JP4438415B2 - Capping method and capping device - Google Patents
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Description
本発明はキャッピングヘッドをモータにより駆動させてキャップを容器に巻締めする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を駆動するモータに作用するトルクをモニタしてそのモニタトルクに基づいて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 for driving a capping head by a motor and tightening a cap around a container, and more specifically, monitoring a torque acting on a motor driving the capping head and winding the cap based on the monitored torque. The present invention relates to a capping method and a capping device for fastening.
従来、キャッピングヘッドを駆動するモータに作用するトルクをモニタしてそのモニタトルクに基づいてキャップの巻締めを行うキャッピング方法が知られ、例えばモニタされたモニタトルクが所定の本締め設定トルクに達したらキャッピングを終了させるようなキャッピング方法が知られている。(特許文献1)
ここで、通常キャッピングヘッドにはモータの回転駆動を減速器やギヤなど伝達機構を介して伝達しているが、当該伝達機構ではギヤの噛み合いなどによって摩擦損失が生じていることに加え、キャッピングヘッドの回転軸の回転摺動部にも摩擦損失が発生するため、実際にモニタトルクとしてモータに作用しているトルクの大きさと、実際にキャップに作用している実トルクの大きさとの間には誤差が存在している。
この誤差により、上記モニタトルクをモニタしただけでは、実際にキャップに作用しているトルクを知ることができず、モニタトルクが上記本締め設定トルクに達しても、本当に適切なトルクでキャップが巻締められているか否かは不明であり、正確なキャッピングが行われているとはいい難かった。
また複数のキャッピングヘッドを備えたキャッピング装置の場合、それぞれのキャッピングヘッドにおいて摩擦損失が異なるため、同一のトルクを指令してもキャッピングヘッド間でキャップに作用する実トルクが異なるという問題があった
このような問題に鑑み、本発明は上記誤差から実際にキャップに作用する実トルクを求めることで、高精度なキャッピングを可能とするキャッピング方法を提供するものである。
Here, the rotational drive of the motor is normally transmitted to the capping head via a transmission mechanism such as a speed reducer and a gear. In addition to the friction loss caused by the meshing of the gear in the transmission mechanism, the capping head Friction loss also occurs in the rotating sliding part of the rotating shaft of the motor, so there is a difference between the magnitude of the torque actually acting on the motor as the monitor torque and the magnitude of the actual torque actually acting on the cap. There is an error.
Due to this error, it is not possible to know the torque actually acting on the cap simply by monitoring the monitor torque. Even if the monitor torque reaches the final tightening set torque, the cap is wound with a truly appropriate torque. It was unclear whether it was tightened or not, and it was difficult to say that accurate capping was performed.
In addition, in the case of a capping device provided with a plurality of capping heads, there is a problem that the actual torque acting on the cap differs between the capping heads even if the same torque is commanded because the friction loss is different in each capping head. In view of such problems, the present invention provides a capping method that enables capping with high accuracy by obtaining an actual torque actually acting on the cap from the above error.
すなわち、請求項1に記載のキャッピング方法によれば、キャッピングヘッドを駆動するモータに作用するトルクをモニタしてそのモニタトルクに基づいてキャップの巻締めを行うキャッピング方法において、
上記キャッピングヘッドは複数設けられており、また各キャッピングヘッド毎に、予め上記モニタトルクの大きさとこれに対応する実際にキャップに作用する実トルクの大きさとの誤差を求めておき、キャッピングに際しては、各キャッピングヘッド毎にそれぞれの誤差を補正して得られる実トルクに基づいてキャッピングを行うことを特徴としている。
That is, according to the capping method of claim 1, in the capping method of monitoring the torque acting on the motor that drives the capping head and tightening the cap based on the monitor torque.
A plurality of the capping heads are provided, and for each capping head , an error between the magnitude of the monitor torque and the magnitude of the actual torque that actually acts on the cap corresponding thereto is obtained in advance . The capping is performed based on the actual torque obtained by correcting each error for each capping head .
また請求項9に記載のキャッピング装置によれば、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モータと、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を駆動するモータに作用するトルクをモニタしてそのモニタトルクに基づいてキャップを容器に巻締めるキャッピング装置において、
制御手段には上記モニタトルクの大きさとこれに対応する実際にキャップに作用する実トルクの大きさとの誤差を記憶する記憶部が設けられており、制御手段は上記記憶部に記憶された上記誤差を補正して得られる実トルクに基づいてキャッピングすることを特徴としている。
The capping device according to claim 9 includes a capping head for holding the cap, a motor for rotationally driving the capping head, and a control means for controlling the motor, and torque acting on the motor for driving the capping head. In the capping device that monitors the cap and winds the cap around the container based on the monitor torque,
The control means is provided with a storage unit for storing an error between the magnitude of the monitor torque and the actual magnitude of the actual torque acting on the cap corresponding to the monitor torque, and the control means stores the error stored in the storage unit. It is characterized by capping based on the actual torque obtained by correcting.
上記キャッピング方法およびキャッピング装置によれば、予めモニタトルクの大きさとこれに対応する実際にキャップに作用する実トルクの大きさとの間の誤差を求め、これにより実トルクを用いてキャッピングを行っている。
このため、キャッピング中に実際にキャップに作用しているトルクを知ることができるので、適切なトルクでキャッピングを行うことが可能となり、従来よりも高精度にキャッピングを行うことができる。
According to the above-mentioned capping method and capping device, an error between the magnitude of the monitor torque and the actual magnitude of the actual torque that actually acts on the cap is obtained in advance, and the capping is performed using the actual torque. .
For this reason, since the torque actually acting on the cap during capping can be known, it is possible to perform capping with an appropriate torque, and capping can be performed with higher accuracy than in the past.
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を支持するネックグリッパ4と、上記載置台3の上方より容器2にキャップ5を巻締めるキャッピングヘッド6と、当該キャッピングヘッド6を駆動するサーボモータ7とから構成されており、このキャッピング装置1は制御手段8によって制御されるようになっている。
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をネックグリッパ4で支持した後、キャッピングヘッド6を下降させてキャップ5を容器2の口部11に係合させ、当該サーボモータ7の駆動によりキャップ5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。
FIG. 1 shows a capping device 1 according to the present invention, and FIG. 1 shows a mounting table 3 on which a
In such a capping device 1, after the
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についての拡大図となっている。
容器2の口部11は本体部12の上方に設けられており、キャップ5と螺合するねじ部13が形成されている。
一方、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13と螺合するねじ部14がその内周面に形成され、キャップ5の天面には口部11の外周面に嵌合するアウターリング15aと、口部11の内周面に嵌合するインナーリング15bと、これらアウターリング15a及びインナーリング15bの間に形成されて口部11の上面に着座する緩衝部15cが形成されている。
The
The
On the other hand, the
次に、図3は本実施例におけるキャッピングヘッド6の断面図を示し、キャッピングヘッド6は上下に位置する2枚の回転体21に円周方向等間隔に複数取付けられており、当該回転体21とともに一定の回転方向に移動するようになっている。
キャッピングヘッド6は、減速器22を介して上記サーボモータ7に駆動されるスピンドル23と、キャップ5の把持を行うとともにスピンドル23と一体に回転するチャック6a(図1参照)と、スピンドル23を保持するとともにチャック6aを昇降させる昇降機構24とから構成されている。
上記サーボモータ7は上方の回転体21から出力軸7aを下方に向けて固定されており、当該出力軸7aには減速器22を構成する太陽ギヤ22aが設けられている。
この減速器22は当該太陽ギヤ22aの周囲に設けられた複数の遊星ギヤ22bと、この遊星ギヤ22bのさらに外周に設けられて上方の回転体21に固定された固定ギヤ22cと、遊星ギヤ22bを回転可能に保持しながら自ら回転するキャリア22dとから構成されている。
このような遊星歯車機構は従来公知であるので詳細な説明を省略するが、サーボモータ7が太陽ギヤ22aを回転させることで、キャリア22dが減速器22に設定された速度比で回転するようになっている。
Next, FIG. 3 shows a cross-sectional view of the
The
The
The speed reducer 22 includes a plurality of
Such a planetary gear mechanism is conventionally known and will not be described in detail. However, the
スピンドル23は上記キャリア22dの下方に連結されたスプライン軸26および当該スプライン軸26の外周を囲繞するスプライン筒27の下方に設けられており、その外周は支持部材29によって囲繞されるとともに、当該支持部材29の上方にはスプライン筒27を囲繞するパイプ30が設けられている。
上記スプライン軸26の外周とスプライン筒27の内周にはそれぞれキー溝26a、27aが形成されており、スプライン筒27はスプライン軸26と一体的に水平方向に回転しながら、上下方向に昇降し、スプライン筒27の昇降によりスピンドル23、支持部材29、パイプ30も一体的に昇降する。
上記昇降機構24は上記スプライン筒27の上部を回転可能に保持する上部ハウジング31と、当該上部ハウジング31を囲繞するとともに、上記支持部材29を下方から回転可能に保持する下部ハウジング32と、上記回転体21の間に設けられたガイド33に沿って下部ハウジング32を昇降させる昇降部材34とを備え、上部ハウジング31及び下部ハウジング32は互いにねじによって結合されている。
また上部ハウジング31の下端と下部ハウジング32の内周面に形成された段差との間には、当該段差に係合する軸受36を介してばね37が弾装されており、キャップ5の巻締め時にスピンドル23とともにパイプ30が下部ハウジング32に対して相対的に上昇すると、上記軸受け36の下面にパイプ30の上端が当接し、上記ばね37によってパイプ30を下方に付勢するようになっている。
さらに、上記昇降部材34にはキャッピングヘッド6の移動経路の内側に形成された図示しない溝カムに係合されて昇降部材34を昇降させるカムフォロア38が設けられ、下部ハウジング32はこのカムフォロア38とともに昇降する。
The
The
A
Further, the
そして図1を用いて上記制御手段8について説明すると、上記サーボモータ7にはサーボモータ7の回転位置をパルス信号として送信するエンコーダ41と、サーボモータ7の制御を行うとともに、サーボモータ7に作用するトルクとそのときの回転速度とを検出するアンプ42とが備えられている。
上記エンコーダ41からのパルス信号は、制御手段8に設けられた回転位置検出部43に受信され、アンプ42が検出したトルクと回転速度は、トルク・回転速度検出部44によってモニタトルクおよび実回転速度としてモニタされる。
さらにトルク・回転速度検出部44にモニタされたモニタトルク及び実回転速度はそれぞれトルク補正部45に送信され、このトルク補正部45は当該トルク補正部45に接続された記憶部46から、受信したモニタトルク及び実回転速度に対応する実トルクを読み出すようになっている。
この実トルクについては後に詳述するが、キャッピング時に実際にキャップ5に作用しているトルクのことをいい、実験によって予め上記記憶部46に記憶されている。
そして上記回転位置検出部43およびトルク補正部45のデータはそれぞれ制御部47へと送信され、この制御部47では受信したデータからキャッピングの状態を判断し、その後のサーボモータ7の制御に必要な指令トルクおよび指令回転速度を上記アンプ42に送信するようになっている。
そして制御手段8は上記トルク・回転速度検出部44にモニタされたモニタトルクや実回転速度、またトルク補正部45によって読み出された実トルクを以下に説明するグラフにして、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 with reference to FIG. 1. The
The pulse signal from the
Further, the monitor torque and the actual rotation speed monitored by the torque / rotation
Although this actual torque will be described in detail later, it means the torque actually acting on the
The data of the rotational
Then, the control means 8 converts the monitor torque and actual rotation speed monitored by the torque / rotation
以下、上記実トルクについて説明すると、上述したような構成のキャッピングヘッド6の場合、トルク・回転速度検出部44にモニタされたモニタトルクと、実際にキャップ5に作用する実トルクとの間には誤差が生じている。
この誤差としてはキャッピングヘッド6に備えられた上記減速器22におけるギヤとギヤの噛み合いや、支持部材29が下部ハウジング32内で回転する際に発生する損失トルクが考えられる。
言い換えれば、上記トルク・回転速度検出部44がモニタするモニタトルクとは、キャッピングヘッド6を介してサーボモータ7に作用しているトルクのことであり、キャップ5の巻締めによってキャップ5から受ける実トルクと、上述した摩擦損失によってキャッピングヘッド6の内部から受ける損失トルクとの総和となっている。
Hereinafter, the actual torque will be described. In the case of the
As this error, it is conceivable that the gears in the speed reducer 22 provided in the
In other words, the monitor torque monitored by the torque /
そして本実施例では上記実トルクを実験によって求めており、図4に示すように、キャッピングヘッド6の先端にキャップ5の代わりにマグネットクラッチ51を装着して実トルクの測定を行うようになっている。
このマグネットクラッチ51自体は従来公知であるので詳細な説明は省略するが、このマグネットクラッチ51は設定手段52に設定された負荷トルク以上のトルクがキャッピングヘッド6より作用すると、当該マグネットクラッチ51が切れて回転するようになっている。
そして上記設定手段52に所定の負荷トルクを設定し、この状態で制御部47によりサーボモータ7が所定の指令トルクおよび指令回転速度で回転するように指令する。
指令トルクが上記負荷トルクよりも高い場合、マグネットクラッチ51が上記負荷トルクをキャッピングヘッド6に作用させた状態で回転を始め、トルク・回転速度検出部にはアンプ42を介してサーボモータ7に作用するモニタトルク及び実回転速度が検出される。
このとき設定した負荷トルクはそのままキャップ5に作用するトルクと同じであるので、記憶部46にはこのときのモニタトルク及び実回転速度を記憶するとともに、そのときの負荷トルクを実トルクとして記憶する。
In this embodiment, the actual torque is obtained by experiments. As shown in FIG. 4, a
The
Then, a predetermined load torque is set in the setting means 52, and in this state, the
When the command torque is higher than the load torque, the magnet clutch 51 starts to rotate with the load torque applied to the
Since the load torque set at this time is the same as the torque acting on the
具体的に一例を示すと、例えばアンプ42に対して指令トルク300N・cm、指令回転速度300rpmを指令するとともに、マグネットクラッチ51の負荷トルクを100N・cmに設定した時、トルク・回転速度検出部44でモニタトルク160N・cm、実回転速度300rpmが検出された場合には、記憶部46にはモニタトルク160N・cm、実回転速度300rpmが検出された時の実トルクが100N・cmであると記憶される。
なお、上記モニタトルクから負荷トルクを減算すれば、そのときのキャッピングヘッド6内における損失トルクが算出されるので、記憶部46は上記実トルクの代わりに当該損失トルクを記憶しても良い。この場合、上記一例での損失トルクは60N・cmとなる。
このようにして、上記設定手段52による負荷トルクの設定、及びアンプ42からのサーボモータ7の指令回転速度を変化させながら、モニタトルクおよび実回転速度の検出を行い、図5に示すようなモニタトルク及び実回転速度ごとの実トルクを記憶部46に記憶させておく。
図5は、横軸には実回転速度を、奥行き方向にはモニタトルクを、高さ方向には上記実トルクを示した3次元的なグラフであり、実際に実験を行っていない結果については計算により曲面として表現したものとなっている。
このグラフによれば、モニタトルクと実回転速度が検出されれば、そのときの実トルクが求められるようになっており、例えば実回転速度100rpm、モニタトルク250N・cmが検出された時には、実回転速度とモニタトルクによる平面で得られる交点Aから垂直上方に直線を引けば、上記曲面と交差し、当該交点Bが実トルクとなる。
More specifically, for example, when commanding the command torque 300 N · cm and
If the load torque is subtracted from the monitor torque, the loss torque in the
Thus, the monitor torque and the actual rotational speed are detected while changing the setting of the load torque by the setting means 52 and the command rotational speed of the
FIG. 5 is a three-dimensional graph showing the actual rotational speed on the horizontal axis, the monitor torque in the depth direction, and the actual torque in the height direction. It is expressed as a curved surface by calculation.
According to this graph, if the monitor torque and the actual rotation speed are detected, the actual torque at that time is obtained. For example, when the actual rotation speed is 100 rpm and the monitor torque is 250 N · cm, the actual torque is detected. If a straight line is drawn vertically upward from the intersection A obtained on the plane based on the rotation speed and the monitor torque, the curved surface intersects and the intersection B becomes the actual torque.
以下、上記キャッピング装置1を用いたキャッピングについて、図6に示すモニタトルクおよび実回転速度に関するグラフを用いながら説明する。
図6(a)は上記アンプ42によるサーボモータ7に対する指令トルク及び指令回転速度についてのグラフを示し、図6(b)は上記アンプ42に検出されるモニタトルク及び実回転速度についてのグラフを示し、どれも横軸にはキャッピングに要する経過時間を示している。
そして本実施例ではキャッピングが開始されてから終了するまでを噛み合い期間、仮締め期間、本締期間の3つの期間に分けてあり、上記噛み合い期間が開始する前には、予め上記キャッピングヘッド6のカムフォロア38が溝カムに従って下部ハウジング32とともに下降端に位置している。
このときチャック6aに把持されたキャップ5は容器2の口部11に当接してそれ以上下方へと移動しないようになっているが、上記ばね37の弾性力により下方に付勢された状態となっている。
Hereinafter, capping using the capping device 1 will be described using a graph relating to the monitor torque and the actual rotational speed shown in FIG.
FIG. 6A shows a graph regarding the command torque and the command rotational speed of the
In the present embodiment, the period from the start to the end of capping is divided into three periods of a meshing period, a temporary tightening period, and a final tightening period. Before the meshing period starts, the capping
At this time, the
この状態から制御部47がアンプ42に対してサーボモータ7の始動を指示すると、サーボモータ7は予め設定された所定の指令回転速度と指定トルクに従って回転を開始し、上記噛み合い期間が開始する。
噛み合い期間の開始時にはサーボモータ7は停止しているので、上記実回転速度およびモニタトルクはゼロの状態から上昇してゆき、その後実回転速度は指令回転速度にまで達する。
一方、モニタトルクについては、噛み合い期間の初期の段階では、キャップ5のねじ部14が口部11のねじ部13に螺合していないため、実トルクはほとんど発生しておらず、このとき検出されるモニタトルクはキャッピングヘッド6の損失トルクとスピンドル23などの回転慣性体を所定速度まで加速させるために必要なトルクである。
その後、キャップ5が回転してキャップ5と口部11のねじ部13、14の先端同士が接触すると、一瞬モニタトルクが上昇し、その直後に減少する。そして両ねじ部13、14の螺合が進行するにつれてモニタトルクが再び上昇してゆく。
これと平行して、制御手段8ではモニタトルク及び実回転速度は上記トルク・回転速度検出部44からトルク補正部45に所定時間毎に送信されており、トルク補正部45ではこれらのモニタトルク及び実回転速度から、それに対応する実トルクを記憶部46より読み出している。
そして本実施例ではこの噛み合い期間をキャッピングの経過時間によって設定しており、具体的には、サーボモータ7が回転を始めてから少なくともキャップ5が1回転するまでの期間を噛み合い期間としている。
それは、チャック6aに把持されるキャップ5の向きと、載置台3上に載置される容器2の向きがキャッピングを行う毎にばらばらであり、キャッピングを行う毎にキャップ5のねじ部14と口部11のねじ部13とが相互に嵌合するタイミングがばらつくからである。
When the
Since the
On the other hand, regarding the monitor torque, since the
Thereafter, when the
In parallel with this, in the control means 8, the monitor torque and the actual rotational speed are transmitted from the torque /
In this embodiment, the meshing period is set according to the elapsed time of capping. Specifically, the period from when the
This is because the orientation of the
上述した所定時間が経過して噛み合い期間が終了すると、引き続き仮締め期間に移行する。本実施例ではこの噛み合い期間においても上記指令回転速度及び指令トルクをそのまま維持しながらキャッピングを行っている。
この仮締め期間ではキャップ5が回転してキャップ5のねじ部14と口部11のねじ部13との螺合が増加してゆき、キャップ5のインナーリング15bが容器2の口部11に接触してから嵌合するまでの間に、モニタトルクが急激に増大し、その後完全にインナーリング15bが嵌合するとモニタトルクは減少する。
その後さらにキャップ5が回転し、口部11の先端が上記緩衝部15cに接触すると再びトルクが上昇し、当該緩衝部15cがある程度圧縮されて実トルクが所定の仮締め終了トルクに達したら、仮締め期間を終了させる。
この仮締め終了トルクは予め実験により求めたトルクであり、上述したような損失トルクの含まれていないトルクである。
このとき、サーボモータ7に作用しているモニタトルクおよび実回転速度とからそのときキャップ5に作用している実トルクを読み出しているので、このキャップ5に作用している仮締め終了トルクを高精度に検出することができる。
When the above-described predetermined time has elapsed and the meshing period ends, the process proceeds to the temporary fastening period. In this embodiment, capping is performed while maintaining the command rotational speed and the command torque as they are even during the meshing period.
During this temporary fastening period, the
Thereafter, when the
This temporary fastening end torque is a torque obtained in advance by experiments, and is a torque not including the loss torque as described above.
At this time, since the actual torque acting on the
以上のようにして仮締め期間が終了すると、次に本締め期間へと移行し、制御部47はアンプ42に対してサーボモータ7の指令回転速度を減速させるとともに、指令トルクを所定の巻締め終了指令トルクまで減少させる。
この巻締め終了指令トルクとは、実際にキャップ5を巻締めたときにキャップ5に作用する巻締め終了実トルクを求めておき、この巻締め終了実トルクから、キャッピングヘッド6の回転速度がゼロの時のモニタトルクを逆算でもとめ、このモニタトルクを巻締め終了指令トルクとしたものである。
そしてこの本締め期間では巻締めの終了に近づくにつれて、キャップ5の緩衝部15cが口部11によって圧縮されていき、上記巻締め終了指令トルクにモニタトルクが接近するので、これに伴って実回転速度は次第に減速してゆく。
そして実トルクが上記巻締め終了実トルクに達すると同時に、モニタトルクが上記巻締め終了指令トルクに達し、実回転速度はゼロとなる。
その後所定時間この巻締め終了実トルクをキャップ5に作用させつづけてキャッピングを安定させており、この所定時間が経過したら、キャッピングが終了する。
そしてその後キャッピングヘッド6のカムフォロア38が溝カムに従って下部ハウジング32とともに上昇してゆき、キャップ5からチャック6aが離脱して、容器2は後工程へと搬送される。
When the temporary tightening period ends as described above, the process proceeds to the final tightening period, and the
The tightening end command torque is obtained by determining the actual tightening end torque that acts on the
In the final tightening period, as the end of the winding tightening is approached, the
At the same time as the actual torque reaches the actual tightening end torque, the monitor torque reaches the end tightening command torque, and the actual rotational speed becomes zero.
Thereafter, the capping is stabilized by continuously applying the actual tightening torque to the
Then, the
そして、本実施例では上記仮締め終了トルクのトルク値を角度検出開始トルクとしても設定してあり、当該角度検出開始トルクが検出されると、制御部47では本締め期間に移行するのと同時に、上記回転位置検出部43によって検出されたキャッピングヘッド6の回転位置の測定を開始し、本締め期間におけるキャッピングヘッド6の回転角度を測定する。
ここで測定されたキャッピングヘッド6の回転角度は、予め実験によって求めていたキャップの基準巻締め角度と比較され、測定値が当該基準巻締め角度に対して所定の範囲内にあれば、キャッピングされた容器2は良品と判断され、所定の範囲外であれば、不良品と判断される。
In this embodiment, the torque value of the temporary fastening end torque is also set as the angle detection start torque. When the angle detection start torque is detected, the
The rotation angle of the
以上のように、本実施例では実際にキャップに作用する実トルクを用いてキャッピングを行っているので、高精度なキャッピングを実現できる。
これに対し、上記特許文献1では一定の巻締め設定トルクを用いてキャッピングを行っており、キャッピングヘッドによる損失トルクについては考慮されていなかった。
したがって、上記巻締め設定トルクでキャップの巻締めを行うと、損失トルクの大きなキャッピングヘッドの場合にはキャップの巻締めが過小となり、損失トルクの小さなキャッピングヘッドの場合にはキャップの巻締めが過大となってしまい、キャッピングの質にばらつきが生じてしまう。
さらに、本締め期間におけるキャップの回転角度からキャッピングの良否判定を行う場合であっても、キャッピングヘッド6毎の損失トルクの違いにより、仮締め期間終了時点での実際のキャップの巻締め角度にばらつきがあるので、回転角度の検出を開始するタイミングに誤差が生じてしまう。
これに対し、本実施例では実トルクを用いて巻締め終了実トルクの検出を行っているので、キャッピングヘッド6の違いに関係なく、同じ巻締め力でキャップ5の巻締めを行うことができ、安定したキャッピングの品質が得られる。
また上記角度検出開始トルクも実トルクを用いて検出しているので、キャッピングヘッド6毎に本締め期間への移行に誤差が生じることは無いので、キャッピングの良否判定をより高精度に行うことができる。
As described above, since capping is performed using the actual torque actually acting on the cap in this embodiment, high-precision capping can be realized.
On the other hand, in the above-mentioned Patent Document 1, capping is performed using a constant set tightening torque, and the loss torque due to the capping head is not taken into consideration.
Therefore, when the cap is tightened with the above-described set tightening torque, the cap is tightened excessively in the case of a capping head with a large loss torque, and the cap is tightened excessively in the case of a capping head with a small loss torque. As a result, the capping quality varies.
Further, even when the capping quality is determined from the rotation angle of the cap during the final tightening period, the actual cap tightening angle at the end of the temporary tightening period varies due to the difference in loss torque for each capping
In contrast, in this embodiment, the actual torque is used to detect the actual tightening torque, so that the
In addition, since the angle detection start torque is also detected using the actual torque, there is no error in the transition to the final tightening period for each capping
なお、上記実施例では記憶部46に実トルクが記憶されているが、その代わりにモニタトルク及び実回転速度ごとの損失トルクを記憶させておいても良い。
この場合、キャッピングの際にはトルク補正部45がそのときのモニタトルクおよび実回転速度に対応する損失トルクを読み出すとともに、そのときのモニタトルクから損失トルクを減算した値を実トルクとして算出することで、上述したのと同じ結果を得ることができる。
また、上記実施例では仮締め終了トルクと角度検出開始トルクとを同じトルクとして、本締め期間におけるキャッピングヘッドの回転角度を測定してキャッピングの良否を判断するようになっているが、必ずしも仮締め終了トルクと角度検出開始トルクとを同じトルクとする必要は無く、例えば、仮締め期間中に測定される所定の実トルクを角度検出開始トルクとしてもよい。
さらに、上記実施例では実験によって巻締め終了指令トルクを求めていたが、たとえばこの巻締め終了指令トルクを仮締め期間における指令トルクと同一のトルクとしてもよい。この場合は実トルクが上記巻締め終了トルクに達した時点で、キャッピングが終了することとなる。
In the above embodiment, the actual torque is stored in the
In this case, at the time of capping, the
In the above embodiment, the temporary tightening end torque and the angle detection start torque are set to the same torque, and the rotation angle of the capping head during the final tightening period is measured to determine whether the capping is good or not. The end torque and the angle detection start torque need not be the same torque. For example, a predetermined actual torque measured during the temporary fastening period may be used as the angle detection start torque.
Furthermore, in the above-described embodiment, the winding tightening end command torque is obtained by experiment. However, for example, this winding tightening end command torque may be the same as the command torque in the temporary tightening period. In this case, the capping is finished when the actual torque reaches the above-described tightening torque.
次に本発明の他の実施例として、上記角度検出開始トルクが検出された時点から、制御部47に記憶させた追加巻締め角度だけキャッピングヘッド6を回転させてキャッピングを行うようにしても良い。
具体的には、制御部47が上記角度検出開始トルクを検出すると、その後制御部47は回転位置検出部43からの信号によりキャッピングヘッド6の回転角度の計測を開始し、その回転角度が予め実験によって求められていた追加巻締め角度となったら、キャッピングを終了させる。
この実施例においても、上記角度検出開始トルクが実トルクを用いて検出されているので、追加巻締め角度がキャッピングヘッド6毎にばらついてしまうようなことは無く、高精度にキャッピングを行うことができる。
Next, as another embodiment of the present invention, capping may be performed by rotating the
Specifically, when the
Also in this embodiment, since the angle detection start torque is detected using the actual torque, the additional winding angle does not vary for each capping
さらに他の実施例として、上記実施例では記憶部46に実トルク、モニタトルク、実回転速度のそれぞれの関係を記憶させるため、予め上記マグネットクラッチ51を用いて実験を行っていたが、このマグネットクラッチ51を用いずとも、従来に対して高精度なキャッピングを行うことができる。
具体的には、上記マグネットクラッチ51を装着せずにキャッピングヘッド6を空転させ、そのときサーボモータ7に作用したモニタトルクを誤差としての損失トルクとして記憶部46に記憶させる。
またこのときキャッピングヘッド6の回転速度を変化させ、記憶部46にはキャッピングヘッド6の実回転速度ごとの損失トルクを記憶させておく。
そして実際にキャッピングを行う際には、サーボモータに作用するモニタトルクから、そのときの実回転速度に応じた損失トルクを減算して実トルクを算出し、この実トルクをもとに上記実施例と同様のキャッピングを行うようになっている。
このように、マグネットクラッチを装着しないで損失トルクの算出を行っても、キャッピングヘッド6で発生する実回転速度ごとの損失トルクを検出することができるので、この損失トルクをもとに実トルクを算出しても、従来の技術に対して精度の高いキャッピングを行うことができる。
As yet another embodiment, in the above embodiment, the
Specifically, the capping
At this time, the rotational speed of the
When actual capping is performed, the actual torque is calculated by subtracting the loss torque corresponding to the actual rotational speed from the monitor torque acting on the servo motor, and the above embodiment is based on this actual torque. The same capping is performed.
Thus, even if the loss torque is calculated without attaching the magnet clutch, the loss torque for each actual rotation speed generated in the
1 キャッピング装置 2 容器
5 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
22 減速器 45 トルク補正部
46 記憶部 51 マグネットクラッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (10)
上記キャッピングヘッドは複数設けられており、また各キャッピングヘッド毎に、予め上記モニタトルクの大きさとこれに対応する実際にキャップに作用する実トルクの大きさとの誤差を求めておき、キャッピングに際しては、各キャッピングヘッド毎にそれぞれの誤差を補正して得られる実トルクに基づいてキャッピングを行うことを特徴とするキャッピング方法。 In the capping method for monitoring the torque acting on the motor that drives the capping head and tightening the cap based on the monitor torque,
A plurality of the capping heads are provided, and for each capping head , an error between the magnitude of the monitor torque and the magnitude of the actual torque that actually acts on the cap corresponding thereto is obtained in advance . A capping method, wherein capping is performed based on an actual torque obtained by correcting each error for each capping head .
制御手段には上記モニタトルクの大きさとこれに対応する実際にキャップに作用する実トルクの大きさとの誤差を記憶する記憶部が設けられており、制御手段は上記記憶部に記憶された上記誤差を補正して得られる実トルクに基づいてキャッピングすることを特徴とするキャッピング装置。 A capping head for holding the cap, a motor for rotationally driving the capping head, and a control means for controlling the motor are provided. The torque acting on the motor for driving the capping head is monitored, and the cap is placed on the basis of the monitored torque. In the capping device to wind
The control means is provided with a storage unit for storing an error between the magnitude of the monitor torque and the actual magnitude of the actual torque acting on the cap corresponding to the monitor torque, and the control means stores the error stored in the storage unit. A capping device that performs capping on the basis of an actual torque obtained by correcting the above.
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