CN101537888B - 多组份小料自动包装码放方法 - Google Patents

Abstract

多组份小料自动包装码放方法，附属于小料秤自动称量配料装置。将原来橡胶混炼之前对各种小料(助剂)按配方配比时由人工向料筐中放塑料袋及取出料袋、封袋口、向储料车中码放料袋的全过程改为全部机械自动化的一种方法。该方法由下列设备组成实施：制袋机14、塑料袋夹紧器4、特制料筐5、夹紧器传动装置20、传袋开袋口装置15、放袋装置、取袋装置、热合封口机18、码垛装置、料筐定位装置21、空料筐定位装置33、气动控制系统、电气控制系统及PLC程序控制系统。

Description

多组份小料自动包装码放方法

技术领域

本发明涉及一种小料自动包装码放方法，特别是在橡胶混炼之前对各种小料(助剂)按配方配比后的多组份小料自动包装码放方法。

背景技术

公知小料秤自动称量配料装置是橡胶制品所用橡胶混炼之前对各种小料(助剂)按配方配比的常用设备。各种小料根据不同配比从各自的储料斗中依次放入运动中的塑料袋中备用。此设备的通常做法是在小料秤自动称量配料系统的入口处，人工将塑料袋套在一个方形或园型料筐中。然后料筐承载塑料袋进入小料秤自动称量配料系统的运输辊道。辊道上方有十几个储料斗，料筐在辊道上行进，料筐到达哪个料口，哪个料口就会根据工艺配方将所需要的小料自动放入料筐塑料袋中。配料完成后，人工将塑料袋口扎紧，再由人工将盛满小料的塑料袋从料筐中取出，人工堆放到储料车中，再将储料车运下一工序备用。不足之处在于在上述的设备和工艺中，小料秤自动称量配料系统的入口和出口处必须由人工放袋、取料袋、扎袋口、码放，无法实现自动化，工人劳动强度大，这是现有设备的最大缺点；其次，塑料袋在运转过程中容易与料筐错动、袋口脱落等，影响整套系统的正常运转；另外，人工扎袋口是将袋口打一个结，此结在橡胶混炼时不易打碎，影响混炼胶质量；如果袋口不扎口打结，料袋敞口，小料会吸水受潮，同样也影响产品质量。

发明内容

本发明提供了一种全新的多组份小料自动包装码放方法，将人工向料筐内放塑料衬袋及从料筐内取出装料衬袋、封袋口、向储料车中有序地码放料袋全部改为机械自动化。不需要人工参与任何一个动作。

为了解决上述问题，在本发明所述方法如下，用根据小料量的多少调节料袋长度的制袋机制袋代替了原有单一长度的塑料袋；用放袋机械手代替人工放袋；并由特制的夹子将塑料衬袋固定在料筐上，避免塑料袋与料筐产生错位；由取重料袋机械手代替人工从料筐中取重料袋；自动封口机代替人工扎袋；自动码放机代替人工将重料袋有序码放到储料车中。

本发明的有益效果是：

(1)多组份小料自动包装码放方法与小料自动称量系统配套使用，不影响小料自动称量系统的称量精度，同时可有效防止小料的粉尘飞扬。

(2)本方法自动制袋，即将桶状的塑料膜自动制成塑料袋，并且可根据实际要求设置袋长参数，可节省塑料袋材料10％，降低生产成本。

(3)本方法无需人工套袋、取袋，可实现包装码放自动化。

(4)本方法用热合封口，无遗散现象，既方便了码放，又不影响后续加工。

(5)本方法使工人从繁重的体力劳动中解放出来，节省人力。

(6)本方法解决了配合剂在混炼工序中，塑料袋的结扣不易与橡胶混合的问题。

(7)本方法解决了配合剂一个配比不封口，配合剂吸水，影响产品质量的问题。

(8)本方法易于现场使用，实现全自动控制，无需多人看管。

附图说明

下面结合附图，详细说明本发明多组份小料自动包装码放方法的具体实施方式，其中；

图1所示为本发明的动作流程图。

图2所示为本发明的结构图。

如图2如示，本发明由下以几部分组成：

塑料袋夹紧器4、特制料筐5、制袋机14、传袋开袋口装置15、放袋机械手16、放袋机械手X向驱动机构24、放袋机械手Y向驱动机构25、取袋机械手17、取袋机械手X向驱动机构26、取袋机械手Y向驱动机构27、热合封口机18、码垛机械手19、夹紧器传动装置20、料筐定位装置21、储料袋车22、码垛机械手机驱动机构23、气动控制柜28、电器控制柜29、放袋主框架30、取袋主框31。

具体实施方式

如图1如示，1为放塑料袋设备，2为取重物料袋设备。图1中的各箭头方向代表各工位装置的运动方向。

多组份小料自动包装码放方法的工作流程：

(一)放袋工位工作流程：将塑料膜卷材放在制袋机14的制袋工位3上；制出适合要求的塑料袋；送入传袋开袋口工位6；传袋开袋口装置15将塑料袋打开口备用；放袋机械手16从料袋夹紧器传动装置20上的取夹紧器工位12，抓到料袋夹紧器4，再由放袋机械手Y向驱动机构25驱动放袋机械手16到达传袋开袋口工位6；放袋机械手16上的料袋夹紧器夹住已开口的塑料袋两侧上沿，由放袋机械手X向驱动机构24驱动将塑料袋及料袋夹紧器4送到放袋工位7，此时小料称量辊道13上，特制料筐5已在放袋工位7等待。放袋机械手将料袋夹紧器4送入特制料筐5上的夹持器32中，塑料袋随之放入特制料筐5内。放袋机械手16回到取夹紧器工位12，等待下一个循环开始。整个放袋过程完成。

放袋过程完成后，塑料袋夹紧器4夹着塑料袋随特制料筐5在小料称量辊道13上行进，小料称量辊道13为长圆型。辊道一侧上方有若干个放料口，料筐5每到一个放料口接收一种小料，直到按要求接收完所有小料后，料筐会运行到取袋工位8，料筐定位装置21将料筐定位在此处，等待取袋机械手17来取重料袋。

(二)取袋工位工作流程：取袋机械手17到达取袋工位8，从料筐5中抓取到夹有料袋的塑料袋夹紧器4，在取袋机械手X向驱动机构26、取袋机械手Y向驱动机构27的驱动下到达热合封口工位9。将料袋放在热合工位9后，取袋机械手17带着塑料袋夹紧器4在取袋机械手Y向驱动装置27的驱动下到达放夹紧器工位11，将塑料袋夹紧器4放在放夹紧器工位11上，夹紧器传动装置20将塑料袋夹紧器4传送到取夹紧器工位12等待下一个循环使用。

在取袋机械手17从热合封口工位9离开后，热合封口机18给料袋封口。料袋封口后，码袋机械手19在码袋机械手机驱动机构23的驱动下，到达热合封口工位9，抓取到料袋，再由码袋机械手机驱动装置23的驱动到达储料工位10按排列顺序放到储料车22中。码垛机械手19回到等待位，等待下一个循环。

当储料袋车22内满了设定数量的料袋后，电器控制柜29会报警，提示工人储料车22已满，应将储料车22推出，另换一辆空车。

以上流程的各动作都是有气动控制柜28、电器控制柜29控制完成。

本发明中每个装置的具体描述如下：

(1)制袋机14：由机架、导开架、导开辊、贮料辊、热合封口组件、裁刀组件、出袋口、电气控制部件组成。

将宽700mm、厚度0.2mm、直径约500mm的塑料膜卷材放到制袋机导开架上，制袋机自动导开，自动封袋底口，根据设定长度自动裁断。

(2)塑料袋夹紧器4：此夹紧器是一种可保持常开或常闭状态，常闭时可以夹住0.2mm薄的塑料袋，其构成包括：固定钳口、固定架、左活动钳口、右活动钳口、异型弹簧、转动轴、滑套及紧固件等件组成。向料筐内放袋时，夹紧器夹着料袋卡在料筐的定位器上；使塑料袋套进料筐中，在整个装料的过程中，夹紧器靠自身力量始终夹住塑料袋上口，直至料袋接完所有料，从料筐中提出并热合封袋口时夹紧器才被移开。

(3)特制料筐5：料筐的作用是在辊道上带着料袋依次承接储料斗放下的各种小料。它是由长方形的筐体及安装在筐顶部的四个夹紧器定位器组成。为使料筐准确能停止到储料斗正下方，筐体两侧设计了加强导向条，与料筐定位装置配用。

(4)夹紧器传动装置20：由机架、带有拨轮的传动链条、电机驱动组件组成。夹紧器4每两个为一组，分别放在夹紧器传动装置20的两侧的传动链上。两个夹紧器4同时使用。夹紧器传动装置20安装在放塑料袋设备1与取重物料袋设备2之间，靠近放塑料袋设备1一端为取夹紧器工位，靠近取重物料袋一端为放夹紧器工位。

取袋机械手17从料筐5上取下夹紧器放到夹紧器传动装置20的放夹紧器工位11。带有拨轮的传动链条带着夹紧器4到取夹紧器工位12，为放袋机械手16取夹准备。

(5)传袋开袋口装置15：是由底座、机架、机架旋转组件、机架运动组件、真空吸袋组件、塑料袋开口组件组成。真空吸袋组件、塑料袋开口组件安装在机架上。

工作时，机架运动组件前进将机架送到制袋机14的出袋口下面，制好的塑料袋从制袋机出袋口进入传袋开袋口装置15的塑料袋开口组件内，用真空吸袋组件夹住袋口，并抽真空吸住袋口。塑料袋开口组件中的气缸收缩，袋口打开成长方形。机架运动组件后退，将机架及塑料袋带回原位。机架旋转组件将机架旋转180°使塑料袋与正处于放袋机械手16的下方，等待放袋机械手取袋。

(6)放袋装置：该装置由放袋机械手16、放袋机械手X向驱动机构24、放袋机械手Y向驱动机构25、放袋机械手16包含放袋机械手升降机构、抓放夹机构、关夹紧器机构等组成。

升降机构：由气缸及附件组成，可以完成放袋机械手所需要的升降动作。

关夹紧器：由气缸、压轮及附件组成。气缸杆同压轮连接在一起，当气缸杆伸出时，压轮压住夹紧器4的活动钳口向固定钳口方向推，这样夹紧器4被关上。

抓放夹机构：由四个气缸、穿销板及附件组成。气缸同穿销板连接，在气缸的动作下，通过穿销板上的销孔抓住或放下夹紧器4。

放袋机械手首先从夹紧器传动装置20的取夹紧器工位12取到两个夹紧器4，此时夹紧器4是打开的，然后由放袋机械手Y向驱动机构25驱动带有夹紧器的放袋机械手16到达传袋开袋口装置上方。放袋机械手16下降，两个夹紧器4同时插入传袋开袋口装置15上已准备好的开口的塑料袋袋口的上边缘，放袋机械手16的关夹紧器机构关闭夹紧器4，使夹紧器4夹住塑料袋口。传袋开袋口装置15中的真空吸袋组件停止抽真空，放袋机械手16带着塑料袋由放袋机械手X向驱动机构24驱动到小料称量辊道13放袋工位上方，此时，辊道上已有空料筐5运行到此处，空料筐定位装置33将空料筐准确地停在此处。放袋机械手升降机构带动放袋机械手16下降，将夹紧器准确安置于料筐5的夹持器32上，扩袋器将塑料袋贴附于料筐内侧。由此完成整个放袋动作，放袋机械手升降机构带动放袋机械手上升，回到夹紧器传动装置20的取夹紧器工位12开始下一个循环动作。料筐5载着夹有塑料袋的夹紧器4随小料称量辊道13运行接料。

(7)取袋装置：该取袋装置由取袋机械手17、取袋机械手X向驱动机构26、取袋机械手Y向驱动机构27、取袋机械手包含有升降机构、抓放夹机构、压紧机构、开夹紧器机构、撑袋机构、开合机构等组成。

升降机构：由气缸及附件组成，可以完成取袋机械手所需要的升降动作。

抓放夹机构：由四个气缸、穿销板及附件组成。气缸同穿销板连接，在气缸的动作下，通过穿销板上的销孔抓住或放下夹紧器4。

压紧机构：由两个对称安装的气缸、中间夹板及附件组成。由于取袋时，塑料袋内已装有10-30kg的小料，夹紧器4自身没有足够的力夹住如此重量的重物升降，因此，设计了压紧机构对夹紧器4施加一个压紧外力。此压紧力足够使夹紧器4抓住小于30kg重料袋。

开夹紧器机构：由两个气缸、两个楔块及附件组成。气缸带着楔块下降，楔块插入夹紧器4的中间，夹紧器的两个活动钳口被打开。

撑袋机构：由两个气缸、撑袋杆及附件组成。它的作用是将装有料的塑料袋口撑直展平，以备热合封口用。

开合机构：由两个相对运动的气缸及附件组成。它可以使机械手上的两夹紧器完成合拢或分开的动作。

取袋机械手17在小料称量辊道13上方取袋工位8等待料筐5到达。当带有夹紧器4及装有小料的料筐5到达后取袋工位8，料筐定位装置21使料筐准确地停在此位置上。升降机构带动取袋机械手17下降，抓住料筐5上的两个夹紧器4，将已夹住料袋上口的夹紧器4提起50mm，使夹紧器4脱离料筐上的夹持器32。再由取袋机械手17的开合机构将两个夹紧器4向中心合拢，这样就将料袋口合拢了。之后压紧机构动作，给夹紧器施加夹紧力。料袋夹紧后，升降机构带动取袋机械手上升，将料袋从料筐5中完全提出。再由取袋机械手X向驱动机构26、取袋机械手Y向驱动机构27驱动将料袋送到热合工位9上方，取袋机械手下降将料袋放到热合封口机18的托板上，撑袋机构动作将料口撑开展平，热合封口机上的夹板机构夹住料袋上口边沿两侧。开夹紧器机构动作将夹紧器活动钳口打开，使塑料袋脱离夹紧器。升降机构驱动取袋机械手带着夹紧器上升。再由取袋机械手Y向驱动机构27驱动到夹紧器传动装置20放夹紧器工位上方，升降机构驱动取袋机械手下降，开夹紧器机构放开夹紧器，使夹紧器放到夹紧器传动装置20的放夹紧器工位上。取袋机械手上升，回到取袋工位8。如果此时小料称量辊道13上取袋工位有料筐5，取袋机械手开始下一个循环。如果此时小料称量辊道13上取袋工位没有料筐5，取袋机械手则等待。

(8)热合封口机18：此机由机架、夹板机构、可调升降的托板、封口开合机构组成。封口开合机构上带有加热封口用的电热元件。

夹板机构：由两个气缸及两对细长型夹板组成。夹板打开，料袋进入。夹板关闭，可夹扶住料袋，使料袋不倒、不歪。

可调升降的托板：托板带有螺杆升降机构，可跟据料袋装料的多少调节托板的高度，使料袋口到夹板机构夹板的长度保持一致。

热合封口机18负责封袋子上口。当料袋由取袋机械手17将料袋放到可升降的热合机托板上，夹板机构夹板将料袋的上口夹持住。封口开合机构合拢并压紧料袋，电热元件通电加热，使得料袋口封合。热合封口后，封口开合机构打开。这时码垛机械手19到达并抓住料袋，夹板机构夹板打开，料袋被抓走。

(9)码垛装置：码垛机械手19、码垛装置传动机构23、储料车22、带料车导向定位的机架组成。

码垛装置传动机构23：由X向运动伺服电机、Y向运动伺服电机及导轨组成。可通过PLC编程使码垛机械手在任意指定位置停止或启动。

码垛机械手19包括升降机构、夹袋机构。

机架带料车导向定位，可使储料车22进入机架时位置准确，保证进入储料车22的料袋码放整齐。

码垛机械手19在码垛装置传动机构23的驱动下到达热合封口机18的上方并下降其夹袋机构抓住料袋，热合封口机18的夹板打开。码垛机械手19抓起料袋，码垛装置传动机构23驱动码垛机械手19到达储料工位10，并按顺序排列到储料车22中。

(10)料筐定位装置21、空料筐定位装置33：

两个装置结构一样，作用也相同，都是为了使料筐5准确地定位并停止在放袋或取袋工位上，以便于放袋机械手16或取放袋机械手17能准确地将夹紧器4插入料筐的夹持器32中。

料筐定位装置是由两个阻挡气缸、一个定位气缸及一组定位辊组成，它安装小料称量辊道13的两侧。

阻挡气缸可使小料称量辊道13运送来的筐料停止到规定位置。

筐料停止到定位辊处，定位气缸伸出推动料筐5，将料筐5的一面贴住定位辊，达到定位的目的。

11.气动控制系统、电气控制系统及PLC程序控制系统。

该系统由PLC程序控制各机器的动作，每一个机器自成一体，可单独动作完成自己的任务，同时又能有序串联完成整个工作。

Claims (1)

1.一种多组份小料自动包装码放方法，用于橡胶混炼之前对各种小料按配方配比过程中，附属于小料秤自动称量配料设备，由人工向料筐中放塑料袋及取出塑料袋、封袋口、向储料袋车中码放塑料袋的全过程改为全部机械自动化的一种方法；

多组份小料自动包装码放方法的工作流程：

(一)放袋工位工作流程：将塑料膜卷材放在制袋机(14)的制袋工位(3)上；制出适合要求的塑料袋；送入传袋开袋口工位(6)；传袋开袋口装置(15)将塑料袋打开口备用；放袋机械手(16)从塑料袋夹紧器传动装置(20)上的取夹紧器工位(12)抓取到塑料袋夹紧器(4)，再由放袋机械手Y向驱动机构(25)驱动放袋机械手(16)到达传袋开袋口工位(6)；放袋机械手(16)上的塑料袋夹紧器夹住已开口的塑料袋两侧上沿，由放袋机械手X向驱动机构(24)驱动，将塑料袋及塑料袋夹紧器(4)送到放袋工位(7)，此时小料称量辊道(13)上，特制料筐(5)已在放袋工位(7)等待；放袋机械手将塑料袋夹紧器(4)送入特制料筐(5)上的夹持器(32)中，塑料袋随之放入特制料筐(5)内；放袋机械手(16)回到取夹紧器工位(12)，等待下一个循环开始；整个放袋过程完成；

放袋过程完成后，塑料袋夹紧器(4)夹着塑料袋随特制料筐(5)在小料称量辊道(13)上行进，小料称量辊道(13)为长圆型；辊道一侧上方有若干个放料口，特制料筐(5)每到一个放料口接收一种小料，直到按要求接收完所有小料后，特制料筐(5)会运行到取袋工位(8)，料筐定位装置(21)将特制料筐(5)定位在此处，等待取袋机械手(17)来取塑料袋；

(二)取袋工位工作流程：取袋机械手(17)到达取袋工位(8)，从特制料筐(5)中抓取到夹有塑料袋的塑料袋夹紧器(4)，在取袋机械手X向驱动机构(26)和取袋机械手Y向驱动机构(27)的驱动下到达热合封口工位(9)；将塑料袋放在热合封口工位(9)后，取袋机械手(17)带着塑料袋夹紧器(4)在取袋机械手Y向驱动机构(27)的驱动下到达放夹紧器工位(11)，将塑料袋夹紧器(4)放在放夹紧器工位(11)上，夹紧器传动装置(20)将塑料袋夹紧器(4)传送到取夹紧器工位(12)等待下一个循环使用；

在取袋机械手(17)从热合封口工位(9)离开后，热合封口机(18)给塑料袋封口；塑料袋封口后，码垛机械手(19)在码垛机械手机驱动机构(23)的驱动下，到达热合封口工位(9)，抓取到塑料袋，再由码垛机械手机驱动机构(23)的驱动到达储料工位(10)按排列顺序将塑料袋放到储料袋车(22)中；码垛机械手(19)回到等待位，等待下一个循环；

当储料袋车(22)内满了设定数量的塑料袋后，电器控制柜(29)会报警，提示工人储料袋车(22)已满，应将储料袋车(22)推出，另换一辆空车；

以上流程的各动作都是由气动控制柜(28)和电器控制柜(29)控制完成；

上述特制料筐(5)的作用是在辊道上带着塑料袋依次承接储料斗通过所述若干个放料口放下的各种小料，特制料筐(5)是由长方形的筐体及安装在筐体顶部的四个所述夹持器(32)组成；为使特制料筐(5)能准确停止到放袋或取袋工位，所述筐体两侧设计了加强导向条，与安装在小料称量辊道(13)两侧的料筐定位装置配用。

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