FR3076551A1 - DEVICE FOR AUTOMATICALLY APPLYING A CLOSURE COMPRISING AN INTERNAL THREAD ON A CONTAINER HAVING A CORRESPONDING EXTERNAL THREAD, AND A METHOD OF APPLICATION USING THE SAID DEVICE - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif (1) d'application automatique d'une fermeture sur un récipient, lequel dispositif (1) comprend un porte-préhenseur (4) déplaçable dans l'espace, un préhenseur (5) porté par le porte-préhenseur (4) et monté à rotation autour d'un axe vertical et à déplacement axial le long d'un axe vertical, et des moyens (6) d'entraînement en rotation du préhenseur (5). Le dispositif (1) comprend en outre des moyens de détection de chocs (7) aptes à détecter un choc axial que subit le préhenseur (5) alors qu'il est entraîné en rotation dans le sens de dévissage de la fermeture par rapport au récipient contre lequel la fermeture est mise en appui. L'invention concerne également un procédé d'application de fermeture à l'aide de ce dispositif (1).The invention relates to a device (1) for automatic application of a closure to a container, which device (1) comprises a gripper holder (4) movable in space, a gripper (5) carried by the holder gripper (4) and rotatably mounted about a vertical axis and axially displaced along a vertical axis, and means (6) for rotating the gripper (5). The device (1) further comprises shock detection means (7) able to detect an axial shock experienced by the gripper (5) while it is rotated in the unscrewing direction of the closure relative to the container. against which the closure is put in support. The invention also relates to a closure application method using this device (1).
Description
DISPOSITIF D'APPLICATION AUTOMATIQUE D'UNE FERMETUREDEVICE FOR AUTOMATICALLY APPLYING A CLOSURE
COMPORTANT UN FILETAGE INTERIEUR SUR UN RECIPIENT POURVUCOMPRISING AN INTERNAL THREAD ON A CONTAINER PROVIDED
D'UN FILETAGE EXTERIEUR CORRESPONDANT, ET PROCEDE D'APPLICATION A L'AIDE DUDIT DISPOSITIFCORRESPONDING EXTERNAL THREAD AND APPLICATION METHOD USING THE SAME
La présente invention se rapporte au domaine de l'application de fermetures munies de pas de vis, telles que des bouchons ou capsules, sur des récipients également munis de pas de vis, tels que des flacons, bouteilles, pots et analogues.The present invention relates to the field of the application of closures provided with threads, such as plugs or capsules, on containers also provided with threads, such as flasks, bottles, pots and the like.
La présente invention porte en particulier sur un dispositif d'application automatique d'une fermeture comportant un filetage intérieur sur un récipient pourvu d'un filetage extérieur correspondant, ainsi que sur un procédé d'application à l'aide dudit dispositif. L'application de bouchons ou capsules sur des récipients peut être réalisée soit manuellement par un opérateur, soit automatiquement.The present invention relates in particular to a device for automatic application of a closure comprising an internal thread on a container provided with a corresponding external thread, as well as to a method of application using said device. The application of caps or capsules to containers can be carried out either manually by an operator, or automatically.
Dans le cas d'une application manuelle, un opérateur doit saisir un bouchon fileté intérieurement, l'engager sur le filetage extérieur du récipient, et effectuer quelques tours pour que le couvercle tienne sur le récipient. Cependant, une telle application manuelle est une tâche pénible et fatigante pour l'opérateur, et est bien entendu incompatible avec la cadence importante qu'impose une production à grande échelle.In the case of manual application, an operator must grasp an internally threaded plug, engage it on the external thread of the container, and perform a few turns so that the cover fits on the container. However, such a manual application is a painful and tiring task for the operator, and is of course incompatible with the high rate required by large-scale production.
Ainsi, diverses solutions d'application automatique de bouchons ou capsules sur des récipients ont été recherchées.Thus, various solutions for the automatic application of caps or capsules to containers have been sought.
Parmi les solutions existantes, il est connu d'appliquer un bouchon fileté sur un récipient par l'application d'un effort vertical sur le bouchon.Among the existing solutions, it is known to apply a threaded plug to a container by applying a vertical force to the plug.
Une telle solution est notamment décrite dans le brevet européen EP0034998 qui divulgue un procédé pour obturer une ouverture de récipient avec un bouchon fileté, dans lequel le bouchon fileté est d'abord posé sur l'ouverture du récipient, puis déplacé dans la position de vissage par-dessus les filets de l'ouverture du récipient au moyen d'une force agissant en direction axiale.Such a solution is described in particular in European patent EP0034998 which discloses a method for closing a container opening with a threaded plug, in which the threaded plug is first placed on the opening of the container, then moved to the screwing position. over the threads of the container opening by means of a force acting in the axial direction.
Il est également connu d'appliquer un bouchon fileté sur un récipient par la détection de la position des filets du bouchon et du récipient par un moyen de vision.It is also known to apply a threaded plug to a container by detecting the position of the threads of the plug and of the container by means of vision.
Cependant, de telles solutions s'avèrent coûteuses et leur fiabilité n'est pas assurée.However, such solutions prove to be expensive and their reliability is not guaranteed.
Il existe donc un besoin pour une solution permettant d'appliquer automatiquement un bouchon fileté sur un récipient sans risque de positionnement impropre des filets du bouchon par rapport aux filets du récipient, et donc sans risque de blocage du bouchon et de détérioration des filetages.There is therefore a need for a solution making it possible to automatically apply a threaded plug to a container without the risk of improper positioning of the threads of the plug relative to the threads of the container, and therefore without the risk of blocking the plug and damaging the threads.
La présente invention vise à résoudre les inconvénients de l'état antérieur de la technique, en proposant un dispositif d'application automatique d'une fermeture filetée sur un récipient permettant d'assurer l'alignement du filetage de la fermeture et du filetage du récipient avant le vissage de la fermeture sur le récipient, lequel dispositif est plus économique et plus fiable que les dispositifs de l'état antérieur de la technique.The present invention aims to solve the drawbacks of the prior art, by proposing a device for automatically applying a threaded closure to a container making it possible to ensure the alignment of the thread of the closure and of the thread of the container. before the closure is screwed onto the container, which device is more economical and more reliable than the devices of the prior art.
Selon la présente invention, on obtient l'alignement correct des filetages en positionnant la fermeture sur le récipient sans se préoccuper de la position des filetages l'un par rapport à l'autre, puis en faisant tourner la fermeture dans le sens de dévissage, ce qui provoquera la remontée de la fermeture jusqu'à ce que le début du filetage de la fermeture, à savoir l'extrémité inférieure dudit filetage, arrive au début du filetage du récipient, à savoir l'extrémité supérieure dudit filetage. La poursuite de la rotation dans le sens de dévissage amène à la rupture du contact entre les filetages, et la fermeture chutera sur une petite distance, jusqu'à ce que le début du filetage de la fermeture soit arrêté par le premier tour du filetage du récipient. La fermeture est alors dans la position d'engagement correct, à partir de laquelle un vissage ou un pré-vissage peut être réalisé sans risque de pré-visser ou visser « de travers », et donc sans risque de blocage. La chute de la fermeture jusqu'à la position d'engagement correct conduit à un choc axial transmis au préhenseur par lequel la fermeture est manipulée et dont la détection permet de déterminer que la fermeture est dans la position d'engagement correct. On peut alors commander le vissage ou pré-vissage de la fermeture.According to the present invention, the correct alignment of the threads is obtained by positioning the closure on the container without being concerned with the position of the threads relative to each other, then by rotating the closure in the unscrewing direction, which will cause the closure to rise until the beginning of the closure thread, namely the lower end of said thread, arrives at the start of the container thread, namely the upper end of said thread. Continued rotation in the unscrewing direction causes contact between the threads to be broken, and the closure will drop a short distance, until the start of the closure thread is stopped by the first turn of the thread. container. The closure is then in the correct engagement position, from which a screwing or pre-screwing can be carried out without risk of pre-screwing or screwing "askew", and therefore without risk of blocking. The fall of the closure to the correct engagement position leads to an axial shock transmitted to the gripper by which the closure is manipulated and whose detection makes it possible to determine that the closure is in the correct engagement position. We can then order the screwing or pre-screwing of the closure.
La présente invention a donc pour objet un dispositif d'application automatique d'une fermeture comportant un filetage intérieur sur un récipient pourvu d'un filetage extérieur correspondant, lequel dispositif comprend un porte-préhenseur apte à être déplacé en rotation autour d'un axe vertical et en translation selon trois axes orthogonaux, un préhenseur porté par le porte-préhenseur et configuré pour saisir et maintenir la fermeture à appliquer sur le récipient, le préhenseur étant monté sur le porte-préhenseur à rotation autour d'un axe vertical et à déplacement axial le long dudit axe vertical, et des moyens d'entraînement en rotation du préhenseur, caractérisé par le fait que les moyens d'entraînement en rotation sont aptes à entraîner en rotation le préhenseur dans les deux sens de rotation autour dudit axe vertical et par le fait que le dispositif comprend en outre des moyens de détection de chocs aptes à détecter un choc axial que subit le préhenseur alors qu'il est entraîné en rotation dans le sens de dévissage de la fermeture par rapport au récipient contre lequel la fermeture est mise en appui par le préhenseur.The present invention therefore relates to an automatic device for applying a closure comprising an internal thread on a container provided with a corresponding external thread, which device comprises a gripper holder capable of being moved in rotation about an axis vertical and in translation along three orthogonal axes, a gripper carried by the gripper holder and configured to grip and maintain the closure to be applied to the container, the gripper being mounted on the gripper holder in rotation about a vertical axis and at axial displacement along said vertical axis, and means for driving the gripper in rotation, characterized in that the rotary drive means are capable of rotating the gripper in both directions of rotation around said vertical axis and by the fact that the device further comprises shock detection means capable of detecting an axial shock which the gripper undergoes gripper while it is rotated in the direction of unscrewing the closure relative to the container against which the closure is supported by the gripper.
Le dispositif selon l'invention permet donc d'aligner les filetages de la fermeture et du récipient avant toute opération de pré-vissage ou de vissage de la fermeture sur le récipient.The device according to the invention therefore makes it possible to align the threads of the closure and of the container before any operation of pre-screwing or screwing the closure onto the container.
De préférence, les moyens de détection de chocs sont un détecteur de chocs relié au préhenseur.Preferably, the shock detection means are a shock detector connected to the gripper.
Avantageusement, les moyens d'entraînement en rotation sont un moteur à deux sens de rotation agencé pour être apte à entraîner en rotation le préhenseur, notamment par l'intermédiaire d'un système de transmission par courroie.Advantageously, the rotary drive means are a motor with two directions of rotation arranged to be capable of driving the gripper in rotation, in particular by means of a belt transmission system.
De préférence, le moteur à deux sens de rotation est un moteur sans balais. Le moteur sans balais permet de connaître précisément la position angulaire du filetage à la fois de la fermeture et du récipient en un seul mouvement, et donc d'appliquer de manière fiable le couple de vissage ou de pré-vissage souhaité.Preferably, the motor with two directions of rotation is a brushless motor. The brushless motor makes it possible to know precisely the angular position of the thread both of the closure and of the container in a single movement, and therefore to reliably apply the desired screwing or pre-screwing torque.
De préférence, le préhenseur est en liaison pivot glissant avec le porte-préhenseur, notamment par l'intermédiaire d'au moins un palier lisse.Preferably, the gripper is in sliding pivot connection with the gripper holder, in particular by means of at least one smooth bearing.
De préférence, le dispositif comprend des moyens de sollicitation élastique du préhenseur vers le bas par rapport au porte-préhenseur. Les moyens de sollicitation élastique peuvent être formés par un ressort monté autour du préhenseur et prenant appui à une extrémité sur le porte-préhenseur et, à l'autre extrémité, sur le préhenseur.Preferably, the device comprises means for resilient biasing of the gripper downward relative to the gripper holder. The elastic biasing means can be formed by a spring mounted around the gripper and bearing at one end on the gripper holder and, at the other end, on the gripper.
Prévoir de tels moyens de sollicitation élastique permet de garantir l'obtention d'un choc d'une intensité suffisante pour une détection fiable par les moyens de détection de chocs, et ainsi augmente la fiabilité du dispositif.Providing such elastic biasing means ensures that a shock of sufficient intensity is obtained for reliable detection by the shock detection means, and thus increases the reliability of the device.
Dans un mode de réalisation particulier, le préhenseur comprend une tige cylindrique présentant un canal intérieur apte à être raccordé à un tuyau d'aspiration, la tige portant, à une région inférieure de celle-ci, une ventouse de préhension destinée à saisir la fermeture à appliquer.In a particular embodiment, the gripper comprises a cylindrical rod having an internal channel capable of being connected to a suction pipe, the rod carrying, at a lower region thereof, a gripping suction cup intended to grip the closure to apply.
La ventouse de préhension peut être reliée au corps cylindrique de manière amovible.The gripping suction cup can be removably connected to the cylindrical body.
La présente invention a également pour objet un procédé d'application automatique d'une fermeture comportant un filetage intérieur sur un récipient pourvu d'un filetage extérieur correspondant, caractérisé par le fait que l'application de la fermeture sur le récipient est réalisée à l'aide d'un dispositif tel que défini ci-dessus, le procédé comprenant les étapes consistant à : — commander le déplacement du porte-préhenseur, de telle sorte que la fermeture est saisie et maintenue par le préhenseur, posée sur l'ouverture du récipient, puis mise en appui contre le récipient de telle sorte que le filetage de la fermeture est en contact avec le filetage du récipient ; — mettre en rotation le préhenseur, et donc la fermeture, dans le sens de dévissage de la fermeture, par commande des moyens d'entraînement en rotation, une telle rotation dans le sens de dévissage, du fait du contact entre les filetages de la fermeture et du récipient, provoquant un mouvement de remontée progressive du préhenseur par rapport au porte-préhenseur jusqu'à l'instant où il y a rupture de contact au niveau des extrémités des filetages de la fermeture et du récipient, instant auquel le préhenseur subit un mouvement de descente arrêté lorsque l'extrémité inférieure du filetage de la fermeture revient en contact avec le filetage du récipient, ce qui génère un choc axial dans le préhenseur ; — détecter le choc par l'intermédiaire des moyens de détection de chocs ; et — commander l'arrêt de la rotation du préhenseur dans le sens de dévissage, puis la mise en rotation du préhenseur, et donc de la fermeture, dans le sens de vissage, de préférence avec un nombre de rotations prédéterminé.The present invention also relates to a method for automatically applying a closure comprising an internal thread on a container provided with a corresponding external thread, characterized in that the application of the closure to the container is carried out 'Using a device as defined above, the method comprising the steps of: - controlling the movement of the gripper holder, so that the closure is gripped and held by the gripper, placed on the opening of the container, then pressing against the container so that the thread of the closure is in contact with the thread of the container; - Rotate the gripper, and therefore the closure, in the direction of unscrewing the closure, by controlling the rotation drive means, such rotation in the direction of unscrewing, due to the contact between the threads of the closure and of the container, causing a progressive upward movement of the gripper relative to the gripper holder until the moment when there is contact breakage at the ends of the threads of the closure and of the container, instant at which the gripper undergoes a lowering movement stopped when the lower end of the closure thread returns into contact with the container thread, which generates an axial shock in the gripper; - detecting the shock via the shock detection means; and - controlling the stopping of the rotation of the gripper in the unscrewing direction, then the rotation of the gripper, and therefore of the closure, in the screwing direction, preferably with a predetermined number of rotations.
Comme indiqué ci-dessus, l'étape de rotation préliminaire de la fermeture dans le sens de dévissage permet d'aligner correctement la fermeture par rapport au récipient, avant de procéder au vissage ou pré-vissage, et donc d'éviter tout risque de pré-visser ou visser « de travers », et donc de bloquer la fermeture dans une position impropre.As indicated above, the preliminary rotation step of the closure in the unscrewing direction makes it possible to correctly align the closure relative to the container, before proceeding with the screwing or pre-screwing, and therefore to avoid any risk of pre-screw or screw "askew", and therefore block the closure in an improper position.
Pour mieux illustrer l'objet de la présente invention, on va en décrire ci-après, à titre illustratif et non limitatif, un mode de réalisation particulier, avec référence aux dessins annexés.To better illustrate the object of the present invention, there will be described below, by way of illustration and not limitation, a particular embodiment, with reference to the accompanying drawings.
Sur ces dessins : — les Figures 1 et 2 sont des vues en perspective du dispositif selon un mode de réalisation particulier de la présente invention ; — la Figure 3 est une vue en coupe du dispositif de la Figure 1, dans un plan vertical passant par l'axe de rotation du préhenseur ; et — les Figures 4A, 4B et 4C sont des vues schématiques illustrant différentes étapes de la mise en œuvre du dispositif selon l'invention, la Figure 4A représentant le début du cycle d'application, lorsque la fermeture est positionnée au-dessus du récipient, la Figure 4B représentant l'étape de mise en rotation de la fermeture dans le sens de dévissage, et la Figure 4C représentant la fin du cycle d'application, au moment du vissage ou du pré-vissage.In these drawings: - Figures 1 and 2 are perspective views of the device according to a particular embodiment of the present invention; - Figure 3 is a sectional view of the device of Figure 1, in a vertical plane passing through the axis of rotation of the gripper; and - Figures 4A, 4B and 4C are schematic views illustrating different stages of the implementation of the device according to the invention, Figure 4A representing the start of the application cycle, when the closure is positioned above the container , Figure 4B representing the step of rotating the closure in the unscrewing direction, and Figure 4C showing the end of the application cycle, at the time of screwing or pre-screwing.
Le dispositif 1 d'application automatique d'une fermeture 2 comportant un filetage intérieur 20 sur un récipient 3 pourvu d'un filetage extérieur 30 correspondant selon la présente invention peut être appliqué à toute fermeture 2 et à tout récipient 3 devant être vissés l'un à 1 ' autre.The device 1 for automatically applying a closure 2 comprising an internal thread 20 on a container 3 provided with a corresponding external thread 30 according to the present invention can be applied to any closure 2 and to any container 3 to be screwed in. one to the other.
Si l'on se réfère tout d'abord aux Figures 1 à 3, on peut voir que le dispositif 1 selon un mode de réalisation particulier de la présente invention comprend un porte-préhenseur 4 destiné à être relié à un robot manipulateur classique, un préhenseur 5 pour la fermeture 2 à appliquer, des moyens 6 d'entraînement en rotation du préhenseur 5, et des moyens de détection de chocs 7.If we refer first to Figures 1 to 3, we can see that the device 1 according to a particular embodiment of the present invention comprises a gripper holder 4 intended to be connected to a conventional manipulator robot, a gripper 5 for closure 2 to be applied, means 6 for driving the gripper 5 in rotation, and shock detection means 7.
Le porte-préhenseur 4 comprend, d'une manière générale, une platine 40 portant, dans sa région centrale, des moyens de fixation à un robot manipulateur (non représenté) qui permet de déplacer le porte-préhenseur 4 dans les trois directions de l'espace, à savoir selon trois axes orthogonaux, et en rotation autour d'un axe perpendiculaire à la platine 40. Ces moyens de fixation sont ici formés par deux entretoises verticales 41 dont les extrémités supérieures sont reliées par une bride 42 présentant des éléments 43 de fixation au robot manipulateur, comme par exemple des trous.The gripper holder 4 generally comprises a plate 40 carrying, in its central region, means of attachment to a manipulator robot (not shown) which makes it possible to move the gripper holder 4 in the three directions of the space, namely along three orthogonal axes, and rotating about an axis perpendicular to the plate 40. These fixing means are here formed by two vertical spacers 41 whose upper ends are connected by a flange 42 having elements 43 attachment to the manipulator robot, such as holes.
La platine 40 porte également, sur un premier côté desdits moyens de fixation, un moteur 60 faisant partie desdits moyens d'entraînement 6, sur un côté duquel est prévu un raccord tournant 61 par lequel arrivent les câbles d'alimentation et de commande du moteur 60.The plate 40 also carries, on a first side of said fixing means, a motor 60 forming part of said drive means 6, on one side of which is provided a rotary connector 61 through which the power supply and motor control cables arrive 60.
La platine 40 porte le préhenseur 5 sur l'autre côté desdits moyens de fixation, lequel sert à saisir et maintenir une fermeture 2 à appliquer sur un récipient 3, et, par déplacement du porte-préhenseur 4, le préhenseur 5 peut être amené au contact d'une fermeture 2 à appliquer, puis positionné au-dessus du récipient 3 sur lequel doit être appliquée la fermeture 2.The plate 40 carries the gripper 5 on the other side of said fastening means, which serves to grip and maintain a closure 2 to be applied to a container 3, and, by moving the gripper holder 4, the gripper 5 can be brought to the contact of a closure 2 to be applied, then positioned above the container 3 to which the closure 2 must be applied.
Plus particulièrement, le préhenseur 5 comprend une tige 50 cylindrique et une partie de préhension 51.More particularly, the gripper 5 comprises a cylindrical rod 50 and a gripping part 51.
Comme on peut le voir sur la Figure 3, la tige 50 est reliée au porte-préhenseur 4 par une liaison pivot glissant 8 qui est ici réalisée comme suit. Un chandelier 80 est monté fixe en rotation à travers un trou traversant prévu à cet effet dans la platine 40, et un premier palier lisse 81 est monté dans le chandelier 80 à rotation autour de l'axe longitudinal, vertical, du chandelier 80, avec guidage en rotation par deux roulements à bille 82, et la région d'extrémité inferieure du premier palier lisse 81 fait saillie hors de l'extrémité inférieure du chandelier 80. La tige 50 s'étend à travers le premier palier lisse 81, par rapport auquel elle peut coulisser le long de l'axe vertical mais elle ne peut pas tourner autour de l'axe vertical, avec guidage supplémentaire en translation par deux seconds paliers lisses 83, interposés entre la tige 80 et le premier palier lisse 81, chacun à une extrémité de ce dernier.As can be seen in Figure 3, the rod 50 is connected to the gripper holder 4 by a sliding pivot link 8 which is here performed as follows. A candlestick 80 is mounted fixed in rotation through a through hole provided for this purpose in the plate 40, and a first smooth bearing 81 is mounted in the candlestick 80 to rotate about the longitudinal, vertical axis of the candlestick 80, with guiding in rotation by two ball bearings 82, and the lower end region of the first plain bearing 81 projects out of the lower end of the candlestick 80. The rod 50 extends through the first plain bearing 81, relative to to which it can slide along the vertical axis but it cannot rotate around the vertical axis, with additional guidance in translation by two second plain bearings 83, interposed between the rod 80 and the first plain bearing 81, each at one end of the latter.
Dans le mode de réalisation représenté, la partie de préhension 51 est une ventouse de préhension dirigée vers le bas et montée à l'extrémité inférieure de la tige 50. La liaison entre la tige 50 et la ventouse 51 peut être une liaison amovible, permettant de remplacer la ventouse 51 par une autre partie de préhension si besoin. Il convient de noter que la ventouse 51 pourrait être remplacée par une pince, ou toute autre partie de préhension appropriée. En particulier, une pince peut être montée au bout de la tige 50 dans le cas où il est nécessaire d'appliquer un couple important, par exemple pour parvenir à engager la fermeture 2 sur le récipient 3 avec un couple de serrage suffisant.In the embodiment shown, the gripping part 51 is a gripping suction cup directed downwards and mounted at the lower end of the rod 50. The connection between the rod 50 and the suction cup 51 can be a removable connection, allowing replace the suction cup 51 with another grip part if necessary. It should be noted that the suction cup 51 could be replaced by a clamp, or any other suitable grip part. In particular, a clamp can be mounted at the end of the rod 50 in the case where it is necessary to apply a large torque, for example to achieve engaging the closure 2 on the container 3 with a sufficient tightening torque.
Dans le cas où la partie de préhension 51 est une ventouse, la tige 50 est un corps creux qui présente un canal central axial 52 qui débouche à l'extrémité supérieure de la tige 50 pour raccordement à une conduite d'aspiration (non représentée, elle-même raccordée à une source d'aspiration non représentée) par l'intermédiaire d'un raccord de fixation 53 monté en partie supérieure de la cloche de fixation 71 qui sera décrite ci-après, et qui débouche à l'extrémité inférieure de la tige 50 sur un trou traversant 54 que présente la ventouse 51, de telle sorte qu'une aspiration peut être obtenue au niveau de la ventouse 51.In the case where the grip part 51 is a suction cup, the rod 50 is a hollow body which has an axial central channel 52 which opens at the upper end of the rod 50 for connection to a suction pipe (not shown, itself connected to a suction source (not shown) by means of a fixing connector 53 mounted in the upper part of the fixing bell 71 which will be described below, and which opens at the lower end of the rod 50 on a through hole 54 presented by the suction cup 51, so that suction can be obtained at the suction cup 51.
Un ressort de compression 9 est monté autour de la région de la tige 50 qui fait saillie au-dessous du premier palier lisse 81, lequel ressort 9 prend appui d'une part, de manière indirecte, contre ledit premier palier lisse 81 et d'autre part sur un épaulement prévu à cet effet à l'extrémité inférieure de la tige 50. Ce ressort 9 permet de solliciter le préhenseur 5 vers le bas.A compression spring 9 is mounted around the region of the rod 50 which projects below the first smooth bearing 81, which spring 9 bears on the one hand, indirectly, against said first smooth bearing 81 and on the other hand on a shoulder provided for this purpose at the lower end of the rod 50. This spring 9 makes it possible to urge the gripper 5 downwards.
Les moyens d'entraînement en rotation 6 comprennent le moteur à deux sens de rotation 60 et un système de transmission par courroie 62, 63, 64.The rotation drive means 6 comprise the two-directional motor 60 and a belt transmission system 62, 63, 64.
Comme on peut le voir sur la Figure 3, l'arbre de sortie du moteur 60 s'étend selon un axe vertical, donc parallèlement à l'axe longitudinal du préhenseur 5, et une première poulie 62 est accouplée à l'arbre de sortie, sous la platine 40. Une seconde poulie 63 est montée autour de la région d'extrémité inférieure du premier palier lisse 81, qui fait saillie hors du chandelier 80, de façon à être solidaire en rotation avec celle-ci, la seconde poulie 63 étant dans le même plan horizontal que la première poulie 62. Une courroie 64 transmet le mouvement de rotation de l'arbre de sortie du moteur 60, via la première poulie 62, la seconde poulie 63 et les paliers lisses 81, 83, à la tige 50 du préhenseur 5. Ainsi, une rotation du moteur 60 dans un premier sens amène le préhenseur 5 à tourner autour de son axe vertical dans un premier sens, et une rotation du moteur 60 dans l'autre sens amène le préhenseur 5 à tourner autour de son axe vertical dans un second sens, tout en donnant la liberté au préhenseur 5 de se déplacer en translation le long de son axe vertical.As can be seen in Figure 3, the output shaft of the motor 60 extends along a vertical axis, therefore parallel to the longitudinal axis of the gripper 5, and a first pulley 62 is coupled to the output shaft , under the plate 40. A second pulley 63 is mounted around the lower end region of the first plain bearing 81, which projects out of the candlestick 80, so as to be integral in rotation with the latter, the second pulley 63 being in the same horizontal plane as the first pulley 62. A belt 64 transmits the rotational movement of the output shaft of the motor 60, via the first pulley 62, the second pulley 63 and the plain bearings 81, 83, to the rod 50 of the gripper 5. Thus, a rotation of the motor 60 in a first direction causes the gripper 5 to rotate about its vertical axis in a first direction, and a rotation of the motor 60 in the other direction causes the gripper 5 to rotate around its vertical axis in a second direction, while giving freedom to the gripper 5 to move in translation along its vertical axis.
Le moteur à deux sens de rotation 60 est, de préférence, un moteur sans balais.The two-way motor 60 is preferably a brushless motor.
Toutefois, il convient de noter que le moteur 60 pourrait également être, par exemple, un moteur pas-à-pas.However, it should be noted that the motor 60 could also be, for example, a stepping motor.
Les moyens de détection de chocs 7 sont ici formés par un détecteur de chocs analogique 70 agencé pour détecter une vibration axiale ou un choc axial que pourrait subir le préhenseur 5. La présente invention n'est pas limitée à une technologie particulière pour le détecteur de chocs 7, et l'on pourra ainsi prévoir d'autres types détecteurs de chocs.The shock detection means 7 are here formed by an analog shock detector 70 arranged to detect an axial vibration or an axial shock which the gripper 5 could undergo. The present invention is not limited to a particular technology for the shock detector. shock 7, and it is thus possible to provide other types of shock detectors.
Dans le mode de réalisation représenté, le détecteur de chocs 70 est porté par une cloche de fixation 71 rendue solidaire du préhenseur 5 de façon à ce qu'une vibration axiale ou un choc axial subit par le préhenseur 5 soit transmis aussi à la cloche de fixation 71. Ici, la cloche de fixation 71 présente un espace intérieur 72 dans lequel s'étend l'extrémité supérieure de la tige 50 et par rapport auquel la tige 50 peut tourner autour de son axe vertical avec un guidage en rotation assuré par deux roulements à bille 73. En d'autres termes, la cloche de fixation 71 monte et descend d'un seul tenant avec la tige 50. Un guidage en translation de ces mouvements de montée et descente est en outre assuré par un doigt 74 s'étendant radialement vers l'extérieur à partir de la cloche de fixation 71 et dont l'extrémité libre s'étend à travers une lumière verticale de guidage 75 aménagée dans une plaque verticale 76 fixée aux entretoises 41.In the embodiment shown, the shock detector 70 is carried by a fixing bell 71 made integral with the gripper 5 so that an axial vibration or an axial shock suffered by the gripper 5 is also transmitted to the bell fixing 71. Here, the fixing bell 71 has an interior space 72 in which extends the upper end of the rod 50 and with respect to which the rod 50 can rotate about its vertical axis with a rotation guide provided by two ball bearings 73. In other words, the fixing bell 71 rises and falls in one piece with the rod 50. Guiding in translation of these up and down movements is also ensured by a finger 74 s' extending radially outwards from the fixing bell 71 and the free end of which extends through a vertical guide light 75 arranged in a vertical plate 76 fixed to the spacers 41.
Le détecteur de chocs 7 est relié aux moyens de commande des moyens d'entraînement en rotation 6, par exemple à une unité de commande, de façon à les informer de la détection d'un choc, par l'émission d'un signal. Lors de la réception du signal de détection de choc, un ordre est envoyé au moteur 60 pour commander sa rotation dans un sens de rotation particulier.The shock detector 7 is connected to the control means of the rotation drive means 6, for example to a control unit, so as to inform them of the detection of a shock, by the emission of a signal. Upon receipt of the shock detection signal, an order is sent to the motor 60 to control its rotation in a particular direction of rotation.
Si l'on se réfère maintenant aux Figures 4A à 4C, on peut voir différentes étapes de la mise en œuvre du dispositif 1 selon l'invention, pour l'application automatique d'une fermeture 2 comportant un filetage intérieur 20 sur un récipient 3 pourvu d'un filetage extérieur 30 correspondant.If we now refer to Figures 4A to 4C, we can see different stages of the implementation of the device 1 according to the invention, for the automatic application of a closure 2 having an internal thread 20 on a container 3 provided with a corresponding external thread 30.
Lors de la mise en œuvre, le porte-préhenseur 4 est déplacé par un robot manipulateur de manière à amener la ventouse de préhension 51 en contact avec la surface supérieure de la fermeture 2. Une fois la ventouse 51 en contact avec la fermeture 2, l'aspiration est actionnée, de telle sorte que la fermeture 2 est maintenue par la ventouse 51. Ensuite, le porte-préhenseur 4 est à nouveau déplacé dans l'espace de manière à positionner la fermeture 2 au-dessus du réceptacle 3 dont la position est connue, comme représenté sur la Figure 1. Ces étapes sont bien connues en soi.During implementation, the gripper holder 4 is moved by a manipulator robot so as to bring the gripping suction cup 51 in contact with the upper surface of the closure 2. Once the suction cup 51 is in contact with the closure 2, the suction is actuated, so that the closure 2 is held by the suction cup 51. Then, the gripper holder 4 is again moved in the space so as to position the closure 2 above the receptacle 3, the position is known, as shown in Figure 1. These steps are well known per se.
Ensuite, la fermeture 2 est mise en appui, au moins légèrement, contre le récipient 3 par un déplacement du porte-préhenseur 4 en translation le long d'un axe vertical, lequel axe est commun avec l'axe de symétrie de l'ouverture du récipient 3, jusqu'à ce que la tige 50 du préhenseur 5 remonte au moins légèrement par rapport au porte-préhenseur 4, à l'encontre de la sollicitation du ressort 9.Then, the closure 2 is pressed, at least slightly, against the container 3 by a displacement of the gripper holder 4 in translation along a vertical axis, which axis is common with the axis of symmetry of the opening of the container 3, until the rod 50 of the gripper 5 rises at least slightly relative to the gripper holder 4, against the bias of the spring 9.
Une fois la fermeture 2 placée contre le récipient 3, le moteur 60 est commandé de telle sorte que le préhenseur 5 est mis en rotation dans le sens de dévissage de la fermeture 2, comme représenté sur la Figure 4B. Le filetage interne 20 de la fermeture 2 étant en appui contre le filetage externe 30 du récipient 3, la rotation dans le sens de dévissage de la fermeture 2 provoque une remontée progressive de la tige 50, et donc une compression supplémentaire du ressort 9, jusqu'à l'instant où les débuts des filetages 20, 30 de la fermeture 2 et du récipient 3 ne sont plus en contact. A cet instant, du fait que le ressort 9 a été au moins légèrement comprimé par la mise en appui de la fermeture 2 sur le récipient 3 et par la remontée de la fermeture 2 en raison de la rotation dans le sens de dévissage, le préhenseur 5 est amené à effectuer, sous l'action du ressort 9, un déplacement rapide vers le bas, le long de l'axe vertical, jusqu'à ce que les filetages 20, 30 reviennent en contact, ce qui génère un choc axial dans le préhenseur 5. Ce choc est transmis à la cloche de fixation 71 sur laquelle est monté le détecteur de chocs 7.Once the closure 2 is placed against the container 3, the motor 60 is controlled so that the gripper 5 is rotated in the unscrewing direction of the closure 2, as shown in Figure 4B. The internal thread 20 of the closure 2 being in abutment against the external thread 30 of the container 3, rotation in the unscrewing direction of the closure 2 causes a progressive rise of the rod 50, and therefore an additional compression of the spring 9, until 'at the moment when the beginnings of the threads 20, 30 of the closure 2 and of the container 3 are no longer in contact. At this instant, owing to the fact that the spring 9 has been at least slightly compressed by the pressing of the closure 2 on the container 3 and by the ascent of the closure 2 due to the rotation in the unscrewing direction, the gripper 5 is brought to effect, under the action of the spring 9, a rapid downward movement, along the vertical axis, until the threads 20, 30 come back into contact, which generates an axial shock in the gripper 5. This shock is transmitted to the fixing bell 71 on which the shock detector 7 is mounted.
Le détecteur de chocs 7 détecte alors le choc généré, et donc que la fermeture 2 est dans la position d'engagement correct, et en informe les moyens de commande du moteur 60 qui commandent immédiatement l'arrêt de la rotation du moteur 60, et donc l'arrêt de la rotation du préhenseur 5 dans le sens de dévissage de la fermeture 2. Le moteur 60 est ensuite commandé pour effectuer une rotation dans l'autre sens, à savoir le sens de vissage de la fermeture 2, comme représenté sur la Figure 4C. Le moteur 60 peut se voir commander d'effectuer un nombre de tours prédéterminé dans le sens de vissage de la fermeture 2. Le nombre de tours peut être suffisant pour que la fermeture 2 soit simplement engagée sur le récipient 3, auquel cas seul un pré-vissage de la fermeture 2 est réalisé, ou peut correspondre au nombre de tours nécessaires pour un engagement complet de la fermeture 2 sur le récipient 3, auquel cas un vissage de la fermeture 2 est réalisé.The shock detector 7 then detects the shock generated, and therefore that the closure 2 is in the correct engagement position, and informs the engine control means 60 which immediately control the stopping of the rotation of the engine 60, and therefore stopping the rotation of the gripper 5 in the direction of unscrewing the closure 2. The motor 60 is then controlled to rotate in the other direction, namely the direction of screwing of the closure 2, as shown in Figure 4C. The motor 60 can be ordered to perform a predetermined number of turns in the direction of screwing the closure 2. The number of turns may be sufficient for the closure 2 to be simply engaged on the container 3, in which case only a pre screwing of the closure 2 is carried out, or may correspond to the number of turns necessary for full engagement of the closure 2 on the container 3, in which case a screwing of the closure 2 is carried out.
Ainsi, le dispositif 1 et le procédé selon l'invention permettent d'aligner correctement les filetages 20, 30 de la fermeture 2 et du récipient 3 avant l'engagement, partiel ou total, des filetages 20, 30, par la détection du choc engendré lors de la rotation du préhenseur 5 dans le sens de dévissage.Thus, the device 1 and the method according to the invention make it possible to correctly align the threads 20, 30 of the closure 2 and of the container 3 before the engagement, partial or total, of the threads 20, 30, by the detection of the shock. generated during rotation of the gripper 5 in the unscrewing direction.
Il est bien entendu que le mode de réalisation particulier qui vient d'être décrit a été donné à titre indicatif et non limitatif, et que des modifications peuvent être apportées sans que l'on s'écarte pour autant de la présente invention.It is understood that the particular embodiment which has just been described has been given by way of non-limiting indication, and that modifications can be made without departing from the present invention.
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