一种金属瓶体一体化表面处理生产线的制作方法

本发明涉及金属表面处理自动化设备，尤其涉及一种金属瓶体一体化表面处理生产线。

背景技术：

1、目前，金属类啤酒瓶、饮料瓶、保温杯内胆、金属杯壶、五金餐具及机械金属零部件的表面钝化、除油、清洗及烘干处理，多采用分体式单机设备配合人工流转方式完成，部分产线虽已实现半自动化衔接，但整体仍存在诸多技术短板，具体表现为以下方面：

2、（1）现有钝化水槽多为开放式结构，钝化液直接暴露于空气中，药液挥发量大、浓度稳定性差，不仅影响钝化质量的一致性，也造成药剂浪费和环境污染。同时，普通输送链及夹具直接暴露于酸碱药液环境中，缺乏有效的物理隔离与防腐措施，链条、轴承及金属夹具长期接触腐蚀性介质，锈蚀损坏频繁，设备维护成本高、使用寿命短。此外，常规钝化产线依赖人工完成物料的浸泡与流转，难以实现全自动化连续作业。

3、（2）现有输送链上的夹具多采用手动锁紧结构，瓶体放置于夹具内后，需由工人逐一操作锁紧件（如扳动压杆、旋紧螺栓、扣合卡扣等）对瓶体进行固定，以防止瓶体在输送及浸泡过程中脱落；到达下料工位时，又需工人逐一手动解锁，方能取出瓶体。上述手动操作不仅增加人工成本与劳动强度，而且锁紧力的大小因人而异、一致性差，过松易导致瓶体脱落，过紧易损伤工件表面。同时，在钝化及喷淋等湿式工位，工人手工接触夹具及瓶体时，手部易沾染酸碱药液，存在安全隐患，也无法适应全自动化连续生产的需求。

4、（3）现有喷淋清洗工位多采用固定式喷嘴结构，无法根据不同高度的工件进行喷淋位置的动态调节，导致清洗位置偏差大，工件外壁及内腔存在清洗死角。尤其是气缸、阀体、支架及传动机构缺乏系统的防腐设计，在水汽及酸碱环境下腐蚀故障频发，严重影响设备运行的稳定性与可靠性。

5、传统喷淋结构主要适配敞口杯、大碗类工件，对于小口瓶、小口保温杯内胆等具有缩口、深腔特征的工件，因瓶口狭窄（通常仅数毫米至十余毫米）、内腔纵深大，常规外喷及顶喷喷嘴无法伸入工件内部，导致内腔侧壁及底部死角无法被有效冲洗。钝化残液、油污及积水在深腔内长期残留，极易造成工件内部发黑、耐腐蚀性能不达标，产品返工率高。目前行业内尚缺乏针对小口深腔工件的专用精准清洗结构，也无法实现大口与小口工件在同一设备上的兼容批量生产。

6、（3）工件经高压水洗后，通常采用风刀强吹除水。现有结构中，风刀的高速气流直接冲击下方水槽液面，造成液面剧烈扰动、水体快速蒸发，不仅增加耗水量，还导致大量水雾外溢，恶化工位环境。同时，水雾回落至已清洗工件表面，易造成二次污染，影响工件洁净度。

7、（4）当前各工序（钝化、喷淋、风干、烘干）之间多采用人工转运或简易输送带衔接，缺乏精准的自动移料机构，导致物料流转效率低、定位误差大，产品处理一致性差。同时，人工接触工件表面易引入二次污染，无法满足高品质表面处理的批量生产需求。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是针对现有技术的不足，而提供了一种够实现瓶体在输送过程中自动完成钝化液的灌装与倾倒排出的钝化装置。

2、本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

3、一种金属瓶体一体化表面处理生产线，其特征在于，包括钝化清洗生产线和烘干生产线；钝化清洗生产线包括第一输送装置、钝化装置、清洗装置，烘干生产线包括第二输送装置和烘干装置；

4、所述第一输送装置包括第一输送链以及设置在第一输送链上用于装夹瓶体的夹具组件，若干夹具组件沿第一输送链周向均匀间隔分布；第一输送链沿其周向分为上行段、转弯段和下行段；所述钝化装置和清洗装置分别设置于第一输送链的下方和上方，第一输送装置用于输送瓶体依次经过钝化装置和清洗装置；

5、所述第二输送装置用于输送瓶体经过烘干装置；第一输送装置和第二输送装置间隔设置，且两者之间设置有转移机构，所述转移机构用于将瓶体在第一输送装置与第二输送装置之间进行转移；

6、所述钝化装置包括用于存储钝化液的钝化池，第一输送链的下行段位于钝化液的液面以下；瓶体以瓶口朝下的姿态放置于上行段的夹具组件上，当上行段上的瓶体随第一输送链依次进入转弯段和下行段时，瓶体能转变至以瓶口朝上的姿态进入钝化池内并灌装钝化液；当下行段上的瓶体随第一输送链依次进入转弯段和上行段时，瓶体能转变至以瓶口朝下的姿态将瓶体内的钝化液倾倒排出。

7、在上述的一种金属瓶体一体化表面处理生产线中，所述钝化池包括箱体，箱体呈封闭式结构，箱体具有容纳钝化液的内腔；箱体的左右两侧分别开设有供第一输送链穿过的避让缺口。

8、在上述的一种金属瓶体一体化表面处理生产线中，所述箱体和夹具组件采用高分子防腐材料制备。

9、在上述的一种金属瓶体一体化表面处理生产线中，所述夹具组件包括安装座、限位件和限位杆，安装座设置为两个，两安装座间隔布置并分别与第一输送链固定连接；限位件固定设置于安装座上，且限位件上开设有若干用于容置瓶体的插孔；安装座上开设有插槽，限位杆插设于插槽内并位于瓶体的顶部；安装座上还活动设置有锁块，锁块能够与限位杆相配合，用于将限位杆锁紧于插槽内，以限制瓶体从插孔中脱出；所述输送装置上还设置有导向机构，当夹具组件随第一输送链运动时，导向机构能够驱动锁块运动，以使限位杆保持锁紧状态或解锁状态。

10、在上述的一种金属瓶体一体化表面处理生产线中，所述锁块转动设置于安装座上，锁块上开设有限位槽，限位槽朝向限位杆的一端形成开口；当锁块向靠近限位杆的方向转动时，限位杆能插入限位槽内实现锁定；当锁块向远离限位杆的方向转动时，限位杆能退出限位槽外实现解锁。

11、在上述的一种金属瓶体一体化表面处理生产线中，所述导向机构包括设置于锁块上的导柱以及设置于输送装置上的导板，导柱设置为两个，且两导柱沿锁块的长度方向间隔排列；当夹具组件随第一输送链运动时，导柱同步运动至与导板相抵靠，并沿导板的轮廓面滑动，从而带动锁块相对安装座转动，以改变锁块与限位杆之间的相对位置。

12、在上述的一种金属瓶体一体化表面处理生产线中，所述安装座上还设置有限位钉，锁块靠近限位钉的一侧具有第一抵靠面和第二抵靠面，第一抵靠面与第二抵靠面之间呈夹角设置；当锁块向靠近限位杆的方向转动至锁紧位置时，第一抵靠面与限位钉相抵靠；当锁块向远离限位杆的方向转动至解锁极限位置时，第二抵靠面与限位钉相抵靠。

13、在上述的一种金属瓶体一体化表面处理生产线中，所述第一输送链的上行段设有上料工位和下料工位；所述导板包括前导板和后导板，前导板设置于上料工位处，后导板设置于下料工位处；前导板用于驱动位于上料工位处的限位杆保持锁紧状态，后导板用于驱动位于下料工位处的限位杆保持解锁状态。

14、在上述的一种金属瓶体一体化表面处理生产线中，所述前导板具有导向面，导向面沿第一输送链的行进方向自下而上倾斜延伸，导向面用于在夹具组件经过时先后与两导柱抵靠，以驱动锁块转动至锁紧位置。

15、在上述的一种金属瓶体一体化表面处理生产线中，所述后导板具有抵推面，抵推面用于在夹具组件经过时与锁块的侧面抵靠，以驱动锁块转动至解锁位置。

16、当限位杆处于解锁状态时，锁块相对安装座偏转，两个导柱具有上下高度差，夹具组件随第一输送链运动，处于高位的导柱与前导板相抵靠，前导板通过处于高位的导柱推动锁块转动，直至两个导柱均与前导板相抵靠，锁块相对安装座回正，使限位杆保持锁定；

17、在上述的一种金属瓶体一体化表面处理生产线中，当限位杆处于锁定状态时，夹具组件随第一输送链运动，后导板与锁块侧面相抵靠，并推动锁块向远离限位杆的方向转动至解锁极限位置，仅有一个导柱与后导板相抵靠，锁块相对安装座偏转，使限位杆保持解锁。

18、在上述的一种金属瓶体一体化表面处理生产线中，所述清洗装置包括若干清洗组件，各清洗组件沿瓶体的输送方向依次间隔排列，每个清洗组件均包括喷淋装置和风干装置。

19、在上述的一种金属瓶体一体化表面处理生产线中，所述喷淋装置包括沿竖直方向相对间隔设置的上喷嘴和下喷嘴，上喷嘴与下喷嘴之间形成供第一输送链及瓶体穿过的喷淋间隙，且上喷嘴与下喷嘴的喷射方向相对设置；喷淋装置还包括驱动件一，驱动件一用于驱动下喷嘴升降，以使下喷嘴伸入瓶体内部进行喷淋。

20、在上述的一种金属瓶体一体化表面处理生产线中，所述清洗组件还包括围挡装置，围挡装置用于围合形成喷淋区域和风干区域，喷淋区域与风干区域相互独立且封闭设置，喷淋装置和风干装置分别对应设置于喷淋区域和风干区域内。

21、在上述的一种金属瓶体一体化表面处理生产线中，所述围挡装置包括上围挡件、下围挡件，上围挡件的底部开口，下围挡件的顶部开口，上围挡件与下围挡件能上下拼合，从而实现围合封闭。

22、在上述的一种金属瓶体一体化表面处理生产线中，所述上围挡件包括顶板、两块相互平行的左右侧板、两块相互平行的前后侧板，顶板固定连接于两前后侧板的顶部；围挡装置还包括驱动件二，驱动件二用于驱动两左右侧板相对顶板升降；当两块左右侧板下降时，左右侧板可插入相邻的两个夹具组件之间，并与下围挡件实现围合封闭。

23、在上述的一种金属瓶体一体化表面处理生产线中，所述喷淋装置还包括移动板，各下喷嘴均固定设置于移动板上，驱动件一驱动移动板升降；移动板与下围挡件之间还设有柔性连接件，喷淋区域由上围挡件、下围挡件、移动板和柔性连接件共同围合形成封闭空间。

24、在上述的一种金属瓶体一体化表面处理生产线中，所述风干装置包括风刀、风机和气管，气管的两端分别与风机和风刀相连通；每一风干装置对应设置有一台独立的风机。

25、在上述的一种金属瓶体一体化表面处理生产线中，所述喷淋装置还包括水箱、水泵和进水管，水泵上设置有两个出水口，各出水口均连接有一根进水管，两根进水管分别与上喷嘴和下喷嘴相连通；每一喷淋装置对应设置有一个独立的水箱和水泵。

26、在上述的一种金属瓶体一体化表面处理生产线中，所述喷淋装置还包括通水管，每个清洗组件的喷淋区域和风干区域的下围挡件通过通水管相连通；每一风干区域的下围挡件上对应设置有一根排水管，排水管的外端与对应喷淋装置的水箱相连通。

27、在上述的一种金属瓶体一体化表面处理生产线中，所述钝化装置还包括备料工位，备料工位位于第一输送链的一侧，备料工位上设置有备料框，备料框上开设有若干用于放置瓶体的容置腔，各容置腔之间的间距与限位件上的各插孔之间的间距相一致。

28、在上述的一种金属瓶体一体化表面处理生产线中，所述容置腔的孔径可调。

29、在上述的一种金属瓶体一体化表面处理生产线中，所述备料框包括上板、下板、连接杆和调节杆，上板与下板上下间隔设置，连接杆的上下两端分别与上板和下板固定连接；上板上开设有若干圆孔，每个圆孔沿其周向开设有若干与圆孔相连通的弧槽，每个弧槽内对应插设有一根调节杆；下板上开设有若干与各弧槽一一对应的调节长槽，调节杆的下端通过紧固件安装于调节长槽内；每个圆孔内的各调节杆围合形成用于放置瓶体的容置腔。

30、在上述的一种金属瓶体一体化表面处理生产线中，所述备料工位设置于第二输送装置上，通过转移机构将备料工位上的瓶体转移至第一输送装置的夹具组件上。

31、在上述的一种金属瓶体一体化表面处理生产线中，所述第二输送装置包括第二输送链以及设置于第二输送链上并用于装夹瓶体的装夹组件，若干装夹组件沿第二输送链的周向均匀间隔分布。

32、在上述的一种金属瓶体一体化表面处理生产线中，所述装夹组件包括底板以及设置于底板上的若干装夹件，底板的两端分别与第二输送链固定连接，若干装夹件沿底板的长度方向均匀间隔分布；每一装夹件均包括若干沿周向排列的侧片，各侧片之间围合形成一个用于放置瓶体的容置孔；各容置孔之间的间距与限位件上的各插孔之间的间距相一致。

33、在上述的一种金属瓶体一体化表面处理生产线中，所述侧片的一端与底板固定连接，该端为固定端，其另一端为自由端，侧片可绕固定端摆动，以使侧片弹性抵靠于瓶体的外侧壁。

34、在上述的一种金属瓶体一体化表面处理生产线中，所述侧片相对底板沿瓶体径向位置可调。

35、在上述的一种金属瓶体一体化表面处理生产线中，所述底板上开设有沿瓶体径向延伸的调节槽，每个侧片底部对应一个调节槽，侧片的固定端通过紧固件安装于调节槽内，以实现侧片相对底板沿瓶体径向位置的调节。

36、在上述的一种金属瓶体一体化表面处理生产线中，所述装夹组件采用耐高温材料制备。

37、在上述的一种金属瓶体一体化表面处理生产线中，所述第一输送链和第二输送链由同一驱动装置驱动。

38、在上述的一种金属瓶体一体化表面处理生产线中，所述的转移机构包括桁架以及设置在桁架上的夹爪组件、平移驱动件和升降驱动件；夹爪组件用于夹持瓶体，平移驱动件用于驱动夹爪组件往复平移，升降驱动件用于驱动夹爪组件往复升降。

39、在上述的一种金属瓶体一体化表面处理生产线中，所述夹爪组件固定设置于一升降板上，升降板通过竖向滑轨竖直滑动设置于一移动板上，移动板通过横向滑轨水平滑动设置在桁架上；所述平移驱动件驱动移动板往复平移，升降驱动件驱动升降板往复升降。

40、在上述的一种金属瓶体一体化表面处理生产线中，所述夹爪组件包括若干可开合的夹爪，各夹爪之间的间距与限位件上的各插孔之间的间距相一致。

41、在上述的一种金属瓶体一体化表面处理生产线中，所述夹爪组件共有两组，两组夹爪组件沿瓶体输送方向间隔排列；其中一组夹爪组件用于将备料工位上的瓶体转移至第一输送链的上料工位上，另一组夹爪组件用于将第一输送链的下料工位上的瓶体转移至第二输送链上。

42、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

43、1、本发明通过采用封闭式钝化池箱体结构，配合箱体左右两侧仅开设供输送链穿过的避让缺口，有效减少钝化液与外界空气的接触面积，大幅降低钝化液的挥发损耗与浓度波动，保证槽液稳定性与工件钝化均匀性；同时，箱体及夹具组件均采用高分子防腐材料制备，可长期耐受酸碱药液腐蚀，避免传统金属夹具生锈损坏问题，延长设备使用寿命；

44、2、本发明通过输送链的上行段、转弯段与下行段配合，实现瓶体在输送过程中自动完成钝化液的灌装与倾倒排出，无需人工介入，全自动化完成浸泡钝化作业，显著提高生产效率与产品一致性，降低人工劳动强度；并通过锁块、限位杆、导柱与前导板/后导板的协同配合，实现夹具组件在行进过程中限位杆的自动锁紧与自动解锁，无需额外动力源驱动，结构紧凑、动作可靠；

45、4、本发明通过设置上喷嘴与下喷嘴相对喷射，配合驱动下喷嘴升降伸入瓶体内部进行喷淋，实现瓶体内外壁同时清洗，消除清洗死角；同时通过围挡装置围合形成独立封闭的喷淋区域和风干区域，有效防止水雾外溢，改善工位环境，保护周边电气元件免受水汽腐蚀；并通过移动板与下围挡件之间的柔性连接件，实现下喷嘴升降过程中喷淋区域的动态密封，保证喷淋区域始终处于封闭状态，杜绝喷淋液外溅，提高清洗效果与水资源利用率；

46、5、本发明通过上围挡件的左右侧板可升降插入相邻两个夹具组件之间的结构设计，在保证夹具组件连续行进的同时实现喷淋区域的动态封闭，既不影响输送链的正常运行，又确保喷淋作业在封闭空间内完成，兼顾流水线连续作业与封闭喷淋的双重需求；并通过将各清洗组件的喷淋区域和风干区域的下围挡件通过通水管连通，并在风干区域下围挡件上设置排水管回流至水箱，实现喷淋液的集中收集与循环利用；

47、6、本发明通过第一输送链与第二输送链由同一驱动装置驱动，保证两条输送链的运动速度一致，实现生产节拍同步，确保转移机构对瓶体的准确定位与平稳转移，避免因速度偏差导致的掉件、卡件等故障；并通过两组夹爪组件间隔排列的结构设计，实现备料工位至第一输送链上料工位、第一输送链下料工位至第二输送链的同步双向转移，缩短转移节拍，提升整线生产效率。