一种全自动玻璃杯帽口切除机及控制系统的制作方法

本实用新型涉及玻璃制品生产技术领域，特别是涉及一种全自动玻璃杯帽口切除机及控制系统。

背景技术：

在工厂里，玻璃杯成型多数使用压制工艺，即将熔融的玻璃料落入外模具中，然后放入熔融的玻璃料，再压入内模芯，软化的玻璃料在内外模之间的空间被压制形成玻璃杯初型，但是这个过程中会在玻璃杯的口部上方形成多余的部分——帽口，在成品杯制作完成之前需要用火焰切割的方式将多余的帽口部分去除掉，该步骤是玻璃杯加工定型的关键工序。

目前这个工序还处在完全依赖人工的阶段，需要工人将初型玻璃杯从传送带上取下，然后放在火焰切割工位上，等待帽口去除后，又需要人工取出玻璃杯，将其放在传送带上以便进行下一步的退火工序。现场工作环境极其恶劣，因为工艺过程中需要对玻璃杯加热切割，并且需要保持环境高温，以防止刚成型的玻璃杯因温度骤降而炸裂，因此现场温度在60℃以上，同时机械设备旁的噪音大，工人即使在穿着防护服的情况下也不能长时间工作，一般需要每工作5分钟需要到车间外休息20分钟。该工序需要大量的劳动力，生产效率不能达到生产要求，工作人员人身伤害系数高。

现在劳动力成本迅速攀升、产能过剩、竞争激烈、客户需求日益增长等因素，迫使制造型企业从降低材料低成本竞争策略转向降低加工成本、人员管理成本，提供技术竞争优势。

在工厂层面，制造企业面临着招工难，以及缺乏专业技师的巨大压力，迫切需要推进智能工厂建设。

综上所述，如何实现玻璃杯帽口的自动切除是目前玻璃制品生产中所需要解决的问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术的不足，本实用新型提供了一种全自动玻璃杯帽口切除机及控制系统，玻璃杯自动帽口的切除依靠自动化控制，实现玻璃杯生产的高效和智能化。

一种全自动玻璃杯帽口切除机，利用玻璃杯平移机构抓住传送带上的玻璃杯并将其平移到模具翻转机构上方，所述模具翻转机构通过旋转的方式将玻璃杯反扣在加热装置上，通过加热去帽口，所述模具翻转机构再通过旋转的方式带动加工好成品杯运动至设定位置，成品杯平移机构将加工好成品杯抓取并放置至传送带上。

进一步优选的技术方案，所述传送带的皮带挡边来料方向分别安装光电传感器，当有玻璃杯到达到指定位置时，所述光电传感器监测到信号。

进一步优选的技术方案，所述玻璃杯平移机构包括若干个玻璃杯抓手，所述玻璃杯抓手与玻璃杯抓手固定板相连，所述玻璃杯抓手固定板连接在第一导杆气缸上，所述第一导杆气缸固定在支架上，当有玻璃杯到达到指定位置时，光电传感器监测到信号，玻璃杯抓手闭合抓取玻璃杯并通过第一导杆气缸提供动力上升至指定位置。

进一步优选的技术方案，所述玻璃杯抓手还与第二导杆气缸相连，所述第二导杆气缸连接有销轴，所述第二导杆气缸的还设置有限位开关，所述限位开关确保第二导杆气缸伸出在安全距离内，所述第二导杆气缸通过与之连接的销轴来控制玻璃杯抓手的张开和闭合来抓取和放置玻璃杯。

进一步优选的技术方案，所述模具翻转机构包括安装在滑轨上的等边角钢，所述等边角钢的一边固定有抓手连接支架，所述抓手连接支架内设置有玻璃杯夹具，所述玻璃杯夹具通过固定模具抓片与抓手连接支架相连，所述固定板等边角钢上设置有模具夹紧轨道，所述模具夹紧轨道上设置有直线导轨，所述直线导轨固定在运动模具安装板上。

所述模具升降板包括左侧模具升降板及右边模具升降板；

所述左侧模具升降板包括圆柱齿轮，所述圆柱齿轮与齿条啮合，所述齿条固定在齿条连接板上，所述齿条连接板在齿轮运动轨道上运动，齿条连接板与薄型气缸相连；

所述右边模具升降板包括模具运动导轨支架板，所述模具运动导轨支架板上设置有模具上升气缸。

进一步优选的技术方案，所述成品杯平移机构包括：

固定在支架上的第一气缸、第二气缸及第五气缸，所述第一气缸带动抓取设备在平移轨道上前后移动；第二气缸为长光轴提供动力，带动抓取设备左右移动，第五气缸为固定滑块板提供动力，使位于固定滑块板上的第三滑块在导轨上带动抓取设备的上下移动；

所述抓取设备包括：气缸固定板，所述气缸固定板中的气缸推动推动轴，所述推动轴带动固定圆环，使与固定圆环相连的移动销轴运动，继而控制内抓手抓取成品杯。

进一步优选的技术方案，所述加热装置包括：电机，所述电机通过联轴器连接至传动轴，所述传动轴连接至小齿轮，所述小齿轮与两个大齿轮相啮合，所述大齿轮上分别设置有加热玻璃杯抓手，所述大齿轮分别固定在加热台上，所述加热台与大齿轮之间设置有多个火焰喷头。

一种全自动玻璃杯帽口切除机的切除方法，包括：

利用玻璃杯平移机构抓住传送带上的玻璃杯并将平移到模具翻转机构上方；

模具翻转机构通过旋转的方式将玻璃杯反扣在加热装置上，通过加热去帽口；

模具翻转机构再通过旋转的方式带动加工好成品杯运动至设定位置；

成品杯平移机构将加工好成品杯抓取并放置至传送带上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型专利的玻璃杯自动帽口切除机依靠自动化控制，实现玻璃杯生产的高效和智能化，降低了玻璃杯生产制造成本，符合企业现代化发展要求。

本实用新型生产效率高，减少人工成本，避免了人力工作时环境恶劣、危险性高等问题，实现了玻璃杯帽口切除的自动化，机构简单，可靠性高。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1玻璃杯去帽口机构示意图；

图2平移机构抓取玻璃杯过程示意图；

图3模具运动机构示意图；

图4成品杯平移机构示意图；

图5模具左侧升降板示意图；

图6模具运动机构右侧升降板示意图；

图7翻转机构部分机构示意图；

图8玻璃杯平移机构3中的抓手机构示意图；

图9成品杯抓取部分机构示意图；

图10成品杯抓取机构示意图；

图11翻转机构模具加紧示意图；

图12翻转机构滑块和直线滑轨示意图；

图13火焰加热旋转切割装置部分结构示意图；

其中，1传送带，2成品杯平移机构，3玻璃杯平移机构，4玻璃杯翻转装置，5加热装置；

6光电传感器，7第一导杆气缸，8支架，9第一玻璃杯抓手，10槽钢气缸座，11玻璃杯抓手固定板，12玻璃杯；

13玻璃杯夹具，14第一线性滑轨直线轨道，15齿条，16模具升降板，17第二线性滑轨直线轨道，18模具翻转机构，19模具翻转轴承套，20模具上升气缸；

21第一气缸，22成品平移轨道，23第二气缸，24长光轴，25成品杯，26第三线性滑轨直线轨道，27成品杯抓手，28推动轴；

29阻尼器，30薄型气缸，31齿轮运动轨道，32齿条连接板，33翻转机构的圆柱齿轮， 34平移导轨；

35模具运动导轨支架板，36右侧轴承套，37固定板，38第一滑块，39右端盖，40第四气缸，41固定模具抓片，42等边角钢，43运动模具安装板，44模具夹紧轨道，45第二滑块， 46限位开关，47第二导杆气缸，48销轴；

49气缸固定板，50轴用弹性挡圈，51移动销轴，52固定圆环，53内抓手，54第五气缸，55固定滑块板，56导轨，57水平固定板，58第三滑块，59气缸连接支架，60抓手连接支架， 61直线导轨；

62第二玻璃杯抓手，63大齿轮，64小齿轮，65火焰喷头，66加热台，67传动轴，68 联轴器，69电机。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本申请针对现在生产车间存在的玻璃杯帽口切除效率低、人工劳动强度大、环境恶劣等问题，为实现工厂的全自动化和提高优化生产效率，提供一种自动去除玻璃杯帽口的机械装置，能够自动完成玻璃杯毛料抓取、帽口切除、玻璃杯成品回放等整个生产工艺流程，提高了生产效率，减少了人工成本。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，提供了一种全自动玻璃杯帽口切除机，整体机构分为五大部分，分别为传送带1，成品杯平移机构2，玻璃杯平移机构3，玻璃杯翻转装置4，加热装置5。

玻璃杯平移机构3由气缸提供动力带动玻璃杯抓手实现前后的运动，由第一导杆气缸7控制抓手的整体做上下运动，由导杆气缸为抓手提供动力，通过销轴控制连杆机构抓手的张开和闭合。

玻璃杯翻转装置4由气缸提供动力带动固定板等边角钢42以实现模具抓片41固定住玻璃杯，由模具上升气缸20实现上下的运动，由气缸提供动力实现翻转机构的180°翻转。

加热装置5由大齿轮63带动玻璃杯的旋转，由加热台66上的六组火焰喷头65喷射火焰，实现火焰的旋转切割。

成品杯平移机构2由第二气缸23带动长光轴24实现左右的移动，由第二气缸23带动成品杯抓取机构的前后移动，由气缸提供动力给推动轴28，带动固定圆环52使轴销向右移动，实现抓取成品玻璃杯。

下面对各个部分进行具体的说明，玻璃杯平移机构抓取玻璃杯的过程如图2所示：

玻璃杯平移机构包括：第一导杆气缸7，支架8，第一玻璃杯抓手9，槽钢气缸座10，玻璃杯抓手固定板11、限位开关46、第二导杆气缸47、销轴48；第一导杆气缸为玻璃杯抓手提供动力，实现玻璃杯抓手的上下移动，第一导杆气缸7固定在支架8上，其下部连接玻璃杯抓手固定板11，玻璃杯抓手固定板下部连接第一玻璃杯抓手9。

第一导杆气缸7提供动力，线性滑轨直线轨道实现前后运动，轨道固定在平移机构支架的横梁上。璃杯抓手的上下运动由第一导杆气缸7提供动力，第一导杆气缸7固定在平移机构支架8上。

通过销轴来控制玻璃杯抓手9的张开和闭合来抓取和放置玻璃杯，销轴由第二导杆气缸提供动力，为了避免第二导杆气缸伸出过长损害相关设备，设置限位开关来控制第二导杆气缸伸出的安全距离，限位开关安放在玻璃杯抓手9的上方，当第二导杆气缸的导杆到指定位置时，使第二导杆气缸停止。玻璃杯抓手9由光电传感器6辅助其张紧和闭合，光电传感器 6安装在传送带1的挡边上，安装在每个玻璃杯抓手的下部。

将未处理的玻璃杯通过传送带运输，6个玻璃杯抓手都能够分别单独控制开合、上下运动，在每个第一玻璃杯抓手下方对应的皮带挡边来料方向分别设计安装光电传感器6。开始状态是6个玻璃杯抓手都在最下位置，当第一个玻璃杯传送过来时，第6个光电传感器6检测到有玻璃杯，第一玻璃杯抓手夹紧玻璃杯，然后由第一导杆气缸7提供动力升起一定的高度，第2个玻璃杯到达位置时，其下方传感器同样检测到玻璃杯，第一玻璃杯抓手夹紧玻璃杯，然后升起一定的高度，依照此方式，直至6个玻璃杯都抓取完毕，然后通过第一导杆气缸给装载玻璃杯的第一玻璃杯抓手的平移架动力，平移到玻璃杯翻转装置上方。

第一导杆气缸下放第一玻璃杯抓手使玻璃杯放入玻璃杯翻转装置上的固定模具夹具中，然后通过气缸提供动力移动固定夹具一边的固定模具抓片，使其夹紧放入其中的玻璃杯。

模具翻转机构通过固定在模具升降板上的圆柱齿轮啮合的直齿直线运动，带动翻转机构旋转，实现其的正向旋转180度。

模具升降板调整模具翻转机构的高度，使得玻璃杯正好反扣在加热装置架上，然后松开玻璃杯夹具。

第一玻璃杯抓手9通过线性滑轨直线轨道平移到传送带上方，动作时靠支架8上固定的气缸提供动力。在玻璃杯到达指定位置时，通过第一导杆气缸7下放第一玻璃杯抓手9，使其抓住玻璃杯12，6个玻璃杯抓手都能够分别单独控制开合、上下运动，在每个玻璃杯抓手下方对应的皮带挡边来料方向分别设计安装光电传感器6，当有玻璃杯到达到指定位置时，传感器6监测到信号，玻璃杯抓手9闭合抓取玻璃杯并通过第一导杆气缸7提供动力上升至指定位置。开始状态是6个玻璃杯抓手都在最下位置，当第一个玻璃杯传送过来时，来料方向的第1个光电传感器检测到有玻璃杯，玻璃杯抓手夹紧玻璃杯，然后升起一定的高度，第 2个玻璃杯到达位置时，其下方传感器同样检测到玻璃杯，玻璃杯抓手夹紧玻璃杯，然后升起一定的高度，依照此方式，直至6个玻璃杯都抓取完毕，之后通过气缸给装载玻璃杯抓手的平移架动力，平移到玻璃杯翻转装置上方。从图8可以看出，第一导杆气缸7是控制玻璃杯抓手整体做上下运动，第二导杆气缸47为玻璃杯抓手提供动力，通过与之连接的销轴来控制第一玻璃杯抓手9的张开和闭合来抓取和放置玻璃杯。

玻璃杯翻转装置的结构图如图3、图12所示，模具翻转机构包括玻璃杯夹具13，第一线性滑轨直线轨道14，齿条15，模具升降板16，第二线性滑轨直线轨道17，模具翻转机构 18，模具翻转轴承套19，模具上升气缸20；第四气缸40，固定模具抓片41，固定板等边角钢42，运动模具安装板43，模具夹紧轨道44，第二滑块45，气缸连接支架59，直线导轨 61；模具上升气缸20为模具升降板16提供动力，模具升降板16与第一线性滑轨直线轨道相连，使模具升降板带动模具翻转机构18实现上下的运动。第四气缸40固定在支架上，与固定等边角钢42通过气缸连接支架59相连，同时固定等边角钢42与抓手连接支架60相连，抓手连接支架60与固定模具抓片41相连，第四气缸提供动力，通过气缸连接支架59、固定等边角钢42、抓手连接支架60相连带动固定模具抓片41左右的移动实现抓紧。固定等边角钢42在模具加紧轨道44上同时左右的移动。

左侧上升板包括：阻尼器29，薄型气缸30，齿轮运动轨道31，齿条连接板32，翻转机构的圆柱齿轮33，平移导轨34；齿条15通过齿条连接板32与薄型气缸30相连，使其推动齿条15在齿轮运动轨道31上运动促使圆柱齿轮33旋转。另外为了防止较大的刚性冲击，安装了阻尼器29。

右侧上升板包括：模具运动导轨支架板35，右侧轴承套36，固定板37，第一滑块38，右端盖39；模具上升气缸20为模具升降板16提供动力，模具升降板16与35模具运动导轨支架板相连，模具运动导轨支架板35与第一滑块38相连，第一滑块38在第二线性滑轨直线轨道17上上下移动，实现升降板的上下移动。

玻璃杯平移机构3抓住的玻璃杯，放到玻璃杯翻转装置4的玻璃杯夹具13上，从图7 和图10可以清楚的看出模具翻转机构4的玻璃杯夹具13的工作过程，即当玻璃杯放置夹具上时，第四气缸40驱动固定板等边角钢42，使其在滑轨上移动，如图11所示，同时使固定模具抓片41固定住玻璃杯。模具翻转机构18可以通过模具升降板16调整上下的高度，此运动的实现可以从图5和图6看出运动过程，即模具翻转机构4两边的升降板通过其上的平移轨道34和第一滑块38等与模具翻转机构支架上的导轨相配合使用，可以实现在模具上升气缸20前提下，进行上下运动。调整好上下位置后，将模具翻转机构旋转180度，反扣在加热装置5上，进行加热，在高温的情况下去帽口。其中模具翻转在图5中有体现，翻转机构的圆柱齿轮33和齿条15组合使用，齿条通过齿条连接板与薄型气缸30相连，使其推动齿条 15在齿轮运动轨道31上运动促使翻转机构的圆柱齿轮33旋转。另外为了防止较大的刚性冲击，安装了阻尼器29。

模具运动装置是模具翻转机构中用来加紧玻璃杯的，由第四气缸40驱动固定板等边角钢42，使固定模具抓片41固定住玻璃杯，所述模具翻转机构18可以通过模具升降板16调整上下的高度，所述升降板通过其上的第一滑块38和第二滑块45等与模具翻转机构支架上的导轨相配合使用，实现可以在模具上升气缸20前提下，进行上下运动。

翻转功能由翻转机构的圆柱齿轮33和齿条15实现，齿条通过齿条连接板与薄型气缸30 相连，使其推动齿条15在齿轮运动轨道31上运动促使圆柱齿轮33旋转。

翻转机构左边模具升降板的结构图如图5所示，与图6右边模具升降板共同提供翻转机构的支撑，其通过固定在其上的第一滑块38与固定在支架上的轨道，实现模具翻转机构18 上下运动。齿条通过齿条连接板与薄型气缸30相连，使其推动齿条15在齿轮运动轨道31 上运动促使翻转机构的圆柱齿轮33旋转，带动模具翻转机构旋转。另外为了防止较大的刚性冲击，在齿条能到的边缘地方都安装了阻尼器29。

翻转机构右边模具升降板的结构图如图6所示，同样使用第一滑块38和导轨与图5共同实现模具翻转机构的上下运动。

翻转机构部分机构图如图7所示，其中有两个固定在其上的第四气缸40，分别控制两边的固定模具抓片的夹紧与放松。

玻璃杯在加热装置架上，由抓手固定，由齿轮传动带动玻璃杯旋转，下面加热台有多个火焰喷射口，玻璃杯在旋转的过程中进行加热去帽口。此时重复第一步，第二步。

帽口去除后，模具翻转机构上的固定模具抓片重新夹紧去除帽口后的玻璃杯，将翻转机构正向旋转180度。

火焰切割装置如图13所示，其中电机69提供动力，经传动轴67到达小齿轮64然后带动大齿轮63旋转，玻璃杯抓手62与大齿轮相连，实现玻璃杯的旋转运动。加热台66设置有凸台，凸台沿圆周等间距安放六个火焰喷头65，以提高切割效率。

大齿轮由一个小齿轮64带动，一个小齿轮为两个大齿轮提供动力，小齿轮的动力由电机 69提供。

加热台66设置有凸台，凸台沿圆周等间距安放六个火焰喷头，以提高切割效率。

成品杯平移机构平移到翻转机构上方，固定模具抓手松开成品杯，通过气缸控制推动轴使内孔抓手张开，从成品杯内部进行固定，将成品从夹具中取出，放回传送带。即实现了工艺过程的自动化。

成品杯平移机构的结构图如图4所示，成品杯平移机构包括：第一气缸21，成品平移轨道22，第二气缸23，长光轴24，成品杯25，第三线性滑轨直线轨道26，成品杯抓手27，推动轴28，气缸固定板49，轴用弹性挡圈50，移动销轴51，固定圆环52，内抓手53，第五气缸54，固定滑块板55，导轨56，水平固定板57，第三滑块58。

第一气缸21固定在支架上，提供动力，使下部抓取部分在平移轨道22实现前后的移动；第二气缸23固定在支架上，为长光轴24提供动力，实现抓取下部分的左右移动；第五气缸54固定在支架上，为固定滑块板55提供动力，使第三滑块58在导轨56上实现抓取部分的上下移动，其中固定滑块板55和第三滑块58连接；气缸固定板49中的气缸提供推动轴 28动力，使推动杆左右运动，带动杆上的固定圆环52，使得抓手张开和闭合；其中为了防止内抓手53上下抖动，在销轴与抓手连接的地方安装了轴用弹性挡圈50。

加工好成品杯后模具翻转机构18逆时针旋转180度，固定模具抓片41松开玻璃杯。长光轴26通过第二气缸23控制成品杯抓取机构左右运动。第一气缸21控制成品杯抓取机构在成品平移轨道22中，进行前后运动。图10中第五气缸54控制成品杯抓取机构的上下运动。在位置抓取确定后，气缸固定板49中的气缸推动推动轴28，带动固定圆环52，使与之相连的移动销轴51向右运动，此时伸进成品杯内的抓手张开，将成品杯从内部抓取。抓取完成后将其放置传送带上，完成工序。

长光轴24通过第二气缸23控制成品杯抓取机构左右运动，第一气缸21控制成品杯抓取机构在成品平移轨道22中，进行前后运动。

为防止内抓手53上下抖动，在销轴与内抓手连接的位置设计安装轴用弹性挡圈50。

成品杯抓取部分机构如图9所示，气缸固定板49中的气缸提供推动轴23动力，使推动轴左右运动，带动杆上的固定圆环52，使得抓手张开和闭合。

成品杯抓取机构如图10所示，其中第五气缸54提供动力，固定滑块板55固定在水平固定板57上，通过固定在固定滑块板55的第三滑块58与导轨56，实现抓手机构上下运动。

本实用新型的另一是实施例子，还公开了一种全自动玻璃杯帽口切除机控制系统，包括控制器，所述控制器控制上述一种全自动玻璃杯帽口切除机工作。具体的，接收上述采集设备的信号，相相应的气缸发出动作的命令，实现全自动的玻璃杯帽口切除工作。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。