專利名稱：充填機(jī)的充填設(shè)備自動化定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型系一種于瓶罐容器充填機(jī)結(jié)構(gòu)，尤其是充填機(jī)的充填設(shè)備自動化定 位系統(tǒng)。
技術(shù)背景如圖l、圖2,習(xí)知充填機(jī)的數(shù)個(gè)充填頭10架接于一支架11上，該等充填頭IO 可于該支架ll上左右地調(diào)整位置，以便與輸送道12上位于充填定點(diǎn)的瓶罐容器13 的開口對應(yīng)，每一個(gè)充填頭10均以送料管14連接于一物料來源(圖未示)，以便注料 入容器中。上述的支架11組接于一移動單元15，該移動單元15受一手轉(zhuǎn)螺桿16控制 而可升降移動，由操作者將該支架ll定義在一零點(diǎn)位置a，該零點(diǎn)位置a使出料嘴101 略高于上述容器13的開口，以便讓輸送道12順利地將容器13輸送至充填定點(diǎn)而不會 與出料嘴101相撞。上述支架ll更受一動力缸17控制而可自動地從上述零點(diǎn)位置a 下降至一注料低位點(diǎn)b，該注料低位點(diǎn)b指出料嘴101伸入容器13中接近底部并開始 注料，注料同時(shí)該動力缸17令支架11上升，注料完成后該支架復(fù)回至零點(diǎn)位置。在注料過程中，出料嘴101若脫離液面達(dá)一距離差時(shí)，物料產(chǎn)生泡沫的機(jī)會即 顯著的增加。上述充填機(jī)存在著這個(gè)隱憂，因?yàn)槠鋭恿Ω?或是用凸輪方式)17的伸 縮位移量為固定值，換言之，該支架10的升降位移量(上述a點(diǎn)至b點(diǎn)的距離)固定不 能調(diào)變，為了使充填機(jī)能夠應(yīng)付各種容器高度進(jìn)行填充，所以通常依照最小的容器 高度來設(shè)定該動力缸(或是用凸輪方式)17的位移量，于是在對一個(gè)較高的容器進(jìn)行 注料時(shí)，在注料低位點(diǎn)b的支架ll會使得出料嘴101距離瓶底太遠(yuǎn)，注料初期即可能 產(chǎn)生泡沫。除此之外，固定的注料速度相對于不同直徑的容器而言，容器內(nèi)的物料水位上 升速度亦會有所不同。依此原理， 一種巿面上已見的曲線瓶于注料時(shí)，容器中的物 料水位上升速度將隨著曲線縮放而有所改變，但是被上述動力缸17所控制的支架11 其上升速度是無法跟隨水位上升速度而做階段性的變化，容器直徑較大的部份可能 因物料水位上升速度小于支架ll上升速度，以致出料嘴101脫離物料液面產(chǎn)生一距 離差，而使物料產(chǎn)生泡沫。另外，上述的輸送道12的左右兩側(cè)具有低矮的側(cè)擋121，可使廣口短身的容器 13被固定，但一種市面上可見窄口長身的容器(例如礦泉水瓶或保特瓶等)則不適 用，其會于輸送或充填過程中發(fā)生傾斜、搖晃的問題，造成物料溢出。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型本實(shí)用新型目的在于，提供一種充填機(jī)的充填設(shè)備自動化定位系 統(tǒng)，以克服上述傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的缺陷，達(dá)到可適用各式容器進(jìn)行注料在充填定點(diǎn)，并保 持直立、不傾斜亦不搖晃的效果。根據(jù)上述目的， 一種充填機(jī)的充填設(shè)備自動化定位系統(tǒng)，該充填設(shè)備包括設(shè)于 一支架的上的用于對一輸送道的上位于充填定點(diǎn)的數(shù)個(gè)容器的進(jìn)行充填作業(yè)的數(shù) 個(gè)充填頭的；其特征在于，該自動化定位系統(tǒng)包括一第一移動單元的，可滑動地設(shè)置在第一組豎立的支柱的上，該支柱的固定于 充填機(jī)的一固定部件的；上述的支架的組設(shè)于該第一移動單元的；一用于控制該第一移動單元的沿著該組支柱的移動以及定位在一工作位置并 控制該支架的從一注料低位點(diǎn)移動至一注料高位點(diǎn)升移速度的第一自動化定位 系統(tǒng)的；所述的工作位置包括將充填頭的的出料嘴的定位在一高于容器的開口的零點(diǎn) 位置、將該出料嘴的伸入容器的中接近容器底部的注料低位點(diǎn)、以及注料高位點(diǎn)。其中，上述第一 自動化定位系統(tǒng)的包括一傳動裝置的以及被該傳動裝置的所驅(qū) 轉(zhuǎn)的螺桿的；上述的第一移動單元的組設(shè)于該螺桿的上；該傳動裝置的設(shè)于該第一 組支柱的頂端，該螺桿的可軸轉(zhuǎn)地定位在充填機(jī)的固定部件的。其中，該第一自動化定位系統(tǒng)的的傳動裝置的為步進(jìn)馬達(dá)或伺服馬達(dá)。其中，該第一自動化定位系統(tǒng)的為馬達(dá)與光學(xué)尺、磁性尺、微動開開、解碼器 其中一種的組合。其中，該第一自動化定位系統(tǒng)的為線性馬達(dá)。其中，還包括一第二移動單元的，可滑動地設(shè)置在第二組豎立的支柱的上，該 支柱的固定于充填機(jī)的固定部件的上； 一容器支持單元的，固定于該第二移動單元 的上；一用于控制該第二移動單元的沿著第二組支柱的移動以及定位在一工作位置 的第二自動化定位系統(tǒng)的；所述的工作位置包括一回避上述容器的的原始位置，以 及對該容器的提供一支持力量的支持位置。其中，上述第二自動化定位系統(tǒng)的包括一傳動裝置的以及被該傳動裝置的所驅(qū) 轉(zhuǎn)的螺桿的；上述的第二移動單元的組設(shè)于該螺桿的上；該傳動裝置的設(shè)于該第二 組支柱的頂端，該螺桿的可軸轉(zhuǎn)地定位在充填機(jī)的固定部件的。其中，該第二自動化定位系統(tǒng)的的傳動裝置的為步進(jìn)馬達(dá)或伺服馬達(dá)。其中，該第二自動化定位系統(tǒng)的為馬達(dá)與光學(xué)尺、磁性尺、微動開關(guān)、解碼器 其中一種的組合。其中，該第二自動化定位系統(tǒng)的為線性馬達(dá)。該充填設(shè)備主要以設(shè)于一支架上的數(shù)個(gè)充填頭對一輸送道上位于充填定點(diǎn)的 數(shù)個(gè)容器進(jìn)行充填作業(yè)；一第一自動化定位系統(tǒng)控制該支架于一垂直的線性位置上
往復(fù)位移，并且可令該支架于該線性位置上的任一意欲位置定位；該第一自動化定 位系統(tǒng)更進(jìn)一步控制該支架的上升速度；一第二自動化定位系統(tǒng)控制一容器支持單 元對該容器提供一支持力量。 本實(shí)用新型有益效果-根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型以上述的第一自動化定位系統(tǒng)可依照各式容器的高 度調(diào)整充填機(jī)的充填頭的零點(diǎn)高度以及注料低位點(diǎn)，該注料低位點(diǎn)系該充填頭的出 料嘴接近該容器底部的位置；因此，本實(shí)用新型使充填機(jī)可真正適用各式容器進(jìn)行 注料。而注料過程中該第一自動化定位系統(tǒng)更進(jìn)一步控制充填頭的上升速度，使其 依隨容器中物料液面的上升速度而移動，而達(dá)到一種不使出料嘴脫離物料液面以及 不使物料起泡的注料平衡狀態(tài)。所謂的充填頭上升位移速度可以是定速或者是階段 性的變速，特別是階段性的變速可以使一種瓶身直徑有變化性的曲線瓶進(jìn)行注料， 且注料過程維持上述的平衡狀態(tài)。另外因?yàn)樯鲜龅谝?自動化定位系統(tǒng)的充填頭位置 定位可以數(shù)位化控制，所以可適用各種高低不同瓶型作充填作業(yè)，改善一般充填機(jī) 因不同瓶子需要更換配件與煩瑣的調(diào)整步驟。本實(shí)用新型以上述第二自動化定位系統(tǒng)控制容器支持單元，使其可針對窄口長 身的瓶罐施以一支持的力量，使其在充填定點(diǎn)保持直立、不傾斜亦不搖晃。

圖1是習(xí)知充填機(jī)的前視平面圖。圖2是習(xí)知充填機(jī)的前視平面暨動作示意圖。圖3為本實(shí)用新型充填機(jī)的立體外觀圖。圖4為本實(shí)用新型充填機(jī)的前視平面圖。圖5為本實(shí)用新型充填機(jī)的側(cè)視圖。圖6為本實(shí)用新型充填機(jī)的側(cè)視暨動作示意圖之一。圖7為本實(shí)用新型充填機(jī)的側(cè)視暨動作示意圖之二。圖8為本實(shí)用新型充填機(jī)的側(cè)視暨動作示意圖之三。圖9為本實(shí)用新型充填機(jī)的側(cè)視暨動作示意圖之四。圖10為本實(shí)用新型充填機(jī)的側(cè)視暨動作示意圖之五。圖11為本實(shí)用新型充填機(jī)的側(cè)視暨動作示意圖之六。
具體實(shí)施方式
如圖3、圖4、圖5，圖式中所揭露的本實(shí)用新型主要構(gòu)件包括輸送道20、支 架25、第一移動單元30、 一第一自動化定位系統(tǒng)35、 一第二移動單元40、 一容器支 持單元45、 一第二自動化定位系統(tǒng)47。該輸送道20輸送數(shù)的瓶罐型容器13至一充填定點(diǎn)。該支架25其上以長孔251供 數(shù)個(gè)充填頭26固定于其中，該等充填頭26可于該長孔251中左右地調(diào)整位置，以便
對應(yīng)充填定點(diǎn)的容器13的開口。每一充填頭26均以送料管261連接于一物料供應(yīng)單 元(圖未示)，以便注料入容器中。該支架25組設(shè)于該第一移動單元30，該第一移動 單元30可滑動地設(shè)置在第一組豎立的支柱31上，該支柱31固定于充填機(jī)的一固定部 件90。該容器支持單元45組設(shè)于該第二移動單元40上，該第二移動單元40可滑動地 設(shè)置在第二組豎立的支柱41上，該支柱41固定于該充填機(jī)的固定部件90。該第一自動化定位系統(tǒng)35控制該第一移動單元30沿著該第一組支柱31移動以 及定位在一意欲位置。所述的意欲位置包括使充填頭26的出料嘴262定位在一高于 容器13開口的零點(diǎn)位置A(如圖5)、將該出料嘴262伸入容器13中接近容器底部的注 料低位點(diǎn)L(如圖6)、以及注料高位點(diǎn)H(如圖7)。該零點(diǎn)位置A可讓輸送道20順利地 將容器13輸送至充填定點(diǎn)，而不會與出料嘴262相撞。該注料低位點(diǎn)L則為注料的起 始位置。該第二自動化定位系統(tǒng)47控制該第二移動單元40沿著該第二組支柱41移動以 及定位在一意欲位置。所述的意欲位置包括使該容器支持單元45位在一略高于上述 容器13的開口的原始位置C(如圖8)，以及使該容器支持單元45得以提供該容器13 一支持力量的支持位置D (如圖9)。該原始位置C可讓輸送道20順利地將容器13輸送 至充填定點(diǎn)，而不會與容器支持單元45相撞。該支持位置D使該容器支持單元45可 提供該容器13—支持力量，使該容器不傾斜亦不搖晃。圖3至圖5中表示上述第一自動化定位系統(tǒng)35中的傳動裝置351以及被該傳動裝 置351所驅(qū)轉(zhuǎn)的螺桿352。上述的第一移動單元30以一螺帽32組設(shè)于該螺桿352上。 該傳動裝置351設(shè)于該第一組支柱31頂端，螺桿352可軸轉(zhuǎn)地定位在充填機(jī)的固定部 件90。據(jù)此，轉(zhuǎn)動的螺桿352可使第一移動單元30沿著第一組支柱31而升降移動。 圖式中亦顯示上述第二自動化定位系統(tǒng)47中的傳動裝置471以及被該傳動裝置471 所驅(qū)轉(zhuǎn)的螺桿472。上述的第二移動單元40以一螺帽42組設(shè)于該螺桿472上。該傳動 裝置471設(shè)于第二組支柱41的頂端，螺桿472可軸轉(zhuǎn)地定位在充填機(jī)的固定部件90。 據(jù)此，轉(zhuǎn)動的螺桿472可使第二移動單元40沿著第二組支柱41而升降移動。所述的 第一、第二自動化定位系統(tǒng)35、 47均涉及一中央數(shù)位控制系統(tǒng)(圖未示)，其以內(nèi)建 程式控制該第一、第二自動化定位35、 47系統(tǒng)使其依指令動作。第一及第二自動化定位系統(tǒng)35、 47的傳動裝置351、 471均為馬達(dá)，詳而言之， 為一種可控制其轉(zhuǎn)動圈數(shù)的馬達(dá)，例如步進(jìn)馬達(dá)、伺服馬達(dá)。據(jù)此，該傳動裝置351 可設(shè)定該支架25的零點(diǎn)位置A、注料低位點(diǎn)L、注料高位點(diǎn)H，并且使該支架25在該等位置定位。然而本實(shí)用新型并不排除以線性馬達(dá)，或一般馬達(dá)與光學(xué)尺、磁性尺、 微動開開、馬達(dá)與解碼器的組合來實(shí)現(xiàn)該第一 自動化定位系統(tǒng)35。若利用步進(jìn)馬達(dá)、 伺服馬達(dá)或調(diào)速馬達(dá)，甚至可進(jìn)一步設(shè)計(jì)該支架25從注料低位點(diǎn)L上升至注料高位 點(diǎn)H的速度，該速度可為定速或階段性的改變。 如圖5、圖6、圖7，表現(xiàn)本實(shí)用新型上述裝置對廣口短身的容器18進(jìn)行充填作 業(yè)。如圖5，容器18位在充填定點(diǎn)，此時(shí)，上述第一自動化定位系統(tǒng)35控制該支架 25位在一意欲的零點(diǎn)位置A，讓容器18于就充填定點(diǎn)的過程中不會與出料嘴261相 撞。如圖6，準(zhǔn)備注料時(shí)，上述第一自動化定位系統(tǒng)35控制該支架25下降至上述的 注料低位點(diǎn)L，然后開放注料。如圖7,在注料過程中，該第一自動化定位系統(tǒng)35 控制該支架25以一定速往上升移至注料高位點(diǎn)H。在此等圖式中，該容器18為等徑 瓶身，因此固定的注料速度使容器中的物料水位以均等的速度升高，支架25從L點(diǎn) 至H點(diǎn)的升移速度保持一定即可使出料嘴262不脫離物料液面，使物料于充填作業(yè)中不起泡。如圖8、圖9、圖10、圖ll，表現(xiàn)本實(shí)用新型上述裝置對窄口長身不等徑的曲線 容器19進(jìn)行充填作業(yè)。如圖8，容器19位在充填定點(diǎn)，此時(shí)，上述第一自動化定位 系統(tǒng)35控制該支架25位在一意欲的零點(diǎn)位置A1，讓容器19于就充填定點(diǎn)的過程中不 會與出料嘴261相撞。如圖9，準(zhǔn)備注料時(shí)，上述第一自動化定位系統(tǒng)35控制該支架 25下降至上述的注料低位點(diǎn)L1，然后開放注料。如圖IO，在注料過程中，該第一自 動化定位系統(tǒng)35控制該支架25依瓶身的直徑以階段性的、可變的速度往上升移至注 料高位點(diǎn)Hl(如圖ll)。例如，圖式中依照瓶子的曲線而大致的規(guī)劃了第一階段S1、 第二階段S2以及第三階段S3，顯然第二階段S2的瓶徑最小，該第二自動化定位系統(tǒng) 35應(yīng)控制該支架25在第二階段S的升移速度較第一及第三階段S1、 S3快。據(jù)此，充 填作業(yè)中，出料嘴261不會脫離物料液面，物料即不起泡。另外，在圖8至圖11中更揭露了第二自動化定位系統(tǒng)47、第二移動單元40以及 容器支持單元45的動作。如圖8，容器19位在充填定點(diǎn)，此時(shí)，上述第二自動化定 位系統(tǒng)47控制該容器支持單元45位在一意欲的原始位置C，讓容器13于就充填定點(diǎn) 的過程中不會與容器支持單元45相撞。如圖9、圖IO、圖ll，注料過程中該第二自 動化定位系統(tǒng)47控制該容器支持單元45下降至一扶持該容器19的位置，使該容器19不傾斜亦不搖晃。本實(shí)用新型充填機(jī)利用中央數(shù)位控制系統(tǒng)控制上述的第一自動化定位系統(tǒng)35， 因此可控制該充填頭26的上升速度以及物料充填速度。例如，在充填的初始階段， 充填頭26的出料嘴262接近瓶底時(shí)以較緩慢的速度進(jìn)行物料充填，至出料嘴262沒入 物料液面時(shí)，即可提升注物料充填速度以及該充填頭26的上升速度，如此即可確保 整個(gè)充填物料不起泡。雖然本實(shí)用新型是以一個(gè)最佳實(shí)施例做說明，但精于此技藝者能在不脫離本實(shí) 用新型精神與范疇下做各種不同形式的改變。以上所舉實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新 型而己，非用以限制本實(shí)用新型的范圍。舉凡不違本實(shí)用新型精神所從事的種種修 改或變化，俱屬本實(shí)用新型申請專利范圍。
權(quán)利要求1. 一種充填機(jī)的充填設(shè)備自動化定位系統(tǒng)，該充填設(shè)備包括設(shè)于一支架(25)上的用于對一輸送道(20)上位于充填定點(diǎn)的數(shù)個(gè)容器(13)進(jìn)行充填作業(yè)的數(shù)個(gè)充填頭(26)；其特征在于，該自動化定位系統(tǒng)包括一第一移動單元(30)，可滑動地設(shè)置在第一組豎立的支柱(31)上，該支柱(31)固定于充填機(jī)的一固定部件(90)；上述的支架(25)組設(shè)于該第一移動單元(30)；一用于控制該第一移動單元(30)沿著該組支柱(31)移動以及定位在一工作位置并控制該支架(25)從一注料低位點(diǎn)移動至一注料高位點(diǎn)升移速度的第一自動化定位系統(tǒng)(35)；所述的工作位置包括將充填頭(26)的出料嘴(262)定位在一高于容器(13)開口的零點(diǎn)位置、將該出料嘴(262)伸入容器(13)中接近容器底部的注料低位點(diǎn)、以及注料高位點(diǎn)。
2. 如權(quán)利要求1所述充填機(jī)的充填設(shè)備自動化定位系統(tǒng)，其特征在于，上述第 一自動化定位系統(tǒng)(35)包括一傳動裝置(351)以及被該傳動裝置(351)所驅(qū)轉(zhuǎn) 的螺桿(352);上述的第一移動單元(30)組設(shè)于該螺桿(352)上；該傳動裝置(351)設(shè)于該第一組支柱(31)頂端，該螺桿(352)可軸轉(zhuǎn)地定位在充填機(jī)的固 定部件(90)。
3. 如權(quán)利要求2所述充填機(jī)的充填設(shè)備自動化定位系統(tǒng)，其特征在于，該第一 自動化定位系統(tǒng)(35)的傳動裝置(351)為步進(jìn)馬達(dá)或伺服馬達(dá)。
4. 如權(quán)利要求1所述充填機(jī)的充填設(shè)備自動化定位系統(tǒng)，其特征在于，該第一 自動化定位系統(tǒng)(35)為馬達(dá)與光學(xué)尺、磁性尺、微動開開、解碼器其中一種的組合。
5. 如權(quán)利要求1所述充填機(jī)的充填設(shè)備自動化定位系統(tǒng)，其特征在于，該第一 自動化定位系統(tǒng)(35)為線性馬達(dá)。
6. 如權(quán)利要求1所述充填機(jī)的充填設(shè)備自動化定位系統(tǒng)，其特征在于，還包括 一第二移動單元(40),可滑動地設(shè)置在第二組豎立的支柱(41)上，該支柱(41) 固定于充填機(jī)的固定部件(90)上； 一容器支持單元(45)，固定于該第二移動單 元(40)上； 一用于控制該第二移動單元(40)沿著第二組支柱(41)移動以及定 位在一工作位置的第二自動化定位系統(tǒng)(47);所述的工作位置包括一回避上述容 器(13)的原始位置，以及對該容器(13)提供一支持力量的支持位置。
7. 如權(quán)利要求6所述充填機(jī)的充填設(shè)備自動化定位系統(tǒng)，其特征在于，上述第二自動化定位系統(tǒng)(47)包括一傳動裝置(471)以及被該傳動裝置(471)所驅(qū)轉(zhuǎn) 的螺桿(472);上述的第二移動單元(40)組設(shè)于該螺桿(472)上；該傳動裝置 (471)設(shè)于該第二組支柱(41)頂端，該螺桿(472)可軸轉(zhuǎn)地定位在充填機(jī)的固 定部件(90)。
8. 如權(quán)利要求7所述充填機(jī)的充填設(shè)備自動化定位系統(tǒng)，其特征在于，該第二 自動化定位系統(tǒng)(47)的傳動裝置(471)為步進(jìn)馬達(dá)或伺服馬達(dá)。
9. 如權(quán)利要求6所述充填機(jī)的充填設(shè)備自動化定位系統(tǒng)，其特征在于，該第二 自動化定位系統(tǒng)(47)為馬達(dá)與光學(xué)尺、磁性尺、微動開關(guān)、解碼器其中一種的組 合。
10. 如權(quán)利要求6所述充填機(jī)的充填設(shè)備自動化定位系統(tǒng)，其特征在于，該第二 自動化定位系統(tǒng)(47)為線性馬達(dá)。
專利摘要一種充填機(jī)的充填設(shè)備自動化定位系統(tǒng)，該充填設(shè)備主要以設(shè)于一支架上的數(shù)個(gè)充填頭對一輸送道上位于充填定點(diǎn)的數(shù)個(gè)容器進(jìn)行充填作業(yè)；一第一自動化定位系統(tǒng)控制該支架于一垂直的線性位置上往復(fù)位移，并且可令該支架于該線性位置上的任一意欲位置定位；該第一自動化定位系統(tǒng)更進(jìn)一步控制該支架的上升速度；一第二自動化定位系統(tǒng)控制一容器支持單元對該容器提供一支持力量。據(jù)此，使其可適用各式容器進(jìn)行注料，及針對窄口長身的瓶罐施以一支持的力量，使其在充填定點(diǎn)保持直立、不傾斜亦不搖晃。
文檔編號B67C3/22GK201080430SQ20072015557
公開日2008年7月2日 申請日期2007年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月9日
發(fā)明者謝舜星 申請人:謝舜星