CN104495315A - 一种灌装瓶纠正推挤携载系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种灌装瓶纠正推挤携载系统，包括纠正装置，为一端开口的腔体，其腔体内侧壁设置有呈螺旋状上升的物料道；推挤装置，包括推挤气缸和推挤平台；还包括，携载装置。本发明能够解决对灌装瓶进行定向运输的问题，同时也能够解决对灌装瓶自动化纠正方向以及推挤携载的问题。

Description

一种灌装瓶纠正推挤携载系统

技术领域

本发明涉及一种灌装瓶纠正推挤携载系统，属于化学药品灌装瓶涮洗技术领域。

背景技术

自动装配技术已经成为现代制造业中的重要组成部分，一般在产品生产过程中的最后一个环节，自动装配的过程和结果，直接影响到产品的性能、产量和成本。但在自动装配中，大多问题产生于物料供给过程。因此，物件的定向和供料问题是保证装配质量，提高生产效率的关键。

现有自动装配技术中，上料环节大多采用振动式上料机，其特点为：

1)振动式上料机在共振区或亚共振区工作，可以获得较高的驱动效率；

2)当激振频率一定时，振幅的增加将引起供料速度的增高；当频率发生改变时，若改变振幅的大小，则送料速度与频率成反比变化；

3)供料轨道的倾角越小则供料速度越高，由于料盘底部的内塞具有较高的供料速度，故轨道上的内塞往往受到底部零件的推挤而向前运送。

在化学药品领域，对灌装液体的质量检测要求相对比较高，日常生产实践中，往往在对灌装瓶灌装完结后或者包装完毕后才进行抽样测查；2012年5月9-12号的第103届AOCS年会上公开了一种以灌装瓶质量为测定标准的振动式上料机，但此种上料机没有解决如何自动纠正方向以及推挤携载的问题。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有灌装瓶纠正推挤携载系统中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明的目的是提供一种灌装瓶纠正推挤携载系统，其能够解决对灌装瓶进行定向运输的问题以及如何进行自动化纠正方向以及推挤携载的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种灌装瓶纠正推挤携载系统，其包括，

纠正装置，为一端设开口的腔体，其腔体内侧壁设置有呈螺旋状上升的物料道，所述腔体底部为包含一定空间的容纳室，所述容纳室内部设置有驱动器，所述驱动器包括主电磁铁和主振弹簧，所述主振弹簧倾斜连接所述容纳室的底端和顶端，所述驱动器能够使得所述纠正装置产生旋转振动力，所述物料道末端与轨道相连，所述物料道上设置有弧形轨道和掉瓶口，所述弧形轨道以灌装瓶运动方向区分为前半段和后半段，该弧形为圆弧，所述掉瓶口设置于所述弧形轨道的后半段，其宽度大于所述灌装瓶的宽度，其长度为所述灌装瓶长度的一半，其中，灌装瓶在无高频微幅振动、无重力偏差影响的情况下，通过弧形轨道过程中所占弧形轨道宽的大小用l表示为：

l＝[(b₁-b₂)/2]·(cosα-cosβ)+G(sinα-sinβ)+L·sinβ+2R·sin[(α-β)/2]·sin[(α+β)/2]；

式中，b₁为灌装瓶瓶口宽度；b₂为灌装瓶瓶底宽度；L为灌装瓶长度；G为灌装瓶重心至灌装瓶瓶口的距离；R为灌装瓶运行轨迹曲率半径；α为灌装瓶进入弧形轨道时的初始转向角；β为灌装瓶运动出弧形轨道时的最终转向角；

而灌装瓶受该高频微幅振动及自身重力的影响，会产生偏移量，其偏移量用Δl表示为：

Δl＝(μθR·sinU)/v；

式中，μ为特定频率高频微幅振动时，灌装瓶通过该弧形轨道的平均速度；U为呈螺旋状上升的物料道倾斜角；设定θ＝α-β，其单位取用rad；R为灌装瓶运行轨迹曲率半径；v为与特定频率相同频率高频微幅振动时，灌装瓶通过与弧形轨道的长度相同的直线距离的平均速度；

由叠加原理，在纠正装置100进行高频微幅振动时，弧形轨道的宽设定用W表示为：W＝l+Δl；

推挤装置，包括推挤气缸和推挤平台，所述推挤气缸设置于所述推挤平台一侧，与推块相连接，所述推挤平台上的围壁形成有推挤限位空间，其与所述推块相对的一侧为灌装瓶推挤出口，其与所述推块相邻的一侧与所述轨道相连通；以及，

携载装置，包括设置于携载支架上的旋动电机、通过联动杆与所述旋动电机相连接的携载部件以及与所述携载支架的水平支撑部相连接的双轨，所述携载部件由镂空壁形成携载空间，其靠近和远离所述灌装瓶推挤出口的两端都设置有弹性限位块，且所述旋动电机能够旋动所述携载部件至所述携载部件的一侧面与所述推挤平台相平，使得所述推块将灌装瓶推入所述携载部件内。

作为本发明所述灌装瓶纠正推挤携载系统的一种优选方案，其中：所述双轨两侧设置有凹槽，所述滑块内侧设置有滚轮，所述滚轮设置于所述凹槽内，能够在凹槽内运动。

本发明的有益效果：

(1)本发明能够解决对灌装瓶进行定向运输的问题；

(2)本发明能够解决对灌装瓶自动化纠正方向以及推挤携载的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明一个实施例中所述一种灌装瓶纠正推挤携载系统的主体结构示意图；

图2为本发明图1所示一个实施例中所述纠正装置的容纳室内部结构示意图；

图3为本发明图1所示一个实施例中所述纠正装置的主体及局部放大结构示意图；

图4为本发明图1所示一个实施例中灌装瓶进入所述纠正装置的弧形轨道时结构示意图；

图5为本发明图1所示一个实施例中灌装瓶通过所述纠正装置的掉瓶口时结构示意图，图中，灌装瓶瓶底向前，能够顺利通过所述掉瓶口；

图6为本发明图1所示一个实施例中灌装瓶通过所述纠正装置的掉瓶口时结构示意图，图中，灌装瓶瓶口向前，会从所述掉瓶口掉落；

图7为本发明图1所示一个实施例中所述推挤装置和携载装置的结构示意图；

图8为本发明所述纠正装置没有进行高频微幅振动(即静止)时，灌装瓶通过所述弧形轨道转向角为α-β时，灌装瓶所占宽度示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

如图1所示，其示出了一种灌装瓶纠正推挤携载系统的一个实施例中的主体结构示意图。其中，所述的灌装瓶纠正推挤携载系统包括：纠正装置100、推挤装置200以及携载装置300，在该实施例中，灌装瓶纠正推挤携载系统当然还包括了控制电路，用以对整个灌装瓶纠正推挤携载系统的运行控制。

参见图2，在这一实施例中，纠正装置100为一端开口的腔体，其腔体内侧壁设置有呈螺旋状上升的物料道101；腔体底部为包含一定空间的容纳室，容纳室形成的空间内部设置有驱动器(图中未示出)，驱动器能够使得所述纠正装置100产生旋转振动力，这样就同时产生了一个在垂直轴上的扭转振动和一个垂直线性振动。在此实施例中，所述的驱动器包括主电磁铁102和主振弹簧103，在一种实施方式中，主振弹簧103可以为板弹簧，主振弹簧103倾斜连接所述容纳室的底端和顶端，当接通电源，主电磁铁103随之产生吸力，在电磁吸力的作用下，纠正装置100偏离静平衡位置并且移动，然后绕中心轴线作同步扭转，同时主振弹簧103产生弹性变形，当电磁吸力变小时，纠正装置100开始急剧的改变运动方向，并且超越最初的静平衡位置达到某一上限，这是因为主振弹簧103已经有足够的弹性变形能，如此上下反复进行，就形成了高频微幅振动。纠正装置100所产生高频微幅振动的结果，使与纠正装置100紧密相连的物料道101本身除中心轴线以外的各点都沿着各自的一小段空间螺旋线轨迹进行高频微幅振动。在灌装瓶沿物料道101被输送的过程中，物料道101上的一致化机构使部分零件形成统一的姿态，由于下降速度很快，所以灌装瓶会浮在空中，在重力的作用下，落入物料道101底部被重新沿物料道101螺旋向上输送，进行自动定向排列运动。

而在本实施例中，由于灌装瓶后续要进入携载装置300内进行清洗，所以需要筛选灌装瓶底部向前运动的灌装瓶。如图3～图6所示，在物料道101中的某一段或某几段设置弧形轨道104和掉瓶口105，弧形轨道104以灌装瓶运动方向区分为前半段和后半段，该弧形为圆弧，掉瓶口105设置于弧形轨道104的后半段，其宽度大于灌装瓶的宽度，其长度为所述灌装瓶长度的一半。如此，当灌装瓶底部向前运动的灌装瓶进入该弧形轨道104时，前半段由于灌装瓶会与掉瓶口105形成交叉(参见图4)，所以并不会被掉瓶口105卡住或掉落下；而进入弧形轨道104后半段要通过时(参见图5)，由于灌装瓶自身重心更靠近灌装瓶的瓶底部分且弧形轨道104以及掉瓶口105的特定设计，所以灌装瓶底部向前运动的灌装瓶不会自掉瓶口105掉落下；而当灌装瓶瓶口向前运动的灌装瓶进入该弧形轨道104的后半段时(参见图6)，由于灌装瓶自身重心更靠近灌装瓶的瓶底部分，所以灌装瓶瓶口向前运动的灌装瓶由于重心失衡会自掉瓶口105掉落下，从而实现对灌装瓶底部向前运动的灌装瓶的筛选。

如图8所示，在这一实施例中，弧形轨道104为半径为R的圆弧，如此，灌装瓶在无高频微幅振动、无重力偏差(此处“无重力偏差”指的是灌装瓶不受因物料道为螺旋上升状而导致的灌装瓶上升时重力偏差的影响)影响的情况下，通过弧形轨道104过程中所占弧形轨道104宽(l)的大小可分别通过用下式计算：

l＝d₁d₃-d₁d₂+d₃d₄+d₄d₅+d₅d₆     (1)

d₁d₃＝Gsinα       (2)

d₁d₂＝(b₁/2)·cosα          (3)

d₃d₄＝2Rsin[(α-β)/2]·sin[(α+β)/2]  (4)

d₄d₅＝(L-G)sinβ        (5)

d₅d₆＝(b₂/2)·cosβ        (6)

将式(2)～式(6)代入式(1)得：

l＝[(b₁-b₂)/2]·(cosα-cosβ)+G(sinα-sinβ)+L·sinβ+2R·sin[(α-β)/2]·sin[(α+β)/2]

式中，b₁为灌装瓶瓶口宽度；b₂为灌装瓶瓶底宽度；L为灌装瓶长度；G为灌装瓶重心至灌装瓶瓶口的距离，根据灌装瓶瓶体生产标准并由悬挂法理论测定灌装瓶重心位置介于3/5·L～4/5·L之间，根据不同批的灌装瓶该数值可以准确测定，图8中G₁、G₂仅仅为区别不同时间处于不同位置的重心点，并非同一灌装瓶自身不同的重心；R为灌装瓶运行轨迹曲率半径；α为灌装瓶进入弧形轨道时的初始转向角；β为灌装瓶运动出弧形轨道时的最终转向角。

但实践中，由于纠正装置100运行时，灌装瓶始终处于高频微幅振动中，灌装瓶受该高频微幅振动及自身重力的影响，会产生偏移量(Δl)，其偏移量(Δl)用下式计算：

Δl＝(μθR·sinU)/v

式中，μ为特定频率高频微幅振动时，灌装瓶通过该弧形轨道的平均速度；U为呈螺旋状上升的物料道倾斜角；设定θ＝α-β，其单位取用rad；R为灌装瓶运行轨迹曲率半径；v为与特定频率相同频率高频微幅振动时，灌装瓶通过与弧形轨道的长度相同的直线距离的平均速度。

由叠加原理，在纠正装置100进行高频微幅振动时，弧形轨道的宽(W)设定为：

W＝l+Δl

经实验证明，灌装瓶经过宽度的弧形轨道104时，为100％通过，并不会未发生过窄时灌装瓶被阻塞、过宽时灌装瓶达不到筛选的问题，大都自掉瓶口105掉下的问题。

如图7所示，在这一实施例中，结合图1，所述的推挤装置200，包括了推挤气缸201和推挤平台203，推挤气缸201设置于推挤平台203一侧，与推块202相连接，推挤平台203上的围壁形成了推挤限位空间，其与推块202相对的一侧为灌装瓶推挤出口，其与推块202相邻的一侧与轨道相连通。由纠正装置100筛选的灌装瓶底部向前运动的灌装瓶，经物料道101和轨道后，进入推挤平台203上的推挤限位空间内，此时，推挤气缸201推动推块202从而使得灌装瓶进入携载部件302内。

而携载装置300，包括了设置于携载支架304上的旋动电机301、通过联动杆与旋动电机301相连接的携载部件302以及与携载支架304的水平支撑部相连接的双轨305，携载部件302由镂空壁形成携载空间。当然，较佳的，携载部件302的底部只需能够阻挡住灌装瓶的挡条即可，以便可以为后续涮洗灌装瓶提供足够的涮洗空间。在其靠近和远离灌装瓶推挤出口的两端都设置有弹性限位块303，且旋动电机301能够旋动携载部件302至携载部件302的一侧面与推挤平台相平，使得推块202将灌装瓶推入携载部件302内。

待涮洗的灌装瓶装载于纠正装置100的腔体内，随着高频微幅振动而沿物料道101定向运动，至弧形轨道104时，筛选掉沿运动方向瓶口向前的灌装瓶，只保留住沿运动方向瓶口向后的灌装瓶继续运动进入与推挤装置200相连接的轨道。而后，灌装瓶进入推挤平台203，直至灌装瓶的瓶底抵触至围成推挤限位空间的围壁，与此同时，旋动电机301旋动携载部件302至其相对处于下端的侧面与推挤平台203的平面相水平的位置。接着，推挤气缸201推动推块202使得灌装瓶依次进入携载部件302内，直至弹性限位块303处止；在携载部件302内装载满灌装瓶时，纠正装置100可以设置为继续振动，而推挤气缸201停止推挤，此时灌装瓶被阻挡在推挤限位空间内；而在一个实施例中，纠正装置100和推挤气缸201是同步运行的，即，当携载部件302内装载满灌装瓶时，纠正装置100停止振动，推挤气缸201也停止推挤，方便进行后续操作。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种灌装瓶纠正推挤携载系统，其特征在于：包括，

纠正装置，为一端设开口的腔体，其腔体内侧壁设置有呈螺旋状上升的物料道，所述腔体底部为包含一定空间的容纳室，所述容纳室内部设置有驱动器，所述驱动器包括主电磁铁和主振弹簧，所述主振弹簧倾斜连接所述容纳室的底端和顶端，所述驱动器能够使得所述纠正装置产生旋转振动力，所述物料道末端与轨道相连，所述物料道上设置有弧形轨道和掉瓶口，所述弧形轨道以灌装瓶运动方向区分为前半段和后半段，该弧形为圆弧，所述掉瓶口设置于所述弧形轨道的后半段，其宽度大于所述灌装瓶的宽度，其长度为所述灌装瓶长度的一半，其中，灌装瓶在无高频微幅振动、无重力偏差影响的情况下，通过弧形轨道过程中所占弧形轨道宽的大小用l表示为：

l＝[(b₁-b₂)/2]·(cosα-cosβ)+G(sinα-sinβ)+L·sinβ+2R·sin[(α-β)/2]·sin[(α+β)/2]；

式中，b₁为灌装瓶瓶口宽度；b₂为灌装瓶瓶底宽度；L为灌装瓶长度；G为灌装瓶重心至灌装瓶瓶口的距离；R为灌装瓶运行轨迹曲率半径；α为灌装瓶进入弧形轨道时的初始转向角；β为灌装瓶运动出弧形轨道时的最终转向角；

而灌装瓶受该高频微幅振动及自身重力的影响，会产生偏移量，其偏移量用Δl表示为：

Δl＝(μθR·sinU)/v；

式中，μ为特定频率高频微幅振动时，灌装瓶通过该弧形轨道的平均速度；U为呈螺旋状上升的物料道倾斜角；设定θ＝α-β，其单位取用rad；R为灌装瓶运行轨迹曲率半径；v为与特定频率相同频率高频微幅振动时，灌装瓶通过与弧形轨道的长度相同的直线距离的平均速度；

由叠加原理，在纠正装置100进行高频微幅振动时，弧形轨道的宽设定用W表示为：W＝l+Δl；

推挤装置，包括推挤气缸和推挤平台，所述推挤气缸设置于所述推挤平台一侧，与推块相连接，所述推挤平台上的围壁形成有推挤限位空间，其与所述推块相对的一侧为灌装瓶推挤出口，其与所述推块相邻的一侧与所述轨道相连通；以及，

携载装置，包括设置于携载支架上的旋动电机、通过联动杆与所述旋动电机相连接的携载部件以及与所述携载支架的水平支撑部相连接的双轨，所述携载部件由镂空壁形成携载空间，其靠近和远离所述灌装瓶推挤出口的两端都设置有弹性限位块，且所述旋动电机能够旋动所述携载部件至所述携载部件的一侧面与所述推挤平台相平，使得所述推块将灌装瓶推入所述携载部件内。

2.根据权利要求1所述的灌装瓶纠正推挤携载系统，其特征在于：所述双轨两侧设置有凹槽，所述滑块内侧设置有滚轮，所述滚轮设置于所述凹槽内，能够在凹槽内运动。