一种杯子互嵌排列装置的制作方法

本发明涉及一种排列装置，尤其涉及一种杯子互嵌排列装置。

背景技术：

在杯装灌装食品生产中，杯子完成食品灌装封口之后，经过清洗、干燥等一系列工序之后进行包装环节。这一环节是传统上是采用人工进行，通过人工将灌装杯子按照生产规格进行计数摆放，然后再进行封膜包装。

为了提高生产效率，现在采用自动化的计数封包方式，将待包装的灌装杯按照一定数量进行移动、摆放和封包。现有的生产线在进行包装前会将一定数量的灌装杯作为一组进行封包（通常为6至8个灌装杯为一组），由于灌装杯的结构设计通常为杯口直径大于杯底直径，当多个灌装杯集中放在一块托板上进行包装时，容易产生以下情况：

（一）各个灌装杯的杯口互相挤压，整个灌装杯组平衡性差、稳定性低，影响最终的包装效果；

（二）最终完成包装的灌装杯组成品大小取决于灌装杯的杯口直径，造成灌装杯组体积大，占用堆垛空间，不利于最终灌装杯组成品的装箱运输。

为了节省封包空间，使封包的结构更加紧凑，更具结构稳定性，需要将灌装杯采用互嵌排列，即前后方向上或左右方向上的相邻两个灌装杯成上下颠倒放置。为实现这种包装方式，则需要将同一列的灌装杯进行变距，使相邻两个灌装杯的位置错开，但是目前这种互嵌排列只能由工人进行手工叠放，生产效率较低，增加了生产成本。

技术实现要素：

本发明所要解决的问题是提供一种杯子互嵌排列装置，这种杯子互嵌排列装置将前后方向上或左右方向上的相邻两个灌装杯成上下颠倒放置，减小灌装杯组的体积，并且提高灌装杯组的平衡性和稳定性。采用的技术方案如下：

一种杯子互嵌排列装置，包括机架，其特征在于：还包括过渡输送机构、成品输送机构、翻转机构、第一变距机构和第二变距机构；过渡输送机构、成品输送机构、翻转机构、第一变距机构和第二变距机构均安装在所述机架上；第一变距机构和第二变距机构一前一后设置在过渡输送机构的上方，并且处于过渡输送机构与成品输送机构之间；翻转机构处于第一变距机构和过渡输送机构之间；第一变距机构和第二变距机构均包括变距机械手和机械手驱动机构，机械手驱动机构安装在所述机架上，变距机械手安装在机械手驱动机构的动力输出端上。

上述过渡输送机构是指用于输送完成灌装、封口、清洗、干燥等一系列工序的灌装杯输送机构，通常为装有多个灌装杯的吊篮和输送带组成。

上述机械手驱动机构用于操纵变距机械手将灌装杯从过渡输送机构送至成品输送机构。

上述变距机械手能够使同一列灌装杯进行距离变动，使原先处于同一列的相邻两个灌装杯相互错开。

工作原理：两列灌装杯杯口向上沿过渡输送机构输送，到达翻转机构处时，翻转机构将第一列灌装杯进行翻转，使第一列灌装杯杯口向下送入第一变距机构，第二列灌装杯照常输送；然后第一变距机构的机械手驱动机构操纵变距机械手将第一列灌装杯从过渡输送机构送至成品输送机构，并且确保原先的第一列灌装杯到达成品输送机构时呈两列相互之间错开并且杯口向下的摆放方式；当第二列灌装杯到达第二变距机构下方时，第二变距机构的机械手驱动机构同样操纵变距机械手将第二列灌装杯从过渡输送机构送至成品输送机构，并且呈两列相互之间错开并且杯口向上的放置到原第一列灌装杯经变距形成的空位中，从而使两列灌装杯从原先均杯口向上变成前后方向上或左右方向上的相邻两个灌装杯均为上下颠倒的摆放方式，即互嵌排列方式。

作为本发明的优选方案，所述翻转机构包括翻转升降导轨、翻转升降驱动装置、翻转升降座、翻转驱动装置、翻转轴和多个翻转杯模；翻转升降导轨和翻转升降驱动装置均安装在所述机架上，翻转升降座安装在翻转升降驱动装置的动力输出端上，并且可沿翻转升降导轨移动；翻转驱动装置和翻转轴均安装在翻转升降座上，并且翻转轴与翻转驱动装置的动力输出端相连接；多个翻转杯模均匀设置在翻转轴上，翻转杯模内均设有吸头。

上述翻转升降驱动装置一般采用升降气缸，上述翻转驱动装置一般采用翻转电机。

作为本发明的优选方案，所述机械手驱动机构包括变距平移导轨、变距平移驱动装置、变距平移座、变距升降导轨和变距升降驱动装置；变距平移导轨和变距平移驱动装置均安装在所述机架上，变距平移导轨的起始端与过渡升降机构相对应，变距平移导轨的末端与成品输送机构相对应，变距平移座安装在变距平移驱动装置的动力输出端上并且可沿变距平移导轨移动；变距升降导轨和变距升降驱动装置均安装在变距平移座上，所述变距机械手安装在变距升降驱动装置的动力输出端上并且可沿变距升降导轨移动。机械手驱动机构使变距机械手具备平移和升降两种位移方式，而设置变距平移导轨和变距升降导轨，确保变距机械手在移动灌装杯组的并进行变距的过程中更加平稳。

上述变距升降驱动装置一般采用升降气缸。

上述变距平移驱动装置一般采用电机、同步轮、同步带相配合。

作为本发明的优选方案，所述变距机械手包括长条形支座、变距驱动装置、多个固定吸附装置、多个变距吸附装置；各个固定吸附装置、各个变距吸附装置沿长条形支座的长度方向设置在长条形支座上，并且每个固定吸附装置的左侧或右侧设有一个变距吸附装置；各个固定吸附装置固定安装在长条形支座上，变距驱动装置设置在长条形支座的外面，各个变距吸附装置均与变距驱动装置的动力输出端相连接。机械手将一列灌装杯吸附住，并通过变距驱动装置使吸附在变距吸附装置上的灌装杯变距，根据包装需求使变距吸附装置上的灌装杯与固定吸附装置上的灌装杯相互错开，使原先一整列的灌装杯形成两列。并且每一列的灌装杯都存在一定间隔，便于进行灌装杯之间的互嵌排列工作。

作为本发明进一步的优选方案，所述固定吸附装置包括第一吸头，第一吸头设置在长条形支座的左侧；所述变距吸附装置包括变距滑块、第二吸头和设置在长条形支座上的条形导孔，条形导孔自长条形支座的左侧向右侧延伸，变距滑块处于相应的条形导孔中并与所述变距驱动装置的动力输出端相连接，第二吸头设置在变距滑块的下表面。各个第一吸头、第二吸头吸附住相应的灌装杯，然后变距驱动装置驱动变距滑块，使各个第二吸头沿相对应的条形导孔移动，使各个被第二吸头吸附住的灌装杯从长条形支座的左侧移动到右侧，从而使各个第一吸头、第二吸头所吸附的灌装杯相互错开。

作为本发明更进一步的优选方案，所述固定吸附装置还包括第一杯模，所述变距吸附装置还包括第二杯模；第一杯模套接在所述第一吸头的外面，第二杯模套接在所述第二吸头的外面。采用第一杯模、第二杯模套住需吸附住的灌装杯，使灌装杯在进行变距时更加稳定，不易发生掉落。

上述第一变距机构的变距机械手的各个杯模均与翻转机构的各个杯模一一对应。

作为本发明更进一步的优选方案，所述每个固定吸附装置的左侧和右侧均设有一个所述变距吸附装置；各个所述变距吸附装置的条形导孔均逐渐朝向相邻固定吸附装置的右侧相应位置。每个固定吸附装置的左侧和右侧均设有一个所述变距吸附装置，当进行灌装杯的变距时，第二吸头吸附的灌装杯在移动变距的时候向相邻第一吸头吸附的灌装杯右侧靠近，一方面便于灌装杯形成三行一组的分组包装，另一方便使得后续在进行灌装杯的互嵌排列工序时灌装杯的排列更加紧凑，便于灌装杯最终成品的封包。

为了将两列杯口向上的灌装杯形成两列三行并且互嵌排列的灌装杯组，上述第一变距机构的变距机械手和第二变距机构的变距机械手采用沿过渡输送机构的输送方向呈相反安装的方式，即第一变距机构变距机械手的各个第一吸头设置在长条形支座的左侧、各个第二吸头随变距滑块自长条形支座左侧移动到靠近相邻第一吸头右侧的位置，第二变距机构变距机械手的各个第一吸头设置在长条形支座的右侧、各个第二吸头随变距滑块自长条形支座右侧移动到靠近相邻第一吸头左侧的位置。

作为本发明更进一步的优选方案，还包括导向推杆；导向推杆与所述变距驱动装置的动力输出端相连接；各个变距滑块安装在导向推杆上并且能够沿导向推杆移动。设置导向推杆，只需推动导向推杆，各个变距滑块在导向推杆和条形导孔的共同导向下即可实现同时对所有第二杯套进行移动变距。

作为本发明再更进一步的优选方案，所述变距驱动装置包括第一气缸和第二气缸；第一气缸与第二气缸均处于所述导向推杆的同一侧，并且第一气缸的活塞杆与所述导向推杆的左半部相连接、第二气缸的活塞杆与所述导向推杆的右半部相连接。采用两个气缸同时推动导向推杆，并且两个气缸的活塞杆分别连接在导向推杆的左半部和右半部，使导向推杆各处受力均匀，更加容易的推动所有变距滑块。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

本发明杯子互嵌排列装置设置了两个变距机构对两列杯口向上的灌装杯进行变距，其中第一列灌装杯经翻转机构翻转成杯口向下后送入第一变距机构进行变距，第二列灌装杯保持杯口向上由第二变距机构进行变距；第一变距机构将第一列灌装杯送至成品输送机构时形成呈两列相互之间错开并且杯口向下的摆放方式，而第二变距机构将第二列灌装杯送至成品输送机构时呈两列相互之间错开并且杯口向上的状态并放置到原第一列灌装杯经变距而形成的空位中，从而使前后方向上或左右方向上的相邻两个灌装杯成上下颠倒互嵌排列的放置方式；这种杯子互嵌排列装置一方面能够减小灌装杯组的体积，另一方面杯口向上的灌装杯受到周围杯口向下的灌装杯的杯底支撑，使整个灌装杯组具有更好的平衡性和稳定性。

附图说明

图1为本发明优选实施方式的主视图；

图2为图1中变距机械手502的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和本发明的优选实施方式做进一步的说明。

如图1所示，一种杯子互嵌排列装置，包括机架1、过渡输送机构2、成品输送机构3、翻转机构4、第一变距机构5和第二变距机构（图中未标示）；过渡输送机构2、成品输送机构3、翻转机构4、第一变距机构5和第二变距机构均安装在机架1上；第一变距机构5和第二变距机构一前一后设置在过渡输送机构2的上方，并且处于过渡输送机构2与成品输送机构3之间，第一变距机构5和第二变距机构均包括机械手驱动机构501和变距机械手502；

上述过渡输送机构2用于输送完成灌装、封口、清洗、干燥等一系列工序的灌装杯输送机构，通常为装有多个灌装杯的吊篮和输送带组成；

上述成品输送机构3为输送带；

如图1所示，机械手驱动机构501包括变距平移导轨5011、变距平移驱动装置5012、变距平移座5013、变距升降导轨5014和变距升降驱动装置5015；变距平移导轨5011和变距平移驱动装置5012均安装在机架1上，变距平移导轨5011的起始端与过渡升降机构2相对应，变距平移导轨5011的末端与成品输送机构3相对应，变距平移座5013安装在变距平移驱动装置5012的动力输出端上并且可沿变距平移导轨5011移动；变距升降导轨5014和变距升降驱动装置5015均安装在变距平移座5013上，变距机械手502安装在变距升降驱动装置5015的动力输出端上并且可沿变距升降导轨5014移动；

上述变距平移驱动装置5012采用电机、同步轮、同步带相配合；

上述变距升降驱动装置5015采用升降气缸；

如图2所示，变距机械手502包括长条形支座5021、变距驱动装置5022、多个固定吸附装置5023、多个变距吸附装置5024和导向推杆5025；各个固定吸附装置5023、各个变距吸附装置5024沿长条形支座5021的长度方向设置在长条形支座5021上，每个固定吸附装置5023的左侧和右侧均设有一个变距吸附装置5024；固定吸附装置5023包括第一吸头50231和第一杯模50232，第一吸头50231固定设置在长条形支座5021的左侧，第一杯模50232套接在第一吸头50231的外面；变距吸附装置5024包括变距滑块50241、第二吸头50242、第二杯模50243和设置在长条形支座5021上的条形导孔50244，条形导孔50244自长条形支座5021的左侧逐渐朝向相邻第一吸头50231右侧的相应位置延伸，变距滑块50241安装在导向推杆5025上并且能够沿导向推杆5025移动，而且变距滑块50241还处于相应的条形导孔50244中，第二吸头50242设置在变距滑块50241的下表面；变距驱动装置5022包括第一气缸50221和第二气缸50222；第一气缸50221与第二气缸50222设置在长条形制作5021的外面并均处于导向推杆5025的同一侧，第一气缸50221的活塞杆与导向推杆5025的左半部相连接，第二气缸50222的活塞杆与导向推杆5025的右半部相连接；

如图1所示，翻转机构4处于第一变距机构5和过渡输送机构2之间；翻转机构4包括翻转升降导轨401、翻转升降驱动装置402、翻转升降座403、翻转驱动装置（图中未标示）、翻转轴404和多个翻转杯模405；翻转升降导轨401和翻转升降驱动装置402均安装在所述机架上，翻转升降驱动装置402采用升降气缸，翻转升降座403安装在翻转升降气缸402的动力输出端上并且可沿翻转升降导轨401移动；翻转驱动装置采用翻转电机，翻转电机和翻转轴404均安装在翻转升降座403上，并且翻转轴404与翻转电机的动力输出端相连接；多个翻转杯模405均匀设置在翻转轴404上，翻转杯模405内均设有吸头（图中未标示），各个翻转杯模405均与第一变距机构的变距机械手的各个第一杯模50232、各个第二杯模50243一一对应。

下面结合附图和本发明的优选实施方式对本发明杯子互嵌排列装置将两列杯口向上的灌装杯排列成两列三行互嵌放置的工作过程做进一步的说明。

两列灌装杯杯口向上沿过渡输送机构2输送，到达翻转机构4处时，翻转机构4的翻转升降气缸402驱动翻转升降座403下降，带有吸头的各个翻转杯模405吸起，然后翻转电机驱动翻转轴404翻转，将第一列灌装杯进行翻转，翻转升降气缸402驱动翻转升降座403上升，使第一列灌装杯杯口向下送入第一变距机构5的变距机械手502上的各个第一杯模50232和各个第二杯模50243；而第二列灌装杯照常输送；

原第一列灌装杯由各个第一吸头50231和第二吸头50242分别吸附在第一杯模50232和第二杯模50243中，使得各个第一杯模50232的左右两侧均有一个第二杯模50243，并且所有的第一杯模50232和第二杯模50243此时均处在长条形支座5021的左侧；然后同时驱动第一气缸50221和第二气缸50222，使导向推杆5025从长条形支座5021的左侧移动到右侧；各个第二杯模50243通过相对应的第二吸头50242固定在相对应的变距滑块50241的下表面，在导向推杆5025和各个挑衅导孔50244的共同导向下，各个变距滑块50241由长条形支座5021的左侧向相邻相对应的第一吸头50231的右侧相应位置移动，使得各个第二杯模50243向相邻的第一杯模50232右侧靠近，从而使各个第一杯模50232和各个第二杯模50243相互错开，原先处在长条形支座5021左侧的所有灌装杯形成两列，并且每一列的灌装杯都存在一定间隔用于放置经第二变距机构变距的原第二列灌装杯；

由于要求最终排列成两列三行的互嵌放置方式，第二变距机构的变距机械手采用沿过渡输送机构的输送方向呈相反安装的方式，即第一变距机构变距机械手的各个第一吸头设置在长条形支座的左侧、各个第二吸头随变距滑块自长条形支座左侧移动到靠近相邻第一吸头右侧的位置，而第二变距机构变距机械手的各个第一吸头设置在长条形支座的右侧、各个第二吸头随变距滑块自长条形支座右侧移动到靠近相邻第一吸头左侧的位置；当原第二列灌装杯到达第二变距机构处时，第二变距机构的机械手驱动机构同样采用上述方法将第二列灌装杯从过渡输送机构送至成品输送机构，并且呈两列相互之间错开并且杯口向上的放置到原第一列灌装杯经变距形成的空位中，从而使两列灌装杯从原先均杯口向上变成前后方向上或左右方向上的相邻两个灌装杯均为上下颠倒的摆放方式，即互嵌排列方式，使得一方面能够减小灌装杯组的体积，另一方面杯口向上的灌装杯受到周围杯口向下的灌装杯的杯底支撑，使整个灌装杯组具有更好的平衡性和稳定性。

另外，由于各个第一杯模50232、第二杯模50243套住需吸附住的灌装杯，使灌装杯在进行变距时更加稳定，不易发生掉落；采用两个气缸50221、50222分别从导向推杆5025的左半部和右半部同时推动导向推杆5025，使导向推杆5025各处受力均匀，更加容易的推动各个变距滑块50241，实现在导向推杆5025和条形导孔50244的共同导向下即可实现同时对所有第二杯套50243进行移动变距。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。