CN108180796B - 一种底排引火药自动装药装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种底排引火药自动装药装置和方法，属于火炸药装备技术领域。通过针对引火药自动化灌装工序、自动化压装工序、药面自动化清理工序的装置设计实现了底排引火药装药过程的自动化。本发明具有适用性广，安全性好，自动化程度高，劳动强度低，产品质量稳定等优点，特别适用于底排引火药装药工艺过程。

Description

一种底排引火药自动装药装置和方法

技术领域

本发明属于火炸药工艺技术领域，涉及一种底排引火药自动装药方法。尤其涉及一种隔离操作、远程自动化控制的底排引火药自动装药过程。

背景技术

现有多种型号底排引火药自动装药过程均由人工完成，其中包括：灌装、压药、刮平等三个工序。操作时，人工将配制好的引火药较均匀地涂抹在环形槽内，再利用自制简易压药工装，手工压实，最后使用刮片将表面溢出及散落的药沫挂下，保持药面平整。

综上所述，现有技术工艺过程为人工现场操作，劳动强度大、产品质量不稳定、工作环境恶劣等突出问题。

发明内容

为了克服背景技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种底排引火药自动化装药装置和方法，实现装药过程的自动化和工艺参数远程精密控制，减轻工人劳动强度，提高产品质量稳定性，提高工艺过程安全性。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种底排引火药自动装药装置，设置引火药自动灌装工位、自动压装工位、药面自动清理工位等三个工位，采用设备包括：模具、传送装置、模具旋转装置、灌装装置、接药装置、模具升降装置、压药装置、清理装置，其特征在于：

所述模具由衬套和外模具组成，衬套采用高分子材料，例如聚四氟乙烯；外模具材料采用铝；衬套内部依照底排药外形开孔(槽)，外部为多边形，可嵌于外观呈碗形的外模具内；

所述传送装置包括模具输送设备和定位装置；

所述模具输送设备采用圆盘式输送；定位装置采用装有位移传感器和控制器的直线执行机构，当模具被输送至各加工工位上时，通过位移传感器和控制器控制定位装置伸出至输送设备上相应的凹槽内，对输送设备进行定位；

所述引火药自动灌装工位包括模具旋转装置、灌装装置、接药装置；

所述模具旋转装置位于自动灌装工位下方，由模具托盘、模具旋转装置和模具抬升装置组成；模具托盘水平安装于模具旋转装置之上，托盘直径等于或略大于外模具底部直径；模具旋转装置采用装有转速传感器和控制器的旋转执行机构，带动模具在保持水平状态、绕垂直方向旋转，通过转速传感器和控制器记录并控制转动的自动启停与转速；模具抬升装置采用装有距离传感器与控制器的直线执行机构，将模具托盘和模具旋转装置抬升至预设高度；

所述灌装装置位于自动灌装工位上方，采用螺旋加料的工作方式，物料出口位于底排引火药加药位置上方，高度不超过10cm；

所述接药装置位于模具旋转装置上方，灌装装置出料口正下方，当模具位于自动灌装工位上时，接药装置收回；当模具离开自动灌装工位时，接药装置伸出；

所述自动压装工位包括模具升降装置与压药装置，并同心安装；

所述模具升降装置位于自动压装工位下方，由模具托盘、模具抬升装置组成；模具托盘与模具托盘外形相同，并采用同样的方式安装于模具抬升装置之上，模具抬升装置采用装有距离传感器与控制器的直线执行机构，可抬升模具与模具托盘至预设高度；

所述压药装置位于自动压装工位上方，由压装冲头与冲头下压装置组成；压装冲头采用高分子材料，例如聚四氟乙烯，呈圆环状，圆环内外直径与装填的底排引火药装药区域直径相同；压装冲头安装于冲头下压装置下方，冲头下压装置采用装有距离传感器、压力传感器与控制器的直线执行机构，当压装冲头下降超过预设高度，即底排药面以下时，或者当引火药在底排药面上堆积过高，冲头在下压过程中出现超压情况时，冲头下压装置停止下压；

所述药面自动清理工位包括清理装置，当底排药柱被传送装置运送至自动清理工位上时，底排药柱与清理装置保持同心；

所述清理装置包括刮板、刮板旋转装置和刮板下降装置组成；刮板采用高分子材料，例如聚四氟乙烯，2片刮板以药柱中心为轴对称安装，至药柱表面投影与其运动方向夹角呈10°～30°；刮板旋转装置采用装有转速传感器和控制器的旋转执行机构，带动刮板在保持水平状态条件下，绕药柱中心轴旋转，通过转速传感器和控制器记录并控制转动的自动启停与转速；刮板下降装置采用装有距离传感器、压力传感器和控制器的直线执行机构，当刮板下降超过预设高度，即底排药面以下时，或者在下压过程中出现超压情况时，刮板下降装置停止下压。

所述自动装药方法用于底排药柱装填引火药，以及压装与药柱表面清理，其特征在于，所述方法包括引火药自动灌装工序、引火药自动压装工序、药面自动清理工序：

引火药自动灌装工序

将装配有药柱的模具通过传送装置送至灌装工位，定位装置启动，锁定输送设备，将接药装置收起，模具旋转装置将模具顶起至预设位置，模具旋转装置带动模具旋转，灌装装置将药浆灌装至药柱上的灌装位置，当药浆灌装达到预设药量时，灌装装置停止灌装，接药装置伸出并保持在出料口位置，模具旋转装置停止旋转，下降至初始位置，定位装置收起；

引火药自动压装工序

模具被传送装置送至压装工位，定位装置启动，锁位输送设备，位于模具下方的模具升降装置将模具顶起至预设高度，压药装置下压，将灌装位置内的引火药压至适合密度，当下压压力升至预设值后进行保压，保压结束后，模具升降装置降回原位，定位装置收起；

药面自动清理工序

模具被传送装置送至清理工位，定位装置启动，锁位输送设备，清理装置上的刮刀下降至药柱表面，在一定压力下紧贴药柱表面旋转，当药柱表面的残药被清理后，刮刀停止旋转并回复原位，定位装置收起。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

1.经捏合后的底排引火药被装载入灌装装置内，通过传送装置依次经过引火药自动灌装工序、引火药自动化压药工序和药面自动清理工序，实现底排引火药装药过程的自动化。

2.通过自动控制系统对模具旋转装置转速与灌装装置灌装压力，模具升降装置的抬升压力，清理装置的向下压力与转速的控制，实现工艺参数的远程控制。

本发明的有益效果为：

1.实现底排引火药装药过程的自动化，降低了劳动强度，提高了产品质量的稳定性。

2.实现了人机隔离操作，提高工艺过程的安全性。

附图说明

图1是本发明的工艺流程示意图。图中1.模具，2.传输装置，3.模具旋转装置，4.灌装装置，5.接药装置，6.模具升降装置，7.压药装置， 8.清理装置；

图2是模具示意图。图中11.衬套，12.外模具；

图3是传输装置示意图。图中21.输送设备，22，定位设备；

图4是模具旋转装置示意图。图中31.托盘，32.模具旋转执行机构，33 模具抬升装置；

图5是灌装装置示意图。图中41.拨料螺杆，42.加料漏斗，43.螺杆旋转执行机构；

图6是接药装置示意图。图中51.接药刀，52.伸缩直线执行机构

图7是压药装置示意图。图中71.压药冲头，72.冲头下压装置；

图8是清理装置示意图。图中81.刮刀，82.刮刀旋转装置，83.刮刀下降装置；

图9是自动化控制系统框图。图中91.操作站，92.PLC控制器，93. 变频器，94.阀岛，95.显示器，96.硬盘录像机，97.摄像头。

下面结合附图及发明人给出的实施方式对本发明作进一步的详细说明。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本发明涉及一种底排引火药自动装药装置和方法，适用于底排引火药的自动装药过程，该过程设置引火药自动灌装工序、引火药自动压装工序和药面自动清理工序；采用的设备如图1所示包括：模具1、传送装置2、模具旋转装置3、灌装装置4、接药装置5、模具升降装置6、压药装置7、清理装置8；如图2所示，模具1包括聚四氟乙烯衬套11和铝制外模具12；如图3所示，传输装置2包括输送设备21，采用圆盘输送设备，定位设备22采用油压缸；如图4所示，模具旋转装置3包括托盘31，模具旋转执行机构32采用油马达，模具抬升装置33采用油压缸；如图5所示，灌装装置4包括拨料螺杆41，加料螺杆42，螺杆旋转执行机构43；如图6所示，接药装置5包括接药刀51，伸缩直线执行机构52；如图7所示，压药装置7包括压药冲头71、冲头下压装置72采用油压缸，如图8所示，清理装置8包括刮刀81、刮刀旋转装置82采用油马达、刮刀下降装置83采用油压缸；

工艺过程为：

(1)引火药自动灌装工序

将装配有药柱的模具1通过传送装置2送至灌装工位，当位移传感器探测到模具1就位后，定位装置22启动，锁定输送设备21，接药装置5收起，模具旋转装置3将模具1顶起5cm，接近灌装装置4下料口，模具旋转装置3带动模具1旋转，灌装装置4将药浆灌装至药柱上的灌装位置，当药浆灌装达到预设药量时，灌装装置4停止灌装，接药装置5伸出并保持在出料口位置，模具旋转装置3停止旋转，下降至初始位置，定位装置22收起；

(2)引火药自动压装工序

模具1被传送装置2送至压装工位，当位移传感器探测到模具1就位后，定位装置22启动，锁位输送设备21，位于模具1 下方的模具升降装置6将模具1顶起5cm，压药装置7下压，将灌装位置内的引火药压至适合密度，当下压压力升至3bar后进行保压，保压结束后，模具升降装置6降回原位，定位装置22收起；

(3)药面自动清理工序

模具1被传送装置2送至清理工位，当位移传感器探测到模具1就位后，定位装置22启动，锁位输送设备21，清理装置8 上的刮刀81下降至药柱表面，在1.5bar压力下紧贴药柱表面旋转，当药柱表面的残药被清理后，刮刀81停止旋转并回复原位，定位装置22 收起。

本发明的技术方案的实现，还在于：

接药装置5位于灌装装置4出料口下方、药柱灌装位置上方，可采用非金属材料制造；

PLC控制器92是控制系统的核心，由温度传感器、压力传感器、位移传感器等仪表检测到的工艺参数输送至PLC控制器92，PLC控制器92进行控制策略运算与判断，最终通过变频器93完成对液压装置开启、关闭及开度的自动调节与控制。显示器95、硬盘录像机96和摄像头97组成视频监视系统，操作人员可以在控制室内远程查看设备的运行情况。

Claims (4)

1.一种底排引火药自动装药装置，设置引火药自动灌装工位、自动压装工位、药面自动清理工位，采用设备包括：模具（1）、传送装置（2）、模具旋转装置（3）、灌装装置（4）、接药装置（5）、模具升降装置（6）、压药装置（7）、清理装置（8），其特征在于：

所述模具（1）由衬套（11）和外模具（12）组成，衬套（11）采用高分子材料；外模具材料采用铝；衬套（11）内部依照底排药外形开孔或槽，外部为多边形，可嵌于外观呈碗形的外模具（12）内；

所述传送装置（2）包括模具输送设备（21）和定位装置（22）；

所述模具输送设备（21）采用圆盘式输送；定位装置（22）采用装有位移传感器和控制器的直线执行机构，当模具（1）被输送至各加工工位上时，通过位移传感器和控制器控制定位装置（22）伸出至输送设备（21）上相应的凹槽内，对输送设备（21）进行定位；

所述引火药自动灌装工位包括模具旋转装置（3）、灌装装置（4）、接药装置（5）；

所述模具旋转装置（3）位于自动灌装工位下方，由模具托盘（31）、模具旋转执行机构（32）和模具抬升装置（33）组成；模具托盘（31）水平安装于模具旋转执行机构（32）之上，托盘直径等于或略大于外模具（12）底部直径；模具旋转执行机构（32）采用装有转速传感器和控制器的旋转执行机构，带动模具（1）在保持水平状态、绕垂直方向旋转，通过转速传感器和控制器记录并控制转动的自动启停与转速；模具抬升装置（33）采用装有距离传感器与控制器的直线执行机构，将模具托盘（31）和模具旋转执行机构（32）抬升至预设高度；

所述灌装装置（4）位于自动灌装工位上方，由拨料螺杆（41）、加料漏斗（42）、螺杆旋转执行机构（43）组成；灌装时采用螺旋加料的工作方式，加料漏斗（42）出口位于底排引火药加药位置上方，高度不超过10cm；螺杆旋转执行机构（43）采用装有转速传感器和控制器的旋转执行机构；

所述接药装置（5）位于模具旋转装置（3）上方，灌装装置（4）出料口正下方，由接药刀（51）和伸缩直线执行机构（52）组成；当模具（1）位于自动灌装工位上时，伸缩直线执行机构（52）驱动接药刀（51）收回；当模具（1）离开自动灌装工位时，伸缩直线执行机构（52）驱动接药刀（51）伸出；

所述自动压装工位包括模具升降装置（6）与压药装置（7），并同心安装；

所述模具升降装置（6）位于自动压装工位下方，由模具托盘、模具抬升装置组成；模具升降装置中的模具托盘与模具旋转装置中的模具托盘（31）外形相同，并采用同样的方式安装于模具抬升装置之上，模具抬升装置采用装有距离传感器与控制器的直线执行机构，可抬升模具（1）与模具托盘至预设高度；

所述压药装置（7）位于自动压装工位上方，由压装冲头（71）与冲头下压装置（72）组成；压装冲头（71）采用高分子材料，呈圆环状，圆环内外直径与装填的底排引火药装药区域直径相同；压装冲头（71）安装于冲头下压装置（72）下方，冲头下压装置（72）采用装有距离传感器、压力传感器与控制器的直线执行机构，当压装冲头下降超过预设高度，即底排药面以下时，或者当引火药在底排药面上堆积过高，冲头在下压过程中出现超压情况时，冲头下压装置（72）停止下压；

所述药面自动清理工位包括清理装置（8），当底排药柱被传送装置（2）运送至自动清理工位上时，底排药柱与清理装置（8）保持同心；

所述清理装置（8）包括刮板（81）、刮板旋转装置（82）和刮板下降装置（83）；刮板（81）采用高分子材料，2片刮板（81）以药柱中心为轴对称安装，至药柱表面投影与其运动方向夹角呈10°~30°；刮板旋转装置（82）采用装有转速传感器和控制器的旋转执行机构，带动刮板（81）在保持水平状态条件下，绕药柱中心轴旋转，通过转速传感器和控制器记录并控制转动的自动启停与转速；刮板下降装置（83）采用装有距离传感器、压力传感器和控制器的直线执行机构，当刮板（8）下降超过预设高度，即底排药面以下时，或者在下压过程中出现超压情况时，刮板下降装置（83）停止下压。

2.根据权利要求1所述的底排引火药自动装药装置，自动装药方法用于底排药柱装填引火药，以及压装与药柱表面清理，其特征在于，所述方法包括引火药自动化灌装工序、引火药自动压装工序、药面自动化清理工序：

（1）引火药自动化灌装工序

将装配有药柱的模具（1）通过传送装置（2）送至灌装工位，定位装置（22）启动，锁定输送设备（21），将接药装置（5）收起，模具旋转装置（3）将模具（1）顶起至预设位置，模具旋转装置（3）带动模具（1）旋转，灌装装置（4）将药浆灌装至药柱上的灌装位置，当药浆灌装达到预设药量时，灌装装置（4）停止灌装，接药装置（5）伸出并保持在出料口位置，模具旋转装置（3）停止旋转，下降至初始位置，定位装置（22）收起；

（2）引火药自动压装工序

模具（1）被传送装置（2）送至压装工位，定位装置（22）启动，锁位输送设备（21），位于模具（1）下方的模具升降装置（6）将模具（1）顶起至预设高度，压药装置（7）下压，将灌装位置内的引火药压至适合密度，当下压压力升至预设值后进行保压，保压结束后，模具升降装置（6）降回原位，定位装置（22）收起；

（3）药面自动化清理工序

模具（1）被传送装置（2）送至清理工位，定位装置（22）启动，锁位输送设备（21），清理装置（8）上的刮刀（81）下降至药柱表面，在一定压力下紧贴药柱表面旋转，当药柱表面的残药被清理后，刮刀（81）停止旋转并回复原位，定位装置（22）收起。

3.如权利要求1所述的一种底排引火药自动装药装置，其特征在于，所述定位装置（22）、模具抬升装置（33）、伸缩直线执行机构（52）、冲头下压装置（72）、刮板下降装置（83）直线执行机构根据不同防爆要求选用电动、气压缸或液压缸；所述模具旋转装置（32）、螺杆旋转执行机构（43）、刮板旋转装置（82）旋转执行机构也根据不同防爆要求选用电动马达、气动马达或油马达。

4.如权利要求1所述的一种底排引火药自动装药装置，其特征在于，所述模具输送设备（21）采用直线传输方式。

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