一种全自动化的易拉罐喷印生产设备及方法与流程

本发明属于包装容器表面印刷设备，具体涉及一种全自动化的易拉罐喷印生产设备及方法。

背景技术：

1、易拉罐作为食品、饮料、化工等行业中常用的包装容器，其外表面通常需要印制商标、图案、文字标识、追溯信息或个性化视觉元素。随着终端消费市场对包装外观个性化、小批量多样化和快速换版的需求提升，传统依赖制版、人工转运或单工位喷印的生产方式已难以满足高效率、高一致性和柔性生产的要求。

2、现有易拉罐喷印设备大致包括单工位简易喷印设备和半自动喷印生产线。单工位设备通常需要人工完成上料、定位、翻转和出料，生产节拍慢，且人工操作容易造成罐体磕碰、定位偏移和喷印质量不稳定。半自动喷印生产线虽然能够通过输送带实现部分物料输送，但各工序之间通常缺乏高精度定位和统一时序控制，易拉罐在喷印位置存在姿态偏差，喷印图案容易错位、重影或模糊；同时，喷印与uv固化之间衔接不紧密，导致工序等待时间长。

3、此外，现有设备喷印后的罐体仍需人工翻转、整理或转运，上下料、翻转、出料等环节依赖人工或简易机械，工序衔接依赖人工干预，生产节拍慢，人工成本高，且人工操作易造成易拉罐损伤、定位误差大，导致喷印图案错位、模糊，产品良率低，人工成本大，维护时间长，影响连续化批量生产，全流程无统一的控制逻辑，输送、喷印、烘干、出料各环节无法实现精准同步，整体生产流程卡顿。因此，有必要提供一种能够实现上料、定位、夹持旋转、数码喷印、uv同步固化、翻转出料和刮墨清洗联动的自动化易拉罐喷印设备。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种全自动化的易拉罐喷印生产设备及方法，能够多工位同步批量作业配合连续循环生产节拍，同时避免了偏印、漏印、图案变形等缺陷，产品一致性好，良品率得到显著提升，并形成完整闭环，有效衔接喷印工序与下游包装工序，整体生产流程规范、有序、可控。

2、本发明采取的技术方案具体如下：

3、一种全自动化的易拉罐喷印生产设备及方法，包括主机架、上料输送带、定位组件、上下料组件、夹具组件、喷车组件、uv灯模组、下料输送带、翻转出料机构以及下料流水线，所述上料输送带设置于所述主机架的一侧，用于以卧放姿态输送待喷印易拉罐；

4、所述定位组件和所述上下料组件均设置于所述主机架上，所述上下料组件用于将所述上料输送带上的易拉罐转移至所述定位组件，并将喷印完成的易拉罐转移至所述下料输送带；

5、所述夹具组件设置于所述定位组件与喷印工位之间，所述夹具组件具有至少两个可交替进入上下料工位和喷印工位的工作面，每个工作面上设有多个用于轴向夹持易拉罐的夹持结构，所述夹持结构用于夹持定位组件上的易拉罐并带动易拉罐绕自身轴线旋转；

6、所述喷车组件设置于所述主机架上并与所述喷印工位对应，用于沿至少一个平移方向相对易拉罐表面移动并进行数码喷印；

7、所述uv灯模组与所述喷印工位对应设置，用于在喷车组件喷印过程中对易拉罐表面图案进行同步光照固化；

8、所述翻转出料机构设置于所述下料输送带的末端，用于将下料输送带上的卧放易拉罐翻转为立放状态并释放至所述下料流水线。

9、在一种优选方案中，所述上料输送带包括带体以及沿带体周向等间距布置的多个托槽，所述托槽为内凹v型托槽，托槽的槽口朝外并与易拉罐外径相适配，以限制易拉罐在输送过程中的滚动偏移；所述带体两侧设有沿输送方向延伸的护板；

10、上料输送带的首端与末端均设有光电传感器，所述光电传感器用于检测托槽内是否承载易拉罐，以触发上下料组件执行抓取动作。

11、在一种优选方案中，所述定位组件包括固定在主机架上的固定板；

12、可升降设置于固定板上方的升降台；以及设置于升降台上的两列相对托块，所述托块为内凹v型托块，用于承托并限制易拉罐；

13、所述升降台上位于相对托块之间设有接近开关一，所述接近开关一用于检测易拉罐是否落入托块的v型槽内；

14、升降台由气缸驱动升降，升降台底部设有导向柱，所述固定板上设有与导向柱滑动配合的导向套，以限制升降台升降过程中的偏摆。

15、在一种优选方案中，所述上下料组件包括固定于主机架上的支柱；

16、设置于支柱顶端的横梁；

17、设置于横梁上的x轴向模组以及滑动连接于x轴向模组的z轴向模组，所述z轴向模组底部连接固定仓，所述固定仓内设有上料横材，所述上料横材底部设有多个气动吸盘，多个气动吸盘分为两组并分别位于上料横材两侧，用于同步吸附转移多个易拉罐；

18、其中，每组气动吸盘的数量与定位组件中同一列托块的数量相对应，且相邻气动吸盘的间距与相邻托块的间距一致。

19、在一种优选方案中，所述夹具组件包括固定于主机架上的分割器以及连接于分割器输出端的夹具机壳，所述夹具机壳具有两个相背设置的工作面，分割器用于驱动夹具机壳转动，使两个工作面在上下料工位与喷印工位之间交替切换；

20、每个工作面上设有多个轴承加长座、以及与轴承加长座对应的尾座推板，所述轴承加长座上设有与易拉罐罐口适配的定位夹头一，所述尾座推板上设有与易拉罐罐底对应的定位夹头二；

21、所述夹具机壳内设有气缸，气缸的伸缩杆与尾座推板连接，以推动定位夹头二相对定位夹头一轴向移动，实现易拉罐的轴向夹紧与释放；

22、定位夹头一和定位夹头二同轴相对并可旋转设置，所述夹具机壳内设有用于驱动定位夹头一旋转的电机，使易拉罐在夹持状态下绕自身轴线旋转。

23、在一种优选方案中，所述喷车组件包括固定于主机架两侧的双y轴滑轨；

24、架设于双y轴滑轨上的横向桥架；

25、设置于横向桥架上的x轴滑轨以及滑动连接于x轴滑轨的喷印机车，所述喷印机车能够沿x轴方向和y轴方向移动，以对易拉罐周面进行喷印。

26、在一种优选方案中，所述uv灯模组包括对应夹具组件工作面设置的uv灯箱；

27、布置于uv灯箱内并沿易拉罐轴向排列的uv灯管；

28、设置于uv灯箱顶部的遮光板；

29、设置于uv灯箱一侧的吸风箱以及设置于uv灯箱另一侧的接近开关二，所述接近开关二用于检测易拉罐进入照射范围并触发uv灯管启动，所述吸风箱用于抽离uv固化产生的热量和异味气体。

30、在一种优选方案中，所述翻转出料机构包括固定在主机架上的固定座一；

31、安装于固定座一上的翻转伺服电机；

32、连接于翻转伺服电机输出端的翻转臂；

33、设置于翻转臂末端的固定座二；

34、安装于固定座二上的旋转气缸；

35、连接于旋转气缸输出端的固定座三以及设置于固定座三上的气动吸盘外罩，所述气动吸盘外罩内设有用于吸附易拉罐的气动吸盘。

36、在一种优选方案中，还包括罩设于主机架外围的机罩、以及设置于机罩一侧的循环散热机体、电控终端，所述机罩设有观察窗和操作门，所述循环散热机体用于对机罩内部强制通风散热，所述电控终端用于设定喷印参数、监控运行状态及输出故障报警。

37、一种全自动化的易拉罐喷印生产方法，包括如下步骤：

38、s1、上料输送带将多个卧放易拉罐输送至抓取位置；

39、s2、控制系统根据上料输送带上的检测信号控制上下料组件吸附易拉罐，并将易拉罐转移至定位组件；

40、s3、定位组件检测易拉罐到位后升降，使易拉罐进入夹具组件的夹持结构，夹持结构轴向夹紧易拉罐；

41、s4、夹具组件转动，使已夹紧易拉罐的工作面进入喷印工位，同时另一工作面进入上下料工位；

42、s5、夹持结构驱动易拉罐绕自身轴线旋转，喷车组件相对易拉罐表面移动并进行数码喷印，uv灯模组同步对喷印图案进行光照固化；

43、s6、喷印固化完成后，夹具组件转动使已喷印易拉罐返回上下料工位，上下料组件将已喷印易拉罐转移至下料输送带；

44、s7、下料输送带将已喷印易拉罐输送至翻转出料机构，翻转出料机构吸附易拉罐并将其由卧放状态翻转为立放状态后释放至下料流水线；

45、其中，在步骤s4至s6中，当夹具组件的一个工作面处于喷印工位执行喷印及uv固化时，另一个工作面同步执行上料夹持或下料释放动作，以形成连续循环生产时序。

46、本发明取得的技术效果为：

47、本发明中，采用双工作面交替作业结构，夹具组件的两个工作面可分别同时处于喷印工位和上下料工位，当一个工作面执行喷印及uv固化时，另一工作面同步完成上料夹持或下料释放动作，喷印与上下料工序重叠并行，无等待间歇，多工位同步批量作业配合连续循环生产节拍，实现了不间断自动化生产，大幅提升了单位时间产出能力，设备可长时间连续稳定运行，充分满足工业化大规模批量生产需求；

48、本发明中，通过v型托槽、v型托块对罐体输送及定位过程中的径向约束，配合夹具组件对罐体的轴向夹持定位，实现了罐体从输送到喷印全流程的双重精准定位，确保每个罐体在喷印工位的位置高度一致，喷印过程中罐体绕自身轴线匀速旋转，与喷车组件的多轴移动相配合，使喷印图案在罐体周面的位置精准、套印准确，图案完整清晰，避免了偏印、漏印、图案变形等缺陷，产品一致性好，良品率得到显著提升；

49、本发明中，喷车组件和uv灯模组的高度及喷印方向可调，能够适配不同直径、高度的主流易拉罐规格，解决了现有技术仅适配单一规格的缺陷，换型调整便捷，全流程由控制系统统一调度，基于多组传感器信号实现时序联锁控制，各工序自动衔接，无需人工干预，替代了传统分段、半自动化生产方式，整条产线从进料、定位、喷印、固化到下料翻转形成完整闭环，有效衔接喷印工序与下游包装工序，整体生产流程规范、有序、可控。