CN104670556A - 铁钉自动包装机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铁钉自动包装机，其特征在于，包括排序装置和输送装置，排序装置包括支承架、进料斗、振动器、转向弯斗和设置在支承架上的两组链网排钉机构，振动器用于使支承架振动，链网排钉机构包括动力源、外侧链条、与外侧链条啮合的外侧链轮、内侧链条、与内侧链条啮合的内侧链轮以及多根并排布置的横杆。链网排钉机构采用机械方式自动地把杂乱无章的铁钉整齐有序地垂直排列，转向弯斗再把垂直排列的铁钉转成朝向相反的两组铁钉水平排列在输送带上，输送装置再把排列好的铁钉输送去装箱，排钉效果好、结构简单、结实耐用、造价低廉，并且便于操作、维护和维修。
Description
技术领域
[0001] 本发明涉及包装设备，尤其是一种铁钉的全自动包装设备。
背景技术
[0002] 每年我国都有大量的铁钉生产，这些铁钉在外运过程中需要对其进行装箱，这看似简单的问题却十分的复杂。因为铁钉是大量杂乱的散件，它不像其它产品的装箱那么容易，通常会出现装箱不结实，容易破损，钉子间间隙很大等缺点。例如，要装一定数量的钉子如果钉子排列不整齐，就会使得箱子体积很大；同时，钉子排列不整齐彼此交错，在搬运过程中很容易使箱子破损。因此，在铁钉装箱时需对铁钉进行排序，也就是使铁钉的排列尽可能一致，这样既可减少包装的体积、降低运输成本，也可防止铁钉将包装箱刺破。若采用人工装箱，对钉子进行排序装箱会占用很多劳动力，其装箱的效率是很低的，无法满足现在市场强大的需求量。此外，铁钉包装是钉子生产的最后一道工序，如果铁钉包装的生产效率提高不上去，将会影响到前面工序的正常进行，因此，企业要扩大生产规模，那必然要考虑采用自动化包装设备。
[0003]目前国内的铁钉包装设备多数来自进口，而从国外进口的铁钉包装设备价格昂贵，每套在300万人民币以上。国内也有少数的自主开发的钉子包装设备，其价格也是进口设备的五分之一左右。对于一些中小型铁钉生产企业来讲，购买铁钉自动包装设备投资太大，不能按自己的生产需要购进铁钉自动包装设备，这已制约了许多铁钉生产厂家的发展。上述的国内外铁钉自动包装设备均是电磁式铁钉排序包装设备，利用磁力对铁钉进行排序，其排钉速度快、效率高，但也存在以下一些问题，例如加磁设备发热易损、排钉效果不佳、结构复杂、维护维修复杂、整机可靠性与柔性自动化程度差的问题。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于，提供一种排钉效果好、结构简单、成本低廉、操作维护维修简易的铁钉自动包装机。
[0005] 为了实现上述目的，本发明提供的铁钉自动包装机包括排序装置和输送装置，排序装置包括支承架、进料斗、振动器、转向弯斗和设置在支承架上的两组链网排钉机构，振动器用于使支承架振动，链网排钉机构包括动力源、外侧链条、与外侧链条啮合的外侧链轮、内侧链条、与内侧链条啮合的内侧链轮以及多根并排布置的横杆，动力源用于驱动外侧链轮和内侧链轮，外侧链条与内侧链条平行设置并同步运动，横杆的两端分别设置在外侧链条和内侧链条上，横杆包括小间隙段和大间隙段，相邻两根横杆的小间隙段之间的间隙宽度大于铁钉杆直径而小于铁钉头直径，大间隙段靠近外侧链条，相邻两根横杆的大间隙段之间的间隙宽度大于铁钉头直径，链网排钉机构包括外侧链条与内侧链条在同一水平面的水平输送区以及外侧链条低于内侧链条的倾斜输送区，进料斗连通两组链网排钉机构的所述水平输送段，在两组链网排钉机构的所述倾斜输送区的下方各设置一个转向弯斗，输送装置包括输送带和与输送带配合的带轮，输送带在转向弯斗的下方，铁钉从倾斜输送区掉进转向弯斗中，沿着同一个转向弯斗滑下来铁钉朝向一致地摆放在输送带上，从两个转向弯斗出来的铁钉朝向相反。
[0006] 本发明提供的铁钉自动包装机，链网排钉机构采用机械方式自动地把杂乱无章的铁钉整齐有序地垂直排列，转向弯斗再把垂直排列的铁钉转成朝向相反的两组铁钉水平排列在输送带上，输送装置再把排列好的铁钉输送去装箱，排钉效果好、结构简单、结实耐用、造价低廉，并且便于操作、维护和维修。
附图说明
[0007]图1为本发明铁钉自动包装机的结构示意图；
[0008] 图2为图1的左视方向结构示意图；
[0009] 图3为图1中的两组链网排钉机构的俯视方向结构示意图；
[0010]图4为并排排列的两个横杆结构图；
[0011]图5为倾斜输送区的横杆状态图；
[0012] 图6为图1中的输送装置的俯视方向结构示意图；
[0013]图7为在输送装置的输送带上的铁钉状态变化示意图。
[0014] 下面结合附图对本发明作详细描述。
具体实施方式
[0015] 铁钉自动包装机包括排序装置、输送装置和称重装箱装置。参见图1和图2，排序装置包括支承架1、进料斗2、振动器、转向弯斗3和设置在支承架I上的两组链网排钉机构。振动器用于使支承架I振动，从而使两组链网排钉机构振动。振动器可以是振动电机或其他振动机构。每组链网排钉机构包括动力源、外侧链条11、与外侧链条啮合的外侧链轮12、内侧链条13、与内侧链条嗤合的内侧链轮14以及多根并排布置的横杆15。外侧链条11与内侧链条13平行设置并同步运动，动力源用于驱动外侧链轮12和内侧链轮14，从而带动外侧链条11和内侧链条13同步运动。参见图2和图3，横杆15的两端分别设置在外侧链条11和内侧链条13上。参见图4，横杆15包括小间隙段151和大间隙段152，小间隙段151呈圆杆状，大间隙段152为由圆杆状加工成的扁平状。相邻两根横杆的小间隙段151之间的间隙宽度大于铁钉杆直径而小于铁钉头直径，大间隙段152靠近外侧链条11，相邻两根横杆的大间隙段152之间的间隙宽度大于铁钉头直径。在小间隙段151，铁钉10的铁钉杆能通过而铁钉头不能通过，在大间隙段152，整个铁钉都能通过。横杆15可拆卸地安装在外侧链条11和内侧链条13上，通过安装不同直径的横杆，可以调整横杆间的间隙大小，从而适应不同直径铁钉的排钉要求。
[0016] 参见图1，外侧链条11与四个外侧链轮12啮合，上排的两个外侧链轮在同一水平面布置，下排右边外侧链轮的位置低于左边外侧链轮的位置。内侧链条13与四个内侧链轮14啮合，上排的两个内侧链轮与上排的两个外侧链轮在同一水平面布置，下排的两个内侧链轮与下排左边的外侧链轮在同一水平面布置。下排外侧链条除右边部分低于下排内侧链条外，其余的下排外侧链条与下排内侧链条在同一平面上。链网排钉机构包括水平输送区和倾斜输送区，在图1中，倾斜输送区在水平输送区的右边。在水平输送区，外侧链条11与内侧链条13在同一水平面上，在该区域内的横杆15在同一水平面内平行排列。在倾斜输送区，外侧链条11低于内侧链条13，在该区域内的横杆15在一个内高外低的倾斜平面内倾斜平行排列，横杆15的状态如图5所示。输送到倾斜输送区的铁钉顺着横杆向外侧链条11侧滑动，并从该区域的横杆大间隙段152掉落。
[0017] 排序装置包括两组链网排钉机构。参见图1至图3，两组链网排钉机构并排设置，在长度上有差别。
[0018] 进料斗2设置在链网排钉机构一侧，连通两组链网排钉机构的水平输送区。铁钉由进料斗2进入链网排钉机构的水平输送区，在振动作用下，铁钉纷纷挂在横杆间的间隙中，由杂乱无章变成头上尖下的垂直状态，实现了铁钉的垂直方向一致排序。垂直排序好的铁钉由水平输送区向倾斜输送区输送，在倾斜输送区，铁钉顺着横杆向外侧链条11侧滑动，并从该区域的横杆大间隙段152掉落。参见图1和图2，在两组链网排钉机构的倾斜输送区的下方各设有一个转向弯斗3。从两组链网排钉机构的倾斜输送区掉下来的铁钉各进入一个转向弯斗3中，沿着同一个转向弯斗3滑下来铁钉朝向一致地摆放在输送带41上。经过转向弯斗3后，铁钉由垂直排列状态变成水平排列状态。为了避免摆放在输送带41上的所有铁钉仅朝一个方向，通过对两个转向弯斗3的设置，能够使从两个转向弯斗3出来的铁钉朝向相反，从一个转向弯斗3出来的一组铁钉的铁钉头刚好与从另一个转向弯斗3出来的另一组铁钉的铁钉杆相配，且数量基本相等，有利于节省包装空间。
[0019] 为了防止铁钉从两个转向弯斗3掉落到输带41中时发生碰撞而打乱方向，把两个转向弯斗3的出口分别设置在输送带41纵向的不同位置处，分别经过两个转向弯斗3落到输送带41上的铁钉也就不会发生碰撞。相应地，将两组链网排钉机构的长度设置成不一致，分别对应的转向弯斗3的进口位置也完全错开。
[0020] 为了防止铁钉在链网排钉机构的水平输送区就掉落，在链网排钉机构的下方增设了阻挡带81，参见图1和图2，阻挡带81在水平输送区的横杆大间隙段的正下方，阻挡带81由带轮82张紧，贴靠在外侧链条11上，跟随外侧链条11 一起运动，能够防止铁钉从横杆的大间隙段滑落。阻挡带也可以是其他结构，比如可以是固定设置在横杆大间隙段下方的板或带，与水平输送区的横杆之间的距离小于铁钉长度。
[0021] 为了进一步帮助铁钉在倾斜输送区更好的从横杆的大间隙段滑落，在倾斜输送区的下方增设挡板18，参见图3，挡板18自横杆的小间隙段向大间隙段倾斜设置，使挂在横杆上的所有铁钉均被挡板18挤向横杆的大间隙段。
[0022] 参见图1、图2和图6，输送装置包括输送带41和与输送带配合的带轮42，输送带41在转向弯斗3的下方。在输送带41向下转弯处设有罩子43，罩子43呈圆环形，正好将输送带41张紧在半个带轮上的部分罩起来。罩子43的内壁与输送带41之间的距离小于铁钉长度，可以防止铁钉在通过罩子43时发生排列方向变化。输送带41上等间距地设有多个隔板44，隔板44的延伸方向与输送带上的铁钉的轴向大体一致，在本实例中，隔板44沿着输送带41的横向延伸。隔板44可以使从转向弯斗3掉落在输送带41上的铁钉基本保持方向不变，使铁钉在输送带41上的输送过程中保持方向，并防止铁钉在通过罩子43时发生堆叠而导致输送不畅。输送带41的上方设有两个导向体45，沿着输送带41的运动方向，两个导向体45之间的距离逐步减小，两个导向体45之间的最小距离稍大于铁钉的长度，输送带41上的铁钉被限制在两个导向体45之间。导向体45用于对铁钉的两端形成挤压，把铁钉从图7中的a状态向b状态挤压，使铁钉排列更加有规则，占有空间进一步缩小。在本实施例中，导向体45为侧带，与侧带轮46配合，随输送带41 一起运动。导向体还可以是固定板，固定板与输送带41之间存在小间隙，在对铁钉形成挤压的同时又不会影响输送带41和铁钉的运动。输送带41带着铁钉进入罩子43后，在输送带41、隔板44及罩子43之间形成相对封闭的空间，使铁钉转向180度后在罩子43的下沿掉落到接料斗5中。
[0023] 参见图1和图2，接料斗5设置在罩子43的出口下方，其下部设有活动连接的底板。底板关闭，可以暂时储存铁钉，底板打开，将向称重装箱装置输送铁钉。称重装箱装置包括支架66、导轨61、料框62、料框底座63、称重机构和增补机构65。支架66上设有导轨61和推拉动力源64，料框底座63可移动地安装在导轨61上，推拉动力源64用于驱动料框底座63在导轨61上做来回移动。推拉动力源64可以是气缸、液压缸或直线电机等可以实现来回运动的元器件或机构。称重机构设置在料框底座63上，料框62设置在称重机构上，其底部设有活动连接的料框底板。在本实施例中，称重机构为安装在料框底座63的四个角上的四个称重传感器，料框62由称重传感器支撑。增补机构65在料框62的上方，用于往料框62中少量放置铁钉，通过逐步少量补料方式，使料框62中的铁钉总重量精确控制在预定范围内。在本实施例中，增补机构65包括振动盘，振动盘上设有增补料框和出料口，铁钉放置在增补料框中，通过振动盘的振动作用，少量铁钉，比如两个或三个铁钉从出料口出来掉进料框62中。增补机构还可以是能够逐步往料框中少量放置铁钉的其他结构，例如机械阀门式结构，每次打开阀门，少量几个铁钉就掉进料框中。料框62的下方设有传送装置7，传送装置7可以是带传动装置或链条传动装置等。包装箱71通过传送装置7输送到料框62下料位置的正下方，料框62的料框底板打开，料框62的铁钉掉进包装箱71中，装满铁钉的包装箱71由传送装置7输送到下一个工位进行振实打包。
[0024] 称重装箱装置的料框底座63设计为可在导轨61来回移动，补料前的粗称重和补料时的精称重分别在两个位置进行，为了节省时间、提高生产效率，本发明设置了两组称重装箱装置，一组在进行精称重时，另一组在进行粗称重，使粗、精称重交错进行。
[0025] 称重时，一组称重装箱装置的推拉动力源64推动料框底座63，使料框62刚好位于接料斗5的正下方，接料斗5的底板打开，铁钉进入料框62，四个称重传感器实时对铁钉称重，当达到预期总重的一定比例时(例如预期总重的95% )，接料斗5的底板关闭，推拉动力源64回拉料框底座63，使料框62刚好位于包装箱71的正上方，此时由增补机构65补料，进行二级精细称重，当达到预期总重，增补机构65停止补料，料框62的料框底板打开，铁钉进入包装箱71。装满铁钉的包装箱71由包装箱传送装置7输送到下一个工位进行振实打包。在一组称重装箱装置的料框62退回包装箱71正上方的精称重位置时，另一组称重装箱装置的料框62伸出到接料斗5正下方的粗称重位置，使粗、精称重交错进行，节省了时间、提尚了效率。
[0026] 本发明链网排钉机构采用机械方式自动地把杂乱无章的铁钉整齐有序地垂直排列，转向弯斗再把垂直排列的铁钉转成朝向相反的两组铁钉水平排列在输送带上，输送装置再把排列好的铁钉输送去装箱，排钉效果好、结构简单、结实耐用、造价低廉，并且便于操作、维护和维修。
Claims (10)
1.铁钉自动包装机，其特征在于，包括排序装置和输送装置，排序装置包括支承架(1)、进料斗(2)、振动器、转向弯斗(3)和设置在支承架(I)上的两组链网排钉机构，振动器用于使支承架(I)振动，链网排钉机构包括动力源、外侧链条(11)、与外侧链条啮合的外侦Ij链轮(12)、内侧链条(13)、与内侧链条嗤合的内侧链轮(14)以及多根并排布置的横杆(15)，动力源用于驱动外侧链轮(12)和内侧链轮(14)，外侧链条(11)与内侧链条(13)平行设置并同步运动，横杆(15)的两端分别设置在外侧链条(11)和内侧链条(13)上，横杆(15)包括小间隙段(151)和大间隙段(152)，相邻两根横杆的小间隙段之间的间隙宽度大于铁钉杆直径而小于铁钉头直径，大间隙段(152)靠近外侧链条(11)，相邻两根横杆的大间隙段之间的间隙宽度大于铁钉头直径，链网排钉机构包括外侧链条与内侧链条在同一水平面的水平输送区以及外侧链条低于内侧链条的倾斜输送区，进料斗(2)连通两组链网排钉机构的所述水平输送段，在两组链网排钉机构的所述倾斜输送区的下方各设置一个转向弯斗(3)，输送装置包括输送带(41)和与输送带配合的带轮(42)，输送带(41)在转向弯斗(3)的下方，铁钉从倾斜输送区掉进转向弯斗(3)中，沿着同一个转向弯斗(3)滑下来铁钉朝向一致地摆放在输送带(41)上，从两个转向弯斗(3)滑下来的铁钉朝向相反。
2.根据权利要求1所述的铁钉自动包装机，其特征在于，在所述输送带(41)向下转弯处设有罩子(43)，罩子(43)的内壁与输送带(41)之间的距离小于铁钉长度。
3.根据权利要求2所述的铁钉自动包装机，其特征在于，所述输送带(41)的上方设有两个导向体(45)，沿着输送带(41)的运动方向，两个导向体(45)之间的距离逐步减小，两个导向体之间的最小距离稍大于铁钉的长度，输送带上的铁钉被限制在所述两个导向体之间。
4.根据权利要求3所述的铁钉自动包装机，其特征在于，所述导向体(45)为侧带，侧带与侧带轮(46)配合。
5.根据权利要求3所述的铁钉自动包装机，其特征在于，所述输送带(41)等间距地设有多个隔板(44)，隔板(44)的延伸方向与输送带上的铁钉的轴向大体一致。
6.根据权利要求2所述的铁钉自动包装机，其特征在于，还包括接料斗(5)和称重装箱装置，接料斗(5)在所述罩子(43)的出口下方，其下部设有活动连接的底板，称重装箱装置包括料框(62)、料框底座(63)、称重机构和增补机构，料框¢2)的底部设有活动连接的料框底板，称重机构设置在料框底座¢3)上，料框¢2)设置在称重机构上，增补机构在料框(62)的上方，用于往料框中少量放置铁钉。
7.根据权利要求6所述的铁钉自动包装机，其特征在于，所述称重装箱装置还包括支架(66)，支架¢6)上设有导轨¢1)和推拉动力源(64)，所述料框底座¢3)可移动地安装在导轨¢1)上，推拉动力源¢4)用于驱动料框底座¢3)移动，铁钉自动包装机包括两组称重装箱装置。
8.根据权利要求7所述的铁钉自动包装机，其特征在于，所述称重机构为安装在料框底座¢3)上的多个称重传感器，料框¢2)由多个称重传感器支撑，增补机构为振动盘，振动盘上设有增补料框和出料口。
9.根据权利要求1至8任一项所述的铁钉自动包装机，其特征在于，所述两个转向弯斗(3)的出口分别在所述输送带(41)纵向的不同位置处。
10.根据权利要求1至8任一项所述的铁钉自动包装机，其特征在于，在所述水平输送区的横杆大间隙段的下方设有阻挡带(81)，阻挡带(81)用于防止在水平输送区的铁钉从大间隙段滑落。
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