JP4251283B2 - Capping method and capping device - Google Patents
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Description
本発明はキャッピング方法およびキャッピング装置に関し、詳しくはキャッピングヘッドに作用するトルクを検出しながらキャップの巻締めを行うキャッピング方法およびキャッピング装置に関する。 The present invention relates to a capping method and a capping device, and more particularly to a capping method and a capping device for tightening a cap while detecting torque acting on a capping head.
従来、キャッピングヘッドに作用するトルクを検出しながらキャップの巻締めを行うキャッピング方法が知られており、このうち上記キャップにはいわゆるラチェット式のものが知られ、このようなキャップであっても自動的にキャッピングが行われるようになっている。(特許文献1)
このようなラチェット式のキャップの場合、上記キャッピングヘッドには複数回トルクの極大が作用し、この特許文献1では、最初に作用したトルクの極大での最大トルクを検出し、この最大トルクから所定の低下率を示したトルクを検出してこれを基準点としていた。
そして、この基準点が検出された時のキャッピングヘッドの回転位置を求め、当該回転位置からさらに所定の回転角度だけキャッピングヘッドを回転させることで、キャップの巻締めを行っていた。
In the case of such a ratchet type cap, a maximum torque is applied to the capping head a plurality of times. In this Patent Document 1, the maximum torque at the maximum of the first applied torque is detected, and a predetermined torque is detected from the maximum torque. The torque indicating the rate of decrease was detected and used as a reference point.
Then, the rotational position of the capping head when this reference point is detected is obtained, and the cap is further tightened by rotating the capping head by a predetermined rotational angle from the rotational position.
しかしながら上記特許文献1の場合、トルクの極大における最大トルクより特定の減少率で検出されたトルクに対応する基準点から、所定の角度だけキャップを回転させて巻締めを行っているので、たとえばキャップの加工精度が悪いなどの理由により、キャッピングヘッドに作用するトルクにばらつきが生じていると、検出された最大トルクの大小によって、検出される基準点の位置にもばらつきが生じる。
このため、この基準点を用いて所定の回転角度キャップを回転させても、キャップの締め付け状態が一定とはならず、キャップの巻締め不足が生じたり、逆にキャップを巻締めすぎてしまうといった問題が生じていた。
また、本出願人はラチェット式のキャップのように、巻締めを行う際にトルクの極大が現れるキャップの巻締めについて実験を行った結果、トルクの極大となる最大トルクの値にはばらつきが発生するが、そのトルクの極大となるキャッピングヘッドの回転位置には整合性があることを発見した。
本発明は上記の問題に鑑み、回転角度の検出を行いながらキャッピングを行う場合において、当該キャップの回転角度を高精度に検出することのできるキャッピング方法およびキャッピング装置を提供するものである。
However, in the case of the above-mentioned patent document 1, since the cap is rotated by a predetermined angle from the reference point corresponding to the torque detected at a specific reduction rate from the maximum torque at the torque maximum, for example, the cap is tightened. If the torque acting on the capping head varies due to poor machining accuracy, the position of the detected reference point also varies depending on the magnitude of the detected maximum torque.
For this reason, even if a predetermined rotation angle cap is rotated using this reference point, the tightening state of the cap is not constant, and the cap is insufficiently tightened, or conversely, the cap is excessively tightened. There was a problem.
In addition, as a result of experiments on the tightening of caps where the maximum torque appears when tightening, such as a ratchet cap, the present applicant has found variations in the maximum torque value at which the torque is maximized. However, it has been found that the rotational position of the capping head at which the torque is maximized is consistent.
In view of the above problems, the present invention provides a capping method and a capping device that can detect the rotation angle of the cap with high accuracy when performing capping while detecting the rotation angle.
すなわち、請求項1に記載のキャッピング方法は、キャッピングヘッドに作用するトルクを検出しながらキャップの巻締めを行うキャッピング方法において、
検出された最大トルクとその時のキャッピングヘッドの回転位置とを記憶するとともに、記憶されている最大トルクと新たに検出されたトルクとを比較して、新たに検出されたトルクが上記最大トルクよりも大きい場合は、その新たなトルクを最大トルクとして記憶させるとともに、その時のキャッピングヘッドの回転位置を記憶させ、新たに検出されたトルクが最大トルクよりも小さい場合は、記憶されている最大トルクとその新たに検出されたトルクとを比較して、その差が予め定めた判定値よりも小さい場合は記憶されている最大トルクおよび回転位置をそのまま継続して記憶させる一方、その差が予め定めた判定値以上となったら、当該最大トルクが検出された時のキャッピングヘッドの回転位置を巻締基準位置として、当該巻締基準位置から巻締め終了までの回転角度を検出することを特徴としている。
That is, the capping method according to claim 1 is a capping method in which the cap is tightened while detecting the torque acting on the capping head.
The detected maximum torque and the rotational position of the capping head at that time are stored, and the stored maximum torque is compared with the newly detected torque , so that the newly detected torque is greater than the maximum torque. When the torque is larger, the new torque is stored as the maximum torque and the rotational position of the capping head at that time is stored. When the newly detected torque is smaller than the maximum torque, the stored maximum torque and the Compared with the newly detected torque, if the difference is smaller than a predetermined determination value, the stored maximum torque and rotational position are continuously stored as they are, while the difference is determined in advance. If the value exceeds the value, the rotational position of the capping head when the maximum torque is detected is taken as the winding reference position and the winding base It is characterized by detecting the rotational angle to the tightening completion from the position.
また請求項6に記載のキャッピング装置は、キャップを保持するキャッピングヘッドと、キャッピングヘッドを回転駆動させるサーボモータと、サーボモータを制御する制御手段とを備え、キャッピングヘッドに作用するトルクを検出しながらキャップを容器に巻締めるキャッピング装置において、
検出されるトルクを記憶するトルク記憶手段と、記憶されているトルクと新たに検出されたトルクとの差を比較する比較手段と、キャッピングヘッドの回転位置を検出する回転位置検出手段と、トルクが検出されたときの回転位置信号を記憶する回転位置記憶手段と、所要の判定値を記憶する設定値記憶手段とを備え、
上記比較手段は、新たに検出されたトルクがトルク記憶手段に記憶されているトルクよりも大きい場合は、当該新たに検出されたトルクを最大トルクとしてトルク記憶手段に記憶するとともに、当該最大トルクに対応する位置信号を回転位置記憶手段に記憶し、
新たに検出されたトルクがトルク記憶手段によって記憶されている最大トルクよりも小さい場合は、記憶されている最大トルクとその新たに検出されたトルクとを比較して、その差が上記設定値記憶手段に記憶された判定値よりも小さい場合は上記トルク記憶手段に記憶されている最大トルクおよび上記回転位置記憶手段に記憶されている回転位置をそのまま継続して記憶させる一方、その差が上記設定値記憶手段に記憶された判定値以上となったら、回転位置記憶手段に記憶されているキャッピングヘッドの回転位置を巻締基準位置であると判定し、当該巻締基準位置から巻締め終了までの回転角度を検出することを特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, a capping device includes a capping head that holds a cap, a servo motor that rotationally drives the capping head, and a control unit that controls the servo motor, while detecting torque acting on the capping head. In a capping device that winds a cap around a container,
Torque storage means for storing detected torque, comparison means for comparing the difference between the stored torque and the newly detected torque, rotational position detection means for detecting the rotational position of the capping head, and torque Rotational position storage means for storing the rotational position signal when detected, and set value storage means for storing a required determination value ,
When the newly detected torque is greater than the torque stored in the torque storage means, the comparison means stores the newly detected torque as the maximum torque in the torque storage means, and sets the maximum torque to the maximum torque. Store the corresponding position signal in the rotational position storage means,
If the newly detected torque is smaller than the maximum torque stored by the torque storage means, the stored maximum torque is compared with the newly detected torque, and the difference is stored in the set value storage. If the determination value is smaller than the determination value stored in the means, the maximum torque stored in the torque storage means and the rotational position stored in the rotational position storage means are continuously stored as they are, and the difference is stored in the setting Once you have a stored decision value or the value storing means, the rotational position of the capping head which is stored in the rotational position storage means determines that the seaming reference position, until the seam ends from the seaming reference position The rotation angle is detected.
上記請求項1および請求項6の発明によれば、キャップの加工精度にかかわらず、キャップの形状が同一であれば、キャッピングヘッドに作用するトルクにばらつきが生じていても、上記最大トルクが検出された時のキャッピングヘッドの回転位置は一定に検出される。
そこで本発明では上記最大トルクが検出された時のキャッピングヘッドの回転位置を巻締基準位置とし、当該巻締基準位置から巻締め終了までの回転角度を検出することで、キャップの回転角度の検出を高精度に行うことができる。
According to the first and sixth aspects of the invention, the maximum torque can be detected even if the torque acting on the capping head varies even if the shape of the cap is the same regardless of the processing accuracy of the cap. When this is done, the rotational position of the capping head is detected constant.
Accordingly, in the present invention, the rotation position of the cap is detected by using the rotation position of the capping head when the maximum torque is detected as a winding reference position and detecting the rotation angle from the winding reference position to the end of winding. Can be performed with high accuracy.
以下図示実施例について説明すると、図1は本発明にかかるキャッピング装置1を示し、容器2をその上面に載置する載置台3と、この載置台3に載置される容器2を把持するグリッパ4と、上記載置台3の上方でキャップ5を保持するキャッピングヘッド6と、図示しない昇降手段によって昇降するとともに、キャップ5を把持したキャッピングヘッド6を水平方向に回転させるサーボモータ7とを備えている。
このようなキャッピング装置1では、載置台3上の容器2をグリッパ4で把持した後、サーボモータ7を下降させてキャッピングヘッド6に保持されたキャップ5を容器2の口部に係合させ、その後サーボモータ7を回転させることで、キャッピングを行うようになっている。なお、このような構成を有するキャッピング装置1自体は従来公知であるので、各部についての詳細な説明は省略する。
そして上記キャッピング装置1は制御手段8を備え、上記サーボモータ7の回転角度や回転トルクなどの制御を行うとともに、サーボモータ7の制御やサーボモータ7に作用するトルクの検出を行っている。
FIG. 1 shows a capping device 1 according to the present invention, and FIG. 1 shows a mounting table 3 for mounting a
In such a capping device 1, after gripping the
The capping device 1 is provided with a control means 8 for controlling the rotation angle and torque of the
次に上記容器2およびキャップ5について説明すると、図2は容器2の口部11および当該口部11に巻締められたキャップ5についての拡大図であり、本実施例ではいわゆるラチェット式のキャップ5を扱うようになっている。なお、このようなキャップ5は特開平10−72096号公報に開示されており、従来公知となっている。
最初に、容器2の口部11は本体部12の上方に設けられており、この口部11と本体部12との間には、上記グリッパ4が下方より支持するためのフランジ部13が形成されている。
そして口部11にはキャップ5と螺合するねじ部14が形成され、またその下方には後に説明するリング部材18の爪部20と係合する逆転防止爪15が外周面に沿って等間隔に形成されている。
Next, the
First, the
The
次に、キャップ5は樹脂製であって有底円筒形状を有し、口部11のねじ部14と螺合するねじ部16がその内周面に形成されている。さらにキャップ5の上面には口部11の開口に嵌合して容器2を密閉するためのインナーリング17が設けられている。
またキャップ5の下方にはリング部材18が破断可能な連結部材19によって連結されており、このリング部材18の内周面には上記口部11の逆転防止爪15と係合する爪部20が等間隔に設けられている。
上記爪部20について説明すると、図3はキャップ5を下方から見た斜視図であり、この図に示すように、上記爪部20はリング部材18の内周面に等間隔に形成されている。
そしてキャップ5を時計回りに回転させると、キャップ5とともにリング部材18が下降し、そのうち爪部20が上記逆転防止爪15に接触するようになる。
ここからさらにキャップ5を回転させると、爪部20は逆転防止爪15を乗り越えながら弾性変形し、乗り越えた後に復元して逆転防止爪15に係合するようになる。
したがって、この爪部20及び逆転防止爪15によれば、キャップ5を時計回りに回転させれば、爪部20が逆転防止爪15を乗り越えるのでその回転が許容され、逆にキャップ5を反時計回りに回転させても、爪部20が逆転防止爪15に係合するので、その回転が抑制される。
そしてこの係合した状態からさらにキャップ5を反時計回りに回転させると、上記連結部材19が破断してキャップ5とリング部材18とが分離し、リング部材18だけが口部11に残したまま、キャップ5だけを口部11より離脱させることができる。
Next, the
A
The
When the
When the
Therefore, according to the
When the
そして、上記制御手段8について説明すると、最初に、制御手段8とサーボモータ7との間にはサーボモータ7の回転部に接続されて回転位置信号としてのパルス信号を出力するエンコーダ21と、サーボモータ7から出力される電流を検出するための電流計22とが設けられている。
一方、制御手段8には、上記エンコーダ21からのパルス信号を受信してサーボモータ7の回転位置を検出する回転位置検出手段としての回転位置検出部23と、上記電流計22に接続されてキャッピングヘッド6に作用するトルクを検出するトルク検出部24とが備えられている。
これら回転位置検出部23およびトルク検出部24で検出された回転位置およびトルクは、それぞれ所定の時間毎に比較手段としての比較部25へと送信される。
比較部25には検出されたトルクを一時的に記憶するトルク記憶手段としてのトルク記憶部26と、検出された回転位置を一時的に記憶する回転位置記憶手段としての回転位置記憶部27と、後述する最大トルク検出開始トルクaや判定値bなどが記憶された設定値記憶手段としての設定値記憶部28とが接続されている。
そして、比較部25はこれらトルク記憶部26や回転位置記憶部27と相互に送信を繰り返しながら、サーボモータ7の制御を行う指令部29へと制御に必要なデータを送信し、当該指令部29によってサーボモータ7を駆動させるようになっている。
なお、本実施例では、指令部29はサーボモータ7に対し、キャッピングの開始から終了まで一定の回転速度および一定の駆動トルクで回転させるようになっている。
そして制御手段8は、上記トルク検出部24及び回転角度検出部23から得られたトルク及び回転角度の検出結果から、図4に示すようなグラフを図示しない表示装置に表示するようになっている。
The control means 8 will be described. First, an
On the other hand, the control means 8 receives a pulse signal from the
The rotational position and torque detected by the rotational
The
The
In the present embodiment, the
Then, the control means 8 displays a graph as shown in FIG. 4 on a display device (not shown) based on the torque and rotation angle detection results obtained from the
以下、図4に示す検出結果を用いながら、制御手段8によるキャッピング装置1の制御について説明する。なお、図4では横軸にキャッピングヘッド6の回転角度を示すとともに、縦軸にはキャッピングヘッド6に作用するトルクを示し、また本図においてはキャップ5のねじ部16の先端と口部11のねじ部14の先端が螺合してから後の状態を示している。
最初に、この検出結果について説明すると、キャッピングが開始されてキャップ5のねじ部16と口部11のねじ部14とが螺合すると、キャップ5は回転しながら下降を開始し、これらねじ部14、16の摩擦により、トルクが発生する。
さらに、キャップ5が下降すると、リング部材18の爪部20が口部11の逆転防止爪15に接触してトルクが上昇し、爪部20が逆転防止爪15を乗り越える瞬間に最初のトルクの極大が検出される。
その後トルクは減少するが、爪部20及び逆転防止爪15はそれぞれ等間隔に設けられているので、再び爪部20が逆転防止爪15に接触してトルクが上昇し、2つ目のトルクの極大が現れる。爪部20と逆転防止爪15はそれぞれ等間隔に設けられているので、その後上記トルクの極大は等間隔に発生し、また、回転角度が増すにつれて爪部20と逆転防止爪15の接触する範囲が増大してゆくので、検出されるトルクの極大も増大してゆく。
そして、図示しないが検出されたトルクがあらかじめ設定値記憶部28に記憶された巻締め終了トルクに達したところで、キャッピングヘッド6の回転が停止され、キャッピングが終了するようになっている。
Hereinafter, control of the capping apparatus 1 by the control means 8 will be described using the detection result shown in FIG. 4, the horizontal axis indicates the rotation angle of the
First, the detection result will be described. When capping is started and the
Further, when the
After that, the torque decreases, but the
Although not shown, when the detected torque reaches the tightening end torque stored in the set
次に、実際の制御手段8による制御について説明すると、キャッピングが開始されて最初のうちは、トルク検出部24を介して比較部25に受信された新たなトルクは、上記設定値記憶部28に記憶されている最大トルク検出開始トルクaと比較され、新たに検出されるトルクが最大トルク検出開始トルクaを越えて検出されるまで繰り返される。
この最大トルク検出開始トルクaとは、あらかじめサンプリングによって求められた値であり、図4に示す最初のトルクの極大と2つ目のトルクの極大との間のトルクとなるように設定されている。
これは、最初に爪部20と逆転防止爪15との接触する範囲が非常に狭く、キャップの加工精度によってはトルクの極大が検出されないことがあるため、最初のトルクの極大を無視して誤検出を防止する一方、トルク記憶部26や回転位置記憶部27のメモリ容量の負担を減らす目的で設定している。
したがって、トルク記憶部26や回転位置記憶部27のメモリ容量に余裕があれば、当該最大トルク検出開始トルクaを設定しなくても良い。
Next, the control by the actual control means 8 will be described. At first, after the capping is started, the new torque received by the
The maximum torque detection start torque a is a value obtained by sampling in advance, and is set to be a torque between the maximum of the first torque and the maximum of the second torque shown in FIG. .
This is because the initial contact range between the
Therefore, if the memory capacity of the
比較都25で受信された新たなトルクが最大トルク検出開始トルクaを越えると、比較部25はこのトルクを最大トルクとしてトルク記憶部26へ記憶させるとともに、その最大トルクが検出された時に回転位置検出部23から送られてきたパルス値を回転位置記憶部27に記憶させる。
次の新たなトルクが検出されると、比較部25はこの新たなトルクとトルク記憶部26に記憶されている最大トルクとを比較し、新たなトルクが最大トルクよりも大きい場合は、その新たなトルクを最大トルクとしてトルク記憶部26に記憶させるとともに、その最大トルクが検出された時に回転位置検出部23から送られてきたパルス値を回転位置記憶部27へ記憶させる。
その後検出された新たなトルクが最大トルクよりも小さくなると、比較部25は当該新たなトルクと最大トルクとの差を算出し、この差を設定値記憶部28に記憶されている判定値bと比較する。
この差が判定値bよりも小さい場合は、トルク記憶部26および回転位置記憶部27に記憶されている最大トルクおよびパルス値はそのまま継続して記憶される。
そして、新たなトルクと最大トルクとの差が判定値bより大きくなると、比較部25ではトルク記憶部26に記憶されている最大トルクがトルクの極大におけるトルクであると判定し、さらに回転位置記憶部27で記憶されているパルス値をキャッピングヘッド6の角度検出の基準となる巻締基準位置cとして判定する。
なおこの判定値bを、最初に検出されるトルクの極大から、再びトルクが増加する時に検出されるトルクまでの差よりも大きく設定しておけば、上記最大トルク検出開始トルクaを設定しなくとも、当該最初のトルクの極大が巻締基準位置cとして判定されることは無い。
When the new torque received in the
When the next new torque is detected, the
When the new torque detected thereafter becomes smaller than the maximum torque, the
When the difference is smaller than the determination value b, the maximum torque and the pulse value stored in the
When the difference between the new torque and the maximum torque becomes larger than the determination value b, the
If the determination value b is set larger than the difference between the maximum torque detected first and the torque detected when the torque increases again, the maximum torque detection start torque a is not set. In any case, the maximum of the initial torque is not determined as the winding reference position c.
その後も、所定の時間間隔ごとにトルクおよぴパルス値は比較部25に送信されるが、上記巻締基準位置cが判定された後は、新たなトルクはトルク記憶部26に記憶されている最大トルクと比較されず、設定値記憶部28に記憶されている巻締め終了トルクと比較される。
その後新たなトルクが巻締め終了トルクに達すると、比較部25は指令部29に対してキャッピングの終了を指示するとともに、回転位置記憶部27に記憶された巻締基準位置cにおけるパルス値と巻締め終了トルクに達したときのパルス値とから、巻締基準位置cから巻締め終了までの間に回転したキャッピングヘッド6の回転角度を算出する。
そして比較部25では、上記巻締基準位置cから巻締め終了までのキャッピングヘッド6の回転角度を、設定値記憶部28に記憶された巻締終了角度と比較することで、キャッピングが正常に終了したか否かを判定する。
ここで、上記巻締終了角度とは、予めサンプリングによって求めた、巻締基準位置cから巻締め終了までのキャッピングヘッド6の回転角度のことをいい、比較部25では検出された回転角度が当該巻締終了角度に対して所定の範囲内にある場合に、キャッピングが正常に終了したものと判断する。
一方、検出された回転角度が、上記巻締め終了角度に対して所定範囲よりも外れた場合には、比較部25はキャッピングが正常に行われなかったものと判断し、後工程で該当する容器をリジェクトするようになっている。
Thereafter, the torque and the pulse value are transmitted to the
Thereafter, when the new torque reaches the tightening end torque, the
The
Here, the above-described winding tightening angle refers to the rotation angle of the
On the other hand, when the detected rotation angle deviates from the predetermined range with respect to the above-described winding fastening end angle, the
以上のように、キャップ5の爪部20が最初に口部11の逆転防止爪15を乗り越えると、その後は一定の間隔で爪部20と逆転防止爪15が接触するので、本実施例ではその乗り越えた瞬間、すなわちトルクの極大が発生した時のキャッピングヘッドの回転位置を上記巻締基準位置cとしている。
すなわち、本実施例によれば爪部20や逆転防止爪15の加工精度が低く、キャップ5や容器2ごとに検出されるトルクにばらつきが生じていても、一定の巻締基準位置cを検出することができる。
このため、当該巻締基準位置cから巻締めが終了するまでのキャッピングヘッド6の回転角度を巻締め終了角度と比較すれば、キャッピング時におけるキャップ5の回転角度を高精度に検出することができる。
As described above, when the
That is, according to the present embodiment, the processing accuracy of the
For this reason, the rotation angle of the
なお、上記実施例においては、巻締基準位置cが検出されると、その後所定の巻締め終了トルクが検出されるまでキャップ5を回転させるようになっていたが、それ以外にも、以下のようにしてキャップ5の巻締め終了を判定することもできる。
たとえば、上記設定値記憶部28に追加巻締め角度を記憶しておき、上記巻締基準位置cが検出されたら、制御手段8は上記追加巻締め角度だけサーボモータ7を回転させてキャップ5の巻締めを行うことも可能である。
この追加巻締め角度も上記巻締め終了トルクと同様、予めサンプリングによって求められた値であり、たとえ爪部20や逆転防止爪25の加工精度が低い場合であっても、巻締基準位置cから巻締め終了までの追加巻締め角度は各キャップ5で一定である。
したがって、この追加巻締め角度を用いれば、キャッピングを行うごとに検出されるトルクにばらつきが生じていても、所定の回転角度でキャップ5を巻締めることができる。
さらに、上記実施例では2つ目に検出されたトルクの極大から巻締基準位置cを検出していたが、それに限るものではなく、3つ目以降のトルクの極大から巻締基準位置cを検出してもよい。またキャップ5や容器2の加工精度が高ければ、最初のトルクの極大から巻締基準位置cを検出してもよい。
In the above embodiment, when the winding tightening reference position c is detected, the
For example, the additional winding tightening angle is stored in the set
This additional tightening angle is also a value obtained by sampling in advance as with the above-described tightening end torque, and even if the processing accuracy of the
Therefore, if this additional winding angle is used, the
Furthermore, in the above embodiment, the winding reference position c is detected from the maximum torque detected in the second. However, the present invention is not limited to this, and the winding reference position c is determined from the third and subsequent torque maximums. It may be detected. If the processing accuracy of the
次に、第2の実施例について述べると、上述したように、キャピングごとに検出されるトルクはキャップ5や容器の加工精度により変化するが、そのほかにも、例えばキャッピングヘッド6とサーボモータ7との間に介在するギヤの噛み合いから発生する摩擦抵抗によっても、検出されるトルクに誤差が生じる。
すなわち、キャッピングヘッド6から出力されるトルクは、キャップ5と容器2との摩擦抵抗や、キャッピングヘッド6が有する摩擦抵抗などの総和であり、各キャッピングヘッド6毎に有する摩擦抵抗などが異なることにより発生するものである。
これを図5に示すと、図中実線で示した検出結果の他に、破線や一点鎖線で示す検出結果が得られる。ここで、上記実施例のように一定の最大トルク検出開始トルクaを用いて最初のトルクの極大を巻締基準位置cとならないように設定するのは非常に困難なものとなっている。
すなわち、上記実施例のようにある一定の最大トルク検出開始トルクaを用いてしまうと、図示破線で示す検出結果のように、最初のトルクの極大が検出される前に当該最大トルク検出開始トルクaを越えるトルクが検出されてしまう。
そしてこの破線の検出結果において、最初のトルクの極大から減少したトルクが上記判定値bよりも減少すると、当該最初のトルクの極大に対応する回転角度が基準巻締角度cとして認識されてしまうこととなる。
このため、この基準巻締め角度cから巻締め終了トルクまでに検出されるキャッピングヘッドの回転角度は、その他の検出結果に比べて過剰に検出されてしまうこととなり、実際には正常にキャッピングされても、その容器は不良品として扱われてしまう。
Next, the second embodiment will be described. As described above, the torque detected for each capping changes depending on the processing accuracy of the
That is, the torque output from the capping
If this is shown in FIG. 5, the detection result shown with a broken line or a dashed-dotted line other than the detection result shown with the continuous line in the figure is obtained. Here, it is very difficult to set the maximum of the initial torque so as not to reach the winding tightening reference position c using the constant maximum torque detection start torque a as in the above embodiment.
That is, if a certain maximum torque detection start torque a is used as in the above-described embodiment, the maximum torque detection start torque is detected before the maximum of the first torque is detected as shown by the broken line in the figure. Torque exceeding a will be detected.
In the detection result of the broken line, when the torque reduced from the maximum of the first torque is reduced below the determination value b, the rotation angle corresponding to the maximum of the first torque is recognized as the reference tightening angle c. It becomes.
For this reason, the rotation angle of the capping head detected from the reference winding tightening angle c to the tightening end torque is excessively detected as compared with other detection results, and is actually normally capped. However, the container is treated as a defective product.
そこで、本実施例ではキャッピングを行うごとに、検出されるトルクに応じた適正な最大トルク検出開始トルクaを算出し、より高精度に上記巻締基準位置cを検出できるようにしている。
最初に、本実施例ではキャッピングが開始されてから最初のトルクの極大が検出されるまでの間の任意の回転位置で検出されるトルクを、変動トルクdとして比較部25が記憶する。
ここで、変動トルクdの検出される上記任意の回転位置は、キャッピングが開始されてキャップ5のねじ部16の先端と容器2のねじ部14の先端とが噛み合い、そこから爪部20が逆転防止爪15に接触するまでに検出するのが望ましい。その区間であれば、キャップ5のねじ部16と容器2のねじ部14との巻締めに発生する摩擦抵抗が少なく、キャッピングヘッド6から出力されるトルクがキャッピングヘッド6の有する摩擦抵抗だけとなるからである。
そしてこの変動トルクdに対し、比較部25は設定値記憶部28に予め記憶された固定トルク値eを加算することで、上記最大トルク検出開始トルクaを算出するようになっており、その結果、各検出結果ごとに異なる最大トルク検出開始トルクaが設定することができる。
したがって、巻締基準位置cの検出が高精度に行われるようになり、回転角度が過剰に検出されてしまうといったことが生じないので、キャッピング時におけるキャップ5の回転角度を高精度に検出することができる。
Therefore, in this embodiment, every time capping is performed, an appropriate maximum torque detection start torque a corresponding to the detected torque is calculated, so that the winding tightening reference position c can be detected with higher accuracy.
First, in the present embodiment, the
Here, at the arbitrary rotational position at which the fluctuation torque d is detected, capping is started and the tip of the
The
Therefore, since the detection of the winding reference position c is performed with high accuracy and the rotation angle is not excessively detected, the rotation angle of the
次に、本発明にかかる第3の実施例について説明すると、本実施例では、上記実施例と同じキャッピング装置1を用いて、リング部材18に爪部20の形成されていないキャップ105をキャッピングする場合について説明する。
本実施例のキャッピング装置1は第1の実施例と同一のキャッピング装置1であるので、その詳細な説明を省略し、以下キャップ105及び容器102について図6を用いて説明する。
本実施例においても、口部111にはキャップ105と螺合するねじ部114が形成され、またその下方にはキャップ105に設けられた後述するリング部材118のフラップ120が係合するフラップ係止溝115が形成されている。
次に、キャップ105の内周面には口部111のねじ部114と螺合するねじ部116が形成され、さらにキャップ105の上面には口部111の開口に嵌合して容器102を密閉するためのインナーリング117a及びアウターリング117bが形成されている。
上記インナーリング117aはアウターリング117bよりも高く形成されており、このうちインナーリング117aの先端部はキャップ5の外周側に向けて若干傾いて形成され、アウターリング117bの先端部はキャップ5の内周側に向けて若干傾いて形成されている。
Next, a third embodiment according to the present invention will be described. In this embodiment, the
Since the capping device 1 of the present embodiment is the same as the capping device 1 of the first embodiment, detailed description thereof will be omitted, and the
Also in the present embodiment, a
Next, a
The
さらに、本実施例のキャップ105もリング部材118を備え、本実施例においてもリング部材118は破断可能な連結部材119によってキャップ105に連結されている。
そしてこのリング部材118の内周面には上記フラップ係止溝115に係合するフラップ120が形成されており、キャップ105を巻締める途中では当該フラップ120はリング部材118の内周面側に変形するようになっている。
そしてキャップ105の巻締め終了時には、フラップ120は元の形状に復元して、フラップ120の先端がフラップ係止溝115に係合するようになる。
このため、本実施例におけるキャップ105を開栓するには、上記フラップ120がフラップ係止溝115に係止した状態のまま、キャップ105を阪時計回りに回転させることにより、連結部材119が破断してキャップ105だけが上方に離脱する。
Further, the
A
At the end of the tightening of the
For this reason, in order to open the
そして、このキャップ5を回転させてキャッピングを行うと、キャップ105が下降して最初に口部111の内周面がインナーリング117aの先端部に接触し、当該インナーリング117aは変形しながら口部111の内周に嵌合する。
さらにキャップ5が下降すると、アウターリング117bの先端が口部111の外周に接触し、当該アウターリング117bも変形しながら口部111の外周に嵌合してゆき、最後には口部111の頂部がキャップの天面に接触した後、さらにキャップ5を回転させることでキャップ105の本締めが行われる。
Then, when capping is performed by rotating the
When the
そして図7は上述したようなキャップ105をキャッピングしたときに上記制御手段8によって表されるグラフを示しており、上記図4と同様、横軸に回転角度を、縦軸にトルクを示している。
最初に、キャップ105が回転しながら下降し、インナーリング117aが口部111に接触すると、トルクが上昇してゆき、このインナーリングが完全に口部111内に嵌合したところで、トルクの極大が検出される。
その後一旦トルクは減少し、さらにキャップ5が下降してアウターリング117bが口部111に接触すると、再びトルクは上昇し、その後所定の巻締め終了トルクが検出されると、キャッピングが終了する。
そして上記第1の実施例と同様の手順で、制御手段8はインナーリング117bが口部111に嵌合する際に生じるトルクの極大を検出し、その後検出される新たなトルクが当該トルクの極大で検出された最大トルクに対して判定値bよりも減少したら、上記最大トルクに対応するパルス値から巻締基準位置cが検出される。
その後、上記第1の実施例と同様に、所定の巻締め終了トルクが検出されるまでキャッピングを行い、そのときの巻締基準位置cから巻締め終了角度までの回転角度を用いてキャッピングの良否を判断する。
ここで、もし最初のピーク値から判定値b以上のトルクの低下が見られない場合には、キャップ105の加工不良等が考えられるため、制御手段8の比較部25は当該キャップ105の容器102を後工程でリジェクトさせる。
FIG. 7 shows a graph represented by the control means 8 when the
First, when the
Thereafter, the torque is once reduced, and when the
Then, in the same procedure as in the first embodiment, the control means 8 detects the maximum torque generated when the inner ring 117b is fitted into the
Thereafter, as in the first embodiment, capping is performed until a predetermined tightening end torque is detected, and the capping quality is determined using the rotation angle from the winding reference position c to the end tightening angle. Judging.
Here, if there is no decrease in torque more than the judgment value b from the first peak value, there is a possibility of processing failure of the
このように、インナーリング117bが口部111に嵌合する際に生じる最大トルクが検出された時のキャッピングヘッドの回転位置を巻締基準位置cとしているので、上記第1の実施例と同様、キャップ105ごとに検出されるトルクにばらつきが生じていても、高精度にキャッピングの良否を判断することができる。
なお、この実施例のほかにも上述したように上記巻締基準位置cが検出されたら、追加巻締め角度を用いてキャッピングを行うようにしても良いし、巻締基準位置cの検出を上記最大トルク検出開始トルクaを用いて行っても良い。
また、上記最大トルク検出開始トルクaについては、上記第2の実施例に示したように、当該最大トルク検出開始トルクaを変動トルクdと固定トルクを用いて算出するようにしても良い。
Thus, since the rotation position of the capping head when the maximum torque generated when the inner ring 117b is fitted to the
In addition to this embodiment, as described above, when the winding reference position c is detected, capping may be performed using an additional winding angle, or the winding reference position c may be detected. The maximum torque detection start torque a may be used.
As for the maximum torque detection start torque a, as shown in the second embodiment, the maximum torque detection start torque a may be calculated using a variable torque d and a fixed torque.
1 キャッピング装置 2 容器
5、105 キャップ 6 キャッピングヘッド
7 サーボモータ 8 制御手段
11、111 口部 15 逆転防止爪
20 爪部 117a インナーリング
117b アウターリング a 最大トルク検出開始トルク
b 判定値 c 巻締基準位置
d 変動トルク e 固定トルク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (10)
検出された最大トルクとその時のキャッピングヘッドの回転位置とを記憶するとともに、記憶されている最大トルクと新たに検出されたトルクとを比較して、新たに検出されたトルクが上記最大トルクよりも大きい場合は、その新たなトルクを最大トルクとして記憶させるとともに、その時のキャッピングヘッドの回転位置を記憶させ、新たに検出されたトルクが最大トルクよりも小さい場合は、記憶されている最大トルクとその新たに検出されたトルクとを比較して、その差が予め定めた判定値よりも小さい場合は記憶されている最大トルクおよび回転位置をそのまま継続して記憶させる一方、その差が予め定めた判定値以上となったら、当該最大トルクが検出された時のキャッピングヘッドの回転位置を巻締基準位置として、当該巻締基準位置から巻締め終了までの回転角度を検出することを特徴とするキャッピング方法。 In the capping method for tightening the cap while detecting the torque acting on the capping head,
The detected maximum torque and the rotational position of the capping head at that time are stored, and the stored maximum torque is compared with the newly detected torque , so that the newly detected torque is greater than the maximum torque. When the torque is larger, the new torque is stored as the maximum torque and the rotational position of the capping head at that time is stored. When the newly detected torque is smaller than the maximum torque, the stored maximum torque and the Compared with the newly detected torque, if the difference is smaller than a predetermined determination value, the stored maximum torque and rotational position are continuously stored as they are, while the difference is determined in advance. If the maximum value is detected, the rotational position of the capping head when the maximum torque is detected is used as the winding reference position, and the winding base Capping method characterized by detecting the rotational angle to the tightening completion from the position.
検出されるトルクを記憶するトルク記憶手段と、記憶されているトルクと新たに検出されたトルクとの差を比較する比較手段と、キャッピングヘッドの回転位置を検出する回転位置検出手段と、トルクが検出されたときの回転位置信号を記憶する回転位置記憶手段と、所要の判定値を記憶する設定値記憶手段とを備え、
上記比較手段は、新たに検出されたトルクがトルク記憶手段に記憶されているトルクよりも大きい場合は、当該新たに検出されたトルクを最大トルクとしてトルク記憶手段に記憶するとともに、当該最大トルクに対応する位置信号を回転位置記憶手段に記憶し、
新たに検出されたトルクがトルク記憶手段によって記憶されている最大トルクよりも小さい場合は、記憶されている最大トルクとその新たに検出されたトルクとを比較して、その差が上記設定値記憶手段に記憶された判定値よりも小さい場合は上記トルク記憶手段に記憶されている最大トルクおよび上記回転位置記憶手段に記憶されている回転位置をそのまま継続して記憶させる一方、その差が上記設定値記憶手段に記憶された判定値以上となったら、回転位置記憶手段に記憶されているキャッピングヘッドの回転位置を巻締基準位置であると判定し、当該巻締基準位置から巻締め終了までの回転角度を検出することを特徴とするキャッピング装置。 In a capping device that includes a capping head that holds a cap, a servo motor that rotationally drives the capping head, and a control unit that controls the servo motor, and tightens the cap around the container while detecting torque acting on the capping head.
Torque storage means for storing detected torque, comparison means for comparing the difference between the stored torque and the newly detected torque, rotational position detection means for detecting the rotational position of the capping head, and torque Rotational position storage means for storing the rotational position signal when detected, and set value storage means for storing a required determination value ,
When the newly detected torque is greater than the torque stored in the torque storage means, the comparison means stores the newly detected torque as the maximum torque in the torque storage means, and sets the maximum torque to the maximum torque. Store the corresponding position signal in the rotational position storage means,
If the newly detected torque is smaller than the maximum torque stored by the torque storage means, the stored maximum torque is compared with the newly detected torque, and the difference is stored in the set value storage. If the determination value is smaller than the determination value stored in the means, the maximum torque stored in the torque storage means and the rotational position stored in the rotational position storage means are continuously stored as they are, and the difference is stored in the setting Once you have a stored decision value or the value storing means, the rotational position of the capping head which is stored in the rotational position storage means determines that the seaming reference position, until the seam ends from the seaming reference position A capping device characterized by detecting a rotation angle of the.
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