旋轉式自動灌裝裝置

李玉霞，宮 哲，雷志偉，張田龍

(河北省自動化研究所 ， 河北 石家莊 050081)

0 引言

隨著社會的發展和科技的進步，企業生產線對灌裝裝置的智能化要求越來越高，在灌裝精準性、系統穩定性以及在線質量檢測等方面都有了更高的要求。

本文設計了一種具有自動檢測功能的經濟型灌裝設備，通過各機構的連續間歇運動實現包裝容器的進瓶、灌裝、封口、檢測、輸送等功能，本裝置精度高、反應靈敏、運轉平穩。

1 旋轉式自動灌裝裝置的總體結構和工作流程

“保存液自動灌裝裝置”由轉動機構、灌裝機構、掛蓋機構、旋蓋機構、檢測機構、輸送機構等部分組成。裝置的總體結構如圖1所示。

圖1 旋轉式自動灌裝裝置總體結構

灌裝工藝流程為：①容器瓶通過進料機構進入旋轉盤；②旋轉盤每次轉動30°,轉動過程中其他機構不執行動作；③轉動停止，空容器瓶處于灌裝工位，在停止時間內進行灌裝；④將灌裝后的容器瓶轉動至封口工位，經過掛蓋、旋蓋動作完成容器瓶的封口；⑤旋蓋完成后進行自動檢測，逐一判斷封裝質量是否合格；⑥容器瓶脫離旋轉盤，在出料輸送帶上將不合格產品自動剔除，合格產品輸送至下道工序。

2 機械結構

2.1 轉動機構

轉動盤為圓形結構，圓弧周邊均勻分布U型凹槽，間隔為30°。由伺服電機帶動實現間歇性轉動，每轉過30°有1個容器瓶進入U型槽，并帶動各工位容器瓶轉動至下一工位。轉動機構如圖2所示。

圖2 轉動機構

2.2 灌裝機構

灌裝機構采用防滴漏灌裝技術，液體導管采用優質硅膠管，進料口帶過濾功能，出料口采用防滴漏灌裝頭。灌裝機構如圖3所示。

圖3 灌裝機構

灌裝工位前設置有進瓶檢測，在傳感器檢測到有容器瓶的前提下，按照要求進行自動均勻灌裝，灌裝速度和時間可調，重復灌裝誤差≤1%。

2.3 掛蓋機構

經過整理的瓶蓋按順序進入滑道，由端部的彈簧擋片將瓶蓋停止，并形成一定的傾斜角度，當容器瓶轉動至瓶蓋的正下方時轉動盤停止，轉動盤轉動時由瓶身帶動瓶蓋移動，在上方彈簧壓板的壓力作用下實現掛蓋。掛蓋機構如圖4所示。

2.4 旋蓋機構

旋蓋機構的兩個氣缸2將工位上的容器瓶夾緊后，由氣缸1帶動上下移動，當圓形頂桿與瓶蓋接觸后，由于瓶蓋反向力的作用將頂板向上推動，從而帶動三個旋轉爪實現抱緊動作，同時由電機的轉動將瓶蓋旋轉擰緊。旋蓋機構如圖5所示。

3 封裝檢測

瓶蓋封裝的好壞直接影響到液體在容器瓶中的密封效果，高蓋和歪蓋的情況都不能將瓶中飲料很好密封，無法達到保質要求，與無蓋容器瓶均作為不合格品。檢測機構如圖6所示。

圖4 掛蓋機構圖5 旋蓋機構圖6 檢測機構

系統設計了基于測距傳感器的檢測算法，對所有封蓋逐一在線檢測是否存在高蓋和歪蓋的缺陷，同時由光纖傳感器檢測是否存在無蓋現象，缺陷檢出率可達99.5%，檢測后將不合格品進行自動標記。

檢測完畢后，容器瓶脫離轉動盤進入輸送機構，根據前述檢測結果，由剔除氣缸將不合格品推出輸送帶進行在線剔除，并按照不合格類型進行回收。

4 結語

本文設計的“保存液自動灌裝裝置” 應用于液體灌裝行業，結構簡單，高效實用，采用伺服電機、測距傳感器和PLC控制技術實現自動灌裝及在線檢測功能。本裝置適用于不同種類、材料、尺寸的灌裝容器，在醫藥及其他灌裝行業都具有較廣闊的應用前景。