CN108007354B - 一种粉末自动摊平设备及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种粉末自动摊平设备及其使用方法，设备包括控制机柜、多套直线模组、摊平模具、激光测距传感器、粉尘浓度检测仪、气路软管、清洁吸嘴、吸尘装置、摊粉头、电动转台，用于自动将模具内的粉末进行摊平处理，为后面压制工序提供均匀平整的粉末基体，激光测距传感器配合电动转台，用于检测摊平处理后的粉末平整度；清洁吸嘴、吸尘装置、气路软管配合使用，用于清理模具内残留的浮粉或者残渣；摊粉头用于对模具内的粉体进行摊平处理；粉尘浓度检测仪用于检测设备周边的粉尘浓度。本发明能够实现粉末的自动摊平，将工人从纯手工操作的环境中解脱出来，提高了生产效率，节约人力资源，同时也避免了粉尘颗粒对人体健康造成的不良影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种粉末自动摊平设备及其使用方法，用于自动将模具内的粉末进行摊平处理，为后面压制工序提供均匀平整的粉末基体。
背景技术
粉末摊平在粉末冶金、热电池制造等领域都有广泛的需求。当前在生产中存在以下几个方面的问题：一是主要以手工制作为主，自动化程度不高；二是对操作人员的熟练化程度要求高，生产效率低。因此亟待开发出一套能够自动摊平粉末的设备，以有效解决企业成产过程中的实际问题。
发明内容
针对现有人工进行粉末摊平存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种粉末自动摊平设备及其使用方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明的摊平设备包括控制机柜、直线模组A、摊平模具、激光测距传感器、气路软管、清洁吸嘴、吸尘装置、直线模组B、直线模组C、摊粉头A、摊粉头B及电动转台，其中直线模组B及直线模组C并排安装在控制机柜的一侧，所述直线模组A安装在该控制机柜的上表面、位于直线模组B及直线模组C的下方；所述电动转台与直线模组A相连，由该直线模组A带动沿水平方向直线往复运动，在所述电动转台上安装有由电动转台驱动旋转的摊平模具；所述清洁吸嘴与直线模组B相连、由直线模组B带动沿垂直方向直线往复运动，且该清洁吸嘴通过所述气路软管与吸尘装置相连通；所述直线模组C上分别安装有摊粉头A及摊粉头B，该摊粉头A及摊粉头B由所述直线模组C带动沿垂直方向直线往复运动，与由所述电动转台驱动旋转的摊平模具配合，将该摊平模具内的粉末摊平；所述激光测距传感器安装在控制机柜上，位于直线模组B及直线模组C的一侧，摊平后的摊平模具在所述直线模组A的带动下运动至激光测距传感器的下方进行检测，通过该激光测距传感器检测摊平处理后摊平模具内粉体的平整度。
其中：所述摊粉头A为刮板式结构，即该摊粉头A包括摊粉头体及刮板，所述摊粉头体与直线模组C相连，在该摊粉头体的下表面安装有刮板；所述摊粉头体为上下两个直径不等的圆盘状，位于上方的圆盘直径小于位于下方的圆盘直径，所述刮板安装在位于下方圆盘的下表面中间；所述刮板为“S”型或直板型，“S”型刮板的两端之间的连线等于位于下方圆盘的直径，直板型刮板的长度与位于下方圆盘的直径相等；
所述摊粉头B为圆柱式结构，即该摊粉头B分为上下两个直径不等的圆盘状，位于上方的圆盘直径小于位于下方的圆盘直径；
所述电动转台带动摊平模具匀速旋转，所述激光测距传感器检测得到的是一条等距螺旋线，通过调节所述电动转台的转速和直线模组A的直线运行速度实现摊平模具内粉体任意位置的高度检测；所述清洁吸嘴在清理摊平模具时将该摊平模具罩住并紧密贴合；所述直线模组C的上方设有安装在控制机柜上、用于检测设备周边粉尘浓度的粉尘浓度检测仪；所述直线模组B的直线运动方向与直线模组C的直线运动方向平行，且垂直于所述直线模组A的直线运动方向；
本发明粉末自动摊平设备的使用方法为：所述清洁吸嘴的下方为模具清理工位、所述摊粉头A的下方为摊粉头A摊平工位，所述摊粉头B的下方为摊粉头B摊平工位，所述激光测距传感器的下方为摊粉平整度自检工位，所述模具清理工位与摊粉头A摊平工位之间为倒粉工位，具体步骤为：
A.将所述摊平模具放到电动转台上，通过所述直线模组A移动至所述模具清理工位处；所述直线模组B带动清洁吸嘴向下运动直至与所述摊平模具紧密贴合，启动所述吸尘装置对摊平模具进行清理；
B.清理后的所述摊平模具在直线模组A的带动下移动至所述倒粉工位，将粉末倒入摊平模具内，准备进行摊平处理；
C.所述摊平模具在直线模组A的带动下移动到所述摊粉头A摊平工位，同时在所述电动转台的带动下同步进行匀速转动，所述直线模组C带动摊粉头A自下而上对粉末进行摊平处理；
D.所述摊平模具在直线模组A的带动下移动到所述摊粉头B摊平工位，同时在所述电动转台的带动下同步进行匀速转动，所述直线模组C带动摊粉头B自下而上对粉末进行摊平处理；
E.所述摊平模具在直线模组A的带动下移动到摊粉平整度自检工位，如果所述激光测距传感器检测到摊平处理后摊平模具内粉体的平整度结果显示合格，则摊平模具在直线模组A的带动下移动到所述倒粉工位，取下摊平模具并进行后续压制操作；如果所述激光测距传感器检测到摊平处理后摊平模具内粉体的平整度结果显示不合格，则摊平模具在直线模组A的带动下移动到摊粉头A摊平工位，重复进行步骤C、步骤D及步骤E，直至所述激光测距传感器检测到摊平处理后摊平模具内粉体的平整度结果合格为止。
本发明的优点与积极效果为：
本发明能够实现粉末的自动摊平，将工人从纯手工操作的环境中解脱出来，提高了生产效率，节约人力资源，同时也避免了粉尘颗粒对人体健康造成的不良影响。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的工位顺序示意图；
图3为本发明粉体摊平质量检测轨迹图；
图4A为本发明一种摊粉头的结构示意图；
图4B为本发明另一种摊粉头的结构示意图；
图4C为本发明再一种摊粉头的结构示意图；
其中：1为控制机柜，2为直线模组A，3为摊平模具，4为激光测距传感器，5为粉尘浓度检测仪，6为气路软管，7为清洁吸嘴，8为吸尘装置，9为直线模组B，10为直线模组C，11为摊粉头A，12为摊粉头B，13是电动转台，14为摊粉头体，15为刮板，A为模具清理工位，B为倒粉工位，C为摊粉头A摊平工位，D为摊粉头B摊平工位，E为摊粉平整度自检工位。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1、图2所示本发明包括控制机柜1、直线模组A2、摊平模具3、激光测距传感器4、气路软管6、清洁吸嘴7、吸尘装置8、直线模组B9、直线模组C10、摊粉头A11、摊粉头B12及电动转台13，其中直线模组B9及直线模组C10并排安装在控制机柜1的同一侧，直线模组A2安装在该控制机柜1的上表面、位于直线模组B9及直线模组C10的下方，直线模组B9的直线运动方向与直线模组C10的直线运动方向平行(均为沿垂直方向直线往复运动)，且垂直于直线模组A2的直线运动方向(沿水平方向直线往复运动)。
电动转台13固定在直线模组A2的滑块上，由该直线模组A2带动沿水平方向直线往复运动，在电动转台13上安装有由电动转台13驱动旋转的摊平模具3。直线模组A2可选用电动、气动等多种驱动方式。摊平模具3与电动转台13的工作台面采用销孔连接，避免相对转动；在摊粉过程中，摊平模具3由电动转台13驱动匀速旋转。
清洁吸嘴7与直线模组B9相连、由直线模组B9带动沿垂直方向直线往复运动，且该清洁吸嘴7通过气路软管6与吸尘装置8相连通。本发明的吸尘装置8为现有技术，可采用气动吸尘器或者防护等级高的电动吸尘器等设备。清洁吸嘴7在清理摊平模具3时将摊平模具3罩住并紧密贴合，通过吸尘装置8采用真空吸附的方式对摊平模具3内残留的浮粉或者残渣进行吸尘清理。直线模组B9可以选用电动、气动等多种驱动方式，清洁吸嘴7采用耐腐蚀材料，如聚四氟乙烯。
直线模组C10上分别安装有摊粉头A11及摊粉头B12，该摊粉头A11及摊粉头B12由直线模组C10带动沿垂直方向直线往复运动，与由电动转台13驱动旋转的摊平模具3配合，带动摊粉头A11和摊粉头B12依次自下而上运动，对摊平模具3内的粉体进行摊平处理。直线模组C10可选用电动、气动等多种驱动方式。本发明的摊粉头A11为刮板式结构，即如图4A、图4B所示，摊粉头A11包括摊粉头体14及刮板15，摊粉头体14与直线模组C10相连，在该摊粉头体14的下表面安装有刮板15。摊粉头体14为上下两个直径不等的圆盘状，位于上方的圆盘直径小于位于下方的圆盘直径，刮板15安装在位于下方圆盘的下表面中间。刮板为“S”型或直板型，“S”型刮板的两端之间的连线等于位于下方圆盘的直径，直板型刮板的长度与位于下方圆盘的直径相等。如图4C所示，本发明的摊粉头B12为圆柱式结构，即该摊粉头B12分为上下两个直径不等的圆盘状，位于上方的圆盘直径小于位于下方的圆盘直径。本发明的摊粉头形状根据粉体密度、流动性等固有特性决定，可根据实际试验情况采用不同的摊粉头结构组合使用。
激光测距传感器4安装在控制机柜1上，位于直线模组B9及直线模组C10的一侧，摊平后的摊平模具3在直线模组A2的带动下运动至激光测距传感器4的下方进行检测，通过该激光测距传感器4检测摊平处理后摊平模具3内粉体的平整度。检测原理是电动转台13带动摊平模具3匀速旋转，最终激光测距传感器4检测得到的是一条等距螺旋线，如图3所示，用轨迹线代替离散点检测，覆盖面更加全面和可靠；通过调节电动转台13的转速和直线模组A2的直线运行速度可以实现摊平模具3内粉体任意位置的高度检测。
在直线模组C10的上方设有安装在控制机柜1上的粉尘浓度检测仪5，用于检测设备周边粉尘浓度。
本发明与粉料密切接触的零部件(包括摊平模具3、清洁吸嘴7、摊粉头A11、摊粉头B12等)均采用防腐蚀性材料，如聚四氟乙烯。
本发明的激光测距传感器4为市购产品，购置于基恩士(中国)有限公司，型号为LK503。粉尘浓度检测仪5为市购产品，购置于青岛旭宇环保科技有限公司，型号为GCG1000。
本发明粉末自动摊平设备的使用方法为：
清洁吸嘴7的下方为模具清理工位A、摊粉头A11的下方为摊粉头A摊平工位C，摊粉头B12的下方为摊粉头B摊平工位D，激光测距传感器4的下方为摊粉平整度自检工位E，模具清理工位A与摊粉头A摊平工位C之间为倒粉工位B。
以人工辅助操作为例，粉末自动摊平设备工作过程的具体步骤为：
A.工人将摊平模具3放到电动转台13上，通过直线模组A2移动至模具清理工位A处；模具清理工位A处在没有摊平模具3时，清洁吸嘴7上升到上方最高限位；摊平模具3到达模具清理工位A后，直线模组B9带动清洁吸嘴7向下运动直至与摊平模具3紧密贴合，启动吸尘装置8对摊平模具3进行清理；
B.清理后的摊平模具3在直线模组A2的带动下移动至倒粉工位B，工人将粉末倒入摊平模具3内，准备进行摊平处理；
C.摊平模具3在直线模组A2的带动下移动到摊粉头A摊平工位C，摊粉头A11在直线模组C10的带动下向下运动插入摊平模具3内；同时摊平模具3在电动转台13的带动下同步进行匀速转动，直线模组C10带动摊粉头A11自下而上对粉末进行摊平处理；
D.摊平模具3在直线模组A2的带动下移动到摊粉头B摊平工位D，摊粉头B12在直线模组C10的带动下向下运动插入摊平模具3内；同时摊平模具3在电动转台13的带动下同步进行匀速转动，直线模组C10带动摊粉头B12自下而上对粉末进行摊平处理；
E.摊平模具3在直线模组A2的带动下移动到摊粉平整度自检工位E，如果激光测距传感器4检测到摊平处理后摊平模具3内粉体的平整度结果显示合格，则摊平模具3在直线模组A2的带动下移动到倒粉工位B，由工人取下摊平模具3并进行后续压制操作；如果激光测距传感器4检测到摊平处理后摊平模具3内粉体的平整度结果显示不合格，则摊平模具3在直线模组A2的带动下移动到摊粉头A摊平工位C，重复进行步骤C、步骤D及步骤E，直至激光测距传感器4检测到摊平处理后摊平模具3内粉体的平整度结果合格为止。
F.如此往复可以完成多次摊平作业。
在具体操作过程中，可将工人替换成工业机器人以实现无人化作业；可将摊平时间、摊平重复次数、监测数据等信息上传到车间内的生产管理系统以便于实现整个制造流程的信息化管理。
Claims (10)
1.一种粉末自动摊平设备，其特征在于：包括控制机柜(1)、直线模组A(2)、摊平模具(3)、激光测距传感器(4)、气路软管(6)、清洁吸嘴(7)、吸尘装置(8)、直线模组B(9)、直线模组C(10)、摊粉头A(11)、摊粉头B(12)及电动转台(13)，其中直线模组B(9)及直线模组C(10)并排安装在控制机柜(1)的一侧，所述直线模组A(2)安装在该控制机柜(1)的上表面、位于直线模组B(9)及直线模组C(10)的下方；所述电动转台(13)与直线模组A(2)相连，由该直线模组A(2)带动沿水平方向直线往复运动，在所述电动转台(13)上安装有由电动转台(13)驱动旋转的摊平模具(3)；所述清洁吸嘴(7)与直线模组B(9)相连、由直线模组B(9)带动沿垂直方向直线往复运动，且该清洁吸嘴(7)通过所述气路软管(6)与吸尘装置(8)相连通；所述直线模组C(10)上分别安装有摊粉头A(11)及摊粉头B(12)，该摊粉头A(11)及摊粉头B(12)由所述直线模组C(10)带动沿垂直方向直线往复运动，与由所述电动转台(13)驱动旋转的摊平模具(3)配合，将该摊平模具(3)内的粉末摊平；所述激光测距传感器(4)安装在控制机柜(1)上，位于直线模组B(9)及直线模组C(10)的一侧，摊平后的摊平模具(3)在所述直线模组A(2)的带动下运动至激光测距传感器(4)的下方进行检测，通过该激光测距传感器(4)检测摊平处理后摊平模具(3)内粉体的平整度。
2.按权利要求1所述的粉末自动摊平设备，其特征在于：所述摊粉头A(11)为刮板式结构，即该摊粉头A(11)包括摊粉头体(14)及刮板(15)，所述摊粉头体(14)与直线模组C(10)相连，在该摊粉头体(14)的下表面安装有刮板(15)。
3.按权利要求2所述的粉末自动摊平设备，其特征在于：所述摊粉头体(14)为上下两个直径不等的圆盘状，位于上方的圆盘直径小于位于下方的圆盘直径，所述刮板(15)安装在位于下方圆盘的下表面中间。
4.按权利要求3所述的粉末自动摊平设备，其特征在于：所述刮板(15)为“S”型或直板型，“S”型刮板的两端之间的连线等于位于下方圆盘的直径，直板型刮板的长度与位于下方圆盘的直径相等。
5.按权利要求1所述的粉末自动摊平设备，其特征在于：所述摊粉头B(12)为圆柱式结构，即该摊粉头B(12)分为上下两个直径不等的圆盘状，位于上方的圆盘直径小于位于下方的圆盘直径。
6.按权利要求1所述的粉末自动摊平设备，其特征在于：所述电动转台(13)带动摊平模具(3)匀速旋转，所述激光测距传感器(4)检测得到的是一条等距螺旋线，通过调节所述电动转台(13)的转速和直线模组A(2)的直线运行速度实现摊平模具(3)内粉体任意位置的高度检测。
7.按权利要求1所述的粉末自动摊平设备，其特征在于：所述清洁吸嘴(7)在清理摊平模具(3)时将该摊平模具(3)罩住并紧密贴合。
8.按权利要求1所述的粉末自动摊平设备，其特征在于：所述直线模组C(10)的上方设有安装在控制机柜(1)上、用于检测设备周边粉尘浓度的粉尘浓度检测仪(5)。
9.按权利要求1所述的粉末自动摊平设备，其特征在于：所述直线模组B(9)的直线运动方向与直线模组C(10)的直线运动方向平行，且垂直于所述直线模组A(2)的直线运动方向。
10.一种权利要求1所述粉末自动摊平设备的使用方法，其特征在于：所述清洁吸嘴(7)的下方为模具清理工位(A)、所述摊粉头A(11)的下方为摊粉头A摊平工位(C)，所述摊粉头B(12)的下方为摊粉头B摊平工位(D)，所述激光测距传感器(4)的下方为摊粉平整度自检工位(E)，所述模具清理工位(A)与摊粉头A摊平工位(C)之间为倒粉工位(B)，具体步骤为：
A.将所述摊平模具(3)放到电动转台(13)上，通过所述直线模组A(2)移动至所述模具清理工位(A)处；所述直线模组B(9)带动清洁吸嘴(7)向下运动直至与所述摊平模具(3)紧密贴合，启动所述吸尘装置(8)对摊平模具(3)进行清理；
B.清理后的所述摊平模具(3)在直线模组A(2)的带动下移动至所述倒粉工位(B)，将粉末倒入摊平模具(3)内，准备进行摊平处理；
C.所述摊平模具(3)在直线模组A(2)的带动下移动到所述摊粉头A摊平工位(C)，同时在所述电动转台(13)的带动下同步进行匀速转动，所述直线模组C(10)带动摊粉头A(11)自下而上对粉末进行摊平处理；
D.所述摊平模具(3)在直线模组A(2)的带动下移动到所述摊粉头B摊平工位(D)，同时在所述电动转台(13)的带动下同步进行匀速转动，所述直线模组C(10)带动摊粉头B(12)自下而上对粉末进行摊平处理；
E.所述摊平模具(3)在直线模组A(2)的带动下移动到摊粉平整度自检工位(E)，如果所述激光测距传感器(4)检测到摊平处理后摊平模具(3)内粉体的平整度结果显示合格，则摊平模具(3)在直线模组A(2)的带动下移动到所述倒粉工位(B)，取下摊平模具(3)并进行后续压制操作；如果所述激光测距传感器(4)检测到摊平处理后摊平模具(3)内粉体的平整度结果显示不合格，则摊平模具(3)在直线模组A(2)的带动下移动到摊粉头A摊平工位(C)，重复进行步骤C、步骤D及步骤E，直至所述激光测距传感器(4)检测到摊平处理后摊平模具(3)内粉体的平整度结果合格为止。
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2016
- 2016-11-01 CN CN201610935821.3A patent/CN108007354B/zh active Active
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| 固体混合粉末均匀落料铺平装置的设计与实验验证;李晓维 等;《三峡大学学报（自然科学版）》;20151231;第37卷(第6期);第95-99页 * |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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