一种从空瓶上料灌装到包装的自动生产线的制作方法

本发明涉及非标自动化设备技术领域，尤其是涉及一种从空瓶上料灌装到包装的自动生产线。

背景技术：

当前的工业自动化装配技术成为了现代制造业中不可或缺的重要组成部分。食品加工领域中，企业实现生产自动化装配可大幅缩短生产周期、降低制造成本及提高食品卫生安全等级等。流质食用品的自动化灌装及封装，是各个中小企业所面临自动化装配技术的一个瓶颈。

面对诸如白酒、葡萄酒及饮料在内的流质食用品灌装称重密封包装喷码等问题，中小企业及个体商户不能有针对性的开发、研制出不同种类的分灌装及包装生产线，同时，他们也不能购置大中型、通用型自动化灌装系统，只能延续半自动化甚至手工灌装以及包装，在食品卫生安全、行业规范性以及持续性盈利等诸多方面的问题日益凸显。

综上，在大范围考究和有效的论证基础上，为企业及小型作坊提出了一种空瓶上料灌装称重密封包装喷码及输送系统。灌装包装及输送系统，系指对流质食用品进行分零细化，并完成其旋压密封、贴边与喷码的自动系统。

技术实现要素：

为了克服上述所存在的技术缺陷，本发明的目的在于提供一种实现流体、流质产品全自动分灌装、包装，结构紧凑、小批量及多样性生产食用品、高可靠性的自动生产线。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

本技术方案为一种从空瓶上料灌装到包装的自动生产线，包括第一自动瓶身输送线、第二自动瓶身输送线、空瓶上料系统、分灌装与称重系统、旋压密封系统和成品下料系统；第一自动瓶身输送线两边依次设有空瓶上料系统和分灌装与称重系统；第二自动瓶身输送线两边依次设有旋压密封系统和成品下料系统；第一自动瓶身输送线和第二瓶身输送线通过输送换线机构换线；空瓶上料系统、分灌装与称重系统、旋压密封系统、成品下料系统和输送换线机构上都分别设有检测触发装置。

作为优化，还包括设置在第二自动瓶身输送线上的包装与喷码系统；包装与喷码系统设置在旋压密封系统和成品下料系统之间；包装与喷码系统包括贴标机机构和激光喷码机；贴标机机构包括主动滚轮、被动机构和被动机构伸缩气缸；主动滚轮与被动机构相对设置在第二自动瓶身输送线的两边，通过设置在第二自动瓶身输送线上的检测触发装置触发贴标机构整体动作。

作为优化，输送换线机构为六棱柱防转气缸；与输送换线机构相对的第一自动瓶身输送线上设有触发输送换线机构动作的检测触发装置。

作为优化，第一自动瓶身输送线包括电机、同步齿形带、导轨滑块机构和气爪；第二自动瓶身输送线和第一自动瓶身输送线的结构相同。

作为优化，空瓶上料系统为空瓶推杆气缸；空瓶推杆气缸相对的第一自动瓶身输送线上设有触发空瓶推杆气缸动作的检测触发装置。

作为优化，分灌装与称重系统包括分灌装机构和称重机构；分灌装机构包括灌装移动气缸、灌装夹取气缸、分灌装机械手、分灌装头和灌装升降杆；称重机构包括底座和应变块；分灌装头、分灌装机械手和称重机构布置在同一垂直工作平面上；灌装移动气缸相对的第一自动瓶身输送线上设有触发分灌装与称重系统整体动作的检测触发装置。

作为优化，旋压密封系统包括瓶盖供应机构和瓶盖旋紧机构；瓶盖供应机构包括机架、料仓和推盖气缸；瓶盖旋紧机构包括旋转机架、上下伸缩气缸和摆动气爪；上下伸缩气缸控制摆动气爪的上下移动，上下伸缩气缸通过旋转机架带动在瓶盖与瓶身输送工位范围内转动；推盖气缸相对的第一自动瓶身输送换线机构上设有触发旋压密封系统整体动作的检测触发装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明实现流体、流质产品的分灌装、包装工序，集多工序于一体，实现了机械系统的小型化和自动化；适用于中小企业、个体商户中小批量生产的需求。整个系统小型化，可移动、结构紧凑，兼具集成化、自动化、操作简单、可靠性高、卫生安全、成本相对低廉的特点。本自动生产线通过霍尔传感器技术，实现瓶身输送线的精确定位，为其各工序的正常运行提供重要保障；利用对分灌装机械手、称重机构的检测，实时反馈给可编程逻辑控制器，结合分灌装机构，实现产品精确分灌装；改变机械手尺寸形状、修改程序中的分灌装容量，即可实现不同尺寸、不同容积的精确分灌装与包装；通过采用气缸伸缩抓取瓶盖、摆动气爪对瓶盖进行旋钮、调压阀控制扭紧力的大小，简化了繁琐的旋压机构，能够准确定位和旋紧瓶盖；旋压密封系统中气压控制系统，具有过载保护作用，避免了划伤产品表面，有效的保护了瓶盖、瓶身的外形美观；此外，包装与喷码系统的使用，能够使产品在线上完成包装、日期和产品的打印。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明的俯视结构示意图；

图2是本发明的立体结构示意图；

图3是本发明中第一自动瓶身输送线的主视结构示意图；

图4是本发明中第一自动瓶身输送线的俯视结构示意图；

图5是本发明中贴标机构的结构示意图；

图6是本发明中分灌装机构机械手的结构示意图；

图7是本发明中分灌装机构分灌装头的结构示意图；

图8是本发明中称重机构的结构示意图；

图9是本发明中瓶盖供应机构的主视结构示意图；

图10是本发明中瓶盖供应机构的俯视结构示意图；

图11是本发明中瓶盖旋紧机构的结构示意图；

图12是本发明中触发各单元动作的检测触发装置的结构示意图。

图中标记：第一自动瓶身输送线1，电机1a，同步齿形带1b，导轨滑块机构1c，气爪1d；

第二自动瓶身输送线2，空瓶上料系统3，成品下料系统4，输送换线机构5；

贴标机机构6，主动滚轮6a，被动机构6b，被动机构伸缩气缸6c；

激光喷码机7；

分灌装机构8，灌装移动气缸8a，灌装夹取气缸8b，分灌装机械手8c，分灌装头8d，灌装升降杆8e；

称重机构9，底座9a，应变块9b；

瓶盖供应机构10，机架10a，料仓10b，推盖气缸10c；

瓶盖旋紧机构11，旋转机架11a，上下伸缩气缸11b，摆动气爪11c。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例，如图1至图12中所示，本发明为一种空瓶上料灌装到包装的自动生产线，包括第一自动瓶身输送线1、第二自动瓶身输送线2、空瓶上料系统3、分灌装与称重系统、旋压密封系统和成品下料系统4；第一自动瓶身输送线1两边依次设有空瓶上料系统3和分灌装与称重系统；第二自动瓶身输送线2两边依次设有旋压密封系统和成品下料系统4；第一自动瓶身输送线1和第二瓶身输送线2通过输送换线机构5换线；空瓶上料系统3、分灌装与称重系统、旋压密封系统、成品下料系统4和输送换线机构5上都分别设有检测触发装置。

还包括设置在第二自动瓶身输送线2上的包装与喷码系统；包装与喷码系统设置在旋压密封系统和成品下料系统4之间；包装与喷码系统包括贴标机机构6和激光喷码机7；贴标机机构6包括主动滚轮6a、被动机构6b和被动机构伸缩气缸6c；主动滚轮6a与被动机构6b相对设置在第二自动瓶身输送线2的两边，通过设置在第二自动瓶身输送线2上的检测触发装置触发贴标机构6整体动作。

输送换线机构5为六棱柱防转气缸；与输送换线机构5相对的第一自动瓶身输送线1上设有触发输送换线机构5动作的检测触发装置。

第一自动瓶身输送线1包括电机1a、同步齿形带1b、导轨滑块机构1c和气爪1d；第二自动瓶身输送线2和第一自动瓶身输送线1的结构相同。

空瓶上料系统3为空瓶推杆气缸；空瓶推杆气缸相对的第一自动瓶身输送线1上设有触发空瓶推杆气缸动作的检测触发装置。

分灌装与称重系统包括分灌装机构8和称重机构9；分灌装机构8包括灌装移动气缸8a、灌装夹取气缸8b、分灌装机械手8c、分灌装头8d和灌装升降杆8e；称重机构9包括底座9a和应变块9b；分灌装头8d、分灌装机械手8c和称重机构9布置在同一垂直工作平面上；灌装移动气缸8a相对的第一自动瓶身输送线1上设有触发分灌装与称重系统整体动作的检测触发装置。应变块9b通过称重a/d转换模块与控制器连接；灌装移动气缸8a控制灌装夹取气缸8b和分灌装机械手8c的伸出，灌装夹取气缸8b控制分灌装机械手8c的夹紧；

旋压密封系统包括瓶盖供应机构10和瓶盖旋紧机构11；所述瓶盖供应机构10包括机架10a、料仓10b和推盖气缸10c；瓶盖旋紧机构11包括旋转机架11a、上下伸缩气缸11b和摆动气爪11c；上下伸缩气缸11b控制摆动气爪11c的上下移动，上下伸缩气缸11b通过旋转机架11a带动在瓶盖与瓶身输送工位范围内转动；推盖气缸10c相对的第一自动瓶身输送换线机构1上设有触发旋压密封系统整体动作的检测触发装置。整个自动生产线中检测触发装置都为霍尔元件。

激光喷码机7和成品下料系统4位于第二自动瓶身输送线2的末端，分别完成瓶子生产日期、产品型号的打印及产品下线工序。成品下料系统4为推杆气缸。

本自动生产线各系统通过控制系统控制，控制系统中涉及包括行程开关、光电开关、霍尔元件以及激光传感器；当各系统中信号反馈给控制系统后，控制系统通过驱动控制电路、继电器、电磁阀等对各个电机和气缸进行控制。设备上电，控制系统进行内部复位，通过手自动切换开关对模式进行选择：如果选择手动方式，即可实现调试人员对设备进行手动控制；如果选择自动方式，控制系统等待启动信号的输入。手动方式一般使用在调试阶段，设备正常工作时属于全自动控制。当空瓶上料系统3处检测到有瓶身后，推料气缸进行瓶身上料；第一自动瓶身输送线2结合霍尔元件的检测，使空瓶到达灌装工序；与此同时，控制系统控制灌装机械手8c移动瓶身至称重机构9上，分灌装头8d与称重系统协调配合工作，达到分灌装容量后，灌装系统关闭阀口，完成流体介质的精确灌装；等待分灌装完成后灌装机械手8c抓走已分灌装的瓶身；当第二自动瓶身输送线检测到信号后，瓶盖供应机构10和瓶盖旋紧机构11协调工作，实现瓶盖的夹取和旋压密封；瓶盖供应机构10提供瓶盖给瓶盖旋紧机构11，瓶盖通过摆动气爪11c夹取，上下伸缩气缸11b上行准备好旋压所需的瓶盖；待瓶盖准备充分后plc发出控制电磁阀信号，使得输送换线机构5上气缸动作，将已灌装的瓶身换线至第二自动瓶身输送线2上，并到达旋压密封工位；瓶盖旋压机械手的上下伸缩气缸11b下行压紧瓶盖，摆动气缸11c动作，带动瓶盖第一次旋转拧紧，旋转到位以后，摆动气爪11c松开，旋转气缸复位，进行第二次的旋转拧紧动作。待旋压结束后，贴标机机构6运行进行标签剥离，利用主动滚轮6a与被动机构6b完成标签的滚压，激光喷码机7在光电开关检测到瓶身后进行激光打印；最后，通过成品下料机构4完成成品的下料工序。

第一步，瓶身上下料机构，利用铝型材进行底板的搭建，利于减轻结构重量。输送换线机构5为六棱柱防转气缸，使用六棱柱防转气缸，防止推瓶手指发生偏转，更加平稳、可靠的给第一自动瓶身输送线1上提供空瓶。

第二步，第一自动瓶身输送线1把空瓶进行输送，在分灌装与称重系统中检测触发装置霍尔元件检测到气爪1d后，即空瓶到达分灌装工位。第一自动瓶身输送线1上通过电机1a驱动同步齿形带1b实现气爪1d的移动，导轨滑块机构1c实现空瓶的导向和承载功能；在设定的范围内，通过电机1a正反转即可实现空瓶瓶身的水平平稳自动输送。

第三步，分灌装机械手8c用作分灌装瓶的移动，分灌装头8d与称重机构9协调工作；在达到分灌装容量后，分灌装机构关闭分灌装头8d阀口，完成流体介质的精确分灌装。称重机构9完成灌装量的精确称重控制，再经分灌装机械手8c抓走已灌装好的瓶身。

第四步，分灌装好的瓶身通过输送换线机构5，推送到第二自动瓶身输送线2上，到达旋压密封系统。瓶盖供应机构10提供瓶盖给瓶盖旋紧机构11，通过瓶盖旋紧机构11中摆动气爪11c夹取瓶盖，上下伸缩气缸11b下行压紧瓶盖，旋转机架11a上摆动气缸控制摆动气爪11旋转动作，带动瓶盖第一次旋转拧紧，旋转到位后，松开摆动气爪11c，摆动气爪11c复位，进行第二次的旋转拧紧动作。上下伸缩气缸11b完成瓶盖的提取，摆动气爪11c完成瓶盖的夹取和瓶盖的拧紧。瓶盖供应机构10中料仓10b提供瓶盖，推盖气缸10c在取料信号发出后推出瓶盖并等待瓶盖旋紧机构11夹取瓶盖。完成瓶盖拧紧的瓶子通过第二自动瓶身输送线2输送到包装与喷码系统。

第五步，在贴标机构6中，标签剥离后，利用主动滚轮6a与被动机构6b完成标签的滚压，当瓶身大小发生变化后，通过被动机构6b的调节螺母，可进行压紧力大小的调节。激光喷码机7在光电开关检测到瓶身后，进行激光打印；最后，通过成品下料系统4完成成品的下料工序。

本发明通过改变机械手尺寸形状、修改分灌装容量，再结合实时称重反馈及自动控制，实现了不同尺寸(瓶身尺寸：直径30～70mm，高度70～150mm)、不同容积(≤350ml)的精确分灌装与包装；利用旋压机械手的摆动气爪对瓶盖进行旋扭，同时调压阀控制扭紧力的大小，控制了瓶盖的高效旋压和拧紧；联合贴标压紧装置和激光喷码总成，完成了最终的贴标和生产日期激光打印与喷涂。整个系统，实现例如白酒在内的大桶流质食用品的分灌装、旋压密封、贴标及喷码动作，各动作相继配合完成多个工艺，达到小批量、多样性的生产需求。本装置总体最小结构尺寸为1050mm*900mm*1225mm，工作效率100件/h，具备较好的灵活性和应变能力，兼具集成化、自动化、操作简单、卫生安全和成本相对低廉等特点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。