專利名稱：伺服式瓶蓋旋緊機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種包裝機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體地說，涉及的是一種伺 服式瓶蓋旋緊機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在要求扭矩精確控制以及系統(tǒng)免潤滑維護(hù)的灌裝瓶(以下稱PET瓶)無菌冷 灌裝生產(chǎn)過程中，將瓶子沖洗、灌裝后，送入旋蓋機(jī)中給瓶口上瓶蓋。旋蓋機(jī)的 旋蓋機(jī)構(gòu)將消毒過的瓶蓋平穩(wěn)拾起，運(yùn)行到瓶口上方， 一邊按一定的速度旋轉(zhuǎn)， 一邊下壓，在達(dá)到一定扭矩后，旋轉(zhuǎn)停止，則瓶口已封合。無菌冷灌裝的工作流 程對(duì)設(shè)備有著免潤滑，便于清洗消毒的特殊要求。
旋蓋機(jī)構(gòu)是旋蓋機(jī)的主要組件，需要對(duì)旋蓋扭矩進(jìn)行精確控制?，F(xiàn)有旋蓋機(jī) 構(gòu)的扭矩控制方式通常是采用機(jī)械磁力式，體積較大，內(nèi)部需密封潤滑，存在泄 露污染問題。
經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)?8205158. 1，名稱 一種螺旋式塑料蓋封口旋蓋機(jī)構(gòu)，該技術(shù)采用扭矩彈簧控制，能提供一定范圍的 扭矩，但該專利為純機(jī)械形式，并未涉及到伺服控制、免潤滑功能和退廢蓋機(jī)構(gòu)。 速度和扭矩機(jī)械調(diào)節(jié)，不利于柔性生產(chǎn)和自動(dòng)化運(yùn)行；潤滑存在泄露可能性，不 利于無菌冷灌裝生產(chǎn)中的衛(wèi)生安全；在廢蓋出現(xiàn)的情況下無法清除，不利于生產(chǎn) 線高效運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種在無菌環(huán)境下工作的免 潤滑、便于清洗的伺服式瓶蓋旋緊機(jī)構(gòu)，旋蓋扭矩和速度采用伺服電機(jī)精確控制， 可調(diào)范圍大，且能自動(dòng)排除掉廢蓋、偏蓋。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括旋蓋頭、退廢蓋機(jī)構(gòu)、惰 輪機(jī)構(gòu)、基塊、伺服電機(jī)、聯(lián)接支座、電機(jī)控制系統(tǒng)?；鶋K上安裝有旋蓋頭、惰 輪機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)、聯(lián)接支座，旋蓋頭與惰輪機(jī)構(gòu)嚙合，惰輪機(jī)構(gòu)與伺服電機(jī)嚙
合，伺服電機(jī)與電機(jī)控制系統(tǒng)連接，電機(jī)控制系統(tǒng)控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩， 通過惰輪機(jī)構(gòu)傳遞到旋蓋頭上，使旋蓋頭隨之旋轉(zhuǎn)；聯(lián)接支座與旋蓋機(jī)上的一升 降導(dǎo)桿相聯(lián)，帶動(dòng)基塊周期性升降運(yùn)動(dòng)，退廢蓋機(jī)構(gòu)安裝在旋蓋機(jī)上，高度固定。
所述的旋蓋頭包括小鋼珠、O型圈、鎖頭、花鍵次套、端蓋、陶瓷軸承、 外殼、軸承套筒、緊釘螺釘、花鍵主套、主套端蓋、陶瓷軸承、大彈簧、次套端 蓋、護(hù)管、軸承螺套、小彈簧。鎖頭上通過O型圈套箍住小鋼珠，以有效抓住瓶 蓋，鎖頭與花鍵次套螺紋聯(lián)接；花鍵次套與花鍵主套為移動(dòng)花鍵聯(lián)接，花鍵次套 上由次套端蓋封合，花鍵次套內(nèi)裝配有護(hù)管、小彈簧，護(hù)管螺紋聯(lián)接在次套端蓋 上；花鍵主套與主套端蓋螺紋聯(lián)接，組成的內(nèi)部空間裝配有大彈簧，花鍵主套通 過陶瓷軸承、軸承套筒、軸承螺套與外殼聯(lián)接；外殼上部由螺紋和定位面與基塊 定位聯(lián)接，并由緊釘螺釘緊固，外殼下部與端蓋螺紋聯(lián)接，外殼由定位肩與陶瓷 軸承配合。
所述的退廢蓋機(jī)構(gòu)包括頂蓋杠、螺母、安裝板。頂蓋杠與安裝板螺紋緊固， 螺母與頂蓋杠螺紋緊固，防松。
所述的惰輪機(jī)構(gòu)包括惰輪、襯套、平板、定位塊、螺釘。惰輪內(nèi)部鑲嵌兩 肩型襯套；定位塊與平板組成一空間，使惰輪限位在該空間中，定位塊由螺釘固 定在基塊上。
所述的基塊為定位、安裝其他部件的零件。
所述的伺服電機(jī)自帶齒輪，安裝在基塊上，外接電機(jī)控制系統(tǒng)。 所述的電機(jī)控制系統(tǒng)包括接口模塊、電源模塊、控制模塊、計(jì)算機(jī)。多個(gè)
電機(jī)的控制線通過接口模塊整合，總和成4根功率線、8根信號(hào)線，聯(lián)接到電源 模塊上；電源模塊由控制模塊控制；控制模塊與計(jì)算機(jī)相接。
本發(fā)明電機(jī)控制系統(tǒng)柔性控制伺服電機(jī)按一定的轉(zhuǎn)速和扭矩旋轉(zhuǎn)，并通過惰 輪機(jī)構(gòu)傳遞，使旋蓋頭也隨之旋轉(zhuǎn)。當(dāng)基塊隨聯(lián)接支座升降時(shí)，退廢蓋機(jī)構(gòu)高度 不變。下降到位時(shí)，鎖頭箍緊瓶蓋，同時(shí)在壓力作用下花鍵次套上移，大彈簧收 縮，防止剛性壓壞瓶蓋，從而有效地將瓶蓋以精確的扭矩旋合到瓶子上；上升到 位時(shí)，頂蓋杠從旋蓋頭中空內(nèi)部穿過鎖頭，排除可能遺留在里面的廢蓋。
電機(jī)控制系統(tǒng)可同時(shí)控制多個(gè)伺服電機(jī)，并在計(jì)算機(jī)上設(shè)定并顯示單個(gè)旋蓋 機(jī)構(gòu)的工作扭矩、旋蓋速度等信息，自動(dòng)化程度高。
相比傳統(tǒng)的機(jī)械磁力式旋蓋機(jī)構(gòu)，本發(fā)明最大的優(yōu)點(diǎn)在于(1)伺服電機(jī)驅(qū) 動(dòng)旋蓋頭，精確控制旋蓋扭矩和速度，可調(diào)范圍大，自動(dòng)化程度高；(2)整個(gè)旋 蓋機(jī)構(gòu)無需潤滑，結(jié)構(gòu)便于清洗，滿足無菌條件下經(jīng)常性噴淋消毒；(3)旋蓋機(jī) 構(gòu)在碰到廢蓋，偏蓋的情況下，能自動(dòng)排蓋。


圖l為本發(fā)明總體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明旋蓋頭結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明退廢蓋機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明惰輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為本發(fā)明電機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖中旋蓋頭l、退廢蓋機(jī)構(gòu)2、惰輪機(jī)構(gòu)3、基塊4、伺服電機(jī)5、聯(lián)接支 座6、電機(jī)控制系統(tǒng)7、小鋼珠8、 0型圈9、鎖頭IO、花鍵次套ll、端蓋12、 第一陶瓷軸承13、外殼14、軸承套筒15、緊釘螺釘16、花鍵主套17、主套端 蓋18、第二陶瓷軸承19、大彈簧20、次套端蓋21、護(hù)管22、軸承螺套23、小 彈簧24、頂蓋杠25、螺母26、安裝板27、惰輪28、襯套29、平板30、定位塊 31、螺釘32、接口模塊33、電源模塊34、控制模塊35、計(jì)算機(jī)36。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案 為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù) 范圍不限于下述的實(shí)施例。
如圖1所示，本實(shí)施例包括旋蓋頭1、退廢蓋機(jī)構(gòu)2、惰輪機(jī)構(gòu)3、基塊4、 伺服電機(jī)5、聯(lián)接支座6、電機(jī)控制系統(tǒng)7。所述的基塊4上安裝有旋蓋頭1、惰 輪機(jī)構(gòu)3、伺服電機(jī)5、聯(lián)接支座6，所述的聯(lián)接支座6與旋蓋機(jī)上的一升降導(dǎo) 桿相聯(lián)；所述的退廢蓋機(jī)構(gòu)2安裝在旋蓋機(jī)上，且高度固定。旋蓋頭1與惰輪機(jī) 構(gòu)3嚙合，惰輪機(jī)構(gòu)3與伺服電機(jī)5嚙合。電機(jī)控制系統(tǒng)7連接并控制伺服電機(jī) 5按一定的轉(zhuǎn)速和扭矩旋轉(zhuǎn)，通過惰輪機(jī)構(gòu)3傳遞到旋蓋頭1上，使旋蓋頭l也 隨之旋轉(zhuǎn)；當(dāng)基塊4隨聯(lián)接支座6升降時(shí)，退廢蓋機(jī)構(gòu)2高度不變。
如圖2所示，所述的旋蓋頭1包括小鋼珠8、 0型圈9、鎖頭10、花鍵次 套ll、端蓋12、第一陶瓷軸承13、外殼14、軸承套筒15、緊釘螺釘16、花鍵
主套17、主套端蓋18、第二陶瓷軸承19、大彈簧20、次套端蓋21、護(hù)管22、 軸承螺套23、小彈簧24。鎖頭10上通過0型圈9套箍住小鋼珠8，以有效抓住 瓶蓋，鎖頭10與花鍵次套11螺紋聯(lián)接；花鍵次套11與花鍵主套17為移動(dòng)花鍵 聯(lián)接，花鍵次套11上由次套端蓋21封合，花鍵次套ll內(nèi)裝配有護(hù)管22、小彈 簧24，護(hù)管22螺紋聯(lián)接在次套端蓋21上；花鍵主套17與主套端蓋18螺紋聯(lián) 接，組成的內(nèi)部空間裝配有大彈簧20，花鍵主套17通過兩個(gè)陶瓷軸承13、 19、 軸承套筒15、軸承螺套23與外殼14聯(lián)接；外殼14上部由螺紋和定位面與基塊 4定位聯(lián)接，并由緊釘螺釘16緊固，外殼14下部與端蓋12螺紋聯(lián)接，外殼14 由定位肩與兩個(gè)陶瓷軸承13、 19配合。
所述的鎖頭10通過0型圈9的變型彈力，箍住小鋼珠8。 所述的花鍵主套17內(nèi)部為移動(dòng)花鍵設(shè)計(jì)，與花鍵次套11聯(lián)接，花鍵主套 17上端為齒輪軸，與惰輪機(jī)構(gòu)3嚙合。
所述的外殼14與基塊4定位并聯(lián)接，內(nèi)部向兩個(gè)陶瓷軸承13、 19提供定位 安裝肩。
如圖3所示，所述的退廢蓋機(jī)構(gòu)2包括頂蓋杠25、螺母26、安裝板27。 頂蓋杠25與安裝板27螺紋緊固，螺母26與頂蓋杠25螺紋緊固。退廢蓋機(jī)構(gòu)2 絕對(duì)高度不變，安裝在旋蓋機(jī)上。
如圖4所示，所述的惰輪機(jī)構(gòu)3包括惰輪28、襯套29、平板30、定位塊 31、螺釘32。惰輪28內(nèi)部鑲嵌兩肩型襯套29;定位塊31與平板30組成一空間， 使惰輪28限位在其中，定位塊31由螺釘32固定在基塊上。
如圖5所示，所述的電機(jī)控制系統(tǒng)7包括接口模塊33、電源模塊34、控 制模塊35、計(jì)算機(jī)36。多個(gè)伺服電機(jī)5的全部控制線通過接口模塊33整合，總 和成4根功率線、8根信號(hào)線，聯(lián)接到電源模塊34上；電源模塊34由控制模塊 35控制;控制模塊35與計(jì)算機(jī)36相接。
如圖l所示，本實(shí)施例的機(jī)械部分工作過程伺服電機(jī)5按一定的轉(zhuǎn)速和扭 矩旋轉(zhuǎn)，通過惰輪機(jī)構(gòu)3傳遞到旋蓋頭1上，使旋蓋頭1也隨之旋轉(zhuǎn)。聯(lián)接支座 6帶動(dòng)基塊4下降，鎖頭10碰觸到瓶蓋，通過0型圈9和小鋼珠8箍緊瓶蓋； 在壓力作用下花鍵次套ll上移，大彈簧20收縮，防止剛性壓壞瓶蓋，同時(shí)扭矩 通過花鍵主套17傳向花鍵次套11，帶動(dòng)鎖頭10旋轉(zhuǎn)，完成旋蓋動(dòng)作。之后聯(lián)
接支座6帶動(dòng)基塊4上升，退廢蓋機(jī)構(gòu)2高度不變，最終頂蓋杠25穿過鎖頭10， 排除可能遺留在里面的廢蓋。
如圖5所示，本實(shí)施例的控制部分工作過程計(jì)算機(jī)36上設(shè)定并顯示單個(gè) 旋蓋機(jī)構(gòu)的工作扭矩、旋蓋速度等信息。計(jì)算機(jī)36的控制指令傳達(dá)到控制模塊 35，控制模塊35指使電源模塊34提供相應(yīng)的電壓，通過接口模塊33,傳到某 個(gè)指定的伺服電機(jī)5，使其按一定的轉(zhuǎn)速和扭矩旋轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1. 一種伺服式瓶蓋旋緊機(jī)構(gòu)，其特征在于包括旋蓋頭(1)、退廢蓋機(jī)構(gòu)(2)、惰輪機(jī)構(gòu)(3)、基塊(4)、伺服電機(jī)(5)、聯(lián)接支座(6)、電機(jī)控制系統(tǒng)(7)，基塊(4)上安裝有旋蓋頭(1)、惰輪機(jī)構(gòu)(3)、伺服電機(jī)(5)、聯(lián)接支座(6)，旋蓋頭(1)與惰輪機(jī)構(gòu)(3)嚙合，惰輪機(jī)構(gòu)(3)與伺服電機(jī)(5)嚙合，伺服電機(jī)(5)與電機(jī)控制系統(tǒng)(7)相聯(lián)，聯(lián)接支座(6)與旋蓋機(jī)上的一升降導(dǎo)桿相聯(lián)，退廢蓋機(jī)構(gòu)(2)安裝在旋蓋機(jī)上且高度固定。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種伺服式瓶蓋旋緊機(jī)構(gòu)，其特征是，所述的旋 蓋頭(1)包括小鋼珠(8)、 0型圈(9)、鎖頭(10)、花鍵次套(11)、端蓋(12)、陶瓷軸承(13)、外殼(14)、軸承套筒(15)、緊釘螺釘(16)、花鍵主 套(17)、主套端蓋(18)、陶瓷軸承(19)、大彈簧(20)、次套端蓋(21)、護(hù) 管(22)、軸承螺套(23)、小彈簧(24)，其中鎖頭(10)上通過0型圈(9) 套箍住小鋼珠(8)，鎖頭(10)與花鍵次套(11)螺紋聯(lián)接，花鍵次套(11)上 由次套端蓋(21)封合，花鍵次套(11)內(nèi)裝配有護(hù)管(22)、小彈簧(24)，護(hù) 管(22)螺紋聯(lián)接在次套端蓋(21)上，花鍵主套(17)與主套端蓋(18)螺紋 聯(lián)接，組成的內(nèi)部空間裝配有大彈黌(20)，花鍵主套(17)通過兩個(gè)陶瓷軸承(13、 19)、軸承套筒(15)、軸承螺套(23)與外殼(14)聯(lián)接，外殼(14)上 部與基塊(4)定位聯(lián)接，并由緊釘螺釘(16)緊固，外殼(14)下部與端蓋(12) 螺紋聯(lián)接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種伺服式瓶蓋旋緊機(jī)構(gòu)，其特征是，所述的花 鍵主套(17)內(nèi)部為移動(dòng)花鍵，與花鍵次套(11)聯(lián)接，花鍵主套(17)上端為齒輪 軸，與惰輪機(jī)構(gòu)(3)嚙合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種伺服式瓶蓋旋緊機(jī)構(gòu)，其特征是，所述的外 殼(14)上部由螺紋和定位面與基塊(4)定位聯(lián)接，并由緊釘螺釘(16)緊固， 外殼(14)下部與端蓋(12)螺紋聯(lián)接，外殼(14)由定位肩與兩個(gè)陶瓷軸承(13、 19)配合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種伺服式瓶蓋旋緊機(jī)構(gòu)，其特征是，所述的退 廢蓋機(jī)構(gòu)(2)包括頂蓋杠(25)、螺母(26)、安裝板(27)，頂蓋杠(25)與安裝板(27)螺紋緊固，螺母(26)與頂蓋杠(25)螺紋緊固。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種伺服式瓶蓋旋緊機(jī)構(gòu)，其特征是，所述的惰 輪機(jī)構(gòu)(3)包括惰輪(2S)、襯套(29)、平板(30)、定位塊(31)、螺釘(32)' 惰輪(28)內(nèi)部鑲嵌兩肩型襯套(29)，定位塊(31)與平板(30)組成一空間，惰輪(28) 限位在該空間中，定位塊(31)由螺釘(32)固定在基塊(4)上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種伺服式瓶蓋旋緊機(jī)構(gòu)，其特征是，所述的電 機(jī)控制系統(tǒng)(7)包括接口模塊(33)、電源模塊(34)、控制模塊(35)、計(jì)算機(jī)(36)，多個(gè)伺服電機(jī)(5)的全部控制線通過接口模塊(33)整合，總和成4根功 率線、8根信號(hào)線，聯(lián)接到電源模塊(34)上，電源模塊(34)由控制模塊(35)控制； 控制模塊(35)與計(jì)算機(jī)(36)相接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包裝機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域的伺服式瓶蓋旋緊機(jī)構(gòu)，包括旋蓋頭、退廢蓋機(jī)構(gòu)、惰輪機(jī)構(gòu)、基塊、伺服電機(jī)、聯(lián)接支座、電機(jī)控制系統(tǒng)。基塊上安裝有旋蓋頭、惰輪機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)、聯(lián)接支座；電機(jī)控制系統(tǒng)控制伺服電機(jī)按一定的轉(zhuǎn)速和扭矩旋轉(zhuǎn)，通過惰輪機(jī)構(gòu)傳遞到旋蓋頭上，使旋蓋頭隨之旋轉(zhuǎn)；聯(lián)接支座與一升降導(dǎo)桿相聯(lián)，帶動(dòng)基塊周期性升降運(yùn)動(dòng)；退廢蓋機(jī)構(gòu)高度不變，安裝在旋蓋機(jī)上。本發(fā)明滿足無菌條件下整個(gè)旋蓋機(jī)構(gòu)免潤滑、無泄露、便于經(jīng)常性清洗消毒；旋蓋扭矩計(jì)算機(jī)控制、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)、可調(diào)范圍大；可顯示單個(gè)旋蓋機(jī)構(gòu)的工作扭矩、旋蓋速度等信息；旋蓋機(jī)構(gòu)在碰到廢蓋，偏蓋的情況下，能自動(dòng)排蓋。
文檔編號(hào)B67B3/20GK101386399SQ20081020092
公開日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2008年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月9日
發(fā)明者楊繪宇, 梁慶華, 王石剛, 胡海拉, 莫錦秋 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)