CN109878839B - 一种针棒类金属物料的姿态整理与计数装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于包装设备技术领域，并公开了一种针棒类金属物料的姿态整理与计数装置。包括固定机架，固定机架的上方设置有料斗，料斗的出料口套设在导料管上，导料管的下部套设在导料槽内，所导料槽通过第二固定架和第三固定架固定在所述固定机架上；导料槽的外侧设有主电磁铁和副电磁铁，所述导料槽的下方设置有拨料槽轮，所述拨料槽轮上设有用于拨料的槽口，所述拨料槽轮的一侧设置有传感器，用于检测所述槽口是否拨动物料。本发明通过将供料机构、针棒类金属物料的姿态整理机构以及拨料和计数机构及其具体设置方式进行研究和设计，相应的能够实现对针棒类金属物料的姿态整理以及计数，具有结构简单，计数准确且效率高的特点。

Description

一种针棒类金属物料的姿态整理与计数装置

技术领域

本发明属于包装设备技术领域，更具体地，涉及一种针棒类金属物料的姿态整理与计数装置。

背景技术

目前，金属物料中钢钉和螺钉的计量和包装技术已经比较成熟，大多采用的是振动法和称重法，其中振动法可以实现对物料的姿态整理，为后续的计数做准备，而称重法不涉及物料的姿态整理，用称重的方式直接计量。

对于针棒类金属物料，如钢针、滚针、圆柱销等，由于其长径比大，质量分布均匀，无法适用振动的方法；虽然可以应用称重法，但是针棒类金属物料质量较小，称重计量时产生的误差较大，只适用于包装规格较大且没有准确计量的要求时的情形。

牙签属于针棒类非金属物料，虽然目前其计数和包装技术也比较成熟，但是一般都要求将牙签水平堆放在料斗中，这种投料方式对钢针、滚针等针棒类金属物料的投放要求过于严苛，效率也不高。

综上，目前常用的计量方法很难实现对针棒类金属物料的姿态整理和准确、高速计数，如何实现对针棒类金属物料的高效计数，是一个亟待解决的技术问题。因此需要设计一种应用在自动包装设备的新型装置，实现针棒类金属物料计数的自动化，提高生产效率。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种针棒类金属物料的姿态整理与计数装置，其通过将供料机构、针棒类金属物料的姿态整理机构以及拨料和计数机构及其具体设置方式进行研究和设计，相应的能够实现对针棒类金属物料的姿态整理以及计数，具有结构简单，计数准确且效率高的特点，同时可根据不同的生产节拍进行计数，并能与后续的工序配合良好，因而尤其适用于针棒类金属物料自动包装的应用场合

为实现上述目的，本发明提出了一种针棒类金属物料的姿态整理与计数装置，其特征在于，包括固定机架，所述固定机架的上方设置有料斗，所述料斗通过下部的销轴与固定设置在所述固定机架上的曲柄滑块机构的滑块连接，所述料斗的出料口套设在导料管上，所述导料管通过第一固定架固定在所述固定机架上，所述导料管的下部套设在导料槽内，所述导料槽通过第二固定架和第三固定架固定在所述固定机架上，且所述第三固定架设置在所述导料槽的下部，用于保持针棒类金属物料的姿态；

所述导料槽的外侧设有主电磁铁和副电磁铁，且所述主电磁铁和副电磁铁均为水平布置，用于调整针棒类金属物料的姿态，所述主电磁铁设置在所述第一固定架与第二固定架之间，所述副电磁铁设置在第二固定架与第三固定架之间；

所述导料槽的下方设置有拨料槽轮，所述拨料槽轮上设有用于拨料的槽口，所述拨料槽轮的一侧设置有传感器，用于检测所述槽口是否拨动针棒类金属物料。

进一步的，所述导料槽为圆弧形渐变结构，且其上部进料口的口径大于其下部出料口的口径，所述导料槽为非铁磁性材料。

进一步的，所述导料槽下部出料口的口径与针棒类金属物料的形状相匹配，且只允许单个针棒类金属物料通过。

进一步的，所述主电磁铁和副电磁铁设置在所述导料槽的同侧；优选的，所述主电磁铁的磁力大于所述副电磁铁的磁力。

进一步的，所述主电磁铁与所述导料槽之间的距离小于所述副电磁铁与所述导料槽之间的距离。

进一步的，所述导料槽下部的外侧还设有凸轮，且在凸轮的转动下，凸轮能间歇撞击所述导料槽。

进一步的，所述导料槽与所述拨料槽轮之间还设有密封圈。

进一步的，所述导料管的上部为锥形结构。

进一步的，所述传感器为激光传感器。

进一步的，所述装置还包括控制面板，用于处理所述传感器的检测数据并显示针棒类金属物料的件数，同时还用于控制所述曲柄滑块机构、凸轮和拨料槽轮的转速以及主电磁铁、副电磁铁的磁力大小。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1.本发明应用在包装设备后能完全替代传统的人工包装过程，将针棒类金属物料的计数自动化，其通过将供料机构、针棒类金属物料的姿态整理机构以及拨料和计数机构及其具体设置方式进行结合和改进，进而能够实现对针棒类金属物料的姿态调整，同时，还能对姿态调整后的针棒类金属物料进行计数，具有结构简单，计数准确且效率高的特点，这对提高包装质量及降低工人劳动强度也具有积极意义。

2.本发明导料槽为圆弧形渐变结构，且其上部进料口的口径大于其下部出料口的口径，且下部出料口的口径与针棒类金属物料的形状相匹配，且只允许单个针棒类金属物料通过，进而可实现对单个物料进行姿态调整，保证了姿态的准确调整和后续计数机构的精确计数。

3.本发明主电磁铁的磁力大于所述副电磁铁的磁力，且其均为水平布置，以实现竖直运动的物料首先在主电磁铁的较强的吸附作用下由竖直姿态变成了水平姿态，然后在副电磁铁的较弱的吸附作用下保持该姿态继续水平下落。

4.本发明导料槽的下侧还设有凸轮，且在凸轮的转动下，凸轮能间歇撞击所述导料槽，进而使得导料槽的下部发生轻微抖动，使得物料顺畅的从出料口出来，防止了物料的堵塞。

附图说明

图1是本发明一种针棒类金属物料的姿态整理与计数装置的结构示意图；

图2是本发明一种针棒类金属物料的姿态整理与计数装置的立体结构图；

图3是本发明一种针棒类金属物料的姿态整理与计数装置涉及的拨料槽轮的结构示意图；

图4是本发明一种针棒类金属物料的姿态整理与计数装置涉及的导料管的结构示意图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-料斗、2-控制面板、3-导料槽、4-第二固定架、5-凸轮、6-第三固定架、7-密封圈、8-拨料槽轮、9-副电磁铁、10-传感器、11-第四固定架、12-主电磁铁、13-导料管、14-曲柄滑块机构、15-第一固定架。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，是本发明一种针棒类金属物料的姿态整理与计数装置的结构示意图，包括固定机架，其中，固定机架的上方设置有料斗1，料斗1为锥形结构，料斗1通过下部的销轴与固定机架上的曲柄滑块机构14的滑块连接，料斗1的下部分套设在导料管13的上，导料管13通过第一固定架15与固定机架实现固定连接；导料管13的下方设置有导料槽3，所述导料管13的出料口与导料槽3的进料口对应设置，实现从导料管13出料口出来的针棒类金属物料直接从正中间进入导料槽3的进料口。导料槽3的中部和下部分别由第二固定架4和第三固定架6固定在固定机架上。拨料槽轮8在所述导料槽3的出料口正下方，它们之间的空隙由密封圈7密封。传感器10设置在拨料槽轮8的一侧，且与拨料槽轮8在同一水平面上，由第四固定架11固定在固定机架上。

如图1和图2所示，为了对下落的针棒类金属物料的姿态进行调整，本发明在导料槽3的一侧设置有主电磁铁12和副电磁铁9，其中，主电磁铁12的磁力大于副电磁铁9，主电磁铁12设置在第一固定架15与第二固定架4之间，副电磁铁9设置在第二固定架4与第三固定架6之间，用于保持针棒类金属物料的姿态，为了仅仅一步凸显本发明的效果，主电磁铁12与导料槽3的距离小于副电磁铁9与导料槽3的距离。

导料槽3的外侧且在在第二固定架4和第三固定架6之间还设有凸轮5，其中，凸轮5固定在固定机架上，同时能间歇撞击导料槽3的下部，以实现导料槽3下部轻微抖动。

具体而言，本发明装置包括固定机架，所述固定机架的上方设置有料斗1，所述料斗1通过下部的销轴与固定设置在所述固定机架上的曲柄滑块机构14的滑块连接，所述料斗1的出料口套设在导料管13上，所述导料管13通过第一固定架15固定在所述固定机架上，所述导料管13的下部套设在导料槽3内，所述导料槽3通过第二固定架4和第三固定架6固定在所述固定机架上，且所述第三固定架6设置在所述导料槽3的下部；所述导料槽3的外侧设有主电磁铁12和副电磁铁9，且所述主电磁铁12和副电磁铁9均为水平布置，用于调整针棒类金属物料的姿态，所述主电磁铁12设置在所述第一固定架15与第二固定架4之间，所述副电磁铁9设置在第二固定架4与第三固定架6之间；所述导料槽3的下方设置有拨料槽轮8，所述拨料槽轮8上设有用于拨料的槽口，所述拨料槽轮8的一侧设置有传感器10，用于检测所述槽口是否拨动针棒类金属物料。

作为本发明的优选方案，导料槽3的内径从上到下逐渐缩小，其下部以及出料口的形状与针棒类金属物料的形状相匹配，以实现允许单个针棒类金属物料为准。

作为本发明的优选方案，如图3所示，拨料槽轮8沿其周向布置有若干个槽口，其槽口的个数可根据需求进行相应的调整。

作为本发明的优选方案，如图4所示，本发明中导料管13的内径为圆形，其只能允许一个针棒类金属物料通过。

在本发明中，控制面板2设置在固定机架的外侧，与所述传感器10在固定机架的同一边。控制面板2包括了液晶显示器，调整旋钮和启停按钮，还内置了单片机，其中：调整旋钮用以调整上述凸轮和拨料槽轮的转速以及上述主、副电磁铁的磁力大小，启停按钮用以开启和关闭总电源；液晶显示器用以显示物料的数目；单片机用以处理数据和控制液晶显示器。传感器用来不间断地测量其与拨料槽轮表面的距离，该数据由数据采集卡采集后通过控制面板内的单片机处理，单片机通过该数据来判断每个槽内是否有物料，若有则数目加1，并显示在控制面板的液晶显示器上。

作为本发明的优选方案，凸轮和拨料槽轮的转速的调整可以通过与各自相连接的调速电机实现，主电磁铁12和副电磁铁9的绕线圈的长度略小于导料槽的宽度，且主电磁铁12距所述导料槽3的内侧较近，副电磁铁9距所述导料槽3的内侧较远，且主、副电磁铁的磁力大小可以通过调整电磁铁回路的电流大小实现。

本发明的具体工作流程如下：随着料斗1上下往复运动，其中的针棒类金属物料不断地从导料管13中下落，进而以竖直姿态落入导料槽3中，在继续下落的过程中，针棒类金属物料首先在主电磁铁12的较强的吸附作用下由竖直姿态变成了水平姿态，然后在副电磁铁9的较弱的吸附作用下保持该姿态继续水平下落，由于电磁铁所绕线圈的长度略小于导料槽3的宽度，且物料均落入了导料槽3中间的位置，因此避免了主电磁铁12和副电磁铁9将物料吸附到导料槽3的两侧导致其无法水平下落，随着导料槽3的槽口从上到下逐渐缩小，下部以及出料口的大小仅稍大于物料，所以针棒类金属物料在导料槽3的下部水平堆叠在一块，随着拨料槽轮8的转动，其槽口会从导料槽3的出料口将物料逐个带走，期间凸轮5间歇撞击导料槽3的下部产生轻微的抖动，防止了物料的堵塞，而第二固定架4和第三固定架6对导料槽3的固定保证了导料槽3下部抖动的轻微以及导料槽3的出料口所粘连的密封圈7和拨料槽轮8的紧密接触，接着通过传感器10来判断每个槽内是否有物料，这样就实现准确计数的目的，最后物料会从拨料槽轮8的下方进入后续的工序，由自动包装设备实现。

对于不同的针棒类金属物料，导料管13，导料槽3和拨料槽轮8等的结构也会随之改变，但是始终要满足上述的要求，与此同时，主电磁铁12、副电磁铁9的磁力和凸轮5的转速也可能需要改变。计数的速度的改变，可以通过拨料槽轮8的转速以及拨料槽轮8的槽的个数的改变实现。

理论上，拨料槽轮8的转速和拨料槽轮8的槽的个数共同决定了计数的速度。由于转速过快时，在离心力的作用下物料会被被甩出拨料槽轮8，因此当离心力和重力相等的时候，转速达到极限值，此时，计数的速度为

其中，R为物料的轴心在拨料槽轮8的槽中时离拨料槽轮8轴心的距离，g为重力加速度，N是拨料槽轮8的槽的个数。若取R＝10mm，g＝9.8m/s²，N＝8，可得K＝39.8/s。由于可见，理论上该装置的计数极限速度是相当高的。

当然，物料的计数除了采用上述的传感器10为激光传感器，此外还可以采用其他传感器和计数方式，如在拨料槽轮8的槽的底部设置压力传感器来实现计数等；同样，导料管13，导料槽3和传感器10的固定也不局限于上述采用固定架的方法。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种针棒类金属物料的姿态整理与计数装置，其特征在于，包括固定机架，所述固定机架的上方设置有料斗（1），所述料斗（1）通过下部的销轴与固定设置在所述固定机架上的曲柄滑块机构（14）的滑块连接，所述料斗（1）的出料口套设在导料管（13）上，所述导料管（13）通过第一固定架（15）固定在所述固定机架上，所述导料管（13）的下部套设在导料槽（3）内，所述导料槽（3）通过第二固定架（4）和第三固定架（6）固定在所述固定机架上，且所述第三固定架（6）设置在所述导料槽（3）的下部；

所述导料槽（3）的外侧设有主电磁铁（12）和副电磁铁（9），且所述主电磁铁（12）和副电磁铁（9）均为水平布置，用于调整针棒类金属物料的姿态，所述主电磁铁（12）设置在所述第一固定架（15）与第二固定架（4）之间，所述副电磁铁（9）设置在第二固定架（4）与第三固定架（6）之间，用于保持针棒类金属物料的姿态；

所述导料槽（3）的下方设置有拨料槽轮（8），所述拨料槽轮（8）上设有用于拨料的槽口，所述拨料槽轮（8）的一侧设置有传感器（10），用于检测所述槽口是否拨动针棒类金属物料。

2.根据权利要求1所述的一种针棒类金属物料的姿态整理与计数装置，其特征在于，所述导料槽（3）为圆弧形渐变结构，且其上部进料口的口径大于其下部出料口的口径，所述导料槽（3）为非铁磁性材料。

3.根据权利要求1或2所述的一种针棒类金属物料的姿态整理与计数装置，其特征在于，所述导料槽（3）下部出料口的口径与针棒类金属物料的形状相匹配，且只允许单个针棒类金属物料通过。

4.根据权利要求3所述的一种针棒类金属物料的姿态整理与计数装置，其特征在于，所述主电磁铁（12）和副电磁铁（9）设置在所述导料槽（3）的同侧；所述主电磁铁（12）的磁力大于所述副电磁铁（9）的磁力。

5.根据权利要求1、2、4任一项所述的一种针棒类金属物料的姿态整理与计数装置，其特征在于，所述主电磁铁（12）与所述导料槽（3）之间的距离小于所述副电磁铁（9）与所述导料槽（3）之间的距离。

6.根据权利要求1所述的一种针棒类金属物料的姿态整理与计数装置，其特征在于，所述导料槽（3）下部的外侧还设有凸轮（5），且在凸轮（5）的转动下，凸轮（5）能间歇撞击所述导料槽（3）。

7.根据权利要求1所述的一种针棒类金属物料的姿态整理与计数装置，其特征在于，所述导料槽（3）与所述拨料槽轮（8）之间还设有密封圈（7）。

8.根据权利要求1、2、6、7任一项所述的一种针棒类金属物料的姿态整理与计数装置，其特征在于，所述导料管（13）的上部为锥形结构。

9.根据权利要求1所述的一种针棒类金属物料的姿态整理与计数装置，其特征在于，所述传感器（10）为激光传感器。

10.根据权利要求6所述的一种针棒类金属物料的姿态整理与计数装置，其特征在于，所述装置还包括控制面板（2），用于处理所述传感器（10）的检测数据并显示针棒类金属物料的件数，同时还用于控制所述曲柄滑块机构（14）、凸轮（5）和拨料槽轮（8）的转速以及主电磁铁（12）、副电磁铁（9）的磁力大小。