一种用于灌装生产线的插棒装置的制作方法

本发明涉及食品罐装设备技术领域，尤其涉及一种用于灌装生产线的插棒装置。

背景技术：

随着社会的发展，人们的生活水平不断提高，饮食观念也随之发生了较大的改变，出于卫生、方便、节约时间等使用需求，直接可以食用的罐装食品也越来越受到人们的青睐。冰棍、奶酪棒、棒棒糖等插棒类食品的现有包装过程都是基于插棒类食品凝固成型后再在外部添加包装的方式进行，插棒类食品凝固成型到包装完成之间需要经历一次搬运过程，插棒类食品在此搬运过程中暴露在空气中，由此增加了食品受污染的风险。另外，现有的插棒类食品在生产时存在插棒效率低、遗漏插棒等情况，不利于提高生产效率和产品合格率。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术中存在的缺点和不足，本发明提供了一种用于灌装生产线的插棒装置，有利于提高插棒类食品生产的插棒效率。

为了实现上述技术目的，本发明提供的一种用于灌装生产线的插棒装置，包括插棒支架，还包括

储料部件，储料部件包括驱动件、护板和送棒转盘，送棒转盘与护板设于插棒支架上，驱动件与送棒转盘连接并驱动送棒转盘在竖向上转动，送棒转盘上设有多个围绕送棒转盘的轴心线等角度均匀分布的储棒槽，储棒槽的延伸方向与送棒转盘的径向重合，护板位于送棒转盘的一侧且位于送棒转盘该侧储棒槽的延伸方向上；

输料件，输料件设有沿竖向延伸的第一输料通道，第一输料通道的顶端位于送棒转盘的下方，送棒转盘转动至储棒槽的延伸方向位于竖向上时储棒槽与第一输料通道对接导通；

接驳组件，接驳组件设有在水平方向上前后往复运动的接驳台，接驳台上设有沿竖向延伸的第二输料通道，接驳台向后移动到位时位于输料件的底部且第二输料通道与第一输料通道对接导通；

插棒组件，插棒组件包括插针及插棒气缸，插针沿竖向延伸，插针在插棒气缸的驱动下在竖向上往复运动；以及

导向组件，导向组件设有在竖向上往复运动的导向管，导向管上设有沿竖向延伸的导向通道，导向通道位于插针的运动范围内，接驳台向前移动到位时位于插针的底部且第二输料通道与导向通道对接导通使插针可向下插入第二输料通道及导向通道中。

优选的，所述插棒组件还包括缺棒检测结构，缺棒检测结构包括上架板、下架板、柱套、第一弹簧及检测件，下架板连接于插棒气缸的活塞杆，上架板设于下架板的顶部且可相对于下架板沿横向来回移动，插针穿经上架板与下架板，柱套套设于插针上，上架板设有与柱套配合的检测通孔，下架板设有与柱套配合的定位孔，第一弹簧的两端分别接触于上架板与下架板，插针下移到位时柱套脱离下架板的定位孔而与上架板的检测通孔配合且第一弹簧带动上架板横移被检测件感知。

优选的，所述缺棒检测结构还包括连接于上架板的导引块，第一弹簧的一端插设于下架板中、另一端插设于导引块中。

优选的，所述插棒支架上设有与导引块配合的复位凸起，插棒组件上移复位时复位凸起与导引块抵触使上架板横移复位。

优选的，所述缺棒检测结构还包括套设于插针上的第二弹簧，插针上设有位于下架板下方的定位片，第二弹簧的顶端抵于下架板的底部、底端抵于定位片上，第二弹簧在插针下移到位时受压变形，第二弹簧在上架板横移复位后带动插针回落使柱套复位插入定位孔中。

优选的，所述检测通孔为沿横向延伸的长孔，检测通孔的横向长度大于柱套的外径。

优选的，所述导向组件还包括导向气缸及导向板，导向板连接于导向气缸的活塞杆，导向管设于导向板上，导向气缸驱动导向板在竖向上往复运动。

优选的，所述接驳组件还包括用于驱动接驳台在水平方向上前后往复移动的接驳气缸，接驳台连接于接驳气缸的活塞杆。

优选的，所述插棒装置还包括设于导向组件底部的防脱组件，防脱组件包括第一夹块、第二夹块、用于驱动第一夹块前后移动的第一防脱气缸及用于驱动第二夹块前后移动的第二防脱气缸，第一夹块与第二夹块相对设置，第一防脱气缸与第二防脱气缸驱动第一夹块与第二夹块同步相向运动或同步背向运动。

优选的，所述插棒装置还包括设于防脱组件底部的限位组件，限位组件包括两块相对设置的限位板，两块限位板之间设有沿横向延伸的限位槽。

采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：

1、本发明提供的插棒装置，待插入的棒体预存在储棒槽中，当送棒转盘转动至储棒槽的延伸方向位于竖向上时，储棒槽中的棒体可以通过输料件上的第一输料通道向下进入接驳台上的第二输料通道中，然后接驳台带动棒体向前移动。接驳台带动棒体向前移动到位时，第二输料通道与导向通道对接导通，插针带动棒体向下移动使棒体脱离第二输料通道与导向通道后插入片材上用于灌注物料的料腔中，完成插棒目的。通过本发明提供的插棒装置，先将棒体插入未灌注物料的料腔中，然后再向料腔中灌注物料，灌注完成后，对片材进行封口、裁切即可得到包装完成的单个插棒类食品，物料在生产过程中无需经历搬运动作，有效消除物料在此搬运过程中受到污染的风险。另外，通过本发明的插棒装置可以有效提高插棒效率，有利于提高产品的生产效率。

2、插棒组件还加设了缺棒检测结构，第二输料通道中有棒体时，插针带动棒体向下插入到位后，插针在棒体的抵触作用下带动柱套相对于下架板上移一小段距离，柱套脱离下架板的定位孔而与上架板的检测通孔配合，第一弹簧在柱套脱离下架板的定位孔时带动上架板横移，上架板的横移动作被检测件感知，控制元件根据检测件反馈的感知信号判定棒体无漏装。当第二输料通道中没有棒体时，插针下移到位后无法在与棒体的抵触作用下带动柱套相对于下架板上移，柱套无法脱离下架板的定位孔，第一弹簧无法带动上架板横移，检测件不能向控制元件反馈上架板发生横移的信号，控制元件据此判定发生棒体漏装情况，控制元件可以命令警示装置发出警示信号进行缺棒提醒。

3、插棒组件上移复位时，导引块与复位凸起抵触使导引块可以克服第一弹簧的作用力而带动上架板横移复位，从而使柱套可以回落至与下架板的定位孔配合的状态，实现第一弹簧与柱套的复位。

4、插针下移带动棒体插入片材上的料腔中时，第二弹簧受力压缩。插棒组件上移复位时，上架板横移复位后，第二弹簧施力于插针使插针可以带动柱套回落至与下架板的定位孔配合，保证柱套在插棒组件复位时能复位到位。

5、检测通孔设置成沿横向延伸的长孔，柱套脱离下架板的定位孔时，由于检测通孔为长孔，上架板在第一弹簧的作用下相对于下架板横移一小段距离而被检测件感知，满足检测件的检测要求，通过柱套与检测通孔的配合限制上架板横移的距离。

6、将棒体插入片材上的料腔中时，导向气缸先通过导向板驱动导向管向下移动使导向管插入料腔中，然后插棒组件运行带动棒体向下插入料腔中。插棒完成后，插棒组件先上移复位，导向组件后上移复位。导向组件在插棒时对棒体具有导向作用，有利于将棒体稳定的插入料腔中。

7、第一防脱气缸与第二防脱气缸驱动第一夹块与第二夹块同步相向运动夹紧片材或背向运动松开片材，将棒体插入料腔中时，防脱组件夹紧片材，提高片材的稳定性。插棒完成后，防脱组件松开片材，以便灌装设备的水平拖动装置能带动片材沿输送方向运动进入下一个插棒动作。

8、限位组件的两块限位板之间设置限位槽，片材的下部位于该限位槽中，限位组件对片材具有支撑作用，保证片材在插棒时的稳定性。

附图说明

图1为实施例一插棒装置的立体图；

图2为实施例一插棒装置的前视图；

图3为图2中ⅰ处的放大视图；

图4为图3中相关构件的爆炸视图；

图5为实施例一插棒装置的侧视图；

图6为实施例一插棒装置中接驳组件的结构图；

图7为图5中ⅱ处的放大视图；

图8为棒体未插入片材上的料腔中时的示意图；

图9为棒体在料腔中向下插入到位时的示意图；

图10为实施例一灌装设备的整体示意图。

图中，100-插棒装置，110-插棒支架，111-复位凸起，120-储料部件，121-储料电机，122-储料减速器，123-送棒转盘，1231-储棒槽，124-护板，125-转轴，130-输料件，131-第一输料通道，140-接驳组件，141-接驳台，1411-第二输料通道，142-接驳气缸，150-插棒组件，151-插针，1511-定位片，152-插棒气缸，153-上架板，1531-检测通孔，154-下架板，1541-定位孔，155-柱套，156-第一弹簧，157-导引块，158-第二弹簧，159-检测件，160-导向组件，161-导向管，1611-导向通道，162-导向气缸，163-导向板，170-防脱组件，171-第一夹块，172-第二夹块，173-第一防脱气缸，174-第二防脱气缸，180-限位组件，181-限位板，182-限位槽，200-灌注装置，300-封口装置，400-裁切装置，500-水平拖动装置，600-震动上棒装置，700-片材，701-料腔，800-棒体，900-输出装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。需要理解的是，下述的“上”、“下”、“左”、“右”、“纵向”、“横向”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示方位或位置关系的词语仅基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置/元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例一

如图1至图7所示，本发明实施例一提供了一种用于灌装生产线的插棒装置。插棒装置100包括插棒支架110、储料部件120、输料件130、接驳组件140、插棒组件150及导向组件160。储料部件120包括驱动件、护板124和送棒转盘123，送棒转盘123与护板124设于插棒支架110上，驱动件与送棒转盘123连接并驱动送棒转盘123在竖向上转动。送棒转盘123上设有多个围绕送棒转盘123的轴心线等角度均匀分布的储棒槽1231，储棒槽1231的延伸方向与送棒转盘123的径向重合，护板124位于送棒转盘123的一侧且位于送棒转盘123该侧储棒槽1231的延伸方向上。输料件130设有沿竖向延伸的第一输料通道131，第一输料通道131的顶端位于送棒转盘123的下方。送棒转盘123转动至储棒槽1231的延伸方向位于竖向上时，储棒槽1231与第一输料通道131对接导通。接驳组件140设有在水平方向上前后往复运动的接驳台141，接驳台141上设有沿竖向延伸的第二输料通道1411。接驳台141向后移动到位时位于输料件130的底部，第二输料通道1411与第一输料通道131对接导通。插棒组件150包括插针151及插棒气缸152，插针151沿竖向延伸，插针151在插棒气缸152的驱动下在竖向上往复运动。导向组件160设有在竖向上往复运动的导向管161，导向管161上设有沿竖向延伸的导向通道1611，导向通道1611位于插针151的运动范围内。接驳台141向前移动到位时，接驳台141位于插针151的底部，第二输料通道1411与导向通道1611对接导通，插针151可向下插入第二输料通道1411及导向通道1611中。

本实施例中，储料部件120的驱动件包括储料电机121和储料减速器122，储料电机121与储料减速器122固定在插棒支架110的一侧，储料电机121的电机轴与储料减速器122的输入轴传动连接。插棒支架110的顶部设有可转动设置的转轴125，转轴125的轴向横置且与前后方向垂直。送棒转盘123固定套设于转轴125上，转轴125的一端与储料减速器122的输出轴传动连接，储料电机121通过储料减速器122驱动转轴125沿图5中所示的ω方向转动，转轴125带动送棒转盘123沿ω方向同步转动。护板124固定在插棒支架110的顶部，护板124沿前后方向的截面形状呈弧形且护板124与送棒转盘123同心设置，护板124位于送棒转盘123前侧下部的外侧，防止储棒槽1231内的棒体800脱离储棒槽1231。

结合图3、图4，插棒组件150还包括缺棒检测结构，缺棒检测结构包括上架板153、下架板154、柱套155、第一弹簧156及检测件159。下架板154连接于插棒气缸152的活塞杆，上架板153设于下架板154的顶部且可相对于下架板154沿横向来回移动。插针151穿经上架板153与下架板154，柱套155套设于插针151的顶部，上架板153设有与柱套155配合的检测通孔1531，下架板154设有与柱套155配合的定位孔1541，第一弹簧156的两端分别接触于上架板153与下架板154。缺棒检测结构还包括连接于上架板153的导引块157，第一弹簧156的一端插设于下架板154中、另一端插设于导引块157中。缺棒检测结构还包括套设于插针151上的第二弹簧158，插针151上设有位于下架板154下方的定位片1511，第二弹簧158的顶端抵于下架板154的底部，第二弹簧158的底端抵于定位片1511上。插棒支架110上设有与导引块157配合的复位凸起111，复位凸起111位于插棒支架110的上部。

本实施例中，插棒气缸152竖置且固定在插棒支架110上，导引块157固定在上架板153右端的端部处，导引块157及下架板154均设有与第一弹簧156配合的孔，第一弹簧156的一端插设于下架板154上的孔中、另一端插设于导引块157上的孔中。检测通孔1531为沿横向延伸的长孔，检测通孔1531的横向长度大于柱套155的外径。检测件159固定在插棒支架110上且位于上架板153的右侧，检测件159信号连接于灌装设备的控制元件。具体的，检测件159优选采用红外传感器。插棒组件150下移到位时，上架板153与导引块157位于同一高度，检测件159通过检测导引块157是否发生横向移动而实现检测上架板153是否发生横向移动。

导向组件160还包括导向气缸162和导向板163，导向气缸162竖置且设于插棒支架110上，导向板163连接于导向气缸162的活塞杆，导向管161设于导向板163上，导向气缸162驱动导向板163在竖向上往复运动。

结合图6，接驳组件140还包括用于驱动接驳台141沿前后方向往复移动的接驳气缸142，接驳台141连接于接驳气缸142的活塞杆。接驳气缸142驱动接驳台141向后移动到位时，接驳台141位于输料件130的正下方，第二输料通道1411与第一输料通道131对接导通。接驳气缸142驱动接驳台141向前移动到位时，接驳台141位于插针151的正下方且位于导向管161的正上方，第二输料通道1411与导向通道1611对接导通，插针151可以向下插入第二输料通道1411及导向通道1611中。

结合图7，插棒装置100还包括设于导向组件160底部的防脱组件170，防脱组件170包括第一夹块171、第二夹块172、用于驱动第一夹块171前后移动的第一防脱气缸173及用于驱动第二夹块172前后移动的第二防脱气缸174，第一夹块171与第二夹块172相对设置，第一防脱气缸173与第二防脱气缸174驱动第一夹块171与第二夹块172同步相向运动或同步背向运动。本实施例中，第一防脱气缸173与第二防脱气缸174都固定在插棒支架110且均沿前后方向横置，第一防脱气缸173位于第二防脱气缸174的上方。第一夹块171固定连接于第一防脱气缸173的活塞杆，第二夹块172固定连接于第二防脱气缸174的活塞杆。

插棒装置100还包括设于防脱组件170底部的限位组件180，限位组件180包括两块相对设置的限位板181，两块限位板181之间设有沿横向延伸的限位槽182。本实施例中，两块限位板181固定于插棒支架110上，限位槽182的延伸方向与前后方向垂直设置。

本实施例中，转轴125上共设有六个沿横向等间距分布的送棒转盘123，每个送棒转盘123上设有八个围绕送棒转盘123的轴心线等角度均匀分布的储棒槽1231。相应的，第一输料通道131、第二输料通道1411、插针151、导向管161也沿横向等间距分布有六个，每个插针151上均套设有柱套155。

如图10所示，本实施例还公开了一种采用上述插棒装置100的灌装设备。灌装设备采用左右方向上的直线输送方式，灌装设备还包括用于拖动片材自左向右移动的水平拖动装置500，上述记载的左右方向与灌装设备的左右方向一致，上述记载的前后方向与灌装设备的左右方向在水平面上垂直相交。灌装设备还包括灌注装置200、封口装置300、裁切装置400、震动上棒装置600及输出装置900，插棒装置100、灌注装置200、封口装置300、裁切装置400及输出装置900自左向右依次设置，震动上棒装置600设于插棒装置的后侧。震动上棒装置600包括箱体、震动机、输出机构等，棒体800放置在箱体中，震动机使箱体中的棒体800发生震动并使棒体800在输出机构的作用下如图5中所示按序挨个输出。

片材700经对折、加热、成型后形成如图8、图9所示用于灌注物料的料腔701，插棒装置100在灌注物料前将棒体800插入料腔701中。棒体800在震动上棒装置600的作用下被送入送棒转盘123上的储棒槽1231中，送棒转盘123带动棒体800沿ω方向转动。送棒转盘123转动至储棒槽1231的延伸方向位于竖直方向上时，接驳台141向后移动到位，储棒槽1231、第一输料通道131及第二输料通道1411位于同一直线上而对接导通，棒体800脱离储棒槽1231并经过第一输料通道131后向下落入第二输料通道1411中。

随后，接驳气缸142驱动接驳台141向前移动。接驳台141向前移动到位时，第二输料通道1411与导向通道1611位于同一直线上而对接导通，此时，防脱组件170的第一夹块171与第二夹块172夹紧片材700并避让开料腔701，导向气缸162先驱动导向管161向下移动使导向管161插入料腔701中。

导向管161下移到位后，插棒组件150的插棒气缸152驱动插针151及缺棒检测结构下移。插针151下移过程中将棒体800向下推离第二输料通道1411与导向通道1611后插入料腔701中。如图9所示，插针151带动棒体800向下插入到位时，插针151在棒体800的抵触作用下相对于下架板154上移一小段距离，并使第二弹簧158受压变形，插针151带动柱套155向上脱离下架板154上的定位孔1541而与上架板153上的检测通孔1531配合。由于检测通孔1531为长孔，柱套155脱离定位孔1541时，上架板153在第一弹簧156的作用下相对于下架板154向右移动，检测件159的输出信号发生变化，灌装设备的控制元件根据检测件159的信号变化判定该次插棒动作的六根棒体800全部插入到位。

插棒完成后，插棒气缸152先行带动插针151及缺棒检测结构上移复位，导引块157在复位过程中与复位凸起111抵触，通过复位凸起111的抵触作用使导引块157压缩第一弹簧156并带动上架板153左移复位。上架板153复位后，第二弹簧158恢复形变并带动插针151和柱套155相对于下架板154向下回落，使柱套155的下端重新插入下架板154上的定位孔1541中。

然后，导向气缸162驱动导向管161上移复位，导向管161脱离片材700。防脱组件170的第一夹块171与第二夹块172松开片材700，水平拖动装置拖动片材700向右移动，进入下一次插棒动作。

插棒装置100将棒体800插入料腔701中时，若其中一个导向通道1611内未输入棒体800，与该导向通道1611对应的插针151在下移到位时不能在棒体800的抵触作用下带动柱套155相对于下架板154上移一小段距离，该插针151上的柱套155不能脱离与之配合的定位孔1541，上架板153不能在第一弹簧156的作用下相对于下架板154向右横移，检测件159的输出信号不会发生变化，灌装设备的控制元件据此判定发生缺棒情况。若灌装设备设有信号连接于控制元件的警示装置，控制元件可以命令警示装置发出警示信号进行缺棒提醒。

灌装设备工作时，各装置同时运行。水平拖动装置500拖动片材700向右移动，水平拖动装置500左移复位时，插棒装置100将棒体插入片材700上的料腔701中，同时，灌注装置200向插有棒体的料腔701中灌注物料，同时，封口装置300对灌有物料的料腔701进行封口，同时，裁切装置400对封口后的片材700进行裁切得到包装完成的单个灌装食品，单个灌装食品经输出装置900输离灌装设备。

可以理解的是，检测件159也可以采用其他可以感知上架板153发生横向位移的电子元件，如干簧管或霍尔元件等。当检测件159采用干簧管或霍尔元件时，在上架板153上加设磁铁，上架板153发生横移时，磁铁与检测件159之间的距离改变，检测件159的通断电状态也随之改变。控制元件根据检测件159通断电状态是否发生改变获知上架板153是否发生横向移动，从而判定是否发生缺棒情况。

可以理解的是，检测件159也可以设于上架板153的左侧。

可以理解的是，送棒转盘123、第一输料通道131、第二输料通道1411、插针151、导向管161及相关构件的数量并不局限于上述记载和附图所示的六个，也可以设置成四个、五个、七个、八个等其他合理的个数。

可以理解的是，单个送棒转盘123上储棒槽1231的具体个数也并不局限于上述记载各附图所示的八个，也可以设置成六个、七个等其他合理的个数，满足插棒要求即可。

可以理解的是，本实施例的插棒装置100可以用于生产奶酪棒、棒棒糖、冰棍等插棒类食品。

可以理解的是，灌装设备的其他结构可以参考现有技术。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明权利要求书中所定义的范围。