一种伺服拨瓶升降机构的制作方法

本发明属于玻璃瓶生产设备技术领域,具体涉及一种伺服拨瓶升降机构。

背景技术：

制瓶机，即制造各种玻璃瓶罐的机械设备。国内制瓶机械企业生产的各类制瓶机设备，是采用微电脑进行过程控制的自动制瓶生产线，主要包括：电子定时、电子拨瓶、伺服分料、伺服钳瓶、伺服翻转等先进控制技术。从产品型号上一般分为：单滴，双滴，三滴，四滴。“滴”数越多，工艺越复杂。现在国内比较领先的产品主要有伺服自动成型制瓶机，全自动制瓶机等，这种新技术制瓶机的出现，大大的提高了劳动生产率，降低了人工成本。

制瓶机拨瓶机构，安装在机前输瓶机上，功能是将成型好的瓶子，按照一定的顺序和间隔距离，从停置风板上拨送到输瓶机网带上。传统的拨瓶机构，分为机械凸轮式和单电机加水平气缸二种型式，在拨瓶方式上，分为旋转拨瓶与升降平移拨瓶，基本上能满足制瓶机的拨瓶要求，然而在一些工况下，由于玻璃瓶的形状各异，只能单独实现旋转拨瓶或升降平移拨瓶的拨瓶机构无法满足各种玻璃瓶的拨瓶需求，其可能导致玻璃瓶瓶底刮擦、拨瓶卡顿等问题，严重影响工作效率与合格率。

技术实现要素：

本发明的目的在于：

为解决现有技术中的制瓶机拨瓶机构只能实现单一方式的拨瓶，无法满足各种瓶型的生产需求，可能导致玻璃瓶受损、合格率降低的问题，提供一种伺服拨瓶升降机构。

本发明采用的技术方案如下：

一种伺服拨瓶升降机构，包括伺服驱动装置，所述伺服驱动装置底部连接有减速机支撑机构，伺服驱动装置连接有驱动轴，所述驱动轴外部套设有钳夹进气缸筒，所述钳夹进气缸筒上方连接有升降气缸，所述升降气缸内安装有与驱动轴连接的气缸活塞杆，所述气缸活塞杆的上端伸出升降气缸且连接有钳夹升降手轮，所述钳夹升降手轮上连接有钳夹气缸，所述驱动轴上开设有与活塞杆内部连通的花键进气孔，所述活塞杆上端连接有气路软管，所述气路软管与钳夹气缸内部连通。

进一步地，所述钳夹升降手轮包括升降手轮、手轮夹板和钳夹气缸座，所述手轮夹板连接于升降手轮与钳夹气缸座之间，所述升降手轮上开设有活塞杆安装孔，所述钳夹气缸座上开设有轴孔，所述轴孔内设置有轴键，升降手轮、手轮夹板和钳夹气缸座均套设于气缸活塞杆上，所述气缸活塞杆上开设有与轴键配合的键槽，所述活塞杆安装孔与轴孔内均设置有梯形内螺纹，所述升降手轮上还设置有滚花纹。

进一步地，所述手轮夹板为圆环形状，手轮夹板由轴对称的两部分弧形夹板组成，升降手轮的一端安装于两弧形夹板内，手轮夹板上设置有多个安装螺纹孔，钳夹气缸座上开设有多个与安装螺纹孔配合的连接孔，所述钳夹气缸座靠近轴孔的一侧上开设有紧固手轮过孔，所述紧固手轮过孔内设置有紧固螺纹，钳夹气缸座远离轴孔的一侧开设有气缸安装孔。

进一步地，所述减速机支撑机构包括减速机法兰座，所述减速机法兰座由底板与竖板连接组成，所述底板与竖板之间连接有一对加强斜板，所述底板上开设有减速机安装孔和轴安装孔，所述减速机安装孔内安装有伺服驱动装置，所述伺服驱动装置由伺服电机和减速机组成。

进一步地，所述底板上围绕减速机安装孔开设有多个减速机螺纹孔，底板上围绕轴安装孔还开设有多个气缸拉杆螺纹孔，所述底板连接有拨瓶旋转限位板，所述拨瓶旋转限位板上开设有限位调节螺纹孔。

进一步地，所述竖板上开设有多个安装座连接孔，所述底板上轴安装孔的外围开设有密封圈槽，所述加强斜板平行于底板和竖板的两端面安装于底板和竖板之间。

进一步地，所述钳夹气缸连接有钳夹延长板，所述钳夹延长板连接有钳瓶夹子，所述钳夹气缸上安装有上端盖和下端盖，所述上端盖和下端盖安装于钳夹气缸的两端，上端盖上设置有上气路孔，下端盖上设置有下气路孔，所述上气路孔和下气路孔内均设置有端盖缓冲密封圈，上气路孔内还设置有防尘旋转密封槽，下气路孔内设置有外向防尘旋转密封槽和内向防尘旋转密封槽。

进一步地，所述上端盖上开设有气缸上端进气孔，下端盖上开设有气缸下端进气孔，所述气缸上端进气孔和气缸下端进气孔分别连通有缓冲气源口，所述上端盖上开设有气缸拉杆沉头孔，下端盖上开设有气缸拉杆通孔，所述下端盖相对的两面上均设置有下端密封圈槽，上端盖与钳夹气缸连接的一面上设置有上端密封圈槽。

进一步地，所述气缸活塞杆包括空心轴，所述空心轴由两端的钳夹气缸安装段、伺服电机连接段和中间的活塞环安装段连接组成，所述伺服电机连接段的空心轴内部安装有花键套筒，所述花键套筒连接有驱动轴，所述活塞环安装段上安装有活塞环，所述活塞环上开设有至少两个活塞环密封圈槽。

进一步地，所述活塞环上安装有平面推力轴承，所述平面推力轴承安装于活塞环靠近钳夹气缸安装段的一面上，所述空心轴的钳夹气缸安装段外表面上设置有梯形螺纹和连接键槽，钳夹气缸安装段的端部上还设置有与空心轴内部连通的出气孔，所述出气孔内壁上设置有出气孔螺纹，所述出气孔直径小于空心轴的空心内径，所述花键套筒内部围绕花键套筒圆心轴设置有至少一个花键键槽。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明的伺服拨瓶升降机构，通过伺服驱动装置的伺服电机和升降气缸，实现了既能旋转又能升降的玻璃瓶夹送，可适应所有瓶型，如瓶底有向内凹陷的玻璃瓶，其加工完成后卡装在具有凸块的平台上，需要对其进行先提升、再旋转输送的动作才能完成夹送，相比于现有技术中只有单一功能的拨瓶机构，本发明的舒服拨瓶升降机构具有范围更广的适应性、更强的灵活性，可一次性满足所有玻璃瓶的拨瓶加工需求，显著提高了玻璃瓶加工的工作效率，避免了玻璃瓶出现刮擦、损坏导致合格率下降的问题。

2、本发明的伺服拨瓶升降机构升降抬瓶的高度可调，不需要调整输送带高度即可实现对不同高度玻璃瓶的适应，相比于现有的升降平移拨瓶均为调整输送带的高度，本发明的机构节省了空间、减小了成本、提高了调节的灵活性，使用更加方便。

3、本发明采用钳夹气缸座对钳夹气缸进行支撑，并通过钳夹气缸座连接升降手轮与钳夹气缸，通过旋转升降手轮从而稳定地调节钳夹气缸的高度，一方面采用简单、有效的结构实现了钳夹气缸的高度稳定调节，另一方面，采用旋转升降手轮的结构进行高度调整具有较高的精度，可有效避免对玻璃瓶造成擦刮、损坏，保证了产品的质量。

4、本发明的升降手轮上设置滚花纹用以防滑，方便了操作人员对高度调整进行精确把控并快速调节至指定位置，避免了出现误操作的情况。

5、本发明的手轮夹板采用对称的两部分弧形夹板组成，在安装时可以从两侧组合套装与活塞杆上的升降手轮与钳夹气缸座之间，安装更加方便，同时对升降手轮进行限位，避免移位。

6、本发明采用加强斜板对底板和竖板进行支撑，而竖板用于连接安装座，底板则用于安装伺服驱动装置和转轴，将整个驱动机构及部件集成于减速机法兰座上，并进行了加强支撑，不仅有效防止了支撑不稳产生震动的问题，同时大幅增强了驱动机构与被驱动部件的整体性，降低了伺服电机及减速机的负载，保证了伺服拨瓶升降机构的长期稳定有效运行。

7、本发明采用拨瓶旋转限位板对拨瓶升降机构的旋转进行限位，可避免误操作导致玻璃瓶碰撞造成损坏，减少额外成本支出。

8、本发明在轴安装孔外围开设密封圈槽，可安装o型密封圈，提升了转轴的轴密封性，进一步提升了拨瓶升降机构的运行稳定性。

9、本发明在钳夹气缸的上端盖、下端盖的气路孔中设置了端盖缓冲密封圈、防尘旋转密封槽，以保证钳夹气缸的气密性，同时下气路孔设置外向防尘旋转密封槽和内向防尘旋转密封槽，其中安装轴用旋转密封，与外部高温环境进行一定的隔离，进一步保证了在钳夹气缸长期运行中气缸气密性不会降低，避免了气路泄漏导致钳夹气缸工作中断，节省了维修成本。

10、本发明将上端进气孔和下端进气孔分别连通缓冲气源，可对缸内气压进行缓冲，保证了设备的安全性和稳定性。

11、本发明的上端盖和下端盖在与其它部件连接的面分别设置有上端密封圈槽和下端密封圈槽，可安装o形密封圈，进一步保证了部件连接之间的气密性，使钳夹气缸每次行程均能精确到位，提升了加工的效率。

12、本发明在活塞杆的活塞环上开设有多个密封圈槽，一方面保证了升降气缸在升降推进中活塞杆在活塞环的受力下稳定升降精确距离，另一方面，当活塞杆在伺服电机的驱动下发生旋转时，多个密封圈槽可为旋转过程提供多重气密性保障，防止出现气密封泄漏的问题；除此以外，本发明的活塞杆采用花键套筒与伺服电机的电机轴进行连接，保证了扭矩传递的可靠性，提升了旋转功能的稳定性，避免了使用过盈配合等连接方式可能存在的错位、磨损、连接脱落等问题，延长了设备的使用寿命。

13、本发明采用平面推力轴承对活塞环和活塞杆进行支承，改善了活塞环和活塞杆的受力，为活塞杆承担径向载荷，增强活塞杆的固定，避免活塞杆发生相对移位，提高了设备的稳定性。

14、本发明采用梯形螺纹安装钳夹气缸部件，并使用连接键槽与钳夹气缸部件进行相对位置固定，在轴向和周向上保证了钳夹气缸部件的位置固定，提升了活塞杆与其它部件之间连接的可靠性。

附图说明

图1为本发明升降机构的主视图；

图2为图1的左视图；

图3为本发明升降机构工作状态下的俯视图；

图4为钳夹升降手轮的结构图；

图5为升降手轮的主视图；

图6为升降手轮的左视图；

图7为手轮夹板的主视图；

图8为手轮夹板的侧剖图；

图9为钳夹气缸座的主视图；

图10为钳夹气缸座的俯视图；

图11为钳夹气缸座的左视图；

图12为减速机支撑机构的结构图；

图13为减速机法兰座主视图；

图14为图13的俯视图；

图15为图13的侧剖图；

图16为钳夹气缸的整体结构图；

图17为钳夹气缸的上端盖主视图；

图18为图17的侧剖图；

图19为本发明的下端盖主视图；

图20为图19的侧剖图；

图21为活塞杆的整体结构图；

图22为图21中花键套筒的侧视图。

图中标记：

1-伺服驱动装置；

2-钳夹升降手轮，22-升降手轮，23-手轮夹板，24-钳夹气缸座，25-轴键，26-键槽，27-滚花纹，28-弧形夹板，29-安装螺纹孔，210-连接孔，211-紧固手轮过孔，212-气缸安装孔；

3-减速机支撑机构，31-底板，32-竖板，33-加强斜板，34-减速机安装孔，35-轴安装孔，36-伺服驱动装置，37-减速机螺纹孔，38-气缸拉杆螺纹孔，39-拨瓶旋转限位板，310-限位调节螺纹孔，311-安装座连接孔，312-密封圈槽；

4-钳夹气缸，42-钳夹延长板，43-钳瓶夹子，44-上端盖，45-下端盖，46-上气路孔，47-下气路孔，48-防尘旋转密封槽，49-外向防尘旋转密封槽，410-内向防尘旋转密封槽，411-气缸上端进气孔，412-气缸下端进气孔，413-缓冲气源口，414-下端密封圈槽，415-上端密封圈槽；

5-气缸活塞杆，51-钳夹气缸安装段，52-伺服电机连接段，53-活塞环安装段，54-花键套筒，55-活塞环，56-活塞环密封圈槽，57-连接键槽，58-出气孔，59-花键键槽；

6-驱动轴，7-钳夹进气缸筒，8-升降气缸，9-气路软管。

具体实施方式

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用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种伺服拨瓶升降机构，如图1-3所示，包括伺服驱动装置1，伺服驱动装置1底部连接有减速机支撑机构3，伺服驱动装置1连接有驱动轴6，驱动轴6外部套设有钳夹进气缸筒7，钳夹进气缸筒7上方连接有升降气缸8，升降气缸8内安装有与驱动轴6连接的气缸活塞杆5，气缸活塞杆5的上端伸出升降气缸8且连接有钳夹升降手轮2，钳夹升降手轮2上连接有钳夹气缸4，驱动轴6上开设有与活塞杆内部连通的花键进气孔，活塞杆上端连接有气路软管9，气路软管9与钳夹气缸4内部连通。

实施例1

在上述方案的基础上，如图4-6所示，钳夹升降手轮2包括升降手轮22、手轮夹板23和钳夹气缸座24，手轮夹板23连接于升降手轮22与钳夹气缸座24之间，升降手轮22上开设有活塞杆安装孔，钳夹气缸座24上开设有轴孔，轴孔内设置有轴键25，升降手轮22、手轮夹板23和钳夹气缸座24均套设于气缸活塞杆5上，气缸活塞杆5上开设有与轴键25配合的键槽26，活塞杆安装孔与轴孔内均设置有梯形内螺纹，升降手轮22上还设置有滚花纹27。

采用钳夹气缸座24对钳夹气缸4进行支撑，并通过钳夹气缸座24连接升降手轮22与钳夹气缸4，通过旋转升降手轮22从而稳定地调节钳夹气缸4的高度，一方面采用简单、有效的结构实现了钳夹气缸4的高度稳定调节，另一方面，采用旋转升降手轮22的结构进行高度调整具有较高的精度，可有效避免对玻璃瓶造成擦刮、损坏，保证了产品的质量。

实施例2

在上述方案的基础上，如图7-8所示，手轮夹板23为圆环形状，手轮夹板23由轴对称的两部分弧形夹板28组成，升降手轮22的一端安装于两弧形夹板28内，手轮夹板23上设置有多个安装螺纹孔29；如图9-图11所示，钳夹气缸座24上开设有多个与安装螺纹孔29配合的连接孔210，钳夹气缸座24靠近轴孔的一侧上开设有紧固手轮过孔211，紧固手轮过孔211内设置有紧固螺纹，钳夹气缸座24远离轴孔的一侧开设有气缸安装孔212。

实施例3

在上述方案的基础上，如图12-13所示，减速机支撑机构3包括减速机法兰座，减速机法兰座由底板31与竖板32连接组成，底板31与竖板32之间连接有一对加强斜板33，底板31上开设有减速机安装孔34和轴安装孔35，减速机安装孔34内安装有伺服驱动装置1，伺服驱动装置1由伺服电机和减速机组成。

采用加强斜板33对底板31和竖板32进行支撑，而竖板32用于连接安装座，底板31则用于安装伺服驱动装置1和转轴，将整个驱动机构及部件集成于减速机法兰座上，并进行了加强支撑，不仅有效防止了支撑不稳产生震动的问题，同时大幅增强了驱动机构与被驱动部件的整体性，降低了伺服电机及减速机的负载，保证了伺服拨瓶升降机构的长期稳定有效运行。

实施例4

在上述方案的基础上，如图14所示，底板31上围绕减速机安装孔34开设有多个减速机螺纹孔37，底板31上围绕轴安装孔35还开设有多个气缸拉杆螺纹孔38，底板31连接有拨瓶旋转限位板39，拨瓶旋转限位板39上开设有限位调节螺纹孔310。

实施例5

在上述方案的基础上，如图15所示，竖板32上开设有多个安装座连接孔311，底板31上轴安装孔35的外围开设有密封圈槽312，加强斜板33平行于底板31和竖板32的两端面安装于底板31和竖板32之间。

实施例6

在上述方案的基础上，如图16所示，钳夹气缸4连接有钳夹延长板42，钳夹延长板42连接有钳瓶夹子43，钳夹气缸4上安装有上端盖44和下端盖45，上端盖44和下端盖45安装于钳夹气缸4的两端，如图17-图20所示，上端盖44上设置有上气路孔46，下端盖45上设置有下气路孔47，上气路孔46和下气路孔47内均设置有端盖缓冲密封圈，上气路孔46内还设置有防尘旋转密封槽48，下气路孔47内设置有外向防尘旋转密封槽49和内向防尘旋转密封槽410。

在钳夹气缸4的上端盖44、下端盖45的气路孔中设置了端盖缓冲密封圈、防尘旋转密封槽48，以保证钳夹气缸4的气密性，同时下气路孔47设置外向防尘旋转密封槽49和内向防尘旋转密封槽410，其中安装轴用旋转密封，与外部高温环境进行一定的隔离，进一步保证了在钳夹气缸4长期运行中气缸气密性不会降低，避免了气路泄漏导致钳夹气缸4工作中断，节省了维修成本。

实施例7

在上述方案的基础上，如图18、图20所示，上端盖44上开设有气缸上端进气孔411，下端盖45上开设有气缸下端进气孔412，气缸上端进气孔411和气缸下端进气孔412分别连通有缓冲气源口413，上端盖44上开设有气缸拉杆沉头孔，下端盖45上开设有气缸拉杆通孔，下端盖45相对的两面上均设置有下端密封圈槽414，上端盖44与钳夹气缸4连接的一面上设置有上端密封圈槽415。

实施例8

在上述方案的基础上，如图21所示，气缸活塞杆5包括空心轴，空心轴由两端的钳夹气缸4安装段、伺服电机连接段52和中间的活塞环安装段53连接组成，伺服电机连接段52的空心轴内部安装有花键套筒54，花键套筒54连接有驱动轴6，活塞环安装段53上安装有活塞环55，活塞环55上开设有至少两个活塞环密封圈槽56。

在活塞杆的活塞环55上开设有多个活塞环密封圈槽56，一方面保证了升降气缸8在升降推进中活塞杆在活塞环55的受力下稳定升降精确距离，另一方面，当活塞杆在伺服电机的驱动下发生旋转时，多个密封圈槽312可为旋转过程提供多重气密性保障，防止出现气密封泄漏的问题；除此以外，本发明的活塞杆采用花键套筒54与伺服电机的电机轴进行连接，保证了扭矩传递的可靠性，提升了旋转功能的稳定性，避免了使用过盈配合等连接方式可能存在的错位、磨损、连接脱落等问题，延长了设备的使用寿命。

实施例9

在上述方案的基础上，活塞环55上安装有平面推力轴承，平面推力轴承安装于活塞环55靠近钳夹气缸4安装段的一面上，空心轴的钳夹气缸4安装段外表面上设置有梯形螺纹和连接键槽57，钳夹气缸4安装段的端部上还设置有与空心轴内部连通的出气孔58，出气孔58内壁上设置有出气孔58螺纹，出气孔58直径小于空心轴的空心内径，花键套筒54内部围绕花键套筒54圆心轴设置有至少一个花键键槽59，如图22所示。

本发明的工作流程如下：

伺服拨瓶升降机构待位在输送带上方，升降气缸8活塞及钳瓶夹子43（夹子是开启状态）处于高位，以便输送带上的瓶子通过。当制瓶机钳瓶机构将瓶子放置于冷却板上并移开，瓶子在冷却板上冷却一定时间，此时系统触发一个信号给伺服拨瓶升降机构。机构得到信号后伺服电机旋转带动减速机出轴往冷却板方向旋转，从而通过花键连接套带动升降气缸8活塞杆5旋转，就会带动钳瓶夹子43往冷却板方向旋转。

当旋转到设定位置后，伺服电机停止并定位，此时钳夹升降气缸8的电磁阀通电使气源通过气缸上端进气孔411进入缸体，升降气缸8活塞杆5下行。钳夹气缸4的电磁阀通电使气源通过钳夹气缸4进气孔进入钳夹进气缸筒7，通过花键进气孔、花键出气孔58进入升降气缸8活塞杆5，再从活塞杆出气孔58通过气路软管9进入钳夹气缸座24子，并进入钳夹气缸4。

钳夹气缸4动作使钳瓶夹子43闭合夹住瓶子，此时钳夹升降气缸8的电磁阀断电使气源通过气缸下端进气孔412进入缸体，升降气缸8活塞杆5上行。伺服电机带动机构向输送带方向旋转到设定位置后停止并定位。此时钳夹升降气缸8的电磁阀通电使升降气缸8活塞杆5带动钳瓶夹子43下行。钳夹气缸4的电磁阀断电，钳夹气缸4动作使钳瓶夹子43放开，瓶子放置于输送带上，此时钳夹升降气缸8的电磁阀断电，升降气缸8活塞杆5带动钳瓶夹子43上行待位以便瓶子在输送带上通过。此时一个动作周期结束，等待下一个周期启动信号。

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。