CN101570307B - 一种自动跟踪加塞的实现方法与机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了自动跟踪加塞的方法和机构，该方法是采用真空吸附胶塞的方式，同时通过空间圆柱凸轮实现胶塞的旋转升降运动，完成加塞工艺。该机构中：加塞轴(13)的底端装有齿轮，上端依次装有吸爪(1)、升降杆定向盘(3)、汽缸(34)、加塞拨盘(38)和放塞盘(31)；凸轮(5)的内面有螺旋升降面(48)，升降杆(4)可沿所述螺旋升降面作垂直上升和下降运动；升降杆上端与吸爪座(2)相连，吸爪固定在吸爪座上，从而通过升降杆的运动带动吸爪运动，实现加塞工艺；止塞电磁铁(21)设在送塞盘(40)与送塞导轨(24)之间。本发明能够高效、稳定和准确实现加塞过程，保证自动加塞率，实现自动跟踪加塞、无瓶止塞等功能。

Description

一种自动跟踪加塞的实现方法与机构

技术领域

本发明涉及制药机械领域，具体涉一种自动跟踪加塞的实现方法与机构。

背景技术

在制药机械领域里，药瓶T形胶塞的加塞机构主要有间歇式和连续式两种。间歇式由于工作时采用间歇工作方式，生产效率低，难以满足现代制药行业的发展需要。而连续式的加塞方式由于其具有运转平稳等特点被用于高速西林瓶及大输液生产线，但是这种方式目前的结构采用分体式凸轮提升瓶身加塞方式，故障率高，具体体现在以下两个方面：

(1)目前国内灌装机针对2ml西林瓶的灌装，只能达到300瓶/min左右的低速灌装水平。而高速高效灌装主要靠进口来满足设备要求，加塞问题就是其主要原因。当高速灌装时，加塞速度也随之加速。由于结构原因，容易出现胶塞供给不足，造成掉塞和漏塞等问题，大大降低了加塞率，而且在现有的机构上很难解决。

(2)国内先进灌装机基本都是使用的类似机构，但是这种加塞机构无法应对特殊情况，如在灌装过程种出现缺瓶的情况，不能做到无瓶不加塞。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：通过研究国内现有加塞设备，在实现加塞工艺过程的高效、稳定、准确的基础上，提供一种包装机械实现自动跟踪加塞的方法与机构。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的自动跟踪加塞的方法，其采用真空吸附胶塞的方式，同时通过空间圆柱凸轮实现胶塞的旋转升降运动，完成加塞工艺，其步骤包括：

第一步，胶塞由送塞导轨以及送塞盘，送到吸爪下方；

第二步，吸爪采用真空吸附胶塞的方式，带动胶塞旋转，同时下方瓶体也在加塞拨盘的作用下做同步转动，在吸爪和加塞拨盘作用下，胶塞和瓶子围绕加塞轴做同步旋转运动，保持周向位置相对静止，实现胶塞对瓶体的跟踪；

第三步，通过凸轮实现胶塞的旋转升降运动，吸爪在下降到最低点时，由于放塞盘的作用，切断真空与大气相通，胶塞受重力作用掉落，实现自动加塞过程。

本发明提供了能够实现上述自动跟踪加塞方法的机构，该机构主要由吸爪、升降杆、凸轮、加塞轴、送塞轴和止塞电磁铁组成，其中：加塞轴的底端装有第一齿轮，上端依次通过螺栓连接装有吸爪、升降杆定向盘、汽缸、加塞拨盘和放塞盘，该加塞轴与外接动力相接，并且通过第二齿轮将动力传送给送塞轴；凸轮固定在机架上，该凸轮内面加工有螺旋升降面；升降杆与滚动轴承、凸轮滚子轴刚性连接，可沿凸轮的螺旋升降面作垂直上升和下降运动；升降杆上端与吸爪座相连，吸爪固定在吸爪座上，从而通过升降杆的运动带动吸爪运动，实现加塞工艺；止塞电磁铁设在送塞盘与送塞导轨之间，该止塞电磁铁由立柱支撑定位，立柱下端由立柱座与机架连接。

本发明与现有技术相比具有的主要优点是：在实现加塞工艺过程的高效、稳定、准确的基础上，胶塞由送塞导轨以及送塞盘，送到吸爪下方同时吸爪采用真空吸附胶塞的方式，带动胶塞旋转，同时下方瓶体也在加塞拨盘的作用下做同步转动，在吸爪和加塞拨盘作用下，胶塞和瓶子围绕加塞轴做同步旋转运动，保持周向位置相对静止，实现胶塞对瓶体的跟踪，保证自动加塞率；利用凸轮实现胶塞的旋转升降运动，吸爪在下降到最低点时，由于放塞盘的作用，切断真空与大气相通，胶塞受重力作用掉落，完成自动跟踪加塞工艺，通过控制电磁铁实现无瓶止塞等功能，并且能够实现至少500瓶/min的灌装要求。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为图1的A-A旋转剖视图。

图3为图1中放塞盘26的结构示意图。

图4为图3的俯视图。

图5为图1中凸轮5的结构示意图。

图6为图5的左视图。

图7为本发明空间圆柱凸轮螺旋面展开图。

图中：1.吸爪；2.吸爪座；3.升降杆定向盘；4.升降杆；5.凸轮；6.凸轮滚子轴；7.滚动轴承；8.凸轮座；9.加塞轴支座；10.机架；11.第一圆锥滚子轴承；12.第一齿轮；13.加塞轴；14.第二齿轮；15.送塞轴；16.第二圆锥滚子轴承；17.立柱座；18.凸轮调节支撑杆；19.立柱；20.送塞轴支座；21.止塞电磁铁；22.支撑板；23.挡板支撑杆；24.送塞导轨；25.胶塞；26.送塞盘座；27.真空接口；28.推力球轴承；29.汽缸座；30.第一密封圈；31.放塞盘；32.真空吸口；33.第二密封圈；34.汽缸；35.定位支撑；36.圆柱压缩弹簧；37.第一挡板；38.加塞拨盘；39.导轨；40.送塞盘；41.压盘；42.手轮；43.第二挡板；44.弧形短槽；45.弧形长槽；46.空气通孔；47.螺纹真空孔；48.螺旋升降面。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明，但不限定本发明。

本发明主要由吸爪1、升降杆4、凸轮5、机架10、第一齿轮12、加塞轴13、真空接口27、放塞盘31、汽缸34、加塞拨盘38和送塞轴15和止塞电磁铁21组成。

本发明的各部件的连接关系如图1和图2所示，具体如下：

所述凸轮5，为圆柱形结构(见图5)，通过凸轮座8和凸轮调节支撑杆18固定在机架10上，通过它们可以调节凸轮的水平高度。该凸轮内面的上部加工有螺旋升降面48。

所述升降杆4与滚动轴承7、凸轮滚子轴6刚性连接，可沿凸轮5的螺旋升降面48作垂直上升和下降运动。升降杆4上端与吸爪座2采用螺栓连接，吸爪1固定在吸爪座2上，从而通过升降杆4的运动带动吸爪1运动，实现加塞工艺。

所述加塞轴13通过加塞轴支座9和第一圆锥滚子轴承11对其支撑，其底端装有第一齿轮12，上端依次通过螺栓连接装有吸爪1、升降杆定向盘3、汽缸34、加塞拨盘38和放塞盘31，保持同步旋转；加塞轴13与外接动力相接，通过第二齿轮14将动力传送给送塞轴15。

所述汽缸34上端开设有24个螺纹孔，分别与24个真空吸口32连接，两者之间装有第二密封圈33，保证其密封性，下端由推力球轴承28对其支撑。

所述放塞盘31，其结构如图3所示：该放塞盘31的上端开设有弧形长槽45和弧形短槽44，它们分别与凸轮5螺旋升降面48的上升和下降位置相对应；该放塞盘的上端上还分别加工有螺纹真空孔47和空气通孔46，螺纹真空孔47上端与弧形长槽45相通，螺纹真空孔47下端与真空接口27相接，空气通孔46与弧形短槽44相连，与大气相通。该放塞盘31的下端面还开设有三个沉孔，三个沉孔内各装有一个定位支撑35、圆柱压缩弹簧36，在保证与汽缸34上的气孔对应的同时，使放塞盘31上端面与汽缸34下端面之间紧密贴合，防止气体外泄。在真空接口27与放塞盘31之间设有第一密封圈30，保证其密封性。

所述送塞轴15，由送塞轴支座20和第二圆锥滚子轴承16对其支撑。该送塞轴的上端依次装有送塞盘座26、送塞盘40、压盘41、手轮42，送塞轴15带动送塞盘40旋转，将胶塞25送到吸爪1下方。

所述止塞电磁铁21，设在送塞盘40与送塞导轨24之间，该止塞电磁铁21的下端由立柱19支撑定位，立柱19下端由立柱座17与机架10连接。

为防止加塞过程中瓶子与胶塞由于重力、离心力掉落，在加塞拨盘38下方设有导轨39，在加塞拨盘38和送塞盘40周边分别设有第一挡板37、第二挡板43，并由支撑板22、挡板支撑杆23支撑。

本发明提供的自动跟踪加塞的机构，其工作过程是：动力由加塞轴13传入，并由该加塞轴带动吸爪1、升降杆定向盘3、汽缸34和加塞拨盘38同步旋转。胶塞25由送塞导轨24送到送塞盘40上，在第一齿轮12和第二齿轮14的相互作用下，加塞轴13带动送塞轴15旋转，同时送塞轴15带动送塞盘40旋转，将胶塞25送到吸爪1下方。汽缸34与加塞轴连接，同步旋转。放塞盘31与机架10连接，固定不动，且定位支撑35内装有弹簧，使得放塞盘上端面与旋转地汽缸下端面保持紧密得柔性接触。同时汽缸34上开有气孔与分别吸爪1对应连接，放塞盘31上开有位置对应的弧形长槽45和弧形短槽44，其中弧形长槽45设有螺纹真空孔47与真空接口27相连，弧形短槽44与大气相通。当吸爪1对应的真空吸口32经过放塞盘31弧形长槽45上方时，因为弧形长槽45与真空接口27相连，所以吸爪1内产生负压，胶塞被吸附在吸爪1上，并随着加塞拨盘38同步转动。由于真空接口27与弧形长槽45相通，因此胶塞转动的角度在弧形长槽对应的角度范围内一直被吸爪1吸附住，下方瓶体也在加塞拨盘38的作用下做同步转动，在吸爪1和加塞拨盘38作用下，胶塞和瓶子围绕加塞轴13做同步旋转运动，保持周向位置相对静止，实现胶塞对瓶体的跟踪，此时滚动轴承7也对应地在凸轮5螺旋升降面48的提升面上运动。随着加塞拨盘38的不断转动，带有加塞的吸爪1在升降杆4的作用下沿凸轮5螺旋面下降，同时对应的真空吸口32转过的角度离开弧形长槽45，进入弧形短槽44，其凹形通道与大气相通，压力逐渐释放，吸爪1在下降到最低点时，胶塞掉落，实现自动加塞。在加塞拨盘38和送塞盘40的周边设有护栏，更好实现胶塞和瓶子的运动轨迹。

止塞电磁铁21通常处于压缩状态，当发现缺瓶或其他特殊情况时，可以提前给止塞电磁铁信号，使其伸长，挡住送塞导轨24的送塞路线，使得胶塞25暂时无法进入送塞盘，从而实现止塞功能。

本发明提供的自动跟踪加塞的方法，是采用真空吸附胶塞的方式，同时通过空间圆柱凸轮实现胶塞的旋转升降运动，完成加塞工艺。

所述自动跟踪加塞的方法的步骤包括：

第一步，胶塞25由送塞导轨24以及送塞盘40，送到吸爪1下方。

第二步，吸爪1采用真空吸附胶塞的方式，带动胶塞旋转，同时下方瓶体也在加塞拨盘38的作用下做同步转动，在吸爪1和加塞拨盘38作用下，胶塞和瓶子围绕加塞轴13做同步旋转运动，保持周向位置相对静止，实现胶塞对瓶体的跟踪。当发现缺瓶或其它特殊情况时，由检测传感器提前发出信号，使通常处于压缩状态的止塞电磁铁21伸长，挡住送塞导轨24的送塞路线，使得胶塞25暂时无法进入送塞盘40，从而实现无瓶自动止塞过程。

第三步，通过凸轮5实现胶塞的旋转升降运动，吸爪1在下降到最低点时，由于放塞盘31的作用，切断真空与大气相通，胶塞受重力作用掉落，实现自动加塞过程。

Claims (10)

1.一种自动跟踪加塞的方法，其特征是该方法采用真空吸附胶塞的方式，同时通过空间圆柱凸轮实现胶塞的旋转升降运动，完成加塞工艺；其步骤包括：

第一步，胶塞(25)由送塞导轨(24)以及送塞盘(40)，送到吸爪(1)下方；

第二步，吸爪(1)采用真空吸附胶塞的方式，带动胶塞旋转，同时下方瓶体也在加塞拨盘(38)的作用下做同步转动，在吸爪(1)和加塞拨盘(38)作用下，胶塞和瓶子围绕加塞轴(13)做同步旋转运动，保持周向位置相对静止，实现胶塞对瓶体的跟踪；

第三步，通过凸轮(5)实现胶塞的旋转升降运动，吸爪(1)在下降到最低点时，由于放塞盘(31)的作用，切断真空与大气相通，胶塞受重力作用掉落，实现自动加塞过程。

2.根据权利要求1所述的自动跟踪加塞的方法，其特征是在第二步中，当发现缺瓶或其它特殊情况时，由检测传感器提前发出信号，使通常处于压缩状态的止塞电磁铁(21)伸长，挡住送塞导轨(24)的送塞路线，使得胶塞(25)暂时无法进入送塞盘(40)，从而实现无瓶自动止塞过程。

3.一种自动跟踪加塞的机构，其特征在于该机构主要由吸爪(1)、升降杆(4)、凸轮(5)、加塞轴(13)、送塞轴(15)和止塞电磁铁(21)组成，其中：加塞轴(13)的底端装有第一齿轮(12)，上端依次通过螺栓连接装有吸爪(1)、升降杆定向盘(3)、汽缸(34)、加塞拨盘(38)和放塞盘(31)，该加塞轴与外接动力相接，并且通过第二齿轮(14)将动力传送给送塞轴(15)；凸轮(5)固定在机架(10)上，该凸轮内面加工有螺旋升降面(48)，升降杆(4)与滚动轴承(7)、凸轮滚子轴(6)刚性连接，可沿所述螺旋升降面(48)作垂直上升和下降运动；升降杆(4)上端与吸爪座(2)相连，吸爪(1)固定在吸爪座(2)上，从而通过升降杆(4)的运动带动吸爪(1)运动，实现加塞工艺；止塞电磁铁(21)设在送塞盘(40)与送塞导轨(24)之间，该止塞电磁铁由立柱(19)支撑定位，立柱下端由立柱座(17)与机架连接。

4.根据权利要求3所述的自动跟踪加塞的机构，其特征在于：凸轮(5)为圆柱形，通过凸轮座(8)和凸轮调节支撑杆(18)固定在机架(10)上。

5.根据权利要求3所述的自动跟踪加塞的机构，其特征在于：加塞轴(13)由加塞轴支座(9)和第一圆锥滚子轴承(11)支撑。

6.根据权利要求3所述的自动跟踪加塞的机构，其特征在于：放塞盘(31)与机架(10)连接，固定不动；放塞盘(31)与机架(10)连接，固定不动，且定位支撑(35)内装有弹簧，使得放塞盘上端面与旋转地汽缸下端面保持紧密得柔性接触。

7.根据权利要求3所述的自动跟踪加塞的机构，其特征在于：汽缸(34)上开有与吸爪(1)对应连接的气孔。

8.根据权利要求3所述的自动跟踪加塞的机构，其特征在于：放塞盘(31)上端面开有弧形长槽(45)和弧形短槽(44)，它们分别与凸轮(5)的螺旋升降面(48)的上升和下降位置相对应。 

9.根据权利要求3所述的自动跟踪加塞的机构，其特征在于：放塞盘(31)上端面加工有螺纹真空孔(47)和空气通孔(46)，螺纹真空孔(47)上端与弧形长槽(45)相通，螺纹真空孔(47)下端与真空接口(27)连通，空气通孔(46)与弧形短槽(41)相连，与大气相通。

10.根据权利要求3所述的自动跟踪加塞的机构，其特征在于：放塞盘(31)下端面还开有三个沉孔，其内装有三个定位支撑(35)、圆柱压缩弹簧(36)。 

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