(57)【要約】【解決手段】缶形成機械１０において、往復運動しているラム１４の位置を割り出し、ドーム形成具１８の位置の自動的な調節を可能にするシステムが提供される。このシステムは、ポンチ位置センサアセンブリ５２と、制御システム５４と、ドーム形成具位置決めアセンブリ５６とを備える。ポンチ位置センサアセンブリ５２は、好ましくは最後のダイ３０のドーム形成具１８の側において、ラム１４の周囲に配置される。この位置において、ポンチ位置センサアセンブリ５２は、戻りの行程においてダイへと進入するときのラム１４の位置を測定できる。制御システム５４は、ポンチ位置センサアセンブリ５２からのデータを受信し、ラム１４が戻りの行程においてダイパックにほぼ同心に整列していない場合に、ドーム形成具１８の位置を調節するようにドーム形成具位置決めアセンブリ５６に信号を送信する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
缶形成機械１０において、ドーム形成具１８をポンチ２０に対して動的に位置決めするためのドーム形成具位置決めシステム５０であって、
前記ポンチ２０は、ラム１４の遠位端２４に配置された細長い円柱形の物体であり、前記ラム１４は、長手軸２６を持つラム本体１９と、遠位端２４とを有しており、前記ラム本体１９は、引っ込み位置と延伸位置との間を往復するように構成されており、前記ポンチ２０は、ダイアセンブリ１６を通ってほぼ水平方向に延伸運動し、前記ダイアセンブリ１６は、開口３２を有する少なくとも１つのダイ３０を有しており、前記ドーム形成具１８は、ドーム４６を定めるキャビティ４４を備える本体４２を有しており、前記キャビティ４４は、中心を有しており、
前記ポンチ２０の運動中の位置を測定し、さらに、前記ポンチ２０の運動中の位置を表わすデータを含むポンチ２０の運動位置信号をもたらすように構成されたポンチ位置センサアセンブリ５２と、
前記ポンチ２０の運動位置信号を受け取って、前記ラム本体１９が前記延伸位置にあるときの前記ポンチ２０の位置を計算して、前記ドーム形成具１８のターゲット位置を表すデータを含んでいるドーム形成具ターゲット位置信号をもたらすように構成された制御システム５４と、
前記ドーム形成具本体４２を支持し、前記ドーム形成具ターゲット位置信号を受け取って、前記ラム本体の長手軸２６に対してほぼ垂直に広がる平面において、前記ドーム形成具本体４２を平行移動させて、前記ターゲット位置に配置するように構成されたドーム形成具位置決めアセンブリ５６と、
を備えているドーム形成具位置決めシステム。
【請求項２】
前記ドーム形成具位置決めアセンブリ５６は、固定されたマウント６０と、可動の装着アセンブリ６２と、駆動アセンブリ６４とを備えており、
前記可動の装着アセンブリ６２は、前記キャビティを前記ポンチ２０に向けて前記ドーム形成具本体４２を支持するように構成され、
前記駆動アセンブリ６４は、前記可動の装着アセンブリ６２を動かすように構成されている、請求項１に記載のドーム形成具位置決めシステム。
【請求項３】
前記可動の装着アセンブリ６２は、第１の表面７０及び第２の表面７２を有するマウントアセンブリ６２を含んでおり、前記第１及び第２の表面７０、７２は、係合面であり、
前記駆動アセンブリ６４は、第１のモータ８０と、第２のモータ８２と、第１の係合装置８４と、第２の係合装置８６とを備えており、各モータ８０、８２は、回転する出力シャフト８１、８３を有しており、各係合装置８４、８６は、対応するモータの出力シャフト８１、８３に結合されると共に、対応する係合面に係合するように構成されており、
前記制御システム５４は、位置追跡アセンブリ９０を備え、前記位置追跡アセンブリ９０は、前記可動の装着アセンブリ６２が動くと、前記ドーム形成具本体４２の位置を追跡し、前記ドーム形成具本体４２の位置を表わすデータを含むドーム形成具位置信号をもたらすように構成されており、
前記駆動アセンブリ６４は、前記ドーム形成具位置信号を受け取り、前記ドーム形成具本体４２が前記ターゲット位置に配置されると前記駆動アセンブリ６４を停止するように構成されている、請求項２に記載のドーム形成具位置決めシステム。
【請求項４】
前記マウントアセンブリ６２は、少なくとも２つの表面１０２、１０４を有する平板部材１００を備え、前記平板部材１００の少なくとも２つの表面は、前記第１及び第２の表面１０２、１０４であり、
前記第１のモータの駆動シャフト８１は、ねじ付きの遠位端１０６を有し、
前記第２のモータの駆動シャフト８３は、ねじ付きの遠位端１０８を有し、
前記第１及び第２の係合装置８４、８６の各々は、前記第１又は第２の駆動シャフト８１、８３の一方と係合するように構成されたねじ穴１１４、１１６と、前記第１又は第２の表面１０２、１０４の一方に繋がるように構成された遠位端１０６、１０８とを有するジャッキねじ１１０、１１２であり、
前記第１のジャッキねじ１１０は、前記ねじ穴１１４によって前記第１のモータの駆動シャフト８１に螺合し、
前記第２のジャッキねじ１１２は、前記ねじ穴１１６によって前記第２のモータの駆動シャフト８３に螺合し、
前記第１のジャッキねじの遠位端１０６は、前記平板部材の第１の表面１０２と繋がり、
前記第２のジャッキねじの遠位端１０８は、前記平板部材の第２の表面１０４と繋がり、
第１のモータ８０の動作により、前記第１のジャッキねじの遠位端１０６が前記第１の駆動シャフト８１に対して進退することで、前記平板部材１００の第１の軸に沿った運動が生じ、
第２のモータ８２の動作により、前記第２のジャッキねじの遠位端１０８が前記第２の駆動シャフト８３に対して進退することで、前記平板部材１００の第２の軸に沿った運動が生じる、請求項３に記載のドーム形成具位置決めシステム。
【請求項５】
前記マウントアセンブリ１７０は、第１の平板部材１４０及び第２の平板部材１４２を備え、
前記第１の表面７０は、前記第１の平板部材１４０に位置し、
前記第２の表面７２は、前記第２の平板部材１４２に位置し、
前記第１及び第２の表面７０、７２は、ほぼ平坦で、互いに垂直であり、
前記第１の平板部材１４０は、前記固定されたマウント６０に可動に結合され、第１の軸に渡って平行移動するように構成され、
前記第２の平板部材１４２は、前記第１の平板部材１４０に可動に結合され、第２の軸に渡って平行移動するように構成され、前記第２の平板部材の第２の軸は、前記第１の平板部材の第１の軸にほぼ垂直であって、前記第１の平板部材１４０によって定められる平面にほぼ平行であり、
前記可動の装着アセンブリの平板部材の係合面７０、７２の各々は、歯付きのラック１４６、１４８であり、
前記駆動アセンブリの第１の係合装置８４は、前記第１の平板部材の歯付きのラック１４６に係合するように配置されたウォームギア１５０であり、
前記駆動アセンブリの第２の係合装置８６は、前記第２の平板部材の歯付きのラック１４８に係合するように配置されたウォームギア１５２であり、
前記第２の平板部材１４２は、前記キャビティ４４を前記ポンチ２０に向けて、前記ドーム形成具本体４２を支持するように構成されている、請求項３に記載のドーム形成具位置決めシステム。
【請求項６】
前記固定されたマウント６０は、回転軸１６４を有する回転空間１６２を定めているハウジング１６０を備えており、
前記可動の装着アセンブリ６２は、ほぼ円状の第１の円状部材１７２とほぼ円状の第２の円状部材１７４とを有するマウントアセンブリ１７０を備えており、
前記第１の円状部材１７２は、前記回転空間に回転可能に配置され、前記第１の円状部材１７２の中心は、前記回転空間の軸上にほぼ位置しており、前記第１の円状部材１７２は、前記回転空間の回転軸について回転するように構成されており、
前記第２の円状部材１７４は、前記第１の円状部材１７２に回転可能に結合され、前記第２の円状部材１７４の中心は、前記第１の円状部材１７２の中心から径方向にオフセットしており、
前記駆動アセンブリ６４は、第１のモータ８０及び第２のモータ８２を有し、各モータ８０、８２は、回転する出力シャフト８１、８３を有しており、各出力シャフト８１、８３は、前記第１又は第２の円状部材１７２、１７４の一方に係合してその円状部材を回転させるように構成されている、請求項２に記載のドーム形成具位置決めシステム。
【請求項７】
前記制御システム５４は、位置追跡アセンブリ９０を備え、前記位置追跡アセンブリ９０は、前記マウントアセンブリ１７０が動くと、前記ドーム形成具本体４２の位置を追跡して、前記ドーム形成具本体４２の位置を表すデータを含むドーム形成具位置信号をもたらすように構成されており、
前記制御システム５４は、前記ドーム形成具位置信号を受け取り、前記ドーム形成具本体４２が前記ターゲット位置に位置すると、前記駆動アセンブリ６４を停止するように構成されている、請求項６に記載のドーム形成具位置決めシステム。
【請求項８】
前記第１の円状部材１７２は、第１の係合面７０を有し、
前記第２の円状部材１７４は、第２の係合面７２を有し、
前記駆動アセンブリ６４は、第１の係合装置８４及び第２の係合装置８６を備え、各係合装置８４、８６は、対応するモータの出力シャフト８１、８３上に配置されて、対応する係合面７０、７２に係合するように構成されており、
前記第１のモータ８０からの運動は、前記第１の係合装置８４と前記第１の係合面７０との係合によって前記第１の円状部材１７２へと伝えられ、
前記第２のモータ８２からの運動は、前記第２の係合装置８６と前記第２の係合面７２との係合によって前記第２の円状部材１７４へと伝えられる、請求項７に記載のドーム形成具位置決めシステム。
【請求項９】
前記第１の係合面７０は、前記第１の円状部材１７２に位置する外周面であり、前記第１の係合面７０は、歯付きのラック１７６であり、
前記第２の係合面７２は、前記第２の円状部材１７４に位置する外周面であり、前記第２の係合面７２は、歯付きのラック１７８であり、
前記第１の係合装置８４は、ウォームギア１８０であり、
前記第２の係合装置８６は、ウォームギア１８２である、請求項８に記載のドーム形成具位置決めシステム。
【請求項１０】
前記第１の円状部材１７２は、ほぼ円形の開口を備え、前記第１の円状部材の開口１９０の中心は、前記第１の円状部材１７２の中心からオフセットしており、
前記第２の円状部材１７４は、前記第１の円状部材の開口１９０に回転可能に嵌るようなサイズを有しており、
前記第２の円状部材１７４は、前記第１の円状部材の開口１９０に回転可能に配置されている、請求項６に記載のドーム形成具位置決めシステム。
【請求項１１】
前記第１の円状部材１７２の中心と前記第１の円状部材の開口１９０の中心との間のオフセットは、約０．００５〜０．０２０の間であり、
前記第２の円状部材１７４の中心と前記ドーム形成具本体４２の中心との間のオフセットが、約０．００５〜０．０２０の間である、請求項１０に記載のドーム形成具位置決めシステム。
【請求項１２】
前記第１の円状部材１７２の中心と前記第１の円状部材の開口１９０の中心との間のオフセットは、約０．０１５インチであり、
前記第２の円状部材１７４の中心と前記ドーム形成具本体４２の中心との間のオフセットは、約０．０１５インチである、請求項１１に記載のドーム形成具位置決めシステム。
【請求項１３】
第１の引っ込み位置と第２の延伸位置との間でラム本体１９を往復運動させるように構成された動作機構１２と、
長手軸２６と遠位端２４とを有する細長い物体であるラム本体１９と、
前記ラム本体の遠位端２４に配置されたポンチ２０と、
開口３２を備える少なくとも１つのダイ３０と、長手軸２６とを有しているダイアセンブリ１６と、
を備えており、
前記ポンチ２０は、前記ラム本体の長手軸２６と前記ダイアセンブリの長手軸３４とをほぼ一直線にして、前記ダイの開口３２をほぼ水平方向に通って移動するように配置されている缶形成機械１０であって、
ドーム４６を定めるキャビティ４４を備えている本体４２を有しており、前記キャビティ４４は中心を有し、前記本体４２は、前記キャビティ４４を前記ポンチ２０に向けて配置され、前記ラム本体の長手軸２６とほぼ一直線にされているドーム形成具１８と、
ポンチ位置センサアセンブリ５２と、制御システム５４と、ドーム形成具位置決めアセンブリ５６とを備えており、前記ドーム形成具１８を前記ポンチ２０に対して動的に位置決めするドーム形成具位置決めシステム５０と、
をさらに備えており、
前記ポンチ位置センサアセンブリ５２は、前記ポンチ２０の運動中の位置を測定するように構成され、さらに、前記ポンチ２０の運動中の位置を表すデータを含むポンチ２０の運動位置信号をもたらすように構成されており、
前記制御システム５４は、前記ポンチ２０の運動位置信号を受け取り、前記ラム本体１９は前記延伸位置にあると、前記ポンチの遠位端２４の位置を計算し、前記ドーム形成具１８のターゲット位置を表すデータを含んでいるドーム形成具ターゲット位置信号をもたらすように構成されており、
前記ドーム形成具位置決めアセンブリ５６は、前記ドーム形成具本体４２を支持しており、前記ドーム形成具ターゲット位置信号を受け取って、前記ラム本体の長手軸(２６)に対してほぼ垂直に広がる平面において、前記ドーム形成具本体４２を平行移動させて、前記ターゲット位置に配置するように構成されている缶形成機械。
【請求項１４】
前記ドーム形成具位置決めアセンブリ５６は、固定されたマウント６０と、可動の装着アセンブリ６２と、駆動アセンブリ６４とを備えており、
前記可動の装着アセンブリ６２は、前記キャビティ４４を前記ポンチ２０に向けて、前記ドーム形成具本体４２を支持するように構成され、
前記駆動アセンブリ６４は、前記可動の装着アセンブリ６２を動かすように構成されている、請求項１３に記載の缶形成機械。
【請求項１５】
前記可動の装着アセンブリ６２は、第１の表面７０及び第２の表面７２を有するマウントアセンブリ１７０を含んでおり、前記第１及び第２の表面７０、７２は、係合面であり、
前記駆動アセンブリ６４は、第１のモータ８０と、第２のモータ８２と、第１の係合装置８４と、第２の係合装置８６とを備え、各モータ８０、８２は、回転する出力シャフト８１、８３を有しており、各係合装置８４、８６は、対応するモータの出力シャフト８１、８３と結合され、対応する係合面７０、７２に係合するように構成されており、
前記制御システム５４は、位置追跡アセンブリ９０を備え、前記位置追跡アセンブリ９０は、前記可動の装着アセンブリ６２が動くと、前記ドーム形成具本体４２の位置を追跡し、前記ドーム形成具本体４２の位置を表すデータを含むドーム形成具位置信号をもたらすように構成されており、
前記駆動アセンブリ６４は、前記ドーム形成具位置信号を受け取って、前記ドーム形成具本体４２が前記ターゲット位置に配置されると、前記駆動アセンブリ６４を停止するように構成されている、請求項１４に記載の缶形成機械。
【請求項１６】
前記マウントアセンブリ１７０は、少なくとも２つの表面１０２、１０４を有する平板部材１００を備え、前記平板部材１００の少なくとも２つの表面１０２、１０４は、前記第１及び第２の表面１０２、１０４であり、
前記第１のモータの駆動シャフト８１は、ねじ付の遠位端１０６を有し、
前記第２のモータの駆動シャフト８３は、ねじ付の遠位端１０８を有し、
前記第１及び第２の係合装置８４、８６の各々は、前記第１又は第２の駆動シャフト８１、８３の一方と係合するように構成されたねじ穴１１４、１１６と、前記第１又は第２の表面１０２、１０４の一方に繋がるように構成された遠位端１０６、１０８とを有するジャッキねじ１１０、１１２であり、
前記第１のジャッキねじ１１０は、前記ねじ穴１１４によって前記第１のモータの駆動シャフト８１と螺合し、
前記第２のジャッキねじ１１２は、前記ねじ穴１１６によって前記第２のモータの駆動シャフト８３と螺合し、
前記第１のジャッキねじの遠位端１１７は、前記平板部材の第１の表面１０２と繋がり、
前記第２のジャッキねじの遠位端１１９は、前記平板部材の第２の表面１０４と繋がり、
第１のモータ８０の動作により、前記第１のジャッキねじの遠位端１１７が前記第１の駆動シャフト８１に対して進退することで、前記平板部材１００の第１の軸に沿った運動が生じ、
第２のモータ８２の動作により、前記第２のジャッキねじの遠位端１１９が前記第２の駆動シャフト８３に対して進退することで、前記平板部材１００の第２の軸に沿った運動が生じる、請求項１５に記載の缶形成機械。
【請求項１７】
前記マウントアセンブリ１７０は、第１の平板部材１４０及び第２の平板部材１４２を備え、
前記第１の表面７０は、前記第１の平板部材１４０に位置し、
前記第２の表面７２は、前記第２の平板部材１４２に位置し、
前記第１及び第２の表面７０、７２は、ほぼ平坦で、互いに垂直であり、
前記第１の平板部材１４０は、前記固定されたマウント６０に可動に結合されて、第１の軸に渡って平行移動するように構成され、
前記第２の平板部材１４２は、前記第１の平板部材１４０に可動に結合されて、第２の軸に渡って平行移動するように構成され、前記第２の平板部材１４２の第２の軸は、前記第１の平板部材１４０の第１の軸にほぼ垂直であり、前記第１の平板部材１４０によって定められる平面にほぼ平行であり、
前記可動の装着アセンブリの平板部材の係合面７０、７２の各々は、歯付きのラック１７６、１７８であり、
前記駆動アセンブリの第１の係合装置８４は、前記第１の平板部材の歯付きのラック１７６に係合するように配置されたウォームギア１８０であり、
前記駆動アセンブリの第２の係合装置８６は、前記第２の平板部材の歯付きのラック１７８に係合するように配置されたウォームギア１８２であり、
前記第２の平板部材１４２は、前記キャビティ４４を前記ポンチ２０に向けて、前記ドーム形成具本体４２を支持するように構成されている、請求項１５に記載の缶形成機械。
【請求項１８】
前記固定されたマウント６０は、回転軸１６４を有する回転空間１６２を定めているハウジング１６０を備えており、
前記可動の装着アセンブリ６２は、ほぼ円状の第１の円状部材１７２とほぼ円状の第２の円状部材１７４とを有するマウントアセンブリ１７０を備えており、
前記第１の円状部材１７２は、前記回転空間に回転可能に配置され、前記第１の円状部材１７２の中心は、前記回転空間の軸上にほぼ位置しており、前記第１の円状部材１７２は、前記回転空間の回転軸について回転するように構成されており、
前記第２の円状部材１７４は、前記第１の円状部材１７２に回転可能に結合され、該第２の円状部材１７４の中心は、前記第１の円状部材１７２の中心から径方向にオフセットしており、
前記駆動アセンブリ６４は、第１のモータ８０及び第２のモータ８２を有し、各モータ８０、８２は、回転する出力シャフト８１、８３を有しており、各出力シャフト８１、８３は、前記第１又は第２の円状部材１７２、１７４の一方に係合してその円状部材を回転させるように構成されている、請求項１４に記載の缶形成機械。
【請求項１９】
前記制御システム５４は、位置追跡アセンブリ９０を備え、前記位置追跡アセンブリ９０は、前記マウントアセンブリ１７０が動くと、前記ドーム形成具本体４２の位置を追跡して、前記ドーム形成具本体４２の位置を表すデータを含むドーム形成具位置信号をもたらすように構成されており、
前記制御システム５４は、前記ドーム形成具位置信号を受け取り、前記ドーム形成具本体(４２)が前記ターゲット位置に配置されると、前記駆動アセンブリ６４を停止するように構成されている、請求項１８に記載の缶形成機械。
【請求項２０】
前記第１の円状部材１７２は、第１の係合面７０を有し、
前記第２の円状部材１７４は、第２の係合面７２を有し、
前記駆動アセンブリ６４は、第１の係合装置８４及び第２の係合装置８６を備え、各係合装置８４、８６は、対応するモータの出力シャフト８１、８３上に配置されて、対応する係合面７０、７２に係合するように構成されており、
前記第１のモータ８０からの運動は、前記第１の係合装置８４と前記第１の係合面７０との係合によって前記第１の円状部材１７２へと伝えられ、
前記第２のモータ８２からの運動は、前記第２の係合装置８６と前記第２の係合面７２との係合によって前記第２の円状部材１７４へと伝えられる、請求項１９に記載の缶形成機械。
【請求項２１】
前記第１の係合面７０は、前記第１の円状部材１７２に位置する外周面であり、前記第１の係合面７０は、歯付きのラック１７６であり、
前記第２の係合面７２は、前記第２の円状部材１７４に位置する外周面であり、前記第２の係合面７２は、歯付きのラック１７８であり、
前記第１の係合装置８４は、ウォームギア１８０であり、
前記第２の係合装置８６は、ウォームギア１８２である、請求項２０に記載の缶形成機械。
【請求項２２】
前記第１の円状部材１７２は、ほぼ円形の開口１９０を備え、前記第１の円状部材の開口１９０の中心は、前記第１の円状部材１７２の中心からオフセットしており、
前記第２の円状部材１７４は、前記第１の円状部材の開口１９０に回転可能に嵌るようなサイズを有しており、
前記第２の円状部材１７４は、前記第１の円状部材の開口１９０に回転可能に配置されている、請求項１８に記載の缶形成機械。
【請求項２３】
前記第１の円状部材１７２の中心と前記第１の円状部材の開口１９０の中心との間のオフセットは、約０．００５〜０．０２０の間であり、
前記第２の円状部材１７４の中心と前記ドーム形成具本体４２の中心との間のオフセットは、約０．００５〜０．０２０の間である、請求項２２に記載の缶形成機械。
【請求項２４】
前記第１の円状部材１７２の中心と前記第１の円状部材の開口１９０の中心との間のオフセットが、約０．０１５インチであり、
前記第２の円状部材１７４の中心と前記ドーム形成具本体４２の中心との間のオフセットは、約０．０１５インチである、請求項２３に記載の缶形成機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して、ラムの戻りの行程中にて、往復運動するラムをダイパック(die  pack)にほぼ同心に位置決めさせるべく、ドーム形成具(domer)アセンブリを位置決めするように構成されたシステムに関し、より詳しくは、往復運動の中のラムの位置を検出して、ドーム形成具アセンブリを動的に移動させるように構成された位置決めシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、アルミニウム缶は、アルミニウムの薄板として始まって、アルミニウムの薄板から円形のブランクが切り出される。ブランクは、底部と、底部から延びる側壁とを有する「カップ」へと形成される。カップは缶ボディ製造機へと送られて、さらに、カップを薄く引き延ばす円形ダイに通される。即ち、カップは、細長いラムに取り付けられたポンチの前方に配置される。ラムが往復運動を行い、カップの(再)引き延ばしとしごき(iron)をもたらす円形ダイにカップを通す。即ち、ラムの前方への行程ごとに、カップが円形ダイに通されて、さらに缶ボディへと形成される。戻りの行程において、今や引き延ばされた缶ボディがラムから取り外され、新たなカップが配置される。トリミング、洗浄、印刷、などの更なる仕上げ作業の後で、缶ボディは、缶を製品で満たす充てん装置へと送られる。次いで、蓋が缶ボディと結合されて、缶ボディに封止されることで、缶が完成する。
【０００３】
より具体的には、缶ボディ製造機のダイパックは、間隔を空けて位置する複数のダイを有しており、各々のダイは、ほぼ円形の開口を有している。各々のダイの開口は、隣接する上流のダイよりもわずかに小さい。従って、ポンチが第１のダイ、即ち再絞りダイにおいてカップを引き延ばすと、アルミニウム製のカップは、ほぼ円柱形のポンチを覆うように変形する。ダイパックにおける次のダイの開口は、より小さい内径を有しており、即ち開口がより小さいため、ラムがダイパックの残りのダイを通ってアルミニウムを移動させるにつれて、アルミニウム製のカップは薄くなる。ポンチと絞りダイとの間のすき間は、典型的には約０．０１０インチ未満であり、最後のしごきダイにおいては約０．００４インチ未満である。最後のダイを通って缶が移動した後、カップの底部及び側壁は、所望の厚さを有しており、必要となる他の変形は、内側へと突き出すドームへと、カップの底部を成形することだけである。
【０００４】
即ち、ポンチの遠位端は、凹状にされている。ラムが最大限に伸びたところに、「ドーム形成具」が存在する。ドーム形成具は、略凸状のドームと、成形された外周とを有している。ラムが最大の伸びへと達すると、缶ボディの底部は、ドーム形成具に当接してドームへと変形させられ、缶ボディの底部の外周が、所望のとおりに成形される。典型的には、内側へと斜めにされて、缶ボディの強度を高め、得られた缶の積み重ねを可能にする。ラムが引き戻される際に、ラムの中央へと空気を吹き込むことによって、缶ボディは、ポンチの端部から外される。空気がポンチの端部から出て、缶ボディをポンチから解放する。典型的には、機械式の取外し具も存在しており、ツールパックを通って引っ込むポンチに缶ボディが留まることがないようにする。ラムがダイパックを通って引き戻され、新たなカップがポンチに配置されて、サイクルが繰り返される。
【０００５】
ラム及びダイパックは、通常、概ね水平方向に向けられている。しかしながら、この向きは、ポンチの摩耗及び破れを生じ得る。即ち、ダイパックのダイは、カップが適切に変形するような間隔で配置されなくてはならない。これは、ダイパック全体に渡って、つまり、１８〜３０インチのどこかとであろう距離に渡って、ラムを水平に伸ばさなければならないことを意味する。これは、缶ボディ製造機の行程長でもある。これは、ラムが基本的に片持ちのアームであることを意味する。周知の通り、極めて堅固な部材でも、片持ち梁として支持されると、遠位端が垂れ下がる。この垂れ下がりは、一般に、静止部材においては問題でないが、ポンチとダイとの間の約０．００４インチ未満の径方向のすき間にてダイを通過する往復ラムにおいては問題である。通常、ドーム形成具は、垂れ下がりを補償するようにポンチに静的に位置決められるが、この位置決めは、機械におけるラムの動力学に関連して正確でないことがあり得る。また、ポンチの運動を機械の中心線に対して同心でないようにし得る他の因子も存在する。このように、垂れ下がり及び他の理由で、円形ダイに対してラムが同心でなくなる可能性があり、即ちダイの下部にラムが近づき、又は、接触する可能性がある。時間が経つと、ポンチとダイとの間の接触により、両者の何れかに損傷が生じる。これが生じると、損傷した部品を交換しなければならない。さらに、これは時間のかかる作業であって、典型的な缶形成機械は、１時間に１５，０００個を超える缶を生産するため、ラムの位置のずれは不利である。即ち、ラムにずれが生じると、如何なる缶も製造できなくなる可能性が高い。ラムは、(水平方向及び垂直方向について)機械の中心線に整列させなければならない。
【０００６】
また、ラムの位置は、ドーム形成具の位置によっても影響される。即ち、ラムはドーム形成具に係合するが、ドーム形成具が適切に配置されていないと、ラムに振動が生じ、さもなくばダイパックに対して位置ずれをする。ポンチとダイとの間のすき間が狭いので、僅かな整列のずれ、又は僅かな振動でも、ポンチがダイに接触する可能性がある。一般に、ドーム形成具は、調節可能なアセンブリに装着される。缶形成機械の使用に先立って、定期的な保守の一部として、ドーム形成具は、手作業でラムに位置決めされる。即ち、ラムが最大限に伸ばされた位置又はその付近に配置されて、ドーム形成具はポンチに位置決めされる。しかしながら、この方法は、ダイとの接触に起因するポンチの異常な摩耗という問題を解決しない。即ち、静止時のラム／ポンチの位置は、運動時のラム／ポンチの位置と同じでない可能性があるからである。従って、ダイアセンブリにポンチを位置決めする公知のシステム及び方法における上述の問題は、公知のシステム及び方法が、運動時のポンチの位置を検出していない点にある。
【発明の概要】
【０００７】
開示及び請求される装置は、往復運動しているラム上のツールパックへと引き戻される際にポンチの位置を測定して、ドーム形成具の位置を自動的に調節することを可能にするシステムを提供する。このシステムは、ポンチ位置センサアセンブリと、制御システムと、ドーム形成具位置決めアセンブリとを備える。ポンチ位置センサアセンブリは、好ましくは最後のダイのドーム形成具の側において、ラムの周囲に配置される。この位置において、ポンチ位置センサアセンブリは、戻りの行程においてツールパックへと進入するときのポンチの位置を測定できる。制御システムは、ポンチ位置センサアセンブリからのデータを受信し、ポンチが、戻りの行程においてツールパックにほぼ同心に配置されていない場合に、ドーム形成具の位置を調節するようにドーム形成具位置決めアセンブリへと信号を送信する。このプロセスは、戻りの行程においてツールパックとほぼ一直線にされた経路に沿って、ポンチが移動するまで繰り返されてよい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
好ましい実施の形態についての以下の説明を添付の図面と併せて読むことによって、本発明の充分な理解を得ることができる。
【図１】缶形成機械の概略の断面図である。
【図２】缶形成機械の端部の斜視詳細図である。
【図３】ドーム形成具位置決めシステムの一実施の形態の概略の正面図である。
【図４】ドーム形成具位置決めシステムの別の実施の形態の概略の正面図である。
【図５】ドーム形成具位置決めシステムの別の実施の形態の側面断面図である。
【図６Ａ】図５に示したドーム形成具位置決めシステムの種々の状態を示す概略図である。
【図６Ｂ】図５に示したドーム形成具位置決めシステムの種々の状態を示す概略図である。
【図６Ｃ】図５に示したドーム形成具位置決めシステムの種々の状態を示す概略図である。
【図６Ｄ】図５に示したドーム形成具位置決めシステムの種々の状態を示す概略図である。
【図６Ｅ】図５に示したドーム形成具位置決めシステムの種々の状態を示す概略図である。
【図６Ｆ】図５に示したドーム形成具位置決めシステムの種々の状態を示す概略図である。
【図６Ｇ】図５に示したドーム形成具位置決めシステムの種々の状態を示す概略図である。
【図６Ｈ】図５に示したドーム形成具位置決めシステムの種々の状態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書において使用されているように、「ターゲット位置」は、ポンチについて選択された、ドーム形成具本体の中心の位置である。この位置は、戻りの行程においてポンチがツールパックと同心になるように選択される。この位置は、ラムの軸又はツールパックの軸と一直線上にあっても、なくてもよい。
【００１０】
本明細書において使用されているように、「動的位置決め」は、ポンチが運動しているときに行われる測定に基づいて、ドーム形成具をポンチに対して配置することを意味する。これは、ポンチが動いている場合に測定が行われる限りにおいて、ポンチの運動中にドーム形成具を調節すること、及び、ポンチが運動していない場合にドーム形成具を調節することを含むと考えられる。
【００１１】
本明細書において使用されているように、「積極的な位置決め(actively  positioning)」は、ポンチが動いている場合にドーム形成具をポンチに対して位置決めすることを意味する。
【００１２】
本明細書において使用されているように、「接続」は、２つ以上の要素の間の接続を意味し、接続が生じる限りにおいて、直接的であっても、間接的であってもよい。物体が他の物体に載せられ、重力のみによってその場に保持されている場合、上方の物体は、ほぼその場に維持されているのでない限り、下方の物体に「接続」されていない。即ち、例えばテーブルの上の本は、テーブルに接続されていないが、テーブルに接着された本は、テーブルに接続されている。
【００１３】
本明細書において使用されているように、「直接的に結合」は、２つの要素が互いに直接接触していることを意味する。
【００１４】
本明細書において使用されているように、「固定的に結合」または「固定」は、２つの構成要素が互いに対して一定の配置を維持しながら一体として運動するように結合されていることを意味する。「固定」された構成要素は、直接的に結合されていても、されていなくてもよい。
【００１５】
本明細書において使用されているように、用語「単一」は、或る構成要素が単独のピース又はユニットとして生成されていることを意味する。従って、別々に生成され、後にユニットとして互いに結合されたピースを含む構成要素は、「単一」の構成要素または物体ではない。
【００１６】
本明細書において使用されているように、「関連した」は、該当の構成要素が互いに関連付けられ、互いに接触し、及び／又は、互いに相互作用することを意味する。例えば、自動車は、４つのタイヤ及び４つのハブを有し、各々のハブがそれぞれのタイヤに「関連して」いる。
【００１７】
本明細書において使用されているように、「係合」は、歯車または歯を有する他の構成要素を指して使用される場合に、歯車の歯が互いに相互作用し、一方の歯車の回転によって他方の歯車の回転も生じることを意味する。
【００１８】
図１に概略的に示されるように、缶ボディ製造機、即ち缶形成機械１０は、周期的運動及び／又は往復運動をもたらすように構成された動作機構１２と、ラム１４と、ダイアセンブリ１６と、ドーム形成具アセンブリ１８とを備えている。ラム１４は、近位端２２と、遠位端２４と、長手軸２６とを有しており、細長いほぼ円形の本体１９を有している。ポンチ２０は、ラム本体の遠位端２４に配置され、又は、ラム本体の遠位端２４を覆って配置されている。ポンチ２０は、凹状の遠位端を有するほぼ円柱形の物体であって、後述されるドーム形成具アセンブリのキャビティ４４に一致するように形作られてよい。ラム本体の近位端２２が、動作機構１２へと接続されている。動作機構１２は、ラム本体１９に往復運動をもたらし、ラム本体１９、従ってポンチ２０を、長手軸２６に沿って前後に運動させる。即ち、ポンチ２０は、引っ込んだ位置と突き出した位置との間を往復するように構成されており、ダイアセンブリ１６を通ってほぼ水平方向に延伸運動する。
【００１９】
ダイアセンブリ１６は、少なくとも１つ(図示では３つ)のダイ３０を備えており、(各々の)ダイは、開口３２を有している。第１のダイ３０Ａ(動作機構１２に最も近いダイ３０)の開口３２は、第２のダイ３０Ｂ(図示では中央)の開口３２よりも僅かに大きい。第２のダイ３０Ｂの開口３２は、第３のダイ３０Ｃ(動作機構１２から最も遠い)の開口３２よりも僅かに大きい。即ち、第１のダイ３０Ａの開口３２は、ポンチ２０の半径よりも約０．０１０インチ大きい半径を有し、第２のダイ３０Ｂの開口３２は、ポンチ２０の半径よりも約０．００７インチ大きい半径を有し、第３のダイ３０Ｃの開口３２は、ポンチ２０の半径よりも約０．００４インチ大きい半径を有している。ダイアセンブリの開口３２は、共通の軸３４に沿って配置されている。ダイアセンブリの軸３４は、ラム本体の長手軸２６とほぼ一直線上にある。
【００２０】
この構成において、缶形成機械１０は、缶ボディへとカップを変換するように構成されており、缶ボディは、蓋を追加することによって缶を形成し得る。通常、ポンチ２０が引っ込んだ位置にある場合に、カップは、ポンチ２０を覆って配置される。ポンチ２０が、そのアルミニウム製の円板をダイアセンブリ１６を通して押すと、カップは、所望の長さ及び壁厚へと薄く引き延ばされる。引き延ばされたカップが、缶ボディである。
【００２１】
ドーム形成具アセンブリ１８は、ラム本体１９の行程の終わりに配置されている。ドーム形成具アセンブリ１８は、ドーム形成ダイ４０と、可動な装着アセンブリ６２(後述)とを備えている。ドーム形成ダイ４０は、ドーム４６を規定するキャビティ４４を備える物体４２である。ドーム形成具本体のキャビティ４４は、カップの底部を成形するように構成された他の機能も備えてもよい。ドーム４６の中心は、ラム本体の長手軸２６とほぼ一直線上にある。この構成では、ラム本体１９が最大限に伸ばされた位置にあると、カップの底部(ポンチ２０を覆って延びている部位)は、ポンチ２０がドーム形成具本体のキャビティ４４に進入することで成形される。即ち、カップの底部が、上方へと突き出すドーム４６になる。ドーム４６が形成された後、ラム本体１９は、行程のうちの後退部分を開始する。缶取外し具(図示されていない)が、第３のダイ３０Ｃの外表面に配置される。缶取外し具は、缶ボディをポンチ２０から取り外す。このようにして、ポンチ２０は、ポンチ２０とダイ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃとの間にカップまたは他の材料がない状態で後方へと移動する。
【００２２】
この構成において、ポンチ２０がダイ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃに接触して、ポンチ２０及び／又はダイ３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃに損傷が生じる可能性がある。この損傷を防止または軽減するために、ラム本体の長手軸２６とダイの軸３４とをほぼ一直線にするのが好ましい。即ち、ポンチ２０が振動したり、垂れ下がったりしてはならない。ラム本体の遠位端２４に配置されたポンチ２０は、片持ちの物体であるが故に、垂れ下がりやすい。さらに、ドーム４６がラム本体の長手軸２６に揃えられていない場合、ドーム形成具のキャビティ４４への進入時に、ポンチ２０は、ダイの軸３４からずれるように押され、その後にドーム形成具のキャビティ４４から出る際に揃った状態へと急激に復帰し、即ち跳ね戻る。この作用が、ポンチ２０の振動を生じさせ得る。垂れ下がりの程度及び振動によって引き起こされる位置ずれは、何れも小さいが、ポンチ２０とダイの開口３２との間の差は非常に小さくて、如何なる垂れ下がり又は振動でもポンチ２０とダイの開口３２との間の接触を生じ得る。
【００２３】
ドーム形成具位置決めシステム５０は、ポンチ２０とダイアセンブリ１６との間の接触量を減らすように構成されている。ドーム形成具位置決めシステム５０は、ポンチ位置センサアセンブリ５２と、制御システム５４と、ドーム形成具位置決めアセンブリ５６とを備えている。ポンチ位置センサアセンブリ５２は、ポンチ２０の移動中の状態を測定するように構成されている。即ち、移動中のラム本体１９と、それに配置されたポンチ２０とは、静止しているラム本体１９と同じ様相では垂れ下がらず、及び／又は、移動中のラム本体１９が、振動している可能性がある。従って、ポンチ位置センサアセンブリ５２は、ラム本体１９の戻りの行程においてダイアセンブリ１６へと進入する際に、ポンチ２０の移動中の状態を測定するように構成される。故に、ポンチ位置センサアセンブリ５２は、好ましくは第３のダイ３０Ｃに配置され、より好ましくは複数のセンサ５９を備えている。それらのセンサ５９は、好ましくは誘導式近接センサ(inductive  proximity  sensor)であって、図２に示されるように第３のダイ３０Ｃの開口３２の外の周囲に配置されて、センサ５９からのポンチ２０の距離に比例した出力信号をもたらすように構成されている。センサ５９が、ポンチ２０の戻りの行程の際にポンチ２０の位置を測定し、より好ましくはラム本体の遠位端２４の位置を測定する。ポンチ位置センサアセンブリ５２は、測定値を「ポンチ移動状態信号」としてもたらされる電子データへと変換するように構成されている。即ち、ポンチ移動状態信号は、ポンチ２０の移動の状態を表すデータを含む。
【００２４】
図１及び図３に模式的に示されている制御システム５４は、プログラマブル論理回路(ＰＬＣ)と格納されたアルゴリズムを利用して、ポンチ移動状態信号を分析して、ドーム形成具ターゲット位置信号を与える。即ち、制御システム５４は、それをプログラミングすることで、移動しているポンチ２０の位置をドーム形成具本体４２の特定の位置に関連付けるように構成されている。戻りの行程中のポンチ２０の位置に基づいて、制御システム５４は、ドーム形成具本体４２の位置を定めることができる。さらに、制御システム５４は、ドーム形成具本体４２のターゲット位置を決定して、戻りの行程において特定の位置にポンチ２０を配置するように構成されている。ポンチ２０の特定の位置は、好ましくは、ほぼ同心状にダイアセンブリ１６に進入しており、即ち、ラム本体の長手軸２６とダイアセンブリの軸３４とがほぼ一直線になっている。このように、制御システム５４は、ポンチ移動状態信号に基づいてドーム形成具本体４２の現在の位置を決定するように構成されており、さらには、ドーム形成具本体４２のターゲット位置を計算して、ダイの開口３２に対してほぼ同心状にポンチ２０を配置するように構成されている。ドーム形成具本体４２のターゲット位置を表すデータは、「ドーム形成具ターゲット位置信号」に組み込まれている。
【００２５】
ドーム形成具ターゲット位置信号は、ドーム形成具位置決めアセンブリ５６に与えられる。ドーム形成具位置決めアセンブリ５６は、ドーム形成具本体４２を支持するように構成されている。さらに、ドーム形成具位置決めアセンブリ５６は、ラム本体の長手軸２６に対してほぼ垂直に広がる平面上にてドーム形成具本体４２を平行移動させるように、即ち、ドーム形成具本体４２の向きを保ちつつ移動させるように構成されている。ドーム形成具位置決めアセンブリ５６は、固定されたマウント６０と、可動の装着アセンブリ６２と、駆動アセンブリ６４とを備えている。固定されたマウント６０は、ダイアセンブリ１６に対して、自身の位置を保つように構成されており、図示のようにダイアセンブリ１６と結合されてもよい。可動の装着アセンブリ６２は、キャビティ４４をポンチ２０に向けた状態で、ドーム形成具本体４２を支持するように構成されている。さらに、可動の装着アセンブリ６２は、第１の表面７０及び第２の表面７２を有する装着アセンブリであり、第１及び第２の表面７０、７２は係合面である。即ち、第１及び第２の表面７０、７２は、駆動アセンブリ６４が係合するように構成されている。後述するように、係合面はカップリングであってよく、又は、好ましい実施の形態では、係合面は歯付きの面であってもよい。駆動アセンブリ６４は、第１のモータ８０と、第２のモータ８２と、第１の係合装置８４と、第２の係合装置８６とを備えている。各々のモータ８０、８２は、回転する出力シャフト８１、８３を有しており、各々の係合装置８４、８６は、対応するモータ出力シャフト８１、８３と結合すると共に、対応する係合面７０、７２と係合するように構成されている。駆動アセンブリ６４は、モータ８０、８２を制御するように構成されたＰＬＣ又は同様の装置を備えてよい。或いは、モータ８０、８２は、信号によって制御システム５４から直接指令を受け取るように構成されてもうよい。
【００２６】
制御システム５４は、位置追跡アセンブリ９０をさらに備えている。位置追跡アセンブリ９０は、可動の装着アセンブリ６２が運動している時におけるドーム形成具本体４２の位置を追跡するように構成されている。追跡は、固定されたマウント６０と可動の装着アセンブリ６２との間に配置された位置センサ(図示せず)によって、モータ出力シャフト８１、８３の位置を追跡するセンサ５９によって、又は、任意の他の公知の装置や対応する方法によって、光学的に行うことができる。位置追跡アセンブリ９０は、ドーム形成具本体４２の現在位置を表すデータを含んでいるドーム形成具位置信号をもたらす。ドーム形成具位置信号は、制御システム５４へと伝えられる。制御システム５４はさらに、ドーム形成具ターゲット位置信号とドーム形成具位置信号とを比較するように構成されており、即ち、制御システム５４は、ドーム形成具本体４２の実際の位置をドーム形成具本体４２のターゲット位置と比較して、ドーム形成具本体４２がターゲット位置に位置するまで駆動アセンブリ６４の駆動を続けるように構成されている。即ち、制御システム５４は、ドーム形成具位置信号を受信して、ドーム形成具本体４２がターゲット位置に配置されている場合には、駆動アセンブリ６４を停止するように構成されている。
【００２７】
ある実施の形態では、ドーム形成具位置決めアセンブリ５６は、ラムの長手軸２６に対してほぼ垂直な平面に広がったプレートであって、その平面内を平行移動するように構成されている。即ち、ドーム形成具位置決めアセンブリ５６は、少なくとも２つの表面１０２、１０４を有する１又は複数(図示では２つ)の平板部材１００Ａ、１００Ｂを備えており、これら部材の少なくとも２つの表面１０２、１０４が、第１及び第２の表面７０、７２となっている。互いに可動に結合された２つの平板部材１００が存在するのが好ましい。例えば、固定されたマウント６０に最も近い内側の平板部材１００Ａが、ほぼ垂直な溝(図示されていない)を備えてよく、外側の平板部材１００Ｂは、当該溝に対応する凸条(図示されていない)を有えてよい。
【００２８】
平板部材の少なくとも２つの表面１０２、１０４は、これに限られるわけではないが矩形のプレートの２つの側面のような、２つの垂直な表面であるのが好ましい。第１及び第２のモータ駆動出力シャフト８１、８３の各々には、ねじ山付きの遠位端１０６、１０８がある。第１及び第２の係合装置８４、８６の各々は、ジャッキねじ１１０、１１２であって、ジャッキねじ１１０、１１２の各々は、第１又は第２の駆動出力シャフト８１、８３の一方に係合するように構成されたねじ穴１１４、１１５を有しており、遠位端１０６、１０８は、第１又は第２の表面１０２、１０４の一方と繋がるように構成されている。即ち、ジャッキねじ１１０、１１２は、平板部材１００に接続されるように構成されたブラケット１２０、１２２又は同様の装置を有してよい。第１のジャッキねじ１１０は、そのねじ穴１１４によって第１のモータ駆動シャフト８１と螺合している。第２のジャッキねじ１１２は、そのねじ穴１１６によって第２のモータ駆動シャフト８３と螺合している。第１のジャッキねじ用ブラケット１２０が、平板部材の第１の表面１０２に接続されている。第２のジャッキねじ用ブラケット１２２が、平板部材の第２の表面１０４に接続されている。この構成においては、第１のモータ８０の動作によって、第１のジャッキねじ１１０が第１の駆動シャフト８１に対して伸び、或いは引っ込むことで、内側の平板部材１００Ａが第１の軸に沿って移動する。さらに、第２のモータ８２の動作によって、第２のジャッキねじ１１２が第２の駆動シャフト８３に対して伸び、或いは引っ込むことで、外側の平板部材１００Ｂが第２の軸に沿って移動する。即ち、２つのモータ駆動シャフト８１、８３の軸は、好ましくは平行でなく、より好ましくは互いにほぼ垂直である一方で、平板部材１００Ａ、１００Ｂによって定められる平面にほぼ一致する平面に配置され、或いは平板部材１００Ａ、１００Ｂによって定められる平面にほぼ平行な平面に配置される。平板部材１００Ａ、１００Ｂは、フレーム１３０又は同様の配置装置の背後に配置されてよく、当該フレームは、ラムの長手軸２６にほぼ垂直な平面内を延びる各々の平板部材１００Ａ、１００Ｂを維持するように構成される。
【００２９】
別の実施の形態においては、ドーム形成具位置決めアセンブリ５６は、２枚のプレート、即ち、例えば垂直である一方の軸に沿って移動するように構成された第１のプレートと、例えば水平である他方の軸に沿って移動するように構成された第２のプレートとを備えている。これらのプレートは上述のとおりのジャッキねじを使用して移動されてよいが、より上位の制御が、後述のウォームギアによって与えられてよい。この実施の形態では、ドーム形成具位置決めアセンブリ５６は、第１の平板部材１４０及び第２の平板部材１４２を備える。第１の表面７０は、第１の平板部材１４０に位置し、第２の表面７２は、第２の平板部材１４２に位置する。第１及び第２の表面７０、７２は、好ましくはほぼ平坦であり、且つ、互いに垂直である。可動な装着アセンブリの平板部材の各々の係合面、即ち第１及び第２の表面７０、７２は、歯付きのラック１４６、１４８であるのが好ましい。
【００３０】
第１の平板部材１４０は、固定されたマウント６０に可動に結合されており、第１の軸上を平行移動するように構成されている。例えば、固定されたマウント６０は、ほぼ垂直な溝(図示されていない)を備えてよく、第１の平板部材１４０は、その溝に対応する凸条(図示されていない)を有してよい。同様にして、第２の平板部材１４２は、第１の平板部材１４０に可動に結合されており、第２の軸上を平行移動するように構成されている。第２の平板部材１４２の移動の軸は、第１の平板部材１４０の移動の軸にほぼ垂直であって、第１の平板部材１４０によって定められる平面にほぼ平行であるのが好ましい。第１のモータ８０は、固定されたマウント６０に取り付けられ、第２のモータ８２は、第１の平板部材１４０に取り付けられる。駆動アセンブリの第１の係合装置８４は、ウォームギア１５０であり、第１の平板部材の歯付きのラック１４６に係合するように配置されている。駆動アセンブリの第２の係合装置８６は、ウォームギア１５２であり、第２の平板部材の歯付きのラック１４８に係合するように配置されている。第２の平板部材１４２は、キャビティ４４をポンチ２０に向けてドーム形成具本体４２を支持するように構成されている。
【００３１】
ラム本体１９は、片持ちの物体であるため、支持端を中心にして径方向に曲がりやすい。即ち、ラム本体の遠位端２４の変位が、通常、円形のパターンのどこかに起こる。故に、ドーム形成具位置決めアセンブリ５６の好ましい実施の形態は、ドーム形成具本体４２を円形の領域に渡って移動させるように構成されている。ドーム形成具位置決めアセンブリ５６は、ハウジング１６０を備えている。ハウジング１６０は、固定されたマウント６０に位置して、回転軸１６４を有する回転空間１６２を定めてよい。可動の装着アセンブリ６２は、第１のほぼ円状の部材１７２と第２のほぼ円状の部材１７４とを有する装着アセンブリ１７０を備える。回転空間１６２は、矩形の空間においてローラ(図示されていない)又は同様の装置によって定められてよいが、装着アセンブリ１７０の円柱状のキャビティ１６６によって定められるのが好ましい。第１の円状部材１７２は、回転空間１６２に回転可能に配置されており、第１の円状部材１７２の中心は、ハウジングの回転空間の軸１６４上にほぼ位置している。第１の円状部材１７２は、回転空間の回転軸１６４を中心にして回転するように構成されている。第２の円状部材１７４が、第１の円状部材１７２に回転可能に結合されているが、第２の円状部材１７４の中心は、第１の円状部材１７２の中心から径方向にオフセットしている。上述のように、駆動アセンブリ６４は、第１のモータ８０及び第２のモータ８２を有している。各々のモータ８０、８２は、回転する出力シャフト８１、８３を有しており、各々のモータの出力シャフト８１、８３が、第１又は第２の円状部材１７２、１７４の一方に係合して回転させるように構成されている。
【００３２】
より具体的には、第１の円状部材１７２は、第１の係合面７０を備え、第２の円形部材が、第２の係合面７２を備えている。第１及び第２の係合面７０、７２は、好ましくは歯付きのラック１７６、１７８であり、それらラック１７６、１７８は、第１及び第２の円状部材１７２、１７４の外周面の付近に配置され、好ましくは第１及び第２の円状部材１７２、１７４の外周面に配置される。既に述べたように、駆動アセンブリのモータ８０、８２は、第１の係合装置８４及び第２の係合装置８６をそれぞれ備える。この実施の形態における係合装置８４、８６は、第１及び第２のウォームギア１８０、１８２であり、それぞれ対応するモータ出力シャフト８１、８３に配置されており、対応する係合面７０、７２に係合するように構成されている。即ち、第１のウォームギア１８０は、第１の円状部材の歯付きのラック１７６に係合するように構成され、第２のウォームギア１８２は、第２の円状部材の歯付きのラック１７８に係合するように構成されている。
【００３３】
ドーム形成具本体４２が１つの円状部材１７２、１７４に装着されたが、回転軸上には位置していない場合、ドーム形成具本体４２を、回転軸を中心とする円にて移動させることができる。互いに対して運動する(即ち、軸がオフセットされている)２つの円状部材１７２、１７４を設けて、ドーム形成具本体４２の中心、即ちドーム４６の中心を、第２の円状部材１７４の中心からずらすことによって、２つの円状部材１７２、１７４の最大の半径によって定められる円の範囲内の任意の場所にドーム形成具本体４２を配置することができる。しかしながら、これは、第１の円状部材１７２が回転する、第２の円状部材１７４の中心が、円運動するという問題を引き起こす。これは、結果的に、第２の円状部材の歯付きのラック１７８が位置する第２の円状部材１７４の外周も運動することを意味する。
これは、第２のウォームギア１８２が、第１の円状部材１７２の中心の周りの第２の円状部材の歯付きのラック１７８の運動に適応しなければならないことを意味する。１つの解決策は、第２のモータ８２を第１の円状部材１７２上に取り付けることによって、第２のウォームギア１８２と第２の円状部材の歯付きのラック１７８とを一定の関係に保つことであると考えられる。
【００３４】
しかしながら、好ましい実施の形態においては、第１及び第２のモータ８０、８２が、固定されたマウント６０に装着されており、２つの円状部材１７２、１７４が、ほぼ同じ直径を有する。第２のウォームギア１８２は、延ばされた歯を有することによって第２の円状部材の歯付きのラック１７８との係合を保つ。即ち、上述のように、ポンチ２０とダイの開口３２との間のすき間は、極めて小さい。同様に、ドーム形成具本体４２について必要な調節の量も、極めて小さい。これは、第１及び第２の部材１７２、１７４の回転軸の間のオフセットの量も、極めて小さいことを意味する。ウォームギアのラックの半径がウォームギアの半径よりも大幅に大きい場合、ラックがウォームギアから遠ざかるように僅かに動いても、ウォームギアの側面が依然としてラックの歯の側方に係合する。従って、この構成は、第２の円状部材１７４が第２のウォームギア１８２に対して動いても、２つの円状部材１７２、１７４の位置の精密な制御を依然として可能にする。
【００３５】
この構成では、第１のモータ８０からの運動は、第１の係合装置８４の第１の係合面７０との係合を介して、第１の円状部材１７２に伝えられる。第２のモータ８２からの運動は、第２の係合装置８６の第２の係合面７２との係合を介して第２の円状部材１７４へと伝えられる。
【００３６】
第２の円状部材１７４は、第１の円状部材１７２から伸びる軸(図示されていない)に装着されてよいが、好ましい実施の形態においては、第１の円状部材１７２は、円形の開口１９０を有している。第１の円状部材の開口１９０の中心は、第１の円状部材１７２の中心からずらされている。第２の円状部材１７４は、円筒部分１９２と、その一端にあるフランジ１８４とを有している。第２の円状部材の円筒部分１９２は、第１の円状部材の開口１９０にぴったりと、しかしながら回転可能に嵌るように寸法付けられている。第２の円状部材のフランジ１８４は、好ましくは第１の円状部材１７２の半径とほぼ同じ半径を有している。この構成では、第２の円状部材の円筒部分１９２を、第１の円状部材の開口１９０に配置できる一方で、第１の円状部材１７２から長手方向にオフセットされた第２の円状部材のフランジ１８４に、固定されたマウント６０に接続されたモータ８２上のウォームギア１８２を係合されてよい。さらに、第２の円状部材１７４も、オフセットされたほぼ円形の開口１９４を有している。ドーム形成具本体４２は、第２の円状部材の円形の開口１９４に配置される。以下で説明及び図示されるとおり、２つの円形部材１７２、１７４を種々の向きに配置することによって、ドーム形成具本体４２をターゲット位置に置くことができる。
【００３７】
第１の円状部材１７２の中心と第１の円状部材の円形の開口１９０の中心との間のオフセットは、約０．００５〜０．０２０インチの間であり、より好ましくは約０．０１５インチである。第２の円状部材１７４の中心とドーム形成具本体４２の中心との間のオフセットは、約０．００５〜０．０２０インチの間であり、より好ましくは約０．０１５インチである。第１の円状部材の回転軸に対するドーム形成具本体４２の中心の位置は、デカルト座標において、以下の式で表すことができる。その結果としてのドーム形成具本体４２の中心のＸ位置は、
ｘｉ，ｊ：＝ｅ１・ｓｉｎ(αｉ・ｄｅｇ)＋ｅ２・ｓｉｎ(βｊ・ｄｅｇ)
であり、ドーム形成具本体４２の中心のＹ位置は、
ｙｉ，ｊ：＝ｅ１・ｃｏｓ(αｉ・ｄｅｇ)−ｅ２・ｃｏｓ(βｊ・ｄｅｇ)
である。ここで、
ｅ１：＝第１の円状部材１７２の偏心、好ましくは０．０１５インチ
ｅ２：＝第２の円状部材１７４の偏心、好ましくは０．０１５インチ
ｉ：＝度を単位とする角度変位の範囲(０，１，・・・，３５９)
ｊ：＝度を単位とする角度変位の範囲(０，１，・・・，３５９)
αｉ：＝ｉの第１の円状部材１７２の角度変位
βｊ：＝ｊの第２の円状部材１７４の角度変位
である。
【００３８】
図６Ａ〜図６Ｈでは、２つの円状部材１７２、１７４の種々の向きと、第２の円状部材の円形の開口１９４の位置とが示されている。例えば、２つの円状部材１７２、１７４の各々は、しるし１９６、１９８による各々の円状部材１７２、１７４の向きの表示を含んでよい。図６Ａにおいては、２つの円状部材１７２、１７４が、「０°」として特定される向きに位置している。ドーム形成具本体４２の中心の位置と同じである第２の円状部材の円形の開口１９４の中心のオフセットは、回転空間の回転軸１６４の中心から上方にオフセットされている。図６Ｂにおいては、しるし１９６、１９８によって示されるように、第１の円状部材１７２が一方向に１２０°回転させられ、第２の円状部材１７４が、反対の方向に７５°回転させられている。この場合、第２の円状部材の円形の開口１９４の中心のオフセットは、回転空間の回転軸１６４の中心から下方かつ右方である。２つの円状部材１７２、１７４の他の配置が、図６Ｃ〜図６Ｈに各々に示すように、図示されている。
【００３９】
ドーム形成具位置決めアセンブリ５６は、クランプ装置２００をさらに備えてよい。クランプ装置２００は、可動の装着アセンブリ６２と固定されたマウント６０との間の運動を停止するように構成されている。典型的には、ドーム形成具位置決めシステム５０は、缶形成機械１０を稼働させる前に使用されて、ダイの開口３２に対するポンチ２０の位置を較正する。これは、ポンチ２０にカップを配置した状態で実、或いはポンチ２０にカップを配置せずに実行されてよい。典型的には、これは、移動中のポンチ２０のダイの開口３２に対する位置を割り出すために動作機構１２の１サイクルを実行し、次いでドーム形成具本体４２の位置を調節し、動作機構１２のさらに１サイクルを実行することによって行われると考えられる。ドーム形成具本体４２のこの形式の位置決めは、プロセスの最中にポンチ２０が運動していることから、ドーム形成具本体４２の動的な位置決めと称される。しかしながら、ドーム形成具位置決めシステム５０を常に動作させることも可能であり、即ち動作機構１２を常に使用し、ポンチ２０が絶えず動いているときにドーム形成具本体４２の位置を調節することも可能である。この形式の位置決めは、ドーム形成具本体４２の積極的な位置決めと称される。
【００４０】
本発明の具体的な実施の形態を詳しく説明したが、それらの詳細について、種々の変更及び代案を、本明細書における開示の全体的な教示に照らして開発できることを、当業者であれば理解できるであろう。従って、開示された個々の構成は、あくまでも例示を目的とするものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、本発明の技術的範囲には、添付の請求項及びその任意且つ全ての均等物による範囲の全体が与えられるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
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【図６Ｈ】
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【国際調査報告】
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