邓新波 刘斌
四川省宜宾普拉斯包装材料有限公司 四川 宜宾 644000
【摘要】目前我国工业化已经发展到比较稳定阶段，各种辅助生产的器械都逐渐被运用，制造自动化是制造技术的主要发展方向之一，其生产出的产品来满足客户的需求，能够从智能自动控制、多部件组装联线、多工艺有序、防伪数据采集关联等方面进行嵌入式解决方案，达到瓶盖产品“高防伪、高颜值、高体验、高性价比”的智慧包装产品。
【关键词】瓶盖；自动化；装配；二维码；数据；视觉检测
现代生产和科学技术的发展，对自动化技术提出越来越高的要求，同时也为自动化技术的革新提供了必要条件。自动化开始向复杂的系统控制和高级的智能控制发展，并广泛地应用到工业、农业、军事、医疗和经济等各个领域，实现大规模的自动化。极大地提高劳动生产率、保证质量的稳定性、降低人工劳动强度。
瓶盖组装工艺路线的确定：部件组装→贴内标→打码→关联→部件组装→贴外标→视觉检测→除尘→插板。
瓶盖部件组装采用全自动塔式，既具备联线生产模式，也具备独立生产模式。瓶盖装配过程采用视觉和伺服定位技术，备包含（自动）上料、储料、理料、对位组装、缺件检测（检测产品有无缺件）、缺件产品自动剔除、（自动）下料、自动计数、轨道输出等系统。
瓶盖贴内标和外标处设置的送标器与定位夹带要求精度高、运行平稳，送标机位置调节方便、易于操作，方便安装标签卷。打二维码和内标形成关联，自动检测二维码和内防伪标是否合格，自动采集、储存二维码和内标数据，自动关联内防伪标和二维码数据。可加载固定码、通用 QR 码包、视觉 QR 码包、加密码包、混合码包以及随机码包等多种码包。在瓶盖打码位置设置抽风口，自动将产生的粉尘和废气通过管道抽到过滤箱内。配置数据采集客户端，具备采集数据比对防重、防错、压缩加密功能。
瓶盖除尘部位是主塔吹气采用离子风，必须经过滤器后方可清洁瓶盖，瓶盖表面清洁要有离子风除尘装置；真空泵除尘，对产品进行清洁，并配备除尘桶收集吹出来的渣或丝。旋转吹气除尘，吹气同时吸气，形成一吹一吸的气流循环（吸气及吹气时间可调），在出盖盘上安装静电除尘装置，确保瓶盖除静电除尘效果达到最佳要求。
视觉检测设备检测位置：瓶盖顶部、圆周侧面（具体参数见上基本要求）。视觉检测系统具备以下功能：系统启动与关闭（含急停按钮），检测指标参数、精度调整，相机画面校准，实时生产信息（总产量、检测速度、检测合格率、不合格数量等）直观显示，历史生产信息储存、浏览，账户登录及权限管理（至少包括生产和参数调整两级权限），系统其他部件、设施操作与调整；
该组装自动化生产线各种导向、定位、检测、视觉系统、控制系统、数据关联系统等保证瓶盖产品的瓶盖装配生产精度。从质量上大幅度降低不合格率，有效提高瓶盖产品品质，降低瓶盖产品的生产成本，通过瓶盖组装自动化生产线提高产品的一致性。整线速度最高能达到220只/min、合格率达到要求。
整线高度自动化，各部能协调动作；检测系统由高速传感器等组成，用于检测有无缺件；配备有视觉定位系统，用于视觉定位装配；配备有高速自动剔除装置，成品与缺件产品自动分开出料，保证不良品不会与成品混合。安全门连锁反应，开门即停。配置紧急停止按钮和启停按钮。报警灯安装在显眼位置，故障自动报警。产品输送平稳、不卡盖、不倒盖，速度可调。配备彩色触摸显示屏，中文操作界面，包含运行状态、性能参数、自动报警信息、参数设定等窗口，实时监控设备速度、成品、装箱量等运行状态。
自动化生产线在结构上主要包括：输送系统、各种分料、挡停及换向机构、各种自动上下料装置、各种自动化装配专机、传感器与控制系统除此之外，经常还可能有部分人工操作的工序，用于代替技术上极难实现自动化或在成本上并不经济的装配工序，组成同时包括机器自动操作与人工操作的混合型自动化装配生产线。
除此之外，经常还可能有部分人工操作的工序，用于代替技术上极难实现自动化或在成本上并不经济的装配工序，组成同时包括机器自动操作与人工操作的混合型自动化装配生产线。
(1)输送系统输送系统通常采用各种输送线，其作用一方面为自动输送工件，另一方面为将各种自动化装配专机连接成一个协调运行的系统。输送系统通常都采用连续运行的方式。最典型的输送线如：皮带输送线、链板式输送线等。
皮带输送线、链板式输送线等通常将输送线设计为直行形式，各种自动化装配专机直接放置在输送线的上方。自动化专机及输送线都是在各种铝型材的基础上设计制造出来的，经过调试后，通过专用的连接件将自动化专机与输送线连接固定，使它们成为一个整体。
(2)各种分料、挡停及换向机构由于工件是按专机排列次序经过逐台专机的装配直至最后完成全部装配工序的，通常在输送线上每一台专机的前方都先设计有分料机构，将连续排列的工件分隔开，然后再设置各种挡停机构，组成各专机所用。
(3)各种自动上下料装置
由于主要的装配工序都是由各种自动化装配专机完成的，各种自动化生产线装配专机自然也相应需要各自的自动上下料装置，应用最多的就是振动盘、理料盘及机械手。振动盘、理料盘用于自动输送瓶盖部件或者其他小零件，而机械手抓取的对象更广，既可以抓取很微小的零件，也可以抓取具有一定尺寸和重量的零件。
为了简化结构，在自动化专机的设计中，通常将自动上下料机械手直接设计成专机的一部分，而且通常的上下料操作只需要两个方向的运动即可实现。所以这种机械手采用配套的直线导轨机构与气缸组成上下、水平两个方向的直线运动系统，在上下运动手臂的末端假设吸盘或气动手指即可。
对于某些简单的工艺操作，专机不需要将工件从输送线上移出，可以在工件在输送线上的输送过程中直接进行，例如喷码打标、条码贴标操作，这就使专机的结构大大简化；有些工艺需要使工件在静止状态下进行，这时就需要通过挡停机构使工件停留在输送线上，然后直接进行。而有些工序不仅需要工件在静止状态或低速下进行，而且还需要一定的精度，例如激光打标或者读码操作，这时如果仅仅将工件挡停在输送线上还不够，因为输送线通常是连续运行的，在输送线的作用下工件仍然会产生轻微的抖动，需要设计气动机构将工件向上顶升一定距离，使工件脱离输送皮带或输送链板后再进行工序操作，完成工序操作后再将工件放下到输送皮带或输送链版上继续输送。
(4)传感器与控制系统
每台专机完成各自的生产线上装配操作循环，必须具有相应的传感器与控制系统，除此之外，为了使各台专机的装配循环组成一个协调的系统，在输送线上还必须设置各种对工件位置进行检测确认的传感器。例如工件确实存在而且控制系统需要放行工件时分料机构才开始动作、瓶盖部件暂存位置确实有部件而且控制系统需要机械手抓取工件进行上料时机械手才开始取料，等等。
自动化装配生产线最典型的结构形式就是由上所述的直线形式，这样输送系统最简单，制造也更容易。
伴随着制造业的不断发展，企业引进自动化生产线所带来的优势表现的越来越明显，自动化生产线生产不仅提高了产品生产率，缩短生产周期，提高产品质量，更直接提高企业的经济效益，在人员成本越来越高的今天，企业实现无人自动化生产更是刻不容缓，直接影响着企业的发展，企业的未来。
自动化生产线是自动化机械代替人工劳动的装配技术，自动化生产线在于提高生产效率、包装产品质量、降低成本，自动化应用技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来。该瓶盖组装自动生产线以自动化、数字化、智能化、多变量、多点的控制系统，使瓶盖基本达到产品“高防伪、高颜值、高体验、高性价比”的智慧包装产品。
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作者简介：
刘斌 男 四川宜宾翠屏区 主任工程师，从事研究或者工作领域（食品包装类生产、设备技术）
邓新波 男 四川宜宾翠屏区，副主任工程师，中级工程师，从事研究或者工作领域（食品包装类生产、设备技术）