CN208166543U - 一种机器人灌装系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种机器人灌装系统，包括：机器人，所述机器人为固定安装于地面或底座上的多关节机器人；多头灌装器，所述多头灌装器上设有多个间距可调的用于灌装的灌装阀；快换装置，所述快换装置包括快换主盘及快换工具盘，所述快换主盘固定安装于所述机器人的端部，所述快换工具盘固定安装于所述多头灌装器上，所述快换主盘与所述快换工具盘可相互吸合与分离；输瓶线，所述输瓶线上设有输送带，用于输送灌装容器。该灌装系统能实现不同大小，不同瓶型的瓶子的灌装，并且灌装效果及适应能力均比传统的灌装系统有明显的改善。

Description

一种机器人灌装系统

技术领域

本实用新型涉及工业灌装生产技术领域，尤其涉及一种机器人灌装系统。

背景技术

目前在液体灌装领域，一般分为直线式灌装和旋转式灌装两种，而直线式罐装，一般均为静止式固定灌装，也就是瓶子通过传送带到达灌装位后，暂时停止传送，此时灌装装置开始启动，将灌装阀向下运动，插入瓶中进行灌装，灌装完毕后，抬起灌装阀，此时再启动传送带，把灌装完毕的瓶子输送至下一工序。

这种灌装生产线虽然能够满足现有的灌装需求，但是其灌装装置对灌装的瓶型有一定的局限性，只能满足少数几种瓶型的灌装，且不能适应不同液体的产品，对相同液体的产品灌装时不能满足多种大小的瓶子，如果生产线上的瓶型更换，此时只能更换不同的夹具才能满足要求，而且更换时需人工操作，费时费力。另外，由于灌装装置只能在一个固定的位置实现静止灌装，当灌装完毕，瓶子继续运动的瞬间可能会造成瓶内液体震荡外倾或飞溅，而有些特殊液体是不允许出现这种情况的。

因此，如何提高灌装系统的灌装效果及适应能力，为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种机器人灌装系统，该灌装系统能实现不同大小，不同瓶型的瓶子的灌装，并且灌装效果及适应能力均比传统的灌装系统有明显的改善。

本实用新型是通过以下技术方案实现的，一种机器人灌装系统，包括：

机器人，所述机器人为固定安装于地面或底座上的多关节机器人；

多头灌装器，所述多头灌装器上设有多个间距可调的用于灌装的灌装阀；

快换装置，所述快换装置包括快换主盘及快换工具盘，所述快换主盘固定安装于所述机器人的端部，所述快换工具盘固定安装于所述多头灌装器上，所述快换主盘与所述快换工具盘可相互吸合与分离；

输瓶线，所述输瓶线上设有输送带，用于输送灌装容器。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还公开了以下进一步的技术方案。

进一步，所述多头灌装器上设有间距调节装置，多个所述灌装阀依次排列安装于所述间距调节装置上，通过调节所述间距调节装置，可改变多个所述灌装阀的间距。

进一步，所述机器人灌装系统还包括灌装器存放架，所述灌装器存放架布置于所述机器人的外围，用于放置一套或多套所述多头灌装器，所述机器人可从所述灌装器存放架上取放所述多头灌装器。

进一步，所述灌装器存放架为两个，两个所述灌装器存放架布置于所述机器人外围的同侧或者两个相对侧。

进一步，所述灌装器存放架上还设有阀存放护罩，所述阀存放护罩为箱体式结构，顶部设有长条形狭缝或多个相互间隔的孔，所述多头灌装器放置于所述灌装器存放架上后，多个所述灌装阀的阀口端穿过所述狭缝或孔伸入到所述阀存放护罩内。

进一步，所述多头灌装器为多个，多个所述多头灌装器可同时存放于所述灌装器存放架上，所述机器人通过所述快换装置可选择的与任一所述多头灌装器连接，不同的所述多头灌装器用于灌装不同的液体。

进一步，所述快换主盘与所述快换工具盘为气动式吸合或电磁式吸合。

进一步，所述输瓶线布置于所述机器人的外围，所述输瓶线还包括输送台及挡瓶机构，所述输送带安装于所述输送台上，所述挡瓶机构安装于所述输送台的侧部，用于将多个所述灌装容器阻挡定位编组。

进一步，所述输瓶线为多条且并排布置，多条所述输瓶线布置于所述机器人的同侧或相对的两侧。

进一步，所述机器人包括第一机械臂、第二机械臂、机械手及控制模块；

所述第一机械臂与所述第二机械臂之间以及所述第二机械臂与所述机械手之间通过所述关节相连接，所述机械手位于所述机器人的端部且与所述快换主盘固定连接；

所述控制模块与所述机器人电连接，用于控制所述第一机械臂、第二机械臂及所述机械手完成包括旋转、抓取及灌装的动作，所述控制模块可设置静止灌装以及跟随灌装两种灌装模式，并且两种灌装模式可任意切换。

采用本实用新型所提供的机器人灌装系统的有益效果是：

1、采用了机器人结合自动变距夹具来调整灌装阀之间的间距、灌装阀与输送线的高度及整套灌装器与输送线的相对位置，从而实现不同瓶型，瓶型不同大小，不同产品的灌装，节约了机械成本及人工维护成本，且大大提高了生产场地的利用率，使得产品适应性广。

2、通过设置多个多头灌装器，可以适用于多种不同的液体灌装，使得一条生产线即可满足不同种类的液体灌装的需求。

3、通过控制模块，可以设置不同的灌装方式，不仅可以静止灌装而且可以设置为跟随移动灌装两种方式，在灌装时，瓶子不必中途停止来配合灌装，而由机械手移动来配合输送中的瓶子来实现灌装，且由于机器人的机械手能在各个方向运动，从而能配合各个位置的瓶子来灌装，不仅可以大大提高生产效率，而且解决了传统方式中静止灌装后突然启动带来的液体外倾飞溅的技术问题。

4、通过控制机器人，可以实现自动完成灌装装置的更换，省时省力，节约人工成本，大大提高生产效率。

附图说明

图1为本实用新型所提供的一种机器人灌装系统的一种具体实施方式的立体结构示意图；

图2为图1中A处所示放大结构示意图；

图3为所述多头灌装器放置于所述灌装器存放架后的结构示意图；

图4至图6为不同的所述多头灌装器在罐装不同的所述罐装容器时的示意图；

图7为所述机器人在罐装另一条输瓶线上的罐装容器时的结构示意图。

其中，图中件号表示为：

1、底座，2、机器人，3、多头灌装器，4、快换装置，5、输瓶线，6、灌装器存放架，21、第一机械臂，22、第二机械臂，23、机械手，31、灌装阀，41、快换主盘，42、快换工具盘，51、输送带，52、输送台，53、挡瓶机构，61、阀存放护罩、100、灌装容器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

请参考图1至图7，图1为本实用新型所提供的一种机器人灌装系统的一种具体实施方式的立体结构示意图；图2为图1中A处所示放大结构示意图；图3为所述多头灌装器放置于所述灌装器存放架后的结构示意图；图4至图6为不同的所述多头灌装器在罐装不同的所述罐装容器时的示意图；图7为所述机器人在罐装另一条输瓶线上的罐装容器时的结构示意图。

在本实用新型所提供的一种机器人灌装系统的具体实施方式中，包括：机器人2，所述机器人2为固定安装于地面或底座1上的多关节机器人2；如图1所示的具体实施方式中，所述机器人2安装于底座1上，该机器人2包括第一机械臂21、第二机械臂22、机械手23及控制模块；所述第一机械臂21与所述第二机械臂22之间以及所述第二机械臂22与所述机械手23之间通过所述关节相连接，通过控制模块可以控制机器人2旋转、抓取等运动。所述控制模块与所述机器人2电连接，用于控制所述第一机械臂21、第二机械臂22及所述机械手23完成包括旋转、抓取及灌装的动作；由于机器人2可以通过控制实现柔性运动，所以用机器人2进行灌装操作可以实现精确的灌装，而且自动化程度大大提高。

本灌装系统还包括多头灌装器3，所述多头灌装器3上设有多个间距可调的用于灌装的灌装阀31；在一种优选的实施方式中，所述多头灌装器3上设有间距自动调节装置，多个所述灌装阀31依次排列安装于所述间距调节装置上，通过电机或气缸调节所述间距调节装置，可改变多个所述灌装阀31的间距。如图所示，该调节装置可以设置多个滑块，每一个滑块上安装一个灌装阀31，通过传动机构比如丝杠螺母的方式，调节各滑块之间的间距，进而可以实现调节灌装阀31的间距的目的。当进行小瓶灌装时，调节间距调节装置，使得灌装阀31相互靠拢，间距缩小；大瓶灌装时，调节间距调节装置，使得灌装阀31相互散开，间距增大，从而来完成不同大小瓶型的灌装。

本灌装系统还包括快换装置4，所述快换装置4包括快换主盘41及快换工具盘42，所述快换主盘41固定安装于所述机器人2的端部，可以安装于机械手23上，所述快换工具盘42固定安装于所述多头灌装器3上，可以安装在灌装器的顶部也可以安装在侧部，优选顶部，以适应机械手23的动作，更容易控制。为了实现快换目的，所述快换主盘41与所述快换工具盘42可相互吸合与分离；所述快换主盘41与所述快换工具盘42为气动式吸合或电磁式吸合。

所述多头灌装器3为多个，多个所述多头灌装器3可同时存放于所述灌装器存放架6上，所述机器人2通过所述快换装置4可选择的与任一所述多头灌装器3连接，不同的所述多头灌装器3用于灌装不同的液体。

当采用气动式吸合方式时，快换工具盘42和快换主盘41是在气动装置的作用下紧固连接在一起，进而可以实现机械手23“抓取”多头灌装器3的目的，当需要更换多头灌装器3时，机器人2转动机器臂至灌装器存放架6处，解除气压，则快换主盘41与快换工具盘42分离。

当采用电磁式吸合时，快换主盘41和快换工具盘42可以通过通电后产生磁力相吸，断电后磁力消除而分开的方式，实现机械手23“抓取”多头灌装器3的目的。

两种快换方式均可以通过控制模块来实现自动操作，按要求设定好程序后，即可实现自动化控制，当然，如有必要，需要设置一些管线、传感器之类的附属件，在此不做具体阐述，根据现有技术可以实现。

本灌装系统还包括输瓶线5，所述输瓶线5上设有输送带51，用于输送灌装容器100。这里所说的灌装容器100可以为各种饮料瓶、易拉罐或杯型容器。该输瓶线5可以根据生产的需求布置其位置以及旋转直线式还是圆弧式。本实用新型对此不做限定，可以理解的是，在本实用新型的技术方案的基础上，采用何种输瓶线5的方式均属于本实用新型的保护范围。

在一种优选的实施方式中，为了更好的实现机器人2的“抓取”，精确而快捷的更换多头灌装器3，所述机器人灌装系统还包括灌装器存放架6，所述灌装器存放架6布置于所述机器人2的外围，用于放置所述多头灌装器3，所述机器人2可从所述灌装器存放架6上取放所述多头灌装器3。

所述灌装器存放架6可以只在机器人2的旁边设置一个，也可以根据需要设置两个，每个灌装器存放架6上可以设置一个存放位，也可以设置多个。两个所述灌装器存放架6布置于所述机器人2外围的两个相对侧。这样可以防止更多的多头灌装器3，提高生产效率；并且由于相对的安装，在设置机器人2的抓取程序时，比较容易实现操作，容易定位，以降低误差，提高灌装精度。

在上述灌装器存放架6的一种优选的实施方式中，所述灌装器存放架6上还可以设有阀存放护罩61，用来将多头灌装器3上的灌装阀31的阀口端罩住，这样可以保护灌装阀31，同时防止外部灰尘等污染阀内液体，也可以防止灌装阀31内的液体随意滴落到地上。

具体的，所述阀存放护罩61可以为箱体式结构，顶部设有长条形狭缝(如图1所示)或多个相互间隔的孔(如图3、图6所示)，所述多头灌装器3放置于所述灌装器存放架6上后，多个所述灌装阀31的阀口端可以穿过所述狭缝或孔伸入到所述阀存放护罩61内。

本灌装系统中，为了提高生产效率，所述输瓶线5可以为多条，如图1所示，示出了2条输瓶线5，并且布置于所述机器人2的外围同一侧，也可以在其对侧也布置2条或多条输瓶线5，并排布置即可，以便于机器人2进行灌装以及最大限度的利用空间。可以理解的是，根据不同的需求，可以任意布置输瓶线5，以求最大限度的提高生产效率。

为了实现同一条生产线上可以灌装不同的类型的产品，由于不同产品的瓶子外形经常大小不一，形状多样，可能是椭圆形或其他异形，瓶子堆积排列时瓶子可能会相互挤压扭转、或来料速度不均匀瓶口间距不一致，导致各个瓶子瓶口位置有变化，灌装阀31口可能无法对准瓶口。为解决上述问题，在一种优选的实施方式中，所述输瓶线5还包括输送台52及挡瓶机构53，所述输送带51安装于所述输送台52上，所述挡瓶机构53安装于所述输送台52的侧部，用于将多个所述灌装容器100对齐。挡瓶机构53可以包括一个挡板，采用气缸驱动的方式，驱动该挡板推动输送带51上的瓶子，使其位于一条直线上，实现对齐，这样可以防止灌装时灌装阀31的阀口对不准瓶口。

当瓶子到达指定位置，电气控制挡瓶机构53对瓶子进行阻挡、定位或者编组，机器人2臂下降使得整个多头灌装器3下降，带动灌装阀31下降至瓶口处对瓶子进行灌装，灌装完成后，电气控制挡瓶机构53缩回，瓶子继续向前输送，由于在瓶子重新向前输送的瞬间可能会因为一个向前的加速度而导致瓶内液体外倾或振荡，如果灌装不满时这个问题还不明显，如果灌装较满时，或者对于一些特殊液体比如有腐蚀性的液体来说是不允许的，本灌装系统通过控制模块，可设置静止灌装以及跟随灌装两种灌装模式，并且两种灌装模式可任意切换。当采用跟随模式灌装时，根据输送带51的速度，预先设置好机械臂的动作，就可以同步跟随瓶子前进对瓶子进行灌装。在进行跟随灌装时，为了确保输送带51上的瓶子间距为预定值且保持不变，可以通过定位机构比如螺杆对瓶体进行定位、定距并不停歇输送，或者预先把瓶体放入预制工装托盘内不停歇输送并灌装。

具体灌装时，可以关闭挡瓶机构53，通过控制模块将机器人2的机器臂沿输送带51移动的速度设置成与输送带51传输速度一致，当瓶子输送到一定位置，机械臂带着灌装装置移动至瓶子上方，随着瓶子前进而同时进行移动来跟随瓶子进行灌装，灌装完成，机械臂缩回，继续对后面的瓶子进行跟随灌装。

综上所述，本实用新型所提供的一种机器人灌装系统，为一种柔性灌装系统，采用了间距调节装置来调整灌装阀31之间的距离，从而能实现不同大小，不同瓶型的瓶子的灌装，而传统灌装装置不能实现灌装阀31距离的调整，只能通过更换夹具来满足不同大小的瓶子，而更换夹具又相当地麻烦，且一台机器只能适应一种类型的产品，而机器人2柔性灌装系统由于安装了快换装置4，可以迅速实现不同灌装夹具的自动更换，无需耗费人力，从而使得一台机器可以灌装不同类型的产品，大大提高了工作效率，且节约成本，另外传统的灌装装置只能在一个固定的位置实现静止灌装，当灌装完毕，瓶子继续运动的瞬间可能会造成瓶内液体震荡外倾，而有些特殊液体是不允许出现这种情况的，故此机器人2柔性灌装系统增加了跟随移动灌装功能，瓶子不必中途停止来配合灌装，而由机械手23移动来配合输送中的瓶子来实现灌装，且由于机器人2的机械手23能在各个方向运动，从而能配合各个位置的瓶子来灌装，大大提高了生产效率。

以上对本实用新型所提供的一种机器人灌装系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种机器人灌装系统，其特征在于，包括：

机器人，所述机器人为固定安装于地面或底座上的多关节机器人；

多头灌装器，所述多头灌装器上设有多个间距可调的用于灌装的灌装阀；

快换装置，所述快换装置包括快换主盘及快换工具盘，所述快换主盘固定安装于所述机器人的端部，所述快换工具盘固定安装于所述多头灌装器上，所述快换主盘与所述快换工具盘可相互吸合与分离；

输瓶线，所述输瓶线上设有输送带，用于输送灌装容器。

2.根据权利要求1所述的机器人灌装系统，其特征在于，所述多头灌装器上设有间距调节装置，多个所述灌装阀依次排列安装于所述间距调节装置上，通过调节所述间距调节装置，可改变多个所述灌装阀的间距。

3.根据权利要求1所述的机器人灌装系统，其特征在于，所述机器人灌装系统还包括灌装器存放架，所述灌装器存放架布置于所述机器人的外围，用于放置一套或多套所述多头灌装器，所述机器人可从所述灌装器存放架上取放所述多头灌装器。

4.根据权利要求3所述的机器人灌装系统，其特征在于，所述灌装器存放架为两个，两个所述灌装器存放架布置于所述机器人外围的同一侧或两个相对侧。

5.根据权利要求3所述的机器人灌装系统，其特征在于，所述灌装器存放架上还设有阀存放护罩，所述阀存放护罩为箱体式结构，顶部设有长条形狭缝或多个相互间隔的孔，所述多头灌装器放置于所述灌装器存放架上后，多个所述灌装阀的阀口端穿过所述狭缝或孔伸入到所述阀存放护罩内。

6.根据权利要求3所述的机器人灌装系统，其特征在于，所述多头灌装器为多个，多个所述多头灌装器可同时存放于所述灌装器存放架上，所述机器人通过所述快换装置可选择的与任一所述多头灌装器连接，不同的所述多头灌装器用于灌装不同的液体。

7.根据权利要求1所述的机器人灌装系统，其特征在于，所述快换主盘与所述快换工具盘为气动式吸合或电磁式吸合。

8.根据权利要求1所述的机器人灌装系统，其特征在于，所述输瓶线布置于所述机器人的外围，所述输瓶线还包括输送台及挡瓶机构，所述输送带安装于所述输送台上，所述挡瓶机构安装于所述输送台的侧部，用于将多个所述灌装容器阻挡定位编组。

9.根据权利要求8所述的机器人灌装系统，其特征在于，所述输瓶线为多条且并排布置，多条所述输瓶线布置于所述机器人的同侧或相对的两侧。

10.根据权利要求1-9任一项所述的机器人灌装系统，其特征在于，所述机器人包括第一机械臂、第二机械臂、机械手及控制模块；

所述第一机械臂与所述第二机械臂之间以及所述第二机械臂与所述机械手之间通过所述关节相连接，所述机械手位于所述机器人的端部且与所述快换主盘固定连接；

所述控制模块与所述机器人电连接，用于控制所述第一机械臂、第二机械臂及所述机械手完成包括旋转、抓取及灌装的动作；

所述控制模块可设置静止灌装以及跟随灌装两种灌装模式，并且两种灌装模式可任意切换。