CN103552103A - 一种针对棒状物料连续出料系统的自动切断设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种针对棒状物料连续出料系统的自动切断设备。其主要是用于棒状物料连续出料系统。其结构特点为在棒状物料连续出料系统出料口处设置自动切断机构；在出料口前方设置支撑机构，并在支撑机构的上方固定导向槽；位置传感器置于导向槽周边；传动机构位于支撑机构下方。物料经出料口在支撑机构上沿导向槽前进，待其达到设定长度时，位置传感器发出有效信号，经电气控制系统驱动自动切断机构切断物料。同时支撑机构上的支撑板后退落料，使得物料整齐的排放在落料板上，并由传动机构带动落料板将物料送出，以此类推来实现物料的自动切断和排放。利用本发明的设备自动化程度高，制造成本低，可改善现有人工作业效率低、切断精度低的缺陷。

Description

一种针对棒状物料连续出料系统的自动切断设备

技术领域

本发明涉及一种针对棒状物料连续出料系统的自动切断设备。

背景技术

现有生产中经常会涉及一种针对棒状物料连续出料系统，如炭棒、爆米花棒、粉条等生产设备。此类系统工作时往往是连续不断的出料，形成一根较长的棒状物料。但由于受到实际空间、后续加工等条件限制，需要对其实现自动切断并整齐排列，以便后续自动化工序的实施。传统切断方式主要采用人工作业方法。这种方法劳动者工作强度大，劳动成本高，切断精度差，而且效率低下；同时人工摆放精度较低，往往达不到后续自动化工序的定位要求，不利于产业扩大化。而且人工作业工艺调整不易，在产品多元化的市场上，企业竞争力低下。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种针对棒状物料连续出料系统的自动切断设备及其自动切断方法，以期改善现有作业方式，提高棒状物料的生产效率和加工精度，减轻劳动强度。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，所述的一种针对棒状物料连续出料系统的自动切断设备，主要由机架、自动切断机构、支撑机构、导向槽、位置传感器、传动机构及电气控制系统构成；所述机架用于固定自动切断机构、支撑机构、导向槽和位置传感器；其结构特点为：

1）所述自动切断机构固定于机架上且位于连续出料系统的出料方，用于对出料口的棒状物料进行自动切断；所述出料方为出料口上方、下方或侧方；所述自动切断机构包括切断气缸、刀架、刀具和切断导轨；所述刀具固定在刀架上；所述刀架固定在切断气缸的伸缩杆上，切断气缸固定在机架上；所述刀具有两种工作状态：分别为外切和内切，所述外切指刀具由内缩位置运动到外伸位置的过程，内切指刀具由外伸位置运动到内缩位置的过程；

2）所述支撑机构位于出料口前方和自动切断机构的下方，用于对出料口的物料进行支撑及落料；所述支撑机构包括支撑板、支撑气缸和支撑导轨；所述支撑板固定在支撑气缸的伸缩杆上；所述支撑导轨约束支撑板以实现往复运动；所述支撑气缸安装于机架上；所述支撑气缸的伸缩杆在伸展状态时支撑板处于支撑棒状物料位置处，在伸缩杆处于收缩状态时则棒状物料落料；

3）所述导向槽固定于支撑机构上方的机架上，用于对出料口的棒状物料进行导向； 

4）所述位置传感器固定于导向槽处，并使位置传感器检测范围达到导向槽内部以及用于对物料前端面到达设定点的位置检测；

5）所述传动机构设置于支撑机构下方；所述传动机构用于带动落料板向前平移；所述落料板用于排放切断后的棒状物料。

所述切断导轨采用切断气缸自带的导轨。

支撑导轨采用支撑气缸自带的导轨。 

所述机架固定于传动机构上或固定于连续出料系统上。

所述刀具上下两面均加工有刀刃。

所述位置传感器采用对射式光电开关、漫反射式光电开关或行程开关。

所述电气控制系统包括逻辑控制单元和电机调速单元，所述逻辑控制单元采用继电器-接触器、PLC、单片机或DSP。

本发明所述的一种针对棒状物料连续出料系统的自动切断设备的自动切断方法，包括如下步骤：

1）初始状态下自动切断机构的刀具处于内切位置，支撑机构的支撑板处于支撑位置，炭棒挤压成型设备加工出来的连续炭棒在支撑机构上沿导向槽前进；

2）位置传感器对物料长度实施检测，当物料前端面到达设定点时，位置传感器输出信号至逻辑控制单元输入口；

3）逻辑控制单元下达指令给自动切断机构，切断气缸带动刀具执行外切或内切动作，从而将物料切断；

4）物料被切断后，支撑气缸执行动作，支撑板后退落料；落料后，支撑板和支撑气缸复位，继续支撑下一物料；同时逻辑控制单元记录下该工作周期的落料时刻T_i，其中i=1,2,3…，为工作周期的标号；

5）物料下落至传动机构的落料板上，落料板在传动机构的带动下以速度V平移，所述V=S/T，其中S为期望的落料板上两物料的中心间距，T为相邻两次落料的时刻差且满足T=T_i-T_i-1，所述速度V通过电气控制系统的电机调速单元对电机进行自动调速；在半自动化条件下，也可通过手动调速实现；到此该工作周期结束，重复步骤2）-5）。

本发明的优点为：一方面，本发明能够实现对棒状物料的自动切断，不仅有效的提高了生产效率、充分发挥连续出料系统的最大产能，而且切断面平整、物料长度均匀稳定；另一方面，本发明能够实现对切断后物料的整齐摆放，为后续物料的收集和自动化生产提供了有利条件。本发明还具有结构简单、制造成本低、维护调整方便的特点，拥有较广阔的市场前景。本发明的物料经出料口在支撑机构上沿导向槽前进，待其达到设定长度时，位置传感器发出有效信号，经电气控制系统驱动自动切断机构切断物料。同时支撑机构上的支撑板后退落料，使得物料整齐的排放在落料板上，并由传动机构带动落料板将物料送出，以此类推来实现物料的自动切断和排放。利用本发明的设备自动化程度高，制造成本低，可改善现有人工作业效率低、切断精度低的缺陷。

附图说明

图1为本发明的总体局部结构示意图。

图2为物料排放方位示意图。

图3为自动切断机构结构示意图。

图4为支撑机构结构示意图。

图5为导向槽结构示意图。

图6为传动机构结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例来进一步说明本发明的技术方案：

实施例一

如附图1所示，本发明主要由机架1、自动切断机构2、支撑机构3、导向槽、位置传感器5、传动机构6及电气控制系统构成。机架固定于传动机构上或固定于连续出料系统上，主要用于安装动切断机构、支撑机构、导向槽和位置传感器；自动切断机构固定于机架上且位于连续出料系统的出料口7，用于对出料口的棒状物料进行自动切断；支撑机构位于出料口前方和自动切断机构的下方，用于对出料口的物料8进行支撑及落料；导向槽固定于支撑机构上方的机架上，用于对出料口的棒状物料进行导向；位置传感器固定于导向槽处，并使位置传感器检测范围达到导向槽内部以及用于对物料前端面到达设定点的位置检测；传动机构设置于支撑机构下方，用于带动落料板向前平移；落料板用于排放切断后的棒料；电气控制系统主要用于控制自动切断机构、支撑机构和传动机构动作的执行。

所述位置传感器采用对射式光电开关、漫反射式光电开关或行程开关。

所述电气控制系统包括逻辑控制单元和电机调速单元，所述逻辑控制单元采用继电器-接触器、PLC、单片机或DSP。 

在下述实施例中，当选择炭棒挤压成型设备作为连续出料系统时，则物料8为炭棒。工艺要求炭棒宽为50 mm，高度为50mm，长度为100mm，切断后相邻两个炭棒的中心间距S为70mm，如图2所示。其结构特点为：

1）提供一机架用于安装自动切断机构、支撑机构、导向机构和位置传感器，机架固定于传动机构上；

2)自动切断机构固定于机架上且位于炭棒挤压成型设备出料口的上方。如图3所示，自动切断机构包括切断气缸201、刀架202和刀具203；刀具固定在刀架上；刀架202固定在切断气缸201的伸缩杆上；切断气缸201固定在机架上；切断气缸201选择行程为75mm的三杆气缸（自带导轨）；刀具203选择具有双面刀刃的刀片；所述刀具有两种工作状态：分别为外切和内切，所述外切指刀具由内缩位置运动到外伸位置的过程，由外伸位置运动到内缩位置的过程则为内切；

3）支撑机构位于出料口前方和自动切断机构的下方。如图4所示，支撑机构包括支撑板301和支撑气缸302，支撑板301固定在支撑气缸302的伸缩杆上；支撑气缸302固定于机架上，支撑气缸302的伸缩杆在伸展状态时支撑板301处于支撑炭棒位置处，在伸缩杆处于收缩状态时对应炭棒落料；

 4）导向槽401固定于支撑机构上方，对出料口的物料进行导向。如图5所示，导向槽401上开有矩形通孔402； 

5）位置传感器固定于机架上，并使位置传感器对准导向槽401所开的矩形通孔402处以使检测范围达到导向槽401内部。选择型号为E18-8MNK的对射式光电开关作为位置传感器；

6）如图6所示，传动机构选用全动力滚筒输送机601；落料板602放置在全动力滚筒输送机601的辊轮上且能随辊轮向前平移；

7）电气控制系统由逻辑控制单元、电机调速单元等构成，其中逻辑控制单元选择西门子S7-200系列PLC；电机调速单元选用PLC 控制的US-52调速器。

实施例二

本发明所述的一种针对棒状物料连续出料系统的自动切断设备的自动切断方法，包括如下步骤：

1）初始状态下自动切断机构的刀具处于内切位置，支撑机构的支撑板处于支撑位置，炭棒挤压成型设备加工出来的连续炭棒在支撑机构上沿导向槽前进；

2）位置传感器对物料长度实施检测，当物料前端面到达设定点时，位置传感器输出信号至逻辑控制单元输入口；

3）逻辑控制单元下达指令给自动切断机构，切断气缸带动刀具执行外切或内切动作，从而将物料切断；

4）物料被切断后，支撑气缸执行动作，支撑板后退落料；落料后，支撑板和支撑气缸复位，继续支撑下一物料；同时逻辑控制单元记录下该工作周期的落料时刻T_i，其中i=1,2,3…，为工作周期的标号；

5）物料下落至传动机构的落料板上，落料板在传动机构的带动下以速度V平移，所述V=S/T，其中S为期望的落料板上两物料的中心间距，T为相邻两次落料的时刻差且满足T=T_i-T_i-1，所述速度V通过电气控制系统的电机调速单元对电机进行自动调速；在半自动化条件下，也可通过手动调速实现；到此该工作周期结束，重复步骤2）-5）。

具体工作步骤如下，此工作步骤可以设计成程序固化在PLC上，以实现自动化控制：

1）初始状态下切断机构的刀具203处于内切位置，支撑机构的支撑板301处于支撑位置。炭棒挤压成型设备加工出来的连续炭棒在支撑机构上沿导向槽401前进；

2）位置传感器所采用的对射式光电传感器对物料长度实施检测。当物料前端面到达导向槽401的设定点（即矩形通孔402中心处位置）时，对射式光电传感器的光线被炭棒遮挡并输出信号至PLC输入口；

3）PLC输出控制信号驱动切断气缸201，刀具203在切断气缸201的带动下执行外切动作将炭棒切断（下一周期为内切，以此规律往复）；

4）炭棒切断后，由PLC控制支撑气缸302动作，支撑板301后退落料。落料后，再由PLC控制支撑板301和支撑气缸302复位，继续支撑下一炭棒。同时逻辑控制单元记录下该工作周期的落料时刻T_i，其中i=1,2,3…，为工作周期的标号；

5）物料下落至传动机构的落料板602。落料板602在传动机构的带动下以速度V平移，其中 V=S/T，S为期望的落料板602上两物料的中心间距S，T为相邻两次落料的时刻差且满足T=T_i-T_i-1。在本实施例中相邻两次落料时刻差T不妨记为3.5s，又已知期望的两物料的中心间距S为70mm，则可计算出落料板602的平移速度V为20mm/s。通过PLC控制电机调速单元US-52调速器对全动力滚筒输送机601进行调速，使得全动力滚筒输送机601以20 mm/s转动并带动落料板602平移。到此该工作周期结束，重复步骤2）-5）。

Claims (8)

1.一种针对棒状物料连续出料系统的自动切断设备，主要由机架、自动切断机构、支撑机构、导向槽、位置传感器、传动机构及电气控制系统构成；所述机架用于固定自动切断机构、支撑机构、导向槽和位置传感器； 

其特征在于：

1）所述自动切断机构固定于机架上且位于连续出料系统的出料方，用于对出料口的棒状物料进行自动切断；所述出料方为出料口上方、下方或侧方；所述自动切断机构包括切断气缸、刀架、刀具和切断导轨；所述刀具固定在刀架上；所述刀架固定在切断气缸的伸缩杆上，切断气缸固定在机架上；所述刀具有两种工作状态：分别为外切和内切，所述外切指刀具由内缩位置运动到外伸位置的过程，内切指刀具由外伸位置运动到内缩位置的过程；

2）所述支撑机构位于出料口前方和自动切断机构的下方，用于对出料口的物料进行支撑及落料；所述支撑机构包括支撑板、支撑气缸和支撑导轨；所述支撑板固定在支撑气缸的伸缩杆上；所述支撑导轨约束支撑板以实现往复运动；所述支撑气缸安装于机架上；所述支撑气缸的伸缩杆在伸展状态时支撑板处于支撑棒状物料位置处，在伸缩杆处于收缩状态时则棒状物料落料；

3）所述导向槽固定于支撑机构上方的机架上，用于对出料口的棒状物料进行导向； 

4）所述位置传感器固定于导向槽处，并使位置传感器检测范围达到导向槽内部以及用于对物料前端面到达设定点的位置检测；

5）所述传动机构设置于支撑机构下方；所述传动机构用于带动落料板向前平移；所述落料板用于排放切断后的棒状物料。

2.如权利要求1所述的一种针对棒状物料连续出料系统的自动切断设备，其特征在于所述切断导轨采用切断气缸自带的导轨。

3.如权利要求1所述的一种针对棒状物料连续出料系统的自动切断设备，其特征在于支撑导轨采用支撑气缸自带的导轨。

4.如权利要求1所述的一种针对棒状物料连续出料系统的自动切断设备，其特征在于所述机架固定于传动机构上或固定于连续出料系统上。

5.如权利要求1或2或3所述的一种针对棒状物料连续出料系统的自动切断设备，其特征在于所述刀具上下两面均加工有刀刃。

6.如权利要求1或2或3所述的一种针对棒状物料连续出料系统的自动切断设备，其特征在于所述位置传感器采用对射式光电开关、漫反射式光电开关或行程开关。

7.如权利要求1或2或3所述的一种针对棒状物料连续出料系统的自动切断设备，其特征在于所述电气控制系统包括逻辑控制单元和电机调速单元，所述逻辑控制单元采用继电器-接触器、PLC、单片机或DSP。

8.如权利要求1-7任一所述的一种针对棒状物料连续出料系统的自动切断设备的自动切断方法，其特征在于包括如下步骤：

1）初始状态下自动切断机构的刀具处于内切位置，支撑机构的支撑板处于支撑位置，炭棒挤压成型设备加工出来的连续炭棒在支撑机构上沿导向槽前进；

2）位置传感器对物料长度实施检测，当物料前端面到达设定点时，位置传感器输出信号至逻辑控制单元输入口；

3）逻辑控制单元下达指令给自动切断机构，切断气缸带动刀具执行外切或内切动作，从而将物料切断；

4）物料被切断后，支撑气缸执行动作，支撑板后退落料；落料后，支撑板和支撑气缸复位，继续支撑下一物料；同时逻辑控制单元记录下该工作周期的落料时刻T_i，其中i=1,2,3…，为工作周期的标号；

5）物料下落至传动机构的落料板上，落料板在传动机构的带动下以速度V平移，所述V=S/T，其中S为期望的落料板上两物料的中心间距，T为相邻两次落料的时刻差且满足T=T_i-T_i-1，所述速度V通过电气控制系统的电机调速单元对电机进行自动调速；在半自动化条件下，也可通过手动调速实现；到此该工作周期结束，重复步骤2）-5）。

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