用于输出单列连续瓶体的星轮出瓶装置的初始化方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于输出单列连续瓶体的星轮出瓶装置的初始化方法，包括以下步骤：1）通过参考点定位装置使星轮自动定位至参考位置；2）根据参考位置与进瓶初始位置之间的偏差，执行星轮自动偏移，使星轮自动定位至进瓶初始位置；3）启动进瓶输送带正向运行，使进瓶输送带上的瓶体形成连续瓶列排至星轮入口；4）根据参考位置与出瓶初始位置之间的偏差，执行星轮自动偏移，使星轮自动定位至出瓶初始位置，完成初始化。本发明可靠性高、效率高、可降低污染风险、避免卡瓶、提高星轮使用寿命。
【专利说明】用于输出单列连续瓶体的星轮出瓶装置的初始化方法【技术领域】
[0001]本发明主要涉及食品、医药包装机械领域，特指一种用于输出单列连续瓶体的星轮出瓶装置的初始化方法。
【背景技术】
[0002]在食品、医药包装机械领域，星轮出瓶装置普遍用于需要输出单列连续瓶体的场合。以冻干线为例，瓶体进入冻干机时是通过推瓶机构将排成列的多列瓶体一次性推入冻干机的，因此，在进入冻干机前，需要通过星轮出瓶装置输出单列连续瓶体到冻干机门的前方，星轮出瓶装置每次输出的瓶列具有相同数量的瓶体，待冻干机门前堆满足够多列数的瓶体时，再通过推瓶机构将多列瓶体一次性推入冻干机。
[0003]星轮出瓶装置主要由进瓶输送带、星轮和出瓶输送带组成，工作时，瓶体由进瓶输送带进入星轮，然后由星轮输出单列连续瓶体至出瓶输送带。生产过程中，星轮出瓶装置每次输出瓶列所走的行程都是星轮齿距的整数倍，以保证每次都能输出相同数量的瓶体。为了保证星轮出瓶装置至少从第二次开始每次都能输出直线连续瓶列，一般在生产线第一次上电启动或操作终止重新启动、以及星轮扭力过载等故障导致星轮初始位置丢失时，都需要对星轮出瓶装置进行初始化。所谓星轮初始化，即让星轮出瓶装置处于“瓶子从进瓶输送带连续排列到星轮上，且星轮在星轮出口处瓶位的切线与出瓶输送带的输送方向平行(即星轮处于出瓶初始位置)”这样一种状态，如此，从星轮出瓶装置输出至出瓶输送带上的瓶子，就能够形成标准的直线连续瓶列。
[0004]目前，星轮出瓶装置的初始化，一般是采用手动定位、人工目测的方法，即先手动旋转星轮，使星轮重新定位至进瓶初始位置，以使瓶体进入星轮时不至于卡瓶，然后启动进瓶输送带和星轮，使瓶体进入星轮，并通过人工目测观察星轮是否旋转到出瓶初始位置，目测星轮旋转到出瓶初始化位置时停止，完成初始化。若初始化前星轮上有瓶体，则先手动拿开星轮上的瓶体，再执行上述步骤。这种初始化方法具有以下缺陷:1、手动操作提高了污染风险；2、手动定位，可靠性差，定位进瓶初始位置时容易出现偏差，一旦出现偏差将导致瓶体进入星轮时卡瓶，使星轮磨损，降低星轮使用寿命；3、人工目测，可靠性差，效率低，旋转定位至出瓶初始位置时容易出现偏差，一旦出瓶初始位置出现偏差，正常生产时就可能出现以下情况:输出的连续瓶列中的第一个瓶子偏离瓶列所在直线；输出的连续瓶列中的最后一个瓶子无法被推瓶机构推入冻干箱。这将给后续的推瓶工作带来极大的不便和影响。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题在于:针对现有技术存在的不足，提供一种可降低污染风险、避免卡瓶、提高星轮使用寿命、可靠性高、效率高的用于输出单列连续瓶体的星轮出瓶装置的初始化方法。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案:
一种用于输出单列连续瓶体的星轮出瓶装置的初始化方法，包括以下步骤:1)通过参考点定位装置使星轮自动定位至参考位置；2)根据参考位置与进瓶初始位置之间的偏差，执行星轮自动偏移，使星轮自动定位至进瓶初始位置；3)启动进瓶输送带正向运行，使进瓶输送带上的瓶体形成连续瓶列排至星轮入口 ；4)根据参考位置与出瓶初始位置之间的偏差，执行星轮自动偏移，使星轮自动定位至出瓶初始位置，完成初始化；
其中，星轮的参考位置、进瓶初始位置和出瓶初始位置是预先设置好的，进瓶初始位置应满足，当星轮处于进瓶初始位置时，位于星轮入口处的瓶体刚好位于星轮的瓶位上；出瓶初始位置应满足，当星轮处于出瓶初始位置时，星轮在星轮出口处瓶位的切线与出瓶输送带的输送方向平行。
[0007]作为上述技术方案的进一步改进:
在所述步骤I)之前，执行以下步骤:al)阻挡进瓶输送带上位于挡瓶位置上游的瓶体；a2)通过星轮旋转自动排空星轮上的瓶体。
[0008]所述步骤a2)的具体实施步骤为:
a2.1)启动进瓶输送带正向运行，星轮与出瓶输送带同步正向运行定长距离LI后，进瓶输送带停止；
a2.2)出瓶输送带正向运行定长距离L2 ；
a2.3)启动进瓶输送带反向运行，星轮与出瓶输送带同步反向运行定长距离L3后，进瓶输送带停止；
其中，L3大于或等于星轮入口至星轮出口的输瓶通道长度，L2 ^ L3, LI≥L3。
[0009]在所述步骤a2.1)中，进瓶输送带正向运行达到设定速度后，再执行星轮与出瓶输送带同步正向运行定长距离LI，其中，所述设定速度大于或等于星轮的运行速度。
[0010]在所述挡瓶位置与星轮入口之间设有第一检瓶部件，所述第一检瓶部件用来检测进瓶输送带上与第一检瓶部件对应的位置处是否有瓶，所述挡瓶机构至第一检瓶部件的输瓶通道长度小于星轮入口至星轮出口的输瓶通道长度；在所述步骤a2.1)之后，若第一检瓶部件检测到无瓶，则执行步骤2.2)，若第一检瓶部件检测到有瓶，则手动剔除被星轮卡住的瓶体，重新回到步骤I)。
[0011]所述参考点定位装置包括设于星轮旋转轴上的感应块以及设于星轮旋转轴外部的感应开关，所述星轮在感应开关与感应块感应配合时所处的位置即为参考位置。
[0012]在所述步骤a2.1)中，通过挡瓶机构进行挡瓶，所述挡瓶机构包括挡瓶块和用于驱动挡瓶块侧向压紧瓶体实现挡瓶的挡瓶气缸。
[0013]在所述步骤3)中，通过第一检瓶部件和第二检瓶部件来判断进瓶输送带上的瓶体是否已形成连续瓶列排至星轮入口，所述第一检瓶部件用来检测进瓶输送带上与第一检瓶部件对应的位置处是否有瓶，所述第二检瓶部件用来检测进瓶输送带上与第二检瓶部件对应的位置处是否有瓶，所述第一检瓶部件位于挡瓶位置与星轮入口之间，所述第二检瓶部件位于挡瓶位置的上游，所述第一检瓶部件至第二检瓶部件的输瓶通道长度大于或等于需要输出的瓶列长度；进瓶输送带I正向运行时，开始累计计时第一检瓶部件6对应的位置处连续有瓶保持时间Tl，同时累计计时第二检瓶部件7对应的位置处连续有瓶保持时间T2，当Tl大于预设时间m，T2大于预设时间n，则判断进瓶输送带上的瓶体已形成连续瓶列排至星轮入口。
[0014]在所述步骤4)中，星轮固定偏移的距离为L4，L4等于星轮入口至星轮出口的输瓶通道长度。
[0015]所述星轮的参考位置、进瓶初始位置和出瓶初始位置通过编码器转化为编码值，参考位置与进瓶初始位置之间的偏差以及参考位置与出瓶初始位置之间的偏差均为编码
值差值。
[0016]与现有技术相比，本发明的优点在于:本发明根据参考位置与进瓶初始位置之间的偏差使星轮自动定位至进瓶初始位置，并根据参考位置与出瓶初始位置之间的偏差使星轮自动定位至出瓶初始位置，无需人工干预，降低了污染风险；而且自动定位准确可靠、效率高，避免了卡瓶现象，减少了星轮磨损，延长了星轮的使用寿命，保证了后续推瓶工作的顺利进行。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明星轮出瓶装置的俯视结构示意图。
[0018]图2为本发明中星轮的安装结构示意图。
[0019]图3为本发明在初始化之前的状态示意图。
[0020]图4为本发明初始化过程的第一状态示意图。
[0021]图5为本发明初始化过程的第二状态示意图。
[0022]图6为本发明初始化过程的第三状态示意图。
[0023]图7为本发明初始化过程的第四状态示意图。
[0024]图8为本发明初始化过程的第五状态示意图。
[0025]图9为本发明初始化过程的第六状态示意图。
[0026]图10为本发明的控制原理示意图。
[0027]图例说明:1、进瓶输送带；11、进瓶输送带伺服电机；2、出瓶输送带；21、出瓶输送带伺服电机；3、星轮；31、瓶位；32、星轮入口 ；33、星轮出口 ；34、星轮伺服电机；35、旋转轴；4、导瓶栏栅；5、挡瓶机构；51、挡瓶块；52、挡瓶气缸；6、第一检瓶部件；7、第二检瓶部件；81、感应块；82、感应开关；9、扭力限制器；10、瓶体；101、控制器；102、上位机。
【具体实施方式】
[0028]以下结合具体实施例和附图对本发明作进一步详细说明，应当指出，本发明的保护范围并不仅局限于下述实施例，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，也应视为本发明的保护范围。
[0029]如图1所示，本发明中的星轮出瓶装置包括进瓶输送带1、出瓶输送带2、星轮3以及相对布置的两件导瓶栏栅4。其中，进瓶输送带I和出瓶输送带2相接，星轮3设于出瓶输送带2的输入端。进瓶输送带I通过进瓶输送带伺服电机11驱动，出瓶输送带2通过出瓶输送带伺服电机21驱动，星轮3通过星轮伺服电机34驱动(参见图2)，各电机均能够进行正、反转。星轮3的外圆周上设有均匀分布的瓶位31，用于容置瓶体10。两件导瓶栏栅4之间形成输瓶通道，进瓶输送带I上的瓶体10沿着输瓶通道进入出瓶输送带2。进入出瓶输送带2的瓶体10在星轮3的旋转下从输瓶通道输出，并在输瓶通道的出口端脱离星轮
3。所以，输瓶通道的出口端即为星轮出口 33，瓶体10从出瓶输送带2向星轮3交接的位置即为星轮入口 32。[0030]参见图1，沿着出瓶方向，在星轮3的上游设有一个用于阻挡进瓶输送带I上的瓶体10前行的挡瓶机构5。挡瓶机构5包括挡瓶块51和用于驱动挡瓶块51侧向压紧瓶体10实现挡瓶的挡瓶气缸52 (参见图10)，当挡瓶气缸52驱动挡瓶块51伸出并侧向压紧瓶体10时，被挡瓶块51压紧的瓶体10以及位于该瓶体10上游的所有瓶体10将不能前行。
[0031]参见图1，在挡瓶机构5与星轮入口 32之间设有第一检瓶部件6，在挡瓶机构5的上游设有第二检瓶部件7。第一检瓶部件6用来检测进瓶输送带I上与第一检瓶部件6对应的位置处是否有瓶，第二检瓶部件7用来检测进瓶输送带I上与第二检瓶部件6对应的位置处是否有瓶。挡瓶机构5至第一检瓶部件6的输瓶通道长度小于星轮入口 32至星轮出口 33的输瓶通道长度，第一检瓶部件6至第二检瓶部件7的输瓶通道长度大于或等于需要输出的瓶列长度。
[0032]参见图2，星轮出瓶装置还包括一星轮定位系统，通过星轮定位系统可以实现星轮3任何位置的精确定位。星轮定位系统包括用于定位星轮3参考位置的参考点定位装置和用于将星轮3的旋转位移转换为编码值的编码器。参考点定位装置包括设于星轮3旋转轴35上的感应块81以及设于星轮3旋转轴35外部的感应开关82，星轮3在感应开关82与感应块81感应配合时所处的位置即为参考位置。星轮3的旋转轴35上还设有扭力限制器9，用于在卡瓶时限制星轮3转动，避免碎瓶。星轮3的进瓶初始位置和出瓶初始位置预先设置好，并通过编码器得出参考位置与进瓶初始位置之间的编码值差值以及参考位置与出瓶初始位置之间的编码值差值；进瓶初始位置应满足，当星轮3处于进瓶初始位置时，位于星轮入口 32处的瓶体10刚好位于星轮(3)的瓶位31上；出瓶初始位置应满足，当星轮3处于出瓶初始位置时，星轮3在星轮出口 33处瓶位31的切线与出瓶输送带2的输送方向平行。。
[0033]参见图10，第一检瓶部件6、第二检瓶部件7、进瓶输送带伺服电机11、出瓶输送带伺服电机21、星轮伺服电机3 4、挡瓶气缸52均与可编程控制器101信号连接，可编程控制器101与上位机102信号连接。所以，本发明的星轮出瓶装置的初始化过程可实现全自动控制，无需人工干预。
[0034]参见图3至图9，图3为初始化之前的状态，本发明用于输出单列连续瓶体的星轮出瓶装置的初始化方法，首先确认星轮3的扭力限制器9在正常位置，然后开始以下步骤(以下步骤中所涉及的L1、L2、L3、L4都可在上位机102上设置，其中，L4等于星轮入口 32至星轮出口 33的输瓶通道长度，L3大于或等于星轮入口 32至星轮出口 33的输瓶通道长度，L2 ≥ L3, LI ≥ L3):
Stepl:启动挡瓶气缸52，使挡瓶机构5的挡瓶块51伸出，侧向压紧进瓶输送带I上的瓶体10。
[0035]Step2:启动进瓶输送带I正向运行，由于挡瓶块51的阻挡，进瓶输送带I上位于挡瓶块51上游的瓶体10不能前行，位于挡瓶块51下游的瓶体10则向前输送，参见图4。
[0036]Step3:进瓶输送带I正向运行达到设定速度后，星轮3与出瓶输送带2同步正向运行定长距离LI，然后进瓶输送带I停止，参见图5。其中，所述设定速度大于或等于星轮3的运行速度，以保证进瓶输送带I与星轮3和出瓶输送带2的同步性，避免进瓶输送带I上的瓶体10进入星轮3时卡瓶。执行此步骤后，进瓶输送带I上将出现长度至少为LI的缺瓶段，为step5留出供瓶体10回退的足够空间。同时，由于LI大于或等于星轮入口 32至星轮出口 33的输瓶通道长度，而挡瓶机构5至第一检瓶部件6的输瓶通道长度小于星轮入口 32至星轮出口 33的输瓶通道长度，因此，执行此步骤后，挡瓶机构5与第一检瓶部件6之间将不会有瓶体10。
[0037]St印4:若第一检瓶部件6检测到无瓶，说明St印3运行正常，则执行出瓶输送带2正向运行定长距离L2，参见图6。若第一检瓶部件6检测到有瓶，则说明星轮3处出现了卡瓶，此时停止整个星轮出瓶装置，手动剔除被星轮3卡住的瓶体10，重新回到步骤I)。
[0038]Step5:启动进瓶输送带I反向运行，星轮3与出瓶输送带2同步反向运行定长距离L3后，进瓶输送带I停止，参见图7。执行此步骤后，星轮3上的所有瓶体10将全部排空至进瓶输送带I上；而且由于St印4中出瓶输送带2正向运行了 L2，所以可避免出瓶输送带2上的瓶体10退回至星轮3上，保证星轮3上无瓶体10。
[0039]Step6:启动星轮3旋转,通过参考点定位装置自动寻找参考位置，当感应开关82感应到感应块81时星轮3停止，此时星轮3处于参考位置；然后根据参考位置与进瓶初始位置之间的编码值差值，执行星轮3固定距离偏移，使星轮3自动定位至进瓶初始位置。
[0040]Step7:挡瓶气缸52驱动挡瓶块51缩回，停止挡瓶，进瓶输送带I正向运行，使进瓶输送带I上的瓶体10形成连续瓶列排至星轮入口 32，参见图8。该步骤中，进瓶输送带I运行时，开始累计计时第一检瓶部件6对应的位置处连续有瓶保持时间Tl，同时累计计时第二检瓶部件7对应的位置处连续有瓶保持时间T2，当Tl大于预设时间m，T2大于预设时间η判断挡瓶机构5与星轮3入口之间已经填满瓶体10 ;m、n可在上位机102上设置，当第一检瓶部件6检测到无瓶其累计保持时间Tl清零，当第二检瓶部件7检测到无瓶其累计保持时间T2清零。
[0041]StepS:根据参考位置与出瓶初始位置之间的编码值差值，执行星轮3与出瓶输送带2正向同步定长距离，使星轮3自动定位至出瓶初始位置，完成初始化。本实施例中，星轮3与出瓶输送带2正向同步定长距离为L4，以使瓶列刚好运动至星轮3出口处，参见图9。
[0042]完成初始化后，只要启动星轮出瓶装置，就能够输出由连续瓶体10排列形成的瓶列，以满足后续的工作需求。
[0043]若在初始化之前，星轮3上没有瓶体10，那么在初始化过程中就可以省去排空星轮3上瓶体10的步骤，也就不需要设置挡瓶机构5。
[0044]当然，为了排空星轮3上的瓶体10,对于上述的step2至step5,也可采用下述步骤替换:启动进瓶输送带I正向运行，星轮3与出瓶输送带2同步正向运行定长距离L5，进瓶输送带I停止，其中L5大于或等于挡瓶机构5至星轮3出口的输瓶通道长度。
【权利要求】
1.一种用于输出单列连续瓶体的星轮出瓶装置的初始化方法，其特征在于，包括以下步骤:1)通过参考点定位装置使星轮(3)自动定位至参考位置；2)根据参考位置与进瓶初始位置之间的偏差，执行星轮(3)自动偏移，使星轮(3)自动定位至进瓶初始位置；3)启动进瓶输送带(1)正向运行，使进瓶输送带(1)上的瓶体(10)形成连续瓶列排至星轮入口(32) ;4)根据参考位置与出瓶初始位置之间的偏差，执行星轮(3)自动偏移，使星轮(3)自动定位至出瓶初始位置，完成初始化； 其中，星轮(3)的参考位置、进瓶初始位置和出瓶初始位置是预先设置好的，进瓶初始位置应满足，当星轮(3)处于进瓶初始位置时，位于星轮入口(32)处的瓶体(10)刚好位于星轮(3)的瓶位(31)上；出瓶初始位置应满足，当星轮(3)处于出瓶初始位置时，星轮(3)在星轮出口(33)处瓶位(31)的切线与出瓶输送带(2)的输送方向平行。
2.根据权利要求1所述的用于输出单列连续瓶体的星轮出瓶装置的初始化方法，其特征在于，在所述步骤I)之前，执行以下步骤:al)阻挡进瓶输送带(1)上位于挡瓶位置上游的瓶体(10) ;a2)通过星轮(3)旋转自动排空星轮(3)上的瓶体(10)。
3.根据权利要求2所述的用于输出单列连续瓶体的星轮出瓶装置的初始化方法，其特征在于，所述步骤a2)的具体实施步骤为: a2.1)启动进瓶输送带(1)正向运行，星轮(3)与出瓶输送带(2)同步正向运行定长距离LI后，进瓶输送带(1)停止； a2.2)出瓶输送带(2)正向运行定长距离L2 ； a2.3 )启动进瓶输送带(1)反向运行，星轮(3 )与出瓶输送带(2 )同步反向运行定长距离L3后，进瓶输送带(1)停止； 其中，L3大于或等于星轮入口(32)至星轮出口(33)的输瓶通道长度，L2 ^ L3，LI ≥ L3。
4.根据权利要求3所述的用于输出单列连续瓶体的星轮出瓶装置的初始化方法，其特征在于:在所述步骤a2.1)中，进瓶输送带(1)正向运行达到设定速度后，再执行星轮(3)与出瓶输送带(2)同步正向运行定长距离LI，其中，所述设定速度大于或等于星轮(3)的运行速度。
5.根据权利要求3所述的用于输出单列连续瓶体的星轮出瓶装置的初始化方法，其特征在于:在所述挡瓶位置与星轮入口(32)之间设有第一检瓶部件(6)，所述第一检瓶部件(6)用来检测进瓶输送带(1)上与第一检瓶部件(6)对应的位置处是否有瓶，所述挡瓶机构(5)至第一检瓶部件(6)的输瓶通道长度小于星轮入口(32)至星轮出口(33)的输瓶通道长度；在所述步骤a2.1)之后，若第一检瓶部件(6)检测到无瓶，则执行步骤2.2)，若第一检瓶部件(6)检测到有瓶，则手动剔除被星轮(3)卡住的瓶体(10)，重新回到步骤I)。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的用于输出单列连续瓶体的星轮出瓶装置的初始化方法，其特征在于:所述参考点定位装置包括设于星轮(3)旋转轴(35)上的感应块(81)以及设于星轮(3 )旋转轴(35 )外部的感应开关(82 )，所述星轮(3 )在感应开关(82 )与感应块(81)感应配合时所处的位置即为参考位置。
7.根据权利要求2至5中任意一项所述的用于输出单列连续瓶体的星轮出瓶装置的初始化方法，其特征在于:在所述步骤a2.1)中，通过挡瓶机构(5)进行挡瓶，所述挡瓶机构(5 )包括挡瓶块(51)和用于驱动挡瓶块(51)侧向压紧瓶体(10 )实现挡瓶的挡瓶气缸(52 )。
8.根据权利要求2至5中任意一项所述的用于输出单列连续瓶体的星轮出瓶装置的初始化方法，其特征在于:在所述步骤3)中，通过第一检瓶部件(6)和第二检瓶部件(7)来判断进瓶输送带(1)上的瓶体(10 )是否已形成连续瓶列排至星轮入口( 32 )，所述第一检瓶部件(6)用来检测进瓶输送带(1)上与第一检瓶部件(6)对应的位置处是否有瓶，所述第二检瓶部件(7 )用来检测进瓶输送带(1)上与第二检瓶部件(7 )对应的位置处是否有瓶，所述第一检瓶部件(6)位于挡瓶位置与星轮入口(32)之间，所述第二检瓶部件(7)位于挡瓶位置的上游，所述第一检瓶部件(6)至第二检瓶部件(7)的输瓶通道长度大于或等于需要输出的瓶列长度；进瓶输送带I正向运行时，开始累计计时第一检瓶部件6对应的位置处连续有瓶保持时间Tl，同时累计计时第二检瓶部件7对应的位置处连续有瓶保持时间T2，当Tl大于预设时间m，T2大于预设时间n，则判断进瓶输送带(1)上的瓶体(10)已形成连续瓶列排至星轮入口(32)。
9.根据权利要求1至5中任意一项所述的用于输出单列连续瓶体的星轮出瓶装置的初始化方法，其特征在于:在所述步骤4)中，星轮(3)固定偏移的距离为L4，L4等于星轮入口(32)至星轮出口(33)的输瓶通道长度。
10.根据权利要求1至5中任意一项所述的用于输出单列连续瓶体的星轮出瓶装置的初始化方法，其特征在于:所述星轮(3)的参考位置、进瓶初始位置和出瓶初始位置通过编码器转化为编码值，参考位置与进瓶初始位置之间的偏差以及参考位置与出瓶初始位置之间的偏差均为编码值差值。
【文档编号】B65G29/00GK103754580SQ201310746765
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】谢铁桩 申请人:楚天科技股份有限公司