專利名稱：塊狀物料裝箱緩沖機(jī)構(gòu)及緩沖方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種物料裝箱機(jī)構(gòu)，特別是生產(chǎn)流水線上需要精確的檢測(cè)及控制數(shù)量
的自動(dòng)化塊狀物料裝箱緩沖機(jī)構(gòu)及緩沖方法。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)領(lǐng)域各產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，產(chǎn)品的大規(guī)模流水線生產(chǎn)方式日益盛行，某一 類產(chǎn)品密集集中在一個(gè)廠、一個(gè)村、一個(gè)鎮(zhèn)甚至一個(gè)縣市集中生產(chǎn)，因而形成各類產(chǎn)品的生 產(chǎn)基地。在生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)張中，對(duì)生產(chǎn)線的自動(dòng)化程度要求也不斷提高。然而，由于各行業(yè) 發(fā)展的歷史原因，各行業(yè)生產(chǎn)流水線設(shè)備的裝備水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到發(fā)展的需要。最典型的特 點(diǎn)是生產(chǎn)流水線的前道設(shè)備，如需要對(duì)原材料進(jìn)行加工，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行包裝等設(shè)備，因?yàn)楸仨?采用機(jī)器加工，這些設(shè)備發(fā)展起步早，目前設(shè)備種類比較齊全。但流水線的后道設(shè)備，如產(chǎn) 品的計(jì)數(shù)、裝箱、自動(dòng)開(kāi)箱封箱等設(shè)備，由于在發(fā)展的過(guò)程中，往往采用了 "廉價(jià)"的勞動(dòng)力 完成，造成目前很多行業(yè)中存在機(jī)器在前，密集人工在后的生產(chǎn)流水線模式。典型的行業(yè)包 括食品行業(yè)、橡塑制品行業(yè)、金屬制品行業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品(水產(chǎn)品)加工行業(yè)等等。
但現(xiàn)實(shí)的情況是勞動(dòng)力不再廉價(jià)，社會(huì)的變革以及激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)迫使勞動(dòng)力密 集型企業(yè)的人工成本不可避免的成為該企業(yè)巨大負(fù)擔(dān)；同時(shí)，食品衛(wèi)生安全、橡膠塑料以 及金屬粉末、化學(xué)殘留物等有毒有害物質(zhì)對(duì)生產(chǎn)線員工的侵害，也日益新生代勞工選擇綠 色工作崗位的重要考慮因素；再而，新生代的勞工不能再堅(jiān)持類似于小雞啄米似的簡(jiǎn)單、重 復(fù)、低效的工作。多種因素的存在，在經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇回暖之際，造成勞動(dòng)密集型企業(yè)招工荒，企業(yè) 忍痛提高工資待遇及福利，也不能完善的解決此問(wèn)題。 影響生產(chǎn)流水線后道自動(dòng)化設(shè)備發(fā)展的技術(shù)難點(diǎn)主要在計(jì)數(shù)(或流體的流量控 制)以及裝箱(固體的裝瓶裝袋)。流體流量的檢測(cè)及罐裝技術(shù)發(fā)展歷史比較長(zhǎng)，現(xiàn)在已 經(jīng)形成基本滿足市場(chǎng)所需的各種原理結(jié)構(gòu)的罐裝機(jī)構(gòu)。但對(duì)固體，尤其是塊狀物料，因其外 形、在生產(chǎn)流水線上行進(jìn)的姿態(tài)、速度、表面可能附著水分、粉末、可能發(fā)生重疊與粘連、是 否需要整齊放箱等等客觀因素，所以實(shí)用的計(jì)數(shù)裝箱方法，目前在上述行業(yè)中基本上是處 于空白狀態(tài)。 解決生產(chǎn)流水線上塊狀物料的裝箱(袋，以下簡(jiǎn)稱箱)，裝箱緩沖機(jī)構(gòu)是關(guān)鍵環(huán) 節(jié)。生產(chǎn)流水線的連續(xù)式生產(chǎn)，放箱時(shí)空箱與滿箱的換箱間隔，條形塊狀物料的整齊放箱， 均需要通過(guò)裝箱緩沖機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。目前使用的極少數(shù)裝箱緩沖機(jī)構(gòu)，大都采用機(jī)械方式規(guī)整 物料后緩沖放箱，其前提條件是物料形狀需規(guī)范、在生產(chǎn)流水線上的行走姿態(tài)規(guī)整、不能出 現(xiàn)物料重疊粘連等情況，同時(shí)異形的次品物料容易造成通道堵塞、完全機(jī)械約束的結(jié)構(gòu)造 成生產(chǎn)效率低下等。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決針對(duì)塊狀物料裝箱上存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種塊狀物料 裝箱緩沖機(jī)構(gòu)及緩沖方法，提供的緩沖機(jī)構(gòu)是一種適用于生產(chǎn)流水線，穩(wěn)定且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完
3善、不受環(huán)境條件、物料外形限制的塊狀物料裝箱機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下 塊狀物料裝箱機(jī)構(gòu)，設(shè)于上級(jí)流水線物料出口的下位，包括第一緩沖漏斗，所述第 一緩沖漏斗由大體垂直的單個(gè)或多個(gè)通道槽組成，并且所述第一緩沖漏斗的底部設(shè)有可開(kāi) 閉的漏斗門(mén)。 所述塊狀物料裝箱機(jī)構(gòu)，還包括第二緩沖漏斗，設(shè)于所述第一緩沖漏斗下方，所述 第二緩沖漏斗的形狀和尺寸與所述第一漏斗底部的形狀和尺寸相對(duì)應(yīng)，并且其底部也設(shè)有 可開(kāi)閉的漏斗門(mén)。 所述塊狀物料裝箱機(jī)構(gòu)，還包括設(shè)于上級(jí)流水線物料出口處的物料計(jì)數(shù)器。
所述漏斗門(mén)以旋轉(zhuǎn)方式開(kāi)閉，由放箱控制器驅(qū)動(dòng)，所述放箱控制器包括用于控制 漏斗門(mén)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩、轉(zhuǎn)動(dòng)角度以及動(dòng)作時(shí)間的關(guān)門(mén)電機(jī)。 所述放箱控制器還包括上級(jí)流水線通訊處理器，所述上級(jí)流水線通訊處理器通過(guò)
現(xiàn)場(chǎng)總線方式、或者點(diǎn)對(duì)點(diǎn)io端口方式與上級(jí)流水線連接，用于接收上級(jí)流水線的指令或
與上級(jí)流水線的物料計(jì)數(shù)器配合，并實(shí)時(shí)取得每個(gè)物料末端離開(kāi)上位計(jì)數(shù)器探頭的時(shí)刻信
息及物料在通道槽中的下落位置，指令所述關(guān)門(mén)電機(jī)執(zhí)行延時(shí)開(kāi)門(mén)或者關(guān)門(mén)動(dòng)作。 所述關(guān)門(mén)電機(jī)內(nèi)部設(shè)有角度限位結(jié)構(gòu)，允許漏斗門(mén)的旋轉(zhuǎn)角度大于90度。 所述第一和第二緩沖漏斗的通道槽的側(cè)壁與垂直方向一致或成5度以上傾角。 所述第一和第二緩沖漏斗的通道槽的寬度小于物料長(zhǎng)度的1/2。 采用本發(fā)明的塊狀物料裝箱機(jī)構(gòu)，通過(guò)緩沖漏斗的緩沖以及對(duì)塊狀物料在緩沖漏
斗中擺放姿態(tài)的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)時(shí)，空箱與滿箱的切換間隔不影響生產(chǎn)的連續(xù)性，同
時(shí)，能夠在箱體中實(shí)現(xiàn)整齊擺放。兩級(jí)緩沖漏斗結(jié)構(gòu)適于生產(chǎn)流水線的連續(xù)高效生產(chǎn)，具備
可靠性高、精度高、適用性廣、對(duì)多規(guī)格塊狀物料同線生產(chǎn)的兼容性強(qiáng)、不會(huì)因物料異形而
發(fā)生堵塞的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)緩沖漏斗結(jié)構(gòu)小巧、簡(jiǎn)潔穩(wěn)定、免維護(hù)，可廣泛應(yīng)用在食品加工、橡塑
制品、金屬制品、農(nóng)產(chǎn)品(水產(chǎn)品)加工等多個(gè)行業(yè)中。


圖1為本發(fā)明的塊狀物料緩沖機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖2為本發(fā)明的塊狀物料緩沖機(jī)構(gòu)的左視圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖，給出本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并予以詳細(xì)描述，從而更好地理解本發(fā) 明的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步。 在自動(dòng)化的生產(chǎn)流水線上，塊料物料4經(jīng)由本發(fā)明的緩沖機(jī)構(gòu)，可自動(dòng)、連續(xù)、整 齊的被裝箱。所述塊狀物料緩沖機(jī)構(gòu)設(shè)置于上級(jí)流水線物料出口的下位。
如圖1和圖2所示，按照本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施方式，對(duì)于不需要規(guī)則排列放箱的物 料，采用一級(jí)緩沖即可。所述塊狀物料緩沖機(jī)構(gòu)，包括第一緩沖漏斗l，所述第一緩沖漏斗 1由大體垂直的單個(gè)或多個(gè)通道槽3組成，分別對(duì)應(yīng)流水線上級(jí)流水線的多個(gè)通道，各通道 槽3分別緩沖相應(yīng)通道到達(dá)的物料。通道槽的側(cè)壁與垂直方向一致，或者與垂直方向成5 度以上的傾斜角度，可有效防止物料在通道槽3中相互堆積擁擠，形成"搭橋"而不能自然
4下落，影響關(guān)門(mén)的時(shí)序控制。 第一緩沖漏斗1的底部設(shè)有由放箱控制器16控制的第一緩沖漏斗的漏斗門(mén)9，驅(qū) 動(dòng)漏斗門(mén)9打開(kāi)放料或者關(guān)閉暫存后續(xù)物料4。所述放箱控制器16包括關(guān)門(mén)電機(jī)20。關(guān) 門(mén)電機(jī)20可控制漏斗門(mén)9的動(dòng)作力矩以及開(kāi)關(guān)門(mén)的動(dòng)作時(shí)間。第一緩沖漏斗的漏斗門(mén)9 采用旋轉(zhuǎn)方式開(kāi)合，關(guān)門(mén)電機(jī)20內(nèi)部加裝了角度限位結(jié)構(gòu)8，允許漏斗門(mén)的旋轉(zhuǎn)角度在90 度以上。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是放料速度快，物料4下落時(shí)不會(huì)影響姿態(tài)；關(guān)門(mén)時(shí)力矩可控，不 會(huì)夾傷物料；同時(shí)高于90度的旋轉(zhuǎn)余量，允許第一緩沖漏斗的漏斗門(mén)9在安裝時(shí)不需要很 精確安裝角度定位。 如果需要對(duì)物料整齊擺放，則第一緩沖漏斗的通道槽3的寬度須小于物料4長(zhǎng)度 的1/2，否則可能出現(xiàn)物料下落后不能自然整齊擺放。實(shí)際的情況是物料的長(zhǎng)寬比大于2. 5 以上的物料，才需要考慮整齊擺放，否則手工擺放也未必能擺好。 在上級(jí)流水線19末端還設(shè)有一物料計(jì)數(shù)器18。第一緩沖漏斗的漏斗門(mén)9動(dòng)作的 時(shí)間基準(zhǔn)取決于物料計(jì)數(shù)器18檢測(cè)信號(hào)，當(dāng)物料4的末端離開(kāi)上級(jí)流水線輸送線，進(jìn)入垂 直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)，即開(kāi)始計(jì)時(shí)。由于固體物料的自由下落時(shí)間基本確定，由電機(jī)驅(qū)動(dòng) 的第一緩沖漏斗的漏斗門(mén)9能夠準(zhǔn)確的在連續(xù)物料的間隙中執(zhí)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作，達(dá)到精確緩沖 及放箱的目的。 所述放箱控制器16還包括上級(jí)流水線通訊處理器17，可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線方式、或者
點(diǎn)對(duì)點(diǎn)io端口方式與上級(jí)流水線連接，用于接收上位系統(tǒng)的指令或與上級(jí)流水線的物料
計(jì)數(shù)器18配合，并實(shí)時(shí)取得每個(gè)物料末端離開(kāi)上位計(jì)數(shù)器探頭的時(shí)刻信息及物料在通道 槽中的下落位置，指令所述關(guān)門(mén)電機(jī)執(zhí)行延時(shí)開(kāi)門(mén)或者關(guān)門(mén)動(dòng)作。 物料4從上級(jí)流水線19經(jīng)計(jì)數(shù)后自由掉落入第一緩沖漏斗1，同時(shí)控制器16通過(guò) 上位通訊處理器17接收流水線上位系統(tǒng)是否有指令送達(dá)，接收的指令包括下述指令(部分 指令)空箱14準(zhǔn)備就緒；箱內(nèi)積料也達(dá)到防止彈料數(shù)量(某些彈性物料單只下落到空箱 后可能引起反彈，繼而引起關(guān)門(mén)夾料或者物料彈到空箱外面)；關(guān)門(mén)指令。
接收到前面兩條指令后，放箱控制器16即可執(zhí)行開(kāi)門(mén)動(dòng)作。當(dāng)接收到關(guān)門(mén)指令 時(shí)，放箱控制器16不立即關(guān)閉，而是啟動(dòng)延時(shí)關(guān)門(mén)機(jī)制，當(dāng)在各通道槽中的正處于下落過(guò) 程的物料下落到漏斗門(mén)的下面后，相應(yīng)的第一緩沖漏斗的通道漏斗門(mén)9即關(guān)閉。漏斗門(mén)9 均關(guān)閉后，滿箱離開(kāi)，空箱進(jìn)入。等新的空箱進(jìn)入后，緩沖機(jī)構(gòu)進(jìn)入下一輪的重復(fù)動(dòng)作。
對(duì)于生產(chǎn)流水線需要整齊擺放的物料，或在部分規(guī)格的物料需要整齊擺放時(shí)，須 采用兩級(jí)緩沖結(jié)構(gòu)，按照本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施方式，所述塊狀物料裝箱機(jī)構(gòu)，還包括第二緩 沖漏斗2，設(shè)于所述第一緩沖漏斗1下方，第二緩沖漏斗2也是由大體垂直的單個(gè)或多個(gè)通 道槽6組成，第二緩沖漏斗2的通道槽的數(shù)量及通道槽寬度與第一緩沖漏斗1的底部相一 致，這樣既有助于物料從第一緩沖漏斗下落到第二緩沖漏斗的過(guò)程中，物料的姿態(tài)保持不 變，而且從第二緩沖漏斗下落到空箱中時(shí)物料能夠均勻有序下落，到箱體中的姿態(tài)得到保 持。 第二緩沖漏斗2同樣在其底部設(shè)有由關(guān)門(mén)電機(jī)20內(nèi)部加裝的第二緩沖漏斗角度 限位結(jié)構(gòu)11驅(qū)動(dòng)的第二緩沖漏斗的漏斗門(mén)12，采用第二緩沖漏斗的漏斗門(mén)12實(shí)現(xiàn)對(duì)物料 的緩沖。兩級(jí)緩沖漏斗均采用關(guān)門(mén)電機(jī)驅(qū)動(dòng)漏斗門(mén)9或12，保證了漏斗門(mén)使用的壽命及穩(wěn) 定性。另外，采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，漏斗們動(dòng)作的力矩及動(dòng)作時(shí)間比其它機(jī)械方式要穩(wěn)定很多，并
5且漏斗門(mén)動(dòng)作的力矩可設(shè)置，不至于在物料異形或者連料的情況下，因漏斗門(mén)的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩 過(guò)大損壞物料。 具體過(guò)程如下塊狀物料4從上級(jí)流水線19經(jīng)計(jì)數(shù)器18計(jì)數(shù)后自由掉落入第一 緩沖漏斗1，同時(shí)控制器16通過(guò)上位通訊處理器17接收上級(jí)流水線是否有指令送達(dá)，接收 的指令包括下述指令(部分指令)空箱準(zhǔn)備就緒；一級(jí)開(kāi)門(mén)關(guān)門(mén)指令；二級(jí)開(kāi)門(mén)指令；二 級(jí)關(guān)門(mén)指令。 當(dāng)接收到一級(jí)開(kāi)門(mén)關(guān)門(mén)指令時(shí)，控制器執(zhí)行第一緩沖漏斗延時(shí)開(kāi)門(mén)機(jī)制，各通道 槽等到此通道中正在下落的物料掉到第一緩沖漏斗1的底部時(shí)，再執(zhí)行相應(yīng)通道的開(kāi)門(mén)動(dòng) 作，開(kāi)門(mén)后即執(zhí)行延時(shí)關(guān)門(mén)動(dòng)作，即等到此通道中緩存的物料已經(jīng)全部下落出第一緩沖漏 斗的漏斗門(mén)9底部后即關(guān)門(mén)。 第二緩沖漏斗的漏斗門(mén)12在物料數(shù)量沒(méi)有達(dá)到裝箱數(shù)量之前一直處于關(guān)閉狀 態(tài)。由于兩級(jí)式緩沖結(jié)構(gòu)，第一緩沖漏斗1需考慮物料整齊的擺放，漏斗的容積往往受到限 制，所以在完整的一次裝箱過(guò)程中，第一緩沖漏斗l可能多次向第二緩沖漏斗2放料。當(dāng)?shù)?一緩沖漏斗2中存儲(chǔ)的物料數(shù)量達(dá)到裝箱數(shù)量時(shí)，也即是控制器16得到開(kāi)門(mén)放料以及空箱 準(zhǔn)備就緒的信號(hào)后，即開(kāi)門(mén)向空箱14放料。 在得到第二緩沖漏斗關(guān)門(mén)的指令后，第二緩沖漏斗的漏斗門(mén)12即關(guān)閉，以準(zhǔn)備緩 存下一箱的物料。第二緩沖漏斗2的緩存整箱物料后再放入空箱14，可保證物料在下落過(guò) 程中的姿態(tài)不至于改變。 當(dāng)然，采用兩級(jí)緩沖漏斗結(jié)構(gòu)及控制方式，生產(chǎn)不需要或者無(wú)法整齊擺放的物料 也可以同樣實(shí)現(xiàn)。 前面提供了對(duì)較佳實(shí)施例的描述，以使本領(lǐng)域內(nèi)的任何技術(shù)人員可使用或利用本 發(fā)明。對(duì)該較佳實(shí)施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明原理的基礎(chǔ)上，可以作出各種 修改或者變換。應(yīng)當(dāng)理解，說(shuō)明書(shū)中所舉的實(shí)施例僅是一種較佳實(shí)施例，對(duì)該實(shí)施例做出的 修改或者變換都不脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
塊狀物料裝箱機(jī)構(gòu)，設(shè)于上級(jí)流水線物料出口的下位，其特征在于，包括第一緩沖漏斗，所述第一緩沖漏斗由垂直的單個(gè)或多個(gè)通道槽組成，并且所述第一緩沖漏斗的底部設(shè)有可開(kāi)閉的漏斗門(mén)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的塊狀物料裝箱機(jī)構(gòu)，其特征在于，還包括第二緩沖漏斗，設(shè)于所述第一緩沖漏斗下方，所述第二緩沖漏斗的形狀和尺寸與所述第一漏斗底部的形狀和尺寸相對(duì)應(yīng)，并且其底部也設(shè)有可開(kāi)閉的漏斗門(mén)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的塊狀物料裝箱機(jī)構(gòu)，其特征在于，還包括設(shè)于上級(jí)流水線物料出口處的物料計(jì)數(shù)器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的塊狀物料裝箱機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述漏斗門(mén)以旋轉(zhuǎn)方式開(kāi)閉，由放箱控制器驅(qū)動(dòng)，所述放箱控制器包括用于控制漏斗門(mén)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩、轉(zhuǎn)動(dòng)角度以及動(dòng)作時(shí)間的關(guān)門(mén)電機(jī)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的塊狀物料裝箱機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述放箱控制器還包括上級(jí)流水線通訊處理器，所述上級(jí)流水線通訊處理器通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線方式、或者點(diǎn)對(duì)點(diǎn)10端口方式與上級(jí)流水線連接，用于接收上級(jí)流水線的指令或與上級(jí)流水線的物料計(jì)數(shù)器配合，并實(shí)時(shí)取得每個(gè)物料末端離開(kāi)上位計(jì)數(shù)器探頭的時(shí)刻信息及物料在通道槽中的下落位置，指令所述關(guān)門(mén)電機(jī)執(zhí)行延時(shí)開(kāi)門(mén)或者關(guān)門(mén)動(dòng)作。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的塊狀物料裝箱機(jī)構(gòu)，其特征在于所述關(guān)門(mén)電機(jī)內(nèi)部設(shè)有角度限位結(jié)構(gòu)，允許漏斗門(mén)的旋轉(zhuǎn)角度大于90度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的塊狀物料裝箱機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第一緩沖漏斗和第二緩沖漏斗的通道槽的側(cè)壁與垂直方向一致或成5度以上傾角。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的塊狀物料裝箱機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第一緩沖漏斗和第二緩沖漏斗的通道槽的寬度小于物料長(zhǎng)度的1/2。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種塊狀物料裝箱機(jī)構(gòu)，設(shè)于上級(jí)流水線物料出口的下位，包括第一緩沖漏斗，所述第一緩沖漏斗由大體垂直的單個(gè)或多個(gè)通道槽組成，并且所述第一緩沖漏斗的底部設(shè)有可開(kāi)閉的漏斗門(mén)。所述塊狀物料裝箱機(jī)構(gòu)，還可包括第二緩沖漏斗，設(shè)于所述第一緩沖漏斗下方，所述第二緩沖漏斗的形狀和尺寸與所述第一漏斗底部的形狀和尺寸相對(duì)應(yīng)，并且其底部也設(shè)有可開(kāi)閉的漏斗門(mén)。本發(fā)明的塊狀物料裝箱機(jī)構(gòu)，通過(guò)緩沖漏斗的緩沖以及對(duì)塊狀物料在緩沖漏斗中擺放姿態(tài)的調(diào)整，能夠?qū)崿F(xiàn)塊狀物料在箱體中整齊擺放。適于生產(chǎn)流水線的連續(xù)高效生產(chǎn)，具備可靠性高、精度高、適用性廣的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B65G47/44GK101792062SQ20101012969
公開(kāi)日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2010年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月23日
發(fā)明者劉敬森, 張唯易, 羅強(qiáng) 申請(qǐng)人:上海慧森電氣有限公司