用于將螺紋蓋施加到容器上的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種用于將螺紋蓋施加到容器上的裝置，包括：夾持機(jī)構(gòu)(20,22)，至少一個(gè)旋擰頭(24)，至少一個(gè)電動(dòng)馬達(dá)(30)，所述夾持件(28)能進(jìn)行與所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)同步的沿所述縱向軸線(B)的平移運(yùn)動(dòng)，以便在操作期間使所述夾持件(28)沿旋擰路徑移動(dòng)，該裝置還包括構(gòu)造用于檢測(cè)所述容器(C)的螺紋(16)和由所述夾持件(28)所夾持的蓋子(34)的螺紋(36)的圖像的至少一個(gè)視覺(jué)系統(tǒng)(38)，和電控制單元(48)，其構(gòu)造用于處理所述螺紋(16,36)的圖像，并確定所述容器(C)的螺紋(16)的起始點(diǎn)的角位置和所述蓋子(34)的螺紋(36)的起始點(diǎn)的角位置，并且用于控制所述蓋子(34)的角位置的調(diào)節(jié)，以通過(guò)布置在預(yù)定的相對(duì)位置中的相應(yīng)的螺紋(16,36)來(lái)將蓋子(34)旋擰到相應(yīng)的容器(C)上。
【專利說(shuō)明】用于將螺紋蓋施加到容器上的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用于將螺紋蓋施加到容器上的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]用于封閉容器(如瓶子等)的常用技術(shù)涉及在容器的頸部上形成外螺紋，并且將具有內(nèi)螺紋的蓋子施加到容器上。
[0003]通常用于將螺紋蓋施加到容器上的裝置包括旋轉(zhuǎn)木馬式結(jié)構(gòu)，其拾取待封閉的容器并使它們沿環(huán)形路徑前進(jìn)。該旋轉(zhuǎn)木馬式結(jié)構(gòu)攜帶多個(gè)封蓋頭，每個(gè)封蓋頭均配備有各自的蓋夾持件。驅(qū)動(dòng)蓋夾持件來(lái)進(jìn)行圍繞相應(yīng)的縱向軸線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和平移運(yùn)動(dòng)。蓋夾持件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和平移運(yùn)動(dòng)彼此同步，從而對(duì)蓋子施加旋擰運(yùn)動(dòng)。
[0004]在更傳統(tǒng)的解決方案中，當(dāng)達(dá)到預(yù)先設(shè)定的扭矩時(shí)，停止蓋子旋擰到容器上的運(yùn)動(dòng)。旋擰的頭部通過(guò)離合器(例如為磁性型的)或者由于電流限制型的電動(dòng)馬達(dá)而限制傳遞到蓋施加件上的最大扭矩。
[0005]這些解決方案并不完全令人滿意，因?yàn)楦鶕?jù)最大扭矩來(lái)旋擰蓋子會(huì)產(chǎn)生一定概率的封閉不良。
[0006]為了克服這些缺點(diǎn)，已經(jīng)提出了用于施加螺紋蓋的系統(tǒng)，其施加預(yù)設(shè)的角幅度的旋擰行程，所述行程起始于蓋子的螺紋和容器的螺紋之間的初始連接狀態(tài)。
[0007]EP-A1-1491490描述了一種配備有扭矩傳感器的旋擰頭，所述扭矩傳感器檢測(cè)在旋擰到容器上時(shí)施加到蓋子上的旋擰扭矩。所測(cè)得的扭矩在蓋子和容器的螺紋相互接觸的位置處急劇增大，以這種方式對(duì)蓋子的螺紋與容器的螺紋之間的初始連接位置進(jìn)行標(biāo)記。蓋子可相對(duì)于初始連接位置旋轉(zhuǎn)預(yù)定的角度。
[0008]US2011/0083405-A1描述了一種旋擰頭，其通過(guò)測(cè)量由驅(qū)動(dòng)所述旋擰頭的馬達(dá)所吸收的電流來(lái)檢測(cè)蓋子和容器之間的初始連接狀況。
[0009]在這些已知的解決方案中，在將蓋子施加到容器上之后檢測(cè)螺紋之間的初始連接狀況。旋擰頭的工作行程的一部分用于識(shí)別蓋子和容器之間的初始連接位置，而不是用于蓋子的實(shí)際旋擰。因此，在這些已知的解決方案中，減小的角行程可用于蓋子的實(shí)際旋擰。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是提供一種用于將螺紋蓋施加到容器上的裝置，其克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。
[0011 ] 根據(jù)本發(fā)明，這一目的通過(guò)具有如下特征的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0012]一種用于將螺紋蓋施加到容器上的裝置，包括:
[0013]-夾持機(jī)構(gòu)，其構(gòu)造用于保持相應(yīng)的容器，
[0014]-至少一個(gè)旋擰頭，其包括構(gòu)造用于保持相應(yīng)的蓋子的夾持件，
[0015]-至少一個(gè)電動(dòng)馬達(dá)，其與所述旋擰頭相關(guān)聯(lián)，并且構(gòu)造成控制所述夾持件的圍繞縱向軸線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其中，所述夾持件能進(jìn)行與所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)同步的沿所述縱向軸線的平移運(yùn)動(dòng)，以便在操作期間使所述夾持件沿旋擰路徑移動(dòng)，
[0016]所述裝置還包括:
[0017]-構(gòu)造用于檢測(cè)所述容器的螺紋和由所述夾持件所夾持的蓋子的螺紋的圖像的至少一個(gè)視覺(jué)系統(tǒng)，和
[0018]-電控制單元，其構(gòu)造用于處理所述螺紋的圖像，并確定所述容器的螺紋的起始點(diǎn)的角位置和所述蓋子的螺紋的起始點(diǎn)的角位置，并且用于控制所述蓋子的角位置的調(diào)節(jié)，以通過(guò)布置在預(yù)定的相對(duì)位置中的相應(yīng)的螺紋來(lái)將蓋子旋擰到相應(yīng)的容器上。
[0019]優(yōu)選地，所述裝置包括第一觀測(cè)機(jī)構(gòu)和第二觀測(cè)機(jī)構(gòu)，所述第一觀測(cè)機(jī)構(gòu)用于檢測(cè)所述容器的螺紋的圖像，所述第二觀測(cè)機(jī)構(gòu)用于檢測(cè)所述蓋子的螺紋的圖像。
[0020]優(yōu)選地，所述觀測(cè)機(jī)構(gòu)與布置用于照明所述觀測(cè)機(jī)構(gòu)的相應(yīng)觀測(cè)區(qū)域的相應(yīng)照明器相關(guān)聯(lián)。
[0021]優(yōu)選地，所述電控制單元構(gòu)造成能處理由所述觀測(cè)機(jī)構(gòu)所檢測(cè)到的圖像，以確定相對(duì)于一共同參照系的容器的螺紋的起始點(diǎn)的角位置和相應(yīng)的蓋子的螺紋的起始點(diǎn)的角位置。
[0022]優(yōu)選地，所述電控制單元還構(gòu)造成根據(jù)旋擰扭矩的信息來(lái)控制所述旋擰頭的所述電動(dòng)馬達(dá)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]現(xiàn)在將參照僅作為非限制性的例子來(lái)提供的附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，其中:
[0024]圖1為用于將螺紋蓋施加到容器上的裝置的示意性側(cè)視圖；且
[0025]圖2和圖3為圖1中的由箭頭II所示的部分的更詳細(xì)的示圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026]參照?qǐng)D1，標(biāo)號(hào)10表示用于將螺紋蓋施加到容器C (如瓶子或類似物)上的裝置。裝置10包括可繞豎直軸線A旋轉(zhuǎn)的中心柱體12。該中心柱體12攜帶有配備了多個(gè)用于夾持容器C的機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)架14。用于夾持容器C的機(jī)構(gòu)其本身為已知,且可以基于容器C的類型而為不同的類型。大致上，瓶子的夾持機(jī)構(gòu)必須確保沿徑向和軸向保持住瓶子，且還必須具有防止瓶子繞其豎直軸線旋轉(zhuǎn)的防轉(zhuǎn)部件。
[0027]在圖示的例子中，轉(zhuǎn)動(dòng)架14配備有外部導(dǎo)向器20和叉件22，其構(gòu)造來(lái)承接容器C的對(duì)應(yīng)頸部，并且轉(zhuǎn)動(dòng)架14配備有相應(yīng)的防轉(zhuǎn)部件。圖中所表示的系統(tǒng)僅是可能的夾持機(jī)構(gòu)的一個(gè)例子，并且本發(fā)明可應(yīng)用于任何其他的用于夾持容器C的系統(tǒng)。
[0028]如在圖2和圖3中所更詳細(xì)地示出的那樣，容器C設(shè)置有構(gòu)造來(lái)用于承接螺紋蓋的外螺紋16。在容器C的螺紋16的基部處形成沿徑向突出的邊緣18。
[0029]參照?qǐng)D1，裝置10包括多個(gè)旋擰頭24。各旋擰頭24位于容器C的相應(yīng)夾持機(jī)構(gòu)之上。每個(gè)旋擰頭24包括主軸26，該主軸26在其下端部攜帶著蓋夾持件28。各旋擰頭24具有各自的電動(dòng)馬達(dá)30，該電動(dòng)馬達(dá)30對(duì)主軸26施加圍繞各自的縱向軸線B的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。蓋夾持件28可進(jìn)行圍繞軸線B的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和在軸線B的方向上的平移運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和平移運(yùn)動(dòng)是彼此同步的，這樣，在操作期間由夾持件28所保持的蓋子會(huì)配有旋擰運(yùn)動(dòng)。可通過(guò)機(jī)械凸輪或電凸輪來(lái)獲得蓋夾持件28在軸線B的方向上的線性運(yùn)動(dòng)。旋擰頭24的結(jié)構(gòu)和操作本身是已知的，不需要更詳細(xì)的描述，因?yàn)樗鼈儾粚儆诒景l(fā)明的范圍。施加到蓋夾持件28上的最大扭矩由提供給馬達(dá)30的電流來(lái)限制。
[0030]參照?qǐng)D2和圖3，每個(gè)旋擰頭24的蓋夾持件28具有構(gòu)造來(lái)用于承接和保持相應(yīng)的蓋子34的截頭錐形的承座32。蓋子34具有相應(yīng)的內(nèi)螺紋36，其設(shè)計(jì)成可與相應(yīng)的容器C的外螺紋16接合。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的裝置10包括視覺(jué)系統(tǒng)38，其用于檢測(cè)容器C的螺紋16的角位置和蓋子34的螺紋36的角位置。更準(zhǔn)確地說(shuō)，視覺(jué)系統(tǒng)38用來(lái)檢測(cè)螺紋16和螺紋36的起始點(diǎn)的角位置。
[0032]視覺(jué)系統(tǒng)38可包括第一觀測(cè)機(jī)構(gòu)40 (圖2)和第二觀測(cè)機(jī)構(gòu)42 (圖3)，第一觀測(cè)機(jī)構(gòu)40用于檢測(cè)容器C的外螺紋16的起始點(diǎn)的角位置，而第二觀測(cè)機(jī)構(gòu)42用于檢測(cè)由夾持件28所夾持的蓋子34的內(nèi)螺紋36的起始點(diǎn)的角位置。每個(gè)觀測(cè)機(jī)構(gòu)40、42可以與布置用來(lái)照亮相應(yīng)的觀測(cè)區(qū)域的相應(yīng)的照明器44、46相關(guān)聯(lián)。
[0033]如圖2和圖3所示，觀測(cè)機(jī)構(gòu)40、42和相應(yīng)的照明器44和46可布置在轉(zhuǎn)動(dòng)架14之外?；蛘?，觀測(cè)機(jī)構(gòu)40、42可與蓋子34和容器C軸向?qū)R。
[0034]視覺(jué)系統(tǒng)38處于固定的位置中，并且檢測(cè)不時(shí)地經(jīng)過(guò)視覺(jué)系統(tǒng)38前方的容器C和蓋子34的螺紋16和36的圖像。由視覺(jué)系統(tǒng)38所記錄的圖像發(fā)送到在圖1中用標(biāo)號(hào)48示意性表示的電控制單元中。電控制單元48具有邏輯部件，其可分析觀測(cè)機(jī)構(gòu)40、42所檢測(cè)到的圖像，并確定容器C的外螺紋16的起始點(diǎn)和相應(yīng)的蓋子34的內(nèi)螺紋36的起始點(diǎn)相對(duì)于參照系的角位置。
[0035]電控制單元48構(gòu)造成可控制旋擰頭24的電動(dòng)馬達(dá)30，以根據(jù)所檢測(cè)到的螺紋16,36的角位置的信息來(lái)進(jìn)行蓋子34的角位置的調(diào)節(jié)。蓋子34的角位置的調(diào)節(jié)包括圍繞軸線B旋轉(zhuǎn)夾持件28。此調(diào)節(jié)可以在將蓋子34施加到相應(yīng)的容器C上之前進(jìn)行。
[0036]備選地，也可以在已將蓋子34放置到相應(yīng)的容器C的螺紋16上之后進(jìn)行蓋子的角位置的調(diào)節(jié)。在此情況下，對(duì)每個(gè)蓋子34施加了相當(dāng)于蓋子的旋擰角和蓋子的螺紋與容器的螺紋之間的位移角的總和的角行程。
[0037]調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)的目的是相對(duì)于容器C來(lái)布置蓋子34，以使蓋子34的螺紋36相對(duì)于相應(yīng)的容器C的螺紋16處于預(yù)先設(shè)定的角位置。
[0038]從蓋子34和容器C的螺紋36、16在預(yù)定的角位置中并置的位置開(kāi)始，馬達(dá)30以預(yù)定的幅度對(duì)相應(yīng)的夾持件28施加圍繞軸線B的角旋轉(zhuǎn)。以這種方式，蓋子34的旋擰行程基于幾何準(zhǔn)則來(lái)確定，而不是根據(jù)旋擰扭矩來(lái)確定。這允許獲得更高的旋擰精確度，且避免了由于過(guò)度或不足的閉合扭矩而導(dǎo)致的容器的閉合缺陷。
[0039]并行于基于預(yù)定的旋擰行程的馬達(dá)30的控制，電控制單元48還可以通過(guò)任何已知的扭矩檢測(cè)方法對(duì)施加到蓋子34上的旋擰扭矩進(jìn)行檢測(cè)。電控制單元48可以編程為改變相對(duì)于既定的設(shè)定值的旋擰行程，以針對(duì)所測(cè)量的閉合扭矩不足或過(guò)度的情況。
[0040]視覺(jué)系統(tǒng)38能夠識(shí)別不同尺寸、不同顏色和不同螺紋元件數(shù)(從I到η個(gè)元件)的蓋子的螺紋36。視覺(jué)系統(tǒng)38還能夠識(shí)別螺紋的中斷和零斜率的螺紋部分。視覺(jué)系統(tǒng)38還能夠檢測(cè)透明玻璃或塑料容器的螺紋。
[0041]當(dāng)然，只要不違背本發(fā)明的原理，結(jié)構(gòu)和實(shí)施例的細(xì)節(jié)可以相對(duì)于所描述和說(shuō)明的那些有很大的不同，只要不偏離本發(fā)明的由后面的權(quán)利要求所定義的范圍。
【權(quán)利要求】
1.用于將螺紋蓋施加到容器上的裝置，包括: -夾持機(jī)構(gòu)(20，22)，其構(gòu)造用于保持相應(yīng)的容器(C)， -至少一個(gè)旋擰頭(24)，其包括構(gòu)造用于保持相應(yīng)的蓋子(34)的夾持件(28)， -至少一個(gè)電動(dòng)馬達(dá)(30)，其與所述旋擰頭(24)相關(guān)聯(lián)，并且構(gòu)造成控制所述夾持件(28)的圍繞縱向軸線(B)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其中，所述夾持件(28)能進(jìn)行與所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)同步的沿所述縱向軸線(B)的平移運(yùn)動(dòng)，以便在操作期間使所述夾持件(28)沿旋擰路徑移動(dòng)， 其特征在于，所述裝置還包括: -構(gòu)造用于檢測(cè)所述容器(C)的螺紋(16)和由所述夾持件(28)所夾持的蓋子(34)的螺紋(36)的圖像的至少一個(gè)視覺(jué)系統(tǒng)(38)，和 -電控制單元(48)，其構(gòu)造用于處理所述螺紋(16，36)的圖像，并確定所述容器(C)的螺紋(16)的起始點(diǎn)的角位置和所述蓋子(34)的螺紋(36)的起始點(diǎn)的角位置，并且用于控制所述蓋子(34)的角位置的調(diào)節(jié)，以通過(guò)布置在預(yù)定的相對(duì)位置中的相應(yīng)的螺紋(16，36)來(lái)將蓋子(34)旋擰到相應(yīng)的容器(C)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括第一觀測(cè)機(jī)構(gòu)(40)和第二觀測(cè)機(jī)構(gòu)(42)，所述第一觀測(cè)機(jī)構(gòu)(40)用于檢測(cè)所述容器(C)的螺紋(16)的圖像，所述第二觀測(cè)機(jī)構(gòu)(42)用于檢測(cè)所述蓋子(34)的螺紋(36)的圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述觀測(cè)機(jī)構(gòu)(40，42)與布置用于照明所述觀測(cè)機(jī)構(gòu)(40，42)的相應(yīng)觀測(cè)區(qū)域的相應(yīng)照明器(44，46)相關(guān)聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述電控制單元(48)構(gòu)造成能處理由所述觀測(cè)機(jī)構(gòu)所檢測(cè)到的圖像，以確定相對(duì)于一共同參照系的容器(C)的螺紋(16)的起始點(diǎn)的角位置和相應(yīng)的蓋子(34)的螺紋(36)的起始點(diǎn)的角位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述電控制單元(48)還構(gòu)造成根據(jù)旋擰扭矩的信息來(lái)控制所述旋擰頭(24)的所述電動(dòng)馬達(dá)(30)。
【文檔編號(hào)】B67B3/20GK104340936SQ201410038698
【公開(kāi)日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年1月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月30日
【發(fā)明者】塞爾吉奧·西里奧 申請(qǐng)人:阿羅爾股份有限公司