一种瓶盖喷涂自动上料工装及瓶盖喷涂生产线的制作方法

本发明涉及包装瓶盖自动化加工机械，更具体的是涉及一种瓶盖喷涂自动上料工装及瓶盖喷涂生产线。

背景技术：

1、白酒、酒类饮品以及食品饮料大量使用内爆盖组件作为包装瓶盖，该类内爆盖组件外装饰件主要由外盖与下管组装构成，瓶盖生产过程中，行业内传统工艺需要对外盖、下管外壁进行喷涂作业，后续还要完成烫金等后道加工工序。现有喷涂生产线普遍采用外夹式三瓣弹性夹头作为上料定位工装，该工装依靠三瓣爪弹性收缩实现外盖、下管同时夹持定位，夹头下端设置环形斜面定位台阶，一方面用于限制下管反向套装，另一方面约束工件径向窜动，实现工件初步定位。

2、但现有工装在实际批量生产过程中暴露出诸多难以克服的技术缺陷。第一，下管端部设置有内径收缩的环形止口，其在后续烫金工序中，需要根据下管正反两面的外观差异来区分工件的朝向，而环形止口正是区分正反面的关键识别特征。现有夹头下端斜面台阶与下管环形止口存在结构干涉，导致下管上料时需人工确认正反面。在现有的外夹式三瓣弹性夹头结构中，弹性瓣体的下端部通常设计有一段的斜面台阶，该斜面台阶的原始设计目的是为了便于下管的导入和轴向限位。然而，对于下管而言，这一斜面台阶恰好与下管的环形止口产生结构干涉。当下管套装到夹头上时，若下管的正反面朝向与夹头插入方向不匹配，环形止口会顶住斜面台阶，导致下管无法顺利穿装到位，不能正常进行喷涂。由于上述干涉问题的存在，现有生产线在下管上料环节不得不依赖人工进行正反面确认。操作人员需要逐一检查每件下管的朝向，将其按统一方向排列后再送入上料工位。这种方式效率极低，人工成本高，且长时间重复操作容易产生疲劳，导致误判和漏判，难以满足高速自动化生产线的节拍要求。

3、第二，若要实现下管正反面自动化上料，则必须配置视觉分选机构，成本高。为了摆脱人工确认正反面的低效方式，实现下管的自动化上料，现有技术中通常的做法是在上料机构前端增设视觉分选系统。该系统包括工业相机、图像处理软件、翻转机构和剔除机构等组成部分。工业相机拍摄下管端面图像，通过图像处理算法识别环形止口的位置特征，判断下管的正反面朝向；翻转机构将朝向错误的下管翻转180度，剔除机构则将无法识别的工件剔除出线。然而，这种方案存在明显的不足。首先，设备投入成本高，一套完整的视觉分选系统加上翻转剔除机构，其采购、安装、调试成本较高。其次，该系统占地面积较大，影响生产线的紧凑布局。再次，视觉识别和翻转动作增加了上料节拍时间，降低了整线生产效率。此外，视觉系统本身也存在一定的误判率，一旦误判或翻转不到位，仍会导致卡料和设备停机，影响生产连续性。因此，视觉分选方案虽然在一定程度上解决了自动化上料问题，但其高成本、低效率的缺陷使其难以在行业中广泛推广应用。

4、第三，行业内也曾尝试直接将夹头下端的斜面定位台阶取消，以此消除工件穿装干涉，但由于下端无支撑面遮盖，下管反装则会出现环形止口被喷涂污染。面对斜面台阶带来的干涉问题，一个直观的改进思路是直接取消该斜面台阶，使弹性瓣体的外夹持面形成平滑的竖直面。这样，下管无论正面向下还是反面向下，其环形止口均能够顺利通过外夹持面，不再发生穿装干涉，从而无需人工确认正反面或配置视觉分选机构。然而，这一看似简单的改进在实际应用中会引发新的问题。现有夹头底部的挡肩仅为平整的环形台面，并未设置任何专门用于遮蔽下管环形止口的结构。取消斜面台阶后，当下管以正面向下（即环形止口朝下）的方式套装时，环形止口外圆面及端面仍暴露在外，喷出的涂料雾化颗粒会直接沉积在环形止口的端面及外圆面，导致环形止口被涂层完全覆盖。环形止口一旦被喷涂污染，下管正反两面的外观差异将大幅减小甚至完全消失，后续工序无法通过外观特征自动区分正反面，只能重新回到人工选面的老路。也就是说，取消斜面台阶虽然解决了穿装干涉问题，却以牺牲环形止口特征为代价，使问题从“上料干涉”转移为“选面困难”，并未从根本上解决生产线的智能化升级需求。

5、综上所述，现有外夹式三瓣弹性夹头在瓶盖喷涂自动上料应用中面临两难困境：保留斜面台阶，则下管上料需人工确认正反面或配置高成本的视觉分选机构，效率低、投入大；取消斜面台阶，则下管反装时环形止口被喷涂污染，正反面特征丢失，后续无法自动选面。因此，亟需一种全新的工装结构，既能消除穿装干涉、实现无序自动化上料，又能可靠遮蔽环形止口、保留正反面识别特征，同时保证工件轴向定位稳定，从而破除产线智能化升级瓶颈，提升生产线整体生产效率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：为了解决上述技术问题，本发明提供一种瓶盖喷涂自动上料工装及瓶盖喷涂生产线。

2、本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

3、本发明提供一种瓶盖喷涂自动上料工装，包括三瓣弹性夹头，三瓣弹性夹头具有用于涨紧夹持外盖的夹持部；

4、三瓣弹性夹头的底端设置有加宽挡肩，加宽挡肩沿径向向外延伸，用于从下方支撑套装于三瓣弹性夹头上的下管；

5、加宽挡肩的顶面开设有环形凹槽，环形凹槽与三瓣弹性夹头同轴设置，用于收纳下管端部的环形止口；

6、三瓣弹性夹头的下端无阻碍下管穿装的斜面限位台阶。

7、在一个实施方式中，环形凹槽的深度大于或等于下管环形止口的厚度，使得下管套装到位后环形止口完全沉入环形凹槽内部。

8、在一个实施方式中，环形凹槽的内径和外径分别与下管环形止口的内径和外径相适配，环形止口嵌入环形凹槽后，环形凹槽的侧壁与环形止口的外周面之间形成间隙配合。

9、在一个实施方式中，加宽挡肩的径向支撑面积大于三瓣弹性夹头底端未设置加宽挡肩时的径向支撑面积，加宽挡肩的顶面形成用于承托下管底端的全域轴向支撑面。

10、在一个实施方式中，三瓣弹性夹头包括三瓣沿周向均布的弹性爪瓣，各弹性爪瓣的底端分别设置有加宽挡肩的组成部分，各组成部分拼接构成完整的环状加宽挡肩。

11、在一个实施方式中，加宽挡肩与三瓣弹性夹头为一体成型结构。

12、在一个实施方式中，三瓣弹性夹头的安装接口尺寸与现有生产线上的原有夹头安装接口尺寸一致，工装可直接替换原有夹头安装于生产线治具安装位。

13、在一个实施方式中，环形凹槽为环绕三瓣弹性夹头轴线设置的闭合环形槽，环形凹槽的侧壁和底面共同构成用于阻隔喷涂漆雾接触环形止口的封闭遮蔽腔室。

14、在一个实施方式中，下管以正向或反向的任意朝向均可无干涉地套装至三瓣弹性夹头，环形止口在任意朝向的情况下均嵌入环形凹槽内。

15、本发明的有益效果如下：

16、发明通过“无台阶+加宽挡肩+环形凹槽”一体化复合结构，相较于现有传统夹头具备以下显著技术优势：

17、1、大幅提升自动化上料效率，降低设备投入成本。消除下管穿装干涉，实现工件正反无序自动上料，省去视觉相机、分拣剔除机构整套设备的采购与调试成本；产线上料节拍提升40%以上，彻底突破下管不能正反无序上料导致的产能瓶颈。

18、2、稳定工件定位精度，降低喷涂不良率。加宽挡肩提供全域轴向支撑，消除工件上浮偏移量，喷涂过程无晃动、走位，瓶盖外壁涂层均匀度显著提升，工件喷涂不良品率下降40%以上。

19、3、完整保留工件识别特征，保障后工序连续生产。环形凹槽对止口实施全封闭遮蔽，完全避免涂料附着，下管正反面形貌特征无损耗，烫金工序视觉识别准确率接近100%，大幅减少因识别失效导致的产线停机频次，生产线综合稼动率显著提高。

20、4、工装一致性高、通用性强，推广成本低。通过制作注塑模具来注塑成型此工装。工装主体夹持结构、安装尺寸与原有工装完全通用，无需改造喷涂主机、输送轨道等核心设备；结构简单、加工难度低，可适配不同规格带环形止口内爆盖产品，规模化改造成本可控，具备极高的行业推广价值。