TW201504132A - 用於施加具螺紋的蓋至容器的機器 - Google Patents

用於施加具螺紋的蓋至容器的機器 Download PDF

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Abstract

一種用於施加具螺紋的蓋至容器的機器，包括：抓持機構(20,22)，該等抓持機構(20,22)係配置來固持該等個別的容器(C)；至少一螺旋旋轉頭(24)，該至少一螺旋旋轉頭(24)包括一個別的抓持構件(28)，該抓持構件(28)係配置來固持一個別的蓋(34)；至少一電動馬達(30)，該至少一電動馬達(30)係相關於該螺旋旋轉頭(24)，且該至少一電動馬達(30)係配置來控制該抓持構件(28)繞著一縱向軸(B)的一旋轉運動以及控制該抓持構件(28)沿著該縱向軸(B)的一轉移運動，該轉移運動與該旋轉運動彼此同步，以沿著一螺旋旋轉路徑移動該抓持構件(28)至少一視覺系統(38)，該至少一視覺系統(38)係配置來偵測該等容器(C)與由該抓持構件(28)所固持之該等蓋(34)的該等螺紋(16)的影像；及一電子控制單元(48)，該電子控制單元(48)係配置來 處理該等螺紋(16,36)的該等影像並且決定該等容器(C)的該螺紋(16)的該開始點的該角度位置以及該等蓋(34)的該螺紋(36)的該開始點的該角度位置，且該電子控制單元(48)係用於控制該等蓋(34)的該角度位置的一調整，以施行將該等蓋(34)螺旋旋轉於該等個別的容器(C)上，其中該等個別的螺紋(16,36)係配置在一預設的相對位置中。 (第1圖)

Description

用於施加具螺紋的蓋至容器的機器
本發明關於用於施加具螺紋的蓋至容器的機器。
用於封閉容器(例如，瓶子與類似者)的共同技術設想在容器頸部上形成外部螺紋並且施加具有內部螺紋的蓋至容器。
通常用於施加具有螺紋的蓋至容器的機器包括旋轉料架結構，旋轉料架結構取起要被封閉的容器並且使它們沿著圓形路徑行進。旋轉料架結構承載有複數個加蓋頭，每一加蓋頭配備有個別的蓋抓持構件。蓋抓持構件被驅動有繞著個別縱向軸的旋轉運動以及轉移運動。抓持構件的旋轉運動以及轉移運動相互同步，以施加螺旋旋轉運動給該等蓋。
在更傳統的解決方案中，當達到預設的扭矩時，該等蓋至容器上的螺旋旋轉運動會停止。藉由離合器(例如，磁性類型的)或者由於電流限制的電動馬達，螺旋旋轉頭限制了傳送給蓋施加構件的最大扭矩。
這些解決方案不全然令人滿意，因為根據最大扭矩來螺旋旋轉該等蓋可能產生該封蓋的某部分缺陷。
為了克服這些缺點，已經提出來用於施加具螺紋的蓋的系統則施加預設之角度大小的螺旋旋轉行程，從蓋的螺紋以及容器的螺紋之間的初始耦接狀況開始。
EP-A1-1491490敘述了配備有扭矩感測器的螺旋旋轉頭，扭矩感測器偵測在螺旋旋轉至容器上的期間施加給蓋的螺旋旋轉扭矩。所測量的扭矩在蓋與容器的螺紋相互接觸的位置中快速增加，以此方式通知了蓋的螺紋以及容器的螺紋之間的初始耦接位置。參考該初始耦接位置，藉由預定角度來旋轉蓋。
US2011/0083405-A1敘述了一種螺旋旋轉頭，該螺旋旋轉頭藉由測量驅動該螺旋旋轉頭的馬達所吸收的電流，來偵測蓋與容器之間的初始耦接狀況。
在這些已知的解決方案中，在蓋施加至容器上之後，偵測該等螺紋之間的初始耦接狀況。螺旋旋轉頭的一部分工作行程係用於識別蓋與容器之間的初始耦接位置，而非用於實際螺旋旋轉該蓋。因此，在這些已知的解決方案中，針對實際螺旋旋轉該蓋，可以有減少的角度的行程。
本發明的目的在於提供一種用於施加具螺紋的蓋至容器的機器，該機器克服了先前技術的問題。
根據本發明，藉由具有形成申請專利範圍第1項技術內容之特徵的一種機器，達成此目的。
該等申請專利範圍形成了相關於本發明所提供的揭示案的整體部分。
10‧‧‧機器
12‧‧‧中心圓柱
14‧‧‧塔架
16‧‧‧螺紋
18‧‧‧邊
20‧‧‧導引器
22‧‧‧叉狀元件
24‧‧‧螺旋旋轉頭
26‧‧‧轉桿
28‧‧‧抓持構件
30‧‧‧馬達
32‧‧‧底座
34‧‧‧蓋
36‧‧‧螺紋
38‧‧‧視覺系統
40‧‧‧第一視覺裝置
42‧‧‧第二視覺裝置
44、46‧‧‧照明器
48‧‧‧電子控制單元
A‧‧‧軸
B‧‧‧軸
C‧‧‧容器
II‧‧‧箭頭
本發明現在將參考所附圖式來詳細敘述，所附圖式提供的僅是藉由非限制之範例的方式，在所附圖式中：第1圖為用於施加具螺紋的蓋至容器的一種機器的示意側視圖；及第2圖與第3圖為第1圖的箭頭II所指示的部分的更詳細視圖。
參見第1圖，標號10表示用於施加具螺紋的蓋至容器C(例如，瓶子或類似者)的一種機器。機器10包括中心圓柱12，中心圓柱12可繞著垂直軸A旋轉。中心圓柱12承載有塔架14，塔架14配備有複數個機構來抓持容器C。用於抓持容器C的機構本質上為已知並且可有各種類型，取決於容器C的類型。通常，瓶子的抓持機構必須確保瓶子的徑向與軸向固定並且也必須具有抗旋轉元件，抗旋轉元件防止瓶子繞著其垂直軸旋轉。
在例示的範例中，塔架14配備有外部導引器20與叉狀元件22，導引器20與叉狀元件22可配置來接收容器C的個別頸部，且塔架14配備有個別的抗旋轉元件。所打算的是，圖式中呈現的系統僅是可能的抓持機構的範例，且本發明可應用至用於抓持容器C的任何其他系統。
如同第2圖與第3圖更詳細例示的，容器C設有外部螺紋16，外部螺紋16可配置來接收具螺紋的蓋。在容器C的螺紋16的基部處，形成徑向突伸的邊18。
參見第1圖，機器10包括複數個螺旋旋轉頭24。每一螺旋旋轉頭24位於容器C的個別抓持機構之上。每一螺旋旋轉頭24包括轉桿26，轉桿26在其下端處承載有蓋抓持構件28。每一螺旋旋轉頭24具有個別的電動馬達30，個別的電動馬達30繞著個別的縱向軸B施加旋轉運動給轉桿26。蓋抓持構件28配備有繞著軸B的旋轉運動以及在軸B的方向中的轉移運動。旋轉運動以及轉移運動彼此同步，使得在操作期間，抓持構件28所固持的蓋配備有螺旋旋轉運動。藉由機械或電子凸輪，可獲得蓋抓持構件28的軸B方向中的線性運動。螺旋旋轉頭24的結構與操作本質上為已知，且不需要更詳細的敘述，因為這在本發明的範疇之外。藉由提供給馬達30的電流，限制了施加至蓋抓持構件28的最大扭矩。
參見第2圖與第3圖，每一螺旋旋轉頭24的蓋抓持構件28具有截頭圓錐形底座32，截頭圓錐形底座32可配置來接收且固定個別的蓋34。蓋34具有個別的內部螺紋36，內部螺紋36係設計成耦合於個別容器C的外部螺紋16。
根據本發明的機器10包括視覺系統38，視覺系統38係用來偵測容器C的螺紋16的角度位置以及蓋34的螺紋36的角度位置。更具體地，視覺系統38係用來偵測螺紋16與36的開始點的角度位置。
視覺系統38可包括第一視覺裝置40(第2圖)以及一第二視覺裝置42(第3圖)，第一視覺裝置40用於偵測容器C的外部螺紋16的開始點的角度位置，且第二視覺裝置42用於偵測抓持構件28所固持之蓋34的內部螺紋36的開始 點的角度位置。每一視覺裝置40、42可與個別的照明器44、46相關，照明器44、46係配置來照明個別的視覺區域。
如同第2圖與第3圖例示的，視覺裝置40、42與個別的照明器44與46可配置於塔架14之外。或者，視覺裝置40、42可軸向對準於蓋34與容器C。
視覺系統38係在固定的位置中，並且偵測容器C與蓋34的螺紋16、36的影像，容器C與蓋34一直通過視覺系統38的前面。視覺系統38所記錄的影像則傳送至電子控制單元，電子控制單元在第1圖中以標號48示意地表示。電子控制單元48具有演算法來分析視覺裝置40、42所偵測的影像，且電子控制單元48決定容器C的外部螺紋16的開始點以及對應的蓋34的內部螺紋36的開始點相對於一參考系統的角度位置。
電子控制單元48係配置來控制螺旋旋轉頭24的電動馬達30，以根據螺紋16、36的所偵測角度位置上的資訊，做出蓋34的角度位置的調整。蓋34的角度位置的調整係與繞著抓持構件28的軸B的旋轉一致。可在施加蓋34至個別的容器C之前，實施此調整。
或者，可在蓋34已經放置於個別的容器C的螺紋16上之後，實施蓋的角度位置的調整。在此實例中，將等於蓋的螺旋旋轉角度以及蓋的螺紋與容器的螺紋之間的位移角度之總和的角度行程施加至每一蓋34。
調整運動的目的是相對於容器C來配置蓋34，使得蓋34的螺紋36係相對於個別的容器C的螺紋16而在預設的 角度位置中。
開始於蓋34與容器C並置的位置，其中螺紋36、16在預定的角度位置中，馬達30施加繞著軸B的角度旋轉(具有預定的大小)給個別的抓持構件28。以此方式，根據幾何形狀的標準而非作為螺旋旋轉扭矩的函數，決定蓋34的螺旋旋轉行程。此舉允許可以獲得螺旋旋轉的較大準確性，並且避免容器封閉時因為過多或不足的封閉扭矩所導致的缺陷。
並行於根據預定的螺旋旋轉行程之馬達30的控制，電子控制單元48也可藉由任何用於偵測扭矩的已知方法，來施行施加給蓋34的螺旋旋轉扭矩的偵測。電子控制單元48可經程式編輯，以在所測量的封閉扭矩不足或過多的情況中相對於已建立的預設值來改變螺旋旋轉行程。
視覺系統38可以辨識蓋34的螺紋36的不同尺寸、不同顏色與不同數量的螺紋元素(從1到n個元素)。視覺系統38也可以辨識螺紋的中斷與斜度為零的螺紋區段。視覺系統38也可以偵測透明玻璃或塑膠容器的螺紋。
當然，不違反本發明的原理，實施例與結構的細節可以相對於那些已經敘述與例示的來廣泛地改變，而不偏離下文的申請專利範圍所界定之本發明的範圍。
10‧‧‧機器
12‧‧‧中心圓柱
14‧‧‧塔架
24‧‧‧螺旋旋轉頭
26‧‧‧轉桿
28‧‧‧抓持構件
30‧‧‧馬達
38‧‧‧視覺系統
48‧‧‧電子控制單元
A‧‧‧軸
B‧‧‧軸
C‧‧‧容器
II‧‧‧箭頭

Claims (5)

  1. 一種用於施加具螺紋的蓋至容器的機器，包括：一抓持機構(20,22)，該等抓持機構(20,22)係配置來固持個別的容器(C)；至少一螺旋旋轉頭(24)，該至少一螺旋旋轉頭(24)包括一抓持構件(28)，該抓持構件(28)係配置來固持一個別的蓋(34)；至少一電動馬達(30)，該至少一電動馬達(30)係相關於該螺旋旋轉頭(24)，且該至少一電動馬達(30)係配置來控制該抓持構件(28)繞著一縱向軸(B)的一旋轉運動，其中該抓持構件(28)係配備有與該旋轉運動同步之沿著該縱向軸(B)的一轉移運動，使得在操作期間，該抓持構件(28)沿著一螺旋旋轉路徑移動；其特徵在於包括：至少一視覺系統(38)，該至少一視覺系統(38)係配置來偵測該等容器(C)與由該抓持構件(28)所固持之該等蓋(34)的該等螺紋(16)的影像；及一電子控制單元(48)，該電子控制單元(48)係配置來處理該等螺紋(16,36)的該等影像並且決定該等容器(C)的該螺紋(16)的該開始點的該角度位置以及該等蓋(34)的該螺紋(36)的該開始點的該角度位置，且該電子控制單元(48)係用於控制該等蓋(34)的該角度位置的一調整，以施行將該等蓋(34)螺旋旋轉於該等個別的容器(C)上，其中該等個別的螺紋(16,36)係配置在一預設的相對位置中。
  2. 如請求項1所述之機器，其特徵在於該機器包括一第一視覺裝置(40)以及一第二視覺裝置(42)，該第一視覺裝置(40)用於偵測該等容器(C)的該等螺紋(16)的影像，且該第二視覺裝置(42)用於偵測該等蓋(34)的該等螺紋(36)的影像。
  3. 如請求項2所述之機器，其特徵在於該等視覺裝置(40,42)係與個別的照明器(44,46)相關，該等照明器(44,46)係配置來照明該等視覺裝置(40,42)的該等個別的視覺區域。
  4. 如請求項1所述之機器，其特徵在於該電子控制單元(48)係配置來處理該視覺裝置所偵測的該等影像，以相對於一共同參考系統決定一容器(C)的該螺紋(16)的該開始點的該角度位置以及一個別的蓋(34)的該螺紋(36)的該開始點的該角度位置。
  5. 如請求項1所述之機器，其特徵在於該電子控制單元(48)亦配置來根據該螺旋旋轉扭矩的該資訊，控制該螺旋旋轉頭(24)的該電動馬達(30)。
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