CN104527056A - 一种应用塑瓶生产工艺的自动焊环装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种应用塑瓶生产工艺的自动焊环装置及方法。本发明通过对传统的装置进行改进，所得到的工艺简单可行，节约了能源消耗，提高了成品合格率，而且大大减少了操作人员，节约了劳动力，工厂效益显著，具有较好的社会效益。

Description

一种应用塑瓶生产工艺的自动焊环装置及方法

技术领域

本发明涉及输液塑瓶领域，尤其涉及一种应用塑瓶生产工艺的自动焊环装置及方法。

背景技术

大输液作为医疗机构最常用的药品制剂，市场需求巨大，近十年来行业复合增长率达17.2％，2011年，我国大输液市场容量在100亿瓶(袋)以上，而塑瓶大输液以其安全性、环保性等特点，每年也以较高的速度递增，2011年市场容量迅速上升到40亿瓶以上。在塑瓶大输液生产中要在瓶底安装一只吊环，便于使用时将输液瓶倒立吊起。吊环的安装是生产中很重要的一个环节。

吊环的生产安装一般在塑瓶灌装药液并封口灭菌以及灯检后进行，一种是手工焊接，操作人员一手将输液瓶倒立，另一手将吊环套在塑瓶底部的注口柱上，然后用电烙铁将瓶底注口柱的头部熔成蘑菇型；另一种是机械辅助手工焊接，操作人员将塑料吊环套在瓶底注口柱上，再放在带有电烙铁的机架上，电烙铁将瓶底注口柱的头部融化成蘑菇型。但手工或机械辅助手工焊吊环存在不少缺点和不足：用人多，速度慢，效率低，电耗大，不美观，生产成本高，并且焊接质量受人员熟练程度、精力是否集中的影响，一旦焊接不好，一瓶药品就要报废。焊接时产生烟尘和气味，影响生产环境和操作人员身体健康。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种应用塑瓶生产工艺的自动焊环装置及方法，旨在解决现有的生产工艺效率低、电耗大、成本高、品质低的问题。

本发明的技术方案如下：

一种应用塑瓶生产工艺的自动焊环装置，其中，包括一自动上环机构、机械挂环机构、瓶胚注口柱修正装置、挂环装置以及自动焊环机构，所述自动上环机构安装在吹瓶机的加热随行夹具的导轨一侧，所述机械挂环机构平行安装在瓶胚前行方向的正上方，所述瓶胚注口柱修正装置安装在挂环装置之前，固定在吹瓶机机械手上的瓶胚运动到瓶胚注口柱修正装置处，在运动中将注口柱修正，运动到机械挂环机构位置时，机械挂环机构的导向机构将运动的瓶胚自动导向，瓶胚的注口柱头部与自动上环机构输送过来的吊环中心孔在同一高度，吊环与瓶胚的注口柱的头部成斜角，当瓶胚的注口柱头部进入吊环中心孔时，带动吊环向下滑行，吊环在压力弹簧的压力作用下自动向下向前运动，瓶胚注口柱的头部自动准确穿过吊环中心孔，完成上环，所述自动焊环机构利用吹瓶机内的加热棒将瓶胚注口柱的头部熔化成蘑菇状，机械手将焊好吊环的瓶胚送入瓶模吹瓶；

在自动上环机构的后段，安装有吊环自动检测系统，所述吊环自动检测系统包含瓶胚检测光纤、吊环检测光纤、第一工业PLC、报警提示系统以及第一触摸屏，所述瓶胚检测光纤、吊环检测光纤、报警提示系统以及第一触摸屏均连接第一工业PLC，瓶胚在自动上环机构上环之后经过吊环自动检测系统，其中的瓶胚检测光纤和吊环检测光纤同时检测瓶胚和吊环，当瓶胚检测光纤和吊环检测光纤都检测到物体存在，表面上环成功；当瓶胚检测光纤检测到瓶胚而吊环检测光纤未检测到吊环时，第一工业PLC将采集到的信号进行分析并发出报警信号到报警提示系统，报警提示系统发出报警声，提示存在脱环瓶胚，同时第一工业PLC自动记数，在第一触摸屏上显示此次报警记录；

自动焊环机构由第二工业PLC、第二触摸屏、电压控制模块、发热管、温度采样传感器组成，通过第二触摸屏设定焊接温度，当设定好焊接温度后，温度采样传感器将检测到的实际温度信号发到第二工业PLC，第二工业PLC分析设定好的焊接温度和实际采样温度后，将控制信号发给电压控制模块，电压控制模块将对第二工业PLC发出的指令进行处理，通过PID移相触发控制原理输出电压到发热管，使发热管的实际温度达到设定温度。

所述的应用塑瓶生产工艺的自动焊环装置，其中，所述瓶胚注口柱修正装置由一把修正刀、固定调解装置和吸尘器组成，修正刀去除柱头飞边，并将瓶胚注口柱的长度修成一致，同时吸尘器将产生的废屑吸入，然后定期清理废屑。

所述的应用塑瓶生产工艺的自动焊环装置，其中，所述发热管选用Ф12、220V、2000W的发热管，发热管长度为800mm。

所述的应用塑瓶生产工艺的自动焊环装置，其中，吊环的输送通过一振荡器实现。

所述的应用塑瓶生产工艺的自动焊环装置，其中，吊环的外径、厚度与成品的塑瓶瓶底凹槽相适应，与凹槽外缘齐平。

一种如上所述的应用塑瓶生产工艺的自动焊环装置的方法，其中，包括步骤：

固定在吹瓶机机械手上的瓶胚运动到瓶胚注口柱修正装置处，在运动中将注口柱修正，运动到机械挂环机构位置时，机械挂环机构的导向机构将运动的瓶胚自动导向，瓶胚的注口柱头部与自动上环机构输送过来的吊环中心孔在同一高度，吊环与瓶胚的注口柱的头部成斜角，当瓶胚的注口柱头部进入吊环中心孔时，带动吊环向下滑行，吊环在压力弹簧的压力作用下自动向下向前运动，瓶胚注口柱的头部自动准确穿过吊环中心孔，完成上环，所述自动焊环机构利用吹瓶机内的加热棒将瓶胚注口柱的头部熔化成蘑菇状，机械手将焊好吊环的瓶胚送入瓶模吹瓶；

瓶胚在自动上环机构上环之后经过吊环自动检测系统，其中的瓶胚检测光纤和吊环检测光纤同时检测瓶胚和吊环，当瓶胚检测光纤和吊环检测光纤都检测到物体存在，表面上环成功；当瓶胚检测光纤检测到瓶胚而吊环检测光纤未检测到吊环时，第一工业PLC将采集到的信号进行分析并发出报警信号到报警提示系统，报警提示系统发出报警声，提示存在脱环瓶胚，同时第一工业PLC自动记数，在第一触摸屏上显示此次报警记录；通过第二触摸屏设定焊接温度，当设定好焊接温度后，温度采样传感器将检测到的实际温度信号发到第二工业PLC，第二工业PLC分析设定好的焊接温度和实际采样温度后，将控制信号发给电压控制模块，电压控制模块将对第二工业PLC发出的指令进行处理，通过PID移相触发控制原理输出电压到发热管，使发热管的实际温度达到设定温度。

有益效果：本发明工艺简单可行，节约了能源消耗，提高了成品合格率，而且大大减少了操作人员，节约了劳动力，工厂效益显著，具有较好的社会效益。

附图说明

图1为本发明一种应用塑瓶生产工艺的自动焊环装置较佳实施例的结构示意图。

图2为现有技术中瓶底模的剖面图

图3为本发明中的瓶底模的剖面图。

具体实施方式

本发明提供一种应用塑瓶生产工艺的自动焊环装置及方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的一种应用塑瓶生产工艺的自动焊环装置较佳实施例，如图1所示，包括一自动上环机构120、机械挂环机构、瓶胚注口柱修正装置、挂环装置以及自动焊环机构110，所述自动上环机构120安装在吹瓶机100的加热随行夹具的导轨一侧，所述机械挂环机构平行安装在瓶胚前行方向的正上方，所述瓶胚注口柱修正装置安装在挂环装置之前，瓶胚从瓶胚存储料斗140通过瓶胚输送装置150输送到吹瓶机100，固定在吹瓶机100机械手上的瓶胚运动到瓶胚注口柱修正装置处，在运动中将注口柱修正，运动到机械挂环机构位置时，机械挂环机构的导向机构将运动的瓶胚自动导向，瓶胚的注口柱头部与自动上环机构120输送过来的吊环中心孔在同一高度，吊环与瓶胚的注口柱的头部成斜角，当瓶胚的注口柱头部进入吊环中心孔时，带动吊环向下滑行，吊环在压力弹簧的压力作用下自动向下向前运动，瓶胚注口柱的头部自动准确穿过吊环中心孔，完成上环，所述自动焊环机构110利用吹瓶机内的加热棒将瓶胚注口柱的头部熔化成蘑菇状，机械手将焊好吊环的瓶胚送入瓶模吹瓶；

在自动上环机构120的后段，安装有吊环自动检测系统，所述吊环自动检测系统包含瓶胚检测光纤、吊环检测光纤、第一工业PLC、报警提示系统以及第一触摸屏，所述瓶胚检测光纤、吊环检测光纤、报警提示系统以及第一触摸屏均连接第一工业PLC，瓶胚在自动上环机构上环之后经过吊环自动检测系统，其中的瓶胚检测光纤和吊环检测光纤同时检测瓶胚和吊环，当瓶胚检测光纤和吊环检测光纤都检测到物体存在，表面上环成功；当瓶胚检测光纤检测到瓶胚而吊环检测光纤未检测到吊环时，第一工业PLC将采集到的信号进行分析并发出报警信号到报警提示系统，报警提示系统发出报警声，提示存在脱环瓶胚，同时第一工业PLC自动记数，在第一触摸屏上显示此次报警记录；

自动焊环机构110由第二工业PLC、第二触摸屏、电压控制模块、发热管、温度采样传感器组成，通过第二触摸屏设定焊接温度，当设定好焊接温度后，温度采样传感器将检测到的实际温度信号发到第二工业PLC，第二工业PLC分析设定好的焊接温度和实际采样温度后，将控制信号发给电压控制模块，电压控制模块将对第二工业PLC发出的指令进行处理，通过PID移相触发控制原理输出电压到发热管，使发热管的实际温度达到设定温度。

所述瓶胚注口柱修正装置由一把修正刀、固定调解装置和吸尘器组成，修正刀去除柱头飞边，并将瓶胚注口柱的长度修成一致，同时吸尘器将产生的废屑吸入，然后定期清理废屑。因瓶胚由不同的制胚模具型腔浇注口浇注，长度会有少许不同，柱头可能会带有飞边，影响吊环安装和焊接，因此吊环安装前要进行修正，去除飞边，并使注口柱长度一致。

为保证发热温度和注口柱头出现蘑菇头，所述发热管选用Ф12、220V、2000W的发热管，发热管长度为800mm。

吹瓶机有好多组灯箱(直线式1出8吹瓶机有12组灯箱)，利用红外线将瓶胚加热软化至一定温度，再利用洁净空气将瓶胚吹成塑瓶。瓶胚焊好吊环后，只需对瓶胚进行加热，吊环不需加热，因此要调整灯箱灯光照射瓶胚的角度，使之主要对瓶胚加热，减少对吊环的加热。

吊环的输送通过一振荡器实现。振荡器储存吊环的容积要适量，容积过小添加吊环频繁，增加操作人员工作量，并且频繁操作对工作环境造成影响，过大振荡器负荷重，容易出现故障。一般装量在1500只左右为宜。工作时要调整好振荡器的振荡频率，以使输送吊环的数量与生产相适宜

吹瓶机100设有由好多组灯箱组成的瓶胚加热烘箱130(直线式1出8吹瓶机有12组灯箱)，利用红外线将瓶胚加热软化至一定温度，再利用洁净空气将瓶胚吹成塑瓶。瓶胚焊好吊环后，只需对瓶胚进行加热，吊环不需加热，因此要调整灯箱灯光照射瓶胚的角度，使之主要对瓶胚加热，减少对吊环的加热。

吊环的外径、厚度与成品的塑瓶瓶底凹槽相适应，与凹槽外缘齐平。大输液塑瓶常用的吊环有方形和圆形两种，因吊环要经振荡器、导轨自动输送，因此本发明选用圆形吊环，吊环的外径、厚度要与成品瓶底凹槽相适应，不能露出和高出凹槽外缘。

一副塑瓶成型模由三部分组成：一部分为瓶底模、另两部分为瓶体模。进入塑瓶成型模的瓶胚已焊上吊环，因此瓶底模要进行改造，底部做出凹槽，以放置吊环，瓶体模不需变动，如图2所示，改造前瓶底模未设凹槽，如图3所示，改造后设置凹槽200。

进一步，本发明还提供一种如上所述的应用塑瓶生产工艺的自动焊环装置的方法，其包括步骤：

固定在吹瓶机机械手上的瓶胚运动到瓶胚注口柱修正装置处，在运动中将注口柱修正，运动到机械挂环机构位置时，机械挂环机构的导向机构将运动的瓶胚自动导向，瓶胚的注口柱头部与自动上环机构输送过来的吊环中心孔在同一高度，吊环与瓶胚的注口柱的头部成斜角，当瓶胚的注口柱头部进入吊环中心孔时，带动吊环向下滑行，吊环在压力弹簧的压力作用下自动向下向前运动，瓶胚注口柱的头部自动准确穿过吊环中心孔，完成上环，所述自动焊环机构利用吹瓶机内的加热棒将瓶胚注口柱的头部熔化成蘑菇状，机械手将焊好吊环的瓶胚送入瓶模吹瓶；

瓶胚在自动上环机构上环之后经过吊环自动检测系统，其中的瓶胚检测光纤和吊环检测光纤同时检测瓶胚和吊环，当瓶胚检测光纤和吊环检测光纤都检测到物体存在，表面上环成功；当瓶胚检测光纤检测到瓶胚而吊环检测光纤未检测到吊环时，第一工业PLC将采集到的信号进行分析并发出报警信号到报警提示系统，报警提示系统发出报警声，提示存在脱环瓶胚，同时第一工业PLC自动记数，在第一触摸屏上显示此次报警记录；

通过第二触摸屏设定焊接温度，当设定好焊接温度后，温度采样传感器将检测到的实际温度信号发到第二工业PLC，第二工业PLC分析设定好的焊接温度和实际采样温度后，将控制信号发给电压控制模块，电压控制模块将对第二工业PLC发出的指令进行处理，通过PID移相触发控制原理输出电压到发热管，使发热管的实际温度达到设定温度。

通过本发明得到以下技术好处：

(1)减少了操作人员，节约了人员费用。经实际生产证明，两条塑瓶输液生产线原采用机械辅助手工焊，每条线8台焊环机，每台焊环机两人操作，每台每分钟焊接15瓶左右，每班每条线配备2名辅助人员，负责搬运吊环、清理废品等，每天两班，操作人员72人。改造后每台吹瓶机配置一套自动焊环装置，由两人操作，两条生产线三台吹瓶机每天两班工作，需12人，减少60人，按照每人每年30000元工资计算，每年节约工资支出180万元。

(2)降低了维修工作量和维修费用。原16台焊环机，易损件如气缸、加热棒、电器配件等维修、更换、保养，需要大量时间，平均每月维护费用0.8万元左右，一年近十万元，改造后三套自动上环、焊环装置每年维修保养费用只需3万元。

(3)节电明显。原1台机械辅助人工焊环机加热及动力能耗0.7KW，16台设备总能耗11.2KW，现1台吹瓶机改造成吹瓶焊环一体机，增加能源消耗2.8KW，三台设备8.4KW，节电25％。

(3)吊环安装、焊接自动完成，焊接准确、均一，质量可靠，经统计，成品率提高0.2％以上。

(4)没有烟尘。自动焊环装置的加热管将瓶胚注口柱头加热变软，然后挤压柱头使其变成蘑菇头，因此没有烟尘，便于生产环境控制，利于操作人员健康。

(6)改造不改变吹瓶机主体结构，用时短、费用低。1出8直线式吹瓶机每台改造只需两个工作日，上环机构、焊环机构、PLC系统等，每台吹瓶机改造费用6.8万元左右。

所以，运行实践证明，本发明工艺简单可行，改造时间短，费用低，改造后节约了能源消耗，提高了成品合格率，而且大大减少了操作人员，节约了劳动力，工厂效益显著，并可向同行业推广，具有较好的社会效益。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种应用塑瓶生产工艺的自动焊环装置，其特征在于，包括一自动上环机构、机械挂环机构、瓶胚注口柱修正装置、挂环装置以及自动焊环机构，所述自动上环机构安装在吹瓶机的加热随行夹具的导轨一侧，所述机械挂环机构平行安装在瓶胚前行方向的正上方，所述瓶胚注口柱修正装置安装在挂环装置之前，固定在吹瓶机机械手上的瓶胚运动到瓶胚注口柱修正装置处，在运动中将注口柱修正，运动到机械挂环机构位置时，机械挂环机构的导向机构将运动的瓶胚自动导向，瓶胚的注口柱头部与自动上环机构输送过来的吊环中心孔在同一高度，吊环与瓶胚的注口柱的头部成斜角，当瓶胚的注口柱头部进入吊环中心孔时，带动吊环向下滑行，吊环在压力弹簧的压力作用下自动向下向前运动，瓶胚注口柱的头部自动准确穿过吊环中心孔，完成上环，所述自动焊环机构利用吹瓶机内的加热棒将瓶胚注口柱的头部熔化成蘑菇状，机械手将焊好吊环的瓶胚送入瓶模吹瓶；

在自动上环机构的后段，安装有吊环自动检测系统，所述吊环自动检测系统包含瓶胚检测光纤、吊环检测光纤、第一工业PLC、报警提示系统以及第一触摸屏，所述瓶胚检测光纤、吊环检测光纤、报警提示系统以及第一触摸屏均连接第一工业PLC，瓶胚在自动上环机构上环之后经过吊环自动检测系统，其中的瓶胚检测光纤和吊环检测光纤同时检测瓶胚和吊环，当瓶胚检测光纤和吊环检测光纤都检测到物体存在，表面上环成功；当瓶胚检测光纤检测到瓶胚而吊环检测光纤未检测到吊环时，第一工业PLC将采集到的信号进行分析并发出报警信号到报警提示系统，报警提示系统发出报警声，提示存在脱环瓶胚，同时第一工业PLC自动记数，在第一触摸屏上显示此次报警记录；

自动焊环机构由第二工业PLC、第二触摸屏、电压控制模块、发热管、温度采样传感器组成，通过第二触摸屏设定焊接温度，当设定好焊接温度后，温度采样传感器将检测到的实际温度信号发到第二工业PLC，第二工业PLC分析设定好的焊接温度和实际采样温度后，将控制信号发给电压控制模块，电压控制模块将对第二工业PLC发出的指令进行处理，通过PID移相触发控制原理输出电压到发热管，使发热管的实际温度达到设定温度。

2.根据权利要求1所述的应用塑瓶生产工艺的自动焊环装置，其特征在于，所述瓶胚注口柱修正装置由一把修正刀、固定调解装置和吸尘器组成，修正刀去除柱头飞边，并将瓶胚注口柱的长度修成一致，同时吸尘器将产生的废屑吸入，然后定期清理废屑。

3.根据权利要求1所述的应用塑瓶生产工艺的自动焊环装置，其特征在于，所述发热管选用Ф12、220V、2000W的发热管，发热管长度为800mm。

4.根据权利要求1所述的应用塑瓶生产工艺的自动焊环装置，其特征在于，吊环的输送通过一振荡器实现。

5.根据权利要求1所述的应用塑瓶生产工艺的自动焊环装置，其特征在于，吊环的外径、厚度与成品的塑瓶瓶底凹槽相适应，与凹槽外缘齐平。

6.一种如权利要求1所述的应用塑瓶生产工艺的自动焊环装置的方法，其特征在于，包括步骤：

固定在吹瓶机机械手上的瓶胚运动到瓶胚注口柱修正装置处，在运动中将注口柱修正，运动到机械挂环机构位置时，机械挂环机构的导向机构将运动的瓶胚自动导向，瓶胚的注口柱头部与自动上环机构输送过来的吊环中心孔在同一高度，吊环与瓶胚的注口柱的头部成斜角，当瓶胚的注口柱头部进入吊环中心孔时，带动吊环向下滑行，吊环在压力弹簧的压力作用下自动向下向前运动，瓶胚注口柱的头部自动准确穿过吊环中心孔，完成上环，所述自动焊环机构利用吹瓶机内的加热棒将瓶胚注口柱的头部熔化成蘑菇状，机械手将焊好吊环的瓶胚送入瓶模吹瓶；

瓶胚在自动上环机构上环之后经过吊环自动检测系统，其中的瓶胚检测光纤和吊环检测光纤同时检测瓶胚和吊环，当瓶胚检测光纤和吊环检测光纤都检测到物体存在，表面上环成功；当瓶胚检测光纤检测到瓶胚而吊环检测光纤未检测到吊环时，第一工业PLC将采集到的信号进行分析并发出报警信号到报警提示系统，报警提示系统发出报警声，提示存在脱环瓶胚，同时第一工业PLC自动记数，在第一触摸屏上显示此次报警记录；

通过第二触摸屏设定焊接温度，当设定好焊接温度后，温度采样传感器将检测到的实际温度信号发到第二工业PLC，第二工业PLC分析设定好的焊接温度和实际采样温度后，将控制信号发给电压控制模块，电压控制模块将对第二工业PLC发出的指令进行处理，通过PID移相触发控制原理输出电压到发热管，使发热管的实际温度达到设定温度。