JP6843729B2 - 缶製造装置 - Google Patents
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Description
加工テーブルには、缶に対して加工を施す加工ツールが、テーブル周方向に沿って複数配設される。具体的に、加工テーブルには、テーブル軸方向に貫通する取付孔がテーブル周方向に配列して複数形成されており、複数の加工ツールは、缶への加工順にこれらの取付孔に取り付けられる。
ダイ加工ツールは、缶に対してその中心軸方向(テーブル軸に平行な方向)に移動し、缶の周壁を縮径する絞り加工や該周壁を拡径する拡径加工等のダイ加工を施す。回転加工ツールは、缶に対してその中心軸回りに移動し、該中心軸回りの回転動作により缶の周壁に、トリミング加工、ねじ成形加工、カール加工、スロットル(カール潰し)加工等の回転加工を施す。
この動作が繰り返されることにより、保持テーブルが保持する缶に対して、加工テーブルに設けられた複数の加工ツールによって順次加工が施されていき、一連の加工が終了した時点で、所期する形状を有する製品の缶(ボトル缶やエアゾール缶等)が製造されるようになっている。
また、保持テーブルのチャックに保持された缶が、すべての加工を終えて排出ホイールの凹部に対応する位置(凹部の直下)に配置されたときに、保持テーブルに設けられたピストン部が、この缶を排出ホイール側へ向けて押し出すとともに、該缶がチャックから凹部へと受け渡され、凹部に保持される。
排出ホイールにより保持テーブルから排出された缶は、コンベア等の搬送手段によって次工程へと搬送される。
この種の缶製造装置においては、装置の停止状態から稼働を再開する際、装置に過大な負荷が作用することを防止するために、保持テーブルに対する加工テーブルのテーブル軸方向の往復移動の速度をインバーター等により徐々に高めていき、所定の往復移動速度(連続運転時における定常の往復移動速度。以下、「所定の速度」という)に到達させている。この際、運転を再開して所定の速度で加工が行われるまでの間は、加工テーブルの慣性力が徐々に大きくなるのに対応して、加工テーブルと保持テーブルとの間のテーブル軸方向の距離も少しずつ変化する。そして、加工テーブルの往復移動の速度が所定の速度に到達したときに、缶に対して所期する寸法精度での加工が施されるように予め設定されている。
これにより、装置の稼働を再開したときに、保持テーブルにおいて所定の速度(連続運転時における定常のストローク速度)での加工が行われなかったために不良品となった缶の位置を特定したり、不良品の缶の数量等を認識したりすることが可能となる。言い換えると、保持テーブルにおいて所定の速度で処理が施された良品の缶、及び、所定の速度よりは遅い速度で処理が施されたものの加工精度への影響が少なく、その後の加工等により加工精度が十分に確保された良品の缶の位置を特定したり、良品の缶の数量等を認識したりすることが可能である。
また、不良品の缶及び良品の缶が、どのタイミングで排出ホイールにより保持テーブルから排出され、搬送手段へ受け渡されたかを認識できる。
つまり、停止状態の装置を再び稼働した際に、保持テーブルに保持されている複数の缶をすべて廃棄するのではなく、これらの缶のうち、不良品の缶のみを廃棄し、良品の缶は廃棄せずに次工程に搬送できる。
図1及び図2において、本実施形態の缶製造装置1は、ワークである有底筒状の缶(中間成形体の缶)Wに対して、ダイ加工及び回転加工を含む種々のボトルネッキング加工を施すことにより所期する形状のボトル缶(製品の缶)Pを製造する、いわゆるボトルネッカーである。
缶製造装置1によって缶Wに加工を施して製造されたボトル缶Pには、後工程において飲料等の内容物が充填され、キャップが螺着される。
テーブル軸TAに沿う方向(テーブル軸TAが延在する方向)をテーブル軸TA方向という。
また、テーブル軸TAに直交する方向をテーブル径方向という。テーブル径方向のうち、テーブル軸TAから離間する方向をテーブル径方向の外側といい、テーブル軸TAに接近する方向をテーブル径方向の内側という。
また、テーブル軸TA回りに周回する方向をテーブル周方向という。テーブル周方向のうち、加工テーブル2に対して保持テーブル3が間欠回転させられる向きを、保持テーブル回転方向R1といい、これとは反対の回転方向を、保持テーブル回転方向R1とは反対側という。
この動作が繰り返されることにより、保持テーブル3が保持する缶Wに対して、加工テーブル2に設けられた複数の加工ツール6によって順次加工が施されていき、一連の加工が終了した時点で、所期する形状を有する缶(ボトル缶)Pが製造されるようになっている。
また、加工テーブル2の加工ツール6の加工ツール軸(中心軸)と、保持テーブル3において前記加工ツール6に対向する缶Wの中心軸(つまりチャック7の中心軸)とは、互いに同軸に配置される。そして、缶Wの中心軸と加工ツール軸とが一致した状態で、缶Wに対して加工ツール6による加工が施される。
クランク機構8は、駆動モータ34から駆動軸35に入力された該駆動軸35の中心軸O回りの回転運動を、テーブル軸TA方向の直線運動に変換して軸部5に出力する。
排出ホイール11は、ディスチャージホイールと呼ばれ、略円柱状をなしている。排出ホイール11は、缶製造装置1により加工が施された缶W(ボトル缶P)を保持テーブル3から受け取り、搬送手段13に受け渡す(排出する)。搬送手段13は、缶Pを缶製造装置1の外部(後工程)へ向けて搬送する。
排出ホイール11は、その中心軸(ホイール軸)DAをテーブル軸TAと平行に配置して装置本体4に支持されている。排出ホイール11は、ホイール軸DA回りのうちホイール回転方向R3に回転させられる。
供給ホイール10及び排出ホイール11の各外周面には、特に図示していないが、缶Wの周壁を保持可能な凹部(ポケット)が周方向に互いに間隔をあけて複数形成されている。
供給ホイール10と排出ホイール11とは、ギヤ等により機械的に連結されており、互いに同期して各ホイール軸SA、DA回りに間欠回転する。
また、保持テーブル3のチャック7に保持された缶Wが、加工テーブル2のストローク毎に保持テーブル回転方向R1に移送されていき、すべての加工を終えて排出ホイール11の凹部に対応する位置(凹部の直下)に配置されたときに、保持テーブル3に設けられたピストン部が、この缶W(すべての加工が施された製品のボトル缶P)を排出ホイール11側へ向けて押し出すとともに、該缶W(P)がチャック7から凹部へと受け渡され、凹部に保持される。
凹部に保持された缶(ボトル缶)Pは、排出ホイール11の間欠回転にともなってホイール軸DA回りに移送されていき、該凹部から解放された後、搬送手段13により搬送され、缶製造装置1の外部へと移送される。
第1検出手段21は、供給ホイール10の外周面の凹部に対向配置されるように、装置本体4に支持されている。第2検出手段22は、排出ホイール11の外周面の凹部に対向配置されるように、装置本体4に支持されている。第1検出手段21及び第2検出手段22は、アルミニウム合金材料等からなる缶W、Pを検出可能な、例えば渦電流式センサや反射式センサ等である。
シューター15は、供給ホイール10の外周面の凹部へ向けて開口する筒状をなしている。シューター15内には、前工程から缶製造装置1に移送された缶Wが複数収容されており、これらの缶Wは、自重により供給ホイール10の外周面に向けて移動する。
またこれにともない、シューター15内においてストッパーピンに押圧された缶Wよりも搬送方向の後方に位置する他の缶Wについても、供給ホイール10側へ向けた移動が停止される。
なお通常、連続的に缶Wを加工(製缶)している間は、ピン駆動部によりストッパーピンは、缶Wの底壁から離間した状態とされてシューター15内から後退させられている。
そして、切り替え駆動部30により回動軸26とともに仕切り部27が該回動軸26の軸線回りに回動させられることで、上流側搬送路17の第4上流側搬送路17dと、次工程用搬送路19及び廃棄用搬送路20のうちいずれかと、が互いに連通させられる。つまり、切り替え部23を作動させることによって、上流側搬送路17から搬送された缶Pを、下流側搬送路18のうち次工程用搬送路19に搬送するか、廃棄用搬送路20に搬送するか、を選択可能である。
またこれにともない、搬送路17d上においてゲートストッパー28に搬送停止された缶Pよりも搬送方向の上流側(搬送方向の後方)に位置する他の缶Pについても、搬送方向の下流側へ向けた搬送が停止される。
なお通常、連続的に缶Pを製造(製缶)している間は、ストッパー駆動部29によりゲートストッパー28は、缶Pの周壁から離間した状態とされて搬送路17d上から後退させられている。
本実施形態では、制御部14が、記憶手段と、判別手段と、制御手段と、を有する。記憶手段は、例えば装置内缶数等を記憶する。判別手段は、例えば第1検出手段21、第2検出手段22、第3検出手段33の検出結果等に基づいて判別を行う。制御手段は、例えば入側缶ストッパー16、出側缶ストッパー24、切り替え部23等の動作の制御を行う。
図4において、缶製造装置1に異常等が発生する(S01A)と、制御部14は、入側缶ストッパー16を閉じる(S01B)。つまり、入側缶ストッパー16のストッパーピンをシューター15内に前進させて、供給ホイール10への缶Wの供給をストップする。また制御部14は、駆動モータ34を止めて装置を停止し、第1検出手段21の検出結果及び第2検出手段22の検出結果に基づいて、装置内にある缶W、Pの数量を記憶する(S02)。
より詳しくは、制御部14において、第1検出手段21から第2検出手段22までの間の全ステーション分の器(全缶数分の記録部)が設けられており、各器における缶W、Pの有無が認識される。制御部14は、クランク機構8における所定のクランク角度毎に、記録した缶W、Pの情報を、最初のステーションの器から最後のステーションの器へ向けて(つまり時間軸の下流側へ向けて)シフトする。つまり、第1検出手段21で検出した缶Wの情報を、全ステーション分の器のうち最初の器に入れたら、その後1ストローク毎に、記録した情報を時間軸の下流側へ向けて順次シフトさせていく。
このようにして制御部14は、異常等の発生時に装置内の缶数を記憶可能である。
缶製造装置1の異常等が解消された後、制御部14は、装置を再び稼働(再起動)する(S03A)。また制御部14は、入側缶ストッパー16を開く(S03B)。つまり、入側缶ストッパー16のストッパーピンをシューター15内から後退させて、供給ホイール10への缶Wの供給を再開する。この際、ステップS04において、装置の停止時間が、所定の時間(T1sec)以内であった場合にはステップS05へ進み、所定の時間(T1sec)よりも長かった場合にはステップS06へ進む。
なお、上記「所定の時間(T1sec)」は、オペレーターによる装置への介入の有無を判断する目的で設定されており、具体的には、例えば10〜20分程度である。そして、オペレーターによる装置への介入があった場合は、装置内にある缶W、Pがすべて取り除かれたものと判断する。
ステップS05、S06において、制御部14は、第3検出手段33の検出結果に基づいて、搬送手段13の搬送コンベア上に缶Pが存在しているか否かを判断する。具体的に、第3検出手段33による缶Pの検出(入力)が所定の時間(T2sec)認められない場合は、装置が停止する以前に搬送手段13の上流側搬送路17上を搬送されていた良品の缶Pがすべて、下流側搬送路18の次工程用搬送路19に搬送されたものと判断する。
なお、上記「所定の時間(T2sec)」は、例えば30秒程度である。
図4及び図5において、制御部14は、装置を停止したときに記憶した装置内の缶(以下、記憶缶という)W、Pのうち、最も移送方向の下流側(移送方向の最前端)に位置する1缶目の缶Pが、第3検出手段33を通過した場合に(S07)、出側缶ストッパー24を閉じる(S08)。つまり、出側缶ストッパー24のゲートストッパー28を上流側搬送路17(第4上流側搬送路17d)上に前進させて、下流側搬送路18へ向けた缶Pの搬送を停止させる。
制御部14は、切り替え部23の切り替え駆動部30を作動し、仕切り部27を回動軸26の軸線回りに回動させて、上流側搬送路17(第4上流側搬送路17d)と、下流側搬送路18のうち廃棄用搬送路20と、を連通させる(S09)。またこれにより、上流側搬送路17と、下流側搬送路18のうち次工程用搬送路19と、の連通は遮断される。
また、制御部14は、出側缶ストッパー24を開く(S10)。つまり、出側缶ストッパー24のゲートストッパー28を上流側搬送路17(第4上流側搬送路17d)上から後退させて、下流側搬送路18へ向けた缶Pの搬送を再開させる。
制御部14は、第3検出手段33の検出結果に基づいて、該第3検出手段33を通過した缶数をカウントする(S11)。缶数のカウントは、記憶缶W、Pのうち不良品の缶Wがすべて通過するまで行い、不良品の缶Wがすべて通過した場合に(S12)、制御部14は出側缶ストッパー24を閉じる(S13)。つまり、出側缶ストッパー24のゲートストッパー28を上流側搬送路17(第4上流側搬送路17d)上に前進させて、下流側搬送路18へ向けた缶Pの搬送を停止させる。
缶製造装置1の装置停止状態から稼働を再開する際には、装置に過大な負荷が作用することを防止するために、保持テーブル3に対する加工テーブル2のテーブル軸TA方向の往復移動の速度をインバーターモータ(駆動モータ34)により徐々に高めていき、所定の往復移動速度(連続運転時における定常の往復移動速度。以下、「所定の速度」という)に到達させている。また、缶Wに対する加工ツール6による加工(処理)の種類の中には、例えばねじ成形加工や最終のトリミング加工など、所定の速度で加工が行われないと加工精度を確保することが難しい処理と、例えば複数のダイ加工のうち前半のダイ加工など、所定の速度より遅い速度で加工が行われても加工精度への影響が少なく、その後の加工等により加工精度が十分に確保される処理と、が含まれている。そして、上記加工精度を確保することが難しい処理を、所定の速度よりも遅い速度で施した場合に、缶Wが不良品となる。
次いで、制御部14は、切り替え部23の切り替え駆動部30を作動し、仕切り部27を回動軸26の軸線回りに回動させて、上流側搬送路17(第4上流側搬送路17d)と、下流側搬送路18のうち次工程用搬送路19と、を連通させる(S14)。またこれにより、上流側搬送路17と、下流側搬送路18のうち廃棄用搬送路20と、の連通は遮断される。
また、制御部14は、出側缶ストッパー24を開く(S15)。つまり、出側缶ストッパー24のゲートストッパー28を上流側搬送路17(第4上流側搬送路17d)上から後退させて、下流側搬送路18へ向けた缶Pの搬送を再開させる。
これにより、装置の稼働を再開したときに、保持テーブル3において、所定の速度(連続運転時における定常のストローク速度)での加工が行われなかったために不良品となった缶Wの位置を特定したり、不良品の缶Wの数量等を認識したりすることが可能となる。言い換えると、保持テーブル3において所定の速度で処理が施された良品の缶W、及び、所定の速度よりは遅い速度で処理が施されたものの加工精度への影響が少なく、その後の加工等により加工精度が十分に確保された良品の缶Wの位置を特定したり、良品の缶Wの数量等を認識したりすることが可能である。
また、不良品の缶W及び良品の缶Wが、どのタイミングで排出ホイール11により保持テーブル3から排出され、搬送手段13へ受け渡されたかを認識できる。
つまり、停止状態の装置を再び稼働した際に、保持テーブル3に保持されている複数の缶W(P)をすべて廃棄するのではなく、これらの缶W(P)のうち、不良品の缶Pのみを廃棄し、良品の缶Pは廃棄せずに次工程に搬送できる。
このため、例えば製缶する缶W(P)の種類を変えたい場合など、装置を一旦停止したい場合には、予め入側缶ストッパー16を作動させて供給ホイール10への缶Wの供給を停止させることができる。これにより、供給ホイール10から保持テーブル3への缶Wの供給も停止するので、保持テーブル3が保持するすべての缶Wを払い出すことができる(すべての缶Wを排出ホイール11により排出できる)。そして、保持テーブル3からすべての缶Wが払い出された後、装置を停止すれば、装置を再稼働する際には不良品の缶W(P)が1つも作られず、無駄が生じない。
すなわちこの場合、制御部14により切り替え部23を作動させている間、該切り替え部23よりも上流側で出側缶ストッパー24により缶Pの搬送を停止させることができる。従って、切り替え部23の作動中に缶Pが該切り替え部23を通過して意図しない搬送路19又は20に送られたり、或いは、切り替え部23の作動中に、缶Pが該切り替え部23の仕切り部27と搬送ガイドの内壁との間に挟まってしまうなどして、搬送路19、20の切り替え動作に影響したりするようなことを防止できる。
また第1検出手段21は、供給ホイール10が保持する缶Wを検出可能であればよいことから、供給ホイール10の外周面の凹部に対向配置されていなくてもよい。
また第2検出手段22は、排出ホイール11が保持する缶Pを検出可能であればよいことから、排出ホイール11の外周面の凹部に対向配置されていなくてもよい。
2 加工テーブル
3 保持テーブル
4 装置本体
5 軸部
6 加工ツール
8 クランク機構(往復移動機構)
9 テーブルインデックス機構
10 供給ホイール
11 排出ホイール
12 ホイールインデックス機構
13 搬送手段
14 制御部
15 シューター
16 入側缶ストッパー
19 次工程用搬送路(後工程用搬送路)
20 廃棄用搬送路
21 第1検出手段
22 第2検出手段
23 切り替え部
24 出側缶ストッパー
DA 排出ホイールのホイール軸
P ボトル缶(製品の缶)
SA 供給ホイールのホイール軸
TA テーブル軸
W 缶(中間成形体の缶。ワーク)
Claims (3)
- 複数の缶を保持し、テーブル軸回りに間欠的に回転移動する保持テーブルと、
缶に対して加工を施す加工ツールが複数設けられ、前記保持テーブルにテーブル軸方向から対向配置され、テーブル軸方向に往復移動する加工テーブルと、
前記保持テーブルのテーブル軸回りの間欠回転に同期してホイール軸回りに間欠的に回転し、前記保持テーブルに缶を供給する供給ホイールと、
前記保持テーブルのテーブル軸回りの間欠回転に同期してホイール軸回りに間欠的に回転し、前記保持テーブルから缶を排出する排出ホイールと、
前記供給ホイールが保持する缶を検出する第1検出手段と、
前記排出ホイールが保持する缶を検出する第2検出手段と、
前記排出ホイールにより排出された缶のうち良品が搬送される次工程用搬送路と、不良品が搬送される廃棄用搬送路と、前記次工程用搬送路と前記廃棄用搬送路との分岐部分に設けられて搬送路を切り替える切り替え部と、を有する搬送手段と、
前記第1検出手段及び前記第2検出手段の検出結果に基づいて、前記切り替え部を作動させる制御部と、を備えたことを特徴とする缶製造装置。 - 請求項1に記載の缶製造装置であって、
前記供給ホイールに缶を供給するシューターと、
前記シューターに設けられ、前記供給ホイールへの缶の供給を停止させる入側缶ストッパーと、を備えたことを特徴とする缶製造装置。 - 請求項1又は2に記載の缶製造装置であって、
前記搬送手段は、前記切り替え部よりも缶の搬送方向の上流側に配置され、缶の搬送を停止させる出側缶ストッパーを備えたことを特徴とする缶製造装置。
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