JP2007014982A - Nc servo seamer - Google Patents
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Description
本発明は、丸缶以外の角缶や楕円缶、変形缶などに底板や天板を巻き締め加工するNCサーボシーマーに関する。 The present invention relates to an NC servo seamer that winds a bottom plate or a top plate around a square can, an elliptical can, a deformed can or the like other than a round can.
従来から缶胴に底板や天板を結合する装置として、缶胴に底板や天板を被せてリフターとチャックで挟持し、シーミングロールにより缶胴と底板や天板を巻き締め加工するシーマー(巻き締め装置)が知られている。 Conventionally, as a device that joins the bottom plate and top plate to the can body, a seamer that covers the can body with the bottom plate and top plate and sandwiches it with a lifter and a chuck, and winds the can body, bottom plate and top plate with a seaming roll ( A tightening device) is known.
例えば、特許文献1には、チャックと共に回転する缶胴と蓋を第1巻締ロールと第2巻締ロールにより巻き締め加工するものが記載されており、第1巻締ロールと第2巻締ロールは回転するカムにより缶胴方向に徐々に押し込まれるようになっている。また、特許文献2には、回転しない缶胴と蓋の周りを回転する第1のシーミングロールと第2のシーミングロールにより巻き締め加工するものが記載されており、第1のシーミングロールと第2のシーミングロールは固定した巻締めカム面上を移動して缶胴方向に徐々に押し込まれるようになっている。
For example,
さらに、特許文献3には、1つのサーボモータによりリフタとチャックを同一回転数で同期して駆動しつつ、個別のサーボモータによりファーストロールとセカンドロールを移動して、円形の缶胴と缶蓋を押圧し、缶胴と缶蓋を巻き締め加工するものが記載されており、ファーストロールとセカンドロールは制御装置に入力した仮想カムのカム曲線データに基づいて移動されている。
Furthermore,
しかしながら、前記特許文献1,2は、カム機構により第1、第2のシーミングロールを駆動しているため、巻き締め加工時における前記シーミングロールの缶胴方向への移動は固定化してしまい、製品の形状の違いや材質の変化に対応させながら、前記移動の動きを微調整することは高度の技術が要求されていた。さらに、前記シーミングロールは、巻き締め加工において徐々に缶胴方向へ押し込まれていくのでシーミングロールが傾いて途中で巻き込まれない不具合が生じる場合があり、全周にわたって均一の巻き締め加工が行われなくなったり、シワが生じる恐れがあった。このため、密封性を有する缶の巻き締め加工ができなくなる不具合が生じることとなる。
However, in
特に、巻き締め加工する缶形状が角缶や楕円缶、変形缶の場合には、缶の中心から缶の縁部位置によって距離が異なる構造上、第1のシーミングロールや第2のシーミングロールのそれぞれの最終巻き締めを均一に調整しても、巻き締め加工の途中では加工条件を出すことが非常に困難であった。 In particular, when the shape of the can to be tightened is a rectangular can, an elliptical can, or a deformed can, the first seaming roll or the second seaming roll has a structure in which the distance varies from the center of the can depending on the edge position of the can. Even if the final winding of each roll is adjusted uniformly, it is very difficult to obtain the processing conditions during the winding process.
前記特許文献3は、丸缶の巻き締め加工を、第1シーミングロールおよび第2シーミングロールであるファーストロールおよびセカンドロールの移動をサーボモータにより行っているが、その移動は仮想カムのカム曲線に基づいて行っている。しかし、この発明は丸缶を対象としているため、直線部と円部を有する角缶や変形缶等の巻き締め加工を行うにはさらなる技術を要するという問題があった。
In
よって、本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、角缶や楕円缶、変形缶にあって底板や天板を全周にわたって均一で理想的に巻き締め加工を行うことができるNCサーボシーマーを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and in a square can, an elliptic can, and a deformed can, the bottom plate and the top plate can be uniformly and ideally wound around the entire circumference. An object is to provide an NC servo seamer.
前記目的を達成するために、本発明のNCサーボシーマーは、四角形等からなる角缶胴や楕円形からなる楕円缶胴の開口部に底板や天板を巻き締め加工するNCサーボシーマーにおいて、前記底板または天板を被せた前記缶胴を載置する回転自在なリフターテーブルと、前記リフターテーブルを上下方向に移動するリフター機構と、前記リフターテーブルの上方に配置し前記底板または天板を介して前記缶胴をリフターテーブルとの間で支持するチャックと、前記缶胴の軸心を中心とする回転角に対応させ回転速度を可変して前記チャックを回転するチャック回転用サーボモーターと、前記缶胴に前記底板または天板を巻き締める第1シーミングロールおよび第2シーミングロールと、前記第1シーミングロールおよび第2シーミングロールを前記缶胴の軸心を中心とする回転角に対応させ前記缶胴の軸心方向に移動する第1シーミングロール用電動アクチュエーターおよび第2シーミングロール用電動アクチュエーターと、前記チャック回転用サーボモーターおよび前記第1、第2シーミングロール用電動アクチュエーターの駆動制御部とからなることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an NC servo seamer according to the present invention is an NC servo seamer in which a bottom plate or a top plate is wound around an opening of a rectangular can body made of a square or the like or an elliptic can body made of an ellipse. A rotatable lifter table for placing the can body covered with a bottom plate or a top plate, a lifter mechanism for moving the lifter table in the vertical direction, and disposed above the lifter table via the bottom plate or the top plate A chuck that supports the can body between a lifter table, a chuck rotating servomotor that rotates the chuck at a rotation speed corresponding to a rotation angle about an axis of the can body, and the can A first seaming roll and a second seaming roll for winding the bottom plate or the top plate around a body, and the first seaming roll and the second seaming roll A first seaming roll electric actuator and a second seaming roll electric actuator that move in the axial direction of the can body in accordance with a rotation angle about the axis of the can body, and the chuck rotation servomotor And a drive control unit of the first and second seaming roll electric actuators.
また、前記チャックはその回転速度が支持した前記缶胴の軸心から近い縁部位置で大きく、遠い縁部位置で小さいことを特徴とする。 Further, the chuck is characterized in that the rotation speed is large at an edge position close to the axis of the can body supported and small at an edge position far from the axis.
さらに、前記チャックはノックアウトシリンダーを備えていることを特徴とする。 Further, the chuck includes a knockout cylinder.
請求項1の発明によれば、第1シーミングロールおよび第2シーミングロールの移動とチャックの回転とをそれぞれのサーボモーターで行うとともに、リフターテーブルの回転をチャックの回転に従属させることにより、角缶や楕円缶等の中心距離から異なる縁部であっても一定の周速度でチャックの回転を効率的な回転速度に制御できるとともに、第1シーミングロールおよび第2シーミングロールの移動を巻き締めている縁部に対応させて行うことができる。また、第1シーミングロールおよび第2シーミングロールの移動は巻き締め加工の途中でも均一で、理想的な巻き締めが可能な第1シーミングロールおよび第2シーミングロールの軌跡を自由に駆動制御部に入力するプログラムの変更で簡単に行うことができる。すなわち、製缶加工の中で、最も技術の必要とされている巻き締め加工が、角缶や楕円缶、変形缶などであっても、巻き締め加工を行う缶(底板や天板)形状に対応するチャックの交換と、前記プログラムの変更により簡単に行うことができる。 According to the first aspect of the present invention, the movement of the first seaming roll and the second seaming roll and the rotation of the chuck are performed by the respective servo motors, and the rotation of the lifter table is subordinate to the rotation of the chuck. The rotation of the chuck can be controlled to an efficient rotation speed at a constant peripheral speed even at an edge that is different from the center distance of a square can or an elliptic can, and the movement of the first seaming roll and the second seaming roll can be controlled. This can be done in correspondence with the edge being wound. Further, the movement of the first seaming roll and the second seaming roll is uniform even during the tightening process, and the trajectory of the first seaming roll and the second seaming roll capable of ideal winding is freely driven. This can be easily done by changing the program input to the control unit. In other words, even in the can manufacturing process, even if the winding process that requires the most technology is a square can, an elliptical can, a deformed can, etc., it is shaped into a can (bottom plate or top plate) that performs the tightening process. It can be easily performed by changing the corresponding chuck and changing the program.
請求項2の発明によれば、角缶や楕円缶等の中心距離から異なる縁部であっても一定の周速度となるようなチャックの回転速度にでき、巻き締め不良のない良好な巻き締め加工を行うことができる。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、巻き締め加工が終了した缶を搬出する際、チャックによる缶の支持を確実の解除し、リフターテーブル上に載置した状態で搬出位置まで移動することができる。
According to invention of
以下、本発明の実施例を図面とともに説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1〜図3は本発明の実施例1のNCサーボシーマーを示し、図1は正面図、図2は右側面図、図3は平面図であり、図4および図5はNCサーボシーマーに備えた第1シーミングロールおよび第2シーミングロールを示す拡大断面図、図6はリフターテーブルとチャックによる挟持状態を示す拡大断面図である。 1 to 3 show an NC servo seamer according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a front view, FIG. 2 is a right side view, FIG. 3 is a plan view, and FIGS. FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing a sandwiched state between the lifter table and the chuck.
図1〜図3において、床等にボルトで固定される基台1の上面には、リフター機構を構成する駆動軸を上方に向けたリフター用エアーシリンダー2が固着されるとともに、フレーム3が前記リフター用エアーシリンダー2の後方に立設されている。
1 to 3, a
前記リフター用エアーシリンダー2の駆動軸の先端には、位置決め用のガイド(図示省略)を設けたリフターテーブル4が設けられている。リフターテーブル4は、前記駆動軸を中心に回転自在となっており、このリフターテーブル4の上に底板または天板(以下、底板(天板)という)5を被せた缶胴6を前記ガイドにより位置決めして載置し得るようになっている。すなわち、缶胴6の開口部は、図6に示すように、フランジ部6aが形成され、このフランジ部6a上に外周カール部5aを形成した底板(天板)5が載置されるようになっている。
A lifter table 4 provided with a positioning guide (not shown) is provided at the tip of the drive shaft of the
前記基台1とリフターテーブル4の間には、2本の脚部7aを基台1に固着した電磁ブレーキ取付部材7が配設されており、この電磁ブレーキ取付部材7にはリターンテーブル4の回転を規制する電磁ブレーキ8が設けられている。
Between the
前記フレーム3は上部が分岐され、この分岐部分に回転状態を検出するロータリーエンコーダー9を設けたチャック回転用サーボモーター10が取付部材11を介して取り付けられおり、このチャック回転用サーボモーター10の回転軸には駆動プーリー12が固設されている。
The upper part of the
フレーム3の分岐部分前面には、チャック保持部材13が前記リターンテーブル4の上方に配設されている。このチャック保持部材13は、少なくとも前記リターンテーブル4よりも前方に延設されており、チャック14はチャック保持部材13に回転可能に保持されているチャック回転軸15の先端に設けられている。チャック14は、図6に示すように、底板(天板)5の内周面5bに内嵌する形状に形成されるとともに、前記チャック回転軸15には前記駆動プーリー12とタイミングベルト19により連結された従動プーリー20が固設されている。また、チャック14およびチャック回転軸15の中心には貫通孔16が設けられており、この貫通孔16にはチャック保持部材13に取り付けたノックアウトシリンダー17の駆動軸17aが挿通されている。このノックアウトシリンダー17の駆動軸17aの先端にはノックアウトパット18が取り付けられ、巻き締めの終了した缶の底板(天板)5を下方に押圧してチャック14との嵌合状態を強制的に解除し得るようになっている。
A
前記チャック保持部材13の底部には、第1シーミングロール用保持部材21と第2シーミングロール用保持部材22が固設されており、第1シーミングロール用保持部材21と第2シーミングロール用保持部材22は、前記チャック14の回転中心を挟んで対称位置に設けられている。第1シーミングロール用保持部材21および第2シーミングロール用保持部材22には、それぞれ第1シーミングロール用電動アクチュエーター23および第2シーミングロール用電動アクチュエーター24が配設されている。
A first seaming
第1シーミングロール用電動アクチュエーター23は、ボールネジ25を回転軸とする第1シーミングロール用サーボモーター26が設けられるとともに、ボールネジ25にボールネジナット27が螺合され、第1シーミングロール用サーボモーター26の駆動によりボールネジナット27がチャック14の回転軸に対して接近離反する方向に移動するようになっている。ボールネジナット27には、連結部材28を介して第1シーミングロール用移動部材29が連結されており、この第1シーミングロール用移動部材29の先部に第1シーミングロール30が回転自在に保持されている。
The first seaming roll
第1シーミングロール30は、図4に示すように、ロール部材30aの外周面に環状溝部30bが形成されるとともに、この環状溝部30bの下方に突出したつば部30cが形成されており、図8に示す1次巻き締めを行い得るようになっている。
As shown in FIG. 4, the
前記第2シーミングロール用電動アクチュエーター24は、第1シーミングロール用電動アクチュエーター23と同様に構成されており、ボールネジ31、第2シーミングロール用サーボモーター32、ボールネジナット33、連結部材34、第2シーミングロール用移動部材35、第2シーミングロール36が備えられている。この第2シーミングロール36は、第1シーミングロール30と同様にロール部材36aの外周面に環状溝部36bが形成されるとともに、環状溝部36bの下方に第1シーミングロール30のつば部30cより突出を少なくしたつば部36cが形成されており、図9に示すように、2次巻き締めを行って底板(天板)5と缶胴6との巻き締めを終了し得るようになっている。
The second seaming roll
次に、前記構成からなるNCサーボシーマーの動作を説明する。
図1,2に示すように、長方立方体形状の缶胴5に底板(天板)5を被せ、位置決め用のガイド(図示省略)を設けたリフターテーブル4の上に位置決め載置する。その後、起動スイッチをオンし、リフター用エアーシリンダー2を駆動してリフターテーブル4をチャック14に向けて押し上げる。この時、電磁ブレーキ8が働いているので、回転自在なリフターテーブル4は回転を停止した状態のままであり、載置した際に位置決めした缶胴6等の位置に変化は生じない。
Next, the operation of the NC servo seamer having the above configuration will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, a rectangular plate-shaped
前記リフターテーブル4の上昇を継続すると、図6に示すように、缶胴6に被せた底板(天板)5の内周面5bにチャック14が嵌り込み、リフターテーブル4とチャック14の間に底板(天板)5を被せた缶胴6が挟持される。そして、所定の押圧力で挟持されるとリフター用エアーシリンダー2がオフされるとともに、電磁ブレーキ8が解除され、チャック回転用サーボモーター10が回転を開始する。チャック回転用サーボモーター10の回転は、駆動プーリー12、タイミングベルト19および従動プーリー20を介してチャック回転軸15に伝達されてチャック4は回転し、底板(天板)5を被せた缶胴6がリフターテーブル4と共に回転する。
If the lift of the lifter table 4 is continued, as shown in FIG. 6, the
また、チャック回転用サーボモーター10が回転を始めると、チャック回転用サーボモーター10に設けたロータリーエンコーダー9と、駆動制御盤内のシーケンサーとモーションコントローラーにより、プログラムされた製品に合ったチャック回転用サーボモーター10と第1シーミング用アクチュエーター23の動きが連動して行われる。このとき、缶胴6は、チャック回転用サーボモーター10の回転速度が一定であると、底板(天板)5および缶胴6における長辺部と短辺部およびその角部の周速度は異なるため、図10(A)に示す長方体の各部a〜hに対応させて、図10(B)に示す回転速度曲線Aをプログラムし、チャック回転用サーボモーター10と第1シーミングロール用サーボモーター26の回転を制御する。
When the chuck rotating
これにより、図7に示すように、缶胴6のフランジ部6a上に載せられた底板(天板)5の外周カール部5aは、フランジ部6aと共に第1ミーシングロール30の環状溝部6bとつば部6cにより押圧されて巻き締められる1次巻き締めが行われ、図8に示すような状態の1次巻き締めが終了する。なお、図7、図8および図9において、40で示すのは巻き締め部の密封性を保つためのパッキンである。
Accordingly, as shown in FIG. 7, the outer
1次巻き締めが終了すると、自動的に第2シーミングロール用サーボモーター32が駆動を開始し、第2シーミングロール36がその環状溝部36bとつば部36cにより1次巻き締め部位を押圧し、一次巻き締めと同様に2次巻き締めを行い、図9に示すように、2次巻き締めを完成させる。
When the primary winding is finished, the second
2次巻き締めが終了すると、チャック回転用サーボモーター10が定位置で停止するとともに、第1シーミングロール30がおよび第2シーミングロール36は第1シーミングロール用サーボモーター26および第2シーミングロール用サーボモーター32により元の位置に戻され、電磁ブレーキ8が働いてリフターテーブル4が回転しないようにロック状態にする。
When the secondary winding is completed, the chuck rotating
次に、ノックアウトシリンダー17とリフター用エアーシリンダー2が同時に作動し、ノックアウトシリンダー17の駆動軸17aに取り付けたノックアウトパット18により底板(天板)5は下方に押されてチャック14から分離され、底板(天板)5を巻き締めた缶胴6はリフターテーブル4に載置された状態でリフターテーブル4は元の位置まで下げられ、巻き締め作業は終了する。
Next, the
前記NCサーボシーマーは、第1シーミングロール30と第2シーミングロール36と2種類のシーミングロールを供えた構成であるが、3種類以上のシーミングロールを備えてそれぞれのシーミングロールを各々のシーミングロール用電動アクチュエーターで駆動する構成とすることができる。例えば、第1シーミングロール、第2シーミングロールおよび第3シーミングロールからなる3種類のシーミングロールを備えて構成し、前記第1、第2シーミングロール用電動アクチュエーター23,24と同様に構成した第3シーミングロール用電動アクチュエーターにより第3シーミングロールを駆動する。
The NC servo seamer is configured to include a
1 基台
2 リフター用エアーシリンダー
3 フレーム
4 リフターテーブル
5 底板(天板)
6 缶胴
7 電磁ブレーキ取付部材
8 電磁ブレーキ
9 ロータリーエンコーダー
10 チャック回転用サーボモーター
11 取付部材
12 駆動プーリー
13 チャック保持部材
14 チャック
15 チャック回転軸
16 貫通孔
17 ノックアウトシリンダー
18 ノックアウトパット
19 タイミングベルト
20 従動プーリー
21 第1シーミングロール用保持部材
22 第2シーミングロール用保持部材
23 第1シーミングロール用電動アクチュエーター
24 第2シーミングロール用電動アクチュエーター
25,31 ボールネジ
26 第1シーミングロール用サーボモーター
27,33 ボールネジナット
28,34 連結部材
29 第1シーミングロール用移動部材
30 第1シーミングロール
32 第2シーミングロール用サーボモーター
35 第2シーミングロール用移動部材
36 第2シーミングロール
40 パッキン
1 base 2 air cylinder for
6 Can
Claims (3)
前記底板または天板を被せた前記缶胴を載置する回転自在なリフターテーブルと、前記リフターテーブルを上下方向に移動するリフター機構と、前記リフターテーブルの上方に配置し前記底板または天板を介して前記缶胴をリフターテーブルとの間で支持するチャックと、前記缶胴の軸心を中心とする回転角に対応させ回転速度を可変して前記チャックを回転するチャック回転用サーボモーターと、前記缶胴と前記底板または天板とを巻き締める第1シーミングロールおよび第2シーミングロールと、前記第1シーミングロールおよび第2シーミングロールを前記缶胴の軸心を中心とする回転角に対応させ前記缶胴の軸心方向に移動する第1シーミングロール用電動アクチュエーターおよび第2シーミングロール用電動アクチュエーターと、前記チャック回転用サーボモーターおよび前記第1、第2シーミングロール用電動アクチュエーターの駆動制御盤とからなることを特徴とするNCサーボシーマー。 In the NC servo seamer that winds the bottom plate and the top plate around the opening of a rectangular can body made of a square or the like or an elliptic can body made of an ellipse,
A rotatable lifter table for placing the can body covered with the bottom plate or the top plate, a lifter mechanism for moving the lifter table in the vertical direction, and disposed above the lifter table via the bottom plate or the top plate. A chuck for supporting the can body between a lifter table, a chuck rotating servomotor for rotating the chuck at a rotational speed corresponding to a rotation angle about the axis of the can body, A first seaming roll and a second seaming roll that wind up the can body and the bottom plate or the top plate, and a rotation angle of the first seam roll and the second seaming roll about the axis of the can body A first seaming roll electric actuator and a second seaming roll electric actuator that move in the axial direction of the can body Serial chuck rotating servo motor and the first 1, NC servo seamer, characterized in that it consists of a drive control board of the second electric actuator for seaming rolls.
The NC servo seamer according to claim 1, wherein the chuck includes a knockout cylinder.
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