CN107472923B - 一种pe塑料瓶盖的自动化生产线及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PE塑料瓶盖的自动化生产线及其生产工艺，包括真空吸料机（1）、注塑/压塑机（2）、毛坯成像检测装置（3）、切环机（4）、第一理盖机（5）、第一成像检测装置（6）等，平面成像设备（3.2）与切环机（4）之间、第一成像检测装置（6）与印刷机/贴膜机（7）之间均设置有剔除机构（12），包括以下步骤：S1、真空吸料；S2、瓶盖成型；S3、毛坯检测，包括瓶盖毛坯的正面和反面检测；S4、切环；S5、理盖；S6、切环成像检测；S7、印刷/贴膜；S9、消毒；S10、密封装箱。本发明的有益效果为：增加了PE塑料瓶盖的自动化程度，同时提高了瓶盖的产品质量和生产效率，降低了操作工人的劳动强度。
Description
技术领域
本发明涉及瓶盖生产技术领域，特别是涉及一种PE塑料瓶盖的自动化生产线及其生产工艺。
背景技术
瓶盖是食品与饮包装重要的一环，也是消费者最先与产品接触的地方。瓶盖具有保持内容物产品密闭性能，还具有防盗开启及安全性方面的功能，因此广泛的应用在瓶装产品上，所以瓶盖为食品，饮业，酒，化工业，制药业的上游产业，是瓶容器包装之关键性产品。现有的瓶盖主要以PE材质为主，加以色母料做成各种瓶盖，而现有瓶盖生产方式主要包括上料、打腊、定位、冲压、瓶盖成型、瓶盖注胶、烘烤。但这些工序主要是人工作业，需要大量的人工操作，生产效率低，生产成本高，原材料浪费严重。在当今社会经济快速发展的进程中，劳动力的成本日益提高，瓶盖生产行业内的竞争也日益激烈。因此对于瓶盖的生产越来越多的额生产企业开始考虑自动化生产线，而现有的自动化生产线自动化程度不高，往往缺失自动检测的环节，生产线的合格率相对较低，同时报废的毛坯材料没有再次回收利用，往往是通过人工作业的方式进行收集，瓶盖的产品质量相对较差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种PE塑料瓶盖的自动化生产线及其生产工艺，能够增加PE塑料瓶盖的自动化程度，同时提高瓶盖的产品质量和生产效率，降低操作工人的劳动强度。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种PE塑料瓶盖的自动化生产线，它包括依次布置的真空吸料机、混料机、注塑/压塑机、毛坯成像检测装置、切环机、第一理盖机、第一成像检测装置、印刷机/贴膜机、第二成像检测装置、消毒装置、第二理盖机、装箱设备、控制主机以及破碎机，所述的真空吸料机、混料机、注塑/压塑机、毛坯成像检测装置、切环机、第一理盖机、第一成像检测装置、印刷机/贴膜机、第二成像检测装置、消毒装置、第二理盖机以及装箱设备均设置有输送带，其中，所述的毛坯成像检测装置由球面成像设备、平面成像设备和设置在球面成像设备和平面成像设备之间的翻盖设备组成，平面成像设备与切环机之间、第一成像检测装置与印刷机/贴膜机之间均设置有用于剔除不合格产品的剔除机构，剔除机构的落料口通过输送带与破碎机相连，毛坯成像检测装置、第一成像检测装置以及第二成像检测装置的信号输出端分别与控制主机相连，控制主机的信号输出端分别与剔除机构中的动作执行部件相连。
作为优选的，所述的球面成像设备为工业级球面摄像机，平面成像设备为工业级平面成像设备。
作为优选的，所述的球面成像设备和平面成像设备并行布置。
作为优选的，所述的剔除机构由安装在输送带所在机架一侧的气吹头、驱动气吹头的气泵、连接在气吹头和气泵之间的电磁控制阀以及位于机架另一侧的收集斗组成，收集斗的出口即为剔除机构的落料口，电磁控制阀为剔除机构的动作执行部件。
一种PE塑料瓶盖的自动化生产工艺，在净化环境下进行，包含以下步骤：
S1、真空吸料：真空吸料机将原料采用负压吸入混料机中，混料机按照预设的比例将原料进行混合，然后混合均匀的材料输送至注塑/压塑机中；
S2、瓶盖成型：混合后的原料在注塑/压塑机内加热到半熔融塑化状态后，定量挤出到模具型腔内，注塑或压塑，得到瓶盖毛坯，常见的压塑工艺包括合模、压塑并冷却定型、脱模；
S3、毛坯检测，包括瓶盖毛坯的正面和反面检测：通过毛坯成像检测装置对瓶盖毛坯的正反两面进行成像检测，并通过剔除机构将其中的残次品剔除，合格毛坯进入下一个工艺，残次品通过输送带输送至破碎机，破碎后的输送至混料机中；
S4、切环：合格毛坯输送至切环机中并按照预设的切环量进行切环；
S5、理盖：切环完成的瓶盖通过瀑布式理盖机统一整理成开口向下的布置方式；
S6、切环成像检测：通过第一成像检测装置完成瓶盖切环量的检测，并通过剔除机构将其中的残次品剔除，合格半成品进入下一个工艺，残次品通过输送带输送至破碎机，破碎后的输送至混料机中；
S7、印刷/贴膜：在合格半成品的表面上进行印刷或贴膜处理；
S8、成型检测：将印刷/贴膜的成品通过第二成像检测装置完成印刷/贴膜的检测，对于印刷/贴膜不合格的产品进行收集并集中处理，合格产品进入下一个工艺；
S9、理盖：将瓶盖通过瀑布式理盖机统一整理成开口向上的布置方式；
S10、消毒：将理盖后的产品进行UV灯消毒处理，密封装箱。
其中，净化环境的级别为1000 -10000级，（空气中大于等于0. 5μm 的生物与非生物粒子数不大于350000 个/ m3，空气含菌浓度最大值为88 CFU/ m3），本发明所采用的工艺均在此净化环境中进行，提高了产品的安全性能。
作为本发明的进一步改进，剔除机构的落料口通过输送带与破碎机相连，破碎机通过输送带与混料机相连。对于食品、药品用的瓶盖，不合格的产品通过剔除机构收集并集中处理；对于工业用的瓶盖，不合格的产品通过剔除机构回收至破碎机，破碎机破碎后混料回收利用。
作为优选的，所述的材料包括筛选后大小均匀的PE颗粒和色母粒。
作为优选的，所述的注塑/压塑机预设的加热温度为170-220℃。
作为优选的，所述的残次品破碎后的颗粒大小与原料颗粒大小一致。
作为优选的，所述的切环机中产生的切环废料输送至破碎机中。
作为优选的，所述的印刷或贴膜处理之前还有瓶盖表面热处理的过程，用于瓶盖表面软化，加热温度为120-130℃。
本发明的有益效果是：
（1）、设置了毛坯检测、切环成像检测以及成型检测的装置及工艺，降低了产品的报废率，从每个环节上都进行了实时检测，提高了产品的质量，增加了整个系统的自动化程度；
（2）、设置了剔除机构，由控制主机控制，当检测出不合格产品时剔除机构立即动作，同步性能较高，并通过输送带输送至破碎机，然后和原材料进行混混，继续使用，提高了材料的使用效率，减少了企业因材料浪费的损失；
（3）、整个工艺在净化环境下进行，同时在装箱之前进行消毒，整个工作流程降低了人为操作的次数，只存在在检修等特殊情况下进行的人为操作，增加了整个系统的自动化程度；
（4）、注塑成型后的瓶盖毛坯进行正反面的检测，现有的工艺在注塑成型后大多都是通过人为筛选，而注塑成型后的瓶盖毛坯是整个工艺流程的基础，毛坯不合格，会造成后续整个工艺加工的浪费，另外，瓶盖的内环和外盖都是存在注塑缺陷的，本发明采用工业级的成像设备对瓶盖毛坯进行内、外的实时检测，精准可靠，提高了系统的自动化程度。
附图说明
图1为本发明的结构关系连接示意图；
图2为本发明毛坯成像检测装置的结构示意图；
图3为本发明剔除机构的安装示意图。
图中，1-真空吸料机，2-注塑/压塑机，3-毛坯成像检测装置，4-切环机，5-第一理盖机，6-第一成像检测装置，7-印刷机/贴膜机，8-第二成像检测装置，9-消毒装置，10-第二理盖机，11-装箱设备，12-剔除机构，13-破碎机，14-控制主机，15-混料机，3.1-球面成像设备，3.2-平面成像设备，3.3-翻盖设备，12.1-气吹头，12.2-收集斗。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种PE塑料瓶盖的自动化生产线，它包括依次布置的真空吸料机1、混料机15、注塑/压塑机2、毛坯成像检测装置3、切环机4、第一理盖机5、第一成像检测装置6、印刷机/贴膜机7、第二成像检测装置8、消毒装置9、第二理盖机10、装箱设备11、控制主机14以及破碎机13，所述的真空吸料机1、混料机15、注塑/压塑机2、毛坯成像检测装置3、切环机4、第一理盖机5、第一成像检测装置6、印刷机/贴膜机7、第二成像检测装置8、消毒装置9、第二理盖机10以及装箱设备11均设置有输送带，其中，如图2所示，所述的毛坯成像检测装置3由球面成像设备3.1、平面成像设备3.2和设置在球面成像设备3.1和平面成像设备3.2之间的翻盖设备3.3组成，其中，翻盖设备3.3为自动理盖翻盖机，球面成像设备3.1主要用于瓶盖毛坯内部及侧壁缺陷的检测，而平面成像设备3.2主要用于瓶盖外盖表面上缺陷的检测，通过球面成像设备3.1和平面成像设备3.2的检测可以准确地检测出瓶盖毛坯存在的缺陷，平面成像设备3.2与切环机4之间、第一成像检测装置6与印刷机/贴膜机7之间均设置有用于剔除不合格产品的剔除机构12，剔除机构12的落料口通过输送带与破碎机13相连，毛坯成像检测装置3、第一成像检测装置6以及第二成像检测装置8的信号输出端分别与控制主机14相连，控制主机14的信号输出端分别与剔除机构12中的动作执行部件相连，其中，第一成像检测装置6以及第二成像检测装置8均为工业级的成像设备。
所述的球面成像设备3.1为工业级球面摄像机，平面成像设备3.2为工业级平面成像设备。
所述的球面成像设备3.1和平面成像设备3.2并行布置。
如图3所示，所述的剔除机构12由安装在输送带所在机架一侧的气吹头12.1、驱动气吹头12.1的气泵、连接在气吹头12.1和气泵之间的电磁控制阀以及位于机架另一侧的收集斗12.2组成，收集斗12.2的出口即为剔除机构12的落料口，电磁控制阀为剔除机构12的动作执行部件，控制主机14识别出不合格产品后，经过识别，识别时间一般为毫秒级，结合输送带的作业时间及气吹头12.1的安装结构，将气吹头12.1设置在成像设备后10-20cm处，在控制主机14中设置气吹头12.1的动作即可。
一种PE塑料瓶盖的自动化生产工艺，在净化环境下进行，包含以下步骤：
S1、真空吸料：真空吸料机将原料采用负压吸入混料机中，混料机按照预设的比例将原料进行混合，然后混合均匀的材料输送至注塑/压塑机中；
S2、瓶盖成型：混合后的原料在注塑/压塑机内加热到半熔融塑化状态后，定量挤出到模具型腔内，注塑或压塑，得到瓶盖毛坯；
S3、毛坯检测，包括瓶盖毛坯的正面和反面检测：通过毛坯成像检测装置对瓶盖毛坯的正反两面进行成像检测，并通过剔除机构将其中的残次品剔除，合格毛坯进入下一个工艺，残次品通过输送带输送至破碎机，破碎后的输送至混料机中；
S4、切环：合格毛坯输送至切环机中并按照预设的切环量进行切环；
S5、理盖：切环完成的瓶盖通过瀑布式理盖机统一整理成开口向下的布置方式；
S6、切环成像检测：通过第一成像检测装置完成瓶盖切环量的检测，并通过剔除机构将其中的残次品剔除，合格半成品进入下一个工艺，残次品通过输送带输送至破碎机，破碎后的输送至混料机中；
S7、印刷/贴膜：在合格半成品的表面上进行印刷或贴膜处理；
S8、成型检测：将印刷/贴膜的成品通过第二成像检测装置完成印刷/贴膜的检测，对于印刷/贴膜不合格的产品进行收集并集中处理，合格产品进入下一个工艺；
S9、理盖：将瓶盖通过瀑布式理盖机统一整理成开口向上的布置方式；
S10、消毒：将理盖后的产品进行UV灯消毒处理，密封装箱。UV通过破坏病毒、细菌和其它微生物的遗传物质DNA，使其失去活性无法复制再生从而达到消毒的目的。UV光是电磁波频谱的一部分，波长在100~400nm之间，杀菌波长范围主要介于200-300nm之间，进一步保证了产品的质量，经过密封装箱的产品便可以直接使用。此外，UV灯可以进一步固化印刷/贴膜的成品，使印刷/贴膜更加稳固。可见，本发明中的UV灯既可以起到固化印刷/贴膜的作用，也可以起到杀毒灭菌的作用。
所述的材料包括筛选后大小均匀的PE颗粒和色母粒。
所述的注塑/压塑机预设的加热温度为180℃。
所述的残次品破碎后的颗粒大小与原料颗粒大小一致。
所述的切环机中产生的切环废料输送至破碎机中。
作为本发明的进一步改进，印刷机/贴膜机7之前还设置有加热设备，加热设备用于瓶盖表面软化，有利用印刷或贴膜。
所述的印刷或贴膜处理之前还有瓶盖表面热处理的过程，加热温度为120-130℃。
本发明利用成像检测，成像检测技术是一项十分常用的检测方式，通过对比瓶盖的颜色和形状，在控制主机14中建立对比库，通过电脑自动识别，控制主机14发明剔除指令触发剔除机构12的动作执行部件进行实时的吹气动作，将不合格的瓶盖吹入收集斗12.2中，对于不合格的瓶盖毛坯及切环瓶盖进行回收利用。
作为本发明的进一步改进，真空吸料机1、混料机15、注塑/压塑机2、毛坯成像检测装置3、切环机4、第一理盖机5、印刷机/贴膜机7、消毒装置9、第二理盖机10、装箱设备11、控制主机14以及破碎机13上均设置有紧急制动开关，一旦触动紧急制动开关，整个生产线便停止生产，提高系统的安全性能，作为优选的，紧急制动开关设置在紧急触动点位，这些紧急触动点位是指在正常工作时，不会轻易触碰到的点位。
作为本发明的进一步改进，剔除机构12上还设置有称重装置，称重装置通过重量传感器来识别报废瓶盖的重量感应，称重装置用于统计报废瓶盖的重量，并将该数据实时反馈给控制主机14，控制主机14上进行计算，并实时材料混合比例，达到自动化精准控制的目的。
如上参照附图以示例的方式描述了根据本发明的一种。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的一种，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。
Claims (10)
1.一种PE塑料瓶盖的自动化生产线，其特征在于：它包括依次布置的真空吸料机（1）、混料机（15）、注塑/压塑机（2）、毛坯成像检测装置（3）、切环机（4）、第一理盖机（5）、第一成像检测装置（6）、印刷机/贴膜机（7）、第二成像检测装置（8）、消毒装置（9）、第二理盖机（10）、装箱设备（11）以及控制主机（14），所述的真空吸料机（1）、混料机（15）、注塑/压塑机（2）、毛坯成像检测装置（3）、切环机（4）、第一理盖机（5）、第一成像检测装置（6）、印刷机/贴膜机（7）、第二成像检测装置（8）、消毒装置（9）、第二理盖机（10）以及装箱设备（11）均设置有输送带，其中，所述的毛坯成像检测装置（3）由球面成像设备（3.1）、平面成像设备（3.2）和设置在球面成像设备（3.1）和平面成像设备（3.2）之间的翻盖设备（3.3）组成，平面成像设备（3.2）与切环机（4）之间、第一成像检测装置（6）与印刷机/贴膜机（7）之间均设置有用于剔除不合格产品的剔除机构（12），毛坯成像检测装置（3）、第一成像检测装置（6）以及第二成像检测装置（8）的信号输出端分别与控制主机（14）相连，控制主机（14）的信号输出端分别与剔除机构（12）中的动作执行部件相连。
2.根据权利要求1所述的一种PE塑料瓶盖的自动化生产线，其特征在于，所述的球面成像设备（3.1）为工业级球面摄像机，平面成像设备（3.2）为工业级平面成像设备。
3.根据权利要求1所述的一种PE塑料瓶盖的自动化生产线，其特征在于，所述的球面成像设备（3.1）和平面成像设备（3.2）并行布置。
4.根据权利要求1所述的一种PE塑料瓶盖的自动化生产线，其特征在于，所述的剔除机构（12）由安装在输送带所在机架一侧的气吹头（12.1）、驱动气吹头（12.1）的气泵、连接在气吹头（12.1）和气泵之间的电磁控制阀以及位于机架另一侧的收集斗（12.2）组成，收集斗（12.2）的出口即为剔除机构（12）的落料口，电磁控制阀为剔除机构（12）的动作执行部件。
5.一种PE塑料瓶盖的自动化生产工艺，其特征在于，在净化环境下进行，包含以下步骤：
S1、真空吸料：真空吸料机将原料采用负压吸入混料机中，混料机按照预设的比例将原料进行混合，然后混合均匀的材料输送至注塑/压塑机中；
S2、瓶盖成型：混合后的原料在注塑/压塑机内加热到半熔融塑化状态后，定量挤出到模具型腔内，注塑或压塑，得到瓶盖毛坯；
S3、毛坯检测，包括瓶盖毛坯的正面和反面检测：通过毛坯成像检测装置对瓶盖毛坯的正反两面进行成像检测，并通过剔除机构将其中的残次品剔除，合格毛坯进入下一个工艺，不合格的产品进行收集并集中处理；
S4、切环：合格毛坯输送至切环机中并按照预设的切环量进行切环；
S5、理盖：切环完成的瓶盖通过瀑布式理盖机统一整理成开口向下的布置方式；
S6、切环成像检测：通过第一成像检测装置完成瓶盖切环量的检测，并通过剔除机构将其中的残次品剔除，合格半成品进入下一个工艺，不合格的产品进行收集并集中处理；
S7、印刷/贴膜：在合格半成品的表面上进行印刷或贴膜处理；
S8、成型检测：将印刷/贴膜的成品通过第二成像检测装置完成印刷/贴膜的检测，对于印刷/贴膜不合格的产品进行收集并集中处理，合格产品进入下一个工艺；
S9、理盖：将瓶盖通过瀑布式理盖机统一整理成开口向上的布置方式；
S10、消毒：将理盖后的产品进行UV灯消毒处理，密封装箱。
6.根据权利要求5所述的一种PE塑料瓶盖的自动化生产工艺，其特征在于，所述的材料包括筛选后大小均匀的PE颗粒和色母粒。
7.根据权利要求5所述的一种PE塑料瓶盖的自动化生产工艺，其特征在于，所述的注塑/压塑机预设的加热温度为170-220℃。
8.根据权利要求5所述的一种PE塑料瓶盖的自动化生产工艺，其特征在于，所述的残次品破碎后的颗粒大小与原料颗粒大小一致。
9.根据权利要求5所述的一种PE塑料瓶盖的自动化生产工艺，其特征在于，所述的切环机中产生的切环废料输送至破碎机中。
10.根据权利要求5所述的一种PE塑料瓶盖的自动化生产工艺，其特征在于，所述的印刷或贴膜处理之前还有瓶盖表面热处理的过程，用于瓶盖表面软化，加热温度为120-130℃。
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