CN107804680B - 采用拨棒式精密定量称量装置的粉料自动称量设备 - Google Patents

Abstract

一种采用拨棒式精密定量称量装置的粉料自动称量设备，包括机架以及安装在机架上的上料装置、拨棒定量装置、称料机构、布料机构和出料机构；所述上料装置包括上料导轨、上料斗和上料输送机构；所述拨棒定量装置，包括料箱、拨料滚筒、均料装置、皮带输送机和拨料机构；所述称料机构，包括称料传感器、称料盒、称料固定盒、回转气缸和称料层固定架；所述布料机构，包括布料层称料装置、x轴行走机构、y轴行走机构和z轴行走机构；所述出料机构，包括支架、料腔料盘、进出料盘、称量传感器、进出料盘导轨、称料板和进出料盘气缸；本发明结构简单，操作方便，能够自动完成上料、拨料定量、称料、布料和出料整个过程，称量精确，自动化程度高。

Description

采用拨棒式精密定量称量装置的粉料自动称量设备

技术领域

本发明涉及一种用于刹车片多腔模具预混料自动定量称量设备，属于刹车片预混料称量、分装和投料技术领域。

背景技术

盘式刹车片的制造工艺之一是在模具的模腔内放置粉末状预混料后在压机上压制出来。每片刹车片的粉末预混料重量是一定的，要进行称量后才能放入模腔。现有的刹车片的粉末预混料称量一般都是采用手工称量或单杯自动称量方式。投料时需要一个模腔一个模腔的倒。在采用热压工艺时，由于模具是热的，模具为多模腔时，一个模腔一个模腔投料会产生时间上的差异，造成预混料在没有加压前受热程度的不一致，直接影响到刹车片的产品质量。

中国专利文献CN102173088B公开的《刹车片多腔模具预混料自动称量、分装和投料装置》中涉及的是一种采用绞笼输送粉料的称量单元，该装置称量速度较慢，称量误差大，不能满足快速、精确称量的需求。同时，不能完成自动清空料仓和不能自动上料的缺陷。该装置结构复杂，操作不便。

发明内容

本发明针对现有刹车片粉末预混料称量和投料技术存在的不足，提供一种结构简单，操作方便，具有自动上料、自动清空料仓、快速精确定量称量、分料以及投料功能的采用拨棒式精密定量称量装置的粉料自动称量设备。

本发明的采用拨棒式精密定量称量装置的粉料自动称量设备，采用以下技术方案：

拨棒式精密定量称量装置的粉料自动称量设备，包括机架以及安装在机架上的上料装置、料箱、拨棒定量装置、称料机构、布料机构和出料机构，拨棒定量装置、称料机构、布料机构和出料机构自上至下设置。

所述上料装置，包括上料导轨、上料斗和上料输送机构，上料导轨和上料输送机构均设置在机架上，上料斗安装在上料导轨上并与上料输送机构连接。其中：所述上料输送机构采用链传动，包括上料电机、上料主动轴、链轮轴和上料链条，上料电机安装在机架上，上料主动轴和链轮轴分别安装在机架上端和下端，两者之间安装上料链条，上料主动轴与上料电机连接。

所述拨棒定量装置，包括料箱、均料装置、皮带输送机和拨料机构；料箱和均料装置设置在皮带输送机的上方，拨料机构设置在皮带输送机的前端；所述均料装置包括均料电机和均料转盘，均料电机安装在机架上并与均料转盘连接；所述拨料机构包括拨料轴、拨料棒和拨料电机，拨料轴安装在皮带输送机的前端，并与拨料电机连接，拨料轴上分布有拨料棒，拨料棒在拨料轴上呈螺旋状分布。其中：所述拨棒定量装置的料箱内设置有搅拌机构。所述拨棒定量装置的料箱下设有拨料滚筒，用来控制物料的投放量。所述拨棒定量装置的皮带输送机后方设有废料道，用来回收皮带上的废料以及清空料箱。

所述称料机构，包括称料传感器、称料盒、回转气缸和称料层固定架，称料盒通过称料传感器连接在称料层固定架上，称料盒与回转气缸相连，回转气缸安装在称料层固定架上；其中：所述称料机构的称料盒上装有称料固定盒，以防止粉料在倒入和倒出称料盒过程中散落，减少粉尘。

所述布料机构，包括布料层称料装置、x轴行走机构、y轴行走机构和z轴行走机构，布料层称料装置连接在z轴行走机构上，z轴行走机构连接在y轴行走机构上，y轴行走机构连接在x轴行走机构上；所述布料层称料装置，包括布料层回转气缸、布料层旋转料盒、布料层称量传感器和布料层料盒支撑板，布料层旋转料盒与布料层回转气缸连接，布料层回转气缸安装在布料层料盒支撑板上，布料层旋转料盒安装在料盒固定板上，料盒固定板与布料层称量传感器连接，布料层称量传感器安装在布料层料盒支撑板上，布料层料盒支撑板与z轴行走机构连接；其中：所述布料机构的布料层旋转料盒的外面设置有布料层固定盒，以防止粉料在倒入和倒出布料层旋转料盒过程中散落，减少粉尘。

所述出料机构，包括支架、料腔料盘、进出料盘、称量传感器、进出料盘导轨、称料板和进出料盘气缸；支架连接到机架上，支架上安装有进出料盘导轨和进出料盘气缸，料腔料盘连接在进出料盘的上方，进出料盘通过称量传感器连接到称料板上，称料板通过滑块安装在进出料盘导轨上并与进出料盘气缸连接。

本发明工作时，首先上料装置将混合物料输送至料箱处并将物料倒入料箱，物料经过搅拌后落到皮带输送机上，经过均料装置，混合物料厚度均匀的平铺在皮带上，由皮带输送机输送至称料机构，拨料机构完成精确的定量过程；物料投入称料机构后，通过称料传感器对物料质量进行测量，当满足要求时，物料倒入布料层的旋转料盒；出料机构将空的料腔料盘输送至布料机构工作区，布料层称料装置通过行走机构到达待投料位置，布料层旋转料盒翻转，物料倒入料腔料盘中。出料机构将装满物料的料腔料盘输送出布料机构工作区，完成整个上料、拨料定量、称料、布料、出料的过程。

本发明结构简单，操作方便，能够自动完成上料、拨料定量、称料、布料和出料整个过程，称量精确，自动化程度高。

附图说明

图1是本发明采用拨棒式精密定量称量装置的粉料自动称量设备的侧面结构示意图。

图2是本发明采用拨棒式精密定量称量装置的粉料自动称量设备的立体结构示意图。

图3是本发明中拨棒定量装置的立体结构示意图。

图4是本发明中拨棒定量装置的侧面结构示意图。

图5是本发明中称料机构的立体结构示意图。

图6是本发明中称料机构的侧面结构示意图。

图7是本发明中布料机构的立体结构示意图。

图8是本发明中布料机构的侧面结构示意图。

图9是本发明中出料机构的侧面结构示意图。

图10是本发明中出料机构的立体结构示意图。

其中：1.链轮轴，2.限位架，3.上料斗，4.上料导轨，5.上料链条，6.废料道，7.上料主动轴，8.上料电机，9.导向件，10.导向气缸，11.机架，12.均料装置，13.拨棒定量装置，14.称料机构，15.布料机构，16.料腔料盘，17.出料机构，18.料箱，19.搅拌电机，20.均料电机，21.均料转盘，22.拨料电机，23.拨料轴，24.拨料棒，25.皮带电机，26.皮带输送机，27.拨料滚筒，28.称料传感器，29.称料固定板，30.称料盒，31.称料固定盒，32.气缸,33.气缸固定板，34.布料层固定盒，35.布料层回转气缸，36.皮带，37.x轴步进电机，38.x轴导轨，39.y轴导轨，40.y轴滑块，41.y轴气缸，42.z轴滑块，43.z轴气缸，44.z轴导轨，45.布料层料盒支撑板，46.x轴滑块，47.皮带连接板，48.限位柱，49.布料层旋转料盒，50.布料层称量传感器，51.料盒固定板，52.移动板，53.y轴固定架，54.z轴连接板，55.称料层固定架，56.定位销，57.支撑柱，58.进出料盘，59.传感器连接板，60.称量传感器，61.支架，62.进出料盘导轨，63.进出料盘滑块，64.称料板，65.进出料盘气缸。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明的采用拨棒式精密定量称量装置的粉料自动称量设备包括机架11、上料装置、拨料定量装置13、称料机构14、布料机构15和出料机构17。上料装置、拨棒定量装置13、称料机构14、布料机构15和出料机构17均安装在机架11上，拨棒定量装置13、称料机构14、布料机构15和出料机构17自上至下设置。

上料装置包括上料电机8、上料主动轴7、链轮轴1、上料链条5、上料导轨4、上料斗3、导向气缸10和导向件9，上料电机8安装在机架11上，上料主动轴7和链轮轴1分别安装在机架上端和下端，两者之间安装有上料链条5。上料主动轴7与上料电机8连接在一起。上料导轨4设置在机架11上，上料斗3通过四个槽轮安装在上料导轨4上，同时下面两个槽轮与上料链条5固定在一起。上料电机8通过上料主动轴7带动上料链条5运转，使固定在链条5上的上料斗3沿上料导轨4上升。导向气缸10设置在机架上，导向件9设置在机架上并与导向气缸10连接，当上面两个槽轮到达料箱18处时，导向气缸10用于驱动导向件9旋转，导向件9挡住导轨4的竖直部分，使上料斗3上面两个槽轮沿导轨4的水平部分右转，随后导向气缸10驱动导向件9旋转，将导轨4的竖直部分打开，下面两个槽轮则继续随链条5竖直向上移动，实现上料斗3翻转，将物料倒入料箱18中。机架11的底部设置有确定上料斗3行程的限位架2。

拨棒定量装置13的结构如图3和图4所示，包括料箱18、拨料滚筒27、均料装置12、皮带输送机26和拨料机构。拨料滚筒27、均料装置12设置在皮带输送机26的上方，料箱18设置在拨料滚筒的27上方，拨料机构设置在皮带输送机26的前端，废料道6设置在皮带输送机26的后端。料箱18内设置有搅拌机构，该机构包括搅拌电机19和搅拌轴，搅拌轴与搅拌电机19连接，由搅拌电机带动搅拌轴旋转实现对物料的搅拌，辅助物料落到拨料滚筒27上，由拨料滚筒27初步保证物料落在皮带输送机26上的厚度。皮带输送机26由皮带电机25驱动，皮带电机25采用伺服电机，以实现精确控制。均料装置12包括均料电机20和均料转盘21，均料电机20安装在机架上，并和均料转盘21连接，驱动均料转盘21旋转，从而摊平物料，使物料厚度均匀的平铺在皮带上。拨料机构包括拨料轴23、拨料棒24和拨料电机22，拨料轴23安装在皮带输送机26的前端，并与拨料电机22连接，拨料轴23上分布有拨料棒24。拨料棒24在拨料轴23上呈螺旋状分布。

上述拨棒定量装置13的工作过程如下所述：

首先上料装置将混合物料倒入料箱18中，搅拌电机19带动搅拌轴旋转，经过拨料滚筒27，促使混合物料以一定的厚度落到皮带输送机26上；然后通过均料装置12摊平，使厚度均匀一致的物料平铺在皮带上；皮带输送机通过伺服电机25精确控制皮带的位移，来控制物料的投放量；当物料投放量接近于需求量时，皮带输送机运行停止，拨料机构开始执行，拨料电机22驱动拨料轴23运转。拨料电机采用步进电机，可以通过控制拨料轴旋转的角度来控制参与拨料的拨料棒24的数量。最终完成精确的定量过程。皮带输送机后端设有废料道6，当需要清空料箱18时，皮带电机25反转，皮带输送机向后运行，将料箱内的物料输送至废料道，从而清空料箱。

称料机构14的结构如图5和图6所示，包括称料传感器28、称料固定板29、称料盒30、称料固定盒31、回转气缸32、气缸固定板33和称料层固定架55。称料盒30上装有称料固定盒31(用于防止粉料在倒入和倒出称料盒过程中散落，减少粉尘)，称料盒30由称料固定板29支撑，同时，称料盒30与回转气缸32相连，回转气缸32通过气缸固定板33固定，气缸固定板33安装在称料层固定架55上，称料固定板29与称料传感器28相连，称料传感器28通过传感器固定架固定在称料层固定架55上。称料层固定架55安装在机架11上。

上述称料机构14的工作过程是：拨棒定量装置13将定量的混合物料投放到称料盒30中，通过称料传感器28来检测称料盒中物料的质量，当物料的质量满足要求时，回转气缸32带动称料盒翻转，将称料盒30中的物料倒入布料机构15。

布料机构15的结构如图7和图8所示，整个布料机构15包括布料层称料装置、x轴行走机构、y轴行走机构和z轴行走机构。布料层称料装置连接在z轴行走机构上，z轴行走机构连接在y轴行走机构上，y轴行走机构连接在x轴行走机构上。

布料层称料装置包括布料层固定盒34、布料层回转气缸35、布料层旋转料盒49、布料层称量传感器50、布料层料盒支撑板45和料盒固定板51。布料层旋转料盒49与布料层回转气缸35相连，布料层回转气缸35安装在布料层料盒支撑板45上，回转气缸35带动布料层旋转料盒49旋转。布料层旋转料盒49的外面装有布料层固定盒34(用于防止粉料在倒入和倒出布料层旋转料盒过程中散落，减少粉尘)，布料层旋转料盒49安装在料盒固定板51上，料盒固定板51与布料层称量传感器50连接，布料层称量传感器50安装在布料层料盒支撑板45上，用来测量旋转料盒49中物料的质量。整个布料层称料装置通过布料层料盒支撑板45与z轴行走机构连接。

x轴行走机构包括皮带36、x轴步进电机37、x轴导轨38、x轴滑块46、皮带连接板47、限位柱48、移动板52。x轴行走机构由x轴步进电机37驱动，步进电机37与皮带36相连，皮带连接板46将皮带36与移动板52连接在一起，移动板52固定在滑块45上，滑块45安装在x轴导轨38上，x轴导轨38固定在布料机构的机架上。x轴行走机构的工作过程是步进电机37带动皮带运转，使与皮带36固定在一起的移动板52通过滑块45沿着导轨38平移，通过步进电机正反转实现x轴方向的往复运动。

y轴行走机构包括y轴导轨39、y轴滑块40、y轴气缸41、y轴固定架53。y轴气缸41一端通过气缸连接板固定在x轴行走机构的移动板52上，一端固定在y轴固定架53上，y轴导轨39固定在x轴行走机构的移动板52上，y轴滑块40安装在y轴导轨39上并与y轴固定架53连接。y轴行走机构的工作过程是y轴气缸41推动y轴固定架平移，使安装在y轴固定架上的滑块沿着y轴导轨往复运动。

z轴行走机构包括z轴滑块42、z轴气缸43、z轴导轨44、z轴连接板54。z轴气缸43一端固定在y轴行走机构的y轴固定架53上，一端固定在z轴连接板54上，z轴滑块42安装在z轴导轨44上并与z轴连接板54连接，z轴导轨44固定在y轴行走机构的y轴固定架53上。z轴行走机构的工作过程是z轴气缸43推动z轴连接板54平移，使安装在z轴连接板54上的滑块42沿着z轴导轨44往复运动。

上述布料机构15的工作过程是：

称料机构14将混合物料倒入布料层旋转料盒49，通过布料层称量传感器50测量料盒中物料的质量，当质量满足要求时，x、y、z轴行走机构通过控制布料层料盒x、y、z三个方向的位移使布料层料盒到达待投料位置，然后布料层回转气缸35运行，带动布料层旋转料盒49翻转，将布料层旋转料盒49中的物料投入出料机构17的料腔料盘16中。

出料机构17的结构如图9图和图10所示，出料机构17包括料腔料盘16、定位销56、支撑柱57、进出料盘58、传感器连接板59、称量传感器60、支架61、进出料盘导轨62、进出料盘滑块63、称料板64和进出料盘气缸65。料腔料盘16位于进出料盘58的上方，支撑柱57固定在进出料盘58上，用来支撑料腔料盘16，定位销56固定在进出料盘58上，用来确定料腔料盘16在进出料盘58上方的位置。进出料盘58下方装有传感器连接板59，传感器连接板59下方装有称量传感器60，称量传感器60通过传感器固定板连接到称料板64上，进出料盘气缸65固定在支架61上，支架61连接到机架11上，进出料盘气缸65与称料板64连接，称料板64与进出料盘滑块63连接，进出料盘滑块63安装在进出料盘导轨62上，进出料盘导轨62固定在支架61上。

上述出料机构17的工作过程是：

进出料盘气缸65首先将空的料腔料盘16沿着进出料盘导轨62输送至布料机构15的工作区，布料机构15依次给料腔料腔料盘16投料，同时称量传感器60实时检测投入物料的质量，所有的料腔投料完成后，进出料盘气缸65将料腔料盘16沿着进出料盘导轨62输送出去。

本发明的工作过程如下所述。

首先上料装置将混合物料沿着上料导轨4输送至料箱18处，并将物料倒入料箱18；进入料箱18后的物料经过搅拌机构搅拌落到皮带输送机26上，经过均料装置12，混合物料厚度均匀的平铺在皮带36上，由皮带输送机26输送至称料机构14，当物料投放量接近于需求量时，皮带输送机26运行停止，拨料机构开始执行，通过拨料电机22控制拨料轴23旋转的角度来控制参与拨料的拨料棒数量来完成精确的定量过程。在皮带输送机26的后方设有废料道6，皮带电机25反转，带动皮带向后运行，用来回收皮带上的废料，同时可以清空料箱18。物料投入称料机构14后，称料机构14的称料传感器28对物料质量进行测量，当满足要求时，称料机构14的称料盒30翻转，将物料倒入布料机构15的布料层旋转料盒49。出料机构17将空的料腔料盘16输送至布料机构15的工作区，布料机构15的行走机构控制布料层称料装置到达待投料位置，布料层旋转料盒49翻转，物料倒入料腔料盘16中。重复进行拨料定量、称料和布料的过程，直至所有料腔料盘16投料完成。出料机构17将装满物料的料腔料盘16输送出布料机构15的工作区，完成整个上料、拨料定量、称料、布料、出料的过程。

Claims (4)

1.一种采用拨棒式精密定量称量装置的粉料自动称量设备，包括机架，其特征是：机架上安装有上料装置、拨料定量装置、称料机构、布料机构和出料机构，拨棒定量装置、称料机构、布料机构和出料机构自上至下设置；

所述上料装置，包括上料导轨、上料斗和上料输送机构，上料导轨和上料输送机构均设置在机架上，上料斗安装在上料导轨上并与上料输送机构连接；

所述拨棒定量装置，包括料箱、均料装置、皮带输送机和拨料机构；料箱和均料装置设置在皮带输送机的上方，拨料机构设置在皮带输送机的前端；所述均料装置包括均料电机和均料转盘，均料电机安装在机架上并和均料转盘连接；所述拨料机构包括拨料轴、拨料棒和拨料电机，拨料轴安装在皮带输送机的前端，并与拨料电机连接，拨料轴上分布有拨料棒，拨料棒在拨料轴上呈螺旋状分布；

所述称料机构，包括称料传感器、称料盒、回转气缸和称料层固定架，称料盒通过称料传感器连接在称料层固定架上，称料盒与回转气缸相连，回转气缸安装在称料层固定架上；

所述布料机构，包括布料层称料装置、x轴行走机构、y轴行走机构和z轴行走机构，布料层称料装置连接在z轴行走机构上，z轴行走机构连接在y轴行走机构上，y轴行走机构连接在x轴行走机构上；所述布料层称料装置包括、布料层回转气缸、布料层旋转料盒、布料层称量传感器和布料层料盒支撑板，布料层旋转料盒与布料层回转气缸连接，布料层回转气缸安装在布料层料盒支撑板上，布料层旋转料盒安装在料盒固定板上，料盒固定板与布料层称量传感器连接，布料层称量传感器安装在布料层料盒支撑板上，布料层料盒支撑板与z轴行走机构连接；

所述出料机构，包括支架、料腔料盘、进出料盘、称量传感器、进出料盘导轨、称料板和进出料盘气缸；支架连接到机架上，支架上安装有进出料盘导轨和进出料盘气缸，料腔料盘连接在进出料盘的上方，进出料盘通过称量传感器连接到称料板上，称料板通过滑块安装在进出料盘导轨上并与进出料盘气缸连接；

所述上料输送机构采用传动链，包括上料电机、上料主动轴、链轮轴和上料链条，上料电机安装在机架上，上料主动轴和链轮轴分别安装在机架上端和下端，两者之间安装上料链条，上料主动轴与上料电机连接；

所述拨棒定量装置的料箱内设置有搅拌机构；

所述拨棒定量装置的料箱下设有拨料滚筒。

2.根据权利要求1所述的采用拨棒式精密定量称量装置的粉料自动称量设备，其特征是：所述拨棒定量装置的皮带输送机后方设有废料道。

3.根据权利要求1所述的采用拨棒式精密定量称量装置的粉料自动称量设备，其特征是：所述称料机构的称料盒上装有称料固定盒。

4.根据权利要求1所述的采用拨棒式精密定量称量装置的粉料自动称量设备，其特征是：所述布料机构的布料层旋转料盒的外面设置有布料层固定盒。