用于制瓶的自动上管机和自动连续上管的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于制瓶的自动上管机，包括：底架及设置在底架上的输送部件、旋转部件，所述旋转部件上设有滑轨和升降机构，所述升降机构上设有旋转机械手和前后移动机构，其特征在于，所述旋转机械手和所述前后移动机构设置在所述升降机构上并能够随所述升降机构在所述滑轨上上下移动；所述前后移动机构能够推动所述旋转机械手相对于所述旋转部件的旋转轴心做远离或者靠近的动作。具有结构简单，向制瓶机供应玻璃管的精度高、工作流程短，工作过程中占用空间小，玻璃管掉落概率低的优势。本实用新型的又一个目的提供的一种用于制瓶的自动连续上管机，具有更高的上管精度高、效率更高、安全性更高。
【专利说明】用于制瓶的自动上管机和自动连续上管机
【技术领域】
[0001]本发明涉及玻璃瓶制造领域，具体的涉及一种用于制瓶的自动连续上管机。上述用于制瓶的自动连续上管机主要用于药用玻璃瓶的制瓶系统中，但是应当理解，本发明所提供的自动连续上管机还可以用于其它类型的制瓶系统中。
【背景技术】
[0002]上管机是一种与制瓶机配套使用的设备，主要用于制瓶过程中向制瓶机提供玻璃管以完成续管操作。
[0003]申请号为“201110138547.4”，名称为“一种与制瓶机配套使用的全自动上管机”的发明专利公开了一种全自动上管机。该上管机主要由检测器、控制器、送管提升机构、送管机构、抓管转向机构和插管机构构成。其中，送管提升机构由储管箱、电机、一对出管控制气缸、提升轨道和装配在提升轨道中的驱动链条及与驱动链条相连接的托架组成；送管机构由储管架、两对送管气缸和一对接管气缸及一个定长气缸组成；抓管转向机构由轨道座、托架和装配在托架上的旋转体、旋转机械手及让位气缸组成；插管机构由纵向推进气缸、横向推进器和机械手和轨道及轨道连接座构成。
[0004]该全自动上管机主要的工作过程是:送管提升机构的托架将储管箱内的玻璃管提升到送管机构的储管架上；抓管转向机构的旋转机械手抓到储管架上的玻璃管后，旋转机械手连通其抓取的玻璃管旋转90度；插管机构的机械手夹紧玻璃管，然后旋转机械手松开玻璃管并退回初始位；插管机构的机械手夹着玻璃管向下运动进行插管操作，将玻璃管插入制瓶机的空管位；之后机械手回到原位完成一个工作过程。另外，检测器和控制器用于检测和控制相应的零部件的动作。
[0005]该发明“一种与制瓶机配套使用的全自动上管机”所提供的技术方案解决了上管操作的自动化和连续化。但是其上管操作中，玻璃管需要由旋转机械手切换到插管机构的机械手，切换过程中对玻璃管的位置精度影响较大，从而影响插管的精度；且其提供的技术方案中，各工作件移动玻璃管都是单一的顺序型动作，工作效率不高；同时，旋转机械手在高处旋转的过程中所占空间大、且容易甩出玻璃管造成人员伤亡等事故。
[0006]因此，如何改进上管机的结构，提高插管精度、改变单一顺序型动作、减小所占空间、防止玻璃管因旋转而掉落，从而改善制造的玻璃瓶的质量、提高上管机的工作效率、减小上管机所占空间、增强上管机工作过程中的安全性是本领域内技术人员目前需要解决的重大技术问题。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种用于制瓶的自动上管机，该自动上管机结构简单，向制瓶机供应玻璃管的精度高、工作流程短，工作过程中占用空间小，玻璃管掉落概率低。本发明的另一个目的是提供一种用于制瓶的自动连续上管机，该自动上管机较前述自动上管机具有更尚的效率。
[0008]为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于制瓶的自动上管机，包括底架及设置在底架上的输送部件、旋转部件，所述旋转部件上设有滑轨和升降机构，所述升降机构可上下滑动的设置在所述滑轨上，所述升降机构上设有旋转机械手和前后移动机构；所述旋转部件呈柱状且其旋转轴心为竖直方向；其中，所述旋转机械手和所述前后移动机构随所述升降机构在所述滑轨上上下移动，并且能随着所述旋转部件转动；所述前后移动机构能够推动所述旋转机械手相对于所述旋转部件的旋转轴心做远离或者靠近的动作。
[0009]优选地，所述旋转部件包括旋转柱体、回转支撑、与所述回转支撑配合的小齿轮以及用于驱动小齿轮的步进电机，所述旋转柱体通过所述回转支撑设置在所述底架上，所述小齿轮驱动所述回转支撑从而使所述旋转柱体转动。
[0010]优选地，所述升降机构包括设置在所述滑轨上用于安装所述旋转机械手的滑块和用于升降驱动的丝杠副结构、用于驱动丝杠副结构工作的升降驱动步进电机或者伺服电机。
[0011]所述前后移动机构包括用于推动所述旋转机械手运动的前后移动丝杠副结构、用于驱动该前后移动丝杠副结构工作的步进电机或者伺服电机。
[0012]优选地，所述输送部件包括送管支架和设置在所述送管支架上的储管架、提升机构、接管机构、推动定位机构。
[0013]优选地，所述提升机构包括链条减速步进电机或者伺服电机、链传动结构以及设置在该链传动结构的链条上的玻璃管提升挂钩。
[0014]优选地，所述接管机构包括玻璃管滑坡段和钩段，该接管机构的玻璃管滑坡段和钩段为一体式结构或者由滑坡件、挂钩件组成的分体式结构。
[0015]优选地，所述推动定位机构包括推管步进电机以及与该电机轴相连的推动板，所述推动板用于推动所述接管机构上的玻璃管运动到预设的位置。其中，该步进电机可以采用伺服电机进行替代。
[0016]本发明的工作原理及过程为:玻璃管由所述提升机构提升至所述输送部件的接管机构上；所述旋转机械手移动到抓取位，所述玻璃管推动定位机构将玻璃管推至指定位置后所述旋转机械手夹紧玻璃管；所述旋转机械手旋转90度将呈水平的玻璃管变为呈竖直的状态；所述旋转部件旋转约180度至玻璃管的工作位上方；所述升降机构和所述前后移动机构依次运动或者联动使得所述旋转机械手夹着玻璃管移动至工作位，之后进行后续的工作。在前述工作原理中，可以将所述旋转机械手旋转的过程和所述旋转部件旋转的过程联动从而进一步提尚效率。
[0017]相对于上述【背景技术】，本发明的有益效果如下:(I).所述旋转机械手旋转夹持玻璃管的旋转工作过程在底架上方完成，从而使得工作中占用的空间大幅度减小、并且玻璃管掉落发生伤人事故的概率大为降低；(2).所述旋转机械手从夹持玻璃管到将玻璃管移动至工作位时无需进行机械手之间的切换，因而降低了切换工序所需的时间，因此提高了工作效率；(3).所述旋转柱体通过所述回转支撑设置在所述底架上，因此安装在所述旋转柱体的升降机构、旋转机械手等零部件的驱动机构的供电、控制电缆等可以穿过回转支撑中间的空闲位置，使得相应的供电及控制电缆等不用暴露在外，降低了电缆被破坏的可能性，提高了设备的安全性和可靠性。
[0018]本发明又提供的一种用于制瓶的自动连续上管机，在上述任一技术方案中，在所述旋转部件上设置二套位置相反的由所述旋转机械手、所述滑轨、所述前后移动机构和所述升降机构组成的移管部件；从而使一个旋转机械手在进行续管操作时，另外一个旋转机械手可以进行夹管的工序。因此成倍地提高上管机的工作效率。进一步地，该二套所述旋转机械手、所述前后移动机构和所述升降机构在相对于旋转部件的旋转轴心呈对称布置，从而有利于节约空间以及提高设备整体的平衡性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1示意了本发明一种具体实施例所提供的用于制瓶的自动连续上管机的透视图。
[0021]图2部分示意了图1中旋转部件及其相连部件的装配结构示意图；示出了旋转部件、滑轨、升降机构、旋转机械手和前后移动机构以及旋转部件与底架相连处的局部。
[0022]图3为图2中A处的局部放大示意图。
[0023]图4为图1中输送部件的透视示意图。
[0024]图5为根据图4的输送部件的局部剖切侧视示意图。
[0025]图6为根据图1的用于制瓶的自动连续上管机的局部剖切俯视示意图。
【具体实施方式】
[0026]本发明的目的是提供一种用于制瓶的自动上管机，该自动上管机向制瓶机供应玻璃管的精度高、工作流程短，工作过程中占用空间小，玻璃管掉落概率低。本发明的另一个目的是提供一种用于制瓶的自动连续上管机，该自动上管机较前述自动上管机具有更高的效率。本发明的又一个目的是提供一种用于制瓶的自动连续上管方法，该上管方法的上管精度高、效率高、安全性高。
[0027]为了使本【技术领域】的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0028]如图1、图2和图3所示，图1示意了本发明一种具体实施例所提供的用于制瓶的自动连续上管机的透视图；图2部分示意了图1中旋转部件及其相连部件的装配结构示意图；示出了旋转部件、滑轨、升降机构、旋转机械手和前后移动机构以及旋转部件与底架相连处的局部；图3为图2中A处的局部放大示意图。
[0029]在一种具体的实施例中，如图1、图2和图3所示，本发明提供了一种用于制瓶的自动上管机，包括底架I及设置在底架上的输送部件2、旋转部件3，旋转部件3上设有滑轨5和升降机构6，升降机构6上设有旋转机械手4和前后移动机构7，升降机构6可上下滑动的设置在滑轨5上。
[0030]进一步地，如图2和图3所示，升降机构6包括设置在滑轨5上用于安装旋转机械手4的滑块61和用于升降驱动的丝杠副结构62、用于驱动丝杠副结构62工作的升降驱动步进电机63，以及设置在滑块61上的前后移动滑轨64。采用步进电机63驱动丝杠副结构62从而控制滑块61位置的方式，其升降定位的位置较常规方式更加精确。其中，步进电机63采用伺服电机也可以达到类似或者同样、更好的效果。
[0031]显然地，在上述技术方案中，还可以做进一步的改进。具体的，丝杠副结构62可以由液压油缸或者气缸代替从而驱动滑块61工作。
[0032]进一步地，如图2和图3所示，前后移动机构7包括用于推动旋转机械手4在前后移动滑轨64上运动的前后移动丝杠副结构71、用于驱动该前后移动丝杠副结构工作的步进电机72。采用步进电机72驱动前后移动丝杠副结构71从而控制旋转机械手4的前后移动的方式，传动定位的位置精确。其中，步进电机72采用伺服电机替代也可以达到同样或者类似、更好的效果。
[0033]显然地，在上述技术方案中，还可以做进一步的改进。具体的，推动旋转机械手4运动的前后移动机构7为丝杠副传动结构或者采用液压油缸驱动的形式，并且也可以采用其它常用的如气缸推动的结构代替。
[0034]综上所述，旋转机械手4和前后移动机构7能够随升降机构6在滑轨5上上下移动，前后移动机构7能够推动旋转机械手4相对于旋转部件3的旋转轴心做远离或者靠近的动作。从而旋转机械手4在抓取输送部件2上的玻璃管并旋转90度后，旋转机械手4随旋转部件3旋转到玻璃管续管位置，之后旋转机械手4经由升降机构6和前后移动机构7移动，使得玻璃管到达指定位置，完成一次上管过程。
[0035]由此可见，旋转机械手4旋转夹持玻璃管的旋转工作过程在底架I上方完成，从而使得工作中占用的空间大幅度减小、并且玻璃管掉落发生伤人事故的概率大为降低；旋转机械手4从夹持玻璃管到将玻璃管移动至工作位时无需进行机械手之间的切换，因而降低了切换工序所需的时间，因此提高了工作效率。
[0036]进一步地，如图2所示，旋转部件3包括旋转柱体31、回转支撑32、与所述回转支撑配合的小齿轮33以及用于驱动小齿轮的步进电机34，旋转柱体31通过回转支撑32设置在底架I上，小齿轮33驱动回转支撑32从而使旋转柱体31转动。在前述技术方案中，小齿轮33由步进电机34驱动从而能精确的控制回转支撑32转动的位置。由于旋转柱体31通过回转支撑32设置在底架I上，因此安装在旋转柱体31的升降机构6、旋转机械手4等零部件的驱动机构的供电、控制电缆等可以穿过回转支撑32中间的空闲位置，使得相应的供电及控制电缆等不用暴露在外，降低了电缆被破坏的可能性，提高了设备的安全性和可靠性。
[0037]显然，在上述技术方案中，还可以做进一步的改进。具体的，旋转部件3与底架I的连接方式除了上述的回转支撑方式之外，还可以采用具有止推轴承的轴承组合结构替代。
[0038]需要说明的是，在上述技术方案中，旋转部件3上应当设有升降机构6的限位装置，同时前后移动机构7也具有相应的限位装置，此为本领域技术人员的基础知识，在设计该类产品时的常用技术手段，本发明中不再叙述相关内容。
[0039]进一步地，如图4和图5所示，输送部件2包括送管支架21和设置在送管支架21上的储管架22、提升机构23、接管机构24、推动定位机构25。储管架22用于存放玻璃管；提升机构23可从储管架22上提取玻璃管，并将玻璃管提升至接管机构24上；推动定位机构25可以推动玻璃管从而将玻璃管限定在预设位置。
[0040]进一步地，如图4和图5所示，提升机构23包括链条减速步进电机231、链传动结构232以及设置在该链传动结构232的链条上的玻璃管提升挂钩233。通过控制链条减速步进电机231的动作而控制链传动结构232的动作，从而由链条带动提升挂钩233向上运动以完成提升玻璃管的步骤。其中，链传动结构232的驱动电机还可以采用伺服电机进行替代，伺服电机也可以达到类似或者同样、更好的效果。
[0041 ] 优选的，如图4和图5所示，接管机构24包括玻璃管滑坡段241和钩段242，图中所示滑坡段241和钩段242为单独的二个设置在送管支架21上的零件，此即为分体式结构。进一步地，所述接管机构24的滑坡段241和钩段242可以做成一体式结构设置在送管支架21上。在图4和图5中，接管机构24的滑坡段241和钩段242在送管支架21上上方的两端均有单独设置，显然地，两端的滑坡段241和钩段242同样可以设置成一体式的结构。
[0042]进一步地，如图4和图5所示，推动定位机构25包括推管步进电机251以及与该电机轴相连的推动板252，推动板252用于推动接管机构24上的玻璃管运动到预设的位置。其中，推管步进电机251也可以采用伺服电机进行替代。
[0043]更进一步地，如图1、2和3中所示，旋转机械手4包括机械爪，用于安装机械爪的机械爪安装座，用于限制机械爪旋转位置的机械爪限位碰块，用于控制机械爪抓取、夹紧和放开动作的松夹步进电机或者伺服电机，所述机械爪安装座设置在滑块61上。其中，因本领域技术人员易于理解，旋转机械手4的各零部件在图中有示出但未进行标注。此外该旋转机械手4也可以采用常规的旋转机械手结构。
[0044]此外，送管支架21上位于储管架22 —侧的一端设有放管挡板211，用于放置玻璃管时的初步定位，同时兼具防护玻璃管的功能。
[0045]本发明的具体工作过程是:在输送部件2的储管架22上放置玻璃管，玻璃管由输送部件2的提升机构23提升至输送部件2的接管机构24上。旋转机械手4移动到抓取位，玻璃管推动定位机构25将玻璃管推至指定位置后，旋转机械4夹紧玻璃管；然后旋转机械手旋转90度将呈水平的玻璃管变为呈竖直的状态。旋转部件3旋转约180度至玻璃管的工作位上方；升降机构6和前后移动机构7依次运动使得旋转机械手4夹着玻璃管移动至工作位，待玻璃管的续管操作完成后旋转机械手4松开玻璃管。重复上述过程，完成连续的上管操作。在前述工作过程中，可以将旋转机械手4旋转的过程、旋转部件3旋转的过程、升降机构6和前后移动机构7的运动在不冲突的情况下进行联动从而进一步提高效率。
[0046]此外，需要特别说明的是，根据本发明所设计的自动上管机在运行时的各部件位置或者玻璃管位置的检测、位置的调整、各零部件的动作控制及其相应的控制模块及控制方法，本领域技术人员根据本发明的技术方案及附图中公布的设备的结构原理以及工作过程可以容易地设计出相应的控制模块、控制电路及系统，同时也可以轻松地总结出相应的控制方法和上管方法，本发明中不再赘述。
[0047]如图6所示，图6为根据图1的用于制瓶的自动连续上管机的局部剖切俯视示意图。
[0048]具体地，如图6所示，根据本发明的另一个目的提供的一种包括上述用于制瓶的自动上管机的自动连续上管机。在旋转部件3上设置的旋转机械手4、滑轨5、前后移动机构7和升降机构6均为二套，该二套零部件的位置大约相差180度；从而使得其中一个旋转机械手4在进行续管操作时，另外一个旋转机械手4可以进行夹管的工序。因此成倍地提高自动连续上管机的工作效率。进一步地，该二套旋转机械手4、滑轨5、前后移动机构7和升降机构6在相对于旋转部件3的轴心呈对称布置，从而有利于节约空间以及提高设备整体的平衡性能。其工作过程在参照前述自动上管机的工作过程的基础上增加续管操作步骤时的另一个旋转机械手4的抓取、夹管以及旋转90度的步骤，具体过程不再赘述。
[0049]需要说明的是，上述用于制瓶的自动连续上管机的技术方案中，除了图6所示将旋转机械手4分别布置在左上和右下位置的布置方式，还有其他布置方式。如将旋转机械手4分别布置在左下和右上的位置，同时其相连的零部件也做相应的调整。
[0050]需要特别说明的是，根据本发明所设计的自动连续上管机，在运行时的各部件位置或者玻璃管位置的检测、位置的调整、各零部件的动作控制及其相应的控制模块及控制方法，本领域技术人员根据本发明的技术方案及附图中公布的设备的结构原理以及工作过程可以容易地设计出相应的控制模块、控制电路及系统，同时也可以轻松地总结出相应的控制方法和上管方法，本发明中不再赘述。
[0051]以上对本发明所提供的一种用于制瓶的自动上管机和自动连续上管机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，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的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
【权利要求】
1.一种用于制瓶的自动上管机，包括底架及设置在底架上的输送部件、旋转部件，所述旋转部件上设有滑轨和升降机构，所述升降机构可上下滑动地设置在所述滑轨上，所述升降机构上设有旋转机械手和前后移动机构，其特征在于: 所述旋转部件呈柱状且其旋转轴心为竖直方向； 所述旋转机械手和所述前后移动机构设置在所述升降机构上并能够随所述升降机构在所述滑轨上上下移动，并且能随着所述旋转部件转动； 所述前后移动机构能够推动所述旋转机械手相对于所述旋转部件的旋转轴心做远离或者靠近的动作。
2.根据权利要求1所述的自动上管机，其特征在于:所述旋转部件包括旋转柱体、回转支撑、与所述回转支撑配合的小齿轮以及用于驱动小齿轮的步进电机，所述旋转柱体通过所述回转支撑设置在所述底架上，所述小齿轮驱动所述回转支撑从而使所述旋转柱体转动。
3.根据权利要求2所述的自动上管机，其特征在于:所述升降机构包括设置在所述滑轨上用于安装所述旋转机械手的滑块和用于升降驱动的丝杠副结构、用于驱动丝杠副结构工作的升降驱动步进电机。
4.根据权利要求2所述的自动上管机，其特征在于:所述前后移动机构包括用于推动所述旋转机械手运动的前后移动丝杠副结构、用于驱动该前后移动丝杠副结构工作的步进电机。
5.根据权利要求1所述的自动上管机，其特征在于:所述输送部件包括送管支架和设置在所述送管支架上的储管架、提升机构、接管机构、推动定位机构。
6.根据权利要求5所述的自动上管机，其特征在于:所述提升机构包括链传动结构、设置在该链传动结构的链条上的玻璃管提升挂钩以及用于驱动链传动结构的伺服电机或者链条减速步进电机。
7.根据权利要求5所述的自动上管机，其特征在于:所述接管机构包括玻璃管滑坡段和钩段，该接管机构的玻璃管滑坡段和钩段为一体式结构或者是由滑坡件、挂钩件组成的分体式结构。
8.根据权利要求5所述的自动上管机，其特征在于:所述推动定位机构包括推动板以及驱动该推动板的伺服电机或者步进电机，所述推动板用于推动所述接管机构上的玻璃管运动到预设的位置。
9.一种用于制瓶的自动连续上管机，包括权利要求1至8中任一项所述的自动上管机，其特征在于:所述旋转部件上设有主要由所述旋转机械手、所述滑轨、所述前后移动机构和所述升降机构组成的移管部件为二件；该二件所述移管部件的位置大约相差180度以使得其中一个所述移管部件在进行续管操作时另一个移管部件能进行抓取和旋转玻璃管的工序。
10.根据权利要求9所述的自动连续上管机，其特征在于:所述二件移管部件相对于旋转部件3的旋转轴心呈对称布置。
【文档编号】C03B23/045GK204211633SQ201420699897
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年11月20日 优先权日:2014年11月20日
【发明者】李铮, 刘柳 申请人:长沙知元科技有限公司