JPH02191188A - キャップ締付け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、内容物を充填した容器にスクリューキャップ
を螺合し、閉栓を行う装置に用いて好適なキャップ締付
は装置に関する。

（従来の技術） 一般に化粧品、薬品等の容器はスクリューキャップ（以
下キャップと称す）が用いられており、このキャップは
紙製トレー上に集積され、このトレーを段ボール箱′に
多段に積み梱包した状態でキャップメーカーから供給さ
れる。

従来、化粧品等で用いられている容器のキャップ螺合装
置は、キャップを前述した納入梱包箱より取り出し、こ
れを作業者がボウルフィーダ、回転フィーダ等からなる
整列装置に供給し、製品ごとに予めガイド間隔等が調製
された供給シュートに順次直列状態で送り込み、前記供
給シュートの出口で一個ずつ正確に位置決めした後、キ
ャップ螺合装置のキャップ把持部がこれを担持して取り
出す、一方、これと同期して位１決め、固定された容器
に対し、その上方より、キャップ把持部が回転・下降す
ることにより、容器へのキャップのねじ込みが行われて
いる。また、キャップ螺合装置のキャップ把持部は構造
上相当重くなるため、螺合時の回転駆動部の慣性による
キャップの締めすぎを抑制するため、容器把持部等にト
ルク検出器を取り付けて、螺合過程におけるトルク変化
に対応して、回転速度や締め付はトルクを抑制するキャ
ップ螺合装置もある。

また、ロボットを用いた部品供給装置のロボットハンド
としては、部品を複数の挟持爪により把持するメカニカ
ルチャック式のものや、真空吸着式のものが従来から知
られている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、従来のキャップ螺合装置では、キャップ把持部
にチャック方式を用いているため、キャップ把持部に対
するキャップの供給は、キャップを一個ずつ分離して正
確に位置決めしておかなければなかった。また、シュー
ト等を使用しているため、仕掛製品のキャップ寸法が変
わるごとにシュート等の寸法調整を行わなければならな
かった。

この調整は微妙な作業であり、熟練者が必要であった。

また、前述した様にトルク検出器ｊＢによる仮螺合は高
速・低トルクで行い、本螺合は低速・高トルクで行って
も、キャップ螺合装置の構造上、回転駆動部自体の重量
が重いため、高精度に制御しても慣性によるキャップの
締めすぎを完全に抑えることは困難であった。さらに、
ロボットを用いてキャップを容器に供給する場合、従来
のメカニカルチャック式、真空吸着式によるロボットハ
ンドでは、前者の場合、前述と同様、回転駆動部自体の
重量が重くなるため、慣性によるキャップの締めすぎの
問題があった。さらに、キャップが密着して供給されて
くる場合は、チャックできないため、キャップの取り出
しができないという欠点もあった。また、後者は、逆に
キャップが密集した状態で供給されてもキャップ天面を
吸着して取り出すため、キャップの取り出しはできるが
、チャックのように把持位置の修正機能がないため、キ
ャップを正確に供給する装置が必要であった。

本発明は、上述した従来の問題点に鑑みなされたもので
、キャップの供給位置がラフであっても、これを確実に
螺合することができ、かつ、キャップの締めすぎを防止
できるキャップ締付は装置を提供することを目的とする
。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明は、支持手段によ
り移動可能に支持される取付台と、この取付台の下方に
固設され、吸着されたキャップを側面から挟持し、該キ
ャップの吸着位置を吸着ヘット１の中心に位置合わせす
るクランプ手段と、回転軸を介゛して取り付けられキャ
ップ天面を吸着する吸着ヘッドと、該回転軸を回転させ
る回転駆動手段と、前記取付台に固設され、該回転駆動
手段を昇降させ、その先端部に取り付けられている吸着
ヘッドを前記クランプ手段の中央先端部から突没させる
昇降手段とから構成される。

（作用） 本発明の構成によれば、キャップの真上にロボットハン
ドを移動後、昇降手段により吸着部を下げ、吸着ヘッド
にキャップの天面を吸着させる。

該キャップを吸着後、昇降手段によって所定のストロー
ク量上昇させ、キャップを搬送手段上から抜き出し、そ
の後、キャップの落下防止と芯出しを行うため、クラン
プ手段により該キャップの側面を挟持させる。この動作
により複数のキャップが搬送手段上に密集した状態で収
容されていても、キャップを取り出すことができ、しか
も、吸着ヘッドの吸着位置がキャップの中心からずれて
いても、該クランプ手段により吸着ヘッドの中心軸にキ
ャップの位置を修正させることができる。このため、キ
ャップ供給側に正確な位置決め装置がなくても容器への
キャップの螺合が可能となる０次に、キャップを容器に
螺合する場合は、容器の真上にロボットハンドを移動後
、クランプ手段によるキャップ側面の挟持を開放させる
。そして、昇降手段により吸着部を下げつつ、回転駆動
手段により吸着ヘッドを回転させながら、キャップの容
器への仮螺合を行わせることができる。この場合、回転
するのは、重量の軽い吸着ヘッドとキャップだけである
から、回転体の慣性によるキャップの締めすぎを最小限
に抑えることができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図から第６図に基づいて
説明する。

第１図は２個のキャップ吸着ヘッドを備えたキャップ締
付は装置の外観斜視図、第２図は正面図、第３図は側面
図である。（１）は、支持手段により移動可能に支持さ
れる取付台で、この取付台（１）には、以下に説明する
クランプ手段と昇降手段がそれぞれ取り付けている。こ
の支持手段はロボットを用いてもよいが、キャップ供給
部とキャップ螺合動作を行う容器の固定位置の両者間の
上方を往復移動する装置であればよい、（２）　は、前
記取付台（１）の下方に固設され、キャップの側面を挟
持するクランプ手段である。該クランプ手段（２）は、
対向して設けた一対のクランプ部（４）と、これを平行
駆動させる平行駆動機構、例えば、平行駆動型エアチャ
ック等より構成されており、該エアチャックの両側から
突出している伸縮ロンドに前記クランプ部（４）がそれ
ぞれ取り付けられる。

（３）は、前記取付台（１）の下方に固設され、後述す
る吸着部を昇降させる昇降手段、例えば、エアシリンダ
等である。前記吸着部（６）　は、キャップの天面を吸
着する真空吸着ヘッド（５）と、該吸着ヘッド（５）　
を回転させる回転駆動手段（９）より構成され、これら
が基台（８）　に取り付けられている。

該基台（８）　は、前記クランプ部（４）　との干渉を
避けるため、この間をくり抜いた略十字形の形状をして
おり、一方は前記昇降手段（３）の伸縮ロンドに固設さ
れ、他方は取付台（１）から下方に固設されたスライド
軸（７）を軸通させ、前記回転駆動手段（９）　の駆動
により、基台（８）を取付台（１）　と平行に上下動さ
せるようになっている。そして、この基台（８）　を上
下動させることにより、後述する吸着ヘッド（５）をク
ランプ部（４）の先端から突没させるようになっている
。また、前記回転駆動手段（９）は前記基台（８）　の
上方に固設され、回転軸が基台（８）　の下方に突出す
るように取り付けられている０本実施例では、電動モー
タを用いている。

該モータの回転数あるいは回転トルクは、公知のギヤヘ
ッド、速度調整装置等による適宜な値に設定される。

また、吸着ヘッド（５）は前記基台（８）の下方に取り
付けられており、該吸着ヘッド（５）は下面にキャップ
天面を吸着する真空吸着パッドを設け、上面中央には回
転軸が取り付けられており、吸着バッドと一体的に回転
できるように構成されている。そして、該回転軸は基台
（８）　に設けたベアリングを介して回転自在に取り付
けられている。前記回転駆動手段（９）　の回転力を吸
着ヘッド（５）に伝達させるため、回転駆動手段（９）
　の回転軸先端部にはプーリを軸着し、吸着ヘッド（５
）　の胴部には凹溝を設け、前記プーリと凹溝の間に無
端ベルトを張設して、吸着ヘッド（５）　を回転させる
ようになっている。この吸着ヘッド（５）　の回転によ
り、吸着したキャップを回転させ、目的とする容器のネ
ジ部に螺合させるようになっている。また、吸着ヘッド
（５）　でキャップを吸着しているため、−定のトルク
がかかれば、該吸着ヘッド（５）が空回りするので、キ
ャップの締めすぎを防止することができる。なお、該吸
着ヘッド（５）への真空の供給は、図示しないが公知の
フレキシブルチューブ。

真空パルプを介して真空ポンプへ接続される０本実施例
では、吸着部を昇降させ′て−いるが、クランプ手段を
昇降させてもよい、また、吸着ヘッドの回転には、プー
リーと伝達ベルトにより回転駆動の伝達を用いているが
、回転駆動手段直結、ギア伝達等を用いてもよい、クラ
ンプ部（４）のキャップ挟持部分の表面には緩衝材、例
えば、ゴム等が貼着されており、クランプ時にキャップ
の表面に傷をつけない様になっている。また、キャップ
挟持部分をＶ型形状とし、前述の吸着ヘッド（５）がキ
ャップの中心をずれて吸着しても、クランプ部（４）の
クランプ時にキャップをセンタリングさせることができ
る。キャップ締付は装置は以上のように構成される。

次に、第４図はこのキャップ締付は装置を実際のキャッ
プ螺合システムに用いた全体システムの外観斜視図を示
すもので、支持手段として、水平多関節型の汎用ロボッ
ト（１５）を用いたものである。

このロボット（１５）は第１アーム（１５ａ）の水平回
転（矢示ａ）、第２アーム（１５ｂ）の水平回転（矢示
ｂ）、ロボットアーム（１５ｃ）の伸縮（矢示Ｃ）およ
び該ロボットアーム（１５ｃ）の先端に固設されたフラ
ンジ（１５ｄ）面に、前述したキャップ締付は装置が取
り付けられている。

このキャップ螺合システムは、正立状態でキャップを所
定位置まで搬送する搬送手段（１７）と、所定位置まで
搬送されたキャップを取り出し、キャップを容器に対し
、低トルクかつ高速で螺合させるロボット（１５）と、
このロボット（１５）の動作範囲内にあって、取り出し
たキャップを螺合すべき容器を固定する固定台（１８）
と、前述したロボット（１５）により仮螺合されたキャ
ップを回転の慣性の影響の低い低速で回転させ、規定の
トルクまで本螺合するキャップ本螺合装置（図示せず）
とから構成される。

前記搬送手段（１７）は直進振動フィーダ等であり、シ
ェードの終端部は搬送されてきたキャップを簡易に位置
決めするため、Ｖ型形状のストッパ（１９）が取り付け
られている。

また、前記固定台（１８）には、容器の胴部を両側から
把持するＶ型ブロック（２３）が一定間隔で設けられて
おり、あらゆる容器寸法にも対応できるようにするため
、対峙して設けたＶ型ブロック（２３）の間隔は調整自
在となっている。

前記キャップ本螺合装置は、残りわずかのネジシロ部分
をねじ込むためのものであり、従来のキャップ螺合装置
を用い、回転の慣性によるキャップの締めすぎをなくす
ため、低速回転で螺合させる。

以上のように構成されたシステムにおいて、その動作に
ついて、第５図ないし第６図を基に説明する。

第５図において、ロボットアーム（１５ｃ）が取り出そ
うとするキャップの真上に来ている状態から説明する。

この状態では、吸着ヘッド（５）の先端はクランプ部（
４）の先端より突出しており、クランプ部（４）　は開
いた状態となっている。まず、ロボットアーム（１５ｃ
）がキャップ取り出し位置に移動し、真空バルブ（図示
せず）の駆動により吸着ヘッド（５）がキャップの天面
を吸着する（第５図Ａ）、該キャップの吸着を吸着ヘッ
ドと真空パルプとの間に設けた圧力七ンサ（図示せず）
の出力が、大気圧から真空圧になったことにより確認す
ると、昇降手段（３）を駆動させ、キャップを搬送手段
（１１）上から抜き出す（第３図Ｂ）、所定寸法抜き出
したら、クランプ手段（２）を駆動させ、クランプ部（
４）で前記吸着ヘッド（５）　に吸着されているキャッ
プの側面を挟持する。このとき、キャップ天面の吸着位
置が中心より多少ずれていても、クランプ部（４）の保
持部分がｖ型形状となっているため、このＶ溝中心に寄
せられると共に、クランプ部（４）　は吸着ヘッド（５
）の中心軸に向けてキャップ側面を挟持するから、キャ
ップの吸着位置は中心に寄せられる（第５図Ｃ）。

次に、第６図に基づき、吸着したキャップを螺合する動
作について説明する。まず、キャップを吸着・挟持した
ロボットアーム（１５ｃ）を前記固定台（１８）の該当
容器の真上まで移動させる。ロボットアーム（１５ａう
が容器の真上に到着すると、クランプ部（４）の挟持を
開放し、昇降手段（３）と回転駆動手段（９）を駆動さ
せ、吸着ヘッド（５）に吸着されたキャップを回転させ
ながら吸着ヘッド（５）を上陸させ、容器へのキャップ
仮螺合を行わせる（第６図Ｂ）。

キャップの仮螺合が完了すると、キャップ本螺合装置（
図示せず）により低速回転で所定トルクまで螺合を行い
、キャップの螺合を完了する。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明はキャップを吸着ヘッドに
より吸着後、昇降手段によって所定ストローク量抜き出
し、クランプ部によってキャップの側面を挟持するから
、複数のキャップが密着した状態からでも取り出すこと
ができる。また、クランプ部を設けたから、吸着ヘッド
が多少ずれてキャップを吸着してもキャップをセンタリ
ングできるため、キャップ供給部に正確な位置決め装置
がなくても対応でき、直進フィーダ等による間車な位置
決め装置だけで確実に容器へのキャップの螺合ができる
。このため、従来装置のように仕掛製品の切替時に、シ
ュート等の寸法調整のための熟練作業が不要となり、切
替工数の削減、製品仕掛りの汎用性を向上させることが
できる。また、吸着ヘッドを含む回転体が軽量に構成で
きるため、回転体の慣性によるキャップの締めすぎを抑
えることができるだけでなく、従来のロボット等による
キャップ螺合動作において、しばしば発生する容器とキ
ャップの軸芯がずれて、ねじ込みができない、いわゆる
、ベレー掛けの不良発生を防止することが可能となり、
品質・工程安定性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

各図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は本発
明に係るキャップ締付は装置の外観斜視図、第２図は正
面図、第３図は側面図、第４図は本発明を用いたキャッ
プ螺合システムの外観斜視図、第５図はキャップ取り出
し時の動作説明図、第６図はキャップ螺合時の動作説明
図を示す。 （１）・・・取付台　　　　　（２）・・・クランプ手
段（３）・・・昇降手段　　　　（４）・・・クランプ
部（５）・・・吸着ヘッド　　　（６）・・・吸着部（
７）・・・スライド軸　　　（８）・・・基台（９）・
・・回転駆動手段　　（１５）・・・ロボ−／　ト（１
７）・・・搬送手段 （１８）・・・固定台

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 支持手段により移動可能に支持される取付台と、この取
   付台の下方に固設され、吸着されたキャップを側面から
   挟持し、該キャップの吸着位置を吸着ヘッドの中心に位
   置合わせするクランプ手段と、回転軸を介して取り付け
   られキャップ天面を吸着する吸着ヘッドと、該回転軸を
   回転させる回転駆動手段と、前記取付台に固設され、該
   回転駆動手段を昇降させ、その先端部に取り付けられて
   いる吸着ヘッドを前記クランプ手段の中央先端部から突
   没させる昇降手段とから構成されるキャップ締付け装置
   。