、落下したキャップ５のねじ山５ａが下方に位置する容器２のねじ山２ａに圧接して、測定される出力トルクの変化が急激に減少した直後に急激に増加される場合であっても、急激なトルクの減少の間に所定量（Ｘ）のトルクの減少を認識できる程度に、制御装置１２の処理能力が高く高速にサンプリング処理が可能である場合には、必ずしも、図３に示すように、キャップ５の落下移動可能な高さをキャッピングヘッド６の下降停止位置により規制する必要はなく、環状カム２２のカム溝２２ａの一時停止区間を省略し、キャッピングヘッド６を下降端まで下降させて、キャップ５のねじ山５ａを容器２のねじ山２ａに螺合時に必要な押圧力で圧接させた状態で、キャップ５を締め付け方向とは逆方向に回転させてトルクの変化を測定するよう構成することも可能である。これによれば、図５におけるＰ２をピークとする出力トルクの増加が測定されることはないので、制御装置１２は、相前後するサンプリング時のトルクの増加量を演算し、これを予め設定して記憶している所定の増加量（Ｒ）と比較する操作を省くことができる。この様な実施例であっても、先に示した実施例と同様に、所定量（Ｘ）のトルクの減少を検出することで、キャップ５のねじ山５ａの下端部５ａ’が容器２のねじ山２ａとの噛み合い開始位置に位置したものとして認識することが可能である。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、キャップのねじ山と容器のねじ山との噛み合い開始位置を、常に均一な位置として精度良く検出することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す要部の正面図。
【図２】容器２のねじ山２ａの上端部２ａ’とキャップ５のねじ山５ａの下端部５ａ’の位置関係を示す説明図。
【図３】容器２のねじ山２ａとキャップ５のねじ山５ａの間隔を示す説明図。
【図４】図１のカム機構１８におけるカム溝２２ａの高低を示す概略説明図。
【図５】図３で示す状態からキャップ５を締め付け方向とは逆方向へ回転させた時のモータ７の出力トルクと経過時間との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１　キャッピング装置　　　　　　　２　容器
２ａ　ねじ山　　　　　　　　　　　２ａ’　ねじ山の上端部
５　キャップ　　　　　　　　　　　５ａ　ねじ山
５ａ’　ねじ山の下端部　　　　　　６　キャッピングヘッド
７　モータ　　　　　　　　　　　　８　トルク測定手段
１１　エンコーダ　　　　　　　　　１２　制御装置
１８　カム機構[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a capping device, and more particularly, rotates a cap in a direction opposite to a tightening direction to recognize a meshing start position of a screw thread of a container and a screw thread of a cap, and then winds the cap from that position in the direction of tightening the cap. The present invention relates to a capping device that is rotated to screw a cap into a container.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, by rotating the cap in the direction opposite to the tightening direction, the position where the thread of the cap falls from the thread of the container is set as the thread engagement start position, and it is detected that the position of the cap is actually displaced downward There is known a capping device in which a cap is rotated from a position by a predetermined rotation angle and screwed into a mouth of a container (for example, see Patent Documents 1 and 2).
Furthermore, in a state where the lower end of the thread of the cap and the upper end of the thread of the container can be brought into contact with each other, the output torque of the motor that rotates and drives the cap in the opposite direction to the tightening direction is measured, and the upper and lower ends are measured. There is also known a capping device that recognizes a point at which a sudden change in torque from an increase to a decrease caused by engagement and disengagement of a lower end portion as a thread engagement start position (for example, see Patent Document 3).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 7-86034 (Page 3, FIG. 2)
[Patent Document 2]
JP-A-11-124196 (pages 4 to 5, FIG. 6)
[Patent Document 3]
JP 2001-247191 A (page 5, FIG. 6-8)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the former conventional technique, since a detecting means (displacement meter) for detecting that the cap has dropped is provided in the spindle portion of the capping head, there is a disadvantage that the configuration of the capping head is complicated.
On the other hand, in the latter conventional technique, a position at which the output torque of the motor increases and then sharply decreases is detected, but the thread of the cap at this time is relative to the thread of the container. Since the spring is not sufficiently urged (pressed) by the spring, the increase of the output torque is small and the decrease of the output torque is also small. In addition, the tip of each thread is usually formed with a gentle slope in both the width and height of the thread, so if the pressing force is weak, it will not drop sharply, but as a sudden decrease in torque. Is difficult to appear. For this reason, it is difficult to recognize the change due to the influence of the noise component included in the measurement value of the output torque and the change from the actual output torque increase to the decrease. It is difficult to detect the meshing start position as a uniform position every time.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In view of the circumstances described above, the present invention provides a capping head that holds a cap, a motor that rotates the capping head, a lifting / lowering unit that moves the capping head up and down, and a change in torque that acts on the cap held by the capping head. And a control device for controlling the operation of the motor and recognizing the measurement result of the measuring means. The cap held by the capping head is rotated in the tightening direction and screwed into the container. In such a capping device,
The capping head is lowered by the elevating means, and the change in the torque acting on the cap is measured by the measuring means while rotating the cap held by the capping head in a direction opposite to the tightening direction. When a decrease in torque of a predetermined amount is detected based on the measurement result by the means, the rotational position of the cap at that time is recognized as a start position of engagement between the thread of the cap and the thread of the container. is there.
According to the above-described configuration, the engagement start position between the thread of the cap and the thread of the container can always be accurately detected as a uniform position.
Thereby, the rotation angle of the cap in the tightening direction can be grasped based on this position, and the tightness of the cap can be managed with high accuracy using the rotation angle.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention will be described below with reference to the illustrated embodiment. In FIG. 1, the capping device 1 includes a rotating body (not shown) that is rotated in a horizontal plane. And a capping head 6 which holds a cap 5 above each neck gripper 4 and is screwed to the mouth of the container 2. Further, each capping head 6 is provided with a motor 7 serving as a rotation drive source thereof.
The motor 7 includes a torque measuring unit 8 for measuring a change in the output torque of the motor 7 with respect to a rotational load acting on the cap 5 held by the capping head 6, and an encoder 11 as an angle detecting unit. Provided. Thus, when the motor 7 is rotated in the forward and reverse directions, the torque measuring means 8 measures the output torque based on the voltage value supplied to the motor 7 and outputs the measured output torque value to the control device 12. It is supposed to. The encoder 11 outputs a pulse signal to the control device 12 every time the motor 7 rotates by a predetermined angle.
The controller 12 controls the operation of the motor 7 by rotating the motor 7 in a normal or reverse direction with respect to the tightening direction of the cap 5 at a preset timing and outputting a command to stop the motor 7. 8 are sequentially input, the output torque of the motor 7 is recognized, the amount of increase / decrease in torque at the time of sampling before and after is calculated, and these are stored. In addition, the rotation angle of the motor 7 is obtained from the pulse signal input from the encoder 11, and the rotation angle amount of the cap 5 is determined. The sampling period may be a period based on a predetermined time or an interval between pulse signals output from the encoder 11, that is, an interval at which the motor 7 rotates by a predetermined angle.
[0007]
The capping head 6 is actuated by air pressure to grip the cap 5, a spindle 14 connected to the chuck 13, and guides the spindle 14 slidably up and down, and is connected to the motor 7 and has a rotational driving force. And an annular elevating member 16 slidably fitted on the outer peripheral portion of the spindle 14. A spring 17 is provided between the chuck 13 and the elevating member 16 as a pressing means, and a flange 14a is formed at the upper end of the spindle 14. In a normal state, the elevating member 16 Is pressed against the flange portion 14a by being urged by the spring 17, and when an upward pressing force acts on the chuck 13 in a state where the vertical movement of the elevating member 16 is fixed, the spring 17 is compressed. The upward movement of the chuck 13 and the spindle 14 is absorbed.
A cam follower 21 is rotatably mounted on the elevating member 16 at a position on the outer peripheral side of a rotating body (not shown), and an annular cam 22 is disposed along the outer periphery of the rotating body along the outer periphery of the rotating body. By engaging the cam follower 21 with the cam groove 22a formed by the cam curve described above, the cam mechanism 18 as an elevating means is configured.
When the elevating member 16 is raised in accordance with the cam curve of the cam structure 22a, the spindle 14 and the chuck 13 are raised by the engagement of the flange portion 14a, and when the elevating member 16 is lowered in accordance with the cam curve, the spindle 14 The chuck 13 is also lowered accordingly. When the lowering movement of the spindle 14 and the chuck 13 is prevented with respect to the lowering of the elevating member 16 following the cam curve of the cam groove 22a, the elevating member 16 compresses the spring 17 to press the chuck 13 downward. It is configured.
[0008]
As shown schematically in FIG. 4, the cam curve of the cam groove 22a interferes with the movement of the container 2 at the position where the container 2 is supplied and discharged from the neck gripper 4 that is moved in the rotation direction of the rotating body. A rising end section for maintaining the capping head 6 is set at a rising end where the capping head 6 does not move, and this height is maintained from this position to a position where the cap 5 is supplied to the chuck 13 in the moving direction of the rotating body. A downward section is set in which the chuck 13 holding the cap 5 is lowered toward the container 2 held by the user. In the middle of this descending section, there is provided a suspending section in which the descending is stopped to maintain the capping head 6 at a constant height. During this period, the cap 5 held on the chuck 13 is rotated in a direction opposite to the tightening direction. Then, the engagement start position is detected. This section has a length that allows the cap 5 to make one or more rotations.
Following the descending section, a descending end section is set. Here, the capping head 6 is maintained at the descending end that generates a load required for capping, and the capping is completed during this time. . At this height, the capping head 6 is in a state shown in FIG. 1 in which the elevating member 16 is separated from the flange portion 14 a of the spindle 14 and presses the chuck 13 downward via the spring 17. Subsequent to the descending end section, an ascending section is provided for raising the capping head 6 having released the grip of the cap 5 fastened to the container 2, and is connected to the ascending end section.
[0009]
Here, in the present invention, regarding recognizing the engagement start position by rotating the cap 5 in a direction opposite to the tightening direction, the capping head is set to a height at which the thread 5a of the cap 5 can be pressed against the thread 2a of the container 2. A change in the measured torque when the cap 6 is lowered and the cap 5 is rotated in the direction opposite to the tightening direction (see FIG. 2) will be described.
When the cap 5 is lowered without rotating the capping head 6, and the cap 5 held on the mouth of the container 2 is further lowered, the screw thread 5 a of the cap 5 comes into contact with the screw thread 2 a of the container 2. Thereafter, the lowering member 16 stops descending while compressing the spring 17 and pressing the cap 5 downward, so that the thread 5 a of the cap 5 is pressed against the thread 2 a of the container 2. When the cap 5 is rotated in the direction opposite to the tightening direction from this state, the thread 5a of the cap 5 rotates in a press-contact state while pressing the thread 2a of the container 2 from above, and the thread 2a gradually rising. Is pushed upward by the inclination of, and further compresses the spring 17, so that the pressing force from above by the spring 17 is gradually increased.
Then, when the lower end 5a 'of the thread 5a of the cap 5 reaches the upper end 2a' of the thread 2a of the container 2 and the two are disengaged, the lower end 5a 'of the thread 5a of the cap 5 is moved from here. The cap 5 drops rapidly, and the cap 5 moves downward together with the chuck 13 and the spindle 14. At this time, the lower end 5a 'of the screw thread 5a of the cap 5, that is, the tip in the tightening direction is located between the upper end 2a' of the screw thread 2a of the container 2 and the screw thread 2a located thereunder at the height direction position. Are positioned at the engagement start position of the thread which is the entrance of the root of the screw formed by the upper and lower threads 2a. At this time, the cap 5 is pressed from above with a constant pressing force by the spring 17, so that the lower end 5 a ′ of the thread 5 a of the cap 5 is higher than the upper end 2 a ′ of the thread 2 a of the container 2. It always falls at a uniform rotation position, and is positioned at the engagement start position with a uniform positional relationship each time.
The fluctuation of the output torque of the motor 7 at this time is measured such that the torque gradually increases up to the upper end portion 2a 'of the thread 2a of the container 2 and rapidly decreases when the cap 5 falls. That is, the change in the torque is rapidly reduced after the peak of the increase is measured, and the thread 5a of the cap 5 is pressed from above with a sufficient pressing force. It is measured with sufficient reduction. Therefore, by detecting the decrease in the predetermined amount of torque from the peak of the increase, the position in the rotational direction of the cap 5 located at this time can be recognized as the engagement start position of the two threads, and the engagement can be accurately performed. The starting position can be detected.
[0010]
However, the drop of the lower end 5a 'of the screw thread 5a of the cap 5 is instantaneous, and the screw thread 5a of the cap 5 drops and presses against the screw thread 2a of the container 2 located below. The output torque of the motor 7 is measured to increase sharply. Since the measurement of the torque is performed at regular intervals of the sampling period, if the torque suddenly increases immediately after the falling movement of the cap 5 occurs during the sampling period and the torque suddenly decreases, the control device 12 outputs the output torque during this period. The fluctuation cannot be recognized, and there is a possibility that the measurement result may be recognized as if there was no fluctuation or a small amount of decrease. It is possible to cope with this by shortening the interval of the sampling period, but there is a problem that the processing amount of the control device 12 is doubled and the processing takes time.
[0011]
Therefore, in order to prevent a sudden increase immediately after the sudden decrease in torque, the capping is performed so that the screw thread 5a and the screw thread 2a do not join after the cap 5 falls as shown in FIG. It is conceivable to set a height position at which the head 6 is lowered. The change in torque when the cap 5 is rotated in the direction opposite to the tightening direction in such a positional relationship will be described with reference to FIG.
In FIG. 5, when the motor 7 starts reverse rotation in the direction opposite to the direction in which the cap 5 is tightened, first, an increase in the output torque required to start the motor 7 is measured, and the output torque sharply decreases with a peak at P1. Thereafter, when the motor 7 starts rotating at the set speed, the screw thread 5a of the cap 5 immediately floating from the screw thread 2a of the container 2 comes into contact with the screw thread 2a of the container 2 to be in a pressure contact state. Rotated. The impact at the time of this contact appears as an abrupt increase in torque with a peak at P2 and sharply decreases. After that, the screw thread 5a of the cap 5 is pressed from above by the screw thread 2a of the container 2 and is pushed upward with rotation due to the inclination of the screw thread 2a. When it reaches and exceeds the upper end 2a 'of the thread 2a, it decreases sharply. The peak of the increase at this time is P3. Since the height at which the cap 5 can drop and move is restricted by the lowering stop position of the capping head 6, the torque that suddenly decreases from the peak of the increase in P3 does not suddenly increase immediately after dropping. Therefore, it is possible to recognize a decrease in torque having a sufficient decrease width in the sampling period.
Since the relative positional relationship between the cap 5 supplied to the capping device 1 and the container 2 in the rotational direction is not constant, the cap 5 is put on the container 2 and the descent is stopped, as shown in FIG. In addition to the case where the threads are in a state, the threads may be in a state where the threads are pressed from the beginning as shown in FIG. When the screw 5a of the cap 5 starts reverse rotation from a state in which the screw 5a of the cap 5 is pressed against the screw 2a of the container 2 as shown in FIG. After the decrease in torque, the torque gradually increases toward P3. Even in such a case, since the height at which the cap 5 can drop and move is regulated by the descent stop position of the capping head 6, the torque does not suddenly increase immediately after the cap 5 drops and moves. Disappears.
[0012]
In view of such circumstances, according to the present invention, the amount of decrease (X) of the torque, which is a sufficient amount of decrease described above, is set in advance and stored in the control device 12, and the torque value to be recognized is The highest value is stored while being updated, and at the same time, the amount of decrease with respect to this maximum value is obtained and compared with the stored amount of decrease (X) of the torque. From the comparison result, when a predetermined amount of torque decrease exceeding the stored torque decrease amount (X) is detected, the lower end 5a 'of the thread 5a of the cap 5 starts engaging with the thread 2a of the container 2. It is recognized as being located at the position. That is, when the lower end 5a 'of the thread 5a of the cap 5 reaches the position where the lower end 5a' of the thread 5a of the container 2 is disengaged from the upper end 2a 'of the container 2, the mutual press contact force becomes the highest and the output torque also decreases. Since the peak of the increase is obtained, the measurement result that becomes the peak P3 becomes the maximum value to be stored, and the amount of decrease from the maximum value is obtained from the subsequently decreased measurement result to detect the decrease of the predetermined amount of torque. I have to.
However, even in the case of such a configuration, as is apparent from FIG. 5, a decrease similar to the amount of decrease (X) in torque from P3 also appears after the peaks P1 and P2. May be erroneously recognized. The decrease with the peak at P1 is due to the characteristics of the motor 7 and the measured timing is always constant. Therefore, by starting sampling after a lapse of a predetermined time (Z) from the start of the motor 7, It is possible to avoid recognition. On the other hand, whether the peak P2 appears or not and when it appears depends on the relative position of the cap 5 and the container 2 at that time.
[0013]
Therefore, in the present invention, while paying attention to the fact that the torque of the peak P3 gradually increases while the torque of the peak P3 increases rapidly, the torque of the peak P3 sharply increases. By replacing the measurement result of the torque measuring means 8 at this time with a torque value based on a preset gradual increase, the increase in torque having a peak at P2 is not recognized. More specifically, the control device 12 compares the increase / decrease amount of the immediately preceding and succeeding torques calculated in each sampling cycle with a predetermined increase amount (R) stored in advance, and samples the measurement result. If the increase amount due to is greater than or equal to the predetermined increase amount, it is assumed that the increase amount is the predetermined increase amount (R), and a torque value to be used as the current sampling value is obtained based on the increase amount (R). It replaces and recognizes and memorizes. Thereafter, the next increase amount is obtained from the replaced torque value.
The predetermined increase amount (R) stored in advance may be any increase amount in which the decrease amount from the peak value is less than the predetermined amount X. For example, an average value of the increase amount reaching the peak P3 is obtained. This can be a predetermined increase (R). According to this, the increase in torque with the peak at P2 is much more rapid than the increase up to P3, so the peak of increase due to the torque value replaced based on this does not exceed P3, and Is sufficiently smaller than the reduction width having a peak at P3 to be detected. It should be noted that the amount of increase based on obtaining the torque value to be recognized in place of the actual measurement result does not necessarily have to be the same as the predetermined amount of increase (R) used for comparison, and may be less than this.
[0014]
Hereinafter, an operation of recognizing a tightening start position of the cap 5 with respect to the container 2 in the present invention will be described.
When the capping head 6 holding the cap 5 and moving in the rotation direction of the rotating body enters a descending section set in the cam groove 22 a of the annular cam 22, the capping head 6 moves to the mouth of the container 2 already held by the neck gripper 4. Descended towards. Since a pause section for stopping the lowering of the capping head 6 is provided in the middle of the lowering section, the capping head 6 stops lowering. At this time, the lowering height of the capping head 6, that is, the stopping height of the elevating member 16 that is stopped from lowering according to the cam curve of the cam groove 22 a, is determined by the lower end 5 a ′ of the thread 5 a of the cap 5 held. The cap 5 is lowered when the lower end 5a 'of the cap 5 and the upper end 2a' of the container 2 are aligned in the rotational direction so that the upper end 2a 'of the second thread 2a can be pressed against the upper end 2a'. From the state where the lower end 5a 'of the lever 5a is in contact with the upper end 2a' of the thread 2a of the container 2, the elevating member 16 is still lowered to compress the spring 17 and the lower end 5a 'is moved to the upper end. 2a 'is pressed against (in the state shown in FIG. 2), and the cap 5 is rotated from the state shown in FIG. 2 in a direction opposite to the tightening direction to engage the two threads 5a, 2a. And the lower end 5a 'of the thread 5a of the cap 5 is When the spring 17 compressed by the fall is extended from the upper end portion 2a 'of the thread 2a of FIG. 2, the thread 5a of the dropped cap 5 does not press against the thread 2a of the container 2 as shown in FIG. The lowering movement of the flange portion 14 a formed on the spindle 14 that moves down together with the cap 5 is set to a height that is controlled by the lifting member 16.
[0015]
In the present embodiment, the spring 17 is not compressed at the rotational position of the cap 5 when the lower end 5a 'of the thread 5a of the cap 5 falls from the upper end 2a' of the thread 2a of the container 2. The descent stop height of the elevating member 16, that is, the descent height of the capping head 16 is set so that the vertical distance between the thread 5 a of the cap 5 and the thread 2 a of the container 2 is 0.5 mm. . It is sufficient that the distance between the two threads 5a and 2a does not abut. However, when the two threads 5a and 2a are disengaged, the spring 17 is so close as possible to obtain a sufficient pressing force. It is necessary to set it.
The stop of the lowering of the capping head 6 at the set lowering height is detected by a signal of a sensor (not shown) that detects that the cam follower 21 has reached the temporary stop section of the cam groove 22a. When this signal is input, the controller 12 instructs the motor 7 to rotate in the reverse direction. At this start-up, the output torque of the motor 7 sharply increases with the peak at P1, but since the time required for this increase and decrease is almost constant, sampling is not performed during the period indicated by Z in FIG. I have to.
After the elapse of the Z time from the operation command of the motor 7, the control device 12 inputs the measurement result of the output torque from the torque measuring means 8 and starts sampling. In the present embodiment, the sampling cycle is set at intervals of 2.5 msec. The measurement result of the output torque is input every 2.5 msec, and the difference from the previous time is calculated to calculate the increase / decrease amount per sampling cycle. , While storing the highest value among the recognized torque values. Further, the calculated amount of increase in torque per sampling cycle is compared with a predetermined amount of increase (R) stored and set in advance, and when it is detected that the comparison result is equal to or more than the predetermined amount (R), Based on the predetermined increase amount, this increase amount is added to the value of the previous measurement result and recognized as the current torque value. By such an operation, even if the relative positional relationship in the rotational direction of the container 2 and the cap 5 supplied to the capping device 1 this time is in the state shown in FIG. 3, the torque indicated by P2 in FIG. The increasing peak is not recognized by the controller 12.
It should be noted that the torque increase peak indicated by P1 can be prevented from being recognized by the same operation, and the peak of P1 is always detected first, so that it is detected the first time. It is also possible to ignore the decrease in the torque of the predetermined amount (X) and detect and recognize the decrease in the torque of the predetermined amount (X) from the second time.
[0016]
When the rotation of the cap 5 advances and the torque value that becomes P3 is recognized, thereafter, a sharp decrease in the output torque is measured and recognized by the control device 12. The control device 12 updates and stores the highest value among the recognized torque values, and at the same time, obtains the amount of decrease with respect to this maximum value and compares it with the stored amount of decrease (X) of the predetermined amount of torque. Therefore, when the measured decrease exceeds the predetermined amount (X) and the decrease of the predetermined amount of torque is detected, the rotational position of the cap 5 at that time is changed to the position of the container 5 of the screw thread 5 a of the cap 5. It is recognized as the engagement start position with the thread 2a, that is, it is recognized that the lower end 5a 'of the cap 5 which is the tip of the thread 5a in the tightening direction is located at the engagement start position with the thread 2a of the container 2. Then, the reverse rotation of the motor 7 is stopped, and the rotation of the cap 5 in the direction opposite to the tightening direction is stopped.
Thereafter, since the capping head 6 is moved from the paused section of the cam groove 22a to the descending section, the capping head 6 resumes descending. When the capping head 6 reaches the descending end, the thread 5a of the cap 5 becomes the screw of the container 2 therebelow. The ridge 2a is brought into pressure contact with the necessary pressing force at the time of screwing. The fact that the cam follower 21 has reached the descending end section is recognized by the control device 12 based on a signal from a sensor (not shown), whereby the control device 12 determines in the tightening direction with the output torque that is the necessary tightening torque for the motor 7. And the screwing of the cap 5 is started. When the predetermined tightening torque is reached, the rotation of the cap 5 is stopped and the screwing is terminated.
[0017]
At the time of screwing, the control device 12 detects the amount of rotation angle from when the cap 5 starts rotating from the meshing start position to when the cap 5 stops in the forward rotation direction based on the pulse signal input from the encoder 11. The control device 12 displays the rotation angle amount of the cap 5 thus obtained on the display device, and, if the rotation angle deviates from the preset management rotation angle range, the degree of tightness of the cap 5 in the current capping is sufficient or insufficient. As a result, a message to that effect is displayed and a failure signal is output to a reject device provided in the next step.
The tip of the lower end 5a 'of the thread 5a of the cap 5 and the tip of the upper end 2a' of the thread 2a of the container 2 rise up by a gentle slope to form a thread of a predetermined height. When the lower end portion 5a 'of the thread 5a falls from the upper end portion 2a' of the thread 2a of the container 2, the inclined portion is dropped at the rotation position of the cap 5 which slightly overlaps, so that the actual thread engagement starts. The position may be such that the tip of the lower end 5a 'of the thread 5a of the cap 5 is located immediately below the tip of the upper end 2a' of the thread 2a of the container 2, or the thread of the container 2 In the case where the position where the upper end 2a 'of the cap 5 has risen to the height as the thread of the lower end 5a' of the thread 5a is located directly below the position of the upper end 2a 'which has risen to the height as the thread. Recognized by the present invention As a reference position of the engagement start position, so as to recognize by adjusting the rotation angle of more required cap 5.
[0018]
Since the capping head 6 is continuously moved in the rotation direction of the rotating body, the ascending motion is started when the screwing is completed and the cam groove 22a reaches the ascending section from the descending end section. When the sensor that does not detect the cam follower 21, the control device 12 discharges the operating air of the chuck 13 and releases the gripping of the capped cap 5 according to the output signal. The capping head 6 that has released the holding of the cap 5 is positioned at the rising end and is shifted to the next capping operation.
In this embodiment, the cap 5 is rotated in the tightening direction after the cap 5 is located at the meshing start position and screwed up to a predetermined tightening torque. However, when the motor 7 starts rotating forward, the meshing starts. It is also possible to recognize the subsequent rotation angle amount by the encoder 11 based on the position, and stop the motor 7 when the cap 5 is rotated by a predetermined rotation angle amount to terminate the screwing.
[0019]
After the peak P3 in FIG. 5, the thread 5a of the fallen cap 5 is pressed against the thread 2a of the container 2 located below, and immediately after the change in the measured output torque sharply decreases. Even if the control device 12 has a high processing capability and can perform high-speed sampling processing to such an extent that a predetermined amount (X) of torque reduction can be recognized during a rapid torque reduction. As shown in FIG. 3, it is not always necessary to regulate the height at which the cap 5 can drop and move by the descent stop position of the capping head 6, and the temporary stop section of the cam groove 22a of the annular cam 22 is omitted. In a state where the capping head 6 is lowered to the lower end and the thread 5a of the cap 5 is pressed against the thread 2a of the container 2 with the necessary pressing force at the time of screwing, the cap 5 is tightened in the direction opposite to the tightening direction. rotation It is also possible to configure so as to measure a change in torque by. According to this, since the increase in the output torque with the peak at P2 in FIG. 5 is not measured, the control device 12 calculates the amount of increase in the torque at the time of sampling before and after, and sets this in advance. It is possible to omit the operation of comparing with the predetermined increment (R) stored in advance. Even in such an embodiment, the lower end portion 5a ′ of the thread 5a of the cap 5 is detected by detecting the decrease of the predetermined amount (X) of the torque, similarly to the above-described embodiment. It can be recognized as being located at the engagement start position with the thread 2a.
[0020]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the effect that the engagement start position between the thread of the cap and the thread of the container can be always accurately detected as a uniform position can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a main part showing one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a positional relationship between an upper end portion 2a ′ of a thread 2a of a container 2 and a lower end 5a ′ of a thread 5a of a cap 5.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a distance between a thread 2a of a container 2 and a thread 5a of a cap 5.
FIG. 4 is a schematic explanatory view showing the height of a cam groove 22a in the cam mechanism 18 of FIG.
5 is a graph showing the relationship between the output torque of the motor 7 and the elapsed time when the cap 5 is rotated in the direction opposite to the tightening direction from the state shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1 Capping device 2 Container
2a Thread 2a 'Upper end of thread
5 Cap 5a Thread
5a 'Lower end of thread 6 Capping head
7 Motor 8 Torque measuring means
11 Encoder 12 Control device
18 Cam mechanism

Claims

A capping head for holding the cap, a motor for rotating the capping head, elevating means for elevating the capping head, measuring means for measuring a change in torque acting on the cap held by the capping head, and A control device for controlling the operation and recognizing the measurement result of the measurement means, wherein the cap held by the capping head is rotated in the tightening direction and screwed to the container,
The capping head is lowered by the elevating means, and the change in the torque acting on the cap is measured by the measuring means while rotating the cap held by the capping head in a direction opposite to the tightening direction. Detecting a decrease in torque by a predetermined amount based on the measurement result by the means, and recognizing the rotational position of the cap at that time as a start position of engagement between the thread of the cap and the thread of the container. apparatus.

The control device sequentially samples the measurement results of the torque by the measuring means, and, when detecting that the increase amount of the torque at the time of the preceding and succeeding samplings is equal to or greater than a predetermined amount, increases the torque increase equal to or less than the predetermined amount. The capping device according to claim 1, wherein the torque value at the time of subsequent sampling is recognized based on the amount.

The capping head is provided with pressing means for absorbing upward movement of the cap and applying downward pressing force,
In a state where the thread of the cap is pressed against the thread of the container by the pressing force of the pressing means, the change in torque acting on the cap is measured by the measuring means while rotating the cap in the direction opposite to the tightening direction. The capping device according to claim 1, wherein:

The height of the capping head when rotating the cap in the direction opposite to the tightening direction is such that the lower end of the thread of the retained cap can be pressed against the upper end of the thread of the container, and the cap is pressed against the upper end. The capping device according to claim 3, wherein the capping device has a height such that the lower thread is not pressed after being rotated in a direction opposite to the tightening direction and disengaged.