(57)【要約】  金属体の圧延方向を配向するシステム及び方法が提供される。より具体的には、本発明は、高速製造システムにおいて金属体の圧延方向を所定の配向に整列させるために使用されるシステム及び方法に関するものである。圧延方向は、金属体上の研削マークを感知することによって判定される。金属体は、次に、圧延方向に対して働きかけるか又は横方向に作用するように適合されたツールによって成形されてよい。任意選択で、ツールは、金属体を、所定のサイズ及びタイプの容器を密封するように適合された容器エンド・クロージャへと成形してよい。
2019505389.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属エンド・シェルの圧延方向を好適な位置に整列させるためのシステムにおいて、
前記システムを通して前記金属エンド・シェルを移動させるための運送システムと、
前記金属エンド・シェルの前記圧延方向に関連づけられた、前記金属エンド・シェル上の研削マークの配向を感知するためのセンサと、
前記金属エンド・シェルの前記圧延方向が前記システムの基準軸に対して所定の角度の範囲内に入るように前記金属エンド・シェルを回転させるためのアクチュエータとを備えるシステム。
【請求項２】
前記金属エンド・シェルを所定の量だけ約６０ミリ秒未満で回転させるように前記アクチュエータに関連づけられたサーボ・ユニットをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記アクチュエータが、前記圧延方向が前記基準軸の約１２°の範囲内に入るように前記金属エンド・シェルを回転させるように動作可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記アクチュエータが、前記金属エンド・シェルの所定の部分と接触して前記金属エンド・シェルを回転させる、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記アクチュエータによって前記金属エンド・シェルが前記所定の量だけ回転された後に前記研削マークの第２の配向を感知するための第２のセンサをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記金属エンド・シェルを所定の量だけ回転させるための第２のアクチュエータをさらに備える、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記第２のアクチュエータが、前記圧延方向が前記基準軸の約３°の範囲内に入るように前記金属エンド・シェルを回転させるように動作可能である、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記第２の配向が前記基準軸に対して前記所定の角度の範囲内にない場合に前記システムから前記金属エンド・シェルを除去するためのエジェクタをさらに備える、請求項５に記載のシステム。
【請求項９】
前記センサから前記研削マークの前記配向に関連づけられた情報を受け取って、前記アクチュエータによって前記金属エンド・シェルを回転させて前記金属エンド・シェルの前記圧延方向を前記所定の角度の範囲内に配向するための軸回転量を判定する制御システムをさらに備える，請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
高速生産過程において金属圧延方向に基づいてエンド・シェルを配向する方法において、
配向されていないエンド・シェルを受け取る工程と、
前記エンド・シェルの前記金属圧延方向に関連づけられた、前記エンド・シェル上の研削マークの配向を判定する工程と、
前記研削マークの前記配向が所定の配向でなければ、前記エンド・シェルを適切に配向するのに必要な軸回転の量を決定する工程と、
前記金属圧延方向が所定位置に配向されるように、軸回転の前記決定された量だけ前記エンド・シェルを回転させる工程とを備える、方法。
【請求項１１】
前記エンド・シェルを回転させる工程が、アクチュエータによって前記エンド・シェルの所定の部分と係合する工程を含んでなる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記アクチュエータが、前記エンド・シェルを、前記決定された量だけ約６０ミリ秒未満で回転させるように動作可能である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記エンド・シェル上の前記研削マークの前記配向を感知するように動作可能なセンサをさらに備える、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
システムコントローラが、前記研削マークを前記所定の配向にするように前記エンド・シェルを回転させるのに必要な前記軸回転の量を決定する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記エンド・シェルが、次に変換プレスによって、容器のネックに対して相互接続するように適合した容器エンド・クロージャに変換される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記決定された量だけ前記エンド・シェルを回転させた後に、前記エンド・シェルの前記研削マークの第２の配向を判定する工程をさらに備える、請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
前記研削マークの前記第２の配向が前記所定の配向でなければ前記エンド・シェルを排出する工程をさらに備える、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
金属成形加工において金属ワーク・ピースの圧延方向を決定して整列させるように動作可能な配向システムにおいて、
金属ワーク・ピースの圧延研削マークを感知するための、第１のインデックス位置における第１のセンサであって、前記圧延研削マークが前記金属ワーク・ピースの前記圧延方向の第１の配向を判定するために使用される第１のセンサと、
前記ワーク・ピースを軸回転させて、前記圧延方向を前記配向システムの基準軸に対して実質的に整列させるように動作可能な第２のインデックス位置における第１のアクチュエータとを備える、配向システム。
【請求項１９】
前記金属成形加工が容器エンド・クロージャの製作過程であり、前記ワーク・ピースが金属エンド・シェルである、請求項１８に記載の配向システム。
【請求項２０】
前記第１のセンサからデータを受信して、前記第１のアクチュエータによって前記ワーク・ピースを回転させるための量及び回転方向を決定する制御システムをさらに備える、請求項１８に記載の配向システム。
【請求項２１】
前記第１のアクチュエータが、前記ワーク・ピースの前記圧延方向を約６０ミリ秒未満で前記基準軸の約３°以内に回転させることができる、請求項１８に記載の配向システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に容器エンド・クロージャの生産に関するものである。より具体的には、本発明は、エンド・シェルが変換プレスによってエンド・クロージャに変換される以前に、複数の金属エンド・シェルの圧延方向を高速で配向して位置合わせするための方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属容器は配給者及び消費者に多くの利益を提供する。容器の金属ボディは、製品に対する最善の保護特性をもたらす。たとえば、金属ボディは、個人医療、調合薬、飲料、食物製品、及び他のＵＶに敏感な調合物に被害を与えて成分の有効性ならびに製品の芳香、風味、外観、又は色に悪影響を及ぼし得るＣＯ２移入及びＵＶ放射を防止する。金属容器は、光、水蒸気、油脂、酸素、及び微生物に対する不浸透性の障壁も提供し、容器の内容物を、新鮮な、外部の影響から保護された状態に保ち、それによって長い貯蔵寿命を保証する。金属容器の面は、金属容器及びその内容物を他の製品や競争者から識別し、売り込み、かつ区別するための商標名、ロゴ、デザイン、生産物情報、及び／又は他の好適なしるしで飾るのにも理想的である。したがって、金属容器は、瓶詰め業者、配給者、及び小売業者に、販売場所において目立つ能力を提供する。
【０００３】
さらに、多くの消費者が、ガラス又はプラスチックで作製された容器と比較して金属容器を好む。金属容器は、便宜を提供するので、消費者にとって特に魅力的である。金属容器は軽量であるのでガラス容器よりも搬送するのが容易である。金属容器はガラス容器よりも丈夫であるため、公共の場所や戸外で用いるのに特に適切である。さらに、何人かの消費者は、プラスチックは消耗品の中へ化学製品を浸出させるかもしれないという懸念のためにプラスチック容器を避ける。
【０００４】
これら及び他の利益の結果として、金属容器は、２０１４年には世界で約５３０億ドル販売された。金属容器市場の大きな割合は飲料容器によって営まれている。あるレポートによれば、２０１２年において、世界で約２９００億個の金属の飲料容器が出荷された。ある米国の業界団体が、２０１４年において、米国だけで１２６０億個の金属容器が出荷されたと報告した。
【０００５】
金属容器には様々な形状及びサイズがある。一般的には、金属容器の少なくとも１つの端はエンド・クロージャによって密封されている。エンド・クロージャは、容器ボディとは別の過程でエンド・シェルから形成される。エンド・クロージャは、容器が飲料又は他の製品で充填された後、容器のネックに対して相互接続又は「２重巻締め」されている。エンド・クロージャの生産は、総体として変換加工と称される幾つかの加工工程を必要とする。既知の変換加工の例は、非特許文献１及び特許文献１において全体的に図示されかつ説明されており、それぞれの全体を本願明細書に援用する。
【０００６】
この需要を満たすために、金属容器製造設備は、最速ではないにせよ、容器産業における最速であるうちのいくつかの生産ラインを運転する。金属容器のエンド・クロージャを製造するのに必要な高速のために、他の産業において機能し得る技術もしくは加工、又は他の材料から形成されたエンド・クロージャに対して機能する技術もしくは加工は、金属エンド・クロージャの生産ラインに必要な高速では必ずしも機能しない。それゆえに、エンド・クロージャを形成するために遂行される作業の多くに、特定の機器が必要とされる。製造設備は、金属エンド・クロージャを形成するために使用される高速生産ラインにおけるダウン・タイムを避けるために、丈夫で手入れするのが容易であることも必要とされる。
【０００７】
次に図１を参照して、巻かれたアルミニウムを完成したエンド・クロージャ１４に変換するための従来技術の変換加工２が全体的に示されている。加工は、一般に、原料金属のコイル３とともに開始する。当業者なら理解するように、原料金属は金属シートが製造されるときに形成された粒子を含む。粒子は、金属シートを製造するのに使用される熱間圧延加工及び冷間圧延加工の間に成長する結晶方位を有する。金属材料が同一方向に繰り返し圧延されるとき、金属は溝を付けられ、結晶方位を有する粒体を形成する。結晶方位は可視光では検知され得ず、粒体の結晶方位を判定するには、通常はＸ線が必要とされる。しかしながら、結晶方位は、一般に圧延方向に関連するものである。金属シートを製造するために使用される冷間圧延は、しばしば最後の圧延で、金属シートに対して圧延研削マーク４を転写もする。一般に、研削マーク４は可視光によって（Ｘ線なしで）検知され得、金属において、方向５及び真っすぐな外観の、全体的に平行なマーキングを有する。また、研削マークは、圧延方向に対して全体的に平行であり、したがって圧延方向を決定するために使用され得る。研削マーク４は人間に見えるが、金属から形成された容器及びエンド・クロージャの性能に対する実際の影響は光顕レベルで生じるものである。金属シートはより強く、圧延方向に対して垂直に（又は粒体の結晶方位に対して垂直に）配向されたとき、撓みに対する抵抗性及び歪み変形に対する抵抗性における強度のうち１つ又は複数などのより優れた冶金の特性を有する。同様に、金属シートは、圧延方向に対して平行に（又は粒体の結晶方位に対して平行に）配向されたとき、好ましくない冶金の特性を有する。
【０００８】
金属コイル３は、受け取られた後に、原料金属を巻き戻すアンコイラ６に載せられる。原料金属は、次いでシェル・プレス７によって受け取られる。シェル・プレスは、金属材料からブランクを打ち抜いてブランクをエンド・シェル８へと形成するための高精度の工作機械類を含む。ブランクは全体的に円形でよい。エンド・シェル８の圧延方向５は、エンド・シェル８がシェル・プレス７を出て変換加工２の後続のステーション９〜１３を通って運送されるときランダムに配向される。
【０００９】
カーラ９は、エンド・シェルを受け取って、エンド・シェル８の周囲縁のまわりにリップを形成する。ライナ１０は、エンド・シェルに対してシール剤を塗布する。シール剤は、任意選択でライナ・オーブン１１によって硬化されてよい。次いで、エンド・シェルはバランサ１２に蓄積されてよい。バランサが、エンド・シェルの、変換プレス１３による加工に利用可能な中断されない流れを保証する。
【００１０】
バランサ１２は変換プレス１３にエンド・シェルを供給する。現在の変換加工２ではエンド・シェルを配向する信頼できる方法がないため、変換プレス１３に入るエンド・シェル８の圧延方向５の配向はランダムである。
【００１１】
変換プレス１３はエンド・シェルをエンド・クロージャ１４に変換する。従来技術の変換プレスの例は、特許文献２及び特許文献３に提供されており、それぞれの全体を本願明細書に援用する。エンド・クロージャ１４は、あらゆる種類又はサイズの金属容器を密封するように適合され得る。変換プレス１３は、形成されるエンド・クロージャ１４のタイプに依拠して、エンド・シェル８の金属を圧印加工し、切断し、切込みを付け、曲げ、かつ成形することができる。たとえば、飲料容器のためにエンド・クロージャ１４が製造されるとき、変換プレス１３は、エンド・シェルの閉じた端壁上に概して中心があるリベットを上げる複数の順送りダイ・セットを使用する。注入開口を形成するために開くことができるティア・パネル１６を画定するために、切断可能なスコア１５が形成される。最後に、変換プレス１３はリベットに対してプル・タブ１７を接続する。エンド・クロージャ１４に対して絵付けなどの他の作業１８が遂行されてよい。次いで、エンド・クロージャ１４は袋に入れられ、パレットで運ばれて、充填された容器ボディを密閉することが必要になるまで保管される。
【００１２】
金属エンド・クロージャ１４の設計及び製作における重要な検討事項には、輸送や取扱いの衝撃又は力、及び飲料容器の落下や輸送の不運な事故から生じる衝撃にもかかわらず、（比較的薄い金属を用意するなど）材料の必要量の最小化と、完全性及び／又は形状を維持するエンド・クロージャ１４の達成の間の望ましいバランスをもたらすことが含まれる。その上、エンド・クロージャ１４によって密封された金属容器の内容物に、炭酸もしくは他のガス加圧された内容物及び／又は場合によっては低温殺菌温度を含む高い内部温度から生じる圧力がかかるときにも、完全性及び／又は形状を維持する金属エンド・クロージャ１４を提供することが重要である。
【００１３】
残念ながら、図１に示されるように、従来技術の変換加工２では、エンド・クロージャ１４の圧延方向５の配向は、スコア１５及び変換加工中に形成された他の機構に対してランダムである。エンド・シェル８が変換プレス１３に入るとき、圧延方向の配向が未知であるため、金属は、予想される強度的に最悪の配向になっていると想定する必要がある。換言すれば、変換プレス１３は、変換プレス１３の工作機械類に対してエンド・シェル８の粒体の結晶方位が予想される最弱の配向になっていると想定して設計されなければならない。変換プレス１３によって遂行されるあらゆる圧印加工、切断、エンボス加工、切込み、曲げ、成形、又は他の作業が、金属の圧延方向５に対して良くない状態に陥る、すなわち好ましくない形で配向される可能性がある。それゆえに、変換プレス１３の工作機械類は、エンド・クロージャ１４に変換されるとき予想される最悪の配向になっているエンド・シェル８の弱化（又は破損）を防止するように設計されなければならない。したがって、エンジニアリング及び設計パラメータが、予想される最悪の金属粒子配向に基づくので、変換プレス１３の工作機械類の設計は最適化され得ない。同様に、エンド・クロージャ１４上に好適な圧延方向の配向で形成されたときには破損に対してより強いか又は耐性が向上するスコアなどの特定の機構は、圧延方向５のランダム配向によるエンド・クロージャの破損リスクのために形成され得ない。あるいは、エンド・シェル８が金属粒体に対して予想される最悪の配向になっていると想定されることにより、より厚い材料を使用する必要があり、金属エンド・クロージャ１４に関連する材料コストが本質的に増加する。
【００１４】
それゆえに、現在の容器エンド・クロージャの製作過程の効率低下又はコスト増加なしで、容器エンド・クロージャ生産ラインにおける変換プレスによってエンド・シェルがエンド・クロージャに変換される前に、複数の金属エンド・シェルの圧延方向の配向を高速で調整して位置合わせするためのシステム及び方法の必要性は満たされていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国特許第６，５３３，５１８号
【特許文献２】米国特許第９，３２１，０９７号
【特許文献３】米国特許第９，３９３，６１０号
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｂａｌｌ．ｃｏｍ／Ｂａｌｌ／ｍｅｄｉａ／Ｂａｌｌ／Ｇｌｏｂａｌ／Ｄｏｗｎｌｏａｄｓ／Ｈｏｗ＿Ｂａｌｌ＿Ｍａｋｅｓ＿Ｂｅｖｅｒａｇｅ＿Ｅｎｄｓ．ｐｄｆ（最新閲覧日２０１６年１１月１１日）で入手可能な「飲料用エンドをボールで作製する方法（Ｈｏｗ  Ｂａｌｌ  Ｍａｋｅｓ  Ｂｅｖｅｒａｇｅ  Ｅｎｄｓ）」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、エンド・シェルの金属圧延方向を、コスト効率が良く、高速かつ信頼できるやり方で基準軸に対して整列させるための方法及び装置を提供するものである。エンド・シェルの圧延方向が調整された後に、変換プレスによってエンド・シェルがエンド・クロージャに変換され得る。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の１態様は、高速の生産過程において金属エンド・シェルの圧延方向を迅速に検知して効率的に整列させることができる配向装置を提供するものである。本発明の一実施形態では、配向装置は、金属圧延方向を識別してエンド・シェルを回転させるように動作可能である。任意選択で、配向装置は、エンド・シェルの１部分との機械的接触、又はエンド・シェルを保持する支持体の回転によってエンド・シェルを回転させる。一実施形態では、配向装置は、エンド・シェルを回転させるためにエンド・シェルの外表面部分と接触する。
【００１９】
一実施形態では、配向装置は、エンド・シェル上に存在する圧延研削マークを感知するために光学タイプ又は他のタイプのセンサを含む。別の実施形態では、配向装置は、少なくとも７５０サイクル／分のサイクル速度で複数のエンド・シェルを整列させるように動作可能である。本発明の別の実施形態では、配向装置は約８００サイクル／分まで動作することができる。
【００２０】
本発明の別の態様は、金属ワーク・ピースに対してさらなる金属成形作業が遂行される前に金属ワーク・ピースの圧延方向を整列させるための配向システムである。このように、金属成形作業を遂行するために使用される工作機械類が最適化され得、さらなる金属成形作業によって金属ワーク・ピースからもたらされる製品の歪み変形に対する強度及び抵抗性が向上する。一実施形態では、さらなる金属成形作業を遂行する前に金属ワーク・ピースの圧延方向を整列させることにより、金属ワーク・ピースが、より薄い金属原料材料から形成され得る。別の実施形態では、金属ワーク・ピースは金属エンド・シェルを備える。さらに別の実施形態では、さらなる金属成形作業は、金属ワーク・ピースを金属エンド・クロージャに成形する変換プレスによって遂行される。
【００２１】
本発明の別の態様によれば、金属エンド・シェルの圧延方向を感知して、後に好適な位置へ整列させるためのシステムが開示される。このシステムは、複数の金属エンド・シェルを同時に整列させるように動作可能である。このシステムは、一般に、それだけではないが、（１）金属エンド・シェルを受け取って、金属エンド・シェルを運送システムに配置するように動作可能なバランサと、（２）システムを通して金属エンド・シェルを移動させ、金属エンド・シェルの回転を選択的に防止するように動作可能な運送システムと、（３）金属エンド・シェルを受け取って、金属エンド・シェルの圧延方向がシステムの基準軸に対して所定の角度の範囲内に入るように、金属エンド・シェルを回転させるように動作可能な配向システムと、（４）金属エンド・シェルを、所定のサイズ及び形状の容器を密封するように適合された金属エンド・クロージャへと成形するように動作可能な変換プレスとを備える。一実施形態では、金属エンド・シェルは、一般に、開放端と、閉じた端壁部と、その間に延在する側壁部とを備える。任意選択で、開放端に近接した側壁部にカールが形成されてよい。
【００２２】
一実施形態では、配向システムは、サーボ・ユニットに対して相互接続されたセンサ及びアクチュエータを備える。運送システムは、金属エンド・シェルを、配向システムの第１のインデックス位置へ移動させる。第１のインデックス位置における第１のセンサ群のセンサが、金属エンド・シェルの各々の圧延研削マークの配向を判定する。圧延研削マークは、圧延方向に対して全体的に平行であり、それぞれの金属エンド・シェルの圧延方向の配向を判定するために使用される。所定のドウェル時間の後、運送システムは金属エンド・シェルを第２のインデックス位置へ移動させる。第２のインデックス位置において、サーボ・ユニットによって起動されたアクチュエータが、金属エンド・シェルを軸回転させて、圧延研削マーク及び圧延方向を基準軸に対して整列させる。一実施形態では、第２のインデックス位置のアクチュエータは、金属エンド・シェルの圧延方向を、基準軸の約±１２°の範囲内に、より好適には約±１０°の範囲内に整列させるように回転することができる。別の実施形態では、光がセンサに関連づけられる。一実施形態では、それぞれのセンサが光に関連づけられ得る。
【００２３】
任意選択で、運送システムは、金属エンド・シェルを、第２のセンサ群のセンサに関連づけられた第３のインデックス位置へ移動させてよい。第２のセンサは、金属エンド・シェルの各々の圧延研削マークの第２の配向を判定してよい。任意選択で、光は第２のセンサに関連づけられてよい。次いで、運送システムは、金属エンド・シェルを第４のインデックス位置へ移動させてよい。任意選択で、金属エンド・シェルを基準軸に対してさらに整列させるために、第２のアクチュエータ群が、金属エンド・シェルを軸回転させるように、第４のインデックス位置に近接して配置されてよい。一実施形態では、第２のアクチュエータ群のアクチュエータは、金属エンド・シェルの圧延方向を、基準軸の約±３°の範囲内に、より好適には約±１°の範囲内に整列させるように回転することができる。別の実施形態では、第１及び第２のアクチュエータ群のアクチュエータは、運送システムのドウェル期間中に、金属エンド・シェルを約４５°まで回転させることができる。一実施形態では、ドウェル期間は約６０ｍｓ未満である。
【００２４】
配向システムは、最終インデックス位置に関連づけられた第３のセンサ群のセンサをさらに含み得る。第３のセンサは、金属エンド・シェルの各々の圧延研削マークの最終的な配向を判定してよい。光は第３のセンサに関連づけられてよい。次いで、最終的な圧延方向の配向が所定の角度の範囲内にない金属エンド・シェルは、変換プレスに到着する前にシステムから除去されてよい。
【００２５】
一実施形態では、システムはエジェクタを含む。エジェクタは、圧延方向の配向が基準軸に対して所定の角度の範囲内にない金属エンド・シェルを運送システムから除去する。一実施形態では、エジェクタは、運送システムから金属エンド・シェルを除去するために空気など圧縮ガスの突風を使用する。別の実施形態では、エジェクタは、適切に整列していない金属エンド・シェルに接触して機械的力を印加する。この力が、運送システムからこの金属エンド・シェルを除去する。
【００２６】
一実施形態では、第１のセンサ群、第２のセンサ群、及び第３のセンサ群のセンサはカメラを備える。カメラは、金属エンド・シェルを撮像し、金属エンド・シェルの各々の圧延研削マークを見つけて配向を判定するように動作可能である。別の言い方をすれば、カメラは、金属エンド・シェルのロール・マークを識別するのに十分な分解能で金属エンド・シェルの画像を捕えるように動作可能である。次いで、カメラは、制御システムに対して、金属エンド・シェルの各々の圧延研削マークの配向に関するデータを供給してよい。あるいは、カメラは、制御システムに対してそれぞれの金属エンド・シェルの画像を供給してよい。次いで、制御システムは、画像を解析して、金属エンド・シェルの各々の圧延研削マークの配向を判定してよい。次いで、制御システムは、基準軸に対してそれぞれの金属エンド・シェルの圧延方向を整列させるのに必要な軸回転の量を決定してよい。制御システムは、それぞれの金属エンド・シェルに関する軸回転の量を決定した後、アクチュエータに指令を送って、圧延方向が基準軸に対して実質的に整列するようにエンド・シェルを回転させる。
【００２７】
一実施形態では、制御システムは、センサから受け取ったそれぞれの画像を、たとえばデータベースの既知の照合画像（又は他のデータ）と比較することにより、圧延研削マーク（回転する条痕を含む）を識別する。既知の照合画像は、基準軸に対して整列される圧延研削マークを含み得る。この例を継続すると、制御システムは、金属エンド・シェルの回転する条痕を識別して既知の照合画像の回転する条痕と比較することにより、回転する条痕が所望の配向であるかどうかを判定することができる。
【００２８】
一実施形態では、アクチュエータは、金属エンド・シェルの所定の部分と接触して軸回転させ、金属エンド・シェルの圧延方向を所定の角度へ回転させる。アクチュエータは、時計回り又は反時計回りに回転してよい。一実施形態では、アクチュエータは、金属エンド・シェルの閉じた端壁の少なくとも１部分と接触する。別の実施形態では、アクチュエータは、金属エンド・シェルの側壁部あるいは金属エンド・シェルの閉じた端壁部と接触する。別の実施形態では、アクチュエータは、金属エンド・シェルが配置されている支持要素を回転させるように動作可能である。
【００２９】
さらに別の実施形態では、システムは、圧延研削マークの配向を識別して、後に、１〜８個の金属エンド・シェルを実質的に同時に配向するように動作可能である。より好適な実施形態では、システムは４つの金属エンド・シェルを実質的に同時に配向するように動作可能である。
【００３０】
一実施形態では、基準軸に対する圧延方向の所定の角度は約０°〜約７°である。より好適な実施形態では、所定の角度は約５°未満である。さらにより好適な実施形態では、所定の角度は約２°未満である。
【００３１】
一実施形態では、金属エンド・シェルは、配向システムによって回転された後に、周辺のカール及び中央のパネルを備える金属エンド・クロージャへと成形される。別の実施形態では、金属エンド・シェルは飲料容器用の金属エンド・クロージャへと成形される。それゆえに、金属エンド・クロージャは、一般に、周辺のカールと、周辺のカールから下方へ延在するチャック壁と、チャック壁の下端に対して相互接続された皿穴と、皿穴に対して相互接続された中央のパネルと、中央のパネルにおけるティア・パネルと、中央のパネルの外表面に対して動作可能に相互接続されたプル・タブとを含む。
【００３２】
別の実施形態では、配向システムは、システムに関連したエンド・クロージャ生産過程において除去可能に組み込まれる。それゆえに、配向システムは、変換プレスの上流に除去可能に配置されてよい。
【００３３】
一実施形態では、運送システムは、それぞれの金属エンド・シェルの意図せぬ移動又は不注意による移動を防止するように適合されたシステムを含む。一実施形態では、システムは、金属エンド・シェルに圧力を印加して金属エンド・シェルを所定の配向に保持するクランプを備える。別の実施形態では、システムは、金属エンド・シェルの所定の部分に対して吸引力を印加する真空クランプを備える。
【００３４】
任意選択で、システムは制御システムをさらに含み得る。制御システムは、配向システムのセンサから、金属エンド・シェルの圧延研削マークに関する情報を受け取る。次いで、制御システムは、圧延研削マーク情報を使用して、金属エンド・シェルの圧延方向が基準軸と比較して所定の角度の範囲内にあるかどうか判定する。圧延方向が所定の角度の範囲内になければ、制御システムは、圧延方向を所定の角度の範囲内に移動させるのに必要な軸回転量を決定する。次いで、制御システムは、アクチュエータに関連したサーボ・ユニットに信号を送って金属エンド・シェルを回転させる。制御システムは、エジェクタ及び変換プレスにも相互接続されてよい。制御システムは、エジェクタに信号を送って、不適切に整列した金属エンド・シェルを運送システムから除去してよい。
【００３５】
本発明の別の態様は、金属成形加工の中に、迅速かつ効率的に、除去可能に組み込むことができる、金属ワーク・ピースの圧延方向を決定して整列させるように動作可能な配向システムを提供するものである。この配向システムは、一般に、それだけではないが、（１）金属ワーク・ピースの圧延方向の初期配向を判定するために使用される圧延研削マークを感知するように動作可能な、第１のインデックス位置における第１のセンサと、（２）ワーク・ピースを軸回転させて、圧延方向を基準軸に対して実質的に整列させるように動作可能な、第２のインデックス位置における第１のアクチュエータとを含む。一実施形態では、配向システムは約８００サイクル／分まで動作可能である。一実施形態では、金属成形加工は容器エンド・クロージャの製作過程であり、ワーク・ピースは金属エンド・シェルである。別の実施形態では、配向システムは、１〜８個の金属ワーク・ピースの圧延方向を実質的に同時に整列させることができる。
【００３６】
一実施形態では、第１のアクチュエータは、時計回りと反時計回りのうち少なくとも１つで軸回転することができる。別の実施形態では、第１のアクチュエータは、ワーク・ピースの所定の部分に接触して摩擦力を印加するように適合されている。別の実施形態では、第１のアクチュエータはサーボ・ユニットに対して相互接続されている。サーボ・ユニットに対して相互接続されているシステムコントローラは、圧延方向を基準軸に対して実質的に整列させるのに必要な軸回転量を決定する。一実施形態では、第１のアクチュエータは、エンド・シェルの圧延方向を、基準軸の約±１２°の範囲内に、より好適には約±１０°の範囲内に整列させることができる。別の実施形態では、第１のアクチュエータは、ワーク・ピースの圧延方向が基準軸の約３°以内になるようにワーク・ピースを回転させることができる。任意選択で、第１のアクチュエータは、圧延方向が基準軸に対して実質的に整列するように、約６０ミリ秒未満でワーク・ピースを回転させることができる。別の実施形態では、第１のアクチュエータは、約６０ミリ秒未満でワーク・ピースを少なくとも約４５°回転させることができる。
【００３７】
任意選択で、配向システムは、第３のインデックス位置における第２のセンサを含み得る。第２のセンサは、金属ワーク・ピースの圧延方向の第２の配向を判定するために使用される圧延研削マークを感知するように動作可能である。
【００３８】
一実施形態では、配向システムはエジェクタを含む。エジェクタは、第２のセンサによってワーク・ピースの圧延方向の第２の配向が基準軸に対して所定の角度の範囲内にないと判定された場合には、そのワーク・ピースを金属成形加工からそらすように動作可能である。一実施形態では、エジェクタは、ワーク・ピースと接触することなくワーク・ピースをそらすように動作可能である。たとえば、エジェクタは、ワーク・ピースと接触することなくワーク・ピースをそらすために空気の吸引力又は爆風を使用することができる。それに加えて、又はその代わりに、エジェクタは、ワーク・ピースと接触することなくワーク・ピースを引き寄せるか又ははね返すための磁石を含み得る。別の実施形態では、エジェクタは、ワーク・ピースに接触して機械力を印加して、金属成形加工からワーク・ピースをそらすように動作可能である。
【００３９】
別の実施形態では、配向システムは、第４のインデックス位置における第２のアクチュエータを含み得る。第２のアクチュエータは、第２のセンサによってワーク・ピースの圧延方向の第２の配向が基準軸に対して所定の角度の範囲内にないと指示された場合には、そのワーク・ピースを軸回転させるように動作可能である。一実施形態では、第２のアクチュエータは、エンド・シェルの圧延方向を、基準軸の約±３°の範囲内に、より好適には約±１°の範囲内に整列させることができる。任意選択で、第２のアクチュエータは第１のアクチュエータと同一の（又は類似の）性能特性及び能力を有する。
【００４０】
任意選択で、配向システムは制御システムを含み得る。制御システムは、センサと、第１及び第２のアクチュエータに関連したサーボ・ユニットと、エジェクタとに対して相互接続されている。センサが捕えたワーク・ピースの圧延研削マークによって、圧延方向が基準軸に対して所定の角度の範囲内にないと指示されたとき、制御システムはサーボ・ユニットのうち１つに対して信号を送ることができる。この信号は、圧延方向を所定の角度に整列させるのに必要な回転の量及び方向を含み得る。任意選択で、制御ユニットは、エジェクタに信号を送って、不適切に整列したワーク・ピースを金属成形加工から除去してよい。制御システムは、下流機器にも相互接続されてよい。たとえば、一実施形態では、制御システムと変換プレスが相互接続されて情報をやり取りしてよい。
【００４１】
本発明のさらに別の態様は、高速生産過程において、金属圧延方向に基づいてエンド・シェルを配向する斬新な方法である。この方法は、一般に、それだけではないが、（１）配向システムによって、配向されていない複数のエンド・シェルを受け取る工程と、（２）エンド・シェルの各々の金属圧延方向の配向を判定する工程と、（３）エンド・シェルの圧延方向の配向が所定の配向でなければ、エンド・シェルを適切に配向するのに必要な軸回転の量を決定する工程と、（４）金属圧延方向が所定位置に配向されるように、軸回転の決定された量だけエンド・シェルを回転させる工程とを含む。一実施形態では、エンド・シェルは、次に変換プレスによって受け取られてエンド・クロージャへと成形され、容器のネックに対して相互接続するように適合される。別の実施形態では、エンド・クロージャは、周辺のカールと、そこから下方へ延在するチャック壁と、チャック壁に対して相互接続された皿穴と、皿穴に対して相互接続された中央のパネルと、中央のパネルに対して動作可能に相互接続されたタブとのうち１つ又は複数を含む。
【００４２】
一実施形態では、配向システムは、サーボ・ユニットに対して相互接続されたセンサ及びアクチュエータを含む。センサは、それぞれのエンド・シェルの圧延方向を判定するためにエンド・シェルの圧延研削マークを感知することができる。一実施形態では、センサは、それぞれのエンド・シェルを撮像するためのカメラを備える。カメラによって得られた画像は、それぞれのエンド・シェル上に存在する研削マークを識別するのに十分な分解能及び明瞭さを有し、研削マークはエンド・シェルの各々を形成する金属板の圧延方向を指示する。
【００４３】
サーボ・ユニットは、アクチュエータを起動して、所定の配向でないエンド・シェルを回転させる。より具体的には、アクチュエータは軸回転して、圧延方向を所定の配向と実質的に整列させる。アクチュエータは、時計回り又は反時計回りに回転してよい。一実施形態では、アクチュエータは、エンド・シェルの閉じた端壁の少なくとも１部分と接触する。別の実施形態では、アクチュエータは、エンド・シェルの側壁部あるいはエンド・シェルの閉じた端壁部と接触する。さらに別の実施形態では、アクチュエータは、不適切に配向されたエンド・シェルを、エンド・シェルと接触することなく回転させるように動作可能である。たとえば、アクチュエータは、エンド・シェルに関連した支持要素を回転させてよい。一実施形態では、アクチュエータは、不適切に配向されたエンド・シェルを、決定された量だけ約６０ミリ秒未満で回転させる。別の実施形態では、アクチュエータは、不適切に配向されたエンド・シェルを、約４５°まで約６０ミリ秒未満で回転させ得る。
【００４４】
任意選択で、この方法は、不適切に配向されたエンド・シェルを過程から除去する工程をさらに備えてよい。それゆえに、この方法は、不適切に配向されたエンド・シェルを決定された量だけ回転させる工程の後に、エンド・シェルの研削マークの第２の配向を判定する工程を含み得る。一実施形態では、エジェクタは、不適切に配向されたエンド・シェルに接触力を印加してそれらを過程から除去する。任意選択で、不適切に配向されたエンド・シェルは、接触なしで除去され得る。したがって、別の実施形態では、エジェクタは、空気の突風又は吸引力を使用して、不適切に配向されたエンド・シェルを過程から除去する。
【００４５】
本発明のさらに別の態様は、金属エンド・シェルの圧延方向を好適な位置に整列させるためのシステムである。このシステムは、それだけではないが、（１）システムを通して金属エンド・シェルを移動させるための運送システムと、（２）金属エンド・シェル上の研削マークの配向を感知するためのセンサであって、研削マークは金属エンド・シェルが形成される金属シートの圧延方向に関連しているセンサと、（３）金属エンド・シェルの圧延方向がシステムの基準軸に対して所定の角度の範囲内に入るように、金属エンド・シェルを回転させるためのアクチュエータとを含む。任意選択で、このシステムは、金属エンド・シェルを所定の量だけ約６０ミリ秒未満で回転させるために、アクチュエータに関連したサーボ・ユニットをさらに備え得る。
【００４６】
一実施形態では、このシステムは、アクチュエータが金属エンド・シェルを所定の量だけ回転させた後に研削マークの第２の配向を感知するための第２のセンサを含む。加えて、このシステムは、任意選択で、金属エンド・シェルを所定の量だけ回転させるための第２のアクチュエータを含み得る。別の実施形態では、このシステムは、第２の配向が基準軸に対して所定の角度の範囲内になければシステムから金属エンド・シェルを除去するためのエジェクタを含む。
【００４７】
一実施形態では、アクチュエータは、圧延方向が基準軸の約１２°の範囲内に入るように、金属エンド・シェルを回転させるように動作可能である。別の実施形態では、第２のアクチュエータは、圧延方向が基準軸の約３°の範囲内に入るように、金属エンド・シェルを回転させるように動作可能である。一実施形態では、第１及び第２のアクチュエータが金属エンド・シェルの所定の部分と接触して金属エンド・シェルを回転させる。別の実施形態では、第１及び第２のアクチュエータは、不適切に配向された金属エンド・シェルを所定の量だけ約６０ミリ秒未満で回転させる。別の実施形態では、第１及び第２のアクチュエータは、不適切に配向された金属エンド・シェルを約４５°まで約６０ミリ秒未満で回転させ得る。
【００４８】
任意選択で、このシステムは制御システムを含み得る。制御システムは、センサから研削マークの配向に関する情報を受け取る。制御システムは、センサ情報を使用して、金属エンド・シェルの圧延方向を所定の角度の範囲内に配向するためにアクチュエータが金属エンド・シェルを軸回転させる量を決定する。
【００４９】
前述の実施形態、目的、及び構成は、全部でも網羅的でもない。理解されるように、上記で説明された特徴又は以下で詳細に説明される特徴のうち１つ又は複数を、単独で、又は組み合わせて使用すれば、本発明の他の実施形態が可能である。
【００５０】
当業者には理解されるように、本発明の方法及び装置は、アルミニウム、スズ、鋼、及びその組合せを含むあらゆる金属の圧延方向を決定して配向するために使用され得る。さらに、本発明の方法及び装置は、あらゆる金属製作過程において、下流の装置の操業度を損なうことなく、あらゆる金属ワーク・ピースの圧延方向を製作過程の下流の装置の工作機械類に整列させるために使用され得る。
【００５１】
本明細書で使用される「エンド・シェル」は、エンド・シェルの変換プレスへの進入に先立つ金属ワーク・ピースを表す。変換プレスに入った後、エンド・シェルは変換プレスによって「エンド・クロージャ」に変換される。
【００５２】
本明細書における「エンド・シェル」、「エンド・クロージャ」、又は「容器エンド・クロージャ」の参照は、必ずしも本発明をエンド・シェル又はエンド・クロージャの特定のサイズ、形状、又はタイプに限定するものと解釈されるべきでない。本発明は、あらゆるタイプのツーピース又はスリーピースの容器を含む飲料容器、スプレー缶、及び食品容器用のエンド・クロージャに変換されることになるエンド・シェルを含む、あらゆる種類、サイズ、又はタイプのエンド・シェルの圧延方向を配向するために使用され得ることが当業者には理解されよう。同様に、本発明の方法及び装置は、あらゆるタイプの金属のエンド・シェルの圧延方向を配向するために使用され得る。さらに、本発明は、飲料容器エンド・クロージャの製作過程におけるエンド・シェルの配向に限定されない。それゆえに、本発明は、製作過程において、あらゆるタイプの金属ワーク・ピースの圧延方向を配向するために使用され得る。
【００５３】
当業者なら、エンド・シェルから形成されたエンド・クロージャは、それだけではないが、周辺のカールと、周辺のカールから下方へ延在するチャック壁と、チャック壁の下端に対して相互接続された皿穴と、皿穴に対して相互接続された中央のパネルと、中央のパネルにおけるティア・パネルと、中央のパネルの外表面に対して動作可能に相互接続されたタブとのうち１つ又は複数を備え得ることを理解するであろう。本発明の一実施形態では、エンド・クロージャは周辺のカール及び中央のパネルを備える。別の実施形態では、エンド・クロージャは中央のパネルの外表面部分に対して相互接続されたタブを含む。
【００５４】
「少なくとも１つの」、「１つ又は複数の」、及び「及び／又は」という慣用句は、本明細書で使用されたとき、動作において接続語と離接語のどちらにもなるオープンエンドの表現である。たとえば「Ａ、Ｂ及びＣのうち少なくとも１つ」、「Ａ、Ｂ、又はＣのうち少なくとも１つ」、「Ａ、Ｂ、及びＣのうち１つ又は複数」、「Ａ、Ｂ、又はＣのうち１つ又は複数」、ならびに「Ａ、Ｂ、及び／又はＣ」という表現の各々は、Ａが単独で、Ｂが単独で、Ｃが単独で、ＡとＢが一緒に、ＡとＣが一緒に、ＢとＣが一緒に、又はＡとＢとＣとが一緒に、ということを意味する。
【００５５】
明細書及び特許請求の範囲で使用される、量、寸法、状態などを表現するすべての数は、別様に指示されなければ、すべての事例において「約」という用語によって修飾されているものと理解されたい。
【００５６】
「１つの（ａ）」又は「１つの（ａｎ）」エンティティという用語は、本明細書で使用されたとき、そのエンティティの１つ又は複数を指す。そのため、「１つの（ａ）」（又は「１つの（ａｎ）」）、「１つ又は複数の」及び「少なくとも１つの」という用語は、本明細書では区別なく使用され得る。
【００５７】
本明細書における「含む」、「備える」、又は「有する」及びその変形の使用は、その前に列記された項目及びその等価物、ならびに追加項目を包含することを意味する。それゆえに、「含む」、「備える」、又は「有する」という語及びその変形は、本明細書では区別なく使用され得る。
【００５８】
本明細書で使用される「手段」という用語は、米国特許法第１１２条（ｆ）により、そのできるだけ広範な解釈を与えられるべきであることを理解されたい。それゆえに、「手段」という用語を組み込んだ請求項は、本明細書で説明されたすべての構造、材料、又は行為、及びその等価物のすべてを対象として含むものとする。さらに、構造、材料、又は行為及びその等価物は、発明の概要、図面の簡単な説明、発明を実施するための形態、要約、及び特許請求の範囲自体において説明されたすべてを含むものとする。
【００５９】
発明の概要は、本発明の完全な範囲及び領域を表すように意図されたものではなく、そのように解釈されるべきでもない。その上、本明細書での「本発明」又はその態様への参照は、本発明の特定の実施形態を意味するものと理解されるべきであり、必ずしもすべての実施形態を特定の説明に限定するものと解釈されるべきではない。本発明は、発明の概要ならびに添付図及び発明を実施するための形態における様々なレベルの細部で説明され、要素又は構成要素の含有又は非含有のいずれかによる本発明の範囲についての制限は意図されていない。本発明の付加的な態様は、発明を実施するための形態から、特に図面とともに理解されたとき、より容易に明らかになるであろう。
【００６０】
本願明細書に援用されて明細書の１部分を構成する添付図面は、本発明の実施形態を説明するものであり、上記の発明の概要及び下記の図面の詳細な説明とともに、これらの実施形態の原理について説明するのに役立つ。特定の事例では、本開示の理解に不要な細部、又は他の細部の理解を困難にする細部は、省略されていることがある。もちろん、本発明は、本明細書で説明された特定の実施形態に必ずしも限定されるものではないことを理解されたい。加えて、図面は必ずしも原寸に比例しないことも理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】従来技術のエンド・クロージャ変換過程の概略流れ図。
【図２】本発明の一実施形態による金属エンド・シェルの圧延方向を配向するためのシステムを含み、変換プレスによって金属エンド・シェルから形成されたエンド・クロージャを説明する、エンド・クロージャ変換システムの概略流れ図。
【図３】本発明の一実施形態による配向システムの側面図。
【図４】図３の配向システムの平面図。
【図５】本発明の一実施形態による高速生産過程において金属体の圧延方向を整列させる方法の過程の流れ図。
【発明を実施するための形態】
【００６２】
類似の構成要素及び／又は機構は同一の参照番号を有し得る。同じタイプの構成要素は参照番号に続く文字によって区別され得る。参照番号のみ使用されている場合には、説明は、同じ参照番号を有する類似の構成要素のいずれに対しても適用可能である。
【００６３】
本発明の一実施形態の理解を支援するために、本明細書では、構成要素及び図面に見られる関連づけられた番号の以下のリストが提供される。
本発明は広範囲の努力にわたる重要な利益を有する。本出願人の意図は、本明細書及び添付の特許請求の範囲が、開示された特定の例を参照することの条件によってどのような限定する言語を課されようとも、開示された本発明の範囲及び趣旨と一致する幅を与えられることである。本発明に最も密接に関係する関連技術の熟練者にとって、本発明を実用化するように現在企図される最善のモードを説明する好適な実施形態が、本明細書で、明細書の１部分を形成する付加された図面によって、かつそれを参照しながら説明される。例示的実施形態は、本発明が具現され得る様々な形態及び修正形態をすべて説明しようとするのではなく、詳細に説明される。そのため、本明細書で説明される実施形態は例示であり、当業者には明らかになるように、本発明の範囲及び趣旨の範囲内において多くのやり方で変更され得るものである。
【００６４】
以下の本文は多くの異なる実施形態の詳細な説明を明記するものであるが、すべての可能な実施形態を説明することは不可能ではないにしても非現実的であるため、詳細な説明は例示でしかなく、すべての可能な実施形態を説明するものではないと解釈されるべきであることを理解されたい。現在の技術又は本特許の出願日の後に開発される技術のいずれかを使用して多くの代替実施形態が実施され得るはずであり、それらは依然として特許請求の範囲に入ることになる。この特許の最後において特許請求の範囲で列挙される何らかの用語が、単一の意味に一致するやり方でこの特許において言及される限り、この言及は読者を混乱させないためにのみ明瞭さの目的で行われるのであって、そのような請求項の用語が、暗示的に、又は別様に、その単一の意味に限定されることは意図されていない。
【００６５】
次に図２を参照して、本発明の一実施形態のエンド・クロージャ変換システム２０が説明される。このシステムは、一般に、バランサ３０、運送システム３２、配向システム３６、及び変換プレス７６を含む。
【００６６】
バランサ３０は、一実施形態では、システム２０に関連した上流の機器２６からエンド・シェル２４を受け取る。一実施形態では、バランサ３０は、上流の機器２６（アンコイラ、シェル・プレス、カーラ、ライナ、又はライナ・オーブンなど）と配向システム３６の間のエンド・シェル２４の流れを制御する機械的スポンジである。バランサ３０は、エンド・シェル２４の適切な速度及び流れを維持して、エンド・シェル２４の、配向システム３６への安定した中断されない流れを保証する。バランサ３０は、上流の機器２６からのエンド・シェル２４を蓄積して、上流の機器が、たとえばメンテナンスのため、予定外の停止中、又は原料金属の新規のコイルがアンコイラに載せられたとき、オフラインになった場合にも、配向システム３６及び変換プレス７６にエンド・シェルが供給されることを保証する。
【００６７】
一実施形態では、バランサ３０は運送システム３２にエンド・シェル２４を載せる。運送システム３２は、エンド・シェル２４を、配向システム３６を通して変換プレス７６へ移動させる。一実施形態では、エンド・シェル側壁２８のカール（図３に示されている）は、運送システム３２に載せられたとき運送システム３２に面する。同様に、エンド・シェル２４の閉じた端壁２７の外表面は、運送システム３２から見て外に向く。運送システム３２は、エンド・シェル２４が、配向システム３６のアクチュエータ４４によって接触されたとき、閉じた端壁２７に対して実質的に垂直な軸３５の回りを軸回転することを可能にするように動作可能である。
【００６８】
一実施形態では、運送システム３２は、それぞれのエンド・シェル２４を受け取るように適合されたダイ・キャップ３３を任意選択で含む。それぞれのダイ・キャップ３３は、エンド・シェル２４の内径に対して近似的に等しい直径の、全体的に円筒状のボディを有する。ダイ・キャップ３３の外表面部分上には、エンド・シェル２４の内部の面と摩擦で係合するように、１つ又は複数の隆起、出っ張り、又は突起が形成されてよい。任意選択で、出っ張りは片寄らせられてよく、ダイ・キャップ３３とエンド・シェル２４の間の摩擦を増減するためにダイ・キャップ３３から伸ばすか又は引っ込ませることができる。
【００６９】
一実施形態では、それぞれのダイ・キャップ３３の１部分に第１の開口が形成される。第１の開口は、ダイ・キャップ３３上に配置されたエンド・シェル２４の内表面に吸引力を印加する真空ポンプに対して相互接続されている。吸引力は、エンド・シェル２４の意図せぬ移動を防止するためのものである。ダイ・キャップ３３の第２の開口は、空気などの気体の供給源に対して相互接続されてよい。ダイ・キャップ３３からエンド・シェル２４を解放するために、気体の流れが第２の開口を通って放出されてダイ・キャップ３３のエンド・シェル２４を吹き飛ばす。
【００７０】
別の実施形態では、ダイ・キャップ３３は、その軸３５のまわりを選択的に軸回転することができる。それゆえに、ダイ・キャップ３３は、エンド・シェル２４の配向中に、軸回転し得る。エンド・シェル２４が配向された後、ダイ・キャップ３３は、ダイ・キャップ３３の意図せぬ回転又は不注意による回転を防止するために、運送システム３２に対してその位置を固定することができる。このように、ダイ・キャップ３３は、エンド・シェル２４を基準軸２２に対して所定の配向に保つ。
【００７１】
運送システム３２は、エンド・シェル２４がシステム２０を通って移動するとき、意図せず、又は不注意により移動してしまうのを防止するためのスタビライザ３４も含み得る。一実施形態では、スタビライザ３４は、エンド・シェルの所定の部分の外表面に接触することにより、エンド・シェル２４の回転を防止する。たとえば、スタビライザ３４は、それだけではないが、マッチング輪郭摩擦クランプ又は多点の周囲接触クランプを含む任意のタイプのクランプを備え得る。別の実施形態では、スタビライザ３４は、エンド・シェル２４の不注意による移動又は意図せぬ移動を防止するように適合された吸引システムを備える。配向システム３６によって、圧延方向２５が基準軸２２に対して所定の角度で整列された後、エンド・シェル２４は、変換プレス７６へ移動するときスタビライザ３４によって整列を維持される。
【００７２】
本発明のシステム２０とともに任意の適切な運送システム３２が使用され得る。任意選択で、運送システム３２は、エンド・シェルを受け取るように適合されたポケットを備えてよい。一実施形態では、運送システム３２はベルトを備える。別の実施形態では、運送システム３２はチェーンを備える。一実施形態では、運送システム３２に含まれる保持具は、より短い水平方向の横木によって接続された２本の縦方向のレールを備える。レールと横木は、エンド・シェル２４を受け取るように適合されたポケットを形成する。
【００７３】
運送システム３２の寸法は、任意のサイズのエンド・シェル２４を保持するように変化され得る。一実施形態では、運送システム３２はエンド・シェル２４の２列を並べて保持するのに十分な幅を有する。しかしながら、運送システム３２の幅は、エンド・シェル２４の任意数の列を保持するように適合され得ることが理解されよう。一実施形態では、運送システム３２は、エンド・シェル２４の単一の列を保持する。別の実施形態では、運送システム３２は、２〜６列のエンド・シェル２４を保持するように適合された幅を有する。図２に示された一実施形態では、システム２０は、それぞれが２列のエンド・シェル２４を保持する２つの運送システム３２を含む。運送システム３２は、システム２０の基準軸２２に対して全体的に垂直なエンド・シェルのそれぞれの行の中央を通って引かれたラインを有するシステム２０を通してエンド・シェル２４を移動させる。
【００７４】
運送システム３２は、システム２０を通して、バランサ３０に近接したポイントＡから、変換プレス７６に近接したポイントＣまで回転するように適合されている。一実施形態では、運送システム３２は、システム２０を通ってポイントＡからポイントＣへ回転する連続的なループを形成する。エンド・シェル２４は、運送システム３２に沿って、全体的に一定の間隔をおいて配置される。運送システム３２は、所定の速度で、インデックスを付けられた歩幅で移動する。運送システム３２の各サイクルは、一般に、減速、運送システム３２が移動しない所定の時間であるドウェル期間、ならびに運送システム３２の加速及び移動を含む。一実施形態では、運送システム３２の各サイクルは約９５マイクロ秒未満である。より好適な実施形態では、各サイクルは約８３マイクロ秒未満である。
【００７５】
ポイントＡに近接して運送システム３２に載せられたとき、各エンド・シェル２４の圧延方向２５の配向は、図２に示されるように、システム２０の基準軸２２に対してランダムに配向されている。さらに、エンド・シェル２４の圧延方向２５の配向は、別のエンド・シェルの圧延方向２５の配向に対して平行でない可能性がある。
【００７６】
次に図３〜図４を参照して、本発明の配向システム３６の一実施形態が示されている。配向システム３６は、一般に、制御システム７０に対して相互接続されたセンサ４０、５０、６０、アクチュエータ４４、５４、及びエジェクタ６６を含む。
【００７７】
運送システム３２は、エンド・シェル２４を、第１のセンサ群４０に近接した第１の位置３８へ移動させる。第１のセンサ群４０のセンサは、各エンド・シェル２４の圧延方向２５を指示する、エンド・シェル２４の圧延研削マーク４を感知するように動作可能である。本発明の一実施形態では、第１のセンサ群４０のセンサは、エンド・シェル２４の閉じた端壁２７の外表面部分を感知するように配置されている。第１のセンサ群４０のセンサは、エンド・シェル２４が静止しているとき及び移動しているときのうち少なくとも１つで、各エンド・シェル２４の圧延方向２５に関連づけられたデータを取得する。センサは、エンド・シェル２４の圧延研削マークの配向に関連づけられたデータを制御システム７０に送る。
【００７８】
本発明の一実施形態では、センサ群４０は高速度カメラ又は別の外観検査デバイスを備える。しかしながら、金属エンド・シェル２４の圧延研削マーク４を検知することができる任意の適切なセンサが本発明のシステムとともに使用され得る。カメラは、各エンド・シェル２４の圧延方向２５に関連づけられた圧延研削マーク４を検知するのに適切な倍率及び分解能を有する。一実施形態では、第１のセンサ群４０のカメラはグレイスケール画像を捕える。別の実施形態では、第１のセンサ群４０のカメラは、複数の倍率をもたらす光学部品を含む。さらに別の実施形態では、第１のセンサ群４０のカメラは調節可能な分解能を有する。一実施形態では、カメラの光学部品、分解能、及びシャッタは、制御システム７０によって制御される。
【００７９】
任意選択で、光４１は第１のセンサ群４０のセンサに関連づけられる。一実施形態では、光４１は、第１のセンサ群４０が移動しているエンド・シェル２４からデータを取得し得るように、ストロボ照明を供給するように動作可能である。適切な光は当業者には既知である。一実施形態では、光４１は、白熱灯、ＬＥＤ、高強度光、レーザ、蛍光灯、及びアーク放電ランプのうち少なくとも１つを含む。任意選択で、光４１によって１つ又は複数の角度の照明が供給されてよい。別の実施形態では、光４１は、金属エンド・シェル２４に対して別々の角度に構成された２つ以上の光を含む。たとえば、一実施形態では、第１の光４１は、金属エンド・シェル２４の上に約９０°の角度で配置されてよい。別の実施形態では、第２の光４１は、金属エンド・シェル２４に対して約１０°〜約９０°の間の角度又は約１°〜約１０°の間の角度で配置されている。それゆえに、金属エンド・シェル２４に対する光４１の角度は、金属エンド・シェル２４の面のスクラッチを含み得る圧延研削マーク４が、圧延研削マーク４を含まない閉じた端壁２７の外表面の他の部分とは違った風に光を反射するように選択されてよい。
【００８０】
制御システム７０は、第１のセンサ群４０からデータを受け取るように動作可能である。制御システム７０は、圧延研削マークの配向データを使用して、各エンド・シェル２４の圧延方向の配向が基準軸２２に対して所定の角度の範囲内に整列しているかどうか判定することができる。制御システム７０は、エンド・シェル２４のうち１つ又は複数の圧延方向の配向が所定の角度の範囲内にないと判定した場合には、圧延方向の配向を所定の角度の範囲内に整列させるためにエンド・シェル２４を軸回転させる量を決定するように動作可能である。
【００８１】
一実施形態では、制御システム７０は、第１のセンサ群４０から受け取ったセンサ・データを、記憶装置に記憶された既知の基準と比較する。たとえば、制御システム７０は、センサ・データを、基準軸２２に対して所定の角度に整列したエンド・シェルの画像と比較してよい。エンド・シェルの画像は制御システムの記憶装置に記憶されてよい。別の実施形態では、制御システム７０は、センサ・データを、圧延方向２５に関連した研削マーク４及び／又は圧延条痕を有するエンド・シェルのデジタル・モデルと比較する。このように、制御システム７０は、センサ・データを、基準軸２２に対して適切に整列した既知の基準の特性と比較することにより、感知された金属エンド・シェル２４の圧延研削マーク４の基準軸に対する配向を判定することができる。
【００８２】
適切な制御システム７０は当業者には既知である。制御システム７０は、任意のプログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）でよい。適切なＰＬＣの１例にはロックウェル・オートメーション社（Ｒｏｃｋｗｅｌｌ  Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，  Ｉｎｃ）によって製造されたＣｏｎｔｒｏｌｌｏｇｉｘ  ＰＬＣがあるが、他のＰＬＣも本発明の実施形態とともに使用するように企図される。
【００８３】
一実施形態では、圧延方向２５の配向と基準軸の間の所定の角度は約５°未満である。より好適な実施形態では、圧延方向２５の配向と基準軸の間の所定の角度は約２°未満である。さらにより好適な実施形態では、圧延方向２５の配向と基準軸の間の所定の角度は約１°未満である。それゆえに、エンド・シェルは、運送システムの移動方向に対して実質的に平行で、しかも基準軸２２に対して実質的に平行に配向された圧延方向２５を伴って配向システム３６を出ることになる。
【００８４】
図２〜図４に見られるように基準軸２２は一般に水平方向であるが、基準軸が任意の所望角度に整列され得ることが理解されよう。別の実施形態では、基準軸が９０°回転され、すべてのエンド・シェル２４は、運送システム３２の移動方向に対して実質的に垂直に配向された圧延方向２５を伴って配向システム３６を出る。基準軸２２の配向は作業者によって選択されてよく、任意の所望角度に調節され得る。たとえば、作業者は、圧延方向２５が、変換プレス７６又は別の下流の装置によって遂行される作業に対して好適な配向になることを保証するように基準軸２２の配向を調節してよい。
【００８５】
制御システム７０は、バランサ３０、運送システム３２、変換プレス７６、又はエンド・クロージャ生産ラインの他の機器のうち１つ又は複数から様々な信号を受け取ることもできる。変換プレス７６からの信号は、変換プレス７６が動作していること、準備できていること、及び／又は動作していないことを指示することができる。信号は、基準軸２２に対する変換プレス７６のサイクル速度（又は動作速度）、及びエンド・シェル２４の圧延方向２５の所望の整列も含み得る。制御システム７０は、変換プレス７６から受け取った信号を使用して、運送システム３２の各サイクル中にエンド・シェル２４を回転させるのに各アクチュエータ４４、５４が利用可能な時間を変化させることができる。
【００８６】
制御システム７０は、基準軸２２と圧延方向２５の配向の間の所定の角度を変化させるために変換プレス７６からの信号も使用することができる。たとえば、制御システム７０は、変換プレス７６又は作業者から、圧延方向２５を基準軸２２に対して垂直に整列させるべきであると指示する信号を受け取ってよい。当業者なら、配向システム３６は、圧延方向２５の配向が基準軸２２に対して約０°〜約９０°の間の任意の角度を形成するようにエンド・シェル２４を回転させてよいことを理解するであろう。
【００８７】
所定のドウェル時間の後、運送システム３２は、変換プレス７６の方へ前方の１つの位置にインデックスを付ける。制御システム７０は、第２の位置４２に近接した第１のアクチュエータ４４に信号を送る。信号は、所定の角度の範囲内に整列していない各エンド・シェル２４を、圧延方向２５の配向が所定の角度の範囲内に整列するのに必要な量だけ回転させるための命令を含む。
【００８８】
一実施形態では、第１のアクチュエータ４４はエンド・シェル２４の所定の部分と接触するように適合されている。一実施形態では、所定の部分は、エンド・シェル２４の閉じた端壁２７の外表面部分を備える。別の実施形態では、所定の部分は、エンド・シェル２４の側壁２８の外表面部分を備える。任意選択で、アクチュエータは、エンド・シェル２４を回転させるために、各エンド・シェル２４の複数の部分と実質的に同時に係合してよい。アクチュエータは、制御システムから受け取った信号に基づいて、時計回り又は反時計回りのいずれかに回転してよい。さらに、各アクチュエータ４４に関連したサーボ・ユニットは、各アクチュエータを、異なる方向に異なる軸回転量だけ回転させるように動作可能である。一実施形態では、第１のアクチュエータ４４は、エンド・シェル２４を、圧延方向２５が基準軸２２の約±１２°の範囲内に、より好適には約±１０°の範囲内に整列するように、回転させることができる。
【００８９】
一実施形態では、アクチュエータ４４は、エンド・シェル１４の閉じた端壁２７の直径と実質的に等しい直径を有する。別の実施形態では、アクチュエータ４４は、閉じた端壁２７の直径よりも小さい直径を有する。本発明のさらに別の実施形態では、アクチュエータ４４は、閉じた端壁の直径よりも大きい直径を有する。
【００９０】
あるいは、別の実施形態では、第１のアクチュエータ４４は、不適切に配向されたエンド・シェル２４を、これと接触することなく回転させる。一実施形態では、第１のアクチュエータ４４は、それぞれの不適切に配向されたエンド・シェル２４に関連したダイ・キャップ３３の１部分と接触する。このように、第１のアクチュエータ４４は、ダイ・キャップ３３に力を印加して、不適切に配向されたエンド・シェル２４を、時計回り又は反時計回りのいずれかの方向に所定の量だけ軸回転させることができる。
【００９１】
一実施形態では、アクチュエータ４４、５４に関連したサーボ・ユニットは、エンド・シェル２４を、約６０ミリ秒未満で、より好適には約５０ミリ秒未満で回転させるように動作可能である。別の実施形態では、アクチュエータ４４、５４に関連したサーボ・ユニットは、運送システム３２のドウェル期間中にアクチュエータを約４５°まで回転させることができる。それゆえに、一実施形態では、サーボ・ユニットは、アクチュエータを約６０ｍｓ未満で約４５°まで回転させ得る。より好適な実施形態では、サーボ・ユニットは、アクチュエータを約６０ｍｓ未満で約９０°まで回転させ得る。さらに別の実施形態では、サーボ・ユニットは、アクチュエータを６０ｍｓ未満で約１８０°だけ回転させることができる。本発明の配向システム３６とともに任意の適切なサーボ・ユニットが使用され得る。適切なサーボ・ユニットは当業者には既知である。
【００９２】
所定のドウェル時間の後、運送システム３２は、変換プレス７６の方へ前方の別の位置にインデックスを付ける。一実施形態では、運送システムがエンド・シェル２４を移動させる前に、制御システム７０は運送システム３２から信号を受け取る。制御システム７０は、運送システムからの信号を、アクチュエータ４４、５４にエンド・シェル２４との接触を停止するように指令するために使用してよい。
【００９３】
任意選択で、第２のセンサ群５０は第３の位置４８に近接して配置されている。第２のセンサ群５０のセンサは、第１のセンサ群４０のセンサと同一又は類似のものでよい。第３のセンサ群５０のセンサは、制御システム７０に対して各エンド・シェル２４の圧延研削マーク４の第２の配向に関するデータを供給するように動作可能である。任意選択で、光５１（光４１と同一又は類似のもの）は第２のセンサ群５０のセンサに関連づけられる。
【００９４】
制御システム７０は、第２のセンサ群５０のセンサから受け取ったデータを、エンド・シェル２４のうち任意のものの圧延方向２５の配向が基準軸２２に対して所定の角度の範囲内に整列していないかどうか判定するのに使用してよい。エンド・シェル２４のうちいずれかが所定の角度に整列していなければ、制御システム７０はエンド・シェル２４を回転させるための第２の量を決定してよい。
【００９５】
任意選択で、配向システム３６は、第４の位置５２に近接した第２のアクチュエータ群５４を含み得る。第２のアクチュエータ群５４は、第１のアクチュエータ群４４のアクチュエータ及びサーボ・ユニットと同一又は類似のアクチュエータ及びサーボ・ユニットを含み得る。したがって、第２のアクチュエータ群５４のアクチュエータは、不適切に配向されたエンド・シェル２４又は不適切に配向されたエンド・シェルの各々に関連づけられたダイ・キャップ３３のうち少なくとも１つに対して軸方向に力を印加することにより、不適切に配向されたエンド・シェル２４を回転させてよい。アクチュエータ５４は、１つ又は複数のエンド・シェル２４を、制御システム７０によって決定された第２の量だけ回転させることができる。たとえば、図４に示されるように、エンド・シェル２４Ｂ、２４Ｄは第２のアクチュエータ５４によって回転される。さらに、エンド・シェル２４Ｂは、エンド・シェル２４Ｄと比較して反対方向に回転される。対照的に、エンド・シェル２４Ａ、２４Ｃの圧延方向は基準軸２２に対して実質的に整列されており、第２のアクチュエータ５４によって回転されない。一実施形態では、第２のアクチュエータ５４は、エンド・シェル２４を、圧延方向２５が基準軸２２の約±３°未満に、より好適には約±１°未満に整列するように、回転させることができる。
【００９６】
配向システム３６は、第５の位置５８に近接した第３のセンサ群６０をさらに含み得る。第３のセンサ群６０は、エンド・シェル２４の圧延研削マーク４の最終的な配向を判定するように動作可能なセンサを含む。第３のセンサ群６０のセンサは、第１のセンサ群４０のセンサ及び第２のセンサ群５０のセンサと同一又は類似のものでよい。加えて、光６１は、任意選択で第３のセンサ群６０のセンサに関連づけられてよい。
【００９７】
制御システム７０は、第３のセンサ群６０から受け取った情報を、第５の位置５８におけるエンド・シェル２４の圧延方向２５が基準軸２２と比較して所定の角度の範囲内に配向されているかどうか判定するのに使用してよい。エンド・シェル２４の１つ又は複数の圧延方向２５に対応する研削マーク４の配向が所定の角度の範囲内になければ、制御システム７０は、第６の位置６２に近接して配置されたエジェクタ６６を起動するための信号を送るように動作可能である。図４におけるエンド・シェル２４Ｅの排出によって示されるように、エジェクタ６６は、不適切に整列したエンド・シェル２４を運送システム３２から除去するように動作可能である。
【００９８】
一実施形態では、エジェクタ６６は、不適切に整列したエンド・シェル２４と接触して運送システム３２から移動させるように適合されたシステムを含む。別の実施形態では、エジェクタ６６は、不適切に整列したエンド・シェル２４を、接触せずに配向システム３６から除去するように動作可能である。たとえば、一実施形態では、エジェクタ６６は、空気などの圧縮気体の爆風、又は吸引力を使用して、不適切に整列したエンド・シェル２４をシステムから除去する。
【００９９】
配向システム３６は、図３〜図４では３つのセンサ群４０、５０、６０及び２つのアクチュエータ群４４、５４を有して示されているが、本発明の配向システム３６はセンサ群とアクチュエータ群の任意の組合せを含み得ることを当業者なら理解するであろう。たとえば、一実施形態では、配向システム３６は１つのセンサ群４０及び１つのアクチュエータ群４４を含む。
【０１００】
本発明の一実施形態では、配向システム３６は毎分約２，０００個のエンド・シェル２４を配向することができ、より好適には毎分約２，１００個のエンド・シェルを配向することができる。別の実施形態では、配向システム３６は、８時間で約１，０００，０００個のエンド・シェルを配向することができる。さらに別の実施形態では、配向システム３６は、約８００サイクル／分まで動作可能である。
【０１０１】
図２、図４の配向システム３６による加工に示されているエンド・シェル２４はたった４行しかないが、本発明の配向システム３６によって任意数のエンド・シェル２４が実質的に同時に並行して配向され得ることを理解されたい。たとえば、一実施形態では、配向システム３６は６つのエンド・シェル２４を実質的に同時に配向するように動作可能である。別の実施形態では、配向システム３６は、１つから８つのエンド・シェル２４を実質的に同時に配向し得る。
【０１０２】
図２を再び参照して、エンド・シェル２４がポイントＢの近くで配向システム３６を出るとき、すべてのエンド・シェル２４の圧延方向２５の配向は互いに対して実質的に平行である。任意選択で、エンド・シェル２４が所定の配向に回転された後、運送システム３２のスタビライザ３４はエンド・シェル２４の意図せぬ回転又は不注意による回転を防止するように動作可能である。
【０１０３】
一実施形態では、配向システム３６は、図２に見られるように圧延方向２５がシステム２０の基準軸２２に対して実質的に平行に配向されるまでエンド・シェル２４の各々を回転させる。図２に見られるように基準軸２２は一般に水平方向であるが、基準軸２２が任意の所望角度に整列され得ることが理解されよう。たとえば、本発明の一実施形態では、すべてのエンド・シェル２４が、圧延方向２５及び圧延研削マーク４を運送システム３２の移動方向に対して実質的に垂直に配向されて配向システム３６を出るように、基準軸は９０°回転されてよい。
【０１０４】
任意選択で、配向システム３６は、エンド・クロージャ変換システム２０に対して除去可能に組み込まれてよい。それゆえに、配向システム３６は、整列システム又は変換システム２０において所定位置に配置されたコネクタに対して相互接続するストッパ（図示せず）を含み得る。あるいは、コネクタは変換プレス７６上に配置されてもよい。配向システム３６は、整列システムによって、最短のダウン・タイムで変換プレス７６と効率的に統合され得る。１ロット分のエンド・クロージャ８０が圧延方向２５の配向を必要としないとき、配向システム３６は除去され得る。任意選択で、１ロット分のエンド・クロージャ８０が圧延方向の配向を必要としないとき、配向システム３６は、センサ４０、５０、６０及びアクチュエータ４４、５４がオフになった状態で変換プレス７６から上流の位置に残され得る。そこで、配向されていないエンド・シェル２４は、配向される必要性又は排出される必要性なく、配向システム３６を自由に通ることができる。
【０１０５】
配向システム３６によって処理されたエンド・シェル２４から変換プレス７６によって形成されたエンド・クロージャ８０の１例も図２に示されている。エンド・クロージャ８０は、それだけではないが、一般に、周辺のカール８１、中央のパネル８２、ティア・パネル８４を形成するスコア８３、及びリベット８６によってエンド・クロージャ８０の外表面に対して動作可能に相互接続されたタブ８５などの機構を含む。任意選択で、エンド・クロージャ上に他の機構が形成されてよく、そのような２次的なベント及びエンド・クロージャ８０は任意のサイズ及び形状を有し得る。本発明のエンド・クロージャ変換システムによって製造され得るエンド・クロージャの例は、米国特許第７，１００，７８９号、米国特許第７，７４３，６３５号、米国特許第８，５６７，１５８号、米国特許第８，７２７，１６９号、米国特許第８，９５０，６１９号、及び米国特許第９，２４８，９３６号に説明されており、それぞれの全体を本願明細書に援用する。
【０１０６】
エンド・クロージャ８０を形成するために使用されるエンド・シェル２４の圧延方向２５が、配向システム３６によって基準軸２２に対して整列されたので、エンド・クロージャ８０の機構８１〜８６は圧延方向２５に対して最善の配向で形成される。それに加えて、又はその代わりに、エンド・シェル２４が製造される原料金属３は、変換プレス７６によるエンド・クロージャへの変換の前に配向されることのないエンド・シェルを形成するのに使用される原料金属と比較して、より薄いものでよい。それゆえに、各エンド・クロージャ８０の重さ及び材料コストは、エンド・クロージャ８０への変換に先立って本明細書で説明されたようにエンド・シェル２４を配向することにより、低減され得る。エンド・クロージャ８０の機構８１〜８６は、圧延方向が変換プレス７６の工作機械類に対して整列していないエンド・クロージャ上に形成された類似の機構と比較して、改善された性能特性も有し得る。たとえば、エンド・クロージャの機構８１〜８６は、撓みに対する抵抗性における改善された強度及び歪み変形に対する改善された抵抗性のうち１つ又は複数を有し得、また、不利な圧延方向の配向を伴って形成されたエンド・クロージャと比較して、破損に対する抵抗性が向上している。
【０１０７】
エンド・クロージャ８０の機構８１〜８６は、圧延方向２５に対する任意の角度で形成され得ることが理解されよう。たとえば、圧延方向２５は、図２に示されたように、タブ８５、リベット８６、及びティア・パネル８４を通るラインに対して全体的に平行に配向され得る。あるいは、圧延方向２５は、タブ、リベット、及びティア・パネルを通るラインに対して垂直であるか又は横行してよい。
【０１０８】
エンド・クロージャ８０は、次に下流の機器８８によって処理され得る。一実施形態では、下流の機器８８は袋詰めシステム及びパレタイザを含む。任意選択で、下流の機器は、エンド・クロージャ配向システム及び／又はエンド・クロージャ装飾システムを含み得る。エンド・クロージャ配向システム及び装飾システムの例は米国特許第９，２５９，９１３号及び米国特許第９，３４０，３６８号に説明されており、それぞれの全体を本願明細書に援用する。
【０１０９】
次に図５を参照して、エンド・シェル２４の圧延方向２５を配向するための方法９０の一実施形態が示されている。図５には方法９０の作業の一般的な順番が示されているが、方法９０に含まれる作業はより多くても少なくてもよく、又は図５に示されたものとは作業の順番を違った風に構成することができる。さらに、方法９０の作業は順次に説明され得るが、作業の多くは、実際には並行して、又は同時に遂行されてよい。一般に、方法９０は、開始作業９２で始まり、終了作業１１４で終了する。以下、図１〜図４とともに説明されたシステム及び装置を参照しながら方法９０を説明する。
【０１１０】
任意選択で、配向システム３６の制御システム７０は、変換プレス７６からタイミング及び位置の情報９４を受け取ってよい。タイミング情報は、変換プレス７６のサイクル速度を含み得る。位置情報は、変換プレス７６に対してエンド・シェル２４を移動させる運送システム３２の位置を含み得る。
【０１１１】
制御システム７０は、タイミング情報を使用して、不適切に整列したエンド・シェル２４を、運送システム３２のドウェル期間中に回転させる、最大の半径方向の量を決定してよい。より具体的には、制御システム７０は、タイミング情報を使用して、運送システム３２の移動の間のドウェル期間を決定してよい。ドウェル時間がより長ければ、エンド・シェル２４を軸回転させる時間がより長くなる。したがって、より短いドウェル時間中よりも長いドウェル時間中の方が、エンド・シェル２４の回転量を大きくすることができる。
【０１１２】
配向システム３６は、作業９６で、上流の機器２６から、配向されていない個別のエンド・シェル２４を受け取る。一実施形態では、エンド・シェル２４はバランサ３０から受け取られる。配向システム３６の第１のセンサ群４０は、エンド・シェル２４を撮像して、エンド・シェル２４の各々の圧延研削マーク４の第１の配向を感知する。センサ群４０は、制御システム７０に対して、圧延研削マーク４の配向に関する情報を供給する。制御システム７０は、作業９８で、センサ群４０からの情報を使用して、圧延研削マーク４に対して全体的に平行な圧延方向２５の配向を判定する。一実施形態では、センサ群４０は、各エンド・シェル２４の圧延研削マーク４を識別するのに十分な分解能及び倍率を有するカメラを備える。
【０１１３】
制御システム７０は、作業１００で、センサ群４０から受け取った情報を使用して、エンド・シェル２４の圧延方向２５が基準軸２２と比較して所定の角度の範囲内に配向されているかどうか判定する。一実施形態では、制御システム７０は、センサ群４０から受け取った情報を、記憶装置に記憶された基準データと比較する。基準データは、圧延研削マーク４を有するエンド・シェルの、基準軸２２に対する好適な整列に関するものである。一実施形態では、基準データは、基準軸２２に対して整列したエンド・シェルの画像を含む。別の実施形態では、基準データは、基準軸２２に対して整列したエンド・シェルのモデルを含む。エンド・シェル２４の圧延方向２５が所定の角度の範囲内にあれば、方法９０はＹＥＳへ進み、作業１１２で、エンド・シェルは配向システム３６による回転なしで変換プレス７６へと進む。
【０１１４】
あるいは、エンド・シェル２４のうちいずれかの圧延方向２５が基準軸２２と比較して所定の角度の範囲内に整列していなければ、方法９０はＮＯへ進み、作業１０２で、制御システム７０は不適切に整列したエンド・シェル２４を作業１０２において回転させる量を決定する。次いで、制御システム７０は、アクチュエータ４４、５４と関連したサーボ・ユニットに対して信号を送る。サーボ・ユニットは、信号を受け取るのに応答して、作業１０４において、不適切に整列したエンド・シェル２４に関連したアクチュエータ４４、５４を決定された量だけ回転させる。アクチュエータ４４、５４は、制御システム７０によって決定されたように、時計回り又は反時計回りに軸回転してよい。一実施形態では、アクチュエータ４４、５４は、エンド・シェル２４の所定の部分と接触し、エンド・シェルに摩擦力を印加してエンド・シェルを回転させる。それに加えて、又はその代わりに、アクチュエータ４４、５４は、エンド・シェル２４に関連したダイ・キャップ３３に摩擦力を印加することによってエンド・シェル２４を回転させてよい。
【０１１５】
一実施形態では、制御システム７０は、作業１０２において、圧延方向２５が基準軸２２との好適な整列の範囲内に入るようにエンド・シェル２４の軸回転を完成するにはドウェル時間が不十分であると判定することがある。それゆえに、制御システム７０は、エンド・シェル２４を回転させる信号を送り、連続して、第１のアクチュエータ４４によって第１の量を回転させ、第２のアクチュエータ５４によって第２の量を回転させてよい。
【０１１６】
アクチュエータ４４、５４がエンド・シェル２４を回転させた後、第２のセンサ５０がエンド・シェル２４の圧延研削マーク４の第２の配向を感知する。制御システム７０は、作業１０６で、第２のセンサ５０から圧延研削マーク４の第２の配向に関する情報を受け取って圧延方向２５の第２の方向を判定する。次いで、制御システム７０は、作業１０８で、エンド・シェル２４の圧延方向２５が適切な配向であるかどうか判定する。エンド・シェルの圧延方向２５が適切な配向であれば、方法９０はＹＥＳから作業１１２へ進む。圧延方向２５が適切に配向されていなければ、方法９０は作業１０２に対してＮＯを返してよい。それゆえに、エンド・シェル２４は、制御システム７０によって決定された量だけ第２のアクチュエータ５４によって回転されてよい。
【０１１７】
任意選択で、一実施形態では、第３のセンサ６０によって感知されたとき、エンド・シェルの圧延方向２５が適切に配向されていなければ、方法９０はＮＯへ進み、作業１１０で、不適切に配向されたエンド・シェル２４をシステム３６から除去する。制御システム７０は、不適切に配向されたエンド・シェル２４を作業１１０で配向システム３６から排出するエジェクタ６６に対して信号を送る。次いで、方法９０は作業１１４で終了する。
【０１１８】
制御システム７０が、作業１００、１０８で、エンド・シェル２４の圧延方向２５が基準軸２２に対して適切に配向されていると判定したとき、エンド・シェル２４は、作業１１２で、運送システム３２によって変換プレス７６又は他の下流の機器８８へ運送される。次いで、方法９０は作業１１４で終了する。当業者なら、方法９０は、圧延方向２５が配向システム３６の基準軸２２に対して所定の角度の範囲内に整列していることを保証するために、任意数のセンサ及びアクチュエータを使用し得ることを理解するであろう。
【０１１９】
本発明の説明は解説及び説明のために示されているが、網羅的であること、又は本発明を開示された形態に限定することは意図されていない。当業者には多くの修正形態及び変形形態が明らかであろう。説明されて図示された実施形態は、本発明の原理及び実用的な用途を最も良く説明するため、ならびに当業者が本発明を理解することを可能にするために、選択されて説明されたものである。
【０１２０】
本発明の様々な実施形態が詳細に説明されてきたが、当業者にはそれらの実施形態の修正形態及び改変形態が思い浮かぶはずであることは明らかである。その上、本明細書での「本発明」又はその態様への参照は、本発明の特定の実施形態を意味するものと理解されるべきであり、必ずしもすべての実施形態を特定の説明に限定するものと解釈されるべきではない。以下の特許請求の範囲において説明されるように、そのような修正形態及び改変形態は、本発明の範囲及び趣旨の範囲内であることを明確に理解されたい。
【符号の説明】
【０１２１】
２…従来技術の変換過程、３…原料金属のコイル、４…圧延研削マーク、５…圧延方向、６…アンコイラ、７…シェル・プレス、８…エンド・シェル、９…カーラ、１０…ライナ、１１…ライナ・オーブン、１２…バランサ、１３…変換プレス、１４…エンド・クロージャ、１５…スコア、１６…ティア・パネル、１７…プル・タブ、１８…他の作業、２０…エンド・クロージャ変換システム、２２…基準軸、２４…エンド・シェル、２５…圧延方向、２６…上流の機器、２７…エンド・シェルの閉じた端壁、２８…エンド・シェルの側壁、３０…バランサ、３２…運送システム、３３…ダイ・キャップ、３４…スタビライザ、３５…ダイ・キャップの軸、３６…配向システム、３８…第１の位置、４０…第１のセンサ群、４１…光、４２…第２の位置、４４…第１のアクチュエータ群、４８…第３の位置、５０…第２のセンサ群、５１…光、５２…第４の位置、５４…第２のアクチュエータ群、５８…第５の位置、６０…第３のセンサ群、６１…光、６２…第６の位置、６６…エジェクタ、７０…制御システム、７６…変換プレス、８０…エンド・クロージャ、８１…周辺のカール、８２…中央のパネル、８３…スコア、８４…ティア・パネル、８５…タブ、８６…リベット、８８…下流の機器、９０…圧延方向を配向する方法、９２…開始作業、９４…タイミング及び位置の情報を受信する工程、９６…配向されていないエンド・シェルを受け取る工程、９８…第１の圧延方向の配向を判定する工程、１００…圧延方向の配向が適切に整列しているかどうか判定する工程、１０２…不適切に配向されたエンド・シェルを回転させる量を決定する工程、１０４…エンド・シェルを回転させる工程、１０６…第２の圧延方向の配向を判定する工程、１０８…圧延方向の配向が適切に整列しているかどうか判定する工程、１１２…エンド・シェルは変換プレスに進む工程、１１４…終了作業。
【図１】
2019505389.tif 000003
【図２】
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【図３】
2019505389.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
2019505389.tif 000008