JPH06507138A - 缶封じ装置のヘッドの状態をオンライン・モニタできる缶封じ装置 - 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】 本発明は、カバーが缶の縁に正しく封じられたらしいかどうかを判定するために 、缶封じ装置の状態をオンライン争モニタできる缶封じ装置に関するものである 。更に詳しくいえば、本発明は、カバーが缶へ封じられる時に、カバーが缶の縁 に正しく封じられたらしいかどうかを判定するために、各村し装置ヘッド、とく に各村し装置ヘッドの上側チャックをオンラインを基礎にしてモニタするための 装置に関するものである。本発明の装置は、欠陥のある上側チャックにより缶の 封じが正しく行われなかったものが最小数生じた後で異常情報を与え、各村し装 置ヘッドの他の種々の部品の欠陥状態を指示できる。

２、従来技術 缶が充填機内を動かされている間、またはコンベヤ・ラインに沿って移動させら れている間に、種々の物質を缶へ充填するための装置が現在存在する。たとえば 、この充填作業中に、ソフトドリンクのような種々の液体、スープのような食品 を充填できる。そのような充填装置は現在は進歩しているから、１分間当たり数 十個もの缶に充填できる。今日の充填作業においては、充填機内を移動させられ る缶は、上側が開かれ底と連続した側面部を有する。缶は一般に缶の上の位置か ら充填されるから、この作業中は缶は上へ向けられる。

充填作業の後で、通常充填された缶の上の縁にカバーを取り付ける機械までコン ベヤ・ラインにより送られる。それらの機械はパッケージング業界においては一 般に封じ機械または封じ機と呼ばれており、カバーと缶の間の封じ区域すなわち 接合部は封じ部と呼ばれている。充填された缶は充填機放出コンベヤから送り込 みスターホイールにより封じ機へ送られる。封じ機は通常は回転装置であって、 その主回転タレットが缶とそのカバーを封じ作業のための正しい位置に置くよう に周辺部に設けられた複数の上側回転チャック保持装置と下部回転チャック保持 装置とを備えている。それらの各保持ステーションは封じヘッドと呼ばれる。

封じ機タレットの１回転中にカバーが各色の上に挿入され、カバーと缶の縁を２ 工程連続封じ作業で封じる。第１の工程は第１の封じ作業と呼ばれ、第２の工程 は第２の封じ作業と呼ばれる。第１の封じ作業においては、第２の作業の準備の ためにカバーは缶の縁の周囲で成形されるが、この時点では封じは気密ではない 。第２の封じ作業においては、カバーは缶の縁へ完全に封じられ、その結果とし て、充填された製品の新鮮さおよび完全な状態を保持する気密接合となる。

缶が送り込みスターホイールから封じ機の回転タレブトへ移動されると、それは 回転する下部チャックの上に置かれる。そのチャックはその缶をカバーが取り付 けられる場所へ送る。その時点で、上側回転チャックはカバーの上に係合させら れて、上側チャックと、カバーと、缶と、封じ機タレット全体の回転中心である 軸線から半径方向へ変位させられている軸線を中心として回転する下部チャック とからなる一様に回転する組立体を構成する。この回転組立体は封じ機タレット が回転するにつれて第１の封じ作業と第２の封じ作業を受ける。その作業で、業 界で封じロールと呼ばれている封じローラーがカバーと缶縁の接合部に対して配 置される。第１の封じ作業におけるそれぞれの上チャックに対する６封しロール の圧力が、信頼できる缶／カバー接合のための正しい形に形成し、第２の封じ作 業におけるそれぞれの上チャックに対する６封しロールの圧力が、第１の封じ作 業において形成された缶／カバー接合の最終的な封Ｕを行う。

封じ機が動作する速さのために、封じ機のどのように長い休止時間も貴重な製造 時間の大きな損失を表す。他方、障害のある封じ部が１か所またはそれ以上ある 封じ機が任意の長い時間にわたって稼働することにょ　て、多数の無駄が生じ、 正しく封じられた缶から誤って封じられた缶を選別するために費用が非常にがか る手動検査を余儀なくされる。また、回転チャックを交換すること、とくに上側 回転チャックを交換する必要がない時に上側チャックを交換することは費用がか かるが、非常に近い将来に使用できな（なるが、使用できなくなりそうな回転チ ャックまたは回転チャックのうちの選択されたものを交換しないともっと費用が かかる。したがって、封じ機を直ちに停止させるために破局的な故障を検出し、 保守を必要とする封じ機タレットにおける封じ部を識別し、その保守の必要が切 迫しているか、おそらく次の予定休止まで遅延できるかを指示するように、６封 じ機ステージ、ンの性能を追跡するため樟、封じ機の６封じステーションの性能 をモニタできることが極めて望ましいであろう。

発明の概要 缶封じ線装置は、回転タレブト上の６封じステーションの上側回転チャックおよ び他の種々の部品の状態を決定できるデータを供給するようなやり方で、封じロ ールを支持するロッカーアームの位置をモニタすることにより、缶封じ部の完全 性を示すことができる封じ機ヘッドの状態のオンライン・モニタリングを含む。

この目的のために、タレットの回転中に各ロッカーアームが与えられた場所を通 ったときに、そのロッカーアームの位置を決定するために単一のセンサが用いら れる。それからその位置情報は累積されて分析され請求められている情報を提供 する。

図面の簡単な説明 図１は従来の封じ機の例へ付加された本発明の好適な実施例の上面図を示す。

図２は上側チャックと、カバー七、缶と、下部チャックと、プラス第１の封じロ ールおよび第２の封じロールで構成された回転組立体の一部の側面図を示す。

図３Ａおよび図３Ｂは缶の上へのカバーの丸めを示すものであって、図３Ａは第 １の封じ作業後の缶／カバーの組合わせを示し、図３Ｂは第２の封じ作業後の缶 ／カバーの組合わせを示す。

図４は封じチャックと、封じロール、または封じ機のその他の関連する部品の完 全性を測定するために検出手段に対するそれぞわの場所における第１の封じ作業 と第２の封じ作業のための機械的配置の上面図を表す。

図５は第１の封じロールと第２の封じロールを、缶／カバーの組合わせと、封じ チャックと封じロールおよび封じ機のその他の関連する部品の完全性を測定する 検出手段とに関する機械的配置の詳細な上面図を表す。

図６は第２の封じ作業の終りに位置されている缶／カバー組合わせと検出手段の 側面図を表す。

図７は第２の封じ作業の終りに第２の封じロールの位置を正確に検出できるよう にするために封じロール・ロッカーアームへ装着されている磁気ピックアップの 詳細を示す。

好適な実施例の詳細な説明 まず図１および図２を参照する。カバーの無い充填すべき（上が開かれている） 缶１０が、封じ機の充填機から送り込みスターホイール１７まで送りコンベヤ１ ２に沿って移動する。充填される６缶は、送り込みスターホイール１７により封 じ機タレット１６の多数の封じ機ヘッドの１つへ同期させられ、それぞれの封じ 機ヘッドの下側回転チャック２４の上に置かれる。位置１５において、カバー１ ８が充填される缶の上に置かれ、上側回転チャック２５が降ろされて封じ作業の ための位置にカバーを固定する。この時点で、上側チャックと、カバーと、缶と 、下部チャックとは缶の中心線において一緒に一様に回転し、それと同時に主封 じ機タレット軸線の周囲で第１の封じ作業と第２の封じ作業が行われる場所へ送 られる。図１に示すように、缶が領域２２を通る間に第１の封じ作業が行われ、 缶が領域２３を通る間に第２の封じ作業が行われる。

図２および図３は第１の封じロール２６と、第２の封じロール２８と、カバーと 缶の間に気密封じを行う缶／カバー組合わせの機械的変形とを示す。この方法は 、缶の上縁の周囲にカバーが二重に巻き付けられるから、業界において「二重封 じ」として呼ばれる。

次に図１１図２および図４を参照すると、上側チャック２５と、カバー１８と、 缶１０と、下部チャック２４との回転組立体が第１の封じ作業領域２２に入る様 子が見える。第１の封じロール２６と第２の封じロール２８が、トルクロッド４ ４の上で回るロッカーアーム機構４６に取り付けられる。このトルクロッドとロ ッカーアーム機構４６が領域２２における第１の封じ作業のために逆時計回りに 回転し、それから領域２３における第２の封じ作業のために時計回りに回転する ように、封じ機タレットの上に配置されているカム装置によりドルクロブトが駆 動される。

第１の封じ作業はカムによって駆動される第１の封じロール２６、これは自由に 回転する装置である、を缶／カバー組合わせ１０．１８と上側チャック２５の回 転組立体へ保合させる。カムの形状によって、上側チャックに対して第１の封じ ロールを駆動する次第に増加する力が与えられる。この過程は、図３Ａに示すよ うに、缶／カバー封じの第１の段階を構成する。第２の封じ作業中にロッカーア ームが逆向きに回転させられ、第２の封じロール２８へ保合して、図３Ｂに示す ように最終的な封じを行う。希望の結果を与えるために第１の封じロールの形と 第２の封じロールの形は慎重に設計される。

上側チャックに対する第１の封じロールと第２の封じロールの力は、封じ機上側 タレブトに配置されているカム機構と、トルクロッド４４におけるねじれとによ って制御される。正しい封じ作用は第１の封じロールおよび第２の封じロールと 上側回転チャックの間の非常に正確な位置合わせおよび力と、上側チャックおよ び６封し機ヘッドの状態に依存する。

ロッカーアームが第２の封じ位置にある時に、各ロッカーアーム組立体４６がそ の最大限度まで延長されるように、各ロッカーアーム組立体へピックアップ磁石 組立体６８が取り付けられる。このピックアップ磁石を第２の封じロール２８の 動作位置、および従って力、をセブトする調整ボルト６２へ取り付ける（ねじ込 まれる）ことにより、そのピックアップ磁石を所定位置に保持できる。ロックナ ツト６４が調整ボルト６２を所定場所に固定し、ロックナツト７０がピックアッ プ磁石組立体６８を所定位置に固定する。

第２の封じ作業領域２３の終りの近くにおいて、封じ部センサ７４がブラケット ７５により封じ機！６の回転しないフレームへ取り付けられる。封Ｕ部センサ７ ４は、その前面からピックアップ磁石組立体６８までの距離を測定する、非常に 高感度な直線磁界検出器である。封じ機が正しく機能しているならばこの距離測 定は一定であるべきである。位置のどのようなずれも何らかの種類の封じの誤り へ変換される。

ピックアップ磁石組立体６８が封じ部センサ７４の傍を通ると信号が発生される 。その信号はマイクロプロセッサ８０へ送られる。封じモニタ・プロセスのタイ ミングを計るために他の２つのセンサが用いられる。センサ９２が封じ機タレッ トの各回転ごとに１個のパルスを供給し、センサ９４が封じ機タレットの６封し ヘッドごとに１個のパルスを供給する。２個のセンサ９２と８４の信号を論理的 に組合わせることにより、マイクロプロセッサは、どの封じヘッドおよびピック アップ磁石組立体６８が封じ部センサ７４の前を通るかを計算できる。

６封しヘッドが６第２の封じ作業の終り近くの封じ部センサを通ると、ピックア ップ磁石から封じ部センサまでの距離を正確に指示する信号が発生される。マイ クロブロセブサはこの信号を保存し、それを指定されている封じヘッドに対する 特定のそれぞれの回転位置へ割り当てる。与えられた任意の封じヘッドに対する １つの（５号が上側封じチャック上のただ１つの点の状態を示す。封じ機タレッ トが３６０度回転した後で封じチャックがその元の位置から角変位さゼられるが 、封じ機タレブトの３６０度フル回転のある与えられた回数の後では封じチャッ クのそのような各角変位の総数を累積したものが３６０度のある倍数となり、封 じ部センサに関して封じチャックをその元の角度位置へ戻すように、封じ機が製 作されている。たとえば、主要な供給業者の１つにより製造された封じ機は、封 じ機タレットおよび封じ機ヘプト・チャックに対して、封じ機タレットの１５６ 回の回転の後で、上側封じチャックがその元の位置へ戻っているように構成され た歯車駆動装置を用いている。このようにして、各村じヘプトに対して連続する １５６個の信号（封じ機タレットの１５６回転）を累積すると、各上側封じチャ ックの周縁部の周囲に一様に分布されている約１５６箇所の点についての情報が 与えられる。正確なデータ収集および分析により、ノイズを平均化またほろ波で き、各村しヘッドの傾向を記録でき、封じパラメータにおける非常に小さい変化 を検出できる。これにより、最少数の封じ機タレット回転において、缶／カバー 組合わせの周縁部の任意の場所に存在する不完全な封じを検出できる。たとえば 、ヘッドを１２個有する封じ機では、正しいデータ収集と統計的分析により、上 側チャックの何回転か、たとえば３回転、すなわち封じ機タレットの３Ｘ１５Ｂ ＝４６８回転で上側チャックの欠陥を検出できる。この期間中に、全部で１２× ４６８＝５６１６個の缶が封じられたことになる。高速充填ラインにおいては、 これは数分間に等しいことを示す。本発明が行われるまでは、不良封じを生ずる 」二側チャックまたは封じロールの欠陥を発見するために何時間も要しており、 何千個もの缶が充填されて、封じられた缶を人手で検査する必要があった。また 、上側チャックの部品が破損したというような、上側チャックの破局的な故障に より、それぞれのセンサ・ヘプトの上側チャックのその角度位置に対するセンサ 出力に大きい擾乱が繰り返し与えられ、封じ機の運転を停止させるための停止信 号をコンピュータがほぼ即時に出力できるようにする。また、本発明により得ら れるデータもコンピュータ制御の下に分析できて、上側チャック軸受と、駆動歯 車と、各封ＵＳヘッドのその他の機械的部品とを特徴−Ｊｌｄる振幅および周波 数を認識して、それの条件を指示できる。

図７はピックアップ磁石組立体６日の詳細を示す部分横断面図である。磁石６９ が取り付はボルト６７内へ圧入されて〜）る、それからそのボルトはすでに正し ぐ調整されている調整ボルト６２（図５参照）へねじ込まれ、それ自身が調整さ れて、ロックナブト６４により所定位置に固定されて、各ピックアップ磁石組立 体６８と封じ部センサ７４の間が最も接近した時に所定の最小間隔を設定するよ うにする。

センサ組立体７４により供給される信号はもちろんアナログ信号であり、その信 号はセンサ９４の出力によりストローブとしてサンプルされ、そのサンプルはア ナログ−デジタル変換器によりデジタル信号へ変換されてマルチプレクサ８０へ 入力される（図１参明）。好適な実施例はセンサ組立体７４に直線磁界検出器を 使用するが、希望によっては光センサ等を含めたその他の種類のセンサを使用で きる。

ここで本発明の好適な実施例について開示し、説明したが、本発明の範囲および 要旨から逸脱することなしに頷様および詳細を種々変更できる事が当業者には明 らかであろう。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．上側が開いている缶を受けるための下側回転チャックと、下側回転チャック の上に載せられている上側が開いている缶の上にカバーを保持するための上側回 転チャックと、上側が開いている缶の上側と封じるためのカバーの外縁部を成形 し、上側が開いている缶の成形きれた上側とカバーの外縁部を封じヘッドの上側 チャックとの間で絞ることにより、上側が開いている缶の上側とカバーの外縁部 を一緒に封じる封じローラー組立体とをおのおの有する複数の封じヘッドを有す る回転タレットと、 封じローラーと封じヘッドの上側チャックの間で上側が開いている缶の上側とカ バーの外縁部の絞りの所定の段階において、各封じローラー組立体の特性を検出 し、その出力を供給する検出手段と、検出手段の出力に応答して、各封じヘッド に対する連続検出手段出力を累積し、かつその時間履歴を維持し、各封じヘッド に対する検出手段出力の時間による違いおよび上側チャックの種々の向きに対す る検出手段出力の違いを検出する手段と、 を備える、オンライン缶封じ検査性能を有する回転封じ機。
2. ２．請求の範囲１記載の回転封じ機であって、検出手段は、封じローラーの軸線 と上側チャックの回転中心軸線との間の間隔の変化に応答する回転封じ機。
3. ３．請求の範囲２記載の回転封じ機であって、検出手段は車一の静止センサ組立 体を有する磁界センサと、それぞれの封じローラー組立体が、封じローラーと封 じヘッドの上側チャックの間で上側が開いている成形された缶の上側とカバーの 外縁部の絞りの所定の段階にある時に、静止センサ組立体のすぐ近くを通るよう に各封じヘッドの封じローラー組立体に装着された磁石とを備える回転封じ機。
4. ４．請求の範囲３記載の回転封じ機であって、磁界センサは磁界の大きさを検出 する回転封じ機。
5. ５．請求の範囲１記載の回転封じ機であって、検出手段出力に応答する手段はコ ンピュータである回転封じ機。
6. ６．開かれている上側縁部を有する缶を受けて位置させるための回転下側チャッ クと、前記缶の開かれている上側縁部の上の位置にカバーを保持する回転上側チ ャックと、前記缶の上側縁部とカバーの周縁部とを上側チャックと封じロール組 立体の間で所定の型で絞ることにより、前記缶の上側縁部とカバーの周縁部の間 に気密封じを形成するための第１の封じロール組立体および第２の封じロール組 立体とをおのおの有する複数の封じヘッドと、前記封じ部を成形する絞り工程の 所定の段階において上側チャックに関して第２の封じロール組立体の絶対位置を 検出し、それに応答して出力を生ずる検出手段と、 検出手段の出力に応答して各封じヘッドに対する連続する前記出力を累積してそ の時間履歴を維持し、前記上側チャックの全周縁部がモニタされるように、各封 じヘッドに対する検出手段出力の時間による特定の変動および上側チャックの種 々の回転位置に対する検出手段出力の特定の変動を検出する手段と、を備える、 封じプロセスをモニタする実時間検査装置を有する回転封じ装置。
7. ７．上側が開かれている缶を受けて位置させる回転下側チャックと、前記缶の開 かれている上縁部の上の位置にカバーを保持する回転上側チャックと、前記缶の 上側縁部とカバーの周縁部とを上側チャックと封じロール組立体の間で所定の型 で絞ることにより、前記缶の上側縁部とカバーの周縁部の間に気密封じを形成す るための第１の封じロール組立体および第２封じロール組立体とをおのおの有す る複数の封じヘッドと、 前記封じ部を形成する絞り工程の所定の段階において上側チャックに関して第２ の封じロール組立体の絶対位置を検出し、それに応答して出力を生ずる検出手段 と、 検出手段の出力に応答して各封じヘッドに対する連続する前記出力を累積してそ の時間履歴を維持し、前記上側チャックの全周縁部がモニタされるように、各封 じヘッドに対する検出手段出力の時間による特定の変動および上側チャックの種 々の回転位置に対する検出手段出力の特定の変動を検出する手段と、を備える、 封じプロセスをモニタする実時間検査装置を有する回転封じ装置。
8. ８．上縁部が開かれている缶を受けて位置させる回転下側チャックと、前記缶の 開かれている上縁部の上の位置にカバーを保持する回転上側チャックと、前記缶 の上縁部とカバーの周縁部とを上側チャックと封じロール組立体の間で所定の型 で絞ることにより、前記缶の上側縁部とカバーの周縁部の間に気密封じを形成す るための第１の封じロール組立体および第２の封じロール組立体とをおのおの有 する複数の封じヘッドと、 前記封じ部を形成する絞り工程の所定の段階において上側チャックに関して第２ の封じロール組立体の絶対位置を検出し、それに応答して出力を生ずる検出手段 と、 検出手段の出力に応等して各封じヘッドに対する連続する前記出力を累積して、 このデータに対する時間および角度位置を維持する手段と、を備える、封じプロ セスをモニタする実時間検査装置を有する回転封じ装置。
9. ９．請求の範囲８記載の回転封じ装置であって、上側封じチャックの全周縁部が モニタされるように、時間および位置履歴データは、各封じヘッドに対する検出 手段出力の時間による特定の変動および上側チャックの種々の回転位置に対する 検出手段出力の特定の変動を含む回転封じ装置。
10. １０．請求の範囲９記載の回転封じ装置であって、時間および位置履歴データは 、封じロール組立体と、上側チャック軸受と、歯車と、封じプロセスにおいて利 用されるその他の機械的部品とについての個別データも含む回転封じ装置。