用于小口铁桶的旋盖压盖一体机的制作方法

本发明小口铁通自动化封口技术领域，具体涉及一种用于小口铁桶的旋盖压盖一体机。

背景技术：

小口铁桶作为一种包装物，在工业生产及日常生活中随处可见，一般用来盛放润滑油、油漆、涂料等液体或半固体产品。对小口铁桶的封口包括旋紧内部铁盖和压紧外部防盗盖两道工序。目前对此类桶的封口设备存在两大问题：

一是寻口效率低，桶口定位不准确。由于绝大多数小口铁桶的桶口都在铁桶上表面的偏心位置，因此，封口前要进行必要的寻口操作。许多寻口装置都是通过旋转桶身来寻找和定位桶口。这种方式需要对每个铁桶进行旋转，寻口过程消耗了大量的时间，并且在寻口装置停止时，铁桶由于惯性并不会立即停止旋转，导致桶口位置偏差。

二是设备占用空间大，可靠性差。为补偿寻口过程消耗的时间，提高设备整体效率，同时为方便设备寻口失败时的人工干预，许多封口设备将旋内盖和压外盖两道工序设计在两个工位完成。这种方式不但增加了设备的占用空间，而且铁桶在从旋盖工位移动到压盖工位时，桶口位置会稍有移动，影响了压盖的可靠性。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于小口铁桶的旋盖压盖一体机，解决目前设备寻口效率低、桶口定位不准确、设备占用空间大、可靠性差等问题。

本发明的技术方案如下：一种用于小口铁桶的旋盖压盖一体机，该一体机包括机架、铁桶输送系统、铁桶定位机构以及寻口及旋压盖机构，其中，铁桶输送系统和铁桶定位机构固定在机架上，可用于输送待加工的小口铁桶；安装在铁桶输送系统上方机架上的寻口及旋压盖机构包括方形架、视觉传感器、十字滑台以及旋压盖组件，其中，方形架固定在机架上，安装在方形架上的视觉传感器用于对待加工的小口铁桶的密封口进行寻口；十字滑台固定在方形架上，并可实现固定在十字滑台上的旋压盖组件x方向和y方向的运动；旋压盖机构可实现旋盖头和压盖头的操作。

所述的机架1包括立柱、上横梁、上纵梁、下纵梁以及地脚盘，其中，四根立柱上端分别焊接两个上横梁和两根上纵梁形成方形框架结构，在上纵梁下方的立柱内侧焊接固定有下纵梁，并在下纵梁的上表面开有安装孔；在上纵梁和下纵梁之间的四根立柱偏上方焊接有四个螺纹块，且保证螺纹块的螺纹孔沿立柱方向设置，在每根立柱的下端焊接有方形地脚盘，并通过方形脚盘上的通孔将机架固定在地面上。

所述的铁桶输送系统包括侧板、辊筒、驱动组件、驱动链轮以及链条，其中，两个截面成凹形的侧板开口朝外对称布置，并在两侧板中间安装有若干根间隔一定距离排列的辊筒，并在辊筒链轮端的侧板上安装有链轮护板；在侧板下方安装有驱动组件，其上安装有驱动链轮，且驱动链轮通过链条与辊筒上的链轮相连接；在两个侧板上安装有支腿，通过支腿实现铁桶输送系统与机架的固定连接。

所述的铁桶定位机构包括安装架、定位气缸、滚轮压板以及滚轮；两套铁桶定位机构固定在铁桶输送系统的两侧，其中，安装架成倒“l”形，并在侧面和上平面都开有安装孔；夹板与铁桶定位机构中侧板的凹形结构相匹配，并通过夹板和安装架固定连接，将安装架夹持固定在侧板外侧；定位气缸固定在安装架上表面，并在定位气缸的气缸杆上依次安装有滚轮安装板及水平方向上的两个夹持固定有滚轮的滚轮压板。

所述的十字滑台包括x向和y向两套垂直布置的丝杠驱动机构，每套丝杠驱动机构包括滑台伺服电机、滑台下安装板、滑台上盖板、联轴器、丝杠以及带座轴承，其中，滑台伺服电机安装在滑台下安装板的一个端面上，滑台下安装板底面为矩形板，其另一端面和侧面分别设有端板和侧板，且端板略高于侧板，使滑台上盖板安装在滑台下安装板端面时，在滑台上盖板与滑台下安装板之间留有间隙；在靠近滑台下安装板两个端面的底面上安装有两个带座轴承，丝杠穿过两个带座轴承后，其一端通过联轴器与滑台伺服电机相连接；螺帽组件为近似为“t”形结构，下端中心开有螺孔，其中间穿过丝杠，螺帽组件的上端两侧为开有安装孔的安装凸台结构，其下端两侧为定位凸台，且凸台紧贴下安装板的两个侧板，实现螺帽组件沿丝杠径向的定位；x向丝杠驱动机构所在的滑台下安装板安装在方形架的组件安装板上方，方向与组件安装板长度方向一致；x向丝杠驱动机构所在的螺帽组件与y向丝杠驱动机构所在的滑台下安 装板底面相连，安装后两套丝杠驱动机构垂直布置。

所述的旋压盖组包括跨向架、升降气缸、耳板、转向伺服电机以及吸盘组连接架，其中，跨向架为倒“u”形框架结构，其跨过十字滑台的y向丝杠驱动机构，连接在其所在的螺帽组件上；升降气缸连接在跨向架的侧面；耳板为近似“u”形框架结构，上端两侧为平板结构，并连接在升降气缸的气缸杆上；耳板下端底面安装有转向伺服电机；旋压盖安装板为矩形平板，其中间为凸台结构，并开有连接转向伺服电机的电机轴电机孔，并用螺钉将旋压盖安装板与转向伺服电机电机轴固定；旋压盖安装板两端分别开有不同的安装孔；旋盖伺服电机安装在旋压盖安装板的一端，吸盘组连接架安装在旋压盖安装板的另一端。

所述的旋盖伺服电机的电机轴通过过载离合器与旋盖转轴相连，其中，旋盖转轴为上端大、下端小的阶梯圆柱轴，上端开有一段螺纹，连接锁定螺母；旋盖转轴下端为一段方形杆，在方形杆的其中一个侧面上开有一个通孔；旋盖弹簧穿过旋盖转轴的下端，其上端面顶在旋盖转轴的台阶处，旋盖弹簧下端面顶在弹簧定位板上；弹簧定位板为圆形平板，中间开有通孔，其间插入旋盖转轴，周围开有安装孔，通过螺钉与旋盖头连接，其中，旋盖头为圆柱体，中间开有一定深度的方形孔，旋盖头下方加工一段矩形条，矩形条下方中心处开有一定深度的圆孔，圆孔内嵌入磁铁；方形定位块中间有一方形孔，侧面加工有通孔，方形定位块插入旋盖头的方形孔中；旋盖转轴的方形杆插入方形定位块的方形孔中，并在二者的侧面通孔中穿过销轴。

所述的吸盘组连接架为方形框架，上端安装在旋压盖安装板上，并位于旋盖伺服电机相对的一端；吸盘组连接架上下两端开有同心的通孔，其间穿过真空发生器，其中，真空发生器为中空圆柱体，侧面开有连接孔，用以连接可产生负吸功能的真空发生器；吸盘组连接夹板为矩形平板，上面开有安装孔，并安装在吸盘组连接架下端的上表面，并固定真空发生器；导向体上端为方形平板，下端为圆柱体，上端连接在吸盘组连接架下端，导向体中间开有上端大、下端小的阶梯圆形孔；压盖头外形为两头小、中间大的阶梯圆柱体，内部开孔，孔的下端开有倒角；压盖头插入导向体中间的阶梯圆形孔中，压盖头中间大圆柱体卡在导向体小孔上面；压盖弹簧布置在吸盘组连接架下端和压盖头大圆柱体的上表面之间，其间穿过压盖头上端的小圆柱体；真空发生器与吸盘相连， 穿过压盖头内部孔中，吸盘底面略露出压盖头下表面；

所述的转向伺服电机中心位于旋盖伺服电机中心轴线与吸盘组连接架中心轴线的中心。

本发明的显著效果在于：本发明所述的一种用于小口铁桶的旋盖压盖一体机，结构简单小巧，工作可靠，寻口快速准确，旋盖和压盖效率高。

附图说明

图1为本发明所述的一种用于小口铁桶的旋盖压盖一体机主视图；

图2为图1中a向三维视图；

图3为图1中b向三维视图；

图4为十字滑台三维视图；

图5为图4内部结构示意图；

图6为寻口及旋压盖机构主视图；

图7为图6中a-a剖视图；

图8为图6中的c向三维视图；

图9为本发明所述的一种用于小口铁桶的旋盖压盖一体机在铁通到达旋压盖工位前的结构示意图；

图10为本发明所述的一种用于小口铁桶的旋盖压盖一体机在铁通到达旋压盖工位时的结构示意图；

图11为本发明所述的一种用于小口铁桶的旋盖压盖一体机完成内盖旋紧后的结构示意图；

图12为本发明所述的一种用于小口铁桶的旋盖压盖一体机压盖时的结构示意图；

图13为本发明所述的一种用于小口铁桶的旋盖压盖一体机完成一个铁通压盖后的结构示意图；

图中：1、机架；2、铁桶输送系统；3、铁桶定位机构；4、寻口及旋压盖机构；11、立柱；12、上横梁；13、上纵梁；14、螺纹块，15、下纵梁；16、地脚盘；21、侧板；22、辊筒；23、链轮护板；24、支腿；25、驱动组件；26、驱动链轮；27、链条；31、安装架；32、夹板；33、定位气缸；34、滚轮安装板；35、滚轮压板；36、滚轮；41、方形架；42、调整螺杆；43、夹紧固定板；44、视觉传感器；45、十字滑台；46、旋压盖组；4101、横架梁；4102、纵架 梁；4103、连接平板；4104、组件安装板；4501、滑台伺服电机；4502、滑台下安装板；4503、滑台上盖板；4504、联轴器；4505、丝杠；4506、带座轴承；4507、螺帽组件；4601、跨向架；4602、升降气缸；4603、耳板；4604、转向伺服电机；4605、旋压盖安装板；4606、旋盖伺服电机；4607、过载离合器；4608、旋盖转轴；4609、锁定螺母；4610、旋盖弹簧；4611、弹簧定位板；4612、旋盖头；4613、磁铁；4614、方形定位块；4615、销轴；4616、吸盘组连接架；4617、真空发生器；4618、吸盘组连接夹板；4619、导向体；4620、压盖头；4621、压盖弹簧；4622、吸盘。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种用于小口铁桶的旋盖压盖一体机，包括机架1、铁桶输送系统2、铁桶定位机构3以及寻口及旋压盖机构4，其中铁桶输送系统2和铁桶定位机构3固定在机架1上，并在铁桶输送系统2上方的机架1上固定安装有寻口及旋压机构4；如图2、图3所示，机架1包括立柱11、上横梁12、上纵梁13、下纵梁15以及地脚盘16，其中，四根立柱11上端分别焊接两个上横梁12和两根上纵梁13形成方形框架结构，在上纵梁13下方的立柱内侧焊接固定有下纵梁15，并在下纵梁15的上表面开有安装孔；在上纵梁13和下纵梁15之间的四根立柱偏上方焊接有四个螺纹块14，且保证螺纹块14的螺纹孔沿立柱方向设置，在每根立柱11的下端焊接有方形地脚盘16，并通过方形脚盘上的通孔将机架1固定在地面上。

如图2、图3所示，铁桶输送系统2包括侧板21、辊筒22、驱动组件25、驱动链轮26以及链条27，其中，两个截面成凹形的侧板21开口朝外对称布置，并在两侧板21中间安装有若干根间隔一定距离排列的辊筒22，并在辊筒22链轮端的侧板21上安装有链轮护板23；在侧板21下方安装有驱动组件25，其上安装有驱动链轮26，且驱动链轮通过链条27与辊筒22上的链轮相连接；在两个侧板21上安装有支腿24，支腿24与机架1上的下纵梁15固定连接，实现铁桶输送系统2与机架1的固定连接。

如图2、图3所示，两套铁桶定位机构3对称安装在铁桶输送系统2的两侧；铁桶定位机构3包括安装架31、定位气缸33、滚轮压板35以及滚轮36，其中，安装架31成倒“l”形，并在侧面和上平面都开有安装孔；夹板32与侧板21 的凹形结构相匹配，并通过夹板32和安装架31固定连接，将安装架31夹持固定在侧板21外侧；定位气缸33固定在安装架31上表面，并在定位气缸33的气缸杆上依次安装有滚轮安装板34及水平方向上的两个夹持固定有滚轮36的滚轮压板35。

如图2、图3所示，寻口及旋压盖机构4包括方形架41、视觉传感器44、十字滑台45以及旋压盖组件46，其中，方形架41包括横架梁4101、纵架梁4102连接平板4103以及组件安装板4104，两根横架梁4101和两根纵架梁4102焊接成方形框架，并在纵架梁4102的两端向外突出形成连接平板4103，并在连接平板上开有安装孔；四根调整螺杆42穿过机架1上的螺纹孔14后，上端顶在纵架梁4102上，通过夹紧固定板43与连接平板4103螺钉连接，将方形架41夹紧固定在立柱11上；在两根纵架梁4102上表面偏向于其中一根横架梁4101的位置上安装有组件安装板4104，并在该组件安装板4104下方安装有视觉传感器44，其摄像头朝下。

如图4、图5所示，十字滑台45包括x向和y向两套垂直布置的丝杠驱动机构，每套丝杠驱动机构包括滑台伺服电机4501、滑台下安装板4502、滑台上盖板4503、联轴器4504、丝杠4505以及带座轴承4506，其中，滑台伺服电机4501安装在滑台下安装板4502的一个端面上，滑台下安装板4502底面为矩形板，其另一端面和侧面分别设有端板和侧板，且端板略高于侧板，使滑台上盖板4503安装在滑台下安装板4502端面时，在滑台上盖板4503与滑台下安装板4502之间留有间隙；在靠近滑台下安装板4502两个端面的底面上安装有两个带座轴承4506，丝杠4505穿过两个带座轴承4506后，其一端通过联轴器4505与滑台伺服电机4501相连接；螺帽组件4507为近似为“t”形结构，下端中心开有螺孔，其中间穿过丝杠4505，螺帽组件4507的上端两侧为开有安装孔的安装凸台结构，其下端两侧为定位凸台，且凸台紧贴下安装板4502的两个侧板，实现螺帽组件4507沿丝杠径向的定位；x向丝杠驱动机构所在的滑台下安装板4502安装在方形架41的组件安装板4104上方，方向与组件安装板4104长度方向一致；x向丝杠驱动机构所在的螺帽组件4507与y向丝杠驱动机构所在的滑台下安装板4502底面相连，安装后两套丝杠驱动机构垂直布置。

如图6～8所示，旋压盖组46包括跨向架4601、升降气缸4602、耳板4603、转向伺服电机4604，其中，跨向架4601为倒“u”形框架结构，其跨过十字滑 台45的y向丝杠驱动机构，连接在其所在的螺帽组件4507上；升降气缸4602连接在跨向架4601的侧面；耳板4603为近似“u”形框架结构，上端两侧为平板结构，并连接在升降气缸4602的气缸杆上；耳板4603下端底面安装有转向伺服电机4604；旋压盖安装板4605为矩形平板，其中间为凸台结构，并开有连接转向伺服电机4604的电机轴电机孔，并用螺钉将旋压盖安装板4605与转向伺服电机4604电机轴固定；旋压盖安装板4605两端分别开有不同的安装孔；旋盖伺服电机4606安装在旋压盖安装板4605的一端，电机轴通过过载离合器4607与旋盖转轴4608相连，其中，旋盖转轴4608为上端大、下端小的阶梯圆柱轴，上端开有一段螺纹，连接锁定螺母4609；旋盖转轴4608下端为一段方形杆，在方形杆的其中一个侧面上开有一个通孔；旋盖弹簧4610穿过旋盖转轴4608的下端，其上端面顶在旋盖转轴4608的台阶处，旋盖弹簧4610下端面顶在弹簧定位板4611上；弹簧定位板4611为圆形平板，中间开有通孔，其间插入旋盖转轴4608，周围开有安装孔，通过螺钉与旋盖头4612连接，其中，旋盖头4612为圆柱体，中间开有一定深度的方形孔，旋盖头4612下方加工一段矩形条，矩形条下方中心处开有一定深度的圆孔，圆孔内嵌入磁铁4613；方形定位块4614中间有一方形孔，侧面加工有通孔，方形定位块4614插入旋盖头4612的方形孔中；旋盖转轴4608的方形杆插入方形定位块4614的方形孔中，并在二者的侧面通孔中穿过销轴4615；吸盘组连接架4616为方形框架，上端安装在旋压盖安装板4605上，并位于旋盖伺服电机4606相对的一端；吸盘组连接架4616上下两端开有同心的通孔，其间穿过真空发生器4617，其中，真空发生器4617为中空圆柱体，侧面开有连接孔，用以连接可产生负吸功能的真空发生器；吸盘组连接夹板4618为矩形平板，上面开有安装孔，并安装在吸盘组连接架4616下端的上表面，并固定真空发生器4617；导向体4619上端为方形平板，下端为圆柱体，上端连接在吸盘组连接架4616下端，导向体4619中间开有上端大、下端小的阶梯圆形孔；压盖头4620外形为两头小、中间大的阶梯圆柱体，内部开孔，孔的下端开有倒角；压盖头4620插入导向体4619中间的阶梯圆形孔中，压盖头中间大圆柱体卡在导向体小孔上面；压盖弹簧4621布置在吸盘组连接架4616下端和压盖头4620大圆柱体的上表面之间，其间穿过压盖头上端的小圆柱体；真空发生器4617与吸盘4622相连，穿过压盖头4620内部孔中，吸盘底面略露出压盖头4620下表面；转向伺服电机4604中心位于在旋盖头4612与压盖 头4620中心之间。

本发明所述的一种用于小口铁桶的旋盖压盖一体机的具体工作过程为：

如图9所示，内盖、外盖由理盖机构理盖后经相应输送滑道输送至内盖、外盖存储位。两个存储位间距等于旋盖头4612和压盖头4620的中心距。在此仅显示内盖、外盖输送滑道及其存储位示意，具体结构不在本发明之内。铁桶到达旋压盖工位前，十字滑台45带动旋盖头4612和压盖头4620分别到达内盖存储位和外盖存储位上方。然后，升降气缸4602的气缸杆伸出，带动旋盖头4612和压盖头4620向下移动，旋盖头上的磁铁4613将内盖吸起，同时压盖头内的吸盘4622在真空发生器4617的驱动下吸气，将外盖吸起。内盖和外盖被吸起后，十字滑台45带动旋盖头4612和压盖头4620到达铁桶输送系统2的上方，同时升降气缸4602的气缸杆缩回，等待铁桶到位。在此过程中，定位气缸33一直处于缩回状态。

如图10所示，铁桶到达旋压盖工位后，定位气缸33的气缸杆伸出，从而滚轮36将铁桶侧面压紧。视觉传感器44对桶口进行拍照，确定桶口位置。十字滑台45根据桶口位置移动，使旋盖头4612到达桶口正上方。然后，旋盖伺服电机4606带动旋盖头4612朝拧紧内盖的方向转动，同时升降气缸462的气缸杆伸出，进行旋盖。旋盖过程中，旋盖弹簧4610提供一个向下的压力，保证旋盖的顺畅。内盖旋到底后，旋盖伺服电机4606受到反向扭矩变大，过载离合器4607开始打滑，旋盖头4612不再随旋盖伺服电机转动。当旋盖伺服电机4606转过提前设置的圈数时，停止转动，完成内盖的旋紧工作。

如图11所示，内盖旋紧后，升降气缸4602的气缸杆缩回，转向伺服电机4604带动旋压盖安装板4605转向180°，压盖头4620到达桶口正上方。

如图12所示，压盖头4620到达桶口正上方后，升降气缸4602的气缸杆伸出，同时压盖头内的吸盘4622断气，压盖头下端孔内的倒角压在外盖边缘，完成压盖工作。

如图13所示，压盖完成后，定位气缸33的气缸杆缩回，铁桶离开旋压盖工位。升降气缸4602的气缸杆缩回，同时转向伺服电机4604转动180°，并重复图9所示的动作，等待下一个铁桶。

此外，本发明对于不同高度的铁桶具有一定兼容性。调整方法如下：

如图2和图3所示，松开四个夹紧固定板43上的螺钉，通过拧动调整螺杆 42使旋盖头4612和压盖头4620到达合适高度，然后拧紧夹紧固定板43上的螺钉。