CN103318820A - 一种自动上盖机 - Google Patents

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刘如强
伍赞
赵宏泽
万建辉
吴金龙
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Abstract

本发明提供了一种自动上盖机，用于自动将瓶盖尤其是不规则瓶盖加盖到瓶体上，主要包括上盖装置、进料装置和控制***，上盖装置包括用于吸附瓶盖并对产品输送带的待上盖产品进行上盖的抓盖机构、控制抓盖机构升降的升降机构、控制抓盖机构和升降机构前后横移的横移机构，升降机构安装于横移机构前端，横移机构前端还设有导轨，抓盖机构安装于导轨，抓盖机构包括吸盘安装块和吸盘，吸盘安装块安装于导轨并可沿导轨移动；进料装置包括用于补充瓶盖的补料机构和用于将补料机构所提供的瓶盖整齐的整料机构；控制***为控制各机构动作的人机控制***。实施本发明可自动将瓶盖加盖到瓶体上，解决手工操作造成的效率低、劳动强度大等问题。

Description

一种自动上盖机
技术领域
本发明涉及瓶装类产品包装机械领域，尤其涉及一种自动上盖机。
背景技术
目前的日用品、化妆品等行业瓶装产品非常普遍，为了美观和个性化，瓶盖的形状也不再限于传统的圆形，形状不规则瓶盖的应用越来越多。但是目前主流的上盖设备无法实现机械对形状不规则瓶盖自动上盖，只能用人工上盖。人工操作存在的问题是：1）需要专人负责，操作人员劳动强度大；2）生产效率低；3）容易造成瓶装产品破碎和外观刮花。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种自动化上盖机，该装置能够自动将瓶盖尤其是不规则瓶盖加盖到瓶体上。相对于手工操作，它可实现全自动运行，无需人工干预， 节省了时间和人力。 
本发明的技术方案如下：
一种自动上盖机，用于自动将瓶盖加盖到瓶体上，包括产品输送带和机架，所述自动上盖机包括上盖装置、进料装置和控制***；所述上盖装置包括用于吸附瓶盖并在瓶盖被移送至所述产品输送带上的待上盖产品上时进行上盖的抓盖机构、控制所述抓盖机构升降的升降机构、控制所述抓盖机构和升降机构前后横移的横移机构，所述升降机构安装于所述横移机构前端，所述横移机构前端还设有导轨，所述抓盖机构安装于所述导轨；所述抓盖机构包括吸盘安装块和安装于所述吸盘安装块上的吸盘，所述吸盘安装块安装于所述导轨并可沿所述导轨移动；所述进料装置包括用于补充瓶盖的补料机构和用于将补料机构所提供的瓶盖整齐的整料机构，所述整料机构包括位于所述上盖装置侧边的螺旋振动整理器和位于所述螺旋振动整理器出口端并位于所述上盖装置下方的直线振动器；所述控制***为控制各机构动作的人机控制***。
作为上述技术方案的改进，所述的升降机构包括连接于所述抓盖机构用于控制所述抓盖机构升降的升降气缸，所述横移机构包括连接于所述升降机构以控制所述升降机构和抓盖机构横移的横移气缸。
作为上述技术方案的改进，所述的吸盘和所述吸盘安装块设有多个，所述上盖装置还包括交叉伸缩定位机构，所述交叉伸缩定位机构包括由多个交叉杆形成的交叉伸缩臂，所述交叉伸缩臂的各交叉杆下端连接于各所述吸盘安装块，所述交叉伸缩定位机构还包括连接于所述吸盘安装块以控制所述吸盘安装块随所述交叉伸缩臂移动定位的伸缩气缸。
作为上述技术方案的改进，所述的导轨两端设有用于缓冲所述交叉伸缩臂完全伸展时的冲击力的伸展缓冲器。
作为上述技术方案的改进，所述的螺旋振动整理器有两个，分别设于所述上盖装置的两侧，其中一个顺时针螺旋振动，另一个逆时针螺旋振动，所述直线振动器对应设有两个。
作为上述技术方案的改进，所述控制***设有电连接于所述螺旋振动整理器和所述直线振动器用于控制振幅的振动控制器。。
作为上述技术方案的改进，所述的直线振动器正上方安装有瓶盖压块，所述瓶盖压块位于所述上盖装置下方。
作为上述技术方案的改进，所述的补料机构包括瓶盖储存料仓和将所述瓶盖储存料仓的瓶盖输送至所述螺旋振动整理器的瓶盖提升器。
作为上述技术方案的改进，所述的产品输送带上间隔一定间距设有第一挡瓶装置和第二挡瓶装置，在所述第一挡瓶装置处安装有检测进入瓶体的数目的第一计数电眼，在所述第二挡瓶装置处安装有检测输出瓶体的数目的第二计数电眼。
作为上述技术方案的改进，所述的产品输送带侧边设有使瓶体定位准确的圆形护栏。
本发明具有如下有益效果：1）本发明可全自动运行，无需人工干预，完全替代手工操作；2）加盖效率高；3）适应广泛，可适应不同形状的瓶盖和不同大小的瓶体。
附图说明
图1是本发明一种自动上盖机实施例的主视图。
图2是本发明一种自动上盖机实施例的侧视图。
图3是本发明一种自动上盖机实施例的俯视图。
图4是本发明一种自动上盖机实施例的工作动作示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步说明：
如图1所示，一种自动上盖机，用于自动将瓶盖40加盖到待上盖瓶体30上，包括产品输送带20和机架10，机架10是整个设备的主体框架，整个设备机械部分和控制***均安装于机器主体上，产品输送带20保证待上盖瓶体30在输送带上平稳输送。自动上盖机还包括上盖装置、进料装置和控制***70。上盖装置是整个设备的主要动作部分，由抓盖机构、横移机构510、升降机构506组成。抓盖机构包括吸盘安装块502、安装于吸盘安装块502上的吸盘501以及安装于机架10上给吸盘501提供负压的真空发生器533组成，在真空发生器533提供负压的情况下，抓盖机构的吸盘501能够用于吸附瓶盖40，当瓶盖40被移送到产品输送带20上的待上盖瓶体30正上方时，抓盖机构在升降机构506的作用下下降，将瓶盖40下压到待上盖瓶体30的瓶口上，真空发生器533停止作用，吸盘501上的瓶盖40即落到待上盖瓶体30上，吸盘501既可用于吸附传统的圆形瓶盖，也可用于吸附不规则形状的瓶盖。升降机构506安装于横移机构510的前端，同时抓盖机构也整体安装于升降机构506，其作用是实现抓盖机构在抓盖和上盖过程中的上升下降动作。横移机构510安装于机架10的上端，主要作用是控制抓盖机构和升降机构506的前后移动动作和支撑整个上盖装置。横移机构510的前端还设有导轨505，抓盖机构的吸盘安装块502安装于导轨505上，并可沿导轨505移动，从而带动吸盘501移动。进料装置包括用于补充瓶盖的补料机构60和用于将补料机构60所提供的瓶盖40整齐的整料机构。补料机构60的作用是储存瓶盖40，减少操作人员加料次数；整料机构包括位于上盖装置侧边的螺旋振动整理器507和位于螺旋振动整理器507出口端并位于上盖装置下方的直线振动器508。螺旋振动整理器507有两个，分别安装在上盖装置两侧，其中一个是顺时针螺旋振动，另一个是逆时针螺旋振动，作用是将瓶盖40按照一定的方向整理好并输送到直线振动器507上。直线振动器508对应于螺旋震动整理器，也有两个，分别安装在上盖装置正下方，作用是将螺旋振动整理器507输送过来的瓶盖40整齐排列好，等待上盖装置抓取。控制***70为控制各机构动作的人机控制***。
升降机构506安装于横移机构510的前端，主要作用是实现上盖装置在抓盖和上盖过程中的上升下降动作，升降机构506通过升降气缸511实现动作。横移机构510安装于机架10的上端，主要由两根横移导轨513和两个气缸组成，作用是实现升降机构和抓盖机构整体的前后移动动作和支撑整个上盖装置。
 图4为一种自动上盖机工作动作示意图，自动上盖机按照A-B-C-D-A的循环动作顺序进行工作，下面结合图4具体说明本发明一种自动上盖机的工作原理。当给自动上盖机通电和压缩空气后启动机器，机械部分自动回复起始零位状态，真空发生器533启动给吸盘提供负压，螺旋振动整理器507和直线振动器508启动，将瓶盖40整理排列好在直线振动器508上。当直线振动器508上的瓶盖40排列好后，抓盖机构在升降机构506的作用下，下降到吸盘501可以吸取瓶盖40的高度，抓盖机构的吸盘40在真空发生器503提供负压的情况下将瓶盖40牢牢吸住，抓盖机构在升降机构506作用下上升，将瓶盖40上升到高位，横移机构510通过横移导轨513将整个上盖装置由直线振动器508的上方移动到产品输送带20的上方，等待待上盖瓶体30进入上盖装置。当待上盖瓶体30由产品输送带20输送进入上盖装置时，抓盖机构在升降机构506的作用下下降，将瓶盖40下压到待上盖瓶体30的瓶口上，此时真空发生器503停止作用，吸盘501便会与瓶盖40分离开，瓶盖40即落在待上盖瓶体30的瓶口上，完成上盖动作，抓盖机构在升降机构506的作用下上升，并且返回原位，进行下一轮吸盖操作。
导轨505上的吸盘501和吸盘安装块502可以设有多个，具体数目根据传送带上进入上盖装置的待上盖瓶体30的数目设定，如传送带一次输送进入上盖装置的待上盖瓶体30为10个，那吸盘安装块502和其对应的吸盘501的数目可设定为10个，即一次即可完成10个待上盖瓶体30的上盖。上盖装置还包括交叉伸缩定位机构503，交叉伸缩定位机构503安装于导轨505上，交叉伸缩定位机构503包括由多个交叉杆形成的交叉伸缩臂，交叉伸缩臂的各交叉杆下端连接于各吸盘安装块502，交叉伸缩定位机构503还包括连接于吸盘安装块502以控制吸盘安装块502随交叉伸缩臂移动定位的伸缩气缸509。交叉伸缩定位机构503的主要作用是实现上盖装置在吸盖和上盖过程中的收缩和伸展动作，可以使瓶盖40之间的间隙自然保持一致，同时也可适用于不同大小的瓶体。当瓶体尺寸大时，控制交叉伸缩定位机构503伸展，从而使得吸盘501的间隔增大以适用大尺寸的瓶体；当瓶体尺寸小时，控制交叉伸缩定位机构503收缩，使得吸盘501的间隔减少以适用小尺寸的瓶体。交叉伸缩定位机构503的动作由伸展气缸509实现。 
在本具体实施例中，导轨505的两端设有用于缓冲交叉伸缩臂完全伸展时的冲击力的伸展缓冲器504，伸展缓冲器504可以是弹簧缓冲器或橡胶缓冲器。
在本具体实施例中，螺旋振动整理器507有两个，分别设于上盖装置的两侧，其中一个顺时针螺旋振动，另一个逆时针螺旋振动，直线振动器508也对应设有两个。螺旋振动整理器507能够将瓶盖40按照一定的方向整理好并输送到直线振动器上507上，直线振动器508将螺旋振动整理器507输送过来的瓶盖40整齐排列好。尤其针对不规则形状的瓶盖，利用螺旋振动整理器507可以使不规则瓶盖的形状与瓶口形状相对应，提高上盖效率和准确率。 
为了保证直线振动器508上的瓶盖在振动的过程中不掉落，在直线振动器508的上方安装有瓶盖压块512，瓶盖压块512位于上盖装置下方。瓶盖压块512平时是关闭的，当吸盘501将瓶盖40吸住后，瓶盖压块512即打开；当抓盖机构在升降机构506的作用下上升，瓶盖压块512即关闭。 
具体的，补料机构60包括瓶盖储存料仓601和瓶盖提升器602，瓶盖提升器602的作用是保证螺旋振动整理器507内有足够的瓶盖40，瓶盖储存料仓601的作用是储存瓶盖40，减少操作人员加料次数。
在本具体实施例中，产品输送带20上间隔一定间距设有第一挡瓶装置204和第二挡瓶装置202。第一挡瓶装置204安装在待上盖瓶体30的入口处，平时是打开的以方便待上盖瓶体30进入，当进入上盖装置内待上盖瓶体30达到规定数量时，第一挡瓶装置204将挡住后续瓶体，在自动化上盖机实行上盖这一动作的过程中，不允许后续瓶体进入，直到得到指令才打开，让后续瓶体进入。第二挡瓶装置202安装在已上盖瓶体301输出口处，平时是关闭的，当自动上盖机完成上盖过程后第二挡瓶装置202打开，将已加盖瓶体301放出上盖装置，当已加盖的瓶体301全部输出后，第二挡瓶装置202关闭。作为对第一挡瓶装置204和第二挡瓶装置202的改进，在第一挡瓶装置204处安装有检测进入瓶体的数目的第一计数电眼203，在第二挡瓶装置202处安装有检测输出瓶体的数目的第二计数电眼201。当待上盖瓶体30由产品输送带20经由第一挡瓶装置204输送进入上盖装置时，第一计数电眼203开始对进入上盖装置的待上盖瓶体30进行计数，当待上盖瓶体30进入数达到控制***70设定的数目时，第一挡瓶装置204关闭，挡住后续瓶体。当自动上盖机将已加盖瓶体301放出时，第二计数电眼201开始对已加盖瓶体301进行计数，当放出的已加盖瓶体301数量达到控制***70设定的数目时，第一挡瓶装置204打开，将后续待上盖瓶体30放入上盖装置内，当已加盖瓶体301全部放出时，第二挡瓶装置202恢复关闭。优选地，产品输送带20的输送轨道上间隔10个但不限于10个瓶体工位设有第一挡瓶装置204和第二挡瓶装置202。当待上盖瓶体30由产品输送带20经由第一挡瓶装置204输送进入上盖装置时，第一计数电眼201开始对进入上盖装置的待上盖瓶体30进行计数，当待上盖瓶体30进入数达到10个时，第一挡瓶机构204关闭，挡住后续待上盖瓶体30。当上盖动作完成后，第二挡瓶机构202同步打开，将已上盖瓶体301放出上盖装置，此时第二计数电眼201开始对输出的已上盖瓶体301进行计数，当放出的已上盖瓶体301数量达到2个时，第一挡瓶机构204打开，将后续待上盖瓶体30放入上盖装置，当放出的已上盖瓶体301数量达到10个时，第二挡瓶机构202恢复关闭，等待下一循环工作。
优选地，产品输送带20上安装有使瓶体定位准确的圆形护栏205，保证在加盖过程中待上盖瓶体30刚好对应瓶盖40的位置，而不会因为外力等原因发生偏移，导致吸盘501上的瓶盖40无法精确放置在对应的瓶口上。
控制***70安装在机器顶端，由PLC （Programmable Logic Controller）、人机界面、电磁阀等组成。PLC是本机构控制核心，用于控制设备的每一个动作，人机界面用于设置参数、人机交流。在本具体实施例中，控制***70还包括与螺旋振动整理器507和直线振动器508电连接以控制螺旋振动整理器507和直线振动器508振幅的振动控制器（图中未显出）。针对不同形状的瓶盖，使其整齐的力度以及瓶盖的方向、间隔有所不同，通过调节振动控制器来调节螺旋振动整理器507和直线振动器508的振幅，可以适用不同瓶盖的上盖要求。
 本实施中的自动上盖机可全自动运行，无需人工干预，完全替代手工操作；可避免人工操作过程中造成的瓶体破碎、打翻等情况；适应广泛，可适应不同形状的瓶盖。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种自动上盖机，用于自动将瓶盖加盖到瓶体上，包括产品输送带和机架，其特征在于：所述自动上盖机包括上盖装置、进料装置和控制***；
所述上盖装置包括用于吸附瓶盖并在瓶盖被移送至所述产品输送带上的待上盖产品上时进行上盖的抓盖机构、控制所述抓盖机构升降的升降机构、控制所述抓盖机构和升降机构前后横移的横移机构，所述升降机构安装于所述横移机构前端，所述横移机构前端还设有导轨，所述抓盖机构安装于所述导轨；所述抓盖机构包括吸盘安装块和安装于所述吸盘安装块上的吸盘，所述吸盘安装块安装于所述导轨并可沿所述导轨移动；
所述进料装置包括用于补充瓶盖的补料机构和用于将补料机构所提供的瓶盖整齐的整料机构，所述整料机构包括位于所述上盖装置侧边的螺旋振动整理器和位于所述螺旋振动整理器出口端并位于所述上盖装置下方的直线振动器；
所述控制***为控制各机构动作的人机控制***。
2.如权利要求1所述的自动上盖机，其特征在于：所述升降机构包括连接于所述抓盖机构用于控制所述抓盖机构升降的升降气缸，所述横移机构包括连接于所述升降机构以控制所述升降机构和抓盖机构横移的横移气缸。
3.如权利要求2所述的自动上盖机，其特征在于：所述吸盘和所述吸盘安装块设有多个，所述上盖装置还包括交叉伸缩定位机构，所述交叉伸缩定位机构包括由多个交叉杆形成的交叉伸缩臂，所述交叉伸缩臂的各交叉杆下端连接于各所述吸盘安装块，所述交叉伸缩定位机构还包括连接于所述吸盘安装块以控制所述吸盘安装块随所述交叉伸缩臂移动定位的伸缩气缸。
4.如权利要求3所述的自动上盖机，其特征在于：所述导轨两端设有用于缓冲所述交叉伸缩臂完全伸展时的冲击力的伸展缓冲器。
5.如权利要求1所述的自动上盖机，其特征在于：所述螺旋振动整理器有两个，分别设于所述上盖装置的两侧，其中一个顺时针螺旋振动，另一个逆时针螺旋振动，所述直线振动器对应设有两个。
6.如权利要求5所述的自动上盖机，其特征在于：所述控制***设有电连接于所述螺旋振动整理器和所述直线振动器用于控制振幅的振动控制器。
7.如权利要求6所述的自动上盖机，其特征在于：所述直线振动器正上方安装有瓶盖压块，所述瓶盖压块位于所述上盖装置下方。
8.如权利要求1所述的自动上盖机，其特征在于：所述补料机构包括瓶盖储存料仓和将所述瓶盖储存料仓的瓶盖输送至所述螺旋振动整理器的瓶盖提升器。
9. 如权利要求1所述的自动上盖机，其特征在于：所述产品输送带上间隔一定间距设有第一挡瓶装置和第二挡瓶装置，在所述第一挡瓶装置处安装有检测进入瓶体的数目的第一计数电眼，在所述第二挡瓶装置处安装有检测输出瓶体的数目的第二计数电眼。
10.如权利要求1所述的自动上盖机，其特征在于：所述产品输送带侧边设有使瓶体定位准确的圆形护栏。
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