CN114234508B - 一种球冰生产-检测-包装一体化自动流水线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生产‑检测‑包装一体化自动流水线，包括：一条制冰输送线、一条回收输送线、至少一个模具和至少一个包装盒；制冰输送线沿模具流动方向依次设有第一移载工位、进料工位、预冷工位、冷冻工位、第一加热工位、第一脱模工位、翻转包装工位、第二加热工位、第二脱模工位、包装翻转工位、第二移载工位；第一移载工位用于将回收输送线末端的模具运至制冰输送线首端；第二移载工位用于将制冰输送线末端的模具运至回收输送线首端。该流水线生产的球冰完整圆滑，晶莹剔透，品质更好。本发明中的检测仪、温度检测仪和视觉检测仪与制冰输送线配合，实现制球冰自动化并保证产出球冰的质量。

Description

一种球冰生产-检测-包装一体化自动流水线
技术领域
本发明涉及球冰制造设备技术领域，具体为一种球冰生产-检测-包装一体化自动流水线。
背景技术
球冰放置在饮料中，整个周边环境都可均匀地冷却下来，球冰溶解速度慢，能对饮料进行有效冰镇。目前，制作球冰基本上只能用小型的制冰机，制冰效果差，球冰的形状不圆滑，或存在气孔或裂缝，而且小型制冰机的效率低，无法满足大批量用球冰的要求。工业上并没有通用的制球冰流水线或者大型设备，急需要开发一条流水线，来满足酒吧、餐厅的大量球冰需求。
发明内容
为了解决现有小型制冰机制冰效果差、效率低的问题，本发明提供一种球冰生产-检测-包装一体化自动流水线，包括：一条制冰输送线、一条回收输送线、至少一个模具和至少一个包装盒；
所述制冰输送线沿模具流动方向依次设有第一移载工位、进料工位、预冷工位、冷冻工位、第一加热工位、第一脱模工位、翻转包装工位、第二加热工位、第二脱模工位、包装翻转工位、第二移载工位；
所述第一移载工位用于将所述回收输送线末端的模具运至所述制冰输送线首端；所述第二移载工位用于将所述制冰输送线末端的模具运至所述回收输送线首端。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述模具包括上模具和下模具，所述上模具设有半球形的第一模孔，所述第一模孔的顶端开设有进料口，所述上模具边缘处的进料口旁开设有检测口；所述下模具设有半球形的第二模孔，所述第一模孔和所述第二模孔配合形成模腔，所述模腔的数量为多个；多个所述模腔之间的模具板设有贯穿的通孔，通孔用于冷冻液通过。
所述上模具外侧设有上加热膜，所述上加热膜集中到上加热插口；所述下模具外侧设有下加热膜，所述下加热膜集中到下加热插口。
所述进料工位包括料桶和进料装置，所述料桶和所述进料装置通过进料管连通；所述料桶外壁安装有电机和减速器，所述料桶内设有搅拌器，所述电机和所述减速器用于控制所述搅拌器动作；所述进料装置包括第一龙门架、第一气缸和进料板，所述第一气缸的外壳与所述第一龙门架固定连接，所述第一气缸的输出端与所述进料板固定连接；所述进料板为锥形空心结构，所述进料板上端通过进料阀与所述进料管连通，所述进料板底面设有多个出料口，多个所述出料口用于向多个所述进料口输送液体；所述进料板边缘设有检测仪，所述检测仪与所述进料阀电性连接，所述检测仪用于检测所述模腔内液体高度并调节所述进料阀的开闭。
所述进料工位和所述预冷工位之间设有刮料板，所述刮料板用于刮去所述模具上方原料。
所述预冷工位包括预冷箱、温度检测仪和进气管，所述预冷箱内侧上端面设有温度检测仪，所述预冷箱与所述进气管一端连通，所述预冷箱上端设有出气顶棚，所述预冷箱与所述出气顶棚连通。
所述冷冻工位包括储液罐、真空泵和冷冻装置，所述真空泵的输入端与所述储液罐连通，所述真空泵的输出端与所述冷冻装置连通；所述冷冻装置包括第二龙门架、第二气缸和冷冻箱，所述第二气缸的外壳与所述第二龙门架固定连接，所述第二气缸的输出端与所述冷冻箱固定连接，所述冷冻箱与所述进气管另一端连通，所述冷冻箱上端面的边缘处分别通过多根输液管与所述真空泵的输出端连通。
所述第一脱模工位和所述第二脱模工位都包括吸盘装置和视觉检测仪，所述吸盘装置用于取下所述上模具或所述下模具；所述视觉检测仪用于检测球冰形状。
所述翻转包装工位包括翻转装置、吸盘机械手和下包装盒，所述吸盘机械手用于吸取所述下包装盒至所述制冰输送线上；所述下包装盒内设有与所述模腔对应的盒孔，所述盒孔用于固定球冰。
所述包装翻转工位包括翻转装置、吸盘机械手和上包装盒。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
1、进料板上设置检测仪，检测模腔内液体高度并调节进料阀的开闭，能实现自动进料和停止进料，有利于形成均匀的球形冰体。
2、刮料板将模具上方余料刮下，能减少球冰表面的凸起，形成圆滑完整的球冰。
3、预冷工位能对低温气体实现再利用，并缩短后续冷冻所需时间，能节约冷冻液；温度检测仪检测预冷的温度，当原料达到设定温度时，模具继续向前运动；阻气顶棚能防止带有压力的低温气体冲出对周围的人员造成伤害。
4、冷冻液温度极低，深入模具，达到冷冻效果，球冰不容易出现裂缝或孔隙，球冰完整圆滑，晶莹剔透。
5、第一脱模工位和第二脱模工位设有视觉检测仪，对球冰形状进行检测，能标记不够圆滑完整或有裂缝的球冰，帮助去除不达标的球冰，保证球冰成品的质量。
6、该流水线结构紧凑，操作简单，大大减轻了工人的劳动强度，提高生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的上模具局部结构示意图；
图3是本发明的上加热膜结构示意图；
图4是本发明的进料工位结构示意图；
图5是本发明的进料板俯视图；
图6是本发明的进料板底面示意图；
图7是本发明的预冷工位结构示意图；
图8是本发明的冷冻工位结构示意图；
图9是本发明的第一加热工位结构示意图；
图10是本发明的第一脱模结构示意图；
图11是本发明的翻转包装工位结构示意图；
图12是本发明的第二移载工位结构示意图；
图13是本发明的流程图。
附图标记：
Figure BDA0003433618380000031
Figure BDA0003433618380000041
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的描述中，需要理解的是，术语中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了方便描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，本发明中各实施例的技术方案可进行组合，实施例中的技术特征亦可进行组合形成新的技术方案。
如图1所示，本实施例的球冰生产-检测-包装一体化自动流水线，包括：一条制冰输送线10、一条回收输送线25、五个模具11和十个包装盒12，模具11为矩形，在其他的实施例中，模具11可以为心形或其他形状。
制冰输送线10沿模具11流动方向依次设有第一移载工位13、进料工位14、预冷工位16、冷冻工位17、第一加热工位18、第一脱模工位19、翻转包装工位20、第二加热工位21、第二脱模工位22、包装翻转工位23、第二移载工位24。第一移载工位13的第一移载治具用于将回收输送线25末端的模具11运至制冰输送线10首端，第二移载工位24的第二移载治具241用于将制冰输送线10末端的模具11运至回收输送线25首端。
模具11包括上模具111和下模具112，上模具111外侧设有蛇形排列的上加热膜117，可以对上模具111进行均匀加热，上加热膜117两端集成到上模具111一侧，并集中在上加热插口118中，下模具112外侧设有蛇形排列的下加热膜并集中在下加热插口中。上模具111设有半球形的第一模孔113，第一模孔113的朝向为向下，第一模孔113的顶端开设有进料口114，上模具111四个直角处的进料口114旁开设有检测口115。下模具112设有半球形的第二模孔，第二模孔的朝向为向上，第一模孔113和第二模孔配合形成模腔，模腔为球形，模腔的数量为多个。多个模腔之间的模具板设有贯穿上、下模具112的通孔116，通孔116用于液氮通过。
进料工位14包括料桶141和进料装置，料桶141内装有原料，原料可以为水和酒精的混合物，该原料在制球冰过程中不易产生气泡，气泡会影响球冰的质量。料桶141和进料装置通过进料管142连通；料桶141外壁安装有电机和减速器，料桶141内设有搅拌器；电机和减速器用于控制搅拌器动作，搅拌器用于搅拌料桶141中的液体。进料装置包括第一龙门架143、第一气缸144和进料板145，第一气缸144的外壳与第一龙门架143固定连接，第一气缸144的输出端与进料板145固定连接。进料板145为四棱锥形空心结构，进料板145上端通过进料阀146与进料管142连通，进料板145底面设有多个出料口147，多个出料口147分别与多个进料口114连通，原料从出料口147进入进料口114，能驱除原料中的气泡。进料板145四个直角处设有检测仪148，检测仪148探针可以伸入检测口115中，检测仪148与进料阀146电性连接，检测仪148可以检测模腔内液体高度并调节进料阀146的开闭，有利于形成均匀的球形冰体。
进料工位14的电机和减速器控制料桶141内的搅拌器对料桶141内的液体进行搅拌，使得液体浓度更均匀，当模具11随制冰输送线10运动到进料工位14时，第一气缸144控制进料板145向下运动，使得多个出料口147分别与多个进料口114连通，检测仪148控制进料阀146打开，料桶141内的液体通过进料管142进入进料板145腔内，最终通过出料口147和进料口114进入模腔内，当检测仪148通过检测口115检测到模腔内的液体达到设定高度时，检测仪148控制进料阀146关闭，第一气缸144控制进料板145向上运动，完成进料操作。
进料工位14和预冷工位16之间的制冰输送线10上设有刮料板15，刮料板15的长度大于模具11的长度，当模具11从刮料板15下方通过时，刮料板15与模具11贴合，从而刮去模具11上方原料，能减少球冰成品表面的凸起，有利于形成圆滑完整的球冰。
预冷工位16包括预冷箱161、温度检测仪和进气管162，预冷箱161内侧上端面设有温度检测仪，用于检测预冷温度，当预冷温度达到设定温度时，模具11继续向前运动；预冷箱161下部设有用于模具11通过的进口和出口，预冷箱161和进气管162一端连通，进气管162能向预冷箱161输送低温氮气，预冷箱161上端设有出气顶棚163，预冷箱161与出气顶棚163连通；出气顶棚163的顶棚和出气管之间有孔隙，用于气体逸散。当模具11随制冰输送线10进入预冷箱161，低温氮气对模腔中的原料进行降温，可以减少后续冷冻所需要的时间，节约冷冻液，也能防止球冰表面出现裂缝，低温氮气通过出气顶棚163逸散，防止带有压力的冷气冲出，对周围的人员造成伤害。
冷冻工位17包括储液罐171、真空泵172和冷冻装置，真空泵172的输入端与储液罐171连通，真空泵172的输出端与冷冻装置连通。冷冻装置包括第二龙门架173、第二气缸174和冷冻箱175，第二气缸174的外壳与第二龙门架173固定连接，第二气缸174的输出端与冷冻箱175固定连接，冷冻箱175与进气管162另一端连通，冷冻箱175上端面的边缘处分别通过四根输液管176与真空泵172的输出端连通。当模具11随制冰输送线10进入冷冻箱175下方时，第二气缸174控制冷冻箱175下降，罩住模具11，形成封闭空间；真空泵172将储液罐171中的液氮泵入冷冻装置中，液氮通过输液管176进入冷冻箱175内，液氮再进入模具11上的通孔116，实现对模腔中的球冰进行速冻，制冰速度快，球冰不容易出现裂缝或孔隙。气态的低温氮气通过进气管162进入预冷箱161，对液氮进行二次利用。
第一加热工位18包括夹持装置27和加热插头26，夹持装置27夹住上模具111，加热插头26插入上加热插口118用于加热上模具111，加热插头26可以通过气缸驱动。当模具11随制冰输送线10进入第一加热工位18，气缸驱动加热插头26插入上加热插口118，对上模具111进行加热，使得模腔内的球冰与上模具111分离，后续脱模时，球冰不与模具11粘连。
第一脱模工位19包括吸盘装置28和视觉检测仪，吸盘装置28包括多个小吸盘，能吸取上模具111。当模具11随制冰输送线10进入第一脱模工位19时，吸盘装置28吸取上模具111，经过设定的一段时间后，吸盘装置28将上模具111重新放回制冰输送线10。视觉检测仪能对球冰形状进行检测，能标记不够圆滑完整或有裂缝的球冰，帮助去除不达标的球冰，保证球冰成品的质量。
翻转包装工位20包括翻转装置、吸盘机械手29和下包装盒201，吸盘机械手29用于吸取下包装盒201至制冰输送线10上；下包装盒201内设有与模腔对应的盒孔，盒孔用于固定球冰。翻转装置包括夹持臂202和旋转装置203和提升装置204。当模具11随制冰输送线10进入翻转包装工位20时，吸盘机械手29吸取下包装盒201套于下模具112上，下包装盒201的盒孔固定球冰，夹持臂202固定下模具112和下包装盒201，提升装置204向上提升，旋转装置203逆时针或顺时针旋转夹持臂202，实现下模具112和下包装盒201的翻转，下模具112在上，下包装盒201在下，提升装置204下降，将下模具112和下包装盒201放回制冰输送线10。
第二加热工位21包括夹持装置27和加热插头26，夹持装置27夹住下模具112，加热插头26插入下加热插口用于加热下模具112。当下模具112随制冰输送线10进入第二加热工位21时，加热插头26插入下加热插口，对下模具112进行加热，使得模腔内的球冰与下模具112分离。
第二脱模工位22包括吸盘装置28和视觉检测仪，吸盘装置28包括多个小吸盘，能吸取下模具112。当下模具112随制冰输送线10进入第二脱模工位22时，吸盘装置28吸取下模具112，经过设定的一段时间后，吸盘装置28将下模具112重新放回制冰输送线10。
包装翻转工位23包括翻转装置、吸盘机械手29和上包装盒，吸盘机械手29吸取上包装盒套设于下包装盒201外，完成球冰的包装。夹持臂202固定下模具112，提升装置204向上提升，旋转装置203逆时针或顺时针旋转夹持臂202，实现下模具112翻转，下模具112的第二模孔朝上，提升装置204下降，将下模具112放回制冰输送线10。
本发明的工作原理，第一移载工位13的第一移载治具将模具11运至制冰输送线10首端，并将上模具111与下模具112闭合，模具11随着制冰输送线10运动，进入进料工位14，进料装置将原料从模具11的进料口114灌入模腔，当检测仪148检测原料到达设定高度时，停止进料；模具11继续随制冰输送线10运动，刮料板15将模具11上方的原料刮下；模具11进入预冷工位16，低温气体从进气管162进入预冷箱161，对原料进行降温；模具11继续运动，进入冷冻工位17，真空泵172将冷冻液泵入冷冻箱175内，冷冻液温度极低，冷冻液通过模具11的通孔116实现对原料的冷冻；当模具11进入第一加热工位18，加热插头26插入上加热插口118，对上模具111进行加热，防止球冰与上模具111粘连；当模具11进入第一脱模工位19，吸盘装置28吸取上模具111，下模具112继续随制冰输送线10运动，经过设定时间后，吸盘装置28将上模具111放回制冰输送线10；当下模具112进入翻转包装工位20，吸盘机械手29吸取下包装盒201套于下模具112上，夹持臂202固定下模具112和下包装盒201，提升装置204将下模具112和下包装盒201向上提升，旋转装置203旋转夹持臂202，实现下模具112和下包装盒201的翻转，下模具112在上，下包装盒201在下；随后，下模具112和下包装盒201进入第二加热工位21，加热插头26插入下加热插口，对下模具112进行加热；下模具112和下包装盒201继续进入第二脱模工位22，吸盘装置28吸取下模具112，下包装盒201继续随制冰输送线10运动，经过设定时间后，吸盘装置28将下模具112放回制冰输送线10；当下包装盒201进入包装翻转工位23，吸盘机械手29吸取上包装盒套设于下包装盒201外，完成对球冰的包装，包装好的球冰从制冰输送线10末端出库；包装翻转工位23的翻转装置将下模具112翻转，第二移载工位24的第二移载治具241将下模具112和上模具111运至回收输送线25首端，回收输送线25运输模具11，第一移载工位13的移载治具将回收输送线25末端的模具11运至制冰输送线10首端，并将上模具111与下模具112闭合，开始新一轮制球冰。该流水线结构紧凑，操作简单，大大减轻了工人的劳动强度，提高生产效率。
本发明中各实施例的技术方案可进行组合，实施例中的技术特征亦可进行组合形成新的技术方案。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种球冰生产-检测-包装一体化自动流水线，其特征在于，包括：一条制冰输送线、一条回收输送线、至少一个模具和至少一个包装盒；
所述制冰输送线沿模具流动方向依次设有第一移载工位、进料工位、预冷工位、冷冻工位、第一加热工位、第一脱模工位、翻转包装工位、第二加热工位、第二脱模工位、包装翻转工位、第二移载工位；
所述第一移载工位用于将所述回收输送线末端的模具运至所述制冰输送线首端；所述第二移载工位用于将所述制冰输送线末端的模具运至所述回收输送线首端；
所述模具包括上模具和下模具，所述上模具设有半球形的第一模孔，所述第一模孔的顶端开设有进料口，所述上模具边缘处的进料口旁开设有检测口；所述下模具设有半球形的第二模孔，所述第一模孔和所述第二模孔配合形成模腔，所述模腔的数量为多个；多个所述模腔之间的模具板设有贯穿的通孔；
所述第一脱模工位和所述第二脱模工位都包括吸盘装置和视觉检测仪，所述吸盘装置用于取下所述上模具或所述下模具；所述视觉检测仪用于检测球冰形状。
2.根据权利要求1所述的球冰生产-检测-包装一体化自动流水线，其特征在于，所述上模具外侧设有上加热膜，所述上加热膜集中到上加热插口；所述下模具外侧设有下加热膜，所述下加热膜集中到下加热插口。
3.根据权利要求1或2所述的球冰生产-检测-包装一体化自动流水线，其特征在于，所述进料工位包括料桶和进料装置，所述料桶和所述进料装置通过进料管连通；所述料桶外壁安装有电机和减速器，所述料桶内设有搅拌器，所述电机和所述减速器用于控制所述搅拌器动作；所述进料装置包括第一龙门架、第一气缸和进料板，所述第一气缸的外壳与所述第一龙门架固定连接，所述第一气缸的输出端与所述进料板固定连接；所述进料板为锥形空心结构，所述进料板上端通过进料阀与所述进料管连通，所述进料板底面设有多个出料口，多个所述出料口用于向多个所述进料口输送液体；所述进料板边缘设有检测仪，所述检测仪与所述进料阀电性连接，所述检测仪用于检测所述模腔内液体高度并调节所述进料阀的开闭。
4.根据权利要求1所述的球冰生产-检测-包装一体化自动流水线，其特征在于，所述进料工位和所述预冷工位之间设有刮料板，所述刮料板用于刮去所述模具上方原料。
5.根据权利要求1所述的球冰生产-检测-包装一体化自动流水线，其特征在于，所述预冷工位包括预冷箱、温度检测仪和进气管，所述预冷箱内侧上端面设有温度检测仪，所述预冷箱与所述进气管一端连通，所述预冷箱上端设有出气顶棚，所述预冷箱与所述出气顶棚连通。
6.根据权利要求5所述的球冰生产-检测-包装一体化自动流水线，其特征在于，所述冷冻工位包括储液罐、真空泵和冷冻装置，所述真空泵的输入端与所述储液罐连通，所述真空泵的输出端与所述冷冻装置连通；所述冷冻装置包括第二龙门架、第二气缸和冷冻箱，所述第二气缸的外壳与所述第二龙门架固定连接，所述第二气缸的输出端与所述冷冻箱固定连接，所述冷冻箱与所述进气管另一端连通，所述冷冻箱上端面的边缘处分别通过多根输液管与所述真空泵的输出端连通。
7.根据权利要求1或2所述的球冰生产-检测-包装一体化自动流水线，其特征在于，所述翻转包装工位包括翻转装置、吸盘机械手和下包装盒，所述吸盘机械手用于吸取所述下包装盒至所述制冰输送线上；所述下包装盒内设有与所述模腔对应的盒孔，所述盒孔用于固定球冰。
8.根据权利要求1所述的球冰生产-检测-包装一体化自动流水线，其特征在于，所述包装翻转工位包括翻转装置、吸盘机械手和上包装盒。
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