CN109290791B - 瓶盖组装系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种瓶盖定位组装机构，用于瓶盖的定位组装，所述瓶盖组装包含盖体或盖内零件或容器，所属盖体、盖内零件和容器之间设有相互配合的定位组件。该瓶盖定位组装机构包含：主动机构，用于提供动力；抓取机构，用于抓取所述盖体或盖内零件；固定机构，用于固定所述盖体或盖内零件或容器；第一转盘，用于输送盖体或盖内零件；第二转盘，用于输送盖体或盖内零件或容器；识别机构，用于识别所述定位组件；控制器，用于根据识别机构的识别结果，控制所述主动机构及抓盖机构运转，完成盖体与盖体、盖体与盖内零件、盖体与容器定位组装。所述终检机构，用于判断组装是否合格。本发明可实现对瓶盖的全自动化生产，稳定性强、成本低。

Description

瓶盖组装系统

技术领域

本发明涉及生产设备技术领域，具体涉及一种瓶盖组装系统。

背景技术

目前瓶盖市场中对具有防伪机构功能的瓶盖以及满足用户体验所需瓶盖的使用需求越来越广，尤其是在自动化生产中，对瓶盖的精确定位组装和满足用户体验所需瓶盖的生产要求也越来越高。瓶盖组装包括：第一盖体及第二盖体，设有相互配合的定位组件；盖体及盖内零件设有相互配合的定位组件；瓶盖与容器设有相互配合的定位组件。如图1～图3所示。

瓶盖制造业在对成型后的瓶盖进行后序加工处理时，需要将多件瓶盖零件进行组装，再与灌装后容器组装。

现有的瓶盖组装技术主要包含：

（1）一种是需人工对位进行组盖，速度慢，效率低，不安全；

（2）一种是半机械式定位组装 ，精度差、速度慢，瓶盖损坏率大，瓶盖及设备不安全，且远远不能满足自动化生产的需求；

（3）以及不定位组装，则降低了用户的体验，用户使用起来会不方便。如图8a装配符合了人体工程学，用户使用会很方便；如图8b装配违背了人体工程学，用户使用会很不方便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种瓶盖组装系统，可实现对瓶盖的自动化组装，盖体与盖内零件的自动化组装以及盖体与容器的自动化组装生产，效率高，质量稳定，成本低。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种瓶盖组装系统，其特点是：瓶盖包含第一盖体及第二盖体，所属盖体与零件定位组装包含盖体、盖内零件；所属盖体与零件定位组装包含盖体、容器；且所述第一盖体及第二盖体上设有相互配合的定位组件，所属盖体与零件上设有相互配合的定位组件，盖体与零件定位配合可以是螺牙起始点配合，可以是功能件位置的配合，或其他类型的配合，所述盖体与容器定位组装包含盖体、容器。该瓶盖定位组装机构包含：

主动机构，用于提供动力；

抓取机构，用于抓取所述第一盖体或第二盖体或盖内零件；

固定机构，用于固定所述第一盖体或第二盖体或盖内零件或容器；

第一转盘，用于输送第一盖体、盖内零件；

第二转盘，用于输送第二盖体、盖内零件、容器；

识别机构，用于识别所述定位组件；

控制器，用于根据识别机构的识别结果，控制所述主动机构及抓取机构运转，完成第一盖体与第二盖体或盖内零件、或容器组装。

上述方案中，进一步包含一相机终检机构，用于判断所述第一盖体与第二盖体组装结构是否合格；用于判断所述盖体、盖内零件组装结构是否合格；用于判断盖体、容器组装结构是否合格。

上述方案中，所述定位组件包含：

设置所述瓶盖的定位组装包含第一盖体及第二盖体，且所述第一盖体及第二盖体上设有相互配合的定位组件；所述盖体与盖内零件组装包含盖体及盖内零件，且所述盖体及盖内零件上设有相互配合的定位组件；所述盖体与容器定位组装包含盖体、容器，且所述盖体及盖内零件上设有相互配合的定位组件。

上述方案中，所述主动机构包含：

主轴；

主轴定位套，套设在所述主轴上；

圆柱凸轮，套设在所述主轴上，位于所述主轴定位套的上方；

主轴转盘，套设在所述主轴定位套上，位于所述圆柱凸轮的下方；

所述固定机构套设在所述主轴定位套上，位于所述主轴转盘的下方。

上述方案中，所述抓取机构包含：

依次连接的凸轮随动器、同步带轮、旋转固定套及抓取组件；

所述凸轮随动器与所述圆柱凸轮连接；

所述旋转固定套与所述主轴转盘连接。

上述方案中，所述圆柱凸轮上设有用于凸轮随动器装配的凹槽。

上述方案中，所述主动机构与所述抓取机构之间设有传动组件，所述传动组件包含：

伺服电机，设置在所述主轴转盘上；

同步带轮，设置在所述伺服电机上，由所述伺服电机驱动；

同步带，分别连接所述伺服电机上的同步带轮与所述抓取机构上的同步带轮。

上述方案中，所述识别机构设置在所述抓取机构与所述固定机构之间，所述识别机构包含：

光源，用于提供照明；

相机获取定位组件，用于获取盖体或盖内零部件或容器的定位组件。

上述方案中，所述获取定位组件分别包含一光源及一相机。

上述方案中，所述终检机构为一相机检测机构。

本发明一种瓶盖组装系统与现有技术相比具有以下优点：

利用识别机构检测所述第一盖体及第二盖体上设有相互配合的定位组件；所述盖体及盖内零件上设有相互配合的定位组件；所述盖体与容器上设有相互配合的定位组件；通过相机拍照，控制器识别、输出，伺服机构驱动调整盖体或盖内零部件或容器角度；

抓取机构实现抓取盖体或盖内零件、调整角度、组装、完成后再转角度，检测实际组装的合格情况，最后实现放盖，合格的组装则进入出口轨道流出，不合格的则由气吹或其他方式进行剔除；

多机构同步进行，协调运作，实现了瓶盖精确定位组装；

本发明能够将角度偏差控制在1°左右，且在组盖时异型盖损伤率低；组盖速度快，每分钟速度在400pcs以上；制造成本低，且后期维护成本低。

附图说明

图1为瓶盖的整体结构示意图；

图2为盖体与盖内零件的整体结构示意图；

图3为盖体与容器的整体结构示意图；

图4根据本发明的第一、第二实施例的组装系统的整体结构示意图；

图5根据本发明的第三个实施例的组装系统的整体结构示意图；

图6为抓取机构的整体结构示意图；

图7为识别机构的整体结构示意图；

图8a、图8b为用户体验设计的瓶盖与容器安装示意图。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的示例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上当做说明之用，而非用以限制本发明。

本发明实施例提供了第一种组装瓶盖的定位系统，如图1所示，瓶盖10包含第一盖体101及第二盖体102，设有相互配合的定位组件。

在本发明中，第一盖体可称之为上盖或下盖，本领域的技术人员应当理解的是，相互配合的定位组件可在第一盖体，也可在第二盖体上。

本发明实施例提供了第一种瓶盖定位组装系统。图4是根据本发明一实施例的瓶盖组装系统的整体结构示意图，如图4所示，该瓶盖组装系统20，适用于第一盖体与第二盖体的定位组装，包含：主动机构201，用于提供动力；抓取机构202，用于抓取所述第一盖体101或第二盖体102；固定机构203，用于固定所述第一盖体101或第二盖体102；第一盖体转盘204，用于输送第一盖体101；第二盖体转盘205，用于输送第二盖体102；识别机构206，用于识别所述定位组件；控制器，用于根据识别机构206的识别结果，控制所述主动机构201及抓取机构202运转，完成第一盖体101与第二盖体102组装。

本发明实施例提供了第二种盖体与盖内零件的定位组装系统，如图2所示，瓶盖10a包含盖体101a及盖内零件102a，设有相互配合的定位组件。

在本发明中，盖体可称之为上盖或下盖，盖内零件也可称之为上盖或下盖，本领域的技术人员应当理解的是，相互配合的定位组件可在盖体，也可在盖内零件上。

本发明实施例提供了一种盖体与盖内零件的定位组装系统。图4是根据本发明一实施例的瓶盖与盖内零件组装系统的整体结构示意图，如图4所示，该瓶盖组装系统20，适用于瓶盖与盖内零件的定位组装，包含：主动机构201，用于提供动力；抓取机构202，用于抓取所述瓶盖101a或盖内零件102a；固定机构203，用于固定所述盖体101a或盖内零件102a；盖体转盘204，用于输送盖体101a；盖内零件转盘205，用于输送盖内零件102a；识别机构206，用于识别所述定位组件；控制器，用于根据识别机构206的识别结果，控制所述主动机构201及抓取机构202运转，完成盖体101a与盖体零件102a组装。

本发明实施例提供了第三种盖体与容器的定位组装系统，如图3所示，装配体10b包含盖体101b及容器102b，设有相互配合的定位组件。

在本发明中，盖体可称之为上盖，容器可称之为下盖，本领域的技术人员应当理解的是，相互配合的定位组件可在盖体，也可在容器上。

本发明实施例提供了一种盖体与容器的组装系统。图5是根据本发明一实施例的盖体与容器组装系统的整体结构示意图，如图5所示，该组装系统20，适用于盖体与容器的定位组装，包含：主动机构201，用于提供动力；抓取机构202，用于抓取所述盖体101b；固定机构203，用于固定所述容器102b；盖体转盘204，用于输送瓶盖101b；容器转盘205，用于输送容器102b；识别机构206，用于识别所述定位组件；控制器，用于根据识别机构206的识别结果，控制所述主动机构201及抓取机构202运转，完成盖体101b与容器102b组装。

在本发明实施例中，作为一种具体示例，控制器为PLC。

在本发明第一实施例中，较佳地，瓶盖组装系统还包含一终检机构207，用于判断所述第一盖体101与第二盖体102组装结构是否合格。

在本发明第二实施例中，较佳地，盖体与盖内零件定位组装系统还包含一终检机构207，用于判断所述盖体101a与盖内零件102a组装结构是否合格。

在本发明第三实施例中，较佳地，盖体与容器的定位组装系统还包含一终检机构207，用于判断所述盖体101b与容器102b组装结构是否合格。

在本发明三种实施例中，作为一种具体示例，如图4、图5所示，所述终检机构207为一相机。

在本发明实施例中，作为一种实施方式，如图4、图5所示，所述主动机构201包含：主轴2011；主轴定位套2012，套设在所述主轴2011上；圆柱凸轮2013，套设在所述主轴2011上，位于所述主轴定位套2012的上方；主轴转盘2014，套设在所述主轴定位套2012上，位于所述圆柱凸轮2013的下方；所述固定机构203套设在所述主轴定位套2012上，位于所述主轴转盘2014的下方。

在本发明实施例中，作为一种实施方式，如图6所示，所述抓取机构202包含：依次连接的凸轮随动器2021、同步带轮2022、旋转固定套2023及抓取组件2024；所述凸轮随动器2021与所述圆柱凸轮2013连接；所述旋转固定套2023与所述主轴转盘2014连接。

在本发明实施例中，作为一种示例，所述圆柱凸轮2013上设有用于凸轮随动器2021装配的凹槽（图中未示出）。

在本发明实施例中，作为一种实施方式，所述主动机构201与所述抓取机构202之间设有传动组件208，所述传动组件208包含：伺服电机2081，设置在所述主轴转盘2014上；同步带轮2082，设置在所述主轴转盘2014上，由所述伺服电机2081驱动；同步带2083，分别连接所述伺服电机上的同步带轮与所述抓取机构上的同步带轮。

在本发明第一种和第二种实施例中，作为一种实施方式，如图7所示，所述识别机构206设置在所述抓盖机构202与所述固定机构203之间，所述识别机构206包含：光源2061，用于提供照明；第一图像获取组件，用于获取盖体或盖内零件的定位组件，其中，所述第一图像获取组件包含一光源2061及一相机2062；第二图像获取组件，用于获取盖体或盖内零件的定位组件，其中，所述第二图像获取组件包含一光源2061及一相机2062。

在本发明第三种实施例中，作为一种实施方式，如图7所示，所述识别机构206设置在所述抓盖机构202与所述固定机构203之间，所述识别机构206包含：光源2061，用于提供照明；第一图像获取组件，用于获取盖体101b的定位组件，其中，所述第一图像获取组件包含一光源2061及一相机2062；第二图像获取组件，用于获取容器102b的定位组件，其中，所述第二图像获取组件包含一光源2061及一相机2062。

本发明第一种和第二种实施例的工作过程如下：

上盖从第一盖体转盘进入，下盖从第二盖体转盘进入，第一盖体转盘与第二盖体转盘同步转动；

上盖进入固定机构，后进入识别机构，光源照明上盖，第一图像获取组件捕捉上盖的定位组件角度，通过编码器与第一图像获取组件中的相机适时拍照，相机上设有基准线，识别定位组件与基准线的角度，再传递到控制器上；

抓取机构随凸轮随动器行走在圆柱凸轮中，抓取组件在第二盖体转盘上抓取下盖，进入相机检测机构，光源照明下盖，第二图像获取组件捕捉下盖的定位组件角度，通过编码器与第二图像获取组件中的相机适时拍照，相机上设有基准线，识别定位组件与基准线的角度，再传递到控制器上；

控制器通过识别与计算，输出下盖的定位组件角度与上盖的定位组件角度的角度差信号；

伺服电机从控制器中接收到下盖所需旋转角度的信号进行驱动，通过同步带、同步带轮带动抓盖机构旋转角度，使得上盖与下盖的角度匹配；

随着抓取机构在圆柱凸轮上滚动下行，完成组装任务。

在接近出口轨道处设有终检机构，抓取机构根据第二图像获取组件中的相机拍摄的角度，将组好的瓶盖通过伺服电机把定位的插口旋转到终检机构便于检测的位置（例如相机的镜头处），检测组盖是否合格，合格的瓶盖则进入出口轨道流出，不合格的则由气吹进行剔除。

本发明第三种实施例的工作过程如下：

盖体从盖体转盘进入，容器从容器转盘进入，盖体转盘与容器转盘同步转动；

容器进入固定机构，后进入识别机构，第二图像获取组件捕捉容器的定位组件角度，通过编码器与第二图像获取组件中的相机适时拍照，相机上设有基准线，识别定位组件与基准线的角度，再传递到控制器上；

抓取机构随凸轮随动器行走在圆柱凸轮中，抓取组件在盖体转盘上抓取盖体，进入相机检测机构，同轴光源照明盖体，第一图像获取组件捕捉盖体的定位组件角度，通过编码器与第一图像获取组件中的相机适时拍照，相机上设有基准线，识别定位组件与基准线的角度，再传递到控制器上；

控制器通过识别与计算，输出瓶盖的定位组件角度与容器的定位组件角度的角度差信号；

伺服电机从控制器中接收到盖体所需旋转角度的信号进行驱动，通过同步带、同步带轮带动抓盖机构旋转角度，使得盖体与容器的角度匹配；

随着抓取机构在圆柱凸轮上滚动下行，完成组装任务。

本发明第一种和第二种实施例中，在接近出口轨道处设有终检机构，抓取机构根据第一图像获取组件中的相机拍摄的角度，将组好的瓶盖通过伺服电机把定位的插口旋转到终检机构便于检测的位置（例如相机的镜头处），检测组盖是否合格，合格的瓶盖则进入出口轨道流出，不合格的则由气吹进行剔除。

本发明第三种实施例中，在接近出口轨道处设有终检机构，抓取机构根据第一图像获取组件中的相机拍摄的角度，将组装好的瓶盖通过伺服电机把定位的定位组件旋转到终检机构便于检测的位置（例如相机的镜头处），检测组装是否合格，合格的组装则进入出口轨道流出，不合格的则由其他机构进行剔除。

在第一种和第二种实施例中，本领域的技术人员不难理解的是，在进行组装时，可以先拍上盖，也可以先拍下盖；同样的，可以旋转上盖，也可以旋转下盖。

在第三种实施例中，本领域的技术人员不难理解的是，在进行组装时，可以先拍瓶盖，也可以先拍容器；同样的，可以旋转瓶盖，也可以旋转容器。

需要说明的是，本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要去或暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品、或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品、或者设备中还存在另外的相同要素。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料、或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征结构、材料、或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (7)

1.一种瓶盖定位组装机构，其特征在于，用于瓶盖的定位组装、盖体与盖内零件的定位组装、盖体与容器的定位组装，所述瓶盖定位组装包含第一盖体及第二盖体，且所述第一盖体及第二盖体上设有相互配合的定位组件，所述盖体与盖内零件组装包含盖体及盖内零件，且所述盖体及盖内零件上设有相互配合的定位组件，所述盖体与容器定位组装包含盖体、容器，且所述盖体与容器上设有相互配合的定位组件；该瓶盖组装机构包含：

主动机构，用于提供动力；

抓取机构，用于抓取所述第一盖体或第二盖体或盖内零件；

固定机构，用于固定所述第一盖体或第二盖体或盖内零件或容器；

第一转盘，用于输送第一盖体或盖内零件；

第二转盘，用于输送第二盖体、盖内零件、容器；

识别机构，用于识别所述定位组件；

控制器，用于根据识别机构的识别结果，控制所述主动机构及抓取机构运转，完成第一盖体与第二盖体或盖内零件、或容器组装；

所述主动机构包含：

主轴；

主轴定位套，套设在所述主轴上；

圆柱凸轮，套设在所述主轴上，位于所述主轴定位套的上方；

主轴转盘，套设在所述主轴定位套上，位于所述圆柱凸轮的下方；

所述固定机构套设在所述主轴定位套上，位于所述主轴转盘的下方；

所述抓取机构包含：

依次连接的凸轮随动器、同步带轮、旋转固定套及抓取组件；

所述凸轮随动器与所述圆柱凸轮连接；

所述旋转固定套与所述主轴转盘连接；

所述主动机构与所述抓取机构之间设有传动组件，所述传动组件包含：

伺服电机，设置在所述主轴转盘上；

同步带轮，设置在所述伺服电机上，由所述伺服电机驱动；

同步带，分别连接所述伺服电机上的同步带轮与所述抓取机构上的同步带轮。

2.如权利要求1所述的瓶盖定位组装机构，其特征在于，进一步包含一相机终检机构，用于判断所述第一盖体与第二盖体组装结构、盖体与盖内零件组装结构、盖体与容器组装结构是否合格。

3.如权利要求1所述的瓶盖定位组装机构，其特征在于，所述定位组件包含：设置所述瓶盖的定位组装包含第一盖体及第二盖体，且所述第一盖体及第二盖体上设有相互配合的定位组件，所述盖体与盖内零件组装包含盖体及盖内零件，且所述盖体及盖内零件上设有相互配合的定位组件，所述盖体与容器定位组装包含盖体、容器，且所述盖体及容器设有相互配合的定位组件。

4.如权利要求1所述的瓶盖组装系统，其特征在于，所述圆柱凸轮上设有用于凸轮随动器装配的凹槽。

5.如权利要求1所述的瓶盖组装系统，其特征在于，所述识别机构设置在所述抓取机构与所述固定机构之间，所述识别机构包含：

光源，用于提供照明；

相机获取定位组件，用于获取盖体或盖内零部件或容器的定位组件。

6.如权利要求5所述的瓶盖组装系统，其特征在于，所述获取定位组件分别包含一光源和一相机。

7.如权利要求2所述的瓶盖组装系统，其特征在于，所述终检机构为一相机检测系统。

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