CN211943923U - 一种气动式防翻面吸附抓取并堆叠食品的吸桶装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气动式防翻面吸附抓取并堆叠食品的吸桶装置，该装置包括Z轴丝杠、吸桶组件、驱动吸盘在吸桶内升降的吸盘升降驱动机构，所述的吸桶组件内设有吸盘，所述的吸桶组件位于Z轴丝杠的下方，所述的Z轴丝杠为中空结构，所述的吸盘升降驱动机构通过中空的Z轴丝杠内在的中空腔与所述的吸盘连接，并驱动吸盘在吸桶内升降，所述的吸盘升降驱动机构为气动式。本实用新型可以在吸附并堆叠食品的时候跟随吸盘的上下进行升降，有效防止了在吸附过程中出现食品翻面的情况。

Description

一种气动式防翻面吸附抓取并堆叠食品的吸桶装置

技术领域

本实用新型涉及食品加工包装设备领域，具体地说是一种气动式防翻面吸附抓取并堆叠食品的吸桶装置。

背景技术

现有的食品加工厂，在加工完片状食品的时候，没有专门配备的自动堆叠包装设备。这些片状食品，大多都已经是成品，或者是半成品，而且有很多情况下，都是非标准圆形，比如薯片或者是非圆形的饼干等，都是采用人工将这些片状食品按照一定数量进行堆叠后再送去包装。为了解决以上问题，本公司研制并在先申请了专利号为CN201920712953.9，专利名称为一种食品分拣抓取装置的一种装置，实现了自动抓取吸附并堆叠片状食品的装置。但是该设备在运行过程中，由于要将片状食品从吸桶的底端吸附上去，行程比较长，在上升的过程中容易出现片状食品如饼干、薯片等比较轻的食品发生翻面的情况，导致抓取后堆叠效果较差，无法直接进行包装。

考虑过采用内置式针型气缸的结构，但是这种结构，气缸为内置式，加工过程复杂，而且一旦出现问题，不容易检修，生产成本和维修成本都比较高，对生产效率也有一定的影响。

发明内容

为了解决以上问题，本实用新型提供了一种气动式防翻面吸附抓取并堆叠食品的吸桶装置。

本实用新型的技术方案是: 一种气动式防翻面吸附抓取并堆叠食品的吸桶装置，该装置包括Z轴丝杠、吸桶组件、驱动吸盘在吸桶内升降的吸盘升降驱动机构，所述的吸桶组件内设有吸盘，所述的吸桶组件位于Z轴丝杠的下方，所述的Z轴丝杠为中空结构，所述的吸盘升降驱动机构通过中空的Z轴丝杠内在的中空腔与所述的吸盘连接，并驱动吸盘在吸桶内升降，所述的吸盘升降驱动机构为气动式。

优选的，所述的吸盘升降驱动机构包括推杆、升降气缸、推杆上连杆和稳定装置，推杆上连杆的一端与升降气缸的气缸轴末端固定连接，推杆上连杆的另一端通过浮动接头与所述的推杆的上端固定连接，所述推杆位于中空的Z轴丝杠内，且其下端伸入到吸桶内与所述的吸盘固定连接。

作为进一步优选的，所述的吸桶组件包括吸桶固定座、吸桶，所述的吸桶与所述的吸桶固定座固定连接，两者之间为快拆结构，所述的吸桶固定座上设有吹气孔和吸气孔；所述的Z轴丝杠的下端固定有安装法兰，所述的吸桶固定座上端为中空结构，所述的吸桶固定座安装于该安装法兰下方，所述的吸桶固定座内上端固定设有推杆下固定座，所述推杆的下端穿过该推杆下固定座后伸入到吸桶固定座内与所述吸盘固定连接，所述的安装法兰上方设有限位挡圈。

作为更进一步优选的，所述的快拆结构均布在吸桶法兰和吸桶固定座法兰上，该快拆结构为固定螺钉和异形固定孔，该异形固定孔一端大一端小，固定螺钉设于该异形固定孔内。

作为进一步优选的，所述的稳定装置包括围绕在推杆上的推杆稳定管、摩擦环、推动摩擦环靠近推杆的制动气缸， 所述推杆稳定管的下部设于Z轴丝杠和推杆之间，上部设于推杆的一侧，所述的摩擦环设于推杆的另一侧；推杆稳定管和摩擦环抱紧推杆，进行制动，控制推杆升降的速度。

作为更进一步优选的，所述的Z轴丝杠上端设有制动气缸固定座，该制动气缸固定座的中部与所述的Z轴丝杠固定连接，制动气缸固定座的一端与所述的升降气缸的缸体固定连接，另一端设有气缸安装板，所述的制动气缸的缸体固定于该气缸安装板上，气缸安装板上与气缸安装板的对向一侧设有稳定管安装座，该稳定管安装座内设有推杆稳定管，所述的推杆稳定管抱住所述推杆的一侧；所述制动气缸的气缸轴上连接有摩擦环底座，所述的摩擦环底座内设有摩擦环，所述的摩擦环抱住所述的推杆的另一侧。

优选的，所述的Z轴丝杠上还设有机械手驱动装置，所述的机械手驱动装置包括设于Z轴丝杠外部的上旋转座、下旋转座、转轴带轮和升降带轮，上旋转座与Z轴丝杠相互啮合，下旋转座与Z轴丝杠的轴承槽之间设有线性轴承，转轴带轮与下旋转座固定连接，升降带轮与上旋转座固定连接。

本实用新型的有益效果为：本实用新型可以在吸附抓取片状食品的过程中，让吸盘跟随吸附食品升降，减短了食品上升的行程，避免食品在上升的过程中发生翻面的情况，使得堆叠更为整体。本实用新型整体结构简单明了，采用气动式控制装置工作，动作效率高，且都是外置式的控制方式和驱动设备，安装维修成本减小，且养护比较方便。推杆在升降的过程中还设有稳定装置，运行平稳，在推杆的升降得到更好的控制，整个装置运行更为稳定可靠。而且本实用新型的吸桶与吸桶固定座之间为快拆结构，可根据不同的产品及时更换吸桶，适应性强。

附图说明

图1是本实用新型的内部结构示意图。

图2是本实用新型的吸桶仰视图。

图3是本实用新型两个气缸的气路连接图。

图4是本实用新型的控制框图。

标号说明：1：吸桶；2：吸盘；3：吸气孔；4：吹气孔；5：推杆下固定装置；6：安装法兰；7：限位挡圈；8：转轴带轮；9：升降带轮；10：上旋转座；11：升降气缸；12：稳定管安装座；13：推杆稳定管；14：推杆上连杆；15：浮动接头；16：推杆；17：摩擦环底座；18：制动气缸；19：摩擦环；20：气缸安装板；21：制动气缸固定座；22：Z轴丝杠；23：下旋转座；24：吸桶固定座；25：快拆结构。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1-4所示，一种气动式防翻面吸附抓取并堆叠食品的吸桶装置，该装置包括Z轴丝杠22、吸桶组件、驱动吸盘2在吸桶1内升降的吸盘升降驱动机构，所述的吸桶组件内设有吸盘2，所述的吸桶组件位于Z轴丝杠22的下方，所述的Z轴丝杠22为中空结构，所述的吸盘升降驱动机构通过中空的Z轴丝杠22内在的中空腔与所述的吸盘2连接，并驱动吸盘2在吸桶1内升降，所述的吸盘升降驱动机构为气动式。

本实施例中，所述的吸盘升降驱动机构包括推杆16、升降气缸11、推杆上连杆14和稳定装置，推杆上连杆14的一端与升降气缸11的气缸轴末端固定连接，推杆上连杆14的另一端通过浮动接头15与所述的推杆16的上端固定连接，所述推杆16位于中空的Z轴丝杠22内，且其下端伸入到吸桶1内与所述的吸盘2固定连接。

本实施例中，所述的吸桶组件包括吸桶固定座24、吸桶1，所述的吸桶1与所述的吸桶固定座24固定连接，两者之间为快拆结构25，所述的吸桶固定座24上设有吹气孔4和吸气孔3；所述的Z轴丝杠22的下端固定有安装法兰6，所述的吸桶固定座24上端为中空结构，所述的吸桶固定座24安装于该安装法兰6下方，所述的吸桶固定座24内上端固定设有推杆下固定座5，所述的推杆16的下端穿过该推杆下固定座5后伸入到吸桶固定座24内与所述吸盘2固定连接，所述的安装法兰6上方设有限位挡圈7。限位挡圈7的设置是为了防止Z轴丝杠22转动的过程中，没有得到及时控制导致下方的吸桶固定座24直接撞到下旋转座23上。

本实施例中，所述的快拆结构25均布在吸桶法兰和吸桶固定座法兰上，该快拆结构为固定螺钉和异形固定孔，该异形固定孔一端大一端小，固定螺钉设于该异形固定孔内。吸桶1与吸桶固定座24之间为快拆结构25，拧动吸桶，固定螺钉位于异形固定孔的大端内即可拆卸，可根据不同的产品及时更换吸桶1，适应性强。

本实施例中，所述的稳定装置包括围绕在推杆16上的推杆稳定管13、摩擦环19、推动摩擦环19靠近推杆16的制动气缸18， 所述推杆稳定管13的下部设于Z轴丝杠22和推杆16之间，上部设于推杆16的一侧，所述的摩擦环19设于推杆16的另一侧；推杆稳定管13和摩擦环19抱紧推杆16，进行制动，控制推杆16升降的速度。

本实施例中，所述的Z轴丝杠22上端设有制动气缸固定座21，该制动气缸固定座21的中部与所述的Z轴丝杠22固定连接，制动气缸18固定座的一端与所述的升降气缸11的缸体固定连接，另一端设有气缸安装板20，所述的制动气缸18的缸体固定于该气缸安装板20上，气缸安装板20上与气缸安装板20的对向一侧设有稳定管安装座12，该稳定管安装座12内设有推杆稳定管13，所述的推杆稳定管13抱住所述推杆16的一侧；所述制动气缸18的气缸轴上连接有摩擦环底座17，所述的摩擦环底座17内设有摩擦环19，所述的摩擦环19抱住所述的推杆16的另一侧。

本实施例中，所述的Z轴丝杠22上还设有机械手驱动装置。所述的机械手驱动装置包括设于Z轴丝杠22外部的上旋转座10、下旋转座23、转轴带轮8和升降带轮9，上旋转座10与Z轴丝杠22相互啮合，下旋转座23与Z轴丝杠22的轴承槽之间设有线性轴承，转轴带轮8与下旋转座23固定连接，升降带轮9与上旋转座10固定连接。机械手驱动装置的具体结构参见本公司在先申请专利号为CN201920712953.9，专利名称为一种食品分拣抓取装置的具体内容。

本实施例中，该装置包含以下控制元件，且各相关元件之间的控制关系如下：PLC控制器，升降气缸11，制动气缸18，升降气缸11和制动气缸18均各自连接有电磁阀B1和电磁阀B2。电磁阀B1、B2电路上与PLC控制器电性连接；电磁阀B1、B2在气路上一端与气源相接，另一端分别与升降气缸11和制动气缸18连接，并连接有节流阀。所述的升降气缸11的两端分别设有位于上限的磁性传感器A1、位于下限的磁性传感器A2，制动气缸18的左端设有磁性传感器A3；磁性传感器A1、A2、A3在电路上与PLC控制器连接。所述的吹气孔4通过吹气管与压缩空气装置连接，所述的吹气管上设有电磁阀C1，该电磁阀C1在电路上与PLC控制器电性连接。所述的吸气孔3通过吸气管与鼓风机连接，所的吸气管上设有负压球阀，负压球阀通过与PLC控制器电性连接的电磁阀C2控制负压球阀的开关。本实施例中，采用液压缸替代气缸也可以实现该装置的工作。

本实施例中，电磁阀B1、B2为二位五通电磁阀，电磁阀C1、C2为二位二通电磁阀，所述的升降气缸11可以采用迷你气缸，参考型号为德亚客MI20×150CM，制动气缸18可以采用超薄气缸，参考型号为德亚客ATQ20×25B。

因为超薄气缸内置有弹簧，当气缸进气的时候，气缸轴回缩进气缸内，当气缸排气的时候，在弹簧的作用下，气缸轴伸出。此时摩擦环19抱紧推杆16，实现制动。但是由于气缸内置弹簧，它的抱紧力不是特别大，所以，当推杆16需要上下移动时，也不会被完全抱死导致不能运动，只是它的运动速度会变慢，更加好控制。

本实用新型的工作流程：

A、开始工作前，升降气缸11的气缸轴位于上限位置，制动气缸18的气缸轴位于缩进状态，所述的摩擦环19离开推杆16；

B、开始抓取，升降气缸11的气缸轴下行至下限位置，带动推杆16下行至最下端，制动气缸18不动，负压球阀打开，吹气管关闭，吸桶1内为负压吸气状态；

C、抓取的过程中，每吸附抓取一个食品，升降气缸11下端的进气节流阀开始进气，升降气缸11的气缸轴上升，升降气缸11的气缸轴上升的过程中，带动吸桶内的吸盘上升一段距离，制动气缸18的排气，在内置弹簧的驱动下，制动气缸18的气缸轴推送摩擦环19抱紧推杆16，进行制动，稳定推杆16上升的距离；

D、重复步骤C，直至规定数量的食品被吸附完毕，并在吸桶1内排列整齐，此时升降气缸11的气缸轴行至上限位置；

E、制动气缸18进气，气缸轴退回，摩擦环19松开推杆16，升降气缸11的气缸轴下行至下限位置，负压球阀关闭，吹气电磁阀打开，吹气管吹气，实现投料。

在本实用新型说明书的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”“一端”、“另一端”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是直接连接、电性连接、或者气管连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种气动式防翻面吸附抓取并堆叠食品的吸桶装置，其特征在于该装置包括Z轴丝杠（22）、吸桶组件、驱动吸盘（2）在吸桶（1）内升降的吸盘升降驱动机构，所述的吸桶组件内设有吸盘（2），所述的吸桶组件位于Z轴丝杠（22）的下方，所述的Z轴丝杠（22）为中空结构，所述的吸盘升降驱动机构通过中空的Z轴丝杠（22）内在的中空腔与所述的吸盘（2）连接，并驱动吸盘（2）在吸桶（1）内升降，所述的吸盘升降驱动机构为气动式。

2.根据权利要求1所述的一种气动式防翻面吸附抓取并堆叠食品的吸桶装置，其特征在于所述的吸盘升降驱动机构包括推杆（16）、升降气缸（11）、推杆上连杆（14）和稳定装置，推杆上连杆（14）的一端与升降气缸（11）的气缸轴末端固定连接，推杆上连杆（14）的另一端通过浮动接头（15）与所述的推杆（16）的上端固定连接，所述推杆（16）位于中空的Z轴丝杠（22）内，且其下端伸入到吸桶（1）内与所述的吸盘（2）固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种气动式防翻面吸附抓取并堆叠食品的吸桶装置，其特征在于所述的吸桶组件包括吸桶固定座（24）、吸桶（1），所述的吸桶（1）与所述的吸桶固定座（24）固定连接，两者之间为快拆结构（25），所述的吸桶固定座（24）上设有吹气孔（4）和吸气孔（3）；所述的Z轴丝杠（22）的下端固定有安装法兰（6），所述的吸桶固定座（24）上端为中空结构，所述的吸桶固定座（24）安装于该安装法兰（6）下方，所述的吸桶固定座（24）内上端固定设有推杆下固定座（5），所述的推杆（16）的下端穿过该推杆下固定座（5）后伸入到吸桶固定座（24）内与所述吸盘（2）固定连接，所述的安装法兰（6）上方设有限位挡圈（7）。

4.根据权利要求3所述的一种气动式防翻面吸附抓取并堆叠食品的吸桶装置，其特征在于所述的快拆结构（25）均布在吸桶法兰和吸桶固定座法兰上，该快拆结构为固定螺钉和异形固定孔，该异形固定孔一端大一端小，固定螺钉设于该异形固定孔内。

5.根据权利要求2所述的一种气动式防翻面吸附抓取并堆叠食品的吸桶装置，其特征在于所述的稳定装置包括围绕在推杆（16）上的推杆稳定管（13）、摩擦环（19）、推动摩擦环（19）靠近推杆（16）的制动气缸（18）， 所述推杆稳定管（13）的下部设于Z轴丝杠（22）和推杆（16）之间，上部设于推杆（16）的一侧，所述的摩擦环（19）设于推杆（16）的另一侧；推杆稳定管（13）和摩擦环（19）抱紧推杆（16），进行制动，控制推杆（16）升降的速度。

6.根据权利要求5所述的一种气动式防翻面吸附抓取并堆叠食品的吸桶装置，其特征在于所述的Z轴丝杠（22）上端设有制动气缸固定座（21），该制动气缸固定座（21）的中部与所述的Z轴丝杠（22）固定连接，制动气缸固定座（21）的一端与所述的升降气缸（11）的缸体固定连接，另一端设有气缸安装板（20），所述的制动气缸（18）的缸体固定于该气缸安装板（20）上，气缸安装板（20）上与气缸安装板（20）的对向一侧设有稳定管安装座（12），该稳定管安装座（12）内设有推杆稳定管（13），所述的推杆稳定管（13）抱住所述推杆（16）的一侧；所述制动气缸（18）的气缸轴上连接有摩擦环底座（17），所述的摩擦环底座（17）内设有摩擦环（19），所述的摩擦环（19）抱住所述的推杆（16）的另一侧。

7.根据权利要求1所述的一种气动式防翻面吸附抓取并堆叠食品的吸桶装置，其特征在于所述的Z轴丝杠（22）上还设有机械手驱动装置，所述的机械手驱动装置包括设于Z轴丝杠（22）外部的上旋转座（10）、下旋转座（23）、转轴带轮（8）和升降带轮（9），上旋转座（10）与Z轴丝杠（22）相互啮合，下旋转座（23）与Z轴丝杠（22）的轴承槽之间设有线性轴承，转轴带轮（8）与下旋转座（23）固定连接，升降带轮（9）与上旋转座（10）固定连接。

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