一种加瓶盖与拧瓶盖一体化的智能控制系统及其控制方法与流程

1.本发明涉及智能制造的技术领域，特别涉及一种加瓶盖与拧瓶盖一体化的智能控制系统及其控制方法。


背景技术：

2.当前，瓶子作为储存物料的关键部件在食品、饮料、药品、化妆品等行业有着广泛的应用，瓶子的加盖和拧盖机构设备是自动化程度很高的大型复杂设备。在工业上，瓶子加盖拧盖的工艺流程一般是通过振动盘先梳理盖子，再通过机械转盘给瓶子加盖，然后进行拧盖等工序；但是工业上的加盖拧盖设备多存在着结构复杂、体积庞大、安装运输调试困难、可拓展性小、成本高等缺点，不利于大批量生产和推广，尤其在一体化智能机电设备的教学实训和技能竞赛设备中的应用有一定局限性。


技术实现要素：

3.本发明为了简化加盖拧盖设备的结构，使设备利于大批量生产，提供了一种加瓶盖与拧瓶盖一体化的智能控制系统及其控制方法。
4.本发明的加瓶盖与拧瓶盖一体化的智能云控制系统可以通过以下技术方案实现：一种加瓶盖与拧瓶盖一体化的智能云控制系统，包括：架体、加盖组件、拧盖组件和智能云控制系统，所述加盖组件和拧盖组件均安装于架体上；所述架体包括支撑架和安装底板，所述支撑架与安装底板的底部固定连接，所述安装底板上开设有加盖通孔和拧盖通孔，所述加盖组件穿设于加盖通孔中，所述拧盖组件穿设于拧盖通孔中，所述拧盖组件可在拧盖通孔内进行靠近和远离加盖组件的往复运动，所述智能云控制系统用于控制加盖拧盖装置的运行过程。
5.在上述技术方案中，当拧盖组件靠近加盖组件时，可以进行拧瓶盖的操作。
6.本技术方案可以进一步设置为：所述加盖组件包括：瓶盖料筒、瓶盖释放推板、转动销、转动销固定件、加盖释放气缸安装架和加盖释放气缸，所述瓶盖料筒上开设有料筒通孔，所述瓶盖释放推板穿设于料筒通孔，所述料筒通孔的位置低于安装底板的底部且高于拧盖组件的底部，所述转动销固定件和加盖释放气缸安装架均与安装底板的底部固定连接，所述转动销固定件上开设有转动销固定件通孔，所述瓶盖释放推板上开设有瓶盖释放推板通孔，所述转动销穿设于转动销固定件通孔和瓶盖释放推板通孔中，所述加盖释放气缸安装架上开设有安装架通孔，所述加盖释放气缸穿设于安装架通孔中，所述加盖释放气缸上设有第一活塞杆，所述第一活塞杆与瓶盖释放推板远离瓶盖料筒的一端固定连接。
7.本技术方案可以进一步设置为：所述拧盖组件包括：拧盖电机、滑块、电机安装板、主动齿轮、从动齿轮、光轴、侧板、夹紧气缸、转动轴和拧紧导轮，所述滑块的顶部开设有凹槽，所述凹槽的顶部固定连接有电机安装板，所述滑块上开设有滑块通孔，所述侧板上开设有夹紧气缸通孔，所述光轴穿设于滑块通孔中，所述光轴与侧板固定连接，所述侧板与安装底板固定连接，所述夹紧气缸上固设有第二活塞杆，所述第二活塞杆贯穿夹紧气缸通孔，所
述第二活塞杆远离夹紧气缸的一端与滑块固定连接，所述拧盖电机安装于电机安装板上，所述电机安装板开设有电机通孔，所述拧盖电机设有电机轴，所述电机轴贯穿电机通孔，所述电机轴远离电机的一端与主动齿轮固定连接，所述主动齿轮与从动齿轮相互啮合，所述主动齿轮和从动齿轮均安装于凹槽内，所述转动轴穿设于拧盖通孔中，所述从动齿轮与转动轴的一端固定连接，所述转动轴贯穿安装底板，所述转动轴远离从动齿轮的另一端与拧紧导轮固定连接。
8.本技术方案可以进一步设置为：所述拧盖组件还包括直线轴承，所述直线轴承安装于滑块通孔与光轴之间。
9.在上述技术方案中，在滑块通孔与光轴之间安装直线轴承，可以降低滑块与光轴之间的机械摩擦，减少磨损。
10.本技术方案可以进一步设置为：所述拧紧导轮的外侧包胶。
11.在上述技术方案中，拧紧导轮的外侧包胶,可以增加拧紧导轮拧瓶盖时的摩擦力。
12.本技术方案可以进一步设置为：所述瓶盖释放推板设有上推柱和下推柱，所述上推柱远离加盖释放气缸的端点和下推柱远离加盖释放气缸的端点之间的直线距离大于一个瓶盖的高度值且小于两个瓶盖的高度值，所述上推柱和下推柱可以相互平行，所述上推柱和下推柱之间的延长线之间也可以成一定的夹角。
13.本技术方案可以进一步设置为：所述拧盖电机为正反转电机。
14.在上述技术方案中，拧盖电机为正反转电机时,不仅可以拧紧瓶盖,并且拧盖电机反向转动时,还可以拧松瓶盖。
15.在上述技术方案中，所述智能云控制系统主要包括通过网络连接的云服务器、路由器、智能网关和控制器等部分，所述智能云控制系统主要用于控制加盖设备和拧盖设备按照固定的工艺流程进行工作。
16.本技术方案可以进一步设置为：所述支撑架的底部固设有实训桌，所述实训桌内设置有数据采集模块和网络通讯模块，所述数据采集模块采集加瓶盖与拧瓶盖一体化的智能云控制系统运行过程中的设备参数，并通过网络通讯模块，把所述设备参数上传至云平台，所述网络通讯模块可以为5g网络通讯模块。
17.在上述技术方案中，所述设备参数包括加盖释放气缸的动作压力、夹紧气缸的动作压力、拧盖电机的扭矩、拧盖电机的振动值、拧盖电机的转速和动作时序等，云平台云计算和云分析所述设备参数，以优化加盖拧盖的动作流程，所述实训桌上还设置有输送带，所述输送带的两侧设置有顶瓶机构。
18.本发明的应用于加瓶盖与拧瓶盖一体化的智能云控制系统的控制方法，可以通过以下技术方案实现：一种应用于加瓶盖与拧瓶盖一体化的智能云控制系统的控制方法，可以包括以下步骤：
19.所述加盖组件进行加瓶盖操作；
20.所述拧盖组件向加盖组件靠近并进行拧紧瓶盖/拧松瓶盖的操作；
21.当瓶盖拧紧后，所述拧盖组件远离所述加盖组件。
22.本技术方案可以进一步设置为还可以包括以下步骤：
23.通过实训桌上的输送带，把瓶子输送至传感器的位置；
24.当传感器检测到瓶子时，顶瓶机构将瓶子固定在所述加瓶盖与拧瓶盖一体化的智
能云控制系统的下方，输送带同步停止输送操作；
25.当所述加瓶盖与拧瓶盖一体化的智能云控制系统拧紧瓶盖后，顶瓶机构释放瓶子；
26.当用户操控加盖拧盖装置时，云服务器会根据需要对所属控制器发送启动/停止指令，指令通过云和路由器到达智能网关后，智能网关根据要控制的设备再将指令打包整理，通过自主的无线网络发送给控制器，控制器根据指令执行相应的启动和停止动作，以此达到主设备切换功能。
27.所述数据采集模块采集加瓶盖与拧瓶盖一体化的智能云控制系统运行过程中的设备参数，并通过网络通讯模块，把所述设备参数上传至云平台。
28.本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
29.1、本发明的技术方案中设备的结构简单，操作方便，体积小，有利于大批量生产,非常利于应用在技能教学、技能培训和技能竞赛等方面的教育场景。
30.2、本发明的控制系统还可以将设备工作过程中的相关数据上传后台(包括后工序检测数据)，然后云平台通过云计算、云分析，远程调整设备气源压力、电机转速、动作时序等设备参数，优化加盖拧盖的动作流程，使得加盖拧盖工序更高效、更高质，同时，也提高了本发明控制系统的智能化程度。
31.3、瓶盖部件在传输装配(加盖、拧盖)一体化过程中，可采用视觉和伺服定位技术，对定位传输、甚至贴外标签打码吸码进行关联，完全实现了一体化，使得本发明的控制系统具有很好的实用性。
附图说明
32.图1是本发明的控制系统的立面图。
33.图2是本发明的控制系统的前视图。
34.图3是本发明的控制系统的简化的装配示意图。
35.图4是本发明的控制系统的应用场景图。
36.图5是本发明的控制方法的整体流程图。
37.图6是本发明的智能云控制系统网络拓扑图。
38.其中，1为光轴,2为转动销，3为转动销固定件，4为瓶盖释放推板，5为加盖释放气缸安装架，6为加盖释放气缸，7为支撑架，8为转动轴，9为拧紧导轮，10为侧板，11为夹紧气缸，12为直线轴承，13为滑块，14为电机安装板，15为安装底板，16为从动齿轮，17为主动齿轮，18为拧盖电机，19为瓶盖料筒，20为上推柱，21为下推柱，22为第一活塞杆，23为第二活塞杆，24为加瓶盖与拧瓶盖一体化的智能云控制系统，25为顶瓶机构，26为输送带，27为实训桌。
具体实施方式
39.下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
40.实施例
41.如图1和图2所示，一种加瓶盖与拧瓶盖一体化的智能云控制系统24，包括：架体、
加盖组件和拧盖组件，所述加盖组件和拧盖组件均安装于架体上；所述架体包括支撑架7和安装底板15，所述支撑架7与安装底板15的底部固定连接，所述安装底板15上开设有加盖通孔和拧盖通孔，所述加盖组件穿设于加盖通孔中，所述拧盖组件穿设于拧盖通孔中，所述拧盖组件可在拧盖通孔内进行靠近和远离加盖组件的往复运动。
42.如图3所示，所述加盖组件包括：瓶盖料筒19、瓶盖释放推板4、转动销2、转动销固定件3、加盖释放气缸安装架5和加盖释放气缸6，所述瓶盖料筒19上开设有料筒通孔，所述瓶盖释放推板4穿设于料筒通孔，所述料筒通孔的位置低于安装底板的底部且高于拧盖组件的底部，所述转动销固定件和加盖释放气缸安装架均与安装底板的底部固定连接，所述转动销固定件3上开设有转动销固定件通孔，所述瓶盖释放推板4上开设有瓶盖释放推板通孔，所述转动销2穿设于转动销固定件通孔和瓶盖释放推板通孔中，所述加盖释放气缸安装架5上开设有安装架通孔，所述加盖释放气缸6穿设于安装架通孔中，所述加盖释放气缸6上设有第一活塞杆22，所述第一活塞杆22与瓶盖释放推板4远离瓶盖料筒19的一端固定连接。所述拧盖组件包括：拧盖电机18、滑块13、电机安装板14、主动齿轮17、从动齿轮16、光轴1、侧板10、夹紧气缸11、转动轴8和拧紧导轮9，所述滑块13的顶部开设有凹槽，所述凹槽的顶部固定连接有电机安装板14，所述滑块13上开设有滑块通孔，所述侧板10上开设有夹紧气缸通孔，所述光轴1穿设于滑块通孔中，所述光轴1与侧板10固定连接，所述侧板10与安装底板15固定连接，所述夹紧气缸11上固设有第二活塞杆23，所述第二活塞杆23贯穿夹紧气缸通孔，所述第二活塞杆23远离夹紧气缸11的一端与滑块13固定连接，所述拧盖电机11安装于电机安装板14上，所述电机安装板14开设有电机通孔，所述拧盖电机18设有电机轴，所述电机轴贯穿电机通孔，所述电机轴远离电机的一端与主动齿轮17固定连接，所述主动齿轮17与从动齿轮16相互啮合，所述主动齿轮17和从动齿轮16均安装于凹槽内，所述转动轴穿设于拧盖通孔中，所述从动齿轮16与转动轴8的一端固定连接，所述转动轴8贯穿安装底板15，所述转动轴8远离从动齿轮16的另一端与拧紧导轮9固定连接。所述拧盖组件还包括直线轴承12，所述直线轴承12安装于滑块通孔与光轴1之间。所述拧紧导轮9的外侧包胶。所述瓶盖释放推板4上设有相互平行的上推柱20和下推柱21，所述上推柱20和下推柱21之间的直线距离大于一个瓶盖的高度值且小于两个瓶盖的高度值,所述拧盖电机18为正反转电机。
43.如图4所示，为所述加瓶盖与拧瓶盖一体化的智能云控制系统24的一种应用示例，所述加瓶盖与拧瓶盖一体化的智能云控制系统24的支撑架的底部固设有实训桌27，所述实训桌27上设置有顶瓶机构25和输送带26，所述实训桌27内设置有plc模块、数据采集模块和5g网络通讯模块，所述plc模块用于控制顶瓶机构25和输送带26，所述数据采集模块采集加瓶盖与拧瓶盖一体化的智能云控制系统24运行过程中的设备参数，并通过网络通讯模块，把所述加瓶盖与拧瓶盖一体化的智能云控制系统24的设备参数上传至云平台，具体的工作过程如下：实训桌27的输送带26上把瓶子输送至传感器的位置，当传感器检测到瓶子时，顶瓶机构25将瓶子固定在所述加瓶盖与拧瓶盖一体化的智能云控制系统24的下方，输送带26同步停止输送操作；加盖释放气缸6拉动瓶盖释放推板4释放瓶盖，瓶盖释放以后，加盖释放气缸6再推动瓶盖释放推板4复位，所述瓶盖释放推板4处设计有包括转动销2和转动销固定件3的转销连杆机构，并且，所述瓶盖释放推板4设有上推柱20和下推柱21，所述上推柱20远离加盖释放气缸6的端点和下推柱21远离加盖释放气缸6的端点之间的直线距离大于一个
瓶盖的高度值且小于两个瓶盖的高度值，从而实现瓶盖释放推板4在释放一个瓶盖的同时可以顶住瓶盖料筒内其它瓶盖不被释放，使瓶盖释放推板4每次只释放一个瓶盖，当瓶盖释放推板4释放一个瓶盖落在瓶子上后，拧盖电机18开始正转，通过电机轴带动主动齿轮17传动，使与主动齿轮17相互啮合的从动齿轮16转动，从而带动与从动齿轮16固定连接的转动轴8转动，转动轴8转动带动拧紧导轮9转动，夹紧气缸11推动拧盖组件靠近加盖组件，拧盖组件中的滑块13沿着光轴1上滑向加盖组件，从而带动拧盖组件靠近加盖组件，当拧盖组件中的拧紧导轮9贴紧瓶盖时，进行拧瓶盖操作，在拧紧导轮9的转动下，瓶盖被拧紧(通过旋转如同手拧瓶盖一样，如果瓶盖没有被拧紧，拧盖电机18可以反转拆瓶盖，然后拧盖电机18正转以重新拧紧瓶盖)，当瓶盖完全被拧紧后，夹紧气缸11拉动滑块13，使拧盖组件回归原位，拧盖电机18停止运行；然后顶瓶机构25释放瓶子，输送带26将瓶子输送至下一工序；同时，数据采集模块对整个工作过程相关的设备参数进行采集，包括：气缸动作压力、拧盖电机18的扭矩、电机振动等设备参数，然后通过5g通讯模块将数据上传后台(包括后工序检测数据)，云平台通过云计算和云分析，远程调整设备的气源压力、电机转速和动作时序等相关的设备参数，以优化加盖拧盖的工作流程，使得加瓶盖与拧瓶盖一体化的智能云控制系统24在下一次工作过程中的拧盖工作更高效，拧盖效果更好。
44.如图5所示，一种应用于所述加瓶盖与拧瓶盖一体化的智能云控制系统24的控制方法，包括以下步骤：
45.所述加盖组件进行加瓶盖操作；
46.所述拧盖组件向加盖组件靠近并进行拧紧瓶盖/拧松瓶盖的操作；
47.当瓶盖拧紧后，所述拧盖组件远离所述加盖组件。
48.所述控制方法还包括以下步骤：
49.通过实训桌上的输送带，把瓶子输送至传感器的位置；
50.当传感器检测到瓶子时，顶瓶机构将瓶子固定在所述加瓶盖与拧瓶盖一体化的智能云控制系统的下方，输送带同步停止输送操作；
51.当所述加瓶盖与拧瓶盖一体化的智能云控制系统拧紧瓶盖后，顶瓶机构释放瓶子；
52.所述数据采集模块采集加瓶盖与拧瓶盖一体化的智能云控制系统运行过程中的设备参数，并通过网络通讯模块，把所述设备参数上传至云平台。
53.如图6所示,所述智能云控制系统包括通过网络连接的电脑、云服务器、路由器、加盖设备、拧盖设备、智能网关和控制器，所述智能云控制系统用于控制加盖设备和拧盖设备按照固定的工艺流程进行工作。
54.上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。