铁听罐高帽盖的自动压盖机及其压合方法与流程

本发明涉及一种铁听罐高帽盖的自动压盖机及其压合方法，属于食品包装技术领域。

背景技术：

乳制品包装中，通常采用内包和外包，内包是与乳制品直接接触的包装，将空罐翻罐、空罐杀菌、充填、抽真空、充氮，最后封口。外包是非直接接触乳制品的包装，最后将压塑盖封口，打印标签，整理装箱等流水作业。为方便用户使用，目前的乳品罐采用内包后外压合高帽盖，高帽盖比一般塑料压盖要高、且更紧更硬，高帽盖由盖体和本体翻盖铰接相链，其内贴附投勺。使用时，将盖体沿其本体的铰接中心转动打开，取出投勺，打开罐内的封盖，而取出乳制品。

但在高帽盖压合在铁听罐顶部时，通常是将高帽盖加热后放置在铁听罐顶部，采用手动压床或手持皮榔头压合在铁听罐上，操作费时费力，需要投入较多的人工，而且生产效率低，装配质量不稳定，在装配过程中不仅易擦掉铁听罐表面图案，而且还会将高帽盖损坏。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种结构紧凑、合理，能提高装配效率，使高帽盖能可靠的压合在铁听罐上的铁听罐高帽盖的自动压盖机及其压合方法。

本发明为达到上述目的的技术方案是：一种铁听罐高帽盖的自动压盖机，其特征在于：包括具有台板的机架、用于对铁听罐运输距离进行设定的定距装置，用于对铁听罐装配位置进行定向的定向装置，用于输送铁听罐的驱动装置和夹持装置，以及用于将高帽盖压合在铁听罐顶部的压合装置；

机架后部安装有定距装置，所述的定距装置包括过渡输送带、安装在机架上的检测机构以及至少一个定距挡臂和定距气缸，过渡输送带与台板持平，检测机构设置在过渡输送带的两侧并用于检测铁听罐通过过渡输送带的距离，至少一个定距气缸安装在机架的任意一侧，且定距气缸的伸缩端与对应的定距挡臂连接，检测机构检测到通过过渡输送带前后铁听罐之间的距离没达到设定距离，定距气缸伸出带动定距挡臂挡住铁听罐不能前移，检测机构检测到前后铁听罐之间的距离达到设定距离，定距气缸带动定距挡臂缩回，铁听罐随过渡输送带前移；

所述的定向装置安装在机架上并位于定距装置的前部，所述的定向装置包括机座、门形架、带传动轴的托盘以及带有传动轴的压盘和位置传感器，机座安装在机架底部，定向电机安装在机座下部，托盘的传动轴通过轴承安装在机座上部的轴承座上，且托盘设置在台板的通孔处，定向电机的输出侧通过联轴器与托盘的传动轴连接，门形架安装在机架上，且门形架顶板上安装有定向气缸，定向气缸的伸缩侧安装有压盘轴承座，压盘的传动轴通过轴承安装在压盘轴承座上并随压盘轴承座升降，用于检测铁听罐标记的位置传感器安装在门形架上，在位置传感器检测到铁听罐没有达到设定位置时，定向气缸带动压盘下移并与托盘夹持铁听罐，定向电机带动托盘及铁听罐旋转至设定位置；

所述的驱动装置包括安装在机架上的主动轮安装座、被动轮安装座以及伺服电机和同步带，主动轮通过轴承安装在主动轮安装座上，伺服电机通过减速器与主动轮连接，被动轮安装在被动轮安装座上，同步带安装在主动轮和被动轮上，且同步带上连接有同步带齿板，伺服电机带动同步带及同步带齿板做往复运动；

所述的夹持装置包括安装在台板上沿铁听罐输送方向、并设置在铁听罐两侧的直线导轨，用于夹持铁听罐两侧的夹块以及横梁、滑块连接板和夹紧气缸，所述的滑块连接板底部的滑块与各自的直线导轨上相配，滑块连接板的底部通过连接块与同步带齿板连接，夹紧气缸安装在各自的滑块连接板上，且夹紧气缸的伸缩侧与横梁外侧连接，内侧具有至少三个弧形夹槽的夹块连接在横梁内侧，夹紧气缸带动各自的横梁使夹块夹持铁听罐或松开铁听罐，并随同步带齿板往复运动；

所述的压合装置位于定向装置的前部，压合装置包括用于拾取高帽盖并将高帽盖放置在放盖盘上的机械手、压盖支架以及放盖盘和气动推杆，压盖支架安装在机架上，且压盖支架上沿铁听罐输送方向依次安装有用于将高帽盖压合在铁听罐顶部后高前低的后压辊和前压辊，安装在压盖支架上的放盖盘设置在铁听罐的顶部并位于前压辊的前部，前低后高斜置设置的放盖盘中后部安装有气动推杆，气动推杆用于推动放盖盘内的高帽盖，高帽盖依次通过后压辊和前压辊与向前移动的铁听罐顶部相接并压合。

其中：所述检测机构包括至少一组光电传感器和反射板，光电传感器通过夹座可调安装横杆上，横杆可调安装在立杆上，反射板可调安装在横杆上，横杆可调安装在立杆上，立杆安装在机架上，且光电传感器与反射板相对应。

所述的定距装置上还设有安装座，至少一组定距气缸安装在安装座上，且连接在定距气缸上的距挡臂为U形挡臂或半U形挡臂。

所述滑块连接板在夹紧气缸的两侧还安装有导杆座，导杆滑动安装在导杆座内，导杆的固定端与横梁连接。

所述的夹块设有单独的2～3个，且前部的夹块设有上下夹臂，后部的夹块设有下夹臂，各夹块安装在横梁上。

所述压盖支架包括安装在机架上的两个侧架、两水平调节板及两垂直调节板，两水平调节板横向可调安装在对应的侧架上，至少一个纵向连接杆连接在两水平调节板上，两个垂直调节板安装在纵向连接杆上并能纵向调节，且两垂直调节板设有前竖槽形孔和后前竖槽形孔，前压辊和后压辊高度可调安装在两垂直调节板上各对应的前竖槽孔和后竖槽孔上；所述的放盖盘两侧具有侧板，放盖盘的侧板安装在自各的垂直调节板上，气动推杆通过气缸座安装在放盖盘上，且气动推杆后部具有弧形推板。

所述的放盖盘与水平面的夹角在5～15°。

机架上还安装有输送高帽盖的皮带输送机，机架位于皮带输送机中后部设有用于检测高帽盖方向的视觉识别系统。

本发明铁听罐高帽盖的自动压盖机的压合方法，其特征在于：包括以下步骤，

⑴、将封罐后的铁听罐通过输送机输送至机架后部的过渡输送带上进入定距区，通过定距装置上的检测机构检测通过过渡输送带前后铁听罐之间的距离，在没达到设定距离时，定距气缸伸出并带动定距挡臂挡住铁听罐不能前移，只有在检测机构检测到前后铁听罐之间的距离达到设定距离，定距气缸带动定距挡臂缩回，铁听罐随过渡输送带前移，并由夹持装置夹持向前输送至定向区；

⑵、夹持装置上的夹紧气缸伸出，带动夹块夹持定距区内的铁听罐，并随同步带齿板向前移动，到达定向区时，夹持装置上的夹紧气缸复位，铁听罐被放置在定向装置的托盘上，夹持装置在伺服电机带动下退回，定向装置内的位置传感器对铁听罐的标记进行检测，在检测到铁听罐没有达到设定位置时，定向气缸带动压盘下移并与托盘夹持铁听罐，通过定向电机带动托盘及铁听罐旋至设定位置，在铁听罐达到设定位置后，定向电机停工作，且定向气缸复位，夹持装置上的夹紧气缸伸出带动夹块夹持铁听罐，并随同步带齿板向前移动至压盖工位；

⑶、夹持装置上的夹紧气缸伸出，带动夹块夹持定向区内的铁听罐，并随同步带齿板向前移动时，此时机械手将定向后的高帽盖放置在放盖盘上，气动推杆推动放盖盘内的高帽盖与铁听罐顶部相接，高帽盖依次通过后压辊和前压辊与向前移动的铁听罐顶部逐步相接而压合，在压合完毕后，将压合后的铁听罐送至下一工位，夹紧气缸复位，且夹持装置在伺服电机带动下退回，以此往复。

本发明的自动压盖机采用了用于对铁听罐运输距离进行设定的定距装置，通过定距装置内的检测机构使进入流水线上的铁听罐保持设定的距离，能满足后序对铁听罐定向检测、定向位置的调节，以及高帽盖与铁听罐安装和压配节奏，同时也能使夹持装置上的夹块能准确的夹住每一个铁听罐，使铁听罐沿每一个工位而进入各自的工序。本发明采用了定向装置，通过对铁听罐装配位置进行检测和调节，能保证所需要压配的铁听罐方向保持一致。本发明采用了用于输送铁听罐的驱动装置和夹持装置，通过驱动装置上的伺服电机带动夹持装置做往复运动，夹持装置与驱动装置连接，通过夹持装置上的夹紧气缸伸出带动夹块夹持铁听罐，并随同步带齿板向前移动，在将铁听罐放置在所需工位后，夹紧气缸复位并随同步带齿板向后移动，能连续将铁听罐输送到各位，而能大幅度提高装配效率，本发明采用了用于将高帽盖压合在铁听罐顶部的压合装置，在夹持装置输送铁听罐的同时，将放置在放盖盘上的高帽盖在气动推杆的作用下，推动高帽盖至后压辊，使高帽盖在后压辊和前压辊的作用下，能与向前移动铁听罐顶部逐步相接并压合，本发明由于采用高度不同的前后压辊，配合气动推杆，能可靠的将高帽盖压合在铁听罐顶部，不会造成铁听罐和高帽盖的损坏。本发明结构紧凑、合理，装配可靠，能实现铁听罐流转作业线上自动化生产，自动化程度高。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的详细描述。

图1是本发明种铁听罐高帽盖的自动压盖机的结构示意图。

图2是图1的A-A剖视结构示意图。

图3是本发明夹持装置的结构示意图

图4是图3的俯视结构示意图。

图5是图4的B-B剖面结构示意图。

图6是图4的C-C剖面结构示意图。

图7是本发明压合装置的结构示意图。

图8是图7拆除放盖盘的侧视结构示意图。

其中：1—机械手，2—压合装置，2-1—压盖支架，2-11—侧架，2-12—水平调节板，2-13—纵向连接杆，2-14—垂直调节板，2-2—前压辊，2-3—后压辊，2-4—放盖盘，2-5—气动推杆，3—铁听罐，4—夹持装置，4-1—连接块，4-2—夹块，4-3—横梁，4-4—导杆，4-5—导杆座，4-6—滑块连接板，4-61—滑块，4-7—夹紧气缸，4-8—直线导轨，5—机架，5-1—台板，6—驱动装置，6-1—主动轮安装座，6-2—伺服电机，6-3—同步带齿板，6-4—同步带，6-5—被动轮安装座，6-6—被动轮，7—定向装置，7-1—定向电机，7-2—机座，7-3—托盘，7-4—定向气缸，7-5—压盘，7-6—门形架，8—定距装置，8-1—定距气缸，8-2—定距挡臂，8-3—过渡输送带，8-4—检测机构，8-41—立杆，8-42—横杆，8-43—夹座，8-44—反射板，8-45—光电传感器，8-5—安装座，9—高帽盖，10—皮带输送机。

具体实施方式

见图1～8所示，本发明的铁听罐高帽盖的自动压盖机，包括具有台板5-1的机架5、用于对铁听罐3运输距离进行设定的定距装置8，用于对铁听罐3装配位置进行定向的定向装置7，用于输送铁听罐3的驱动装置6和夹持装置4，以及用于将高帽盖9压合在铁听罐3顶部的压合装置2。本发明的机架5采用框架结构，且台板5-1或固定或安装在机架5的中部，机架5要顶部安装有机械手1，该机械手1为现有产品。

见图1～2所示，本发明机架5后部安装有定距装置8，本发明的定距装置8包括过渡输送带8-3、安装在机架5上的检测机构8-4以及至少一个定距挡臂8-2和定距气缸8-1，本发明在定距区内能同时对多个铁听罐3进行定距，过渡输送带8-3与台板5-1持平，过渡输送带8-3由前后两支承辊连接，其中一个支承辊与电机连接，带动过渡输送带8-3动作，使铁听罐3在过渡输送带8-3的作用下向前移动。

见图2所示，本发明的检测机构8-4设置在过渡输送带8-3的两侧并用于检测铁听罐3通过过渡输送带8-3的距离，该检测机构8-4包括至少一组光电传感器8-45和反射板8-44，可根据定距区内的多个铁听罐3数量设定，光电传感器8-45通过夹座8-43可调节安装横杆8-42上，横杆8-42可调安装在立杆8-41上，而反射板8-44可调安装在横杆8-42上，横杆8-42可调安装在立杆8-41上，立杆8-41安装在机架5上，且光电传感器8-45与反射板8-44相对应，由于横杆8-42能沿立杆8-41在高度方向调节，而光电传感器8-45和对应的反射板8-44沿横向进行调节，能满足不同尺寸的铁听罐3的检测，调节方便。

见图1、2所示，本发明至少一个定距气缸8-1安装在机架5的任意一侧，且定距气缸8-1的伸缩端与对应的定距挡臂8-2连接，当定距区需要对多个铁听罐3进行定距时，本发明可采用多个定距气缸8-1，分别对通过过渡输送带8-3的铁听罐3的距离进行控制。本发明定距装置8上还设有安装座8-5，至少一组定距气缸8-1安装在安装座8-5上，方便安装和调试，且连接在定距气缸8-1上的定距挡臂8-2为U形挡臂或半U形挡臂。

见图1、2所示，本发明检测机构8-4检测到通过过渡输送带8-3前后铁听罐3之间的距离没达到设定距离，定距气缸8-1伸出带动定距挡臂8-2挡住铁听罐3不能前移，检测机构8-4检测到前后铁听罐3之间的距离达到设定距离，定距气缸8-1带动定距挡臂8-2缩回，铁听罐3随过渡输送带8-3前移，本发明通过对铁听罐3的输送距离进行设定，能使铁听罐3沿每一个工位而进入各自的工序，使高帽盖9准确与铁听罐3安装和压配。

见图1、2所示，本发明定向装置7安装在机架5上并位于定距装置8的前部，本发明的定向装置7包括机座7-2、门形架7-6、带传动轴的托盘7-3以及带有传动轴的压盘7-5和位置传感器，机座7-2安装在机架5底部，定向电机7-1安装在机座7-2下部，托盘7-3的传动轴通过轴承安装在机座7-2上部的轴承座上，且托盘7-3设置在台板5-1的通孔处，定向电机7-1的输出侧通过联轴器与托盘7-3的传动轴连接，通过定向电机7-1带动托盘7-3转动，而能调节铁听罐3上的位置，满足装配要求。本发明的定向电机7-1可采有伺服电机。见图1、2所示，本发明的门形架7-6安装在机架5上，且门形架7-6顶板上安装有定向气缸7-4，定向气缸7-4的伸缩侧安装有压盘轴承座，压盘7-5的传动轴通过轴承安装在压盘轴承座上并随压盘轴承座升降，且压盘7-5的传动轴在压盘轴承座内相对转动，本发明可根据一次通过定位区内的铁听罐3的数量设置对应的托盘7-3和定向气缸7-4，用于检测铁听罐3标记的位置传感器安装在门形架7-6上，通过位置传感器检测铁听罐3上的标记，本发明的位置传感器可采用色标传感器，在位置传感器检测到铁听罐3没有达到设定位置时，定向气缸7-4带动压盘7-5下移并与托盘7-3夹持铁听罐3，定向电机7-1带动托盘7-3及铁听罐3旋转至设定位置。

见图1、2所示，本发明驱动装置6包括安装在机架5上的主动轮安装座6-1、被动轮安装座6-5以及伺服电机6-2和同步带6-4，主动轮通过轴承安装在主动轮安装座6-1上，伺服电机6-2并通过减速器与主动轮连接，伺服电机6-2可安装在主动轮安装座6-1上或机架5上，被动轮6-6安装在被动轮安装座6-5上，同步带6-4安装在主动轮和被动轮6-6上，且同步带6-4上连接有同步带齿板6-3，伺服电机6-2带动同步带6-4及同步带齿板6-3做往复运动，通过驱动装置6带动夹持装置4沿横向往复运动，能连续将铁听罐3向前输送。

见图1～6所示，本发明的夹持装置4包括安装在台板5-1上沿铁听罐3输送方向、并设置在铁听罐3两侧的直线导轨4-8，用于夹持铁听罐3两侧的夹块4-2以及横梁4-3、滑块连接板4-6和夹紧气缸4-7，滑块连接板4-6底部的滑块4-61与各自的直线导轨4-8上相配，以保证夹持装置4沿直线导轨4-8作往复运动，滑块连接板4-6的底部通过连接块4-1与同步带齿板6-3连接，将夹持装置4与驱动装置6连接，夹紧气缸4-7安装在各自的滑块连接板4-6上，且夹紧气缸4-7的伸缩侧与横梁4-3外侧连接，以保持均匀的夹持力，内侧具有至少三个弧形夹槽的夹块4-2连接在横梁4-3内侧，夹紧气缸4-7带动各自的横梁4-3使夹块4-2夹持铁听罐3或松开铁听罐3，并随同步带齿板6-3往复运动。本发明为更好的夹持铁听罐3，滑块连接板4-6在夹紧气缸4-7的两侧还安装有导杆座4-5，导杆4-4滑动安装在导杆座4-5内，导杆座4-5内可安装耐磨轴套，导杆4-4的固定端与横梁4-3连接，满足多工位多个铁听罐3的装配要求。

见图4、5所示，本发明夹块4-2设有单独的2～3个，前部的夹块4-2设有上下夹臂，后部的夹块4-2设有下夹臂，各夹块4-2安装在横梁4-3上，在压合区内，通过夹块4-2的上下夹臂夹持铁听罐3，确保压合过程中所需的摩擦力。

见图1、2和7、8所示，本发明压合装置2位于定向装置7的前部，压合装置2包括用于拾取高帽盖9并将高帽盖9放置在放盖盘2-4上的机械手1、压盖支架2-1以及放盖盘2-4和气动推杆2-5。见图1所示，本发明机架5上还安装有输送高帽盖9的皮带输送机10，通过皮带输送机10将高帽盖9送到压配工位，机架5位于皮带输送机10中后部设有用于检测高帽盖9位置的视觉识别系统，通过视觉识别系统检测高帽盖9的位置，在机械手1拾取后，调节高帽盖9的方向并放置在放盖盘2-4内。

见图1、7、8所示，本发明压盖支架2-1安装在机架5上，且压盖支架2-1上沿铁听罐3输送方向依次安装有用于将高帽盖9压合在铁听罐3顶部后高前低的后压辊2-3和前压辊2-2，通过两个具有高度差的前后压辊，高帽盖9与铁听罐3顶部逐步相接，再通过前压辊2-2将高帽盖9压实压合在铁听罐3上。

见图1、7、8所示，本发明安装在压盖支架2-1上的放盖盘2-4设置在铁听罐3的顶部并位于前压辊2-2的前部，且放盖盘2-4前低后高斜置设置，放盖盘2-4与水平面的夹角在5～15°，如放盖盘2-4与水平面的夹角在10°，放盖盘2-4中后部安装有气动推杆2-5，气动推杆2-5用于推动放盖盘2-4内的高帽盖9，高帽盖9依次通过后压辊2-3和前压辊2-2与向前移动的铁听罐3顶部逐步相接并压合。

见图7、8所示，本发明为方便控制压配精度，压盖支架2-1包括安装在机架5上的两个侧架2-11、两水平调节板2-12及两垂直调节板2-14，两水平调节板2-12横向可调安装在对应的侧架2-11上，至少一个纵向连接杆2-13连接在两水平调节板2-12上，两个垂直调节板2-14安装在纵向连接杆2-13上并能纵向调节，本发明也可采用多个圆柱形的纵向连接杆2-13，使安装后的垂直调节板2-14不能转动，本发明两垂直调节板2-14设有前竖槽形孔和后前竖槽形孔，前压辊2-2和后压辊2-3高度可调安装在两垂直调节板2-14上各对应的前竖槽孔和后竖槽孔上，方便调节前压辊2-2和后压辊2-3的高度，将高帽盖9压合在铁听罐3上。见图8所示，本发明放盖盘2-4两侧具有侧板，放盖盘2-4的侧板安装在自各的垂直调节板2-14上，气动推杆2-5通过气缸座安装在放盖盘2-4上，且气动推杆2-5后部具有弧形推板，通过弧形推板将高帽盖9推至铁听罐3顶部与其逐步相接，并在前后压辊的作用下而压合。

采用本发明自动压盖机的压合方法，包括以下步骤，

⑴、将封罐后的铁听罐3通过输送机输送至机架5后部的过渡输送带8-3上进入定距区，通过定距装置8上的检测机构8-4检测通过过渡输送带8-3前后铁听罐3之间的距离，在没达到设定距离时，定距气缸8-1伸出并带动定距挡臂8-2挡住铁听罐3不能前移，只有检测机构8-4检测到前后铁听罐3之间的距离达到设定距离，定距气缸8-1带动定距挡臂8-2缩回，铁听罐3随过渡输送带8-3前移，并由夹持装置4夹持向前输送至定向区；

⑵、夹持装置4上的夹紧气缸4-7伸出，带动夹块4-2夹持定距区内的铁听罐3，并随同步带齿板6-3向前移动，到达定向区时，夹持装置4上的夹紧气缸4-7复位，铁听罐3被放置在定向装置7的托盘7-3上，夹持装置4在伺服电机6-2带动下退回，定向装置7内的位置传感器对铁听罐3的标记进行检测，在检测到铁听罐3没有达到设定位置时，定向气缸7-4带动压盘7-5下移并与托盘7-3夹持铁听罐3，通过定向电机7-1带动托盘7-3及铁听罐3旋至设定位置，在铁听罐3达到设定位置后，定向电机7-1停工作，且定向气缸7-4复位，夹持装置4上的夹紧气缸4-7伸出带动夹块4-2夹持铁听罐3，并随同步带齿板6-3向前移动至压盖工位；

⑶、夹持装置4上的夹紧气缸4-7伸出，带动夹块4-2夹持定向区内的铁听罐3，并随同步带齿板6-3向前移动时，此时机械手1将定向后的高帽盖放置在放盖盘2-4上，气动推杆2-5推动放盖盘2-4内的高帽盖与铁听罐顶部相接，高帽盖9依次通过后压辊2-3和前压辊2-2与向前移动的铁听罐3顶部逐步相接而压合，在压合完毕后，将压合后的铁听罐3送至下一工位，夹紧气缸4-7复位，且夹持装置4在伺服电机6-2带动下退回，以此往复。

采用本发明的自动压盖机能保证装配质量，并大幅度提高生产效率。