CN108584010A - 一种自动装罐及在线称重设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于水果罐头的自动装罐及在线称重设备，包括有触摸屏模块、称重模块、漏斗模块、支架模块、螺杆送瓶模块、电控箱模块，螺杆送瓶模块通过触摸屏模块的开关和电控箱模块的控制，可实现推动瓶体、自动装罐，同时采用的称重模块精度高、响应迅速，减少了现有技术中装罐过程中采用人工推瓶所耗费的时间，设备的响应速度高，提高了生产效率以及装罐的重量合格率。

Description

一种自动装罐及在线称重设备

技术领域

本发明涉及自动化设备领域，尤其涉及一种自动装罐及在线称重设备。

背景技术

最传统的水果罐头加工行业中，在罐装这块，毫无自动化可言。高强度人海战术全部纯手工装罐，不仅效率低，人力资源过于浪费，而且食品的安全卫生也值得商榷。

如今市面上大部分的加工厂商都已进入“农业2.0”，采用“橘瓣网格提升线+人工推瓶罐装”的生产模式。这样效率虽然提高不少，但还是需要大量的劳动力来辅助推瓶来进行橘瓣装罐，而且这样的生产模式也存在不足：1.一个装罐工位对应1人，须根据生产节拍不间断推瓶，劳动强度大；2.推瓶时机均凭个人经验，一次重量合格率低，仅为20％左右；另外，由于橘子罐头生产季节，每年只有三个月，高峰期跟淡季人数相差极大(如21条生产线，高峰期需2000人，淡季只留80人)。这种情况对于人力资源供应方面也是很大的挑战，经常会出现招不够人的现象。

在装罐之前，橘子是经过分级的，但就算分级后的橘子每瓣大小也是有差异的，且通过网带提升线供料时，橘瓣偶会出现扎堆、不均匀的情况，这对自动装罐称重影响很大，“少一瓣欠重，多一瓣又超重”的情况时会发生，而应对橘瓣扎堆的现象就更难解决了，因此称重合格率的提升本身就存在很大的技术瓶颈。一味地提升称重传感器的精度并不能解决问题，还要考虑机构的响应速度、称重的阈值设定。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种自动装罐及在线称重设备，通过步进电机驱动螺杆运动，带动瓶体进给，实现了自动化推瓶的功能。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案为：一种自动装罐及在线称重设备，包括支架模块，所述支架模块包括支架和支承板，所述自动装罐与在线称重设备包括：螺杆送瓶模块，所述螺杆送瓶模块包括固定座、螺杆和驱动机构，所述驱动机构和所述螺杆的一端通过联轴器传动，所述螺杆的另一端通过轴承固定在所述固定座上，所述固定座和所述驱动机构固定连接在所述支承板上；所述螺杆相对于所述驱动机构的一端的为放瓶位，相对于所述固定座的一端为装罐位；上瓶后，瓶体位于所述放瓶位上，所述驱动机构驱动所述螺杆运动，带动所述瓶体从所述放瓶位运动至所述装罐位上，以供进行装罐工序。

其中，所述驱动机构为步进电机。

其中，所述自动装罐及在线称重设备还包括称重模块，所述称重模块设置在所述支承板的底部，所述称重模块包括称重传感器、传感器挡片和传感器固定板，所述称重传感器和所述传感器挡片通过传感器固定板固定连接在所述支承板底部，以供对瓶体重量进行在线称重；当瓶体重量达到阈值范围时，所述螺杆带动所述瓶体离开所述装罐位。

其中，所述自动装罐及在线称重设备还包括漏斗模块，所述漏斗模块包括漏斗和挂钩，所述漏斗通过所述挂钩固定在输料线上，所述漏斗的底部开口对准所述瓶体，所述物料从所述输送线上落到所述漏斗中，并经所述漏斗落入所述瓶体内。

其中，所述漏斗内设置有凸点结构，以供防止物料粘料和堵料。

其中，所述漏斗的底部开口处设置有挡边，以供防止装罐过程中物料倾泻出瓶外。

其中，所述自动装罐及在线称重设备还包括电控箱模块，所述电控箱模块集成了用于电能分配以及断电保护的各电气元件，所述电控箱模块与所述步进电机电连接。

其中，所述自动装罐及在线称重设备还包括触摸屏模块，所述触摸屏模块与所述电控箱模块电连接，所述触摸屏模块包括触摸屏、触摸屏外框和固定架，所述触摸屏外框上还设置有启动按钮和急停按钮，以供通过所述电控箱模块对设备进行开关控制。

本发明的有益效果为：区别于现有技术采用人工推瓶的情况，采用步进电机和螺杆传动，使推瓶的工序实现了自动化，设备的响应速度快，减少了人工推瓶所耗费的时间和人力成本，提高了生产效率，不需要依靠人的经验来决定装罐后推瓶的时机，提高了装罐的重量合格率，使设备整体的自动化程度更高。

附图说明

图1为自动装罐及在线称重设备的立体示意图；

图2为螺杆送瓶模块的立体示意图；

图3为称重模块的立体示意图；

图4为漏斗模块的立体示意图；

图5为漏斗的局部示意图；

图6为触摸屏模块的立体示意图。

图中标号说明：1、螺杆送瓶模块；11、步进电机；12、螺杆；13、联轴器；14、固定座；15轴承；121放瓶位；122装罐位；2、称重模块；21、称重传感器；22传感器挡片；23传感器固定板；3、漏斗模块；31漏斗；32、挂钩；311挡片；312凸点；4、触摸箱模块；41触摸屏；42触摸屏外框；43固定架；421启动按钮；422急停按钮；5、电控箱模块；6、支架模块；61支架；62支承板。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参阅图1，本发明公开了一种自动装罐及在线称重设备，常用于水果罐头，特别是橘子罐头的自动装罐生产，此处以橘瓣为装罐物料实例。

这种自动装罐及在线称重设备包括有：触摸屏模块4、电控箱模块5、支架模块6、螺杆送瓶模块1、漏斗模块3和称重模块2。其中，支架模块6包括支架61和支承板62，螺杆送瓶模块1和瓶体均设置于支承板62上。

参阅图2，螺杆送瓶模块1设置在支承板上，包括驱动机构、螺杆12和固定座14；具体地，驱动机构采用步进电机11。螺杆12的一端通过联轴器13和步进电机11传动连接，另一端通过轴承15固定在固定座14上，步进电机11和固定座14均固定连接在支承板62上。

其中，螺杆12相对于联轴器13一端的螺杆通道为放瓶位121，用于放置待装罐的空瓶子；相对于固定座14的一端的螺杆通道为装罐位122，空瓶子在装罐位122进行装罐工序。采用人工或上瓶机构对空瓶子进行上瓶后(空瓶子处于放瓶位上)，步进电机11驱动螺杆12运动，带动放瓶位121上的空瓶子运动至装罐位122处，准备进行下一步的装罐工序。

其中，步进电机11主要提供瓶子稳定向前推送的动力，步进电机11控制下的螺杆12不但能稳定精准控制瓶子前行的距离，其响应速度快，能有效避免相邻瓶子切换时造成漏料的情况。

参阅图4-图5，漏斗模块3包括漏斗31和挂钩32。漏斗31设置在装罐位133的空瓶子的上方，并通过挂钩32固定在输送线(网格提升线)顶部的底端。待装罐的物料由输送线传输，并经漏斗31落入空瓶子中。

特别地，漏斗31采用特殊的材料折弯焊接而成，形状结构非标设计，同时漏斗31的内部设置有凸点312，如橘瓣等物料在掉落装罐的过程中不会出现粘料、堵料等现象而导致装罐的重量超重的问题。漏斗31的底部开口还设置有挡片311，有效防止了物料在装罐过程中容易掉落在瓶体外部的现象，避免了生产过程中造成的浪费。

参阅图3，称重模块2设置在支承板62的底部，并处于装罐位122的下方。称重模块2包括有称重传感器21、传感器挡片22和传感器固定板23，称重传感器21和传感器挡片22通过传感器固定板23固定在支承板62的底部。其中，称重传感器21采用高精度的传感器，并设置有重量阈值，能将瓶体的重量实时反馈，当瓶体装罐后的重量在阈值范围内时，步进电机11会迅速响应，将装罐好的瓶子推出，并将新的空瓶子推进装罐位122，完成装罐工序。

本实施例还包括电控箱模块5，电控箱模块5集成了用于电能分配以及断电保护的各电气元件，并与步进电机11电连接，以驱动步进电机11。电控箱模块5能对用电设备进行配电和控制，在电路出现过载、短路和漏电时，电控箱模块5还可以提供断电保护，电控箱模块5跟其他模块分隔开来，并通过航空接头和线缆相连接。

参阅图6，触摸屏模块4包括触摸屏外框42、触摸屏41、固定架43。其中触摸屏外框42上设置有启动按钮421和急停按钮422。触摸屏模块4固定于原有设备便于操作的地方，和电控箱模块4相互通过线缆实现通讯对接，它主要用于实现各参数设置及设备启动、暂停等基本功能。

本实施例未设自动上瓶机构，并暂用人工上瓶的方式进行代替，但预设接口，配合输送线(网格输送线)和自动上瓶机构即可成为自动化、无人化的自动在线装罐系统。

特别地，本实施例的工作原理和操作步骤如下：按下启动按钮421，操作员从两侧拿起空瓶，放到螺杆12的螺杆通道上，前段的橘瓣通过原有网带提升线掉落至瓶子里，设备将自动进行在线称重及装罐作业，作业员只需及时保证空瓶子的供应补给即可。

按下启动按钮421，支承板62上的四个螺杆送瓶模块1会各自进行复位初始化，找到机械零点；找到机械零点后各个送瓶模块会各自运行，即螺杆12将不停转动。操作员将两侧的空瓶拿起放到旋转的螺杆通道中，即放瓶位121，由于螺杆12会不断转动，在放瓶位121的空瓶子会被输送至装罐位122，即传感器固定板23上的空瓶处，其他通道亦然，操作员需要及时补充空瓶子确保罐装位122至放瓶位121区间依次有瓶子且不能空缺。前段处理过的橘瓣会通过原有的输送线(网带提升线)掉落至漏斗模块3的漏斗上，由于漏斗31上面有凸点312设计，橘瓣并不会在漏斗31粘料、堵料，橘瓣经由凸点312滑落至装罐位122的空瓶子里，由于挡片311的作用，橘瓣不会掉落在瓶子之外；当橘瓣掉落到一定数量时，由于瓶子底部连接着称重传感器21，会实时进行称重，当重量设定好的重量阈值范围内时，会马上触发信号让步进电机11动作，通过螺杆12的旋转作用将装好橘瓣的瓶子送出，橘瓣虽是持续掉落的，但第一个装够橘瓣的瓶子送走后，由于机构响应速度很快，第二个空瓶子又马上就位，此过程时间极短，掉落的橘瓣又会落至第二个空瓶子内。

特别地，本实施例设备整体采用不锈钢制作，且电机、触摸屏等各模块都做防水处理，称重传感器更是达到IP68防护级别，能有效在潮湿的食品加工厂内使用。

通过对上述实施例的详细阐述，可以理解，本实施例达到了以下的技术效果：1.设备装瓶效率较前提高30％，且合格率达到50％左右，整体正趋向于“多/快/好/省+安全/卫生”的方向稳步提升，减少了人工推瓶所耗费的时间和人力成本，提高了生产效率，不需要依靠人的经验来决定装罐后推瓶的时机，提高了装罐的重量合格率；

2.利用高精度称重传感器的数值进行快速判定，抑制零点漂移电路，机构响应速度快；

3.漏斗采用特殊的材料折弯焊接而成，形状结构非标设计，橘瓣在掉落装罐过程中不会出现卡料、粘料；

4.通过螺杆旋转的模式供瓶补给，送瓶速度快且稳定，瓶子间不会相互碰撞干涉，提高称重工位的准确性，橘瓣更不会掉落瓶子之外。

5.设备整体采用不锈钢制作，且电机、触摸屏等各模块都做防水处理，称重传感器更是达到IP68防护级别，能有效在潮湿的食品加工厂内使用。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种自动装罐及在线称重设备，包括支架模块，所述支架模块包括支架和支承板，其特征在于，所述自动装罐与在线称重设备包括：螺杆送瓶模块，所述螺杆送瓶模块包括固定座、螺杆和驱动机构，所述驱动机构和所述螺杆的一端通过联轴器传动，所述螺杆的另一端通过轴承固定在所述固定座上，所述固定座和所述驱动机构固定连接在所述支承板上；所述螺杆相对于所述驱动机构的一端的为放瓶位，相对于所述固定座的一端为装罐位；

上瓶后，瓶体位于所述放瓶位上，所述驱动机构驱动所述螺杆运动，带动所述瓶体从所述放瓶位运动至所述装罐位上，以供进行装罐工序。

2.根据权利要求1所述的自动装罐及在线称重设备，其特征在于，所述驱动机构为步进电机。

3.根据权利要求1所述的自动装罐及在线称重设备，其特征在于，所述自动装罐及在线称重设备还包括称重模块，所述称重模块设置在所述支承板的底部，所述称重模块包括称重传感器、传感器挡片和传感器固定板，所述称重传感器和所述传感器挡片通过传感器固定板固定连接在所述支承板底部，以供对瓶体重量进行在线称重；当瓶体重量达到阈值范围时，所述螺杆带动所述瓶体离开所述装罐位。

4.根据权利要求3所述的自动装罐及在线称重设备，其特征在于，所述自动装罐及在线称重设备还包括漏斗模块，所述漏斗模块包括漏斗和挂钩，所述漏斗通过所述挂钩固定在输料线上，所述漏斗的底部开口对准所述瓶体，所述物料从所述输送线上落到所述漏斗中，并经所述漏斗落入所述瓶体内。

5.根据权利要求4所述的自动装罐及在线称重设备，其特征在于，所述漏斗内设置有凸点结构，以供防止物料粘料和堵料。

6.根据权利要求5所述的自动装罐及在线称重设备，其特征在于所述漏斗的底部开口处设置有挡边，以供防止装罐过程中物料倾泻出瓶外。

7.根据权利要求6所述的自动装罐及在线称重设备，其特征在于，所述自动装罐及在线称重设备还包括电控箱模块，所述电控箱模块集成了用于电能分配以及断电保护的各电气元件，所述电控箱模块与所述步进电机电连接。

8.根据权利要求7所述的自动装罐及在线称重设备，其特征在于，所述自动装罐及在线称重设备还包括触摸屏模块，所述触摸屏模块与所述电控箱模块电连接，所述触摸屏模块包括触摸屏、触摸屏外框和固定架，所述触摸屏外框上还设置有启动按钮和急停按钮，以供通过所述电控箱模块对设备进行开关控制。