JP7157309B2 - capping device - Google Patents
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Description
本発明はキャッピング装置に関し、より詳しくは、軟質の容器であっても座屈を生じさせることなく確実にキャップを取り付け可能なキャッピング装置に関する。
BACKGROUND OF THE
従来、いわゆる「ベレーキャップ」といった異常を発生させることなく容器にキャッピングを行う技術として、キャップのねじ部と容器の口部のねじ部との噛み合い開始位置を検出するものが知られている(例えば特許文献1、特許文献2)。
これらの従来技術においては、キャッピングヘッドを逆転させることで、キャップ及び容器の両ねじ部の先端部の係合が外れてキャッピングヘッドが落下することを利用し、キャッピングヘッドの落下量や発生するトルクの変動を監視することにより、噛み合い開始位置を検出するようになっている。
Conventionally, as a technology for capping a container without causing an abnormality such as a so-called "beret cap", there is known one that detects the meshing start position between the screw part of the cap and the screw part of the mouth of the container (for example,
In these conventional techniques, by reversing the capping head, the capping head falls off due to the disengagement of the engagement between the tips of the threaded portions of the cap and the container. By monitoring the variation of the meshing start position is detected.
しかしながら、キャッピングヘッドを逆転させている間、容器はキャッピングヘッドから荷重を受けるため、軟質の容器である場合には容器自体が座屈して噛み合い開始位置を正常に検出できないことがあった。
そこで、軟質の容器の座屈を防止しながらキャッピングを行うキャッピング装置が提案されている(例えば特許文献3)。このキャッピング装置では、容器の口頚部の外周面をグリッパ41で両側から把持し、容器の座屈を防止しながらも好適なタイミングでグリッパ41を開放することで、キャッピングヘッド及びキャップとグリッパ41とが干渉することを防止している。
この特許文献3には、キャッピングヘッドを逆転させて噛み合い開始位置を検出することが示唆されているが、このような検出方法を単純に軟質の容器のキャッピングに適用した場合には次のような問題が生じる。すなわち、キャップや容器の形状や製造誤差によっては、キャッピングヘッドが逆転されて落下した時点で、キャップの下端部とグリッパ41とが干渉してしまい、その状態でグリッパ41を開放すると、グリッパ41とキャップが摺動してキャップに傷をつけることになる。また、キャッピングヘッドが逆転されて落下した時点ではキャップの下端部とグリッパ41とが干渉していなくとも、型替え前の容器の場合に比べて、キャップの下端部とグリッパ41とが接近している場合には、グリッパ41の開放タイミングを型替え前と同じままでは、キャップの下端部とグリッパ41との干渉が生じた状態でグリッパ41を開放することになり、やはりキャップに傷をつけることになる。
したがって、特定の容器に合わせてグリッパ41の形状を対応させたとしても、型替えにより容器形状が変更された場合には、他の容器の形状に合わせてグリッパ41の形状や開閉タイミングを調整しなければならず、汎用性に欠けるという問題が生じる。
However, since the container receives a load from the capping head while the capping head is being reversed, in the case of a soft container, the container itself may buckle, making it impossible to normally detect the meshing start position.
Therefore, a capping device has been proposed that performs capping while preventing buckling of a soft container (for example, Patent Document 3). In this capping device, the gripper 41 grips the outer peripheral surface of the mouth and neck portion of the container from both sides and releases the gripper 41 at a suitable timing while preventing buckling of the container. to prevent interference.
This
Therefore, even if the shape of the gripper 41 is made to correspond to a specific container, if the shape of the container is changed due to a model change, the shape and opening/closing timing of the gripper 41 must be adjusted according to the shape of the other container. However, there is a problem of lack of versatility.
上述した事情に鑑み、本発明は、キャップを保持して回転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機構と、容器の口部の下方部分と係合して容器を支持する支持部材と、容器と係合して容器を支持する係合位置と容器と係合しない退避位置とに上記支持部材を移動させる駆動機構と、キャップのねじ部と容器のねじ部との噛み合い開始位置を検出する噛み合い開始位置検出機構と、上記噛み合い開始位置検出機構の検出結果に基づいて上記モータと上記駆動機構の作動を制御する制御装置とを備え、
上記制御装置は、キャップを保持したキャッピングヘッドを下降させて、キャップを上記支持部材に支持された容器の口部に嵌合させ、キャップを締付方向とは逆方向に回転させ、上記噛み合い開始位置を検出する噛み合い開始位置検出動作と、当該噛み合い開始位置検出動作の後、上記キャップを締付方向に回転させて容器に螺着する締付動作と、を実行するようにしたキャッピング装置において、
上記制御装置は、上記噛み合い開始位置検出動作が終了するまでは上記支持部材を上記容器に係合させておき、上記噛み合い開始位置を検出した時点で上記キャップの下端部と上記支持部材が干渉する場合、または、上記噛み合い開始位置検出動作の終了後に上記締付動作を開始し、その途中で上記キャップの下端部と上記支持部材との干渉が検出された場合に、上記キャッピングヘッドを上記締付方向とは逆方向に所定量だけ回転させてから上記支持部材を上記退避位置まで移動させる支持部材退避動作を実行することを特徴とするものである。
In view of the circumstances described above, the present invention provides a capping head that holds and rotates a cap, a motor that rotates the capping head, an elevating mechanism that elevates the capping head, and a capping device that engages with the lower portion of the mouth of a container. a support member for supporting the container by means of force, a drive mechanism for moving the support member between an engagement position where the container is engaged and supported and a retracted position where the container is not engaged, and a threaded portion of the cap and the container. a meshing start position detection mechanism for detecting a meshing start position with the threaded portion;
The control device lowers the capping head holding the cap to fit the cap onto the mouth of the container supported by the support member, rotates the cap in a direction opposite to the tightening direction, and starts the engagement. A capping device that performs an engagement start position detection operation for detecting a position and, after the engagement start position detection operation, a tightening operation for rotating the cap in the tightening direction and screwing it onto the container,
The control device engages the support member with the container until the engagement start position detection operation is completed, and when the engagement start position is detected, the lower end portion of the cap and the support member interfere with each other. or when the tightening operation is started after the engagement start position detection operation is completed, and interference between the lower end portion of the cap and the support member is detected during the tightening operation, the capping head is tightened. It is characterized by executing a support member retracting operation of moving the support member to the retracted position after rotating it by a predetermined amount in the opposite direction.
このような構成によれば、支持部材とキャップとの干渉を回避して、軟質の容器であっても座屈を生じることなくキャップを容器に取り付けることができる。 According to such a configuration, interference between the support member and the cap can be avoided, and the cap can be attached to the container without buckling even if the container is soft.
以下、図示実施例について本発明を説明すると、図1ないし図2において、1は、軟質の容器2にキャップ3を取り付ける回転式のキャッピング装置である。このキャッピング装置1は、所定方向に回転しながら各キャッピングヘッド4によってキャップ3を容器2に取り付けるキャッパ本体5と、キャップ供給位置Aにおいてキャッピングヘッド4にキャップ3を供給するキャップディスク6と、容器供給位置Bにおいてキャッパ本体5の各保持機構7に順次容器2を供給する供給スターホイール8と、キャッピング終了後の容器2を容器排出位置Cにおいてキャッパ本体5から排出させる排出スターホイール9とを備えている。
キャッピングの対象となる容器2は軟質の透明なポリエチレン等の樹脂からなり、口部2Aの外周部にねじ部2Bが形成されるとともに、その隣接下方側にねじ部2Bよりも小径となる細径部2C(首部)が形成されている。さらに、細径部2Cの隣接下方側には、ねじ部2Bよりも大径の肩部2Dが形成されており、肩部2Dよりも下方側は肩部2Dよりも大径となる胴部2Eとなっている。上端部から細径部2Cに至る口部2Aは水平断面が円形となっているが、肩部2D及び胴部2Eの水平断面は楕円形となっている(図4参照)。容器2の内部にはマヨネーズが充填された後に、口部2Aの上端をシール部材Sにより封止されている。
供給スターホイール8は、その外周部の等間隔位置に容器2を保持するグリッパ8Aを備えており、キャッパ本体5及び供給ホイール8が矢印方向に回転中において、供給スターホイール8の各グリッパ8Aに保持された容器2が容器供給位置Bで順次キャッパ本体5の保持機構7に受け渡されるようになっている。
1 and 2,
The
The
キャッパ本体5は、回転軸11と一体に矢印方向に回転される回転体12と、回転体12の外周部の等間隔位置に設けられて、供給位置Bに供給される容器2の肩部2Dと胴部2Eを保持する保持機構7と、保持機構7の隣接上方側に配置されて、供給位置Bに供給される容器2の細径部2Cと係合して容器2を支持するネックサポート13と、ネックサポート13を容器2の細径部2Cと係合する前進端位置(係合位置)と係合しない後退端位置(退避位置)とに移動させる駆動機構14と、保持機構7及びネックサポート13の上方側に配置されてキャップ3を容器2に螺合するキャッピングヘッド4と、昇降部材15を介してキャッピングヘッド4を昇降させる昇降機構16と、駆動機構14及びキャッピングヘッド4の駆動源となるサーボモータ17等の作動を制御する制御装置18とを備えている。
The
容器2を保持する保持機構7は、容器2の肩部2Dを両側から把持する肩部グリッパ7Aと、容器2の胴部2Eを両側から把持する胴部グリッパ7Bとによって構成されている。両グリッパ7A、7Bは左右一対の把持部材からなり、それらの対向位置となる把持部7a、7bは容器2の胴部2E及び肩部2Dの水平断面の形状に倣った円弧状となっている(図4参照)。
肩部グリッパ7A及び胴部グリッパ7Bは、回転体12の下部に設けられた共通の回転軸21に軸支されるとともに、従来公知のカム機構22により回転体12が矢印方向に回転する際の所定の移動領域で開閉されるようになっている。具体的には、容器排出位置Cから容器供給位置Bの直前までの回転体12の移動領域では両グリッパ7A、7Bは開放されており、容器供給位置Bから容器排出位置Cの直前までの回転体12の移動領域では両グリッパ7A、7Bが閉鎖されて容器2の肩部2D、胴部2Eが把持されるようになっている。
本実施例の保持機構7は、胴部グリッパ7Bだけでなく、肩部グリッパ7Aを備えているので、ネックサポート13が前進端位置から退避端位置まで後退されて容器2の細径部2Cから離隔した状態となっても、肩部グリッパ7Aにより容器2を保持することで、キャッピングヘッド4によるキャップ3の取り付けの際に軟質の容器2が座屈するのを確実に防止できるようになっている。
キャッパ本体5には容器2を載置するための載置台は設けられておらず、容器供給位置Bに容器2が供給されると、容器2は保持機構7の両グリッパ7A、7Bにより把持されるようになっている。そして、その直後に回転体の12の回転により容器2が容器供給位置Bの隣接下流側まで移動した時点で駆動機構14によりネックサポート13が後退端(退避位置)から前進端(係合位置)まで前進されるので、ネックサポート13が容器2の細径部2Cに係合するようになっている。
このように容器供給位置Bに供給された直後の容器2は各グリッパ7A、7Bで保持されるとともにネックサポート13で支持されるようになっており、その状態において回転体12の回転により矢印方向に搬送される過程において、キャッピングヘッド4に保持したキャップ3が容器2の口部2Aに嵌合されてから螺合されるようになっている。
The
The
Since the
The capper
Immediately after being supplied to the container supply position B, the
保持機構7の隣接位置となる回転体12上に駆動機構14が配置されており、この駆動機構14にネックサポート13の基部が連結されている。それにより、ネックサポート13は肩部グリッパ7Aの隣接上方側の位置に回転体12の放射方向に向けて水平に支持されるとともに、駆動機構14によってネックサポート13は回転体12の放射方向に進退動されるようになっている。
図3に示すように、ネックサポート13の先端部13AはU字形となっており、そこに半円形の係合凹部13aが形成されている。この係合凹部13aが容器2の細径部2Cに横方向から係合できるようになっている。
駆動機構14としては例えばエアシリンダを用いてあり、駆動機構14は制御装置18によって作動を制御されるようになっている。制御装置18により駆動機構14が作動されて、そのロッドが後退されると、ネックサポート13は容器2と係合しない退避位置(後退端)に位置するようになっている。他方、制御装置18により駆動機構14が作動されて、そのロッドが前進されると、ネックサポート13が係合位置(前進端)まで前進されて、容器2の細径部2Cと係合するようになっている。
回転体12の回転に伴って容器供給位置Bにおいて、カム機構22により両グリッパ7A、7Bが開放状態から同期して閉鎖されるので、両グリッパ7A、7Bによって容器2の肩部2Dと胴部2Eが把持されるようになっている(図3、図4参照)。また、この直後に容器2とそれを保持した両グリッパ7A、7Bが容器供給位置Bの隣接下流側へ移動した時点で制御装置18により駆動機構14が作動されるので、ネックサポート13が退避位置(後退端)から係合位置(前進端まで前進されて、ネックサポート13の係合凹部13Aが容器2の細径部2Cに係合して容器2が支持されるようになっている。
容器供給位置Bの隣接下流側の位置からキャッピングヘッド4がキャップ3の巻締のために回転(正転)された直後の位置までの回転体12の移動領域Z1では、制御装置9が駆動機構14を作動させてネックサポート13を係合位置(前進端)に位置させるので、両グリッパ7A、7Bに保持された容器2の細径部2Cにネックサポート13の係合凹部13aが係合して容器2を支持するようになっている。
その他の回転体12の移動領域においては、制御装置18により駆動機構14が作動されてネックサポート13は退避位置(後退端)に位置して、ネックサポート13の係合凹部13aは容器2の細径部2Cと係合せず離隔するようになっている。
後に詳述するが、本実施例は、容器2にキャップ3を取り付ける際には、先ず移動領域Z1においてキャップ3を容器2の口部2Aに嵌合させてから(被せてから)キャッピングヘッド4を締付方向とは反対方向に逆転させることで、キャップ3のねじ部3Aの先端3Aaと容器2のねじ部2Bの先端2Baとの噛み合い開始位置を検出し、その後、キャッピングヘッド4を締付方向に回転させる(正転させる)ことでキャップ3を容器2に螺合するようにしている。その際に、ネックサポート13を所定のタイミングで退避位置に後退させておくことで、キャップ3の下端部3Bとネックサポート13との干渉を回避できるようにしている。
A
As shown in FIG. 3, the
An air cylinder, for example, is used as the
As the
In the movement region Z1 of the
In other moving regions of the
As will be described in detail later, in this embodiment, when the
キャッピングヘッド4は回転体12の外周部の等間隔位置に鉛直下方に向けて配置されており、キャッピングヘッド4毎に駆動源となるサーボモータ17が配置されている。制御装置18は、キャッピングの際にサーボモータ17を介してキャッピングヘッド4を所要のタイミングで正逆に回転させるようになっている。
キャッピングヘッド4は、サーボモータ17に連動して回転されるスプライン軸28と、スプライン軸28に下方側からスプライン嵌合させたスピンドル29と、このスピンドル29の下端部に取り付けられてエア圧によりキャップ3を着脱自在に把持するチャック31と、スピンドル29の外周部に昇降可能に嵌合された昇降部材15と、昇降部材15とチャック31との間に弾装されてチャック31を常時下方へ付勢するばね33とを備えている。
スピンドル29の上端部には、フランジ部29Aが形成されており、通常の状態では、昇降部材15はばね33に付勢されてフランジ部29Aに圧接されており、昇降部材15の上下動が固定された状態でチャック31に上方への押圧力が作用した時には、ばね33が圧縮されることでチャック31及びスピンドル29の上方動を吸収するようになっている。
制御装置18が所要のタイミングでサーボモータ17を回動させることにより、スプライン軸28、スピンドル29を介してチャック31を回動させることができる。キャップ3が容器2の口部2Aに嵌合されてからキャップ3を保持したチャック31が所要量、締付方向に回転されると、キャップ3が容器2のねじ部2Bに螺合されるようになっている。
本実施例では、キャップ3のねじ部3Aと容器2のねじ部2Bの噛み合い開始位置を検出するために、スプライン軸28の隣接位置となる回転体12の所定位置にねじ落ち検出センサ36を設けている。ねじ落ち検出センサ36は、スピンドル29の昇降位置を監視しており、キャップ3が容器2の口部2Cに嵌合されてからチャック31を介して逆転された際に、キャップ3のねじ部3Aの先端3Aaが容器2のねじ部2Bの先端2Baから落下した時点の高さhの変化を検出して、その位置を噛み合い開始位置として検出するようになっている(図5(a)参照)。ねじ落ち検出センサ36が両ねじ部3A、2Bの噛み合い開始位置を検出すると、その検出信号は制御装置18へ入力されるようになっている。
キャッピングヘッド4の駆動源であるサーボモータ17には、該サーボモータ17の回転角度、すなわちキャップ3を保持するチャック31の回転角度を検出するエンコーダ37が設けられており、サーボモータ17が正逆に回転される際には、エンコーダ37による回転角度の検出信号が制御装置18に入力されるようになっている。
制御装置18は、サーボモータ17が回動される際のキャップ3の回転角度をエンコーダ37の検出信号を元にして認識することができるとともに、ねじ落ち検出センサ36の検出信号を元にして両ねじ部3A、2Aの先端3Aa、2Baの噛み合い開始位置を認識できるようになっている。
また、制御装置18は、エンコーダ37から入力される回転角度の検出信号を介してサーボモータ17が回転される際の回転数又はトルクの変化を認識できるようになっている。それによって、制御装置18は、キャッピングヘッド4のチャック31に保持されたキャップ3の下端部3Bがネックサポート13に上方から当接する場合(両者が干渉する場合)には、そのことを検出できるようになっている。後述するが、このようにキャップ3の下端部3Bとネックサポート13が干渉する場合には、その後、制御装置18は、サーボモータ17を介してキャッピングヘッド4の回転を制御するとともに、駆動機構14を介してネックサポート13を後退させるタイミングを制御して、ネックサポート13とキャップ3の下端部3Bとの干渉を回避できるようになってる。
The capping heads 4 are arranged at equal intervals on the outer circumference of the
The capping
A flange portion 29A is formed on the upper end portion of the
The
In this embodiment, in order to detect the engagement start position of the threaded
The
The
Further, the
昇降部材15の側部にはカムフォロワ34が取り付けてあり、このカムフォロワ34は、回転体12の円周方向に沿って設けられた環状のカム35のカム溝35Aに係合している。
回転体12が図1の矢印方向に回転される際には、各キャッピングヘッド4のチャック31はカムフォロワ34とカム溝35Aとの係合によって回転体12が回転する際の所定の移動領域で昇降されるようになっている。カム35とカムフォロワ34及び昇降部材15とによって昇降機構16が構成されている。チャック31と昇降部材15との間にはばね33が弾装されているので、チャック31は常時下方に向けて付勢された状態となっており、その状態のチャック31によってキャップ3が保持されるようになっている。
A
When the
本実施例では、容器供給位置Bを過ぎた直後の位置から容器排出位置Cの直前までの回転体12の移動領域では、昇降機構16によってキャッピングヘッド4のチャック31が下降端に位置し、容器排出位置Cからキャップ供給位置Aの直前までの回転体12の移動領域では昇降機構16によってチャック31は上昇端位置に位置する。その後、キャップ供給位置Aでは、チャック31は上昇端位置から所定量下降され、その後、容器供給位置Bを過ぎた位置まで同じ高さに維持されるようになっている。
また、キャップ供給位置Aから容器供給位置B、及び容器排出位置Cの直前までの回転体12の移動領域ではチャック31にエア圧が導入されるようになっている。
そのため、矢印方向に回転体12が回転される際には、キャッピングヘッド4のチャック31は、上昇端位置から少し下降されてキャップ供給位置A上に移動してキャップディスク6からキャップ3を取り出して保持するようになっており、その後、容器供給位置Bでは、保持機構7の両グリッパ7A、8Aに保持された容器2の上方側に、チャック31に保持されたキャップ3が位置する。そして、容器供給位置Bを過ぎた直後の回転体12の移動領域Z1の開始位置において、駆動機構14が作動されることによりネックサポート13が係合位置まで前進されて両グリッパ7A、8Aに保持された容器2の細径部2Cに係合し、その直後に昇降機構16によりチャック31が下降端位置まで下降される。それにより、移動領域Z1において、チャック31に保持したキャップ3が容器2の口部2Aに上方から嵌合される(被せられる)ようになっている。この時、チャック31に保持されたキャップ3は、ばね33により下方へ付勢された状態となっている。
本実施例においては、この状態となったら、その後、回転体12の回転に伴ってキャッピングヘッド4によりキャップ3を締付方向とは反対方向に逆転させることで、キャップ3のねじ部3Aと容器2のねじ部2Bとの噛み合い開始位置をねじ落ち検出センサ36により検出し、そこからキャップ3を締付方向に回転させる(正転させる)ことで、キャップ3をネックサポート13に支持された容器2の口部2Aに螺着するようにしている。
ここで、本実施例においては、噛み合い開始位置を検出した後で、チャック31に保持されたキャップ3の下端部3Bが、容器2に係合したネックサポート13と干渉するか否かを検出するようにしてあり、その検出結果に応じてその後のキャッピングの工程を切り換えてキャップ3を容器2の口部2Aに螺着するようになっている。
In this embodiment, in the movement area of the
Air pressure is introduced to the
Therefore, when the
In this embodiment, after this state is reached, the
Here, in this embodiment, after detecting the engagement start position, it is detected whether or not the
具体的には、事前のテスト運転によって、容器2に係合したネックサポート13とキャップ3の下端部3Bとに干渉が生じない状態でキャッピングを完了できることを確認した場合には、キャッピング装置1を通常モードで作動させることを決定し、全ての容器2に対して通常モードのみで実際のキャッピングを行うようにしている。なお、事前のテスト運転によってだけではなく、キャップ3や容器2等の設計寸法から上記両者の干渉が生じないことが判明している場合にもこの通常モードで実際のキャッピングを行うことができる。
すなわち、通常モードでは以下のようにして実際のキャッピングが行われる。先ず、チャック31に保持されたキャップ3が容器2の口部2Aに嵌合されたら、サーボモータ17によってチャック31を介してキャップ3を締付方向とは反対方向に逆転させると、キャップ3のねじ部3Aの先端3Aaが容器2のねじ部2Bの先端2Baから落下する(図5(a)参照)。この時の高さhの変化はねじ落ち検出センサ36によって検出され、このねじ落ち検出センサ36で検出した検出信号(噛み合い開始位置の検出信号)は制御装置18へ入力されるので、制御装置18はここでサーボモータ17を停止させる(噛み合い開始位置検出動作)。
この後、制御装置18はサーボモータ17を介したチャック31の締付方向への回転を開始し、キャップ3を正転させる(締付動作の開始)。キャップ3が所定角度だけ正転された時点で、制御装置18は駆動機構14を作動させるのでネックサポート13が係合位置から退避位置まで後退する(支持部材退避動作)。この所定角度は、テスト運転等に基づいて、キャップ3の下端部3Bとネックサポート13の間には隙間があるように設定されるため、後退されるネックサポート13がキャップ3の下端部3Bと摺動することはなく、キャップ3が損傷することはない。
その後、キャップ3の正転が進んで、所定量(角度、回転数等)だけ回転されると、キャップ3のねじ部3Aが容器2のねじ部2Bに螺合されてキャッピングが終了する(図5(d)と同じ状態、締付動作の完了)。
すなわち、通常モードによるキャッピングは、噛み合い開始位置検出動作が実行された後、締付動作が開始され、その途中で支持部材退避動作が実行され、その後、締付動作が完了されることによって行われるものである。
Specifically, when it is confirmed by a preliminary test run that capping can be completed without interference between the
That is, in normal mode, actual capping is performed as follows. First, when the
Thereafter, the
After that, when the
That is, capping in the normal mode is performed by starting the tightening operation after the engagement start position detection operation is executed, performing the support member retraction operation during the operation, and then completing the tightening operation. It is.
次は、事前のテスト運転を行わずに実際にキャッピングを行う際に各キャップ3の下端部3Bとネックサポート13とに干渉が生じるか否かを検出し、その検出結果に応じて干渉モードと通常モードとを切り替えてキャッピングを行う場合を説明する。この場合には、エンコーダ37からの検出信号によるサーボモータ17の回転数又はトルクの変化を利用して、制御装置18がキャップ3の下端部3Bとネックサポート13との間に干渉があるか否か検出するようになっている。
すなわち、先ず、チャック31に保持されたキャップ3が容器2の口部2Aに嵌合されたら、サーボモータ17によってチャック31を介してキャップ3を締付方向とは反対方向に逆転させると、キャップ3のねじ部3Aの先端3Aaが容器2のねじ部2Bの先端2Baから落下する(図5(a)参照)。この時の高さhの変化はねじ落ち検出センサ36によって検出され、ねじ落ち検出センサ36で検出した検出信号(噛み合い開始位置の検出信号)は制御装置18へ入力されるので、制御装置18は、ここでサーボモータ17を停止させる(噛み合い開始位置検出動作)。この噛み合い開始位置を検出した時点では、キャップ3の下端部3Bとネックサポート13との間には干渉が生じておらず、両者の間に隙間gが維持されているとする。
その後、制御装置18は、サーボモータ17を介したチャック31の締付方向への回転を開始し、キャップ3を正転させる(締付動作の開始)。しかしながら、このように正転される過程でキャップ3の下端部3Bとネックサポート13との間に干渉が生じる場合には、キャップ3の回転が進むにつれてキャップ3の下端部3Bがネックサポート13に圧接する(図5(b))。そのため、エンコーダ37を介してサーボモータ17の回転数が低下するか、又はトルクが増大するので、それを基に制御装置18は、キャップ3の下端部3Bとネックサポート13との間に干渉が生じていることを検出し、サーボモータ17を停止させてキャップ3の回転を停止させる(図5(b))。
つまり、この後、締付動作を中断し、予め実験などで求めた所定回転角度だけサーボモータ17を締付方向とは反対方向に逆転させてからサーボモータ17を停止させる(隙間形成動作)。これにより、キャップ3のねじ部3Aと容器2のねじ部2Bとの摺動により上記ばね33に抗してキャップ3が少し上昇されるので、該キャップ3の下端部3Bとネックサポート13との間に隙間g′が形成される(図5(c))。この時に生じる隙間g′は、図5(a)に示した隙間gよりも小さくなる。
なお、このようにサーボモータ17を締付方向とは反対方向にキャップ3を逆転させる回転角度は、図5(c)に示すように、キャップ3のねじ部3Aの先端3Aaが容器2のねじ部2Bの先端2Baと噛み合った状態が維持される程度の回転角度に設定することが好ましい。しかしながら、ねじ部の形状等によっては、かかる場合に限定される、例えば図5(a)の状態となる回転角度としても良い。
この後、制御装置18は駆動機構14を作動させて、ネックサポート13を係合位置から退避位置へ後退させる(図5(c)参照、支持部材退避動作)。その際には、上記隙間g′があることで、後退されるネックサポート13とキャップ3の下端部3Bとは摺動しないので、キャップ3の下端3Bが損傷することはない。
この後、制御装置18は、サーボモータ17を再度、締付方向に正転させ(締付動作の再開)、キャップ3のねじ部3Aが容器2のねじ部2Bに螺合されて、キャッピングを終了させる(図5(d)、締付動作の完了)。
干渉モードでは、以上のように、噛み合い開始位置検出動作が実行された後、締付動作が開始され、その途中で干渉の発生が検出されると、締付動作が一旦中断されて、キャッピングヘッド4を締付方向とは逆方向に所定量だけ回転させる隙間形成動作を実行してキャップ3の下端部3Bとネックサポート13との間に隙間g’を形成してから支持部材退避動作を実行し、その後、締付動作を再開してキャッピングを完了させることによって行われるものである。換言すると、制御装置18は、干渉モードとして、締付動作が完了するまでの間に、隙間形成動作を実行してから、支持部材退避動作を実行可能に構成されるものである。
しかしながら、キャップ3を逆転させて噛み合い開始位置を検出し、その後にサーボモータ17を介してチャック31を締付方向に回転させてキャップ3が正転された際に、キャップ3の下端部3Bとネックサポート13との間に干渉が生じていない場合には、この後、前述した通常モードの場合と同様の工程でキャッピングが行われる。
つまり、サーボモータ17が継続して締付方向に正転され、その過程で駆動機構14が作動されてネックサポータ13が係合位置から退避位置まで後退する(支持部材退避動作)。その際には、ネックサポータ13はキャップ3の下端部3Bとの間に隙間が生じているので両者は摺動することはない。その後、キャップ3が所要角度又は所要回転数だけ正転されることで、キャッピングが終了する。
Next, it is detected whether or not interference occurs between the
That is, first, when the
Thereafter, the
That is, after that, the tightening operation is interrupted, the
It should be noted that the angle of rotation of the
Thereafter, the
Thereafter, the
In the interference mode, as described above, after the engagement start position detection operation is executed, the tightening operation is started. 4 is rotated by a predetermined amount in a direction opposite to the tightening direction to form a gap g' between the
However, when the
That is, the
次に、上記実施例においてはエンコーダ37の検出信号からサーボモータ17の回転数等の変化を基にして、制御装置18はキャップ3の下端部3Bとネックサポート13との干渉を検出しているが、図1に想像線で示すように、干渉検出センサ25をネックサポート13に設けて、この干渉検出センサ25によって干渉の有無を検出し、その検出信号に応じてキャップ3を容器2の口部2Aに螺合するようにしても良い。
干渉検出センサ25は、キャップ3の下端部3Bがネックサポート13に上方から当接した際、つまり干渉が生じた際にネックサポート13に生じる歪を基にしてキャップ3とネックサポート13の干渉を検出するようになっている。制御装置18は、干渉検出センサ25によって干渉が生じていることが入力されると、図5(a)~図5(d)で表示した上述の干渉モードと同様の工程でキャッピングを行う。
つまり、先ず、キャップ3を逆転させて噛み合い開始位置を検出し、該噛み合い開始位置が検出されたらキャップ3の回転を停止する(図5(a)、噛み合い開始位置検出動作)。この時、ネックサポート13とキャップ3の下端部3Bとの間に隙間gが形成される。その後、キャップ3を正転させて、そのように正転される過程でキャップ3の下端部3Bがネックサポート13と干渉して、そのことが干渉検出センサ25によって検出されたら、キャップ3の正転を停止させた後にキャップ3を所定回転角度逆転させる(図5(b)、図5(c)、隙間形成動作)。それにより、キャップ3の下端部3Bとネックサポート13との間に隙間g′が形成される。この時に生じる隙間g′は図5(a)に示す隙間gよりも小さくなっている。この後、ネックサポート13を係合位置から退避位置まで後退させ(支持部材退避動作)、その後、キャップ3を正転させてキャッピングを終了する(締付動作の再開と完了)。
他方、制御装置18は、干渉検出センサ25からの検出信号がない場合には、上述した通常モードと同様の工程でキャッピングを行う。つまり、先ず、キャップ3を逆転させてから停止させて、噛み合い開始位置を検出し(図5(a))、その後、キャップ3を締付方向に正転させ、その正転が進む過程でネックサポータ13を係合位置から退避位置まで後退させる。その際、ネックサポータ13は、キャップ3の下端部3Bとの間には隙間が生じているので両者が摺動することはない。その後、キャップ3がさらに所要角度だけ正転されることで、キャッピングが終了する。
Next, in the above-described embodiment, the
The
That is, first, the
On the other hand, when there is no detection signal from the
ところで、キャップ3や容器2の形状によっては、前述した噛み合い開始位置を検出した時点でキャップ3の下端部3Bと支持部材13が干渉している場合があり、このような場合にも本発明の干渉モードを適用することができる。
すなわち、図6(a)に示すように、キャップ3を逆転させて噛み合い開始位置を検出した時点で、キャップ3の下端部3Bとネックサポート13が干渉していれば、ネックサポート13に発生した歪を干渉検出センサ25によって検出することができる。したがって、この場合も上記図5(a)に示した場合よりも早期に両部材の干渉が検出されることになる。
この後、所定回転角度だけ締付方向とは反対方向にキャップ3を逆転させてから停止させる。これにより、キャップ3のねじ部3Aと容器2のねじ部2Bとの摺動により上記ばね33に抗してキャップ3が少し上昇されるので、該キャップ3の下端部3Bとネックサポート13との間に隙間g”が形成される(図6(b))。
この後、ネックサポート13を係合位置から退避位置へ後退させる(図6(b)参照)。その際に、上記隙間g”があることで、後退されるネックサポート13とキャップ3の下端部3Bとは摺動しないので、キャップ3の下端3Bが損傷することはない。
この後、再度、キャップ3が締付方向に正転されるので、キャップ3のねじ部3Aが容器2のねじ部2Bに螺合されて、キャッピングが終了する(図6(c))。
次は、エンコーダ37による検出信号の代わりに、干渉検出センサ25による検出結果を基にした処理は次のようになる。
すなわち、図6(a)に示すように、キャップ3を逆転させて噛み合い開始位置を検出した時点で、干渉検出センサ25によってキャップ3の下端部3Bと支持部材13との干渉が検出された場合には、キャップ3の回転を停止させる。この場合も上記図5(a)に示した場合よりも早期に両部材の干渉が検出されることになる。
この後、所定回転角度だけキャップ3を逆転させてから停止させる。これにより、キャップ3のねじ部3Aと容器2のねじ部2Bとの摺動により上記ばね33に抗してキャップ3が少し上昇されるので、該キャップ3の下端部3Bとネックサポート13との間に隙間g”が形成される(図6(b))。
この後、ネックサポート13を係合位置から退避位置へ後退させる(図6(b)、図6(c)参照)。その際に、上記隙間g”があることで、後退されるネックサポート13とキャップ3の下端部3Bとは摺動しないので、キャップ3の下端3Bが損傷することはない。
この後、再度、キャップ3が締付方向に正転されるので、キャップ3のねじ部3Aが容器2のねじ部2Bに螺合されて、キャッピングが終了する(図6(c))。
以上の説明は、噛み合い開始位置を検出した時点とその後にキャップ3とネックサポート13との干渉をサーボモータ37や干渉検出センサ25により検出した場合の説明となっているが、両者の干渉を検出することなくキャップ3を逆転させてからネックサポート13を退避位置に退避させるようにしても良い。
すなわち、キャップ3を逆転させて噛み合い開始位置を検出した時点でキャップ3の回転を停止させる(図6(a))。ここで、事前のテスト運転や設計寸法により、この時点でキャップ3とネックサポート13との干渉を発生することが予想されるので、この後、予め定めた所定回転角度だけキャップ3を逆転させる。それにより、キャップ3のねじ部3Aと容器2のねじ部2Bとの摺動によりキャップ3が上昇されて、キャップ3の下端部3Bとネックサポート13との間に隙間g”が形成される(図6(b))。
この後、ネックサポート13を係合位置から退避位置まで後退させる(図6(b)、図6(c))。この時、キャップ3の下端部3Bとネックサポート13の間には隙間g”が維持されるので、後退するネックサポート13がキャップ3の下端部3Bと摺動することはなく、キャップ3が損傷することはない。
その後、キャップ3が締付方向に正転されるのでキャップ3のねじ部3Aが容器2のねじ部2Bに螺合されてキャッピングが終了する(図6(c))。
すなわち、以上に説明した場合の干渉モードでは、噛み合い開始位置検出動作が実行された後、締付動作を開始する前に隙間形成動作、支持部材退避動作を実行し、その後、締付動作を開始してキャッピングを完了させる。
By the way, depending on the shape of the
That is, as shown in FIG. 6(a), if the
After that, the
Thereafter, the
Thereafter, the
Next, the processing based on the detection result by the
That is, as shown in FIG. 6(a), when the
After that, the
After that, the
Thereafter, the
The above description is for the case where the interference between the
That is, the rotation of the
After that, the
Thereafter, the
That is, in the interference mode described above, after the engagement start position detection operation is performed, the clearance forming operation and the support member retraction operation are performed before starting the tightening operation, and then the tightening operation is started. to complete capping.
このような本実施例によれば、容器2と係合して支持するネックサポート13とキャッピング4ヘッド4に保持されたキャップ3の下端部3Bとの干渉による両者の摺動を回避できるので、キャッピング時におけるキャップ3の損傷と容器2の座屈を防止できるとともに、ベレーキャップを生じさせることなく容器2の口部2Aにキャップ3を確実に取り付けることができる。
また、本実施例によれば、型替えにより容器2の形状や寸法が変更された場合であっても、基本的にネックサポート13により容器2の細径部2Cを係合可能なものであれば、ネックサポート13を交換する必要がないので、汎用性が高いキャッピング装置1を提供することができる。
According to this embodiment, the
Further, according to the present embodiment, even if the shape and dimensions of the
次に図7ないし図8は本発明の第2実施例となるキャッピング装置1のキャッパ本体5を示したものである。上記第1の実施例においては、単一のネックサポート13の先端部13Aを容器2の細径部2Cに係合させて容器2を支持していたが、この第2実施例は、支持部材として左右一対の開閉可能な把持部材13A、13Bからなるネックサポート13を採用したものである。
ネックサポート13は、左右の把持部材13A、13Bが駆動機構114によって相互に連動して開閉されるようになっており、駆動機構114の作動は制御装置18によって制御されるようになっている。
制御装置18が駆動機構114を作動させて把持部材13A、13Bが閉鎖されると、それらの係合凹部13aが容器2の細径部2Cに両側から係合して容器2を支持することができる。また、駆動機構114が所要のタイミングで作動を停止されると、両把持部材13A、13Bが開放されて容器2の細径部2Cから離隔するようになっている。つまり、把持部材13A、13Bが閉鎖された状態が容器2と係合する係合位置となり、把持部材13A、13Bが開放された状態が容器2から離隔する退避位置となっている。
なお、この第2実施例においては、上記第1の実施例における肩グリッパ7Aを省略してあり、したがって、この第2実施例では胴部グリッパ7Bのみで保持機構7が構成されている。
その他の構成及びキャッピング時の工程は上述した第1の実施例と同じであり、この第2実施例において上記第1の実施例と対応する各部材には同じ部材番号を付している。このような第2実施例であっても、上述した第1の実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
Next, FIGS. 7 and 8 show a
The left and right
When the
In the second embodiment, the
The rest of the configuration and capping process are the same as in the first embodiment, and the members in the second embodiment corresponding to those in the first embodiment are given the same member numbers. Even with such a second embodiment, it is possible to obtain the same functions and effects as those of the above-described first embodiment.
1‥キャッピング装置 2‥容器
2B‥ねじ部 2Ba‥ねじ部の先端
3‥キャップ 3A‥ねじ部
3Aa‥ねじ部の先端 3B‥下端部
4‥キャッピングヘッド 13‥ネックサポート(支持部材)
14‥駆動機構 17‥サーボモータ
18‥制御装置
36‥ねじ落ち検出センサ(噛み合い開始位置検出機構)
14
36...screw drop detection sensor (engagement start position detection mechanism)
Claims (3)
上記制御装置は、キャップを保持したキャッピングヘッドを下降させて、キャップを上記支持部材に支持された容器の口部に嵌合させ、キャップを締付方向とは逆方向に回転させ、上記噛み合い開始位置を検出する噛み合い開始位置検出動作と、当該噛み合い開始位置検出動作の後、上記キャップを締付方向に回転させて容器に螺着する締付動作と、を実行するようにしたキャッピング装置において、
上記制御装置は、上記噛み合い開始位置検出動作が終了するまでは上記支持部材を上記容器に係合させておき、上記噛み合い開始位置を検出した時点で上記キャップの下端部と上記支持部材が干渉する場合、または、上記噛み合い開始位置検出動作の終了後に上記締付動作を開始し、その途中で上記キャップの下端部と上記支持部材との干渉が検出された場合に、上記キャッピングヘッドを上記締付方向とは逆方向に所定量だけ回転させてから上記支持部材を上記退避位置まで移動させる支持部材退避動作を実行することを特徴とするキャッピング装置。 a capping head that holds and rotates a cap, a motor that rotates the capping head, an elevating mechanism that elevates the capping head, a support member that engages with the lower portion of the mouth of a container to support the container, A drive mechanism for moving the support member between an engagement position where it engages with the container to support the container and a retracted position where it does not engage with the container, and a meshing start position between the threaded portion of the cap and the threaded portion of the container is detected. an engagement start position detection mechanism; and a control device that controls the operation of the motor and the drive mechanism based on the detection result of the engagement start position detection mechanism,
The control device lowers the capping head holding the cap to fit the cap onto the mouth of the container supported by the support member, rotates the cap in a direction opposite to the tightening direction, and starts the engagement. A capping device that performs an engagement start position detection operation for detecting a position and, after the engagement start position detection operation, a tightening operation for rotating the cap in the tightening direction and screwing it onto the container,
The control device engages the support member with the container until the engagement start position detection operation is completed, and when the engagement start position is detected, the lower end portion of the cap and the support member interfere with each other. or when the tightening operation is started after the engagement start position detection operation is completed, and interference between the lower end portion of the cap and the support member is detected during the tightening operation, the capping head is tightened. A capping device characterized by executing a support member retracting operation of moving the support member to the retracted position after rotating it by a predetermined amount in the opposite direction.
上記制御装置は、上記当接検知センサの検知結果に基づいて、上記支持部材退避動作の実行を開始することを特徴とする請求項1に記載のキャッピング装置。 A contact detection sensor is provided for detecting contact of the cap with the support member,
2. The capping device according to claim 1, wherein the control device starts execution of the support member retraction operation based on the detection result of the contact detection sensor.
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