一种球头瓶盖自动化上盖设备的制作方法

本实用新型涉及一种用于瓶盖装配相关的机械装置，具体的说是一种球头瓶盖自动化上盖设备。

背景技术：

通常来说，现今人们所使用的大部分瓶盖都有螺纹，但由于螺纹较小、分布较密，使得瓶盖在与瓶子之间存在着较大的静摩擦力，特别是在人手上出汗或是有油渍的时候，这种常规瓶盖往往很难被打开，因此，人们发明了各式各样的异形瓶盖来替代传统的螺纹瓶盖，以方便进行使用。

球头瓶盖属于异形瓶盖的一种，目前国内各行业异形瓶盖的上盖基本采用人工作业，自动化程度低，与不同设备的兼容性差，生产的效率低，并会耗费大量的生产成本。同时人的不确定因素较多，可控性差，所以亟需进行自动化改造升级。

技术实现要素：

鉴于目前球头瓶盖上盖作业过程中存在的耗费大量人力、自动化程度低的问题，本实用新型的目的是：提供一种高效、稳定的球头瓶盖自动化上盖设备，即一种球头瓶盖自动化上盖设备。

本实用新型所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种球头瓶盖自动化上盖设备，由机架、D2高速并联机器人、瓶输送线、摆动式分道机构、瓶定位装置、球头瓶盖理料设备、瓶盖引导装置、末端执行器所构成；瓶输送线与球头瓶盖理料设备呈左右垂直排布，瓶输送线与球头瓶盖理料设备的结合部分交错于机架的正下部，摆动式分道机构安装于瓶输送线的上方；机架的中部安装有横纵肋板，所述瓶盖引导装置、瓶定位装置均安装于横纵肋板上，所述D2高速并联机器人安装于机架的上部，所述末端执行器安装在D2高速并联机器人的下端。

所述机架包括机架主体，所述机架主体下端设有可调节地脚，所述机架主体上部安装有机器人安装法兰。

所述D2高速并联机器人包括静平台、主动臂、从动臂、动平台以及驱动器。所述静平台固装在机器人安装法兰下端，所述驱动器安装在静平台上，驱动器有两个，每个驱动器均由电机和减速器所构成。驱动器与主动臂相连，主动臂与从动臂相连，主动臂有两个，从动臂也有两个，主动臂与驱动器对应相连，从动臂与主动臂对应相连。从动臂下端与动平台相连。D2高速并联机器人的工作范围应满足实际工作需求。

所述末端执行器包含连接法兰、气动手指安装板、气动手指和球盖专用夹爪，连接法兰上部与动平台相连，连接法兰下端与气动手指安装板相连，气动手指以沿气动手指安装板长度排布的方式固装在气动手指安装板的下端，每个气动手指均与两个对应的球盖专用夹爪相连。末端执行器用于抓取经过球头瓶盖理料设备整理定位的球头瓶盖，并放置于瓶盖引导装置内。

所述瓶输送线包括主线以及分别对应位于主线左右两侧的两条副线。主线、副线均是由可自驱的输送带构成。主线、副线均位于末端执行器的工作范围内。

所述摆动式分道机构包含摆动气缸、摆动挡板和分流限位板，分流限位板的中部为两组，两组分流限位板分别固装于两条副线的正上方，所述摆动挡板以铰接方式安装在分流限位板的中部与分流限位板后部之间，摆动挡板中部与摆动气缸相连。摆动挡板通过摆动气缸驱动进行摆动，可通过计数器配合使瓶子由中间主线均匀的分流至两条副线。

所述横纵肋板与机架主体相固连，所述瓶盖引导装置是由两排对应位于两条副线上方的瓶盖引导单元所构成，所述瓶定位装置是由两排对应位于两个副线上方的瓶定位单元所构成，瓶盖引导单元与瓶定位单元在竖直方向上呈上下对应分布。其中，瓶盖引导单元位于瓶定位单元的正上方。瓶定位装置用于对经过上述摆动式分道机构分流的瓶子进行定位。

每个瓶定位单元均是由定位气缸、定位夹爪和固定定位挡板所构成，所述定位气缸、固定定位挡板均固装在横纵肋板的下端，所述定位夹爪与定位夹爪相连。

每个瓶盖引导单元包含引导气缸和瓶盖引导槽，瓶盖引导槽有两个，引导气缸与两个瓶盖引导槽中的一个瓶盖引导槽均固装在横纵肋板上，两个瓶盖引导槽中的另一个瓶盖引导槽连接有方板，所述方板与引导气缸相连。

所述球头瓶盖理料设备自右向左依次由提升机、分道部分、姿态调整部分、剔除部分以及瓶盖定位装置所构成，所述提升机包括料仓和皮带提升装置；所述分道部分与皮带提升装置相连；所述瓶盖定位装置包括侧拉气缸和瓶盖定位槽；所述瓶盖定位槽位于剔除部分的左侧下方。

所述皮带提升装置由安装支架、提升挡板、皮带、驱动滚筒、从动滚筒和驱动电机组成，驱动电机的输出轴和驱动滚筒线连接；驱动滚筒、从动滚筒二者与皮带通过摩擦力连接，提升挡板均布固定于皮带表面。通过驱动电机带动驱动滚筒为皮带提供动力，从动滚筒用来为皮带提供涨紧力，皮带运动带动均布在皮带上的提升挡板运动，从而带动物料从料仓运动至分道部分。

所述分道部分由不锈钢板折弯成连续的V字形导料槽。瓶盖由提升机输入分道部分时，V字形导料槽的斜坡使之相对均匀的进入对应的导料槽内，从而达到分道的效果。

所述姿态调整部分由两条相互平行的钢丝构成。使球头瓶盖的球头刚好可以挂在两条钢丝之间而不至于掉落，同时两条钢丝的间距大于球头瓶盖口部圆柱的直径，使球头瓶盖的圆柱部分可以通过两条钢丝的间隙下落，从而达到对球头瓶盖姿态调整的效果。

所述剔除部分为C型结构框架，C型结构框架下方和前侧面上均设有开口。剔除部分由于球头瓶盖的圆柱部分有两个小突起，使圆柱的最大外径和球头直径相近，导致部分姿态不合适的球头瓶盖在进入姿态调整部分时无法完成姿态的调整，以平躺的方式进行输送，在剔除部分的C型结构框架的下方和前侧面均设有开口，是平躺姿态的球头瓶盖可以从侧面滚落，而保持竖直状态的球头瓶盖这由于C型结构框架的阻挡无法掉落，从而通过剔除部分进入瓶盖定位，如此达到剔除的效果。

料仓用于存储球头瓶盖，使用时，球头瓶盖经皮带提升装置的输送和整理，通过对挑杆的传动，使得每排挑杆能够自动带动多个球头瓶盖以球头向上的姿态出料，当每排挑杆将一批球头瓶盖输送至分道部分上时，通过垫板的V字形形状作用，能够让该批球头瓶盖自动逐一分道，进一步的，姿态调整部分对球头瓶盖进行扶正，未成功扶正的球头瓶盖会被剔除部分剔除，进过扶正剔除后的球头瓶盖进入瓶盖定位装置，侧拉气缸驱动瓶盖定位槽对球头瓶盖进行侧拉，完成球头瓶盖的定位。

一种球头瓶盖自动化上盖设备的使用方法，依次包括以下几个步骤：

S1：球头瓶盖经由提升机的输送进入分道部分进行整理分道，然后进入姿态调整部分，姿态调整部分对球头瓶盖进行扶正，将球头瓶盖以球头朝上的姿态进行输送，未成功扶正的球头瓶盖会被剔除部分剔除。经过剔除的球头瓶盖进入瓶盖定位装置完成球头瓶盖的二次定位。

S2：摆动式分道机构通过摆动气缸驱动摆动挡板的来回运动实现对瓶的分流。通过对通过摆动式分道机构的瓶进行计数，以实现每通过四个瓶进行一次换向。经过摆动式分道机构的分流之后，瓶在定位和进行瓶盖放置作业的时候不会阻挡到该瓶后方的瓶的运动，同时后方的瓶进入相邻一侧的瓶定位装置中等待放置球头瓶盖。

S3：经过摆动式分道机构的分流，瓶被输送至相应的瓶定位装置处，瓶定位装置通过定位气缸驱动定位夹爪配合固定定位挡板对瓶进行定位，等待D2高速并联机器人进行瓶盖的抓取、放置作业。相对于在运动中放置瓶盖，在瓶定位静止之后进行放置瓶盖，瓶的抖动较小，放置瓶盖的成功率会增加。瓶的相对位置固定，可一次性进行多个瓶盖的放置，工作效率会相应提高。

S4：末端执行器作为机器人直接执行各种操作和任务的器件。使用在气动手指上安装特制的球盖专用夹爪来抓取经过二次定位的球头瓶盖，然后将球头瓶盖放置于瓶盖引导装置内，进而完成上盖工序。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型不仅能够将球头瓶盖进行自动定位整理，而且还能够快速将大量的瓶进行分开输送至自动定位，并在及基础上实现多个瓶盖的放置，完成装配，本实用新型不仅能够提高放置瓶盖的成功率以及上盖的工作效率，而且瓶盖自动化上盖方式设计合理，精度高，并能够每次通过机器人实现批量的上盖工作，节省人工成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型的总体布局图；

图2为机架的结构图；

图3为D2高速并联机器人的结构图；

图4为末端执行器的结构图；

图5为末端执行器的结构图；

图6为摆动式分道机构的结构图；

图7为瓶定位装置的结构图；

图8为瓶盖引导装置的结构图；

图9为球头瓶盖理料设备的结构图；

图10为球头瓶盖的结构图；

图11为提升机的结构图；

图12为瓶盖定位装置的结构图。

图中：1、机架；2、D2高速并联机器人；3、瓶输送线；4、摆动式分道机构；5、瓶定位装置；6、球头瓶盖理料设备；7、瓶盖引导装置；8、末端执行器；9、机架主体；10、可调节地脚；11、机器人安装法兰；12、电机和减速机；13、静平台；14、主动臂；15、从动臂；16、动平台；17、连接法兰；18、气动手指安装板；19、气动手指；20、球盖专用夹爪；21、主线；22、副线；23、摆动气缸；24、摆动挡板；25、定位夹爪；26、定位气缸；27、固定定位挡板；28、引导气缸；29、瓶盖引导槽；30、提升机；31、分道部分；32、姿态调整部分；33、剔除部分；34、瓶盖定位装置；35、球头瓶盖；36、分流限位板；37、横纵肋板；301、料仓；302、皮带提升装置；341、侧拉气缸；342、瓶盖定位槽。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本实用新型进一步阐述。

如图1至图12所示，一种球头瓶盖自动化上盖设备，由机架1、D2高速并联机器人2、瓶输送线3、摆动式分道机构4、瓶定位装置5、球头瓶盖理料设备6、瓶盖引导装置7、末端执行器8所构成；瓶输送线3与球头瓶盖理料设备6呈左右垂直排布，瓶输送线3与球头瓶盖理料设备6的结合部分交错于机架1的正下部，摆动式分道机构4安装于瓶输送线3的上方；机架1的中部安装有横纵肋板37，所述瓶盖引导装置7、瓶定位装置5均安装于横纵肋板37上，所述D2高速并联机器人2安装于机架1的上部，所述末端执行器8安装在D2高速并联机器人2的下端。

所述机架1包括机架主体9，所述机架主体9下端设有可调节地脚10，所述机架主体9上部安装有机器人安装法兰11。

所述D2高速并联机器人2包括静平台13、主动臂14、从动臂15、动平台16以及驱动器12。所述静平台13固装在机器人安装法兰11下端，所述驱动器12安装在静平台13上，驱动器12有两个，每个驱动器12均由电机和减速器所构成。驱动器12与主动臂14相连，主动臂14与从动臂15相连，主动臂14有两个，从动臂15也有两个，主动臂14与驱动器12对应相连，从动臂15与主动臂14对应相连。从动臂15下端与动平台16相连。D2高速并联机器人2的工作范围应满足实际工作需求。

所述末端执行器8包含连接法兰17、气动手指安装板18、气动手指19和球盖专用夹爪20，连接法兰17上部与动平台16相连，连接法兰17下端与气动手指安装板18相连，气动手指19以沿气动手指安装板18长度排布的方式固装在气动手指安装板18的下端，每个气动手指19均与两个对应的球盖专用夹爪20相连。末端执行器8用于抓取经过球头瓶盖理料设备6整理定位的球头瓶盖，并放置于瓶盖引导装置7内。

所述瓶输送线3包括主线21以及分别对应位于主线21左右两侧的两条副线22。主线21、副线22均是由可自驱的输送带构成。主线21、副线22均位于末端执行器8的工作范围内。

所述摆动式分道机构4包含摆动气缸23、摆动挡板24和分流限位板36，分流限位板36的中部为两组，两组分流限位板36分别固装于两条副线22的正上方，所述摆动挡板24以铰接方式安装在分流限位板36的中部与分流限位板36后部之间，摆动挡板24中部与摆动气缸23相连。摆动挡板24通过摆动气缸23驱动进行摆动，可通过计数器配合使瓶子由中间主线21均匀的分流至两条副线22。

所述横纵肋板37与机架主体9相固连，所述瓶盖引导装置7是由两排对应位于两条副线22上方的瓶盖引导单元所构成，所述瓶定位装置5是由两排对应位于两个副线22上方的瓶定位单元所构成，瓶盖引导单元与瓶定位单元在竖直方向上呈上下对应分布。其中，瓶盖引导单元位于瓶定位单元的正上方。瓶定位装置5用于对经过上述摆动式分道机构分流的瓶子进行定位。

每个瓶定位单元均是由定位气缸26、定位夹爪25和固定定位挡板27所构成，所述定位气缸26、固定定位挡板27均固装在横纵肋板37的下端，所述定位夹爪25与定位夹爪25相连。

每个瓶盖引导单元包含引导气缸28和瓶盖引导槽29，瓶盖引导槽29有两个，引导气缸28与两个瓶盖引导槽29中的一个瓶盖引导槽29均固装在横纵肋板37上，两个瓶盖引导槽29中的另一个瓶盖引导槽29连接有方板，所述方板与引导气缸28相连。

所述球头瓶盖理料设备6自右向左依次由提升机30、分道部分31、姿态调整部分32、剔除部分33以及瓶盖定位装置34所构成，所述提升机30包括料仓301和皮带提升装置302；所述分道部分31与皮带提升装置302相连；所述瓶盖定位装置34包括侧拉气缸341和瓶盖定位槽342；所述瓶盖定位槽342位于剔除部分33的左侧下方。

所述皮带提升装置302由安装支架、提升挡板、皮带、驱动滚筒、从动滚筒和驱动电机组成，驱动电机的输出轴和驱动滚筒线连接；驱动滚筒、从动滚筒二者与皮带通过摩擦力连接，提升挡板均布固定于皮带表面。通过驱动电机带动驱动滚筒为皮带提供动力，从动滚筒用来为皮带提供涨紧力，皮带运动带动均布在皮带上的提升挡板运动，从而带动物料从料仓运动至分道部分。

所述分道部分31由不锈钢板折弯成连续的V字形导料槽。瓶盖由提升机输入分道部分时，V字形导料槽的斜坡使之相对均匀的进入对应的导料槽内，从而达到分道的效果。

所述姿态调整部分32由两条相互平行的钢丝构成。使球头瓶盖的球头刚好可以挂在两条钢丝之间而不至于掉落，同时两条钢丝的间距大于球头瓶盖口部圆柱的直径，使球头瓶盖的圆柱部分可以通过两条钢丝的间隙下落，从而达到对球头瓶盖姿态调整的效果。

所述剔除部分33为C型结构框架，C型结构框架下方和前侧面上均设有开口。剔除部分33由于球头瓶盖的圆柱部分有两个小突起，使圆柱的最大外径和球头直径相近，导致部分姿态不合适的球头瓶盖在进入姿态调整部分时无法完成姿态的调整，以平躺的方式进行输送，在剔除部分的C型结构框架的下方和前侧面均设有开口，是平躺姿态的球头瓶盖可以从侧面滚落，而保持竖直状态的球头瓶盖这由于C型结构框架的阻挡无法掉落，从而通过剔除部分进入瓶盖定位，如此达到剔除的效果。

料仓301用于存储球头瓶盖35，使用时，球头瓶盖35经皮带提升装置302的输送和整理，通过对挑杆的传动，使得每排挑杆能够自动带动多个球头瓶盖35以球头向上的姿态出料，当每排挑杆将一批球头瓶盖35输送至分道部分31上时，通过垫板的V字形形状作用，能够让该批球头瓶盖35自动逐一分道，进一步的，姿态调整部分32对球头瓶盖35进行扶正，未成功扶正的球头瓶盖35会被剔除部分33剔除，进过扶正剔除后的球头瓶盖35进入瓶盖定位装置34，侧拉气缸341驱动瓶盖定位槽342对球头瓶盖35进行侧拉，完成球头瓶盖35的定位。

一种球头瓶盖自动化上盖设备的使用方法，依次包括以下几个步骤：

S1：球头瓶盖35经由提升机30的输送进入分道部分31进行整理分道，然后进入姿态调整部分32，姿态调整部分32对球头瓶盖35进行扶正，将球头瓶盖35以球头朝上的姿态进行输送，未成功扶正的球头瓶盖35会被剔除部分33剔除。经过剔除的球头瓶盖35进入瓶盖定位装置34完成球头瓶盖35的二次定位。

S2：摆动式分道机构4通过摆动气缸23驱动摆动挡板24的来回运动实现对瓶的分流。通过对通过摆动式分道机构4的瓶进行计数，以实现每通过四个瓶进行一次换向。经过摆动式分道机构4的分流之后，瓶在定位和进行瓶盖放置作业的时候不会阻挡到该瓶后方的瓶的运动，同时后方的瓶进入相邻一侧的瓶定位装置5中等待放置球头瓶盖35。

S3：经过摆动式分道机构4的分流，瓶被输送至相应的瓶定位装置5处，瓶定位装置5通过定位气缸26驱动定位夹爪25配合固定定位挡板27对瓶进行定位，等待D2高速并联机器人2进行瓶盖的抓取、放置作业。相对于在运动中放置瓶盖，在瓶定位静止之后进行放置瓶盖，瓶的抖动较小，放置瓶盖的成功率会增加。瓶的相对位置固定，可一次性进行多个瓶盖的放置，工作效率会相应提高。

S4：末端执行器8作为机器人直接执行各种操作和任务的器件。使用在气动手指19上安装特制的球盖专用夹爪20来抓取经过二次定位的球头瓶盖35，然后将球头瓶盖35放置于瓶盖引导装置7内，进而完成上盖工序。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。