CN102756827A - 自动套袋装置 - Google Patents

Abstract

本发明指一种将包装袋进行自动吸袋、张袋、转动套袋的自动套袋装置。现化肥厂塑料袋由整形过来的袋子要完成自动套袋需要四个工位及相应装置实现；另一种工作是用8个左右的特制汽缸的机械手来完成；缺点是机械结构复杂，工作效率低。本发明目的是研制一种自动套袋装置。结构是机架上固定摆动轴，摆动轴上两边对称装配长杆(18)，长杆(18)另一端弯曲弧形端头固定长杆吸头(13)；支架轴(2)上的直线执行机构(15)输出通过直线机构连接杆(7)、连接杆(8)固定短杆(19)，短杆(19)前端固定短杆吸头(10)。优点是适用于各种环境特别是恶劣环境下工作效率高的、又便于整体维修的使用寿命长的自动套袋装置。

Description

自动套袋装置

一、技术领域

本发明专指一种将包装袋进行自动吸袋、张袋、转动套袋的自动套袋装置。

二、背景技术

目前，在化肥厂，所用的塑料袋、编制袋、牛皮纸袋或复合袋，由整形(整形称之为袋子处于正确位置的、平平展展的状态或形状)过来的一个(单个)袋子要完成自动套袋需要四个工位及相应装置实现，即吸袋就是一个工位一个装置，吸袋后撑袋(由里朝外撑)一个工位一个装置，送袋一个工位一个装置，接袋、套袋又是一个工位一个装置；这里所说的把袋子吸起到袋子套在下料斗下方的目的是装料，其不足之处是，多工位多装置，工艺较落后，设备复杂。还有一种套袋工艺是用机械手实现的，如有的采用臂座、上支撑臂、下支撑杆和摆杆，上支撑臂上设置有上吸头，摆杆上设置有下吸头，上、下吸头和侧吸头为圆管状的橡胶吸头，其动作是用8个左右的特制汽缸的机械手来完成，需第一行程、第二行程和第三行程才能实现撑袋过程。此种套袋机构存在以下缺点：

1、机械结构复杂。如是四个工位完成，每个工位都需不同的结构来实现套袋过程，如是机械手、特制汽缸不但增加制造成本，而且多个汽缸同时使用，机械动作速度慢故障率也大大增加。

2、工作效率低。由于环节过多，每个环节的动作都会影响套袋的工作效率，所以整个套袋的工作效率较低。

3、由于多个特制汽缸，多环节的机械机构使这种自动套袋无法在环境比较差的物料上长期无故障运行，致使好多化工物料无法实现全自动套袋包装。

三、发明内容

本发明为解决背景技术中存在的上述技术问题而提供一种结构简单、适用于各种环境特别是恶劣环境下工作效率高的、又便于整体维修的使用寿命长的一种自动套袋装置。

本发明的技术解决方案：

一种自动套袋装置，由动力源、驱动机构和上袋装料机构组成，其特征是：上袋装料机构是把吸袋、张袋、上袋(转动套袋)三个过程作为一个工位完成，机架上两侧对应固定支架轴轴承座16和轴承17，两侧对称的轴承17内装配可往复90°转动的轴，在该轴上两边对称固定长杆旋转轴承座4和长杆旋转轴承5，两侧的长杆旋转轴承5上分别固定可上下往复90°摆动的装配长杆18，管状的长杆18一端口为长杆真空接口3，长杆18侧面固定长杆旋转连接片6，连接片6与驱动机构的输出连接作长杆18自身轴向往复转动90°动作，长杆18另一端弯曲弧形端头固定长杆吸头13；支架轴2中部固定直线执行机构15，作为驱动机构的直线执行机构15输出连接直线机构连接杆7，直线机构连接杆7前端的横向短杆连接杆8两侧固定短杆19，可上下往复90°摆动的短杆19上面有短杆真空接口9，短杆19前端固定短杆吸头10，短杆吸头10在直线执行机构15的驱动下做伸出收回往复运动。

本发明解决方案还包括：

所述的一种自动套袋装置，其特征是：两侧对称的轴承17内装配可往复90°转动的轴是指输入轴20，其两侧输入轴20内端两头连接固定支架轴2。

所述的一种自动套袋装置，其特征是：所说的轴即输入轴20两侧内端两头连接固定支架轴2，支架轴2近似呈

形为摆动轴；或者输入轴20两侧内端两头连接固定支架轴2为一个同轴心的同轴为可往复90°转动的转动轴；输入轴20也可以为一个独立的通轴，装配在两侧对称的轴承17内取代支架轴2，即输入轴20可往复90°转动的一个转动轴。

所述的一种自动套袋装置，其特征是：轴承17、长杆旋转轴承5的中心线及短杆19、长杆18和各自的吸头10和13在张袋、套袋中应在一个水平面上；长杆18为0.5-2.5米长，短杆19为0.3-1.5米。

所述的一种自动套袋装置，其特征是：取袋板21上有取袋缺口22和检测缺口23，其中取袋缺口22为短杆吸头10和长杆吸头13相对应，在同一工作平面的短杆吸头10和长杆吸头13的外臂之间间隔距离为1-20毫米，较佳距离为5-10毫米。

所述的一种自动套袋装置，其特征是：两侧可移动的长杆旋转轴承座4用螺栓在支架轴2上的一排孔中选定孔连接固定，长杆旋转轴承座4上用长杆旋转轴承5固定可调节之间间距的长杆18；两侧可移动的短杆19在短杆连接杆8上的一排孔中选定孔连接固定，可调节之间间距的两侧短杆19和可调节之间间距的两侧长杆18共同实现与料袋12大小的上袋配合。

所述的一种自动套袋装置，其特征是：长杆吸头13和短杆吸头10为同样结构的吸头，均为由金属、尼龙或工程塑料硬质材质制作，吸头通过螺纹或焊接与长杆18、短杆19封闭连接；吸头为管体，管体端头固定吸板24，该吸板24上有一个吸孔25。

所述的一种自动套袋装置，其特征是：长杆吸头13和短杆吸头10为管体，当断面呈圆形的圆管体时，其吸板24上有一个弯曲弧形吸孔25结构；当断面呈矩形的矩形管体时其吸板24上有一个呈“∪”折线形槽吸孔25结构。

所述的一种自动套袋装置，其特征是：吸板24上有一个长弯曲弧形吸孔25结构可被两个或两个以上对应的小弯曲弧形吸孔25结构所替换；吸板24上有一个呈“∪”长折线形槽吸孔25结构可被两个或两个以上对应的

的短折线槽形吸孔25结构所替换。

本发明具有以下优点和效果：

1、由于采用长、短吸杆加吸头代替原来多工位或一种机械手，使上袋机构(本文“上袋”是指转动套袋)重量大大减轻，只有现有机械手重量的十分之一，所以套袋效率大大提高，节省了能源和制造成本。

2、部件不需维修。由于长、短杆和吸头造价低廉，使用3-5年后根据情况作出处理，能够实现局部零部件更换的效果，使用中不需维护保养，根据装的物料性质的不同，很方便的更换成耐腐蚀材料，如原普通钢管换成特殊材料制成的不锈钢管、钛管或工程塑料管等管材，使这种上袋——转动套袋很容易在环境比较差的物料上实现全自动包装，解决了以前一种机械手和吸头材料不耐磨、使用寿命短、常常更换零部件、不便维修的缺点。

3、由于长、短吸杆重量轻，长、短吸杆加长后，更方便由下向上转动90度来实现转动套袋，进一步提高效率。同时对于物料腐蚀性强，如物料氯化铵本身有腐蚀性，造成环境差，只有采用钛管或工程塑料管才能有效地抗腐蚀，长短吸杆的加长，使整体的套袋机构远离了包装现场，也就是远离了腐蚀源，所以这种自动套袋装置可以长周期稳定的运行在这种环境较差的物料上。

4、直线执行机构带动短杆(短吸头吸杆)19只运行一次就可以将料袋12张开(也只运行一次就能打开)，使套袋效率大大提高。而机械手就需第一行程、第二行程和第三行程才能实现撑袋过程。

5、支架轴2一次旋转90℃就能完成上袋工序——即转动套袋工序，上袋由下向上套袋、返回完成一个周期，如此反复90℃的上下摆动，上袋中间不需停顿，使转动套袋效率大大提高，每小时套袋速度可达1500次，而且料袋与吸头不易滑脱，上袋的成功率提高到99.9％。

6、制作时，可移动的长杆旋转轴承座4用螺栓和支架轴2上的(有一排孔)孔连接固定，可移动的短杆19和短杆连接杆8上的(有一排孔)孔也用螺栓连接，所以长、短杆18和19之间的间距可以根据袋子——料袋12的大小进行调整，适合各种大小规格的料袋，扩大了适用范围。

7、由于结构极其简单，使制造成本大大降低，所以可大批量工业化生产，使我国全自动包装全面普及，大大解放劳动力。

8、由于本发明的吸头是硬质材料制作的，吸孔采用弯曲弧形、“∪”的折线槽形、

的折线槽形等形状来达到吸袋、张袋、上袋的目的，故硬质吸头比以前橡胶吸头要耐磨损，大大提高了使用寿命；硬质吸头可用金属、尼龙、工程塑料等硬质材质制作，打破了以前认为吸头或称作吸盘要用橡胶等软质材料制作的惯例，改变了以前长期认为橡胶吸头吸力强的偏见；提高了吸咗力或吸抓力，上袋的成功率提高到99.9％。

四、附图说明

本发明图1是长、短吸杆同时吸袋(抓取袋子)、张开袋子、上袋后的结构示意图，也是主视图；图2是图1的去掉下料斗11和料袋12的上部分支架轴2和输入轴20不同轴心的右视图；图3是图1的俯视图；图4是图3左侧局部放大示意图，也是图1左侧局部的放大俯视图。图5是长杆吸头或短杆吸头的主视图，图6是图5第一种断面呈圆形(圆管)吸头、吸孔呈弧形槽结构的左视图，图7是图5第二种断面呈矩形(方管或矩形管)吸头、吸孔呈“∪”折线形槽结构的左视图；图8是图2的另外一种支架轴2和输入轴20同轴心)同轴心图；

上述图中标号说明：1、直线机构安装板，2、支架轴，3、长杆真空接口，4、长杆旋转轴承座，5、长杆旋转轴承，6、长杆旋转连接片，7、直线机构连接杆，8、短杆连接杆，9、短杆真空接口，10、短杆吸头，11、下料斗，12、料袋，13、长杆吸头，14、送袋机构，15、直线执行机构，16、支架轴轴承座，17、轴承，18、长杆，19、短杆，20、输入轴，21、取袋板，22、取袋缺口，23、检测缺口。24、吸板，25、吸孔。

五、具体实施方式

首先说明：本发明的发明点在上袋装料工序，是把吸袋、张袋(或称作拉开袋子)、上袋(转动套袋)三个过程作为一个工位完成，并用简单的长、短杆18和19加吸头13和10来实现这一过程的。

参见附图图1，机架上两侧对应固定支架轴轴承座16和轴承17，同时参看图2-图3，两侧对称的轴承17内装配可往复90°摆动或者说转动的轴，这里的轴是指输入轴20，其两侧输入轴20内端两头连接固定支架轴2。有三种情况：一是轴中的输入轴20两侧内端两头连接固定支架轴2，支架轴2近似呈形实现摆动功能；二是输入轴20两侧内端两头连接固定支架轴2为一个同轴心的同轴，参看图8所示，来实现可往复90°转动功能；三是输入轴20为一个独立的单一的轴，参看图8所示，来实现可往复90°转动功能；不论哪一种结构都是为了实现该轴上的长、短杆18和19上下90°的摆动功能。图中轴中的的输入轴20，其两侧输入轴20内端两头连接固定支架轴2，近似呈

形的支架轴2上两边对称固定长杆旋转轴承座4和长杆旋转轴承5，两侧的长杆旋转轴承5上分别固定装配长杆18，需要说明的是可移动的长杆旋转轴承座4用螺栓和支架轴2上的一排孔(当然该孔是圆形孔，也可以是槽型孔)中的某若干个孔连接固定，通过不同连接孔的固定来实现调节长杆旋转轴承座4上固定的长杆18之间的间距。作为管状的长杆18一端口为长杆真空接口3，长杆18侧面固定长杆旋转连接片6，连接片6与驱动机构(或称作驱动装置)的输出连接作长杆18自身轴向往复转动90°动作，这里的驱动机构(或称作驱动装置)指液压驱动、气缸驱动、伺服驱动等现有技术。长杆18伸出另一端(外端)为弯曲弧形状(似拐杖的手把)，长杆18外端弯曲弧形端头固定长杆吸头13，这样可上下往复90°摆动的支架轴2带动两侧的长杆18以轴承17为中心(圆心)作上下套袋摆动，同时长杆18又以长杆旋转轴承5为中心(圆心)作自身轴向90°的往复转动，目的是长杆18在完成吸袋、张袋、转动套袋工序后，准备复位时，不能使长杆吸头碰到套好的料袋而影响整个工艺流程。

参看图2-图3，另外上下往复90°摆动的支架轴2中部固定直线机构安装板1，直线机构安装板1上固定直线执行机构15，作为气缸或液压驱动、伺服驱动的直线执行机构15输出连接直线机构连接杆7，直线机构连接杆7前端的横向短杆连接杆8两侧固定短杆19，需要说明的是上一段是可移动的长杆旋转轴承座4用螺栓和支架轴2上的(有一排孔)孔连接固定，这里是可移动的短杆19和短杆连接杆8上的一排孔中某孔也用螺栓连接，所以两侧短杆19根据料袋12的大小来调节两侧短杆19之间的间距；因此长、短杆18和19的间距可以根据袋子——料袋12的大小不同来进行对称的调整，适合各种大小规格的料袋12套袋。

短杆19上面有短杆真空接口9，短杆19前端固定短杆吸头10，同理短杆19以轴承17为中心(圆心)作上下90°往复摆动，与长杆18同步摆动，同时又在直线执行机构15作用下作伸出收缩往复运动，短杆吸头10在直线执行机构15的驱动下做伸出收回往复运动，一次性完成吸袋、张袋、转动套袋工序。

参看图2-图4，从图2看轴承17、长杆旋转轴承5的中心线及短杆19、长杆18和各自的吸头10和13在吸袋和套袋工作中应在一个水平面上，图4上的取袋板21上有取袋缺口22和检测缺口23，其中取袋缺口22为短杆吸头10和长杆吸头13相对应，但是在短杆吸头10和长杆吸头13相对应时，并不是同轴向对应，而是在相对的方向上对应且还有错位，短杆吸头10和长杆吸头13的外臂之间距离(空档或间隙)为1-20毫米，较佳距离为5-10毫米，申请人在试验中定距是9-10毫米，效果较好；其目的是为了上袋时相对应工作的短杆吸头10和长杆吸头13不要出现互相干扰的现象。另外长杆18为0.5-2.5米长，短杆19为0.3-1.5米，这里的长杆18要比短杆19长，两者杆长度为同时增加或同时减少。

参看图5是长杆吸头13或短杆吸头10的主视图，吸头是指短杆吸头10和长杆吸头13，这两个吸头结构一样，其特点均为由金属、尼龙或工程塑料等硬质材质制作，针对需要装袋的不同物料来更换所需吸头，吸头通过螺纹或焊接与长杆18、短杆19封闭连接。

图6是图5第一种断面呈圆形(圆管)的吸头、吸孔呈弧形槽结构的左视图，其特点是吸头10(或13)为圆管体，断面呈圆形，圆管体端头固定一个吸板24(也可称作堵板)，该吸板24上只有一个弯曲弧形(或大半圆弧形)吸孔25，由于吸孔25为长弧形，其面积相对管体的内截面面积小，故对吸住的局部袋子有吸进咗住作用，完成对袋子作吸进抓住功能。

图7是图5第二种断面呈矩形吸头、吸孔呈“∪”折线形槽结构的左视图，其特点是吸头10(或13)为管体，断面呈方形管形或矩形管形，同理管体端头固定的吸板24上只有一个“∪”的折线形吸孔25，对袋子作吸进抓住功能。

这里需要注意的是：1、对于图6和图7而言，只有一个细长型的吸孔25，但是图6如果有两个或两个以上对应的弯曲弧形吸孔25，图7如果有两个或两个以上对应的

的折线形吸孔25，均能够完成对袋子作吸进抓住功能。2、过去本行业一直认为吸头或称作吸盘要用橡胶等软质材料制作，因为其在吸力作用下密封良好，但是对于广泛使用的编织袋等这个可变形的、有透气作用的袋子来说，常常出现吸不住抓不住的现象，吸住的成功率约在90％以下，所以原有自动套袋的料袋必须是特制有要求的，例如必须是覆膜的料袋，而本发明的吸头对料袋无要求。同时由于现有技术物料的腐蚀性对吸头有一定的腐蚀和破坏作用，对吸头的使用寿命有一定的影响；本发明采用硬质材料就完全解决了上述这些问题。

工作原理：当前一个工序把一个料袋整形放在送袋机构14的间歇性运动的输送皮带上，输送皮带转动将料袋12再间歇性送到取袋板21前端的取袋缺口22，检测缺口23被遮挡后，输送皮带停止，短杆吸头10下行，长杆18在下面，长杆吸头13在取袋缺口22位置，此时长杆吸头13与料袋12之间有1-5毫米距离，短杆吸头10的下行使长、短杆吸头13和10相对合拢夹住袋口，真空阀打开，长、短杆吸头13和10吸抓住袋口，短杆吸头10上行，袋口张开，此时输入轴20作90°向上摆动，长、短杆吸头13和10及张开的料袋12作同步摆动，完成上袋过程。参看图1和图3，上袋也就是转动套袋，使料袋12套入下料斗11，下料斗11有一夹持机械夹住料袋准备装料。上袋工序完成，驱动机构通过长杆18上的长杆臂旋转连接片6使长杆18沿自身轴线转动90°脱离，参看图3，长杆18前端弯曲拐把向上转，使得带有吸头的长杆18前端弯曲拐把离开料袋12，便于向下90°摆动，否则撞击料袋12，影响下一步的装料过程。当长杆18向下到位时，驱动机构通过长杆18上的长杆臂旋转连接片6使长杆18沿自身轴线再转动90°复位；也就是完成了一次上袋工序，再次启动时就是往复运动，程序同上所述，这里不再赘述。

Claims (9)

1.一种自动套袋装置，由动力源、驱动机构和上袋装料机构组成，其特征是：上袋装料机构是把吸袋、张袋、上袋即转动套袋三个过程作为一个工位完成，机架上两侧对应固定支架轴轴承座(16)和轴承(17)，两侧对称的轴承(17)内装配可往复90°转动的轴，在该轴上两边对称固定长杆旋转轴承座(4)和长杆旋转轴承(5)，两侧的长杆旋转轴承(5)上分别固定可上下往复90°摆动的装配长杆(18)，管状的长杆(18)一端口为长杆真空接口(3)，长杆(18)侧面固定长杆旋转连接片(6)，连接片(6)与驱动机构的输出连接作长杆(18)自身轴向往复转动90°动作，长杆(18)另一端弯曲弧形端头固定长杆吸头(13)；支架轴(2)中部固定直线执行机构(15)，作为驱动机构的直线执行机构(15)输出连接直线机构连接杆(7)，直线机构连接杆(7)前端的横向短杆连接杆(8)两侧固定短杆(19)，可上下往复90°摆动的短杆(19)上面有短杆真空接口(9)，短杆(19)前端固定短杆吸头(10)，短杆吸头(10)在直线执行机构(15)的驱动下做伸出收回往复运动。

2.根据权利要求1所述的一种自动套袋装置，其特征是：两侧对称的轴承(17)内装配可往复90°转动的轴是指输入轴(20)，其两侧输入轴(20)内端两头连接固定支架轴(2)。

3.根据权利要求1或2所述的一种自动套袋装置，其特征是：所说的轴即输入轴(20)两侧内端两头连接固定支架轴(2)，支架轴(2)近似呈

形为摆动轴；或者输入轴(20)两侧内端两头连接固定支架轴(2)为一个同轴心的同轴为可往复90°转动的转动轴；输入轴(20)也可以为一个独立的通轴，装配在两侧对称的轴承(17)内取代支架轴(2)，即输入轴(20)可往复90°转动的一个转动轴。

4.根据权利要求1所述的一种自动套袋装置，其特征是：轴承(17)、长杆旋转轴承(5)的中心线及短杆(19)、长杆(18)和各自的吸头(10)和(13)在张袋、套袋中应在一个水平面上；长杆(18)为0.5-2.5米长，短杆(19)为0.3-1.5米。

5.根据权利要求1所述的一种自动套袋装置，其特征是：取袋板(21)上有取袋缺口(22)和检测缺口(23)，其中取袋缺口(22)为短杆吸头(10)和长杆吸头(13)相对应，在同一工作平面的短杆吸头(10)和长杆吸头(13)的外臂之间间隔距离为1-20毫米，较佳距离为5-10毫米。

6.根据权利要求1所述的一种自动套袋装置，其特征是：两侧可移动的长杆旋转轴承座(4)用螺栓在支架轴(2)上的一排孔中选定孔连接固定，长杆旋转轴承座(4)上用长杆旋转轴承(5)固定可调节之间间距的长杆(18)；两侧可移动的短杆(19)在短杆连接杆(8)上的一排孔中选定孔连接固定，可调节之间间距的两侧短杆(19)和可调节之间间距的两侧长杆(18)共同实现与料袋(12)大小的上袋配合。

7.根据权利要求1所述的一种自动套袋装置，其特征是：长杆吸头(13)和短杆吸头(10)为同样结构的吸头，均为由金属、尼龙或工程塑料硬质材质制作，吸头通过螺纹或焊接与长杆(18)、短杆(19)封闭连接；吸头为管体，管体端头固定吸板(24)，该吸板(24)上有一个吸孔(25)。

8.根据权利要求7所述的一种自动套袋装置，其特征是：长杆吸头(13)和短杆吸头(10)为管体，当断面呈圆形的圆管体时，其吸板(24)上有一个弯曲弧形吸孔(25)结构；当断面呈矩形的矩形管体时其吸板(24)上有一个呈“∪”折线形槽吸孔(25)结构。

9.根据权利要求8所述的一种自动套袋装置，其特征是：吸板(24)上有一个长弯曲弧形吸孔(25)结构可被两个或两个以上对应的小弯曲弧形吸孔(25)结构所替换；吸板(24)上有一个呈“∪”长折线形槽吸孔(25)结构可被两个或两个以上对应的

的短折线槽形吸孔(25)结构所替换。

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