CN109926115A - 自动分液加盖系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动化设备技术领域，公开了一种自动分液加盖系统，包括供液单元、注液单元、供盖单元、拧盖单元和样品瓶阵列，所述注液单元和拧盖单元设置在水平滑轨的两侧，所述注液单元包括注液滑轨和注液模块，所述注液滑轨在所述水平滑轨上移动设置，所述注液模块在注液滑轨上移动设置，所述注液单元连接至供液单元；所述拧盖单元包括拧盖滑轨和拧盖模块，所述拧盖滑轨在所述水平滑轨上移动设置，所述拧盖模块在拧盖滑轨上移动设置，所述拧盖模块包括旋转吸头和吸头升降机构，所述供液单元为注液单元供液，本发明还公开了分液加盖的方法，本发明全自动大批量对样品瓶进行注液加盖，提高工作效率。

Description

自动分液加盖系统及方法

技术领域

本发明涉及自动化设备技术领域，尤其涉及一种自动分液加盖系统及方法。

背景技术

在食品检测、土壤水体监测、玩具检测以及RoHS检测中，要对大量的样品瓶进行移液、加液、开合盖等操作。

现有的操作过程基本通过人工完成，不仅效率相当低下，而且试剂的定量不准，拧盖麻烦。由于使用的检测液都是化学试剂，对操作人员的身体健康也带来了安全隐患。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种自动分液加盖系统及方法，全自动大批量对样品瓶进行注液加盖，提高工作效率。

本发明采取的技术方案是：

一种自动分液加盖系统，其特征是，包括供液单元、注液单元、供盖单元、拧盖单元和样品瓶阵列，所述注液单元和拧盖单元设置在水平滑轨的两侧，所述样品瓶阵列位于注液单元和拧盖单元的下方工作台上，所述供液单元位于注液单元的外侧，所述供盖单元位于拧盖单元的外侧，所述注液单元包括注液滑轨和注液模块，所述注液滑轨在所述水平滑轨上移动设置，所述注液模块在注液滑轨上移动设置，所述注液滑轨与水平滑轨垂直设置，所述注液单元连接至供液单元；所述拧盖单元包括拧盖滑轨和拧盖模块，所述拧盖滑轨在所述水平滑轨上移动设置，所述拧盖模块在拧盖滑轨上移动设置，所述拧盖滑轨与水平滑轨垂直设置，所述拧盖模块包括旋转吸头和吸头升降机构，所述旋转吸头设置在吸头升降机构上；所述供液单元为注液单元供液，所述注液单元依次移动至样品瓶阵列的样品瓶位置，给样品瓶注入预定量的液体，所述拧盖单元从供盖单元吸取瓶盖后，移动至样品瓶阵列的样品瓶位置，给注液完成的样品瓶旋上瓶盖。

进一步，所述供液单元包括注射泵和储液罐，所述储液罐通过管路和电磁阀连接至注射泵，所述储液罐为多个，所述电磁阀控制某一时间一个储液罐连通至所述注射泵。

进一步，所述注液模块包括注液针和注液针升降机构，所述注液针设置在注液针升降机构上。

进一步，在所述瓶盖输出槽的下方设置振动机构,所述供盖单元包括理盖机构和瓶盖输出槽，所述理盖机构为转盘式机构，理盖机构的出口连接至瓶盖输出槽，在瓶盖输出槽的末端，设置吸盖工装，所述拧盖模块的旋转吸头从吸盖工装位置吸取瓶盖。

进一步，所述样品瓶阵列包括瓶架，在瓶架的底部设有摩擦垫，样品瓶竖直设置于瓶架上，样品瓶的瓶底与摩擦垫配合。

进一步，所述样品瓶阵列的一侧设置废液管，所述废液管的连接至工作台下方的废液桶。

进一步，所述吸盖工装包括瓶盖支撑座，瓶盖支撑座上方设置瓶盖定位槽，所述瓶盖定位槽连接至瓶盖输出槽，所述瓶盖支撑座下方设置顶杆和顶杆驱动机构，所述顶杆驱动机构将顶杆顶起穿过瓶盖定位槽上的通孔将瓶盖定位槽内的瓶盖顶起，所述拧盖模块的旋转吸头将顶起的瓶盖吸取。

一种自动分液加盖方法，其特征是，包括如下步骤：

（1）将无盖空样品瓶装入样品瓶阵列；

（2）注液单元根据样品瓶的坐标位置，控制注液模块的移动位置，对样品瓶阵列中的样品瓶顺序进行注液，供液单元为注液单元供液；

（3）拧盖单元的拧盖模块从供盖单元吸取瓶盖，根据样品瓶的坐标位置，控制拧盖模块的移动位置，通过旋转吸头的旋转，顺序将瓶盖拧至样品瓶上；

（4）取下完成注液拧盖的样品瓶，换上新的一批无盖空样品瓶，重复上述操作。

进一步，所述步骤（2）中，所述供液单元通过电磁阀切换供液时，供液单元先将注液单元内的切换前的残留液注入废液管。

进一步，所述步骤（3）中，在拧瓶盖之间，所述旋转吸头使瓶盖在样品瓶上反向旋转，使瓶盖和样品瓶的螺啮合。

本发明的有益效果是：

（1）分液加盖全自动操作，效率高，一致性好；

（2）多通道切撗，实现不同试剂管路自动切换；

（3）避免化学试剂对操作人员的健康损伤，保障操作人员安全。

附图说明

附图1是本发明的一个视角的立体示意图；

附图2是本发明的另一个视角的立体示意图；

附图3是注液单元的结构示意图；

附图4是供液单元的结构示意图；

附图5是拧盖单元的结构示意图；

附图6是供盖单元的结构示意图；

附图7是吸盖工装的结构示意图；

附图8是样品瓶阵列的结构示意图。

附图中的标号分别为：

1. 工作台； 2. 机架；

3. 样品瓶阵列； 4. 水平滑轨；

5. 注液单元； 6. 拧盖单元；

7. 供液单元； 8. 供盖单元；

9. 注液滑轨； 10. 注液模块；

11. 注液针； 12. 注液针升降机构；

13. 注射泵； 14. 电磁阀；

15. 拧盖滑轨； 16. 拧盖模块；

17. 旋转吸头； 18. 吸头升降机构；

19. 理盖机构； 20. 瓶盖输出槽；

21. 吸盖工装； 22. 振动机构；

23. 瓶盖支撑座； 24. 瓶盖定位槽；

25. 顶杆； 26. 顶杆驱动机构；

27. 瓶架； 28. 摩擦垫；

29. 废液管； 30. 操作屏；

100. 样品瓶； 200. 瓶盖。

具体实施方式

下面结合附图对本发明自动分液加盖系统及方法的具体实施方式作详细说明。

参见附图1、2，在自动分液加盖系统的工作台1上，安装机架2，机架2的前方设置样品瓶阵列3，后方为水平滑轨4，在水平滑轨4上设置注液单元5和拧盖单元6，分别设置在水平滑轨4的两侧，样品瓶阵列3位于注液单元5和拧盖单元6的下方工作台1上，注液单元5的外侧为供液单元7，拧盖单元6的外侧为供盖单元8。

参见附图3，为注液单元5去除外壳的内部结构示意图，注液管路未示出。注液单元5包括注液滑轨9和注液模块10，注液滑轨9在水平滑轨4上移动设置，注液模块10在注液滑轨9上移动设置，注液滑轨9与水平滑轨4垂直设置，注液模块10包括注液针11和注液针升降机构12，注液针11设置在注液针升降机构12上，注液单元5连接至供液单元7。

参见附图4，为供液单元7去除外壳的内部结构示意图，注液管路未示出。供液单元7包括注射泵13和储液罐（图中未示出），储液罐通过管路和电磁阀14连接至注射泵13，储液罐可为多个，电磁阀14控制某一时间一个储液罐连通至注射泵13。电磁阀14最多可连接8路，可连接8个储液罐。

参见附图5，为拧盖单元6去除外壳的内部结构示意图。拧盖单元6包括拧盖滑轨15和拧盖模块16，拧盖滑轨15在水平滑轨4上移动设置，拧盖模块16在拧盖滑轨15上移动设置，拧盖滑轨15与水平滑轨4垂直设置，拧盖模块16包括旋转吸头17和吸头升降机构18，旋转吸头17设置在吸头升降机构18上。

参见附图6，为供盖单元8去除外壳的内部结构示意图。供盖单元8包括理盖机构19和瓶盖输出槽20，理盖机构19为转盘式机构，理盖机构19的出口连接至瓶盖输出槽20，在瓶盖输出槽20的末端，设置吸盖工装21，拧盖模块16的旋转吸头17从吸盖工装21位置吸取瓶盖200。在瓶盖输出槽20的下方设置振动机构22。

参见附图7，为吸盖工装21去除外壳的内部结构示意图。吸盖工装21包括瓶盖支撑座23，瓶盖支撑座23上方设置瓶盖定位槽24，瓶盖定位槽24连接至瓶盖输出槽20，瓶盖支撑座23下方设置顶杆25和顶杆驱动机构26，顶杆驱动机构26将顶杆25顶起穿过瓶盖定位槽24上的通孔将瓶盖定位槽24内的瓶盖200顶起，此时拧盖模块16的旋转吸头17可将顶起的瓶盖200吸取。

参见附图8，样品瓶阵列3包括瓶架27，在瓶架27的底部设有摩擦垫28，样品瓶100竖直设置于瓶架27上，样品瓶100的瓶底与摩擦垫28配合。样品瓶阵列3的一侧设置废液管29，废液管29的连接至工作台1下方的废液桶（图中未示出）。

继续参见附图1、2，下面对自动分液加盖系统的工作方法过程进行说明，以便更好地理解本发明。

自动分液加盖系统由控制单元进行控制和配置，用户通过操作屏进行指令传送。具体过程如下：

（1）布置好样品瓶阵列3中的无盖空样品瓶100、理盖机构19中的瓶盖200、储液槽等部件后，系统初始化。系统初始化内容包括样品阵列参数、气动参数、速度参数等。通过操作屏30设定待注液量、注液的样品瓶100位置等参数，启动系统。

（2）控制单元根据样品瓶100的坐标位置，控制注液模块10的移动位置，移至第一个样品瓶100上方，供液单元7给注液模块10输入预定计量的试剂液，注入样品瓶100。

如果第一次注液，可以选择对注液管路和注液嘴进行清洗，将注液嘴移至废液管29，供液单元7供出一定量的试剂液进行冲洗。如果供液单元7的电磁阀14切换了试剂供给，则也要进行冲洗的过程。

注液单元5注液时，将注液针11移至样品瓶100上方，或者根据试剂的种类，适合通过注液针升降机构12，将注液伸入样品瓶100内注液，注液完成后，再将注液针11提升出样品瓶100。

对样品瓶阵列3中的多个样品瓶100，按预设的顺序进行注液，直至所有设定注液的样品瓶100注液完成。

（3）注液完成后，控制单元控制拧盖模块16从供盖单元8吸取瓶盖200，根据样品瓶100的坐标位置，控制拧盖模块16的移动位置，通过旋转吸头17的旋转，顺序将瓶盖200拧至样品瓶100上；

供盖单元8的理盖机构19将瓶盖200整理成倒扣的位置，通过瓶盖输出槽20送至吸盖工装21。拧盖模块16的旋转吸头17在吸盖工装21位置与样品瓶100之间移动，将吸盖工装21上的瓶盖200吸取后顺序拧在样品瓶100上。为了确保拧盖的效果，在样品瓶阵列3的瓶架27下方设置摩擦垫28可选用橡胶材料，样品瓶100的底部与摩擦垫28接触，旋转吸头17将瓶盖200从上往下对样品瓶100进行施压旋转，样品瓶100底与摩擦垫28产生的摩擦力限制样品瓶100的转动，旋转吸头17转动后，将瓶盖200拧在样品瓶100上，拧动的圈数大于样品瓶100口螺纹圈数。在拧盖时，可先对瓶盖200在瓶口反向旋转半周或一周，然后再正向旋转进行拧盖，确保瓶盖200与瓶口的螺纹正确匹配。

理盖机构19可采用现有技术中的理瓶机械，如中国专利：“一种带耙齿的防翻盖理盖机”（申请号：CN201520746511.8）公开的机器。在瓶盖输出槽20的上方设有振动机构22，并在瓶盖输出槽20的路径上的一个或多个感应器，以感应瓶盖输出槽20内的瓶盖200状态，当缺少瓶盖200时，理盖机构19向瓶盖输出槽20上输送瓶盖200。振动机构22使瓶盖输出槽20振动，将瓶盖200送至吸盖工装21。这个过程是连续的，在瓶盖输出槽20和吸盖工装21上顺序排列倒扣的瓶盖200。

由于吸盖工装21位置的瓶盖200紧靠排列，旋转吸头17吸取瓶盖200时，受到边上瓶盖200的影响，会出现吸盖失败。针对这种情况，通过瓶盖支撑座23下方的顶杆25和顶杆驱动机构26，将最外面的瓶盖200从下向上顶起，旋转吸头17将顶起的瓶盖200吸起后，送至样品瓶100进行拧盖。

（4）完成所有样品瓶100的拧盖过程后，一批次的样品瓶100注液拧盖完成。更换新的样品瓶100后进行下一批次的操作。

在注液时，可先从位于靠近拧盖单元6处的样品瓶开始，待完成一列或几列样品瓶的注液后，可以同时控制拧盖单元6对注液完成的样品瓶进行的拧盖操作，节省操作时间约四分之三。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自动分液加盖系统，其特征在于：包括供液单元、注液单元、供盖单元、拧盖单元和样品瓶阵列，所述注液单元和拧盖单元设置在水平滑轨的两侧，所述样品瓶阵列位于注液单元和拧盖单元的下方工作台上，所述供液单元位于注液单元的外侧，所述供盖单元位于拧盖单元的外侧，所述注液单元包括注液滑轨和注液模块，所述注液滑轨在所述水平滑轨上移动设置，所述注液模块在注液滑轨上移动设置，所述注液滑轨与水平滑轨垂直设置，所述注液单元连接至供液单元；所述拧盖单元包括拧盖滑轨和拧盖模块，所述拧盖滑轨在所述水平滑轨上移动设置，所述拧盖模块在拧盖滑轨上移动设置，所述拧盖滑轨与水平滑轨垂直设置，所述拧盖模块包括旋转吸头和吸头升降机构，所述旋转吸头设置在吸头升降机构上；所述供液单元为注液单元供液，所述注液单元依次移动至样品瓶阵列的样品瓶位置，给样品瓶注入预定量的液体，所述拧盖单元从供盖单元吸取瓶盖后，移动至样品瓶阵列的样品瓶位置，给注液完成的样品瓶旋上瓶盖。

2.根据权利要求1所述的自动分液加盖系统，其特征在于：所述供液单元包括注射泵和储液罐，所述储液罐通过管路和电磁阀连接至注射泵，所述储液罐为多个，所述电磁阀控制某一时间一个储液罐连通至所述注射泵。

3.根据权利要求1所述的自动分液加盖系统，其特征在于：所述注液模块包括注液针和注液针升降机构，所述注液针设置在注液针升降机构上。

4.根据权利要求1所述的自动分液加盖系统，其特征在于：在所述瓶盖输出槽的下方设置振动机构,所述供盖单元包括理盖机构和瓶盖输出槽，所述理盖机构为转盘式机构，理盖机构的出口连接至瓶盖输出槽，在瓶盖输出槽的末端，设置吸盖工装，所述拧盖模块的旋转吸头从吸盖工装位置吸取瓶盖。

5.根据权利要求1所述的自动分液加盖系统，其特征在于：所述样品瓶阵列包括瓶架，在瓶架的底部设有摩擦垫，样品瓶竖直设置于瓶架上，样品瓶的瓶底与摩擦垫配合。

6.根据权利要求5所述的自动分液加盖系统，其特征在于：所述样品瓶阵列的一侧设置废液管，所述废液管的连接至工作台下方的废液桶。

7.根据权利要求4所述的自动分液加盖系统，其特征在于：所述吸盖工装包括瓶盖支撑座，瓶盖支撑座上方设置瓶盖定位槽，所述瓶盖定位槽连接至瓶盖输出槽，所述瓶盖支撑座下方设置顶杆和顶杆驱动机构，所述顶杆驱动机构将顶杆顶起穿过瓶盖定位槽上的通孔将瓶盖定位槽内的瓶盖顶起，所述拧盖模块的旋转吸头将顶起的瓶盖吸取。

8.一种自动分液加盖方法，应用如权利要求1至7中任一项所述的自动分液加盖系统，其特征在于：包括如下步骤：

（1）将无盖空样品瓶装入样品瓶阵列；

（2）注液单元根据样品瓶的坐标位置，控制注液模块的移动位置，对样品瓶阵列中的样品瓶顺序进行注液，供液单元为注液单元供液；

（3）拧盖单元的拧盖模块从供盖单元吸取瓶盖，根据样品瓶的坐标位置，控制拧盖模块的移动位置，通过旋转吸头的旋转，顺序将瓶盖拧至样品瓶上；

（4）取下完成注液拧盖的样品瓶，换上新的一批无盖空样品瓶，重复上述操作。

9.根据权利要求8所述的自动分液加盖方法，其特征在于：所述步骤（2）中，所述供液单元通过电磁阀切换供液时，供液单元先将注液单元内的切换前的残留液注入废液管。

10.根据权利要求8或9所述的自动分液加盖方法，其特征在于：所述步骤（3）中，在拧瓶盖之间，所述旋转吸头使瓶盖在样品瓶上反向旋转，使瓶盖和样品瓶的螺纹啮合。