CN108328033B - 饮品自动化灌装生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种饮品自动化灌装生产线包括：安装架、输送链板、动力装置和加工装置；加工装置包括：自动落杯装置、灌装装置、封口膜焊切一体装置和出杯装置；其中，自动落杯装置上设有伺服螺旋切刀，伺服螺旋切刀分离料杯后，料杯落入输送链板；灌装装置的加工工位前后均设有称重组件。封口膜焊切一体装置设有切料部件和焊接部件，切料部件设有冲切刀头，焊接部件设有热焊头，热焊头活动安装在冲切刀头的内部。本发明解决了现有灌装生产线工位不完整且加工的工位繁多，工作效率低，且没有设置良好的检测机构，生产出来的产品精度低、加工过程中出错率高的问题。

Description

饮品自动化灌装生产线

技术领域

本发明涉及单杯饮品自动化生产领域，特别涉及一种饮品自动化灌装生产线。

背景技术

随着人们对饮品口味的不断追求，以及注重对饮品携带、保存和萃取操作等的便利性，将饮品加工成饮品胶囊便于保存和携带，而在以往的包装饮品胶囊过程中取送通常是要用手，在此过程中包装的速度比较慢，而且在取送过程中很容易将手上的细菌沾染在饮品胶囊的包装袋上，因此饮品胶囊的自动化生产装置应运而生。

而在自动化生产装置中，在进行饮品原料灌装的时候，首先需要通过落杯工位将打包好的料杯分离成单个料杯，然后将料杯按顺序运行到灌装工位进行灌装，再到封口膜焊接工位进行封口膜焊接然后进行成品输出。

比如如申请号为：201310058288.3的全自动咖啡胶囊包装机，其包括落杯系统、加料系统、封膜热封机构、封膜冲切机构、机械手自动送取系统及自动包装机构，该咖啡胶囊自动包装生产线中采用自动落杯系统按照时序将料杯落入送杯板上，大大地提高了工作效率，而且不会出现料杯堆积或短缺的现象；装入咖啡的料杯采用机械手自动送取系统输送到自动包装机构，该送取系统采用往返链条、推杯气缸按照时序输送料杯，一定程度上提高了生产效率、不会造成料杯堆积的现象。

但是其落杯工位通过落杯气缸对叠加在一起的料杯的外沿冲切进行落杯，而这么多料杯累加的情况下，最下端的两个相邻料杯的外沿之间被压结得很紧密，通过气缸推动切刀横移将相邻料杯做分离，在切刀从侧面切入时，因为切刀刀头要能够切入相邻料杯杯沿之间，必须足够小，为了能够分离相邻料杯，刀头要设置成逐渐变粗的结构，那么料杯在切刀的过程中是一边先分离前端接触到的料杯外沿然后再完全脱离，很容易造成倾斜落杯，不能正常落杯那么后置工位的加工均无法正常进行，并且整个分离切刀的工作过程是切入然后复位，才能进行下一轮的分离，影响整个自动化生产的效率。

其封口膜焊接工位通过封膜热封机构和封膜冲切机构进行加工，通过多工位来实现封口膜的冲切和焊接的，工序繁琐且效率低下，结构依然复杂需要设置除静电装置。

其灌装工位通过重力落装的方式实现的，即饮品粉体在重力的作用下填充到料杯内并压结，这种填充方式通常会在料杯内形成堆积角，而且重力落装的填粉量公差较大，还容易在杯体内侧壁残留咖啡粉体颗粒，影响下一工序分水膜及封口膜的热封效果。

所以现有的全自动咖啡胶囊包装机虽然相比较人工加工提高了生产效率，但是工位不完整且加工的工位繁多，工作效率低，且没有设置良好的检测机构，生产出来的产品精度低、加工过程中出错率高。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的主要目的在于提供一种饮品自动化灌装生产线，旨在解决现有的全自动咖啡胶囊包装机虽然相比较人工加工提高了生产效率，但是工位不完整且加工的工位繁多，工作效率低，且没有设置良好的检测机构，生产出来的产品精度低、加工过程中出错率高的问题，实现了单杯即饮饮品的自动化快速生产。

为实现上述目的，本发明提供一种饮品自动化灌装生产线，包括：安装架、设置在安装架上的输送链板、设置在输送链板两端的动力装置和设置在输送链板上与安装架固定连接的加工装置；

加工装置包括：按加工工序排列固定在安装架上的自动落杯装置、灌装装置、封口膜焊切一体装置和设置在输送链板远离自动落杯装置一端的出杯装置；

其中，自动落杯装置上设有伺服螺旋切刀和吸杯装置，伺服螺旋切刀分离料杯后，由底部的吸杯装置吸附料杯底部后向下运动料杯落入输送链板；

灌装装置的加工工位前后均设有称重组件，且灌装装置的加工工位两侧均设有称重组件。

封口膜焊切一体装置设有切料部件和焊接部件，切料部件设有冲切刀头，焊接部件设有热焊头，热焊头活动安装在冲切刀头的内部，焊切组件向下运动，冲切刀头切断封口膜后停止运动，热焊头顶住封口膜继续向下运动至料杯边沿，并将封口膜热焊接在料杯边沿上。

在其中一个实施例中，自动落杯装置包括安装在输送链板其中一端上方的底座、设置在底座上的落料部件、设置在落料部件一侧的上料部件和设置在落料部件下方的落料辅助部件；其中，落料部件通过伺服螺旋切刀来分离底部相邻的料杯；

其中，落料部件包括：设置在底座上方的落料杆、设置在落料杆上的低料检测装置、在底座下方与落料杆呈直线设置的限位件和设置在限位件相邻位置的伺服螺旋切刀；落料杆贯通底座，与限位件连通。

在其中一个实施例中，灌装装置包括：饮品原料上料组件、设置在饮品原料上料组件下方的下料斗和设置在下料斗下方的饮品粉体灌装头；

饮品粉体灌装头包括粉体送料管、螺杆；粉体送料管呈漏斗状，送料管膨大的一端连接进料管道，另一端为垂直向下延伸形成直筒状的出料管，出料管的垂直投影落在料杯固定治具上；进料时出料管的出料口压住料杯的顶部；

螺杆包括可旋转的转轴和围绕转轴设置的螺旋叶片，螺杆在粉体送料管中心延伸，转轴的旋转与螺旋叶片的旋向协同将饮品粉体推送到料杯，螺旋叶片为渐进式螺旋叶片，螺旋叶片位于进料管膨大处的部分的叶片间距大于邻近出料口部分的叶片间距。

在其中一个实施例中，灌装装置设有至少两组称重组件，其中一组设置在加料系统工位之前与落杯系统之后的任意位置，另一组设置在加料系统工位之后与封膜机构工位之前的任意位置；

其中，称重组件包括安装架、设置在安装架下端的动力装置、设置在动力装置上方的称重传感器组件和设置在称重传感器组件上方的物料放置治具。

在其中一个实施例中，灌装装置远离自动落杯装置一侧还设有压粉吸粉装置，包括：固定连接在安装架上的压粉吸粉安装架、设置在压粉吸粉安装架上的压粉部件、设置在安装架一侧的吸粉部件和设置在压粉部件下方的底部治具；

其中，压粉部件包括：与安装架固定连接的压粉动力组件、连接在压粉动力组件下端的连接板、设置在连接板下端的压粉头和在安装架上与压粉动力组件相邻设置的压粉旋转压结组件。

在其中一个实施例中，吸粉部件包括：设置在安装架一侧的真空通道、设置在连接板下端的吸粉罩和连接真空通道和吸粉罩的吸粉弯管。

在其中一个实施例中，输送链板上至少两组惰性气体填充组件，其中一组设置在在自动落杯装置和灌装装置之间，另一组设置在压粉吸粉装置和封口膜切焊一体装置之间；

其中，惰性气体填充组件包括：设置在安装架上的支撑件、设置在支撑件上的盖板、设置在盖板下方的惰性气体填充装置。

在其中一个实施例中，封口膜切焊一体装置，包括：送膜组件和设置在送膜组件下方的焊切组件；

其中，焊切组件包括：支架、从上往下依次设置在支架上的第一活动安装架、第二活动安装架和压膜部件，第一活动安装架和第二活动安装架上设有切料部件和焊接部件。

在其中一个实施例中，出杯装置包括：机械手搬运组件和设置在机械手搬运组件其中一端的输料组件；

其中，机械手搬运组件和输料组件之间还设有翻转组件，输料组件上还设有输送带和设置在输送带上的限位件；

在靠近出杯装置一端的输送链板内还设有不良品剔除装置，不良品剔除装置包括：吹废气管、预剔除不锈钢条和不良品仓，不良品仓设置在输送链板外侧下方，预剔除不锈钢条设置在输送链板内侧，设置为弧形，弧形最顶端靠近输送链板，在预剔除不锈钢条的下方设置吹废气管。

在其中一个实施例中，输送链板上靠近自动落杯装置一端还设有紫外消杀装置。

本发明有益效果如下：

本发明通过设置伺服螺纹切刀解决了传统落杯装置下杯容易倾斜落杯影响后序工位加工，且去掉复位过程，加快了落杯效率；通过设置上料部件，降低了工人的工作强度，降低了人工成本，提高了料杯上料的效率；

通过焊切一体装置将焊接工位和切膜工位设计成一个工位，减少了加工工位提高了加工效率。

通过在灌装装置前后端设置称重组件，能够分别获得加料前空杯的重量和加料后满杯的重量，所得的二者数据进行处理后能够得到精准的灌装量，免去了人工称重，降低了人工成本提高自动化程度，改进了只在灌装后称重的测量不精准的问题，最大程度保证每一杯量产得到的饮品的风味是相同的。

通过设置吸粉部件防止灌装或压结过程中饮品原料会洒落在运输工件上，能有效防止自动化产线因为饮品原料掉落而影响到生产密封品质良率。

通过设置压粉旋转压结组件实现在压结过程中压粉头的旋转动作，通过压结过程中的旋转能够将灌装好的饮品原料压结成密度相对均匀的状态，且在压结完成之后压粉旋转压结组件复位时进行反向旋转能够防止饮品原料吸附在压粉头上。

通过设置送膜组件和压膜部件在加工时对封口膜限位，使封口膜在自动化生产加工时处于紧绷状态，解决了封口膜在进行切膜的过程中因为膜没有拉紧造成切膜定位不准和切下来的顶膜毛刺多的问题。

通过设置翻转组件，将封口朝上进行加工的料杯翻转180°，将封口朝下放置到输送带上，因为无论料杯结构怎么变化，封口的一面是相对平整且封口的面积是肯定大于或等于底部面积的，结合设置在输料组件上的限位件进行限位运输起来更加平稳，工作效率高，而且结构简单；加工不同结构的料杯的时候，只需要更换翻转臂就可以解决，替换成本低，通用性高。

通过在设置惰性气体填充装置，在灌装产线进行加工时，将每一个加工中的饮品容器中填充惰性气体，提高密封后产品的保鲜期限；通过将其中一组设置在上料系统和灌装系统之间，另一组设置在压结系统和焊切系统之间，进行先空杯预填充，然后灌装后封装前补充填充两个工位，多点填充，最大程度减少饮品容器内存留的空气量，保证惰性气体的浓度。且工位本身结构简单，在增加多个加工生产线的情况下生产成本低，独立设置，可模块化安装，通用性高有利于多工位自动化生产。

通过设置不良品剔除装置，将在之前工位加工时，检测到的不良品进行剔除，免除了人工剔除步骤，增强了自动化程度，提高了工作效率。

通过设置链板清洁装置，无需人工拆卸链板清洁，提高了自动化程度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明的整体立体示意图。

图2为本发明的整线侧视图。

图3为本发明的伺服螺旋切刀设置工位示意图。

图4为本发明的封口膜焊切一体工位分解示意图。

图5为本发明的自动落杯装置侧视图。

图6为本发明的自动落杯装置结构示意图。

图7为本发明的伺服螺旋切刀工作状态示意图。

图8为本发明的伺服螺旋切刀工作原理图。

图9为本发明的落杯辅助部件立体结构示意图。

图10为本发明的落杯检测组件立体结构示意图。

图11本发明的灌装装置结构示意图。

图12为本发明的印品粉体灌装头结构示意图。

图13为本发明的杯体称重立体示意图。

图14为本发明的压粉吸粉组件工位示意图。

图15为本发明的压粉吸粉组件结构示意图。

图16为本发明的压粉吸粉组件分解示意图。

图17为本发明的压粉吸粉组件零部件示意图。

图18为本发明的惰性气体工位示意图。

图19为本发明的惰性气体填充工位俯视图。

图20为本发明的填充结构示意图。

图21为本发明的惰性气体填充喷嘴角度示意图。

图22为本发明的惰性气体供应不足结构设置示意图。

图23为本发明的惰性气体供应足够结构设置示意图。

图24为本发明的封口膜焊切一体装置立体示意图。

图25为本发明的焊切组件结构示意图。

图26为本发明的图25分解结构示意图。

图27为本发明的冲切刀头、热焊头分解示意图。

图28为本发明的图27的背面结构示意图。

图29为本发明的送膜组件结构示意图。

图30为本发明的封口膜焊切一体装置工作状态图。

图31为本发明的出杯装置立体示意图。

图32为本发明的出杯装置结构示意图。

图33为本发明的出杯装置分解示意图。

图34为本发明的饭庄组件结构示意图。

图35为本发明的机械手搬运组件结构示意图。

图36为本发明的剔除装置工位示意图。

图37为本发明的剔除装置结构示意图。

图38为本发明的紫外消杀装置工位示意图。

图39为本发明的链板清洁装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

实施例1

参照图1～图4一种饮品自动化灌装生产线，包括：安装架40、设置在安装架40上的输送链板20、设置在输送链板20两端的动力装置30和设置在输送链板20上与安装架40固定连接的加工装置10；

其特征在于，加工装置10包括：按加工工序排列固定在安装架40上的自动落杯装置1、灌装装置2、封口膜焊切一体装置3和设置在输送链板20远离自动落杯装置1一端的出杯装置8；

其中，自动落杯装置1上设有伺服螺旋切刀2124，伺服螺旋切刀2124分离料杯后，由设置在底部的吸杯装置1131吸附料杯底部后向下运动料杯落入输送链板20；

所述灌装装置2设有至少两组称重组件5，其中一组设置在所述灌装装置2之前与自动落杯装置1之后的任意位置，另一组设置在所述灌装装置2的工位之后与所述封口膜焊切一体装置3之前的任意位置。

封口膜焊切一体装置3设有切料部件214和焊接部件215，切料部件214设有冲切刀头2142，焊接部件215设有热焊头2152，热焊头2152活动安装在冲切刀头2142的内部，切料部件214和焊接部件215同时向下运动，冲切刀头2142切断封口膜后停止运动，热焊头2152顶住封口膜继续向下运动至料杯边沿，并将封口膜热焊接在料杯边沿上。

实施例2

参照图5和图6，与上述实施例不同之处在于，自动落杯装置1包括：底座13、设置在底座13上的落杯组件11和与落杯组件11相邻设置的落杯监测组件12；

其中，落杯组件11包括设置在底座13上的落料部件112、设置在落料部件112一侧的上料部件111和设置在落料部件112下方的落料辅助部件113；其中，落料部件112通过伺服螺旋切刀1124来分离底部相邻的料杯14。

如图2所示优选地，落料部件112包括：在底座13上方的落料杆1121、设置在落料杆1121上的低料检测装置1122、在底座13下方与落料杆1121呈直线设置的限位件1123和设置在限位件1123相邻位置的伺服螺旋切刀1124；其中，落料杆1121贯通底座13与限位件1123连通。

进一步优选地，限位件1123至少设置两个，环绕落料杆1121的轴心同径设置，且限位件1123之间彼此间距相等。

参照图5和图6优选地，上料部件111包括：连接在底座13上的上料承板1111和设置在上料承板1111上与落料部件112的落料杆1121活动连接的上料杆1112；上料承板1111和底座3通过活动连接件1114和设置在活动连接件1114下方的调节件1113活动连接。

参照图6～图8优选地，伺服螺旋切刀1124两个为一组，至少设置一组，同一组中的两个伺服螺旋切刀1124以落料杆1121轴心为中心点对称设置在限位件1123的间隙处。

如图8所示更进一步地，同一组的两个伺服螺旋切刀1124，将螺纹刀11241的螺旋方向设置互为反向，螺纹刀口11242对称设置，同一组的两个伺服螺旋切刀1124一个为顺时针一个为逆时针，其中，螺纹刀11241为顺时针设置时，伺服螺旋切刀1124为逆时针方向旋转；螺纹刀11241为逆时针时，伺服螺旋切刀1124为顺时针方向旋转。

参照图5和图9优选地，落料辅助部件113包括固定在落杯组件11下方的固定板1133、固定在固定板1133一侧的气缸1132和设置在气缸1132和落杯组件11之间的吸杯装置1131。

进一步优选地，吸杯装置1131包括与气缸1132的推头11321固定连接的吸盘安装座11312和固定在吸盘安装座11312上的吸盘11311。

更进一步地，吸盘11311通过挤压杯体底部让吸盘变形，内腔形成负压进而产生一定的抓取力，保证料杯14位置准确地落入吸盘11311，吸杯气缸1132整套向下运动，过程中靠链板20的支撑力让料杯和吸盘11311分离，并准确落入链板20。

参照图5和图10优选地，落杯检测组件12包括固定在输送链板20侧面两端的检测组件安装座121、设置在检测组件安装座121上的支撑架124、固定在支撑架124上的红外发生器123和固定在支撑架124与红外发生器123以输送链板20为对称中心对称设置的红外接收器122。

本实施例的工作步骤如下：

S1.在收到位于落料杆1121两侧发出的低料位报警后，人工把码放好的堆叠料杯放置在倾斜的上料杆1112，推入落料杆1121；

S2.落杯杆121最底部相邻的两个料杯通过伺服螺旋切刀1124进行分离，分离的同时落料辅助部件113中气缸1132动作，将吸盘11311上顶，最底部料杯沿限位件1123滑落至吸盘11311上，然后气缸1132回位，料杯14脱离吸盘并落入输送链板20的杯槽内，进入加工产线；

S3.进入加工产线后，输送链板20运动到落杯检测工位并暂停时，由设置在落杯组件11相邻位置的落杯检测组件12对输送链板20进行落杯成功检测，当红外接收器122接收到红外发生器123发射的红外线时，说明该工位未能准确落杯，上报给系统，记录该工位位置并停止后续加工动作；当红外接收器122未接收到红外发生器123发射的红外线时，系统自动判定落杯成功，产线正常运行。

优选地，伺服螺旋切刀1124上设置逐渐变增粗的螺纹刀11241，螺纹刀11241由细到粗厚度设置为0.5mm～2.4mm，螺纹刀11241相邻螺纹间距设置为0.6mm～0.8mm。

优选地，气缸1132上顶时，吸盘11311到限位件1123底端的间距小于或等于料杯14杯体长度。

本实施例设置伺服螺纹切刀1124，通过伺服旋转动作垂直落杯结合限位件1123和吸杯装置1131，解决了传统落杯装置下杯容易倾斜落杯影响后置工位加工，且去掉复位过程，加快了落杯效率；通过设置上料部件111，通过倾斜设置的上料杆1112和设置在上料承板1111上的调节件1113有效降低了人工上料的难度，降低了工人的工作强度，降低了人工成本，提高了料杯上料的效率。

实施例3

参照图1、图11和图12，跟上述实施例不同之处在于，灌装装置2包括：饮品原料上料组件23、设置在饮品原料上料组件23下方的下料斗22，设置在下料斗22下方的饮品粉体灌装头21；

饮品粉体灌装头21包括粉体送料管、螺杆；所述粉体送料管呈漏斗状，所述送料管膨大的一端连接进料管道2102，另一端为垂直向下延伸形成直筒状的出料管2101，进料时所述出料管的出料口压住料杯的顶部。螺杆包括可旋转的转轴2104和围绕所述转轴设置的螺旋叶片2105，转轴2104连接到伺服电机2103，并在伺服电机2103的驱动下转动。螺杆在粉体送料管中心延伸，转轴2104的旋转与螺旋叶片2105的旋向协同将饮品粉体推送到料杯。如图1所示的，料杯载具包括升降台2107和料杯固定治具2108，料杯固定治具2108固定在升降台2107上，料杯固定治具设置有下凹的固定腔2109，该固定腔2109包裹住所述料杯的中下部并将其固定，由于吹塑成型杯体质地较软，料杯载具通过包裹下部杯身的结构能够更好的支撑杯体，防止杯体产线变形。升降台2107连接有升降动力机构。饮品粉体灌装头也可以连接有升降机构，在灌装时，饮品粉体灌装头固定，料杯载具向上运动。该出料管2101的垂直投影落在料杯固定治具上，因而，出料管2101的出料口在灌装时可以压住料杯的顶部，进一步避免了灌装中料杯的稳定性，可以防止灌装时料杯晃动，从而避免灌装中粉外泄导致污染产线。

螺杆可以使用渐变式螺距结构，上端大螺距向下变小，设置为渐变式螺距结构的螺旋叶片在同等转速的条件下，上端能有更大的进料量，更容易实现纵向压结效果。

螺旋叶片在出料口处围绕所述转轴还可以设置为环状叶片，该环状叶片的直径大小接近杯口大小，在常规填满后，螺杆继续旋转输送，粉体会实现持续整体压结，同时对粉体表面起到整平作用；与重力落装相比，重力落装的粉体会产生堆积角，影响封口工序。

灌装方法如下：

1)输送链板搬运料杯至灌装工位；

2)位于下方的升降台向上运动，使料杯载具将料杯托住并固定，同时料杯载具向上运动至出料管的出料口压住料杯的顶部；目的是防止料杯晃动，粉外泄，污染产线；

3)螺杆在伺服电机的控制下开始旋转，同时一定量的饮品粉体被螺旋叶片推送到料杯内；

4)在常规填满后，伺服电机控制螺杆继续旋转输送，位于底部的螺旋叶片对饮品粉体进行持续整体压结；由于螺杆底部的叶片是环形的，且直径大小接近杯口大小，在常规填满后，螺杆继续旋转输送，粉体会实现持续整体压结；螺杆旋转使用伺服电机控制，实现圈数、扭力可控，优点是能精确控制填粉量及压结力度；

5)料杯载具随着升降台向下运动回位，输送链板将完成填粉的料杯搬运至下一个工位。

与现有技术相比，本实施例具有以下优点：

1)常规重力灌装工艺填粉量公差较大，且容易在杯体内侧壁残留咖啡粉体颗粒，影响下一工序分水膜及封口膜的热封效果，使用本发明的灌装机构和方法可以避免此问题发生；

2)同等空间内，使用本实施例的灌装装置和方法可以填装更多的咖啡粉，提高咖啡液的萃取稳定性及咖啡粉的利用率；

3)使用伺服电机精确控制螺杆转速及圈数，可以根据不同咖啡口味设置不同填粉量及压结力度，使出品风味多样化；

4)本实施例的灌装装置的料杯载具能够固定住料杯，防止料杯晃动，粉外泄，污染产线。

参照图13，优选地，称重组件5包括安装架51、设置在安装架51下端的动力装置53、设置在动力装置53上方的称重传感器组件52和设置在称重传感器组件52上方的物料放置治具54。

一种饮品灌装产线的称重方法，包括如下步骤：

S1.料杯进入灌装装置2加料前，通过称重组件5进行空杯称重，将称重获得的数据进行储存；

S2.料杯进入灌装装置2，按照设定的加料量完成加料；

S3.料杯加完料后，通过称重组件5再次进行称重，将二次称重的数据进行储存；

S4.处理器将第二次称重获得的数据减去前一次称重获得的数据得到实际的灌装量，然后和系统设定的加料量上下限进行实时比对，超出范围的产品作为不良品进行后续的剔除，范围内产品作为良品进行正常下线。

本实施例工作原理如下：

当待灌装料杯进入灌装装置2前，通过设置在灌装装置2前端的称重组件5进行空杯称重：气缸启动，带动称重传感器组件52上顶，使物料放置治具54接触到料杯，进行称重，记录数据。

然后进入灌装装置2进行灌装，灌装完毕后通过灌装装置3后端的称重组件5进行二次称重，记录数据，通过对两次获得的数据进行计算能够得到精准的灌装量。

实施例5

参照图15、图16和图17，与上述实施例的不同之处在于，压粉吸粉装置6包括：压粉吸粉安装架64、,压粉部件61、吸粉部件62和底部治具63；

其中，压粉部件1包括：压粉动力组件612、连接在压粉动力组件612下端的连接板613、设置在连接板613下端的压粉头614和与压粉动力组件612相邻设置的压粉旋转压结组件611。

优选地，压粉动力组件612包括：压粉气缸6121和设置在压粉气缸6121的推头6122，推头6122连接压粉气缸6121和连接板613，压粉气缸6121通过推头6122带动连接板613做往复运动。

优选地，压粉旋转压结组件611包括：与压粉动力组件612相邻设置的摆臂气缸6112、连接摆臂气缸6112和压粉头614的摆臂6113。

优选地，吸粉部件62包括：真空通道623、设置在连接板613下端的吸粉罩621和连接真空通道623和吸粉罩621的吸粉弯管622。

进一步优选地，吸粉罩621与压粉头614同轴设置，且吸粉罩621的直径大于压粉头614的直径。

优选地，底部治具63包括：与压粉动力组件612相向设置的底部气缸631和设置在底部气缸631靠近压粉头614一端的托座632。

进一步优选地，压粉动力组件612与连接板613的中间位置连接，在连接板613左右两端还分别固定有限位杆6131。

本实施例的压粉吸粉方法包括如下步骤：

S1.料杯在上一个工位灌装完毕之后，运输到压粉吸粉工位；

S2.底部气缸631通过托座632带动料杯向上运动，压粉头614下压并和容器内壁接触并隔离外部，先正转后反转，对饮品原料进行压结；

S3.压结过程压粉头614接触容器内壁并隔离粉体，和吸粉罩621形成密闭通道，通过吸粉弯管622和真空通道623进行负压抽气，清洁杯沿残粉。

S4.料杯压粉吸粉完毕进入下一个工位。

优选地，压粉头614下压和复位时，速度均匀，通过调节压粉头614的行程调整饮品原料的压结密度。

压结前先确定饮品原料在料杯内所需达到的压结密度，再测量饮品原料到料杯边沿的高度，然后结合该高度和压粉头614至料杯边沿的高度计算得到压结头所需运动的行程，同时还能将压粉头614自转的行程点设置好，压粉头614在行程达到料杯边沿时，开始正转，完成压结复位时，压粉旋转压结组件611复位，开始反转。

优选地，压粉头614设置为至少两个，相邻压粉头通过传动臂6111连接，压粉旋转压结组件611通过带动其中一个压粉头做旋转运动，通过传动臂6111连接可以使其他压粉头一起做旋转运动。

进一步优选地，传动臂6111由三个连接臂组成，相邻的压粉头上平行设置两个连接臂，然后平行设置的两个连接臂通过第三个连接臂连接。

实施例6

参照图18，与上述实施例的不同之处在于，饮品灌装产线设有至少两组惰性气体填充组件7，其中一组设置在自动落杯装置1和灌装装置2之间，另一组设置在压粉吸粉装置6和封口膜焊切一体装置3之间。

首先通过设置在自动落杯装置1和灌装装置2之间的惰性气体填充组件7给饮品灌装产线上还未进行灌装的料杯进行惰性气体的预填充，使在灌装前将杯体内的空气用惰性气体置换出来。通过预填充解决了灌装后，在原料中残留的空气难以置换出来的问题。

然后料杯马上进入灌装装置2进行灌装，在通过压粉吸粉装置6将灌装在料杯内的原料进行压结，压结后进入设置在压粉吸粉装置6和封口膜焊切一体装置3之间的惰性气体填充组件7，通过惰性气体填充组件7对灌装原料后的料杯进行惰性气体补充，将灌装后的料杯在加工过程中损失的惰性气体进行补充，保证惰性气体的浓度，然后进入封口膜焊切一体装置3，进行封口。

优选地，填充的惰性气体为氮气。

参照图19优选地，惰性气体填充装置711包括：惰性气体填充管道7111、设置在惰性气体填充管道7111上的惰性气体调节阀7113和设置在惰性气体填充管道7111末端的惰性气体填充喷嘴7112。

优选地，单个惰性气体填充装置711中惰性气体填充喷嘴7112至少设置两个，惰性气体填充喷嘴7112设置为开放式结构。

如图21所示，进一步优选地，惰性气体填充喷嘴7112的开放角度α为60°～120°。

惰性气体填充喷嘴7112喷出气体时，因为其为开放式结构，气体喷出的压强会比一般的喷嘴压强要小，在盖板712内的气体流动平缓，不会将灌装在料杯内的原料吹出料杯。

参照图22优选地，惰性气体填充喷嘴7112平行相向设置在盖板712对角方向。对角设置惰性气体填充喷嘴7112，气流会在盖板712内形成以料杯14为圆心的同轴涡流，在补充惰性气体的时候，能够更快地将盖板12内的惰性气体填充到料杯中。

参照图23，惰性气体填充喷嘴7112平行同向设置在盖板712的同一侧。同向设置惰性气体填充喷嘴7112时，气体在远离惰性气体填充喷嘴7112一端的挡板7121处汇流后，吹向惰性气体填充喷嘴7112设置方向，然后又分离成两股气流各自向两边流动，气流更加平缓稳定，在料杯已经灌装了原料的情况下，能够更好保证不会将原料吹离料杯。

参照图19，盖板712内还设有气体压力检测报警装置79，能够实时检测到盖板712内的惰性气体压力，在压力低于设置的标准值时，会进行停机报警。

实施例7

参照图1和图24，与上述实施例的不同之处在于，封口膜切焊一体装置3，包括送膜组件32和设置在送膜组件32下方的焊切组件31；

如图25～图27所示，焊切组件31包括：支架311、从上往下依次设置在支架311上的第一活动安装架312、第二活动安装架313和压膜部件316，第一活动安装架312和第二活动安装架313上设有切料部件314和焊接部件315；

其中，切料部件314设有冲切刀头3142，焊接部件315设有热焊头3152，热焊头3152活动安装在冲切刀头3142的内部，焊切组件315向下运动，冲切刀头3142切断封口膜后停止运动，热焊头3152顶住封口膜继续向下运动至料杯边沿，并将封口膜热焊接在料杯边沿上。

进一步地如图26～图28所示，支架311包括：安装板3112和对称设置在安装板3112两端的支撑臂3111，其中，安装板3112上设有滑轨3113，第一活动安装架31和第二活动安装架313上均设有滑块3114，通过滑块3114与滑轨3113滑动连接，第二活动安装架313与热焊头3152运动路径对应位置设有通孔318，通孔318下方设有冲切刀头3142。

参照图25、图27和图28进一步地，切料部件314包括设置在第一活动安装架312上的切料气缸3141和设置在第二活动安装架313上的冲切刀头3142，冲切刀头3142为环状设置，第二活动安装架313由切料气缸3141提供动力向下运动时，冲切刀头3142向下对封口膜进行切料。

参照图25～图27，焊接部件315包括设置在第一活动安装架312上的焊接气缸3151和与焊接气缸3151连接的热焊头3152，热焊头3152向下运动，穿过通孔318以及环形设置的冲切刀头3142对封口膜进行热封。

进一步地如图25和图26所示，压膜部件36包括固定在第一活动安装架312上的压膜气缸3161和与压膜气缸3161连接的压膜板3162，压膜板3162设置在第二活动安装架313与链板34之间，压膜板3162向下运动，限制从压膜板3162中穿过的封口膜的位置。

本实施例将冲切和焊接两个工位通过机械结构的改进设置为一个工位，解决了现有的自动化生产装置通过多工位来实现封口膜的冲切和焊接，需要设置除静电装置，工序繁琐且效率低下，结构复杂的问题。

如图25和图27所示，焊切组件31还包括行程调节件317，行程调节317件通过连杆结构调节第一活动安装架312的高度；

其中，行程调节件317包括：固定在支架311上，位于第一活动安装架312上方的传动轴3171；传动轴3171其中一端通过动力连接臂3172与动力装置(图未示)连接，传动轴3171上设有从动连接臂3173，通过从动连接臂3173与第一活动安装架312连接。

本发明设置行程调节件317，可以调节切焊组件31的高度，解决了在对切焊组件1进行清洁或更换冲切刀头或热焊头时，将高度调节好之后就能直接清洁或更换，无需拆卸，降低工人的工作难度和工作强度；且在对料杯14加工时，在气缸行程长度不够或者过长时，可以通过行程调节件317进行调整，使切焊组件31可以用于生产其他结构料杯，通用性强。

如图29和图30所示，送膜组件32包括：设置在切焊组件31一侧的送膜组件安装架321、设置在送膜组件安装架321上的出膜部件322、设置在出膜部件22一侧的收膜部件323、设置在出膜部件322与收膜部件323下方的辅助辊轴24、设置在出膜部件322与收膜部件323下方的摆臂件325和固定在送膜组件安装架321上的运动光标定位装置326；

出膜部件322装配卷膜状的封口膜36，封口膜36拉出后绕辅助辊轴324和摆臂件325并穿过运动光标定位装置326和压膜部件316后连接收膜部件323。

进一步地，摆臂件325至少设置2组，分别为设置在出膜部件322旁的出膜摆臂251和设置在收膜部件23旁的收膜摆臂3252，装配在出膜部件322上的封口膜36由出膜摆臂3251拉出，再由收膜摆臂3252收紧。

进一步地，辅助辊轴324至少设置3组，分别为设置在出膜部件322和收膜摆臂251旁的出膜辅助辊轴3241、设置在压膜部件317进膜方向的进膜辅助辊轴3242和设置在收膜部件323和收膜摆臂3252旁的收膜辅助辊轴3243。

本实施例设置送膜组件结合压膜部件在加工时对封口膜36限位，使封口膜36在自动化生产加工时处于紧绷状态，解决了封口膜36在进行切膜的过程中因为膜没有拉紧造成切膜定位不准和切下来的顶膜毛刺多的问题。

实施例8

与上述实施例的不同之处在于，参照图31和图32出杯装置8包括：机械手搬运组件81和设置在机械手搬运组件81其中一端的输料组件82；

其中，机械手搬运组件81和输料组件82之间还设有翻转组件83，输料组件82上还设有输送带8212和设置在输送带上的限位件8213。

通过机械手搬运组件81将在生产线上封装完成的料杯搬运至翻转组件3上方，然后将料杯放入翻转组件83中，然后通过翻转组件83进行翻转，将料杯倒入输料组件82的输送带8212上，由限位件8213对料杯进行限位，使料杯朝向固定、有序地运输向包装工位。

参照图33优选地，输料组件82包括：输送装置821、设置在输送装置821两端的输料动力装置822、设置在输送装置821远离机械手搬运组件81一端的出料装置823和设置在输送装置821下端的支撑装置824。

参照图32和图33进一步优选地，输送装置821包括与支撑装置824固定连接的输送安装架8211、设置在输送安装架8211上的输送带8212、固定安装在输送安装架8211上的限位件8213和设置在输送安装架8211连接输送带8213的输料动力装置822。

结合图33和图34更进一步优选地，限位件8213为条状，平行设置在输送装置821上，至少设置2个，对称设置在输送带8212两边，远离翻转组件83一端的限位件8213与输送带8212等长，靠近翻转组件83一端的限位件8213需预留出翻转组件83将料杯送入输送装置821的位置，预留长度等于翻转臂833的长度。

更进一步优选地，输料动力装置822包括：设置在输料组件82其中一端的可调变速电机8221、设置在可调变速电机8221相邻位置的轴轮安装板8222、设置在轴轮安装板8222上的主动轴轮8223和设置在输料组件82远离可调变速电机8221一端输送从动轮8224。

可调变速电机8221通过设置在输送带8212两端的主动轴轮8223和输送从动轮224带动输送带8212运动。

参照图34优选地，翻转组件83包括：气缸安装板831、固定在气缸安装板831上的翻转气缸832和与翻转气缸832连接的翻转臂833，翻转臂833为板状，翻转臂833上还设有载杯槽834。

翻转臂833翻转角度为180°，通过翻转臂833将料杯封口膜朝下放置在输送带上。

参照图33优选地，机械手组件81包括：机械手安装架813、设置在机械手安装架813上的取杯装置811和设置在机械手安装架813上与取杯装置811连接的搬运动力装置812。

结合图5进一步优选地，取杯装置811包括：设置在机械手安装架813上与搬运动力装置812连接的拖链板8114、设置在拖链板8114下方与拖链板8114固定连接的取杯气缸8111、设置在取杯气缸8111下方的吸盘安装座8113和固定在吸盘安装座8113上的吸盘8112。

更进一步优选地，机械手安装架813包括：支撑臂8131、设置在支撑臂8131上的轨道8132、设置在轨道8132上的搬运动力装置812和设置在轨道8132其中一端的限位板8133。

更进一步优选地，搬运动力装置812包括：设置在机械手安装架813的轨道8132上与取杯装置811的拖链板8114连接的拖链8122和带动拖链8122运动的伺服电机8121。

实施例9

与上述实施例不同之处在于，参照图36和图37，在靠近出杯装置8一端的输送链板20内还设有不良品剔除装置9，不良品剔除装置9包括：吹废气管92、预剔除不锈钢条91和不良品仓93，不良品仓93设置在输送链板20外侧下方，预剔除不锈钢条91设置在输送链板20内侧，设置为弧形，弧形最顶端靠近输送链板20，在预剔除不锈钢条91的下方设置吹废气管92。其中不良品通过预剔除不锈钢条91接触料杯底部进行预顶出，输送链板20运动到吹废气管92同一个水平位置时吹出不良料杯，并顺利落入不良品仓93内。

实施例10

与上述实施例不同之处在于，参照图38和图39，输送链板20上自动落杯装置1和灌装装置2之间还设有紫外消杀装置50，通过紫外线对料杯进行消毒杀菌。

在输送链板20至少一端设有链板清洁装置60，链板清洁装置60包括减速电机601，与所属减速电机601连接的毛刷辊602和设置在减速电机601相邻位置的开关603。其中减速电机601带动毛刷辊602，与链板接触并和链板运动相反方向进行滚动，清洁链板表面的废屑。

本发明工作原理如下：

本发明设置伺服螺纹切刀124，通过伺服旋转动作垂直落杯结合限位件123和吸杯装置131，解决了传统落杯装置下杯容易倾斜落杯影响后置工位加工，且去掉复位过程，加快了落杯效率；通过设置上料部件11，通过倾斜设置的上料杆112和设置在上料承板111上的调节件113有效降低了人工上料的难度，降低了工人的工作强度，降低了人工成本，提高了料杯上料的效率。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种饮品自动化灌装生产线，包括：安装架、设置在所述安装架上的输送链板、设置在所述输送链板两端的动力装置和设置在所述输送链板上与所述安装架固定连接的加工装置；

其特征在于，所述加工装置包括：按加工工序排列固定在所述安装架上的自动落杯装置、灌装装置、封口膜焊切一体装置和设置在所述输送链板远离所述自动落杯装置一端的出杯装置；

其中，所述自动落杯装置上设有伺服螺旋切刀和吸杯装置，所述伺服螺旋切刀分离料杯后，由底部的吸杯装置吸附料杯底部后向下运动，料杯落入所述输送链板；

所述灌装装置设有至少两组称重组件，其中一组设置在所述灌装装置之前与自动落杯装置之后的任意位置，另一组设置在所述灌装装置工位之后与所述封口膜焊切一体装置之前的任意位置，

所述封口膜焊切一体装置设有切料部件和焊接部件，所述切料部件设有冲切刀头，所述焊接部件设有热焊头，所述热焊头活动安装在所述冲切刀头的内部，焊接部件向下运动，所述冲切刀头切断封口膜后停止运动，所述热焊头顶住封口膜继续向下运动至料杯边沿，并将封口膜热焊接在料杯边沿上；所述灌装装置远离所述自动落杯装置一侧还设有压粉吸粉装置，包括：固定连接在安装架上的压粉吸粉安装架、设置在所述压粉吸粉安装架上的压粉部件、设置在所述安装架一侧的吸粉部件和设置在所述压粉部件下方的底部治具；

其中，所述压粉部件包括：与所述压粉吸粉安装架固定连接的压粉动力组件、连接在所述压粉动力组件下端的连接板、设置在所述连接板下端的压粉头和在所述压粉吸粉安装架上与所述压粉动力组件相邻设置的压粉旋转压结组件。

2.根据权利要求1所述的饮品自动化灌装生产线，其特征在于，所述自动落杯装置包括安装在输送链板其中一端上方的底座、设置在所述底座上的落料部件、设置在所述落料部件一侧的上料部件和设置在所述落料部件下方的落料辅助部件；其中，所述落料部件通过伺服螺旋切刀来分离底部相邻的料杯；

其中，所述落料部件包括：设置在所述底座上方的落料杆、设置在所述落料杆上的低料检测装置、在所述底座下方与所述落料杆呈直线设置的限位件和设置在所述限位件相邻位置的所述伺服螺旋切刀；所述落料杆贯通所述底座，与所述限位件连通。

3.根据权利要求1所述的饮品自动化灌装生产线，其特征在于，所述灌装装置包括：饮品原料上料组件、设置在所述饮品原料上料组件下方的下料斗和设置在所述下料斗下方的饮品粉体灌装头；

所述饮品粉体灌装头包括粉体送料管、螺杆；所述粉体送料管呈漏斗状，所述粉体送料管膨大的一端连接进料管道，另一端为垂直向下延伸形成直筒状的出料管，所述出料管的垂直投影落在料杯固定治具上；进料时所述出料管的出料口压住料杯的顶部；

所述螺杆包括可旋转的转轴和围绕所述转轴设置的螺旋叶片，所述螺杆在粉体送料管中心延伸，所述转轴的旋转与螺旋叶片的旋向协同将饮品粉体推送到料杯，所述螺旋叶片为渐进式螺旋叶片，所述螺旋叶片位于进料管膨大处的部分的叶片间距大于邻近出料口部分的叶片间距。

4. 根据权利要求1或3所述的饮品自动化灌装生产线，其特征在于， 其中，所述称重组件包括称重组件安装架、设置在称重组件安装架下端的动力装置、设置在所述动力装置上方的称重传感器组件和设置在所述称重传感器组件上方的物料放置治具。

5.根据权利要求4所述的饮品自动化灌装生产线，其特征在于，所述吸粉部件包括：设置在所述压粉吸粉安装架一侧的真空通道、设置在所述连接板下端的吸粉罩和连接所述真空通道和所述吸粉罩的吸粉弯管。

6.根据权利要求5所述的饮品自动化灌装生产线，其特征在于，所述输送链板上设置至少两组惰性气体填充组件，其中一组设置在所述自动落杯装置和所述灌装装置之间，另一组设置在所述压粉吸粉装置和封口膜焊切一体装置之间；

其中，所述惰性气体填充组件包括：设置在所述安装架上的支撑件、设置在所述支撑件上的盖板、设置在所述盖板下方的惰性气体填充装置。

7.根据权利要求6所述的饮品自动化灌装生产线，其特征在于，所述封口膜焊切一体装置，包括：送膜组件和设置在所述送膜组件下方的焊切组件；

其中，所述焊切组件包括：支架、从上往下依次设置在所述支架上的第一活动安装架、第二活动安装架和压膜部件，所述第一活动安装架和所述第二活动安装架上设有所述切料部件和所述焊接部件。

8.根据权利要求1所述的饮品自动化灌装生产线，其特征在于，所述出杯装置包括：机械手搬运组件和设置在所述机械手搬运组件其中一端的输料组件；

其中，所述机械手搬运组件和所述输料组件之间还设有翻转组件，所述输料组件上还设有输送带和设置在所述输送带上的限位件；

在靠近所述出杯装置一端的所述输送链板内还设有不良品剔除装置，所述不良品剔除装置包括：吹废气管、预剔除不锈钢条和不良品仓，所述不良品仓设置在所述输送链板外侧下方，所述预剔除不锈钢条设置在所述输送链板内侧，设置为弧形，弧形最顶端靠近所述输送链板，在所述预剔除不锈钢条的下方设置所述吹废气管。

9. 根据权利要求1所述的饮品自动化灌装生产线，其特征在于，所述输送链板上靠近所述自动落杯装置一端还设有紫外消杀装置。

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