CN113022969A - 块状食品包装机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种块状食品包装机及其控制方法，所述包装机包括块状食品分流收集装置、取料装袋机构及取袋开袋机构，其中，块状食品分流收集装置包括主输送线、摆动组件、齿形皮带线、推料组件、收料组件，取料装袋机构包括中层板、Y轴导轨、储料正反牙滚珠丝杆、储料挡板、撑袋正反牙滚珠丝杆、Y轴驱动组件、第一Z轴驱动机构、海绵吸盘、Y轴气缸、推板；取袋开袋机构包括真空发生器、置料架、2轴桁架机械手、送袋驱动组件、送袋导轨、置袋板。本发明能够自动对散装小袋的块状食品进行分流、收集，便于后续的装袋，提升了块状食品的包装效率，降低了人工成本。

Description

块状食品包装机及其控制方法

技术领域

本发明涉及块状食品自动化生产技术领域，尤其涉及一种块状食品包装机及其控制方法。

背景技术

目前，现有的散装小袋块状食品（如饼干类产品）的包装大多通过人工进行收集，再进行装袋进行包装，无法做到自动化，效率低。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种块状食品包装机及其控制方法，以实现对块状食品的自动收集。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提出了一种块状食品包装机，包括块状食品分流收集装置、取料装袋机构及取袋开袋机构，其中，

块状食品分流收集装置包括主输送线和设于主输送线上方的摆动组件，主输送线侧面设有与摆动组件对应的齿形皮带线，齿形皮带线上方设有推料组件，齿形皮带线一侧设有收料组件；

齿形皮带线包括传送皮带及皮带驱动组件，传送皮带上等距设有多个限位板；

推料组件由滑块、导轨、推料气缸、推料板，滑块安装于导轨上，推料板设于滑块下方，推料气缸的活塞杆连接推料板，推料板为梳状，推料板等距设有若干个与齿形皮带线相匹配的推齿；

收料组件由底板、左挡板、右挡板及正反牙滚珠丝杆组成，底板前后两端设有均翻板，所述翻板均通过一90度翻转气缸控制竖起和展平动作，左挡板和右挡板设于正反牙滚珠丝杆的两个螺母上；

取料装袋机构包括中层板，中层板上开设有取料槽，取料槽位于收料组件的底板正上方，取料槽两侧上方设有相平行的Y轴导轨，中层板上对应取料槽前方处为储料区，储料区前方设有储料正反牙滚珠丝杆，储料区两侧设有储料挡板，所述储料挡板分别连接储料正反牙滚珠丝杆的两个螺母，储料正反牙滚珠丝杆前端设有撑袋正反牙滚珠丝杆，撑袋正反牙滚珠丝杆的两个螺母上竖设有撑袋板；Y轴导轨上设有Y轴滑块，一侧的Y轴导轨尾端设有连接Y轴滑块的Y轴驱动组件；Y轴滑块上设有连接板；连接板前面设有第一Z轴驱动机构，第一Z轴驱动机构上设有海绵吸盘，连接板前面设有第二Z轴驱动机构，第二Z轴驱动机构上设有朝取料槽前端推动的Y轴气缸，Y轴气缸前端设有推板；

取袋开袋机构包括真空发生器、置料架以及位置与置料架对应的2轴桁架机械手，2轴桁架机械手上设有多个用于取袋的真空吸盘；置料架设于撑袋板前方，置料架上设有送袋驱动组件以及沿Y轴方向设有送袋导轨，送袋导轨上设有送袋滑块，送袋滑块上设有置袋板，送袋驱动组件连接置袋板；置袋板上设有多个真空吸附孔，真空吸附孔、真空吸盘与真空发生器连通；2轴桁架机械手驱动真空吸盘在X轴和Z轴方向运动，将包装袋吸附抓取至置袋板上。

进一步地，取料装袋机构和取袋开袋机构有2组；所述摆动组件有2组，沿主输送线的输送方向前后设置；齿形皮带线有4组，分别对应设于2组摆动组件的两侧；推料组件有4组，分别与齿形皮带线一一对应；收料组件有2组，分别设于两侧的齿形皮带线之间。

进一步地，还包括对应设于齿形皮带线朝向主输送线的一侧处，用于检测是否有块状食品落入齿形皮带线上的光电感应器。

进一步地，所述摆动组件包括分料架，分料架上设有分料电机模块，分料电机模块的输出轴上设有偏心轮；分料架下方设有导套，导套内穿设有分料杆，分料杆的中部通过一连杆连接偏心轮，分料电机模块通过偏心轮带动分料杆左右运动，对合格的块状食品进行左右分流。

进一步地，所述撑袋板内侧设有导料槽。

进一步地，所述海绵吸盘四边设有加紧组件。

相应地，本发明实施例还提供了一种块状食品包装机的控制方法，包括：

步骤1：检测主输送线上的块状食品是否合格，若是，则控制2组摆动组件交替作业，将合格的块状食品左右分流至两侧对应的齿形皮带线上；

步骤2：当检测到块状食品落入齿形皮带线后，驱动对应的齿形皮带线行进预设距离；

步骤3：当其中一齿形皮带线上的块状食品达到预设数量时，控制对应的收料组件朝向该齿形皮带线一端的翻板展平，另一端的翻板竖起；

步骤4：再驱动对应的推料组件将该齿形皮带线上的块状食品推至收料组件的底板上，再控制该收料组件的左挡板、右挡板向中间收拢，并自动居中，完成块状食品的单排收集；

步骤5：控制海绵吸盘向下吸取收集的单排块状食品，将单排的块状食品放置于储料区，并驱动两侧的储料挡板夹持住块状食品；

步骤6：当储料区的块状食品有序堆叠排列到装袋数量后，驱动推板前推，将堆叠排列的块状食品送入前方撑开后的包装袋里。

进一步地，步骤6之前还包括：

取袋步骤：驱动真空吸盘将包装袋吸附抓取至置袋板上；

开袋步骤：真空吸附孔抽真空，使置袋板吸附住包装袋底侧，驱动真空吸盘沿Z轴向上运动，将包装袋拉开；

送袋步骤：驱动置袋板，将拉开后的包装袋送至撑袋板处；

撑袋步骤：驱动撑袋板将拉开后的包装袋撑开。

进一步地，步骤3中，当前排的齿形皮带线上的块状食品达到预设数量时，前端的摆动组件停止作业，后端的摆动组件开始分流块状食品，待后排的齿形皮带线上的块状食品达到预设数量时，再切换到前端的摆动组件作业。

本发明的有益效果为：本发明能够自动对散装小袋的块状食品进行分流、收集、装袋，提升了块状食品的包装效率，降低了人工成本。

附图说明

图1是本发明实施例的块状食品包装机的立体结构图。

图2是本发明实施例的块状食品包装机的内部结构图。

图3是本发明实施例的块状食品分流收集装置一个角度的立体结构图。

图4是本发明实施例的块状食品分流收集装置另一个角度的立体结构图。

图5是本发明实施例的齿形皮带线的立体结构图。

图6是本发明实施例的推料组件的立体结构图。

图7是本发明实施例的收料组件的立体结构图。

图8是本发明实施例的摆动组件的立体结构图。

图9是本发明实施例的取料装袋机构的立体结构图。

图10是本发明实施例的取料装袋机构取料时的立体结构图。

图11是本发明实施例的取料装袋机构取料时的侧视图。

图12是本发明实施例的取料装袋机构的俯视图。

图13是本发明实施例的取袋开袋机构应用时的立体结构图。

图14是本发明实施例的2轴桁架机械手的立体结构图。

图15是本发明实施例的取袋开袋机构的部分结构图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例中若有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中若涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

请参照图1～图2，本发明实施例的块状食品包装机包括块状食品分流收集装置、取料装袋机构50及取袋开袋机构70。

请参照图2～图8，本发明实施例的块状食品分流收集装置包括主输送线1。

摆动组件10设于主输送线1上方。主输送线1侧面设有与摆动组件10对应的齿形皮带线20。齿形皮带线20上方设有推料组件30。齿形皮带线20一侧设有收料组件40。

齿形皮带线20包括传送皮带21及皮带驱动组件，传送皮带21上等距设有多个限位板22。限位板22之间的间距大于等于1个块状食品2的厚度。皮带驱动组件为步进电机驱动组件，驱动传送皮带21运动，每次行进一格距离。块状食品2进入限位板22之间后，自动进入站立状态。

推料组件30由滑块31、导轨32、推料气缸（图未示出）、推料板33，滑块31安装于导轨32上，推料板33设于滑块31下方。推料板33为梳状，推料板33等距设有若干个与齿形皮带线20相匹配的推齿34。推料气缸的活塞杆连接推料板33，驱动推料板33的推齿34将限位板22之间的块状食品2推出。推齿34的宽度小于等于限位板22之间的间距。优选地，滑块31和导轨32有2组，提升推动时的稳定性。

收料组件40由底板41、左挡板42、右挡板43及正反牙滚珠丝杆44组成，底板41前后两端设有均翻板45，所述翻板45均通过一90度翻转气缸（图未示出）控制竖起和展平动作，左挡板42和右挡板43分别位于底板41左右两侧，左挡板42和右挡板43设于正反牙滚珠丝杆44的两个螺母上，正反牙滚珠丝杆44驱动左挡板42和右挡板43合拢/分开。

作为一种实施方式，所述摆动组件10有2组，沿主输送线1的输送方向前后设置。2组摆动组件10交替作业，将合格的块状食品2左右分流至两侧对应的齿形皮带线20上。齿形皮带线20有4组，分别对应设于2组摆动组件10的两侧。当前排的齿形皮带线20上的块状食品2达到预设数量时，前端的摆动组件10停止作业，后端的摆动组件10开始分流块状食品2，待后排的齿形皮带线20上的块状食品2达到预设数量时，再切换到前端的摆动组件10作业。

推料组件30有4组，分别与齿形皮带线20一一对应。收料组件40有2组，分别设于两侧的齿形皮带线20之间。当其中一齿形皮带线20上的块状食品2达到预设数量时，控制对应的收料组件40朝向该齿形皮带线20一端的翻板45展平，另一端的翻板45竖起。再驱动对应的推料组件30将该齿形皮带线20上的整排的站立的块状食品2推至收料组件40的底板41上，再控制该收料组件40的左挡板42、右挡板43向中间收拢，并自动居中，将整排站立的块状食品2夹紧，完成块状食品2的收集，方便机械手将整排的块状食品2取走进行装袋。

作为一种实施方式，块状食品分流收集装置还包括对应设于齿形皮带线20朝向主输送线1的一侧处，用于检测是否有块状食品落入齿形皮带线20上的光电感应器。

作为一种实施方式，摆动组件10包括分料架11，分料架11上设有分料电机模块，分料电机模块的输出轴上设有偏心轮12；分料架11下方设有导套13，导套13内穿设有分料杆14，分料杆14的中部通过一连杆15连接偏心轮12，分料电机模块通过偏心轮12带动分料杆14左右运动，对合格的块状食品2进行左右分流。旋转的偏心轮12与连杆15一端铰接相连，另一端与分料杆14相连，分料杆14因为偏心轮12的转动将旋转转换为高速往复的直线移动。

请参照图9～图12，本发明实施例的取料装袋机构50包括中层板51。

中层板51上开设有取料槽52，取料槽52两侧上方设有相平行的Y轴导轨53，中层板51上对应取料槽52前方处为储料区。储料区前方设有储料正反牙滚珠丝杆，储料区两侧设有储料挡板54，所述储料挡板54分别连接储料正反牙滚珠丝杆的两个螺母。储料正反牙滚珠丝杆驱动两侧的储料挡板54将海绵吸盘61输送过来的多个散装小袋的块状食品2夹持住，进行储料；在储料区完成多列叠料后，排队入袋。

储料正反牙滚珠丝杆前端设有撑袋正反牙滚珠丝杆55（图中，储料正反牙滚珠丝杆和撑袋正反牙滚珠丝杆55设置在一起），撑袋正反牙滚珠丝杆55的两个螺母上竖设有撑袋板56。撑袋正反牙滚珠丝杆55驱动两撑袋板56分开/合拢，进行撑袋动作。

Y轴导轨53上设有Y轴滑块57。其中一侧的Y轴导轨53尾端设有连接Y轴滑块57的Y轴驱动组件58。优选地，Y轴驱动组件58为直线滚珠丝杆组件。Y轴滑块57上设有连接板59。连接板59前面设有第一Z轴驱动机构60。第一Z轴驱动机构60为直线滚珠丝杆组件。第一Z轴驱动机构60上设有海绵吸盘61，连接板59前面设有第二Z轴驱动机构62，第二Z轴驱动机构62上设有朝取料槽52前端推动的Y轴气缸63，Y轴气缸63前端设有推板64。第一Z轴驱动机构60和第二Z轴驱动机构62共用Y轴导轨53，调整Y轴上的位置，简化结构的同时，提升了效率。优选地，第二Z轴驱动机构62为气缸驱动机构。

作为一种实施方式，撑袋板56内侧设有导料槽65。

作为一种实施方式，海绵吸盘61四边设有加紧组件。

本发明实施例的取料装袋机构50设于块状食品自动包装机的收料组件上方，取料槽52正对收料组件。撑袋正反牙滚珠丝杆55驱动两撑袋板56分开进行撑袋动作；Y轴驱动组件58驱动海绵吸盘61运动至取料槽52正上方；第一Z轴驱动机构60控制海绵吸盘61向下吸取块状食品2，完成吸取后，再驱动海绵吸盘61向上；Y轴驱动组件58驱动海绵吸盘61运动至储料区上方，第一Z轴驱动机构60控制海绵吸盘61向下放料；放料完成后，储料正反牙滚珠丝杆驱动两侧的储料挡板54夹持住块状食品2；当储料区的块状食品2有序堆叠排列到装袋数量后，第二Z轴驱动机构62驱动Y轴气缸63向下，Y轴气缸63驱动推板64前推，将块状食品2送入前方，沿撑袋板56的导料槽65进入大包装袋里，完成一次装袋动作（并顺势将大包装袋推出取料装袋机构50，使其直接进入接料滑槽，流入输送皮带线，完成脱料）；完成一次装袋动作后，第二Z轴驱动机构62、Y轴气缸63缩回，依次循环，不断进行撑袋、取料、储料、装袋。

请参照图13～图15，本发明实施例的取袋开袋机构70包括真空发生器（图未示出）、置料架73以及2轴桁架机械手71。

2轴桁架机械手71设于置料架73上方，位置与置料架73相对应。2轴桁架机械手71上设有多个用于取袋的真空吸盘72。优选地，真空吸盘72在同一平面上。

置料架73上设有送袋驱动组件（图未示出）以及沿Y轴方向设有送袋导轨74，送袋导轨74优选有相平行的2组。送袋导轨74上设有送袋滑块75，送袋滑块75上设有置袋板76，送袋驱动组件连接置袋板76。置袋板76上设有多个真空吸附孔，真空吸附孔、真空吸盘72与真空发生器连通。

2轴桁架机械手71为伺服驱动，传动媒介为齿轮齿条。2轴桁架机械手71驱动真空吸盘72在X轴和Z轴方向运动，将包装袋吸附抓取至置袋板76上。可另外采用分页机配合使用，分页机将叠装的包装袋进行单个分离。真空吸附孔吸附住包装袋底侧，2轴桁架机械手71驱动真空吸盘72向上运动（沿Z轴方向向上运动），将包装袋拉开，完成开袋动作后，送袋驱动组件驱动置袋板76沿Y轴方向运动，进行送袋动作；送袋动作完成后进行装袋，装袋完成后，真空吸盘72和真空吸附孔停止吸附。

作为一种实施方式，送袋驱动组件为气缸驱动组件。

本发明实施例的块状食品分流收集装置的控制方法，包括：

步骤1：检测主输送线上的块状食品是否合格，若是，则控制2组摆动组件交替作业，将合格的块状食品左右分流至两侧对应的齿形皮带线上；

步骤2：当检测到块状食品落入齿形皮带线后，驱动对应的齿形皮带线行进预设距离（1格距离），所述预设距离等于限位板22之间的间距加限位板22的厚度；

步骤3：当其中一齿形皮带线上的块状食品达到预设数量时，控制对应的收料组件朝向该齿形皮带线一端的翻板展平，另一端的翻板竖起；

步骤4：再驱动对应的推料组件将该齿形皮带线上的块状食品推至收料组件的底板上，再控制该收料组件的左挡板、右挡板向中间收拢，并自动居中，完成块状食品的单排收集；

步骤5：控制海绵吸盘向下吸取收集的单排块状食品，将单排的块状食品放置于储料区，并驱动两侧的储料挡板夹持住块状食品；

步骤6：当储料区的块状食品有序堆叠排列到装袋数量后，驱动推板前推，将堆叠排列的块状食品送入前方撑开后的包装袋里。

本发明实施例的检测分两步，1.红外无损内检，检测块状食品是否碎裂，缺失。2，包装外观检测，检测外观与标识错误，采用AI深度学习功能辅助检测。检测系统的速度达到10pcs/1s.产品进入检测区域会被系统自动编号。检测后的块状食品流入块状食品包装机的主输送线，主输送线速度均匀保持在70m/1min。NG品直接流入回收区，OK品被摆动组件左右分流到两侧对应齿形皮带线上。前后摆动组件交替作业已形成时间差，便于块状食品合流取料。

作为一种实施方式，步骤6之前还包括：

取袋步骤：驱动真空吸盘将包装袋吸附抓取至置袋板上；

开袋步骤：真空吸附孔抽真空，使置袋板吸附住包装袋底侧，驱动真空吸盘沿Z轴向上运动，将包装袋拉开；

送袋步骤：驱动置袋板，将拉开后的包装袋送至撑袋板处；

撑袋步骤：驱动撑袋板将拉开后的包装袋撑开。

作为一种实施方式，步骤3中，当前排的齿形皮带线上的块状食品达到预设数量时，前端的摆动组件停止作业，后端的摆动组件开始分流块状食品，待后排的齿形皮带线上的块状食品达到预设数量时，再切换到前端的摆动组件作业。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims (9)

1.一种块状食品包装机，其特征在于，包括块状食品分流收集装置、取料装袋机构及取袋开袋机构，其中，

块状食品分流收集装置包括主输送线和设于主输送线上方的摆动组件，主输送线侧面设有与摆动组件对应的齿形皮带线，齿形皮带线上方设有推料组件，齿形皮带线一侧设有收料组件；

齿形皮带线包括传送皮带及皮带驱动组件，传送皮带上等距设有多个限位板；

推料组件由滑块、导轨、推料气缸、推料板，滑块安装于导轨上，推料板设于滑块下方，推料气缸的活塞杆连接推料板，推料板为梳状，推料板等距设有若干个与齿形皮带线相匹配的推齿；

收料组件由底板、左挡板、右挡板及正反牙滚珠丝杆组成，底板前后两端设有均翻板，所述翻板均通过一90度翻转气缸控制竖起和展平动作，左挡板和右挡板设于正反牙滚珠丝杆的两个螺母上；

取料装袋机构包括中层板，中层板上开设有取料槽，取料槽位于收料组件的底板正上方，取料槽两侧上方设有相平行的Y轴导轨，中层板上对应取料槽前方处为储料区，储料区前方设有储料正反牙滚珠丝杆，储料区两侧设有储料挡板，所述储料挡板分别连接储料正反牙滚珠丝杆的两个螺母，储料正反牙滚珠丝杆前端设有撑袋正反牙滚珠丝杆，撑袋正反牙滚珠丝杆的两个螺母上竖设有撑袋板；Y轴导轨上设有Y轴滑块，一侧的Y轴导轨尾端设有连接Y轴滑块的Y轴驱动组件；Y轴滑块上设有连接板；连接板前面设有第一Z轴驱动机构，第一Z轴驱动机构上设有海绵吸盘，连接板前面设有第二Z轴驱动机构，第二Z轴驱动机构上设有朝取料槽前端推动的Y轴气缸，Y轴气缸前端设有推板；

取袋开袋机构包括真空发生器、置料架以及位置与置料架对应的2轴桁架机械手，2轴桁架机械手上设有多个用于取袋的真空吸盘；置料架设于撑袋板前方，置料架上设有送袋驱动组件以及沿Y轴方向设有送袋导轨，送袋导轨上设有送袋滑块，送袋滑块上设有置袋板，送袋驱动组件连接置袋板；置袋板上设有多个真空吸附孔，真空吸附孔、真空吸盘与真空发生器连通；2轴桁架机械手驱动真空吸盘在X轴和Z轴方向运动，将包装袋吸附抓取至置袋板上。

2.如权利要求1所述的块状食品包装机，其特征在于，取料装袋机构和取袋开袋机构有2组；所述摆动组件有2组，沿主输送线的输送方向前后设置；齿形皮带线有4组，分别对应设于2组摆动组件的两侧；推料组件有4组，分别与齿形皮带线一一对应；收料组件有2组，分别设于两侧的齿形皮带线之间。

3.如权利要求2所述的块状食品包装机，其特征在于，还包括对应设于齿形皮带线朝向主输送线的一侧处，用于检测是否有块状食品落入齿形皮带线上的光电感应器。

4.如权利要求1所述的块状食品包装机，其特征在于，所述摆动组件包括分料架，分料架上设有分料电机模块，分料电机模块的输出轴上设有偏心轮；分料架下方设有导套，导套内穿设有分料杆，分料杆的中部通过一连杆连接偏心轮，分料电机模块通过偏心轮带动分料杆左右运动，对合格的块状食品进行左右分流。

5.如权利要求1所述的块状食品包装机，其特征在于，所述撑袋板内侧设有导料槽。

6.如权利要求1所述的块状食品包装机，其特征在于，所述海绵吸盘四边设有加紧组件。

7.一种块状食品包装机的控制方法，其特征在于，包括：

步骤1：检测主输送线上的块状食品是否合格，若是，则控制2组摆动组件交替作业，将合格的块状食品左右分流至两侧对应的齿形皮带线上；

步骤2：当检测到块状食品落入齿形皮带线后，驱动对应的齿形皮带线行进预设距离；

步骤3：当其中一齿形皮带线上的块状食品达到预设数量时，控制对应的收料组件朝向该齿形皮带线一端的翻板展平，另一端的翻板竖起；

步骤4：再驱动对应的推料组件将该齿形皮带线上的块状食品推至收料组件的底板上，再控制该收料组件的左挡板、右挡板向中间收拢，并自动居中，完成块状食品的单排收集；

步骤5：控制海绵吸盘向下吸取收集的单排块状食品，将单排的块状食品放置于储料区，并驱动两侧的储料挡板夹持住块状食品；

步骤6：当储料区的块状食品有序堆叠排列到装袋数量后，驱动推板前推，将堆叠排列的块状食品送入前方撑开后的包装袋里。

8.如权利要求7所述的块状食品包装机的控制方法，其特征在于，步骤6之前还包括：

取袋步骤：驱动真空吸盘将包装袋吸附抓取至置袋板上；

开袋步骤：真空吸附孔抽真空，使置袋板吸附住包装袋底侧，驱动真空吸盘沿Z轴向上运动，将包装袋拉开；

送袋步骤：驱动置袋板，将拉开后的包装袋送至撑袋板处；

撑袋步骤：驱动撑袋板将拉开后的包装袋撑开。

9.如权利要求7所述的块状食品包装机的控制方法，其特征在于，步骤3中，当前排的齿形皮带线上的块状食品达到预设数量时，前端的摆动组件停止作业，后端的摆动组件开始分流块状食品，待后排的齿形皮带线上的块状食品达到预设数量时，再切换到前端的摆动组件作业。

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