一种气体充装设备的制作方法

[0001]
本发明涉及液化气体装入压力容器的设备等技术领域，更具体地是涉及一种气体充装设备。


背景技术：

[0002]
碳酸饮料类产品是指在一定条件下充入二氧化碳气体的饮料，自从碳酸饮料诞生起便快速风靡全球。目前这类饮料多为固定容量的瓶装产品，虽然品种很多，但是口味是固定的，口味基本上就是常见的几种水果味，且大多数是用食品添加剂勾兑出的口味，食品添加剂对人体健康多多少少会有一定影响，尤其是对儿童。随着人们对饮料安全的关注，和对口味需求的提高，越来越多的家庭开始自制碳酸饮料类产品。例如利用家用苏打水机自制各种口味的苏打水饮料，利用自酿啤酒机自制啤酒等。此类机器中必不可少的供气元件是二氧化碳小钢瓶，也被称为气弹。所以市场对二氧化碳小钢瓶的需求逐年增加。此类装有气体的小钢瓶也称为气弹，不仅可以用于盛装二氧化碳，还可以盛装其它气体，例如奶油发泡用的一氧化二氮。
[0003]
现有技术中此类小钢瓶组装充气的方式基本是靠人工利用简单的充气封装设备。但是此种生产方式生产率低，成品率低，劳动强度大。为此名称为一种新型充气机，申请号为201911257564.2的中国发明专利申请公开了一种能够为小钢瓶自动充气封装的设备。该专利申请中的方案解决了劳动强度大的问题，但是该方案在执行一整套动作后才能生产出一个气弹产品，生产率还是很低，另外该方案中检测模块很少，这样导致成品率也比较低，而且很容易产生故障，又由于该方案中的各个模块之间结构过于紧凑，出现故障后检修很不方便。
[0004]
图1示出了现有技术中的一种气弹m，气弹m包括瓶体m1和塞盖m2。瓶体m1的瓶口处设有凹止口，塞盖m2带有凸止口，塞盖m2的形状接近于常见的减速机上的端盖的形状。如图2所示组装时，将塞盖m2放入瓶体m1的瓶口中，使塞盖m2的凸止口卡在瓶体m1的凹止口处，虽然是凸凹止口配合，但是由于塞盖m2和瓶体m1是自由配合，没有任何挤压变形，所以在凸凹止口配合处仍然会有空隙，所以仍然可以通过瓶口进行充气，充气后立即进行挤压封口。充气和挤压封口过程是通过一套模具完成，该模具一般称为充气封口模。例如前述的申请号为201911257564.2的中国发明专利申请中记载的上封口模具612和密封组件62就构成一套充气封口模。
[0005]
图1示出的气弹m是通过挤压瓶体m1的瓶口和塞盖m2产生变形来实现密封，这种方式容易在瓶口处产生漏气现象。图3示出了现有技术中的另一种气弹n，气弹n包括瓶体n1、塞盖n2和密封圈n3。其中塞盖n2的形状接近于常见的草帽的形状，密封圈n3套在塞盖n2上。如图4所示组装时，先把密封圈n3套在塞盖n2上形成一个堵头，然后再把堵头装入瓶体n1的瓶口，并依靠瓶体n1的瓶口内的凹止口卡住塞盖n2，然后再进行充气和挤压封口。气弹n的挤压封口原理和气弹m的挤压封口原理基本相同，即利用充气封口模将瓶体n1的瓶口边沿向内压弯，不同的是，瓶口边沿向内压弯后是压在密封圈n3上使密封圈n3受压变形，这样生
产出的气弹是依靠密封圈n3实现密封，密封效果更好，不容易产生漏气现象。另外，现有技术中的充气封装设备，无论是手动设备还是自动设备，大多是针对气弹m。


技术实现要素：

[0006]
本发明为克服上述现有技术中的不足，提供了一种气体充装设备。
[0007]
本发明通过以下技术方案来实现上述目的。
[0008]
一种气体充装设备，包括转盘机构，转盘机构包括间歇转动执行元件和固定在间歇转动执行元件的输出端的承载盘，承载盘上绕着其转动轴心均匀布置有若干个夹具，每个夹具用于分别定位放置瓶体和塞盖；上述的气体充装设备还包括若干个绕着承载盘的转动轴心布置的工位执行机构，这些工位执行机构从承载盘转动方向看依次包括塞盖单位给料机构、瓶体单位给料机构、组装机构、充气封口机构和下料机构，其中塞盖单位给料机构和瓶体单位给料机构的位置可以互换；承载盘间歇性转动和停止时这些工位执行机构的位置都保持不变；承载盘间歇性停止时对应于这些工位执行机构的位置处分别有夹具停留，且这些工位执行机构分别对应于停留在自身位置处的夹具执行动作；塞盖单位给料机构包括用于将外部塞盖抓取并定位放置于夹具上的塞盖取放机构；瓶体单位给料机构包括用于将外部瓶体抓取并定位放置于夹具上的瓶体取放机构；组装机构用于抓取夹具上的塞盖后将该塞盖装入夹具上的瓶体的瓶口；充气封口机构用于向瓶体内充气并在充气后将瓶体的瓶口和塞盖密封压接在一起形成气弹；下料机构包括用于将充气封口后的瓶体抓取并放置于预设位置的气弹取放机构。
[0009]
本方案中的间歇转动执行元件可以是带有电机的凸轮分割器，也可以是由伺服电机驱动的减速机，它们的输出端都可以间歇性转动和停止，承载盘则固定在间歇转动执行元件的输出端，承载盘通常采用圆盘形且具有水平的盘面。夹具固定在承载盘的盘面上，夹具的数量通常和工位执行机构的数量相同，如果空间允许夹具的数量也可以是工位执行机构的数量的整数倍。本方案中用于定位放置瓶体和塞盖的夹具的定位放置结构，本领域技术人员可以根据瓶体和塞盖的外圆面或内圆面进行设计。例如针对图2中示出的瓶体m1可以在夹具上设置一个和瓶体m1的外圆面相匹配的柱形槽定位放置结构，针对图2中示出的塞盖m2可以在夹具上设置一个和塞盖m2的内圆面相匹配的定位柱销放置结构，针对图4中示出的塞盖n2也可以在夹具上设置一个和塞盖n2的内圆面相匹配的定位柱销放置结构。本方案中的塞盖单位给料机构是向承载盘上的夹具进给塞盖的机构，它包括塞盖取放机构，塞盖取放机构用于将外部塞盖抓取并定位放置于夹具上，此处的外部塞盖是指放置在承载盘以外的位置的塞盖，塞盖取放机构可以是带夹爪的xyz三维运动机械手或者多轴机器人等，例如用带夹爪的多轴机器人将整齐放置在托盘上的塞盖逐个放置在夹具上。本方案中的瓶体单位给料机构是向承载盘上的夹具进给瓶体的机构，它包括瓶体取放机构，瓶体取放机构用于将外部瓶体抓取并定位放置于夹具上，此处的外部瓶体是指放置在承载盘以外的位置的瓶体，瓶体取放机构可以是带夹爪的xyz三维运动机械手或者多轴机器人等，例如用带夹爪的多轴机器人将整齐放置在托盘上的瓶体逐个放置在夹具上。本方案中的组装机构可以采用带真空吸盘的xyz三维运动机械手或者多轴机器人等，例如采用带真空吸盘的xyz三维运动机械手来抓取夹具上的塞盖后将塞盖装入夹具上的瓶体的瓶口。本方案中的充气封口机构可以采用直线驱动组件驱动充气封口模来实现充气和封口，直线驱动组件可
以驱动充气封口模自上至下依次停留在初始位置、向瓶体内充气的位置和对瓶口进行挤压封口的位置。本方案中的下料机构是将充气封口后的瓶体，也就是气弹产品从夹具上取下来并放置于预设位置，该预设位置通常是承载盘以外的位置，例如可以在承载盘以外的位置放置收纳箱来收集气弹产品。气弹取放机构可以是带夹爪的xyz三维运动机械手或者多轴机器人等，例如用带夹爪的多轴机器人将夹具上的气弹夹起后放置到承载盘以外的收纳箱中。
[0010]
简单来讲，本方案是在承载盘上设置多个夹具，并且绕着承载盘布置若干个工位执行机构，每个工位执行机构在承载盘间歇性停止时执行一个工艺步骤，从而形成一套从进料到出成品的自动生产线，间歇转动执行元件和各个工位执行机构的动作通过控制系统进行控制，这个控制系统是本领域技术人员根据本方案的内容就能够实现的。本方案的各个工位执行机构在承载盘间歇性停止时同时完成各自的动作，然后承载盘转动，也就是带动夹具从完成一个工艺步骤的位置移动到下一个需要完成工艺步骤的位置，然后承载盘再间歇性停止，各个工位执行机构再同时完成各自的动作，这样形成循环的流水线后，承载盘每间歇性停止一次就可以产出一个气弹成品，相对于现有技术中的手动和自动充气机执行一整套动作后才能生产出一个气弹产品而言，本方案可以极大地提高生产效率，而且操作人员只需要将原料放置到指定位置就可以，大大降低了操作人员的劳动强度，另外各个工位执行机构除了都需要电路连接到控制系统外，在结构上基本是相互独立的，便于整套设备的检修工作。
[0011]
作为进一步改进的结构形式，上述的这些工位执行机构还包括塞盖检查机构；这些工位执行机构绕着承载盘的转动轴心布置，且从承载盘转动方向看塞盖检查机构布置在塞盖单位给料机构之后和组装机构之前；承载盘间歇性转动和停止时这些工位执行机构的位置都保持不变，承载盘间歇性停止时对应于这些工位执行机构的位置处分别有夹具停留；塞盖检查机构对应于停留在自身位置处的夹具执行动作，塞盖检查机构包括竖直布置于夹具上的塞盖的上方的塞盖检查气缸，当夹具上定位放置有塞盖时塞盖检查气缸的活塞伸出抵在该塞盖上，当夹具上没有定位放置塞盖时塞盖检查气缸的活塞伸出抵在夹具上，塞盖检查气缸带有用于检测塞盖检查气缸的活塞的位置的磁性开关。
[0012]
作为进一步改进的结构形式，上述的这些工位执行机构还包括瓶体检查机构；这些工位执行机构绕着承载盘的转动轴心布置，且从承载盘转动方向看瓶体检查机构布置在瓶体单位给料机构之后和组装机构之前；承载盘间歇性转动和停止时这些工位执行机构的位置都保持不变，承载盘间歇性停止时对应于这些工位执行机构的位置处分别有夹具停留；瓶体检查机构对应于停留在自身位置处的夹具执行动作，瓶体检查机构包括瓶体检查支架和固定在瓶体检查支架上的瓶体检测接近开关。
[0013]
作为进一步改进的结构形式，上述的这些工位执行机构还包括装配检查机构；这些工位执行机构绕着承载盘的转动轴心布置，且从承载盘转动方向看装配检查机构布置在组装机构之后和充气封口机构之前；承载盘间歇性转动和停止时这些工位执行机构的位置都保持不变，承载盘间歇性停止时对应于这些工位执行机构的位置处分别有夹具停留；装配检查机构对应于停留在自身位置处的夹具执行动作，装配检查机构包括竖直布置于夹具上的瓶体的上方的装配检查气缸，当该瓶体内装配有塞盖时装配检查气缸的活塞伸出抵在该塞盖上，当该瓶体内未装配塞盖时装配检查气缸的活塞伸出后从瓶口进入该瓶体内，装
配检查气缸带有用于检测装配检查气缸的活塞的位置的磁性开关。
[0014]
作为进一步改进的结构形式，上述的下料机构还包括出料分配机构和用于检测气弹重量的重量检测装置，其中重量检测装置上设有用于定位放置气弹的柱槽，出料分配机构包括接料筒和分配气缸，接料筒内转动连接有分料翻板，分料翻板的背面和分配气缸的活塞铰接，分配气缸的活塞缩回时气弹可以顺着接料筒直接掉落，分配气缸的活塞伸出时气弹可以沿着分料翻板滑出接料筒的侧面，上述的气弹取放机构包括下料用xz向气缸机械手，下料用xz向气缸机械手的z轴输出端并排固定有移位气动夹爪和下料气动夹爪，移位气动夹爪和下料气动夹爪同时夹紧和松开，下料用xz向气缸机械手用于将移位气动夹爪在夹具和重量检测装置之间上下和水平往复移动，同时也用于将下料气动夹爪在重量检测装置和出料分配机构之间上下和水平往复移动，其中移位气动夹爪用于抓取夹具上的气弹并放置于重量检测装置的柱槽中，下料气动夹爪用于抓取柱槽中的气弹并放置于接料筒中。
[0015]
作为进一步改进的结构形式，上述的充气封口机构包括竖直输出的充气液压缸、竖直输出的封口液压缸、电磁阀、充气封口模和脱料模，封口液压缸连接在充气液压缸的输出端，电磁阀和充气封口模连接在封口液压缸输出端，脱料模通过导柱滑动连接在充气封口模的下端，脱料模和充气封口模之间夹有压缩弹簧，电磁阀的入口密封连通至外部充气气源，电磁阀的出口和充气封口模的内腔密封连通。
[0016]
作为进一步改进的结构形式，上述的塞盖单位给料机构还包括塞盖分料机构、能够将塞盖统一朝向并排成一列输出的塞盖振动盘和能够接收塞盖并沿直线输出的塞盖直线振动送料器，塞盖振动盘的输出口和塞盖直线振动送料器的输入口对接，塞盖分料机构包括塞盖分料气缸和固定在塞盖分料气缸的活塞的端部的塞盖分料块，塞盖分料气缸布置在塞盖直线振动送料器的输出口处且塞盖分料气缸的活塞伸出方向和塞盖直线振动送料器的输送方向垂直，塞盖分料气缸的活塞伸出时，塞盖分料块将塞盖直线振动送料器输出的单位个塞盖推送到预设的塞盖待取位，同时塞盖分料块挡住塞盖直线振动送料器的输出口，上述的塞盖取放机构包括塞盖用xz向气缸机械手，塞盖用xz向气缸机械手的z轴输出端固定有用于抓取和松开塞盖的塞盖用气动夹爪，塞盖用xz向气缸机械手用于将塞盖用气动夹爪在塞盖待取位和夹具之间上下和和水平往复移动。
[0017]
作为进一步改进的结构形式，上述的瓶体单位给料机构还包括瓶体分料机构、能够将瓶体统一朝向并排成一列输出的瓶体振动盘和用于输送瓶体的输送管道，瓶体振动盘的输出口和输送管道的入口连通，输送管道的出口为竖直输出，瓶体分料机构包括瓶体分料气缸和固定在瓶体分料气缸的活塞的端部的推送块，推送块上设有用于定位放置瓶体的定位槽，推送块布置在输送管道的出口的下方且定位槽正对输送管道的出口，瓶体分料气缸的活塞水平伸出时，推送块将落入定位槽中的瓶体移动到瓶体待取位，同时推送块挡住输送管道的出口，上述的瓶体取放机构包括瓶体用xz向气缸机械手，瓶体用xz向气缸机械手的z轴输出端固定有用于抓取和松开瓶体的瓶体用气动夹爪，瓶体用xz向气缸机械手用于将瓶体用气动夹爪在瓶体待取位和夹具之间上下和水平往复移动。
[0018]
作为进一步改进的结构形式，上述的瓶体振动盘包括瓶体振动驱动底座、布置于瓶体振动驱动底座上的瓶体振动料斗，瓶体振动料斗的内侧壁设有呈螺旋上升状的瓶体送料轨道，瓶体振动料斗上摆动连接有一个l形钩，l形钩布置在瓶体送料轨道的出口处，l形钩的摆动轴心布置在瓶体送料轨道的出口处上方，瓶体振动盘的输出口为倾斜布置的输出
直筒的下口，输出直筒的上口布置在瓶体送料轨道的出口的下方，当瓶体从瓶体送料轨道的出口输出且瓶口朝前时，l形钩的钩部用于伸入瓶口内搭住该瓶体的瓶口端，输出直筒的上口则用于接收该瓶体的尾部。
[0019]
作为进一步改进的结构形式，上述的这些工位执行机构还包括密封圈单位给料机构，这些工位执行机构绕着承载盘的转动轴心布置，且从承载盘转动方向看密封圈单位给料机构布置在塞盖单位给料机构之后和组装机构之前；承载盘间歇性转动和停止时这些工位执行机构的位置都保持不变，承载盘间歇性停止时对应于这些工位执行机构处分别有夹具停留；密封圈单位给料机构对应于停留在自身位置处的夹具执行动作；密封圈单位给料机构包括用于将外部密封圈抓取并套装在夹具上的塞盖上形成堵头的密封圈取放机构；上述的组装机构用于抓取夹具上的堵头后将该堵头装入夹具上的瓶体的瓶口；上述的充气封口机构用于向瓶体内充气并在充气后将瓶体的瓶口和堵头密封压接在一起形成气弹。
[0020]
作为进一步改进的结构形式，上述的这些工位执行机构还包括堵头检查机构；这些工位执行机构绕着承载盘的转动轴心布置，且从承载盘转动方向看堵头检查机构布置在密封圈单位给料机构之后和组装机构之前；承载盘间歇性转动和停止时这些工位执行机构的位置都保持不变，承载盘间歇性停止时对应于这些工位执行机构的位置处分别有夹具停留；堵头检查机构对应于停留在自身位置处的夹具执行动作；堵头检查机构包括竖直布置于夹具上的塞盖的上方的堵头检查气缸，当夹具上定位放置有堵头时堵头检查气缸的活塞伸出抵在该堵头上，当夹具上没有定位放置堵头时堵头检查气缸的活塞伸出抵在夹具上，堵头检查气缸带有用于检测堵头检查气缸的活塞的位置的磁性开关。
[0021]
作为进一步改进的结构形式，上述的这些工位执行机构还包括装配检查机构；这些工位执行机构绕着承载盘的转动轴心布置，且从承载盘转动方向看装配检查机构布置在组装机构之后和充气封口机构之前；承载盘间歇性转动和停止时这些工位执行机构的位置都保持不变，承载盘间歇性停止时对应于这些工位执行机构的位置处分别有夹具停留；装配检查机构对应于停留在自身位置处的夹具执行动作；装配检查机构包括竖直布置于夹具上的瓶体的上方的装配检查气缸，当该瓶体内装配有堵头时装配检查气缸的活塞伸出抵在该堵头上，当该瓶体内未装配堵头时装配检查气缸的活塞伸出后从瓶口进入该瓶体内，装配检查气缸带有用于检测装配检查气缸的活塞的位置的磁性开关。
[0022]
作为进一步改进的结构形式，上述的这些工位执行机构还包括用于将夹具上定位放置的堵头或塞盖抓取后放置到承载盘边沿外侧的余料去除机构；这些工位执行机构绕着承载盘的转动轴心布置，且从承载盘转动方向看余料去除机构相邻布置于下料机构之后；承载盘间歇性转动和停止时这些工位执行机构的位置都保持不变，承载盘间歇性停止时对应于这些工位执行机构的位置处分别有夹具停留；余料去除机构对应于停留在自身位置处的夹具执行动作；余料去除机构包括去除用xz向气缸机械手，去除用xz向气缸机械手的z轴输出端固定有用于抓取和松开堵头或塞盖的去除用气动夹爪，去除用xz向气缸机械手用于将去除用气动夹爪在夹具和承载盘边沿外侧之间上下和水平往复移动。
[0023]
作为进一步改进的结构形式，上述的这些工位执行机构还包括余料检查机构；这些工位执行机构绕着承载盘的转动轴心布置，且从承载盘转动方向看余料检查机构相邻布置于余料去除机构之后；承载盘间歇性转动和停止时这些工位执行机构的位置都保持不变，承载盘间歇性停止时对应于这些工位执行机构的位置处分别有夹具停留；余料检查机
构对应于停留在自身位置处的夹具执行动作；余料检查机构包括分别竖直布置于夹具上定位放置的塞盖和瓶体的上方的堵头余料检查气缸和瓶体余料检查气缸，当夹具上定位放置有堵头或塞盖时堵头余料检查气缸的活塞伸出抵在堵头或塞盖上，当夹具上没有定位放置堵头或塞盖时堵头余料检查气缸的活塞伸出抵在夹具上，堵头余料检查气缸带有用于检测堵头余料检查气缸的活塞的位置的磁性开关；当夹具上定位放置有瓶体时瓶体余料检查气缸的活塞伸出抵在瓶体上，当夹具上没有定位放置瓶体时瓶体余料检查气缸的活塞伸出抵在夹具上或者完全伸出，瓶体余料检查气缸带有用于检测瓶体余料检查气缸的活塞的位置的磁性开关。
[0024]
作为进一步改进的结构形式，上述的组装机构包括装配用xz向气缸机械手，装配用xz向气缸机械手的输出端固定有套筒，套筒不脱离地竖直滑动连接有中通的滑杆，滑杆外侧套有螺旋压簧，螺旋压簧的下端抵着滑杆，螺旋压簧的上端抵着套筒，滑杆的上端外露于套筒的上端，滑杆的下端外露于套筒的下端，滑杆的上端固定密封连接在中通的连接座的下端，连接座的上端固定密封连接在压料气缸的前端，连接座的中通腔密封连通至真空发生器，滑杆的下端固定密封连接在中通的抓取头的上端，抓取头的下端设有用于容纳堵头的容纳槽，容纳槽和抓取头的中通腔连通，且容纳槽可以定位套在瓶体的瓶口外侧，压料气缸的活塞的端部连接有压杆，压杆穿过连接座、滑杆、抓取头的中通腔，当压料气缸的活塞伸出时压杆抵着容纳槽内的堵头。
[0025]
作为进一步改进的结构形式，上述的密封圈单位给料机构还包括密封圈分料机构、能够将密封圈统一朝向并排成一列输出的密封圈振动盘和能够接收密封圈并沿直线输出的密封圈直线振动送料器，密封圈振动盘的输出口和密封圈直线振动送料器的输入口对接，密封圈分料机构包括密封圈分料气缸和固定在密封圈分料气缸的活塞的端部的密封圈分料块，密封圈分料气缸布置在密封圈直线振动送料器的输出口处且密封圈分料气缸的活塞伸出方向和密封圈直线振动送料器的输送方向垂直，密封圈分料气缸的活塞伸出时，密封圈分料块将密封圈直线振动送料器输出的单位个密封圈推送到预设的密封圈待取位，同时密封圈分料块挡住密封圈直线振动送料器的输出口，所述的密封圈取放机构包括密封圈用xz向气缸机械手，密封圈用xz向气缸机械手的z轴输出端固定有用于竖直紧密插入密封圈的中心孔并提起密封圈的提取杆和用于使密封圈从提取杆上滑落的脱离气缸，脱离气缸的活塞的端部固定有脱离套，脱离套滑动连接在提取杆的外侧，密封圈用xz向气缸机械手用于将提取杆和脱离气缸在密封圈待取位和夹具之间上下和水平往复移动。
[0026]
作为进一步改进的结构形式，上述的密封圈振动盘包括密封圈振动驱动底座和布置于密封圈振动驱动底座上的密封圈振动料斗，密封圈振动料斗的内侧壁设有呈螺旋上升状的密封圈送料轨道，密封圈送料轨道的输出端连接有只允许单片厚度的密封圈平放通过的第一限高筛选送料轨道，第一限高筛选送料轨道的输出端连接有第一落料筛选送料轨道，第一落料筛选送料轨道的输出端连接有第二限高筛选送料轨道，第二限高筛选送料轨道的输出端连接有第二落料筛选送料轨道，第二落料筛选送料轨道的输出端连接有用于将密封圈翻转180度的扭曲送料轨道段，其中第一落料筛选送料轨道和第二落料筛选送料轨道分别包括一段平直条状轨道和一段用于阻拦密封圈径向外落的侧挡边，平直条状轨道和侧挡边相互平行，且平直条状轨道和侧挡边之间留有一段距离，该段距离允许单片厚度的密封圈立放穿过。
[0027]
本发明与现有技术相比主要具有如下有益效果：极大地提高生产效率，大大降低了操作人员的劳动强度，各个工位执行机构在结构上是相互独立的，便于整套设备的检修工作。
附图说明
[0028]
图1为现有技术中的一种气弹的剖面结构示意图。
[0029]
图2为图1中的气弹未充气封口状态下的剖面结构示意图。
[0030]
图3为现有技术中的另一种气弹的剖面结构示意图。
[0031]
图4为图3中的气弹未充气封口状态下的剖面结构示意图。
[0032]
图5为本发明实施例的俯视结构示意图。
[0033]
图6为本发明实施例的主视结构示意图。
[0034]
图7为本发明实施例中的转盘机构的立体结构示意图。
[0035]
图8为本发明实施例中的夹具的立体结构示意图。
[0036]
图9为本发明实施例中用到的xz向气缸机械手的立体结构示意图。
[0037]
图10为本发明实施例中的塞盖单位给料机构和停留在该处的夹具的立体结构示意图。
[0038]
图11为本发明实施例中的塞盖检查机构和停留在该处的夹具的立体结构示意图。
[0039]
图12为本发明实施例中的密封圈单位给料机构和停留在该处的夹具的立体结构示意图。
[0040]
图13为本发明实施例中的密封圈振动料斗的俯视结构示意图。
[0041]
图14为本发明实施例中的堵头检查机构和停留在该处的夹具的立体结构示意图。
[0042]
图15为本发明实施例中的瓶体单位给料机构和停留在该处的夹具的立体结构示意图。
[0043]
图16为本发明实施例中的瓶体分料机构的剖面结构示意图。
[0044]
图17为本发明实施例中的瓶体振动盘的立体结构示意图。
[0045]
图18为本发明实施例中的瓶体检查机构和停留在该处的夹具的立体结构示意图。
[0046]
图19为本发明实施例中的组装机构和停留在该处的夹具的立体结构示意图。
[0047]
图20为本发明实施例中的组装机构的局部剖面结构示意图。
[0048]
图21为本发明实施例中的装配检查机构和停留在该处的夹具的立体结构示意图。
[0049]
图22为本发明实施例中的充气封口机构和停留在该处的夹具的立体结构示意图。
[0050]
图23为本发明实施例中的下料机构和停留在该处的夹具的立体结构示意图。
[0051]
图24为本发明实施例中的余料去除机构和停留在该处的夹具的立体结构示意图。
[0052]
图25为本发明实施例中的余料检查机构和停留在该处的夹具的立体结构示意图。
具体实施方式
[0053]
下面结合附图对本发明做进一步说明。附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
[0054]
为了更简洁的说明本实施例，附图或说明中某些本领域技术人员公知的、但与本发明的主要内容不相关的零部件会有所省略。另外为便于表述，附图中某些零部件会有所
省略、放大或缩小，但并不代表实际产品的尺寸或全部结构。
[0055]
实施例：本实施例以生产图3中示出的气弹n的充装设备为例进行说明。如图5、图6和图7所示，一种气体充装设备，包括机架1和固定在机架1上的转盘机构2。转盘机构2包括带有电机21的凸轮分割器22，凸轮分割器22的输出端可以间歇性转动和停止，凸轮分割器22的输出端为竖向布置，在凸轮分割器22的输出端固定有圆盘形的承载盘23。承载盘23的中心线和承载盘23的转动轴心同轴布置，承载盘23具有水平布置的盘面，本实施例的承载盘23的转动方向为顺时针。本实施例的充装设备还包括绕着承载盘23的转动轴心布置的十二个工位执行机构，这十二个工位执行机构从承载盘23的转动方向看依次为塞盖单位给料机构3、塞盖检查机构4、密封圈单位给料机构5、堵头检查机构6、瓶体单位给料机构7、瓶体检查机构8、组装机构9、装配检查机构a、充气封口机构b、下料机构c、余料去除机构d和余料检查机构e。这十二个工位执行机构都固定在机架1上，所以承载盘23间歇性转动和停止时，这十二个工位执行机构的位置都保持不变。本实施例中的电机21和各个工位执行机构中的电器元件都电路连接至控制系统（图中未示出）,例如plc控制系统或者工控机控制系统，从而通过控制系统控制各机构的动作。
[0056]
如图7和图8所示，承载盘23上绕着其转动轴心均匀布置有十二个夹具24。每个夹具24上设有一个和瓶体n1的外圆面相匹配的柱形槽241，该柱形槽241用来定位放置瓶体n1。只要抓住瓶体n1对准柱形槽241并竖直向下移动就可以将瓶体n1定位放置于夹具24上，相反地，抓住瓶体n1竖直向上移动就可以将瓶体n1从夹具24上取下。每个夹具24上还设有一个竖直的圆柱形支撑柱242，支撑柱242上设有一个和支撑柱242同轴的圆柱形定位柱销243，定位柱销243的外圆面和塞盖n2的内圆面相匹配，定位柱销243用来定位放置塞盖n2。只要抓住内孔竖直朝下的塞盖n2对准定位柱销243并竖直向下移动就可以将塞盖n2定位放置于夹具24上。同理只要抓住密封圈n3对准定位柱销243上的塞盖n2并竖直向下移动就可以将密封圈n3套在塞盖n2上形成堵头，相反地，同时抓住塞盖n2和密封圈n3竖直向上移动就可以将堵头从夹具24上取下。另外，密封圈n3是紧密套在塞盖n2上的，所以只要抓住密封圈n3竖直向上移动也可以将堵头从夹具24上取下。同一夹具24上的柱形槽241和定位柱销243的中心线都布置在经过承载盘23的转动轴心的半径上，且相对于定位柱销243，柱形槽241布置在径向外侧。所有柱形槽241的中心线都位于和承载盘23的转动轴心同轴的一个圆上，所有定位柱销243的中心线都位于和承载盘23的转动轴心同轴的另一个圆上。
[0057]
承载盘23上的夹具24的数量和工位执行机构的数量相同，这样在承载盘23间歇性停止时，对应于十二个工位执行机构的位置处分别有一个夹具24停留，这十二个工位执行机构分别对应于停留在自身位置处的夹具24执行动作。
[0058]
如图9所示，本实施中的多个工位执行机构中用到了xz向气缸机械手g。相对于现有技术中的xyz三维运动机械手和多轴机器人而言，xz向气缸机械手g的价格要低很多倍，有利于降低整套充装设备的成本。本实施中的xz向气缸机械手g包括基座g1、水平气缸g2、水平导轨g3、水平滑座g4、竖直气缸g5、竖直导轨g6和竖直滑座g7。其中的基座g1用于固定在机架1上并支撑住整个xz向气缸机械手。水平气缸g2和水平导轨g3都固定在基座g1上，水平滑座g4滑动连接在水平导轨g3上，水平滑座g4和水平气缸g2的活塞的端部固定连接，从而利用水平气缸g2驱动水平滑座g4在水平方向上往复移动。竖直气缸g5和竖直导轨g6都固
定在水平滑座g4上，竖直滑座g7滑动连接在竖直导轨g6上，竖直滑座g7和竖直气缸g5的活塞的端部固定连接，从而利用竖直气缸g5驱动竖直滑座g7在竖直方向上往复移动。竖直滑座g7即为xz向气缸机械手g的z轴输出端，在竖直滑座g7上可以连接各种执行元件，例如气动夹爪或其它气缸等。对于在水平和竖直方向上停留位置较少的设备，采用这种xz向气缸机械手g既可以满足使用要求，又可以大大节约设备成本，安装调试也比较简单方便灵活。
[0059]
本实施中的塞盖单位给料机构3中就用到了xz向气缸机械手，此处称之为塞盖用xz向气缸机械手。如图10所示，塞盖单位给料机构3包括塞盖振动盘31、塞盖直线振动送料器32、塞盖分料机构33和塞盖取放机构34。其中塞盖振动盘31能够将塞盖统一朝向并排成一列输出，如图4所示，本实施例所针对的塞盖需要将内孔竖直朝下装配于瓶体中，所以本实施例所针对的塞盖的统一朝向为塞盖的内孔竖直朝下。塞盖振动盘31的输出口和塞盖直线振动送料器32的输入口对接，从而利用塞盖直线振动送料器32来接收塞盖并保持统一朝向沿直线输出，为了确保塞盖振动盘31和塞盖直线振动送料器32的振动既不会相互影响，又能够使塞盖从塞盖振动盘31顺利地进入塞盖直线振动送料器32，通常塞盖振动盘31的输出口和塞盖直线振动送料器32的输入口为无接触式对接，即将输出口和输入口对正且在输出口和输入口之间留有一个很小的缝隙。通常，生产厂家根据塞盖的形状就可以制做出塞盖振动盘31和塞盖直线振动送料器32。塞盖分料机构33包括塞盖分料气缸331和固定在塞盖分料气缸331的活塞的端部的塞盖分料块332，塞盖分料气缸331布置在塞盖直线振动送料器32的输出口处且塞盖分料气缸331的活塞伸出方向和塞盖直线振动送料器32的输送方向垂直。塞盖直线振动送料器32的输出口处设置一个挡条333以限制塞盖直线振动送料器32输出塞盖的数量。本实施例限制塞盖直线振动送料器32输出一个塞盖，塞盖分料块332在挡条333和塞盖直线振动送料器32的输出口之间滑动。初始时塞盖分料块332位于塞盖直线振动送料器32的输出口的旁边，塞盖直线振动送料器32启动后会连续输送塞盖，但是由于挡条333的限定只能有一个塞盖输出，塞盖分料气缸331的活塞伸出，塞盖分料块332将输出的一个塞盖推送到预设的塞盖待取位，同时塞盖分料块332挡住塞盖直线振动送料器32的输出口，这样就可以限制塞盖继续输出。塞盖分料气缸331的活塞缩回后，塞盖直线振动送料器32再输出一个塞盖，这样就可以利用塞盖分料机构33将塞盖逐个推送至塞盖待取位。塞盖取放机构34用于将塞盖待取位处的塞盖抓取并定位放置于夹具24上。塞盖取放机构34包括塞盖用xz向气缸机械手341，塞盖用xz向气缸机械手341的z轴输出端固定有用于抓取和松开塞盖的塞盖用气动夹爪342，塞盖用xz向气缸机械手341用于将塞盖用气动夹爪342在塞盖待取位和夹具24之间上下和和水平往复移动。
[0060]
和塞盖单位给料机构3相邻的下一个工位执行机构为塞盖检查机构4。如图11所示，塞盖检查机构4包括塞盖检查支架41和固定在塞盖检查支架41上的塞盖检查气缸42。塞盖检查支架41固定在机架1上。塞盖检查气缸42竖直布置，即塞盖检查气缸42的活塞的伸出方向为竖直向下。塞盖检查气缸42布置于停留在塞盖检查机构4位置处的夹具24上的塞盖的上方，且塞盖检查气缸42的活塞和夹具24的定位柱销243同轴。塞盖检查气缸42的活塞的端头同轴固定有一个圆柱状检查头43，检查头43的下端同轴设置有一个圆柱形孔，圆柱形孔的直径和塞盖n2的内圆面的直径相同。如果夹具24上定位放置有塞盖，塞盖检查气缸42的活塞带着检查头43伸出，由于圆柱形孔的直径小于塞盖上端的外径，所以检查头43只能抵在塞盖上，塞盖检查气缸42的活塞无法再向下伸出。如果夹具24上没有定位放置塞盖，塞
盖检查气缸42的活塞带着检查头43伸出，由于圆柱形孔的直径大于定位柱销243的外径，所以检查头43可以继续伸出并套在定位柱销243外侧，然后抵在夹具24的支撑柱242上。检查头43抵在塞盖和支撑柱242上时塞盖检查气缸42的活塞的伸出长度有差距，塞盖检查气缸42外侧固定有用于检测塞盖检查气缸42的活塞的位置的磁性开关，从而通过磁性开关是否检测到塞盖检查气缸42的活塞来判断夹具24上是否定位放置有塞盖并发出相应的信号给控制系统。
[0061]
和塞盖检查机构4相邻的下一个工位执行机构为密封圈单位给料机构5。如图12所示，密封圈单位给料机构5包括密封圈振动盘51、密封圈直线振动送料器52、密封圈分料机构53、密封圈取放机构54。其中密封圈振动盘51能够将密封圈统一朝向并排成一列输出，如图4所示，本实施例所针对的密封圈需要先套在塞盖外侧，所以本实施例所针对的密封圈的统一朝向为将密封圈的中心孔统一竖直朝向，即将密封圈统一平放。密封圈振动盘51的输出口和密封圈直线振动送料器52的输入口对接，从而利用密封圈直线振动送料器52来接收密封圈并保持统一朝向沿直线输出，为了确保密封圈振动盘51和密封圈直线振动送料器52的振动既不会相互影响，又能够使密封圈从密封圈振动盘51顺利地进入密封圈直线振动送料器52，通常密封圈振动盘51的输出口和密封圈直线振动送料器52的输入口为无接触式对接，即将输出口和输入口对正且在输出口和输入口之间留有一个很小的缝隙。密封圈分料机构53包括密封圈分料气缸531和固定在密封圈分料气缸531的活塞的端部的密封圈分料块532，密封圈分料气缸531布置在密封圈直线振动送料器52的输出口处且密封圈分料气缸531的活塞伸出方向和密封圈直线振动送料器52的输送方向垂直。密封圈直线振动送料器52的输出口处设置一个挡板533以限制密封圈直线振动送料器52输出密封圈的数量，本实施例限制密封圈直线振动送料器52输出一个密封圈。密封圈分料块532在挡板533和密封圈直线振动送料器52的输出口之间滑动。初始时密封圈分料块532位于密封圈直线振动送料器52的输出口的旁边，密封圈直线振动送料器52启动后会连续输送密封圈，但是由于挡板533的限定只能有一个密封圈输出，密封圈分料气缸531的活塞伸出，密封圈分料块532将输出的一个密封圈推送到预设的密封圈待取位，同时密封圈分料块532挡住密封圈直线振动送料器52的输出口，这样就可以限制密封圈继续输出。密封圈分料气缸531的活塞缩回后，密封圈直线振动送料器52再输出一个密封圈，这样就可以利用密封圈分料机构53将密封圈逐个推送至密封圈待取位。本实施中的密封圈取放机构54也用到了xz向气缸机械手，此处称之为密封圈用xz向气缸机械手。密封圈取放机构54用于将密封圈待取位处的密封圈抓取并套装在夹具24上的塞盖上形成堵头。密封圈取放机构54包括密封圈用xz向气缸机械手541，密封圈用xz向气缸机械手541的z轴输出端固定有用于竖直紧密插入密封圈的中心孔并提起密封圈的提取杆542和用于使密封圈从提取杆542上滑落的脱离气缸543。脱离气缸543的活塞的端部固定有脱离套544，脱离套544滑动连接在提取杆542的外侧，密封圈用xz向气缸机械手541用于将提取杆542和脱离气缸543在密封圈待取位和夹具24之间上下和水平往复移动。
[0062]
如图12和图13所示，本实施例中的密封圈振动盘51包括密封圈振动驱动底座511和布置于密封圈振动驱动底座511上的密封圈振动料斗512。密封圈振动料斗512的内侧壁设有呈螺旋上升状的密封圈送料轨道5121，密封圈送料轨道5121的输出端连接有只允许单片厚度的密封圈平放通过的第一限高筛选送料轨道5122，第一限高筛选送料轨道5122的输
出端连接有第一落料筛选送料轨道5123，第一落料筛选送料轨道5123的输出端连接有第二限高筛选送料轨道5124，第二限高筛选送料轨道5124的输出端连接有第二落料筛选送料轨道5125，第二落料筛选送料轨道5125的输出端连接有用于将密封圈翻转180度的扭曲送料轨道段5126。其中第一落料筛选送料轨道5123和第二落料筛选送料轨道5125分别包括一段平直条状轨道和一段用于阻拦密封圈径向外落的侧挡边，平直条状轨道和侧挡边相互平行，且平直条状轨道和侧挡边之间留有一段距离，该段距离允许单片厚度的密封圈立放穿过。通常，生产厂家根据密封圈的形状就可以制做出密封圈振动盘51和密封圈直线振动送料器52。但是对于密封圈振动盘51，本实施例进行了优化设计，在密封圈振动料斗512内设置了第一限高筛选送料轨道5122、第一落料筛选送料轨道5123、第二限高筛选送料轨道5124、第二落料筛选送料轨道5125和扭曲送料轨道段5126，这样可以大大提高密封圈筛检的稳定性，以进一步提高整套设备的运行稳定性和连续性。
[0063]
和密封圈单位给料机构5相邻的下一个工位执行机构为堵头检查机构6。如图14所示，堵头检查机构6包括堵头检查支架61和固定在堵头检查支架61上的堵头检查气缸62。堵头检查支架61固定在机架1上。堵头检查气缸62竖直布置，即堵头检查气缸62的活塞的伸出方向为竖直向下。堵头检查气缸62布置于停留在堵头检查机构6位置处的夹具24的定位柱销243的上方，且堵头检查气缸62的活塞和定位柱销243同轴。堵头检查气缸62的活塞的端头同轴固定有一个圆柱状检验头63，检验头63的下端同轴设置有一个圆柱孔，圆柱孔的直径略大于塞盖n2的上端的外径且小于密封圈的外径。如果夹具24上的塞盖上套有密封圈，堵头检查气缸62的活塞带着检验头63伸出，由于圆柱孔的直径小于密封圈的外径，所以检验头63只能抵在密封圈上，堵头检查气缸62的活塞无法再向下伸出。如果夹具24上的塞盖没有套装密封圈，堵头检查气缸62的活塞带着检验头63伸出，由于圆柱孔的直径大于塞盖上端的外径，所以检验头63可以继续伸出并套在塞盖上端外侧，然后抵在塞盖的边沿上。检验头63抵在密封圈和塞盖的边沿时堵头检查气缸62的活塞的伸出长度有差距，堵头检查气缸62外侧固定有用于检测堵头检查气缸62的活塞的位置的磁性开关，从而通过磁性开关是否检测到堵头检查气缸62的活塞来判断夹具24上是否定位放置有堵头并发出相应的信号给控制系统。
[0064]
和堵头检查机构6相邻的下一个工位执行机构为瓶体单位给料机构7。如图15和图16所示，瓶体单位给料机构7包括瓶体振动盘71、输送管道72、瓶体分料机构73、瓶体取放机构74。其中瓶体振动盘71能够将瓶体统一朝向并排成一列输出。输送管道72用于输送瓶体，本实施例中的输送管道72采用弹簧输送管道72，即利用瓶体的重力作用使瓶体在弹簧的内孔中自由滑落来输送瓶体，因此弹簧输送管道72的入口高于弹簧输送管道72的出口。瓶体振动盘71的输出口和弹簧输送管道72的入口连通，弹簧输送管道72的出口为竖直输出。如图4所示，本实施例所针对的瓶体需要瓶口朝上，所以本实施例所针对的瓶体从瓶体振动盘71进入弹簧输送管道72时的统一朝向为瓶口朝上。瓶体分料机构73包括瓶体分料气缸731和固定在瓶体分料气缸731的活塞的端部的推送块732，推送块732上设有用于定位放置瓶体的定位槽。推送块732布置在弹簧输送管道72的出口的下方且定位槽正对弹簧输送管道72的出口。瓶体分料气缸731的活塞水平伸出时，推送块732将落入定位槽中的瓶体移动到预设的瓶体待取位，同时推送块732挡住输送管道72的出口，这样就可以限制瓶体继续落下。瓶体分料气缸731的活塞缩回后，下一个瓶体从弹簧输送管道72的出口落入定位槽中，
这样就可以利用瓶体分料机构73将瓶体逐个推送至瓶体待取位。瓶体取放机构74用于将瓶体待取位处的瓶体抓取并定位放置于夹具24上。本实施例中的瓶体取放机构74也用到了xz向气缸机械手，此处称之为瓶体用xz向气缸机械手。瓶体取放机构74包括瓶体用xz向气缸机械手741，瓶体用xz向气缸机械手741的z轴输出端固定有用于抓取和松开瓶体的瓶体用气动夹爪742，瓶体用xz向气缸机械手741用于将瓶体用气动夹爪742在瓶体待取位和夹具24之间上下和水平往复移动。
[0065]
如图17所示，本实施例中的瓶体振动盘71包括瓶体振动驱动底座711、布置于瓶体振动驱动底座711上的瓶体振动料斗712。瓶体振动料斗712的内侧壁设有呈螺旋上升状的瓶体送料轨道7121。瓶体振动料斗712上摆动连接有一个l形钩713，l形钩713布置在瓶体送料轨道7121的出口处，l形钩713的摆动轴心布置在瓶体送料轨道7121的出口处上方。瓶体振动盘71的输出口为倾斜布置的输出直筒7122的下口，输出直筒7122的上口布置在瓶体送料轨道7121的出口的下方。当瓶体从瓶体送料轨道7121的出口输出且瓶口朝前时，l形钩713的钩部用于伸入瓶口内搭住该瓶体的瓶口端，输出直筒7122的上口则用于接收该瓶体的尾部，从而确保瓶体从瓶体振动盘71进入弹簧输送管道72时瓶口统一朝上。当瓶体从瓶体送料轨道7121的出口输出且瓶口朝后时，l形钩713则无法搭住瓶体的瓶底，瓶体则重新落入瓶体振动料斗712内。本实施例中的瓶体振动盘71结构简单，设计合理，筛检准确，充满了想象力。
[0066]
和瓶体单位给料机构7相邻的下一个工位执行机构为瓶体检查机构8。如图18所示，瓶体检查机构8包括瓶体检查支架81和固定在瓶体检查支架81上的瓶体检测接近开关82。瓶体检查支架81固定在机架1上。本实施例中的瓶体检测接近开关82采用金属接近开关，金属接近开关和夹具24上的瓶体之间留有一定的检测距离，既可以达到检测目的，又不会在瓶体随承载盘23转动时产生干涉碰撞。当夹具24上有瓶体和没有瓶体时金属接近开关会发出不同的信号给控制系统。
[0067]
和瓶体检查机构8相邻的下一个工位执行机构为组装机构9，组装机构9用于抓取夹具24上的堵头后将该堵头装入夹具24上的瓶体的瓶口。本实施例中的组装机构9也用到了xz向气缸机械手，此处称之为装配用xz向气缸机械手。如图19和图20所示，组装机构9包括装配用xz向气缸机械手91，装配用xz向气缸机械手91的输出端固定有套筒92，套筒92内设有竖直的阶梯轴状通孔，套筒92的上端外侧螺纹连接有筒盖921。套筒92的阶梯轴状通孔中不脱离地滑动连接有中通的滑杆93，滑杆93外侧设有环形凸台，滑杆93外侧套有螺旋压簧94且螺旋压簧94位于套筒92的阶梯轴状通孔内，螺旋压簧94的上端抵着筒盖921，螺旋压簧94的下端抵着滑杆93的环形凸台，滑杆93的环形凸台抵在套筒92的阶梯轴状通孔的台肩上。滑杆93的上端外露于筒盖921，滑杆93的下端外露于套筒92的下端，滑杆93的上端固定密封连接在中通的连接座95的下端。连接座95的上端固定密封连接在压料气缸96的前端，连接座95的中通腔密封连通至真空发生器，滑杆93的下端固定密封连接在中通的抓取头97的上端。抓取头97的下端设有用于容纳堵头的容纳槽，容纳槽和抓取头97的中通腔连通，且容纳槽可以定位套在瓶体的瓶口外侧。压料气缸96的活塞的端部连接有压杆98，压杆98穿过连接座95、滑杆93、抓取头97的中通腔，当压料气缸96的活塞伸出时压杆98抵着容纳槽内的堵头。容纳槽依次通过抓取头97的中通腔、滑杆93的中通腔和连接座95的中通腔和真空发生器连通，容纳槽套在堵头外侧时，启动真空发生器则会在容纳槽中产生一定的负压，从
而通过真空吸力抓取堵头。当容纳槽定位套在瓶体的瓶口外侧时，则关闭真空发生器，堵头则失去真空吸力，再通过压杆98抵着堵头则会将堵头装配于瓶体的瓶口中。
[0068]
和组装机构9相邻的下一个工位执行机构为装配检查机构a。如图21所示，装配检查机构a包括装配检查支架a1和固定在装配检查支架a1上的装配检查气缸a2。装配检查支架a1固定在机架1上。装配检查气缸a2竖直布置，即装配检查气缸a2的活塞的伸出方向为竖直向下。装配检查气缸a2布置于停留在装配检查机构a位置处的夹具24的柱形槽241的上方，且装配检查气缸a2的活塞和柱形槽241同轴。装配检查气缸a2的活塞的端头同轴固定有一个阶梯轴状的探测头a3，探测头a3的前端直径小于瓶体的瓶口内径。如果夹具24上的瓶体内装配有堵头，装配检查气缸a2的活塞带着探测头a3伸出后，探测头a3的前端抵在该堵头上。如果夹具24上的瓶体内未装配堵头，装配检查气缸a2的活塞伸出后，探测头a3的前端从瓶口伸入瓶体。探测头a3抵在堵头上和伸入瓶口时装配检查气缸a2的活塞的伸出长度有差距，装配检查气缸a2外侧固定有用于检测装配检查气缸a2的活塞的位置的磁性开关，从而通过磁性开关是否检测到装配检查气缸a2的活塞来判断瓶体中是否装配有堵头并发出相应的信号给控制系统。
[0069]
和装配检查机构a相邻的下一个工位执行机构为充气封口机构b。充气封口机构b用于向瓶体内充气并在充气后将瓶体的瓶口和堵头密封压接在一起形成气弹。如图22所示，充气封口机构b包括缸组支架b1、充气液压缸b2、封口液压缸b3、高压电磁阀b4、充气封口模b5和脱料模b6。缸组支架b1固定在机架1上，充气液压缸b2竖向固定在缸组支架b1上，且充气液压缸b2的活塞竖直向下伸出。充气液压缸b2的的活塞的端头固定连接有一个大连接架b7，大连接架b7通过导向柱b8和缸组支架b1滑动连接，且大连接架b7为竖向滑动。封口液压缸b3竖向固定在大连接架b7上，且封口液压缸b3的活塞竖直向下伸出。封口液压缸b3的活塞的端头固定连接有一个小连接架b9，小连接架b9通过导向杆b10和大连接架b7滑动连接，且小连接架b9为竖向滑动。高压电磁阀b4固定连接在小连接架b9上。充气封口模b5固定连接在小连接架b9的下端，高压电磁阀b4的入口密封连通至外部充气气源，高压电磁阀b4的出口和充气封口模b5的内腔密封连通。脱料模b6通过导柱b11不脱离地滑动连接在充气封口模b5的下端，脱料模b6和充气封口模b5之间夹有压缩弹簧b12，压缩弹簧b12套在导柱b11外侧。脱料模b6上设有限过通孔，限过通孔允许瓶体的瓶口段穿过，但是不允许瓶体的瓶身段穿过，即通过限过通孔的尺寸和形状来限制瓶体穿过限过通孔的长度。当充气封口模b5完全压下时，脱料模b6套过瓶体的瓶口段，并抵在瓶体的瓶身段无法继续下行，压缩弹簧b12被迫收缩。完成充气封口后，充气封口模b5开始上移，此时由于压缩弹簧b12的弹力作用，脱料模b6仍然抵在瓶体的瓶身段，使瓶体能够顺利地和充气封口模b5完全脱离开来。充气封口机构b的工作过程是：充气液压缸b2的活塞伸出，并带动大连接架b7、小连接架b9和充气封口模b5等下移，使充气封口模b5密封套在瓶体的瓶口段，然后开启高压电磁阀b4向瓶体内定量充气，充气后断开高压电磁阀b4，并使封口液压缸b3的活塞伸出，并带动小连接架b9和充气封口模b5等下移，利用充气封口模b5对瓶体的瓶口进行挤压密封，完成密封后充气液压缸b2和封口液压缸b3的活塞缩回恢复原位。模具对被加工件进行挤压变形时容易和被加工件产生黏连现象，对于本实施例来说，如果充气封口模b5和瓶体产生黏连就会把瓶体带起，这样必然会影响设备的稳定性和连续性，本实施例通过设置脱料模b6，可以避免黏连现象，确保设备的稳定性和连续性。
[0070]
和充气封口机构b相邻的下一个工位执行机构为下料机构c。如图23所示，下料机构c包括气弹取放机构c1、出料分配机构c2和用于检测气弹重量的重量检测装置c3。其中重量检测装置c3上设有用于定位放置气弹的柱槽c31，重量检测装置c3通过安装架连接在机架1上。出料分配机构c2包括接料筒c21和分料气缸c22，接料筒c21固定在机架1上，接料筒c21内转动连接有分料翻板c23，接料筒c21的侧面设有开口。分料气缸c22的尾端铰接在机架1上，分料气缸c22的活塞的端部和分料翻板c23的背面铰接。分料气缸c22的活塞缩回时气弹可以顺着接料筒c21直接掉落，分料气缸c22的活塞伸出时气弹则会掉落在分料翻板c23上，并沿着分料翻板c23从接料筒c21侧面的开口滑出。本实施例中的气弹取放机构c1也用到了xz向气缸机械手，此处称之为下料用xz向气缸机械手。气弹取放机构c1包括下料用xz向气缸机械手c11，下料用xz向气缸机械手c11的z轴输出端并排固定有移位气动夹爪c12和下料气动夹爪c13。移位气动夹爪c12和下料气动夹爪c13同时夹紧和松开，下料用xz向气缸机械手c11用于将移位气动夹爪c12在夹具24和重量检测装置c3之间上下和水平往复移动，同时也将下料气动夹爪c13在重量检测装置c3和出料分配机构c2之间上下和水平往复移动，其中移位气动夹爪c12用于抓取夹具24上的气弹并放置于重量检测装置c3的柱槽c31中，下料气动夹爪c13用于抓取柱槽c31中的气弹并放置于接料筒c21中。
[0071]
和下料机构c相邻的下一个工位执行机构为余料去除机构d。余料去除机构d用于将夹具24上定位放置的堵头或塞盖抓取后放置到承载盘23边沿外侧。本实施例中的余料去除机构d也用到了xz向气缸机械手，此处称之为去除用xz向气缸机械手。如图24所示，余料去除机构d包括去除用xz向气缸机械手d1，去除用xz向气缸机械手d1的z轴输出端固定有用于抓取和松开堵头或塞盖的去除用气动夹爪d2，去除用xz向气缸机械手d1用于将去除用气动夹爪d2在夹具24的定位柱销243和承载盘23边沿外侧之间上下和水平往复移动。
[0072]
和余料去除机构d相邻的下一个工位执行机构为余料检查机构e。如图25所示，余料检查机构e包括固定在机架1上的余料检查支架e1、固定在余料检查支架e1上的堵头余料检查气缸e2和瓶体余料检查气缸e3。其中，堵头余料检查气缸e2的活塞和瓶体余料检查气缸e3的活塞都是竖直布置，即堵头余料检查气缸e2的活塞和瓶体余料检查气缸e3的活塞的伸出方向都是竖直向下。堵头余料检查气缸e2布置于停留在余料检查机构e位置处的夹具24的定位柱销243的上方，且堵头余料检查气缸e2的活塞和该定位柱销243同轴。瓶体余料检查气缸e3布置于停留在余料检查机构e位置处的夹具24的柱形槽241的上方，且瓶体余料检查气缸e3的活塞和该柱形槽241同轴。堵头余料检查气缸e2的活塞的端头也同轴固定有一个检查头43，堵头余料检查气缸e2外侧固定有用于检测堵头余料检查气缸e2的活塞的位置的磁性开关，堵头余料检查气缸e2及检查头43检测定位柱销243上是否有塞盖或堵头的原理和塞盖检查机构4检测定位柱销243上是否有塞盖的原理相同。瓶体余料检查气缸e3的活塞的端头同轴固定有一个圆柱头e5，如果夹具24的柱形槽241中定位放置有瓶体，瓶体余料检查气缸e3的活塞带着圆柱头e5伸出，圆柱头e5则会抵在瓶体的瓶口端，瓶体余料检查气缸e3的活塞无法再向下伸出。如果夹具24的柱形槽241中没有定位放置瓶体，瓶体余料检查气缸e3的活塞带着圆柱头e5伸出时瓶体余料检查气缸e3的活塞可以完全伸出。瓶体余料检查气缸e3外侧固定有用于检测瓶体余料检查气缸e3的活塞的位置的磁性开关。圆柱头e5抵在瓶体的瓶口端时瓶体余料检查气缸e3的活塞的伸出长度和瓶体余料检查气缸e3的活塞完全伸出时的长度有差距，从而通过磁性开关是否检测到瓶体余料检查气缸e3的活塞来
判断夹具24上是否定位放置有瓶体并发出相应的信号给控制系统。
[0073]
本实施例的充装设备中设置了塞盖检查机构4、堵头检查机构6、瓶体检查机构8、装配检查机构a和余料检查机构e等工位执行机构，这些检查机构对充装设备的正常运行起着非常重要的作用。
[0074]
如果没有塞盖检查机构4，当意外导致夹具24的定位柱销243上没有塞盖时，其它工位执行机构正常运行，则会导致只有密封圈被装配到瓶体的瓶口中并进行充气和挤压密封，这样生产出的气弹则无法密封住气体，为不合格产品，瓶体的瓶口被挤压后无法重新利用，只能报废处理，预定充装的气体直接泄露到空气中，造成原材料的浪费。
[0075]
如果没有堵头检查机构6，当意外导致塞盖上没有套装密封圈时，其它工位执行机构正常运行，则会导致只有塞盖被装配到瓶体的瓶口中并进行充气和挤压密封，这样生产出的气弹也无法密封住气体，为不合格产品，瓶体的瓶口被挤压后无法重新利用，只能报废处理，预定充装的气体直接泄露到空气中，造成原材料的浪费。
[0076]
如果没有瓶体检查机构8，当意外导致夹具24的柱形槽241中没有瓶体时，其它工位执行机构正常运行，则会导致堵头掉落到夹具24的柱形槽241中，当再次向该夹具24的柱形槽241中定位放置瓶体时则会影响瓶体的定位，瓶体定位不准，严重时可能会造成撞机事故，而且同样会进行充气动作，预定充装的气体直接泄露到空气中，造成原材料的浪费。
[0077]
如果没有装配检查机构a，当意外导致瓶体的瓶口中没有装配堵头时，其它工位执行机构正常运行，充气封口机构b仍然进行充气和挤压密封，这样生产出的气弹则无法密封住气体，为不合格产品，瓶体的瓶口被挤压后无法重新利用，只能报废处理，预定充装的气体直接泄露到空气中，造成原材料的浪费。
[0078]
如果没有余料检查机构e，当意外导致夹具24的定位柱销243上仍然有塞盖或堵头，或者夹具24的柱形槽241中仍然有瓶体，其它工位执行机构正常运行，当再次向该夹具24的定位柱销243上定位放置塞盖，或者再次向该夹具24的柱形槽241中定位放置瓶体时，可能会造成干涉撞机事故。
[0079]
本实施例通过在对应的工位执行机构后面分别设置检查机构，确保充装设备准确流畅地运行，提高设备利用率，避免无用动作，节省能源消耗，避免干涉撞机事故发生，节约原材料。
[0080]
总体来讲，本实施例是在承载盘23上设置十二个夹具24，绕着承载盘23布置十二个工位执行机构，每个工位执行机构执行一个工艺步骤，从而形成一套从进料到出成品的自动生产线，凸轮分割器22的电机21和十二个工位执行机构的动作通过控制系统进行控制，这个控制系统是本领域技术人员根据本实施例的内容能够实现的。本实施例的各个工位执行机构在承载盘23间歇性停止时同时完成各自的动作，然后承载盘23转动，也就是带动夹具24从完成一个工艺步骤的位置移动到下一个需要完成工艺步骤的位置，然后承载盘23再间歇性停止，各个工位执行机构再同时完成各自的动作，这样形成循环的自动生产线后，承载盘23每间歇性停止一次就可以产出一个气弹成品。现有技术中的手动和自动充气机是执行一整套动作后才能生产出一个气弹成品，相对于现有技术，本实施例的充装设备可以极大地提高生产效率，而且操作人员只需要将原料放置到相应的振动盘中就可以，大大降低了操作人员的劳动强度，另外各个工位执行机构除了都需要电路连接到控制系统外，在结构上是相互独立的，便于整套设备的检修工作。
[0081]
以上仅为本发明的一个具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用本发明的设计构思对本发明做出的非实质性修改，均落入本发明的保护范围之内。

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