旋紧机构及其控制方法技术

本发明专利技术涉及一种旋紧机构及其控制方法，旋紧机构包括驱动组件、定子组件、转动组件和夹持组件，驱动组件用于安装在安装架上；定子组件上形成有驱动腔，驱动组件的传动轴穿设在驱动腔内，定子组件用于连接气管；转动组件连接在驱动组件的传动轴上，驱动组件的传动轴能够驱动转动组件相对定子组件转动，转动组件能够抓取瓶盖；夹持组件用于夹持瓶体。转动组件能够相对定子组件转动，而定子组件上连接有气管，能够避免转动带来的气管缠绕问题，继而提高了旋紧机构的实用性。同时，旋紧机构结构简洁紧凑，占用空间小，传动效率高，能够进一步提高旋紧机构的可靠性。高旋紧机构的可靠性。高旋紧机构的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
旋紧机构及其控制方法


[0001]本专利技术涉及机械设备
，特别是涉及旋紧机构及其控制方法。

技术介绍

[0002]随着伺服电机技术应用的日益广泛，灌装行业中瓶盖的旋紧机构已发展为以伺服电机作为旋盖动力，带动装有夹盖抓爪的主轴旋转，以达到旋紧瓶盖目的，且旋盖扭力能根据不同工况可调。此类旋盖机构现有两种结构，一种是伺服电机直联带动装有机械抓爪连杆机构的旋转主轴夹盖旋紧；一种是伺服电机通过同步轮带间接带动装有气动抓爪的旋转主轴夹盖旋紧。相比较，前者伺服电机跟旋转主轴直接连接，机构简单传动效率高，但抓盖部分机械抓爪连杆机构结构复杂，维修不便；后者抓盖部分采用气动抓爪结构简单，但伺服电机无法直接连接旋转主轴，需增加同步带轮做过渡带动旋转主轴，机械部分占用空间大，结构相对笨重且生产制造成本高。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要针对上述问题，提供一种体积小巧且工作效率高的旋紧机构及其控制方法。
[0004]一种旋紧机构，包括驱动组件、定子组件、转动组件和夹持组件，所述驱动组件用于安装在安装架上；所述定子组件上形成有驱动腔，所述驱动组件的传动轴穿设在所述驱动腔内，所述定子组件用于连接气管；所述转动组件连接在所述驱动组件的传动轴上，所述驱动组件的传动轴能够驱动所述转动组件相对所述定子组件转动，所述转动组件能够抓取瓶盖；所述夹持组件用于夹持瓶体。
[0005]在一个实施例中，所述旋紧机构还包括升降组件，所述升降组件用于安装在所述安装架上，所述升降组件和所述驱动组件相连接，所述升降组件能够带动所述驱动组件沿所述旋紧组件朝向或远离所述夹持组件的方向移动。
[0006]在一个实施例中，所述驱动组件包括电机、联轴器和传动轴，所述电机用于安装在所述安装架上，所述联轴器安装在所述电机上，所述传动轴能够转动地穿设在所述驱动腔内，所述传动轴的两端分别连接所述联轴器和所述转动组件，所述电机带动所述联轴器转动驱动所述传动轴在所述驱动腔内转动，并使所述转动组件转动。
[0007]在一个实施例中，所述定子组件包括连接主体、轴承和气管接头，所述连接主体内贯穿形成有所述驱动腔，所述轴承设置在所述驱动腔内，并套设在所述传动轴上，所述气管接头设置在所述连接主体的外表面上，所述气管接头用于连接气管。
[0008]在一个实施例中，所述转动组件包括转动件和旋紧件，所述转动件上设置有凸台，所述传动轴上开设有凹槽，所述转动件的凸台能够卡设在所述传动轴的凹槽中，所述凹槽和所述凸台的中心均位于所述传动轴的中心轴线上，所述旋紧件设置在所述转动件背向所述传动轴的一侧面上，所述旋紧件能够抓取瓶盖，所述传动轴能够驱动所述转动件转动并带动所述旋紧件转动。
[0009]具体地，所述旋紧件为三爪气缸，所述转动件为三爪气缸安装座，所述三爪气缸通过螺钉连接固定在所述三爪气缸安装座上。
[0010]一种旋紧机构的控制方法，包括以下步骤：
[0011]在所述驱动组件中设定转速信息，调节所述转动组件抓取瓶盖，调节所述夹持组件夹持瓶体；
[0012]设定所述驱动组件的扭力阈值，初始状态下所述驱动组件的扭力数值为零；
[0013]执行所述驱动组件中的转速信息，所述驱动组件驱动所述转动组件转动，并检测所述驱动组件的所述扭力数值；
[0014]当所述扭力数值逐渐上升至所述扭力阈值时，所述驱动组件的转速逐渐下降，直至为零。
[0015]在一个实施例中，所述当所述扭力数值逐渐上升，所述驱动组件的转速逐渐下降，直至为零，之前包括：
[0016]设定所述驱动组件的减速阈值；设定所述驱动组件在达到所述扭力阈值后的转动距离为转动阈值；
[0017]通过减速阈值和转动阈值进行PID运算，得出所述驱动组件的转速参考值；
[0018]设定驱动组件的扭力目标值，检测所述驱动组件的扭力信息为扭力测量值；
[0019]通过所述扭力目标值和所述扭力测量值再次进行PID运算，得出所述驱动组件的第一输出值。
[0020]在一个实施例中，所述通过所述扭力目标值和所述扭力测量值再次进行PID运算，得出所述驱动组件的第一输出值，之后还包括：
[0021]当所述第一输出值大于零时，将所述扭力目标值输出得到所述第二输出值；
[0022]当所述第一输出值小于零时，将所述第一输出值取相反数后输出得到所述第二输出值；
[0023]所述扭力目标值和所述第二输出值的比值为偏差百分数，所述转速参考值与所述偏差百分数的乘积为实际转速输出值。
[0024]在一个实施例中，所述执行所述驱动组件中的转速信息，所述驱动组件驱动所述转动组件转动，并检测所述驱动组件的所述扭力数值，包括：
[0025]所述旋紧机构还包括控制器，所述驱动组件和所述控制器通过串口RS485连接，所述驱动组件和所述控制器的通讯方式为MODBUS；
[0026]检测所述扭力数值的频率为0.02秒/次；
[0027]所述控制器在获取扭力数值后，将所述扭力数值与前十次所述扭力数值对比，并判断所述驱动组件是否达到所述扭力阈值。
[0028]上述旋紧机构及其控制方法，在转动组件抓取瓶盖，夹持组件夹持瓶体。转动组件上的瓶盖对准夹持组件上的瓶体，驱动组件驱动转动组件转动，带动瓶盖转动继而实现瓶盖拧紧的效果。同时由于驱动组件的传动轴穿设在定子组件的驱动腔内，使得转动组件能够相对定子组件转动，而定子组件上连接有气管，能够避免转动带来的气管缠绕问题，继而提高了旋紧机构的实用性。同时，旋紧机构结构简洁紧凑，占用空间小，传动效率高，能够进一步提高旋紧机构的可靠性。
[0029]本旋紧机构的控制方法采用实时变速的减速阈值与扭力双重PID减速算法，反馈
扭力值越大减速越快，剩余转动阈值越小减速越慢，直到驱动组件完全停止。能有效消除因旋盖速度过快造成的瓶身变形应力，减少瓶身夹紧气缸手指胶片磨损。
附图说明
[0030]构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0031]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032]图1为一实施例中的旋紧机构的结构示意图；
[0033]图2为图1实施例中的旋紧机构的剖视图。
[0034]图中各元件标记如下：
[0035]10、旋紧机构；100、驱动组件；110、电机；120、联轴器；130、传动轴；200、定子组件；210、连接主体；211、驱动腔；220、轴承；230、气管接头；300、转动组件；310、转动件；320、旋紧件；400、夹持组件；500、升降组件；600、瓶体；700、瓶盖；800、安装架。
具体实施方式
[0036本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋紧机构，其特征在于，所述旋紧机构包括：驱动组件，所述驱动组件用于安装在安装架上；定子组件，所述定子组件上形成有驱动腔，所述驱动组件的传动轴穿设在所述驱动腔内，所述定子组件用于连接气管；转动组件，所述转动组件连接在所述驱动组件的传动轴上，所述驱动组件的传动轴能够驱动所述转动组件相对所述定子组件转动，所述转动组件能够抓取瓶盖；及夹持组件，所述夹持组件用于夹持瓶体。2.根据权利要求1所述的旋紧机构，其特征在于，还包括升降组件，所述升降组件用于安装在所述安装架上，所述升降组件和所述驱动组件相连接，所述升降组件能够带动所述驱动组件沿所述旋紧组件朝向或远离所述夹持组件的方向移动。3.根据权利要求2所述的旋紧机构，其特征在于，所述驱动组件包括电机、联轴器和传动轴，所述电机用于安装在所述安装架上，所述联轴器安装在所述电机上，所述传动轴能够转动地穿设在所述驱动腔内，所述传动轴的两端分别连接所述联轴器和所述转动组件，所述电机带动所述联轴器转动驱动所述传动轴在所述驱动腔内转动，并使所述转动组件转动。4.根据权利要求3所述的旋紧机构，其特征在于，所述定子组件包括连接主体、轴承和气管接头，所述连接主体内贯穿形成有所述驱动腔，所述轴承设置在所述驱动腔内，并套设在所述传动轴上，所述气管接头设置在所述连接主体的外表面上，所述气管接头用于连接气管。5.根据权利要求4所述的旋紧机构，其特征在于，所述转动组件包括转动件和旋紧件，所述转动件上设置有凸台，所述传动轴上开设有凹槽，所述转动件的凸台能够卡设在所述传动轴的凹槽中，所述凹槽和所述凸台的中心均位于所述传动轴的中心轴线上，所述旋紧件设置在所述转动件背向所述传动轴的一侧面上，所述旋紧件能够抓取瓶盖，所述传动轴能够驱动所述转动件转动并带动所述旋紧件转动。6.根据权利要求5所述的旋紧机构，其特征在于，所述旋紧件为三爪气缸，所述转动件为三爪气缸安装座，所述三爪气缸通过螺钉连接固定在所述三爪气缸安装座上。7.一种旋紧机构的控制方法，其特征在于，如权利要求2
...

【专利技术属性】
技术研发人员：区健彬，陈蔚青，刘强，张琳，
申请(专利权)人：广东顺德工业设计研究院广东顺德创新设计研究院，
类型：发明
国别省市：