JP7033893B2 - Can manufacturing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、筒状体(ワーク)に加工を施してボトル缶やエアゾール缶などを製造する缶製造装置に関する。 The present invention relates to a can manufacturing apparatus for manufacturing a bottle can, an aerosol can, or the like by processing a tubular body (work).
従来、アルミニウム合金材料等からなるボトル缶やエアゾール缶などを製造する缶製造装置として、例えば下記特許文献1に記載されたものが知られている。
Conventionally, as a can manufacturing apparatus for manufacturing a bottle can or an aerosol can made of an aluminum alloy material or the like, for example, the one described in
缶製造装置は、装置本体と、装置本体に支持され、筒状体(ワーク)を保持する保持テーブルと、保持テーブルをテーブル軸方向に貫通する軸部を介して装置本体に支持されるとともに、保持テーブルにテーブル軸方向から対向配置され、筒状体に対して加工を施す加工ツールが設けられた加工テーブルと、を備えている。
保持テーブルは、一般にターンテーブルやインデックステーブルと呼ばれ、加工テーブルは、一般にダイテーブルと呼ばれる。これらのテーブルは、円板状や円形リング状をなしており、その中心軸(テーブル軸)は水平方向に延び、各テーブルの中心軸同士は互いに同軸に配置されている。
The can manufacturing device is supported by the device body, a holding table that is supported by the device body and holds a tubular body (work), and a shaft portion that penetrates the holding table in the table axial direction, and is also supported by the device body. The holding table is provided with a processing table which is arranged so as to face each other from the direction of the table axis and is provided with a processing tool for processing a cylindrical body.
The holding table is generally called a turntable or an index table, and the machining table is generally called a die table. These tables have a disk shape or a circular ring shape, and their central axes (table axes) extend in the horizontal direction, and the central axes of each table are arranged coaxially with each other.
保持テーブルには、ワークであるDI缶等の筒状体が、テーブル軸回りのテーブル周方向に沿って複数保持される。具体的に、保持テーブルには、筒状体を保持可能なチャック(筒状体保持具)がテーブル周方向に配列して複数設けられており、筒状体は、その開口端部を加工テーブルへ向けた姿勢でチャックに保持される。
加工テーブルには、筒状体に対して加工を施す加工ツールが、テーブル周方向に沿って複数配設される。具体的に、加工テーブルには、テーブル軸方向に貫通する取付孔がテーブル周方向に配列して複数形成されており、複数の加工ツールは、筒状体への加工順にこれらの取付孔に取り付けられる。
A plurality of tubular bodies such as DI cans, which are workpieces, are held on the holding table along the circumferential direction of the table around the table axis. Specifically, the holding table is provided with a plurality of chucks (cylindrical body holders) capable of holding the tubular body arranged in the circumferential direction of the table, and the tubular body has an open end portion of the processing table. It is held by the chuck in a posture toward.
A plurality of processing tools for processing a cylindrical body are arranged on the processing table along the circumferential direction of the table. Specifically, the machining table is formed with a plurality of mounting holes penetrating in the table axial direction arranged in the circumferential direction of the table, and the plurality of machining tools are mounted in these mounting holes in the order of machining into a cylindrical body. Be done.
複数の加工ツールには、ダイ加工ツールと、回転加工ツールと、が含まれる。
ダイ加工ツールは、筒状体に対してその中心軸方向(テーブル軸に平行な方向)に移動し、筒状体の周壁を縮径する絞り加工や該周壁を拡径する拡径加工等のダイ加工を施す。回転加工ツールは、筒状体に対してその中心軸回りに移動し、該中心軸回りの回転動作により筒状体の周壁に、トリミング加工、ねじ成形加工、カール加工、スロットル(カール潰し)加工等の回転加工を施す。
The plurality of machining tools include a die machining tool and a rotary machining tool.
The die processing tool moves in the direction of the central axis (direction parallel to the table axis) of the cylindrical body, and is used for drawing to reduce the diameter of the peripheral wall of the cylindrical body and expanding the diameter of the peripheral wall. Apply die processing. The rotation processing tool moves around the central axis of the tubular body, and the peripheral wall of the tubular body is trimmed, threaded, curled, and throttled (curled) by the rotational movement around the central axis. Etc. are subjected to rotation processing.
また、缶製造装置の装置本体には、クランク機構、テーブルインデックス機構及びホイールインデックス機構が設けられている。
保持テーブルと加工テーブルとは、クランク機構により、テーブル軸方向に互いに接近移動と離間移動とを繰り返し、テーブルインデックス機構により、テーブル周方向に間欠的に相対回転させられる。具体的には、保持テーブルに対して加工テーブルが、テーブル軸方向に接近移動及び離間移動し、この接近離間の1ストローク(往復移動)の間に、加工テーブルに対して保持テーブルが、テーブル周方向に所定量だけ回転移動する。
Further, the main body of the can manufacturing apparatus is provided with a crank mechanism, a table index mechanism and a wheel index mechanism.
The holding table and the machining table are repeatedly moved toward and separated from each other in the table axial direction by the crank mechanism, and are intermittently rotated relative to each other in the table circumferential direction by the table index mechanism. Specifically, the machining table moves closer to and further away from the holding table in the direction of the table axis, and during one stroke (reciprocating movement) of the approaching separation, the holding table moves closer to the machining table around the table. It reciprocates by a predetermined amount in the direction.
そして、テーブル同士が接近離間する1ストローク毎に、筒状体(ワーク)に対して加工が施され、次の加工ツールによる加工位置まで筒状体が移動させられる。
この動作が繰り返されることにより、保持テーブルが保持する筒状体に対して、加工テーブルに設けられた複数の加工ツールによって順次加工が施されていき、一連の加工が終了した時点で、所期する形状を有する缶(ボトル缶やエアゾール缶等)が製造されるようになっている。
Then, the cylindrical body (work) is processed for each stroke when the tables are brought close to each other, and the tubular body is moved to the processing position by the next processing tool.
By repeating this operation, the tubular body held by the holding table is sequentially machined by a plurality of machining tools provided on the machining table, and when a series of machining is completed, it is expected. Cans (bottle cans, aerosol cans, etc.) having such a shape are being manufactured.
また、缶製造装置は、保持テーブルに筒状体を供給する供給ホイール(インフィードホイール)と、保持テーブルから加工後の筒状体(缶)を排出する排出ホイール(ディスチャージホイール)と、を備えている。
供給ホイール及び排出ホイールは、各中心軸(ホイール軸)をテーブル軸と平行に配置して装置本体に支持されている。供給ホイール及び排出ホイールの各外周には、筒状体の周壁を保持可能な凹状のポケットが周方向に互いに間隔をあけて複数形成されている。供給ホイール及び排出ホイールは、ホイールインデックス機構により、保持テーブルのテーブル軸回りの間欠回転に同期して、かつ、保持テーブルの回転方向とは逆回転となる方向に、各ホイール軸回りに間欠的に回転させられる。
In addition, the can manufacturing device includes a supply wheel (in-feed wheel) that supplies a tubular body to the holding table, and a discharge wheel (discharge wheel) that discharges the processed tubular body (can) from the holding table. ing.
The supply wheel and the discharge wheel are supported by the main body of the apparatus by arranging each central axis (wheel axis) in parallel with the table axis. On the outer periphery of each of the supply wheel and the discharge wheel, a plurality of concave pockets capable of holding the peripheral wall of the cylindrical body are formed at intervals in the circumferential direction. The supply wheel and discharge wheel are intermittently rotated around each wheel axis by the wheel index mechanism in a direction that synchronizes with the intermittent rotation around the table axis of the holding table and that rotates in the direction opposite to the rotation direction of the holding table. It can be rotated.
そして、供給ホイールが間欠回転し、該供給ホイールのポケットに保持された筒状体が、保持テーブルのチャックに対応する位置(チャックの直上)に配置されたときに、加工テーブルに設けられた押し込み部が、この筒状体を保持テーブル側へ向けて押し込むとともに、該筒状体がポケットからチャックへと受け渡され、チャックに保持される。
また、保持テーブルのチャックに保持された筒状体が、すべての加工を終えて排出ホイールのポケットに対応する位置(ポケットの直下)に配置されたときに、保持テーブルに設けられたピストン部が、この筒状体を排出ホイール側へ向けて押し出すとともに、該筒状体がチャックからポケットへと受け渡され、ポケットに保持される。
Then, when the supply wheel rotates intermittently and the tubular body held in the pocket of the supply wheel is arranged at the position corresponding to the chuck of the holding table (immediately above the chuck), the push-in provided in the processing table is performed. The portion pushes the tubular body toward the holding table side, and the tubular body is transferred from the pocket to the chuck and held by the chuck.
Further, when the tubular body held by the chuck of the holding table is placed at the position corresponding to the pocket of the discharge wheel (immediately below the pocket) after all the processing is completed, the piston portion provided on the holding table is formed. The tubular body is pushed toward the discharge wheel side, and the tubular body is handed over from the chuck to the pocket and held in the pocket.
しかしながら、従来の缶製造装置では下記の課題を有していた。
缶製造装置は、供給ホイールに筒状体を供給するシューターを備えている。このシューターから供給ホイールに筒状体を受け渡すときに、供給ホイールの外周のうちポケット以外の部位に筒状体が擦れるなどして筒状体が傷付いたり、筒状体がポケットに保持されずに落下したり、ホイール外周とその径方向外側のガイド部材との間に噛み込んだりすることがあった。
However, the conventional can manufacturing apparatus has the following problems.
The can manufacturing device is equipped with a shooter that supplies a tubular body to the supply wheel. When the tubular body is delivered from this shooter to the supply wheel, the tubular body may be damaged by rubbing the tubular body on a part other than the pocket on the outer circumference of the supply wheel, or the tubular body may be held in the pocket. It may fall without being used, or it may get caught between the outer circumference of the wheel and the guide member on the radial outer side thereof.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、供給ホイールに適切なタイミングで筒状体(ワーク)を受け渡すことができ、これにより筒状体の損傷や落下、噛み込み等を防止して、高品位な缶の製造を安定して行うことが可能な缶製造装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a tubular body (work) can be delivered to the supply wheel at an appropriate timing, whereby the tubular body is damaged, dropped, or bitten. It is an object of the present invention to provide a can manufacturing apparatus capable of stably manufacturing high-quality cans by preventing such problems.
本発明の一態様の缶製造装置は、筒状体を保持し、テーブル軸回りに間欠的に回転移動する保持テーブルと、筒状体に対して加工を施す加工ツールが設けられ、前記保持テーブルにテーブル軸方向から対向配置される加工テーブルと、前記保持テーブルに対して前記加工テーブルをテーブル軸方向に往復移動させるクランク機構と、筒状体を保持可能なポケットが外周に設けられ、前記保持テーブルのテーブル軸回りの間欠回転に同期してホイール軸回りに間欠的に回転し、前記保持テーブルに筒状体を供給する供給ホイールと、前記供給ホイールへの筒状体の供給及び供給停止を行うストッパーと、前記クランク機構の駆動軸回りのクランク角度を検出可能な検出手段と、前記検出手段が検出した前記クランク角度に基づいて、前記ストッパーを作動させる制御部と、を備え、前記制御部は、前記検出手段が検出した前記クランク角度が、前記保持テーブルに対して前記加工テーブルがテーブル軸方向に最も離間させられた位置である上死点を含む割付角の範囲である場合には、前記ストッパーにより前記供給ホイールへの筒状体の供給を停止させ、前記検出手段が検出した前記クランク角度が、前記保持テーブルに対して前記加工テーブルがテーブル軸方向に最も接近させられた位置である下死点を含む停留角の範囲である場合には、前記ストッパーによる前記供給ホイールへの筒状体の供給停止状態を解除することを特徴とする。 The can manufacturing apparatus according to one aspect of the present invention is provided with a holding table that holds a tubular body and intermittently rotates around a table axis, and a processing tool for processing the tubular body. A processing table arranged opposite to the table axis direction, a crank mechanism for reciprocating the processing table in the table axis direction with respect to the holding table, and a pocket capable of holding a tubular body are provided on the outer periphery to hold the processing table. A supply wheel that intermittently rotates around the wheel axis in synchronization with the intermittent rotation around the table axis to supply the tubular body to the holding table, and supply and stop of the tubular body to the supply wheel. The control unit includes a stopper for performing the operation, a detecting means capable of detecting a crank angle around a drive shaft of the crank mechanism, and a control unit for operating the stopper based on the crank angle detected by the detecting means. Is in the range of the allocation angle including the top dead point, which is the position where the processing table is most separated from the holding table in the table axis direction, when the crank angle detected by the detection means is within the range of the allocation angle including the top dead point. The stopper stops the supply of the tubular body to the supply wheel, and the crank angle detected by the detection means is the position where the processing table is closest to the holding table in the table axial direction. When it is in the range of the stopping angle including the bottom dead point, it is characterized in that the supply stop state of the tubular body to the supply wheel by the stopper is released .
本発明の缶製造装置では、クランク機構が加工テーブルをテーブル軸方向に往復移動させる1ストローク毎に、保持テーブルと供給ホイールとが同期して間欠回転する。つまり、クランク機構のストロークと、保持テーブルのテーブル軸回りの間欠回転と、供給ホイールのホイール軸回りの間欠回転とが、互いに同期している(シンクロナイズしている)。具体的には、クランク機構のクランク角度に応じて、保持テーブル及び供給ホイールが間欠回転させられる。 In the can manufacturing apparatus of the present invention, the holding table and the supply wheel rotate intermittently in synchronization with each stroke in which the crank mechanism reciprocates the processing table in the table axis direction. That is, the stroke of the crank mechanism, the intermittent rotation around the table axis of the holding table, and the intermittent rotation around the wheel axis of the supply wheel are synchronized (synchronized) with each other. Specifically, the holding table and the supply wheel are intermittently rotated according to the crank angle of the crank mechanism.
クランク角度とは、クランク機構のクランク軸が駆動軸の中心軸を中心に一回転(360°回転)する間の中心軸回りの角度位置を表すものであり、例えば、上記特許文献1(特開2005-329424号公報)の図5に示される入力回転角に相当する。
クランク角度には、加工テーブルに対して保持テーブルがテーブル軸回りに回転させられることのない角度範囲である「停留角」と、加工テーブルに対して保持テーブルがテーブル軸回りに回転移動させられる角度範囲である「割付角」と、が含まれる。
The crank angle represents an angular position around the central axis while the crank axis of the crank mechanism makes one rotation (360 ° rotation) about the central axis of the drive shaft. For example, the above-mentioned Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. It corresponds to the input rotation angle shown in FIG. 5 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-329424).
The crank angle includes the "stationary angle", which is an angle range in which the holding table is not rotated around the table axis with respect to the machining table, and the angle at which the holding table is rotated around the table axis with respect to the machining table. The range "allocation angle" and is included.
停留角には、加工テーブルが保持テーブルに最も接近した位置(下死点。クランク角度=180°)が含まれており、この停留角の範囲内において、保持テーブルに対して加工テーブルがテーブル軸方向に接近移動させられるとともに、筒状体(ワーク)に対して加工ツールによる各種加工が施される。
割付角には、加工テーブルが保持テーブルから最も離間した位置(上死点。クランク角度=0°)が含まれており、この割付角の範囲内において、加工テーブルに対して保持テーブルがテーブル軸回りに回転移動させられるとともに、筒状体に次の加工を施す加工ツールが対向配置される。
そして、クランク角度が停留角である場合には、保持テーブルに同期して供給ホイールの回転移動も停止される。また、クランク角度が割付角である場合には、保持テーブルに同期して供給ホイールも回転移動する。
The stop angle includes the position where the machining table is closest to the holding table (bottom dead center; crank angle = 180 °), and within this stop angle, the machining table is the table axis with respect to the holding table. While being moved closer to each other in the direction, various processing is performed on the tubular body (work) by a processing tool.
The allocation angle includes the position where the machining table is most distant from the holding table (top dead center. Crank angle = 0 °), and within this allocation angle, the holding table is the table axis with respect to the machining table. Along with being rotated and moved around, a processing tool for performing the next processing on the tubular body is arranged facing each other.
Then, when the crank angle is the stationary angle, the rotational movement of the supply wheel is also stopped in synchronization with the holding table. Further, when the crank angle is the allocation angle, the supply wheel also rotates and moves in synchronization with the holding table.
本発明では、供給ホイールへの筒状体の供給及び供給停止を行うストッパーが設けられており、制御部は、検出手段が検出したクランク角度に基づいて、このストッパーを作動させる。これにより下記の優れた作用効果を奏する。
すなわち、検出したクランク角度が割付角の範囲内である場合には(つまり供給ホイールが回転している間は)、ストッパーにより供給ホイールへの筒状体の供給を停止させることができる。また、検出したクランク角度が停留角の範囲内である場合には(つまり供給ホイールの回転が停止している間は)、ストッパーによる筒状体の供給停止状態を解除して、供給ホイールのポケットへ筒状体を確実に受け渡すことができる。
In the present invention, a stopper for supplying and stopping the supply of the tubular body to the supply wheel is provided, and the control unit operates this stopper based on the crank angle detected by the detecting means. This produces the following excellent effects.
That is, when the detected crank angle is within the range of the allocation angle (that is, while the supply wheel is rotating), the stopper can stop the supply of the tubular body to the supply wheel. Also, if the detected crank angle is within the range of the stopping angle (that is, while the rotation of the supply wheel is stopped), the supply stop state of the tubular body by the stopper is released and the pocket of the supply wheel is released. The tubular body can be reliably delivered.
詳しくは、本発明とは異なる従来例では、供給ホイールが回転している間に、該供給ホイールへ筒状体が供給されていたため、供給ホイールの外周におけるポケット以外の部位に筒状体が擦れるなどして筒状体が傷付いたり、筒状体がポケットに保持されずに落下したり、ホイール外周とその径方向外側のガイド部材との間に噛み込んだりすることがあった。
一方、本発明によれば、供給ホイールの回転が停止している間に、該供給ホイールへと筒状体を供給できるので、供給ホイールのポケットに筒状体を確実に保持させることができる。従って、筒状体を傷付けたり、落下させたり、噛み込ませたりするような不具合が安定的に防止される。
Specifically, in the conventional example different from the present invention, since the tubular body is supplied to the supply wheel while the supply wheel is rotating, the tubular body rubs against a portion other than the pocket on the outer periphery of the supply wheel. In some cases, the tubular body may be damaged, the tubular body may fall without being held in the pocket, or the wheel may be caught between the outer circumference of the wheel and the guide member on the radial outer side thereof.
On the other hand, according to the present invention, since the tubular body can be supplied to the supply wheel while the rotation of the supply wheel is stopped, the tubular body can be reliably held in the pocket of the supply wheel. Therefore, problems such as damaging, dropping, or biting the tubular body are stably prevented.
以上より本発明によれば、供給ホイールに適切なタイミングで筒状体(ワーク)を受け渡すことができ、これにより筒状体の損傷や落下、噛み込み等を防止して、高品位な缶の製造を安定して行うことができる。 From the above, according to the present invention, a tubular body (work) can be delivered to the supply wheel at an appropriate timing, thereby preventing damage, dropping, biting, etc. of the tubular body, and a high-quality can. Can be stably manufactured.
また、上記缶製造装置において、前記クランク機構は、駆動軸と、前記駆動軸に連結され、前記駆動軸の回転にともなって前記駆動軸の中心軸回りに回転させられるクランク軸と、前記クランク軸と前記加工テーブルとを連結するコネクティングロッドと、を有し、前記検出手段は、前記駆動軸の中心軸回りに沿う前記クランク軸の周方向位置である前記クランク角度を検出可能であることが好ましい。 Further, in the can manufacturing apparatus, the crank mechanism includes a drive shaft, a crank shaft connected to the drive shaft and rotated around the central axis of the drive shaft with the rotation of the drive shaft, and the crank shaft. It is preferable that the detection means can detect the crank angle, which is the circumferential position of the crank shaft along the central axis of the drive shaft. ..
また、上記缶製造装置において、前記制御部は、前記クランク角度が前記停留角の範囲のうち前記下死点を含む所定範囲である場合に、前記ストッパーによる前記供給ホイールへの筒状体の供給停止状態を解除することが好ましい。 Further, in the can manufacturing apparatus, the control unit supplies the tubular body to the supply wheel by the stopper when the crank angle is within a predetermined range including the bottom dead center within the range of the stopping angle. It is preferable to release the stopped state.
この場合、クランク角度が、停留角のうち下死点(クランク角度=180°)を含む所定範囲において、ストッパーによる供給ホイールへの筒状体の供給停止状態が解除される(供給ホイールに筒状体が供給される)。つまり、停留角の角度範囲の中央値において、供給ホイールへと筒状体が供給されるので、上述した供給ホイールのポケットへ筒状体を確実に受け渡すことができる、という効果がより安定したものとなる。 In this case, the supply stop state of the tubular body to the supply wheel by the stopper is released (cylindrical to the supply wheel) within a predetermined range including the bottom dead center (crank angle = 180 °) of the stop angle. The body is supplied). That is, since the cylindrical body is supplied to the supply wheel at the median value of the angle range of the stopping angle, the effect that the tubular body can be reliably delivered to the pocket of the supply wheel described above is more stable. It becomes a thing.
また、上記缶製造装置において、前記制御部は、当該缶製造装置、当該缶製造装置の前工程の設備及び後工程の設備のうち少なくともいずれかの異常信号を受けた場合は、前記ストッパーにより前記供給ホイールへの筒状体の供給を停止させることが好ましい。 Further, in the can manufacturing apparatus, when the control unit receives an abnormal signal of at least one of the can manufacturing apparatus, the equipment of the pre-process and the equipment of the post-process of the can manufacturing apparatus, the stopper causes the said. It is preferable to stop the supply of the tubular body to the supply wheel.
この場合、缶製造装置や、缶製造装置の前工程の設備及び後工程の設備に異常が発生した際に、ストッパーにより供給ホイールへの筒状体の供給が停止されるので、この缶製造装置で不良品の筒状体を多量に成形してしまったり、装置に大きな負荷をかけたりするようなことが防止される。具体的に、制御部は、ストッパーによる供給ホイールへの筒状体の供給停止状態を解除しているときでも(つまり供給ホイールへ筒状体を供給しているときでも)、異常の発生による異常信号を受けた場合には、ストッパーにより供給ホイールへの筒状体の供給を停止させる。
なお上記「異常」には、例えば、缶製造装置においてジャム(筒状体の成形不良による詰まり等)が生じた場合や、缶製造装置の後工程(製造工程の下流側)の設備が故障した場合や、缶製造装置の前工程(製造工程の上流側)に筒状体(ワーク)のストックが無くなった場合や、前工程や後工程においてライン停止制御がはたらいた場合等が含まれる。
In this case, when an abnormality occurs in the can manufacturing equipment, the equipment in the front-end process and the equipment in the back-end process of the can manufacturing equipment, the stopper stops the supply of the tubular body to the supply wheel. This prevents a large amount of defective tubular bodies from being formed and a large load on the device. Specifically, the control unit is abnormal due to the occurrence of an abnormality even when the supply stop state of the tubular body to the supply wheel by the stopper is released (that is, even when the tubular body is being supplied to the supply wheel). When a signal is received, the stopper stops the supply of the tubular body to the supply wheel.
The above-mentioned "abnormality" includes, for example, a jam (clogging due to a molding defect of a tubular body, etc.) in the can manufacturing apparatus, or a failure of equipment in a post-process (downstream side of the manufacturing process) of the can manufacturing apparatus. This includes the case where the stock of the tubular body (work) is exhausted in the pre-process (upstream side of the manufacturing process) of the can manufacturing apparatus, the case where the line stop control is activated in the pre-process and the post-process, and the like.
また、上記缶製造装置において、前記検出手段は、角度位置検出センサであることが好ましい。 Further, in the can manufacturing apparatus, it is preferable that the detection means is an angle position detection sensor.
この場合、検出手段が、例えばロータリエンコーダやレゾルバ等の角度位置検出センサ(回転角センサ)であるので、検出手段を高精度かつコンパクトに構成して装置に組み込みやすく、また入手容易であり取り扱い性がよい。
そして、このような角度位置検出センサにより制御部を機能させるには、例えば、電子式カムスイッチ等を用いることが好ましい。
In this case, since the detection means is, for example, an angle position detection sensor (rotation angle sensor) such as a rotary encoder or a resolver, the detection means can be configured with high accuracy and compactness, easily incorporated into the device, and easily available and easy to handle. Is good.
Then, in order to make the control unit function by such an angle position detection sensor, for example, it is preferable to use an electronic cam switch or the like.
本発明の缶製造装置によれば、供給ホイールに適切なタイミングで筒状体(ワーク)を受け渡すことができ、これにより筒状体の損傷や落下、噛み込み等を防止して、高品位な缶の製造を安定して行うことができる。 According to the can manufacturing apparatus of the present invention, a tubular body (work) can be delivered to the supply wheel at an appropriate timing, thereby preventing damage, dropping, biting, etc. of the tubular body and achieving high quality. It is possible to stably manufacture simple cans.
以下、本発明の一実施形態に係る缶製造装置1について、図面を参照して説明する。
図1及び図2において、本実施形態の缶製造装置1は、ワークである有底筒状の筒状体(中間成形体の缶)Wに対して、ダイ加工及び回転加工を含む種々のボトルネッキング加工を施すことにより所期する形状のボトル缶(製品の缶)Pを製造する、いわゆるボトルネッカー(ボトル缶製造装置)である。
Hereinafter, the
In FIGS. 1 and 2, the
この缶製造装置1にワークとして供給される筒状体Wは、前工程においてDI(Drawing&Ironing)加工、印刷及び塗装が施されたDI缶である。DI缶は、アルミニウム合金材料等の板材から打ち抜いた円板状のブランクに、カッピング工程(絞り工程)、DI工程(絞りしごき工程)、トリミング工程、印刷工程、塗装工程等を施すことにより、有底筒状に形成されている。
The tubular body W supplied as a work to the
筒状体Wは、円筒状をなす周壁(缶胴)と、概ね円板状をなす底壁(缶底)と、を備えている。筒状体Wの周壁の中心軸及び底壁の中心軸は、互いに同軸に配置されており、本実施形態ではこれらの共通軸を筒状体Wの中心軸(缶軸)という。筒状体Wにボトルネッキング加工が施されることにより、周壁における胴部(最大径部分)と口部(開口端部であり、最小径部分)との間に、筒状体Wの中心軸方向に沿って胴部から口部へ向かうに従い徐々に縮径するテーパ状のネック部が形成される。
缶製造装置1によって筒状体Wに加工を施して製造されたボトル缶Pには、後工程において飲料等の内容物が充填され、キャップが螺着される。
The tubular body W includes a peripheral wall (can body) having a cylindrical shape and a bottom wall (can bottom) having a substantially disk shape. The central axis of the peripheral wall of the tubular body W and the central axis of the bottom wall are arranged coaxially with each other, and in the present embodiment, these common axes are referred to as the central axis (can axis) of the tubular body W. By applying the bottle necking process to the tubular body W, the central axis of the tubular body W is located between the body portion (maximum diameter portion) and the mouth portion (open end portion, minimum diameter portion) on the peripheral wall. A tapered neck is formed that gradually shrinks in diameter from the body to the mouth along the direction.
The bottle can P manufactured by processing the tubular body W by the
図1及び図2に示されるように、缶製造装置1は、装置本体4と、装置本体4に支持され、筒状体Wを保持するチャック(筒状体保持具)7が設けられた保持テーブル3と、保持テーブル3をテーブル軸TA方向に貫通する軸部5を介して装置本体4に支持されるとともに、保持テーブル3にテーブル軸TA方向から対向配置され、筒状体Wに対して加工を施す加工ツール6が設けられた加工テーブル2と、を備えている。加工テーブル2及び保持テーブル3は、それぞれの中心軸(テーブル軸TA)が水平方向に延びており、これらの中心軸同士は、互いに同軸に配置されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
また、図1~図3及び図5に示されるように、缶製造装置1は、保持テーブル3に対して加工テーブル2をテーブル軸TA方向に往復移動させるクランク機構8と、クランク機構8の駆動軸16回りのクランク角度に応じて、加工テーブル2に対して保持テーブル3をテーブル軸TA回りに間欠的に回転移動させるテーブルインデックス機構9と、駆動モータ(駆動源)11と、を備えている。つまり、加工テーブル2は、テーブル軸TA方向に往復移動する。加工テーブル2は、保持テーブル3及び装置本体4に対して、テーブル軸TA方向に往復移動する。また保持テーブル3は、テーブル軸TA回りに間欠的に回転移動する。保持テーブル3は、加工テーブル2及び装置本体4に対して、テーブル軸TA回りに間欠的に回転移動する。駆動モータ11は、例えばインバータモータである。
Further, as shown in FIGS. 1 to 3 and 5, the
また缶製造装置1は、保持テーブル3に筒状体Wを供給する供給ホイール10と、保持テーブル3から加工後の筒状体W(ボトル缶P)を排出する排出ホイール14と、保持テーブル3のテーブル軸TA回りの間欠回転に同期して、供給ホイール10及び排出ホイール14を各ホイール軸SA、DA回りに間欠的に回転させるホイールインデックス機構15と、排出ホイール14により保持テーブル3から排出されたボトル缶Pを搬送する搬送手段12と、を備えている。つまり、供給ホイール10は、保持テーブル3のテーブル軸TA回りの間欠回転に同期して、ホイール軸SA回りに間欠的に回転する。排出ホイール14は、保持テーブル3のテーブル軸TA回りの間欠回転に同期して、ホイール軸DA回りに間欠的に回転する。
Further, the
図5において、駆動モータ11、クランク機構8、テーブルインデックス機構9及びホイールインデックス機構15は、ギヤ、ベルト、ジョイント等により、互いにシンクロナイズ可能に機械的に連結されている。つまり、駆動モータ11の回転駆動力によって、クランク機構8、テーブルインデックス機構9及びホイールインデックス機構15は、互いに同期して駆動させられる。
In FIG. 5, the
本実施形態で用いる向き(方向)の定義は、下記の通りである。
テーブル軸TAに沿う方向(テーブル軸TAが延在する方向)をテーブル軸TA方向という。
また、テーブル軸TAに直交する方向をテーブル径方向という。テーブル径方向のうち、テーブル軸TAから離間する方向をテーブル径方向の外側といい、テーブル軸TAに接近する方向をテーブル径方向の内側という。
また、テーブル軸TA回りに周回する方向をテーブル周方向という。テーブル周方向のうち、加工テーブル2に対して保持テーブル3が間欠回転させられる向きを、保持テーブル回転方向R1といい、これとは反対の回転方向を、保持テーブル回転方向R1とは反対側という。
The definition of the direction (direction) used in this embodiment is as follows.
The direction along the table axis TA (the direction in which the table axis TA extends) is called the table axis TA direction.
Further, the direction orthogonal to the table axis TA is called the table radial direction. Of the table radial directions, the direction away from the table axis TA is referred to as the outside of the table radial direction, and the direction approaching the table axis TA is referred to as the inside of the table radial direction.
Further, the direction of orbiting around the table axis TA is called the table circumferential direction. Of the table circumferential directions, the direction in which the holding table 3 is intermittently rotated with respect to the machining table 2 is referred to as the holding table rotation direction R1, and the rotation direction opposite to this is referred to as the side opposite to the holding table rotation direction R1. ..
なお、保持テーブル回転方向R1は、加工テーブル2において後述する複数の加工ツール6が、筒状体Wへの加工の順番にテーブル周方向に配列する向きと同一の方向である。このため、保持テーブル回転方向R1は、筒状体Wへの加工順の下流側(加工順方向)ということができ、保持テーブル回転方向R1とは反対側は、筒状体Wへの加工順の上流側ということができる。
The holding table rotation direction R1 is the same as the direction in which the plurality of
図1~図3及び図5において、保持テーブル3と加工テーブル2とは、クランク機構8により、テーブル軸TA方向に互いに接近移動と離間移動とを繰り返し、テーブルインデックス機構9により、テーブル周方向に間欠的に相対回転させられる。具体的には、保持テーブル3に対して加工テーブル2が、テーブル軸TA方向に接近移動及び離間移動し、この接近離間の1ストローク(往復移動)の間に、加工テーブル2に対して保持テーブル3が、テーブル周方向に所定量だけ回転移動(間欠回転)する。
In FIGS. 1 to 3 and 5, the holding table 3 and the machining table 2 repeatedly move toward and away from each other in the table axis TA direction by the
そして、加工テーブル2と保持テーブル3とが接近離間する1ストローク毎に、保持テーブル3のチャック7が保持する筒状体Wに対して、加工テーブル2に設けられた加工ツール6による加工が施され、保持テーブル3は筒状体Wを次の(別の)加工ツール6による加工位置まで加工順の下流側(保持テーブル回転方向R1)へ向けて移動させる。
この動作が繰り返されることにより、保持テーブル3が保持する筒状体Wに対して、加工テーブル2に設けられた複数の加工ツール6によって順次加工が施されていき、一連の加工が終了した時点で、所期する形状を有するボトル缶Pが製造されるようになっている。
Then, the tubular body W held by the
By repeating this operation, the tubular body W held by the holding table 3 is sequentially machined by a plurality of
保持テーブル3は、一般にターンテーブルやインデックステーブルと呼ばれるものである。保持テーブル3は、円板状又は円形リング状をなしている。保持テーブル3において加工テーブル2側を向く面の外周部には、テーブル周方向に沿って複数のチャック7が配列している。これらのチャック7には、それぞれ筒状体Wが保持され、保持された筒状体Wの開口端部は、加工テーブル2に向けて開口する。つまり保持テーブル3は、複数の筒状体Wを保持する。
The holding table 3 is generally called a turntable or an index table. The holding table 3 has a disk shape or a circular ring shape. A plurality of
加工テーブル2は、一般にダイテーブルと呼ばれるものである。加工テーブル2は、円板状又は円形リング状をなしている。加工テーブル2には、保持テーブル3が保持する筒状体Wに対して加工を施す加工ツール6が、テーブル周方向に沿って複数配設される。これらの加工ツール6は、加工テーブル2において保持テーブル3側を向く面の外周部に、テーブル周方向に沿って配列しており、保持テーブル3が保持する複数の筒状体Wに対してテーブル軸TA方向からそれぞれ対向配置される。
また、加工テーブル2の加工ツール6の加工ツール軸(中心軸)と、保持テーブル3において前記加工ツール6に対向する筒状体Wの中心軸(つまりチャック7の中心軸)とは、互いに同軸に配置される。そして、筒状体Wの中心軸と加工ツール軸とが一致した状態で、筒状体Wに対して加工ツール6による加工が施される。
The processing table 2 is generally called a die table. The processing table 2 has a disk shape or a circular ring shape. A plurality of
Further, the machining tool axis (central axis) of the
加工テーブル2には、テーブル軸TA方向に貫通する取付孔がテーブル周方向に配列して複数形成されている。複数の加工ツール6は、筒状体Wへの加工順にこれらの取付孔に取り付けられている。
The processing table 2 is formed with a plurality of mounting holes penetrating in the TA direction of the table axis arranged in the circumferential direction of the table. The plurality of
複数の加工ツール6には、ダイ加工ツールと、回転加工ツールと、が含まれている。本実施形態では、加工テーブル2の複数の取付孔に、複数のダイ加工ツールと、複数の回転加工ツールとが、筒状体Wへの加工順に着脱可能に配設されている。なお、複数の取付孔のうち、いくつかは加工ツール6が取り付けられない空きスペースとされていてもよい。また、複数の取付孔のうちいくつかには、油付けツールが配設される。
The plurality of
ダイ加工ツールは、筒状体Wに対してその中心軸方向(テーブル軸TAに平行な方向)に移動し、筒状体Wの周壁(缶胴)を縮径する絞り加工や該周壁を拡径する拡径加工等のダイ加工を施すものである。1つのダイ加工ツールによって、1種類のダイ加工が筒状体Wに対して施される。 The die processing tool moves in the central axis direction (direction parallel to the table axis TA) with respect to the cylindrical body W, and the peripheral wall (can body) of the tubular body W is reduced in diameter and the peripheral wall is expanded. Die processing such as diameter expansion processing is performed. One type of die processing is applied to the cylindrical body W by one die processing tool.
回転加工ツールは、筒状体Wに対してその中心軸回りに移動し、該中心軸回りの回転動作により筒状体Wの周壁(缶胴)に、トリミング加工、ねじ成形加工、カール加工、スロットル(カール潰し)加工等の回転加工を施すものである。1つの回転加工ツールによって、1種類の回転加工が筒状体Wに対して施される。 The rotation processing tool moves around the central axis of the cylindrical body W, and the peripheral wall (can body) of the tubular body W is trimmed, threaded, curled, and rotated by the rotational operation around the central axis. Rotational processing such as throttle (curl crushing) processing is performed. One type of rotation processing is performed on the cylindrical body W by one rotation processing tool.
軸部5は、加工テーブル2に一体に設けられてテーブル軸TA上を延び、保持テーブル3をテーブル軸TA方向に貫通しているとともに、該保持テーブル3に対してテーブル軸TA方向に移動可能である。軸部5は、装置本体4にテーブル軸TA方向に摺動自在に支持されており、テーブル軸TA方向に沿う加工テーブル2とは反対側の端部が、クランク機構8の後述するコネクティングロッド18に連結されている。
The
図3及び図5において、クランク機構8は、駆動モータ11からの回転駆動力が入力される駆動軸16と、駆動軸16に連結され、駆動軸16の回転にともなって該駆動軸16の中心軸O回りに回転させられるクランク軸17と、クランク軸17と軸部5とを連結するコネクティングロッド18と、を有している。つまり、コネクティングロッド18は、軸部5を介して、加工テーブル2とクランク軸17とを連結する。クランク軸17は、駆動軸16の中心軸O回りを一定の角速度で回転する。
クランク機構8は、駆動モータ11から駆動軸16に入力された該駆動軸16の中心軸O回りの回転運動を、テーブル軸TA方向の直線運動に変換して軸部5に出力する。
In FIGS. 3 and 5, the
The
テーブルインデックス機構9は、カム構造を有している。テーブルインデックス機構9は、カム構造により、加工テーブル2の往復移動の1ストローク毎に、保持テーブル3をテーブル軸TA回りに回転及び回転停止させる(間欠回転させる)。
The
図2において、供給ホイール10は、インフィードホイールと呼ばれ、略円柱状をなしている。供給ホイール10は、缶製造装置1の外部(前工程)から後述するシューター13に供給される筒状体Wを受け取り、該筒状体Wを保持テーブル3へと受け渡す。
排出ホイール14は、ディスチャージホイールと呼ばれ、略円柱状をなしている。排出ホイール14は、缶製造装置1により加工が施された筒状体W(ボトル缶P)を保持テーブル3から受け取り、搬送手段12に受け渡す(排出する)。搬送手段12は、ボトル缶Pを缶製造装置1の外部(後工程)へ向けて搬送する。
In FIG. 2, the
The
供給ホイール10は、その中心軸(ホイール軸)SAをテーブル軸TAと平行に配置して装置本体4に支持されている。供給ホイール10は、ホイール軸SA回りのうちホイール回転方向R2に回転させられる。
排出ホイール14は、その中心軸(ホイール軸)DAをテーブル軸TAと平行に配置して装置本体4に支持されている。排出ホイール14は、ホイール軸DA回りのうちホイール回転方向R3に回転させられる。
The
The
供給ホイール10の外周には、筒状体Wの周壁を保持可能な凹状のポケット23が周方向に互いに等間隔をあけて複数設けられている。また、排出ホイール14の外周には、筒状体W(ボトル缶P)の周壁を保持可能な凹状のポケット24が周方向に互いに等間隔をあけて複数設けられている。なお、図2においては、各ポケット23、24の図示を一部省略している。
A plurality of
これらのポケット23、24は、筒状体Wの周壁が円筒状をなしているのに対応して、ホイール軸SA、DAに垂直な断面が凹円弧状をなす凹曲面状に形成されている。また、ポケット23、24の内面には、不図示のエア吸引源に連通する吸引孔が開口している。ポケット23、24は、吸引孔を通して筒状体Wの周壁に作用するエア吸引源のエア吸引力によって、筒状体Wを保持可能である。
These
また缶製造装置1は、該缶製造装置1の外部(前工程の設備)から移送された筒状体Wを供給ホイール10に供給するシューター13と、シューター13に設けられ、供給ホイール10への筒状体Wの供給及び供給停止を行うストッパー25と、を備えている。
シューター13は、供給ホイール10の外周へ向けて開口する筒状をなしている。シューター13において供給ホイール10側を向く開口部は、供給ホイール10の外周に接近配置されており、この供給ホイール10の回転が停止している状態で(後述する停留角DPのタイミングで)、ポケット23に対向配置される。シューター13内には、前工程から缶製造装置1に移送された筒状体Wが複数収容されており、これらの筒状体Wは、自重により供給ホイール10の外周に向けて移動させられる。
Further, the
The
図2及び図5において、ストッパー25は、筒状体Wに当接させられるストッパーピン26と、該ストッパーピン26を筒状体Wに向けて進退可能に支持するピン駆動部27と、を備えている。ストッパー25は、シューター13における筒状体Wの搬送方向(配列方向)の前端部(つまりシューター13の開口部)に隣接配置されている。ストッパーピン26は、シューター13内に収容される複数の筒状体Wのうち、搬送方向の前端(下流端)に位置する筒状体Wの底壁(缶底)に対して、該筒状体Wの中心軸方向(缶軸方向)に進退させられ、その前進位置において筒状体Wの底壁に当接可能である。また、ピン駆動部27は、例えばエアシリンダ等からなる。
In FIGS. 2 and 5, the
具体的に、ピン駆動部27によりストッパーピン26が前進移動させられると、該ストッパーピン26の先端部が筒状体Wの底壁のうち該筒状体Wの中心軸(缶軸)方向に突出する環状凸部(リム)内に進入し、該環状凸部の内周壁に当接させられる(環状凸部及びその内周壁については、例えば特開2000-197938号公報を参照)。このように、ストッパーピン26の先端部が筒状体Wの底壁に当接される(引っ掛けられる、係止される)ことで、該筒状体Wの供給ホイール10側へ向けた移動が停止(規制)される。またこれにともない、シューター13内においてストッパーピン26に係止された筒状体Wよりも搬送方向の後方(上流側)に位置する他の筒状体Wについても、供給ホイール10側へ向けた移動が停止される。
Specifically, when the
また、筒状体Wを供給ホイール10に受け渡す際には、ピン駆動部27によりストッパーピン26が筒状体Wの底壁から離間させられるとともに、シューター13内から後退させられる。これにより、ストッパー25による供給ホイール10への筒状体Wの供給停止状態が解除され、筒状体Wは自重により、供給ホイール10のポケット23へ向けて移動する。
Further, when the tubular body W is delivered to the
また、特に図示していないが、供給ホイール10の径方向外側には、ポケット23との間で筒状体Wの周壁を保持するガイド部材が設けられている。また、排出ホイール14の径方向外側には、ポケット24との間で筒状体W(ボトル缶P)の周壁を保持するガイド部材が設けられている。これらのガイド部材において径方向内側を向く内周面は、ホイール軸SA、DAに垂直な断面視で、ホイール軸SA、DAを中心とした凹円弧状をなしている。
Further, although not particularly shown, a guide member for holding the peripheral wall of the tubular body W between the
図5において、ホイールインデックス機構15は、カム構造を有している。ホイールインデックス機構15は、カム構造により、加工テーブル2の往復移動の1ストローク毎に、供給ホイール10をホイール軸SA回りに回転及び回転停止させ(間欠回転させ)、排出ホイール14をホイール軸DA回りに回転及び回転停止させる(間欠回転させる)。
In FIG. 5, the
供給ホイール10及び排出ホイール14は、ホイールインデックス機構15により、保持テーブル3のテーブル軸TA回りの間欠回転に同期して、かつ、保持テーブル3の回転方向R1とは逆回転となるホイール回転方向R2、R3に、それぞれ間欠的に回転させられる。
供給ホイール10と排出ホイール14とは、ギヤ等により機械的に連結されており、互いに同期して各ホイール軸SA、DA回りに間欠回転する。
The
The
詳しくは、図2において、供給ホイール10が間欠回転し、該供給ホイール10のポケット23に保持された筒状体Wが、保持テーブル3のチャック7に対応する位置(チャック7の直上)に配置されたときに、加工テーブル2に設けられた押し込み部が、この筒状体Wを保持テーブル3側へ向けて押し込むとともに、該筒状体Wがポケット23からチャック7へと受け渡され、チャック7に保持される。
また、保持テーブル3のチャック7に保持された筒状体Wが、加工テーブル2のストローク毎に保持テーブル回転方向R1に移送されていき、すべての加工を終えて排出ホイール14のポケット24に対応する位置(ポケット24の直下)に配置されたときに、保持テーブル3に設けられたピストン部が、この筒状体W(すべての加工が施された製品のボトル缶P)を排出ホイール14側へ向けて押し出すとともに、該筒状体W(P)がチャック7からポケット24へと受け渡され、ポケット24に保持される。
ポケット24に保持されたボトル缶Pは、排出ホイール14の間欠回転にともなってホイール軸DA回りに移送されていき、該ポケット24から解放された後、搬送手段12により搬送され、缶製造装置1の外部(後工程の設備)へと移送される。
Specifically, in FIG. 2, the
Further, the tubular body W held by the
The bottle can P held in the
搬送手段12は、ボトル缶Pを搬送するための搬送ガイド及び搬送コンベアを備えており、搬送コンベアはコンベア駆動部により駆動されて、ボトル缶Pを搬送方向の下流側へ向けて搬送する。搬送コンベアは、缶製造装置1が稼働状態(加工テーブル2と保持テーブル3とが相対的に往復移動及び間欠回転する製缶中)であるか稼働停止状態であるかに係わらず、連続的に稼働する。
The transport means 12 includes a transport guide and a conveyor for transporting the bottle can P, and the conveyor is driven by the conveyor drive unit to transport the bottle can P toward the downstream side in the transport direction. The conveyor is continuously provided regardless of whether the
搬送手段12は、排出ホイール14により保持テーブル3から排出されたボトル缶Pを搬送する上流側搬送路と、上流側搬送路の搬送方向の前端部(搬送方向の下流側の端部)に接続し、上流側搬送路から搬送されたボトル缶Pを搬送する下流側搬送路と、を備えている。特に図示しないが下流側搬送路には、上流側搬送路から搬送される複数のボトル缶Pのうち、良品の缶Pを次工程(後工程)に搬送する次工程用搬送路と、不良品の缶Pを廃棄容器に搬送する廃棄用搬送路と、が含まれる。また、次工程用搬送路と廃棄用搬送路との分岐部分には、これらの搬送路を切り替えるための切り替え部が設けられる。
The transport means 12 is connected to an upstream transport path for transporting the bottle can P discharged from the holding table 3 by the
図2に示される例では、搬送手段12の上流側搬送路が、回転停止状態とされた排出ホイール14の外周のポケット24に向けて開口する上端部(開口部)から斜め下方に向けて延びる第1上流側搬送路12aと、第1上流側搬送路12aの搬送方向の下流側の端部に連結されて水平方向に延びる第2上流側搬送路12bと、第2上流側搬送路12bの搬送方向の下流側の端部に連結され、鉛直方向の上方に向けて延びる第3上流側搬送路12cと、第3上流側搬送路12cの上端部に連結されて水平方向に延びる第4上流側搬送路12dと、を備えている。
In the example shown in FIG. 2, the upstream transport path of the transport means 12 extends diagonally downward from the upper end (opening) that opens toward the
第1~第3上流側搬送路12a~12cにおいて、ボトル缶Pはその缶軸が水平方向に延びており(つまりボトル缶Pは寝かされた状態であり)、ボトル缶Pは缶軸回りに回転自在とされた状態で移動する。また、第3上流側搬送路12cと第4上流側搬送路12dとの連結部分には、寝かされたボトル缶Pを正立姿勢(つまりボトル缶Pの底壁(缶底)が下方に向けられ、ボトル缶Pの開口端部が上方に向けられて、缶軸が鉛直方向に延びた姿勢)に起こすための起し機構28が設けられている。
In the first to third
そして、図5に示されるように、缶製造装置1の装置本体4には、クランク角度を検出可能な検出手段19と、検出手段19が検出したクランク角度に基づいて、ストッパー25を作動させる制御部20と、が備えられている。
また、図5において符号21で示されるものは、駆動モータ11の回転駆動力がベルトを介して伝達されるクラッチ&ブレーキであり、符号22で示されるものは、クラッチ&ブレーキ21からの回転速度を減速し、回転力(トルク)を高めてクランク機構8の駆動軸16に伝える減速ギヤ対である。
Then, as shown in FIG. 5, the apparatus
Further, what is indicated by
検出手段19は、駆動軸16の中心軸O回りに沿うクランク軸17の周方向位置であるクランク角度を検出可能である。クランク角度とは、クランク軸17が駆動軸16の中心軸Oを中心に一回転(360°回転)する間の中心軸O回りの角度位置を表すものである。本実施形態の例では、検出手段19が、例えばロータリエンコーダやレゾルバ等の角度位置検出センサ(回転角センサ)である。
The detecting means 19 can detect the crank angle which is the circumferential position of the
クランク角度について、詳しく説明する。
図3(a)、(b)及び図4に示されるように、駆動軸16の中心軸O回りのクランク角度全体(0~360°)の中には、停留角DP(dwell period)の範囲と、割付角IP(index period)の範囲と、が含まれる。
The crank angle will be described in detail.
As shown in FIGS. 3 (a), 3 (b) and 4, the range of the dwell angle DP (dwell period) is included in the entire crank angle (0 to 360 °) around the central axis O of the
停留角DPとは、テーブルインデックス機構9により、加工テーブル2に対して保持テーブル3がテーブル軸TA回りに回転させられることのない角度範囲(保持テーブル3の回転が停止されるクランク角度の角度範囲)である。停留角DPには、加工テーブル2が保持テーブル3に対してテーブル軸TA方向に最も接近した位置(下死点。クランク角度=180°)が含まれる。この停留角DPの範囲内において、保持テーブル3に対して加工テーブル2がテーブル軸TA方向に接近移動させられるとともに、筒状体(ワーク)Wに対して加工ツール6による各種加工が施される。
The stop angle DP is an angle range in which the holding table 3 is not rotated around the table axis TA with respect to the machining table 2 by the table index mechanism 9 (the angle range of the crank angle at which the rotation of the holding table 3 is stopped). ). The stop angle DP includes a position (bottom dead center; crank angle = 180 °) at which the machining table 2 is closest to the holding table 3 in the table axis TA direction. Within the range of the retention angle DP, the machining table 2 is moved closer to the holding table 3 in the table axis TA direction, and the tubular body (work) W is subjected to various machining by the
また、割付角(インデックス角)IPとは、テーブルインデックス機構9により、加工テーブル2に対して保持テーブル3がテーブル軸TA回りに回転移動させられる角度範囲である。割付角IPには、加工テーブル2が保持テーブル3に対してテーブル軸TA方向に最も離間した位置(上死点。クランク角度=0°)が含まれる。この割付角IPの範囲内では、保持テーブル3に対して加工テーブル2がテーブル軸TA方向に十分に離間されており、筒状体Wに対して加工ツール6が非接触とされる。そして、割付角IPの範囲内において、加工テーブル2に対して保持テーブル3がテーブル軸TA回りに回転移動させられるとともに、筒状体Wが次の加工を施す加工ツール6に対向する位置まで保持テーブル回転方向R1に移送される。
The allocation angle (index angle) IP is an angle range in which the holding table 3 is rotationally moved around the table axis TA with respect to the machining table 2 by the
停留角DPの範囲は、割付角IPの範囲よりも大きく、停留角DPの範囲における中心角の大きさと、割付角IPの範囲における中心角の大きさとの和は、360°である。言い換えると、割付角IPの角度範囲の大きさ=360°-(停留角DPの角度範囲の大きさ)である。
本実施形態の例では、図4において、停留角DPの範囲が、下死点(クランク角度180°)を中央値としたクランク角度75~285°であり、この停留角DPの角度範囲の大きさは210°である。また、割付角IPの範囲は、上死点(クランク角度0°(360°))を中央値としたクランク角度285~75°(0~75°及び285~360°)であり、この割付角IPの角度範囲の大きさは150°である。
The range of the stop angle DP is larger than the range of the allocation angle IP, and the sum of the size of the central angle in the range of the stop angle DP and the size of the central angle in the range of the allocation angle IP is 360 °. In other words, the size of the angle range of the allocation angle IP = 360 °-(the size of the angle range of the retention angle DP).
In the example of the present embodiment, in FIG. 4, the range of the stopping angle DP is a crank angle of 75 to 285 ° with the bottom dead center (crank
また、加工テーブル2のテーブル軸TA方向の往復移動のストロークの全長は、テーブル軸TA方向に沿う上死点と下死点との距離の差分により求められる。図3(a)、(b)において符号rで示されるものは、クランク半径(駆動軸16に対するクランク軸17の偏心量。つまり軸16、17同士の軸間距離)であり、該クランク半径は、ストローク全長の半分(1/2)である。図4に示される例では、グラフ縦軸に表される加工テーブル2のストローク全長(加工テーブル変位量の最大値)が220mmであり、クランク半径は110mmである。
Further, the total length of the reciprocating stroke of the processing table 2 in the table axis TA direction is obtained by the difference in the distance between the top dead center and the bottom dead center along the table axis TA direction. In FIGS. 3A and 3B, what is indicated by the symbol r is the crank radius (the amount of eccentricity of the
なお、図4に示される加工テーブル変位量とは、加工テーブル2が、保持テーブル3に最も接近した位置(下死点)を基準(ゼロ)として、保持テーブル3からテーブル軸TA方向に離間した変位量(距離)を表している。
また、図3(a)、(b)及び図4において符号Sで示されるものは、有効ストロークである。有効ストロークSとは、保持テーブル3に対して加工テーブル2がテーブル軸TA方向に接近離間する1ストロークの間で(ストローク全長のうち)、筒状体Wに対して加工を施すことが可能なテーブル軸TA方向(筒状体Wの中心軸方向)の長さである。
The amount of displacement of the machining table shown in FIG. 4 is defined as the displacement of the machining table 2 from the holding table 3 in the TA direction with respect to the position (bottom dead point) closest to the holding table 3 as a reference (zero). It represents the amount of displacement (distance).
Further, what is indicated by reference numeral S in FIGS. 3 (a) and 3 (b) and FIG. 4 is an effective stroke. The effective stroke S means that the cylindrical body W can be machined during one stroke in which the machining table 2 approaches and separates from the holding table 3 in the table axis TA direction (out of the total stroke length). It is the length in the table axis TA direction (the central axis direction of the tubular body W).
具体的に、有効ストロークSは、図3(a)に示されるように、クランク軸17が割付角IPと停留角DPとの境界(停留角DPの範囲の開始点)に配置されたときの加工テーブル2のテーブル軸TA方向に沿う位置と、図3(b)に示されるように、クランク軸17が下死点(クランク角度180°)に配置されたときの加工テーブル2のテーブル軸TA方向に沿う位置と、の距離の差分により求められる。このため、加工テーブル2のストローク全長に対して、有効ストロークSは小さくなる。図4に示される例では、有効ストロークSが130mm程度である。
Specifically, as shown in FIG. 3A, the effective stroke S is when the
また、クランク角度が停留角DPの範囲である場合には、保持テーブル3に同期して、供給ホイール10及び排出ホイール14の回転移動も停止される。また、クランク角度が割付角IPの範囲である場合には、保持テーブル3に同期して、供給ホイール10及び排出ホイール14も回転移動する。
Further, when the crank angle is within the range of the stop angle DP, the rotational movement of the
そして、制御部20は、検出手段19が検出したクランク角度が、割付角IPの範囲である場合には、ストッパー25により供給ホイール10への筒状体Wの供給を停止させ、検出手段19が検出したクランク角度が、停留角DPの範囲である場合には、ストッパー25による供給ホイール10への筒状体Wの供給停止状態を解除する(つまり供給ホイール10へ筒状体Wを供給する)。
Then, when the crank angle detected by the detection means 19 is within the range of the allocation angle IP, the
図4に示されるように、具体的に本実施形態では、制御部20が、クランク角度が停留角DPのうち下死点(クランク角度180°)を含む所定範囲Hである場合に、ストッパー25による供給ホイール10への筒状体Wの供給停止状態を解除する(供給ホイール10へと筒状体Wを供給する)。クランク角度の所定範囲Hの大きさは、例えば10~20°程度であり、図4に示される例では、クランク角度の所定範囲Hが、下死点を中央値とするクランク角度175~185°である。
As shown in FIG. 4, specifically, in the present embodiment, when the crank angle is within the predetermined range H including the bottom dead center (crank
また、制御部20は、缶製造装置1、缶製造装置1の前工程の設備及び後工程の設備のうち少なくともいずれかの異常信号を受けた場合は、ストッパー25により供給ホイール10への筒状体Wの供給を停止させる。
Further, when the
以上説明した本実施形態の缶製造装置1では、加工テーブル2をテーブル軸TA方向に往復移動させるクランク機構8と、保持テーブル3をテーブル軸TA回りに間欠回転させるテーブルインデックス機構9と、供給ホイール10及び排出ホイール14を各ホイール軸SA、DA回りに間欠回転させるホイールインデックス機構15と、が互いに同期している(これらの機構8、9、15同士がシンクロナイズしている)。具体的には、クランク機構8のクランク角度に応じて、テーブルインデックス機構9が保持テーブル3を間欠回転させ、ホイールインデックス機構15が供給ホイール10及び排出ホイール14を間欠回転させる。
In the
本実施形態では、供給ホイール10への筒状体Wの供給及び供給停止を行うストッパー25が設けられており、制御部20は、検出手段19が検出したクランク角度に基づいて、このストッパー25を作動させる。これにより下記の優れた作用効果を奏する。
すなわち、検出したクランク角度が割付角IPの範囲内である場合には(つまり供給ホイール10が回転している間は)、ストッパー25により供給ホイール10への筒状体Wの供給を停止させることができる。また、検出したクランク角度が停留角DPの範囲内である場合には(つまり供給ホイール10の回転が停止している間は)、ストッパー25による筒状体Wの供給停止状態を解除して、供給ホイール10のポケット23へ筒状体Wを確実に受け渡すことができる。
In the present embodiment, a
That is, when the detected crank angle is within the range of the allocation angle IP (that is, while the
詳しくは、本実施形態とは異なる従来例では、供給ホイール10が回転している間に、該供給ホイール10へ筒状体Wが供給されていたため、供給ホイール10の外周におけるポケット23以外の部位に筒状体Wが擦れるなどして筒状体Wが傷付いたり、筒状体Wがポケット23に保持されずに落下したり、ホイール外周とその径方向外側のガイド部材との間に噛み込んだりすることがあった。
一方、本実施形態によれば、供給ホイール10の回転が停止している間に、該供給ホイール10へと筒状体Wを供給できるので、供給ホイール10のポケット23に筒状体Wを確実に保持させることができる。従って、筒状体Wを傷付けたり、落下させたり、噛み込ませたりするような不具合が安定的に防止される。
Specifically, in the conventional example different from the present embodiment, since the tubular body W is supplied to the
On the other hand, according to the present embodiment, the tubular body W can be supplied to the
以上より本実施形態によれば、供給ホイール10に適切なタイミングで筒状体(ワーク)Wを受け渡すことができ、これにより筒状体Wの損傷や落下、噛み込み等を防止して、高品位なボトル缶(缶)Pの製造を安定して行うことができる。
From the above, according to the present embodiment, the tubular body (work) W can be delivered to the
また本実施形態では、制御部20が、クランク角度が停留角DPのうち下死点を含む所定範囲Hである場合に、ストッパー25による供給ホイール10への筒状体Wの供給停止状態を解除するので、下記の作用効果を奏する。
すなわちこの場合、クランク角度が、停留角DPのうち下死点(クランク角度=180°)を含む所定範囲Hにおいて、ストッパー25による供給ホイール10への筒状体Wの供給停止状態が解除される(供給ホイール10に筒状体Wが供給される)。つまり、停留角DPの角度範囲の中央値において、供給ホイール10へと筒状体Wが供給されるので、上述した供給ホイール10のポケット23へ筒状体Wを確実に受け渡すことができる、という効果がより安定したものとなる。
Further, in the present embodiment, when the crank angle is within the predetermined range H including the bottom dead center of the stopping angle DP, the
That is, in this case, in the predetermined range H in which the crank angle includes the bottom dead center (crank angle = 180 °) of the stopping angle DP, the supply stop state of the tubular body W to the
また本実施形態では、検出手段19が、例えばロータリエンコーダやレゾルバ等の角度位置検出センサ(回転角センサ)であるので、検出手段19を高精度かつコンパクトに構成して装置に組み込みやすく、また入手容易であり取り扱い性がよい。
そして、このような角度位置検出センサにより制御部20を機能させるには、例えば、電子式カムスイッチ等を用いればよい。
Further, in the present embodiment, since the detection means 19 is, for example, an angle position detection sensor (rotation angle sensor) such as a rotary encoder or a resolver, the detection means 19 can be easily and compactly configured to be incorporated into an apparatus with high accuracy and can be obtained. Easy and easy to handle.
Then, in order to make the
また本実施形態では、制御部20が、缶製造装置1、缶製造装置1の前工程の設備及び後工程の設備のうち少なくともいずれかの異常信号を受けた場合は、ストッパー25により供給ホイール10への筒状体Wの供給を停止させるので、下記の作用効果を奏する。
すなわちこの場合、缶製造装置1や、缶製造装置1の前工程の設備及び後工程の設備に異常が発生した際に、ストッパー25により供給ホイール10への筒状体Wの供給が停止されるので、この缶製造装置1で不良品の筒状体Wを多量に成形してしまったり、装置1に大きな負荷をかけたりするようなことが防止される。具体的に、制御部20は、ストッパー25による供給ホイール10への筒状体Wの供給停止状態を解除しているときでも(つまり供給ホイール10へ筒状体Wを供給しているときでも)、異常の発生による異常信号を受けた場合には、ストッパー25により供給ホイール10への筒状体Wの供給を停止させる。
なお上記「異常」には、例えば、缶製造装置1においてジャム(筒状体Wの成形不良による詰まり等)が生じた場合や、缶製造装置1の後工程(製造工程の下流側)の設備が故障した場合や、缶製造装置1の前工程(製造工程の上流側)に筒状体(ワーク)Wのストックが無くなった場合や、前工程や後工程においてライン停止制御がはたらいた場合等が含まれる。
Further, in the present embodiment, when the
That is, in this case, when an abnormality occurs in the
The above-mentioned "abnormality" includes, for example, when a jam (clogging due to a molding defect of the tubular body W, etc.) occurs in the
また本実施形態において、例えば製缶する缶Pの種類を変更したい場合など、缶製造装置1の稼働を一旦停止したい場合においては、オペレーター(作業者)が手動で制御部20によりストッパー25を作動させて供給ホイール10への筒状体(ワーク)Wの供給を停止させてもよい。これにより、供給ホイール10から保持テーブル3への筒状体Wの供給も停止されるので、保持テーブル3が保持するすべての筒状体Wを払い出すことができる(すべての筒状体Wを排出ホイール14により排出できる)。そして、保持テーブル3からすべての筒状体Wが払い出された後、缶製造装置1の稼働を停止すれば、装置1を再稼働する際には不良品の缶Pが1つも作られず、無駄が生じない。
Further, in the present embodiment, when it is desired to temporarily stop the operation of the
また、例えば、缶製造装置1の後工程において缶Pが多量にストックされ混み合っている場合には、ストッパー25により供給ホイール10への筒状体Wの供給をストップすることで、装置1の稼働を停止させることなく製缶については一時的にストップすることができる。
Further, for example, when a large amount of cans P are stocked and crowded in the subsequent process of the
具体的に、缶製造装置1では、装置1の稼働が一旦停止されると、この停止状態から稼働を再開する際、装置1に過大な負荷が作用することを防止するために、保持テーブル3に対する加工テーブル2のテーブル軸TA方向の往復移動の速度をインバーター等により徐々に高めていき、所定の往復移動速度(連続運転時における定常の往復移動速度。以下、「所定の速度」という)に到達させている。運転を再開して加工テーブル2が所定の速度に到達するまでの間は、加工テーブル2の慣性力が徐々に大きくなるのに対応して、加工テーブル2と保持テーブル3との間のテーブル軸TA方向の距離も少しずつ変化するため、筒状体Wの成形加工の精度を確保できないことから、一定以上の加工待機時間を設けざるを得ない。本実施形態では、ストッパー25を設けたことにより、このような加工待機時間を削減することが可能になる。
Specifically, in the
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、下記に説明するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and as described below, various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
前述の実施形態では、ストッパー25が、筒状体Wの底壁に当接させられるストッパーピン26と、ストッパーピン26を筒状体Wの底壁に対して前進及び後退させるピン駆動部27と、を備えているとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、ストッパー25は、供給ホイール10への筒状体Wの供給及び供給停止を行う(切り替える)ことが可能な構成を有していればよく、例えば板状部材や弾性部材等を用いたものであってもよい。
In the above-described embodiment, the
また、前述の実施形態では、検出手段19が例えばロータリエンコーダやレゾルバ等の角度位置検出センサ(回転角センサ)であるとしたが、これに限定されるものではない。すなわち検出手段19は、角度位置検出センサ以外の位置検出センサ等であってもよい。 Further, in the above-described embodiment, the detection means 19 is, for example, an angle position detection sensor (rotation angle sensor) such as a rotary encoder or a resolver, but the detection means 19 is not limited thereto. That is, the detection means 19 may be a position detection sensor or the like other than the angle position detection sensor.
また、前述の実施形態では、缶製造装置1として、有底筒状の筒状体Wに対して各種加工を施すことによりボトル缶Pを製造するボトル缶製造装置を一例に挙げたが、これに限定されるものではない。すなわち、缶製造装置1は、例えば、筒状体Wに対して各種加工を施すことによりエアゾール缶を製造するエアゾール缶製造装置であってもよく、或いは、ボトル缶及びエアゾール缶以外の缶を製造する缶製造装置であってもよい。また、筒状体Wは有底筒状に限らず、底壁を有さない単なる筒状等であってもよい。
Further, in the above-described embodiment, as the
その他、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態、変形例及びなお書き等で説明した各構成(構成要素)を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。 In addition, as long as it does not deviate from the gist of the present invention, each configuration (component) described in the above-described embodiments, modifications, and notes may be combined, and additions, omissions, substitutions, and the like of the configurations may be combined. It can be changed. Further, the present invention is not limited by the above-described embodiments, but is limited only by the scope of claims.
本発明の缶製造装置によれば、供給ホイールに適切なタイミングで筒状体(ワーク)を受け渡すことができ、これにより筒状体の損傷や落下、噛み込み等を防止して、高品位な缶の製造を安定して行うことができる。従って、産業上の利用可能性を有する。 According to the can manufacturing apparatus of the present invention, a tubular body (work) can be delivered to the supply wheel at an appropriate timing, thereby preventing damage, dropping, biting, etc. of the tubular body and achieving high quality. It is possible to stably manufacture simple cans. Therefore, it has industrial applicability.
1 缶製造装置
2 加工テーブル
3 保持テーブル
4 装置本体
5 軸部
6 加工ツール
8 クランク機構
9 テーブルインデックス機構
10 供給ホイール
15 ホイールインデックス機構
16 駆動軸
17 クランク軸
18 コネクティングロッド
19 検出手段
20 制御部
23 ポケット
25 ストッパー
DP 停留角
H 所定範囲
IP 割付角(インデックス角)
O 駆動軸の中心軸
SA 供給ホイールのホイール軸
TA テーブル軸
W 筒状体(ワーク)
1 Can
O Central shaft of drive shaft SA Wheel shaft of supply wheel TA Table shaft W Cylindrical body (work)
Claims (5)
筒状体に対して加工を施す加工ツールが設けられ、前記保持テーブルにテーブル軸方向から対向配置される加工テーブルと、
前記保持テーブルに対して前記加工テーブルをテーブル軸方向に往復移動させるクランク機構と、
筒状体を保持可能なポケットが外周に設けられ、前記保持テーブルのテーブル軸回りの間欠回転に同期してホイール軸回りに間欠的に回転し、前記保持テーブルに筒状体を供給する供給ホイールと、
前記供給ホイールへの筒状体の供給及び供給停止を行うストッパーと、
前記クランク機構の駆動軸回りのクランク角度を検出可能な検出手段と、
前記検出手段が検出した前記クランク角度に基づいて、前記ストッパーを作動させる制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記検出手段が検出した前記クランク角度が、前記保持テーブルに対して前記加工テーブルがテーブル軸方向に最も離間させられた位置である上死点を含む割付角の範囲である場合には、前記ストッパーにより前記供給ホイールへの筒状体の供給を停止させ、
前記検出手段が検出した前記クランク角度が、前記保持テーブルに対して前記加工テーブルがテーブル軸方向に最も接近させられた位置である下死点を含む停留角の範囲である場合には、前記ストッパーによる前記供給ホイールへの筒状体の供給停止状態を解除することを特徴とする缶製造装置。 A holding table that holds a cylindrical body and intermittently rotates around the table axis,
A processing tool for processing a cylindrical body is provided, and a processing table is arranged on the holding table so as to face each other from the table axis direction.
A crank mechanism that reciprocates the processing table with respect to the holding table in the table axis direction,
A supply wheel that has a pocket on the outer circumference that can hold the tubular body, rotates intermittently around the wheel axis in synchronization with the intermittent rotation around the table axis of the holding table, and supplies the tubular body to the holding table. When,
A stopper for supplying and stopping the supply of the tubular body to the supply wheel,
A detection means capable of detecting the crank angle around the drive shaft of the crank mechanism, and
A control unit that operates the stopper based on the crank angle detected by the detection means is provided .
The control unit
When the crank angle detected by the detection means is within the range of the allocation angle including the top dead center, which is the position where the processing table is most distant from the holding table in the table axial direction, the stopper Stops the supply of the tubular body to the supply wheel.
When the crank angle detected by the detection means is within the range of the stop angle including the bottom dead center, which is the position where the processing table is closest to the holding table in the table axial direction, the stopper A can manufacturing apparatus, characterized in that the supply stop state of the tubular body to the supply wheel is released .
前記クランク機構は、
駆動軸と、
前記駆動軸に連結され、前記駆動軸の回転にともなって前記駆動軸の中心軸回りに回転させられるクランク軸と、
前記クランク軸と前記加工テーブルとを連結するコネクティングロッドと、を有し、
前記検出手段は、前記駆動軸の中心軸回りに沿う前記クランク軸の周方向位置である前記クランク角度を検出可能であることを特徴とする缶製造装置。 The can manufacturing apparatus according to claim 1.
The crank mechanism is
Drive shaft and
A crank shaft that is connected to the drive shaft and is rotated around the central axis of the drive shaft as the drive shaft rotates.
It has a connecting rod that connects the crank shaft and the processing table.
The can manufacturing apparatus is characterized in that the detecting means can detect the crank angle, which is a circumferential position of the crank shaft along the central axis of the drive shaft.
前記制御部は、前記クランク角度が前記停留角の範囲のうち前記下死点を含む所定範囲である場合に、前記ストッパーによる前記供給ホイールへの筒状体の供給停止状態を解除することを特徴とする缶製造装置。 The can manufacturing apparatus according to claim 1 or 2 .
The control unit is characterized in that when the crank angle is within a predetermined range including the bottom dead center within the range of the stopping angle, the supply stop state of the tubular body to the supply wheel by the stopper is released. Can manufacturing equipment.
前記制御部は、当該缶製造装置、当該缶製造装置の前工程の設備及び後工程の設備のうち少なくともいずれかの異常信号を受けた場合は、前記ストッパーにより前記供給ホイールへの筒状体の供給を停止させることを特徴とする缶製造装置。 The can manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 3 .
When the control unit receives an abnormal signal of at least one of the can manufacturing apparatus, the equipment in the front-end process and the equipment in the back-end process of the can manufacturing apparatus, the stopper causes the tubular body to the supply wheel. A can manufacturing device characterized by stopping the supply.
前記検出手段は、角度位置検出センサであることを特徴とする缶製造装置。 The can manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 4 .
The detection means is a can manufacturing apparatus characterized by being an angle position detection sensor.
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