本發(fā)明涉及一種自動(dòng)化包裝機(jī)械流水線，尤其是一種自動(dòng)化油墨灌裝流水線，屬于油墨灌裝線技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

液體灌裝機(jī)械大量應(yīng)用于食品、化工等輕工行業(yè)中，隨著工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展和社會需求的擴(kuò)大，自動(dòng)化的包裝機(jī)械正向著快速、智能、集成、高效的方向發(fā)展。油墨是有顏色、具有一定流動(dòng)度的漿狀膠粘體，其黏度變化規(guī)律復(fù)雜，易受外界環(huán)境溫度影響，易起泡，計(jì)量灌裝難度大。傳統(tǒng)油墨灌裝機(jī)械性能比較單一、自動(dòng)化程度低、通用性差、灌裝速度調(diào)整不方便，而且難以適應(yīng)油墨品種及灌裝規(guī)格的變化等問題，而且灌裝計(jì)量通過人工開關(guān)閥門進(jìn)行控制，很難保證灌裝的精度。而且在整個(gè)灌裝過程中需要人工進(jìn)行分桶、上桶、壓蓋、貼標(biāo)和碼垛等工作，浪費(fèi)了人力資源，增加了生產(chǎn)成本，為了提高生產(chǎn)效率和降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，以自動(dòng)化的灌裝流水線代替現(xiàn)有的生產(chǎn)工人，實(shí)現(xiàn)無人化的自動(dòng)灌裝包裝生產(chǎn)是必然的發(fā)展趨勢。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種工作效率高，灌裝精確，并能夠代替現(xiàn)有的生產(chǎn)工人，實(shí)現(xiàn)無人化的油墨全自動(dòng)灌裝流水線，該流水線自動(dòng)化程度高、結(jié)構(gòu)緊湊、制造難度低、實(shí)用性強(qiáng)，具有良好的使用效率；操作人員只需要輔助上料及可，其它工作都由設(shè)備在線完成，真正做到節(jié)能環(huán)保、減少人力、提高產(chǎn)能的功效。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種油墨全自動(dòng)灌裝流水線，實(shí)現(xiàn)不同顏色油墨的自動(dòng)灌裝，由自動(dòng)上桶裝置、自動(dòng)分桶裝置、自動(dòng)灌裝裝置、自動(dòng)步進(jìn)線體、自動(dòng)蓋膜裝置、自動(dòng)上蓋及壓蓋裝置、自動(dòng)旋蓋裝置、自動(dòng)貼標(biāo)裝置、標(biāo)簽識別裝置，自動(dòng)碼垛系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和氣動(dòng)系統(tǒng)組成，所述自動(dòng)上桶裝置后面置有自動(dòng)分桶裝置，自動(dòng)上桶裝置通過電動(dòng)滾筒和升降氣缸將整摞桶輸送至自動(dòng)分桶機(jī)，自動(dòng)分桶機(jī)通過自動(dòng)步進(jìn)線體連接自動(dòng)灌裝裝置，自動(dòng)分桶機(jī)通過分桶氣缸將一整摞的塑料桶沿垂直方向逐個(gè)自動(dòng)分離并依次輸送到在步進(jìn)線體；自動(dòng)步進(jìn)線體將油墨桶送到灌裝工位上的自動(dòng)灌裝裝置處，由自動(dòng)灌裝裝置自動(dòng)灌裝定量油墨入油墨桶，自動(dòng)灌裝裝置通過自動(dòng)步進(jìn)線體連接自動(dòng)蓋膜裝置，自動(dòng)步進(jìn)線體將完成灌裝的灌裝桶輸送到蓋膜工位上的自動(dòng)蓋膜裝置處，由自動(dòng)蓋膜裝置通過真空吸盤吸附一張塑料薄膜并覆蓋在灌裝桶內(nèi)油墨表面；所述自動(dòng)蓋膜裝置通過自動(dòng)步進(jìn)線體連接自動(dòng)上蓋及壓蓋裝置，自動(dòng)步進(jìn)線體將完成覆蓋塑料薄膜的灌裝桶輸送到壓蓋工位上的自動(dòng)上蓋及壓蓋裝置處，由自動(dòng)上蓋及壓蓋裝置自動(dòng)完成桶蓋的抽取和蓋實(shí)；自動(dòng)上蓋及壓蓋裝置旁邊設(shè)有旋蓋貼標(biāo)工位，所述的旋蓋貼標(biāo)工位上設(shè)置自動(dòng)旋蓋裝置和自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)，由自動(dòng)旋蓋機(jī)裝置完成旋蓋和自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)在灌裝桶身進(jìn)行貼標(biāo)簽。

所述的自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)后面自動(dòng)步進(jìn)線體旁設(shè)有標(biāo)簽識別工位，標(biāo)簽識別工位后面設(shè)有碼垛工位，所述標(biāo)簽識別工位上設(shè)置標(biāo)簽識別裝置，所述碼垛工位上所述標(biāo)簽識別裝置采用雙相機(jī)視覺檢測系統(tǒng)，用于油墨桶外包裝的標(biāo)簽條碼和ocr字符對比檢測；所述碼垛工位上設(shè)置自動(dòng)碼垛系統(tǒng)，自動(dòng)碼垛系統(tǒng)包含碼垛機(jī)械手，自動(dòng)托盤輸送機(jī)構(gòu)，以及托盤存儲機(jī)構(gòu)，用于自動(dòng)完成成品的碼放。

所述控制系統(tǒng)與自動(dòng)上桶裝置、自動(dòng)分桶裝置、自動(dòng)灌裝裝置、自動(dòng)步進(jìn)線體、自動(dòng)蓋膜裝置、自動(dòng)上蓋及壓蓋裝置、自動(dòng)旋蓋裝置、自動(dòng)貼標(biāo)裝置、標(biāo)簽識別裝置、自動(dòng)碼垛系統(tǒng)電氣連接，所述控制系統(tǒng)由電控系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)組成，所述電控系統(tǒng)采用plc編程控制系統(tǒng)，通過dp總線組成通訊網(wǎng)絡(luò)，用于實(shí)現(xiàn)分塊管理、集中控制的功能；所述信息管理系統(tǒng)用于對整個(gè)灌裝流程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以及用于自動(dòng)上桶裝置、自動(dòng)分桶裝置、自動(dòng)灌裝裝置、自動(dòng)步進(jìn)線體、自動(dòng)蓋膜裝置、自動(dòng)上蓋及壓蓋裝置、自動(dòng)旋蓋裝置、自動(dòng)貼標(biāo)裝置、標(biāo)簽識別裝置、自動(dòng)碼垛系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互鎖和數(shù)據(jù)交互，并將生產(chǎn)信息及時(shí)錄入數(shù)據(jù)庫。

所述的自動(dòng)灌裝裝置由兩段式灌裝閥，灌裝稱重平臺，平臺升降機(jī)構(gòu)，步進(jìn)電機(jī)和行程開關(guān)組成；灌裝稱重平臺連接平臺升降機(jī)構(gòu)，平臺升降機(jī)構(gòu)連接步進(jìn)電機(jī)，灌裝稱重平臺上方設(shè)有兩段式灌裝閥，兩段式灌裝閥上面裝有雙作用多位置氣缸，通過雙作用多位置氣缸控制灌裝閥口的開度，來實(shí)現(xiàn)灌裝閥大流量快速灌裝和小流量慢速灌裝的兩段式灌裝過程，兩段式灌裝閥還連接油墨擠出機(jī)的液壓系統(tǒng)的pid控制模塊，通過pid控制模塊控制油墨在灌裝閥口處的壓力。

所述自動(dòng)步進(jìn)線體包括步進(jìn)線體機(jī)架、三組直線導(dǎo)軌，步進(jìn)線體機(jī)架上布置不銹鋼滑道、移動(dòng)架以及水平布置三組直線導(dǎo)軌，所述的移動(dòng)架上設(shè)置有滑塊，所述的滑塊與三組直線導(dǎo)軌滑動(dòng)連接，所述的移動(dòng)架連接水平安裝在線體機(jī)架機(jī)架上的無桿氣缸，由無桿氣缸驅(qū)動(dòng)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且在所述的移動(dòng)架上相應(yīng)每個(gè)工位都布置有v型手臂和直擋手臂，所述的v型手臂和直擋手臂通過連桿組件相連接，連桿組件連接手臂擺動(dòng)氣缸，由手臂擺動(dòng)氣缸驅(qū)動(dòng)v型手臂和直擋手臂擺動(dòng)。

本發(fā)明的有益效果是：

1）該油墨灌裝流水線自動(dòng)化程度高、結(jié)構(gòu)緊湊、制造難度低、操作簡單。操作人員只需要輔助上料及可，其它工作都由設(shè)備在線完成，極大地提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，顯著消除灌裝工序及印刷貼標(biāo)等造成的誤差，有效提升灌裝流水線的管理水平。

2）自動(dòng)油墨灌裝流水線與傳統(tǒng)油墨灌裝機(jī)相比，應(yīng)用pid控制技術(shù)控制灌裝壓力和稱重平臺的下降速度，同時(shí)增加了灌裝的自動(dòng)補(bǔ)料功能，有效提高了灌裝精度和效率。作為整條灌裝流水線的一部分，配合其他設(shè)備聯(lián)機(jī)運(yùn)行，大大突破了傳統(tǒng)灌裝機(jī)在生產(chǎn)狀態(tài)監(jiān)控、數(shù)據(jù)存儲處理等方面的限制。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的自動(dòng)灌裝裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的自動(dòng)步進(jìn)線體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中各標(biāo)號和對應(yīng)的名稱為:

1—自動(dòng)上桶裝置；2—自動(dòng)分桶裝置；3—自動(dòng)灌裝裝置，31—兩段式灌裝閥，32—灌裝稱重平臺，33—平臺升降裝置，331—步進(jìn)電機(jī)，332—上下定位行程開關(guān)；4—自動(dòng)步進(jìn)線體；41—步進(jìn)線體機(jī)架，42-不銹鋼滑道，43—移動(dòng)架，44—無桿氣缸，45—直線導(dǎo)軌，46—v型手臂；47—直擋手臂；48—連桿組件；49—手臂擺動(dòng)氣缸；5—自動(dòng)蓋膜裝置；6—自動(dòng)上蓋及壓蓋裝置，7—自動(dòng)旋蓋裝置；8—自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)；9—標(biāo)簽識別裝置；10—自動(dòng)碼垛系統(tǒng)；11—計(jì)算機(jī)控制臺。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步地描述。

如附圖1和圖2所示，本發(fā)明的油墨全自動(dòng)灌裝流水線，依次包括上桶工位、分桶工位、灌裝工位、壓膜工位、壓蓋工位、旋蓋貼標(biāo)工位、標(biāo)簽識別工位和機(jī)器人碼垛工位，相鄰兩工位之間由步進(jìn)輸送線體4進(jìn)行物料的傳遞和定位。所述的上桶工位設(shè)有自動(dòng)上桶裝置1，通過電動(dòng)滾筒和升降氣缸將整摞桶輸送至自動(dòng)分桶裝置2，自動(dòng)分桶裝置2上的一系列分桶氣缸動(dòng)作將一整摞的塑料桶延垂直方向逐個(gè)自動(dòng)分離并依次輸送到在自動(dòng)步進(jìn)線體4；自動(dòng)步進(jìn)線體4將油墨桶送到灌裝工位，自動(dòng)灌裝裝置3進(jìn)行油墨自動(dòng)灌裝作業(yè)，自動(dòng)灌裝裝置3完成灌裝作業(yè)后，自動(dòng)步進(jìn)線體4將灌裝桶輸送到蓋膜工位；蓋膜工位設(shè)有自動(dòng)蓋膜裝置5利用真空吸盤吸附一張塑料薄膜并覆蓋在灌裝桶內(nèi)油墨表面；壓蓋工位設(shè)有自動(dòng)上蓋及壓蓋裝置6，自動(dòng)上蓋及壓蓋裝置6自動(dòng)完成桶蓋的抽取和蓋實(shí)；旋蓋貼標(biāo)工位設(shè)有自動(dòng)旋蓋裝置7和自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)8，自動(dòng)旋蓋機(jī)裝置7完成旋蓋動(dòng)作后，自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)8在桶身進(jìn)行貼標(biāo)簽；標(biāo)簽識別工位設(shè)有標(biāo)簽識別裝置9，優(yōu)選采用雙相機(jī)視覺檢測系統(tǒng)，用于油墨桶外包裝的標(biāo)簽條碼和ocr字符對比檢測；碼垛工位設(shè)有自動(dòng)碼垛系統(tǒng)10，自動(dòng)碼垛系統(tǒng)10包含碼垛機(jī)械手，自動(dòng)托盤輸送機(jī)構(gòu)，以及托盤存儲機(jī)構(gòu)，能夠自動(dòng)完成成品的碼放。

如圖2所示，灌裝流水線設(shè)有自動(dòng)灌裝設(shè)備和控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)與各裝置間電氣連接，控制系統(tǒng)由電控系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)組成?？刂葡到y(tǒng)采用plc編程控制系統(tǒng)，通過dp總線組成通訊網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了分塊管理、集中控制的功能。信息管理系統(tǒng)采用了模塊化的設(shè)計(jì)方法，對整個(gè)灌裝流程尤其是關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，該系統(tǒng)在自動(dòng)狀態(tài)下各單機(jī)之間可實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互鎖和數(shù)據(jù)交互，并將生產(chǎn)信息及時(shí)錄入數(shù)據(jù)庫。終端設(shè)置計(jì)算機(jī)控制臺11，通過計(jì)算機(jī)控制臺11操作，通過掃描和輸入相應(yīng)參數(shù)，就能夠從生產(chǎn)系統(tǒng)中下載獲取灌裝任務(wù)及相關(guān)信息，進(jìn)行正常灌裝運(yùn)作；并能按時(shí)間、產(chǎn)品編碼、產(chǎn)品名稱、灌裝狀態(tài)等條件進(jìn)行灌裝任務(wù)查詢，操作簡單方便。

如附圖3所示，自動(dòng)灌裝裝置3由兩段式灌裝閥31，灌裝稱重平臺32，平臺升降機(jī)構(gòu)33，步進(jìn)電機(jī)331和行程開關(guān)332等組成。其工作原理是，當(dāng)塑料空桶進(jìn)入灌裝工位，灌裝稱重平臺32通過平臺升降機(jī)構(gòu)33迅速將空桶提升至桶底距兩段式灌裝閥31閥口15cm處停止，兩段式灌裝閥31隨即開始灌裝，通過雙作用多位置氣缸控制灌裝閥口的開度，來實(shí)現(xiàn)灌裝閥大流量快速灌裝和小流量慢速灌裝的兩段式灌裝過程。隨著灌裝重量增加，步進(jìn)電機(jī)331驅(qū)動(dòng)鏈輪帶動(dòng)灌裝秤量平臺32按照一定的速度下降，使桶內(nèi)墨面與閥口始終保持15-17cm距離。同時(shí)通過在油墨擠出機(jī)的液壓系統(tǒng)使用pid控制技術(shù)使油墨在灌裝閥口處的壓力能夠盡量保持在較穩(wěn)定的范圍內(nèi)。在灌裝重量達(dá)到設(shè)置重量90~95%時(shí)，所述兩段式灌裝閥31的閥口第一節(jié)大流量自動(dòng)關(guān)閉，閥口小流量繼續(xù)灌裝至設(shè)置重量100%時(shí)，閥口第二節(jié)關(guān)閉。由于不同品種油墨的密度、黏度的差別較大，在控制系統(tǒng)中還增加了自動(dòng)補(bǔ)料功能，plc控制慢加閥門按照設(shè)定的開閉周期進(jìn)行補(bǔ)料，自動(dòng)糾差控制在每次灌裝過程中對提前量和補(bǔ)料時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，一般在完成兩次灌裝后就能夠得到較高的灌裝精度。灌裝完成后，灌裝稱重平臺32下降到初始位置，完成油墨灌裝作業(yè)。

如圖4所示，自動(dòng)步進(jìn)線體4包括步進(jìn)線體機(jī)架41，進(jìn)線體機(jī)架41上布置不銹鋼滑道42和移動(dòng)架43，移動(dòng)架43上設(shè)置有滑塊，滑塊和水平布置在線體機(jī)架41上的三組直線導(dǎo)軌45滑動(dòng)連接，所述的移動(dòng)架43由水平安裝在線體機(jī)架41上的無桿氣缸44驅(qū)動(dòng)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。并且在移動(dòng)架43上相應(yīng)每個(gè)工位都布置有v型手臂46和直擋手臂47，v型手臂46和直擋手臂47通過連桿組件48相連接，所有手臂的擺動(dòng)都有布置在移動(dòng)架43前端的手臂擺動(dòng)氣缸49驅(qū)動(dòng)。自動(dòng)步進(jìn)線體4工作時(shí)，v型手臂46由手臂擺動(dòng)氣缸49驅(qū)動(dòng)合攏，隨后直擋手臂47由另一個(gè)手臂擺動(dòng)氣缸49驅(qū)動(dòng)合攏，手臂合攏后，移動(dòng)架43水平安裝在線體機(jī)架41上的無桿氣缸44驅(qū)動(dòng)前進(jìn)，線上所有油墨桶都由一組手臂推動(dòng)在不銹鋼滑道42上前進(jìn)到下一工位。前進(jìn)到位后，各工位光電開關(guān)反饋到位信號，直擋手臂47先打開，隨后v型手臂46打開，兩組手臂打開到位后，移動(dòng)架43再由無桿氣缸44驅(qū)動(dòng)回到初始位置，如此往復(fù)運(yùn)行。

本發(fā)明的油墨灌裝流水線采用步進(jìn)的方式向前運(yùn)行，在自動(dòng)步進(jìn)線體上的各工位布置相應(yīng)的自動(dòng)化設(shè)備，由自動(dòng)步進(jìn)線體將塑料桶輸送到各個(gè)工位，各工位的自動(dòng)設(shè)備可以同時(shí)工作，實(shí)現(xiàn)油墨不間斷的灌裝、包裝和碼垛工作。所述的步進(jìn)輸送線體由直線運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，輸送面高度800mm，每個(gè)工位間距600mm，每個(gè)工位分別有一組手臂負(fù)責(zé)桶的輸送及定位。整條灌裝結(jié)構(gòu)緊湊，各設(shè)備空間位置安排合理，其中所訴的自動(dòng)灌裝機(jī)構(gòu)隱藏在步進(jìn)線體內(nèi)部，所述的自動(dòng)上蓋、壓蓋機(jī)構(gòu)和所述的旋蓋機(jī)構(gòu)布置在步進(jìn)線體上方，自動(dòng)旋蓋機(jī)構(gòu)和自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)構(gòu)布置在同一工位，即能夠有效完成灌裝工作流程，又充分利用了現(xiàn)場空間，并預(yù)留出線體兩側(cè)的大桶上料接口，提高了整體灌裝效率。

自動(dòng)上桶、分桶裝置布置于步進(jìn)輸送線體的前端，實(shí)現(xiàn)將整摞的塑料桶延垂直方向逐個(gè)自動(dòng)分離并依次輸送到在步進(jìn)線體上的的工作。所訴的自動(dòng)蓋膜裝置布置在步進(jìn)線體一側(cè)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)取出單張塑料薄膜，并覆蓋在已完成罐裝的塑料桶內(nèi)的油墨表面，使油墨表面與空氣隔絕，防止油墨表面氧化結(jié)塊。所述的自動(dòng)壓蓋機(jī)位于步進(jìn)線體機(jī)架上，能夠自動(dòng)完成塑料蓋的取蓋、送蓋、放蓋、壓蓋等系列的動(dòng)作。所訴的自動(dòng)旋蓋裝置和自動(dòng)貼標(biāo)裝置在同一工位，旋蓋與貼標(biāo)的動(dòng)作交叉完成。所訴的自動(dòng)旋蓋裝置能夠通過布置在步進(jìn)線體機(jī)架上方的由齒輪齒條式擺動(dòng)氣缸驅(qū)動(dòng)的旋帽進(jìn)行塑料蓋的旋緊動(dòng)作。在旋帽旋緊的同時(shí)，貼標(biāo)機(jī)與輔助貼標(biāo)機(jī)構(gòu)配合，完成標(biāo)簽的打印和在塑料桶面的貼平動(dòng)作。所述的標(biāo)簽識別裝置對標(biāo)簽進(jìn)行拍照，并與之前準(zhǔn)確的標(biāo)簽信息進(jìn)行比對，以判斷標(biāo)簽有無打印質(zhì)量差錯(cuò)或數(shù)據(jù)錯(cuò)誤情況。

自動(dòng)灌裝裝置包含兩段式灌裝閥，高精度稱重平臺，平臺升降機(jī)構(gòu)和灌裝控制系統(tǒng)等。主要實(shí)現(xiàn)將油墨按設(shè)定重量灌裝進(jìn)入塑料桶的功能，并能夠?qū)⒎Q重信息返回主控信息系統(tǒng)。稱重平臺和升降機(jī)構(gòu)隱藏于步進(jìn)線體內(nèi)部，兩段式灌裝閥通過快接接頭和油墨大桶出料口相連接，通過調(diào)節(jié)閥口大小控制油墨流量以及在油墨擠出機(jī)的液壓系統(tǒng)中增加比例減壓閥和位移傳感器，來調(diào)節(jié)油墨擠出機(jī)的擠壓力，使油墨在灌裝閥口處的壓力能夠盡量保持在較穩(wěn)定的范圍內(nèi)（pid控制技術(shù)）,同時(shí)利用編碼器控制升降臺的下將速度。另外在控制系統(tǒng)中增加了自動(dòng)補(bǔ)料功能，有效地控制了灌裝過程中液料的沖擊量和“飛料誤差”，并能夠有效減少油墨灌裝過程中產(chǎn)生的氣泡，大大提高油墨的灌裝精度和產(chǎn)品質(zhì)量。

自動(dòng)碼垛系統(tǒng)包含碼垛機(jī)械手，自動(dòng)托盤輸送機(jī)構(gòu)，以及托盤存儲機(jī)構(gòu)，能夠自動(dòng)完成步進(jìn)線體左右兩側(cè)工位的托盤輸送，機(jī)械手能夠?qū)⑺芰贤皹?biāo)簽向外排列擺放，當(dāng)托盤上排滿36個(gè)塑料桶時(shí)，滿跺托盤自動(dòng)送出，下個(gè)托盤自動(dòng)送入碼垛工位。

控制系統(tǒng)包括電控系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)。包含灌裝任務(wù)管理、灌裝及標(biāo)簽管理，碼跺組盤管理以及灌裝設(shè)備管理。控制系統(tǒng)與各裝置之間電性相連，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的互聯(lián)互鎖和在線監(jiān)控，且操作簡單。