CN104495410A - 一种自动投料装置 - Google Patents

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白成德
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Abstract

本发明公开了一种自动投料装置,属于塑料加工设备领域,所述自动投料装置用于将封装在原材料包装袋中的原材料投放到料斗中,所述自动投料装置包括框架、抓取组件、刀架、刀具及收集箱,框架设置在料斗上方,抓取组件设置在框架上,抓取组件可相对框架做水平运动或垂直运动,刀架设置在料斗上,刀具设置在刀架上,收集箱设置在框架下方,本发明通过抓取组件抓取、运输和投放原材料,实现了取料过程、运输过程及投放过程的机械化;通过在料斗上方设置刀架,且在刀架上安装刀具,实现了划袋过程的机械化。通过整个投料作业的机械化,使得工人进行投料作业的劳动强度大大降低,且提高了劳动效率。

Description

一种自动投料装置
技术领域
本发明涉及塑料产品加工设备领域,特别涉及一种自动投料装置。 
背景技术
塑料产品加工过程中往往需要使用大量的原材料。加工企业购入的原材料都是大包原材料,每个大包原材料含55小袋原材料,55小袋原材料分11层,每层放置5袋,每个小袋原材料包装尺寸为650*430*140,每个小袋原材料重25kg。每个大包原材料为一组存储在托盘上。 
现塑料产品加工过程中,投料工作靠人力完成,具体通过人员按照从高到底的顺序搬下小袋原材料,划开小袋原材料外包装,将小袋原材料投入料斗中。 
在实现本发明的过程中,发明人发现现有技术至少存在以下问题: 
因每袋原材料包装尺寸大且重量重,使得工人完成投料工作的劳动强度非常大。 
发明内容
为了解决现有技术投料工作的劳动强度大的问题,本发明实施例提供了一种自动投料装置。所述技术方案如下: 
一种自动投料装置,用于将封装在原材料包装袋中的原材料投放到料斗中,所述自动投料装置包括框架、抓取组件、刀架、刀具及收集箱, 
所述框架设置在所述料斗上方,所述框架用于支撑所述抓取组件,所述抓取组件设置在所述框架上,所述抓取组件可相对所述框架做水平运动或垂直运动,所述抓取组件用于抓取所述原材料包装袋并将所述原材料包装袋运输至所述料斗上方,所述刀架设置在所述料斗上,所述刀架用于支撑所述刀具,所述刀具设置在所述刀架上,所述刀具用于划开所述原材料包装袋,所述收集箱设置在所述框架下方,所述抓取组件用于将倾倒完所述原材料的所述原材料包装袋放入所述收集箱内,所述收集箱用于容纳倾倒完所述原材料的所述原材料包 装袋, 
初始状态,所述原材料包装袋设置在所述框架一侧,所述原材料包装袋与所述料斗相对设置,所述抓取组件位于所述原材料包装袋上方。 
进一步地,所述抓取组件包括导向机构、升降机构及抓取器,所述导向机构设置在所述框架上,所述导向机构可相对所述框架做水平运动,所述升降机构与所述导向机构固定连接,所述导向机构用于带动所述升降机构运动,所述升降机构可相对所述导向机构做垂直运动,所述抓取器固定在所述升降机构的下方,所述升降机构用于带动所述抓取器运动,所述抓取器用于抓取所述原材料包装袋。 
进一步地,所述导向机构包括导轨、导向轮及驱动部件,所述导轨设置在所述框架上,所述导轨为所述导向轮提供导向,所述导向轮设置在所述导轨中,所述导向轮相对所述导轨滚动,所述驱动部与所述导向轮固定连接,所述驱动部用于驱动所述导向轮运动。 
进一步地,所述驱动部件为电机。 
具体地,所述升降机构为液压缸或气压缸。 
进一步地,所述抓取器为夹爪。 
具体地,所述夹爪包括夹爪体、楔块及夹爪臂,所述夹爪体的内部设有空腔,所述楔块设置在所述空腔内,且所述楔块可相对所述夹爪体上下运动,所述夹爪臂的下端呈钩状,所述夹爪臂的中部与所述夹爪体的下端活动连接,所述夹爪臂可绕其中部相对所述夹爪体转动,所述夹爪臂的上端顶在所述楔块上,所述夹爪臂通过所述楔块限位。 
具体地,所述框架由方钢焊制而成。 
进一步地,所述刀架上设有通孔,所述通孔用于通过散落的所述原材料。 
具体地,所述刀具设置多排,所述多排刀具相对所述料斗纵向叠加布置。 
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是: 
本发明通过抓取组件抓取、运输和投放原材料,实现了取料过程、运输过程及投放过程的机械化;通过在料斗上方设置刀架,且在刀架上安装刀具,实现了划袋过程的机械化。通过整个投料作业的机械化,使得工人完成投料作业的劳动强度大大降低,且提高了劳动效率。 
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例,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。 
图1是本发明实施例提供的自动投料装置结构主视示意图; 
图2是图1的俯视示意图; 
图3是本发明实施例提供的夹爪的结构示意图; 
图4是本发明实施例提供的料斗的俯视图。 
其中: 
1框架, 
2抓取组件,21导向机构,211导向轮,212导轨, 
           22升降机构, 
           23抓取器,231夹爪臂,232夹爪体,233楔块, 
3原材料包装袋, 
4收集箱, 
5料斗,51管口, 
6刀架,61通孔, 
7刀具。 
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。 
如图1所示,本发明提供了一种自动投料装置,用于将封装在原材料包装袋3中的原材料投放到料斗5中,所述自动投料装置包括框架1、抓取组件2、刀架6、刀具7及收集箱4, 
所述框架1设置在所述料斗5上方,所述框架1用于支撑所述抓取组件2,所述抓取组件2设置在所述框架1上,所述抓取组件2可相对所述框架1做水平运动或垂直运动,所述抓取组件2用于抓取所述原材料包装袋3并将所述原材料包装袋3运输至所述料斗5上方,所述刀架6设置在所述料斗5上,所述 刀架6用于支撑所述刀具7,所述刀具7设置在所述刀架6上,所述刀具7用于划开所述原材料包装袋3,所述收集箱4设置在所述框架1下方,所述抓取组件2用于将倾倒完所述原材料的所述原材料包装袋3放入所述收集箱4内,所述收集箱4用于容纳倾倒完所述原材料的所述原材料包装袋3, 
初始状态,所述原材料包装袋3设置在所述框架1一侧,所述原材料包装袋3与所述料斗5相对设置,所述抓取组件2位于所述原材料包装袋3上方。 
本发明的工作原理为: 
参见图1,将本发明置于塑料加工现场,且使得原材料与收集箱4、料斗5并排设置在框架1底下,且一大包原材料、收集箱4及料斗5的中心与框架1的中心在同一平面上。本发明通过PLC进行控制,当需要进行投料作业时,抓取组件2下行并运动至原材料包装袋3处抓取原材料包装袋3,抓取结束后向料斗5方向运动,当设置在料斗5上方的刀架6上安装的刀具7接触到原材料包装袋3时,原材料包装袋3被刀具7划开,原材料从原材料包装袋3内落入料斗5中,料斗下方设有管口51,吸料器通过管口51将料斗中的原材料吸入烘料设备中,抓取组件2运动到料斗5的正上方后停止运动,待原材料包装袋3中的原材料完全进入到料斗5中后,抓取组件2向收集箱4上方运动,当到达收集箱4正上方时抓取组件2放开投放完原材料的原材料包装袋3,将原材料包装袋3存储在收集箱4中,抓取组件2复位,完成一袋原材料的投放,按此过程循环完成投料作业。 
本发明通过抓取组件2抓取、运输和投放原材料,实现了取料过程、运输过程及投放过程的机械化;通过在料斗5上方设置刀架6,且在刀架6上安装刀具7,实现了划袋过程的机械化。通过整个投料作业的机械化,使得工人完成投料作业的劳动强度大大降低,且提高了劳动效率。 
进一步地,如图1及图2所示,所述抓取组件2包括导向机构21、升降机构22及抓取器23,所述导向机构21设置在所述框架1上,所述导向机构21可相对所述框架1做水平运动,所述升降机构22与所述导向机构21固定连接,所述导向机构21用于带动所述升降机构22运动,所述升降机构22可相对所述导向机构21做垂直运动,所述抓取器23固定在所述升降机构22的下方,所述升降机构22用于带动所述抓取器23运动,所述抓取器23用于抓取所述原材料包装袋3。在本实施例中,通过抓取组件2实现对原材料包装袋3的抓取以及对 原材料的运输和投放,并通过抓取组件2将原材料包装袋3回收至收集箱4中,故需设置抓取器23来抓取原材料包装袋3,且保证在运输过程中原材料包装袋3不会与抓取组件2分离,在原材料投放完毕后抓取器23能自动下放原材料包装袋3,且需要设置导向机构21和升降机构22确保抓取器23能够向所要求的方向运动,在本实施例中,导向机构21设置在框架1上,且导向机构21能相对框架1滑动,确保导向机构21可带动抓取组件2在水平方向运动,升降机构22的上端与导向机构21固定连接,确保升降机构22可随着导向机构21在平面内运动,且升降机构22的下端为自由端,抓取器23固定在导向机构21的下端,确保升降机构22的下端可带动抓取器23上行或下行。如此设计,结构紧凑,操作可靠。 
进一步地,如图1及图2所示,所述导向机构21包括导轨212、导向轮211及驱动部件,所述导轨212设置在所述框架1上,所述导轨212为所述导向轮211提供导向,所述导向轮211设置在所述导轨212中,所述导向轮211相对所述导轨212滚动,所述驱动部件与所述导向轮211固定连接,所述驱动部件用于驱动所述导向轮211运动。在本实施例中,抓取组件2通过导向机构21与框架1之间发生相对滑动,故在抓取组件2上设置导向轮211,在框架1上设置导轨212,导向轮211沿导轨212滚动,带动抓取组件2实现水平方向的运动,导向轮211通过驱动部件来驱动。当然,本领域技术人员可知,所述导向机构21还可根据磁悬浮列车的工作原理进行设计。 
进一步地,参见图1,所述驱动部件为电机。在本实施例中,抓取组件2由两台电机驱动,且两台电机的主轴相互垂直,根据实际生产的需要配置减速机及传动件,如可选用齿轮减速器,通过涡轮蜗杆进行传动,也可直接通过涡轮蜗杆实现减速及传动。通过电机驱动导向机构21,有利于控制抓取器23的行程,避免抓取器23在投料工作中被损坏,且使用电机驱动导向机构21有利于实现本发明的自动化控制。 
具体地,参见图1,所述升降机构22为液压缸或气压缸。在本实施例中,升降机构22带动抓取组件2上行或下行,因在下行到一定位置后抓取组件2需抓取原材料包装袋3,故本发明的升降机构22不能随意晃动,在本实施例中,选用液压缸或气压缸来带动抓取器23上行或下行,操作可靠性高。优选地,在本实施例中,所述升降机构22为可伸缩式液压缸。 
进一步地,如图3所示,所述抓取器23为夹爪。使用夹爪抓取原材料包装袋3,抓取更稳固,确保在运输过程中原材料包装袋3不会与抓取组件2分离,操作可靠性强。 
如图3所示,具体地,所述夹爪包括夹爪体232、楔块233及夹爪臂231,所述夹爪体232的内部设有空腔,所述楔块233设置在所述空腔内,且所述楔块233可相对所述夹爪体232上下运动,所述夹爪臂231的下端呈钩状,所述夹爪臂231的中部与所述夹爪体232的下端活动连接,且所述夹爪臂231可绕其中部相对所述夹爪体232转动,所述夹爪臂231的上端顶在所述楔块233上,所述夹爪臂231通过所述楔块233限位。通过使用夹爪抓取原材料包装袋3,结构简单,抓取稳固。 
如图3所示,在本实施例中,夹爪臂231的下端设计为钩状。根据实际情况,夹爪臂231可设计为一个、两个或多个,当夹爪臂231设计为一个时,夹爪臂231的下端的钩状设计为锋利的吊钩,夹爪臂231通过其下端的吊钩钩在原材料包装袋3的上端,从而带动原材料包装袋3运动,而夹爪臂231设计为两个或两个以上时,夹爪臂231可从原材料包装袋3的上端钩取原材料包装袋3,也可从原材料包装袋3的四周将原材料包装袋3夹紧,再带动原材料包装袋3运动。 
在本实施例中,优选地,夹爪臂231设置有四个,四个夹爪臂231分别从原材料包装袋3的前后左右四个面将原材料包装袋3夹紧,且通过夹爪臂231下端的钩状结构承担原材料的重力,从而带动原材料包装袋3运动,夹爪臂231设置为四个,抓取原材料包装袋3的过程中夹爪臂231不需要钩破原材料包装袋3,避免运动过程中原材料从破损的原材料包装袋3内流出,造成原材料的浪费及增加清理原材料的工作量,而且使用四个夹爪臂231抓取原材料包装袋3,在运动过程中原材料包装袋3受力均匀,不会轻易掉落,操作可靠性高,且因为夹爪臂231不需要穿透原材料包装袋3,使得在回收原材料包装袋3时投放原材料包装袋3较为容易。 
以四个夹爪臂231设计为例说明夹爪的工作原理,在本实施例中,使用液压缸或气压缸为夹爪提供动力,夹爪体232与液压缸或气压缸的缸体固定连接,楔块233与液压缸活塞固定,初始状态,夹爪臂231处于张开位置,需要进行抓取原材料包装袋3时,液压缸的活塞向下运动,从而带动楔块233向下运动, 使得夹爪臂231向内收回产生压力,夹紧工件,而当需要松开时,液压缸活塞向上运动,从而带动楔块233也向上运动,使夹爪臂231打开,投放原材料包装袋3或原材料。 
可选择地,在本实施例中,抓取器23也可使用真空吸盘结构。 
具体地,如图1所示,所述框架1由方钢焊制而成。为了节约材料且保证本发明能够正常工作,在本实施例中,框架1采用方钢焊制而成,结构稳固,降低生产成本。 
在框架1的顶部的两条相互平行梁上设置导轨212,导向轮211与导轨212配合,导向轮211带动抓取器23沿导轨212移动,结构简单明了。 
可选择地,在本实施例中,根据实际生产环境的需要,框架1也可设计为圆柱形或其他形状,导轨212设置在框架1的顶面,当导轨212为同心的两条闭合的曲线时,原材料、料斗5、收集箱4依次放置,一个本发明上可设置多个抓取组件2同时作业,提高工作效率。 
当然,本领域技术人员可知,料斗5、收集箱4及框架1还可设计为一体,如将本发明的框架1设置为箱体,在箱体中安装两块隔板将箱体分为三个空间,未拆装的原材料、投放完原材料的原材料包装袋3及原材料分别置于所述三个空间内,且用于置放未拆装的原材料的空间设有门,用于将新购买的原材料置放于该空间内,如此,简化结构设计。 
如图4所示,进一步地,所述刀架6上设有通孔61,所述通孔61用于通过散落的所述原材料。当原材料包装袋3被刀具7划破时,原材料会落到刀架6上,在刀架6上设置通孔61,可使得原材料通过通孔61进入料斗5中,避免原材料在刀架6上堆积,影响刀具7的工作效果。 
如图4所示,具体地,所述刀具7设置多排,所述多排刀具7相对所述料斗5纵向叠加布置。在本实施例中,多排刀具7刀刃的方向与原材料包装袋3的运动方向平行,具体地,刀具7较为锋利,便于快速划破原材料包装袋3。 
以每天生产产量140吨为例计算,每天需要原材料5600袋,如果为人工投料,平均1分钟投入1袋原材料,1个人8小时内可投入480袋原材料,共需要12人,如采用3班制,每班需要4人。如果采用本发明进行投料,其投料速度为5袋/分钟,1套该装置在18.7小时内就能完成24小时的原材料使用量,每班仅需1名操作工即可,大大降低了工人的劳动强度。 
上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。 
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (10)

1.一种自动投料装置,用于将封装在原材料包装袋中的原材料投放到料斗中,其特征在于,所述自动投料装置包括框架、抓取组件、刀架、刀具及收集箱,
所述框架设置在所述料斗上方,所述框架用于支撑所述抓取组件,所述抓取组件设置在所述框架上,所述抓取组件可相对所述框架做水平运动或垂直运动,所述抓取组件用于抓取所述原材料包装袋并将所述原材料包装袋运输至所述料斗上方,所述刀架设置在所述料斗上,所述刀架用于支撑所述刀具,所述刀具设置在所述刀架上,所述刀具用于划开所述原材料包装袋,所述收集箱设置在所述框架下方,所述抓取组件用于将倾倒完所述原材料的所述原材料包装袋放入所述收集箱内,所述收集箱用于容纳倾倒完所述原材料的所述原材料包装袋,
初始状态,所述原材料包装袋设置在所述框架一侧,所述原材料包装袋与所述料斗相对设置,所述抓取组件位于所述原材料包装袋上方。
2.根据权利要求1所述的自动投料装置,其特征在于,所述抓取组件包括导向机构、升降机构及抓取器,所述导向机构设置在所述框架上,所述导向机构可相对所述框架做水平运动,所述升降机构与所述导向机构固定连接,所述导向机构用于带动所述升降机构运动,所述升降机构可相对所述导向机构做垂直运动,所述抓取器固定在所述升降机构的下方,所述升降机构用于带动所述抓取器运动,所述抓取器用于抓取所述原材料包装袋。
3.根据权利要求2所述的自动投料装置,其特征在于,所述导向机构包括导轨、导向轮及驱动部件,所述导轨设置在所述框架上,所述导轨为所述导向轮提供导向,所述导向轮设置在所述导轨中,所述导向轮相对所述导轨滚动,所述驱动部与所述导向轮固定连接,所述驱动部用于驱动所述导向轮运动。
4.根据权利要求2所述的自动投料装置,其特征在于,所述驱动部件为电机。
5.根据权利要求2所述的自动投料装置,其特征在于,所述升降机构为液压缸或气压缸。
6.根据权利要求2所述的自动投料装置,其特征在于,所述抓取器为夹爪。
7.根据权利要求6所述的自动投料装置,其特征在于,所述夹爪包括夹爪体、楔块及夹爪臂,所述夹爪体的内部设有空腔,所述楔块设置在所述空腔内,且所述楔块可相对所述夹爪体上下运动,所述夹爪臂的下端呈钩状,所述夹爪臂的中部与所述夹爪体的下端活动连接,所述夹爪臂可绕其中部相对所述夹爪体转动,所述夹爪臂的上端顶在所述楔块上,所述夹爪臂通过所述楔块限位。
8.根据权利要求1所述的自动投料装置,其特征在于,所述框架由方钢焊制而成。
9.根据权利要求1所述的自动投料装置,其特征在于,所述刀架上设有通孔,所述通孔用于通过散落的所述原材料。
10.根据权利要求1-9任一项权利要求所述的自动投料装置,其特征在于,所述刀具设置多排,所述多排刀具相对所述料斗纵向叠加布置。
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