微机控制异型罐盖圆边机.pdf

本发明适用于罐头食品工业空罐制造中对异型罐盖进行圆边的装置。
    罐盖圆边工序是空罐制作时的一项重要的工艺技术，其质量的好坏，对罐头的密封性及合格率有很大影响。对常见的圆型罐盖来说，其圆边工序只需通过一台简易的圆边机便可完成。但对异型罐盖（如方形、椭圆形等）圆边技术比较复杂，用现有的圆边机进行圆边时，易在曲率大的圆弧处产生皱纹，从而影响罐盖的密封性和合格率。目前虽有日本东洋制罐公司曾生产冲模式异型罐盖圆边机，意大利Cavoloni公司研制的靠膜式圆边机，但前者不适用于方形罐盖，后者虽能适用于各种异型罐盖，但结构复杂，体大笨重，费用昂贵。同时，上述两种圆边机主要的问题还在于每种异型罐盖都要配一套冲模或靠膜，其精度和耐磨性要求高，加工复杂，一旦磨损无法进行修补，且上述二种圆边机变形条件差，故圆弧处皱纹较大，致使圆边质量达不到要求，难以推广应用。

    本发明为克服现有技术的不足，设计一种结构简单，调整方便，成本较低，且采用微机控制的异型罐盖圆边机。可适宜于各种类型地异型罐盖，它能有效地保证异型罐盖不同曲率的圆弧处不产生皱纹，提高罐盖的密封性和合格率，并能与现有的罐盖冲床相衔接，生产速度相匹配，实现自动化操作。

    本发明的目的是通过以下结构来实现的：本发明由异型罐盖圆边机和微机控制系统所组成。此外，还有一送盖装置，与异型罐盖圆边机配套使用。该异型罐盖圆边机主要有机架、传动构件、执行构件、定位构件及动力所构成;送盖装置有送盖构件和动力所构成。微机根据所圆边的异型罐盖形状，通过对相应轨迹方程的计算，将结果预先存入微机的内存中，当圆边时，从内存中取出该盖各对应的数据，由控制程序发出控制指令来完成。同时微机控制送盖装置，与罐盖冲床的生产速率相匹配。微机控制系统是通过对数个步进电机执行机构的控制来实现的。

    结合附图，本发明的实施例详述如下：

    附图1是异型罐盖圆边机结构示意图;

    附图2是定位构件及传动连接正视示意图;

    附图3是定位构件及传动连接俯视示意图;

    附图4是定位构件A-A剖视图;

    附图5是送盖装置与异型罐盖圆边机侧视示意图;

    附图6是微机控制系统原理框图;

    附图7是步进电机控制原理框图;

    附图8是微机系统结构框图;

    附图9是圆边原理示意图。

    异型罐盖圆边机（见附图1、5所示）由机架[1]，所述的传动构件由数对齿轮和传动轴所组成，所述的执行构件由二个滑台[2]、二个滚压轮[3]、中心齿轮[4]、工作台[5]和双齿条[6]所组成。机架[1]上置有工作台[5]和二个滑台[2]，双齿条[6]分别装在二个滑台[2]上，双齿条[6]之间有一相啮合的中心齿轮[4]，中心齿轮[4]由步进电机D2[18]所驱动，工作台[5]由步进电机D1[7]所驱动并在该工作台上设有定位构件，二个滚压轮[3]分别装在二个滑台[2]内的传动轴上，传动轴通过传动构件由交流电动机D4[8]驱动。本机的运转由步进电机D1[7]驱动工作台[5]作等速旋转运动，步进电机D2[18]则使中心齿轮[4]正反旋转，由中心齿轮[4]带动双齿条[6]，并带动二个滑台[2]分别作径向往复运动，从而也使二个滚压轮[3]作上述运动，而二个滚压轮除上述径向往复运动外，也作恒速迴转运动，这是由交流电动机D4[8]通过机身内数对齿轮和传动轴来实现的。步进电机D1[7]和D2[18]均由微机控制。装置于工作台[5]上的定位构件由粗定位挡板[9]、拨叉[10]、精定位块[12]、主励磁线圈L[13]及传动件杠杆系统[19]、导杆[11]及弹簧等所组成。（见附图2、3、4所示）其作用是使罐盖在圆边前，保证其定位的准确性。当一只罐盖完成圆边后，送盖装置在微机指令下使步进电机D3[17]启动，（见附图5所示）并使主励磁线圈L[13]断电，工作台[5]失磁，由导杆[11]、杠杆系统[19]动作使拨叉[10]上升1.5mm，精定位块[12]便下降至与工作台[5]同一平面上，（见附图4所示）圆好边的罐盖被顶出，在顶出的同时，送入的盖料通过上述导杆和杠杆系统，继续使拨叉[10]上升2mm，顶起粗定位挡板[9]，把送入的盖料挡住;当导杆[11]往返时，在拉簧和弹簧弹力作用下，使上述杠杆系统和拨叉[10]一起连着动作并复位使粗定位挡板[9]下降2mm，精定位块[12]上升1.5mm，定位盖料。此时，步进电机D3[17]停止运转，主励磁线圈L[13]通电，把盖料吸住在工作台[5]上，二个滚压轮即可进行圆边。步进电机D3[17]由微机控制。

    本发明所述的送盖装置是与异型罐盖圆边机配套使用，以提高操作时的自动化程度。（见附图5）本装置由顶子[14]、导杆[11]、连杆[15]、曲柄[16]及步进电机D3[17]所组成。步进电机D3[17]在微机控制下带动曲柄[16]，通过连杆[15]，带动导杆[11]作往复运动，使置于导杆[11]上的顶子[14]以一定速率推动盖料进入工作台[5]上，以完成送盖任务。尔后，如前述，定位构件及其传动件动作，把盖料定住在工作台上。

    本发明所述的微机控制系统其原理框图、步进电机控制原理框图及微机系统结构框图分别见附图6、7、8所示。其圆边原理，见附图9所示。待加工的异型罐盖经送盖装置送入工作台[5]并经定位构件动作定在该工作台上，工作台[5]由步进电机D1[7]驱动，以步距角θb（取0.75°或1.5°）旋转，二个滚压轮[3]由步进电机D2[18]通过中心齿轮[4]和双齿条[6]连同滑台[2]在X轴上作往复平移步进，并在交流电机D4[8]的驱动下，作恒速回转运动。二个滚压轮以径向往复平移和恒速回转运动来碾压被加工罐盖的边沿，从而达到所需加工的异型罐盖的形状。不同形状的异型罐盖，在加工前，要按照其曲线建立Xc（θ）轨迹方程，如附图中所列举的椭圆形，要先建立椭圆形方程，其它如方形或其它异形，要建立方形和其它异形方程，预先将步进电机D1[7]旋转一周，每步进一个步距角θbi所对应的滚压轮[3]在X轴上应平移的方向和距离（△Xci＝Xci-Xci-1），也即步进电机D2[18]应正转或反转的步数（△Ni＝△Xci/δ2，δ2为步进电机D2[18]的脉冲当量），依次计算后固化存于附图8中的4KROM2，4KROM2存放各种规格、形状的异型罐盖加工所需的对应数据库，它是根据被加工罐盖的形状，通过其相应的曲线方程，在上述计算后，预先存入的。当接到零点信号后，微机发出控制信号，使主励磁线圈L[13]通电，将已定位的盖料吸合在工作台[5]上，并发信号使步进电机D1[7]转过一个步距角θb，与此同时，从4KROM2中查得被加工的该种异型罐盖步进电机D2[18]应转动的方向和步数（也即在X轴径向移动的方向和距离），向输出接口发出有关的控制信号，实现步进电机D2[18]应有的步进，以后步进电机D1和D2重复上述过程，以保证二滚压轮与罐盖边切点沿被加工的异型罐盖曲线进行。当圆边完成后，主励磁线圈L断电，微机令步进电机D1和D2停止旋转，步进电机D3启动，通过送盖装置送入盖料，通过定位构件的动作将加工好的罐盖顶出并使新进入的盖料重新定位后加工。以上的操作程序都由固化于附图8中的2KROM1的监控管理控制程序，通过控制步进电机D1、D2、D3来实现的。

    本发明只需将要圆边的各种异型罐盖形状，按其曲线，建立数学方程式，将计算结果存入微机，在微机软件中预先存有加工所需的对应数据，然后通过控制数个步进电机，使异型罐盖圆边机完成异型罐盖的曲线要求，改变了现有的冲模法和靠膜法生产方法，不仅提高了异型罐盖的圆边质量和密封性能，而且具有通用性，能适合于任何形状的异型罐盖的圆边要求。同时本发明结构简单、体积小、制造方便，自动化程度高，具有推广和应用价值。