CN1063460A - 自动供袋方法和挂袋装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种自动挂袋装置，可以大大超过每 小时挂袋1000个的速度。口袋A在一种新型斗式 输袋机上从其封闭的袋底一端被取走，袋底朝前约呈 直角进入导向辊7。口袋A在直立的位置上并在预 开启的状态下由成对吸持爪23抓住，撑开，并同时被 一个双杆系送到装袋套管上并自动夹紧。

Description

本发明涉及一种用于松散物料装袋的自动供袋方法，其步骤是从袋堆上将口袋强制输送，撑开袋口，再将打开的袋口挂在装料套管上。

美国专利说明书US-PS  3566578描述了一种在自动化初期所提出的自动悬挂运输袋的方法。其基本构思很简单。由人将一整叠纸袋以正确的位置放到一条输送带上，并尽可能靠近装料套管，然后一个带有吸头的自动夹持器将纸袋逐个插到装袋套管上，装袋套管处同样也设有口袋开启和夹持装置。该装置虽然每小时可以将几百个口袋悬挂到装料套管上，但时间长了就会成为一种将工人变成机器人的工作，工人由于很劳累，只能坚持一整天。在使用这种自动机时人们就发现，天然产品，如纸张的性质差别极大，经常会出现不良状况。最常出现的影响因素是空气和材料的湿度。有时用已有的机械装置会根本无法打开口袋或同时由自动夹持器夹起两个口袋。

由于还会发生其他完全不同的故障，如装满的口袋破裂，长期以来在任何情况下总是满足于设专人监视整个装袋工序，以使供袋有秩序地顺利进行。因此不可能进一步提高每小时的处理能力，因为更快的运动循环会同时提高故障率，从而使全天的增产根本无法实现。

上述工艺的主要弱点在于袋口开启方法不完善。美国专利US-PS  4320615的申请人曾尝试过消除老方法的两个缺点。如该专利说明书附图2a，2b和2c所示，其做法是在一个口袋被夹起的同时有一个滚动过程，作为口袋开启的准备，并几乎能完全阻止带起第二个或第三个口袋。此种方法可以做到每小时悬挂600至800个口袋，并大大减少故障。

长期以来，专业界认为，对于大批量的磨碎产物而言，用散装槽车运输给消费者要更为经济。这种方式同时要求运输的品种要很少。但是近来的发展表明，人们需要许多不同的品种。

此外，在用托板装袋领域中，自动化有了巨大进步，所以装袋运输又重新赢得优势，这就特别要求提高每小时的产量。

本发明的任务是，开发一种新型的运输袋挂袋装置，它能无故障地工作，并以自动化操作达到每小时挂袋1000至1200个的速度，甚至更高。

本发明解决方案的特征是，最好将口袋重叠放在一起，并在取袋位置上逐个提取，摆开、撑开并悬挂。

最好是构成多个可用机械移动的袋堆，此时由人工将口袋放到一个传送带上，其中一部分口袋单独用自动装置逐个提取。

另一种有利的方案是，口袋至少分两步分别由分开式自动装置撑开。

最为有利的方案是使口袋自袋堆经导向供袋单元转移到一个直立位置上，并在到达该直立位置时使口袋在导向供袋单元区域中有少许预开启。

发明人认为，已有的逻辑断言在工作循环中每个附加的运动都耗费时间，这至少在挂袋自动机上被证明是错误的。

对于性质差别极大的天然产品而言，必须采取有效的手段，使其在不利的条件下也能正常工作。对一种具有近0.5平方米纸面积的大规格纸袋而言，如果专门考虑其物理性质而采取与之相适应的运动方式，借助于合适的辅助导向，特别是导向辊和摆动与开启装置，可以令人意外地实现迄今为止认为在这种大规格纸袋上所无法达到的运动速度，也就是说在允许增速的条件下还能实现精确可控的纸袋导向，并且不出现飘动等问题。

本发明构思所采取的附加运动，即“过膝式抽拉”被证明是极为有效的，因为即便是经长期不良储藏的口袋也能被“彻底地”松开，从而克服“不易打开”的困难。通过这种方式，口袋的开启除了有导向辊的作用外还特别通过导向和吸附机构的共同作用进行准备，并如后所示同时开始。口袋由夹持器夹持，其厚底朝前受到强制导向并被推向下方。试验证明，这样可以解决两个问题，即彻底“打开”口袋供装料之用，甚至打开所有折叠处，一直开到袋底;特别是袋口的打开可以用一种迄今为止从未达到的操作可靠性进行。如果观察一下运动过程，则可发现它和两种公知的方案相比是用较为复杂的手段实现的;但是如果考察每一个口袋，则可看出它既无破坏性强力，又强制性地实现了一种完全自然的运动循环，从而圆满地解决了发明任务。

口袋的协调运动可意外地通过下列特征实现，口袋的开启由两个作用方向相反的成对吸持爪完成，它们并不撞击口袋，最好是在袋口已被预开启的状态下接收口袋。为了达到每小时处理1200个口袋的产量，并做到完全无故障操作，口袋应重叠放置，用机械输送，由夹持器逐个夹住每个封闭的袋底，并通过导向输送单元进入大致呈直角或少许钝角的直立位置，再由摆动和开启装置输送到口袋套管上。

本发明还涉及一种用于松散物料的自动挂袋装置，该装置是用夹持器从袋堆上逐个提取口袋的，撑开袋口，再将打开的袋口挂在装袋套管上，其特征在于，平放的口袋以其封闭的袋底朝前贴在导向辊上并呈直立位置，再借助于一个摆动和开启装置可以移送到装袋套管上。

在导向辊区域最好设置一条或多条导向带。此时可以例如用电动机驱动导向辊和/或导向带或是驱动两者。在特别困难的情况下可以在导向辊和导向带之间、或在导向带之间设定很小的，只有几个百分点的速度差，使得在导向的同时，口袋的两层之间产生少许相对位移。当导向辊和导向带之间的距离和/或压力能够选择，并且导向带的一段和导向辊的形状相吻合时，能够达到最有利的效果。该构思在结构上可简单地采用对每条导向带设一对导向轮来实现，每对导向轮中各有一个导向轮可与导向带一起移向或离开导向辊，从而在导向辊上产生缠绕运动。

另一种效果良好的结构是，自袋堆上被取走的平放单个口袋以其封闭的袋底朝前，可用导向辊水平进到少许倾斜的位置上。导向辊最好设置成可转动的空心辊，并与一个真空泵相连接，辊壁的部分区域上开有吸孔，用于吸附口袋，为袋口开启作准备。导向辊的运动控制要保证导向结束时口袋内层的端部在具有吸孔辊壁的部分区域停留片刻，同时口袋外层在导向移送中张开少许。通过该方式，均匀包在导向辊上的口袋在一个精确控制的最终位置上，随着导向带移开的同时，口袋的整体被真空吸力保持定位，同时纸袋的外层则已微微张起。使用家用纸袋的日常经验表明，经常在打开口袋的开始时遇到很大问题。但这一问题已通过所建议的部分运动循环在尺寸大得多的运输袋上得到解决。

本发明构思的另一个有利的方案是，在运输袋自动悬挂到装袋套管上的过程中，设置一个单个口袋的准备位置和两套成对吸持爪，成对吸持爪装在摆臂上并以相反的方向被强制驱动，以将口袋撑开并从口袋准备位置转移到装袋套管上。成对吸持爪最好通过肘节杆和气动驱动装置完成开启和闭合运动。就像人的左右手的拇指和食指一样，摆臂悬挂口袋的功能由一个双连杆系统由下向上所做的圆弧运动实现。其中重要的是，吸持爪和挂袋装置应可独立控制，并且要有协调两个运动过程的装置。

挂袋装置还包括以下结构，口袋开启吸持爪可在液压或气动强制驱动的肘节杆的带动下分别进入一个完全张开的恢复位置或起始位置，一个未完全闭合的取袋位置和一个可控的最大口袋开启位置，吸持爪最好还可自口袋开启位置进入一个可控口袋套管成形位置上。吸持爪具有吸头。

本发明还涉及一种袋堆输送装置，它的特征是，该装置具有若干个独立的斗状袋盒，它们可以由可控输送机自上料位置移动到取袋位置。

在迄今为止公知的方案中，通常是采用传送带形式的输送机，它是为水平或倾斜的成叠口袋设计的。但是人们发现，简单地将一叠纸袋放上时，无法准确地定位，从而会因位置变化而影响后面的机械操作。因此迄今为止要求口袋的上料要很仔细并耗费很多时间。本发明则提出采用若干斗形袋盒，它甚至允许装入任意尺寸的口袋，而且简便迅速。如果输送机是循环的环形链或环形带构成的，还可以向多个袋盒中顺序装入空袋。袋盒铰接在输送机上，最好是设置在环形链上。

另一种特别有利的结构是，袋盒具有朝着输送机的运动方向倾斜的底板，用于放置口袋，还有一个和倾斜底板呈角状的下挡板，并且至少在输送机的纵向的一侧还有一个挡板。底板的倾角可在15°至60°之间，最好为20°至45°。

最好还有一种结构，袋盒处在上料位置时，由于其前方已有另一个袋盒的缘故，形成了盒形结构，从而限制了袋堆的最大高度，袋盒的上部在上料位置上是部分敞开的，而在取袋位置则完全敞开。袋堆输送装置在整体上最好有如下结构，即将袋盒铰接在封闭循环的输送装置上，上料位置和取袋位置各位于一端，并且在袋盒的取袋位置上使取完袋的空盒向下运动离开。但是也可以使袋盒的底板呈拱形和/或双重倾斜式，底板的拱形则可由可调式机械支撑件产生。袋堆设置成斗式口袋输送机，该输送机的若干个袋盒可以由起到输送带作用的环形链步进带动，其若干袋盒最好倾斜放置，并且从上料位置到取袋位置可以步进移动，其夹持器用于从导向带出发逐个移送口袋，其摆臂则和两套成对吸持爪用于将口袋挂到装袋套管上。

导向辊将空袋弯折成一个呈大致直角到少许钝角的角度，并且送入一个直立并带少许倾斜的位置，此时封闭的口袋底朝下。随着同时进行的开袋运动，口袋被移送到垂直的装料位置上，处在口袋套管区域内，最好再将袋口扩张成和口袋套管相吻合的形状，从而使口袋夹能立刻关闭口袋并夹紧，并且不产生褶皱。

本发明可允许其机械式强制运动达到很高的速度。全部运动过程划分成若干运动，还可实现一个极大的优点，即第一个运动，也就是自袋堆上逐个取走口袋的运动耗时极少，从而为问题较多的区间提供了较多的时间，因此可以较为精确而平稳地进行。所有的运动均可强制性控制。口袋总是可以在正确的地方被抓取，其最大的移动距离均位于口袋的纵向。口袋的横向运动仅发生在开口和转移到口袋套管上期间。但此时口袋最薄弱的袋口部分被刚性支撑和导向，所以机器可以毫无风险地高速运转。

下面借助于若干实例对本发明做进一步的说明。其中：

图1表示挂袋运动过程的总体示意图;

图2表示开始打开口袋;

图3表示一种新型袋堆盒输送机的示意图;

图4表示图3所示新型袋堆盒输送机的透视图;

图5表示一种取袋和分袋装置;

图6表示吸持爪在开袋口和挂袋过程中的不同工作位置示意图;

图7表示吸持爪的恢复位置或起始位置;

图8表示经预开启的口袋被夹持，并开始打开;

图9表示吸持爪处在完全张开的位置并且准备将口袋套在装料套管上。

图10表示打开的口袋在装料套管处的最终位置。

按顺序先见图1所示，袋堆输送机1上有由平叠在一起的空袋组成的袋堆2。在第一个运动循环中，口袋A的封闭端被取袋装置4的吸头3按箭头5方向吸起，此时袋口垂向下方。然后口袋A沿箭头6做一个大致水平的运动并被送入导向辊7。箭头8表示该水平运动过程必须精确并有利于由相应的传感器进行控制，例如在口袋和导向辊7相对的位置上产生一个停顿。在导向辊7上方装有若干导向带9，它们各由一根橡胶带10、一个主轮11和一个张紧轮12构成。主轮11和张紧轮12一起形成导向轮对13。当口袋到达位于导向辊7对面的正确起始位置后，导向带9即自入袋位置端部和/或以协调的运动循环下降。口袋被夹持在导向辊7和导向带9之间，并且口袋A的继续送入立刻开始，例如按照一个完成了入袋运动后的启动信号继续送入或者以与导向辊7和/或导向带9的旋转驱动相关的运动继续送入。吸头3中的真空必须事先消失，以使口袋自由地被导向辊7接收。口袋A此时包在导向辊7上，并大致呈直角沿箭头14向下运动，其端部位置同样由箭头8所表示的传感器控制，从而使位于上部的袋口在运动14完成后停留在导向辊7的一个事先准确确定的位置上。导向辊7刚好在这个位置上开有吸孔15，它同样可与一个可控制的真空泵相连接。通过该方式，贴在导向辊7上的袋层，即内纸面在运动14完成后被吸住。而另一侧的外纸面则倾向于维持在伸直的位置上（参见图2），这样袋口就开始被打开了。这一初始开启的条件是导向带9围绕导向辊7有强烈的转向过程。在口袋还挂在导向辊7上时，借助于其他吸头3和相应的预开启装置35即可实现对口袋的预开启。口袋B在运动14完成后其已经打开的袋口20（图2）处在一个很准确的位置上。口袋的封闭的下端（21）以少许倾斜的位置向下悬垂（箭头14）。这一倾斜位置并不要求十分精确，因为下面所述的成对吸持爪允许有相当大的间隙。口袋B此时被吸持爪装置23所吸持和完全撑开，并由摆臂30将完全撑开的上端袋口20′沿弧形轨道26转移到装袋套管25。口袋C的固定由装袋套管25处的固定袋夹27完成，然后吸持爪装置23可以再返回起始位置。

在图2中以较大的比例表示口袋B在开始开启袋口时的位置。吸持爪装置23和摆臂30固定连接。摆臂30的上端连有在两侧铰接支承的单连杆31，下端连有肘节连杆32，摆臂在可控驱动装置33的作用下摆动时刚好可以强制实现箭头26所示的运动轨迹。

在图3和图4中表示出一台袋堆盒输送机1。绕在链轮41、42上的环形链40携带着若干个斗形袋盒43、43′、43″等等，每个袋盒可各容纳一堆口袋44、44′等等。盛放口袋的只是位于上部的袋盒43、43′，而位于下部的袋盒则是空的，每个袋盒均具有一个底板45，一个下挡板46和至少一个侧挡板47，所以口袋在放入时可以容易地推向角部48。也就是说，不论口袋的大小、长度和宽度如何，总可以精确地将口袋送到一个已准确确定的位置上，并且再由取袋装置4从该位置上将口袋逐个取走。每个袋盒的下角铰接在环形链上，并且还通过支撑铰杆51与环形链铰接，从而使袋盒在取袋位置上通过支撑铰杆51沿箭头52向下运动，在一定范围内可调整斜角α。与此同时因前一个袋堆盒而造成的重叠53也被消除，因此可以不受阻碍地自袋堆的上方进行取袋，如虚线所示的位置。

在图4的左侧，底板45呈向内弯曲形，如实线55所示。图4的右侧是取袋装置4，它具有一个水平滑板60和一个升降装置61。在升降的同时还产生一个摆动，以将口袋提升到水平位置，见图5中的工作缸62。在图5中还可看到使用两个吸头30。

图6表示具有两套成对吸持爪23或23′的吸持爪装置23，成对吸持爪由图中未示出的控制器协调可做方向相对的运动循环。每套成对吸持爪23都具有一种手指的功能，并且各具有可控杆系70和71′，其驱动由气动缸71或72完成。每套成对吸持爪23至少有两个吸囊73，该吸囊中设有吸头74，吸头74通过管道75与一个真空泵相连接。

所有的功能，即铰接在成对吸持爪23上的摆臂30的运动和吸囊73或73′的运动以及有无真空的循环均由固定的，但可随时调整的程序来控制。

图6中示有袋口撑开过程的三个基本位置，在图的右半部中表示在已开口状态下的口袋移送和标以OB的正式开袋位置。如箭头76所示，吸囊73相互分开，张到最大开口OE，以将口袋悬挂到装袋套管25上。在图的左半部中表示出口袋沿箭头77平滑地运动到装袋套管25。

在图7中口袋B已被预开启并准备移送给开袋和悬挂自动装置78。两个成对吸持爪73张开到最大程度，沿箭头79平移运动到吸持口袋的位置上。吸持爪73各通过一个支杆80成对地装在枢轴承81和弓形杆82上。

图8表示在成对吸持爪23夹持口袋的同时，正式开启口袋的过程也已开始。每个吸持爪的内侧都有与真空管道84相连接的吸头83。特别对于纸袋极为重要的是夹持口袋时，要保留一个最小间隔X，使得作用在两侧的真空不致相互干扰或将多层纸袋的双层结构拉坏。

夹持口袋的位置可通过两侧的支杆80和双重配置的肘节连杆85以及可控气动缸86调整，其中的一根肘节连杆87通过枢轴88以一个预定间隔D固定在摆臂30上。

由图8至图9所示的运动是这样形成的，一方面由肘节连杆87对支杆80的运动提供基本上呈刚性的支承，另一方面则由枢轴承81在另一个可控气动缸89的作用下向内移动。通过这些措施可实现口袋在开启运动中刚好从SR1张开到SR2这段必要的距离，从而不致出现过度撑开的现象。

口袋被挂到口袋套管25上的过程的最终状态见图10所示。这一运动是通过枢轴承81在气动缸89的作用下回拉而实现的。此处重要的是口袋要贴在口袋套管上，并且不得有褶皱，从而使口袋夹27有一个平整的夹持面。为此口袋材料上不得有皱纹或折叠，否则会严重影响后面的封口工序。口袋被夹紧在口袋套管上后，自动开启与悬挂装置便重新返回图7所示的位置并开始下一个循环。

Claims (30)

1、一种用于松散物料装袋的自动供袋方法，其步骤是从袋堆上将口袋强制输送，撑开袋口，再将打开的袋口挂在装料套管上，其特征是，将口袋重叠放在一起，并在取袋位置上逐个提取，摆开、撑开并悬挂。

2、如权利要求1所述的方法，其特征是，构成多个可用机械移动的袋堆，由人工将口袋放到传送带上，并用自动装置逐个提取。

3、如权利要求1所述的方法，其特征是，口袋至少分两步分别由分开式自动装置撑开。

4、如权利要求1至3之中任何一项所述的方法，其特征是，使口袋自袋堆经导向供袋单元转移到一个直立位置上，并在到达该直立位置时使口袋在导向供袋单元区域中有少许预开启。

5、如权利要求1至4之中任何一项所述的方法，其特征是，口袋的开启由两个作用方向相反的成对吸持爪完成，并且成对吸持爪在袋口已被预开启的状态下接收口袋。

6、如权利要求1至5之中任何一项所述的方法，其特征是，口袋重叠放置，用机械输送，由夹持器逐个夹住每个封闭的袋底，并通过导向输送单元进入大致呈直角或少许钝角的直立位置，再由摆动和开启装置输送到口袋套管上。

7、用于松散物料装袋的自动挂袋装置，该装置是用夹持器从袋堆上逐个提取口袋的撑开袋口，再将打开的袋口挂在装袋套管上，用于实施权利要求1至6中之一所述的方法，其特征是，平放的口袋（A）以其封闭的袋底朝前贴在导向辊（7）上并呈直立位置，再借助一个摆动与开启装置（23，30）可以移送到装袋套管（25）上。

8、如权利要求7所述的自动挂袋装置，其特征是，沿导向辊（7）的纵向区间设有若干导向带（9），导向带的一段可与导向辊（7）的形状相吻合，每根导向带（9）和导向轮对（13）最好能与导向带一起贴近和离开导向辊（7），以实现相对于导向辊（7）的缠绕运动。

9、如权利要求7或8所述的自动挂袋装置，其特征是，自袋堆（2）上被取走的口袋（A）以其封闭的袋底朝前可用导向辊（7）水平进到倾斜位置（22）上。

10、如权利要求7所述的自动挂袋装置，其特征是，导向辊（7）设置成可转动的空心辊（62），并和真空泵相连接，其部分辊壁上开有吸孔（15），用于吸附口袋，开启装置（23，30）上最好设置与吸孔作用方向相反的用于预开启的可动式吸头。

11、如权利要求10所述的自动挂袋装置，其特征是，在导向运动完成后，口袋内层的袋口部分吸附在导向辊壁的吸孔（15）区域，而口袋的外层则被吸头打开。

12、实施权利要求1至6中之一所述方法的自动挂袋装置，其特征是，具有单个口袋准备位置和两套成对吸持爪（23，23′），成对吸持爪安装在摆臂（24）上，可在强制驱动下相对运动，以将口袋撑开并从口袋准备位置移到装袋套管（25）上。

13、如权利要求12所述的自动挂袋装置，其特征是，吸持爪（23，23′）可通过肘节杆（30，31，32）和气动驱动装置（33）做类似于人手拇指和食指的开启和闭合运动。

14、如权利要求12或13所述的自动挂袋装置，其特征是，用于挂袋的摆臂（24）通过双杆系（70，70′）可做自下向上的圆弧运动，吸持爪（23，23′）和挂袋装置最好能独立控制，并且具有协调两个运动过程的装置。

15、如权利要求12至14之中任何一项所述的自动挂袋装置，其特征是，开启袋口的吸持爪（24）通过液压或气动强制驱动的肘节杆（30，31，32）的作用可进入一个完全张开的恢复或起始位置，一个闭合位置和一个可控最大撑袋位置。

16、如权利要求12至14之中任何一项所述的自动挂袋装置，其特征是，开启口袋的吸持爪（24）可自撑袋位置进入一个可控口袋套管成形位置上，并且最好设有吸头（74）。

17、实施权利要求1至6中之一所述方法的自动挂袋装置，其特征是，其袋堆输送装置具有若干个斗状袋盒（43），袋盒可由可控输送装置从上料位置移动到取袋装置。

18、如权利要求17所述的自动挂袋装置，其特征是，输送装置是设置成循环的环形链（40，40′，40″）或环形带。

19、如权利要求17或18所述的自动挂袋装置，其特征是，袋盒（43）被铰接在输送装置上，特别是铰接在环形链（40，40′，40″）上。

20、如权利要求17至19之中任何一项所述的自动挂袋装置，其特征是，袋盒（43）具有朝着输送装置（40，40′，40″）运动方向倾斜的底板（45），用于放置口袋（44，44′）。

21、如权利要求17至20之中任何一项所述的自动挂袋装置，其特征是，袋盒（43）具有和倾斜底板成角状的下挡板（46）。

22、如权利要求20或21所述的自动挂袋装置，其特征是，袋盒（43）在输送的纵向上至少在一侧具有一个挡板（47）。

23、如权利要求20至22之中任何一项所述的自动挂袋装置，其特征是，底板（45）的倾角在15°至60°之间，最好为20°至45°。

24、如权利要求17至23之中任何一项所述的自动挂袋装置，其特征是，袋盒（43）在上料位置和取袋位置上均是向上敞开的。

25、如权利要求17至24之中任何一项所述的自动挂袋装置，其特征是，在上料位置上，袋盒（43）因位于其前面的袋盒（43）的限制而形成具有最大袋堆高度（C′）的盒形结构。

26、如权利要求17至25之中任何一项所述的自动挂袋装置，其特征是，袋盒（43）铰接在循环式环形输送装置（40，40′，40″）上，上料位置和取袋位置分别位于一端，在袋盒（43）的取袋位置上，每个袋盒前面的空袋盒（43）均向下做离开运动。

27、如权利要求17至26之中任何一项所述的自动挂袋装置，其特征是，袋堆盒具有拱形底板和/或双重倾斜底板。

28、如权利要求27所述的自动挂袋装置，其特征是，拱形底板是由可调的机械支撑件产生的。

29、如权利要求27或28所述的自动挂袋装置，其特征是，袋堆设置成斗式输袋机并具有若干个袋盒（43），它们在起输送带作用的环形链（40，40′，40″）的带动下做步进运动。

30、实施权利要求1至29中之一所述的自动挂袋装置，其特征是，该装置具有一个带倾斜状袋盒（43）的斗式输袋机，该输袋机可从上料位置到取袋位置步进移动，夹持器（27）可将口袋逐个移送给导向带和带两套成对吸持爪（23，23′）的摆臂（24），以将口袋撑开并送到装袋套管上。

Images