CN109179286A - 一种酒瓶自动上盖装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种酒瓶自动上盖装置,属于白酒自动化生产设备技术领域，包括第一输送线和酒瓶上盖单元，酒瓶上盖单元包括姿态调整单元、第一视觉检测机构及搬运机器人；第一视觉检测机构、搬运机器人沿第一输送线的运动方向依次设置在其上方，姿态调整单元设置在搬运机器人的一侧，姿态调整单元包括振动盘，振动盘的输出端与直线送料器的输入端相连，接料槽正对直线送料器的输出端，酒瓶经直线送料器进入接料槽中，透光板水平安装在接料槽的下端，接料槽的下方设有第二视觉检测机构，第二视觉检测机构用于检测接料槽中瓶盖的姿态，搬运机器人用于从接料槽中搬运瓶盖放置到酒瓶的瓶口。本发明装置能够对异型瓶盖进行上盖。

Description

一种酒瓶自动上盖装置
技术领域
本发明属于白酒自动化生产设备技术领域，具体涉及一种酒瓶自动上盖装置。
背景技术
现代的高中档白酒生产中，在罐装结束后对酒瓶进行上盖来对酒瓶进行密封，对于异形结构瓶盖，瓶盖上具有特征识别物为瓶盖角度识别的参考物，例如凸出的双耳等，酒瓶同时上具有特征识别物为酒瓶角度识别的参考物，例如酒瓶上的标签、贴花等，在上盖工序中，当待上盖的酒瓶旋转到姿态一致，需要将瓶盖的姿态调整一致再进行上盖，从而保证酒瓶上特征识别物相对上盖后酒瓶的姿态一致。
酒瓶上盖的生产工艺复杂，目前主要通过人工对瓶盖的姿态调整，保证瓶盖中双耳与酒瓶瓶身的特征识别物的相对角度一致，随后放置到酒瓶的瓶口上，上盖后的酒瓶送入压盖机进行压盖，能够通过观察双耳的位置差异来初步判断酒瓶密封质量，同时保证了较好的美观性。
酒瓶在上盖前，酒瓶已经经过多道工序处理，酒瓶的外观质量已经检测过多次，酒瓶一般不存在质量瑕疵；对于一般的异形瓶盖，为了减轻瓶盖的自身重量简化加工工艺，瓶盖为中空结构，瓶盖由瓶盖上部和瓶盖下部组成，瓶盖上部紧密嵌套在瓶盖下部中，瓶盖极可能存在瓶盖破埙的情况。
发明内容
本发明针对上述技术问题，提供一种酒瓶自动上盖装置，该装置能够自动调整瓶盖中特征识别物与酒瓶的特征识别物的相对角度一致及将瓶盖放置到酒瓶的瓶口上。
本发明采用的技术方案如下：一种酒瓶自动上盖装置，该装置包括第一输送线、至少一个酒瓶上盖单元，酒瓶上盖单元沿第一输送线的运动方向设置，每个酒瓶上盖单元均包括姿态调整单元、第一视觉检测机构及搬运机器人；第一视觉检测机构、搬运机器人沿第一输送线的运动方向依次设置在其上方，姿态调整单元设置在搬运机器人的一侧，姿态调整单元包括振动盘，振动盘的输出端与直线送料器的输入端相连，至少一个接料槽正对直线送料器的输出端，酒瓶经直线送料器进入接料槽中，透光板水平安装在接料槽的下端，接料槽的下方设有第二视觉检测机构，第二视觉检测机构正对接料槽，第二视觉检测机构用于检测接料槽中瓶盖的姿态，搬运机器人用于从接料槽中搬运瓶盖放置到酒瓶的瓶口。
进一步的，接料槽的数量为两个且并排设置，横移机构带动两个接料槽往复运动，两个并排设置的接料槽交替进行接料。
进一步的，还包括检测机构及剔除机构，检测机构及剔除机构沿第一输送线的运动方向依次设置在搬运机器人的下游，检测机构包括两组对射型光电传感器，两组对射型光电传感器设置在第一输送线的上方且位于不同高度，检测机构用于检测酒瓶是否上盖，剔除机构用于改变酒瓶在第一输送线上的轨迹。
进一步的，剔除机构包括剔除气缸，剔除气缸通过安装支架安装在第一输送线的机架上，剔除气缸的缸杆与推板的中部滑动连接，推板的上端与安装支架铰链。
进一步的，第一输送线上设有导流板，导流板固定在第一输送线的机架上且位于剔除机构的下游，导流板上设有两个对称设置的导流槽，导流槽用于对第一输送线上不同输送队列的酒瓶进行导流。
进一步的，搬运机器人包括搬运机器人本体和末端抓手，搬运机器人本体为四轴并联机器人或者六轴并联机器人。
进一步的，接料槽的一侧设有抓取备件放置台，抓取备件放置在抓取备件放置台上，废品放置盒设置在搬运机器人的一侧，搬运机器人包括末端抓手，末端抓手安装在搬运机器人的输出端，对于破损或者其他原因导致搬运机器人带动末端抓手不能抓取接料槽中的瓶盖时，搬运机器人带动末端抓手从抓取备件放置台取出抓取备件后再从接料槽中取出瓶盖，即搬运机器人利用抓取备件间接抓取瓶盖放置到废品放置盒。
本发明具有以下技术特点：
（1）该装置能够对异型瓶盖进行上盖，尤其适应于中高档白酒生产，本装置同样适应对普通的酒瓶进行上盖，此时该装置中的第二视觉检测机构可以省略，增加了设备的生产柔性；
（2）设置两个接料槽可以增加直线送料器的出料速度，一个接料槽用于接料直线送料器直接相连，第二视觉检测机构对另一个接料槽进行检测避免相邻瓶盖对被检测瓶盖的挤压，影响检测效果；
（3）剔除机构中通过推板转动来改变酒瓶的运动轨迹，有利于减少剔除气缸的运动行程，从而提高剔除效率。
附图说明
图1 为本发明装置的整体结构示意图。
图2 为本发明装置中姿态调整单元的局部结构示意图。
图3 为本发明装置中搬运机器人的立体结构示意图。
图4 为本发明装置中检测机构和剔除机构的立体结构示意图。
图5 为本发明装置中剔除机构的局部结构示意图。
图6 为本发明装置中第一视觉检测机构的立体结构示意图。
图中：1：第一输送线；2：姿态调整单元；2-1：振动盘；2-2：直线送料器；2-3：接料槽；2-4：透光板；2-5：抓手备件；2-6：抓手备件放置台；2-7：第二视觉检测机构；2-8：挡板；2-9：横移机构；3：第一视觉检测机构；3-1：安装框架；3-2：工业相机；3-3：碗形光源；4.搬运机器人；4-1：搬运机器人本体；4-2：末端抓手；5：机器人安装架；6：导流板；7：不合格品放置仓；8：检测机构； 9：剔除机构；9-1：安装支架；9-2：剔除气缸；9-3：推板；9-4：连接块；9-5：滑动轴。
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明提供的一种酒瓶自动上盖装置包括第一输送线1和两个一个酒瓶上盖单元，两个酒瓶上盖单元沿第一输送线1的运动方向依次设置，两个酒瓶上盖单元的结构相同，酒瓶上盖单元包括姿态调整单元2、第一视觉检测机构3和搬运机器人4 ，第一视觉检测机构3和搬运机器人4沿第一输送线1的运动方向依次设置在第一输送线1的上方，姿态调整单元2设置在第一视觉检测机构3的一侧，第一视觉检测机构1用于对酒瓶的姿态进行检测，即对异形酒瓶的特征标识为进行识别，姿态调整单元2包括振动盘2-1，振动盘2-1的输出端与直线送料器2-2的输入端相连，接料槽2-3设置在直线送料器2-2的输出端，瓶盖经直线送料器2-2进入接料槽2-3中，透光板2-4水平固定在接料槽2-3的下端，瓶盖水平放置在透光板2-4上，第二视觉检测机构2-7设置在接料槽2-3的下方，第二视觉检测机构2-7正对接料槽2-3的下方，第二视觉检测机构2-7用于检测接料槽2-3中瓶盖的姿态，第二视觉检测机构2-7拍摄的图片通过图像处理系统进行运算得到瓶盖相对被上盖酒瓶中特征识别物需要旋转的角度。
本实施例中特征识别为第一视觉检测机构3用于设别酒瓶瓶身上部的标签，第二视觉检测机构2-7用于检测异形瓶盖中标识物，例如双耳在瓶盖中的位置从而确定瓶盖的姿态。
如图1所示，瓶盖散乱地放置到振动盘2-1中，振动盘2-1将瓶盖按照大端在上、瓶口朝下的姿态整列输送，瓶盖随直线送料器2-2运动到进入到一侧的接料槽2-3中，为了增加瓶盖检测的效率，本实施例中优选单个姿态调整单元2中设置两个结构相同的接料槽2-3，两个接料槽2-3沿第一输送线1的运动方向排开，透光板2-4水平设置在接料槽2-3的下端，两个接料槽2-3并排设置在直线送料器2-2的输出端，横移机构2-9带动两个接料槽2-3沿垂直于直线送料器2-2的送料方向往复运动，即横移机构2-9带动两个接料槽2-3沿平行于第一输送线1的运动方向运动，两个接料槽2-3交替从直线送料器2-2的输出端接瓶盖，单个接料槽2-3最多可以同时容纳一个瓶盖，优选的，接料槽2-3的内部结构仿照瓶盖外侧面形状设计，接料槽2-3与瓶盖的外侧面接触起到限位的作用 。
如图6所示，第一视觉检测机构3包括安装框架3-1,遮光玻璃固定安装框架3-1的四周，工业相机3-2及碗形光源3-3固定在安装框架3-1的内部，碗形光源3-3位于工业相机3-2的下方，工业相机3-2正对碗形光源3-3的中心，碗形光源3-3朝向第一输送线1。
如图2所示，接料槽2-3对瓶盖圆周方向的包裹角度不超过180度，为了防止瓶盖从接料槽2-3中掉下，挡板2-8设置在直线送料器2-2的输出端的两侧，挡板2-8用于防止瓶盖从接料槽2-3中掉下。
被检测的瓶盖位于挡板2-8与接料槽2-3之间，第二视觉检测机构2-7对瓶盖进行检测，过程如下：横移机构2-9带动接料槽2-3向左侧移动，第二视觉检测机构2-7对左侧接料槽2-3中的瓶盖进行检测，第二视觉检测机构2-7对右侧接料槽2-3处的图片部分进行过滤，酒瓶进入右侧接料槽2-3中，横移机构2-9带动接料槽2-3向右侧移动，第二视觉检测机构2-7对右侧接料槽2-3中的端盖进行检测，瓶盖视觉检测机构对左侧接料槽2-3处的图片部分进行过滤，设置两个接料槽2-3能够将接料槽2-3进料、视觉检测机构拍照等动作同步进行，提高上盖的效率，当酒瓶位于挡板2-8与接料槽2-3之间时，接料槽2-3中瓶盖不受其他瓶盖的挤压，瓶盖水平放置在接料槽2-3上，保证第二视觉检测机构2-7拍照。
如图3所示，搬运机器人4包括搬运机器人本体4-1和末端抓手4-2，搬运机器人本体4-1为并联机器人，并联机器人为四轴并联机器人或者六轴并联机器人，四轴并联机器人具有三个移动自由度和一个转动自由度，六轴并联机器人具有三个移动自由度和三个转动自由度，并联机器人的工作空间小且拾取速度快适应于搬运小型物料，搬运机器人4安装在机器人安装架5上，本实施中末端抓手4-2包括吸盘，吸盘通过吸盘适配器安装在并联机器人的末端法兰上。
本发明装置还包括抓取备件放置台2-6，抓取备件放置台2-6设置在接料槽2-3的一侧， 抓取备件2-5放置在抓取备件放置台2-6上，搬运机器人4带动抓取备件2-5抓取上部破损的瓶盖放置到废品放置盒，当瓶盖上部破损导致末端抓手无法吸取瓶盖时或者其他因素导致搬运机器人4无法吸取接料槽2-3中的瓶盖时，搬运机器人4从抓手备件放置台2-6吸取抓手备件2-5从接料槽2-3吸取破损的瓶盖放置到废品放置盒，废品放置盒设置在抓手第一输送线1的一侧且位于搬运机器人4的工作空间，对于搬运机器人4无法直接从接料槽2-3吸取的瓶盖均称为破损的瓶盖，抓手备件2-5对瓶盖的夹持位置与末端抓手4-2对瓶盖的夹持位置不同。
根据第一视觉检测机构3和第二视觉检测机构2-7的计算结果，搬运机器人4并从接料槽2-3吸取瓶盖并带动瓶盖旋转相应的角度，然后放置到第一输送线1上的酒瓶上。
如图4、图5所示，本发明装置还包括检测机构8和剔除机构9，检测机构8和剔除机构9依次设置在第一输送线1的一侧且位于姿态调整单元2的下游，检测机构8用于检测酒瓶是否上盖，剔除机构9对没有上盖的酒瓶进行剔除，检测机构8包括两组对射型光电传感器，两组光电传感器设置在第一输送线1的上方，两组对射型光电传感器位于同一竖直平面内且安装高度不同，酒瓶随第一瓶输送线1运动，两组对射型传感器的接收端和发射端位于酒瓶初始运动轨迹的两侧，下方的对射型光电传感器感应区域的高度小于酒瓶瓶口的高度，下方的对射型传感器用于感应酒瓶，上方的对射型传感器感应区域的高度大于未上盖酒瓶瓶口的高度且小于上盖后酒瓶最上方的高度，从而能够检测出酒瓶是否上盖，当下方的对射型传感器感应到酒瓶，上方的对射型传感器没有感应到瓶盖，则判断该酒瓶没有上盖。
如图5所示，剔除机构9设置在检测机构8的下游，剔除机构9包括剔除气缸9-2，剔除气缸9-2通过安装支架9-1安装在第一输送线1的机架上，剔除气缸9-2的缸杆与滑动轴9-5固定连接，推板9-3的上端与安装支架铰链，推板9-3与连接块9-4固定连接，连接块9-4中开有滑槽，滑动轴9-5嵌套在滑槽中，滑槽轴9-5能够沿连接块9-4中滑槽滑动，从而剔除气缸9-2带动推板9-3绕上端铰链点转动，推板9-3的下端与酒瓶接触改变酒瓶在第一输送线1上的轨迹。
如图1所示，导流板6设置在第一输送线1的机架上，导流板6固定在第一输送线1的机架上且位于剔除机构9的下游，导流板6上开有两个对称设置在导流槽，导流槽优选为圆弧形，由剔除机构9作用后，上盖的酒瓶从导流板6的一侧导流槽进入下一工序，未上盖的酒瓶从导流板6的另一侧导流槽进入下一工序进入不合格品放置仓7。
本发明的动作过程如下：a.酒瓶随第一输送线1运动，姿态调整单元2的数量为两个，前一个第一视觉检测机构1与对应的姿态调整单元2、搬运机器人4对第奇数个酒瓶进行上盖，后一个第一视觉检测机构1与对应的姿态调整单元2、搬运机器人4对第偶数个酒瓶进行上盖。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案类似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种酒瓶自动上盖装置，其特征在于该装置包括第一输送线（1）、至少一个酒瓶上盖单元，酒瓶上盖单元沿第一输送线（1）的运动方向设置，每个酒瓶上盖单元均包括姿态调整单元（2）、第一视觉检测机构（3）及搬运机器人（4），所述第一视觉检测机构（3）、搬运机器人（4）沿第一输送线（1）的运动方向依次设置在其上方，姿态调整单元（2）设置在搬运机器人（4）的一侧，所述第一视觉检测机构（3）设置在所述姿态调整单元（2）的上游；所述姿态调整单元（2）包括振动盘（2-1），所述振动盘（2-1）的输出端与直线送料器（2-2）的输入端相连，至少一个接料槽（2-3）正对所述直线送料器（2-2）的输出端，酒瓶经所述直线送料器（2-2）进入所述接料槽（2-3）中，透光板（2-4）水平安装在所述接料槽（2-3）的下端，所述接料槽（2-3）的下方设有第二视觉检测机构（2-7），所述第二视觉检测机构（2-7）正对所述接料槽（2-3），所述第二视觉检测机构（2-7）用于检测所述接料槽（2-3）中瓶盖的姿态；所述搬运机器人（4）用于从所述接料槽（2-3）中搬运瓶盖放置到酒瓶的瓶口。
2.根据权利要求1所述的酒瓶自动上盖装置，其特征在于所述接料槽（2-3）的数量为两个且并排设置，横移机构（2-9）带动两个所述接料槽（2-3）往复运动，两个并排设置的所述接料槽（2-3）交替进行接料。
3.根据权利要求1所述的酒瓶自动上盖装置，其特征在于还包括检测机构（8）及剔除机构（9），所述检测机构（8）及所述剔除机构（9）沿第一输送线（1）的运动方向依次设置在所述搬运机器人（4）的下游，所述检测机构（8）包括两组对射型光电传感器，所述两组对射型光电传感器设置在所述第一输送线（1）的上方且位于不同高度，所述检测机构（8）用于检测酒瓶是否上盖，所述剔除机构（9）用于改变酒瓶在所述第一输送线（1）上的轨迹。
4.根据权利要求3所述的酒瓶自动上盖装置，其特征在于所述剔除机构（9）包括剔除气缸（9-2），所述剔除气缸（9-2）通过安装支架（9-1）安装在所述第一输送线（1）的机架上，所述剔除气缸（9-2）的缸杆与推板（9-3）的中部滑动连接，所述推板（9-3）的上端与所述安装支架（9-1）铰链。
5.根据权利要求4所述的酒瓶自动上盖装置，其特征在于所述第一输送线（1）上设有导流板（6），所述导流板（6）固定在所述第一输送线（1）的机架上且位于所述剔除机构（9）的下游，所述导流板（9）上设有两个对称设置的导流槽，所述导流槽用于对所述第一输送线（1）上不同输送队列的酒瓶进行导流。
6.根据权利要求1所述的酒瓶自动上盖装置，其特征在于所述搬运机器人（4）包括搬运机器人本体（4-1）和末端抓手（4-2），所述搬运机器人本体（4-1）为四轴并联机器人或者六轴并联机器人。
7.根据权利要求1所述的酒瓶自动上盖装置，其特征在于所述接料槽（2-3）的一侧设有抓取备件放置台（2-6），抓取备件（2-5）放置在所述抓取备件放置台（2-6）上，废品放置盒设置在所述搬运机器人（4）的一侧，所述搬运机器人（4）包括末端抓手，末端抓手安装在所述搬运机器人（4）的输出端，所述搬运机器人（4）利用抓取备件（2-5）抓取瓶盖放置到所述废品放置盒。
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