CN204643785U - 一种自动旋盖组装机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动旋盖组装机，包括：链板式输送线和通过链板式输送线依次衔接的吸嘴上料机械手、螺纹盖上料机械手、自动旋盖装置、检测单元和下料机械手，链板式输送线上依次等间距的设有定位元件，下料机械手衔接成品落料滑道和链板式输送线，链板式输送线末端连接不合格产品落料滑道。自动旋盖装置采用伺服电机，通过同步带传动，驱动三爪气缸抓紧螺纹盖旋转，螺纹盖和吸嘴之间的拧紧力矩由选择扭矩模式的伺服控制器调控，驱动器接受扭矩命令，控制电机达到目标扭矩，该装置既能自动完成吸嘴和螺纹盖的旋紧装配，又能确保精准的拧紧力矩。检测单元根据检测电路的通断情况判断装配质量，无需采用昂贵的测高传感器，便于操作与控制。

Description

一种自动旋盖组装机

技术领域

本实用新型涉及一种自动旋盖组装机，具体属于吸嘴与螺纹盖自动旋合组装设备的上料机构、自动旋盖装置、检测单元和下料机构的结构设计和气动控制系统设计。

背景技术

自动旋盖组装机作为一种能实现自动上盖和旋盖的自动化生产设备，目前已经广泛应用于食品包装、日化用品及医药卫生等各个领域。根据不同材质和不同规格的产品旋盖要求，旋盖机的结构设计与控制方式各有不同。

吸嘴和螺纹盖属于非金属材料，其硬度和刚性小，两者在旋合组装过程中，扭矩大小的控制致关重要。扭矩不足容易导致吸嘴袋中流体泄漏，扭矩过大将导致人力无法旋松打开。

发明内容

         本实用新型克服了现有技术的不足，提供一种自动化程度高的自动旋盖组装机。为了满足吸嘴袋大批量生产需求，实现吸嘴与螺纹盖上料、旋盖、检测和下料全过程自动化控制的旋盖组装机，该设备采用气动、机械和电机等多种驱动方式，并由传感器和PLC联合控制系统运行，其旋盖组装质量好，自动化程度高，能可靠地保证吸嘴袋生产的优质化、高效化和洁净化。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种自动旋盖组装机，包括：链板式输送线和通过链板式输送线依次衔接的吸嘴上料机械手、螺纹盖上料机械手、自动旋盖装置、检测单元和下料机械手，所述链板式输送线上依次等间距的设有定位元件，所述下料机械手衔接成品落料滑道和链板式输送线，所述链板式输送线末端连接不合格产品落料滑道。

本实用新型一个较佳实施例中，所述螺纹盖上料装置和所述自动旋盖装置之间还设有脉冲吹气装置，所述脉冲吹气装置设有连接压缩空气的气针。

本实用新型一个较佳实施例中，所述吸嘴上料机械手和所述螺纹盖上料机械手均通过直线轨道连接各自对应的料仓以及振动盘。

本实用新型一个较佳实施例中，所述吸嘴上料机械手和所述螺纹盖上料机械手均设有两个支点开闭式二爪，每个所述支点开闭式二爪均对应设有一个气爪气缸，两个支点开闭式二爪能够一体的被水平气缸和升降气缸驱动。

本实用新型一个较佳实施例中，所述自动旋盖装置上设有被伺服电机和同步带驱动旋转的三爪气缸，所述三爪气缸设有三爪，所述三爪通过所述三爪气缸动作收紧或松开螺纹盖。

本实用新型一个较佳实施例中，所述自动旋盖装置上还设有可调行程升降气缸和定高气缸，所述可调行程升降气缸能够驱动伺服电机和三爪气缸升降，所述定高气缸能够确定三爪气缸的起始位置。

本实用新型一个较佳实施例中，所述伺服电机设有伺服控制器，所述伺服控制器能够控制伺服电机的扭矩。

本实用新型一个较佳实施例中，所述检测单元上设有的触头和高度检测标杆能够一体的被高度检测气缸驱动，所述触头连接通断测试电路，所述高度检测标杆的高度被调整至与吸嘴和螺纹盖组合件合格品的高度一致的高度。

本实用新型一个较佳实施例中，所述下料机械手上设有两个平行开闭式气爪，两个平行开闭式气爪均对应设有一个气爪气缸，所述平行开闭式气爪连接升降气缸，同时两个平行开闭式气爪、气爪气缸和升降气缸一体被步进电机连接的同步带驱动并在水平导轨上滑动。

本实用新型一个较佳实施例中，沿所述链板式输送线运动方向设有连续的两组脉冲吹气装置、连续的两组自动旋盖装置和连续的两组触头。

本实用新型解决了背景技术中存在的缺陷，本实用新型具有以下优点：

1．采用了机、电、气联合驱动和控制技术，旋盖组装速度快，产品合格率高，既能可靠地保证吸嘴与螺纹盖旋合装配质量，又能满足吸嘴袋大批量、高效率、自动化生产的需求，具有很强的实用性。

2. 自动旋盖装置既能自动完成吸嘴和螺纹盖的旋紧装配，又能确保精准的拧紧力矩，克服了传统型气动扭矩枪依靠调整弹簧力来控制拧紧力矩，控制力矩有级数限制，力矩不精准，无法实现自动化操作等缺点。

3．根据检测电路的通断情况判断装配质量，无需采用昂贵的测高传感器，既降低了成本，又简化了结构，而且便于操作与控制。

4. 采用由步进电机驱动的同步带传动装置，便于下料机械手在两个不同出料口位置的平移定位和自动切换。

5. 吸嘴上料机械手和螺纹盖上料机械手均连接振动盘，实现了上料的自动化。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的优选实施例的立体结构图；

图2是本实用新型的优选实施例的链板式输送线的立体结构图；

图3是本实用新型的优选实施例的吸嘴上料机械手或螺纹盖上料机械手的立体结构图；

图4是图1中A的局部放大图；

图5是本实用新型的优选实施例自动旋盖装置的立体结构图；

图6是本实用新型的优选实施例检测单元的立体结构图；

图7是本实用新型的优选实施例下料机械手的立体结构图；

图8是本实用新型的优选实施例机械手气动系统回路设计图；

图9是本实用新型的优选实施例自动旋盖装置气动系统回路设计图；

图中：1、吸嘴上料机械手；2、螺纹盖上料机械手；3、自动旋盖装置；4、检测单元；5、下料机械手；6、成品落料滑道；7、不合格产品落料滑道；8、链板式输送线；9、直线轨道；10、支点开闭式二爪；11、平移气缸；12、升降气缸；13、气爪气缸；14、可调行程升降气缸；15、伺服电机；16、同步带；17、定高气缸；18、高度检测标杆；19、高度检测气缸；20、触头；21、平行开闭式气爪；22、步进电机、23、水平导轨；24、脉冲吹气装置、25、气针；26、定位元件；27、螺纹盖；28、吸嘴；29、真空发生器；30、传输链驱动装置；31、电气控制柜；32、定位气缸；33三爪气缸。

具体实施方式

现在结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1和图2所示，一种自动旋盖组装机，包括：链板式输送线8和通过链板式输送线8依次衔接的的工位为：吸嘴28上料机械手1、螺纹盖27上料机械手2、自动旋盖装置3、检测单元4和下料机械手5，链板式输送线8上依次等间距的设有定位元件26，下料机械手5衔接成品落料滑道6和链板式输送线8，链板式输送线8末端连接不合格产品落料滑道7。

自动旋盖机的上料机械手（包含吸嘴28上料机械手1和螺纹盖27上料机械手2）、自动旋盖装置3、检测装置和下料机械手5，采用了机、电、气联合驱动和控制技术，气缸和电磁阀均采用无油润滑型，具有成本低、清洁、效率高等优点，气动元件与PLC和伺服电机15等易于联合控制，旋盖组装速度快，产品合格率高，既能可靠地保证吸嘴28与螺纹盖27旋合装配质量，又能满足吸嘴28袋大批量、高效率、自动化生产的需求，具有很强的实用性。

自动装配机的多数工位均采用气压驱动，气动元件与PLC和伺服电机15等易于联合控制，灵活性强、组装质量好、自动化程度高，可靠地保证吸嘴28袋生产的优质化、高效化和洁净化。

如图3所示，上料机构主要包括料仓、振动盘、吸嘴28上料机械手1、螺纹盖27上料机械手2、链板式输送线8和传输链驱动装置30。吸嘴28上料机械手1和螺纹盖27上料机械手2均通过直线轨道9连接各自对应的料仓以及振动盘。调压振动送料控制器以调定的振动频率控制振动盘振动，促使吸嘴28和螺纹盖27从料仓落料后分别被运送至上料机械手和下方的直线轨道9上。

吸嘴28上料机械手1主要由平移气缸11、升降气缸12、气爪气缸13驱动。吸嘴28上料机械手1和螺纹盖27上料机械手2均设有两个支点开闭式二爪10，每个支点开闭式二爪10均对应设有一个气爪气缸13，两个支点开闭式二爪10能够一体的被水平气缸和升降气缸12驱动。

吸嘴28通过定位气缸32定位，上料机械手由升降气缸12驱动下降，通过气爪气缸13的支点开闭式二爪10抓取吸嘴28，然后提升，由平移气缸11驱动平移至链板式输送线8上方，支点开闭式二爪10松开吸嘴28，吸嘴28被放置于弯板传输链的定位元件26上，在步进电机22驱动下，随弯板链前行。

螺纹盖27上料机械手2与吸嘴28上料机械手1的区别在于：螺纹盖27上料时由于螺纹盖27外形比较规则，可以通过直线型料槽两侧面定位，所以无需定位气缸32。螺纹盖27上料机械手2抓取螺纹盖27后，将螺纹盖27放置移至该工位的吸嘴28上面。

如图4所示，为了防止吸嘴28和螺纹盖27的叠加偏斜，螺纹盖27上料装置和自动旋盖装置3之间还设有预旋紧工位：脉冲吹气装置24，脉冲吹气装置24设有连接压缩空气的气针25，通过脉冲吹气装置24使螺纹盖27实现吹气入位并保持平稳状态，然后吸嘴28和螺纹盖27呈叠加状态共同进入自动旋盖装置3装配单元。

如图5所示，自动旋盖装置3上设有被伺服电机15和同步带16驱动旋转的三爪气缸33，三爪气缸33设有三爪，三爪通过三爪气缸33动作收紧或松开螺纹盖。自动旋盖装置3上还设有可调行程升降气缸14和定高气缸17，可调行程升降气缸14能够驱动伺服电机15和三爪气缸33升降，定高气缸17能够确定三爪气缸33的起始位置。伺服电机15设有伺服控制器，伺服控制器能够控制伺服电机15的扭矩。

自动旋盖装置3主要由可调行程升降气缸14、旋盖驱动伺服电机15和同步带16传动机构、三爪气缸33和定高气缸17组成。新设计的自动旋盖装置3采用伺服电机15，通过同步带16传动，驱动三爪气缸33抓紧螺纹盖27旋转，螺纹盖27和吸嘴28之间的拧紧力矩由选择扭矩模式的伺服控制器调控，驱动器接受扭矩命令，控制电机达到目标扭矩。该装置既能自动完成吸嘴28和螺纹盖27的旋紧装配，又能确保精准的拧紧力矩。另外，螺纹盖27的抓取采用三爪气缸33，可以保证稳固抓紧螺纹盖27，旋紧过程中避免打滑。定高气缸17的功能主要包括两个方面，首先，上升伸出以保证螺纹盖27旋合前气爪气缸13具有准确的起始高度，其次，当三爪气缸33抓紧螺纹盖27向下旋转时，定高气缸17立即向下退缩，确保旋合装配动作的可靠性。

吸嘴28和螺纹盖27呈叠加状态移动到预旋紧工位时，光电开关发讯，由PLC控制二位三通单电控电磁阀通断电，使气针25实现脉冲吹气，借助螺纹盖27两侧的气流，使螺纹盖27摆正在吸嘴28上方的位置并保持平衡状态。该方法借助气流实现吸嘴28和螺纹盖27旋盖前的预先定位，无需增设其它执行元件，结构简单，操作方便。

如图9所示，旋合装配的基本动作要求是使吸嘴28保持原位不动，螺纹盖27需完成旋转和下移的复合运动，其具体工作流程为：1）当吸嘴28与螺纹盖27的组合件移动到装配工位时，升降气缸12电磁阀通电，垂直升降气缸12驱动三爪向下移动；2）定高气缸17电磁阀通电，该阀切换至左位工作，定高气缸17上升以确定三爪旋转前的起始工作位置，与此同时，气动阀切换至右位，真空发生器29通过吸气使气动三爪张开；3）定高气缸电磁阀断电，该阀回复至右位，气动阀回复至左位，三爪抓紧螺纹盖27，同时，定高气缸17下降缩回；4）伺服电机驱动气爪携同螺纹盖27共同旋转，完成旋盖动作；5）当螺纹盖27拧紧至预设的目标力矩值时，伺服电机15自动停转；6）气动三爪松开工件，同时定高气缸17上升；7）高度检测气缸19下移，检测旋盖质量。

如图6所示，检测单元4上设有的触头20和高度检测标杆18能够一体的被高度检测气缸19驱动，触头20连接通断测试电路，高度检测标杆18的高度被调整至与吸嘴28和螺纹盖27组合件合格品的高度一致的高度。

检测单元4根据检测电路的通断情况判断装配质量，无需采用昂贵的测高传感器33，既降低了成本，又简化了结构，而且便于操作与控制。检测装置主要由高度检测气缸19、连接通断测试电路的触头20、高度检测标杆18组成，检测标杆的高度预调至与吸嘴28和螺纹盖27组合件合格品的高度保持相等。当两个组合件同时到达检测工位时，传感器33发信，控制高度检测气缸19下行，左右两个触头20分别压紧在两个组合件的上端面。当装配质量合格时，组合件与检测标杆“等高”，检测标杆恰好接触底部链板，检测电路导通；当螺纹盖27偏斜或旋合不到位时，即组合件“超高”，则检测标杆无法接触底板，检测电路不通。

如图7所示，下料机械手5上设有两个平行开闭式气爪21，两个平行开闭式气爪21均对应设有一个气爪气缸13，平行开闭式气爪21连接升降气缸12，同时两个平行开闭式气爪21、气爪气缸13和升降气缸12一体被步进电机22连接的同步带16驱动并在水平导轨23上滑动。

沿链板式输送线8运动方向设有连续的两组脉冲吹气装置24、连续的两组自动旋盖装置3和连续的两组触头20。

通过检测单元4测定之后，吸嘴28和螺纹盖27组合件被分、合格品和不合格品两类。合格品则通过下料机械手5被放置到成品落料工位，不合格品将继续随弯板链被运送至不合格产品落料工位。下料机械手5主要由步进电机22、同步带16传动装置、升降气缸12、气爪气缸13等组成。

如图8所示，在机械手气动系统回路中，气爪气缸13和定位气缸32分别采用MHC2-10S型手指气缸和CJPB6-10型针型气缸，它们属于单作用气缸，由单电控二位三通电磁阀控制运动方向；平移气缸11和升降气缸12分别采用MXS12-75B-A93型双轴气缸和MGPM12-40-Z73L型带导杆薄型气缸，它们属于双作用气缸，由双电控二位五通电磁阀控制运动方向，通过单向节流阀调节运行速度。

如图9所示，在自动旋盖装置3气动系统回路中，升降气缸12采用CDM2B20-50B-XC8-C73L型可调行程气缸，三爪气缸采用HDR-25型三爪机械夹，定高气缸17采用CU16-10D型自由安装型气缸，高度检测气缸19采用CDUK16-40D-A93L型带磁性开关的自由安装型气缸，气嘴则选用了气针25。气嘴由单电控二位三通电磁阀实现通电吹气；升降气缸12、定高气缸17和高度检测气缸19均采用单电控二位五通电磁阀控制运动方向，排气节流调速；三爪气缸由于其通气口的特殊性，故采用二位五通气动阀与真空发生器联合控制气爪的松夹。

以上依据本实用新型的理想实施例、启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims (10)

1. 一种自动旋盖组装机，其特征在于，包括：链板式输送线和通过链板式输送线依次衔接的吸嘴上料机械手、螺纹盖上料机械手、自动旋盖装置、检测单元和下料机械手，所述链板式输送线上依次等间距的设有定位元件，所述下料机械手衔接成品落料滑道和链板式输送线，所述链板式输送线末端连接不合格产品落料滑道。

2. 根据权利要求1所述的一种自动旋盖组装机，其特征在于：所述螺纹盖上料装置和所述自动旋盖装置之间还设有脉冲吹气装置，所述脉冲吹气装置设有连接压缩空气的气针。

3. 根据权利要求1或2所述的一种自动旋盖组装机，其特征在于：所述吸嘴上料机械手和所述螺纹盖上料机械手均通过直线轨道连接各自对应的料仓以及振动盘。

4. 根据权利要求1所述的一种自动旋盖组装机，其特征在于：所述吸嘴上料机械手和所述螺纹盖上料机械手均设有两个支点开闭式二爪，每个所述支点开闭式二爪均对应设有一个气爪气缸，两个支点开闭式二爪能够一体的被水平气缸和升降气缸驱动。

5. 根据权利要求1所述的一种自动旋盖组装机，其特征在于：所述自动旋盖装置上设有被伺服电机和同步带驱动旋转的三爪气缸，所述三爪气缸设有三爪，所述三爪通过所述三爪气缸动作收紧或松开螺纹盖。

6. 根据权利要求5所述的一种自动旋盖组装机，其特征在于：所述自动旋盖装置上还设有可调行程升降气缸和定高气缸，所述可调行程升降气缸能够驱动伺服电机和三爪气缸升降，所述定高气缸能够确定三爪气缸的起始位置。

7. 根据权利要求5所述的一种自动旋盖组装机，其特征在于：所述伺服电机设有伺服控制器，所述伺服控制器能够控制伺服电机的扭矩。

8. 根据权利要求1所述的一种自动旋盖组装机，其特征在于：所述检测单元上设有的触头和高度检测标杆能够一体的被高度检测气缸驱动，所述触头连接通断测试电路，所述高度检测标杆的高度被调整至与吸嘴和螺纹盖组合件合格品的高度一致的高度。

9. 根据权利要求1所述的一种自动旋盖组装机，其特征在于：所述下料机械手上设有两个平行开闭式气爪，两个平行开闭式气爪均对应设有一个气爪气缸，所述平行开闭式气爪连接升降气缸，同时两个平行开闭式气爪、气爪气缸和升降气缸一体被步进电机连接的同步带驱动并在水平导轨上滑动。

10. 根据权利要求1所述的一种自动旋盖组装机，其特征在于：沿所述链板式输送线运动方向设有连续的两组脉冲吹气装置、连续的两组自动旋盖装置和连续的两组触头。