CN111977586A - 一种全自动旋盖机用旋盖机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及瓶体封装技术领域，且公开了一种全自动旋盖机用旋盖机构，包括压盖头、吸盘、电机和气缸，所述压盖头设为内腔中空的圆柱状，所述吸盘位于压盖头的顶部，所述电机的转轴固定连接在压盖头的顶面上，所述气缸的固定端连接在机架上，所述气缸的伸长端与电机相连接，所述压盖头的顶部设有气压平衡腔，所述气压平衡腔通过管道连接有抽气泵，所述气压平衡腔的底面设有吸盘。本发明通过在压盖头的内壁开设螺旋槽，配合沿螺旋槽向上流动的气流对瓶盖施加反向旋转力，促使倾斜的瓶盖反向旋出瓶体，避免直接向上取出瓶盖时磨损螺纹的情况，对瓶盖以及瓶体均起到保护的作用。

Description

一种全自动旋盖机用旋盖机构

技术领域

本发明涉及瓶体封装技术领域，具体为一种全自动旋盖机用旋盖机构。

背景技术

旋盖机又称为封盖机，是用于将瓶盖与瓶体旋转拧紧的一种机械，现有的旋盖机包括由理盖机构，上盖机构以及旋盖机构，理盖机构用于将杂乱的瓶盖整理成盖口向下的方向，上盖机构用于将整理好的瓶盖放置在瓶体的瓶口处，旋盖机构用于将瓶盖旋转向下与瓶体拧紧。旋盖机构一般使用气缸推动电机向下，电机驱动旋盖将瓶盖朝一个方向旋转直至将瓶盖旋紧。

而上盖机构在给瓶体上盖时，无法保证能够将瓶盖水平放置在瓶体上，且由于瓶盖和瓶口上螺纹的影响，会导致旋盖前瓶体和瓶盖相对位置不契合, 例如瓶盖是歪斜的，此时，若继续采用现有技术中的方式直接对瓶盖进行旋紧，会导致瓶盖旋不进去、旋歪或瓶盖上的螺纹、纹路因受力过大而损坏，导致出现旋盖不合格的不合格品，尤其是当瓶盖材质较为硬脆时，还会影响旋盖装置的运行性能。

发明内容

针对背景技术中提出的现有旋盖机构在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种全自动旋盖机用旋盖机构，具备校正瓶盖位置、不磨损螺纹的优点，解决了上述背景技术中提出的瓶盖歪斜的问题。

本发明提供如下技术方案：一种全自动旋盖机用旋盖机构，包括压盖头、吸盘、电机和气缸，所述压盖头设为内腔中空的圆柱状，所述吸盘位于压盖头的顶部，所述电机的转轴固定连接在压盖头的顶面上，所述气缸的固定端连接在机架上，所述气缸的伸长端与电机相连接，所述压盖头的顶部设有气压平衡腔，所述气压平衡腔通过管道连接有抽气泵，所述气压平衡腔的底面设有吸盘，所述吸盘的内壁以及气压平衡腔顶面的内壁上分别设有相对应的下导电磁铁和上导电磁铁，所述压盖头内部的侧壁开设有螺旋槽，所述压盖头的内壁设有位于螺旋槽下方的环形气囊，所述环形气囊入口端连通有气道，所述环形气囊的出口端通过管道连通至螺旋槽的起始处，所述环形气囊的出口处安装有气压阀。

优选的，所述吸盘呈半球状，所述吸盘采用软质材料制成，所述吸盘的顶点处开设有吸气口，所述吸盘的数量至少为四个且均匀分布在气压平衡腔底面的边缘处。

优选的，所述螺旋槽的截面呈半圆形，所述螺旋槽端口处的管道半径与螺旋槽截面半径相同。

优选的，位于所述螺旋槽的起始处的管道与螺旋槽端口的与的起始方向相同。

优选的，所述下导电磁铁和上导电磁铁同极相对，当所述吸盘向气压平衡腔内完全翻转时下导电磁铁和上导电磁铁相接触，所述下导电磁铁和上导电磁铁串联在电机和气缸的启动电路中。

优选的，所述环形气囊的内部设有隔膜，所述环形气囊的出口和入口分别位于隔膜的两侧。

优选的，所述气压平衡腔的底面设有侧调整圈，所述侧调整圈呈上小下大的锥形，所述侧调整圈的侧面为硬质材料，所述侧调整圈的顶面为橡胶垫，所述侧调整圈的顶面直径与瓶盖的外径一致。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明通过在压盖头的内壁开设螺旋槽，配合沿螺旋槽向上流动的气流对瓶盖施加反向旋转力，促使倾斜的瓶盖反向旋出瓶体，避免直接向上取出瓶盖时磨损螺纹的情况，对瓶盖以及瓶体均起到保护的作用。

2、本发明通过多个吸盘与瓶盖的边缘相接触，起到了调整瓶盖水平位置的目的，避免瓶盖倾斜无法与瓶体旋紧的情况，从而提高了瓶盖与瓶体之连接的密封性。

3、本发明通过下导电磁铁与上导电磁铁的接触，达到控制电机和气缸启停的目的，使得该旋盖机构能够在瓶盖校正后自动进行旋紧操作，无需人工参与，提高了该旋盖机构的自动化性能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明环形气囊的结构示意图；

图3为本发明实施时与瓶盖的位置示意图；

图4为本发明电路连接图。

图中：1、压盖头；2、吸盘；201、吸气口；3、电机；4、气缸；5、螺旋槽；6、环形气囊；601、隔膜；7、气道；8、气压阀；9、气压平衡腔；10、下导电磁铁；11、上导电磁铁；12、侧调整圈。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，一种全自动旋盖机用旋盖机构，包括压盖头1、吸盘2、电机3和气缸4，压盖头1设为内腔中空的圆柱状，吸盘2位于压盖头1的内部的顶端，电机3的转轴固定连接在压盖头1的顶面上，电机3的转轴旋转时，带动压盖头1旋转，同时吸盘2随着压盖头1旋转，气缸4的固定端连接在机架上，气缸4的伸长端与电机3相连接，压盖头1的顶部设有气压平衡腔9，在压盖头1的顶部通过一个隔板即可将压盖头1的顶部隔离出一个气压平衡腔9，即气压平衡腔9由压盖头1以及隔板围成，气压平衡腔9通过管道连接有抽气泵(图中未示出)，气压平衡腔9的底面设有吸盘2，即吸盘2 固定在隔板上，即在气压平衡腔9的底面开设圆孔，将吸盘2安装在圆孔处，吸盘2呈半球状，吸盘2采用软质材料制成，可采用橡胶材料制成，吸盘2 可以从圆孔处向气压平衡腔9的内部翻转，吸盘2的顶点处开设有吸气口201，压盖头1内腔中的气流从吸气口201处进入气压平衡腔9中，并最终被抽气泵抽出；

吸盘2的内壁以及气压平衡腔9顶面的内壁上分别设有相对应的下导电磁铁10和上导电磁铁11，下导电磁铁10和上导电磁铁11同极相对，即正常状态下，由于下导电磁铁10和上导电磁铁11的排斥力，使得吸盘2呈现出向气压平衡腔9外部翻转的状态，即如图1中所示的吸盘2的状态，当吸盘2 向气压平衡腔9内完全翻转时下导电磁铁10和上导电磁铁11相接触，即当瓶盖将吸气口201堵住，并且随着抽气泵不断抽气，吸盘2外表面的气压比内表面的气压大，吸盘2从气压平衡腔9底面的圆孔处向气压平衡腔9内翻转，当吸盘2外表面的气压逐渐克服下导电磁铁10和上导电磁铁11的排斥力使得吸盘2完全翻转时，下导电磁铁10和上导电磁铁11接触，由于下导电磁铁10和上导电磁铁11串联在电机3和气缸4的启动电路中，参阅图4，即在现有技术中，通过PLC控制系统自动控制电机3和气缸4的开闭以及开闭的时间，此时，表明该旋盖机构对瓶盖的位置校正已经完成，当所有下导电磁铁10和上导电磁铁11均接触后，PLC控制系统即控制电机3和气缸4开始旋紧操作的动作，此旋紧操作按照现有技术中的方法对瓶盖进行；

吸盘2的数量至少为四个且均匀分布在气压平衡腔9底面的边缘处，对于倾斜的瓶盖来说，瓶盖边缘的高度差最大，当所有的吸盘2均翻转时，才表明所有的吸盘2均与瓶盖的表面相接触，此时瓶盖才是平衡不倾斜的，才可以进行旋紧动作；对于吸盘2来说，其所受的力有向上的一个标准大气压力、上导电磁铁11对下导电磁铁10向下的排斥力和气压平衡腔9内的空气对吸盘2向下的气压力，当吸盘2所受向上的一个标准大气压力大于磁铁排斥力以及气压平衡腔9内部的空气压力时，吸盘2才会翻转，假设总的排斥力与一个吸盘2上的吸气口201的单位进气量形成的气压之和为一个标准大气压力，那么只有当所有吸盘2的吸气孔201均被瓶盖堵住，且气压平衡腔9 内残存的空气被抽走，使得吸盘2内表面上所受的排斥力与气压力小于一个标准大气压力，即气压平衡腔9的出气孔与一个吸盘2的吸气口201一样大，初始时，吸盘2未与瓶盖接触，由于吸盘2位于边缘处，吸气口201处的气流速度大于瓶盖顶部中间位置的气流，由于伯努利原理，瓶盖也会被向上吸，当还剩一个吸盘2未与瓶盖接触时，由于气压平衡腔9的出气量与吸盘2的进气量相同，因此至少有一个吸盘2不向上翻转，只有当所有的吸盘2均与瓶盖接触，瓶盖把吸气口201堵住后，经过抽气泵将气压平衡腔9总残余的空气抽走，直至吸盘2外壁所受大气压力大于吸盘2内壁所受斥力以及气压平衡腔9空气压力时吸盘2才会全部翻转，因此可以实现使得瓶盖平衡不倾斜的状态。

在将瓶盖放置在瓶口时，瓶盖和瓶口的螺纹很可能会越位卡住，比如，瓶盖倾斜了，瓶盖的第一圈螺纹卡住了瓶口的第二圈以下的螺纹，并且由于在移动至旋盖机构下方时，可能会由于振动卡的比较紧，那么直接给瓶盖施加向上的力可能不仅无法将瓶盖重新放置平衡，甚至可能会磨损螺纹，因此在该机构中，压盖头1内部的侧壁开设有螺旋槽5，压盖头1的内壁设有位于螺旋槽5下方的环形气囊6，环形气囊6与瓶体接触，不与瓶盖接触，因此压盖头1的具体高度以及环形气囊6的具体位置可根据瓶盖的大小来确定，环形气囊6用来暂时将瓶盖的下方密封，使得气流只能从气道7中流入，环形气囊6入口端连通有气道7，环形气囊6的出口端通过管道连通至螺旋槽5的起始处，环形气囊6的出口处安装有气压阀8，通过流经螺旋槽5中的气流给瓶盖施加一个反向旋转的力，从而使得瓶盖反向旋转，并在反向旋转过程中，通过吸盘2对瓶盖的吸附调整瓶盖的位置直至瓶盖不倾斜；因为在全部吸气口201被瓶盖遮挡后，环形气囊6就没有流动的空气流，环形气囊6中的气压与外界环境就相同，环形气囊6的进口和出口不存在气压差，此时环形气囊6由于本身的弹性形变压缩，使得环形气囊6与瓶体不接触，因此不会阻碍压盖头1反向旋转；螺旋槽5的截面呈半圆形，螺旋槽5向上螺旋槽5端口处的管道半径与螺旋槽5截面半径相同，使得从管道出来的气流，一部分可以沿着螺旋槽5流动，根据伯努利定理，瓶盖会沿着气流的方向旋转；一部分可以沿着瓶盖侧面切线的方向撞击瓶盖，给瓶盖直接施加旋转力；同时促进瓶盖的旋转，加快对瓶盖位置的校正，位于螺旋槽5的起始处的管道与螺旋槽5端口的与的起始方向相同，即使得从管道流出并进入螺旋槽5中的气流受到的阻力小。

参阅图2，环形气囊6的内部设有隔膜601，环形气囊6的出口和入口分别位于隔膜601的两侧，使得从气道7中进入的空气必须先充满环形气囊6，并且在气压阀8受到一定的气压时，气压阀8才开启，多余的气流才可以流入到螺旋槽5中，在此过程中，环形气囊6一直保持胀大状态使得环形气囊6 与瓶体之间密封，一方面避免空气从压盖头1的底部流入而无法形成螺旋向上的气流，另一方面也避免底部的气流从瓶盖口处对瓶盖施加过大的垂直向上的力，导致螺纹磨损的情况。

气压平衡腔9的底面设有侧调整圈12，侧调整圈12呈上小下大的锥形，侧调整圈12的侧面是硬质材料，具有一定硬度且光滑，侧调整圈12的顶面是橡胶材料，侧调整圈12具有一定的高度，侧调整圈12的顶面直径与瓶盖的外径一致，瓶盖在吸盘2的翻转下卡进侧调整圈12中，不仅可以起到好的密封作用，从而保证气压平衡腔9的真空度，另外也可以调整瓶盖垂直方向的位置，使得瓶盖与瓶口对齐。

另外当吸盘2翻转带动瓶盖向上至瓶盖与侧调整圈12接触时，由于吸盘 2是半球状且吸气口201位于顶点，此时吸盘2与瓶盖的接触面积很小，瓶盖稍微有一点移动，那么吸气口201即无法被瓶盖遮住，因此瓶盖可以在侧调整圈12侧边的抵压力下逐渐向侧调整圈12的中间滑动，当瓶盖完全滑动到侧调整圈12的底部时，此时瓶盖与侧调整圈12的接触面也增大，进一步提高了瓶盖的稳固性，避免在旋转瓶盖时瓶盖滑动。

本发明的使用方法如下：

首先，参阅图3，当放置有瓶盖的瓶体移动至压盖头1的下方时，先驱动气缸4向下移动一定的距离，使得瓶盖位于压盖头1的内部，且环形气囊6 位于瓶体处，启动抽气泵，空气从气道7进入环形气囊6中，环形气囊6胀大，挤压瓶体，使得压盖头1的下方密封；

其次，当环形气囊6中的空气量增多，气压阀8受到的压力增大，当压力增大到一定值，该值由环形气囊6中的空气量决定，即当环形气囊6与瓶体完全密封时环形气囊6中的空气量，此时，多余的空气通过与气压阀8连接的管道进入螺旋槽5中，进入螺旋槽5中的气体由于侧面瓶体的阻挡，一部分空气沿着螺旋槽5的内部螺旋向上，一部分位于压盖头1内壁与瓶体之间并撞击瓶体，然后空气通过吸盘2上的吸气口201进入气压平衡腔9中，被抽气泵抽出；

最后，瓶盖在压盖头1内腔中不断旋转向上，并与吸盘2相接触，当所有的吸气口201均被瓶盖遮挡住时，由于气压差的作用，吸盘2逐渐向气压平衡腔9中翻转，当吸盘2完全翻转后，瓶盖与侧调整圈12的顶面相接触且此时下导电磁铁10和上导电磁铁11也接触，电机3与气缸4的启动电路再次被接通，电机3旋转，气缸4伸长，将瓶盖旋转到瓶体上。

需要说明的是，在本文中，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，而不一定要求或者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列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种全自动旋盖机用旋盖机构，包括压盖头(1)、吸盘(2)、电机(3)和气缸(4)，所述压盖头(1)设为内腔中空的圆柱状，所述吸盘(2)位于压盖头(1)的顶部，所述电机(3)的转轴固定连接在压盖头(1)的顶面上，所述气缸(4)的固定端连接在机架上，所述气缸(4)的伸长端与电机(3)相连接，其特征在于：所述压盖头(1)的顶部设有气压平衡腔(9)，所述气压平衡腔(9)通过管道连接有抽气泵，所述气压平衡腔(9)的底面设有吸盘(2)，所述吸盘(2)的内壁以及气压平衡腔(9)顶面的内壁上分别设有相对应的下导电磁铁(10)和上导电磁铁(11)，所述压盖头(1)内部的侧壁开设有螺旋槽(5)，所述压盖头(1)的内壁设有位于螺旋槽(5)下方的环形气囊(6)，所述环形气囊(6)入口端连通有气道(7)，所述环形气囊(6)的出口端通过管道连通至螺旋槽(5)的起始处，所述环形气囊(6)的出口处安装有气压阀(8)。

2.根据权利要求1所述的一种全自动旋盖机用旋盖机构，其特征在于：所述吸盘(2)呈半球状，所述吸盘(2)采用软质材料制成，所述吸盘(2)的顶点处开设有吸气口(201)，所述吸盘(2)的数量至少为四个且均匀分布在气压平衡腔(9)底面的边缘处。

3.根据权利要求1所述的一种全自动旋盖机用旋盖机构，其特征在于：所述螺旋槽(5)的截面呈半圆形，所述螺旋槽(5)端口处的管道半径与螺旋槽(5)截面半径相同。

4.根据权利要求1所述的一种全自动旋盖机用旋盖机构，其特征在于：位于所述螺旋槽(5)的起始处的管道与螺旋槽(5)端口的与的起始方向相同。

5.根据权利要求1所述的一种全自动旋盖机用旋盖机构，其特征在于：所述下导电磁铁(10)和上导电磁铁(11)同极相对，当所述吸盘(2)向气压平衡腔(9)内完全翻转时下导电磁铁(10)和上导电磁铁(11)相接触，所述下导电磁铁(10)和上导电磁铁(11)串联在电机(3)和气缸(4)的启动电路中。

6.根据权利要求1所述的一种全自动旋盖机用旋盖机构，其特征在于：所述环形气囊(6)的内部设有隔膜(601)，所述环形气囊(6)的出口和入口分别位于隔膜(601)的两侧。

7.根据权利要求1所述的一种全自动旋盖机用旋盖机构，其特征在于：所述气压平衡腔(9)的底面设有侧调整圈(12)，所述侧调整圈(12)呈上小下大的锥形，所述侧调整圈(12)的侧面为硬质材料，所述侧调整圈(12)的顶面为橡胶垫，所述侧调整圈(12)的顶面直径与瓶盖的外径一致。

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