CN115744260A - 一种药管整理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种药管整理装置，包括推料机构、变距机构以及抓取机构；所述推料机构以及所述变距机构分别设置于前端输送带的两侧；所述前端输送带用于供应等中心距排列的药管，所述药管的长方向垂直于所述前端输送带的运行方向且相邻两根所述药管具有第一中心距；药管整理过程中不会影响药管生成过程中正常节拍需求，可以减少药管整理过程中人员参与，使药管状态变得可控，提高了系统的安全性，降低了发生安全事故的概率和造成的危害。将人员从重复的机械劳动中解放出来，提高了生产效率，降低了人力成本，使人力资源得到更充分的利用，并且减少了因为人工整理造成的失误，提高了整体设备的自动化水平，使整体设备运行更加稳定。

Description

一种药管整理装置

技术领域

本发明涉及弹药制备技术领域，特别是涉及一种可以实现规则、整齐地将药管装入药管接料斗内的药管整理装置。

背景技术

高燃速推进剂药管完成外观质量缺陷自动检测和分选后，药管顺着出料滑槽自由下落到药管接料斗内，药管在药管接料斗内相互交错，姿态凌乱，后期需要人工再进行整理，不仅增加了不必要的人力成本，还增加了人员的安全风险。

现有技术中主要是通过人工对散落的药管进行归纳整理。在药管完成上一步外观质量缺陷自动检测和分选后，顺着出料滑槽自由下落到药管接料斗内，这时药管在药管接料斗内的状态是不确定的。为了完成后续步骤，需要人为手动调整药管接料斗内药管的状态，对药管进行人工整理，使之可以达到进行后续装箱工作的程度。

现有技术中药管收集整理方式存在以下问题：

1.药管自由下落到药管接料斗内的状态是不可控的，可能对药管造成一定的损伤，并且由于材料的特殊性，存在一定的安全隐患；

2.人工整理效率没有自动化设备高，无法满足快节拍理料的需求，由人来完成这种归纳整理药管的机械性重复工作，浪费了大量的人力资源，并且在生产中会存在安全风险。

在工业自动化大趋势的今天，提高无人化程度，提高人员工作效率，降低生产安全风险是必要的道路。急需一种自动整理技术，代替人工对药管的姿态进行控制，使其有序排列，方便之后的装箱、包装工作。

因此，如何提供一种能够实现药管自动排序、整理和收集的自动化设备，是迫切需要本领域技术人员解决的技术问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供用于克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种药管整理装置，提升了推进剂药管自动化制造工艺技术水平，针对目前推进剂药管制造过程中药管收集摆放尚未实现自动处理的问题，开展批量药管自动、连续整理技术研究，进一步提升切药、检选工艺技术自动化水平，实现“机器代人”的安全生产目标。

本发明提供了如下方案：

一种药管整理装置，包括：

推料机构、变距机构以及抓取机构；所述推料机构以及所述变距机构分别设置于前端输送带的两侧；

所述前端输送带用于供应等中心距排列的药管，所述药管的长方向垂直于所述前端输送带的运行方向且相邻两根所述药管具有第一中心距；

所述推料机构包括配合连接的推料驱动组件以及推料执行组件，所述推料驱动组件用于驱动所述推料执行组件沿垂直于所述前端输送带的运行方向往复运动；所述推料执行组件包括若干推料杆，若干所述推料杆等中心距排列且相邻两根所述推料杆具有所述第一中心距；

所述变距机构包括配合连接的变距驱动组件以及药管托料组件，所述药管托料组件包括若干物料安装板，若干所述推料杆的数量与若干所述物料安装板的数量相同；所述变距驱动组件用于驱动若干所述物料安装板沿所述前端输送带的运行方向彼此靠近或分离，以使相邻两个所述物料安装板在所述第一中心距与第二中心距之间进行切换；所述第一中心距大于所述第二中心距；

所述抓取机构包括柔啄抓手，所述柔啄抓手包括若干抓手头，若干所述抓手头的数量与若干所述物料安装板的数量相同；若干所述抓手头等中心距排列且相邻两个所述抓手头具有所述第二中心距。

优选地：所述变距驱动组件包括变距模组，所述变距模组包括若干变距型块，若干所述物料安装板与若干所述变距型块一一对应的相连。

优选地：所述变距模组包括安装座，所述安装座上同轴向设置有变螺距螺杆以及若干导向杆，若干所述变距型块均可相对滑动的与若干所述导向杆相连且若干所述变距型块配合连接至所述变螺距螺杆的螺旋槽内。

优选地：所述安装座设置有旋转驱动器，所述旋转驱动器与所述变螺距螺杆相连；所述旋转驱动器用于驱动所述变螺距螺杆朝目标方向旋转目标角度，以使相邻两个所述物料安装板在所述第一中心距与第二中心距之间进行切换。

优选地：所述推料驱动组件包括推料气缸。

优选地：所述抓取机构还包括与所述柔啄抓手相连的直线组合模组，所述直线组合模组用于驱动所述柔啄抓手沿竖直方向和/或水平方向直线往复运动。

优选地：还包括药管接料斗，所述药管接料斗用于容置所述柔啄抓手抓取的所述药管。

优选地：所述药管接料斗设置有料位传感器。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本申请实施例提供的一种药管整理装置，药管整理过程中不会影响药管生成过程中正常节拍需求，可以减少药管整理过程中人员参与，使药管状态变得可控，提高了系统的安全性，降低了发生安全事故的概率和造成的危害。将人员从重复的机械劳动中解放出来，提高了生产效率，降低了人力成本，使人力资源得到更充分的利用，并且减少了因为人工整理造成的失误，提高了整体设备的自动化水平，使整体设备运行更加稳定。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

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说，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是本发明实施例提供的一种药管整理装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种药管整理装置的另一结构示意图；

图3是本发明实施例提供的推料机构的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的变距机构的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的变距驱动组件的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的抓取机构的结构示意图。

图中：推料机构1、推料驱动组件11、推料执行组件12、变距机构2、变距驱动组件21、变距型块211、变螺距螺杆212、导向杆213、药管托料组件22、抓取机构3、柔啄抓手31、直线组合模组32、前端输送带4、药管5、药管接料斗6。

具体实施方式

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的一部分实施例，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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1、图2、图3、图4、图5、图6，为本发明实施例提供的一种药管整理装置，如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，该装置可以包括：

推料机构1、变距机构2以及抓取机构3；所述推料机构1以及所述变距机构2分别设置于前端输送带4的两侧；具体的，所述推料驱动组件11包括推料气缸。

所述前端输送带4用于供应等中心距排列的药管5，所述药管5的长方向垂直于所述前端输送带4的运行方向且相邻两根所述药管5具有第一中心距；

所述推料机构1包括配合连接的推料驱动组件11以及推料执行组件12，所述推料驱动组件11用于驱动所述推料执行组件12沿垂直于所述前端输送带4的运行方向往复运动；所述推料执行组件12包括若干推料杆，若干所述推料杆等中心距排列且相邻两根所述推料杆具有所述第一中心距；

所述变距机构2包括配合连接的变距驱动组件21以及药管托料组件22，所述药管托料组件22包括若干物料安装板，若干所述推料杆的数量与若干所述物料安装板的数量相同；所述变距驱动组件21用于驱动若干所述物料安装板沿所述前端输送带4的运行方向彼此靠近或分离，以使相邻两个所述物料安装板在所述第一中心距与第二中心距之间进行切换；所述第一中心距大于所述第二中心距；

所述抓取机构3包括柔啄抓手31，所述柔啄抓手31包括若干抓手头，若干所述抓手头的数量与若干所述物料安装板的数量相同；若干所述抓手头等中心距排列且相邻两个所述抓手头具有所述第二中心距。具体的，所述抓取机构3还包括与所述柔啄抓手31相连的直线组合模组32，所述直线组合模组32用于驱动所述柔啄抓手31沿竖直方向和/或水平方向直线往复运动。

由于药管整理装置的上游生成设备在进行药管加工时，需要相邻两根药管保持第一中心距，因此，前端输送带4上排列的相邻两根药管具有第一中心距。本申请实施例提供的药管整理装置，通过变距机构2可以对前端输送带4输送的整齐排列的药管进行变距处理，使得相邻两根药管由第一中心距变为第二中心距。在变为第二中心距后抓取机构3即可以将变距机构2上所有的药管进行抓取转移，将药管转移至相应的收纳箱内，由于第二中心距小于第一中心距，因此可以保证进入药管接料斗内的药管排列紧密，达到提高药管接料斗容纳药管数量的目的。

本申请实施例提供的变距驱动组件21用于驱动各个物料安装板彼此靠近或分离，具体的，本申请实施例可以提供所述变距驱动组件21包括变距模组，所述变距模组包括若干变距型块211，若干所述物料安装板与若干所述变距型块211一一对应的相连。

进一步的，所述变距模组包括安装座，所述安装座上同轴向设置有变螺距螺杆212以及若干导向杆213，若干所述变距型块211均可相对滑动的与若干所述导向杆213相连且若干所述变距型块211配合连接至所述变螺距螺杆212的螺旋槽内。

进一步的，所述安装座设置有旋转驱动器，所述旋转驱动器与所述变螺距螺杆212相连；所述旋转驱动器用于驱动所述变螺距螺杆212朝目标方向旋转目标角度，以使相邻两个所述物料安装板在所述第一中心距与第二中心距之间进行切换。

本申请实施例提供的变距模组可以通过变螺距螺杆212的旋转驱动变距型块211以及物料安装板之间距离的调节。该旋转驱动器可以采用伺服电机，已达到快速准确调节的目的。

为了方便对药管进行收纳，本申请实施例还可以提供还包括药管接料斗6，所述药管接料斗6用于容置所述柔啄抓手31抓取的所述药管。所述药管接料斗6设置有料位传感器。

下面以设置6根推料杆为例对本申请实施例提供的装置进行详细说明。

为了提升推进剂药管自动化制造工艺技术水平，针对目前推进剂药管制造过程中药管收集摆放尚未实现自动处理的问题，开展批量药管自动、连续整理技术研究，进一步提升切药、检选工艺技术自动化水平，实现“机器代人”的安全生产目标。

推进剂药管要实现规则、整齐地装入药管接料斗6内，重点是药管在收集过程中姿态要可控，不能自由散落。由于药管在步进传输线的前端输送带4上姿态是规则的，因此需要开展药管抓取、转移、放置机构研究，要保证药管在药管接料斗6内姿态相对规则，同时又要铺满药管接料斗6内部，需要对药管接料斗6的形状尺寸和抓取机械手的放置方式进行研究。抓取机构3的设计还需要考虑药管在传输线上是否存在，避免出现空动作；以及抓取转移放置过程所需时间，满足系统节拍要求。

通过对药管自动整理工艺过程抓取、转移、放置各环节可能出现的不安全因素进行辨识与评估，设计中不断优化关键部件结构，仿真工艺过程，合理设计动作速度、药管落高及姿态限制等参数。确保药管整理过程中要不能有跌落、碰撞、夹伤外表面情况，保证理料过程中的生产安全。

装置总体主要由工作台、推料机构1、变距机构2、抓取机构3、药管接料斗6、料位传感器、控制系统等组成，药管整理装置直接衔接在自动拣选机后端。抓取机构3主要由直线组合模组32、柔性抓手等组成，药管从拣选机的板链传输线上下来后，直接推送到变距机构2工位，抓取机构3上的柔啄抓手31将变距好的的药管成组地抓取并移载至接料盒内。推料机构1由推送气缸、推送杆组件及安装座组成。推送杆组件间距与前端输送带4药管间距一致，药管到位后，通过推送气缸及推送杆组件，将药管推送至变距机构2工位上。变距机构2由变距模组及物料安装板组成。物料到位后，通过变距模组将物料中心距由50mm(第一中心距)变距成23mm(第二中心距)。

考虑到整个设备结构简单，可以在原有自动拣选设备上进行控制系统集成，增加伺服电机控制器和一些电磁阀、光电开关，即能实现药管理料机构的自动控制。电气控制系统采用工控机+主控制器+扩展I/O模块的结构方式，远程中央控制室工控机用于人机交互，并选用西门子公司生产的S7-1200系列PLC作为主控制器，配以相应的扩展I/O模块(数字量输入模块、数字量输出模块)，实现各个机构上传感器信号的采集和执行元件的动作，并将生产状态实时反馈回工控机的人机界面中。

主要工作原理如下：由推料机构1将药管从前端输送带4推送至变距机构2上，一次推送6发，再通过变距机构2对药管中心距进行变距，抓取机构3将变距后的药管抓取到接料斗中，直到药管在接料斗中存放到一定高度后，由人工取走接料斗，并放置空的接料斗。

主要工作流程如下：

(1)生产前准备：设置生产参数，准备好空的药管接料斗，人工将空药管接料斗放置于工作台接料位置上，然后启动系统；

(2)药管推送：前端输送带4药管5到位后，自动将药管5推送到变距机构2上，一次6发；

(3)药管变距：自动将6发药管5中心距由50mm缩进到23mm；

(4)药管抓取放置：缩进到位后，由抓取机构3一次抓取6发药管5，并通过模组移动到药管接料斗6内部，进行放置；

(5)料位传感器：放置药管到指定高度后，传感器输出信号，系统提示人工取料斗，并放入空料斗。

药管放置在药管接料斗6内时，随着药管存量的增加，药管距离药管接料斗6底部的高度是一个变化过程。落料高度较大时药管容易出现弹跳现象，造成药管在药管接料斗6内姿态的变化。因此如何控制好药管在药管接料斗6内的落料高度，是需要研究的一个关键技术。

经过测量计算，药管接料斗6一排填充满为38根药管，按照6根一个节拍计算可得六个节拍为一层，因此控制算法调整为每经过六个节拍后，对升降伺服电机下降高度进行提高，保证随着药管数量的增加，落料高度保持一定。经过实验后发现，平移距离按照递增数列设置会导致药管下落的覆盖面不够均匀，随着药管数量增加，会在料斗内形成中间高两边低的情况。根据料斗及夹爪平面宽度对平移伺服控制算法进行优化，再根据奇偶性分为两组，均匀分布在料斗内，最大程度的保证了落料高度的可控性，降低了落料弹跳的风险。

总之，本申请提供的药管整理装置，整理过程中不会影响药管生成过程中正常节拍需求，可以减少药管整理过程中人员参与，使药管状态变得可控，提高了系统的安全性，降低了发生安全事故的概率和造成的危害。将人员从重复的机械劳动中解放出来，提高了生产效率，降低了人力成本，使人力资源得到更充分的利用，并且减少了因为人工整理造成的失误，提高了整体设备的自动化水平，使整体设备运行更加稳定。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加上必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种药管整理装置，其特征在于，包括：

推料机构、变距机构以及抓取机构；所述推料机构以及所述变距机构分别设置于前端输送带的两侧；

所述前端输送带用于供应等中心距排列的药管，所述药管的长方向垂直于所述前端输送带的运行方向且相邻两根所述药管具有第一中心距；

所述推料机构包括配合连接的推料驱动组件以及推料执行组件，所述推料驱动组件用于驱动所述推料执行组件沿垂直于所述前端输送带的运行方向往复运动；所述推料执行组件包括若干推料杆，若干所述推料杆等中心距排列且相邻两根所述推料杆具有所述第一中心距；

所述变距机构包括配合连接的变距驱动组件以及药管托料组件，所述药管托料组件包括若干物料安装板，若干所述推料杆的数量与若干所述物料安装板的数量相同；所述变距驱动组件用于驱动若干所述物料安装板沿所述前端输送带的运行方向彼此靠近或分离，以使相邻两个所述物料安装板在所述第一中心距与第二中心距之间进行切换；所述第一中心距大于所述第二中心距；

所述抓取机构包括柔啄抓手，所述柔啄抓手包括若干抓手头，若干所述抓手头的数量与若干所述物料安装板的数量相同；若干所述抓手头等中心距排列且相邻两个所述抓手头具有所述第二中心距。

2.根据权利要求1所述的药管整理装置，其特征在于，所述变距驱动组件包括变距模组，所述变距模组包括若干变距型块，若干所述物料安装板与若干所述变距型块一一对应的相连。

3.根据权利要求2所述的药管整理装置，其特征在于，所述变距模组包括安装座，所述安装座上同轴向设置有变螺距螺杆以及若干导向杆，若干所述变距型块均可相对滑动的与若干所述导向杆相连且若干所述变距型块配合连接至所述变螺距螺杆的螺旋槽内。

4.根据权利要求3所述的药管整理装置，其特征在于，所述安装座设置有旋转驱动器，所述旋转驱动器与所述变螺距螺杆相连；所述旋转驱动器用于驱动所述变螺距螺杆朝目标方向旋转目标角度，以使相邻两个所述物料安装板在所述第一中心距与第二中心距之间进行切换。

5.根据权利要求1所述的药管整理装置，其特征在于，所述推料驱动组件包括推料气缸。

6.根据权利要求1所述的药管整理装置，其特征在于，所述抓取机构还包括与所述柔啄抓手相连的直线组合模组，所述直线组合模组用于驱动所述柔啄抓手沿竖直方向和/或水平方向直线往复运动。

7.根据权利要求1所述的药管整理装置，其特征在于，还包括药管接料斗，所述药管接料斗用于容置所述柔啄抓手抓取的所述药管。

8.根据权利要求7所述的药管整理装置，其特征在于，所述药管接料斗设置有料位传感器。

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