CN109969497A - 血糖试纸自动裁切包装生产系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供血糖试纸自动裁切包装生产系统，其包括送料段、检测段、裁切段、接料段、输送段、压盖段、码垛段。本设备可以完成从血糖试纸自动送料到装好周转箱整个过程，类似一个全自动生产线，人工只需要每半个小时放一次血糖试纸，然后每一个小时取放一次周转箱就可以了，一个人可以完成整个过程，大大提高了效率，节省了人力成本，另外设备采用最先进的视觉技术，判断产品合格，并剔除不良，代替了人工检测误差，提升了产品质量，避免的认为因素导致的产品失效，产品不良问题。整个设备采用铝型材和亚克力保护罩，并开有亚克力门，门上装有检测开关，当工作时候被打开门，设备立即停止工作，防止工作时候开门而造成人工伤害。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动化生产线，尤其涉及一种血糖试条生产。
背景技术
现有的血糖试条采用人工裁切，人工把整条血糖试纸放在刀具上，脚踏开关，然后刀具把血糖试纸裁切。人工裁切容易导致试条裁切报废，试条在试纸上等间距排列，间距大约在0.2mm，所以人工放试纸的时候，稍微有偏斜，就会切坏试条，另外人工裁切效率低，人工成本和管理成本高。
目前也有针对这个问题进行改进的半自动设备，通过人工叠放一堆血糖试纸，自动送料到刀具上，完成自动切料和接料，但是只能做到送料、切料、接料和计算一定数量的试条，后续还是通过人工装瓶，人工压瓶盖，人工码垛装托盘和人工装箱，人工压盖只能通过肉眼检测盖子压的是否合格，所以不能保证每个人看的一样，如果压盖不合格，会导致瓶子漏气对试条产生氧化，从而导致试条在很短时间内失效，另外瓶盖上装有干燥剂，人工并没有对来料的瓶盖做检测，如果有不合格的瓶盖，也会导致不能完全密封干燥，或者短时间内失效。而且人工完成后续动作也需要大量时间和人力成本、管理成本。
发明内容
为了解决现有技术中问题，本发明提供了一种血糖试纸自动裁切包装生产系统，其包括送料段、检测段、裁切段、接料段、输送段、压盖段、码垛段；试纸放置在送料段指定位置，送料段的气缸夹紧试条往前送料到视觉检测段，判断试条的NG和OK，以及试条偏差情况；通过送料段机构针对检测结果进行纠偏，使之能准确送到裁切段；检测段记录NG和OK试条位置，并将信息反馈给PLC，方便下个阶段进行不良品剔除；检测完后，送料段中的送料机构继续将试条往前送，到达裁切段入口，然后刀具滚动，裁切试纸，裁切完的试条通过刀具转动惯性，被带入到接料段，接料段初始位置就是在刀具另外一端接料，随后接料段缩回，接料段吸盘下降吸取试条，分两组来吸取，并将不良品放入不良品盒，良品放置到输送段的皮带上，输送段上设有复检视觉CCD，二次检测试条NG和OK，以及是否有切偏情况，防止没有丢掉或者第一次没有检测出来的不良品流入下一工序，同时对皮带上不良品进行剔除；输送段末端设有光纤计数器和试条暂存管，通过程序设定，可以装一定数量的试条到瓶子里；当计数到达设定值后，气缸将试条管内的试条一次推入到压盖段中已经到位的瓶子里；随后装有试条的瓶子通过旋转气缸被放置到分度盘上，并随分度盘转动，进行压盖和高度检测；压盖合格的流入下一工序，不合格的通过吸盘抓取剔除；合格瓶体旋转到机械手抓取位置，被旋转机械手抓取放到码垛段的暂存治具上，完成暂存后，码垛段的机械手抓取治具中的瓶子，放入周转箱中的托盘里，直到放满托盘，码垛段的机械手再从托盘暂存区抓取托盘放置到周转箱，继续摆放，直到完成整个周转箱的摆放，设备预警，提示人工搬走周转箱。
作为本发明的进一步改进，所述送料段包括送料机构，所述送料机构包括送料板，所述送料板上设有若干个送料条，每个送料条上设有送料台阶和真空吸气孔，两个相邻的送料条之间设有间隔槽，送料台阶高度略小于试纸厚度。
作为本发明的进一步改进，所述裁切段设有裁切机构，所述裁切机构包括：上刀具调节杆、左右连接条、立板、滑块组件、基座、下刀具调节杆、马达、链条、上刀具刮板、上刀具、下刀具、下刀具刮板、上刀具链轮、下刀具链轮、惰轮、滑块盖板、轴承、滑块、左夹头下、左夹头上、右夹头下、右夹头上；所述滑块组件包括滑块盖板、轴承和滑块；左右连接条、立板及基座组成整个裁切结构的支架，上刀具通过左夹头下、左夹头上、右夹头下和右夹头上配合夹紧，固定在滑块组件上，被夹紧刀具中心跟左夹头下同心，左夹头下和左夹头上中心圆弧设计跟上刀具轴同等大小；滑块组件中间设有轴承，通过上刀具调节杆调节滑块组件高度，从而调节上刀具高度，下刀具调节杆调节下刀具高度，上刀具链轮通过键跟左夹头下连接，下刀具链轮通过键跟右夹头下连接，当试纸被送达到裁切段上刀具和下刀具的结合边，马达转动，通过链条带动上刀具链轮，下刀具链轮和惰轮转动，通过惰轮的转向，实现一个马达带动上刀具和下刀具逆向转动，完成试纸的裁切；上刀具刮板和下刀具刮板固定在立板上，上刀具刮板紧贴上刀具，下刀具刮板紧贴下刀具。
作为本发明的进一步改进，所述接料段设有错位分离结构，所述错位分离结构包括：上盖连接板、上盖、下盖连接板、下盖、上盖导轨、气缸、下存放位、上存放位、气孔、导向筋、下存放压台、上存放压台、导向槽；所述上盖固定在上盖连接板上，上盖连接板固定在上盖导轨，并连接气缸的推杆，上盖导轨和气缸固定在下盖连接板上，下盖连接在下盖连接板的一端；气缸推动上盖连接板运动、并通过导向筋和导向槽配合、使得上盖和下盖合拢后、下存放位和下存放压台配合、上存放位和上存放压台配合、在它们之间形成一个固定间隙用于存放试条；下存放位开有斜口，上存放位入口设有斜度，上存放位设有气孔。
作为本发明的进一步改进，所述压盖段设有分度盘，所述分度盘包括分度盘主体、旋转轴、平面轴承、接近传感器、底座、分度盘旋转同步轮、皮带、马达支架、旋转马达、马达同步轮、金属传感器、磁铁销；分度盘主体和旋转轴连接，旋转轴上装有平面轴承，平面轴承设置在底座中心圆孔内，通过平面轴承定位固定；旋转轴一端固定分度盘旋转同步轮，旋转马达固定在马达支架上，马达支架固定在工作台面上，旋转马达轴上固定马达同步轮，马达同步轮和分度盘旋转同步轮通过皮带连接；旋转马达完成对分度盘主体的旋转控制；分度盘主体上设有磁铁销，跟金属传感器配合，用于分度盘主体旋转时，检测磁铁销定位停止，底座上设有接近传感器，用于检测瓶子有无。
作为本发明的进一步改进，所述压盖段设有带有弹片的分度盘，其包括分度盘主体、弹片、接近传感器、底座、旋转马达、金属传感器及磁铁销；所述分度盘主体设置在所述底座上，旋转马达控制分度盘主体旋转，分度盘主体上设有磁铁销，底座上设有金属传感器，磁铁销跟金属传感器配合，用于分度盘旋转时，检测磁铁销定位停止，底座上设有接近传感器，弹片设置在底座上，配合接近传感器工作，瓶子每次经过弹片所在位置，弹片给瓶子产生一个反作用力F，F把瓶子向分度盘主体中心推紧，保证了瓶子的中心始终跟分度盘主体格子中心一致。
作为本发明的进一步改进，所述压盖段设有吸取过压保护结构，所述吸取过压保护结构包括高度调节螺栓、压紧高度调节板、压紧气缸、连接板、压缩弹簧、瓶盖压紧块、真空吸盘、压紧气缸固定板、真空吸盘弹簧；真空吸盘一端设有真空吸盘弹簧，真空吸盘设有真空吸盘弹簧的这一端固定在瓶盖压紧块的中心位置，并使得真空吸盘略高出瓶盖压紧块，压缩弹簧放置在瓶盖压紧块的盲孔内，瓶盖压紧块跟连接板连接，连接板固定在压紧气缸的推杆上，压紧气缸安装在压紧气缸固定板上，压紧高度调节板固定在压紧气缸固定板上，并距离压紧气缸一定高度，在压紧高度调节板上设置两个高度调节螺栓，用于调节气缸升降。
作为本发明的进一步改进，所述码垛段设有级进机构，所述级进机构包括治具、一级固定板、一级导轨、一级气缸、二级固定板、二级气缸、底板、二级导轨；所述治具固定在一级固定板上，一级固定板固定在一级导轨上，并连接一级气缸的推杆，一级导轨和一级气缸固定在二级固定板上，二级固定板固定在二级导轨，并连接二级气缸的推杆，二级导轨和二级气缸固定在底板上。
作为本发明的进一步改进，需要进给N个位置，设计N-1级级进机构。
本发明的有益效果是：
本设备可以完成从血糖试纸自动送料到装好周转箱整个过程，类似一个全自动生产线，人工只需要每半个小时放一次血糖试纸，然后每一个小时取放一次周转箱就可以了，一个人可以完成整个过程，大大提高了效率，节省了人力成本，另外设备采用最先进的视觉技术，判断产品合格，并剔除不良，代替了人工检测误差，提升了产品质量，避免的认为因素导致的产品失效，产品不良问题。整个设备采用铝型材和亚克力保护罩，并开有亚克力门，门上装有检测开关，当工作时候被打开门，设备立即停止工作，防止工作时候开门而造成人工伤害。
附图说明
图1A和图1B是本发明血糖试纸自动裁切包装生产系统带有外壳的结构示意图；
图2A和图2B是本发明血糖试纸自动裁切包装生产系统去掉外壳的结构示意图；
图3A至图3C是本发明的送料机构结构示意图；
图4是图3A中部分部件的放大结构示意图；
图5A和图5B是本发明的裁切机构结构示意图；
图6是本发明的裁切机构爆炸图；
图7是图6的部分部件放大图；
图8是裁切机构的改进结构和传统结构对比示意图；
图9A和图9B是本发明统的错位分离结构示意图；
图10A和图10B是本发明的错位分离结构分解示意图；
图11是下盖放大示意图；
图12是上盖放大示意图；
图13是上下盖合拢简图示意图；
图14是分度盘爆炸结构示意图；
图15是分度盘结构示意图；
图16是带有弹片的分度盘的俯视图；
图17是图16的部分放大图；
图18是一种吸取过压保护结构的结构示意图；
图19是压紧前后对比示意图，其中，左图为压紧之前，右图为压紧状态；
图20是一种吸取过压保护结构的部分部件立体图；
图21是瓶子压紧前后示意图，其中，左图为压紧之前，右图为压紧状态；
图22是压紧前后参数设定示意图，其中，左图为压紧之前，右图为压紧状态；
图23是级进机构侧面示意图；
图24是级进机构俯视示意图；
图25是级进机构初始位置示意图；
图26是级进机构一级位置示意图；
图27是级进机构二级位置示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图2A至图2B，一种血糖试条自动裁切装瓶生产系统，各部件名称送料段100、检测段200、裁切段300、接料段400、输送段500、压盖段600、码垛段700；
一种血糖试条自动裁切装瓶生产系统工作原理：人工或机械将叠好的试纸整齐的放到送料段100指定位置，(一次可以放置50-100片，根据设计可调整这个暂存数量)，按下启动键，各个工作段回到初始位置，然后送料段100工作，气缸夹紧试条往前送料到视觉检测段200，判断试条的NG和OK，以及试条偏差情况。并通过送料段100机构针对检测结果进行纠偏，使之能准确送到裁切段300。检测段200记录NG和OK试条位置，并将信息反馈给PLC(可编程逻辑控制器)，方便下个阶段进行不良品剔除。检测完后，送料段100中的送料机构继续将试条往前送，到达裁切段300入口，然后刀具滚动，裁切试纸，裁切完的试条通过刀具转动惯性，被带入到接料段400，(接料段400初始位置就是在刀具另外一端接料)，随后接料段400缩回，接料段400吸盘下降吸取试条(分两组来吸取)，并将不良品放入不良品盒，良品放置到输送段500的皮带上，输送段500上设有复检视觉CCD，二次检测试条NG和OK，以及是否有切偏情况，防止没有丢掉或者第一次没有检测出来的不良品流入下一工序，同时对皮带上不良品进行剔除。输送段500末端设有光纤计数器和试条暂存管，通过程序设定，可以装一定数量的试条到瓶子里。(本设备暂定设置25PCS试条装一瓶)当计数到25PCS后，气缸将试条管内25PCS试条一次推入到压盖段600中已经到位的瓶子里。随后装有25PCS试条的瓶子通过旋转气缸被放置到分度盘上，并随分度盘转动，进行压盖和高度检测。压盖合格的流入下一工序，不合格的通过吸盘抓取剔除。合格瓶体旋转到机械手抓取位置，被旋转机械手抓取放到码垛段700的暂存治具上，(根据设计可以暂存N个，本设备设计暂存3个)完成暂存后，码垛段700的机械手抓取治具中的瓶子，一次抓取3个，放入周转箱中的托盘里，直到放满托盘，码垛段700的机械手再从托盘暂存区抓取托盘放置到周转箱，继续摆放，直到完成整个周转箱的摆放，设备预警，提示人工搬走周转箱。于是完成了从试条裁切到码垛的全自动化过程。
本发明在原有半自动裁切基础上，对后续做全自动化设计，通过振动器对瓶子和瓶盖自动送料到指定位置来代替人工接料，同时对瓶盖内部干燥剂合格情况进行视觉检测，判断良品和不良品，并对不良品进行吸盘抓取剔除。接好料的瓶子通过旋转分度盘进入压盖工位，由机械手抓取瓶盖压到瓶子上，并通过视觉检测压合后的瓶体高度，误差在0.1mm～0.2mm，判断是否压盖合格，并对不合格品进行吸盘抓取剔除，合格的压好盖子的瓶体继续旋转到达码垛抓取工位，通过摆臂气缸从分度盘抓取瓶体，放到暂存治具上，暂存治具由气缸导轨组成，每次放入瓶体后，治具自动向前移动一个位置，暂存治具可同时存放3个瓶体，对应后面码垛机一次抓取3个瓶体。当检测到3个瓶体都在治具上后，码垛机械手吸盘同时抓取3个瓶体，放入托盘中，直到一个托盘全部放满，随后码垛机械手从托盘架上抓取空托盘放到周转箱内(周转箱通过人工先放到码垛机指定位置，待周转箱装满报警后人工取走周转箱，周转箱通过滑台气缸和按钮控制进出码垛机)，随后码垛机械手继续从治具盘抓取瓶体放到托盘上，循环反复，直到周转箱放满报警。托盘由人工一次叠放30个左右到托盘架上，托盘架可自动升降，每次取走一个托盘，托盘架就自动上升一个托盘的高度，直到最后一个托盘用完，缺料报警，人工再添加30个托盘。
本设备可以完成从血糖试纸自动送料到装好周转箱整个过程，类似一个全自动生产线，人工只需要每半个小时放一次血糖试纸，然后每一个小时取放一次周转箱就可以了，一个人可以完成整个过程，大大提高了效率，节省了人力成本，另外设备采用最先进的视觉技术，判断产品合格，并剔除不良，代替了人工检测误差，提升了产品质量，避免的认为因素导致的产品失效，产品不良问题。整个设备采用铝型材和亚克力保护罩，并开有亚克力门，门上装有检测开关，当工作时候被打开门，设备立即停止工作，防止工作时候开门而造成人工伤害。
第一，关于送料段100中的送料机构：如图3A、图3B、图3C及图4所示：
血糖试纸自动裁切包装生产系统的送料机构，此送料结构是上文中送料段100中的结构件。所述送料机构包括送料板，所述送料板上设有若干个送料条104，每个送料条104上设有送料台阶101和真空吸气孔102，两个相邻的送料条104之间设有间隔槽103，送料台阶101高度略小于试纸厚度；
叠好的试纸被放置在指定位置，左右限位后，最底下一片试纸刚好落在送料台阶101上，使得当推送试纸的时候，因为送料台阶101高度略小于试纸厚度，标准试纸厚度是0.9-1.0mm，台阶高度为0.7-0.8mm比较好，台阶高度比试条矮但是又超过试条一半高度，不会推出第二个试条，但是又能保证足够高度退出第一条试纸，所以只能推送最底下一片试纸，同时最底下一片试纸被真空吸气孔102吸附，保证最底下一片试纸平整落在台阶上，并且保证试纸在推送过程中不会离开台阶而造成掉落或者位置偏移。送料板上开有很多间隔槽103，既减轻了送料板的重量，又为后面提供错位夹取空间，通过错位间隔槽，跟后面夹取装置对应，完成试纸的送料过渡，完成从送料板到夹头的转移过程。
通过送料板结构，能完成从底下自动推送料功能，结构简单，性能稳定，便于维护，成本低廉。台阶和气孔配合，能保证推送料的准确，这个送料机构能推送到最后一片试纸，不会因为试纸变形导致最后的试纸无法推送上料。通过简单的结构，能完成试纸下个工序的转移，不用任何机械手和外部结构，就能顺利完成从送料板到下个工序板上。
第二，关于裁切段300中的裁切机构：如图5A至图8所示：
所述裁切段300设有裁切机构，所述裁切机构包括：上刀具调节杆301、左右连接条302、立板303、滑块组件304、基座305、下刀具调节杆306、马达307、链条308、上刀具刮板309、上刀具310、下刀具311、标尺312、下刀具刮板313、上刀具链轮314、下刀具链轮315、惰轮316、滑块盖板317、轴承318、滑块319、左夹头下320、左夹头上321、右夹头下322、右夹头上323。滑块组件304包括滑块盖板317、轴承318和滑块319。
一种裁切机构工作原理：上刀具310通过左夹头下320、左夹头上321、右夹头下322和右夹头上323配合用螺栓夹紧，固定在滑块组件304上，中间设有轴承318，通过上刀具调节杆301调节滑块组件304高度，从而调节上刀具310高度，同理调节下刀具311高度。并通过标尺312显示。上刀具链轮314通过键跟左夹头下320连接，下刀具链轮315通过键跟右夹头下322连接，标尺312固定在立板303上，用于指示当前刀具的高度。当试纸被送达到裁切段上刀具310和下刀具311的结合边，马达307转动，通过链条308带动上刀具链轮314，下刀具链轮315和惰轮316转动，通过惰轮316的转向，能实现一个马达带动上刀具310和下刀具311逆向转动，完成试纸的裁切。
左夹头下320和左夹头上321通过两侧螺栓连接，能保证被夹紧刀具中心跟左夹头下320同心，从而保证在上刀具链轮314转动的情况，能带动上刀具310中心转动，不发生偏移。左夹头下320和左夹头上321中心圆弧设计跟上刀具310轴同等大小，当夹紧后无任何间隙，从而保证了同心度，通过拆出两侧螺栓，能从左夹头下320取出左夹头上321，从而取出上刀具310，便于后期维护和更换。
上刀具刮板309通过弹簧和螺栓固定在立板303上，紧贴上刀具310，用于刮掉上刀具310上粘贴的杂质和试条。当上刀具310转动时候，杂质和试条经过上刀具刮板309被阻挡在上刀具刮板309上，避免杂质滚动到结合缝，影响下一个被裁切试纸的厚度，导致裁切的不均匀和产生的不良。下刀具刮板313具有同理的作用。
有益效果：本结构能完成一种试纸(薄片)的自动裁切，并能利用刀具的滚动完成裁切完后的送料，利用转动惯性带动裁切好的试条(薄片)流入下一个环节。利用惰轮的位置可以完成一个马达带动一对刀具的逆向转动，比普通一对一的传动节省了成本。通过设置刮板结构，能有效清除杂质和残留试条，保证了裁切合格率。利用夹头上下螺栓夹紧替代普通夹头结构，有效保证了刀具中心无偏差。因为D2(D2代表新方案上下夹头的直径)能完全跟刀具转轴一样大小，而D1(D1代表旧结构夹头的直径)是利用夹头两侧变形来夹紧刀具，肯定是要有间隙的，否则刀具是不可能装进去的，当两头变形夹紧时，刀具就会不确定地往一边偏离中心，从而导致左右两边夹头中心不在一条直线上。本结构能有效保证中心度，确保滚切的试条合格。
第三，关于接料段400中的错位分离结构：如图9A至图13所示；
所述接料段400设有错位分离结构，所述错位分离结构包括：上盖连接板401、上盖402、下盖连接板403、下盖404、上盖导轨405、气缸406、下存放位411、上存放位412、气孔413、导向筋414、下存放压台415、上存放压台416、导向槽417；
一种错位分离结构工作原理：上盖402通过螺栓固定在上盖连接板401上，上盖连接板401固定在上盖导轨405上，上盖连接板401连接气缸406的推杆，上盖导轨405和气缸406固定在下盖连接板403上，下盖404通过螺栓连接在下盖连接板403的一端。气缸406推动上盖连接板401运动，并通过导向筋414和导向槽417配合，使得上盖和下盖合拢后，下存放位411和下存放压台415配合，上存放位412和上存放压台416配合，在它们之间形成一个固定间隙，用于存放试条。当试条进入存放位后，气缸406缩回，带动上盖连接板403和上盖402运动，打开上盖402，方便后续工艺抓取。下存放位411开有斜口，起导向作用，方便试条进入下存放位411，上存放位412入口设有斜度，能让试条顺利爬坡进入上存放位412，上存放位412设有气孔413，气孔413通过排气，防止试条进入存放位发生偏移翻转，也能让试条更轻松进入存放位，能让存放位的气流顺利排出，通过上下错位存放，能有效分离间隔很小的试条，便于后续吸盘有足够的空间抓取，特别适用于紧挨着的试条分离，比如标签条、条码纸等。
有益效果：通过简易结构来自动分离间隔很小的产品，方便后续抓取或者其他工艺，解决了传统机构单个分离带来的高成本和复杂机构，大大节省了设备的空间和设备成本，因为没有复杂的运动机构和更多的电子部件，减少了维护成本，也降低了元件的损耗带来的维护成本。
第四，关于压盖段600中的分度盘：如图14至图15所示：
各部件名称：分度盘主体601、旋转轴602、平面轴承603、弹片604、接近传感器605、底座606、分度盘旋转同步轮607、皮带608、马达支架609、旋转马达610、马达同步轮611、金属传感器612、磁铁销613；
一款分度盘结构工作原理：分度盘主体601通过螺栓和旋转轴602连接，旋转轴602上装有平面轴承603，一起放置在底座606中心圆孔内，通过平面轴承603定位固定。旋转轴602一端固定分度盘旋转同步轮607，旋转马达610固定在马达支架609上，马达支架609固定在工作台面上，旋转马达610轴上固定马达同步轮611，马达同步轮611和分度盘旋转同步轮607通过皮带608连接。旋转马达610完成对分度盘主体601的旋转控制。底座606固定在工作台面上，起支撑瓶子作用和旋转防止瓶子跑出分度盘的作用。分度盘主体601上设有磁铁销613，跟金属传感器612配合，用于分度盘主体601旋转时，检测磁铁销定位停止，避免旋转马达610因为丢步和累计误差造成的旋转偏差。底座606上设有接近传感器605，用于检测瓶子有无，当检测到有瓶子的时候，这个位置就可以进行压盖动作(或者完成其他工艺)。弹片604装在底座606上，配合接近传感器605完成压盖或者其他工艺。
有益效果：分度盘座位工件排序机构，给自动化带来了很大的便利，提高了工作效率，简化了工序之间的机构衔接，通过分度盘可以在一个很小的圆周空间内完成多道工序，通过对分度盘改进，加装金属磁铁销，并将分度盘等分成20份，整数倍于步进电机步距角。简化了软件换算方法，等倍数角度也减小了步进电机转动误差，而且通过磁铁销的改进，能用金属传感器精确定位每个间距位置，甚至可以用最便宜的减速电机就能完成分度盘转动，用步进电机或者减速电机替代私服电机，大大节省了成本。也提高了分度盘定位精度，保证了工序的合格率。
第五，一种带有弹片的分度盘，此带有弹片的分度盘可以应用于压盖段600中，也可以应用于其他需要分度盘的机器中。如图15至图17所示：
各部件名称：分度盘主体601，弹片604，接近传感器605，底座606，旋转马达610，金属传感器612。
所述分度盘主体601设置在所述底座606上，旋转马达610控制分度盘主体601旋转，分度盘主体601上设有磁铁销613，底座606上设有金属传感器612，磁铁销613跟金属传感器612配合，用于分度盘601旋转时，检测磁铁销定位停止，底座606上设有接近传感器605，弹片604设置在底座606上，配合接近传感器605工作，瓶子每次经过弹片所在位置，弹片604给瓶子产生一个反作用力F，F把瓶子向分度盘主体601中心推紧，保证了瓶子的中心始终跟分度盘主体601格子中心一致。所述底座606设有缺口，所述弹片604卡设在所述缺口处，弹片604的主体部分与分度盘主体601配合，对瓶子进行定位。所述弹片604为金属弹片。所述弹片604的长度大于瓶子直径的1.5倍，所述弹片604的长度小于瓶子直径的2.5倍。
一种弹片自动定位结构工作原理：当分度盘主体601顺时针旋转，瓶子先经过位置①，再经过位置②，然后到位置③。假设将弹片604设置在位置②，由于分度盘主体601转动需要间隙，而且瓶子被放置到分度盘中也需要间隙，所以就会产生累计误差，假设分度盘转动需要0.5mm间隙，而瓶子被放置到分度盘需要间隙0.5mm，这样就会累积一个1mm误差。如果在位置②需要进行一个高精度定位工序操作，1mm偏差可能达不到理想精度要求。增加弹片604后，瓶子每次经过位置②，弹片604会给瓶子产生一个反作用力F，F把瓶子向分度盘主体601中心推紧。这样就保证了瓶子的中心始终跟分度盘主体601格子中心一致。那这个中心位置精度就会很高，根据实际制作反馈，精度可以达到0.05mm。这样就可以在位置②进行一个工序操作，比如压盖，比如贴标签，比如雕刻等等需要精度定位的工艺。而不用将瓶子从分度盘主体601中取出，再二次定位到其他治具上去操作。大大节省了时间提高了效率，也节省了结构，节省了设备成本。
有益效果：本结构通过在旋转分度盘上做一个小小改进，就能达到一个高精度的定位，通过在需要动作的工序增加一个弹片，当分度盘上的瓶子经过这个位置时，始终保持瓶子中心和分度盘每格的中心一致，不会因为间隙而导致瓶子偏离分度盘格子的中心，保证了瓶子每次经过这个位置时候的精度，保证了精度也就可以在这个工作做任何的工序操作，减少了额外的二次定位结构，以及二次抓取结构，节省了设备空间和成本，提高了效率。
第六，一种吸取过压保护结构，此一种吸取过压保护结构可以应用于压盖段600中，也可以应用于其他需要压盖的机器中。如图18至图22所示：
各部件名称：高度调节螺栓621、压紧高度调节板622、压紧气缸623、连接板614、压缩弹簧615、瓶盖压紧块616、肩头螺栓617、真空吸盘618、压紧气缸固定板619、真空吸盘弹簧620、瓶子1、瓶盖2。
一种吸取过压保护结构工作原理：真空吸盘618一端固定在瓶盖压紧块616的中心位置，并使得真空吸盘618略高出瓶盖压紧块616约5-10mm左右，具体可根据需要设定，压缩弹簧615放置在瓶盖压紧块616的四个盲孔内，压缩弹簧可以不需要固定，是自由的放置在圆形孔内的，上下两端都在孔内，所以不会乱跑，瓶盖压紧块616通过肩头螺栓617跟连接板614连接。连接板614通过螺纹固定在压紧气缸623的推杆上，压紧气缸623安装在压紧气缸固定板619上，压紧高度调节板622通过螺栓固定在压紧气缸固定板619上，并距离压紧气缸623一定高度，在压紧高度调节板622上设置两个高度调节螺栓621，用于调节气缸升降。高度调节螺栓621拧下去点气缸就下去点，压的力就大点。压紧气缸固定板619可以悬挂在机械手或者其他运动模块上一起动作完成吸取盖子，并压紧盖子功能。
动作流程：
运动模块带动压紧气缸固定板619移动，到达瓶盖待吸取位置，压紧气缸623伸长，真空吸盘618碰到瓶盖并吸取瓶盖。随后整体随着压紧气缸固定板619通过运动模块运动到待压瓶子的正上方，压紧气缸623伸长，当瓶盖2碰到瓶子1后，真空吸盘618被瓶子1反作用力推动，真空吸盘弹簧620受压，真空吸盘618被顶到瓶盖压紧块616内，随后瓶盖压紧块616接触瓶盖，继续在压紧气缸623的作用下往下压，当下压到一定高度后，瓶子1和瓶盖2完全扣合，产生一个恒定反作用力，考虑压紧气缸623行程误差和外界误差，压紧误差，通过高度调节螺栓621调节压紧气缸623在到达瓶子1和瓶盖2完全扣合的高度基础上，再下压0.5-1mm，这个数值可根据自己设计来设定，后面通过计算可以算出这个高度参数。当瓶子1和瓶盖2完全扣合，产生的恒定反作用力等于压缩弹簧615的弹力，当气缸继续下压0.5-1mm时候，反作用力大于弹簧弹力，弹簧被反作用力压缩，避免了压紧气缸623硬性作用在瓶盖压紧块616上，而导致瓶盖2被气缸的推力压坏。从而利用弹簧的压缩保护了过压，又能保证充分压紧瓶盖。大大提高了产品合格率，而且比人工压盖更具有稳定性，不会随着人的用力造成压紧高度不统一。肩头螺栓617起到限位和导向的作用，既防止了瓶盖压紧块616的倾斜，又限制了压紧块的位置。
计算校正(仅通过此例子说明验算过程)
首先，实验测得数据：
瓶盖压紧瓶子需要的力F1＝58N
瓶盖压紧瓶子后破坏力F2＝100N
瓶盖压紧瓶子从接触到完全扣合行程S1＝3mm
根据实验数据对气缸和弹簧选型计算：
选取气缸行程为S2＝10mm(设置气缸高出瓶子5mm，扣合行程3mm，过压2mm)
根据胡克定律
F＝KS确定弹簧选型
F1＝K*(H1-H2)----当气缸下压到完全扣合位置后，弹簧的弹力等于完全扣合的力
K＝F/λ＝Gd4/8D3n----弹簧的弹性系数K与弹簧的直径D2，弹簧的线径d，弹簧的材料有关，与弹簧的直径的4次方成正比，与弹簧的线径的弹性模量成正比，与弹簧的有效圈数成反比
F：弹簧所受的载荷
λ：弹簧在受载荷F时所产生的变形量
G：弹簧材料的切变模量；(钢为8×104MPa，青铜为4×104MPa)
d：弹簧丝直径
D：弹簧直径
n：弹簧有效圈数
根据上述公式可计算出最合适的弹簧参数为：
弹簧总长：50mm
完全扣合后弹簧长度：30mm
弹簧外径：12mm
弹簧线径：1.5mm
有效圈数：10
验算得到数据盖子扣合到位后，弹簧力F＝58.3N，F2＞F＞F1，表示能压合到位，但是没有达到破坏力度，当压紧气缸继续下压2mm，弹簧力F’＝63.8N＜F2。不会压坏瓶盖。
综上所述，通过弹簧作用，能有效压紧瓶盖，利用弹簧弹力的变化来确保有效压紧，并能过压保护，保证了合格的同时也保护了产品不被压坏，提高了品质。
有益效果：本结构采用肩头螺栓限位，利用弹簧弹力大小来防止过压，内嵌真空吸盘，可以同时吸取盖子，一步到位压紧盖子，直接采用铝合金压块，保证被压盖子平整度，使得整个盖子成平面受压，结合力学效验和实际测试，能有效解决压盖过压问题以及压不到位的问题。此结构悬挂在机械手上，可以实现自动压紧动作，并过压保护。
第七，一种级进机构，此一种级进机构可以应用于码垛段700中，也可以应用于其他需要级进的机器中。如图23至图27所示：
各部件名称：治具701、一级固定板702、一级导轨703、一级气缸704、二级固定板705、二级气缸706、底板707、二级导轨708；
一种级进机构工作原理：治具701固定在一级固定板702上，一级固定板702固定在一级导轨703，并连接一级气缸704的推杆，一级导轨703和一级气缸704固定在二级固定板705上，二级固定板705固定在二级导轨708，并连接二级气缸706的推杆，二级导轨708和二级气缸706固定在底板707上。根据本例需要进给三个位置，设计二级级进机构，如果需要四个位置，设计三级级进机构，以此类推。
当治具701在初始位置完成工序后，一级气缸704的推杆伸长，推动一级固定板702在一级导轨703上滑动前进到第二级工序位置，当治具701在二级位置完成工序后，二级气缸706的推杆伸长，推动二级固定板705在二级导轨708上滑动前进到第三级工序位置。从而完成一个产品三个工序的操作。
有益效果：本机构通过气缸简单配合，能精确完成不同位置的进给，简化了进给机构，由于替代了马达和丝杆结构，大大节省了使用成本。无需特殊程序控制器，只需要配合简单的传感器就能完成多个位置的精确进给。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种血糖试纸自动裁切包装生产系统，其特征在于：其包括送料段（100）、检测段（200）、裁切段（300）、接料段（400）、输送段（500）、压盖段（600）、码垛段（700）；试纸放置在送料段（100）指定位置，送料段（100）的气缸夹紧试条往前送料到视觉检测段（200），判断试条的NG和OK，以及试条偏差情况；通过送料段（100）机构针对检测结果进行纠偏，使之能准确送到裁切段（300）；检测段（200）记录NG和OK试条位置，并将信息反馈给PLC，方便下个阶段进行不良品剔除；检测完后，送料段（100）中的送料机构继续将试条往前送，到达裁切段（300）入口，然后刀具滚动，裁切试纸，裁切完的试条通过刀具转动惯性，被带入到接料段（400），接料段（400）初始位置就是在刀具另外一端接料，随后接料段（400）缩回，接料段（400）吸盘下降吸取试条，分两组来吸取，并将不良品放入不良品盒，良品放置到输送段（500）的皮带上，输送段（500）上设有复检视觉CCD，二次检测试条NG和OK，以及是否有切偏情况，防止没有丢掉或者第一次没有检测出来的不良品流入下一工序，同时对皮带上不良品进行剔除；输送段（500）末端设有光纤计数器和试条暂存管，通过程序设定，可以装一定数量的试条到瓶子里；当计数到达设定值后，气缸将试条管内的试条一次推入到压盖段（600）中已经到位的瓶子里；随后装有试条的瓶子通过旋转气缸被放置到分度盘上，并随分度盘转动，进行压盖和高度检测；压盖合格的流入下一工序，不合格的通过吸盘抓取剔除；合格瓶体旋转到机械手抓取位置，被旋转机械手抓取放到码垛段（700）的暂存治具上，完成暂存后，码垛段（700）的机械手抓取治具中的瓶子，放入周转箱中的托盘里，直到放满托盘，码垛段（700）的机械手再从托盘暂存区抓取托盘放置到周转箱，继续摆放，直到完成整个周转箱的摆放，设备预警，提示人工搬走周转箱。
2.根据权利要求1所述的血糖试纸自动裁切包装生产系统，其特征在于：所述送料段（100）包括送料机构，所述送料机构包括送料板，所述送料板上设有若干个送料条（104），每个送料条（104）上设有送料台阶（101）和真空吸气孔（102），两个相邻的送料条（104）之间设有间隔槽（103），送料台阶（101）高度略小于试纸厚度。
3.根据权利要求1所述的血糖试纸自动裁切包装生产系统，其特征在于：所述裁切段（300）设有裁切机构， 所述裁切机构包括：上刀具调节杆（301）、左右连接条（302）、立板（303）、滑块组件（304）、基座（305）、下刀具调节杆（306）、马达（307）、链条（308）、上刀具刮板（309）、上刀具（310）、下刀具（311）、下刀具刮板（313）、上刀具链轮（314）、下刀具链轮（315）、惰轮（316）、滑块盖板（317）、轴承（318）、滑块（319）、左夹头下（320）、左夹头上（321）、右夹头下（322）、右夹头上（323）；所述滑块组件（304）包括滑块盖板（317）、轴承（318）和滑块（319）；左右连接条（302）、立板（303）及基座（305）组成整个裁切结构的支架，上刀具（310）通过左夹头下（320）、左夹头上（321）、右夹头下（322）和右夹头上（323）配合夹紧，固定在滑块组件（304）上，被夹紧刀具中心跟左夹头下（320）同心，左夹头下（320）和左夹头上（321）中心圆弧设计跟上刀具（310）轴同等大小；滑块组件（304）中间设有轴承（318），通过上刀具调节杆（301）调节滑块组件（304）高度，从而调节上刀具（310）高度，下刀具调节杆（306）调节下刀具（311）高度，上刀具链轮（314）通过键跟左夹头下（320）连接，下刀具链轮（315）通过键跟右夹头下（322）连接，当试纸被送达到裁切段上刀具（310）和下刀具（311）的结合边，马达（307）转动，通过链条（308）带动上刀具链轮（314），下刀具链轮（315）和惰轮（316）转动，通过惰轮（316）的转向，实现一个马达带动上刀具（310）和下刀具（311）逆向转动，完成试纸的裁切；上刀具刮板（309）和下刀具刮板（313）固定在立板（303）上，上刀具刮板（309）紧贴上刀具（310），下刀具刮板（313）紧贴下刀具（311）。
4.根据权利要求1所述的血糖试纸自动裁切包装生产系统，其特征在于：所述接料段（400）设有错位分离结构，所述错位分离结构包括：上盖连接板（401）、上盖（402）、下盖连接板（403）、下盖（404）、上盖导轨（405）、气缸（406）、下存放位（411）、上存放位（412）、气孔（413）、导向筋（414）、下存放压台（415）、上存放压台（416）、导向槽（417）；所述上盖（402）固定在上盖连接板（401）上，上盖连接板（401）固定在上盖导轨（405），并连接气缸（406）的推杆，上盖导轨（405）和气缸（406）固定在下盖连接板（403）上，下盖（404）连接在下盖连接板（403）的一端；气缸（406）推动上盖连接板（401）运动、并通过导向筋（414）和导向槽（417）配合、使得上盖和下盖合拢后、下存放位（411）和下存放压台（415）配合、上存放位（412）和上存放压台（416）配合、在它们之间形成一个固定间隙用于存放试条；下存放位（411）开有斜口，上存放位（412）入口设有斜度，上存放位（412）设有气孔（413）。
5.根据权利要求1所述的血糖试纸自动裁切包装生产系统，其特征在于：所述压盖段（600）设有分度盘，所述分度盘包括分度盘主体（601）、旋转轴（602）、平面轴承（603）、接近传感器（605）、底座（606）、分度盘旋转同步轮（607）、皮带（608）、马达支架（609）、旋转马达（610）、马达同步轮（611）、金属传感器（612）、磁铁销（613）；分度盘主体（601）和旋转轴（602）连接，旋转轴（602）上装有平面轴承（603），平面轴承（603）设置在底座（606）中心圆孔内，通过平面轴承（603）定位固定；旋转轴（602）一端固定分度盘旋转同步轮（607），旋转马达（610）固定在马达支架（609）上，马达支架（609）固定在工作台面上，旋转马达（610）轴上固定马达同步轮（611），马达同步轮（611）和分度盘旋转同步轮（607）通过皮带（608）连接；旋转马达（610）完成对分度盘主体（601）的旋转控制；分度盘主体（601）上设有磁铁销（613），跟金属传感器（612）配合，用于分度盘主体（601）旋转时，检测磁铁销定位停止，底座（606）上设有接近传感器（605），用于检测瓶子有无。
6.根据权利要求1所述的血糖试纸自动裁切包装生产系统，其特征在于：所述压盖段（600）设有带有弹片的分度盘，其包括分度盘主体（601）、弹片（604）、接近传感器（605）、底座（606）、旋转马达（610）、金属传感器（612）及磁铁销（613）；所述分度盘主体（601）设置在所述底座（606）上，旋转马达（610）控制分度盘主体（601）旋转，分度盘主体（601）上设有磁铁销（613），底座（606）上设有金属传感器（612），磁铁销（613）跟金属传感器（612）配合，用于分度盘（601）旋转时，检测磁铁销定位停止，底座（606）上设有接近传感器（605），弹片（604）设置在底座（606）上，配合接近传感器（605）工作，瓶子每次经过弹片所在位置，弹片（604）给瓶子产生一个反作用力F，F把瓶子向分度盘主体（601）中心推紧，保证了瓶子的中心始终跟分度盘主体（601）格子中心一致。
7.根据权利要求1所述的血糖试纸自动裁切包装生产系统，其特征在于：所述压盖段（600）设有吸取过压保护结构，所述吸取过压保护结构包括高度调节螺栓（611）、压紧高度调节板（612）、 压紧气缸（613）、 连接板（614）、压缩弹簧（615）、瓶盖压紧块（616）、真空吸盘（618）、 压紧气缸固定板（619）、真空吸盘弹簧（620）；真空吸盘（618）一端设有真空吸盘弹簧（620），真空吸盘（618）设有真空吸盘弹簧（620）的这一端固定在瓶盖压紧块（616）的中心位置，并使得真空吸盘（618）略高出瓶盖压紧块（616），压缩弹簧（615）放置在瓶盖压紧块（616）的盲孔内，瓶盖压紧块（616）跟连接板（614）连接，连接板（614）固定在压紧气缸（613）的推杆上，压紧气缸（613）安装在压紧气缸固定板（619）上，压紧高度调节板（612）固定在压紧气缸固定板（619）上，并距离压紧气缸（613）一定高度，在压紧高度调节板（612）上设置两个高度调节螺栓（611），用于调节气缸升降。
8.根据权利要求1所述的血糖试纸自动裁切包装生产系统，其特征在于：所述码垛段（700）设有级进机构，所述级进机构包括治具（701）、一级固定板（702）、一级导轨（703）、一级气缸（704）、二级固定板（705）、二级气缸（706）、底板（707）、二级导轨（708）；所述治具（701）固定在一级固定板（702）上，一级固定板（702）固定在一级导轨（703）上，并连接一级气缸（704）的推杆， 一级导轨（703）和一级气缸（704）固定在二级固定板（705）上， 二级固定板（705）固定在二级导轨（708），并连接二级气缸（706）的推杆， 二级导轨（708）和二级气缸（706）固定在底板（707）上。
9.根据权利要求8所述的血糖试纸自动裁切包装生产系统，其特征在于：需要进给N个位置，设计N-1级级进机构。
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