油墨全自动灌装流水线的制作方法

本实用新型涉及一种自动化包装机械流水线，尤其是一种自动化油墨灌装流水线，属于油墨灌装线技术领域。

背景技术：

液体灌装机械大量应用于食品、化工等轻工行业中，随着工业现代化的发展和社会需求的扩大，自动化的包装机械正向着快速、智能、集成、高效的方向发展。油墨是有颜色、具有一定流动度的浆状胶粘体，其黏度变化规律复杂，易受外界环境温度影响，易起泡，计量灌装难度大。传统油墨灌装机械性能比较单一、自动化程度低、通用性差、灌装速度调整不方便，而且难以适应油墨品种及灌装规格的变化等问题，而且灌装计量通过人工开关阀门进行控制，很难保证灌装的精度。而且在整个灌装过程中需要人工进行分桶、上桶、压盖、贴标和码垛等工作，浪费了人力资源，增加了生产成本，为了提高生产效率和降低工人的劳动强度，以自动化的灌装流水线代替现有的生产工人，实现无人化的自动灌装包装生产是必然的发展趋势。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种工作效率高，灌装精确，并能够代替现有的生产工人，实现无人化的油墨全自动灌装流水线，该流水线自动化程度高、结构紧凑、制造难度低、实用性强，具有良好的使用效率；操作人员只需要辅助上料及可，其它工作都由设备在线完成，真正做到节能环保、减少人力、提高产能的功效。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种油墨全自动灌装流水线，实现不同颜色油墨的自动灌装，由自动上桶装置、自动分桶装置、自动灌装装置、自动步进线体、自动盖膜装置、自动上盖及压盖装置、自动旋盖装置、自动贴标机、标签识别装置，自动码垛系统、控制系统和气动系统组成，所述自动上桶装置后面置有自动分桶装置，自动上桶装置通过电动滚筒和升降气缸将整摞桶输送至自动分桶装置，自动分桶装置通过自动步进线体连接自动灌装装置，自动分桶装置通过分桶气缸将一整摞的塑料桶沿垂直方向逐个自动分离并依次输送到在步进线体；自动步进线体将油墨桶送到灌装工位上的自动灌装装置处，由自动灌装装置自动灌装定量油墨入油墨桶，自动灌装装置通过自动步进线体连接自动盖膜装置，自动步进线体将完成灌装的灌装桶输送到盖膜工位上的自动盖膜装置处，由自动盖膜装置通过真空吸盘吸附一张塑料薄膜并覆盖在灌装桶内油墨表面；所述自动盖膜装置通过自动步进线体连接自动上盖及压盖装置，自动步进线体将完成覆盖塑料薄膜的灌装桶输送到压盖工位上的自动上盖及压盖装置处，由自动上盖及压盖装置自动完成桶盖的抽取和盖实；自动上盖及压盖装置旁边设有旋盖贴标工位，所述的旋盖贴标工位上设置自动旋盖装置和自动贴标机，由自动旋盖装置完成旋盖和自动贴标机在灌装桶身进行贴标签。

所述的自动贴标机后面自动步进线体旁设有标签识别工位，标签识别工位后面设有码垛工位，所述标签识别工位上设置标签识别装置，所述码垛工位上所述标签识别装置采用双相机视觉检测系统，用于油墨桶外包装的标签条码和OCR字符对比检测；所述码垛工位上设置自动码垛系统，自动码垛系统包含码垛机械手，自动托盘输送机构，以及托盘存储机构，用于自动完成成品的码放。

所述控制系统与自动上桶装置、自动分桶装置、自动灌装装置、自动步进线体、自动盖膜装置、自动上盖及压盖装置、自动旋盖装置、自动贴标机、标签识别装置、自动码垛系统电气连接，所述控制系统由电控系统和信息管理系统组成，所述电控系统采用PLC 编程控制系统，通过DP总线组成通讯网络，用于实现分块管理、集中控制的功能；所述信息管理系统用于对整个灌装流程进行实时监控，以及用于自动上桶装置、自动分桶装置、自动灌装装置、自动步进线体、自动盖膜装置、自动上盖及压盖装置、自动旋盖装置、自动贴标机、标签识别装置、自动码垛系统之间实现互联互锁和数据交互，并将生产信息及时录入数据库。

所述的自动灌装装置由两段式灌装阀，灌装称重平台，平台升降机构，步进电机和行程开关组成；灌装称重平台连接平台升降机构，平台升降机构连接步进电机，灌装称重平台上方设有两段式灌装阀，两段式灌装阀上面装有双作用多位置气缸，通过双作用多位置气缸控制灌装阀口的开度，来实现灌装阀大流量快速灌装和小流量慢速灌装的两段式灌装过程，两段式灌装阀还连接油墨挤出机的液压系统的PID控制模块，通过PID控制模块控制油墨在灌装阀口处的压力。

所述自动步进线体包括步进线体机架、三组直线导轨，步进线体机架上布置不锈钢滑道、移动架以及水平布置三组直线导轨，所述的移动架上设置有滑块，所述的滑块与三组直线导轨滑动连接，所述的移动架连接水平安装在步进线体机架上的无杆气缸，由无杆气缸驱动进行往复运动，并且在所述的移动架上相应每个工位都布置有V型手臂和直挡手臂，所述的V型手臂和直挡手臂通过连杆组件相连接，连杆组件连接手臂摆动气缸，由手臂摆动气缸驱动V型手臂和直挡手臂摆动。

本实用新型的有益效果是：

1）该油墨灌装流水线自动化程度高、结构紧凑、制造难度低、操作简单。操作人员只需要辅助上料及可，其它工作都由设备在线完成，极大地提高生产效率和产品质量，显著消除灌装工序及印刷贴标等造成的误差，有效提升灌装流水线的管理水平。

2）自动油墨灌装流水线与传统油墨灌装机相比，应用PID控制技术控制灌装压力和称重平台的下降速度，同时增加了灌装的自动补料功能，有效提高了灌装精度和效率。作为整条灌装流水线的一部分，配合其他设备联机运行，大大突破了传统灌装机在生产状态监控、数据存储处理等方面的限制。

附图说明

图1为本实用新型的整机结构示意图；

图2为图1的俯视结构示意图；

图3为本实用新型的自动灌装装置的结构示意图；

图4为本实用新型的自动步进线体的结构示意图；

图中各标号和对应的名称为:

1—自动上桶装置；2—自动分桶装置；3—自动灌装装置，31—两段式灌装阀，32—灌装称重平台，33—平台升降装置，331—步进电机，332—上下定位行程开关；4—自动步进线体；41—步进线体机架，42-不锈钢滑道，43—移动架，44—无杆气缸，45—直线导轨，46—V型手臂；47—直挡手臂；48—连杆组件；49—手臂摆动气缸；5—自动盖膜装置；6—自动上盖及压盖装置，7—自动旋盖装置；8—自动贴标机；9—标签识别装置；10—自动码垛系统；11—计算机控制台。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步地描述。

如附图1和图2所示，本实用新型的油墨全自动灌装流水线，依次包括上桶工位、分桶工位、灌装工位、压膜工位、压盖工位、旋盖贴标工位、标签识别工位和机器人码垛工位，相邻两工位之间由步进输送线体4进行物料的传递和定位。所述的上桶工位设有自动上桶装置1，通过电动滚筒和升降气缸将整摞桶输送至自动分桶装置2，自动分桶装置2上的一系列分桶气缸动作将一整摞的塑料桶延垂直方向逐个自动分离并依次输送到在自动步进线体4；自动步进线体4将油墨桶送到灌装工位，自动灌装装置3进行油墨自动灌装作业，自动灌装装置3完成灌装作业后，自动步进线体4将灌装桶输送到盖膜工位；盖膜工位设有自动盖膜装置5利用真空吸盘吸附一张塑料薄膜并覆盖在灌装桶内油墨表面；压盖工位设有自动上盖及压盖装置6，自动上盖及压盖装置6自动完成桶盖的抽取和盖实；旋盖贴标工位设有自动旋盖装置7和自动贴标机8，自动旋盖装置7完成旋盖动作后，自动贴标机8在桶身进行贴标签；标签识别工位设有标签识别装置9，优选采用双相机视觉检测系统，用于油墨桶外包装的标签条码和OCR字符对比检测；码垛工位设有自动码垛系统10，自动码垛系统10包含码垛机械手，自动托盘输送机构，以及托盘存储机构，能够自动完成成品的码放。

如图2所示，灌装流水线设有自动灌装设备和控制系统，控制系统与各装置间电气连接，控制系统由电控系统和信息管理系统组成。控制系统采用PLC 编程控制系统，通过DP总线组成通讯网络，实现了分块管理、集中控制的功能。信息管理系统采用了模块化的设计方法，对整个灌装流程尤其是关键设备进行实时监控，该系统在自动状态下各单机之间可实现互联互锁和数据交互，并将生产信息及时录入数据库。终端设置计算机控制台11 ，通过计算机控制台11操作，通过扫描和输入相应参数，就能够从生产系统中下载获取灌装任务及相关信息，进行正常灌装运作；并能按时间、产品编码、产品名称、灌装状态等条件进行灌装任务查询，操作简单方便。

如附图3所示，自动灌装装置3由两段式灌装阀31，灌装称重平台32，平台升降机构33，步进电机331和行程开关332等组成。其工作原理是，当塑料空桶进入灌装工位，灌装称重平台32通过平台升降机构33迅速将空桶提升至桶底距两段式灌装阀31阀口15cm处停止，两段式灌装阀31随即开始灌装，通过双作用多位置气缸控制灌装阀口的开度，来实现灌装阀大流量快速灌装和小流量慢速灌装的两段式灌装过程。随着灌装重量增加，步进电机331驱动链轮带动灌装秤量平台32按照一定的速度下降，使桶内墨面与阀口始终保持15-17cm距离。同时通过在油墨挤出机的液压系统使用PID控制技术使油墨在灌装阀口处的压力能够尽量保持在较稳定的范围内。在灌装重量达到设置重量90~95%时，所述两段式灌装阀31的阀口第一节大流量自动关闭，阀口小流量继续灌装至设置重量100%时，阀口第二节关闭。由于不同品种油墨的密度、黏度的差别较大，在控制系统中还增加了自动补料功能，PLC控制慢加阀门按照设定的开闭周期进行补料，自动纠差控制在每次灌装过程中对提前量和补料时间进行调整，一般在完成两次灌装后就能够得到较高的灌装精度。灌装完成后，灌装称重平台32下降到初始位置，完成油墨灌装作业。

如图4所示，自动步进线体4包括步进线体机架41，步进线体机架41上布置不锈钢滑道42和移动架43，移动架43上设置有滑块，滑块和水平布置在步进线体机架41上的三组直线导轨45滑动连接，所述的移动架43由水平安装在步进线体机架41上的无杆气缸44驱动进行往复运动。并且在移动架43上相应每个工位都布置有V型手臂46和直挡手臂47， V型手臂46和直挡手臂47通过连杆组件48相连接，所有手臂的摆动都有布置在移动架43前端的手臂摆动气缸49驱动。自动步进线体4工作时，V型手臂46由手臂摆动气缸49驱动合拢，随后直挡手臂47由另一个手臂摆动气缸49驱动合拢，手臂合拢后，移动架43水平安装在步进线体机架41上的无杆气缸44驱动前进，线上所有油墨桶都由一组手臂推动在不锈钢滑道42上前进到下一工位。前进到位后，各工位光电开关反馈到位信号，直挡手臂47先打开，随后V型手臂46打开，两组手臂打开到位后，移动架43再由无杆气缸44驱动回到初始位置，如此往复运行。

本实用新型的油墨灌装流水线采用步进的方式向前运行，在自动步进线体上的各工位布置相应的自动化设备，由自动步进线体将塑料桶输送到各个工位，各工位的自动设备可以同时工作，实现油墨不间断的灌装、包装和码垛工作。所述的步进输送线体由直线运动执行元件进行驱动，输送面高度800mm，每个工位间距600mm，每个工位分别有一组手臂负责桶的输送及定位。整条灌装结构紧凑，各设备空间位置安排合理，其中所诉的自动灌装机构隐藏在步进线体内部，所述的自动上盖、压盖机构和所述的旋盖机构布置在步进线体上方，自动旋盖机构和自动贴标机构布置在同一工位，即能够有效完成灌装工作流程，又充分利用了现场空间，并预留出线体两侧的大桶上料接口，提高了整体灌装效率。

自动上桶、分桶装置布置于步进输送线体的前端，实现将整摞的塑料桶延垂直方向逐个自动分离并依次输送到在步进线体上的的工作。所诉的自动盖膜装置布置在步进线体一侧，实现自动取出单张塑料薄膜，并覆盖在已完成罐装的塑料桶内的油墨表面，使油墨表面与空气隔绝，防止油墨表面氧化结块。所述的自动压盖机位于步进线体机架上，能够自动完成塑料盖的取盖、送盖、放盖、压盖等系列的动作。所述的自动旋盖装置和自动贴标机在同一工位，旋盖与贴标的动作交叉完成。所述的自动旋盖装置能够通过布置在步进线体机架上方的由齿轮齿条式摆动气缸驱动的旋帽进行塑料盖的旋紧动作。在旋帽旋紧的同时，贴标机与辅助贴标机构配合，完成标签的打印和在塑料桶面的贴平动作。所述的标签识别装置对标签进行拍照，并与之前准确的标签信息进行比对，以判断标签有无打印质量差错或数据错误情况。

自动灌装装置包含两段式灌装阀，高精度称重平台，平台升降机构和灌装控制系统等。主要实现将油墨按设定重量灌装进入塑料桶的功能，并能够将称重信息返回主控信息系统。称重平台和升降机构隐藏于步进线体内部，两段式灌装阀通过快接接头和油墨大桶出料口相连接，通过调节阀口大小控制油墨流量以及在油墨挤出机的液压系统中增加比例减压阀和位移传感器，来调节油墨挤出机的挤压力，使油墨在灌装阀口处的压力能够尽量保持在较稳定的范围内（PID控制技术）,同时利用编码器控制升降台的下将速度。另外在控制系统中增加了自动补料功能，有效地控制了灌装过程中液料的冲击量和“飞料误差”，并能够有效减少油墨灌装过程中产生的气泡，大大提高油墨的灌装精度和产品质量。

自动码垛系统包含码垛机械手，自动托盘输送机构，以及托盘存储机构，能够自动完成步进线体左右两侧工位的托盘输送，机械手能够将塑料桶标签向外排列摆放，当托盘上排满36个塑料桶时，满跺托盘自动送出，下个托盘自动送入码垛工位。

控制系统包括电控系统和信息管理系统。包含灌装任务管理、灌装及标签管理，码跺组盘管理以及灌装设备管理。控制系统与各装置之间电性相连，可以实现设备的互联互锁和在线监控，且操作简单。