CN104340936A - 用于将螺纹盖施加到容器上的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种用于将螺纹盖施加到容器上的装置,包括:夹持机构(20,22),至少一个旋拧头(24),至少一个电动马达(30),所述夹持件(28)能进行与所述旋转运动同步的沿所述纵向轴线(B)的平移运动,以便在操作期间使所述夹持件(28)沿旋拧路径移动,该装置还包括构造用于检测所述容器(C)的螺纹(16)和由所述夹持件(28)所夹持的盖子(34)的螺纹(36)的图像的至少一个视觉系统(38),和电控制单元(48),其构造用于处理所述螺纹(16,36)的图像,并确定所述容器(C)的螺纹(16)的起始点的角位置和所述盖子(34)的螺纹(36)的起始点的角位置,并且用于控制所述盖子(34)的角位置的调节,以通过布置在预定的相对位置中的相应的螺纹(16,36)来将盖子(34)旋拧到相应的容器(C)上。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于将螺纹盖施加到容器上的装置。
背景技术
用于封闭容器(如瓶子等)的常用技术涉及在容器的颈部上形成外螺纹,并且将具有内螺纹的盖子施加到容器上。
通常用于将螺纹盖施加到容器上的装置包括旋转木马式结构,其拾取待封闭的容器并使它们沿环形路径前进。该旋转木马式结构携带多个封盖头,每个封盖头均配备有各自的盖夹持件。驱动盖夹持件来进行围绕相应的纵向轴线的旋转运动和平移运动。盖夹持件的旋转运动和平移运动彼此同步,从而对盖子施加旋拧运动。
在更传统的解决方案中,当达到预先设定的扭矩时,停止盖子旋拧到容器上的运动。旋拧的头部通过离合器(例如为磁性型的)或者由于电流限制型的电动马达而限制传递到盖施加件上的最大扭矩。
这些解决方案并不完全令人满意,因为根据最大扭矩来旋拧盖子会产生一定概率的封闭不良。
为了克服这些缺点,已经提出了用于施加螺纹盖的系统,其施加预设的角幅度的旋拧行程,所述行程起始于盖子的螺纹和容器的螺纹之间的初始连接状态。
EP-A1-1491490描述了一种配备有扭矩传感器的旋拧头,所述扭矩传感器检测在旋拧到容器上时施加到盖子上的旋拧扭矩。所测得的扭矩在盖子和容器的螺纹相互接触的位置处急剧增大,以这种方式对盖子的螺纹与容器的螺纹之间的初始连接位置进行标记。盖子可相对于初始连接位置旋转预定的角度。
US2011/0083405-A1描述了一种旋拧头,其通过测量由驱动所述旋拧头的马达所吸收的电流来检测盖子和容器之间的初始连接状况。
在这些已知的解决方案中,在将盖子施加到容器上之后检测螺纹之间的初始连接状况。旋拧头的工作行程的一部分用于识别盖子和容器之间的初始连接位置,而不是用于盖子的实际旋拧。因此,在这些已知的解决方案中,减小的角行程可用于盖子的实际旋拧。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于将螺纹盖施加到容器上的装置,其克服了现有技术中存在的问题。
根据本发明,这一目的通过具有如下特征的装置来实现。
一种用于将螺纹盖施加到容器上的装置,包括:
-夹持机构,其构造用于保持相应的容器,
-至少一个旋拧头,其包括构造用于保持相应的盖子的夹持件,
-至少一个电动马达,其与所述旋拧头相关联,并且构造成控制所述夹持件的围绕纵向轴线的旋转运动,其中,所述夹持件能进行与所述旋转运动同步的沿所述纵向轴线的平移运动,以便在操作期间使所述夹持件沿旋拧路径移动,
所述装置还包括:
-构造用于检测所述容器的螺纹和由所述夹持件所夹持的盖子的螺纹的图像的至少一个视觉系统,和
-电控制单元,其构造用于处理所述螺纹的图像,并确定所述容器的螺纹的起始点的角位置和所述盖子的螺纹的起始点的角位置,并且用于控制所述盖子的角位置的调节,以通过布置在预定的相对位置中的相应的螺纹来将盖子旋拧到相应的容器上。
优选地,所述装置包括第一观测机构和第二观测机构,所述第一观测机构用于检测所述容器的螺纹的图像,所述第二观测机构用于检测所述盖子的螺纹的图像。
优选地,所述观测机构与布置用于照明所述观测机构的相应观测区域的相应照明器相关联。
优选地,所述电控制单元构造成能处理由所述观测机构所检测到的图像,以确定相对于一共同参照系的容器的螺纹的起始点的角位置和相应的盖子的螺纹的起始点的角位置。
优选地,所述电控制单元还构造成根据旋拧扭矩的信息来控制所述旋拧头的所述电动马达。
附图说明
现在将参照仅作为非限制性的例子来提供的附图对本发明进行详细描述,其中:
图1为用于将螺纹盖施加到容器上的装置的示意性侧视图;且
图2和图3为图1中的由箭头II所示的部分的更详细的示图。
具体实施方式
参照图1,标号10表示用于将螺纹盖施加到容器C(如瓶子或类似物)上的装置。装置10包括可绕竖直轴线A旋转的中心柱体12。该中心柱体12携带有配备了多个用于夹持容器C的机构的转动架14。用于夹持容器C的机构其本身为已知,且可以基于容器C的类型而为不同的类型。大致上,瓶子的夹持机构必须确保沿径向和轴向保持住瓶子,且还必须具有防止瓶子绕其竖直轴线旋转的防转部件。
在图示的例子中,转动架14配备有外部导向器20和叉件22,其构造来承接容器C的对应颈部,并且转动架14配备有相应的防转部件。图中所表示的系统仅是可能的夹持机构的一个例子,并且本发明可应用于任何其他的用于夹持容器C的系统。
如在图2和图3中所更详细地示出的那样,容器C设置有构造来用于承接螺纹盖的外螺纹16。在容器C的螺纹16的基部处形成沿径向突出的边缘18。
参照图1,装置10包括多个旋拧头24。各旋拧头24位于容器C的相应夹持机构之上。每个旋拧头24包括主轴26,该主轴26在其下端部携带着盖夹持件28。各旋拧头24具有各自的电动马达30,该电动马达30对主轴26施加围绕各自的纵向轴线B的旋转运动。盖夹持件28可进行围绕轴线B的旋转运动和在轴线B的方向上的平移运动。旋转运动和平移运动是彼此同步的,这样,在操作期间由夹持件28所保持的盖子会配有旋拧运动。可通过机械凸轮或电凸轮来获得盖夹持件28在轴线B的方向上的线性运动。旋拧头24的结构和操作本身是已知的,不需要更详细的描述,因为它们不属于本发明的范围。施加到盖夹持件28上的最大扭矩由提供给马达30的电流来限制。
参照图2和图3,每个旋拧头24的盖夹持件28具有构造来用于承接和保持相应的盖子34的截头锥形的承座32。盖子34具有相应的内螺纹36,其设计成可与相应的容器C的外螺纹16接合。
根据本发明的装置10包括视觉系统38,其用于检测容器C的螺纹16的角位置和盖子34的螺纹36的角位置。更准确地说,视觉系统38用来检测螺纹16和螺纹36的起始点的角位置。
视觉系统38可包括第一观测机构40(图2)和第二观测机构42(图3),第一观测机构40用于检测容器C的外螺纹16的起始点的角位置,而第二观测机构42用于检测由夹持件28所夹持的盖子34的内螺纹36的起始点的角位置。每个观测机构40、42可以与布置用来照亮相应的观测区域的相应的照明器44、46相关联。
如图2和图3所示,观测机构40、42和相应的照明器44和46可布置在转动架14之外。或者,观测机构40、42可与盖子34和容器C轴向对齐。
视觉系统38处于固定的位置中,并且检测不时地经过视觉系统38前方的容器C和盖子34的螺纹16和36的图像。由视觉系统38所记录的图像发送到在图1中用标号48示意性表示的电控制单元中。电控制单元48具有逻辑部件,其可分析观测机构40、42所检测到的图像,并确定容器C的外螺纹16的起始点和相应的盖子34的内螺纹36的起始点相对于参照系的角位置。
电控制单元48构造成可控制旋拧头24的电动马达30,以根据所检测到的螺纹16、36的角位置的信息来进行盖子34的角位置的调节。盖子34的角位置的调节包括围绕轴线B旋转夹持件28。此调节可以在将盖子34施加到相应的容器C上之前进行。
备选地,也可以在已将盖子34放置到相应的容器C的螺纹16上之后进行盖子的角位置的调节。在此情况下,对每个盖子34施加了相当于盖子的旋拧角和盖子的螺纹与容器的螺纹之间的位移角的总和的角行程。
调节运动的目的是相对于容器C来布置盖子34,以使盖子34的螺纹36相对于相应的容器C的螺纹16处于预先设定的角位置。
从盖子34和容器C的螺纹36、16在预定的角位置中并置的位置开始,马达30以预定的幅度对相应的夹持件28施加围绕轴线B的角旋转。以这种方式,盖子34的旋拧行程基于几何准则来确定,而不是根据旋拧扭矩来确定。这允许获得更高的旋拧精确度,且避免了由于过度或不足的闭合扭矩而导致的容器的闭合缺陷。
并行于基于预定的旋拧行程的马达30的控制,电控制单元48还可以通过任何已知的扭矩检测方法对施加到盖子34上的旋拧扭矩进行检测。电控制单元48可以编程为改变相对于既定的设定值的旋拧行程,以针对所测量的闭合扭矩不足或过度的情况。
视觉系统38能够识别不同尺寸、不同颜色和不同螺纹元件数(从1到n个元件)的盖子的螺纹36。视觉系统38还能够识别螺纹的中断和零斜率的螺纹部分。视觉系统38还能够检测透明玻璃或塑料容器的螺纹。
当然,只要不违背本发明的原理,结构和实施例的细节可以相对于所描述和说明的那些有很大的不同,只要不偏离本发明的由后面的权利要求所定义的范围。
Claims (5)
1.用于将螺纹盖施加到容器上的装置,包括:
-夹持机构(20,22),其构造用于保持相应的容器(C),
-至少一个旋拧头(24),其包括构造用于保持相应的盖子(34)的夹持件(28),
-至少一个电动马达(30),其与所述旋拧头(24)相关联,并且构造成控制所述夹持件(28)的围绕纵向轴线(B)的旋转运动,其中,所述夹持件(28)能进行与所述旋转运动同步的沿所述纵向轴线(B)的平移运动,以便在操作期间使所述夹持件(28)沿旋拧路径移动,
其特征在于,所述装置还包括:
-构造用于检测所述容器(C)的螺纹(16)和由所述夹持件(28)所夹持的盖子(34)的螺纹(36)的图像的至少一个视觉系统(38),和
-电控制单元(48),其构造用于处理所述螺纹(16,36)的图像,并确定所述容器(C)的螺纹(16)的起始点的角位置和所述盖子(34)的螺纹(36)的起始点的角位置,并且用于控制所述盖子(34)的角位置的调节,以通过布置在预定的相对位置中的相应的螺纹(16,36)来将盖子(34)旋拧到相应的容器(C)上。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述装置包括第一观测机构(40)和第二观测机构(42),所述第一观测机构(40)用于检测所述容器(C)的螺纹(16)的图像,所述第二观测机构(42)用于检测所述盖子(34)的螺纹(36)的图像。
3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述观测机构(40,42)与布置用于照明所述观测机构(40,42)的相应观测区域的相应照明器(44,46)相关联。
4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述电控制单元(48)构造成能处理由所述观测机构所检测到的图像,以确定相对于一共同参照系的容器(C)的螺纹(16)的起始点的角位置和相应的盖子(34)的螺纹(36)的起始点的角位置。
5.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述电控制单元(48)还构造成根据旋拧扭矩的信息来控制所述旋拧头(24)的所述电动马达(30)。
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