一种瓶状容器的自动化包装设备及包装方法与流程

本发明涉及瓶状容器包装技术领域，特别涉及一种瓶状容器的自动化包装设备及包装方法。

背景技术：

瓶状容器被广泛应用于储存物品，例如玻璃瓶等产品。目前的生产工艺在玻璃瓶成型后经过输出设备将玻璃瓶输出堆积在一个暂存区，计数、排列、纸箱包装均使用人工完成，一个工人最大限度只能维系2台设备的生产。生产时，玻璃瓶从检瓶口流出后通过工人肉眼对瓶口进行缺陷检测，然后用一个尺寸设定好的托盘将玻璃瓶手工推进托盘进行摆放排列及计数，再将纸箱套进排列好的玻璃瓶上与托板翻转最后进行码垛。现有的生产方式具有三大弊端：1、劳动强度大、效率低；2、人工通过肉眼对瓶口进行缺陷检测，工作强度大，眼睛容易产生视觉疲劳而漏检，让不良品流入下个环节；3、人力资源浪费，增加企业成本。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种能够使检测、排列、包装等一系列动作由设备自动完成，降低工人劳动强度、提高品质及生产效率，减少企业资源浪费及降低企业用工成本。

具体技术方案如下：一种瓶状容器的自动化包装设备，包括：进料部，用于瓶状容器进入设备，进料部包括输送通道；换向装置，用于瓶状容器转换方向，换向装置位于输送通道一端；传输通道，用于传输换向后的瓶状容器，传输通道与换向装置连接；视觉检测机构，用于对瓶状容器进行检测，视觉检测机构位于传输通道下游；排布机构，用于使瓶状容器自动对齐摆放，排布机构位于视觉检测机构下游；导向包装机构，用于瓶状容器自动包装，导向包装机构位于排布机构下游。

以下为本发明的附属技术方案。

进一步的，瓶状容器的自动化包装设备包括切换机构，切换机构用于在人工模式和自动模式之间转换，切换机构设置在视觉检测机构和排布机构之间。

进一步的，瓶状容器的自动化包装设备包括暂存区，视觉检测机构和排布机构之间设有连接通道，所述切换机构位于连接通道和暂存区之间，切换机构使连接通道与暂存区连通或隔离。

进一步的，瓶状容器的自动化包装设备包括包装盒送料机，包装盒送料机设置在导向包装机构侧面。

进一步的，瓶状容器的自动化包装设备包括成品输送通道，成品输送通道位于导向包装机构下方。

进一步的，瓶状容器的自动化包装设备包括待料区，待料区位于成品输送通道一端。

进一步的，瓶状容器的自动化包装设备包括成品堆垛机构，成品堆垛机构位于待料区下游。

进一步的，排布机构和视觉检测机构之间设有连接通道，所述排布机构包括第一自动排列轨道，第二自动排列轨道，移栽平台和机械手，第一自动排列轨道和第二自动排列轨道平行设置且设置在移栽平台上，第一自动排列轨道或第二自动排列轨道与连接通道连通，所述机械手位于移栽平台上方。

进一步的，所述视觉检测机构上游设有流道，输送通道包括第一输送通道和第二输送通道，第一输送通道和第二输送通道的输送方向相反，所述第二输送通道与换向装置连通，第一输送通道与流道连通。

一种瓶状容器的自动化包装方法，包括以下步骤：

s100：瓶状容器通过进料部进入输送通道，经过换向装置调转瓶口方向；

s200：通过视觉检测机构逐个检测瓶状容器，合格产品进入连接通道，不合格产品进入排出通道；

s300：当设备处于自动模式时，合格产品经过连接通道进入第一自动排列轨道，使合格产品排成一排；当设备处于手动模式时，合格产品进入暂存区；

s400：机械手将整排合格产品抓取，机械手移动至导向包装机构通过纸箱包装，机械手作业时，移栽平台移动，使得第二自动排列轨道与连接通道连通。

本发明的技术效果：本发明能够使瓶状容器实现瓶口自动化检测及玻璃瓶自动包装，节约了人力、为企业降低成本，1个工人可轻松维系6台设备正常生产；同时，产品通过视觉检测机构对每个瓶口进行自动检测，将不良品自动剔除，让缺陷产品不能流入下个环节，提升了产品品质；此外，在设备出现故障时，设备会自动切换到人工模式进行应急生产。

附图说明

图1是本发明实施例的一种瓶状容器的自动化包装设备的示意图。

图2是本发明实施例的一种瓶状容器的自动化包装设备的另一示意图。

图3是本发明实施例的换向装置的示意图。

图4是本发明实施例的输送通道的示意图。

图5是本发明实施例的排布机构的示意图。

图6是本发明实施例的视觉检测机构和排布机构的示意图。

图7是本发明实施例的视觉检测机构的示意图。

图8是本发明实施例的托盘上翻时的示意图。

图9是本发明实施例的移栽平台的底部示意图。

图10是本发明实施例的流道的示意图。

图11是本发明实施例的导向包装机构的示意图。

图12是本发明实施例的导向包装机构的截面图。

图13是本发明实施例的导向包装机构套纸盒完成时的示意图。

具体实施方式

下面，结合实例对本发明的实质性特点和优势作进一步的说明，但本发明并不局限于所列的实施例。

如图1至图13所示，本实施例的一种瓶状容器的自动化包装设备，包括：进料部1，用于瓶状容器10进入设备，进料部1包括输送通道11；换向装置2，用于瓶状容器10转换方向，换向装置2位于输送通道11一端；传输通道12，用于传输换向后的瓶状容器，传输通道12与换向装置2连接；视觉检测机构3，用于对瓶状容器进行检测，视觉检测机构3位于传输通道12下游；排布机构4，用于使瓶状容器自动对齐摆放，排布机构4位于视觉检测机构3下游；导向包装机构5，用于瓶状容器自动包装，导向包装机构5位于排布机构4下游。本实施例中，瓶状容器为玻璃瓶，上述技术方案中，玻璃瓶通过进料部进入输送通道11，玻璃瓶躺倒在输送通道中运输，通过设置换向装置2，能够改变玻璃瓶的瓶口方向和输送方向，方便下游设备对玻璃瓶进行进一步处理。通过设置视觉检测机构3，能够对瓶口进行检测，以判断是否有残次品。通过设置排布机构4，能够使玻璃瓶自动对齐摆放，方便包装。通过导向包装机构5，能够使玻璃瓶自动放置在纸箱中包装，无需人员操作。通过上述技术方案，能够使玻璃瓶实现瓶口自动化检测及玻璃瓶自动包装，节约了人力、为企业降低成本。

如图6所示，本实施例中，瓶状容器的自动化包装设备包括切换机构6，切换机构6用于在人工模式和自动模式之间转换，切换机构6设置在视觉检测机构3和排布机构4之间。当切换机构后端任意机构发生故障后，信号会反馈到设备系统，设备系统发送信号给切换机构，切换机构6启动，使得设备进入人工模式。人工模式时，工人将设备上的玻璃瓶人工暂时包装不让生产停顿，直到设备维修正常。自动模式即设备正常运行时玻璃瓶自动包装。

本实施例中，瓶状容器的自动化包装设备包括暂存区7，视觉检测机构3和排布机构4之间设有连接通道8，所述切换机构6位于连接通道8和暂存区7之间，切换机构6使连接通道8与暂存区7连通或隔离。通过上述技术方案，当切换机构切换到人工模式时，连接通道8和暂存区7连通，连接通道8中的玻璃瓶进入暂存区7，工人在暂存区7进行包装作业。当设备维修好后，切换机构6切换到自动模式，连接通道8与暂存区7隔离，玻璃瓶顺着连接通道8流向下游设备。本实施例中，所述连接通道8末端设有计数器，当玻璃瓶流过时能够计数，从而便于计数数量。

本实施例中，瓶状容器的自动化包装设备包括包装盒送料机20，包装盒送料机20设置在导向包装机构5侧面。包装盒送料机20用于给导向包装机提供包装用的纸箱，即纸盒自动送料提升机，为本领域常用设备，提升机的机仓里面的纸盒需人工1小时进行补仓一次，补仓大约2-3分钟。

本实施例中，瓶状容器的自动化包装设备包括成品输送通道30，成品输送通道30位于导向包装机构5下方，包装完成的产品摆放到下面成品输送通道30上运送到下一区域。

本实施例中，瓶状容器的自动化包装设备包括待料区40，待料区40位于成品输送通道30一端，包装好的产品通过成品输送通道30传输到待料区40等待桁架机械手取料码垛。

本实施例中，瓶状容器的自动化包装设备包括成品堆垛机构50，成品堆垛机构50位于待料区40下游，码垛达到数量后由工人叉车运输到指定区域，成品堆垛机构50可采用机械臂将包装好的成品夹取并放置在指定区域，机械臂在导轨上滑动实现位移。

如图6至8所示，本实施例中，排布机构4和视觉检测机构3之间设有连接通道8，所述排布机构4包括第一自动排列轨道41，第二自动排列轨道42，移栽平台43和机械手44，第一自动排列轨道41和第二自动排列轨道42平行设置且设置在移栽平台43上，第一自动排列轨道41或第二自动排列轨道42与连接通道8连通，所述机械手44位于移栽平台43上方。上述技术方案中，玻璃瓶通过连接通道8进入第一自动排列轨道41，自动摆满后通过移栽平台43的运动将空的第二自动排列轨道42切换到来连接通道8出口处接料(用时约0.5秒)，刚刚接满玻璃瓶的第一自动排列轨道41同步移动到设定位置等待机械手44取料，机械手将玻璃瓶取走，第一动排列轨道空置进行待命，如此不断循环。通过上述技术方案能够满足在上面机械手抓取时不影响来料，从而有效提升生产效率。本实施例中，移栽平台43通过移栽气缸45驱动。

如图4和图10所示，本实施例中，所述视觉检测机构3上游设有流道60，输送通道11包括第一输送通道111和第二输送通道112，第一输送通道111和第二输送通道112的输送方向相反，所述第二输送通道112与换向装置2连通，第一输送通道111与流道60连通。上述技术方案中，进料部1具有左右两条输送通道，两条输送通道的输送方向不同，从而提升输送效率；通过换向装置2能够使第二输送通道112中的玻璃瓶能够掉头，实现第一输送通道111和第二通道112中的玻璃瓶同向传输共用一套自动包装设备，达到节约场地及设备开发成本的目的。第一输送通道直接进入流道60，第二输送通道的玻璃瓶进过换向装置2后通过传输通道12进入流道60中然后进入视觉检测机构3进行检测。本实施例中，所述流道60和第一输送通道111之间设有转换装置100，流道60和传输通道12之间也设有转换装置100，转换装置100能够将躺着输送的玻璃瓶直立，从而便于视觉检测机构3检测瓶口。当玻璃瓶进入转换装置100时，由于转换装置中具有竖直设置的转换通道，使得玻璃瓶通过转换通道掉落到流道60上并保持直立。

一种瓶状容器的自动化包装方法，包括以下步骤：s100：瓶状容器10通过进料部1进入输送通道11，经过换向装置2调转瓶口方向；s200：通过视觉检测机构3逐个检测瓶状容器10，合格产品进入连接通道8，不合格产品进入排出通道70；s300：当设备处于自动模式时，合格产品经过连接通道8进入第一自动排列轨道41，使合格产品排成一排；当设备处于手动模式时，合格产品进入暂存区7；s400：机械手44将整排合格产品抓取，机械手44移动至导向包装机构5通过纸箱包装，机械手44作业时，移栽平台43移动，使得第二自动排列轨道42与连接通道8连通。进一步的，所述连接通道8上设有计数器，从而可计算通过的玻璃瓶数量。通过上述技术方案，能够使玻璃瓶实现检测、自动排列和包装，实现自动化生产。此外，能够通过切换机构在设备出现故障时能够通过人工维持包装，避免生产停顿。

如图1至图4所示，本实施例的换向装置2包括换向机构，换向机构包括第一通道21，第二通道22，传输通道12和转角部23，第一通道21通过转角部23与第二通道22连通。转角部23设有第一挡板25，第二通道22与传输通道12连通，换向机构包括第二挡板26，第二挡板26设置在传输通道12上，第二挡板26朝向第二通道22设置。通过上述技术方案，当玻璃瓶通过第一通道21滑下时，玻璃瓶的瓶底与第一挡板25碰撞，然后玻璃瓶沿第二通道22方向滚动。当第二通道22上的玻璃瓶滚向传输通道12时，通过第二挡板26能够避免其从传输通道上方滚落到地上，瓶口和瓶底掉换方向，实现瓶口掉头。

本实施例中，所述第一通道21朝向转角部23倾斜设置，从而便于玻璃瓶从第一通道21滑下。

本实施例中，所述第二通道22倾斜设置，第二通道22与转角部连接的端部高度较高，从而便于玻璃瓶从转角部滑下。

本实施例中，所述第一通道21的宽度大于瓶状容器10的宽度且小于瓶状容器10的高度，从而使第一通道21中的玻璃瓶只能一个一个依次滑下。

本实施例中，所述第一通道21包括第一底板211和第一侧板212，第一侧板212垂直设置在第一底板211两侧，第一底板211一端与转角部23连接，所述第二通道22包括第二底板221和第二侧板222，第二底板221一端与转角部23连接，第一侧板和第二侧板分别与第一挡板连接。本实施例中，侧板212与第一底板211垂直，从而避免玻璃瓶从第一通道中脱出。

本实施例中，第一挡板25为弧形。

本实施例中，所述换向装置2包括多个换向机构，多个换向机构间隔设置，本实施例中设有两个换向机构，两个换向机构并排设置对应两条第二输送通道112。

本实施例中，相邻换向机构具有高度差，从而在运行时能够避免相互干涉。

本实施例中，当进料部1双边出料时，进料部1通过第一输送通道111和第二输送通道112分别向相反方向输送玻璃瓶，第一输送通道111上的产品瓶底与第二输送通道112上的产品瓶底相反。换向装置2设置在第二输送通道112一端，玻璃瓶经过换向装置2进行瓶底调头180°，可将双边出料转化为单边出料，通过传输通道12上面将产品输送到下游，与第一输送通道111统一使用一套自动包装工作站，达到自动包装效果，在不改变原设备同时为企业节约了一套工作站的成本，降低企业设备采购一半成本，还能够节约场地。本实施例中所述进料部1可以是现有玻璃瓶加工设备，即完成玻璃瓶成型的设备。

本实施例中，第一输送通道111和第二输送通道112中的玻璃瓶通过两条传输带80传输，两条传输带的转动方向相反。

如图1、图2、图5至图9所示，视觉检测机构3包括检测相机31，连接通道8，推送机构33，剔除机构34和转盘机构35，所述检测相机31位于转盘机构35上方。转盘机构35包括转盘351，进料口352，出料口353和出料通道354，所述进料口352和出料口353设置在转盘351两侧。所述推送机构33包括第一驱动装置331和第一推板332，第一推板332设置在出料口353，第一驱动装置331与第一推板332连接。所述剔除机构34设置在出料通道354侧面，所述连接通道8与出料通道354连通。上述技术方案中，视觉检测机构通过检测相机31对玻璃瓶的瓶口进行检测，合格产品进入连接通道8，残次品通过剔除机构34从出料通道354中排除，从而保证包装的玻璃瓶均为合格产品。玻璃瓶从进料口352进入转盘351，通过转盘旋转60°，在检测相机31下面短暂停顿进行检测，检测结果计入系统，以上动作重复2次；检测完的产品对齐转盘出料口353，推送机构的第一驱动装置331驱动第一推板332将产品推送出去；如果系统判定该产品不合格，剔除机构将该产品剔除，反之合格产品正常通过。本实施例的检测相机为ccd工业检测相机，所述视觉检测机构3包括检测光源32，从而增强检测时的光线，提升检测准确性。所述检测光源32具有镂空部321，检测相机31位于镂空部321上方。

本实施例中，剔除机构34包括第二驱动装置341，第二推板342和排出通道70，第二推板342设置在出料通道354侧面，第二驱动装置341与第二推板342连接，排出通道70设置在出料通道354侧面且与第二推板342相对设置。如果系统判断产品不合格，第二驱动装置341驱动第二推板342将玻璃瓶推向排出通道70，从而使玻璃瓶从排出通道70流出。

本实施例中，所述转盘351具有弧形凹槽3511，多个弧形凹槽3511环绕转盘351转轴设置，从而玻璃瓶通过进料口进入弧形凹槽3511中，转盘转动时能够带动玻璃瓶转动。

本实施例中，所述转盘机构35有两个，两个转盘机构35相对设置，所述排出通道70有两个，两个排出通道70分别设置在转盘机构35两侧。

本实施例中，切换机构6设置在连接通道8和暂存区7之间。切换机构6用于在人工模式和自动模式之间转换，当切换机构6后端任意机构发生故障后，信号会反馈到设备系统，设备系统发送信号给切换机构，切换机构6启动，使得设备进入人工模式。人工模式时，工人将设备上的玻璃瓶进入暂存区7，通过人工暂时包装不让生产停顿，直到设备维修正常。自动模式即设备正常运行时玻璃瓶自动包装。

本实施例中，切换机构6包括闸板61和第三驱动装置62，闸板61设置在连接通道8一侧，第三驱动装置62与闸板61连接。从而通过第三驱动装置62能够使闸板上升或下降，从而使暂存区7与连接通道8之间连通或隔断。

本实施例中，切换机构6包括托盘63，托盘63位于暂存区7一侧，当切换机构6处于自动模式时，闸板隔断暂存区域与连接通道，托盘下翻(如图6所示)；当切换机构6处于手动模式时，闸板61升起，暂存区7与连接通道8连通，托盘上翻。通过设置托盘，能够避免暂存区的玻璃瓶从一侧滚落。

本实施例中，所述切换机构6包括动力气缸64，动力气缸64与托盘63连接，通过动力气缸64能够驱动托盘63转动，实现翻转。通过动力气缸驱动托盘向上旋转90°将产品暂存区进行封闭，避免产品掉落地上，在此过程系统进行报警通知维修人员及工人进行人工摆放产品及设备维修，从而不会令上工序设备生产停顿。

本实施例中，排布机构4包括第一自动排列轨道41和机械手44，第一自动排列轨道41与连接通道8连通，机械手44位于第一自动排列轨道41上方。本实施例中，排布机构包括第二自动排列轨道42和移栽平台43，第二自动排列轨道42与第一自动排列轨道41平行设置，第一自动排列轨道41和第二自动排列轨道42设置在移栽平台43上。上述技术方案中，玻璃瓶通过连接通道8进入第一自动排列轨道41，自动摆满后通过移栽平台43的运动将空的第二自动排列轨道42切换到来连接通道8出口处接料(用时约0.5秒)，刚刚接满玻璃瓶的第一自动排列轨道41移动到设定位置等待机械手44取料，机械手将玻璃瓶取走，第一动排列轨道空置进行待命，如此不断循环。通过上述技术方案能够满足在上面机械手抓取时不影响来料，从而有效提升生产效率。本实施例中，所述连接通道8上设有计数口81，从而当玻璃瓶通过连接通道进入自动排列轨道时，能够准确计数，计数方式可以是现有技术中的流水线计数器等设备。

如图1、图2、图11至图13，本实施例的导向包装机构5包括支撑座51，定位座52，导向机构53，下压机构54和升降机构55，支撑座51设置在定位座52中，所述导向机构53设置在定位座52侧面。导向机构53包括安装座531，导向板532，导向气缸533和弹簧534，导向板532与定位座52枢轴连接，导向气缸533设置在安装座531上，导向气缸533与导向板532连接，弹簧534两端分别与安装座531和导向板532连接。所述下压机构54设置在定位座52侧面，所述升降机构55与定位座52连接。上述技术方案中，玻璃瓶摆放在支撑座51上，通过设置导向机构53，使得纸箱90套在玻璃瓶上时，先将纸箱套在导向板532上，避免纸箱偶尔出现向内侧变形情况套盒时顶住玻璃瓶口导致套盒失败；然后通过升降机构55使定位座52下降，使得导向板532从纸箱中脱出，弹簧534一直向纸箱外侧施加牵引力，保证纸箱导向板一直向纸箱外侧张开，减小或避免导向板与瓶身的摩擦。通过设置下压机构54，能够将纸箱压住，避免纸箱脱落。本实施例中，导向包装机构5包括侧推气缸57，当玻璃瓶摆放到最后2-3排时，通过侧推气缸57推动玻璃瓶，能够使玻璃瓶紧密排列。

本实施例中，导向包装机构5包括翻转机构56，所述定位座52设置在翻转机构56上，从而通过翻转机构56能够使定位座52转动翻转。

本实施例中，所述翻转机构56包括连接座561和翻转气缸562，定位座52设置在连接座561上，翻转气缸562与连接座561连接。上述技术方案中，通过翻转气缸562能够驱动连接座561转动，从而带动定位座52及玻璃瓶翻转。

本实施例中，所述升降机构55包括升降气缸551，升降气缸551设置在连接座561上，升降气缸551与定位座52连接，从而使升降气缸551能够带动定位座52升降。

本实施例中，所述升降机构55包括导柱552，导柱552设置在连接座561上并穿过定位座52，支撑座51设置在导柱552上。

本实施例中，所述翻转机构56包括滑轨563和底座564，翻转气缸562设置在底座上，底座564与滑轨563滑动连接，从而使底座能够沿滑轨滑动，从而能够调节连接座的位置。

本实施例中，所述下压机构54包括旋转气缸541和压板542，旋转气缸541设置在定位座52上，旋转气缸541与压板542连接，压板542具有第一位置(如图11所示)和第二位置(如图13所示)，第一位置和第二位置通过旋转气缸驱动切换。

本实施例的导向包装机构工作原理如下：在摆放玻璃瓶过程中，连接座561和定位座通过升降气缸运作为分离状态(参照图12所示)，当玻璃瓶数量摆放完成后，系统给出指令，导向气缸533工作，将导向板532顶进设定的导向角度(例如10°，四周每个导向机构动作相同，共设有四个导向机构53)，旁边包装盒送料机20将准备好的纸箱套到玻璃瓶四周导向板上。当纸箱运行到设定的位置(进入导向板，纸箱口进入瓶身10mm)纸箱开始停止，通过升降气缸551带动定位座52连同导向机构53和下压机构54同时向下运行，直到与连接座接触后停止；在向下运行过程中，导向气缸533推杆已经完全后退，弹簧一直向纸箱外侧施加牵引力，保证导向板一直向纸箱外侧张开，避免摩擦瓶身；当导向板完全脱离纸箱口部时完全后退弹开，达到预设位置避免干涉纸箱包装；定位座上的所有机构下行完成后，所有玻璃瓶完全裸露在外面，四周均无干涉，现在纸箱下压到底完成套盒；套盒完成后旋转气缸541向纸箱内侧旋转90°并下压到纸箱，保障下一步翻转纸箱不脱落，完成以上动作系统指令翻转气缸562旋转180°，并通过滑轨整体下移到设定位置，旋转气缸541旋转并松开抓手，包装完成的产品摆放到下面成品输送通道30上，定位座上升到原来位置，翻转气缸562回转180°待命，完成所有包装动作。通过上述技术方案能够实现自动化包装，降低工人劳动强度、提高生产效率，减少企业资源浪费及降低企业用工成本。

一种瓶状容器的包装方法，包括以下步骤：a100：将瓶状容器10摆放在支撑座51上；a200：导向气缸533的推杆推动导向板532向瓶状容器方向转动，使得导向板532倾斜，将纸箱90套设在导向板532上并使纸箱位于设定位置；a300：升降机构55带动定位座52下行，下行过程中，导向气缸533的推杆退回，弹簧534向纸箱外侧施加牵引力，保证导向板一直向纸箱外侧张开，当导向板532完全脱离纸箱口部时完全后退弹开；a400：下压机构54将纸箱压住；a500：翻转机构56驱动瓶状容器转动并下移设定位置，使得纸箱开口朝上；a600：下压机构54释放纸箱，使其位于成品输送通道30上。通过上述技术方案，能够降低工人劳动强度、提高生产效率，降低企业用工成本。本实施例中，步骤a200中，所述设定位置为纸箱口进入瓶身10mm。本实施例中，步骤a500中，翻转机构56驱动瓶状容器转动180°。

需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。