JP4686127B2 - 缶胴の変形加工及び／又は折り曲げ加工のための装置 - Google Patents

Description

本発明は、互いに逆向きに回転する少なくとも２つの成形工具（成形型）を用いて缶胴を変形加工及び／又は折り曲げ加工するための装置であって、成形工具のうちの１つが半径方向で送り可能にレバーに配置されている形式のものに関する。

このような装置を用いて、缶胴は特にネック（くびれ）を付けられ、若しくは溝を形成される。ネック付けの場合には、缶胴は一方の端部で、若しくは両方の端部で同時に直径を減少され、これによって缶の底部及び蓋の円直径が小さく保たれる。

溝形成の場合には、カム制御式の内側工具若しくは雄型を缶ボディー内へ走入させ、次いで両方を、即ち内側工具若しくは雄型及び缶ボディーをリング状の外側工具若しくは雌型に沿って転動させ、これによって缶ボディーの周囲に溝を形成するようになっている。このような溝は充填された缶の内破強度を高めるために役立っており、缶の内破（内部への破裂）は、缶が熱い状態で充填されて閉鎖された場合に、缶内部が冷えて負圧が発生した場合に生じるものである。

缶胴の１つの端部にネック付けされかつつば出しされた区分を形成するものの例は、ヨーロッパ特許第０７７２５０１Ｂ１号明細書に記載されている。ここでは、軸線方向に運動可能な２つの内側工具及び該内側工具に向けて半径方向に運動可能な外側の１つの成形工具を用いるようになっており、この場合に内側工具のうちの少なくとも１つは、回転駆動可能であり、ネック付けされてつば出しされた端部に対応する輪郭を備えており、両方の内側工具は分割された軸にそれぞれ配置されており、これらの軸の軸線は互いに合致しており、内側工具は各軸と一緒に軸線方向の圧力に抗して移動可能に支承されている。少なくとも１つの内側工具の、筒状の中空体の受容のために設けられた領域内に、半径方向に作用する緊定装置を配置してあり、緊定装置は筒状の中空体の内壁に圧着可能である。外側の成形工具は、ネック付けされてつば出しされた端部の形成のために、内側工具の外周成形面に向けて送られ、これによって両方の内側工具は軸線方向で互いに押し離される。外側、即ち第２の成形工具の半径方向の送りは、旋回レバーを用いて行われ、旋回レバーはヨーロッパ特許第０７７２５０１Ｂ１号明細書に記載の構成では、カムロールとして形成された連行部分を備えており、連行部分は中空体に関して不動に配置された制御溝内に係合している。このようなカム駆動部を介して、外側の成形工具は内側工具の共通の軸線に向けて送られ、若しくは該軸線から離れる方向へ戻される。旋回レバーの代わりに偏心体も用いられる。設けられた制御カムは旋回レバーの旋回行程、即ち一定速度で若しくは漸増的或いは漸減的に制御して送られるべき工具の運動を規定し、ひいては送り可能な工具の位置座標、特に内側工具に対する旋回運動の始端及び終端を規定しており、該内側工具はたいていは回転するものの、回転軸線を定位置に、即ち位置固定的に配置され、場合によっては軸線方向運動可能に配置されている。

旋回可能な成形工具の、製品のばらつきに基づき実際に必要な変化可能な行程終端位置を可能にするために、成形工具は旋回レバー上で半径方向に調節可能になっていなければならない。調節可能な成形工具を備えた旋回レバー機構のための構成は、煩雑でかつ高価である。旋回レバー上での成形工具の調節は時間を必要とする。

特に複数の成形工具を備えた多軸型機械においては、直径の異なる缶を加工する場合には、少なくとも成形型ロールを交換して、製作技術的に必要な幾何学形状を保証しなければならない。運動経過、即ち例えば漸増的若しくは漸減的な案内並びに設定された制御位置は変更不能である。旋回レバー運動は機械側の条件に基づき常に行われ、即ち工具内で成形若しくは折り曲げを行わない場合にも行われる。遮断は費用のかかる付加的な機械式の切り換えクラッチによってしか可能でない。

本発明の課題は冒頭に述べた形式の装置を改善して、該装置が特に運転パラメータに関連して多様にかつ迅速に調節可能であるようにすることである。運動パラメータは旋回距離（行程）、運動方式（一定速度、漸増若しくは漸減など）、制御位置（旋回運動の始端及び終端）並びに旋回運動の経過などである。

前記課題は請求項１に記載の装置によって解決される。本発明に基づき、レバーは制御可能な操作駆動部（アクチュエータ）に結合されており、操作駆動部は、減速伝動装置を備えた若しくは減速伝動装置を備えないモータ並びにインクリメンタル型発信器若しくは角度エンコーダーから成っている。

レバーは有利には、原理的には周知である旋回レバーとして形成されており、若しくはレバーは直線的に案内可能なレバーであってよい。

異なる２つの作業処理を順次に短い時間で実施するために、本発明の有利な実施態様に基づき各旋回レバーはそれぞれ２つの工具を保持しており、該工具は成形工具として互いに交互に各作業位置へ旋回させられるようになっている。

さらに有利には基準部材（校正部材）を設けてあり、該基準部材は特に基準リングとして形成されていて、成形工具交換の後にインクリメンタル型発信器若しくは角度エンコーダーのゼロ点校正のための基準点として役立っている。

本発明に基づく装置は特に多軸型回転機械に用いられ、この場合に各レバーはそれぞれ、外部から個別に制御可能な各操作駆動部に結合されており、原理的には周知の適切な数値制御装置を介して各成形工具の自由な調節若しくはフィードバック制御が可能である。

缶の大量生産のための高出力装置においては、欠陥のある製品の搬出を避けるために製造製品の品質管理は次第に重要になっている。製品欠陥の検出をできるだけ製造工程近くで行って、欠陥のある製品を製造直後により分けるようにしたい。このために、本発明の実施態様では装置の電気式の操作駆動部の電流実際特性値を該操作駆動部の回転角度の関数として検出して、これから求められた力特性値を、記憶された力特性値と比較するようになっている。各力特性値の比較に基づき、許容の偏差値の超えられている場合には缶胴は欠陥品としてより分けられるようになっている。

製品欠陥の製造工程近くでの検出は本発明の実施態様ではさらに次のためにも利用され、即ち欠陥品の頻発度に基づきに、欠陥を生ぜしめる機械を突き止め、かつ該機械を場合によっては自動的に停止させるようになっている。これに関連して、原因となる工具を突き止めることもできる。

欠陥を生ぜしめる機械若しくは原因となる工具を突き止めるために装置は、本発明に基づき、典型的な欠陥原因となる力特性値のためのメモリー（記憶媒体）を備えている。欠陥の生じない変形加工若しくは折り曲げ加工（許容誤差範囲内での加工）の際の力特性値は、工具及びワークに依存するものの、変わることのない製造条件下ではほぼ一定である。他方において調整及び摩耗に起因する欠陥源は、変形加工及び折り曲げ加工の際の物理的なほぼ一様な値、殊に力特性値を変化させることになり、その結果、力特性値の変化から具体的な欠陥原因を推論できる。典型的な調整誤差若しくは運転経過に伴って次第に発生する調整誤差のある場合の力特性値若しくは摩耗に起因する欠陥のある場合の力特性値を記憶してあり、従って早期に若しくは警告信号の表示の後に機械操作員によって若しくは機械内の適当なフィードバック制御装置によって処置を講じ得るようになっている。操作駆動部の物理値の測定及び記憶によって、製造品質を評価できるようになっている。

次に本発明に基づく構成を図面に基づき説明する。図面において、
図１は、操作駆動部の構造を旋回レバーと一緒に概略的に示しており、
図２は、複数の成形工具を備えた多軸型回転機械の平面図であり、
図３は、図２の多軸型回転機械の変化例の平面図である。

図１の概略図から明らかなように、１つの内側工具上に、若しくは図示の実施例のように両側から装着案内された２つの内側工具１２上に胴板１１は位置決めして緊定される。内側工具１２は該内側工具の縦軸線を中心として回転運動させられてよい。内側工具１２に対向してロール形工具（ロール型若しくは型ロールとも称する）として形成された外側工具１３を配置してあり、外側工具は旋回レバー１４の定位置に回転可能に支承されている。旋回レバー１４は操作駆動部（アクチュエータ）によって制御されるようになっており、操作駆動部はモータ１５、モータに接続された減速装置１６並びにインクリメンタル型発信器若しくは角度エンコーダー１７から成っている。角度エンコーダーは有利には、エネルギー消滅の後にも旋回レバーの現在位置の決定を可能にする絶対値発信器である。中央の制御ユニットはモータ１５をパラメータに依存して、即ち旋回距離若しくは旋回角度、例えば一定速度で又は漸増的或いは漸減的に又はこれらの組合せで経過する旋回運動若しくは、制御位置、特に旋回運動の始端及び終端に関連して制御するようになっている。インクリメンタル型発信器若しくは角度エンコーダー１７から読み出されたパルスに基づき、旋回レバーの占める位置は例えば閉ループによってフィードバックされる。表示兼入力ボード１９で、制御データ及びパラメータは表示され、さらにそこで制御ユニット１８のための新たなパラメータも入力できるようになっている。

図２に、８つの内側工具１２及び該内側工具に対応して配置された外側成形工具１３を備えた多軸型・回転機械における操作駆動部並びに旋回レバーの配置を示してあり、この場合に外側成形工具をそれぞれ旋回レバー１４に支承してある。各外側成形工具１３は所定の旋回行程Ｓを描くようになっていて、操作モータ１５，１６，１７によって内側工具１２に対して接近及び離反するように制御される。各ｎ番目の操作駆動部（制御ユニット１８、参照）は、ほかの操作駆動部に左右されずに制御可能である。機械の中央部に、基準リング１０を配置してあり、基準リングはロール形工具１３の交換毎に該すべての工具の基準点の自動的な検出のために役立っており、このために工具の各旋回レバー１４は同じ方向へ調節されて、ローラ形工具を基準リングに接触させ、これによって各旋回軸の角度エンコーダー１７はゼロにセットされる。

図３には図２の、二段階式の変形過程のための多軸型・回転機械の変化例を示してある。各旋回レバー１４の外側の端部に、成形工具としての外側のロール形工具１３ａ，１３ｂを配置してあり、該ロール形工具は互いに異なる断面形状を有している。旋回レバー１４は操作モータ１５，１６，１７によって制御可能である。位置ａに、中立の中央位置（０・位置）を示してあり、該中央位置では外側の両方のロール形工具１３ａ，１３ｂは、缶胴の緊定された内側工具１２に対して所定の距離を置いて位置している。所定の旋回行程Ｓ１の経過（位置ｂから位置ｄ、参照）の後に、外側のロール形工具１３ａは、内側工具１２に緊定された缶胴に作用する。このようにして行われた加工の後に、旋回レバー１４は、０・位置（位置ｅ、参照）を越えて戻されて、さらに所定の旋回距離Ｓ２の経過の後に所定の位置ｆの状態に移され、該位置で外側の第２のロール形工具１３ｂを、回転する内側工具１２、即ちそこに緊定された缶胴に作用させるようになっている。各旋回距離Ｓ１，Ｓ２の始端から終端までの制御時間の割合は自由に選択可能である。各旋回レバーの周期的な全運動は、異なる方向に経過する複数の運動区分から成っている。第１の運動区分では、即ち距離Ｓ１にわたる旋回に際しては、ロール形工具１３ａは中立の中央位置から直接に作業位置へ移される。続く第２の運動区分では、別の変形加工若しくは折り畳み加工を距離Ｓ２にわたる旋回によって実施するようになっている。図３に示す装置を用いることによって、直径の異なる缶をも工具部分の交換なしに加工することができる。

操作駆動部の概略図 複数の成形工具を備えた多軸型回転機械の平面図 図２の多軸型回転機械の変化例の平面図

符号の説明

１０ 基準リング、 １２ 内側工具、 １３ 外側成形工具、 １４ 旋回レバー、 １５ モータ、 １６ 減速伝動装置、 １７ 角度エンコーダー、 １８ 制御ユニット、 １９ 表示兼入力ボード

Claims (7)

1. 互いに逆向きに回転する少なくとも２つの成形工具（１２，１３）を用いて缶胴（１１）を変形加工及び／又は折り曲げ加工するための装置であって、成形工具のうちの１つが半径方向で送り可能にレバー（１４）に配置されており、前記成形工具のうちの１つの成形工具が該成形工具の縦軸線を中心として回転可能な内側工具であり、該内側工具に、前記缶胴（１１）を緊定するようになっており、前記成形工具のうちの別の成形工具が外側工具であり、該外側工具が外側から、前記緊定された缶胴（１１）に接近させられるようになっている形式のものにおいて、
   レバー（１４）が、減速伝動装置（１６）を備えた若しくは減速伝動装置を備えないモータ（１５）並びにインクリメンタル型発信器若しくは角度エンコーダー（１７）から成る制御可能な操作駆動部（１５，１６，１７）に結合されていることを特徴とする、缶胴の変形加工及び／又は折り曲げ加工のための装置。
2. レバー（１４）が旋回レバーとして形成されている請求項１記載の装置。
3. 複数の前記レバーを設けてあり、該レバー（１４）が旋回レバーとして形成されており、該各旋回レバー（１４）がそれぞれ２つの工具（１３ａ，１３ｂ）を保持しており、該工具が交互に成形工具として旋回可能である請求項１記載の装置。
4. 前記２つの成形工具（１２，１３）を備える一対の成形工具を複数備えており、該一対の成形工具は環状に配置してあり、かつ基準リングを設けてあり、該基準リングが、前記環状に配置された複数の一対の成形工具（１２，１３）によって規定された円の中心に配置されていて、成形工具交換の後にインクリメンタル型発信器若しくは角度エンコーダー（１７）のゼロ点校正のための基準点として用いられている請求項１から３のいずれか１項記載の装置。
5. 前記複数の成形工具を備える回転機械において、各レバー（１４）がそれぞれ、外部から個別に制御可能な各操作駆動部（１５，１６，１７）に結合されている請求項３又は４記載の装置。
6. 電気式の操作駆動部の実際の電流値を、該操作駆動部の回転角度の関数として検出し、これから求められた力と回転角度の関係を示す力特性を、記憶された力特性と比較するようになっており、これによって許容の偏差値の超えられている場合に缶胴が選別されるようになっている請求項１から５のいずれか１項記載の装置。
7. 典型的な欠陥原因となる力特性のためのメモリーが設けられている請求項６項記載の装置。

Images