一種球頭瓶蓋自動化上蓋設備的制作方法

本實用新型涉及一種用于瓶蓋裝配相關的機械裝置，具體的說是一種球頭瓶蓋自動化上蓋設備。

背景技術：

通常來說，現今人們所使用的大部分瓶蓋都有螺紋，但由于螺紋較小、分布較密，使得瓶蓋在與瓶子之間存在著較大的靜摩擦力，特別是在人手上出汗或是有油漬的時候，這種常規瓶蓋往往很難被打開，因此，人們發明了各式各樣的異形瓶蓋來替代傳統的螺紋瓶蓋，以方便進行使用。

球頭瓶蓋屬于異形瓶蓋的一種，目前國內各行業異形瓶蓋的上蓋基本采用人工作業，自動化程度低，與不同設備的兼容性差，生產的效率低，并會耗費大量的生產成本。同時人的不確定因素較多，可控性差，所以亟需進行自動化改造升級。

技術實現要素：

鑒于目前球頭瓶蓋上蓋作業過程中存在的耗費大量人力、自動化程度低的問題，本實用新型的目的是：提供一種高效、穩定的球頭瓶蓋自動化上蓋設備，即一種球頭瓶蓋自動化上蓋設備。

本實用新型所要解決的技術問題采用以下技術方案來實現：

一種球頭瓶蓋自動化上蓋設備，由機架、D2高速并聯機器人、瓶輸送線、擺動式分道機構、瓶定位裝置、球頭瓶蓋理料設備、瓶蓋引導裝置、末端執行器所構成；瓶輸送線與球頭瓶蓋理料設備呈左右垂直排布，瓶輸送線與球頭瓶蓋理料設備的結合部分交錯于機架的正下部，擺動式分道機構安裝于瓶輸送線的上方；機架的中部安裝有橫縱肋板，所述瓶蓋引導裝置、瓶定位裝置均安裝于橫縱肋板上，所述D2高速并聯機器人安裝于機架的上部，所述末端執行器安裝在D2高速并聯機器人的下端。

所述機架包括機架主體，所述機架主體下端設有可調節地腳，所述機架主體上部安裝有機器人安裝法蘭。

所述D2高速并聯機器人包括靜平臺、主動臂、從動臂、動平臺以及驅動器。所述靜平臺固裝在機器人安裝法蘭下端，所述驅動器安裝在靜平臺上，驅動器有兩個，每個驅動器均由電機和減速器所構成。驅動器與主動臂相連，主動臂與從動臂相連，主動臂有兩個，從動臂也有兩個，主動臂與驅動器對應相連，從動臂與主動臂對應相連。從動臂下端與動平臺相連。D2高速并聯機器人的工作范圍應滿足實際工作需求。

所述末端執行器包含連接法蘭、氣動手指安裝板、氣動手指和球蓋專用夾爪，連接法蘭上部與動平臺相連，連接法蘭下端與氣動手指安裝板相連，氣動手指以沿氣動手指安裝板長度排布的方式固裝在氣動手指安裝板的下端，每個氣動手指均與兩個對應的球蓋專用夾爪相連。末端執行器用于抓取經過球頭瓶蓋理料設備整理定位的球頭瓶蓋，并放置于瓶蓋引導裝置內。

所述瓶輸送線包括主線以及分別對應位于主線左右兩側的兩條副線。主線、副線均是由可自驅的輸送帶構成。主線、副線均位于末端執行器的工作范圍內。

所述擺動式分道機構包含擺動氣缸、擺動擋板和分流限位板，分流限位板的中部為兩組，兩組分流限位板分別固裝于兩條副線的正上方，所述擺動擋板以鉸接方式安裝在分流限位板的中部與分流限位板后部之間，擺動擋板中部與擺動氣缸相連。擺動擋板通過擺動氣缸驅動進行擺動，可通過計數器配合使瓶子由中間主線均勻的分流至兩條副線。

所述橫縱肋板與機架主體相固連，所述瓶蓋引導裝置是由兩排對應位于兩條副線上方的瓶蓋引導單元所構成，所述瓶定位裝置是由兩排對應位于兩個副線上方的瓶定位單元所構成，瓶蓋引導單元與瓶定位單元在豎直方向上呈上下對應分布。其中，瓶蓋引導單元位于瓶定位單元的正上方。瓶定位裝置用于對經過上述擺動式分道機構分流的瓶子進行定位。

每個瓶定位單元均是由定位氣缸、定位夾爪和固定定位擋板所構成，所述定位氣缸、固定定位擋板均固裝在橫縱肋板的下端，所述定位夾爪與定位夾爪相連。

每個瓶蓋引導單元包含引導氣缸和瓶蓋引導槽，瓶蓋引導槽有兩個，引導氣缸與兩個瓶蓋引導槽中的一個瓶蓋引導槽均固裝在橫縱肋板上，兩個瓶蓋引導槽中的另一個瓶蓋引導槽連接有方板，所述方板與引導氣缸相連。

所述球頭瓶蓋理料設備自右向左依次由提升機、分道部分、姿態調整部分、剔除部分以及瓶蓋定位裝置所構成，所述提升機包括料倉和皮帶提升裝置；所述分道部分與皮帶提升裝置相連；所述瓶蓋定位裝置包括側拉氣缸和瓶蓋定位槽；所述瓶蓋定位槽位于剔除部分的左側下方。

所述皮帶提升裝置由安裝支架、提升擋板、皮帶、驅動滾筒、從動滾筒和驅動電機組成，驅動電機的輸出軸和驅動滾筒線連接；驅動滾筒、從動滾筒二者與皮帶通過摩擦力連接，提升擋板均布固定于皮帶表面。通過驅動電機帶動驅動滾筒為皮帶提供動力，從動滾筒用來為皮帶提供漲緊力，皮帶運動帶動均布在皮帶上的提升擋板運動，從而帶動物料從料倉運動至分道部分。

所述分道部分由不銹鋼板折彎成連續的V字形導料槽。瓶蓋由提升機輸入分道部分時，V字形導料槽的斜坡使之相對均勻的進入對應的導料槽內，從而達到分道的效果。

所述姿態調整部分由兩條相互平行的鋼絲構成。使球頭瓶蓋的球頭剛好可以掛在兩條鋼絲之間而不至于掉落，同時兩條鋼絲的間距大于球頭瓶蓋口部圓柱的直徑，使球頭瓶蓋的圓柱部分可以通過兩條鋼絲的間隙下落，從而達到對球頭瓶蓋姿態調整的效果。

所述剔除部分為C型結構框架，C型結構框架下方和前側面上均設有開口。剔除部分由于球頭瓶蓋的圓柱部分有兩個小突起，使圓柱的最大外徑和球頭直徑相近，導致部分姿態不合適的球頭瓶蓋在進入姿態調整部分時無法完成姿態的調整，以平躺的方式進行輸送，在剔除部分的C型結構框架的下方和前側面均設有開口，是平躺姿態的球頭瓶蓋可以從側面滾落，而保持豎直狀態的球頭瓶蓋這由于C型結構框架的阻擋無法掉落，從而通過剔除部分進入瓶蓋定位，如此達到剔除的效果。

料倉用于存儲球頭瓶蓋，使用時，球頭瓶蓋經皮帶提升裝置的輸送和整理，通過對挑桿的傳動，使得每排挑桿能夠自動帶動多個球頭瓶蓋以球頭向上的姿態出料，當每排挑桿將一批球頭瓶蓋輸送至分道部分上時，通過墊板的V字形形狀作用，能夠讓該批球頭瓶蓋自動逐一分道，進一步的，姿態調整部分對球頭瓶蓋進行扶正，未成功扶正的球頭瓶蓋會被剔除部分剔除，進過扶正剔除后的球頭瓶蓋進入瓶蓋定位裝置，側拉氣缸驅動瓶蓋定位槽對球頭瓶蓋進行側拉，完成球頭瓶蓋的定位。

一種球頭瓶蓋自動化上蓋設備的使用方法，依次包括以下幾個步驟：

S1：球頭瓶蓋經由提升機的輸送進入分道部分進行整理分道，然后進入姿態調整部分，姿態調整部分對球頭瓶蓋進行扶正，將球頭瓶蓋以球頭朝上的姿態進行輸送，未成功扶正的球頭瓶蓋會被剔除部分剔除。經過剔除的球頭瓶蓋進入瓶蓋定位裝置完成球頭瓶蓋的二次定位。

S2：擺動式分道機構通過擺動氣缸驅動擺動擋板的來回運動實現對瓶的分流。通過對通過擺動式分道機構的瓶進行計數，以實現每通過四個瓶進行一次換向。經過擺動式分道機構的分流之后，瓶在定位和進行瓶蓋放置作業的時候不會阻擋到該瓶后方的瓶的運動，同時后方的瓶進入相鄰一側的瓶定位裝置中等待放置球頭瓶蓋。

S3：經過擺動式分道機構的分流，瓶被輸送至相應的瓶定位裝置處，瓶定位裝置通過定位氣缸驅動定位夾爪配合固定定位擋板對瓶進行定位，等待D2高速并聯機器人進行瓶蓋的抓取、放置作業。相對于在運動中放置瓶蓋，在瓶定位靜止之后進行放置瓶蓋，瓶的抖動較小，放置瓶蓋的成功率會增加。瓶的相對位置固定，可一次性進行多個瓶蓋的放置，工作效率會相應提高。

S4：末端執行器作為機器人直接執行各種操作和任務的器件。使用在氣動手指上安裝特制的球蓋專用夾爪來抓取經過二次定位的球頭瓶蓋，然后將球頭瓶蓋放置于瓶蓋引導裝置內，進而完成上蓋工序。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型不僅能夠將球頭瓶蓋進行自動定位整理，而且還能夠快速將大量的瓶進行分開輸送至自動定位，并在及基礎上實現多個瓶蓋的放置，完成裝配，本實用新型不僅能夠提高放置瓶蓋的成功率以及上蓋的工作效率，而且瓶蓋自動化上蓋方式設計合理，精度高，并能夠每次通過機器人實現批量的上蓋工作，節省人工成本。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1為本實用新型的總體布局圖；

圖2為機架的結構圖；

圖3為D2高速并聯機器人的結構圖；

圖4為末端執行器的結構圖；

圖5為末端執行器的結構圖；

圖6為擺動式分道機構的結構圖；

圖7為瓶定位裝置的結構圖；

圖8為瓶蓋引導裝置的結構圖；

圖9為球頭瓶蓋理料設備的結構圖；

圖10為球頭瓶蓋的結構圖；

圖11為提升機的結構圖；

圖12為瓶蓋定位裝置的結構圖。

圖中：1、機架；2、D2高速并聯機器人；3、瓶輸送線；4、擺動式分道機構；5、瓶定位裝置；6、球頭瓶蓋理料設備；7、瓶蓋引導裝置；8、末端執行器；9、機架主體；10、可調節地腳；11、機器人安裝法蘭；12、電機和減速機；13、靜平臺；14、主動臂；15、從動臂；16、動平臺；17、連接法蘭；18、氣動手指安裝板；19、氣動手指；20、球蓋專用夾爪；21、主線；22、副線；23、擺動氣缸；24、擺動擋板；25、定位夾爪；26、定位氣缸；27、固定定位擋板；28、引導氣缸；29、瓶蓋引導槽；30、提升機；31、分道部分；32、姿態調整部分；33、剔除部分；34、瓶蓋定位裝置；35、球頭瓶蓋；36、分流限位板；37、橫縱肋板；301、料倉；302、皮帶提升裝置；341、側拉氣缸；342、瓶蓋定位槽。

具體實施方式

為了使本實用新型實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面對本實用新型進一步闡述。

如圖1至圖12所示，一種球頭瓶蓋自動化上蓋設備，由機架1、D2高速并聯機器人2、瓶輸送線3、擺動式分道機構4、瓶定位裝置5、球頭瓶蓋理料設備6、瓶蓋引導裝置7、末端執行器8所構成；瓶輸送線3與球頭瓶蓋理料設備6呈左右垂直排布，瓶輸送線3與球頭瓶蓋理料設備6的結合部分交錯于機架1的正下部，擺動式分道機構4安裝于瓶輸送線3的上方；機架1的中部安裝有橫縱肋板37，所述瓶蓋引導裝置7、瓶定位裝置5均安裝于橫縱肋板37上，所述D2高速并聯機器人2安裝于機架1的上部，所述末端執行器8安裝在D2高速并聯機器人2的下端。

所述機架1包括機架主體9，所述機架主體9下端設有可調節地腳10，所述機架主體9上部安裝有機器人安裝法蘭11。

所述D2高速并聯機器人2包括靜平臺13、主動臂14、從動臂15、動平臺16以及驅動器12。所述靜平臺13固裝在機器人安裝法蘭11下端，所述驅動器12安裝在靜平臺13上，驅動器12有兩個，每個驅動器12均由電機和減速器所構成。驅動器12與主動臂14相連，主動臂14與從動臂15相連，主動臂14有兩個，從動臂15也有兩個，主動臂14與驅動器12對應相連，從動臂15與主動臂14對應相連。從動臂15下端與動平臺16相連。D2高速并聯機器人2的工作范圍應滿足實際工作需求。

所述末端執行器8包含連接法蘭17、氣動手指安裝板18、氣動手指19和球蓋專用夾爪20，連接法蘭17上部與動平臺16相連，連接法蘭17下端與氣動手指安裝板18相連，氣動手指19以沿氣動手指安裝板18長度排布的方式固裝在氣動手指安裝板18的下端，每個氣動手指19均與兩個對應的球蓋專用夾爪20相連。末端執行器8用于抓取經過球頭瓶蓋理料設備6整理定位的球頭瓶蓋，并放置于瓶蓋引導裝置7內。

所述瓶輸送線3包括主線21以及分別對應位于主線21左右兩側的兩條副線22。主線21、副線22均是由可自驅的輸送帶構成。主線21、副線22均位于末端執行器8的工作范圍內。

所述擺動式分道機構4包含擺動氣缸23、擺動擋板24和分流限位板36，分流限位板36的中部為兩組，兩組分流限位板36分別固裝于兩條副線22的正上方，所述擺動擋板24以鉸接方式安裝在分流限位板36的中部與分流限位板36后部之間，擺動擋板24中部與擺動氣缸23相連。擺動擋板24通過擺動氣缸23驅動進行擺動，可通過計數器配合使瓶子由中間主線21均勻的分流至兩條副線22。

所述橫縱肋板37與機架主體9相固連，所述瓶蓋引導裝置7是由兩排對應位于兩條副線22上方的瓶蓋引導單元所構成，所述瓶定位裝置5是由兩排對應位于兩個副線22上方的瓶定位單元所構成，瓶蓋引導單元與瓶定位單元在豎直方向上呈上下對應分布。其中，瓶蓋引導單元位于瓶定位單元的正上方。瓶定位裝置5用于對經過上述擺動式分道機構分流的瓶子進行定位。

每個瓶定位單元均是由定位氣缸26、定位夾爪25和固定定位擋板27所構成，所述定位氣缸26、固定定位擋板27均固裝在橫縱肋板37的下端，所述定位夾爪25與定位夾爪25相連。

每個瓶蓋引導單元包含引導氣缸28和瓶蓋引導槽29，瓶蓋引導槽29有兩個，引導氣缸28與兩個瓶蓋引導槽29中的一個瓶蓋引導槽29均固裝在橫縱肋板37上，兩個瓶蓋引導槽29中的另一個瓶蓋引導槽29連接有方板，所述方板與引導氣缸28相連。

所述球頭瓶蓋理料設備6自右向左依次由提升機30、分道部分31、姿態調整部分32、剔除部分33以及瓶蓋定位裝置34所構成，所述提升機30包括料倉301和皮帶提升裝置302；所述分道部分31與皮帶提升裝置302相連；所述瓶蓋定位裝置34包括側拉氣缸341和瓶蓋定位槽342；所述瓶蓋定位槽342位于剔除部分33的左側下方。

所述皮帶提升裝置302由安裝支架、提升擋板、皮帶、驅動滾筒、從動滾筒和驅動電機組成，驅動電機的輸出軸和驅動滾筒線連接；驅動滾筒、從動滾筒二者與皮帶通過摩擦力連接，提升擋板均布固定于皮帶表面。通過驅動電機帶動驅動滾筒為皮帶提供動力，從動滾筒用來為皮帶提供漲緊力，皮帶運動帶動均布在皮帶上的提升擋板運動，從而帶動物料從料倉運動至分道部分。

所述分道部分31由不銹鋼板折彎成連續的V字形導料槽。瓶蓋由提升機輸入分道部分時，V字形導料槽的斜坡使之相對均勻的進入對應的導料槽內，從而達到分道的效果。

所述姿態調整部分32由兩條相互平行的鋼絲構成。使球頭瓶蓋的球頭剛好可以掛在兩條鋼絲之間而不至于掉落，同時兩條鋼絲的間距大于球頭瓶蓋口部圓柱的直徑，使球頭瓶蓋的圓柱部分可以通過兩條鋼絲的間隙下落，從而達到對球頭瓶蓋姿態調整的效果。

所述剔除部分33為C型結構框架，C型結構框架下方和前側面上均設有開口。剔除部分33由于球頭瓶蓋的圓柱部分有兩個小突起，使圓柱的最大外徑和球頭直徑相近，導致部分姿態不合適的球頭瓶蓋在進入姿態調整部分時無法完成姿態的調整，以平躺的方式進行輸送，在剔除部分的C型結構框架的下方和前側面均設有開口，是平躺姿態的球頭瓶蓋可以從側面滾落，而保持豎直狀態的球頭瓶蓋這由于C型結構框架的阻擋無法掉落，從而通過剔除部分進入瓶蓋定位，如此達到剔除的效果。

料倉301用于存儲球頭瓶蓋35，使用時，球頭瓶蓋35經皮帶提升裝置302的輸送和整理，通過對挑桿的傳動，使得每排挑桿能夠自動帶動多個球頭瓶蓋35以球頭向上的姿態出料，當每排挑桿將一批球頭瓶蓋35輸送至分道部分31上時，通過墊板的V字形形狀作用，能夠讓該批球頭瓶蓋35自動逐一分道，進一步的，姿態調整部分32對球頭瓶蓋35進行扶正，未成功扶正的球頭瓶蓋35會被剔除部分33剔除，進過扶正剔除后的球頭瓶蓋35進入瓶蓋定位裝置34，側拉氣缸341驅動瓶蓋定位槽342對球頭瓶蓋35進行側拉，完成球頭瓶蓋35的定位。

一種球頭瓶蓋自動化上蓋設備的使用方法，依次包括以下幾個步驟：

S1：球頭瓶蓋35經由提升機30的輸送進入分道部分31進行整理分道，然后進入姿態調整部分32，姿態調整部分32對球頭瓶蓋35進行扶正，將球頭瓶蓋35以球頭朝上的姿態進行輸送，未成功扶正的球頭瓶蓋35會被剔除部分33剔除。經過剔除的球頭瓶蓋35進入瓶蓋定位裝置34完成球頭瓶蓋35的二次定位。

S2：擺動式分道機構4通過擺動氣缸23驅動擺動擋板24的來回運動實現對瓶的分流。通過對通過擺動式分道機構4的瓶進行計數，以實現每通過四個瓶進行一次換向。經過擺動式分道機構4的分流之后，瓶在定位和進行瓶蓋放置作業的時候不會阻擋到該瓶后方的瓶的運動，同時后方的瓶進入相鄰一側的瓶定位裝置5中等待放置球頭瓶蓋35。

S3：經過擺動式分道機構4的分流，瓶被輸送至相應的瓶定位裝置5處，瓶定位裝置5通過定位氣缸26驅動定位夾爪25配合固定定位擋板27對瓶進行定位，等待D2高速并聯機器人2進行瓶蓋的抓取、放置作業。相對于在運動中放置瓶蓋，在瓶定位靜止之后進行放置瓶蓋，瓶的抖動較小，放置瓶蓋的成功率會增加。瓶的相對位置固定，可一次性進行多個瓶蓋的放置，工作效率會相應提高。

S4：末端執行器8作為機器人直接執行各種操作和任務的器件。使用在氣動手指19上安裝特制的球蓋專用夾爪20來抓取經過二次定位的球頭瓶蓋35，然后將球頭瓶蓋35放置于瓶蓋引導裝置7內，進而完成上蓋工序。

以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。