CN115489793A - 一种卷烟包装机的自动取料系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种卷烟包装机的自动取料系统，包括PLC控制器、自动供料部件、机器手和输送带；自动供料部件包括本体，本体包括底板，底板上依次设有支撑架和提升部件，支撑架内设有物料承托板，物料承托板在提升部件的驱动下上下移动；物料承托板的上方设有取料位，机器手将物料从取料位运送至输送带上；PLC控制器与机器手信号连接。本申请通过自动供料部件将物料运送至取料位，然后通过机器手将物料运送至输送带上，实现物料的自动供给，降低了操作工的劳动强度。

Description

一种卷烟包装机的自动取料系统

技术领域

本申请涉及卷烟生产技术领域，更具体地，涉及一种卷烟包装机的自动取料系统。

背景技术

GDX2卷烟包装机设备的自动化程度低，需要人工将成捆的整齐层层堆叠的小盒商标纸放置在中转平台并最终传送到输送带上，而且设备的运行速度高，需要人工不停的上料，劳动强度极大。

发明内容

本申请提供一种卷烟包装机的自动取料系统，通过自动供料部件将物料运送至取料位，然后通过机器手将物料运送至输送带上，实现物料的自动供给，降低了操作工的劳动强度。

本申请提供了一种卷烟包装机的自动取料系统，包括PLC控制器、自动供料部件、机器手和输送带；

自动供料部件包括本体，本体包括底板，底板上依次设有支撑架和提升部件，支撑架内设有物料承托板，物料承托板在提升部件的驱动下上下移动；

物料承托板的上方设有取料位，机器手将物料从取料位运送至输送带上；PLC控制器与机器手信号连接。

优选地，提升部件包括固定在底板上的电动机、两个链条以及设置在电动机与链条之间的动力传送组件，两个链条的第一端均固定在水平的配重板上，配重板滑动连接在支撑架上，两个链条的第二端分别固定在物料承托板的边缘上；

PLC控制器与电动机信号连接。

优选地，动力传送组件包括同步带组件和链轮组件；

同步带组件包括同步带和包裹同步带的两个同步轮，第一同步轮通过减速器的输出轴与电动机连接，第二同步轮和链轮组件设置在支撑架的顶板的顶面上；

链轮组件包括链轮轴、具有大小相同的两个链轮的双排链轮和双排链轮两侧的链轮轴支撑板，链轮轴穿过双排链轮的中心轴并与双排链轮的中心轴固定，链轮轴与两个链轮轴支撑板转动连接，链轮轴的一端穿过其中一个链轮轴支撑板后与第二同步轮固定连接，两个链轮分别与对应的链条啮合。

优选地，底板与顶板的底面之间设有导向柱，配重板与导向柱滑动连接。

优选地，物料承托板的上方设有提升触发位；

自动取料系统还包括自动定位部件，PLC控制器响应于接收到自动定位部件在提升触发位的定位信号而向电动机发出控制指令。

优选地，取料位设有光电传感器，光电传感器与PLC控制器信号连接。

优选地，自动取料系统还包括用于吸取物料的自动吸取部件。

优选地，自动吸取部件包括直线气缸、设置在直线气缸的活塞杆端面上的吸盘以及分别控制直线气缸和吸盘的第一气压回路和第二气压回路；

PLC控制器分别与第一气压回路上的两位四通电磁换向阀和第二气压回路上的两位二通电磁换向阀信号连接。

优选地，物料承托板上设有竖直的承托侧壁。

优选地，物料承托板上设有用于容纳物料的托盘。

通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且连同其说明一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请提供的自动供料部件的第一结构图；

图2为本申请提供的自动供料部件的第二结构图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

本申请提供的卷烟包装机的自动取料系统包括PLC控制器、自动供料部件、机器手和输送带。自动供料部件上设有取料位，机器手将物料从取料位运送至输送带上，利用输送带将物料运至卷烟包装机的下一工序。PLC控制器与机器手信号连接，控制机器手的动作。

如图1所示，作为一个实施例，自动供料部件包括本体和提升部件。

如图1所示，本体包括底板110和支撑架。支撑架包括用于承托物料的立方体框架120和立方体框架120外侧对称设置的两个竖直的支撑板130。两个支撑板130的顶面之间固定顶板140。顶板140的底面与底板110之间对称设有两个竖直的导向柱160，水平的配重板150与两个导向柱160滑动连接。在物料承托板310的提升和下降过程中，导向柱160给予一定的辅助导向作用，防止其他外力可能引发的物料承托板310向四周晃动的问题。

支撑架和提升部件依次设置在底板110上。立方体框架120内设有物料承托板310，物料承托板310在提升部件的驱动下上下移动。

优选地，物料承托板310上设有竖直的承托侧壁330。

优选地，物料承托板310上设有用于容纳物料400的托盘340。

提升部件包括固定在底板110上的电动机220、两个链条280以及设置在电动机220与链条280之间的动力传送组件。电动机220通过支架210固定在底板110上。两个链条280的第一端分别穿过顶板140上的缺口向下延伸并固定在水平的配重板150上，两个链条280的第二端分别穿过顶板140上的缺口向下延伸并固定在物料承托板310的边缘上。具体地，如图1所示，物料承托板310靠近链条280的侧边突出于立方体框架120，物料承托板310的上方还固定有用于固定两个吊环320的水平板，链条280的第二端与对应的吊环320固定。配重板150使得链条的其第一端始终竖直向下，保证链条在链轮上具有恒定的包角，确保链传动安全可靠。

如图1所示，动力传送组件包括同步带组件和链轮组件。同步带组件包括同步带240和包裹同步带240的两个同步轮，第一同步轮230通过第一减速器2100的输出轴与电动机220连接，第二同步轮250和链轮组件设置在顶板140的顶面上。具体地，链轮组件包括链轮轴260、具有大小相同的两个链轮的双排链轮270和双排链轮270两侧的链轮轴支撑板290，链轮轴260穿过双排链轮270的中心轴并与双排链轮270的中心轴固定，链轮轴260与两个链轮轴支撑板290(例如通过深沟球轴承)转动连接，链轮轴260的一端穿过其中一个链轮轴支撑板290后与第二同步轮250固定连接，两个链轮分别与对应的链条280啮合。

PLC控制器与电动机220信号连接。

具体地，物料承托板的上方设有提升触发位。自动取料系统还包括自动定位部件，PLC控制器响应于接收到自动定位部件在提升触发位的定位信号而向电动机220发出控制指令，控制电动机220驱动物料承托板310向上提升指定距离。

同时，物料承托板的上方设有取料位，取料位处设有光电传感器，光电传感器与PLC控制器信号连接。物料承托板310在提升过程中，光电传感器检测到取料位有料时，向PLC控制器发送有料信号，PLC控制器控制电动机220停止工作，物料承托板310停止提升。若物料承托板310未处于提升过程，光电传感器检测到取料位有料时，向PLC控制器发送有料信号，PLC控制器控制机器手抓取取料位的物料，将其运送至卷烟包装机的输送带上。

立方体框架120的底部设有光电开关，用于检测物料承托板310是否下降到位。

具体地，如图1和2所示，自动定位部件包括两个横向移动组件和一个纵向移动组件。两个横向移动组件分别设置在立方体框架120的前、后两个上侧边的内侧，前、后两个上侧边的顶面和底面上分别设有第一导轨。横向移动组件包括第一伺服电机510、第二减速器550、第一齿轮、第一齿条5130、第一导向板530和第一滑块540。第一导向板530朝向对应的上侧边的第一侧面上对称设有四个第一滑块540，上面两个第一滑块540与上面的第一导轨170滑动连接，下面的第一滑块540与下面的第一导轨滑动连接。第一导向板530远离对应的上侧边的第二侧面上固定有第二减速器550，第一伺服电机510直接与第二减速器550啮合，第二减速器550的输出轴穿过第一导向板530后与设置在第一导向板530与上侧边之间的第一齿轮同轴固定连接。第一齿条5130固定在左右两个上侧边之间，第一齿轮与第一齿条5130啮合，四个第一滑块540与第一齿条5130的非齿面和第一导轨配合，相对于上侧边滑动，将两个同步的第一伺服电机510输出的旋转运动转化为左右水平方向(作为X轴)上的直线运动。

纵向移动组件包括横梁5140、第二伺服电机520、第三减速器560、第二齿轮570、第二齿条580、第二导向板5150(请见图1，为了突出显示第二齿轮，图2中省略了第二导向板)和第二滑块5160。在两个第一导向板530之间安装有横梁5140，横梁5140的上下两个侧面上分别设有第二导轨。第二导向板5150朝向横梁5140的第一侧面上对称设有四个第二滑块5160，上面两个第二滑块5160与上面的第二导轨滑动连接，下面的第二滑块5160与下面的第二导轨滑动连接。第二导向板5150远离横梁5140的第二侧面上固定有第三减速器560，第二伺服电机520直接与第三减速器560啮合，第三减速器560的输出轴穿过第二导向板5150后与设置在第二导向板5150与横梁5140之间的第二齿轮570同轴固定连接。第二齿条580固定在两个第一导向板530之间，并且第二齿轮570与第二齿条580啮合，四个第二滑块5160与第二齿条580的非齿面和第二导轨配合，相对于横梁5140滑动，将第二伺服电机520输出的旋转运动转化为前后水平方向(作为Y轴)上的直线运动。在该实施例中，将竖直方向作为坐标系的Z轴。

自动取料系统还包括用于吸取物料的自动吸取部件。如图2所示，自动吸取部件包括第三减速器560底面的直线气缸、设置在直线气缸的活塞杆5100的端面上的吸盘5120以及分别控制直线气缸和吸盘5120的第一气压回路和第二气压回路。直线气缸自上而下延伸，直线气缸的缸体590和活塞杆5100上分别设有相贯孔5110，用于向直线气缸通入真空，吸盘5120用于吸取物料。

PLC控制器分别与第一气压回路上的两位四通电磁换向阀和第二气压回路上的两位二通电磁换向阀信号连接。

由于伺服电机具有定位功能，根据自动定位部件的三个伺服电机的定位信息可确定将要吸取的物料的具体位置。当送料人员将整盘的物料(成捆堆叠的小盒商标纸)送至到托盘340中时，机架上取料位(0，0，Z_max)处安装的光电传感器信号B_at_position＝1，表示坐标(0，0，Z_max)处有物料，机器手可取料。当机器手将取料位的物料取走，光电传感器信号B_at_position＝0，表示坐标(0，0，Z_max)处无物料。此时PLC控制器依据坐标(0,1,Z_max)......(0,Y_max,Z_max)......(X_max,0,Z_max),(X_max,1,Z_max)......(X_max,Y_max,Z_max)的顺序将这些坐标位置的最上一层物料移动到取料位(0，0，Z_max)。作为一个实施例，在移动过程中，先控制两个同步的第一伺服电机510从左至右，然后控制第二伺服电机520从前往后一步步地运动到相应坐标位置，等待自动吸取部件对物料进行吸取。其中，Z_max为Z轴上的最高位置，X_max和Y_max为物料在X轴和Y轴的最大坐标。自动吸取部件只能吸取最上一层(Z轴坐标为Z_max)的物料。

具体地，当自动定位部件运动至(X,Y,Z_max)位置的上方，PLC控制器输出一个高电平信号，该高电平信号使得两位四通电磁换向阀K1线圈得电，从而控制两位四通电磁换向阀正向导通，正压空气进入缸体590的无杆腔，活塞杆5100伸出，将吸盘5120压在物料上，同时高电平信号使得两位二通电磁换向阀线圈K2得电，从而控制两位二通电磁换向阀导通，吸盘5120与物料之间形成负压，实现物料的顺利吸取。每吸取一捆物料，PLC控制器控制自动定位部件的三个伺服电机将物料按照既定的路线运送至取料位(0，0，Z_max)。当物料到达取料位时，光电传感器的信号B_at_position＝1，表示坐标(0，0，Z_max)处有物料，PLC控制器输出一个低电平信号，该低电平信号使得K2线圈失电，从而控制两位二通电磁换向阀换向关闭，使得吸盘的吸力消失，物料在自身重力下，平稳被放置在取料位处，同时低电平信号使得K1线圈失电，从而控制两位四通电磁换向阀反向导通，正压空气进入缸体590的有杆腔，活塞杆5100退回，至此，物料的吸取和移动任务全部完成，等待机器手定点取走。随后PLC控制器控制机器手将物料运送至卷烟包装机的输送带。当机器手将取料位的物料取走，光电传感器的信号B_at_position＝0，表示坐标(0，0，Z_max)处无物料，PLC控制器控制自动定位部件和自动吸取部件到下一位置进行取料。

PLC控制器根据三个伺服电机反馈的自身位置，判断当前被运送的物料是否为最上一层的最后一捆物料(对应位置为(X_max,Y_max,Z_max)，即提升触发位)。若是，则PLC控制器输出一个高电平信号，该高电平信号控制电动机220开始正向转动，通过第一减速器2100带动同步轮转动，通过同步带240将动力传递到链轮轴260上，链轮轴260带着链轮转动，再通过链轮和链条的啮合，最终实现升高物料承托板310的目的。当物料承托板310上升到Z_max处，光电传感器检测到取料位有料时，PLC控制器发出一个低电平信号使得电动机220停止转动，这样物料刚好悬停在Z_max处。每完成一层物料的输送，即进行一次物料承托板310的提升，使得物料承托板310上的第一层、第二层……以及最后一层物料依次被输送至输送带。当最后一层的最后一捆物料被使用完后，PLC控制器控制电动机220开始反转，物料承托板310开始下降，直至达到光电开关有信号时，PLC控制器控制电动机220停止转动，等待送料人员再次进行送料。

卷烟生产中，使用本申请的自动取料系统可实现物料承托板的自动升降、物料的自动定位、自动吸取、自动移位以及自动搬运功能，代替了人工取料，降低了劳动强度。

虽然已经通过例子对本申请的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本申请的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本申请的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种卷烟包装机的自动取料系统，其特征在于，包括PLC控制器、自动供料部件、机器手和输送带；

所述自动供料部件包括本体，所述本体包括底板，所述底板上依次设有支撑架和提升部件，所述支撑架内设有物料承托板，所述物料承托板在所述提升部件的驱动下上下移动；

所述物料承托板的上方设有取料位，所述机器手将物料从所述取料位运送至所述输送带上；所述PLC控制器与所述机器手信号连接。

2.根据权利要求1所述的卷烟包装机的自动取料系统，其特征在于，所述提升部件包括固定在底板上的电动机、两个链条以及设置在所述电动机与所述链条之间的动力传送组件，两个所述链条的第一端均固定在水平的配重板上，所述配重板滑动连接在所述支撑架上，两个所述链条的第二端分别固定在所述物料承托板的边缘上；

所述PLC控制器与所述电动机信号连接。

3.根据权利要求2所述的卷烟包装机的自动取料系统，其特征在于，所述动力传送组件包括同步带组件和链轮组件；

所述同步带组件包括同步带和包裹所述同步带的两个同步轮，第一同步轮通过减速器的输出轴与所述电动机连接，第二同步轮和所述链轮组件设置在所述支撑架的顶板的顶面上；

所述链轮组件包括链轮轴、具有大小相同的两个链轮的双排链轮和所述双排链轮两侧的链轮轴支撑板，所述链轮轴穿过所述双排链轮的中心轴并与所述双排链轮的中心轴固定，所述链轮轴与两个所述链轮轴支撑板转动连接，所述链轮轴的一端穿过其中一个所述链轮轴支撑板后与所述第二同步轮固定连接，两个所述链轮分别与对应的链条啮合。

4.根据权利要求3所述的卷烟包装机的自动取料系统，其特征在于，所述底板与所述顶板的底面之间设有导向柱，所述配重板与所述导向柱滑动连接。

5.根据权利要求2所述的卷烟包装机的自动取料系统，其特征在于，所述物料承托板的上方设有提升触发位；

所述自动取料系统还包括自动定位部件，所述PLC控制器响应于接收到所述自动定位部件在所述提升触发位的定位信号而向所述电动机发出控制指令。

6.根据权利要求5所述的卷烟包装机的自动取料系统，其特征在于，所述取料位设有光电传感器，所述光电传感器与所述PLC控制器信号连接。

7.根据权利要求6所述的卷烟包装机的自动取料系统，其特征在于，所述自动取料系统还包括用于吸取物料的自动吸取部件。

8.根据权利要求7所述的卷烟包装机的自动取料系统，其特征在于，所述自动吸取部件包括直线气缸、设置在所述直线气缸的活塞杆端面上的吸盘以及分别控制所述直线气缸和所述吸盘的第一气压回路和第二气压回路；

所述PLC控制器分别与所述第一气压回路上的两位四通电磁换向阀和所述第二气压回路上的两位二通电磁换向阀信号连接。

9.根据权利要求1所述的卷烟包装机的自动取料系统，其特征在于，所述物料承托板上设有竖直的承托侧壁。

10.根据权利要求9所述的卷烟包装机的自动取料系统，其特征在于，所述物料承托板上设有用于容纳物料的托盘。

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