CN202157001U - 一种与制瓶机配套使用的全自动上管机 - Google Patents

Abstract

一种与制瓶机配套使用的全自动上管机，它主要由检测器、控制器、送管提升机构、送管机构、抓管转向机构和插管机构构成，所述检测器的检测点分别设于送管提升机构、送管机构、抓管转向机构和插管机构及制瓶机的信号采集位置，检测器输出的电信号与控制器的输入端相连接，控制器输出的控制信号分别与送管提升机构、送管机构、抓管转向机构和插管机构被控部件的控制端相连接；所述送管提升机构装配在机座的下部，送管机构设于机座的顶端，抓管转向机构装配在对应送管机构一侧机座的顶端，插管机构固装在对应制瓶机夹头和抓管转向机构位置的机座下部。该设备可实现自动取管、提升、送管、插管、回退复位的全自动操作，该上管机定位精度高、性能稳定，续管准确率达到了100%，提高了工作效率35%以上。

Description

一种与制瓶机配套使用的全自动上管机

技术领域

本实用新型涉及一种用于与制瓶机配套使用的全自动上管机。 

背景技术

目前用于制瓶行业的制瓶机主要有进口和国产两种类型，对于进口的制瓶机由于价格昂贵，很难被用户接受。而国产的制瓶机具有较高的性价比，很受广大的用户欢迎。但两类制瓶机普遍存在着自动化程度不高的缺陷，如续管操作全部采用人工的操作方式，该种操作方式不仅费工费时，并且效率低。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种性能稳定、精度高、定位准确的与制瓶机配套使用的全自动上管机。 

本实用新型的目的是这样实现的：该全自动上管机主要由检测器、控制器、送管提升机构、送管机构、抓管转向机构和插管机构构成，所述检测器的检测点分别设于送管提升机构、送管机构、抓管转向机构和插管机构及制瓶机的信号采集位置，检测器输出的电信号与控制器的输入端相连接，控制器输出的控制信号分别与送管提升机构、送管机构、抓管转向机构和插管机构被控部件的控制端相连接；所述送管提升机构装配在机座立柱的下部，送管机构设于机座立柱的顶端，抓管转向机构装配在对应送管机构一侧机座立柱的顶端，插管机构固装在对应制瓶机夹头和抓管转向机构位置的机座立柱的下部。 

本实用新型取得的技术进步：该全自动上管机是与制瓶机配套使用的设备，该设备通过多组检测点将检测到的各种检测信号输出至可编程控制器的输入端，由可编程控制器对其加工处理，并有序输出各种控制信号，一方面控制上管机和制瓶机铝盘夹头间的互锁和连锁定位。另一方面控制送管提升机构、送管机构、抓管转向机构和插管机构实现自动取管、提升、送管、插管、回退复位的全自动操作，该上管机定位精度高、性能稳定、可靠性高，续管准确率达到了100%，提高了工作效率35 %以上，同时本实用新型不仅降低了操作人员的劳动强度，还大大降提高了制瓶机的生产效率。 

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图； 

图2为送管提升机构的结构示意图；

图3为送管机构的结构示意图；

图4为抓管转向机构的结构示意图；

图5为插管机构的结构示意图；

图6为机械爪的结构示意图；

图7为检测器和控制器的电原理图；

图8为执行控制电路的电原理图。

具体实施方式

如图1所示，该全自动上管机主要由检测器、控制器、送管提升机构、送管机构、抓管转向机构和插管机构构成，所述检测器的检测点分别设于送管提升机构、送管机构、抓管转向机构和插管机构及制瓶机的信号采集位置，检测器输出的电信号与控制器的输入端相连接，控制器输出的控制信号分别与送管提升机构、送管机构、抓管转向机构和插管机构被控部件的控制端相连接；所述送管提升机构装配在机座立柱1的下部，送管机构设于机座立柱1的顶端，抓管转向机构装配在对应送管机构一侧机座立柱1的顶端，插管机构固装在对应制瓶机夹头和抓管转向机构位置的机座立柱1的下部。其上述各部分的构成及连接关系分别描述如下： 

如图2所示，送管提升机构由储管箱2、电机3、一对出管控制气缸QG1、QG2、提升轨道4和装配在提升轨道4中的驱动链条5及与驱动链条5相连接的托架6组成，出管控制气缸QG1、QG2设于储管箱2的出管口处，对应储管箱2的出管口处设有配装在提升轨道4上的托架6，所述提升轨道4装配在机座立柱1上，驱动链条5设于提升轨道4内，驱动链条5的一端与托架6连接，另一端接驱动电机3。

如图3所示，送管机构由储管架7、两对送管气缸QG3-QG6和一对接管气缸QG7、QG8及一个定长气缸QG9组成，其一对接管汽缸QG7、QG8分别装配在储管架7的近管口的两端，两对送管气缸QG3-QG6分别装配在储管架7出管口的两端位置，其两对送管气缸QG3-QG6间隔一个管径的位置，定长气缸QG9装配在储管架7出管口一侧边的端口处。 

如图4所示，抓管转向机构由轨道座、托架和装配在托架上的旋转体、旋转机械手8及让位气缸QG10组成，所述轨道座固装在机座立柱1的顶端，托架配装在轨道座上，让位气缸QG10的输出与托架连接；旋转体由旋转气缸QG11、壳体9和装配在壳体9内的齿条10、齿轮11及旋转轴12组成，所说旋转气缸QG11的输出与设在壳体9内齿条10的一端相连，齿条10装配在齿条座内，齿轮11与齿条10啮合连接，齿轮11装配在旋转轴12上，其旋转轴12的输出与机械手座13连接，旋转机械手8装配在机械手座13上。 

如图5所示，插管机构由纵向推进气缸QG12、横向推进器和机械手14和轨道及轨道连接座16构成，所述轨道连接座16与设于机座立柱1上的轨道15滑动连接，轨道连接座16装配在纵向推进气缸的输出顶端，横向推进器配装在轨道连接座上16，机械手14安装在纵向推进器的输出端。所述横向推进器由抓管气缸QG14、插管气缸QG13和滑道17构成，所述抓管气缸QG14和滑道17分别装配在轨道连接座16上，插管气缸QG13配装在滑道17上，抓管气缸QG13的输出与插管气缸QG13的气缸座相连接。 

本实用新型采用了两对结构相同的机械手，即旋转机械手8和机械手14，其每对机械手的结构如图6所示，它由一对气缸QG15、QG16和一对爪体18及爪座19组成，所述爪体18的前端为一半圆状结构，其后端由一连接轴与爪座19连接，爪体18的末端设有摆动槽，两摆动槽内配装轴销，其轴销连接拉杆，拉杆的另一端与气缸的伸缩轴连接。 

图7为检测器和控制器的电原理图。所述检测器由控位开关C1、C3、C4和光电检测器G1-G5及磁性开关S1-S20构成。控位开关C1（接近开关）用于检测制瓶机的位置状态，其检测点设于制瓶机公转传动轴的对应位置。接近开关C3、C4用于检测提升机构的上升和下降的位置，其检测点设于对应升降机构的机座立柱1上。光电检测器G1、G2用于检测制瓶机是否需要续装玻璃管，其检测点设于对应制瓶机夹头的上、下位置。光电检测器G3用于检测送管提升机构中的托架6上有、无玻璃管，其检测点设于托架6的下方。光电检测器G4用于检测送管机构中的储管架7上有、无玻璃管，其检测点设于储管架7的下方。光电检测器G5用于检测抓管转向机构中的机械手8是、否抓住玻璃管，其检测点设于机械手8的一侧。磁性开关S1-S20（为接近开关）分别对应装配在气缸QG1-QG18的气缸体上。上述各控位开关C1、C3、C4和光电检测器G1-G5及磁性开关S1-S20分别接于可编程控制器PLC的输入端。控制器由可编程控制器PLC、继电器ZJ1-ZJ22和执行控制电路组成，由继电器ZJ1-ZJ22构成的22路分支控制回路并接于可编程控制器PLC的输出端。 

图8为执行控制电路的电原理图。执行控制电路由继电器ZJ1-ZJ22输出的多路控制端ZJ1-1-ZJ22-1和电磁阀Q1-Q22及变频器构成，继电器ZJ1-ZJ20输出的多路控制端ZJ1-1-ZJ20-1与电磁阀Q1-Q20相互对应构成多组并行连接的分支控制回路，其中继电器ZJ21-ZJ22输出的两路控制端ZJ21-1-ZJ22-1与变频器构成对电机3的控制回路。 

本实用新型通过多组检测点将检测到的各种检测信号输出至可编程控制器PLC的输入端，通过可编程控制器PLC对其加工处理，并有序输出各种控制信号，一方面控制上管机与制瓶机铝盘夹头间的互锁和连锁定位。另一方面控制上管机实现自动取管、提升、送管、抓管转向、插管、回退复位的全自动操作，其各部分的工作过程及工作原理如下： 

开机后，首先进行复位。即按触摸屏CMP虚拟键，各部分进入初始状态。上管机进入待机工作状态。

取管提升控制过程 

首先安装在托架6上的光电检测器G3开始检测送管提升机构中的托架6上有、无玻璃管，如果没有，光电检测器G3输出高电位至可编程控制器PLC的输入端X13脚, 可编程控制器PLC输出的Y203脚为低电位，继电器ZJ20吸合，继电器ZJ20的控制端ZJ20-1接通，电磁阀Q20得电打开，压缩空推动安装在储管箱2出料口处的出管控制气缸QG1、QG2，出管控制气缸QG1、QG2的伸缩杆收缩，带动设于伸缩杆端部的挡板退回，储存在储管箱2内的玻璃管，由于储管箱2内的底面为一倾斜面，靠玻璃管的自身重量有序的自动滚在落托架6上，托架6的底面也为一倾斜面。当托架6上的玻璃管满时，光电检测器G3输出低电位，可编程控制器PLC输出端Y203脚输出高电位，继电器ZJ20的控制端ZJ20-1断开，电磁阀Q20关闭，出管控制气缸QG1、QG2的伸缩杆伸出，带动挡板挡住玻璃管，为托架6供管结束。与此同时安装在储管架7上的光电检测器G4检测送管机构中储管架7内有、无玻璃管，如果没有管，光电检测器G4输出高电位至可编程控制器PLC的输入端X102脚，可编程控制器PLC输出端YC脚输出低电位，继电器ZJ13的控制端ZJ13-1接通，电磁阀Q13工作，接管气缸QG7、QG8的伸缩杆收缩，接管气缸QG7、QG8缩回后，可编程控制器PLC输出端Y204脚输出低电位，继电器ZJ21吸合，继电器ZJ21的控制端ZJ21-1接通，电机3正向转动，由驱动链条5带动托架6向上运动，当触及设于机架1上端的控位开关C4后，控位开关C4输出低电位至可编程控制器PLC的输入端X15脚，其输出端Y204脚输出高电位，继电器ZJ21断电，继电器ZJ21的控制端ZJ21-1断开，电机3停止工作。可编程控制器PLC经输出端YC脚输出高电位，继电器ZJ13的控制端ZJ13-1断开，电磁阀Q13断电，接管气缸QG7、QG8的伸缩杆伸出，装配在接管气缸QG7、QG8上的磁性开关S10导通，可编程控制器PLC输入端XD脚为低电位，可编程控制器PLC的输出端Y205脚输出低电位，继电器ZJ22吸合，电机3反转，带动托架6向下运动，贮存在托架6上玻璃管平稳的转送到接管气缸QG7、QG8的伸缩杆上，由于伸缩杆和储管架7的底平面为一倾斜面，玻璃管自动有序的排存在储管架7内。当电机3带动托架6向下运动，触及到安装在下部的控位开关C3时，控位开关C3输出低电位至可编程控制器PLC的输入端X14脚，可编程控制器PLC输出端Y205脚转为高电位，继电器J22断电释放，电机3停止工作，托架6返回初始位。即完成了一个取管提升的工作周期。

中转取管的控制过程 

当上管机开机复位后，安装在旋转机械手8一侧的光电检测器G5检测旋转机械手8内是、否有管，如果无管，光电检测器G5则输出高电位至可编程控制器PLC的输入端X103脚, 可编程控制器PLC的输出端YB脚输出低电平，继电器ZJ12的控制端ZJ12-1吸合，电磁阀Q12得电动作，送管气缸QG4、QG6的伸缩挡片伸出，挡住储管架7内的玻璃管。同时送管气缸QG3、QG5的伸缩挡片缩回，储存在两对气缸间的一根玻璃管自动落入旋转机械手8的爪体内，此时光电检测器G5被触发，输出低电平至可编程控制器PLC的输入端X103脚，可编程控制器PLC的输出端Y9脚输出低电平，继电器ZJ10的控制端ZJ10-1得电吸合，电磁阀Q10得电动作，控制旋转机械手8的气缸QG17、QG18工作，即抓紧落入旋转机械手8爪体内的玻璃管。

玻璃管的移动与旋转控制过程 

当旋转机械手8的爪体抓紧玻璃管后，设于气缸QG17底部的磁性开关S8被触发导通，可编程控制器PLC的输入端XB脚输出低电位。可编程控制器PLC的输出端YA输出低电位，继电器ZJ11的控制端ZJ11-1得电吸合，电磁阀Q11得电动作，控制安装在储管架7一侧端的定长气缸QG9推动旋转机械手8中的玻璃管移动到固定位置，到位后，安装在定长气缸QG9上的磁性开关S9被触发，可编程控制器PLC的输入端XC脚为低电平，可编程控制器PLC输出端YA输出高电平，继电器ZJ11的控制端ZJ11-1断开，电磁阀Q11断电，使定长气缸QG9回退。磁性开关S9结束触发，可编程控制器PLC输入端XC为高电平，可编程控制器PLC的输出端Y6输出低电位，继电器ZJ7的控制端ZJ7-1吸合，电磁阀Q7得电动作，使压缩空气从旋转机械手8的控制气缸的底部进入，顶部排出，带动旋转机械手8移动到供管位。到位后，安装在气缸顶部的磁性开关S20被触发导通，使可编程控制器PLC的输入端X107脚为低电位，可编程控制器PLC输出端Y4脚为低电平，继电器ZJ5的控制端ZJ5-1吸合，电磁阀Q5动作，让压缩空气从旋转气缸QG11的顶部进入，由底部排出。带动旋转机构的齿条10运动，齿条10推动齿轮11旋转90度，齿轮11固装在旋转轴12上，即旋转轴12带动装配在旋转轴12上的机械手座13随之转动，从而带动旋转机械手8所夹持的玻璃管旋转90度。

接管、插管控制过程 

当玻璃管旋转到位后，安装于气缸QG11底部的磁性开关S12触发导通，可编程控制器PLC的输入端XF脚为低电位，可编程控制器PLC输出端Y200脚输出低电平，继电器ZJ17的控制端ZJ17-1吸合，电磁阀Q17得电动作，让压缩空气经机械手14的小退出气缸QG14的底部进入，顶部排出，气缸QG14推动机械手14移动到取管位。移动到位后，安装于气缸QG14顶部的磁性开关S2被触发导通，可编程控制器PLC的输入端X5脚为低电位，可编程控制器PLC输出端Y3脚输出低电位，继电器ZJ4的控制端ZJ4-1吸合，电磁阀Q4得电动作，压缩空气由气缸QG15 、QG16的顶部进入，底部排出。气缸QG15 、QG16带动机械手14的爪体18将玻璃管夹紧，夹紧后，安装于气缸QG15底部的磁性开关S17被触发导通，可编程控制器PLC的输入端X104脚为低电位，可编程控制器PLC输出端Y8脚输出低电位，继电器ZJ9的控制端ZJ9-1吸合，电磁阀Q9动作，让压缩空气由气缸QG17 QG18的底部进入，由顶部排出，旋转机械手8的爪体松开玻璃管。松开后，安装于气缸QG18顶部的磁性开关S7被触发，使可编程控制器PLC的输入端XA脚为低电位，可编程控制器PLC输出端Y7脚输出低电位，继电器ZJ8的控制端ZJ8-1吸合，电磁阀Q8得电动作，让压缩空气由移动气缸QG10的顶部进入，由底部排出。带动旋转机械手8退回到初始位。到位后，安装于气缸QG10底部的磁性开关S19被触发导通，可编程控制器PLC的输入端X106成低电位, 可编程控制器PLC进入插管待命状态，等待插管。当安装在制瓶机插管位上一站的有无管检测开关G1、 G2检测到有管时，机械手14将一直待命。当检测开关G1、G2检测到无管时，即检测开关G1、G2输出高电平，可编程控制器PLC输入端X0 X1脚也将变为高电平，机械手14进入准备插管状态。当位于制瓶机上的接近开关C1检测到到位信号时，接近开关C1输出低电平，可编程控制器PLC输入端X2脚也为低电平，可编程控制器PLC输出端Y202脚输出低电平，继电器ZJ19的控制端ZJ19-1吸合；电磁阀Q19得电动作，控制大推出气缸QG13推动机械手14将玻璃管送至制瓶机插管位上方。当到达插管位时，位于气缸QG13顶部的磁性开关S2触发导通，可编程控制器PLC的输入端X5端低电平，可编程控制器PLC输出端Y1输出低电平，继电器ZJ2的控制端ZJ2-1吸合，电磁阀Q2动作。控制纵向推进气缸QG12拉动滑道17，带动机械手14向下移动，将玻璃管插入制瓶机的空管位。

回退控制过程 

当机械手14下降到位时，位于升降气缸QG12下部的磁性开关S6被触发，可编程控制器PLC输入端X9脚变成低电平。可编程控制器PLC输出端Y2、 Y5脚输出低电平。继电器ZJ3 、ZJ6的控制端ZJ3-1 ZJ6-1吸合，电磁阀Q4、 Q6得电动作。Q4控制机械手14的爪体18张开，电磁阀Q6控制旋转机械手8旋转回初始位。回转到位后，位于旋转气缸QG11顶部的磁性开关S11被触发导通，可编程控制器PLC的输入端XE脚为低电平，输出端YB脚输出低电平，继电器ZJ12的控制端ZJ12-1吸合，电磁阀Q12动作，装配在储管架7上的供管气缸QG3、 QG4、 QG5 、QG6又开始动作，为给旋转机械手8送管做好准备。当旋转机械手8的爪体18张开后，位于气缸QG18上的磁性开关S18导通，可编程控制器PLC的X105低电平。可编程控制器PLC输出端Y0 Y201输出低电平，Y202输出高电平。

继电器ZJ1、 ZJ18的控制端ZJ1-1、 ZJ18-1吸合，继电器ZJ19的控制端ZJ19-1断开。使电磁阀Q1、 Q18得电动作，电磁阀Q19断电退回，则插管升降气缸QG12升起，小推出气缸QG14和大推出气缸QG13缩回。为再次取管做好了准备。 

上述控制过程如此周而复始的循环控制操作，即可实现对制瓶机自动上管的全自动控制。 

Claims (10)

1.一种与制瓶机配套使用的全自动上管机，其特征在于它主要由检测器、控制器、送管提升机构、送管机构、抓管转向机构和插管机构构成，所述检测器的检测点分别设于送管提升机构、送管机构、抓管转向机构和插管机构及制瓶机的信号采集位置，检测器输出的电信号与控制器的输入端相连接，控制器输出的控制信号分别与送管提升机构、送管机构、抓管转向机构和插管机构被控部件的控制端相连接；所述送管提升机构装配在机座立柱的下部，送管机构设于机座立柱的顶端，抓管转向机构装配在对应送管机构一侧机座立柱的顶端，插管机构固装在对应制瓶机夹头和抓管转向机构位置机座立柱的下部。

2.根据权利要求1所述与制瓶机配套使用的全自动上管机，其特征在于所述送管提升机构由储管箱、电机、出管控制气缸、提升轨道和装配在提升轨道中的驱动链条及与驱动链条相连接的托架组成，出管控制气缸设于储管箱的出管口处，对应储管箱的出管口处设有配装在提升轨道上的托架，所述提升轨道装配在机座立柱上，驱动链条设于提升轨道内，驱动链条的一端与托架连接，另一端接驱动电机。

3.根据权利要求1或2所述与制瓶机配套使用的全自动上管机，其特征在于所述送管机构由储管架、两对送管气缸和一对接管气缸及一个定长气缸组成，其一对接管汽缸分别装配在储管架的近管口的两端，两对送管气缸分别装配在储管架出管口的两端位置，其两对送管气缸间隔一个管径的位置，定长气缸装配在储管架出管口一侧边的端口处。

4.根据权利要求3所述与制瓶机配套使用的全自动上管机，其特征在于所述抓管转向机构由轨道座、托板和装配在托板上的旋转体、旋转机械手及让位气缸组成，所述轨道座固装在机座立柱的顶端，托架配装在轨道座上，让位气缸的输出与托架连接；旋转体的输出与旋转机械手相连接。

5.根据权利要求4所述与制瓶机配套使用的全自动上管机，其特征在于所述旋转体由旋转气缸、壳体和装配在壳体内的齿条、齿轮及旋转轴组成，所说旋转气缸的输出与设在壳体内齿条的一端相连，齿轮与齿条啮合连接，齿轮装配在旋转轴上，其旋转轴的输出与旋转机械手相连。

6.根据权利要求3所述与制瓶机配套使用的全自动上管机，其特征在于所述插管机构由纵向推进气缸、横向推进器、机械手和轨道及轨道连接座构成，所述轨道连接座与设于机座立柱上的轨道滑动连接，轨道连接座装配在纵向推进气缸的输出端顶上，横向推进器配装在轨道连接座上，机械手安装在纵向推进器的输出端。

7.根据权利要求6所述与制瓶机配套使用的全自动上管机，其特征在于所述横向推进器由抓管气缸、插管气缸和滑道构成，所述抓管气缸和滑道分别装配在轨道连接座上，插管气缸配装在滑道上，抓管气缸的输出与插管气缸的气缸座相连接。

8.根据权利要求3所述与制瓶机配套使用的全自动上管机，其特征在于所述的机械手由一对气缸和一对爪体及爪座组成，所述爪体的前端为一半圆状结构，其后端由一连接轴与爪座连接，爪体的末端设有摆动槽，两摆动槽内配装轴销，其轴销连接拉杆，拉杆的另一端与气缸的伸缩轴连接。

9.根据权利要求8所述与制瓶机配套使用的全自动上管机，其特征在于所述控制器由可编程控制器、继电器组和执行控制电路组成，由继电器组构成的多路分支控制回路并接于可编程控制器的输出端;所述执行控制电路由继电器组输出的多路控制端和电磁阀组构成，其继电器组输出的多路控制端与电磁阀组相互对应构成多组并行连接的分支控制回路。

10.根据权利要求9所述与制瓶机配套使用的全自动上管机，其特征在于所述检测器由有效数量的控位开关和光电检测器及磁性开关构成，所述各控位开关和光电检测器及磁性开关分别装配在送管提升机构、送管机构、抓管转向机构和插管机构和制瓶机公转传动轴及夹头对应的各检测点处，其各控位开关和光电检测器及磁性开关分别接于可编程控制器的输入端。

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