JP2008246489A

JP2008246489A - ボトル缶製造装置及びボトル缶製造方法

Info

Publication number: JP2008246489A
Application number: JP2007087323A
Authority: JP
Inventors: Shoji Matsuo; 昭二松尾; Kenji Fujimoto; 憲司藤本
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2007-03-29
Filing date: 2007-03-29
Publication date: 2008-10-16

Abstract

【課題】ワークの成形不良が生じた場合であっても、生産効率の著しい低下を防ぐことができるボトル缶製造装置及びボトル缶製造方法を提供する。
【解決手段】ボトル缶製造装置１において、ツール支持台２０に少なくとも一つの加工ツール３を支持してリニアモータによって回転軸線方向に往復移動されるリニアユニット３０が周方向に複数並べられ、これらリニアユニット３０には成形不良を検出する異常検知手段が備えられ、異常検知された際は、制御部によって、全てのリニアユニット３０は離間状態に停止され、同時にターンテーブル１３の回転も停止される。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば飲料用の金属製ボトル缶（以下、単にボトル缶という）を製造するためのボトル缶製造装置及びボトル缶製造方法に関する。

飲料用アルミニウム缶等のボトル缶の形状においては、肩部が滑らかなテーパー状に形成され、かつ口部を胴部より細く絞り、絞った口部の外周にネジ加工が施され、内容物が充填された後、アルミニウム等の材質のキャップで口部が密封される構成のものがある。このようなボトル缶を製造する装置としては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。これは有底筒状のワークを保持する複数のチャックユニットを環状に支持し回転軸線を中心に間欠回転可能な円盤状のターンテーブルと、ワーク加工用の複数の加工ツールを支持し前記ターンテーブルと回転軸線方向に対向配置される円盤状のダイテーブルとを備え、ダイテーブルがクランク機構を用いた駆動装置によりターンテーブルと近接離反され、チャックユニットを介してターンテーブル上に支持されたワークへの加工を行うよう構成されるものである。

複数の加工ツールはワークへの加工順に配列され、ワークはターンテーブルとダイテーブルと（以下「各テーブル」と省略する）が近接離反する一ストローク毎に次の加工ツールによる加工位置まで間欠回転移動される。そして各テーブルの近接離反とワークの間欠回転移動とを繰り返すことでワークへの加工が順次行われ、一連の加工が終了した時点で所定の形状を有するボトル缶が完成するようになっている。
特開２００３−２５１４２４号公報

ところで、従来のボトル缶製造装置及びボトル缶製造方法においては、いずれかのワークが成形不良に陥ると、その際にダイテーブルのストロークに異常が生じるため、ターンテーブル上に支持されている全てのワークの加工条件が変動する。即ち、一のワークが成形不良に陥る際には同時に他の全てのワークも成形不良に陥ってしまう。従って、このまま稼動を続ければ、その後にチャックユニットに供給されてくるワークにまで成形不良が連鎖的に及んでしまう。また、ダイテーブルを稼動させ続けて成形不良品にさらに加工を施すと、加工ツールが損傷するおそれもある。

従って、ワークの成形不良が生じた場合には、装置の稼動自体を停止して全てのワークを直接取り除くか、または、ターンテーブルに新たなワークを供給することを停止して、全てのワークが搬出されるまでダイテーブルの動作を停止する必要があった。よって、成形不良のワークが生じる度に、その際に加工が施されている全てのワークを破棄する必要があるとともに、加工の滞留が長時間に渡って生じてしまい、生産効率が著しく低下してしまうという問題があった。

この発明は、このような課題を解決せんと発明したものであり、その目的は、ボトル缶の製造工程において、ワークの成形不良が生じた場合であっても、生産効率の著しい低下を防ぐことができるボトル缶製造装置及びボトル缶製造方法の提供にある。

前記課題を解決するため、この発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係るボトル缶製造装置は、有底筒状のワークを環状に支持し回転軸線を中心に間欠回転可能なターンテーブルを備えるワーク支持台と、ワーク加工用の複数の加工ツールを支持し、前記ワーク支持台と前記回転軸線方向に対向配置されるツール支持台とを備え、前記ターンテーブルを間欠回転させながら前記加工ツールを前記ターンテーブルに近接離反させてワークの加工を行うボトル缶製造装置において、前記ツール支持台には、少なくとも一つの前記加工ツールを支持してリニアモータによって前記回転軸線方向に往復移動させるリニアユニットが周方向に複数並べられ、これら前記リニアユニットには成形不良を検出する異常検知手段が備えられ、該異常検知手段に異常検知された際に、各リニアユニットを離間状態に停止し、かつターンテーブルの回転を停止する制御部が接続されていることを特徴としている。

加工ツールが複数のリニアユニットに分散して備えられているため、一つのワークに成形不良が生じた場合、同時に成形不良となるのは該ワークと同じリニアユニットに備えられた加工ツールにより加工が施されたワークのみであり、従来のようにターンテーブルに支持された全てのワークにまで成形不良が及ぶことはない。また、異常検知手段によって成形不良と判断された場合は、制御部によって、各リニアユニットはワークから離間状態で停止され、ターンテーブルの動作も停止される。従って、この間に異常検知されたリニアユニットに対応するワークのみを直接的に取り除くだけで、速やかに装置の稼動を再開することができる。

また、本発明に係るボトル缶製造装置は、有底筒状のワークを環状に支持し回転軸線を中心に間欠回転可能なターンテーブルを備えるワーク支持台と、ワーク加工用の複数の加工ツールを支持し、前記ワーク支持台と前記回転軸線方向に対向配置されるツール支持台とを備え、前記ターンテーブルを間欠回転させながら前記加工ツールを前記ターンテーブルに近接離反させてワークの加工を行うボトル缶製造装置において、前記ツール支持台には、一の前記加工ツールを支持してリニアモータによって前記回転軸線方向に往復移動される前記加工ツールと同数のリニアユニットが周方向に複数並べられ、これらリニアユニットには成形不良を検知する異常検知手段が備えられ、これら異常検知手段に異常検知されたリニアユニットにより加工されたワークが通過する時のみ、下流側のリニアユニットを離間状態に停止させる制御部が接続されていることを特徴としている。

それぞれの加工ツール毎にリニアモータが備えられリニアユニットが構成されているため、各加工ツールは他の加工ツールから独立して駆動することができる。従って、いずれかのワークに成形不良が生じた場合であっても、他の加工ツールの加工条件に変動を与えることはないため、その際にターンテーブル上に支持されている他のワークまで成形不良に陥ることはない。また、異常検知手段によって、いずれかのリニアユニットで異常検知された際は、制御部によって、そのリニアユニットより下流のリニアユニットは、該リニアユニットにより加工されたワークが通過する時のみ順番にワークから離間した状態で停止される。よって、一度、成形不良と判断されたワークは、その後加工が施されることはなくターンテーブルから搬出される。また、リニアユニットが離間して停止するのは、成形不良と判断されたワークが通過する際のみなので、他のワークへの加工が滞ることはない。

また、前記異常検知手段は、リニアモータの負荷電流値を検出し、該負荷電流値が予め定めた規定の閾値の範囲内にあるか否かを判定し、前記閾値の範囲外の値が得られた際に異常と判断し成形不良を検知することを特徴とするものであってもよい。

異常検知手段はそれぞれのリニアユニットのリニアモータの負荷電流値の検出が可能となっている。リニアユニットがリニアモータによってワークに向かって前進移動し、加工ツールがワークに加工を施す際の負荷電流値は、ワークが不良成形されているときの方が通常時に比べて余分なエネルギーが必要となるため大きな値を示す。従って、通常の加工時のリニアモータの負荷電流値から所定の閾値を決定しておき、検出した負荷電流値が該閾値から外れた場合には異常と判断することにより、複数存在するリニアユニット毎にワークの成形不良を検知することができる。

また、本発明に係るボトル缶製造方法は、有底筒状のワークを環状に支持し回転軸線を中心に間欠回転可能なターンテーブルを備えるワーク支持台と、ワーク加工用の複数の加工ツールを支持し、前記ワーク支持台と前記回転軸線方向に対向配置されるツール支持台とを備え、前記ターンテーブルを間欠回転させながら前記加工ツールを前記ターンテーブルに近接離反させてワークの加工を行うボトル缶製造方法において、前記ツール支持台には、少なくとも一つの前記加工ツールを支持してリニアモータによって前記回転軸線方向に往復移動させるリニアユニットが周方向に複数並べられ、前記ワークの成形不良を検知した際に、各リニアユニットを離間状態に停止し、かつターンテーブルの回転を停止することを特徴としている。

さらに、本発明に係るボトル缶製造方法は、有底筒状のワークを環状に支持し回転軸線を中心に間欠回転可能なターンテーブルを備えるワーク支持台と、ワーク加工用の複数の加工ツールを支持し、前記ワーク支持台と前記回転軸線方向に対向配置されるツール支持台とを備え、前記ターンテーブルを間欠回転させながら前記加工ツールを前記ターンテーブルに近接離反させてワークの加工を行うボトル缶製造方法において、前記ツール支持台には、一の前記加工ツールを支持してリニアモータによって前記回転軸線方向に往復移動される前記加工ツールと同数のリニアユニットが周方向に複数並べられ、前記ワークの成形不良を検知した際に、成形不良のワークが通過する時のみ、下流側のリニアユニットを離間状態に停止することを特徴としている。

前記ボトル缶の製造方法においては、リニアモータの負荷電流値を検出し、該負荷電流値が予め定めた規定の閾値の範囲内にあるか否かを判定し、前記閾値の範囲外の値が得られた際に異常と判断して成形不良を検知することを特徴としている。

本発明のボトル缶製造装置及びボトル缶製造方法によれば、ボトル缶の製造工程において、ワークの成形不良が生じた際であっても他の全てのワークにまで被害を拡大することがなくなるとともに、速やかに加工を再開することができ、生産効率を著しく低下させることを回避することができる。また加工ツール毎にリニアモータが備えられ独立して駆動する場合は、不良成形と判断されたワークにのみ加工が施されなくなり、他の正常なワークに対しては加工が施される。従って、成形不良が生じても生産効率を損なうことなくボトル缶の製造を行うことができる。

本発明のボトル缶製造装置及びボトル缶製造方法の第一の実施形態について、図１から図６を用いて詳細に説明する。図１はこの発明の実施の形態のボトル缶製造装置の概略構成を示す側面図である。ボトル缶製造装置１は、支持フレーム１１と、その支持フレーム１１の一側に略水平な回転軸線を中心としてワークＷを円周方向に回転させるためのワーク支持台１０と、このワーク支持台１０と所定間隔をもって対向配置されるとともにワークＷへの軸線方向での近接離反動作を行うツール支持台２０とを有している。

図２に示すように、ワーク支持台１０は、支持フレーム１１に回転可能に設けられた回転軸部１２と、この回転軸部１２に軸線回りに回転可能に支持されたターンテーブル１３とを備えている。ターンテーブル１３は、有底円筒状のワークＷの底部側を保持可能なチャックユニット２を加工動作毎に円周方向に移動させるように構成されている。すなわち、ターンテーブル１３のツール支持台２０側の外周部には、チャックユニット２が所定のピッチで環状に多数配列されている。これら各チャックユニット２に保持されたワークＷは、その軸線がターンテーブル１３の回転軸線と平行となるように配置される。ターンテーブル１３は、チャックユニット２及びこれに保持されたワークＷと共に、例えばダイレクトドライブモータ等の図示しない回転駆動装置により図２における反時計回り（回転方向Ｆ）に間欠的に所定の角度ずつ回転可能とされている。

また、ワーク支持台１０には、ターンテーブル１３にワークＷを供給するワーク供給手段１４と、成型されたワークＷを搬出するためのワーク搬出手段１５とが設けられている。なお、図１ではワーク供給手段１４のみが示され、図２ではワーク供給手段１４及びワーク搬出手段１５は省略されている。

ワーク供給手段１４は、ターンテーブル１３の間欠回転と同期するようにして回転可能に支持されるとともに、ワークＷとほぼ同径の略半円孔状をなす複数のワーク収納部１４ａが形成されている。そして、図示しない供給経路から搬送されてきたワークＷをワーク収納部１４ａで受けて、ワーク供給手段１４の回転とともにターンテーブル１３上のチャックユニット２に受け渡すように構成されている。

ワーク搬出手段１５は、上述したワーク供給手段１４と同様の構成をなし、ターンテーブル１３の間欠回転と同期するようにして回転可能に支持されるとともに、ワークＷとほぼ同径の略半円孔状をなす複数のワーク収納部１５ａを形成させている。そして、ターンテーブル１３のチャックユニット２に保持されているワークＷをワーク収納部１５ａで受けることでチャックユニット２から除去し次の工程に移送するように構成されている。

図３に示すように、ツール支持台２０は、ワークＷを加工するための複数の加工ツール３を支持するとともに、加工ツール３が配置される円周方向に複数に分割されてなるリニアユニット３０（３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ）を備えている。図３に示すように、リニアユニット３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃのそれぞれは、ターンテーブル１３側の外周部においてターンテーブル１３に設けられているチャックユニット２に対応した位置に多数（本第一の実施形態では１ユニットにつき３箇所）の加工ツール３を配置させる構成となっている。

そして、これらリニアユニット３０は、リニアモータ４７を備えたリニア駆動機構４０を介して外側支持フレーム２１（外周枠体、支持部材）に連結支持され、ターンテーブル１３に保持されたワークＷの軸線方向に往復移動可能な状態となっている。すなわちリニアユニット３０は、ワークＷに対して近接離反させてワークＷへの加工が行えるように構成されている。

次に、それぞれのリニアユニット３０に備えられ、該リニアユニット３０を往復運動させるリニア駆動機構４０について説明する。リニア駆動機構４０は、周知技術のリニアモータ４７が採用されている。図１、図３に示すように、リニア駆動機構４０は、ベースプレート４１と、ベースプレート４１に固定されるとともにワークＷの軸線方向に沿って配置されたガイド部４２と、ベースプレート４１に固定された電磁コイル４３と、加工ツール３を支持するスライダ４６に固定されガイド部４２に沿って摺動可能な一対の摺動レール４４と、電磁コイル４３と対向するようにスライダ４６に固定されるとともに電磁コイル４３との間でガイド部４２に推力を発生する磁石板４５とから概略構成されている。なお、電磁コイル４３と磁石板４５とでリニアモータ４７が構成される。

ベースプレート４１は、平面視矩形状をなし、その長手方向をターンテーブル１３の軸線方向に向けて配置され、ガイド部４２及び電磁コイル４３が固定された面と逆側の面が外側支持フレーム２１に固定されている。ガイド部４２は、ベースプレート４１の一端面において、中心軸線を挟んだ両側にワークＷの軸線方向に沿って設けられている。具体的にガイド部４２は、所定の長さ寸法をもったブロック体をなし、摺動レール４４を摺動可能に係合させる断面視凹状の係合溝が形成され、同軸上に適宜な間隔をもって二つが配置されている。

電磁コイル４３は、平板形状をなし、軸線方向に配置される二つのガイド部４２の間に所定の長さ寸法（ベースプレート４１の長手方向の長さ）をもって配置され、ベースプレート４１に固定されている。

スライダ４６に固定される一対の摺動レール４４は、スライダ４６の長手方向にわたって延設され、前記ガイド部４２の係合溝に係合されている。そして、磁石板４５は、平板状の磁石であって、一対の摺動レール４４同士の間に所定の長さ寸法（基台３１の長手方向の長さ）をもって配置され、スライダ４６に固定されている。つまり、摺動レール４４がガイド部４２に係合している状態で、電磁コイル４３と磁石板４５とは、所定間隔をもって対向した状態で配置された構造になっている。

このように構成されるリニアユニット３０は、リニアモータ４７の電磁コイル４３に電流を流すと、電磁コイル４３と磁石板４５との間に磁場が発生し、その磁場の変化によって電磁コイル４３と磁石板４５とが摺動レール４４の軸線方向に直線的に相対移動する。また、該リニアモータ４７の制御手段として、図４に示すようなリニアモータコントローラ５０、異常検知手段５１、制御部５２が設けられている。

リニアモータコントローラ５０（５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ）は、各リニアユニット３０（５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ）にそれぞれ設けられ、リニアモータ４７の電磁コイル４３に流す電流を制御する役割を有し、後述する制御部５２から通常運転指令を受けた際にリニアユニット３０が往復運動するようにリニアユニット３０の変位に応じた適切な電流を電磁コイル４３に与える。一方、制御部５２から異常処理指令を受けた際には各リニアユニット３０（３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ）をチャックユニット２から離間させ停止させるように制御する構成となっている。

異常検知手段５１は、前記リニアモータコントローラ５０毎に設けられ、制御部５２からの電流監視指示を受けた際に、前記リニアモータコントローラ５０を介してリニアモータ４７の負荷電流値を検出するとともに前記負荷電流値が予め定めた規定の閾値Ｐの範囲内にあるか否かを判定し、閾値Ｐの範囲外の値が得られた際に異常と判断し警報信号を発するよう構成されている。

制御部５２は、異常検知手段５１からの警報を受けていない通常時は、リニアモータコントローラ５０（５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ）に対して通常運転指令を発するとともに、異常検知手段５１対して一定のタイミングで電流監視指示を発する。一方、いずれかのリニアユニット３０に対応する異常検知手段５１から警報信号を受けた場合には、各リニアユニット３０（３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ）のリニアモータコントローラ５０（５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ）とターンテーブル１３に対して異常処理指令を発する。なお、ターンテーブル１３は該異常処理指令を受けるとその動作が停止するように構成されている。

次に本ボトル缶製造装置１を用いてワークＷを成型する製造方法を説明する。本ボトル缶製造装置１では、各リニアユニット３０をターンテーブル１３に近づく方向に前進させ、それぞれの加工ツール３によって各工程に応じた加工を各ワークＷに施し、各リニアユニット３０が進退方向に１往復する毎にターンテーブル１３が所定角度ずつ回転してワークＷが１ピッチ回転する動作が順次繰り返される。さらに具体的には、リニアユニット３０が１回加工動作を行うたびにターンテーブル１３を図２に示す回転方向Ｆに１ワーク分のピッチ角度だけ間欠回転させると、チャックユニット２（ワークＷ）が順次ずれて行き、次の加工動作に備えて静止する。そして、加工後、各リニアユニット３０がリニア駆動機構４０により後退移動し、ターンテーブル１３に保持されているワークＷとの干渉がなくなる程度に離れるとターンテーブル１３は再び１ワークＷ分のピッチ角度だけ回転して静止し、再び加工動作を行うという工程を繰り返すことでこれらの間に配置されたワークＷへの加工が順次行われて成型が進み、一連の加工が終了した時点で所定の形状を有するボトル缶が完成し、そのボトル缶がワーク搬出手段１５によってチャックユニット２から除去され次の工程に搬送される。

そして、このような加工動作を行う複数のリニアユニット３０は、それぞれがリニア駆動機構４０を介して外側支持フレーム２１に連結されていて単独で駆動できる構成であることから、例えばリニアユニット３０毎に往復移動速度を変えたり、ワークＷに対して近接離反のタイミングをずらしたり、ストロークを変えてワークＷと加工ツール３との間隔を変えたりすることがき、加工条件に柔軟に対応することが可能となる。

図５及び図６はリニアユニット３０がワークＷから最も離間した位置からチャックユニットに保持されたワークＷに近接して再び離間するまでの一ストロークにおける変位量及びリニアモータ４７の負荷電流と時間の関係を示したグラフであり、図５は正常時、図６はワークＷの成形不良時のものである。変位量はリニアユニット３０がワークＷから最離間した位置を０として、ワークＷに近づく方向を負として示している。また、負荷電流値はワークＷにリニアモータが近接する方向に加速度が生じるときは負の値を示し、ワークＷから離間する方向に加速度が生じるときは正の値を示す。

リニアユニット３０がワークＷに向けて前進移動し加工ツール３がワークＷに加工を施す際の負荷電流値の絶対値は、図５と図６を比較すると、ワークＷが不良成形されているときの方が通常時に比べて余分なエネルギーが必要となるため負荷電流値の絶対値は大きくなる。従って、正常時のリニアモータ４７の負荷電流値から所定の閾値Ｐを決定しておき、検出した負荷電流値が該閾値Ｐから外れた場合には異常と判断することにより、確実にワークＷの成形不良を検知することができる。

この異常検知手段５１によれば、ワークＷの成形不良がわずかなものであっても、それによってリニアモータ４７の負荷電流値に変化が生じるため、視覚で認識することのできないような微細な成形不良をも検知することも可能となる。さらに、これらの負荷電流値の差異はリニアユニット４７がワークＷに最接近して加工を施す際に現れるため、制御部５２は異常検知手段５１に対して、リニアユニット３０がワークＷに最接近する直前のタイミングで電流監視指示を送り、異常検知手段５１は該電流監視指示を受けた時点である電流監視時点Ｑの負荷電流値を検出して、上記の判断を行って異常を検知するようになっている。

そして、図５に示すようにいずれかのリニアユニット３０に対応する異常検知手段５１によって成形不良が検知された際には、制御部５２に対して警報信号を発し、それに応じて制御部５２は、各リニアユニット３０（３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ）のリニアコントローラ５０（５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ）及びターンテーブル１３に異常処理指令を発する。それにより、各リニアユニット３０（３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ）はワークＷから最離間した位置に停止されるとともにターンテーブル１３の動作は停止される。

本実施形態では、加工ツール３が複数のリニアユニット３０に分散して備えられているため、一つのワークＷに成形不良が生じた場合、同時に成形不良となるのは該ワークＷと同じリニアユニット５０に備えられた加工ツール３により加工が施されたワークＷのみであり、従来のようにターンテーブル上に指示された全てのワークＷにまで成形不良が及ぶことはない。また、上述のように異常検知手段５１によって成形不良と判断された場合は、全てのリニアユニット３０はワークＷから離間されて停止され、ターンテーブル１２も停止される。従って、この間に異常検知されたリニアユニット３０に対応するワークＷのみを直接的に取り除くだけで、速やかに装置の稼動を再開することができる。さらに、リニアユニット３０を駆動させるリニアモータ４７の負荷電流値を検出することにより、高精度かつ確実にワークＷの成形不良を検出することができる。

次に本発明のボトル缶製造装置及びボトル缶製造方法の第二の実施形態について、図７から図１３を用いて詳細に説明する。第二の実施形態は、加工ツール３のそれぞれにリニアモータ４７が備えられリニアユニット６０が構成されており、それぞれの加工ツール３（リニアユニット６０）が他の加工ツール３（リニアユニット６０）から独立して駆動するとともに、その制御方法に特徴がある点で第一の実施形態と相違し、他は同様の構成となっている。図７から図１３においては、図１と同じ構成部材には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

図７は第二の実施形態のボトル缶製造装置の概略構成を示す側面図、図８は第二の実施形態のツール支持台２０の概略構成図である。本実施形態において、ツール支持台２０には、加工ツール３を一つ支持するとともに加工ツール３が配置される円周方向に複数（本実施形態では９箇所）が配置されたリニアユニット６０（６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄ、６０Ｅ、６０Ｆ、６０Ｇ、６０Ｈ、６０Ｉ）が備えられている。図８に示すように、リニアユニット６０のそれぞれは、第一の実施形態と同様にターンテーブル１３側のチャックユニット２に対応した位置に加工ツール３を配置させる構成となっている。なお以下の説明では、ターンテーブル１３の回転方向の最上流に位置するリニアユニット６０Ａを１番目、リニアユニット６０Ｂを２番目、リニアユニット６０Ｃを３番目と順番に、最下流に位置するリニアユニット６０Ｉを９番目のリニアユニット６０して表現する。

そして、これらリニアユニット６０はリニアモータ４７を備えたリニア駆動機構４０を介して外側支持フレーム２１（外周枠体、支持部材）に連結支持され、ターンテーブル１３に保持されたワークＷの軸線方向に往復移動可能な状態となっている。すなわちリニアユニット６０はそれぞれが独立してワークＷに対して近接離反して、ワークＷへの加工が行えるように構成されている。また、リニア駆動機構４０は、図９に示すように第一の実施形態と同様の構成とされており、リニアモータ４７はリニアモータコントローラ５０、異常検知手段５１、制御部６１によって制御されている。

リニアモータコントローラ５０（５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ、５０Ｅ、５０Ｆ、５０Ｇ、５０Ｈ、５０Ｉ）はそれぞれのリニアユニット６０（６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄ、６０Ｅ、６０Ｆ、６０Ｇ、６０Ｈ、６０Ｉ）に備えられており、第一の実施形態と同じ機能を有している。また、異常検知手段５１もやはり第一の実施形態と同じ機能を有している。

また、図１１に示すように制御部６１は、異常検知手段５１からの警報を受けていない通常時は、第一の実施形態と同様にそれぞれのリニアモータコントローラ５０（５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ、５０Ｅ、５０Ｆ、５０Ｇ、５０Ｈ、５０Ｉ）に対して通常運転指令を発し、異常検知手段５１に対しては一定のタイミングで電流監視指示を発する。一方、ｋ（１≦ｋ≦８）番目のリニアユニット３０に対応する異常検知手段から警報信号を受けた際には、ｋ＋１番目のリニアユニット３０に対応するリニアモータコントローラ５０に異常処理指令を発するように機能する構成となっている。

また、図１２に示すように前記制御部６１はワーク搬出手段１５に対して通常は通常運転指令を発し、該ワーク搬出手段１５は該通常運転指令に応じてワークＷを図１０に示す搬送経路６５に移送する。一方、制御部６１は、ターンテーブル１３回転方向の最下流に位置しワークＷに対して最後の加工を施す９番目のリニアユニット６０Ｉに対応する異常検知手段５１から警報信号を受けた際には、ワーク搬出手段１５に対して異常処理指令を発するように構成されている。ワーク搬出手段１５は、該異常処理指令を受けると、その直後にターンテーブル１３のチャックユニット２から除去したワークＷ（即ち、異常成形されたワークＷ）を排出経路６６に移送するように動作する。

これらの構成からなる第二の実施形態であるボトル缶製造装置１は、第一の実施形態と同様の手順でワークＷに加工を施していく。即ち、図１０に示すように、供給経路６４からワーク供給手段１４を介してターンテーブル１３のチャックユニット２に保持されたワークＷは、リニアユニット６０（６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄ、６０Ｅ、６０Ｆ、６０Ｇ、６０Ｈ、６０Ｉ）により順に加工が施され、ワーク搬出手段１５により搬送経路６５に移送される。本実施形態では、それぞれの加工ツール３毎にリニアユニット６０が構成されているため、加工ツール３は他の加工ツール３から独立して駆動することができ、第一の実施形態以上に加工条件に対して柔軟に対応することが可能となる。

また、加工を施す順番に１番目からｎ番目までが環状に配設されたリニアユニット６０において、図１１に示すようにｋ（１≦ｋ≦ｎ−１）番目のリニアユニット６０に対応する異常検知手段５１によってリニアモータ４７の負荷電流値の異常を検知した際には、制御部６１に対して警報信号を発し、それに応じて制御部６１は、ｋ番目のリニアユニット６０の次にワークＷに加工を施すｋ＋１番目のリニアユニット６０のリニアモータコントローラ５０に対して異常処理指令を発する。それにより異常が検知されたｋ番目のリニアユニット６０の次に加工を施すｋ＋１番目のリニアユニット６０はワークＷから離間され停止される。即ち、本実施形態においては、９つが備えられているリニアユニット６０のうち、１番目から８番目に加工を施すリニアユニット６０に対応する異常検知手段５１のいずれかから警報信号が発された際には、制御部６１は、その異常が示されたリニアユニット６０の次にワークＷに加工を施すリニアユニット６０のリニアモータコントローラ５０に異常処理指令を発し、ワークＷから離間して停止させる。

従って、いずれかのリニアユニット６０において異常検知された場合には、該リニアユニット６０に加工されたワークＷに次に加工を施すはずのリニアユニット６０がワークＷから離間され停止される。さらに、停止されたリニアユニット６０の負荷電流値は０となり、当然に閾値Ｐの範囲外となるため異常と判断され、その次に加工を施すはずのリニアユニット６０もワークＷから離間され停止される。即ち、一旦成形不良と判断されたワークＷは、該ワークＷに加工を施すはずのリニアユニット３０が連鎖的に順に停止されるため、その後加工が施されることなく搬出される。一方、成形不良のワークＷが移動した後のリニアユニット３０は、その一つ前のリニアユニット６０によってワークＷが正常に成形されていれば、再び通常運転を始めワークＷへ加工を施していく。従って、異常検知されたリニアユニット６０により加工されたワークＷが通過するときのみ、リニアユニット６０の動作を離間、停止させて、他のワークＷに対してはリニアユニット６０を動作させて通常通り加工することが可能になる。

また、ターンテーブル１３の回転方向Ｆの最下流に位置しワークＷに対して最後に加工を施す９番目のリニアユニット６０Ｉに対応する異常検知手段５１から警報信号を受けた際には、図１２に示すようにワーク搬出手段１５に対して異常処理指令を発する。これによりワーク搬出手段１５はその直後にターンテーブル１３のチャックユニット２から除去したワークＷを搬送経路６５ではなく、排出経路６６に移送する。従って、不良成形されたボトル缶のみを選別して排出することが可能となる。

以上説明したように第二の実施形態のボトル缶製造装置１及びボトル缶製造方法によれば、ワークＷの成形不良が生じた場合には、その時にターンテーブル１３に存在する全てのワークＷへの加工を中止することはなく、成形不良が生じたワークＷに対しての加工のみを中止することができる。また、成形不良のワークＷがターンテーブル１３から排出されるまで、新たなワークＷをターンテーブル１３へ供給することを中止する必要がなくなる。従って、成形不良が生じた場合であっても、ワークＷの供給及び加工を滞らすことなく稼動できるため、生産効率が低下することを防ぐことが可能となる。

なお、チャックユニット２にワークＷが保持されずワークＷが存在していない場合は、リニアユニット６０は往復運動しても加工と行わないため通常に比べてエネルギーを消費しない。従って、図１３に示すように、負荷電流の絶対値は図９に示す通常時の負荷電流の絶対値よりも小さなものとなる。よって、前述した電流監視時点Ｑにおける負荷電流値は閾値Ｐから外れるため、ワークＷが存在していない場合も異常と判断され、異常検知手段５１は制御部に対して警報信号を発する。従って、不良成形と判断されたワークＷのみならず、ワークＷが保持されていないチャックユニットに対してもリニアユニット６０は離間、停止されるため、リニアユニット６０の無駄な動作をする必要がなくなり、省エネルギー化を図ることができる。

以上、本発明であるボトル缶製造装置及びボトル缶製造方法の第一の実施形態および第二の実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない限り、これらに限定されることはなく、多少の設計変更等も可能である。

第一の実施形態のボトル缶製造装置の概略構成を示す側面図である。ワーク支持台の概略構成を示す斜視図である。第一の実施形態のツール支持台の概略構成図である。第一の実施形態のリニアモータコントローラ異常検知手段、制御部の動作説明図である。通常運転時におけるリニアユニットの変位量及びリニアモータの負荷電流と時間との関係を示すグラフである。ワークに不良成形が生じているときのリニアユニットの変位量及びリニアモータの負荷電流と時間との関係を示すグラフである。第二の実施形態のボトル缶製造装置の概略構成を示す側面図である。第二の実施形態のツール支持台の概略構成図である。第二の実施形態のリニアユニット及びリニア駆動機構の概略構成図である。第二の実施形態のボトル缶製造装置によるワークの加工手順の説明図である。第二の実施形態のリニアモータコントローラ、異常検知手段、制御部の動作説明図である。第二の実施形態のリニアモータコントローラ、異常検知手段、制御部及びワーク搬出手段の動作説明図である。チャックユニットにワークが保持されていないときのリニアユニットの変位量及びリニアモータの負荷電流と時間との関係を示すグラフである。

符号の説明

１ボトル缶製造装置
２チャックユニット
３加工ツール
１０ワーク支持台
１３ターンテーブル
１５ワーク搬出手段
２０ツール支持台
３０リニアユニット
４７リニアモータ
５０リニアモータコントローラ
５１異常検知手段
５２制御部
６０リニアユニット
６１制御部
Ｐ閾値
Ｗワーク

Claims

有底筒状のワークを環状に支持し回転軸線を中心に間欠回転可能なターンテーブルを備えるワーク支持台と、
ワーク加工用の複数の加工ツールを支持し、前記ワーク支持台と前記回転軸線方向に対向配置されるツール支持台とを備え、
前記ターンテーブルを間欠回転させながら前記加工ツールを前記ターンテーブルに近接離反させてワークの加工を行うボトル缶製造装置において、
前記ツール支持台には、少なくとも一つの前記加工ツールを支持してリニアモータによって前記回転軸線方向に往復移動させるリニアユニットが周方向に複数並べられ、
これら前記リニアユニットには成形不良を検出する異常検知手段が備えられ、
該異常検知手段に異常検知された際に、各リニアユニットを離間状態に停止し、かつターンテーブルの回転を停止する制御部が接続されていることを特徴とするボトル缶製造装置。
有底筒状のワークを環状に支持し回転軸線を中心に間欠回転可能なターンテーブルを備えるワーク支持台と、
ワーク加工用の複数の加工ツールを支持し、前記ワーク支持台と前記回転軸線方向に対向配置されるツール支持台とを備え、
前記ターンテーブルを間欠回転させながら前記加工ツールを前記ターンテーブルに近接離反させてワークの加工を行うボトル缶製造装置において、
前記ツール支持台には、一の前記加工ツールを支持してリニアモータによって前記回転軸線方向に往復移動される前記加工ツールと同数のリニアユニットが周方向に複数並べられ、
これらリニアユニットには成形不良を検知する異常検知手段が備えられ、
これら異常検知手段に異常検知されたリニアユニットにより加工されたワークが通過する時のみ、下流側のリニアユニットを離間状態に停止させる制御部が接続されていることを特徴とするボトル缶製造装置。
前記異常検知手段は、リニアモータの負荷電流値を検出し、該負荷電流値が予め定めた規定の閾値の範囲内にあるか否かを判定し、前記閾値の範囲外の値が得られた際に異常と判断し成形不良を検知することを特徴とする請求項１または２に記載のボトル缶製造装置。
有底筒状のワークを環状に支持し回転軸線を中心に間欠回転可能なターンテーブルを備えるワーク支持台と、
ワーク加工用の複数の加工ツールを支持し、前記ワーク支持台と前記回転軸線方向に対向配置されるツール支持台とを備え、
前記ターンテーブルを間欠回転させながら前記加工ツールを前記ターンテーブルに近接離反させてワークの加工を行うボトル缶製造方法において、
前記ツール支持台には、少なくとも一つの前記加工ツールを支持してリニアモータによって前記回転軸線方向に往復移動させるリニアユニットが周方向に複数並べられ、
前記ワークの成形不良を検知した際に、各リニアユニットを離間状態に停止し、かつターンテーブルの回転を停止することを特徴とするボトル缶製造方法。
有底筒状のワークを環状に支持し回転軸線を中心に間欠回転可能なターンテーブルを備えるワーク支持台と、
ワーク加工用の複数の加工ツールを支持し、前記ワーク支持台と前記回転軸線方向に対向配置されるツール支持台とを備え、
前記ターンテーブルを間欠回転させながら前記加工ツールを前記ターンテーブルに近接離反させてワークの加工を行うボトル缶製造方法において、
前記ツール支持台には、一の前記加工ツールを支持してリニアモータによって前記回転軸線方向に往復移動される前記加工ツールと同数のリニアユニットが周方向に複数並べられ、
前記ワークの成形不良を検知した際に、成形不良のワークが通過する時のみ、下流側のリニアユニットを離間状態に停止することを特徴とするボトル缶製造方法。
リニアモータの負荷電流値を検出し、該負荷電流値が予め定めた規定の閾値の範囲内にあるか否かを判定し、前記閾値の範囲外の値が得られた際に異常と判断して成形不良を検知することを特徴とする請求項４または５に記載のボトル缶製造方法。