CN109879228A - 一种用于教学的啤酒自动化生产方法 - Google Patents

一种用于教学的啤酒自动化生产方法 Download PDF

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本发明公开了一种用于教学的啤酒自动化生产方法。它具体包括如下步骤:(1)理瓶及清洗工艺;(2)灌装、供盖及打盖工艺;(3)积放台工艺;(4)异物检测工艺;(5)贴标工艺;(6)自动装箱工艺;(7)自动移载工艺;(8)立体库及堆垛机工艺。本发明的有益效果是:学生能够直观的了解啤酒生产的过程,不需要建设真实对象的啤酒自动化生产线,减小了设备的投入,同时也降低了设备所需的占地投入,而且对于相应设备的维护成本也降低了。

Description

一种用于教学的啤酒自动化生产方法
技术领域
本发明涉及啤酒自动化生产相关技术领域,尤其是指一种用于教学的啤酒自动化生产方法。
背景技术
分步式网络化流程工业自动化生产系统包含可编程控制技术、交流伺服驱动技术、人机界面技术、多自由度机械臂技术、网络控制技术以及自动化物流管理等多领域知识。实际啤酒自动化生产线包含制麦、糖化、过滤、发酵、熟化、杀菌、储存、理瓶、清洗、灌装、封盖、金检、贴标、装箱、移载、入库等全过程,涵盖了过程控制系统、运动控制系统以及自动化物流系统的所有要素,是分步式网络化流程工业自动化生产系统在工业领域的典型应用,将其引入到教学,模拟啤酒自动化生产线将是满足学生“基于问题的学习、基于项目的学习、基于案例的学习的研究性学习方法”的最佳载体之一。
但若建真实对象的模拟啤酒自动化生产线实训室,会涉及到设备投入较大,占用场地大及设备管理维护成本高等问题。当前随着计算机图形图像技术、网络技术、动画技术的不断发展,基于3D虚拟互动技术实现虚拟啤酒自动化生产仿真工厂成为可能。虚拟啤酒自动化生产仿真工厂能对企业生产的真实对象工作过程逼真重现,学生通过虚拟对象可以仔细了解其基本结构、控制原理和工作过程,也可运用交互技术对啤酒自动化生产线上不同项目进行控制方案设计及系统调试,从而达到技能训练之要求,同时也解决了真实对象建设投入大、占地多、维护成本高等问题。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中存在上述的不足,提供了一种投入小、占地少且维护成本低的用于教学的啤酒自动化生产方法。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种用于教学的啤酒自动化生产方法,具体包括如下步骤:
(1)理瓶及清洗工艺:在储瓶库中取出瓶子并控制取瓶的速度,将瓶子送往清洗传送带上,实现对瓶子的清洗;
(2)灌装、供盖及打盖工艺:实现对啤酒的灌装,同时顺序供应瓶盖,给啤酒瓶装盖;
(3)积放台工艺:实现打盖部分与后续部分的缓冲;
(4)异物检测工艺:检测传送带上是否有异物,有异物则进行异物检测;
(5)贴标工艺:给打盖后的瓶子贴标签;
(6)自动装箱工艺:实现对啤酒的装箱;
(7)自动移载工艺:将啤酒箱送往立体库接送台处;
(8)立体库及堆垛机工艺:对啤酒箱进行入库与出库操作。
本发明通过对整个啤酒自动化生产线的模拟教学,使得学生能够直观的了解啤酒生产的过程,同时不需要建设真实对象的啤酒自动化生产线,减小了设备的投入,同时也降低了设备所需的占地投入,而且对于相应设备的维护成本也降低了。
作为优选,在步骤(1)中,理瓶及清洗工艺具体为:瓶子在储瓶库中经传送带运出,输送途中首先经过光电传感器的检测,判断瓶口和瓶尾的方向,并将此信息存入队列中并根据传送带上瓶子的数目调控传送带的速度,若传送带上瓶子较多,则提高速度,否则减小速度,瓶子传送到传送带的末端时,从队列中取出一个瓶子信息,根据此瓶子信息控制电磁阀进行拔瓶操作,使与瓶口的方向相一致的拨瓶棒弹出,依次确保瓶子落下是瓶口朝上的;将瓶子运送放置到清洗的气嘴上,通过光电传感器信号控制输送轴运行到指定位置并将清洗泵开启实现瓶的清洗,到达出瓶点,通过出瓶位观点传感器信号控制机械手将瓶取出及输送轴的放原点回归,以便下一次动作的实现。
作为优选,在步骤(2)中,灌装、供盖及打盖工艺具体为:将瓶子传送到灌装口下,通过光电传感器信号控制驱动轴运行到指定位置并将其泵开启实现瓶的罐装,当灌装到指定液位时停止灌装,并将灌装后瓶子放到传送带上送往打盖部分;与此同时,将要供应瓶盖倒入漏斗里,瓶盖经提升机提出,在提升过程中由检测设备检测瓶盖的方向是否正确,正确的瓶盖继续经提升机提出,方向不对的被推出下落到漏斗里,瓶盖提升到指定位置由气体吹入滑道,经滑道送到指定位置,等待打盖;传送带上的经灌装后的啤酒瓶送往指定位置由夹紧装置夹紧,机械手将上一部指定位置的瓶盖取过放到啤酒瓶上,拧盖装置将瓶盖拧紧,装完盖的啤酒瓶由另一侧排出送到传送带上。
作为优选,在步骤(3)中,积放台工艺具体为:啤酒瓶由传送带从打盖之后来到隔板处停止,传入位光电传感器得到信号,随即机械臂气泵控制转动到啤酒瓶上方,机械手下降抓住瓶盖,积放主取位传感器判断前方有无瓶等待,若有则机械手将传入的啤酒瓶放入积放传送带,实现对啤酒瓶的储存;若无则机械手将传入的啤酒瓶放入异物检测传送带进入到下一工位;此外,当传送带上啤酒瓶过少,长时间传送带无来瓶且积放台有瓶时,积放台主取瓶位传感器被触发后,同时启动计时器,设计倒计时40秒,若入瓶位传感器检测到有来瓶,则此计时器被重置,倒计时40秒完成后,积放台传送带反转启动,定时器倒计时2秒,积放台始端传感器检测有无瓶经过,若有瓶经过,机械手下降抓取积放台瓶子,上升后旋转至传送带,并放至传送带上,若无瓶经过,则继续定时器倒计时2秒,积放台始端传感器检测有无瓶经过,同时入瓶位传感器实时检测;若积放台没有瓶子,此时机械手无动作。
作为优选,在步骤(4)中,异物检测工艺具体为:啤酒瓶经过异物检测传送带时,检测是否有异物,如果有异物则将其经机械手转移至金属检测器,如果没有异物则将其经机械手转移至传动带上进入下一工位
作为优选,在步骤(5)中,贴标工艺具体为:传送带上的瓶子被送到贴标签处,贴标签处瓶子以相应的速度旋转;与此同时,标签与瓶子相同速度旋转实现贴标,贴标后将瓶子送到传送带上。
作为优选,在步骤(6)中,自动装箱工艺具体为:在生产线上将合格的瓶装啤酒送入生产线的末端后,将空箱由空箱存储台送入转位控制及等待装箱台,然后等待机械手臂抓取瓶子装入空箱内,机械手完成装箱工作后,将会读取入库信号判断下一工位是否繁忙,若并不繁忙,转位控制及等待装箱台将装好的完成箱送入手推车,从而进入下一工位;若是繁忙,则将完成箱送入完成箱的暂放台,暂放台将在其上有完成箱暂放以及下一工位可以送入新的箱子情况下,将暂放台的完成箱经由转台送入下一工位。
作为优选,在步骤(7)中,自动移载工艺具体为:将上一工位装有啤酒瓶的箱子通过滚道输送放到自动移栽车上,并控制自动移栽车将啤酒箱送往立体库接送台上;其中:自动移载车能够自动选择路径运送啤酒箱,按轨道运动运送啤酒,由光电传感器和接近开关进行定位。
作为优选,在步骤(8)中,立体库及堆垛机工艺具体为:堆垛机在巷道内进行水平往复直线、垂直升降和货叉伸缩叉取一系列协调动作,实现货物从巷道端口输送台到指定货位的入库作业,以及从指定货位到巷道端口输送台的出库作业,从而与巷道端口出入库输送机系统一起实现货物的自动出入库。
作为优选,在步骤(8)中,堆垛机由两台伺服电机进行定位控制,其中一台伺服电机控制堆垛机的水平运动,另一台伺服电机控制货叉的升降运动,在两台伺服电机的精确控制下,实现堆垛机对每个货位的精确定位运行;货叉的伸缩由气动机构控制,当气动电磁阀收到信号后打开,高压空气推动货叉伸出,当气动电磁阀信号消失后,高压空气推动货叉缩回;当堆垛机上的转台做货物输入通道使用时,转台将巷道端口输送台上货物接收,然后通过输送带送到接送台上,当堆垛机上的转台做输出通道使用时,转台将接送台上货物接收,然后转动相应的角度后,输送到预置的空区域。
本发明的有益效果是:学生能够直观的了解啤酒生产的过程,不需要建设真实对象的啤酒自动化生产线,减小了设备的投入,同时也降低了设备所需的占地投入,而且对于相应设备的维护成本也降低了。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述。
一种用于教学的啤酒自动化生产方法,具体包括如下步骤:
(1)理瓶及清洗工艺:在储瓶库中取出瓶子并控制取瓶的速度,将瓶子送往清洗传送带上,实现对瓶子的清洗;
具体为:瓶子在储瓶库中经传送带运出,输送途中首先经过光电传感器的检测,判断瓶口和瓶尾的方向,并将此信息存入队列中并根据传送带上瓶子的数目调控传送带的速度,若传送带上瓶子较多,则提高速度,否则减小速度,瓶子传送到传送带的末端时,从队列中取出一个瓶子信息,根据此瓶子信息控制电磁阀进行拔瓶操作,使与瓶口的方向相一致的拨瓶棒弹出,依次确保瓶子落下是瓶口朝上的;将瓶子运送放置到清洗的气嘴上,通过光电传感器信号控制输送轴运行到指定位置并将清洗泵开启实现瓶的清洗,到达出瓶点,通过出瓶位观点传感器信号控制机械手将瓶取出及输送轴的放原点回归,以便下一次动作的实现。
(2)灌装、供盖及打盖工艺:实现对啤酒的灌装,同时顺序供应瓶盖,给啤酒瓶装盖;
具体为:将瓶子传送到灌装口下,通过光电传感器信号控制驱动轴运行到指定位置并将其泵开启实现瓶的罐装,当灌装到指定液位时停止灌装,并将灌装后瓶子放到传送带上送往打盖部分;与此同时,将要供应瓶盖倒入漏斗里,瓶盖经提升机提出,在提升过程中由检测设备检测瓶盖的方向是否正确,正确的瓶盖继续经提升机提出,方向不对的被推出下落到漏斗里,瓶盖提升到指定位置由气体吹入滑道,经滑道送到指定位置,等待打盖;传送带上的经灌装后的啤酒瓶送往指定位置由夹紧装置夹紧,机械手将上一部指定位置的瓶盖取过放到啤酒瓶上,拧盖装置将瓶盖拧紧,装完盖的啤酒瓶由另一侧排出送到传送带上。
(3)积放台工艺:实现打盖部分与后续部分的缓冲;
具体为:啤酒瓶由传送带从打盖之后来到隔板处停止,传入位光电传感器得到信号,随即机械臂气泵控制转动到啤酒瓶上方,机械手下降抓住瓶盖,积放主取位传感器判断前方有无瓶等待,若有则机械手将传入的啤酒瓶放入积放传送带,实现对啤酒瓶的储存;若无则机械手将传入的啤酒瓶放入异物检测传送带进入到下一工位;此外,当传送带上啤酒瓶过少,长时间传送带无来瓶且积放台有瓶时,积放台主取瓶位传感器被触发后,同时启动计时器,设计倒计时40秒,若入瓶位传感器检测到有来瓶,则此计时器被重置,倒计时40秒完成后,积放台传送带反转启动,定时器倒计时2秒,积放台始端传感器检测有无瓶经过,若有瓶经过,机械手下降抓取积放台瓶子,上升后旋转至传送带,并放至传送带上,若无瓶经过,则继续定时器倒计时2秒,积放台始端传感器检测有无瓶经过,同时入瓶位传感器实时检测;若积放台没有瓶子,此时机械手无动作。
(4)异物检测工艺:检测传送带上是否有异物,有异物则进行异物检测;
具体为:啤酒瓶经过异物检测传送带时,检测是否有异物,如果有异物则将其经机械手转移至金属检测器,如果没有异物则将其经机械手转移至传动带上进入下一工位。
(5)贴标工艺:给打盖后的瓶子贴标签;
具体为:传送带上的瓶子被送到贴标签处,贴标签处瓶子以相应的速度旋转;与此同时,标签与瓶子相同速度旋转实现贴标,贴标后将瓶子送到传送带上。
(6)自动装箱工艺:实现对啤酒的装箱;
具体为:在生产线上将合格的瓶装啤酒送入生产线的末端后,将空箱由空箱存储台送入转位控制及等待装箱台,然后等待机械手臂抓取瓶子装入空箱内,机械手完成装箱工作后,将会读取入库信号判断下一工位是否繁忙,若并不繁忙,转位控制及等待装箱台将装好的完成箱送入手推车,从而进入下一工位;若是繁忙,则将完成箱送入完成箱的暂放台,暂放台将在其上有完成箱暂放以及下一工位可以送入新的箱子情况下,将暂放台的完成箱经由转台送入下一工位。
(7)自动移载工艺:将啤酒箱送往立体库接送台处;
具体为:将上一工位装有啤酒瓶的箱子通过滚道输送放到自动移栽车上,并控制自动移栽车将啤酒箱送往立体库接送台上;其中:自动移载车能够自动选择路径运送啤酒箱,按轨道运动运送啤酒,由光电传感器和接近开关进行定位。
(8)立体库及堆垛机工艺:对啤酒箱进行入库与出库操作;;
具体为:堆垛机在巷道内进行水平往复直线、垂直升降和货叉伸缩叉取一系列协调动作,实现货物从巷道端口输送台到指定货位的入库作业,以及从指定货位到巷道端口输送台的出库作业,从而与巷道端口出入库输送机系统一起实现货物的自动出入库。
其中:堆垛机由两台伺服电机进行定位控制,其中一台伺服电机控制堆垛机的水平运动,另一台伺服电机控制货叉的升降运动,在两台伺服电机的精确控制下,实现堆垛机对每个货位的精确定位运行;货叉的伸缩由气动机构控制,当气动电磁阀收到信号后打开,高压空气推动货叉伸出,当气动电磁阀信号消失后,高压空气推动货叉缩回;当堆垛机上的转台做货物输入通道使用时,转台将巷道端口输送台上货物接收,然后通过输送带送到接送台上,当堆垛机上的转台做输出通道使用时,转台将接送台上货物接收,然后转动相应的角度后,输送到预置的空区域。
本发明通过对整个啤酒自动化生产线的模拟教学,使得学生能够直观的了解啤酒生产的过程,同时不需要建设真实对象的啤酒自动化生产线,减小了设备的投入,同时也降低了设备所需的占地投入,而且对于相应设备的维护成本也降低了。

Claims (10)

1.一种用于教学的啤酒自动化生产方法,其特征是,具体包括如下步骤:
(1)理瓶及清洗工艺:在储瓶库中取出瓶子并控制取瓶的速度,将瓶子送往清洗传送带上,实现对瓶子的清洗;
(2)灌装、供盖及打盖工艺:实现对啤酒的灌装,同时顺序供应瓶盖,给啤酒瓶装盖;
(3)积放台工艺:实现打盖部分与后续部分的缓冲;
(4)异物检测工艺:检测传送带上是否有异物,有异物则进行异物检测;
(5)贴标工艺:给打盖后的瓶子贴标签;
(6)自动装箱工艺:实现对啤酒的装箱;
(7)自动移载工艺:将啤酒箱送往立体库接送台处;
(8)立体库及堆垛机工艺:对啤酒箱进行入库与出库操作。
2.根据权利要求1所述的一种用于教学的啤酒自动化生产方法,其特征是,在步骤(1)中,理瓶及清洗工艺具体为:瓶子在储瓶库中经传送带运出,输送途中首先经过光电传感器的检测,判断瓶口和瓶尾的方向,并将此信息存入队列中并根据传送带上瓶子的数目调控传送带的速度,若传送带上瓶子较多,则提高速度,否则减小速度,瓶子传送到传送带的末端时,从队列中取出一个瓶子信息,根据此瓶子信息控制电磁阀进行拔瓶操作,使与瓶口的方向相一致的拨瓶棒弹出,依次确保瓶子落下是瓶口朝上的;将瓶子运送放置到清洗的气嘴上,通过光电传感器信号控制输送轴运行到指定位置并将清洗泵开启实现瓶的清洗,到达出瓶点,通过出瓶位观点传感器信号控制机械手将瓶取出及输送轴的放原点回归,以便下一次动作的实现。
3.根据权利要求1所述的一种用于教学的啤酒自动化生产方法,其特征是,在步骤(2)中,灌装、供盖及打盖工艺具体为:将瓶子传送到灌装口下,通过光电传感器信号控制驱动轴运行到指定位置并将其泵开启实现瓶的罐装,当灌装到指定液位时停止灌装,并将灌装后瓶子放到传送带上送往打盖部分;与此同时,将要供应瓶盖倒入漏斗里,瓶盖经提升机提出,在提升过程中由检测设备检测瓶盖的方向是否正确,正确的瓶盖继续经提升机提出,方向不对的被推出下落到漏斗里,瓶盖提升到指定位置由气体吹入滑道,经滑道送到指定位置,等待打盖;传送带上的经灌装后的啤酒瓶送往指定位置由夹紧装置夹紧,机械手将上一部指定位置的瓶盖取过放到啤酒瓶上,拧盖装置将瓶盖拧紧,装完盖的啤酒瓶由另一侧排出送到传送带上。
4.根据权利要求1所述的一种用于教学的啤酒自动化生产方法,其特征是,在步骤(3)中,积放台工艺具体为:啤酒瓶由传送带从打盖之后来到隔板处停止,传入位光电传感器得到信号,随即机械臂气泵控制转动到啤酒瓶上方,机械手下降抓住瓶盖,积放主取位传感器判断前方有无瓶等待,若有则机械手将传入的啤酒瓶放入积放传送带,实现对啤酒瓶的储存;若无则机械手将传入的啤酒瓶放入异物检测传送带进入到下一工位;此外,当传送带上啤酒瓶过少,长时间传送带无来瓶且积放台有瓶时,积放台主取瓶位传感器被触发后,同时启动计时器,设计倒计时40秒,若入瓶位传感器检测到有来瓶,则此计时器被重置,倒计时40秒完成后,积放台传送带反转启动,定时器倒计时2秒,积放台始端传感器检测有无瓶经过,若有瓶经过,机械手下降抓取积放台瓶子,上升后旋转至传送带,并放至传送带上,若无瓶经过,则继续定时器倒计时2秒,积放台始端传感器检测有无瓶经过,同时入瓶位传感器实时检测;若积放台没有瓶子,此时机械手无动作。
5.根据权利要求1所述的一种用于教学的啤酒自动化生产方法,其特征是,在步骤(4)中,异物检测工艺具体为:啤酒瓶经过异物检测传送带时,检测是否有异物,如果有异物则将其经机械手转移至金属检测器,如果没有异物则将其经机械手转移至传动带上进入下一工位。
6.根据权利要求1所述的一种用于教学的啤酒自动化生产方法,其特征是,在步骤(5)中,贴标工艺具体为:传送带上的瓶子被送到贴标签处,贴标签处瓶子以相应的速度旋转;与此同时,标签与瓶子相同速度旋转实现贴标,贴标后将瓶子送到传送带上。
7.根据权利要求1所述的一种用于教学的啤酒自动化生产方法,其特征是,在步骤(6)中,自动装箱工艺具体为:在生产线上将合格的瓶装啤酒送入生产线的末端后,将空箱由空箱存储台送入转位控制及等待装箱台,然后等待机械手臂抓取瓶子装入空箱内,机械手完成装箱工作后,将会读取入库信号判断下一工位是否繁忙,若并不繁忙,转位控制及等待装箱台将装好的完成箱送入手推车,从而进入下一工位;若是繁忙,则将完成箱送入完成箱的暂放台,暂放台将在其上有完成箱暂放以及下一工位可以送入新的箱子情况下,将暂放台的完成箱经由转台送入下一工位。
8.根据权利要求1所述的一种用于教学的啤酒自动化生产方法,其特征是,在步骤(7)中,自动移载工艺具体为:将上一工位装有啤酒瓶的箱子通过滚道输送放到自动移栽车上,并控制自动移栽车将啤酒箱送往立体库接送台上;其中:自动移载车能够自动选择路径运送啤酒箱,按轨道运动运送啤酒,由光电传感器和接近开关进行定位。
9.根据权利要求1所述的一种用于教学的啤酒自动化生产方法,其特征是,在步骤(8)中,立体库及堆垛机工艺具体为:堆垛机在巷道内进行水平往复直线、垂直升降和货叉伸缩叉取一系列协调动作,实现货物从巷道端口输送台到指定货位的入库作业,以及从指定货位到巷道端口输送台的出库作业,从而与巷道端口出入库输送机系统一起实现货物的自动出入库。
10.根据权利要求9所述的一种用于教学的啤酒自动化生产方法,其特征是,在步骤(8)中,堆垛机由两台伺服电机进行定位控制,其中一台伺服电机控制堆垛机的水平运动,另一台伺服电机控制货叉的升降运动,在两台伺服电机的精确控制下,实现堆垛机对每个货位的精确定位运行;货叉的伸缩由气动机构控制,当气动电磁阀收到信号后打开,高压空气推动货叉伸出,当气动电磁阀信号消失后,高压空气推动货叉缩回;当堆垛机上的转台做货物输入通道使用时,转台将巷道端口输送台上货物接收,然后通过输送带送到接送台上,当堆垛机上的转台做输出通道使用时,转台将接送台上货物接收,然后转动相应的角度后,输送到预置的空区域。
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