(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリューキャップを把持可能なキャッピングヘッドと、該キャッピングヘッドを回転するモータと、同キャッピングヘッドを昇降する昇降手段と、前記モータを制御する回転制御手段を備え、該回転制御手段により、前記スクリューキャップの容器口部に対するキャッピング動作の途中から前記モータの回転速度を減速制御して所定トルクで締付けるスクリューキャップの締付け制御方法であって、前記スクリューキャップの締め終りを検出する締付け終了検出手段と前記キャッピングヘッドの高さ位置を検出する高さ検出手段を設け、スクリューキャップの締付け終了時のキャッピングヘッドの高さ位置を検出し、その締付け終了時のキャッピングヘッドの高さ位置に基づいて次回のキャッピング動作において高速回転制御から低速回転制御に切替える低速切替タイミングを演算して、所定の減速締付け制御を実行することを特徴とするスクリューキャップの締付け制御方法。
【請求項２】
前記締付け終了時のキャッピングヘッドの高さ位置に、締付け終了までのキャッピングヘッドの下降量として予め設定する設定値を加算することにより、次回のキャッピング動作における低速切替位置を演算して、所定の減速締付け制御を実行することを特徴とする請求項１に記載のスクリューキャップの締付け制御方法。
【請求項３】
スクリューキャップを把持可能なキャッピングヘッドと、該キャッピングヘッドを回転するモータと、同キャッピングヘッドを昇降する昇降手段と、前記モータを制御する回転制御手段を備え、該回転制御手段により、前記スクリューキャップの容器口部に対するキャッピング動作の途中から前記モータの回転速度を減速制御して所定トルクで締付けるスクリューキャップの締付け制御方法であって、前記スクリューキャップの締め終りを検出する締付け終了検出手段と前記キャッピングヘッドの高さ位置を検出する高さ検出手段と同キャッピングヘッドの動作時間を計時する計時手段を設け、前記モータの減速制御を開始してから締付け終了までの低速回転制御区間におけるキャッピングヘッドの下降量と動作時間に基づいて低速回転制御区間における下降速度を求め、その下降速度の下で、予め設定した低速回転制御区間におけるキャッピングヘッドの動作時間に見合う下降量を求めて締付け終了時のキャッピングの高さ位置に加算することにより、次回のキャッピング動作における低速切替位置を演算して、所定の減速締付け制御を実行することを特徴とするスクリューキャップの締付け制御方法。
【請求項４】
スクリューキャップを把持可能なキャッピングヘッドと、該キャッピングヘッドを回転するモータと、同キャッピングヘッドを昇降する昇降手段と、前記モータを制御する回転制御手段を備え、該回転制御手段により、前記スクリューキャップの容器口部に対するキャッピング動作の途中から前記モータの回転速度を減速制御して所定トルクで締付けるスクリューキャップの締付け制御方法であって、前記スクリューキャップの締め終りを検出する締付け終了検出手段を設け、締付け終了までの低速回転制御区間における前記キャッピングヘッドの下降量又はその低速回転制御区間の時間と、それらの下降量又は時間に関する設定値とを比較し、その比較結果に基づいて当回の低速切替タイミングに所定の補正量を増減することにより、次回のキャッピング動作において高速回転制御から低速回転制御に切替える低速切替タイミングを演算して、所定の減速締付け制御を実行することを特徴とするスクリューキャップの締付け制御方法。
【請求項５】
スクリューキャップを把持可能なキャッピングヘッドと、該キャッピングヘッドを回転するモータと、同キャッピングヘッドを昇降する昇降手段と、前記モータを制御する回転制御手段を備え、該回転制御手段により、前記スクリューキャップの容器口部に対するキャッピング動作の途中から前記モータの回転速度を減速制御して所定トルクで締付けるスクリューキャップの締付け制御装置であって、少なくとも前記スクリューキャップの締付け終了を検出する締付け終了検出手段と前記キャッピングヘッドの高さ位置を検出する高さ検出手段を設け、スクリューキャップの締付け終了時におけるキャッピングヘッドの高さ位置を検出して、その締付け終了時のキャッピングヘッドの高さ位置に基づいて次回のキャッピング動作において高速回転制御から低速回転制御に切替える低速切替タイミングを演算して、所定の減速締付け制御を指令するように構成したことを特徴とするスクリューキャップの締付け制御装置。
【請求項６】
スクリューキャップを把持可能なキャッピングヘッドと、該キャッピングヘッドを回転するモータと、同キャッピングヘッドを昇降する昇降手段と、前記モータを制御する回転制御手段を備え、該回転制御手段により、前記スクリューキャップの容器口部に対するキャッピング動作の途中から前記モータの回転速度を減速制御して所定トルクで締付けるスクリューキャップの締付け制御装置であって、少なくとも前記スクリューキャップの締付け終了を検出する締付け終了検出手段と前記モータの減速制御を開始してから締付け終了までの低速回転制御区間の時間を計時可能な計時手段を設け、その計時手段により計時された低速回転制御区間の時間に基づいて次回のキャッピング動作において高速回転制御から低速回転制御に切替える低速切替タイミングを演算して、所定の減速締付け制御を指令するように構成したことを特徴とするスクリューキャップの締付け制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、目薬容器などのスクリューキャップのように、キャッピングに必要な総巻締め角の小さいスクリュキャップに好適な締付け制御技術に関する。より詳しくは、その締付け動作の過程において途中から減速して低速回転にて所定トルクで締付ける制御形態を採用した場合の改良技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スクリュキャップのキャッピング作業は、キャップの雌ネジ部を容器口部の雄ネジ部にかみ合わせる螺合開始工程と、それらの雌ネジと雄ネジとの螺合状態におけるねじ込み工程と、キャップの底部が容器口部の上端部に接合した後、所定のトルクで締付ける本締め工程とからなる。螺合開始工程では、キャップの雌ネジ部を容器口部の雄ネジ部に強制的にかみ合わせるため、ある程度大きな回転力が必要とされる。これに対してねじ込み工程では、螺合部の摩擦抵抗に打勝ってねじ込むだけであることから比較的小さな回転力で足りる。一方、本締め工程では、キャップの底部と容器口部の上端部との接合部における摩擦抵抗に抗して最終的な閉栓状態を得るための所定の締付けトルクが必要とされる。しかして、中間のねじ込み工程においては、必要とされる回転力すなわち負荷が、螺合開始工程よりかなり小さくなることから、その分、キャッピングヘッドの回転速度が増速されて慣性力も大きくなることになる。そのため、キャップの底部と容器口部の上端部とが接合した際の急停止によって、前記慣性力が締付け力として作用し、場合によっては目標の締付けトルクより大きな締付け力が作用してしまうといった問題があった。特に、キャップや容器口部にストッパを設けたタイプの場合には、その急激な停止による慣性トルクによってストッパ部分などが破壊される場合もあった。
【０００３】
そこで、最初の螺合開始工程では大きな指令トルクによりモータを制御し、次のねじ込み工程では指令トルクを下げ、その小さな指令トルクの下でキャップの底部と容器口部の上端部とが接合して回転が停止した後、指令トルクを所定の締付けトルクに上げて所定の回転角度だけ締付けることにより、前述のキャッピングヘッド等の慣性力の影響を排除するという技術手段を開示した（特公平５−６３３９９号公報）。この従来技術によれば、キャッピングヘッド等の慣性力の影響を確実に排除した状態で正確な閉栓トルクが得られるが、目薬容器のキャップなどのように、両ネジ部の螺合開始からキャップの底部と容器の口部上端部との接合までの総巻締め角、すなわちねじ込み工程における総ねじ込み回転角の小さいスクリューキャップに対しては適用上の難点があった。すなわち、総巻締め角の小さいスクリューキャップにおいては、中間のねじ込み工程にかかる作業時間がきわめて短いため、その間にモータに対する指令トルクを下げるだけで、キャップの底部と容器口部の上端部との接合時における慣性力の影響を安定的に排除することは、技術的に困難を伴うという適用上の難点があった。また、近時のネックグリップのように、上部から荷重をかけながら締付けるタイプのキャッパにおいては、ねじ込み中の螺合部の摩擦抵抗が大きいため、ねじ込み工程時の回転トルクも大きくなることから締め過ぎに陥りやすかった。
【０００４】
さらに、当出願人は、以上の慣性力による不具合を解決すべく、キャッピング動作の途中であるスクリューキャップの底部と容器口部の上端部とが接合する前の時点で、モータの回転速度を減速制御するとともに所定トルクで締付けるというスクリューキャップの減速締付け制御に関する提案をした（特願平１１−１７０１４７号）。これにより、従来の慣性力による過剰締付けの問題は解消されたが、作業性の点では改良の余地があった。すなわち、締付け終了時のキャッピングヘッドの高さ位置は、動作毎あるいはキャッピングヘッド毎に微妙に変動する。また、メーカー等によるキャップあるいは容器口部のネジ部などの寸法やキャッピングに必要な総巻締め角などの違いが、その締付け終了時の高さ位置に与える影響も大きい。このため、前記減速制御を開始する低速切替タイミングを早めて低速回転制御の範囲を長めに設定することにより、低速回転制御に割当てるキャッピングヘッドの下降量に充分な余裕をもたせて、締付け終了時のキャッピングヘッドの高さ位置に関する変動による影響を吸収するという手法が採用されていた。すなわち、締付け終了時のキャッピングヘッドの高さ位置が最も高い位置にある場合を想定して、低速切替タイミングを高めに設定する必要があった。その結果、締付け終了時のキャッピングヘッドの高さ位置が低い位置にあるケースにおいては、低速回転制御に用いる所用時間が不必要に長くなる分、処理能力が低下するという問題があった。なお、その都度、前記低速切替タイミング自体を再調整して最適な低速切替タイミングを維持するということも考えられるが、それには大きな作業負担がかかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような技術的事情に鑑みて開発したもので、キャップあるいは容器口部のネジ部などの寸法や、キャッピングに必要な総巻締め角などの違いに伴う、締付け終了時のキャッピングヘッドの高さ位置に関する変動に自動的に対応して、所定の減速締付け制御をより効率的に実行し得るスクリューキャップの締付け制御技術を提供し、これによりキャッピング工程における処理能力を向上するとともに、低速切替タイミングの調整にかかる作業負担の軽減を図ることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、容器口部に対するスクリューキャップのキャッピング動作の途中からモータの回転速度を減速制御して所定トルクで締付けるスクリューキャップの締付け制御において、スクリューキャップの締め終りを検出する締付け終了検出手段と前記キャッピングヘッドの高さ位置を検出する高さ検出手段を設け、スクリューキャップの締付け終了時のキャッピングヘッドの高さ位置を検出し、その締付け終了時のキャッピングヘッドの高さ位置に基づいて次回のキャッピング動作において高速回転制御から低速回転制御に切替える低速切替タイミングを演算して、所定の減速締付け制御を実行するという技術手段を採用した。なお、本明細書において、当回とは当該キャッピングヘッドにおける現在の動作過程を指し、次回とは当該キャッピングヘッドに対して次回にまわってくる動作タイミング及び並列に設置された他のキャッピングヘッドに対する次回の動作タイミングを含むものとする。本発明によれば、締付け終了時のキャッピングヘッドの高さ位置に基づいて、次回のキャッピング動作における低速切替タイミングを学習しながら、当該スクリューキャップの減速締付け制御に適合するように自動的に更新するので、低速回転制御区間におけるキャッピングヘッドの下降量を常に適正な値に維持することが可能である。したがって、従来のように締付け終了時のキャッピングヘッドの高さ位置に関する、あらゆる変動を想定して低速回転制御区間の下降量を大きく設定する非効率性が改善され、処理能力を向上できる。しかも、その減速制御における低速切替タイミングに関する微調整が常に自動的に実行されることから、容器等の変更に伴って低速切替タイミングに関する再調整を行う場合にも、調整作業が簡便であり作業負担が大きく軽減される。
【０００７】
なお、締付け終了時のキャッピングヘッドの高さ位置に基づいて、次回の低速回転制御へ切替える低速切替タイミングを求めるには、例えば前記締付け終了時のキャッピングヘッドの高さ位置に、締付け終了までの低速回転制御によるキャッピングヘッドの下降量として予め設定する設定値を加算することにより、次回のキャッピング動作における低速切替タイミングとしての低速切替位置を簡便に演算することができる。
【０００８】
また、前記モータの減速制御を開始してから締付け終了までの低速回転制御区間におけるキャッピングヘッドの下降量と動作時間に基づいて低速回転制御区間における下降速度を求め、その下降速度の下で、予め設定した低速回転制御区間におけるキャッピングヘッドの動作時間に見合う下降量を求めて、締付け終了時のキャッピングの高さ位置に加算することにより、次回のキャッピング動作における低速切替位置を演算して、所定の減速締付け制御を実行することも可能である。
【０００９】
さらに、締付け終了までの低速回転制御区間における前記キャッピングヘッドの下降量又はその低速回転制御区間の時間と、それらの下降量又は時間に関する設定値とを比較し、その比較結果に基づいて当回の低速切替タイミングに所定の補正量を増減することにより、次回のキャッピング動作における低速切替タイミングを演算して、所定の減速締付け制御を実行することも可能である。なお、当回のキャッピングヘッドの下降量又は低速回転制御区間の時間と、それらの下降量又は時間に関する設定値との比較結果に基づいて、当回の低速切替タイミングに所定の補正量を増減する場合に、それらの大小関係だけでなく、差分が一定以上になった場合に補正量の増減を実行するようにしてもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、目薬容器などのスクリューキャップのように総巻締め角の小さいスクリューキャップに好適であるが、これに限定されるものではなく、総巻締め角の大きいものにも適用が可能である。また、キャップの底部にパッキン等を備えるかどうかに関わらず適用が可能なことはいうまでもない。モータに対する低速回転制御は、キャッピングヘッドなどの慣性力による影響が実質的に問題のない程度に減速可能なものであればよく、その具体的な制御方式に関しては自由な選択が可能である。例えば、サーボモータの回転数を電圧により指令するとともに、ロータリエンコーダ等の検出手段により検出される実際の回転数をフィードバックして電流を増減することにより回転数制御を行うという制御方式を用いて減速制御を実行することができる。また、締付けトルクに関しては、例えば供給する電流の最大値、すなわち電流の制限値を指令することにより、本締め時にサーボモータにかかる締付け負荷が大きくなり、回転速度が下降して停止する際のトルクを制御することにより実行できる。
【００１１】
前記低速回転制御を開始する低速切替タイミングは、スクリューキャップの底部と容器口部の上端部とが接合する手前で、キャッピングヘッド等の慣性力による影響を実質的に排除できる程度に減速し得る範囲内において、低速回転制御区間がなるべく短くなるように設定される。なお、締付け終了時のキャッピングヘッドの高さ位置や低速回転制御の時間に関するデータは、各キャッピング動作毎に、その都度得られる当該データだけに限らず、数回のキャッピング動作におけるデータを記憶して平均化したものを用いる構成も可能である。スクリューキャップの締付け終了検出手段としては、例えばキャッピングヘッドの回転状態を検出するロータリエンコーダ等の回転速度検出手段を用いて、その回転速度がゼロになった時点をもって締付け終了と認識する手法などが簡便である。また、キャッピングヘッドの高さ位置を検出する高さ検出手段としては、ポテンショメータ等の電気的手段やレーザ光を用いた光学的手段などの各種の検出手段の使用が可能である。また、その検出手段の検出対象部位は、必ずしもキャッピングヘッド自体である必要はなく、結果的にキャッピングヘッドの高さ位置、すなわち延いてはスクリューキャップの高さ位置が検出できるものであればよい。
【００１２】
なお、前記スクリューキャップの雌ネジ部を容器口部の雄ネジ部にかみ合わせる螺合開始工程からねじ込み工程の前半にかけてのモータに対する高速回転制御における指定トルクと後半の低速回転制御における指定トルクとの関係に関しては種々の形態が可能である。例えば、前半の高速回転制御における指定トルクを高く設定して螺合開始工程におけるかみ合せの開始を押込みながらある程度強制的に実行して、後半の低速回転制御において所定の締付けトルクに切替える制御形態が可能である。また、前半の高速回転制御における指定トルクを低くめに抑えて、後半の低速回転制御において所定の締付けトルクに切替える制御形態も可能である。さらに、低速回転制御に切替える低速切替タイミング以前にキャッピングヘッドの回転停止が検出された場合や、低速回転制御に切替える低速切替位置まで降下しないでタイムオーバーになった場合などに、キャッピング不良としてリジェクトするように構成することも可能である。また、締付け終了時のキャッピングヘッドの高さ位置が予め設定した許容範囲から外れた場合や、当回の締付け終了時のキャッピングヘッドの高さ位置が前回の締付け終了時のキャッピングヘッドの高さ位置に比較して一定以上異なっていた場合などにも、キャッピング不良としてリジェクトするように構成してもよい。
【００１３】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明の実施例に関して説明する。図１は本発明の要部を構成する構成要素を示した概略構成図であり、図２はその具体的な実施例の要部を示した縦断面図である。図１中、１はサーボキャッパであり、所要数のサーボモータ２を備えている。各サーボモータ２には、それぞれ後述のキャッピングヘッドの高さ位置、すなわち高さ方向の位置関係を検出する高さ検出手段３が対応して配設されており、それぞれの検出結果を制御装置４に送信するように構成されている。また、図２中、５はスクリューキャップ６を把持して容器７の口部へキャッピングするキャッピングヘッドであり、このキャッピングヘッド５は、エア駆動方式等の適宜の把持機構を備えており、その把持機構によってスクリューキャップ６を把持しながら回転軸８を介して回転駆動されるように構成されている。回転軸８は可動支承体９により回転自在に支持され、その上部はスプライン結合等を介して軸線方向に摺動可能に連結された駆動軸１０を介して前記サーボモータ２に接続されている。また、可動支承体９は、カム板１１の外周面に形成されたカム溝１２に嵌合したカムフォロア１３を備えた昇降手段１４により昇降可能に支持されている。それらのキャッピングヘッド５、回転軸８、可動支承体９、駆動軸１０等からなるキャッピング機構は、円周上に所定間隔をあけて所要数配設され、それぞれ可動支承体９の部分を回転板１５に形成された挿通孔１６に貫通し、前記昇降手段１４を介してそれらの各可動支承体９の回転位置に応じて昇降するように構成されている。また、それぞれの駆動軸１０に連結された各サーボモータ２は、回転支持板１７上に所定間隔をあけて固定されている。容器７は、回転テーブル１８上に載置され、首部を回転支持板１９により嵌合支持された状態で移送される。なお、本実施例では、レーザ光等を用いた非接触形の高さ検出手段３を回転板１５に取付け、キャッピングヘッド５に付設した計測用の補助プレート２０との間の間隔を計測することにより、キャッピングヘッド５の高さ位置を検出するように構成している。
【００１４】
図３は本発明の他の実施例の要部を示した部分拡大縦断面図である。図示のように、キャッピングヘッド５の回転軸２１と、サーボモータ２の出力軸２２に自在継手２３等を介して接続された駆動軸２４とは、該駆動軸２４の外周面に形成したスプライン歯に係合するスプライン歯を内周面に形成したスプライン筒体２５を介して軸方向に摺動可能に連結されている。本実施例では、前記スプライン筒体２５を案内用ロッド２６に沿って昇降する可動支承体２７に内装し、その可動支承体２７を図示しない昇降駆動手段によって昇降することにより、キャッピングヘッド５を上下し得るように構成している。図示のように、案内用ロッド２６の下部を支持する回転板２８の適宜部位には、取付け金具２９を介してレーザ光等を用いた非接触形の高さ検出手段３０が配設されており、キャッピングヘッド５の適宜部位に取着した計測用の補助プレート３１との間の間隔をレーザ光等により計測することにより、無接触でキャッピングヘッド５の高さ位置を検出し得るように構成されている。なお、図中、３２はキャッピングヘッド５内のチャック部材３３駆動用のエア供給管で、前記回転軸２１の内部に形成された通路を介して駆動エアを供給するように構成している。
【００１５】
図４は図３に示した実施例の変形例の要部を示した部分拡大縦断面図である。図示のように、本実施例は、キャッピングヘッド５の高さ位置を検出する高さ検出手段３４として、ポテンショメータなどを採用し、ポテンショメータの検出子をキャッピングヘッド５の適宜部位に回転自在に取着された当て板３５に当接させて、キャッピングヘッド５の高さ位置を検出するように構成したものであり、他の構成においては、図３に示した実施例と同様である。なお、図中、３６は当て板３５に形成した挿通孔に貫通した案内用ロッドである。
【００１６】
次に、本発明の特徴であるスクリューキャップの締付け制御に関して説明する。図５はスクリューキャップの締付け制御構成に関する要部を示したブロック構成図であり、図６はキャッピングヘッドの回転制御に関するフローチャート、図７は同回転制御による動作経過を示したタイムチャートである。図５に示したように、ＣＰＵ等からなる前記制御装置４は、キャッピングヘッド５を回転駆動する各サーボモータ２に対して回転指令を出すとともに、その回転速度をロータリエンコーダ等によりフィードバックして回転制御を行う。また、制御装置４には、前記高さ検出手段３，３０，３４からキャッピングヘッド５の高さｈが常時入力されるように構成されている。なお、以下の説明において高さｈとは、例えば回転テーブル１８等のキャッピングヘッド５より下方の適宜の部分を基準位置として設定し、その基準位置からみた場合の上下方向の距離を表すものとする。制御装置４に対しては、さらにキャッピングヘッド５に対する回転制御を高速回転制御から低速回転制御に切替える低速切替位置Ｈｎに関する初期値を設定する初期値設定器３７と、低速回転制御が実行される低速回転制御区間として当該スクリューキャップ６に最適なキャッピングヘッド５の下降量Ｌｓを設定する下降量設定器３８が接続されている。そして、当該種類のスクリューキャップ６を適用する最初の運転開始前に、初期値設定器３７を介して低速切替位置Ｈｎに関する初期値を設定するとともに、下降量設定器３８を介して低速回転制御区間の下降量Ｌｓを設定する。
【００１７】
キャッピングヘッド５に対する回転制御は、図６のフローチャートに従って実行される。なお、このフローチャートは、キャッピングヘッド５に対して１回のキャッピング動作が実行される間の回転制御を示したもので、低速切替位置に関しては、初期値としての低速切替位置Ｈｎ、あるいは前回に演算された次回低速切替位置Ｈｎが設定されているものとする。先ず、ステップＡ０１では、高速回転制御が実行される。この高速回転制御は、ステップＡ０２において、高さ検出手段３，３０，３４からのキャッピングヘッド５の高さｈが、当回のキャッピング動作において適用される低速切替位置、すなわち初期値として設定された低速切替位置Ｈｎあるいは前回のキャッピングにおいて演算された次回の低速切替位置Ｈｎ（当回の低速切替位置Ｈｎという）より小さくなるまで継続され、その間にスクリューキャップ６の容器７の口部ねじに対するかみ合わせ及びねじ込みが実行される。キャッピングヘッド５の高さｈが当回の低速切替位置Ｈｎより小さくなると、ステップＡ０３に進み、低速回転制御に切替えられる。この低速回転制御は、ステップＡ０４において、締付けが終了したと判断されるまで継続される。すなわち、前記低速回転制御は、スクリューキャップ６の容器７の口部ねじに対するねじ込み工程の後半の途中から入り、その後スクリューキャップ６の底部と容器７の口部上端部とが接合して所定トルクでの締付けが行われ、キャッピングヘッド５の回転が停止するまで継続され、その回転停止が前記ロータリエンコーダ等により制御装置４に入力されて締付け終了と判断されると、ステップＡ０５に進んでサーボモータ２に対してキャッピングヘッド５の駆動停止が指令されることになる。さらに、ステップＡ０６で検出手段３，３０，３４から入力される締付け終了時のキャッピングヘッド５の高さＨｅを記憶した上、ステップＡ０７に進む。ステップＡ０７では、次回の低速切替位置Ｈｎの演算を実行して記憶することになる。すなわち、前記締付け終了時のキャッピングヘッド５の高さＨｅに、当該スクリューキャップ６に最適な低速回転制御区間中のキャッピングヘッド５の下降量として予め設定した前記下降量Ｌｓを加算することにより、次回の低速切替位置Ｈｎを演算し、その結果を記憶して当回の回転制御を終了することになる。
【００１８】
次回の回転制御においては、以上で説明した前回の回転制御の過程で演算して記憶した最新の低速切替位置Ｈｎを用いて、前記フローチャートに従って同様の締付け制御が順次繰返して実行されることになる。その過程で、更に低速切替位置Ｈｎが演算されて記憶されることにより、次回の低速切替位置Ｈｎとして更新されることになる。以上のように、前記フローチャートに従って繰返すことによって、その過程で次回のための低速切替位置Ｈｎが自動的に更新されることから、低速回転制御区間中のキャッピングヘッド５の下降量が常に最適の下降量Ｌｓに維持されることになる。すなわち、図７のタイムチャートで示したように、例えば（イ）で示したような動作形態の場合でも、次回の回転制御においては、（ロ）のように修正され、低速回転制御区間中のキャッピングヘッド５の下降量が最適の下降量Ｌｓに修正されることになる。容器やスクリューキャップの品種に変化があった場合や、低速切替位置Ｈｎを再セットした場合などにおいても、その後の回転制御の過程で次回の低速切替位置Ｈｎが更新され、最適の下降量Ｌｓに修正されることになる。
【００１９】
図８はスクリューキャップの締付け制御構成に他の実施例の要部を示したブロック構成図であり、図９〜１１はキャッピングヘッドの回転制御に関するフローチャート、図１２は回転制御による動作経過を示したタイムチャートである。図８に示したように、本実施例においても、前記制御装置４はサーボモータ２に接続され、前記実施例と同様に、キャッピングヘッド５の回転制御を実行するように構成されてる。また、前記高さ検出手段３，３０，３４からキャッピングヘッド５の高さｈが常時入力されるように構成されている。制御装置４に対しては、さらにキャッピングヘッド５に対する回転制御を高速回転制御から低速回転制御に切替える低速切替位置Ｈｎに関する初期値を設定する初期値設定器３９と、低速回転制御が実行される低速回転制御区間の動作時間として、当該スクリューキャップ６に最適な時間Ｔｓを設定するための時間設定器４０と、低速切替位置Ｈｎに対する１回の補正量Ｈｒを設定する補正量設定器４１が接続されている。そして、当該種類のスクリューキャップ６を適用する最初の運転開始前に、初期値設定器３９を介して低速切替位置Ｈｎに関する初期値を設定するとともに、時間設定器４０を介して最適の設定時間Ｔｓ、補正量設定器４１を介して低速切替位置Ｈｎに対する１回の補正量Ｈｒを設定する。
【００２０】
本実施例における回転制御は、図９のフローチャートに従って実行される。なお、このフローチャートも、１回のキャッピング動作が実行される間の回転制御を示したもので、低速切替位置に関しては、初期値としての低速切替位置Ｈｎ、あるいは前回に演算された次回低速切替位置Ｈｎが設定されているものとする。先ず、ステップＢ０１では、高速回転制御が実行される。この高速回転制御は、ステップＢ０２において、高さ検出手段３，３０，３４で検出されるキャッピングヘッド５の高さｈが、当回のキャッピング動作において適用される低速切替位置Ｈｎより小さくなるまで継続され、その間にスクリューキャップ６の容器７の口部ねじに対するかみ合わせ及びねじ込みが実行される。キャッピングヘッド５の高さｈが当回の低速切替位置Ｈｎより小さくなると、ステップＢ０３に進み、低速回転制御に切替えられる。また、ステップＢ０４で前記低速回転制御区間の動作時間の計測が開始され、ステップＢ０５において、締付けが終了したと判断されるまで、それらの低速回転制御及びその動作時間の計測が継続される。この低速回転制御は、前記実施例と同様に、スクリューキャップ６の容器７の口部ねじに対するねじ込み工程の後半の途中から入り、その後スクリューキャップ６の底部と容器７の口部上端部とが接合して所定トルクでの締付けが行われ、キャッピングヘッド５の回転が停止するまで継続され、その回転停止が前記ロータリエンコーダ等により制御装置４に入力されて締付け終了と判断されると、ステップＢ０６に進んでサーボモータ２に対してキャッピングヘッド５の駆動停止が指令されることになる。さらに、ステップＢ０７において以上の低速回転制御区間に使用された時間Ｔｅを計測して記憶し、ステップＢ０８で検出手段３，３０，３４から入力される締付け終了時のキャッピングヘッド５の高さＨｅを記憶した上、ステップＢ０９に進む。ステップＢ０９では、次回の低速切替位置Ｈｎの演算が実行されることになる。
【００２１】
次回の低速切替位置Ｈｎの演算は、演算Ｃあるいは演算Ｄによって行われる。演算Ｃの場合には、図１０に示したように、ステップＣ０１において、Ｈｎ＝Ｈｅ＋｛（Ｔｓ／Ｔｅ）×（当回のＨｎ−Ｈｅ）｝の演算式に従って演算が実行される。すなわち、この演算Ｃでは、低速回転制御区間におけるキャッピングヘッドの下降量（当回のＨｎ−Ｈｅ）を動作時間Ｔｅで除して低速回転制御区間における下降速度を求め、その下降速度の下で、予め設定した低速回転制御区間におけるキャッピングヘッドの動作時間Ｔｓを乗ずることにより見合う下降量を求めて締付け終了時のキャッピングの高さ位置Ｈｅに加算することにより、次回のキャッピング動作における低速切替位置Ｈｎを求めるという演算が実行される。ここで演算された次回の低速切替位置ＨｎはステップＣ０２で記憶され、当回の回転制御が終了することになる。
【００２２】
演算Ｄの場合には、図１１に示したように、ステップＤ０１において、当回の低速回転制御区間の時間Ｔｅとその低速回転制御区間における最適の動作時間として設定した設定時間Ｔｓとを比較して、Ｔｅ＞Ｔｓであれば、ステップＤ０２に進んで、当回の低速切替位置Ｈｎとして前回演算されたＨｎの値から１回の補正量として設定した補正量Ｈｒを引くことにより、次回の低速切替位置Ｈｎを演算する。また、ステップＤ０３においてＴｅとＴｓを比較した結果、Ｔｅ＜Ｔｓであれば、ステップＤ０４に進んで、当回の低速切替位置Ｈｎとして前回演算されたＨｎの値から１回の補正量として設定した補正量Ｈｒを加算することにより、次回の低速切替位置Ｈｎを演算する。そして、それらのステップＤ０２あるいはステップＤ０４で演算された次回の低速切替位置Ｈｎは、ステップＤ０５で記憶され、当回の回転制御が終了することになる。すなわち、以上の演算Ｄでは、当回の低速回転制御区間の時間Ｔｅとその低速回転制御区間における最適の動作時間として設定した設定時間Ｔｓとの比較結果に応じて、前回演算された当回の低速切替位置Ｈｎに対して１回の補正量Ｈｒを増減することにより、次回の低速切替位置Ｈｎを求めるという演算方法を採用している。
【００２３】
なお、演算Ｄの場合には、図１２のタイムチャートに示したように、（イ）で示した当回の動作形態において、仮にＴｅ＞Ｔｓであったとすれば、前記ステップＤ０２により、当回の低速切替位置Ｈｎに対して補正量Ｈｒを差引くことによって（ロ）のように修正された動作形態が、次回の回転制御において実行されることになる。この場合、補正量Ｈｒを適度に選定することにより、１回の回転制御毎に前記設定時間Ｔｓに対して近づける度合を調整することが可能である。また、以上では低速回転制御区間の時間に関する計測値Ｔｅとその設定値Ｔｓとの大小関係に基づいて補正量Ｈｒの増減を実施するように構成したが、それらの計測値Ｔｅと設定値Ｔｓとの差分の大きさに基づいて補正量Ｈｒの増減を実施するように構成することも可能である。
【００２４】
さらに、以上の図８〜図１２で示した実施例では、低速回転制御区間の動作時間に関する計測値Ｔｅとその設定値Ｔｓとの関係に基づいて補正量Ｈｒを増減することにより補正を実行するという制御形態を採用したが、低速回転制御区間におけるキャッピングヘッドの下降量に関する計測値とその下降量に関する設定値との関係に基づいて所定の補正量を増減することにより補正を実行するように構成することも可能である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、以上のように、次回のキャッピング動作における低速切替タイミングが、当回の締付け終了時のキャッピングヘッドの高さ位置や低速回転制御におけるキャッピングヘッドの下降量ないし動作時間に基づいて自動的に更新され、低速回転制御区間におけるキャッピングヘッドの下降量が常に適正な値に維持される。したがって、従来のように締付け終了時のキャッピングヘッドの高さ位置に関する変動を想定して低速回転制御区間の下降量を大きめに設定する非効率性が改善され、処理能力を向上することができる。しかも、低速切替タイミングに関する微調整が常に自動的に実行されるので、容器やスクリューキャップ等の変更に伴って低速切替タイミングを再調整を行う場合にも、調整作業が簡便であり作業負担が大きく軽減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の要部を構成する構成要素を示した概略構成図である。
【図２】  本発明の実施例の要部を示した縦断面図である。
【図３】  本発明の他の実施例の要部を示した部分拡大縦断面図である。
【図４】  本発明の他の実施例の要部を示した部分拡大縦断面図である。
【図５】  スクリューキャップの締付け制御構成に関する要部を示したブロック構成図である。
【図６】  キャッピングヘッドの回転制御に関するフローチャートである。
【図７】  同回転制御の動作経過を示したタイムチャートである。
【図８】  スクリューキャップの締付け制御構成に関する他の実施例の要部を示したブロック構成図である。
【図９】  キャッピングヘッドの回転制御に関するフローチャートである。
【図１０】  同回転制御に関する一部を示したフローチャートである。
【図１１】  同回転制御に関する一部を示したフローチャートである。
【図１２】  同回転制御の動作経過を示したタイムチャートである。
【符号の説明】
１…サーボキャッパ、２…サーボモータ、３…高さ検出手段、４…制御装置、５……キャッピングヘッド、６…スクリューキャップ、７…容器、８…回転軸、９…可動支承体、１０…駆動軸、１１…カム板、１２…カム溝、１３…カムフォロア、１４…昇降手段、１５…回転板、１６…挿通孔、１７…回転支持板、１８…回転テーブル、１９…回転支持板、２０…補助プレート、２１…回転軸、２２…出力軸、２３…自在継手、２４…駆動軸、２５…スプライン筒体、２６…案内用ロッド、２７…可動支承体、２８…回転板、２９…取付け金具、３０…高さ検出手段、３１…補助プレート、３２…エア供給管、３３…チャック部材、３４…高さ検出手段、３５…当て板、３６…案内用ロッド、３７…低速切替位置Ｈｎの初期値設定器、３８…下降量設定器、３９…低速切替位置Ｈｎの初期値設定器、４０…低速回転制御区間の時間設定器、４１…補正量設定器
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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