CN109534254B - 一种包装瓶机器人自动拧盖生产线 - Google Patents
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Abstract
一种包装瓶机器人自动拧盖生产线，包括依次分布在输送带侧边的瓶身分道机构、理盖机、夹瓶机构、视觉检测系统、取盖机械手、旋盖机构及压盖检测机构；其中，瓶盖通过理盖机进行翻转排序，利用输送带传送至取盖机械手工作范围内；瓶身通过瓶身分道机构进行分道，利用输送带进入夹瓶机构内，将瓶身夹紧；同时，位于夹瓶机构正上方的视觉检测系统对进入夹瓶机构内的瓶身进行扫描定位，传送信息至取盖机械手，取盖机械手对瓶盖进行旋转并将瓶盖拿放置对应瓶身上；所述的生产线还包括旋盖机构及压盖检测机构，放盖完毕的包装瓶通过旋盖机构将瓶身扭紧。本发明的有益效果是：全过程实现自动机械化生产，大大降低劳动强度和人工成。
Description
技术领域
本发明涉及一种生产线，具体是一种包装瓶机器人自动拧盖生产线。
背景技术
包装瓶是包装行业中包装容器的一种类型，一般指口部比腹部窄小，颈长的容器，包装瓶广泛应用于工业和生活中的液体、固体及气体的包装存储凌云。目前包装瓶设备生产中包括了衔盖及拧盖两大工序，在实际生产中一般采用人工手动旋转拧紧瓶盖的生产方式，但是人工拧盖的工人劳动强度大，在进行最后一圈螺纹拧紧时十分耗力，容易因为拧盖不完全而影响了产品的密封性，影响了工作效率同时也增加了人力成本。而且目前的拧盖装置大多采用一对一的方式，即一个一个的对包装瓶进行拧盖，效率极其低下，耗费时间过长。部分厂家使用了气动拧盖设备及液压拧盖设备等方式取代人工拧盖，虽然能大幅度的降低了劳动强度，降低了人力的成本，但是其设备造价高昂，占地面积大，自动拧盖设备适用范围小，功能单一，不适用目前众多不同瓶盖的不同尺寸的组装生产。且即使拧盖工序使用了机械化代替，但是其与工序仍然需要人工操作，人力成本并没有大大降低，对工人的依赖性依然强烈，不符合可持续发展自动化工业化的生产理念。为了解决以上弊端，急需提出一种包装瓶机器人自动拧盖生产线。
发明内容
本发明的目的是为了克服已有技术存在的缺点，提供一种结构简单，使用方便，提高拧盖效率，降低人工成本，生产质量稳定的一种包装瓶机器人自动拧盖生产线。
本发明目的是用以下方式实现的：一种包装瓶机器人自动拧盖生产线，其特征在于：其包括依次分布在输送带侧边的瓶身分道机构、理盖机、夹瓶机构、视觉检测系统、取盖机械手、旋盖机构及压盖检测机构；
其中，瓶盖通过理盖机进行翻转排序，利用输送带传送至取盖机械手工作范围内；瓶身通过瓶身分道机构进行分道，利用输送带进入夹瓶机构内，将瓶身夹紧；同时，位于夹瓶机构正上方的视觉检测系统对进入夹瓶机构内的瓶身进行扫描定位，传送信息至取盖机械手，取盖机械手对瓶盖进行旋转并将瓶盖拿放置对应瓶身上；所述的生产线还包括旋盖机构及压盖检测机构，放盖完毕的包装瓶通过旋盖机构将瓶身扭紧，并通过压盖检测机构对包装瓶进行高度检测；
所述的取盖机械手包括旋转杆、第一机械臂、位于第一机械臂下方的第二机械臂及承接第一、第二机械臂的动力座，旋转杆端口处螺接有卡爪，卡爪夹持瓶盖于其中；所述的第一机械臂与第二机械臂铰接，第二机械臂与动力座铰接，通过控制系统，动力座对第一机械臂及第二机械臂提供动力，驱动第一机械臂及第二机械臂进行旋转运动；
所述的夹瓶机构包括内夹道及外夹道，内、外夹道对称分布，其相对面形成夹道；所述的内、外夹道内设置有传送带，传送带端面等距分布若干个内夹具及外夹具，内夹具及外夹具合围形成夹孔，瓶身被夹持于夹孔内，并通过传送带传送至取盖机械手工作范围内；
所述的旋盖机构位于内夹道上方末端，其包括滑板及设于滑板下方的旋转座，通过滑板滑动驱动旋转座轴向运动，并将瓶盖卡置于旋转座的旋转孔内，旋转座安装在旋转电机的主轴上，旋转电机转动时将旋转座旋转使得瓶盖扭紧；所述的滑板后端设置有滑槽，滑槽卡置固定板端面的导向凸台于内，滑槽可在滑板上滑动，使得滑板沿着导向凸台作轴向运动；
所述的压盖检测机构包括检测杆及推板，推板设于检测杆正下方，所述的检测杆高度与合格包装瓶高度一致，当检测杆检测包装瓶高度不合适，推板将不合格包装瓶往外推送至回收道内进行回收；当检测杆检测包装瓶高度合格时，输送带将合格包装瓶输送至合格传送带上，进行下一工序。
所述的内、外夹具外端面呈弧形，等距均匀分布在传送带端面，传送带由伺服电机驱动其在前后两皮带轮间转动。
所述的滑板与固定板间通过气压伸缩杆连接，通过气压伸缩杆运动，驱动滑板沿着导向凸台作轴向运动。
所述的旋转座与滑板间设有连接板，旋转座固定设于连接板下方，滑板通过固定螺丝与连接板螺接；所述的旋转电机安装在连接板上方。
所述的推板外端面呈弧形，推板上方设置有气压伸缩杆，推板通过中间板与气压伸缩杆联动，通过气压伸缩杆运动，驱动中间板前后移动，使得推板向外推出或复位。
所述的合格传送带上方两侧设置有若干块导向板，导向板向合格传送带中部方向设置有导向斜面。
所述的瓶身分道机构、理盖机、夹瓶机构、视觉检测系统、取盖机械手、旋盖机构及压盖检测机构设置有两套，分布在输送带左右两侧。
本发明的有益效果是：1）结构简单，制作成本低，提高市场竞争力。2）全过程实现自动机械化生产，大大降低劳动强度和人工成本。3）标准化机械手封盖，能够精确控制封盖的扭矩及行程，保证了瓶盖的密封性。4）封盖后具有检测机构对瓶盖的密封情况进行检测，保证了成品的质量稳定。
附图说明
图1为本发明总装效果图。
图2为本发明总装俯视图。
图3为本发明中理盖机、取盖机械手、夹瓶机构及分道机构装配结构图。
图4为本发明中取盖机械手与夹瓶机构结构示意图。
图5为本发明中取盖机械手与夹瓶机构装配结构图
图6为为本发明中取盖机械手结构示意图。
图7为本发明中取盖机械手装配结构图。
图8为本发明中卡爪结构示意图。
图9-11为本发明中夹瓶机构结构示意图。
图12为本发明中夹瓶机构与旋盖机构装配结构图。
图13为本发明中旋盖机构装配结构图。
图14为本发明中滑板与固定板结构示意图。
图15为本发明中压盖检测机构与生产线装配结构图。
图16为本发明中图15的A处放大图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作具体进一步的说明。一种包装瓶机器人自动拧盖生产线，其特征在于：其包括依次分布在输送带7侧边的瓶身分道机构2、理盖机1、夹瓶机构4、视觉检测系统、取盖机械手3、旋盖机构5及压盖检测机构6；
其中，瓶盖通过理盖机1进行翻转排序，利用输送带7传送至取盖机械手3工作范围内；瓶身通过瓶身分道机构2进行分道，利用输送带7进入夹瓶机构4内，将瓶身夹紧；同时，位于夹瓶机构4正上方的视觉检测系统对进入夹瓶机构4内的瓶身进行扫描定位，传送信息至取盖机械手3，取盖机械手3对瓶盖进行旋转并将瓶盖拿放置对应瓶身上；所述的生产线还包括旋盖机构5及压盖检测机构6，放盖完毕的包装瓶通过旋盖机构5将瓶身扭紧，并通过压盖检测机构6对包装瓶进行高度检测；
所述的取盖机械手3包括旋转杆31、第一机械臂32、位于第一机械臂32下方的第二机械臂33及承接第一、第二机械臂32、33的动力座34，旋转杆31端口处螺接有卡爪8，卡爪8夹持瓶盖于其中；所述的第一机械臂32与第二机械臂33铰接，第二机械臂33与动力座34铰接，通过控制系统，动力座34对第一机械臂32及第二机械臂33提供动力，驱动第一机械臂32及第二机械臂33进行旋转运动；
所述的夹瓶机构4包括内夹道41及外夹道42，内、外夹道41、42对称分布，其相对面形成夹道；所述的内、外夹道41、42内设置有传送带9，传送带9端面等距分布若干个内夹具10及外夹具11，内夹具10及外夹具11合围形成夹孔12，瓶身被夹持于夹孔12内，并通过传送带9传送至取盖机械手3工作范围内；
所述的旋盖机构5位于内夹道41上方末端，其包括滑板51及设于滑板51下方的旋转座52，通过滑板51滑动驱动旋转座52轴向运动，并将瓶盖卡置于旋转座52的旋转孔13内，旋转座52安装在旋转电机14的主轴上，旋转电机14转动时将旋转座52旋转使得瓶盖扭紧；所述的滑板51后端设置有滑槽15，滑槽15卡置固定板16端面的导向凸台17于内，滑槽15可在滑板51上滑动，使得滑板51沿着导向凸台17作轴向运动；
所述的压盖检测机构6包括检测杆61及推板62，推板62设于检测杆61正下方，所述的检测杆61高度与合格包装瓶高度一致，当检测杆61检测包装瓶高度不合适，推板62将不合格包装瓶往外推送至回收道18内进行回收；当检测杆61检测包装瓶高度合格时，输送带7将合格包装瓶输送至合格传送带19上，进行下一工序。
所述的内、外夹具10、11外端面呈弧形，等距均匀分布在传送带9端面，传送带9由伺服电机驱动其在前后两皮带轮间转动。
所述的滑板51与固定板16间通过气压伸缩杆20连接，通过气压伸缩杆20运动，驱动滑板51沿着导向凸台17作轴向运动。
所述的旋转座52与滑板51间设有连接板21，旋转座52固定设于连接板21下方，滑板51通过固定螺丝与连接板21螺接；所述的旋转电机14安装在连接板21上方。
所述的推板62外端面呈弧形，推板62上方设置有气压伸缩杆20，推板62通过中间板与气压伸缩杆20联动，通过气压伸缩杆20运动，驱动中间板前后移动，使得推板62向外推出或复位。
所述的合格传送带19上方两侧设置有若干块导向板22，导向板22向合格传送带19中部方向设置有导向斜面23。
所述的瓶身分道机构2、理盖机1、夹瓶机构4、视觉检测系统、取盖机械手3、旋盖机构5及压盖检测机构6设置有两套，分布在输送带7左右两侧。
工作原理：本案中，瓶盖通过理盖机进行翻转排序，利用输送带传送至取盖机械手工作范围内；瓶身通过分道机构进行分道，利用输送带进入夹瓶机构内，将瓶身夹紧；同时，位于夹瓶机构正上方的视觉检测系统对进入夹瓶机构内的瓶身进行扫描定位，传送信息至取盖机械手，取盖机械手对瓶盖进行旋转并将瓶盖拿放置对应瓶身上；所述的生产线还包括旋盖机构及压盖检测机构，放盖完毕的包装瓶通过旋盖机构将瓶身扭紧，并通过压盖检测机构对包装瓶进行高度检测。
其中，当瓶身通过分道机构进行分道，分别进入输送带左右侧的夹瓶机构内。夹瓶机构的内夹道及外加到对称分布，瓶身进入由内、外夹道相对面形成的夹道内，并被内夹具及外夹具合围形成的夹孔夹持其中。此时，传送带由伺服电机驱动器在前后两皮带轮间转动，将被夹持的瓶身传送至取盖机械手工作范围内。
而取盖机械手包括旋转杆、第一机械臂、位于第一机械臂下方的第二机械臂及承接第一、第二机械臂的动力座，旋转杆端口处螺接有卡爪，卡爪夹持瓶盖于其中。第一机械臂与第二机械臂铰接，第二机械臂与动力座铰接，通过控制系统，动力座对第一机械臂及第二机械臂提供动力，驱动第一机械臂及第二机械臂进行旋转运动，将瓶盖准确定位，方向正确的放置于对应瓶身上。其中使用了视觉检测系统对瓶身进行扫描定位，通过后台计算瓶盖与瓶身间的相位差，计算出瓶盖的初始角度后，将瓶盖旋转至一定角度后，与其对应的瓶盖通过取盖机械手进行旋转定位。全过程不需要人工操作，取盖机械手从取盖、旋盖定位、放盖等步骤一系列全自动化操作，大大降低劳动强度，减少人工成本，更重要的是提高了拧盖前工序的效率，缩短了生产时间。
当将瓶盖正确无误的放置在瓶身上，利用输送带将放置好瓶盖的包装瓶输送至旋盖机构内，旋转座将瓶盖卡置于其内的旋转孔内，旋转座安装在旋转电机的主轴上，旋转电机转动时将旋转座旋转，从而将瓶盖扭紧，实现拧盖。与传统的人工拧盖相比，旋盖机构将瓶盖拧紧，即使是进行最后一圈螺纹拧紧时需要耗费较大的力度，也由机械化代替，无需耗费人力，杜绝因为拧盖不完全而影响了产品的密封性的可能性，保证了包装瓶的密封性，保证了包装瓶的质量稳定性。
拧盖完毕后的包装瓶，随着输送带传送至压盖检测机构内，由检测杆检测，检测杆的高度设置与合格包装瓶高度一致，检测杆检测包装瓶高度不合适，推板将不合格包装瓶往外推送至回收道内进行回收；当检测杆检测包装瓶高度合格时，输送带将合格包装瓶输送至合格传送带上，进行下一工序，避免不合格包装瓶进入下一工序，造成后序生产的麻烦。
与传统包装设备技术相比，本案中采用自动化生产线，全程不需要人工操作，从瓶盖瓶身来料、盖子理盖、瓶身分道、瓶盖瓶身视觉定位检测、扣盖、旋盖、合格分类等一系列工序，真正实现全自动化零工人，在大大提高生产效率的同时也保证了包装瓶的质量。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (7)
1.一种包装瓶机器人自动拧盖生产线，其特征在于：其包括依次分布在输送带（7）侧边的瓶身分道机构（2）、理盖机（1）、夹瓶机构（4）、视觉检测系统、取盖机械手（3）、旋盖机构（5）及压盖检测机构（6）；
其中，瓶盖通过理盖机（1）进行翻转排序，利用输送带（7）传送至取盖机械手（3）工作范围内；瓶身通过瓶身分道机构（2）进行分道，利用输送带（7）进入夹瓶机构（4）内，将瓶身夹紧；同时，位于夹瓶机构（4）正上方的视觉检测系统对进入夹瓶机构（4）内的瓶身进行扫描定位，传送信息至取盖机械手（3），取盖机械手（3）对瓶盖进行旋转并将瓶盖拿放置对应瓶身上；所述的生产线还包括旋盖机构（5）及压盖检测机构（6），放盖完毕的包装瓶通过旋盖机构（5）将瓶身扭紧，并通过压盖检测机构（6）对包装瓶进行高度检测；
所述的取盖机械手（3）包括旋转杆（31）、第一机械臂（32）、位于第一机械臂（32）下方的第二机械臂（33）及承接第一、第二机械臂（32、33）的动力座（34），旋转杆（31）端口处螺接有卡爪（8），卡爪（8）夹持瓶盖于其中；所述的第一机械臂（32）与第二机械臂（33）铰接，第二机械臂（33）与动力座（34）铰接，通过控制系统，动力座（34）对第一机械臂（32）及第二机械臂（33）提供动力，驱动第一机械臂（32）及第二机械臂（33）进行旋转运动；
所述的夹瓶机构（4）包括内夹道（41）及外夹道（42），内、外夹道（41、42）对称分布，其相对面形成夹道；所述的内、外夹道（41、42）内设置有传送带（9），传送带（9）端面等距分布若干个内夹具（10）及外夹具（11），内夹具（10）及外夹具（11）合围形成夹孔（12），瓶身被夹持于夹孔（12）内，并通过传送带（9）传送至取盖机械手（3）工作范围内；
所述的旋盖机构（5）位于内夹道（41）上方末端，其包括滑板（51）及设于滑板（51）下方的旋转座（52），通过滑板（51）滑动驱动旋转座（52）轴向运动，并将瓶盖卡置于旋转座（52）的旋转孔（13）内，旋转座（52）安装在旋转电机（14）的主轴上，旋转电机（14）转动时将旋转座（52）旋转使得瓶盖扭紧；所述的滑板（51）后端设置有滑槽（15），滑槽（15）卡置固定板（16）端面的导向凸台（17）于内，滑槽（15）可在滑板（51）上滑动，使得滑板（51）沿着导向凸台（17）作轴向运动；
所述的压盖检测机构（6）包括检测杆（61）及推板（62），推板（62）设于检测杆（61）正下方，所述的检测杆（61）高度与合格包装瓶高度一致，当检测杆（61）检测包装瓶高度不合适，推板（62）将不合格包装瓶往外推送至回收道（18）内进行回收；当检测杆（61）检测包装瓶高度合格时，输送带（7）将合格包装瓶输送至合格传送带（19）上，进行下一工序。
2.根据权利要求1所述的一种包装瓶机器人自动拧盖生产线，其特征在于：所述的内、外夹具（10、11）外端面呈弧形，等距均匀分布在传送带（9）端面，传送带（9）由伺服电机驱动其在前后两皮带轮间转动。
3.根据权利要求1所述的一种包装瓶机器人自动拧盖生产线，其特征在于：所述的滑板（51）与固定板（16）间通过气压伸缩杆（20）连接，通过气压伸缩杆（20）运动，驱动滑板（51）沿着导向凸台（17）作轴向运动。
4.根据权利要求1所述的一种包装瓶机器人自动拧盖生产线，其特征在于：所述的旋转座（52）与滑板（51）间设有连接板（21），旋转座（52）固定设于连接板（21）下方，滑板（51）通过固定螺丝与连接板（21）螺接；所述的旋转电机（14）安装在连接板（21）上方。
5.根据权利要求1所述的一种包装瓶机器人自动拧盖生产线，其特征在于：所述的推板（62）外端面呈弧形，推板（62）上方设置有气压伸缩杆（20），推板（62）通过中间板与气压伸缩杆（20）联动，通过气压伸缩杆（20）运动，驱动中间板前后移动，使得推板（62）向外推出或复位。
6.根据权利要求1所述的一种包装瓶机器人自动拧盖生产线，其特征在于：所述的合格传送带（19）上方两侧设置有若干块导向板（22），导向板（22）向合格传送带（19）中部方向设置有导向斜面（23）。
7.根据权利要求1所述的一种包装瓶机器人自动拧盖生产线，其特征在于：所述的瓶身分道机构（2）、理盖机（1）、夹瓶机构（4）、视觉检测系统、取盖机械手（3）、旋盖机构（5）及压盖检测机构（6）设置有两套，分布在输送带（7）左右两侧。
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