CN211224226U - 一种自动上料破袋装置 - Google Patents

Abstract

一种自动上料破袋装置,包括滚筒传输线、袋包抓取机构、破袋处理机构；所述滚筒传输线包括进料滚筒线、中滚筒线及空盘滚筒线；所述袋包抓取机构包括抓盘，抓盘上端与升降连杆机构连接，升降连杆机构安装在轨道车上，轨道车沿支架前后滑动；所述破袋处理机构包括料斗，料斗靠近滚筒传输线一侧安装有破袋刀，料斗上方正对固定有废袋支撑架，废袋支撑架上方活动设有斗料架，斗料架通过第六气缸驱动来回移动。本实用新型提供的一种自动上料破袋装置，能自动上料、破袋，具有高效性。

Description

一种自动上料破袋装置

技术领域

本实用新型涉及混料设备，尤其是一种自动上料破袋装置。

背景技术

在进行PE、PVC等管道加工过程中首先需要进行原料的配比。即将白色树脂和黑色色母粒按比例为100:4进行混合，在此过程中可能按生产的管道的不同增加第三种配料或破碎后的回收料。

现有的机械手在进行料包破袋下料的过程中存在几个问题：

1）、机械手在抓料过程中存在大距离移动，容易将物料洒出；

2）、空盘需要人工额外清理；

3）、上料的行程较长且不紧凑，导致整体效率降低；

4）、现有的机械抓手没有称重功能，而在上料过程中容易出现漏抓，从而使得后续的配料存在误差。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种自动上料破袋装置，能够自行完成料包的破碎及配料，提高配料的效率。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种自动上料破袋装置,包括滚筒传输线、袋包抓取机构、破袋处理机构、废袋处理机构、混料机构；

所述滚筒传输线包括进料滚筒线、中滚筒线及空盘滚筒线，其中，中滚筒线处四周设有定位机构，定位机构包括前后光电开关及左右的定位限位机构；空盘滚筒线处设有空托盘处理机构，空托盘处理机构包括左右设置的支撑托举机构及一侧设置的提升机构；

所述袋包抓取机构包括抓盘，抓盘上端与升降连杆机构连接，升降连杆机构安装在轨道车上，轨道车沿支架前后滑动；

其中，所述抓盘包括盘架，盘架上安装有多组抓取机构，每组抓取机构包括左抓钩、右抓钩，左抓钩、右抓钩分别安装在左转轴、右转轴上；其中，左转轴、右转轴均通过各自的平行连杆机构驱动转动；

所述破袋处理机构包括料斗，料斗靠近滚筒传输线一侧安装有破袋刀，料斗上方正对固定有废袋支撑架，废袋支撑架上方活动设有斗料架，斗料架通过第六气缸驱动来回移动。

所述定位限位机构包括第一气缸，第一气缸设置在中滚筒线下方，第一气缸与滚轮组件连接，滚轮组件伸出中滚筒线外且位于中滚筒线上方。

所述支撑托举机构包括第二气缸和直线导轨，第二气缸活塞杆端和直线导轨的一端与托板连接。

所述平行连杆机构与每个左转轴或右转轴固定连接的抓钩摆杆，抓钩摆杆另一端与抓钩横杆铰接，其中一个抓钩摆杆一端伸出抓钩横杆与第四气缸铰接，第四气缸铰接在盘架上。

所述升降连杆机构包括剪叉式机构及称重牵引机构，其中剪叉式机构分左右两组布置，剪叉式机构上端安装在轨道车上、下端安装在抓盘上；所述称重牵引机构包括布置在轨道车上的收卷机构，收卷机构下端与抓盘上的重力传感器连接。

所述轨道车包括车架，车架左右通过第二滑块滑动设置在支架的轨道上；车架上端与支架上的皮带传送机构连接并通过皮带传送机构驱动来回移动。

所述废袋支撑架、斗料架均包括左右的固定杆，左右的固定杆上设有倒U型的弯管；废袋支撑架、斗料架的弯管交错布置且斗料架的弯管高于废袋支撑架的弯管。

本实用新型一种自动上料破袋装置，具有以下技术效果：

1）、通过设置横向的滚筒传输线，可实现上料就位、抓料及空托盘的处理，三者独立且互不影响；通过设置纵向的袋包抓取机构、破袋处理机构，可快速完成抓袋破碎处理，整个过程无需人为操作，不仅节约时间，降低工人的劳动强度，实现高效率、高质量、低成本。经过实际操作后得出：两小时可完成9吨上料要求。

2）、通过设置带称重传感器的袋包抓取机构，可明确实际抓取的包数，即使堆放料包不满，也可根据实时监测到的重量调整其他配料的相应配比；另外，袋包抓取机构还可自行定位进行抓包，无需采用价格昂贵的视觉系统。原因在于：当抓盘下落过程中，测得的是空抓盘的质量，当由于抓盘落到料包上时重量会降低，称重传感器将信号传递给控制器，由此确定到位，既可实现抓取作业。现有的抓包机器人均不具备上述特征， 因此不具备本装置的灵活性及高适应性。

3）、本申请中驱动电机全部采用伺服电机，由于料包的包装袋可采用多种如麻袋、编织袋等，不同包装袋的大小、厚度等均不相同，通过伺服电机可及时调整参数，提高灵活性。另外，伺服电机响应快，在利用伺服电机驱动轨道车移动或抓盘下落的过程中可保证动作精确及对不同高度料包的适应性，减少漏抓或错抓，节约时间。另外伺服电机可自锁，提高安全性。

4）、本申请中滚筒传输线与破袋处理机构垂直布置，且袋包抓取机构作业时只需要在破袋处理机构、废袋处理机构上方来回移动或升降既可，整体结构非常紧凑，作业行程短。效率高，同时也避免物料四处洒落。

5）、在轨道车上还安装有防掉落挂钩，当袋包抓取机构移动到破袋处理机构处时，挂钩可与挂钩挂置，避免袋包抓取机构因吊绳断裂而落下与飞速旋转的破袋刀接触，提高安全性。

6）、本申请中的袋包抓取机构的抓钩可实现整层抓取，实现批量高效作业，且抓钩整面布满，无方向性特殊要求，强度高，不堵塞，免维护，无损耗，且允许捎带情况或堆码不规整的情况。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为自动配料系统的结构示意图。

图2为自动配料系统的结构示意图。

图3为本实用新型中滚筒传输线的结构示意图。

图4为本实用新型中滚筒传输线的局部俯视图。

图5为图3中A处的局部放大示意图。

图6为本实用新型中定位限位机构的结构示意图。

图7为本实用新型中空盘滚筒线的结构示意图。

图8为本实用新型中图3中B处的局部放大示意图。

图9为本实用新型中空盘滚筒线工作状态示意图。

图10为本实用新型中袋包抓取机构的结构示意图。

图11为本实用新型中抓盘的结构示意图。

图12为本实用新型中右抓钩与平行连杆机构的连接示意图。

图13为本实用新型中左抓钩与平行连杆机构的连接示意图。

图14为本实用新型中升降连杆机构的结构示意图。

图15为本实用新型中轨道车的结构示意图。

图16为本实用新型中轨道车的结构示意图。

图17为本实用新型中袋包抓取机构与破袋处理机构的位置示意图。

图18为本实用新型中破袋处理机构的结构示意图。

图19为本实用新型中废袋支撑架安装在料斗上的结构示意图。

图20为本实用新型中斗料架安装在料斗上的结构示意图。

具体实施方式

如图1-2所示，一种自动上料破袋装置，为自动配料系统的一部分，自动配料系统包括滚筒传输线1，袋包抓取机构2，破袋处理机构3，废袋处理机构4，混料机构5。自动上料破袋装置为滚筒传输线1，袋包抓取机构2，破袋处理机构3。

如图3所示，滚筒传输线1包括进料滚筒线1-1、中滚筒线1-2及空盘滚筒线1-3，进料滚筒线1-1、中滚筒线1-2及空盘滚筒线1-3将工作分为三个独立的工作区域，分别为：待料区、层抓上料区及空盘区。

如图4所示，进料滚筒线1-1、中滚筒线1-2及空盘滚筒线1-3均包括滚筒1-4，滚筒1-4两端均设有链传送机构1-5，链传送机构1-5通过第一伺服电机1-6驱动。

这里的链传送机构1-5包括设置在每个滚筒1-4一端的双链轮，相邻的滚筒1-4的双链轮上绕有链条，进料滚筒线1-1、中滚筒线1-2及空盘滚筒线1-3上的链传送机构1-5通过各自的第一伺服电机1-6驱动。

如图3所示，在中滚筒线1-2前后的滚筒1-4下方安装有光电开关1-7，通过光电开关检测定位，保证带有物料的托盘行走到位。光电开关1-7的型号为omron E3Z-D82

如图5-6所示，而中滚筒线1-2左右则设有定位限位机构，定位限位机构包括第一气缸1-20，第一气缸1-20设置在滚筒1-4之间的间隙内且位于滚筒1-4上表面下方，在第一气缸1-20一端设有滚轮组件1-9，滚轮组件1-9包括支架，支架伸出滚筒1-4外且支架左右设有滚轮，滚轮与托盘6正对。这里定位限位机构左右各设有两组，一共四组。通过第一气缸1-20可调节左右侧的滚轮组件1-9，滚轮组件1-9可将满载托盘6推动到中间指定位置。

通过光电开关1-7、定位限位机构使得满载托盘6就位，方便后续抓包。

如图3、图7-8所示，在空盘滚筒线1-3上端左右设有支撑托举机构1-10，一侧设有提升机构1-11，支撑托举机构1-10包括第二气缸1-19，第二气缸1-19一端通过推板1-18与托板1-13连接。另外，第二气缸1-19两侧还设有直线导轨1-12，直线导轨1-12一端与托板1-13连接、另一端安装在空盘滚筒线1-3的支撑架上。

如图3、图7-8所示，所述提升机构1-11包括第三气缸1-14，第三气缸1-14与门架1-15连接，门架1-15一端设有滑轮，滑轮与框架1-16上的滑槽滑动配合，门架1-15另一端与升降架1-17固定连接，升降架1-17设置在滚筒1-4之间的空隙内。且低于滚筒1-4。

叉车将码放好料包堆垛7的托盘6放置在进料滚筒线1-1上，通过滚筒1-4转动将码放好物料堆垛7的托盘6移动到中滚筒线1-2上，通过光电开关1-7进行前后定位，通过滚轮组件1-9伸缩进行左右定位，定位完成后，滚筒1-4停动，等待袋包抓取机构2抓取。

该托盘按正常生产可一次性码放八层，进料滚筒线1-1、中滚筒线1-2上一次性可放两组。这样叉车一次可完成2.4吨料包的上料，使得叉车上料时间间隔拉长，叉车可方便在其他地方使用。

当托盘上的料包被袋包抓取机构2抓取完后，滚筒1-4转动，将第一个空托盘移动到空盘滚筒线1-3处后停动。通过提升机构1-11将空托盘提起到托板1-13上方，托板1-13伸出进行支撑，同时提升机构1-11下移复位准备第二个空托盘的提升，此时第一个空托盘落在托板1-13上。当第二个空托盘再次就位后，提升机构1-11再次将第二个空托盘提升，当第二个空托盘接近托板1-13时，托板1-13收缩，第一个空托盘落到第二个空托盘上，提升机构1-11将第一个空托盘、第二个空托盘整体同时向上提升，当到达托板1-13上方时，两端的托板1-13同时伸出，提升机构1-11下降复位，两空托盘落到托板1-13上并受托板1-13支撑。

该过程可实现连续6-8个空托盘的连续码放，后续通过叉车移出即可，这样无需人工搬运，降低劳动强度。

如图10所示，袋包抓取机构2包括抓盘2-1，抓盘2-1上端与升降连杆机构2-2连接，升降连杆机构2-2安装在轨道车2-3上，轨道车2-3沿支架2-4前后滑动。

如图11所示，所述抓盘2-1包括盘架2-5，盘架2-5上安装有多组抓取机构2-6，每组抓取机构2-6包括左抓钩2-7、右抓钩2-8，左抓钩2-7安装在左转轴2-9上且沿左转轴2-9轴线方向分多个并排布置。右抓钩2-8安装在右转轴2-10上且沿右转轴2-10轴线方向分多个并排布置。

如图12-13所示，左转轴2-9、右转轴2-10上方均设有平行连杆机构2-11，左转轴2-9、右转轴2-10均通过各自的平行连杆机构2-11驱动转动。

如图13所示，以左转轴2-9处的平行连杆机构2-11为例进行说明。平行连杆机构2-11包括第四气缸2-14，第四气缸2-14铰接在盘架2-5上，第四气缸2-14的活塞杆与4根抓钩摆杆2-12中最长的一根铰接，4根抓钩摆杆2-12一端与抓钩横杆2-13铰接，4根抓钩摆杆2-12另一端与4根左转轴2-9固定连接。4根抓摆杆2-12相互平行。第四气缸2-14驱动其中最长一根抓钩摆杆2-12运动，平行连杆机构2-11中的其他抓钩摆杆也会跟随运动。抓钩摆杆2-12摆动，与其固定连接的左转轴2-9随其转动，带动安装在左转轴2-9上的左抓钩2-7转动。

如图12所示，右抓钩2-8、右转轴2-10由另一套平行连杆机构带动其结构完全相同。

如图11所示，在盘架2-5底端设有底防护板2-15，底防护板2-15上设有供左抓钩2-7、右抓钩2-8穿过的通孔。

在未抓取时，第四气缸2-14伸出，左抓钩2-7、右抓钩2-8旋转90度并保持相对张开状态，左抓钩2-7、右抓钩2-8缩回到底防护板2-15之上。当需要抓取时，控制左抓钩2-7、右抓钩2-8的第四气缸2-14同时缩回，左抓钩2-7、右抓钩2-8相对合拢，左抓钩2-7、右抓钩2-8伸出底防护板2-15，可实现抓取。左抓钩2-7、右抓钩2-8末端较尖锐，可直接刺破料包，从而将料包抓牢。

如图14所示，所述升降连杆机构2-2包括剪叉式机构2-16及称重牵引机构2-22，剪叉式机构2-16包括左右对称布置的上X连杆组件和下X连杆组件，上X连杆组件和下X连杆组件均由两根连杆铰接成X型。

上X连杆组件和下X连杆组件相对一侧相互铰接， 上X连杆组件远离下X连杆组件一端左侧与轨道车2-3铰接、右侧与第一滑块2-17铰接，第一滑块2-17滑动设置在轨道车2-3上的滑轨上。下X连杆组件远离上X连杆组件一端左侧与盘架2-5铰接、右侧与第一滑块2-17铰接，第一滑块2-17滑动设置在盘架2-5上的滑轨上。

上述滑轨为自润滑直线导轨，寿命长，提高可靠性。

如图14-15所示，所述称重牵引机构2-22包括安装在盘架2-5上的重力传感器2-23，重力传感器2-23上端设有挂环2-24，对应的轨道车2-3上安装有第三伺服电机2-25，第三伺服电机2-25通过链传送机构2-26与卷收筒2-27连接。卷收筒2-27可对吊绳（钢丝绳）下放或卷收并与挂环2-24连接。

通过启动第三伺服电机2-25，可使得卷收筒2-27释放吊绳或收卷吊绳，这样可实现抓盘2-1逐渐下放或提升；与此同时，上X连杆组件和下X连杆组件合拢或张开，配合称重牵引机构2-22同时动作。

这里的重力传感器2-23品牌：ZEMIC中航电测，型号：H3-C3-1T-3b，可对抓取的料包进行称重，并将信息及时反馈给PLC控制器，当出现漏抓时，可相应调整后续配重料斗5-3配料的比例。另外，通过重力传感器2-23，可直接获取抓盘2-1落到料包上的信息，减少视觉系统的设置，降低成本。

如图10、图14-15所示，所述轨道车2-3包括车架2-18，车架2-18左右设有第二滑块2-19，第二滑块2-19滑动设置在支架2-4上的轨道（自润滑直线导轨）上。所述支架2-4上设有皮带传送机构2-20，皮带传送机构2-20通过第二伺服电机2-21驱动。皮带传送机构2-20上半段与车架2-18固定连接，通过皮带传送机构2-20可带动车架2-18来回移动。

如图16所示，为了避免抓盘2-1在移动到料斗3-1处时，吊绳突然断裂而出现抓盘2-1掉落（抓盘2-1掉落后与刀片接触，既损伤刀片，同时刀片快速旋转会产生金属飞屑伤人），在车架2-18的下部还铰接有挂钩2-28，挂钩2-28通过第五气缸2-29驱动。在抓盘2-1收缩上移到位后，可通过第五气缸2-29伸出使得挂钩2-28挂在盘架2-5的横梁上，这样可起到保护作用，提高安全性。

在抓取料包时，首先，通过皮带传送机构2-20带动袋包抓取机构2平移，使得袋包抓取机构2位于中滚筒线1-2正上方。随后启动第三伺服电机2-25，抓盘2-1下移，当抓盘2-1落到料包上后，重力传感器2-23变化，系统控制抓盘2-1停动。随后第四气缸2-14动作，左抓钩2-7、右抓钩2-8相对合拢，左抓钩2-7、右抓钩2-8插入到料包中，完成对料包的抓取。随后第三伺服电机2-25启动使得吊绳收缩完成抓盘2-1上移，抓盘2-1上移到位后，第五气缸2-29伸出，使得挂钩2-28挂在盘架2-5的横梁上。最后皮带传送机构2-20返回使得抓盘2-1带着料包向料斗3-1移动，并将处于废袋支撑架3-3上的废袋推到废袋处理机构4中。完成抓取工作，后续皮带传送机构2-20会再次返回，重复完成抓取。

如图17-18所示，所述破袋处理机构3包括料斗3-1，料斗3-1靠近安装有滚筒传输线1一侧上端安装有破袋刀3-2，紧邻破袋刀3-2一侧的料斗3-1上固定有废袋支撑架3-3，废袋支撑架3-3上方设有活动的斗料架3-4，斗料架3-4与横杆3-5连接，横杆3-5通过滑块滑动设置在导轴3-6上且通过第六气缸3-7驱动来回移动。

如图19所示，所述废袋支撑架3-3包括左右固定设置的固定管体3-8，固定管体3-8上沿宽度方向布置有多组第一弯管3-9。

如图20所示，所述斗料架3-4包括左右可活动的固定梁3-10，固定梁3-10上沿宽度方向布置有多组第二弯管3-11，第二弯管3-11与第一弯管3-9交错布置且上端高于第一弯管3-9。

废袋支撑架3-3、斗料架3-4均可实现对废袋的支撑，同时通过斗料架3-4来回移动，将袋中的物料尽可能全部抖落到下方的料斗3-1内。

所述破袋刀3-2包括多组圆盘刀，多组圆盘刀安装在空心轴上且通过电机驱动。

在破袋刀3-2远离废袋支撑架3-3一侧还安装有导向滚筒3-12。导向滚筒3-12可在破袋时提供支撑和导向。

当料包经过袋包抓取机构2抓取向破袋处理机构3平移时，首先经过破袋刀3-2将包装袋割破，在袋包抓取机构2松开料包后，第六气缸3-7驱动斗料架3-4来回移动，使得包装袋在第二弯管3-11上来回移动实现袋中物料的抖落。后续袋包抓取机构2抓取料包再次经过时可将破袋直接推向废袋处理机构4，无需另外处理，提高连续性。

工作原理及过程：

1）、叉车送一装有48袋原料的托盘放置到待料区，滚筒传输线1将满载托盘送到层抓上料区并调整满载托盘位置对中。

2）抓盘2-1通过升降连杆机构2-2下移到位，抓盘2-1一次性层抓六包料包。抓盘2-1满载上行，升降连杆机构2-2收卷收缩，抓盘2-1上升到位，重力传感器2-23称量被抓取的物料重量并将相应的信息传递给PLC控制器。通过轨道车2-3将抓盘2-1移动到破袋落料区，与此同时将之前的破袋推走。首先利用破袋刀3-2割破包装袋，随后落在废袋支撑架3-3后，斗料架3-4来回抖动将主料斗入料斗3-1中。

3）、抓盘2-1通过轨道车2-3返回并再次下移到位，回到抓袋区。循环上述2）过程。与此同时叉车送下一装有48袋原料的托盘放置到待料区。

4）、光电开关7检测到托盘上面没有物料包遮挡时，表示该托盘为空托盘。空托盘移动到空盘区，通过支撑托举机构1-10、提升机构1-11将空托盘抬升积累堆码，空托盘组回落保持底层架空。当堆到一定层高后可通过叉车取下，重复使用。

Claims (7)

1.一种自动上料破袋装置,其特征在于：包括滚筒传输线（1）、袋包抓取机构（2）、破袋处理机构（3）；

所述滚筒传输线（1）包括进料滚筒线（1-1）、中滚筒线（1-2）及空盘滚筒线（1-3），其中，中滚筒线（1-2）处四周设有定位机构，定位机构包括前后光电开关（1-7）及左右的定位限位机构（1-8）；空盘滚筒线（1-3）处设有空托盘处理机构，空托盘处理机构包括左右设置的支撑托举机构（1-10）及一侧设置的提升机构（1-11）；

所述袋包抓取机构（2）包括抓盘（2-1），抓盘（2-1）上端与升降连杆机构（2-2）连接，升降连杆机构（2-2）安装在轨道车（2-3）上，轨道车（2-3）沿支架（2-4）前后滑动；

其中，所述抓盘（2-1）包括盘架（2-5），盘架（2-5）上安装有多组抓取机构（2-6），每组抓取机构（2-6）包括左抓钩（2-7）、右抓钩（2-8），左抓钩（2-7）、右抓钩（2-8）分别安装在左转轴（2-9）、右转轴（2-10）上；其中，左转轴（2-9）、右转轴（2-10）均通过各自的平行连杆机构（2-11）驱动转动；

所述破袋处理机构（3）包括料斗（3-1），料斗（3-1）靠近滚筒传输线（1）一侧安装有破袋刀（3-2），料斗（3-1）上方正对固定有废袋支撑架（3-3），废袋支撑架（3-3）上方设有活动的斗料架（3-4），斗料架（3-4）通过第六气缸（3-7）驱动来回移动。

2.根据权利要求1所述的一种自动上料破袋装置，其特征在于：所述定位限位机构包括第一气缸（1-20），第一气缸（1-20）设置在中滚筒线（1-2）下方，第一气缸（1-20）与滚轮组件（1-9）连接，滚轮组件（1-9）伸出中滚筒线（1-2）外且位于中滚筒线（1-2）上方。

3.根据权利要求1所述的一种自动上料破袋装置，其特征在于：所述支撑托举机构（1-10）包括第二气缸（1-19）和直线导轨（1-12），第二气缸（1-19）活塞杆端和直线导轨（1-12）的一端与托板（1-13）连接。

4.根据权利要求1所述的一种自动上料破袋装置，其特征在于：所述平行连杆机构（2-11）与每个左转轴（2-9）或右转轴（2-10）固定连接的抓钩摆杆（2-12），抓钩摆杆（2-12）另一端与抓钩横杆（2-13）铰接，其中一个抓钩摆杆（2-12）一端伸出抓钩横杆（2-13）与第四气缸（2-14）铰接，第四气缸（2-14）铰接在盘架（2-5）上。

5.根据权利要求1所述的一种自动上料破袋装置，其特征在于：所述升降连杆机构（2-2）包括剪叉式机构（2-16）及称重牵引机构（2-22），其中剪叉式机构（2-16）分左右两组布置，剪叉式机构（2-16）上端安装在轨道车（2-3）上、下端安装在抓盘（2-1）上；所述称重牵引机构（2-22）包括布置在轨道车（2-3）上的收卷机构，收卷机构下端与抓盘（2-1）上的重力传感器（2-23）连接。

6.根据权利要求1所述的一种自动上料破袋装置，其特征在于：所述轨道车（2-3）包括车架（2-18），车架（2-18）左右通过第二滑块（2-19）滑动设置在支架（2-4）的轨道上；车架（2-18）上端与支架（2-4）上的皮带传送机构（2-20）连接并通过皮带传送机构（2-20）驱动来回移动。

7.根据权利要求1所述的一种自动上料破袋装置，其特征在于：所述废袋支撑架（3-3）、斗料架（3-4）均包括左右的固定杆，左右的固定杆上设有倒U型的弯管；废袋支撑架（3-3）、斗料架（3-4）的弯管交错布置且斗料架（3-4）的弯管高于废袋支撑架（3-3）的弯管。

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