基于压力传感器和机械式定位的防伪齿式白酒盖自动装配装置及方法与流程

本发明涉及一种基于压力传感器和机械式定位的防伪齿式白酒盖自动装配装置及方法，具体是基于压力传感器检测定位的方式确定防伪齿式白酒盖上盖帽凹槽的位置；同时通过可伸缩档条对酒盖的下盖帽凸起进行定位，从而完成对防伪齿式白酒盖的上盖帽和下盖帽的自动装配。

背景技术：

随着人们生活水平的不断提高，人们在白酒上的消费能力和水平也在不断的增加，在白酒消费过程中白酒的酒盒包装和瓶盖等外观也是人们参考的指标之一。近些年市场上出现了较多仿冒的假酒，利用防伪齿式白酒盖可以避免假冒伪劣白酒的出现，防伪齿式白酒盖的组成包括上盖帽、内塞、倒酒器、下盖帽和白盖等。由于防伪齿式塑料白酒盖有不同的类型和造型，因此导致白酒盖的上盖帽和下盖帽有不同的形状，如：规则圆柱形、锥形盖帽和多边形菱角的透明盖帽等不同形状。目前对于防伪齿式白酒盖上盖帽的凹槽与下盖帽的凸起的装配工艺主要是有纯手工装配和机械式定位装配二种。机械式定位装配是通过机械手臂或者气动机构旋转上盖帽和旋转下盖帽，在上盖帽的底部和下盖帽的顶部利用弹簧顶针对旋转的上盖帽的凹槽和下盖帽的凸起进行定位；而对于白酒盖的上盖帽或者下盖帽不规则的形状只能采用纯手工装配的方式。在装配过程中由于机械式定位装配定位不精确导致盖帽飞出装配机构或出现上/下盖帽装配卡住，而由于机器自我保护功能导致流水线上装配停止运行；而纯手工装配存在白酒盖装配效率低、生产成本高等弊端。

为了实现防伪齿式白酒盖的上盖帽和下盖帽装配的自动化，通过压力传感器和机械定位相结合的方式分别完成防伪齿式白酒盖上盖帽凹槽和防伪齿式白酒盖下盖帽凸起进行自动化精确定位，提高白酒盖上盖帽和下盖帽的装配效率，减少产品次品率的出现。

技术实现要素：

本发明的主要目的是解决上述背景技术存在的不足，设计出一种智能检测定位的防伪齿式白酒盖自动装配装置及方法，本发明的特点是通过气动装置对上盖帽和下盖帽进行固定，压力传感器和可伸缩档条分别对酒盖上盖帽的凹槽和下盖帽凸起进行定位，从而替代现有装配中使用机械式定位或人工装配，大大提高了生产效率和降低了生产成本。本装置具有结构简单、定位精确、识别效率高和可靠性强等特性。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：基于压力传感器和机械式定位的防伪齿式白酒盖自动装配装置，它包括用于对白酒盖上盖帽进行固定的第一固定机构，对白酒盖下盖帽进行固定的第二固定机构，所述第一固定机构与用于对白酒盖上盖帽凹槽进行检查定位的压力传感器装置相配合；所述第二固定机构与用于对白酒盖下盖帽凸起进行检查定位的可伸缩档条和第二单杆气动缸相配，所述第一固定机构、第二固定机构和第二单杆气动缸都与控制系统相连。

所述第一固定机构包括第一步进电机，所述第一步进电机的输出轴安装有第一回转机构，所述第一回转机构的底部安装有多个呈均布环形布置的第一单杆气动缸，每个第一单杆气动缸的活塞杆末端都安装有第一弧形板，多个所述第一单杆气动缸和第一弧形板配合构成用于对白酒盖上盖帽抓紧的多爪机构。

所述第二固定机构第二步进电机，所述第二步进电机的输出轴安装有第二回转机构，所述第二回转机构的底部安装有多个呈均布环形布置的第三单杆气动缸，每个第三单杆气动缸的活塞杆末端都安装有第二弧形板，多个所述第三单杆气动缸和第二弧形板配合构成用于对白酒盖下盖帽抓紧的多爪机构。

采用任意一项所述基于压力传感器和机械式定位的防伪齿式白酒盖自动装配装置对白酒盖上盖帽定位的方法，设定压力传感器与白酒盖上盖帽底部的接触预紧压力为f；当第一步进电机顺时针转动时，将通过平键带动第一回转机构、多爪机构和白酒盖的上盖帽一起进行顺时针转动，当压力传感器与白酒盖上盖帽底部的接触预紧压力值f降为0时，通过控制系统使得第一步进电机立刻停止运行，说明该处所检测的位置为白酒盖上盖帽由非凹槽区进入白酒盖上盖帽的凹槽区，完成了对白酒盖上盖帽凹槽的定位；

特殊情况为当压力传感器开始检测时，压力传感器与白酒盖上盖帽底部的接触预紧压力值显示为0，则说明检测的位置为白酒盖上盖帽的凹槽区而不是白酒盖上盖帽由非凹槽区进入白酒盖上盖帽的凹槽区，此时需要设定第一步进电机转过θ角度后，重新按照上述方式对白酒盖上盖帽由非凹槽区进入白酒盖上盖帽的凹槽区的位置进行精确定位。

采用任意一项所述基于压力传感器和机械式定位的防伪齿式白酒盖自动装配装置对白酒盖下盖帽定位的方法，当白酒盖下盖帽被多爪机构固定后，第二单杆气动缸推动可伸缩档条让其伸出；同时第二步进电机带动第二回转机构和三爪机构固定的白酒盖下盖帽一起顺时针转动，当白酒盖下盖帽的凸起碰撞到可伸缩档条时，第二步进电机停止运转且第二单杆气动缸拉动可伸缩档条让其缩回，此时所检测的位置为白酒盖下盖帽由非凸起区域进入凸起区域，从而完成对白酒盖下盖帽的凸起的精确定位；

特殊情况为当第二单杆气动缸推动可伸缩档条让其伸出而无法伸出时，说明第二单杆气动缸推动可伸缩档条被白酒盖下盖帽的凸起区域挡住，此时需要设定第二步进电机转过θ角度后，重新按照上述方式检测白酒盖下盖帽由非凸起区域进入凸起区域的位置进行精确定位。

采用任意一项所述基于图像识别的防伪齿式白酒盖智能组装设备对酒盖进行组装的方法，它包括以下步骤：

step1：通过传送带将白酒盖上盖帽输送到第一固定机构所在的位置，然后通过气动系统控制多个第一单杆气动缸的推杆缩回，通过第一单杆气动缸杆上焊接的第一弧形板与白酒盖的上盖帽进行接触，多爪机构的四个第一单杆气动缸提供锁紧力将白酒盖上盖帽锁紧；

step2：通过传送带将白酒盖下盖帽输送到第二固定机构所在的位置，然后通过气动系统控制多个第三单杆气动缸的推杆缩回，第三单杆气动缸杆上焊接的第二弧形板与白酒盖下盖帽的下盖帽进行接触，多爪机构的多个第三单杆气动缸提供锁紧力将白酒盖下盖帽锁紧；

step3：通过压力传感器配合第一固定机构对白酒盖上盖帽的凹槽区的位置进行精确定位；

step4：通过第二单杆气动缸、可伸缩档条配合第一固定机构对白酒盖下盖帽的凸起区域的位置进行精确定位。

本发明有如下有益效果：

1、通过采用本发明的压力传感器检测和机械式定位相结合的方式用于防伪齿式白酒盖上盖帽的凹槽和下盖帽的凸起进行精确定位，便于实现防伪齿式白酒盖上盖帽和下盖帽的自动装配的装置，本装置具有结构简单，维护性强和可靠性高等特点。

2、白酒盖上盖帽凹槽的精确定位过程：在白酒盖上盖帽底部安装压力传感器装置，设定压力传感器与白酒盖上盖帽底部的接触预紧压力为f；当第一步进电机顺时针转动时，将通过平键带动第一回转机构、四爪机构和白酒盖的上盖帽一起进行顺时针转动，当压力传感器与白酒盖上盖帽底部的接触预紧压力值f降为0时，通过控制系统使得第一步进电机立刻停止运行，说明该处所检测的位置为白酒盖上盖帽由非凹槽区进入白酒盖上盖帽的凹槽区，完成了对白酒盖上盖帽凹槽的定位。

3、白酒盖下盖帽凸起的精确定位过程：当白酒盖的下盖帽被三爪机构固定后，第二单杆气动缸推动可伸缩档条让其伸出；同时第二步进电机带动第二回转机构和三爪机构固定的下盖帽一起顺时针转动，当白酒盖下盖帽的凸起碰撞到可伸缩档条时，第二步进电机停止运转且第二单杆气动缸拉动可伸缩档条让其缩回，此时所检测的位置为白酒盖下盖帽由非凸起区域进入凸起区域，从而完成对白酒盖下盖帽的凸起的精确定位。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1基于压力传感器和机械式定位的防伪齿式白酒盖自动装配装置图。

图中：1.第一单杆气动缸a、2.第一回转机构、3.第一弧形板、4.第一步进电机、5.白酒盖上盖帽、6.压力传感器、7.可伸缩档条、8.第二单杆气动缸、9.第三单杆气动缸、10.第二回转机构、11.白酒盖下盖帽、12.第二步进电机、13.第二弧形板、14.控制系统。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

请参阅图1，基于压力传感器和机械式定位的防伪齿式白酒盖自动装配装置，它包括用于对白酒盖上盖帽5进行固定的第一固定机构，对白酒盖下盖帽11进行固定的第二固定机构，所述第一固定机构与用于对白酒盖上盖帽5凹槽进行检查定位的压力传感器装置6相配合；所述第二固定机构与用于对白酒盖下盖帽11凸起进行检查定位的可伸缩档条7和第二单杆气动缸8相配，所述第一固定机构、第二固定机构和第二单杆气动缸8都与控制系统14相连。通过采用上述结构自动装配装置通过气动装置对上盖帽和下盖帽进行固定，压力传感器和可伸缩档条分别对酒盖上盖帽的凹槽和下盖帽凸起进行定位，从而替代现有装配中使用机械式定位或人工装配，大大提高了生产效率和降低了生产成本。本装置具有结构简单、定位精确、识别效率高和可靠性强等特性。

进一步的，所述第一固定机构包括第一步进电机4，所述第一步进电机4的输出轴安装有第一回转机构2，所述第一回转机构2的底部安装有多个呈均布环形布置的第一单杆气动缸1，每个第一单杆气动缸1的活塞杆末端都安装有第一弧形板3，多个所述第一单杆气动缸1和第一弧形板3配合构成用于对白酒盖上盖帽5抓紧的多爪机构。

优选的，所述第一单杆气动缸1的数量为四个。通过多个第一单杆气动缸1能够将白酒盖上盖帽5有效的夹紧，并能够对其进行转动。

进一步的，所述第二固定机构第二步进电机12，所述第二步进电机12的输出轴安装有第二回转机构10，所述第二回转机构10的底部安装有多个呈均布环形布置的第三单杆气动缸9，每个第三单杆气动缸9的活塞杆末端都安装有第二弧形板13，多个所述第三单杆气动缸9和第二弧形板13配合构成用于对白酒盖下盖帽11抓紧的多爪机构。

实施例2：

采用任意一项所述基于压力传感器和机械式定位的防伪齿式白酒盖自动装配装置对白酒盖上盖帽定位的方法，设定压力传感器6与白酒盖上盖帽5底部的接触预紧压力为f；当第一步进电机4顺时针转动时，将通过平键带动第一回转机构2、多爪机构和白酒盖的上盖帽5一起进行顺时针转动，当压力传感器6与白酒盖上盖帽5底部的接触预紧压力值f降为0时，通过控制系统14使得第一步进电机4立刻停止运行，说明该处所检测的位置为白酒盖上盖帽5由非凹槽区进入白酒盖上盖帽5的凹槽区，完成了对白酒盖上盖帽5凹槽的定位；

特殊情况为当压力传感器6开始检测时，压力传感器6与白酒盖上盖帽5底部的接触预紧压力值显示为0，则说明检测的位置为白酒盖上盖帽5的凹槽区而不是白酒盖上盖帽5由非凹槽区进入白酒盖上盖帽5的凹槽区，此时需要设定第一步进电机4转过θ角度后，重新按照上述方式对白酒盖上盖帽5由非凹槽区进入白酒盖上盖帽5的凹槽区的位置进行精确定位。

实施例3：

采用任意一项所述基于压力传感器和机械式定位的防伪齿式白酒盖自动装配装置对白酒盖下盖帽定位的方法，当白酒盖下盖帽11被多爪机构固定后，第二单杆气动缸8推动可伸缩档条7让其伸出；同时第二步进电机12带动第二回转机构10和三爪机构固定的白酒盖下盖帽11一起顺时针转动，当白酒盖下盖帽11的凸起碰撞到可伸缩档条7时，第二步进电机12停止运转且第二单杆气动缸8拉动可伸缩档条7让其缩回，此时所检测的位置为白酒盖下盖帽11由非凸起区域进入凸起区域，从而完成对白酒盖下盖帽11的凸起的精确定位；

特殊情况为当第二单杆气动缸8推动可伸缩档条7让其伸出而无法伸出时，说明第二单杆气动缸8推动可伸缩档条7被白酒盖下盖帽11的凸起区域挡住，此时需要设定第二步进电机12转过θ角度后，重新按照上述方式检测白酒盖下盖帽11由非凸起区域进入凸起区域的位置进行精确定位。

实施例4：

采用任意一项所述基于图像识别的防伪齿式白酒盖智能组装设备对酒盖进行组装的方法，它包括以下步骤：

step1：通过传送带将白酒盖上盖帽5输送到第一固定机构所在的位置，然后通过气动系统14控制多个第一单杆气动缸1的推杆缩回，通过第一单杆气动缸1杆上焊接的第一弧形板3与白酒盖的上盖帽5进行接触，多爪机构的四个第一单杆气动缸1提供锁紧力将白酒盖上盖帽5锁紧；

step2：通过传送带将白酒盖下盖帽11输送到第二固定机构所在的位置，然后通过气动系统14控制多个第三单杆气动缸9的推杆缩回，第三单杆气动缸9杆上焊接的第二弧形板13与白酒盖下盖帽11的下盖帽11进行接触，多爪机构的多个第三单杆气动缸9提供锁紧力将白酒盖下盖帽11锁紧；

step3：通过压力传感器6配合第一固定机构对白酒盖上盖帽5的凹槽区的位置进行精确定位；

step4：通过第二单杆气动缸8、可伸缩档条7配合第一固定机构对白酒盖下盖帽11的凸起区域的位置进行精确定位。

上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。