一种试剂盒全自动灌装和封闭生产线及其生产工艺
技术领域
本发明涉及机械自动化领域,特别指一种试剂盒全自动灌装和封闭生产线及其生产工艺。
背景技术
医疗领域常用试剂盒作为各种试剂、药液的储存工具,试剂盒的各部件生产完成后需要对各部件进行组装,且需将试剂、药液注入试剂盒内,并将试剂盒闭合密封,密封后的试剂盒通过塑料袋单个进行包装。在试剂盒的实际生产灌装过程中存在一种试剂盒,其组成部件包括盒体、盒盖及针头的试剂盒,盒体上设有多个试剂槽,以便储存不同试剂,盒盖上对应试剂槽设有通孔,试剂槽内注射试剂后,需要通过膜体密封闭合,各盒盖贴附标签纸后,再将盒盖压紧膜体盖设在盒体上,最后将针头从盒盖由上而下插入盒体内,形成完整的试剂盒,试剂盒组装、灌装完成后,在取试剂时,只需将针头穿过盒盖的通孔刺穿膜体伸入试剂槽内即可,即达到了分类储液的作用,也极好的方便了取试剂过程;上述试剂盒的生产组装及灌装涉及工序步骤繁多,国内现有市场上还未出现针对该试剂盒整套的自动化组装、灌装生产线;因此,为提高该类试剂盒的生产产能,节省人力成本,有必要针对试剂盒研发一种高效简洁高效的生产工艺,并设计开发一套试剂盒全自动灌装封闭生产线。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足,提供一种同时集成有盒体错位上料,注液,切膜及预封,热封,标签打印、脱标及吸标,盒盖错位上料、贴标机旋转,封盖,针头上料,装针头等工艺步骤于一体,实现试剂盒全自动组装及灌装封闭,有效提高生产产能,减少生产成本,提高产品质量的试剂盒全自动灌装和封闭生产线及其生产工艺。
本发明采取的技术方案如下:一种试剂盒全自动灌装和封闭生产线,包括机架、运料机构、盒体上料机构、储液机构、注液机构、预封及切膜机构、封液机构、在线打印机构、脱标机构、吸标机构、封盖机构、盒盖上料机构、针头上料机构及装针头机构;其中,机架上沿直线方向依次间隔设有注液工位、预封及切膜工位、封液工位、封盖工位、装针头工位及转换工位;上述运料机构沿工位延伸方向设置于机架上,运料机构上设有至少二个夹料组件,各夹料组件同步直线运动,以便将工位上的试剂盒同步移送至下一工位以便进行加工;上述盒体上料机构、盒盖上料机构及针头上料机构沿机架的侧部设置,并分别通过振动将盒体、盒盖及针头向外导出;上述储液机构及注液机构设置于注液工位的一侧,储液机构内储存有至少二种试剂,并导入注液机构内,盒体被运料机构搬运至注液工位处后,注液机构将试剂注入盒体内;上述预封及切膜机构设置于预封及切膜工位的一侧,注液后的盒体被搬运至预封及切膜工位处,预封及切膜机构将带状膜拉出并覆盖于盒体顶部后切断带状膜,并对覆盖于盒体上的膜体进行预热封;上述封液机构设置于封液工位的一侧,预封后的盒体在封液工位处经封液机构进行热封,热封后的盒体被搬运至封盖工位处;上述在线打印机构、脱标机构、吸标机构及封盖机构设置于封盖工位的一侧,在线打印机构连续打印的标签贴附在带状的底纸上,底纸及标签穿入脱标机构内,经脱标机构将标签从底纸上脱离,吸标机构将标签吸取后贴附在盒盖上料机构导出的盒盖的侧壁上;上述封盖机构将贴附标签后的盒盖从盒盖上料机构处搬运并盖合在封盖工位处的盒体上,盖好盖盒后的盒体被搬运至装针头工位处;上述装针头机构设置于装针头工位一侧并与针头上料机构连接,针头上料机构导出的针头经装针头工位插设于盒体上,形成完整的试剂盒,试剂盒经运料机构搬运至转换工位处,以便机械手将其搬运至包装装置中进行装袋包装。
优选地,所述的试剂盒包括盒体、盒盖及针头,其中,上述盒体上并排设有四个开口向上的试剂槽,试剂槽的一侧设有针头插槽;上述试剂槽内经注液机构注射试剂,注射完成后试剂槽的顶部经预封及切膜机构及封液机构覆盖膜体并热封密闭;上述盒盖上对应试剂槽及针头插槽设有通槽,盒盖盖设在注液及热封密闭后的盒体上,且其通槽上下对应试剂槽及针头插槽设置以便后续取试剂及插针头;上述针头插设在盖好盒盖后的盒体的针头插槽内,形成完整的试剂盒。
优选地,所述的运料机构包括直线驱动组件、侧推及升降组件及夹料组件,其中,上述直线驱动组件沿工位排列方向设置于机架上,侧推及升降组件连接于直线驱动组件的输出端,并经直线驱动组件驱动而沿工位排列方向直线运动;上述夹料组件包括至少二个,夹料组件沿工位排列方向间隔连接于侧推及升降组件的输出端上,并经侧推及升降组件驱动而沿垂直于工位排列方向运动,以便靠近工位,各夹料组件从前一工位上夹取盒体或试剂盒后经直线驱动组件驱动而整体将盒体或试剂盒搬运至下一工位;
上述直线驱动组件包括滑轨、滑块、滑板、滑动气缸及推杆,其中,上述滑轨设置于机架上,滑块可滑动地嵌设在滑轨上;上述滑板水平连接于滑块上,滑板的一端连接有推杆,推杆与设置于滑板侧部的滑动气缸的输出端连接,滑动气缸驱动滑板沿滑轨来回直线滑动;
上述侧推及升降组件包括侧推气缸、支板、支座、升降滑轨、升降滑座、升降气缸及支撑导座,其中,上述支板竖直连接于滑板上,并沿垂直于滑轨方向在滑板上自由滑动;上述侧推气缸设置于支板的一侧,且侧推气缸的输出端延伸至支板的另一侧与支板连接,侧推气缸驱动支板来回直线运动;上述支座包括至少二个,支座竖直连接固定于支板另一侧的侧壁上;上述升降滑轨竖直设置于支座的侧壁上,升降滑轨上可滑动地嵌设有升降滑座;上述升降气缸设置于支座的上部,升降气缸的输出端朝下设置,并连接于升降滑座上,以便驱动升降滑座升降运动;上述支撑导座固定连接于升降滑座上,并沿滑轨方向延伸,支撑导座上间隔设置有至少二个夹料组件;
上述夹料组件包括支撑座、夹料气缸、连接块及夹爪,其中,上述支撑座连接于支撑导座上,夹料气缸设置于支撑座上,夹料气缸的输出端连接有两连接块;上述夹爪包括二个,两夹爪分别连接于两连接块上,夹料气缸通过两连接块驱动两夹爪相对或相向运动,以便松开或夹紧盒体或试剂盒。
优选地,所述的盒体上料机构包括盒体振动盘、盒体导料座及盒体错位上料组件,其中,上述盒体振动盘设置于机架的侧部,其内放置有待灌装封闭的盒体;上述盒体导料座连接于盒体振动盘的出料口,盒体导料座内设有条状的盒体导料槽,盒体振动盘导出的盒体进入盒体导料槽内,并在盒体导料座内逐次排列向前传送;上述盒体错位上料组件连接于盒体导料座的出料口,并与盒体导料槽对接,盒体导料槽导出的盒体进入盒体错位上料组件内后,盒体错位上料组件与盒体导料槽错开,以便运料机构夹取盒体;
所述的盒体错位上料组件包括盒体错位支座、盒体错位滑轨、盒体错位滑座、盒体对接槽及盒体错位气缸,其中,上述盒体错位支座设置于盒体导料座出料口的侧部,盒体错位滑轨沿垂直于盒体导料槽方向设置于盒体错位支座上;上述盒体错位滑座可滑动地嵌设在盒体错位滑轨上,盒体错位滑座内设有与盒体导料槽同向的盒体对接槽,接料时,盒体对接槽与盒体导料槽处于同一直线上,盒体导料槽内的盒体直接滑入盒体对接槽内;上述盒体错位气缸设置于盒体错位滑座的一侧,且输出端与盒体错位滑座连接,盒体错位气缸驱动盒体错位滑座沿盒体错位滑轨直线滑动,使盒体对接槽与盒体导料槽错开,以阻挡盒体导料槽内的盒体继续进入盒体对接槽内,便于运料机构从盒体对接槽夹取盒体,并将盒体搬运至注液工位处。
优选地,所述的储液机构及注液机构的液路相互连通,储液机构内储存的不同试剂液经液路流入注液机构内,并经注液机构注射至注液工位处的盒体的试剂槽内;
上述储液机构包括四套,四套储液机构内储存不同的试剂液,以便注射至盒体的四个试剂槽内;储液机构包括直线模组、直线滑座及储液罐,其中,上述直线模组竖直间隔设置于机架上;上述直线滑座可滑动地连接于直线模组上,并经直线模组驱动而沿竖直方向升降运动;上述储液罐连接于直线滑座上,并随直线滑座升降运动,储液罐内储存有试剂;
上述注液机构设置于储液机构与注液工位之间,注液机构包括注液支座、注液支板、气泵、中转槽、注液升降气缸、升降座、旋转电机、旋转座、注液枪、接液气缸及接液盒,其中,上述注液支座水平设置于机架上,注液支板竖直设置于注液支座上,注液支板的上部设有支撑平台,该支撑平台上设有两组气泵,两组气泵分别靠近储液机构及注液工位,各组气泵分别包括四个;
上述中转槽设置于注液支座上,并靠近注液工位,中转槽与储液罐通过液路连接,储液罐上升后,其内的试剂液在重力作用下经液路流入中转槽内;中转槽上分别设有开口朝上且沿工位设置方向逐次排列的第一槽体、第二槽体、第三槽体及第四槽体,其中,上述第一槽体及第四槽体的横截面为矩形结构,第二槽体及第三槽体的横截面为L型结构,第二槽体及第三槽体的L侧边在靠近注液工位的一侧处,插设于第一槽体与第四槽体之间的间隙中,使得中转槽靠近注液工位一侧的槽口,沿工位设置方向等间距排列,以便注液枪经该侧槽口插入中转槽内,吸出中转槽内的试剂液;
上述注液升降气缸设置于中转槽的一侧,且输出端朝上设置;上述升降座水平连接于注液升降气缸的输出端上,并经注液升降气缸驱动而升降运动;上述旋转电机设置于升降座上,且输出端朝上设置;上述旋转座水平连接于旋转电机的输出端上,并经旋转电机驱动而旋转运动,旋转座靠近储液机构及注液工位的两侧分别设有一组注液枪,各组注液枪分别包括四个,且四个注液枪在竖直方向上对应试剂槽间隔排列,两组注液枪分别对应地与两组气泵连接,通过气泵提供吸液动力;靠近中转槽一侧的注液枪经注液升降气缸驱动下降,插入中转槽内吸取试剂液后上升,旋转电机驱动注液枪旋转180°,使该组注液枪位于注液工位的上方,注液升降气缸驱动其下降至靠近盒体,注液枪将试剂液注入盒体的试剂槽内;旋转座一侧的注液枪从中转槽吸取试剂液,旋转座另一侧的注液枪则将试剂液注入试剂槽内,如此循环;注液工位上完成注液后的盒体经运料机构搬运至预封及切膜工位处;
上述接液气缸设置于中转槽的一侧,接液盒连接于接液气缸的输出端,接液盒为条状盒体结构,并延伸至中转槽的上方,注液枪从中转槽内吸取试剂液后,接液盒移动至注液枪下方,以便接住注液枪滴落的试剂液。
优选地,所述的预封及切膜机构靠近预封及切膜工位设置,预封及切膜机构包括出膜组件、切膜组件及预封组件,出膜组件导出的带状膜进入切膜组件内,经切膜组件切断为单片的膜体后覆盖于预封及切膜工位处的盒体上;上述预封组件设置于预封及切膜工位上方,预封组件下压膜体,并对膜体进行预热封;
上述出膜组件包括出膜支架及料卷,其中,上述出膜支架设置于机架上,料卷可转动地设置于出膜支架上,料卷上卷绕有带状膜,带状膜的出膜端朝预封及切膜工位方向设置;
上述切膜组件包括切膜底座、切膜升降气缸、切膜升降滑座、固定块、切刀、拉膜气缸、拉膜座、后夹膜气缸、后夹膜爪、前夹膜气缸及前夹膜爪,其中,上述切膜底座设置于出膜支架与预封及切膜工位之间,切膜升降气缸固定于切膜底座靠近预封及切膜工位一侧的侧壁上,且输出端朝下设置;上述切膜升降滑座连接于切膜升降气缸的输出端上,并经切膜升降气缸驱动而升降运动;上述切刀通过固定块与切膜升降滑座连接,带状膜经张紧轮张紧后延伸至切刀下方;上述拉膜气缸设置于出膜支架上,且输出端朝出膜方向设置;上述拉膜座连接于拉膜气缸的输出端上;上述后夹膜气缸设置于拉膜座上,前夹膜气缸设置于出膜支架上,后夹膜气缸及前夹膜气缸沿出膜方向分别设置于预封及切膜工位的两侧;上述后夹膜爪连接于后夹膜气缸的输出端上,上述前夹膜爪连接于前夹膜气缸的输出端上,带状膜延伸至预封及切膜工位上部后,其位于预封及切膜工位两侧部位分别经后夹膜爪及前夹膜爪夹紧,切膜升降气缸驱动切刀向下经预封及切膜工位侧部切断,形成膜体覆盖于预封及切膜工位处的盒体上部,以便预封组件对膜体在盒体上进行预热封闭,预封完成后,拉膜气缸驱动后夹膜爪沿出膜相反方向运动,并夹紧前夹膜爪处被切断的带状膜端部,前夹膜爪松开带状膜,拉膜气缸驱动后夹膜爪沿出膜方向运动,以便将带状膜拉出至预封及切膜工位上方,以便下一次预封及切膜;
上述预封组件包括预热封支座、弹簧杆及预热封座,其中,上述预热封支座连接于切膜升降滑座的侧部,并随切膜升降滑座升降运动;上述弹簧杆包括至少二根,弹簧杆竖直插设在预热封支座向外延伸的支撑部上,且延伸至支撑部下方;上述预热封座连接于弹簧杆下部,且预热封座的底部高于切刀的底部;上述切刀通过固定块固定于预热封支座的侧壁上,切膜升降气缸驱动切膜升降滑座下降时,切膜升降滑座通过预热封支座带动切刀及预热封座同时下降,且切刀先于预热封座接触带状膜,并切断带状膜后,预热封座接触切断后膜体,以便将膜体压覆在盒体上,且进行预热封;预封完成后的盒体经运料机构搬运至封液工位处,以便封液机构对膜体进行热封。
优选地,所述的封液机构包括封液支座、封液气缸、封液滑座、封液弹簧杆及热封座,其中,上述封液支座竖直设置于封液工位的侧部;上述封液气缸设置于封液支座的侧壁上,且输出端朝下设置;上述封液滑座连接于封液气缸的输出端上,且封液滑座的下部设有向外延伸的承载部;上述封液弹簧杆包括至少二根,封液弹簧杆竖直插设在承载部上,且延伸至承载部下方;上述热封座连接于封液弹簧杆的下端,热封座对应设置于封液工位的上方;封液气缸驱动封液滑座下降时,封液滑座带动热封座下压在封液工位处的盒体上,并通过封液弹簧杆缓冲,以便对盒体上的膜体进行热封,热封完成后的盒体经运料机构搬运至封盖工位处,以便进行封盖。
优选地,所述的在线打印机构设置于机架上,在线打印机构内设有卷状的标签卷,标签卷的外端头连接在设置于在线打印机构一侧的脱标机构内,该标签卷包括标签层及底纸层,标签层为多个连续间隔排列的标签纸,并贴附在底纸层上,在线打印机构在标签纸上打印标识;
上述脱标机构包括脱标上支座、脱标滑轨、脱标气缸、脱标滑座、脱标推轮、下支座、第一压紧轮、第二压紧轮及脱标板,其中,上述脱标上支座设置于在线打印机构的侧部;上述脱标滑轨设置于脱标上支座上,且沿标签卷导出方向延伸;上述脱标气缸连接于脱标上支座一侧,且输出端方向与脱标滑轨方向相同;上述脱标滑座可滑动地连接在脱标滑轨上,脱标滑座的一侧与脱标气缸的输出端连接,脱标气缸驱动脱标滑座沿脱标滑轨方向来回直线运动,脱标滑座的另一侧为U型开口结构;上述脱标推轮可滑动地连接在脱标滑座的U型开口内;上述脱标板水平设置于脱标滑座的U型开口上部,且与脱标推轮之间留有间隙,在线打印机构导出的标签卷的底纸层穿入该间隙,并向下延伸,标签卷的标签纸经脱标板从底纸层上分离;上述下支座设置于脱标上支座的下部,第一压紧轮及第二压紧轮可转动地连接于下支座内,且第一压紧轮及第二压紧轮之间留有间隙,底纸层向下穿入该间隙内,并经第一压紧轮及第二压紧轮压紧固定;标签卷的标签纸经脱标板分离后,水平放置于脱标板上,以便吸标机构吸附,脱标气缸驱动脱标滑座沿标签卷导出方向运动,脱标滑座带动脱标推轮向外推动底纸层,使底纸层与标签纸完全脱离;
上述吸标机构包括吸标支架、第一直线电机、第一直线模组、第一直线滑座、第二直线模组、第二直线电机、第二直线滑座、吸标旋转电机及吸标座,其中,上述吸标支架设置于脱标机构与盒盖上料机构之间,第一直线模组设置于吸标支架上,第一直线电机设置于第一直线模组的端部,且输出端与第一直线模组连接;上述第一直线滑座可滑动地连接在第一直线模组上,第一直线电机的动力传递至第一直线模组,通过丝杆与丝杆座传递至第一直线滑座,以便驱动第一直线滑座沿第一直线模组来回直线运动;上述第二直线模组竖直设置于第一直线滑座上,第二直线电机设置于第二直线模组)的顶部,且输出端与第二直线模组连接;上述第二直线滑座可滑动地连接于第二直线模组上,第二直线电机的动力通过丝杆及丝杆座传递至第二直线滑座,以便驱动第二直线滑座沿竖直方向升降运动;上述吸标旋转电机连接于第二直线滑座上,且输出端朝下设置;上述吸标座连接于吸标旋转电机的输出端上,并经吸标旋转电机驱动而旋转运动;吸标时,第一直线电机驱动吸标座运动至脱标板上方后,第二直线电机驱动吸标座贴近脱标板上的标签纸,以便吸附固定标签纸,脱标机构使标签纸与底纸层完全分离后,吸标座将标签纸运送至盒盖上料机构的出料端,并将标签纸贴附在盒盖上,吸标座通过吸标旋转电机调整吸标及贴标角度。
优选地,所述的盒盖上料机构设置于机架的侧部,盒盖上料机构包括盒盖振动盘、盒盖导料座、盒盖错位上料组件、顶料组件及旋转组件,其中,上述盒盖振动盘内放置有多个盒盖,盒盖振动盘的输出端连接有盒盖导料座,盒盖导料座的盒盖导料槽与盒盖振动盘的出料口对接设置,盒盖经盒盖振动盘连续逐次地导出至盒盖导料槽内,且盒盖的盖口朝侧方设置;上述盒盖错位上料组件设置于盒盖导料槽出料口一侧,且与盒盖导料槽对接,以便盒盖导料槽内的盒盖进入盒盖错位上料组件内,盒盖进入盒盖错位上料组件内后,盒盖错位上料组件与盒盖导料槽错位;上述顶料组件及旋转组件分别设置于盒盖错位上料组件的两侧,盒盖错位上料组件错位后,顶料组件将盒盖错位上料组件内的盒盖顶入旋转组件内,盒盖在旋转组件内时,吸标机构将吸附的标签纸贴附在盒盖的侧壁上;标签纸贴附完成后,旋转组件带动盒盖旋转90°,使盒盖的盖口朝下,以便封盖机构将盒盖取出,并盖设在封盖工位处的盒体上;
上述盒盖错位上料组件包括盒盖错位支座、盒盖错位滑轨、盒盖错位滑座、盒盖错位气缸、盒盖错位槽,其中,上述盒盖错位支座设置于盒盖导料座的一侧,盒盖错位滑轨沿垂直于盒盖导料槽方向设置于盒盖错位支座上;上述盒盖错位滑座可滑动地嵌设在盒盖错位滑轨上;上述盒盖错位气缸设置于盒盖错位滑座的一侧,且输出端与盒盖错位滑座连接,以便驱动盒盖错位滑座沿盒盖错位滑轨来回直线运动;盒盖错位滑座内设有盒盖错位槽,盒盖错位槽沿盒盖导料槽方向设置,盒盖错位槽与盒盖导料槽对接时,盒盖导料槽内的盒盖滑入盒盖错位槽内;
上述顶料组件包括顶料气缸及顶料块,其中,上述顶料气缸设置于盒盖导料座的侧部,且顶料气缸的输出端朝盒盖导料槽相同方向设置;上述顶料块连接于顶料气缸的输出端上,且朝盒盖错位槽方向设置;盒盖错位槽与盒盖导料槽错位时,顶料块对准盒盖错位槽的一侧;
上述旋转组件包括盒盖旋转电机及盒盖旋转座,其中,上述盒盖旋转电机设置于盒盖错位支座的一侧,且输出端朝盒盖导料槽的出料方向设置;上述盒盖旋转座连接于盒盖旋转电机的输出端,且经盒盖旋转电机而旋转运动;盒盖旋转座内沿盒盖导料槽的出料方向设有盒盖中转槽;盒盖错位槽与盒盖导料槽错位后,盒盖旋转座靠近盒盖错位滑座的侧部设置,且盒盖中转槽与盒盖错位槽的另一侧对接设置,位于盒盖错位槽一侧的顶料块在顶料气缸驱动下将盒盖错位槽内的盒盖顶入盒盖旋转座的中转槽内;盒盖上贴标完成后,盒盖旋转电机驱动盒盖旋转座旋转90°,使盒盖的盖口朝下。
优选地,所述的封盖机构包括封盖支架、封盖支板、封盖水平滑轨、封盖水平气缸、封盖水平滑座、封盖升降滑轨、封盖升降气缸、封盖升降滑座、封盖夹料气缸及封盖夹爪,其中,上述封盖工位与盒盖上料机构之间;上述封盖支板竖直连接于封盖支架的侧部,封盖支板上设有封盖水平滑轨,封盖水平滑轨的一侧设有封盖水平气缸;上述封盖水平滑座可滑动地嵌设在封盖水平滑轨上,且与封盖水平气缸的输出端连接,封盖水平气缸驱动封盖水平滑座沿封盖水平滑轨来回直线运动;上述封盖升降滑轨竖直设置于封盖水平滑座的侧壁上;上述封盖升降气缸设置于封盖水平滑座的顶部,且输出端朝下设置;上述封盖升降滑座可滑动地嵌设在封盖升降滑轨上,且与封盖升降气缸的输出端连接,封盖升降气缸驱动封盖升降滑座沿封盖升降滑轨方向来回直线运动;上述封盖夹料气缸设置于封盖升降滑座上,且输出端朝下设置;上述封盖夹爪包括二个,两封盖夹爪分别连接于封盖夹料气缸的输出端上,并经封盖夹料气缸驱动而相对或相反运动,以便夹紧或松开盒盖;上述旋转组件使盒盖旋转至盖口朝下后,封盖夹爪将盒盖夹紧取出,并搬运至封盖工位处,将盒盖盖设在封盖工位处的盒体上;盒体封盖后,运料机构将盒体搬运至装针头工位处,以便装针头。
优选地,所述的针头上料机构设置于机架的一侧,且针头上料机构的出料端延伸至机架上方,针头上料机构通过料管与设置于装针头工位一侧的装针头机构连接,并将针头输送至装针头工位处,以便装针头机构将针头插入装针头工位处的盒体内;
上述针头上料机构包括针头振动盘、针头导料座及针头出料组件,其中,上述针头振动盘内放置有多个针头,针头导料座设置于针头振动盘的出料口一侧,针头导料座内开设的针头导料槽与针头振动盘的出料口对接设置,针头振动盘内的针头连续逐次排列进入针头导料槽内,并沿针头导料槽向前传送;上述针头出料组件设置于针头导料槽的出料口一侧,且与针头导料槽对接设置,针头导料槽内的针头单次进入针头出料组件内,并经针头出料组件导出至装针头机构内,以便进行装针头;
上述针头出料组件包括针头错位座、针头错位滑座、针头错位气缸、针头错位导杆、出料口及出料管,其中,上述针头错位座设置于针头导料座的外侧,针头错位滑座沿垂直于针头导料槽方向设置于针头错位座上,并通过针头错位导杆可滑动地连接于针头错位座上,针头错位滑座对应针头导料槽一侧设有外侧开放的槽口,槽口的底部贯通针头错位滑座,该槽口与针头导料槽对接设置,针头导料槽内的单个针头滑入槽口内;上述针头错位气缸设置于针头错位座的一侧,且输出端与针头错位滑座连接,以便驱动针头错位滑座沿针头错位导杆来回直线运动;上述出料口开设在针头错位座上,并向下贯通针头错位座;上述出料管的一端连接于出料口的下部,另一端与装针头机构连接;上述槽口装入单个针头后,针头错位气缸驱动针头错位滑座直线滑动移动至出料口处,槽口内的针头向下经出料口滑入出料管内,并经出料管通过高气压气吹方式吹入装针头机构内;
上述装针头机构包括装针头支架、装针头滑轨、装针头升降气缸、装针头升降滑座、装针头座、进料管及压针头气缸,其中,上述装针头支架设置于装针头工位侧部,装针头支架的侧壁上竖直设有装针头滑轨;上述装针头升降滑座可滑动地嵌设在装针头滑轨上;上述装针头升降气缸设置于装针头支架的上部,且输出端朝下设置,并连接于装针头升降滑座上,以便驱动装针头升降滑座升降运动;上述装针头座连接于装针头升降滑座的下部,且随装针头升降滑座升降运动,装针头座内部设有针头腔体,该针头腔体的下部设有出针头口;上述进料管设置于装针头座上,且两端分别与针头腔体及上述出料管连接,出料管导出的针头经进料管进入针头腔体内;上述压针头气缸设置于装针头支架上,且其输出端向下插入针头腔体内,以便将针头腔体内的针头向下压出出针头口,使针头穿过盒盖插入盒体内。
一种试剂盒全自动灌装和封闭生产线的生产工艺,包括以下工艺步骤:
S1、盒体错位上料:盒体上料机构将盒体连续导出,并通过盒体错位上料组件使最外端的盒体错位后,由运料机构将盒体错位上料组件内的盒体搬运至注液工位处;
S2、注液:储液机构内储存的试剂液流入注液机构的中转槽内,注液机构的两组注液枪经由旋转电机驱动轮流将中转槽内的试剂液吸取后注射至注液工位处的盒体内;
S3、切膜及预封:步骤S2中注液完成后的盒体经运料机构搬运至预封及切膜工位处,预封及切膜机构的出膜组件上卷绕的带状膜被切膜组件拉出并在预封及切膜工位上方切断成单片的膜体,预封及切膜机构的预封组件将膜体压合在盒体上,并进行预热封;
S4、热封:步骤S3中预热封后的盒体被运料机构搬运至热封工位处,经热封机构对盒体上的膜体进行热封闭合;
S5、标签打印、脱标及吸标:在线打印机构打印的标签卷导入脱标机构内后,吸标机构将标签卷上的标签纸吸附,脱标机构将标签纸从底纸层上完全脱离后,吸标机构将标签纸搬运至盒盖上料机构处;
S6、盒盖错位上料、贴标及旋转:盒盖上料机构将盒盖连续导出,并通过盒盖错位上料组件使最外端的盒盖错位后,由盒盖上料机构的顶料组件将盒盖顶至旋转组件内;步骤S5中的吸标机构将吸附的标签纸贴附在旋转组件内的盒盖侧壁上后,旋转组件将盒盖旋转90°,使盒盖的盖口朝下;
S7、封盖:步骤S4中热封完成后的盒体经运料机构搬运至封盖工位处;步骤S6中旋转组件内盖口朝下的盒盖经封盖机构夹取并盖合在封盖工位处的盒体上;
S8、针头上料:针头上料机构将针头连续导出,并通过针头上料机构的针头出料组件使针头错位后,滑入出料管内;
S9装针头:步骤S7中封盖完成后的盒体经运料机构搬运至装针头工位处;步骤S8中出料管内的针头经高气压吹入装针头机构的进料管内,并由装针头机构的压针头气缸将针头经盒盖插入盒体内,形成完整的试剂盒;
S10、中转包装:步骤S9中装针头完成后的试剂盒经运料机构搬运至转换工位处,以便经机械手搬运至包装装置内进行包装。
本发明的有益效果在于:
本发明针对现有包装存在的缺陷和不足进行研究开发,针对医疗试剂盒的自动化生产组装及灌装需求,研发设计了一种同时集成有盒体错位上料,注液,切膜及预封,热封,标签打印、脱标及吸标,盒盖错位上料、贴标机旋转,封盖,针头上料,装针头等工艺步骤于一体,实现试剂盒全自动组装及灌装封闭,有效提高生产产能减少生产成本,提高产品质量的试剂盒全自动灌装和封闭生产线及其生产工艺。
本发明针对试剂盒的三个部件盒体、盒盖及针头分别设计有盒体上料机构、盒盖上料机构及针头上料机构,三种上料机构均采用机械行业较常用的振动盘作为连续上料结构,特别之处在于本发明的盒体上料机构在盒体导料槽的出料口还设计有盒体错位上料组件,通过盒体错位上料组件将单个盒体取出,以便于运料机构夹取盒体,错位的同时封住盒体导料槽的出料口,可阻挡盒体导料槽内的盒体继续运动;盒体错位上料组件的盒体错位滑座沿垂直于盒体导料槽方向直线运动,当盒体错位滑座的盒体对接槽对接盒体导料槽时,盒体导料槽内最外端的盒体进入盒体对接槽内,盒体对接槽带动该盒体错位移动,阻挡盒体导料槽内的出料口。同样的盒盖上料机构也设计有盒盖错位上料组件,其结构设计及功能原理与盒体错位上料组件类似,但是由于盒盖的侧壁需要贴附标签,因此盒盖经振动盘导出时,其侧壁朝上设置(盖口朝侧),而将盒盖盖合至盒体上时又要求盒盖的盖口朝下设置;因此,基于此背景,本发明在盒盖错位上料组件的两侧分别设有顶料组件及旋转组件,当盒盖错位上料组件错位移动将盒盖导料槽的出料口阻挡后,顶料组件从盒盖错位上料组件的一侧将盒盖错位上料组件内的盒盖向另一侧顶出至旋转组件内,当吸标机构将吸附的标签纸贴附至盒盖的侧壁上后,旋转组件带动盒盖旋转90°,使得盒盖盖口朝下,以便后续将盒盖盖合在盒体上。另外,本发明的针头上料机构也通过针头错位滑座完成针头的错位上料,其功能与盒体及盒盖错位类似,但是,针对枕头的上料方式为高压气吹实现针头移动,因此,本发明在针头错位座上设有向下贯通的出料口,出料口下部连接有出料管,当针头错位滑座滑动至错位位置时,其上的针头从出料口向下滑入出料管内,经高压气吹至装针头机构的进料管内,错位的同时直接完成针头的出料。
本发明根据试剂盒的注液需求研发设计有储液机构、注液机构作为试剂盒灌装执行机构,试剂盒内设有四个试剂槽需要注射最多四种试剂;因此,相应的储液机构包括四个储液罐,储液罐通过直线模组驱动而实现升级运动;特别地,本发明的注液机构设计有中转槽及两组注液枪,其中,中转槽作为试剂液中转储存结构,中转槽内设有四个槽体,储液罐通过液路与中转槽连接,当储液罐在直线模组驱动下上升至高于中转槽上方时,储液罐内的试剂在自身重力作用下自动留入中转槽内;同时根据四个试剂槽的注液需求,中转槽内设有四个槽体;更进一步的,由于盒体上四个试剂槽的间距固定,因此两组注液枪内的四个注液枪的设置间距与试剂槽的排列间距相同,为保证四个注液枪能等间距地从中转槽内吸取试剂液,本发明中转槽内的中间两槽体采用横截面为L状结构,中间两槽体的L边分别插入外侧两槽体之间,在保证吸液间距的同时有效地利用了中转槽空间位置;另外,本发明的两组注液枪分别对应地设置于旋转座的两侧,吸液或注液时,旋转座经旋转电机驱动而旋转运动,使得两组注液枪分别在注液工位与中转槽之间轮流运动,一侧的注液枪从中转槽吸取试剂的同时,另一侧的注液枪将试剂注射至试剂槽内,如此轮流工作,极大地提高了注液效率。
本发明设计有预封及切膜机构、封液机构,以便对注液后的盒体进行覆膜、预热封及热封,使得膜体将盒体试剂槽口密封闭合;本发明独创地设计的预封及切膜机构将带状膜直接切断成单片的膜体后通过预封组件使单片膜体预封至盒体上部,且切膜与预封通过一次下压动作同步联动完成,有效地简化了机械结构,对提升整线的生产产能具有良好助力;本发明预封及切膜机构的出膜组件直接卷绕有带状膜,带状膜延伸至切膜组件处,切膜组件包括设置于预封及切膜工位前后两侧的前夹膜爪及后夹膜爪,其中前夹膜爪固定,后夹膜爪沿出膜方向活动设置,后夹膜爪夹紧带状膜后,将其拉伸至预封及切膜工位上方,切膜组件的切刀在切膜升降气缸驱动下降带状膜切断成单片的膜体,切断完成后,后夹膜爪夹持的膜体从带状膜脱离,前夹膜爪保持夹紧带状膜;同时,高度高于切刀的预热封座滞后于切刀下压膜体,使膜体与盒体进行预热封;预热封完成后,后夹膜爪在拉膜气缸驱动下返回至前夹膜爪处,并将夹夹膜爪处的带状膜端头夹紧,前夹膜爪松开带状膜,后夹膜爪拉动带状膜向外运动使其重新覆盖至预封及切膜工位上方,以便进行下一次切膜及预封动作;预热封完成后的盒体经运料机构搬运至热封工位处,并经封液机构对膜体进行再次热封,以保证灌装试剂液的密封性。
本发明针对试剂盒盒盖的侧壁上需要贴标签纸后再自动组装至盒体上的技术要求,设计有在线打印机构、脱标机构、吸标机构及盒盖上料机构,其中,在线打印机构为本行业较为常见的装置,因此在本发明中不多加赘述;特别之处在于,本发明针对打印后的标签纸从底层纸上脱离及吸附问题设计的脱标机构及吸标机构,其中,脱标机构包括由上而下间隔设置的上支座、脱标滑座及下支座作为脱标机构的主要承载部件,上支座及下支座固定设置,脱标滑座可滑动地设置于上支座上,且脱标滑座的一端设有上下留有间隙的脱标推轮及脱标板;下支座内连接有两间隔设置的第一压紧轮及第二压紧轮从在线打印机构导出的卷状标签穿过脱标推轮及脱标板之间的间隙插入第一压紧轮及第二压紧轮之间,并通过第一压紧轮及第二压紧轮压紧固定;卷状标签上的标签纸在穿过脱标推轮时,其上部的标签纸杯脱标板剥离,当脱标滑座带动脱标推轮向外推动卷状标签的底纸层时,标签纸逐渐与底纸层完全脱离,该种结构设计通过简单的直线推动实现标签纸的脱离,有效地提高了脱标效率及质量,脱标的同时将卷状标签从在线打印机构内不断拉出,适合连续不断地生产线加工作业;脱离底纸层后的标签纸在脱标板上被吸标机构吸附固定,并贴附至盒盖的侧壁上;贴附标签后的盒盖被封盖盖合至盒体上。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图。
图2为图1隐藏运料机构后的立体结构示意图之一。
图3为图2隐藏盒体上料机构后的立体结构示意图。
图4为图1隐藏运料机构后的立体结构示意图之二。
图5为本发明试剂盒的立体结构示意图。
图6为本发明运料机构的立体结构示意图之一。
图7为本发明运料机构的立体结构示意图之二。
图8为本发明盒体上料机构的立体结构示意图。
图9为图8中I处放大结构示意图。
图10为本发明储液机构的立体结构示意图。
图11为本发明注液机构的立体结构示意图之一。
图12为本发明注液机构的立体结构示意图之二。
图13为图11或图12中试剂中转槽的立体示意图。
图14为本发明预封及切膜机构的立体结构示意图之一。
图15为本发明预封及切膜机构的立体结构示意图之二。
图16为本发明封液机构的立体结构示意图。
图17为本发明脱标机构的立体结构示意图。
图18为本发明吸标机构的立体结构示意图。
图19为本发明盒盖上料机构的立体结构示意图。
图20为图19中II处放大结构示意图。
图21为本发明封盖机构的立体结构示意图。
图22为本发明针头上料机构的立体结构示意图之一。
图23为本发明针头上料机构的立体结构示意图之二。
图24为图22中III处放大结构示意图。
图25为图23中IV处放大结构示意图。
图26为本发明装针头机构的立体结构示意图。
图27为本发明的工艺步骤流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步描述:
如图1至图26所示,本发明采取的技术方案如下:一种试剂盒全自动灌装和封闭生产线,包括机架1、运料机构2、盒体上料机构3、储液机构4、注液机构5、预封及切膜机构6、封液机构7、在线打印机构8、脱标机构9、吸标机构10、封盖机构11、盒盖上料机构13、针头上料机构14及装针头机构15;其中,机架1上沿直线方向依次间隔设有注液工位A、预封及切膜工位B、封液工位C、封盖工位D、装针头工位E及转换工位F;上述运料机构2沿工位延伸方向设置于机架1上,运料机构2上设有至少二个夹料组件,各夹料组件同步直线运动,以便将工位上的试剂盒0同步移送至下一工位以便进行加工;上述盒体上料机构3、盒盖上料机构13及针头上料机构14沿机架1的侧部设置,并分别通过振动将盒体01、盒盖02及针头03向外导出;上述储液机构4及注液机构5设置于注液工位A的一侧,储液机构4内储存有至少二种试剂,并导入注液机构5内,盒体01被运料机构2搬运至注液工位A处后,注液机构5将试剂注入盒体01内;上述预封及切膜机构6设置于预封及切膜工位B的一侧,注液后的盒体01被搬运至预封及切膜工位B处,预封及切膜机构6将带状膜63拉出并覆盖于盒体01顶部后切断带状膜63,并对覆盖于盒体01上的膜体进行预热封;上述封液机构7设置于封液工位C的一侧,预封后的盒体01在封液工位C处经封液机构7进行热封,热封后的盒体01被搬运至封盖工位D处;上述在线打印机构8、脱标机构9、吸标机构10及封盖机构11设置于封盖工位D的一侧,在线打印机构8连续打印的标签贴附在带状的底纸上,底纸及标签穿入脱标机构9内,经脱标机构9将标签从底纸上脱离,吸标机构10将标签吸取后贴附在盒盖上料机构13导出的盒盖02的侧壁上;上述封盖机构11将贴附标签后的盒盖02从盒盖上料机构13处搬运并盖合在封盖工位D处的盒体01上,盖好盖盒02后的盒体01被搬运至装针头工位E处;上述装针头机构15设置于装针头工位E一侧并与针头上料机构14连接,针头上料机构14导出的针头03经装针头工位E插设于盒体01上,形成完整的试剂盒0,试剂盒0经运料机构2搬运至转换工位F处,以便机械手将其搬运至包装装置中进行装袋包装。
试剂盒0包括盒体01、盒盖02及针头03,其中,上述盒体01上并排设有四个开口向上的试剂槽04,试剂槽04的一侧设有针头插槽;上述试剂槽04内经注液机构5注射试剂,注射完成后试剂槽04的顶部经预封及切膜机构6及封液机构7覆盖膜体并热封密闭;上述盒盖02上对应试剂槽04及针头插槽设有通槽,盒盖02盖设在注液及热封密闭后的盒体01上,且其通槽上下对应试剂槽04及针头插槽设置以便后续取试剂及插针头;上述针头03插设在盖好盒盖02后的盒体01的针头插槽内,形成完整的试剂盒0。
运料机构2包括直线驱动组件、侧推及升降组件及夹料组件,其中,上述直线驱动组件沿工位排列方向设置于机架1上,侧推及升降组件连接于直线驱动组件的输出端,并经直线驱动组件驱动而沿工位排列方向直线运动;上述夹料组件包括至少二个,夹料组件沿工位排列方向间隔连接于侧推及升降组件的输出端上,并经侧推及升降组件驱动而沿垂直于工位排列方向运动,以便靠近工位,各夹料组件从前一工位上夹取盒体01或试剂盒0后经直线驱动组件驱动而整体将盒体01或试剂盒0搬运至下一工位;
上述直线驱动组件包括滑轨21、滑块22、滑板23、滑动气缸24及推杆25,其中,上述滑轨21设置于机架1上,滑块22可滑动地嵌设在滑轨21上;上述滑板23水平连接于滑块22上,滑板23的一端连接有推杆25,推杆25与设置于滑板23侧部的滑动气缸24的输出端连接,滑动气缸24驱动滑板23沿滑轨21来回直线滑动;
上述侧推及升降组件包括侧推气缸26、支板27、支座28、升降滑轨29、升降滑座210、升降气缸211及支撑导座212,其中,上述支板27竖直连接于滑板23上,并沿垂直于滑轨21方向在滑板23上自由滑动;上述侧推气缸26设置于支板27的一侧,且侧推气缸26的输出端延伸至支板27的另一侧与支板27连接,侧推气缸26驱动支板27来回直线运动;上述支座28包括至少二个,支座28竖直连接固定于支板27另一侧的侧壁上;上述升降滑轨29竖直设置于支座28的侧壁上,升降滑轨29上可滑动地嵌设有升降滑座210;上述升降气缸211设置于支座28的上部,升降气缸211的输出端朝下设置,并连接于升降滑座210上,以便驱动升降滑座210升降运动;上述支撑导座212固定连接于升降滑座210上,并沿滑轨21方向延伸,支撑导座212上间隔设置有至少二个夹料组件;
上述夹料组件包括支撑座213、夹料气缸214、连接块215及夹爪216,其中,上述支撑座213连接于支撑导座212上,夹料气缸214设置于支撑座213上,夹料气缸214的输出端连接有两连接块215;上述夹爪216包括二个,两夹爪216分别连接于两连接块215上,夹料气缸214通过两连接块215驱动两夹爪216相对或相向运动,以便松开或夹紧盒体01或试剂盒0。
盒体上料机构3包括盒体振动盘31、盒体导料座32及盒体错位上料组件33,其中,上述盒体振动盘31设置于机架1的侧部,其内放置有待灌装封闭的盒体01;上述盒体导料座32连接于盒体振动盘31的出料口,盒体导料座32内设有条状的盒体导料槽34,盒体振动盘31导出的盒体01进入盒体导料槽34内,并在盒体导料座32内逐次排列向前传送;上述盒体错位上料组件33连接于盒体导料座32的出料口,并与盒体导料槽34对接,盒体导料槽34导出的盒体01进入盒体错位上料组件33内后,盒体错位上料组件33与盒体导料槽34错开,以便运料机构2夹取盒体01;
所述的盒体错位上料组件33包括盒体错位支座331、盒体错位滑轨332、盒体错位滑座333、盒体对接槽334及盒体错位气缸335,其中,上述盒体错位支座331设置于盒体导料座32出料口的侧部,盒体错位滑轨332沿垂直于盒体导料槽34方向设置于盒体错位支座331上;上述盒体错位滑座333可滑动地嵌设在盒体错位滑轨332上,盒体错位滑座333内设有与盒体导料槽34同向的盒体对接槽334,接料时,盒体对接槽334与盒体导料槽34处于同一直线上,盒体导料槽34内的盒体01直接滑入盒体对接槽334内;上述盒体错位气缸335设置于盒体错位滑座333的一侧,且输出端与盒体错位滑座333连接,盒体错位气缸335驱动盒体错位滑座333沿盒体错位滑轨332直线滑动,使盒体对接槽334与盒体导料槽34错开,以阻挡盒体导料槽34内的盒体01继续进入盒体对接槽334内,便于运料机构2从盒体对接槽334夹取盒体01,并将盒体01搬运至注液工位A处。
储液机构4及注液机构5的液路相互连通,储液机构4内储存的不同试剂液经液路流入注液机构5内,并经注液机构5注射至注液工位A处的盒体01的试剂槽04内;
上述储液机构4包括四套,四套储液机构4内储存不同的试剂液,以便注射至盒体01的四个试剂槽04内;储液机构4包括直线模组41、直线滑座42及储液罐43,其中,上述直线模组41竖直间隔设置于机架1上;上述直线滑座42可滑动地连接于直线模组41上,并经直线模组41驱动而沿竖直方向升降运动;上述储液罐43连接于直线滑座42上,并随直线滑座42升降运动,储液罐43内储存有试剂;
上述注液机构5设置于储液机构4与注液工位A之间,注液机构5包括注液支座51、注液支板52、气泵53、中转槽54、注液升降气缸55、升降座56、旋转电机57、旋转座58、注液枪59、接液气缸510及接液盒511,其中,上述注液支座51水平设置于机架1上,注液支板52竖直设置于注液支座51上,注液支板52的上部设有支撑平台,该支撑平台上设有两组气泵53,两组气泵53分别靠近储液机构4及注液工位A,各组气泵53分别包括四个;
上述中转槽54设置于注液支座51上,并靠近注液工位A,中转槽54与储液罐43通过液路连接,储液罐43上升后,其内的试剂液在重力作用下经液路流入中转槽54内;中转槽54上分别设有开口朝上且沿工位设置方向逐次排列的第一槽体541、第二槽体542、第三槽体543及第四槽体544,其中,上述第一槽体541及第四槽体544的横截面为矩形结构,第二槽体542及第三槽体543的横截面为L型结构,第二槽体542及第三槽体543的L侧边在靠近注液工位A的一侧处,插设于第一槽体541与第四槽体544之间的间隙中,使得中转槽54靠近注液工位A一侧的槽口,沿工位设置方向等间距排列,以便注液枪59经该侧槽口插入中转槽54内,吸出中转槽54内的试剂液;
上述注液升降气缸55设置于中转槽54的一侧,且输出端朝上设置;上述升降座56水平连接于注液升降气缸55的输出端上,并经注液升降气缸55驱动而升降运动;上述旋转电机57设置于升降座56上,且输出端朝上设置;上述旋转座58水平连接于旋转电机57的输出端上,并经旋转电机57驱动而旋转运动,旋转座58靠近储液机构4及注液工位A的两侧分别设有一组注液枪59,各组注液枪59分别包括四个,且四个注液枪59在竖直方向上对应试剂槽04间隔排列,两组注液枪59分别对应地与两组气泵53连接,通过气泵53提供吸液动力;靠近中转槽54一侧的注液枪59经注液升降气缸55驱动下降,插入中转槽54内吸取试剂液后上升,旋转电机57驱动注液枪59旋转180°,使该组注液枪59位于注液工位A的上方,注液升降气缸55驱动其下降至靠近盒体01,注液枪59将试剂液注入盒体01的试剂槽04内;旋转座58一侧的注液枪59从中转槽54吸取试剂液,旋转座58另一侧的注液枪59则将试剂液注入试剂槽04内,如此循环;注液工位A上完成注液后的盒体01经运料机构2搬运至预封及切膜工位B处;
上述接液气缸510设置于中转槽54的一侧,接液盒511连接于接液气缸510的输出端,接液盒511为条状盒体结构,并延伸至中转槽54的上方,注液枪59从中转槽54内吸取试剂液后,接液盒511移动至注液枪59下方,以便接住注液枪59滴落的试剂液。
预封及切膜机构6靠近预封及切膜工位B设置,预封及切膜机构6包括出膜组件、切膜组件及预封组件,出膜组件导出的带状膜63进入切膜组件内,经切膜组件切断为单片的膜体后覆盖于预封及切膜工位B处的盒体01上;上述预封组件设置于预封及切膜工位B上方,预封组件下压膜体,并对膜体进行预热封;
上述出膜组件包括出膜支架61及料卷62,其中,上述出膜支架61设置于机架1上,料卷62可转动地设置于出膜支架61上,料卷62上卷绕有带状膜63,带状膜63的出膜端朝预封及切膜工位B方向设置;
上述切膜组件包括切膜底座64、切膜升降气缸65、切膜升降滑座66、固定块611、切刀612、拉膜气缸613、拉膜座614、后夹膜气缸615、后夹膜爪616、前夹膜气缸617及前夹膜爪618,其中,上述切膜底座64设置于出膜支架61与预封及切膜工位B之间,切膜升降气缸65固定于切膜底座64靠近预封及切膜工位B一侧的侧壁上,且输出端朝下设置;上述切膜升降滑座66连接于切膜升降气缸65的输出端上,并经切膜升降气缸65驱动而升降运动;上述切刀612通过固定块611与切膜升降滑座66连接,带状膜63经张紧轮张紧后延伸至切刀612下方;上述拉膜气缸613设置于出膜支架61上,且输出端朝出膜方向设置;上述拉膜座614连接于拉膜气缸613的输出端上;上述后夹膜气缸615设置于拉膜座614上,前夹膜气缸617设置于出膜支架61上,后夹膜气缸615及前夹膜气缸617沿出膜方向分别设置于预封及切膜工位B的两侧;上述后夹膜爪616连接于后夹膜气缸615的输出端上,上述前夹膜爪618连接于前夹膜气缸617的输出端上,带状膜63延伸至预封及切膜工位B上部后,其位于预封及切膜工位B两侧部位分别经后夹膜爪616及前夹膜爪618夹紧,切膜升降气缸65驱动切刀612向下经预封及切膜工位B侧部切断,形成膜体覆盖于预封及切膜工位B处的盒体01上部,以便预封组件对膜体在盒体01上进行预热封闭,预封完成后,拉膜气缸613驱动后夹膜爪616沿出膜相反方向运动,并夹紧前夹膜爪618处被切断的带状膜63端部,前夹膜爪618松开带状膜63,拉膜气缸613驱动后夹膜爪616沿出膜方向运动,以便将带状膜63拉出至预封及切膜工位B上方,以便下一次预封及切膜;
上述预封组件包括预热封支座67、弹簧杆69及预热封座610,其中,上述预热封支座67连接于切膜升降滑座66的侧部,并随切膜升降滑座66升降运动;上述弹簧杆69包括至少二根,弹簧杆69竖直插设在预热封支座67向外延伸的支撑部68上,且延伸至支撑部68下方;上述预热封座610连接于弹簧杆69下部,且预热封座610的底部高于切刀612的底部;上述切刀612通过固定块611固定于预热封支座67的侧壁上,切膜升降气缸65驱动切膜升降滑座66下降时,切膜升降滑座66通过预热封支座67带动切刀612及预热封座610同时下降,且切刀612先于预热封座610接触带状膜63,并切断带状膜63后,预热封座610接触切断后膜体,以便将膜体压覆在盒体01上,且进行预热封;预封完成后的盒体01经运料机构2搬运至封液工位C处,以便封液机构7对膜体进行热封。
封液机构7包括封液支座71、封液气缸72、封液滑座73、封液弹簧杆75及热封座76,其中,上述封液支座71竖直设置于封液工位C的侧部;上述封液气缸72设置于封液支座71的侧壁上,且输出端朝下设置;上述封液滑座73连接于封液气缸72的输出端上,且封液滑座73的下部设有向外延伸的承载部74;上述封液弹簧杆75包括至少二根,封液弹簧杆75竖直插设在承载部74上,且延伸至承载部74下方;上述热封座76连接于封液弹簧杆75的下端,热封座76对应设置于封液工位C的上方;封液气缸72驱动封液滑座73下降时,封液滑座73带动热封座76下压在封液工位C处的盒体01上,并通过封液弹簧杆75缓冲,以便对盒体01上的膜体进行热封,热封完成后的盒体01经运料机构2搬运至封盖工位D处,以便进行封盖。
在线打印机构8设置于机架1上,在线打印机构8内设有卷状的标签卷,标签卷的外端头连接在设置于在线打印机构8一侧的脱标机构9内,该标签卷包括标签层及底纸层,标签层为多个连续间隔排列的标签纸,并贴附在底纸层上,在线打印机构8在标签纸上打印标识;
上述脱标机构9包括脱标上支座91、脱标滑轨92、脱标气缸93、脱标滑座94、脱标推轮95、下支座96、第一压紧轮97、第二压紧轮98及脱标板99,其中,上述脱标上支座91设置于在线打印机构8的侧部;上述脱标滑轨92设置于脱标上支座91上,且沿标签卷导出方向延伸;上述脱标气缸93连接于脱标上支座91一侧,且输出端方向与脱标滑轨92方向相同;上述脱标滑座94可滑动地连接在脱标滑轨92上,脱标滑座94的一侧与脱标气缸93的输出端连接,脱标气缸93驱动脱标滑座94沿脱标滑轨92方向来回直线运动,脱标滑座94的另一侧为U型开口结构;上述脱标推轮95可滑动地连接在脱标滑座94的U型开口内;上述脱标板99水平设置于脱标滑座94的U型开口上部,且与脱标推轮95之间留有间隙,在线打印机构8导出的标签卷的底纸层穿入该间隙,并向下延伸,标签卷的标签纸经脱标板99从底纸层上分离;上述下支座96设置于脱标上支座91的下部,第一压紧轮97及第二压紧轮98可转动地连接于下支座96内,且第一压紧轮97及第二压紧轮98之间留有间隙,底纸层向下穿入该间隙内,并经第一压紧轮97及第二压紧轮98压紧固定;标签卷的标签纸经脱标板99分离后,水平放置于脱标板99上,以便吸标机构10吸附,脱标气缸93驱动脱标滑座94沿标签卷导出方向运动,脱标滑座94带动脱标推轮95向外推动底纸层,使底纸层与标签纸完全脱离;
上述吸标机构10包括吸标支架101、第一直线电机102、第一直线模组103、第一直线滑座104、第二直线模组105、第二直线电机106、第二直线滑座107、吸标旋转电机108及吸标座109,其中,上述吸标支架101设置于脱标机构9与盒盖上料机构13之间,第一直线模组103设置于吸标支架101上,第一直线电机102设置于第一直线模组103的端部,且输出端与第一直线模组103连接;上述第一直线滑座104可滑动地连接在第一直线模组103上,第一直线电机102的动力传递至第一直线模组103,通过丝杆与丝杆座传递至第一直线滑座104,以便驱动第一直线滑座104沿第一直线模组103来回直线运动;上述第二直线模组105竖直设置于第一直线滑座104上,第二直线电机106设置于第二直线模组105)的顶部,且输出端与第二直线模组105连接;上述第二直线滑座107可滑动地连接于第二直线模组105上,第二直线电机106的动力通过丝杆及丝杆座传递至第二直线滑座107,以便驱动第二直线滑座107沿竖直方向升降运动;上述吸标旋转电机108连接于第二直线滑座107上,且输出端朝下设置;上述吸标座109连接于吸标旋转电机108的输出端上,并经吸标旋转电机108驱动而旋转运动;吸标时,第一直线电机102驱动吸标座109运动至脱标板99上方后,第二直线电机106驱动吸标座109贴近脱标板99上的标签纸,以便吸附固定标签纸,脱标机构9使标签纸与底纸层完全分离后,吸标座109将标签纸运送至盒盖上料机构13的出料端,并将标签纸贴附在盒盖02上,吸标座109通过吸标旋转电机108调整吸标及贴标角度。
盒盖上料机构13设置于机架1的侧部,盒盖上料机构13包括盒盖振动盘131、盒盖导料座132、盒盖错位上料组件133、顶料组件135及旋转组件136,其中,上述盒盖振动盘131内放置有多个盒盖02,盒盖振动盘131的输出端连接有盒盖导料座132,盒盖导料座132的盒盖导料槽134与盒盖振动盘131的出料口对接设置,盒盖02经盒盖振动盘131连续逐次地导出至盒盖导料槽134内,且盒盖02的盖口朝侧方设置;上述盒盖错位上料组件133设置于盒盖导料槽134出料口一侧,且与盒盖导料槽134对接,以便盒盖导料槽134内的盒盖02进入盒盖错位上料组件133内,盒盖02进入盒盖错位上料组件133内后,盒盖错位上料组件133与盒盖导料槽134错位;上述顶料组件135及旋转组件136分别设置于盒盖错位上料组件133的两侧,盒盖错位上料组件133错位后,顶料组件135将盒盖错位上料组件133内的盒盖02顶入旋转组件136内,盒盖02在旋转组件136内时,吸标机构10将吸附的标签纸贴附在盒盖02的侧壁上;标签纸贴附完成后,旋转组件136带动盒盖02旋转90°,使盒盖02的盖口朝下,以便封盖机构11将盒盖02取出,并盖设在封盖工位D处的盒体01上;
上述盒盖错位上料组件133包括盒盖错位支座1331、盒盖错位滑轨1332、盒盖错位滑座1333、盒盖错位气缸1334、盒盖错位槽1335,其中,上述盒盖错位支座1331设置于盒盖导料座132的一侧,盒盖错位滑轨1332沿垂直于盒盖导料槽134方向设置于盒盖错位支座1331上;上述盒盖错位滑座1333可滑动地嵌设在盒盖错位滑轨1332上;上述盒盖错位气缸1334设置于盒盖错位滑座1333的一侧,且输出端与盒盖错位滑座1333连接,以便驱动盒盖错位滑座1333沿盒盖错位滑轨1332来回直线运动;盒盖错位滑座1333内设有盒盖错位槽1335,盒盖错位槽1335沿盒盖导料槽134方向设置,盒盖错位槽1335与盒盖导料槽134对接时,盒盖导料槽134内的盒盖02滑入盒盖错位槽1335内;
上述顶料组件135包括顶料气缸1351及顶料块1352,其中,上述顶料气缸1351设置于盒盖导料座132的侧部,且顶料气缸1351的输出端朝盒盖导料槽134相同方向设置;上述顶料块1352连接于顶料气缸1351的输出端上,且朝盒盖错位槽1335方向设置;盒盖错位槽1335与盒盖导料槽134错位时,顶料块1352对准盒盖错位槽1335的一侧;
上述旋转组件136包括盒盖旋转电机1361及盒盖旋转座1362,其中,上述盒盖旋转电机1361设置于盒盖错位支座1331的一侧,且输出端朝盒盖导料槽134的出料方向设置;上述盒盖旋转座1362连接于盒盖旋转电机1361的输出端,且经盒盖旋转电机1361而旋转运动;盒盖旋转座1362内沿盒盖导料槽134的出料方向设有盒盖中转槽;盒盖错位槽1335与盒盖导料槽134错位后,盒盖旋转座1362靠近盒盖错位滑座1333的侧部设置,且盒盖中转槽与盒盖错位槽1335的另一侧对接设置,位于盒盖错位槽1335一侧的顶料块1352在顶料气缸1351驱动下将盒盖错位槽1335内的盒盖02顶入盒盖旋转座1362的中转槽内;盒盖02上贴标完成后,盒盖旋转电机1361驱动盒盖旋转座1362旋转90°,使盒盖02的盖口朝下。
封盖机构11包括封盖支架111、封盖支板112、封盖水平滑轨113、封盖水平气缸114、封盖水平滑座115、封盖升降滑轨116、封盖升降气缸117、封盖升降滑座118、封盖夹料气缸119及封盖夹爪1110,其中,上述封盖工位D与盒盖上料机构13之间;上述封盖支板112竖直连接于封盖支架111的侧部,封盖支板112上设有封盖水平滑轨113,封盖水平滑轨113的一侧设有封盖水平气缸114;上述封盖水平滑座115可滑动地嵌设在封盖水平滑轨113上,且与封盖水平气缸114的输出端连接,封盖水平气缸114驱动封盖水平滑座115沿封盖水平滑轨113来回直线运动;上述封盖升降滑轨116竖直设置于封盖水平滑座115的侧壁上;上述封盖升降气缸117设置于封盖水平滑座115的顶部,且输出端朝下设置;上述封盖升降滑座118可滑动地嵌设在封盖升降滑轨116上,且与封盖升降气缸117的输出端连接,封盖升降气缸117驱动封盖升降滑座118沿封盖升降滑轨116方向来回直线运动;上述封盖夹料气缸119设置于封盖升降滑座118上,且输出端朝下设置;上述封盖夹爪1110包括二个,两封盖夹爪1110分别连接于封盖夹料气缸119的输出端上,并经封盖夹料气缸119驱动而相对或相反运动,以便夹紧或松开盒盖02;上述旋转组件136使盒盖02旋转至盖口朝下后,封盖夹爪1110将盒盖02夹紧取出,并搬运至封盖工位D处,将盒盖02盖设在封盖工位D处的盒体01上;盒体01封盖后,运料机构2将盒体01搬运至装针头工位E处,以便装针头。
针头上料机构14设置于机架1的一侧,且针头上料机构14的出料端延伸至机架1上方,针头上料机构14通过料管与设置于装针头工位E一侧的装针头机构15连接,并将针头03输送至装针头工位E处,以便装针头机构15将针头03插入装针头工位E处的盒体01内;
上述针头上料机构14包括针头振动盘141、针头导料座142及针头出料组件143,其中,上述针头振动盘141内放置有多个针头03,针头导料座142设置于针头振动盘141的出料口一侧,针头导料座142内开设的针头导料槽144与针头振动盘141的出料口对接设置,针头振动盘141内的针头03连续逐次排列进入针头导料槽144内,并沿针头导料槽144向前传送;上述针头出料组件143设置于针头导料槽144的出料口一侧,且与针头导料槽144对接设置,针头导料槽144内的针头03单次进入针头出料组件143内,并经针头出料组件143导出至装针头机构15内,以便进行装针头;
上述针头出料组件143包括针头错位座1431、针头错位滑座1432、针头错位气缸1433、针头错位导杆1444、出料口1445及出料管1446,其中,上述针头错位座1431设置于针头导料座142的外侧,针头错位滑座1432沿垂直于针头导料槽144方向设置于针头错位座1431上,并通过针头错位导杆1444可滑动地连接于针头错位座1431上,针头错位滑座1432对应针头导料槽144一侧设有外侧开放的槽口,槽口的底部贯通针头错位滑座1432,该槽口与针头导料槽144对接设置,针头导料槽144内的单个针头03滑入槽口内;上述针头错位气缸1433设置于针头错位座1431的一侧,且输出端与针头错位滑座1432连接,以便驱动针头错位滑座1432沿针头错位导杆1444来回直线运动;上述出料口1445开设在针头错位座1431上,并向下贯通针头错位座1431;上述出料管1446的一端连接于出料口1445的下部,另一端与装针头机构15连接;上述槽口装入单个针头03后,针头错位气缸1433驱动针头错位滑座1432直线滑动移动至出料口1445处,槽口内的针头03向下经出料口1445滑入出料管1446内,并经出料管1446通过高气压气吹方式吹入装针头机构15内;
上述装针头机构15包括装针头支架151、装针头滑轨152、装针头升降气缸153、装针头升降滑座154、装针头座155、进料管156及压针头气缸157,其中,上述装针头支架151设置于装针头工位E侧部,装针头支架151的侧壁上竖直设有装针头滑轨152;上述装针头升降滑座154可滑动地嵌设在装针头滑轨152上;上述装针头升降气缸153设置于装针头支架151的上部,且输出端朝下设置,并连接于装针头升降滑座154上,以便驱动装针头升降滑座154升降运动;上述装针头座155连接于装针头升降滑座154的下部,且随装针头升降滑座154升降运动,装针头座155内部设有针头腔体,该针头腔体的下部设有出针头口;上述进料管156设置于装针头座155上,且两端分别与针头腔体及上述出料管1446连接,出料管1446导出的针头03经进料管156进入针头腔体内;上述压针头气缸157设置于装针头支架151上,且其输出端向下插入针头腔体内,以便将针头腔体内的针头03向下压出出针头口,使针头03穿过盒盖02插入盒体01内。
一种试剂盒全自动灌装和封闭生产线的生产工艺,包括以下工艺步骤:
S1、盒体错位上料:盒体上料机构将盒体连续导出,并通过盒体错位上料组件使最外端的盒体错位后,由运料机构将盒体错位上料组件内的盒体搬运至注液工位处;
S2、注液:储液机构内储存的试剂液流入注液机构的中转槽内,注液机构的两组注液枪经由旋转电机驱动轮流将中转槽内的试剂液吸取后注射至注液工位处的盒体内;
S3、切膜及预封:步骤S2中注液完成后的盒体经运料机构搬运至预封及切膜工位处,预封及切膜机构的出膜组件上卷绕的带状膜被切膜组件拉出并在预封及切膜工位上方切断成单片的膜体,预封及切膜机构的预封组件将膜体压合在盒体上,并进行预热封;
S4、热封:步骤S3中预热封后的盒体被运料机构搬运至热封工位处,经热封机构对盒体上的膜体进行热封闭合;
S5、标签打印、脱标及吸标:在线打印机构打印的标签卷导入脱标机构内后,吸标机构将标签卷上的标签纸吸附,脱标机构将标签纸从底纸层上完全脱离后,吸标机构将标签纸搬运至盒盖上料机构处;
S6、盒盖错位上料、贴标及旋转:盒盖上料机构将盒盖连续导出,并通过盒盖错位上料组件使最外端的盒盖错位后,由盒盖上料机构的顶料组件将盒盖顶至旋转组件内;步骤S5中的吸标机构将吸附的标签纸贴附在旋转组件内的盒盖侧壁上后,旋转组件将盒盖旋转90°,使盒盖的盖口朝下;
S7、封盖:步骤S4中热封完成后的盒体经运料机构搬运至封盖工位处;步骤S6中旋转组件内盖口朝下的盒盖经封盖机构夹取并盖合在封盖工位处的盒体上;
S8、针头上料:针头上料机构将针头连续导出,并通过针头上料机构的针头出料组件使针头错位后,滑入出料管内;
S9装针头:步骤S7中封盖完成后的盒体经运料机构搬运至装针头工位处;步骤S8中出料管内的针头经高气压吹入装针头机构的进料管内,并由装针头机构的压针头气缸将针头经盒盖插入盒体内,形成完整的试剂盒;
S10、中转包装:步骤S9中装针头完成后的试剂盒经运料机构搬运至转换工位处,以便经机械手搬运至包装装置内进行包装。
进一步,本发明针对现有包装存在的缺陷和不足进行研究开发,针对医疗试剂盒的自动化生产组装及灌装需求,研发设计了一种同时集成有盒体错位上料,注液,切膜及预封,热封,标签打印、脱标及吸标,盒盖错位上料、贴标机旋转,封盖,针头上料,装针头等工艺步骤于一体,实现试剂盒全自动组装及灌装封闭,有效提高生产产能减少生产成本,提高产品质量的试剂盒全自动灌装和封闭生产线及其生产工艺。本发明针对试剂盒的三个部件盒体、盒盖及针头分别设计有盒体上料机构、盒盖上料机构及针头上料机构,三种上料机构均采用机械行业较常用的振动盘作为连续上料结构,特别之处在于本发明的盒体上料机构在盒体导料槽的出料口还设计有盒体错位上料组件,通过盒体错位上料组件将单个盒体取出,以便于运料机构夹取盒体,错位的同时封住盒体导料槽的出料口,可阻挡盒体导料槽内的盒体继续运动;盒体错位上料组件的盒体错位滑座沿垂直于盒体导料槽方向直线运动,当盒体错位滑座的盒体对接槽对接盒体导料槽时,盒体导料槽内最外端的盒体进入盒体对接槽内,盒体对接槽带动该盒体错位移动,阻挡盒体导料槽内的出料口。同样的盒盖上料机构也设计有盒盖错位上料组件,其结构设计及功能原理与盒体错位上料组件类似,但是由于盒盖的侧壁需要贴附标签,因此盒盖经振动盘导出时,其侧壁朝上设置(盖口朝侧),而将盒盖盖合至盒体上时又要求盒盖的盖口朝下设置;因此,基于此背景,本发明在盒盖错位上料组件的两侧分别设有顶料组件及旋转组件,当盒盖错位上料组件错位移动将盒盖导料槽的出料口阻挡后,顶料组件从盒盖错位上料组件的一侧将盒盖错位上料组件内的盒盖向另一侧顶出至旋转组件内,当吸标机构将吸附的标签纸贴附至盒盖的侧壁上后,旋转组件带动盒盖旋转90°,使得盒盖盖口朝下,以便后续将盒盖盖合在盒体上。另外,本发明的针头上料机构也通过针头错位滑座完成针头的错位上料,其功能与盒体及盒盖错位类似,但是,针对枕头的上料方式为高压气吹实现针头移动,因此,本发明在针头错位座上设有向下贯通的出料口,出料口下部连接有出料管,当针头错位滑座滑动至错位位置时,其上的针头从出料口向下滑入出料管内,经高压气吹至装针头机构的进料管内,错位的同时直接完成针头的出料。本发明根据试剂盒的注液需求研发设计有储液机构、注液机构作为试剂盒灌装执行机构,试剂盒内设有四个试剂槽需要注射最多四种试剂;因此,相应的储液机构包括四个储液罐,储液罐通过直线模组驱动而实现升级运动;特别地,本发明的注液机构设计有中转槽及两组注液枪,其中,中转槽作为试剂液中转储存结构,中转槽内设有四个槽体,储液罐通过液路与中转槽连接,当储液罐在直线模组驱动下上升至高于中转槽上方时,储液罐内的试剂在自身重力作用下自动留入中转槽内;同时根据四个试剂槽的注液需求,中转槽内设有四个槽体;更进一步的,由于盒体上四个试剂槽的间距固定,因此两组注液枪内的四个注液枪的设置间距与试剂槽的排列间距相同,为保证四个注液枪能等间距地从中转槽内吸取试剂液,本发明中转槽内的中间两槽体采用横截面为L状结构,中间两槽体的L边分别插入外侧两槽体之间,在保证吸液间距的同时有效地利用了中转槽空间位置;另外,本发明的两组注液枪分别对应地设置于旋转座的两侧,吸液或注液时,旋转座经旋转电机驱动而旋转运动,使得两组注液枪分别在注液工位与中转槽之间轮流运动,一侧的注液枪从中转槽吸取试剂的同时,另一侧的注液枪将试剂注射至试剂槽内,如此轮流工作,极大地提高了注液效率。本发明设计有预封及切膜机构、封液机构,以便对注液后的盒体进行覆膜、预热封及热封,使得膜体将盒体试剂槽口密封闭合;本发明独创地设计的预封及切膜机构将带状膜直接切断成单片的膜体后通过预封组件使单片膜体预封至盒体上部,且切膜与预封通过一次下压动作同步联动完成,有效地简化了机械结构,对提升整线的生产产能具有良好助力;本发明预封及切膜机构的出膜组件直接卷绕有带状膜,带状膜延伸至切膜组件处,切膜组件包括设置于预封及切膜工位前后两侧的前夹膜爪及后夹膜爪,其中前夹膜爪固定,后夹膜爪沿出膜方向活动设置,后夹膜爪夹紧带状膜后,将其拉伸至预封及切膜工位上方,切膜组件的切刀在切膜升降气缸驱动下降带状膜切断成单片的膜体,切断完成后,后夹膜爪夹持的膜体从带状膜脱离,前夹膜爪保持夹紧带状膜;同时,高度高于切刀的预热封座滞后于切刀下压膜体,使膜体与盒体进行预热封;预热封完成后,后夹膜爪在拉膜气缸驱动下返回至前夹膜爪处,并将夹夹膜爪处的带状膜端头夹紧,前夹膜爪松开带状膜,后夹膜爪拉动带状膜向外运动使其重新覆盖至预封及切膜工位上方,以便进行下一次切膜及预封动作;预热封完成后的盒体经运料机构搬运至热封工位处,并经封液机构对膜体进行再次热封,以保证灌装试剂液的密封性。本发明针对试剂盒盒盖的侧壁上需要贴标签纸后再自动组装至盒体上的技术要求,设计有在线打印机构、脱标机构、吸标机构及盒盖上料机构,其中,在线打印机构为本行业较为常见的装置,因此在本发明中不多加赘述;特别之处在于,本发明针对打印后的标签纸从底层纸上脱离及吸附问题设计的脱标机构及吸标机构,其中,脱标机构包括由上而下间隔设置的上支座、脱标滑座及下支座作为脱标机构的主要承载部件,上支座及下支座固定设置,脱标滑座可滑动地设置于上支座上,且脱标滑座的一端设有上下留有间隙的脱标推轮及脱标板;下支座内连接有两间隔设置的第一压紧轮及第二压紧轮从在线打印机构导出的卷状标签穿过脱标推轮及脱标板之间的间隙插入第一压紧轮及第二压紧轮之间,并通过第一压紧轮及第二压紧轮压紧固定;卷状标签上的标签纸在穿过脱标推轮时,其上部的标签纸杯脱标板剥离,当脱标滑座带动脱标推轮向外推动卷状标签的底纸层时,标签纸逐渐与底纸层完全脱离,该种结构设计通过简单的直线推动实现标签纸的脱离,有效地提高了脱标效率及质量,脱标的同时将卷状标签从在线打印机构内不断拉出,适合连续不断地生产线加工作业;脱离底纸层后的标签纸在脱标板上被吸标机构吸附固定,并贴附至盒盖的侧壁上;贴附标签后的盒盖被封盖盖合至盒体上。
本发明的实施例只是介绍其具体实施方式,不在于限制其保护范围。本行业的技术人员在本实施例的启发下可以作出某些修改,故凡依照本发明专利范围所做的等效变化或修饰,均属于本发明专利权利要求范围内。