KR20210102198A - 캔 네킹 시스템을 위한 다목적 베이스 - Google Patents

Abstract

캔(can) 처리 시스템을 위한 대칭적인 모듈형 베이스. 베이스는 이송 스타 휠(transfer star wheel), 및 물품(article)에 대한 작업 동작을 수행하도록 구성되는 터릿 메커니즘(turret mechanism) 중 적어도 하나를 수용하기 위해 마련되는 복수의 오프닝들(openings)을 포함하는 레그부(leg portion)를 포함한다. 베이스는 레그부의 제1 측면으로부터 연장되는 제1 풋부(foot portion)를 더 포함한다. 베이스는 레그부의 제2 측면으로부터 연장되는 제2 풋부를 더 포함한다. 베이스는 제1 풋부 및 제2 풋부 내에 있는 복수의 오프닝들을 더 포함하고, 제1 및 제2 풋부의 복수의 오프닝들은 베이스의 내측부로의 접근을 제공한다. 베이스는 베이스의 제1 측면 또는 제2 측면 중 하나에 컴포넌트들(components)의 장착을 허용하기 위해, 제1 풋부와 제2 풋부 사이에서 베이스의 레그부의 중간점을 통해 수직으로 그려지는 중심선에 대해 대체로 대칭적이다.

Description

캔 네킹 시스템을 위한 다목적 베이스

본 출원은, 그 전체가 참조로서 여기에 포함되는, 2018년 10월 11일에 출원된 미국 임시 특허 출원 번호 제62/744,186호의 우선권을 주장한다.

본 발명은 일반적으로 캔(can) 처리 시스템들을 위한 장비 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 부품들이 베이스(base)의 어느 면에든 장착되도록 하는 대칭적인 베이스에 관한 것이다.

네커 시스템들(necker systems)은 일반적으로 회전을 갖는 것으로 언급된다. 회전은, 캔의 폐쇄 돔형 단부(dome end)(캔의 개방 단부의 반대쪽 측면 또는 "작업자(operator) 측면")를 향하는 시스템의 측면으로부터 컨테이너(container)(예컨대, 캔)을 관찰함으로써, 정의된다. 캔의 돔형 단부를 관찰할 때, 왼쪽에서 오른쪽으로 흐르는 캔들은 "정 회전(normal rotation)" 머신(machine)에 의해 생성된다. 오른쪽에서 왼쪽으로 흐르는 캔들은 "역 회전(reverse rotation)" 머신에 의해 생성된다고 한다.

기존의 머신 어레인지먼트들(machine arrangements)은 시스템의 다른 모든 컴포넌트들(components)(예컨대, 샤프트들(shafts), 가드들(guards) 등)이 장착되는 모듈형 베이스(modular base)를 포함한다. 기존의 머신 어레인지먼트들은 일반적으로 "한쪽 방향으로만 돌려지는(handed)", 즉 회전 특정(specific)으로 지정된다. 예를 들어, 기존의 베이스들은 일반적으로 "오른손", "왼손", "정 회전" 또는 "역 회전"으로 지정된다. 더욱이, 캔 네킹(necking) 장비는 단일의(single) 다중상태(multistate) 용접물(weldment)을 베이스로 하여 "정" 또는 "역" 회전 배향으로 고정 기반 플랫폼(fixed based platform)에 설치된다. 그러한 시스템들은 전체 시스템을 적절하게 회전하고 인피드(infeed) 및 배출(discharge) 위치들을 일치시켜 위치시킴으로써 설치될 수 있다. 따라서, 이러한 시스템들은, 결합 부품들이 특정 면에만 장착되고, "정" 회전 시스템이 필요한지 또는 "역" 회전 시스템이 필요한지에 따라 전체 시스템이 재구성될 필요가 있으며, 이는 불편하고, 시간이 많이 들고, 비용이 많이 들며, 및/또는 번거로울 수 있다.

이러한 단점들 중 하나 이상을 해결하는 모듈형 베이스를 갖는 것이 바람직할 것이다.

본 발명의 한 예시적인 실시예는, 캔 처리 시스템을 위한 대칭적인 모듈형 베이스에 관한 것이다. 베이스는 이송 스타 휠(transfer star wheel), 및 물품(article)에 대한 작업 동작(working operation)을 수행하도록 구성되는 터릿 메커니즘(turret mechanism) 중 적어도 하나를 수용하기 위해 마련되는 복수의 오프닝들(openings)을 포함하는 레그부(leg portion)를 포함한다. 베이스는 레그부의 제1 측면으로부터 연장되는 제1 풋부(foot portion)를 더 포함한다. 베이스는 레그부의 제2 측면으로부터 연장되는 제2 풋부를 더 포함한다. 베이스는 제1 풋부 및 제2 풋부에 있는 복수의 오프닝들을 더 포함하고, 제1 및 제2 풋부의 복수의 오프닝들은 베이스의 내측부로의 접근을 제공한다. 베이스는 베이스의 제1 측면 또는 제2 측면 중 하나에 컴포넌트들의 장착을 허용하기 위해, 제1 풋부와 제2 풋부 사이에서 베이스의 레그부의 중간점을 통해 수직으로 그려지는 중심선에 대해 대체로 대칭적이다.

본 발명의 다른 예시적인 실시예는, 복수의 물품들에 대해 동작하는 머신 어레인지먼트를 제공한다. 머신 어레인지먼트는 머신 어레인지먼트를 형성하는 방식으로 서로 협력하도록 배열되는 복수의 머신들을 포함한다. 복수의 머신들 내 각 머신은 이송 스타 휠, 물품에 대한 작업 동작을 수행하도록 구성되는 터릿 메커니즘, 및 제1 측면 및 대체로 대향하는 제2 측면을 갖는 대칭적인 모듈형 베이스를 포함한다. 제1 및 제2 측면들의 각각은 이송 스타 휠 및 터릿 메커니즘 중 적어도 일부를 수용하기 위한 개구들(apertures)을 갖는다. 베이스는 베이스의 제1 측면 또는 제2 측면 중 하나의 개구 내에 이송 스타 휠 및 터릿 메커니즘의 수용을 허용하기 위해, 제1 측면과 제2 측면 사이에서 베이스의 중간점을 통해 수직으로 그려지는 중심선에 대해 대칭적이다.

전술된 일반적인 설명 및 후술되는 상세한 설명은 모두 단지 예시적이고 설명적인 것이며, 청구된 본 발명을 제한하지 않는다는 것이 이해되어야 한다.

본 발명의 이들 및 다른 특징들, 양태들 및 이점들이 후술되는 설명, 첨부된 청구범위, 및 이하에서 간단하게 설명되는 도면들에 도시된 첨부된 예시적인 실시예들로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예를 포함하는 머신 라인(machine line)의 개략도이다.
도 2는 사용자 워크스테이션들(workstations) 및 가드 커버들(guard covers)을 도시하는 머신 라인의 정면 사시도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 대칭적인 베이스의 제1 측면의 사시도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 대칭적인 베이스의 제2 측면의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 대칭적인 베이스의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 대칭적인 베이스의 평면도이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 대칭적인 베이스의 저면도이다.
도 6b는 일 실시예에 따라, 아이솔레이터 패드들(isolator pads)이 결합된 대칭적인 베이스의 저면도이다.
도 7a는 터릿 및 이송 스타 휠이 결합된, 일 실시예에 따른 대칭적인 베이스의 사시도이다.
도 7b는 도 7a의 터릿 및 대칭적인 베이스의 절단도이다.
도 7c는 도 7a의 이송 스타 휠 및 대칭적인 베이스의 절단도이다.
도 8a는 터릿들이 결합된, 일 실시예에 따른 대칭적인 베이스의 측면도이다.
도 8b는 도 8a의 대칭적인 베이스의 정면도이다.
도 9a는 일 실시예에 따른 한 쌍의 베이스들의 사시도이다.
도 9b는 일 실시예에 따른 베이스의 풋부의 사시도이다.
도 10은 일 실시예에 따라, 아이솔레이터 패드들이 결합되는 것을 보여주는 대칭적인 베이스의 측면도이다.

머신들 또는 머신 모듈들(modules)은 물품에 대한 작업 동작을 형성, 처리 또는 수행하는 데 사용될 수 있다. 머신 라인에서, 물품은 먼저 인피드(infeed) 메커니즘에 의해 첫 번째 머신으로 공급되어, 인피드 스타 휠(star wheel) 또는 터릿(turret) 스타 휠과 같은 스타 휠 내 포켓들(pockets)을 채운다. 그런 다음, 물품들은 터릿에 인접한 이송(transfer) 스타 휠로 전달된다. 이 후, 물품들은 이송 스타 휠에서 터릿 스타 휠로 전달된다. 각 물품이 터릿 스타 휠의 포켓 내에 있는 동안, 대응하는 램 어셈블리(ram assembly)가 네킹(necking)과 같은 작업 동작을 수행하기 위해, 물품을 향해 그리고 물품으로부터 멀리 툴링(tooling)을 이동시킨다.

다음으로, 물품은 터릿 스타 휠에서 이송 스타 휠로 전달되고, 이송 스타 휠은 물품에 대한 작업 동작의 다른 단계를 수행할 머신 라인 내 다른 머신으로 물품을 이송한다. 모든 처리/네킹 단계들이 완료되면, 물품은 머신 라인에서 배출된다. 머신 라인은 재순환(recirculated) 머신 라인, 선형(linear) 라인, 또는 임의의 다른 유형의 머신 라인일 수 있다.

각 이송 스타 휠은 처리 또는 이송을 위한 물품들을 보관하기 위한 임의의 수의 포켓들을 갖는다. 예를 들어, 이송 스타 휠은 20 개의 포켓들 또는 임의의 다른 적절한 양을 가질 수 있다. 스타 휠은 하나의 스테이션(station)에서 임의의 적절한 수의 스테이션들까지 가질 수 있음이 인식될 것이다. 이송 스타 휠은 터릿 스타 휠들과 동일한 양의 포켓들을 가질 수 있다. 대안적으로, 이송 스타 휠들은 터릿 스타 휠들보다 더 많은 포켓들을 가질 수 있다.

도 1 및 도 2는 머신 어레인지먼트(10), 모듈들(20), 및 머신 어레인지먼트(10)를 위한 터릿 메커니즘들(60)을 도시하고 있다. 머신 어레인지먼트(10)는 물품(5)에 대한 작업 동작을 수행하도록 구성된다. 예를 들어, 작업 동작은 네킹, 플랜징(flanging), 리프로파일링(reprofiling), 리포밍(reforming), 누출(leak)/광(light) 테스팅(testing) 또는 임의의 다른 적절한 작업 동작을 포함할 수 있다. 머신 어레인지먼트(10)는 단일의 작업 동작 또는 임의의 적절한 작업 동작들의 조합을 동작하도록 구성될 수 있다.

물품(5)은 캔, 임의의 적절한 음식 또는 음료 컨테이너, 그릇(jar), 병(bottle) 또는 임의의 다른 적절한 물품일 수 있다. 물품(5)은 개방 단부, 대향하는 폐쇄 단부, 및 개방 단부에서 폐쇄 단부로 연장되는 측벽을 갖는다. 대안적으로, 물품(5)은 양 단부들에서 개방될 수 있다. 머신 어레인지먼트(10)에서의 동작 또는 이후 단계 중에, 톱(top), 뚜껑 또는 다른 클로저가 물품(5)에 추가될 수 있다. 단지 예시적인 목적으로, 후술되는 설명은 캔(5)에 사용을 위한 메커니즘들 및 방법들을 설명할 것이다. 임의의 다른 유형의 물품(상술된 것과 같음)이 사용될 수 있음이 인식될 것이다.

본 발명의 실시예들은 캔 제조 기계에서의 사용을 위한 디바이스들 및 모듈들에 관한 것이다. 후술되는 비제한적인 실시예들에서, 디바이스들 및 모듈들은 네킹 프로세스들과 관련하여 도시되고 설명된다. 그러나, 디바이스들 및 모듈들은 다이(die) 네킹, 플랜징, 리프로파일링, 리포밍 및 누출/광 테스팅 머신들을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 적절한 유형의 캔 처리 기계 및 프로세스들과 함께 사용될 수 있음이 고려된다. 캔 네킹 프로세스에서, 캔(5)의 개방 단부의 직경이 감소된다. 대부분의 경우들에서, 캔 네킹 프로세스를 완료하려면, 많은 감소들이 필요하다. 플랜징 프로세스에서, 플랜지(flange)가 캔(5)의 개방 단부에 추가된다. 캔(5)은 캔(5)의 바디를 강화하기 위해 공기로 가압되고, 작업/성형 프로세스 동안 적절한 위치에서 캔(5)을 안정화하고 유지하기 위해 네킹, 플랜징 또는 임의의 다른 작업 동작의 힘들에 저항한다.

도 1은 머신 어레인지먼트, 즉 라인(10)의 일 실시예를 도시하고 있다. 머신 라인(10)에서, 캔들(5)은 인피드 메커니즘(30)으로 공급된다. 그런 다음, 캔들(5)은 인피드 이송 스타 휠(21)의 포켓들(21a)로 전달되고, 이어서 캔들은 이송 스타 휠(22)의 대응하는 포멧들(22a)로 전달된다. 이송 스타 휠(22)로부터, 캔들(5)은 터릿 스타 휠(24)의 포켓들(24a)로 전달된다. 대안적으로, 인피드 메커니즘(30)은 캔들(5)을 모듈(20) 내 이송 스타 휠(22) 또는 터릿 스타 휠(24) 내로 직접 전달할 수 있다. 캔들(5)은 연속하는(alternating) 이송 스타 휠들(22) 및 터릿 스타 휠들(24)의 대응하는 이송 스타 휠 포켓들(22a) 및 터릿 스타 휠 포켓들(24a)을 통해 전달됨으로써 머신 라인(10)을 계속 통과한다. 터릿 스타 휠(24)의 포켓들(24a)에서, 캔(5)은 작업 동작(예컨대, 네킹 동작)을 받는다. 따라서, 터릿 스타 휠(24) 및 이송 스타 휠(22) 및 캔들(5)은, 캔들(5)이 한 모듈(20)에서 다음 모듈(20)로 전달됨에 따라, 머신 어레인지먼트(10) 전체에 걸쳐 연속적으로 회전한다.

모듈들(20)의 사용은 머신 라인, 즉 어레인지먼트(10)가 필요한 만큼 많은 성형 단계들을 제공하고, 원하는 대로 추가 및/또는 제거될 수 있는 플랜징, 네킹, 트리밍(trimming), 컬링(curling), 스레딩(threading) 및/또는 베이스 리포밍/리프로파일링 단계들과 같은 단계들을 추가하거나 감소시킬 수 있도록, 조립되고 변경되는 것을 허용한다.

도 2는 모듈 가드 커버들(커버링들(coverings) 또는 인클로저들(enclosures)로도 지칭됨)(26)이 각 모듈(20) 위에 닫힌 것으로 도시되는 머신 라인(10)의 일 실시예를 도시하고 있다. 머신 라인(10)은, 작업자가 머신 라인(10)을 제어하고 모니터링할 수 있게 하는 워크스테이션들 또는 모니터들(28)을 포함할 수 있다. 도시된 워크스테이션들(28) 및 가드 커버들(26)은 예시적인 예들일 뿐이다.

각 모듈(20)은 모듈형 및 교체 가능한(interchangeable) 베이스(50)를 포함하고, 그 일 실시예가 도 3a 및 도 3b에 도시되어 있다. 도 3a는 베이스(50)의 배면의 제1 측면(51a)을 도시하는 한편, 도 3b는 베이스(50)의 정면의 제2 측면(51b)을 도시하고 있다. 베이스(50)는 제1 측면(51a)과 제2 측면(51b) 사이, 또는 제1 풋부(56a)와 제2 풋부(56b) 사이("작업자 측면" 및 "구동 측면" 사이)에서 베이스의 수직 섹션(section)의 중간점을 통해 그려지는 중심선에 대해 대체로 대칭적이다. 일반적인 시스템들에서, 측면들(51a 및 51b)은 "작업자 측면" 및 "구동 측면"으로 설명될 것이다. 그러나, 베이스(50)의 대칭성은 베이스의 정면 또는 배면 중 하나를 고려할 수 있게 하여, 결합 부품들이 한 측면(51a 또는 51b)에 장착되도록 허용한다. 예를 들어, 작업용 터릿들, 이송 터릿들, 가딩(guarding) 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 중요한 머신 컴포넌트들은 베이스(50)와 연통하는 베이스(50)의 한 측면(51a 또는 51b) 또는 컴포넌트들에 장착될 수 있다. 보다 상세하게 후술되는 바와 같이, 공기, 전기 배선 및 다른 기기 엘리먼트들(elements)을 위한 통로들(passageways)이 베이스(50) 내에 제공될 수도 있다.

베이스(50)는 레그부(58) 및 두 개의 풋부들(56a 및 56b)을 포함한다. 베이스(50)는, 예를 들어 두 개의 풋부들(56a 및 56b) 및 두 개의 거싯들(gussets)(59a 및 59b)에 의해, 캔틸레버식(cantilevered) 터릿(60)을 지지하도록 구성된다. 풋부들(56a 및 56b) 및 거싯들(59a 및 59b)은 터릿(60) 및/또는 이송 스타 휠(22)의 무게와 배열을 지지한다. 거싯들(59a 및 59b)은 풋부들(56a 및 56b)로부터 레그부(58)의 각 측면(51a, 51b)을 향해 상향으로 연장되고, 일 실시예에 따르면, 핀(fin)과 유사한 형상을 갖는다. 거싯들(59a 및 59b)의 넓은 단부는 지지를 위해 레그부(58)의 각 측면(51a, 51b)에 결합된다.

도 4, 도 5 및 도 6은 베이스(50)의 다양한 도면들을 도시하고 있으며, 제1 단부(53)의 단면도(도 4), 평면도(도 5) 및 저면도(도 6)를 포함한다. 도 3a, 도 3b 및 도 4 내지 도 6에 도시된 상이한 오프닝들 및 컴포넌트들은 특정 용도 또는 필요에 따라 달라질 수 있음에 유의해야 한다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 베이스(50)의 각 풋부(56a, 56b)는 베이스의 내측부로의 접근을 제공하기 위한 복수의 오프닝들을 포함한다. 예를 들어, 풋부들(56a, 56b)의 오프닝들은, 예컨대 포크-리프트(forklift) 오프닝들(57), 캐스트-인(cast-in) 윈도우 오프닝들(118), 케이블 통과(cable pass-through) 오프닝들(122), 이들의 임의의 조합들 등을 포함할 수 있다. 다수의 포크-리프트 오프닝들(57)은, 포크-리프트 프롱들(prongs)이 베이스(50)를 들어 올리도록 포크-리프트 오프닝들(57) 내로 삽입되는 것을 허용하기 위해, 배열되고 크기가 정해진다. 알 수 있는 바와 같이, 포크-리프트 오프닝들(57)은 풋부들(56a 및 56b)의 각각을 통해 베이스(50)의 반대쪽 측면으로 연장될 수 있다. 포크-리프트 오프닝들(57)의 크기, 형상, 양 및 배치는 예시적인 목적들로만 도시되고, 특정 용도 또는 필요를 위해 적절하게 변경될 수 있다. 유리하게는, 조립된 상태에서, 포크-리프트 오프닝들(57)은 공기 통로들로서의 역할을 할 수 있다.

대안적으로, 포크-리프트의 포크들(forks)은 도 3a 및 도 3b의 화살표들(A)로 도시된 바와 같이, 베이스(50) 아래에 체결될 수 있고, 여기서 포크들은 포크-리프트 오프닝들(57)에 의해 포획될 필요가 없다. 도 9a를 참조하면, 포크-리프트는 후면의 제1 측면(51a)(예컨대, 이송 스타 휠(22) 및 터릿 메커니즘(60)의 반대쪽 측면)으로부터 한 쌍의 베이스들(50a, 50b)을 들어올리는 데 사용될 수도 있다.

일 실시예에 따르면, 캔 배출 시스템이 베이스(50)에 통합될 수 있다. 성형 및 검사 동작들 중에, 캔들은 머신의 프로세스 및 이송 터릿들로부터 주기적으로 의도치 않게 배출된다. 이러한 캔들은 대개 기형이거나, 제어 상실 등으로 인해 단순히 "떨어뜨림(dropped)"으로 적절하지 않게 툴링에 표시된다. 간혹, 많은 수의 캔들이 연쇄 반응으로 의도치 않게 배출되어, 잼(jam) 또는 파손(wreck) 상태가 발생할 수 있다. 이러한 의도치 않게 배치되는 캔들은 중력에 의해 바닥으로 당겨진다. 떨어짐에 따라, 캔들은 시트 금속 플레이트들(sheet metal plates)에 부딪히고, 바닥 레벨에서 흐르는 공기의 채널로 향하게 될 수 있다. 공기는 충분한 압력으로 채널 내에 제공되고, 캔들을 수집을 위해 슈트(chute) 밖으로 날아가는 머신의 배출쪽으로 바닥을 따라 이동시키도록 흐른다. 베이스(50)의 진공 챔버(112)(도 3a, 도 3b 및 도 4 참조)는 규칙적으로 이격된 오프닝들에 장착된 노즐들(nozzles)에 도달할 때까지 흐르는 공기를 수용하고 운송하는 데 사용된다. 노즐들은 캔들과 상호 작용하기 위해 공기를 전달한다.

도 3a를 다시 참조하면, 베이스(50) 상 및 베이스(50) 내에 바람직하게 접근할 수 있는 몇 가지 다른 중요한 영역들이 있다. 예를 들어, 이들은 진공 챔버(112) 및 공기 매니폴드(manifold) 챔버(120)를 포함한다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 케이블 통과 오프닝들은(122)은, 전기 케이블 등이 통과할 수 있게 한다. 케이블 통과(cable pass-through)(156)은, 예컨대 하나 이상의 센서에서 컨트롤러 시스템으로 정보를 전달하는 데 사용될 수 있다.

일 실시예에서, 공기는 진공 챔버(112)로부터 제거되어, 음압(negative pressure)을 생성한다. 이송 스타 휠(22)을 진공 챔버(112)에 연결함으로써(도 7a 참조), 이송 스타 휠(22)에 위치되는 캔들에 직접 진공을 적용할 수 있어, 캔들이 수평 배열로 유지될 수 있게 한다.

공기 매니폴드 챔버(120)는 적어도 두 개의 접근점들(120a, 120b)을 포함한다(도 3a 및 도 3b 참조). 베이스(50)의 하나 이상의 단부들(53)에 위치되는 제1 공기 매니폴드 챔버 접근점(120a)은 작업자의 용이한 접근을 위해, 진공 챔버(112)가 인접한 베이스들과 연통하도록 하는 데 사용될 수 있다. 다수의 베이스들이 머신 어레인지먼트(10)에 사용되는 경우(도 1 및 도 2 참조), 머신 어레인지먼트(10)의 대향하는 단부들에 있는 제1 공기 매니폴드 챔버 접근점(들)(120(a))은 일반적으로 그 위에 배치되어 공기 매니폴드 챔버(120)를 밀봉하는 데 도움이 커버들을 갖고; 제1 공기 매니폴드 챔버 접근점들(120a)의 나머지(즉, 머신 어레인지먼트(10)의 단부가 아닌(non-end) 위치들을 가짐)는, 머신 어레인지먼트의 개별 베이스들(50)의 공기 매니폴드 챔버들이 제1 공기 매니폴드 챔버 접근점들(120a)을 통해 서로 결합되도록, 개방된다. 베이스(50)의 상단에 위치되는 제2 공기 매니폴드 챔버 접근점(120b)은 시운전(commissioning) 및 동작 중에 배관(plumbing), 설치 특징들 등에 접근하도록 작업자들 및/또는 유지 보수자들(maintainers)에 의해 사용될 수 있다. 그러한 접근을 위해 사용되지 않을 때(예컨대, 머신 어레인지먼트(10)가 사용 중일 때), 제2 공기 매니폴드 챔버 접근점(들)(120b)은 일반적으로 적절한 커버로 폐쇄 및/또는 밀봉된다.

마찬가지로, 진공 챔버(112)는 적어도 두 개의 접근점들(112a, 112b)을 갖는다. 베이스(50)의 하나 이상의 측면들(51a, 51b)에 위치되는 제1 진공 챔버 접근점(112a)은, 장애물들(obstructions)을 제거하고, 그렇지 않으면 적절하게 기능하는 진공 경로를 유지하기 위해, 작업자들에 의해 사용될 수 있다. 진공 챔버(112)로의 접근을 위해 사용되지 않을 때(예컨대, 머신 어레인지먼트가 사용 중일 때), 제1 진공 챔버 접근점들(112a)은 적절한 커버로 밀봉된다. 베이스(50)의 하나 이상의 단부들(53)에 위치되는 제2 진공 챔버 접근점(112b)은, 예컨대 단일의 송풍기(blower)가 인접한 베이스들과 연통하여, 다수의 베이스들로부터 공기를 끌어당길 수 있도록 하는 데 사용될 수 있다. 다수의 베이스들이 머신 어레인지먼트(10)에 사용되는 경우(도 1 및 도 2 참조), 머신 어레인지먼트(10)의 대향하는 단부들에 있는 제2 진공 챔버 접근점(들)(112(b))은 일반적으로 그 위에 배치되어 진공 챔버(112)를 밀봉하는 데 도움이 되는 커버들을 갖고; 제2 진공 챔버 접근점들(112b)의 나머지(즉, 머신 어레인지먼트(10)의 단부가 아닌 위치들을 가짐)는, 머신 어레인지먼트의 개별 베이스들(50)의 진공 챔버들이 제2 진공 챔버 접근점들(112b)을 통해 서로 결합되도록, 개방된다.

따라서, 베이스(50) 및 각 모듈(20)은, 모듈(20)이 사용되는 공장 또는 건물에서 공간을 절약하도록 구성되는 최소 설치 면적을 갖는다. 단일의 머신 어레인지먼트(10)에 대해 다수의 모듈들(20)들이 필요할 수 있으며, 베이스(50)의 더 작은 설치 면적이 머신 어레인지먼트(10)가 더 작은 공간에 맞도록 허용한다.

도시된 실시예들의 각 베이스(50)는 이송 스타 휠 오프닝(52) 및 터릿 오프닝(54)을 더 포함한다. 터릿 메커니즘(60)의 일부는 터릿 오프닝(54)을 통해 연장될 수 있다. 일부 실시예들에서, 터릿 오프닝(54)을 통해 연장되는 터릿 메커니즘(60)의 일부는 터릿 샤프트(190)(도 7b 참조)를 통해 터릿 기어(gear)(도시되지 않음)에 연결된다. 여기에 설명된 실시예들과 함께 사용될 수 있는 터릿 기어들은 그 전체가 참조로서 여기에 포함되는, 미국 특허 제8,733,146호에 기술되어 있다.

다른 실시예들에서, 하나 이상의 서보 모터들(55a, 55b)(도 7a, 도 7b, 도 8a 및 도 9a 참조)이 터릿(60) 및 이송 스타 휠(22)의 움직임들을 동기화하는 데 사용된다. 따라서, 인접한 터릿들 및 이송 스타 휠들은 물리적 연결을 갖지 않지만, 서로 동기화되어 기능하는 것을 보장하는 전기적 수단을 통해 연통된다. 도시된 실시예들에서, 서보 모터들(55a, 55b)은 각 터릿(60) 및 이송 스타 휠(22)의 후면에 결합된다. 그러나, 서보 모터들은 임의의 적절한 위치에 위치될 수 있음이 고려된다.

도 7a, 도 7b 및 도 9a에 가장 잘 도시된 바와 같이, 터릿(60)은 캔틸레버식 터릿(60)일 수 있다. 따라서, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 터릿(60)은 베이스(50)의 레그부(58)의 베이스 단부(172)에서 지지될 수 있다. 터릿 스타 휠(24)은 터릿(60)의 작업 단부(170)에 부착된다. 캔틸레버식 작업 단부(170)는 베이스(50)의 풋부(56) 위로 돌출된다. 터릿(60)은 터릿 샤프트(190), 및 터릿(60)의 작업 단부(170)에 있는 터릿 스타 휠 샤프트(110)를 포함한다. 터릿 기어들이 사용되는 실시예들에서, 터릿 샤프트(190)는 베이스 단부(172)에서 터릿 기어에 연결될 수 있다. 터릿(60)은 도 7a, 도 7b 및 도 8a에 도시된 바와 같은 베어링(bearing)(115), 이중 램 어셈블리들(100), 이중 캠들(cams)(92) 및 공기 매니폴드(82)를 더 포함한다.

도 9a 및 도 9b를 참조하면, 아이솔레이터 패드들(106)이 베이스(50)의 풋부(56a, 56b)의 코너 세그먼트들(corner segments)(108) 상에 또는 그 근처에 위치되는 것으로 도시되어 있다. 아이솔레이터 패드들(106)은 베이스(50) 상의 임의의 적절한 위치, 예컨대 미리 천공된(pre-drilled) 코너 위치들에 위치될 수 있다. 아이솔레이터 패드들(106)은 머신 진동을 최소화하기 위해 중요하다. 과도한 진동은 비정상적인 머신 기능을 유발할 수 있다. 도 9b에 도시된 바와 같이, 여기에 설명된 아이솔레이터 패드들(106)은 하나 이상의 대체로 편평한 디스크부들(disc portions)(107a, 107b), 대체로 그 중앙부를 통해 연장되는 스레디드(threaded) 스크류(screw)(114), 및 스크류(114)와 결합하도록 구성되는 너트(nut)(116)를 포함한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 베이스(50)는 아이솔레이터 패드(106) 상에 놓여 있고, 너트(116)는 베이스 내(예컨대, 포크-리프트 오프닝(57)) 내)에 놓여 있다. 스크류(114)에 대해 너트(116)의 위치를 조절함으로써, 지면(ground)에 대한 베이스(50)의 풋부(56a, 56b)의 높이가 마찬가지로 조절될 수 있다.

일반적으로, 단일의 베이스에 두 개의 아이솔레이터 패드들만이 있으며, 이에 따라 아이솔레이터 패드들은 한 쪽으로 치우쳐 있다. 따라서, 기존의 베이스들은 단독으로는 불안정할 수 있으며, 두 번째 베이스가 첫 번째 베이스에 결합될 때까지 리프팅 디바이스(lifting device)(예컨대, 오버헤드 크레인(overhead crane), 포크-리프트 등)를 통해 구속되어야 할 수도 있다. 도 6b에 도시된 비제한적인 실시예에서, 네 개의 아이솔레이터 패드들(106)이 베이스(50) 바닥의 코너들 또는 그 근처에, 그 중심점들 사이에 선들이 연속적으로 그려지면 직사각형을 생성하는 방식으로, 배열될 수 있다. 이러한 배열은, 각 베이스가 다른 베이스가 거기에 부착되기 전에 안전하게 위치되도록 한다. 또한, 세 개 이상의 아이솔레이터 패드들이 사용될 수 있음이 고려된다. 일부 실시예들에서, 캐스트-인 윈도우 오프닝들(118)(도 3a 참조)은, 작업자들이 아이솔레이터 패드들(106)에 접근하게 한다. 이러한 접근은 지면에 대해 적절한 베이스 높이를 설정하기 위해, 아이솔레이터 패드들(106)의 용이한 설치 및 미세 조절을 허용한다.

이중 램 어셈블리들(100)은 터릿(60)의 원주 표면 주위에 위치된다. 도 8a에 도시된 바와 같이, 각 이중 램 어셈블리(100)는 터릿(60)의 베어링(115)에 위치되는 캠들(92)의 경로 또는 표면을 따르도록 구성되는 캠 팔로워들(cam followers)(102)을 포함한다. 각 램 어셈블리(100)는 캔(5)에 대해 네킹 또는 다른 작업 동작을 수행하기 위한 툴링(105)을 포함한다. 예를 들어, 툴링(105)은 내부 녹아웃(knockout) 툴 및 외부 다이 툴(die tool)(도시되지 않음)을 포함한다. 캔(5)의 개방 단부는 포켓(24A) 내에 위치되고, 이에 따라 툴링(105)이 네킹 또는 다른 적절한 작업 동작을 수행하도록, 툴링(105)이 캔(5)의 개방 단부 내 및/또는 그 주위에 삽입되도록 적절하게 위치된다.

캠 팔로워들(102)이 각 캠 표면들(92)을 따라감에 따라, 툴링(105)은 터릿 스타 휠(24)의 대응하는 포켓(24A) 내에서 작업될 캔(5)을 향해 또는 캔(5)으로부터 멀리 슬라이딩된다. 툴링(105)이 캔(5)에 도달할 때, 툴링(105)은 캔(5)에 대해 네킹 동작을 수행한 다음, 캠 팔로워(102)들이 각 캠 표면(92)의 경로를 계속 따라감에 따라, 철수한다. 도 8a에 도시된 바와 같이, 각 이중 램 어셈블리(100)는 터릿(60) 상의 상이한 캠(92)을 각각 따라가는 두 세트들의 캠 팔로워들(102)을 포함한다. 캠들(92)은, 캔들(5)이 터릿(60) 주위의 270 도 경로를 따라가도록, 배열된다.

이송 스타 휠(22), 터릿(60), 툴링(105) 및 대응하는 터릿 스타 휠(24)은, 캔들(5)이 툴링(105) 또는 터릿(60)을 향하고 멀어지는 축 방향으로 이동하지 않도록, 배열된다. 오히려, 캔들은 단지 터릿(60) 주위를 회전하는 한편, 이중 램 어셈블리들(100) 및 대응하는 툴링(105)은 캔들(5)을 향하고 멀어지는 측 방향으로 이동한다. 그러나, 다른 실시예들에서, 캔들은 축 방향으로 이동하는 한편, 툴링의 축 방향 위치는 대체로 고정되어 유지됨이 고려된다. 또 다른 실시예들에서, 캔들과 툴링 모두 서로를 향해 축 방향으로 이동한다.

상술된 바와 같이, 각 베이스(50)는 제1 풋부(56a) 및 제2 풋부(56b) 사이에서 베이스의 수직 섹션의 중간점을 통해 그려지는 중심선에 대해 대체로 대칭적이다. 이러한 대칭성은 베이스의 각 측면을 베이스의 후면으로 간주할 수 있게 한다. 이는, 결합 부품들이 각 측면에 장착될 수 있게 한다. 본 발명의 베이스는 기존의 모듈형 베이스의 모든 기능들을 수행하지만, "정 회전" 및 "역 회전" 응용들 모두에 사용될 수 있으므로, 베이스들에 대해 "오른손", "왼손", "정 회전" 또는 "역 회전"으로 지정될 필요를 제거한다. 더욱이, 각 대칭적인 베이스는 모듈형이고, 완전한 머신 시스템을 형성하기 위해 다른 베이스들(도 9b 참조)에 연결되거나, 베이스가 자체적으로 완전한 시스템으로 사용될 수 있다.

정 및 역 회전을 위한 단일의 대칭적인 베이스를 사용함으로써, 터릿들 및 구동 컴포넌트들은 "정" 또는 "역" 회전 장비들을 생성하도록 베이스의 어느 한 면에 용이하게 장착될 수 있으며, 각 구성은 단일의 베이스 또는 베이스 어셈블리를 사용하여 조립될 수 있다. 따라서, 정 및 역 회전을 모두 제공하는 대칭적인 베이스는 고객들이 정상 동작들에 앞서 기본 요구 사항들을 예측할 수 있게 할 수 있다. 또한, 이는, 단일 부품을 대량 구매할 수 있게 하고, 이로써 베이스의 비용이 절감된다. 게다가, 단일 부품 번호의 비축은, 재배치되는 머신들이 특정 시설에 맞게 "정" 회전에서 "역" 회전으로 쉽게 변경될 수 있으므로, 동작들을 단순화하고 유연성을 높일 수 있다. 더욱이, 많은 수의 컴포넌트들이 제거될 수 있고, 추가 비용 및/또는 복잡성이 감소되거나 시스템에서 제거될 수 있다. 또한, 대칭적인 베이스는 베이스 내에 이전에 독립된 드롭식(dropped) 캔 배출 시스템들의 통합을 허용한다. 대칭적인 베이스의 설계는 베이스의 네 측면들/단부들 모두에서 (포크-리프트 또는 유사한 방법들을 통해) 베이스를 들어올리고/들어올리거나 이동시키게 한다.

여기에 사용된 바와 같이, 용어들 "대략", "약", "실질적으로" 및 이와 유사한 용어들은 본 개시의 주제가 존재하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람에 의한 일반적이고 허용되는 사용과 조화를 이루는 넓은 의미를 갖는 것으로 의도된다. 본 개시를 검토하는 통상의 지식을 가진 사람에 의해, 이들 용어들이 제공된 정확한 수치 범위로 특정 특징들의 범위를 제한하지 않고, 기술되고 청구된 이들 특징들의 설명을 허용하도록 의도된다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 이들 용어들은 기술되고 청구된 주제의 실질적이지 않거나 중요하지 않은 수정들 또는 변경들이 첨부된 청구범위에 기재된 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주됨을 나타내는 것으로 해석되어야 한다.

다양한 실시예들을 설명하기 위해, 여기에 사용된 용어 "예시적인"은 그러한 실시예들이 가능한 실시예들의 가능한 예들, 표현들 및/또는 예시들임을 나타내도록 의도된다는 점에 유의해야 한다(그리고, 그러한 용어는 그러한 실시예들이 반드시 특별하거나 최상급 예들이라는 것을 의미하는 것으로 의도되지 않는다).

여기에 사용된 용어들 "결합된" "연결된", "부착된" 등은 두 개의 부재들이 서로 직접 또는 간접적으로 결합되는 것을 의미한다. 그러한 결합은 고정적(예컨대, 영구적)이거나, 이동 가능하다(예컨대, 제거 가능하거나 분리 가능하다). 그러한 결합은 두 개의 부재들로 달성되거나, 두 개의 부재들 및 서로 또는 두 개의 부재들과 단일체로서 통합되어 형성되는 임의의 추가 중간 부재들로 달성되거나, 또는 두 개의 부재들 및 서로에 부착되는 임의의 추가 중간 부재들로 달성될 수 있다.

여기에서 요소들의 위치들에 대한 참조들(예컨대, "상단", "바닥", "위", "아래" 등)은 단지 도면에서 다양한 요소들의 배향을 설명하는 데 사용된다. 다양한 요소들의 배향은 다른 예시적인 실시예에 따라 다를 수 있으며, 그러한 변화들이 본 발명에 포함되도록 의도된다는 점에 유의해야 한다.

다양한 예시적인 실시예들에 도시된 머신 모듈 및/또는 머신 어레인지먼트의 구성 및 배열은 단지 예시적인 것임에 유의해야 한다. 본 개시에서 단지 몇 가지의 실시예들만이 상세하게 설명되었지만, 본 개시를 검토하는 통상의 지식을 가진 사람은 여기에 기술된 주제의 새로운 교시들 및 이점들로부터 실질적으로 벗어나지 않고, 많은 수정들(예컨대, 다양한 요소들의 크기들, 치수들, 구조들, 형상들 및 비율들의 변화들, 파라미터들의 값들, 장착 배열들, 재료들의 사용, 색상들, 배향들 등)이 가능하다는 것을 쉽게 인식할 것이다. 예를 들어, 통합되어 형성된 것으로 도시된 요소들은 다수의 부품들 또는 요소들로 구성될 수 있고, 요소들의 위치는 반전되거나 달리 변경될 수 있으며, 개별 요소들 또는 위치들의 특성 또는 수는 변경되거나 변화될 수 있다. 임의의 프로세스 또는 방법 단계들의 순서 또는 시퀀스는 대안적인 실시예에 따라 변경되거나 재배열될 수 있다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 예시적인 실시예들의 설계, 작동 조건들 및 배열에서 다른 대체들, 수정들, 변경들 및 생략들이 이루어질 수도 있다.

Claims (14)

1. 캔(can) 처리 시스템을 위한 대칭적인 모듈형 베이스에 있어서, 상기 베이스는,
   이송 스타 휠(transfer star wheel), 및 물품(article)에 대한 작업 동작(working operation)을 수행하도록 구성되는 터릿 메커니즘(turret mechanism) 중 적어도 하나를 수용하기 위해 마련되는 복수의 오프닝들(openings)을 포함하는 레그부(leg portion);
   상기 레그부의 제1 측면으로부터 연장되는 제1 풋부(foot portion);
   상기 레그부의 제2 측면으로부터 연장되는 제2 풋부; 및
   상기 제1 풋부 및 상기 제2 풋부에 있는 복수의 오프닝들
   을 포함하고,
   상기 제1 및 제2 풋부의 상기 복수의 오프닝들은,
   상기 베이스의 내측부로의 접근을 제공하고,
   상기 베이스는,
   상기 베이스의 제1 측면 또는 제2 측면 중 하나에 컴포넌트들(components)의 장착을 허용하기 위해, 상기 제1 풋부와 상기 제2 풋부 사이에서 상기 베이스의 상기 레그부의 중간점을 통해 수직으로 그려지는 중심선에 대해 대체로 대칭적인,
   베이스.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 베이스의 바닥(bottom)에 결합되는 하나 이상의 아이솔레이터 패드들(isolator pads)
   을 더 포함하고,
   상기 하나 이상의 아이솔레이터 패드들은,
   상기 베이스의 높이를 조절하도록 구성되는,
   베이스.
   
3. 제1 항에 있어서,
   상기 터릿 메커니즘 상의 터릿 스타 휠(turret star wheel)
   을 더 포함하는,
   베이스.
   
4. 제1 항에 있어서,
   상기 터릿 메커니즘과 상기 이송 스타 휠의 움직임을 동기화하도록 구성되는 하나 이상의 서보 모터들(servo motors)
   을 더 포함하는,
   베이스.
   
5. 제1 항에 있어서,
   상기 이송 스타 휠과 상기 터릿 메커니즘을 지지하기 위한 하나 이상의 거싯들(gussets)
   을 더 포함하는,
   베이스.
   
6. 제5 항에 있어서,
   상기 하나 이상의 거싯들은,
   상기 제1 및 제2 풋부들의 각각으로부터 상기 레그부를 향해 상향으로 연장되는,
   베이스.
   
7. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 풋부들의 상기 복수의 오프닝들은,
   상기 제1 및 제2 풋부들의 각각의 일 단부로부터 대체로 반대쪽 단부까지 연장되는 포크-리프트 프롱들(fork-lift prongs)을 수용하도록 마련되는 오프닝들을 포함하는,
   베이스.
   
8. 복수의 물품들에 대해 동작하는 머신 어레인지먼트(machine arrangement)에 있어서,
   머신 어레인지먼트를 형성하는 방식으로 서로 협력하도록 배열되는 복수의 머신들
   을 포함하고,
   상기 복수의 머신들 내 각 머신은,
   이송 스타 휠,
   물품에 대한 작업 동작을 수행하도록 구성되는 터릿 메커니즘, 및
   제1 측면 및 대체로 대향하는 제2 측면을 갖는 대칭적인 모듈형 베이스
   를 포함하고,
   상기 제1 및 제2 측면들의 각각은,
   상기 이송 스타 휠 및 상기 터릿 메커니즘의 적어도 일부를 수용하기 위한 개구들(apertures)을 갖고,
   상기 베이스는,
   상기 베이스의 상기 제1 측면 또는 상기 제2 측면 중 하나의 개구 내에 상기 이송 스타 휠 및 상기 터릿 메커니즘의 수용을 허용하기 위해, 상기 제1 측면과 상기 제2 측면 사이에서 상기 베이스의 중간점을 통해 수직으로 그려지는 중심선에 대해 대칭적인,
   머신 어레인지먼트.
   
9. 제8 항에 있어서,
   상기 복수의 머신들 내 각 머신은,
   모둘형으로 설계되는,
   머신 어레인지먼트.
   
10. 제9 항에 있어서,
    각 모듈형 베이스는,
    포크-리프트 프롱들을 수용하도록 구성되는 복수의 오프닝들을 포함하는,
    머신 어레인지먼트.
    
11. 제8 항에 있어서,
    각 모듈형 베이스는,
    상기 제1 및 제2 측면들의 각각으로부터 연장되는 제1 풋부 및 제2 풋부를 포함하는,
    머신 어레인지먼트.
    
12. 제11 항에 있어서,
    각 모듈형 베이스는,
    상기 이송 스타 휠 및 상기 터릿 메커니즘을 지지하기 위한 하나 이상의 거싯들을 더 포함하고,
    상기 하나 이상의 거싯들의 각각은,
    상기 제1 및 제2 풋부들의 각각으로부터 각각의 상기 제1 또는 제2 측면을 향해 상향으로 연장되는,
    머신 어레인지먼트.
    
13. 제8 항에 있어서,
    상기 베이스의 바닥에 결합되는 하나 이상의 아이솔레이터 패드들
    을 더 포함하고,
    상기 하나 이상의 아이솔레이터 패드들은,
    상기 베이스의 높이를 조절하도록 구성되는,
    머신 어레인지먼트.
    
14. 제8 항에 있어서,
    상기 터릿 메커니즘 및 상기 이송 스타 휠의 움직임을 동기화하도록 구성되는 하나 이상의 서보 모터들
    을 더 포함하는,
    머신 어레인지먼트.

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