CN1986379A - 适用于不同瓶口螺纹的混合驱动旋盖设备 - Google Patents

Abstract

一种适用于不同PET瓶瓶口螺纹的混合驱动旋盖设备，属于食品包装机械领域。本发明包括凸轮、推杆、行星轮、旋盖头、减速器的异步电机动、伺服电机、中心轮、主轴、回转台。带减速器的异步电动机带动回转台围绕主轴转动，多个旋盖头固定在回转台上与其一起转动，行星轮自转给旋盖头旋盖动作提供动力，中心轮与多个行星轮啮合，中心轮由伺服电机驱动，旋盖头与凸轮之间用推杆连接。旋盖头在公转和自转的同时还要上下移动。当要求封口的PET瓶瓶口和盖子的螺纹不同时，通过调节伺服电的转速或转向，从而来调节中心轮的转速和方向，可以使旋盖头的转速适合新螺纹的旋盖要求，操作简便，通用性好，效率高，成本低于同类产品。

Description

适用于不同瓶口螺纹的混合驱动旋盖设备

技术领域

本发明涉及的是一种食品包装机械技术领域的设备，特别是一种适用于不同灌装瓶(以下称PET瓶)瓶口螺纹的混合驱动旋盖设备。

背景技术

目前国内外比较先进的饮料灌装生产线上的旋盖机主要是旋塔式的旋盖机，该类型的旋盖机专利基本上都为国外所有，国内设计生产的也主要是参考国外的。其结构主要是有多个旋盖头围绕主轴公转，在公转的过程中旋盖头要上下移动依次完成作取盖、旋盖、与瓶分离等动作。旋盖头在在竖直方向上移动是有固定凸轮的曲线决定的，旋盖头的自转实现拧盖的动作，目前旋盖头自转的动力提供主要有两种形式，一种比较常见的是旋盖头上的小齿轮与固定的大齿轮啮合形成行星轮系，从而旋盖头自转的速动由行星齿轮的公转速度决定，在正常工作情况下，这种自转的速度是不变，即不可调的。另一种方法是在每个旋盖头上都安装一个伺服电机，从而来控制旋盖头的转速。PET瓶口瓶盖的螺纹结构有单头螺纹、多头螺纹等各种型式，螺距也是不尽相同的。螺纹不同，瓶盖相对于瓶子的旋转圈数也是不同的。如果旋转圈数过多，会造成功能的浪费和导致歪盖率的提高。旋转圈数不足，则封盖不严密。因此，不同的螺纹结构要求不同的相对自转速度(拧盖行程中盖子与瓶子的相对转数)和适当的进给压力。在这种情况下很明显第一中方法的旋盖机就不在适用了。第二种的旋盖机虽然可以控制旋盖头的转速，但由于每个旋盖头上都安装电机不仅大大的增加的机械的体积，而且由于多个电机在旋转台上工作，其布线方案以及动力和控制信号的传输也是十分困难的，从而成本是十分昂贵的，性价比不高，不适合我国目前饮料灌装行业发展的需要。因此要提高机器的通用性并降低成本，拧盖头的传动设计成了封盖机设计的核心部件。

经检索发现，文献《轻工机械》2002年第3期所述文献：拧盖机中的行星轮系设计，文章编号：100522895(2002)0320033203，该文章所述的旋盖机，有特殊的行星轮系，由一个中心齿轮，一个双联中心齿轮，两个对称行星双联齿轮，六个行星齿轮，六个可上下移动的行星齿轮和系杆等组成。当三个圆柱销分别插入机架时，行星齿轮的输出转速就不同。以实现变速传动，来适应不同螺纹要求。但该旋盖机只能实现三级变速传动，也就只能基本适应三种不同瓶口螺纹的要求，但随着产品种类的日益增多，瓶盖种类也是多种多样，只能适应三种瓶盖的旋盖设备，已经变得不在具有适用性和灵活性。而且，这种机械式的变传动方案操作(控制)起来不方便，一方面增加了机器与人工的成本，另一方面给产品的卫生安全方面带来问题，更重要的是随着对机器运转速度以及生产效率的要求不断提高，这种机械变速式的旋盖设备的效率、可靠性以及精度已经远远达不到要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种适用于不同PET瓶瓶口螺纹的混合驱动旋盖设备，使其可以十分方便的对旋盖头的自转速度进行调节，以适应不同类型螺纹的封盖要求，大大提高机器通用性从而降低成本，有很高的实用价值。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：凸轮、推杆、行星轮、旋盖头、常速异步电机、伺服电机、中心轮、主轴、回转台。连接方式为：凸轮固定在机架上并与主轴同轴。推杆顶端装有滑块通过滑块与凸轮连接，滑块在凸轮槽中滑动，可以使多个推杆围绕凸轮高速平稳旋转。旋盖头同轴安装在推杆上，只要使推杆公转旋盖头即可公转。由于与凸轮连接的推杆在工转的同时不自转，旋盖头本身自转的动力是行星轮提供的，行星轮要始终与中心轮啮合，同时凸轮曲线的要求推杆及旋盖头要有垂直方向上的运动，而中心轮在垂直方向上是固定的，由于推杆、行星轮及旋盖头之间的关系较为复杂，因此行星轮的结构要比较特殊，行星轮一方面套在推杆轴上用通过轴承连接，另一方面通过螺栓以及键与旋盖头固结在一起，同时还要有足够的轴向长度保证始终于中心轮啮合的同时又能相对滑动。中心轮通过轴承与主轴连接，中心轮上部与伺服电机输出轴齿轮啮合，完成动力的传递。中心轮同时与多个小的行星轮啮合，来传递运动和扭矩。伺服电机通过螺钉固定在机架上。主轴与机架通过螺栓以及焊接的方式固连。回转台上有与其固结为一体的齿轮，齿轮通过轴承与主轴连接，并与常速异步电机输出轴上的齿轮啮合完成动力的传递。由于连杆以及上面的旋盖头的公转的动力是由旋转台提供的，因此多个连杆与旋转台连接，旋转台上有多个孔，连杆插入孔中并用螺钉锁紧固定。

工作时，常速异步电机带动回转台围绕主轴转动，通过定位孔以及螺栓固定在回转台上的多个推杆，跟随回转台一起旋转，多个旋盖头固定在相应的推杆上也与回转台一起转动。中心轮由伺服电机驱动并与多个行星轮啮合，行星轮自转给旋盖头旋盖动作提供动力。在公转的过程中凸轮曲线决定了推杆及与其连接在一切行星轮和旋盖头在垂直方向上的运动，旋盖头在垂直方向移动依次完成取盖、旋盖、落瓶等动作。当要求封口的PET瓶瓶口和盖子的螺纹不同时，例如由单头变为双头、三头或多头螺纹时，瓶和盖相对运动圈数小于单头螺纹，并且凸轮工作行程是不变的，即公转的速度一般是不变的，要想把盖成功的旋到瓶上就要求旋盖头的自转速度(拧盖行程中盖子与瓶子的相对转数)要变小。此时，通过调节伺服电机的转速或转向，来调节中心轮的转速和方向，从而来调节与只啮合的行星轮的转速即旋盖头的旋盖速读，可以使旋盖头的转速适合新螺纹的旋盖要求，旋盖头的转速由中心轮的转向、速度和其公转的速度共同确定。

本发明构思巧妙，把原来的行星轮系的太阳轮释放开，并用独立的伺服电机驱动，把原来的行星轮系变为差动轮系，增加了系统的自由度，实现了旋盖头自转速动的可调。机构紧凑，效率高，操作极为简便。

附图说明

图1为本发明结构示意图

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例包括凸轮1、推杆2、行星轮3、旋盖头4、常速异步电机5、伺服电机6、中心轮7、主轴8、回转台9。常速异步电机5带动回转台9围绕主轴8转动，多个旋盖头4固定在回转台9上与其一起转动，行星轮3自转给旋盖头9旋盖动作提供动力，中心轮7与多个行星轮3啮合，中心轮7由伺服电机6驱动，旋盖头4与凸轮1之间用推杆2连接，旋盖头4由凸轮1机构驱动在公转和自转的同时上下移动。

常速异步电机5带动回转台9围绕主轴8转动，多个旋盖头4固定在回转台9上与其一起转动，行星轮3自转给旋盖头9旋盖动作提供动力，中心轮7与多个行星轮3啮合，中心轮7由伺服电机6驱动，旋盖头4与凸轮1之间用推杆2连接。旋盖头4在公转和自转的同时还要上下移动，这是由凸轮1机构驱动的。具体实施过程为，当要求封口的PET瓶瓶口和盖子的螺纹不同时，例如由单头变为双头、三头或多头螺纹时，瓶和盖相对运动圈数小于单头螺纹，并且凸轮1工作行程是不变的，要想把盖成功的旋到瓶上就要求旋盖头4的自转速度(拧盖行程中盖子与瓶子的相对转数)要变小。此时，通过调节伺服电机6的转速或转向，从而来调节中心轮7的转速和方向，可以使旋盖头4的转速适合新螺纹的旋盖要求，旋盖头4的转速由中心轮7的转向、速度和其公转的速度共同确定。

Claims (4)

1、一种适用于不同PET瓶瓶口螺纹的混合驱动旋盖设备，包括：凸轮(1)、推杆(2)、行星轮(3)、旋盖头(4)、常速异步电机(5)、伺服电机(6)、中心轮(7)、主轴(8)、回转台(9)，其特征在于：常速异步电机(5)带动回转台(9)围绕主轴(8)转动，多个旋盖头(4)固定在回转台(9)上与其一起转动，行星轮(3)自转给旋盖头(9)旋盖动作提供动力，中心轮(7)与多个行星轮(3)啮合，中心轮(7)由伺服电机(6)驱动，旋盖头(4)与凸轮(1)之间用推杆(2)连接，旋盖头(4)由凸轮(1)机构驱动在公转和自转的同时上下移动。

2、根据权利要求1所述的适用于不同PET瓶瓶口螺纹的混合驱动旋盖设备，其特征是，多个所述行星轮(3)固定在回转台(9)上围绕主轴(8)旋转并与中心轮(7)啮合构成差动轮系，此时系统有两个自由度。

3、根据权利要求1所述的适用于不同PET瓶瓶口螺纹的混合驱动旋盖设备，其特征是，所述中心轮(7)由独立的伺服电机(6)驱动并控制其转速和方向。

4、根据权利要求1所述的适用于不同PET瓶瓶口螺纹的混合驱动旋盖设备，其特征是，所述旋盖头(4)的运动状态由常速异步电机(5)和伺服电机(6)共同确定。

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