CN106043814A - 一种用于无覆膜编织袋的自动开袋装置 - Google Patents

一种用于无覆膜编织袋的自动开袋装置 Download PDF

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张继伟
周军
李世其
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Abstract

本发明公开了一种用于无覆膜编织袋的自动开袋装置，其包含机架，机架上安装有沿着机架升降的升降托板；所述升降托板通过第一驱动组件驱动升降，所述第一驱动组件包含第一电机；所述机架由左至右为开袋方向；所述升降托板的侧面设置有通过气缸驱动升降的下吸盘组件；所述下吸盘组件通过安装在机架上的第二空压机提供气源动力；所述机架上，位于升降托板上方的位置安装有上吸盘组件；所述机架的右端安装有用于撑开编织袋的开袋拐臂；所述开袋拐臂的一端安装在开袋拐臂轴上，所述开袋拐臂轴通过第三电机驱动转动。

Description

一种用于无覆膜编织袋的自动开袋装置
技术领域
本发明涉及一种开袋机，具体用于编织袋的开袋。
背景技术
目前在饲料、粮油加工等行业采用自动开袋装置主要面向于有覆膜编织袋产品，对于成本低廉、质量欠缺的无覆膜软编织袋，企业在生产中依然采用人工手工开袋、上袋。由于生产劳动量大、工作环境差，存在一定设备操作危险性，对工人身体健康产生一定影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于无覆膜编织袋的自动开袋装置，其能够实现自动上袋、自动抓袋、自动开袋的生产过程，既提升了生产效率也降低了生产成本，同时还降低了工人劳动强度。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种用于无覆膜编织袋的自动开袋装置，包含机架，机架上安装有沿着机架升降的升降托板；所述升降托板通过第一驱动组件驱动升降，所述第一驱动组件包含第一电机；所述机架由左至右为开袋方向；所述升降托板的侧面设置有通过气缸驱动升降的下吸盘组件；所述下吸盘组件通过安装在机架上的第二空压机提供气源动力；
所述机架上，位于升降托板上方的位置安装有上吸盘组件；所述上吸盘组件包含吸袋拐臂和设置在吸袋拐臂底端的上吸盘；所述上吸盘组件通过安装在机架顶端的第一空压机提供气源动力；
所述上吸盘组件通过第一气缸驱动沿着机架由左至右或者由右至左移动；所述上吸盘组件的吸袋拐臂通过第二驱动组件驱动升降；
所述机架的右端安装有用于撑开编织袋的开袋拐臂；所述开袋拐臂的一端安装在开袋拐臂轴上，所述开袋拐臂轴通过第三电机驱动转动；
所述编织袋位于开袋位置时，上吸盘组件的上吸盘吸住编织袋的上表面，下吸盘组件的下吸盘吸住编织袋的下表面，上吸盘组件和下吸盘组件背向移动，编织袋开口位置打开，所述开袋拐臂摆动至水平位置且深入至编织袋开口内；
所述开袋拐臂包含两个摆动臂，两个摆动臂的一端滑动安装在开袋拐臂轴上，且与开袋拐臂轴同步转动，两个摆动臂的另一端均设置有用于伸入至编织袋开口内部的开袋架；每个摆动臂还通过铰接件连接一个第二气缸，第二气缸的一端铰接在所述摆动臂上的铰接件上，第二气缸的另一端铰接安装在开袋拐臂轴上。
作为本发明的一种优选实施方式：所述机架由铝型材搭建；机架长2000mm宽1100mm高2000mm。
作为本发明的一种优选实施方式：所述第一驱动组件还包含设置在第一电机输出轴上的主动链轮，所述升降托板底部设置有升降轴套，升降轴套通过螺纹连接啮合安装在转动轴上，所述转动轴底部设置被动链轮，所述主动链轮通过链条驱动被动链轮转动。
作为本发明的一种优选实施方式：所述升降托板底部开进四角的位置分别设置一个升降轴套；所述机架上位于升降托板的升降轨迹上设置有分别限定最高点和最低点的限位开关；所述机架的右端朝向所述开袋位置的方向设置有用于检测编织袋开口是否打开的光电传感器；所述限位开关、光电传感器、第一电机、第一空压机和第二空压机连接至PLC。
作为本发明的一种优选实施方式：所述第二驱动组件包含第二电机，第二电机固定安装在机架上，第二电机的输出轴安装齿轮，所述吸袋拐臂为齿条，所述齿轮与齿条啮合；所述机架顶端设置有导向槽，所述吸袋拐臂滑动安装在所述导向槽上。
作为本发明的一种优选实施方式：所述开袋拐臂摆动至水平位置时，所述开袋架为水平状态，所述摆动臂为竖直状态；所述开袋架为框架结构，所述开袋架位于水平位置时，开袋架为左窄右宽。
作为本发明的一种优选实施方式：所述上吸盘组件和下吸盘组件分别包含上吸盘和下吸盘；上吸盘和下吸盘均包含两个吸盘；两个吸盘均通过螺纹连接结构组装在Y字型结构的管道的两个分支上；所述吸盘还包含中空的吸盘壳体，吸盘壳体一端为外螺纹，吸盘壳体内壁靠近吸盘壳体开口的位置设置阻挡架；所述上吸盘和下吸盘在开袋位置所在平面的投影不重合。
作为本发明的一种优选实施方式：所述阻挡架为十字结构，所述阻挡架与吸盘壳体的开口边缘的距离为小于等于2mm。
作为本发明的一种优选实施方式：所述吸盘的内圆直径为27mm；所述吸盘的长度为20mm。
作为本发明的一种优选实施方式：所述第一空压机和第二空压机为8L通气量真空压力机，且采用功率为1.1KW的三相电机作为动力带动真空压力机。
本发明有益效果是：
本发明一种用于无覆膜编织袋的自动开袋装置，包含机架，机架上安装有沿着机架升降的升降托板；所述升降托板通过第一驱动组件驱动升降，所述第一驱动组件包含第一电机；所述机架由左至右为开袋方向；所述升降托板的侧面设置有通过气缸驱动升降的下吸盘组件；所述下吸盘组件通过安装在机架上的第二空压机提供气源动力；本发明通过升降托板实现自动上袋，通过下吸盘组件来吸附编织袋的下表面；
所述机架上，位于升降托板上方的位置安装有上吸盘组件；所述上吸盘组件包含吸袋拐臂和设置在吸袋拐臂底端的上吸盘；所述上吸盘组件通过安装在机架顶端的第一空压机提供气源动力；本发明通过上吸盘组件来吸附编织袋的上表面且将升降托板上的编织袋转运至开袋位置后与下吸盘组件背向移动后实现开袋；
本发明的开袋拐臂包含两个摆动臂，两个摆动臂的一端滑动安装在开袋拐臂轴上，且与开袋拐臂轴同步转动，两个摆动臂的另一端均设置有用于伸入至编织袋开口内部的开袋架；每个摆动臂还通过铰接件连接一个第二气缸，第二气缸的一端铰接在所述摆动臂上的铰接件上，第二气缸的另一端铰接安装在开袋拐臂轴上。本发明通过开袋拐臂将开袋后的编织袋可靠撑开后转移至整个装置以外，实现了开袋过程的自动化。
本发明在具体使用时；第一气缸拖动吸袋拐臂向左移动特定距离，电机通过齿条驱动吸盘向下移动到达编织袋处，空压机启动将编制袋抓取，随及电机驱动齿条向上移动返回行程一半处停止，气缸拖动吸袋拐臂向前移动回原点，气缸带动吸盘（固定在其顶端）向上伸出到达编织袋底部处，空压机启动后利用气缸顶部吸盘吸住编织袋底部，气缸顶部吸盘带着编织袋底部向下缩回，电机通过齿条驱动盘带动编织袋顶部向上移动到原点，通过上下吸盘的错位设计利用空压机将编织袋吸开；编织袋上下部分吸开后，开袋拐臂通过电机驱动向下移动90度（与吸袋拐臂）平行时（开袋臂前端已进入撑开的编织袋内部）利用固定在开袋臂上气缸将吸袋臂撑开（吸袋臂初始状态为闭合）此时空压机（2、7）停止吸盘没有吸力，电机驱动开袋拐臂带着撑开的编织袋向上移动90度，将编织袋脱离升降平台。
附图说明
图1为本发明的一种具体实施方式的主视方向的结构示意图；
图2为本发明的一种具体实施方式的侧视方向的结构示意图；
图3为本发明的一种具体实施方式的立体结构示意图；
图4为本发明的一种具体实施方式的俯视方向的结构示意图；
图5为本发明的吸盘的一种具体实施方式的立体结构示意图；
图6为本发明的吸盘的一种具体实施方式的主视方向的结构示意图；
图7为本发明的吸盘的一种具体实施方式的侧视方向的结构示意图。
附图标记说明：
1-机架，2-第一空压机，3-开袋拐臂，4-吸袋拐臂，5-上吸盘组件，6-下吸盘组件，7-第二空压机，8-第一电机，9-主动链轮，10-第三电机，11-升降托板，12-被动链轮，13-开袋拐臂轴，14-第二气缸，15-铰接件，16-摆动臂，17-滑动件，18-第一气缸，19-开袋架，20-吸盘壳体，21-外螺纹，22-阻挡架；
51-上吸盘，61-下吸盘。
具体实施方式
下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式：
如图1～7所示，其示出了本发明的具体实施方式，如图所示，本发明公开的一种用于无覆膜编织袋的自动开袋装置，包含机架1，机架上安装有沿着机架升降的升降托板11；所述升降托板通过第一驱动组件驱动升降，所述第一驱动组件包含第一电机8；所述机架由左至右为开袋方向；所述升降托板的侧面设置有通过气缸驱动升降的下吸盘组件6；所述下吸盘组件通过安装在机架上的第二空压机7提供气源动力；
所述机架上，位于升降托板上方的位置安装有上吸盘组件5；所述上吸盘组件包含吸袋拐臂4和设置在吸袋拐臂底端的上吸盘51；所述上吸盘组件通过安装在机架顶端的第一空压机2提供气源动力；
所述上吸盘组件通过第一气缸18驱动沿着机架由左至右或者由右至左移动；所述上吸盘组件的吸袋拐臂通过第二驱动组件驱动升降；
所述机架的右端安装有用于撑开编织袋的开袋拐臂3；所述开袋拐臂的一端安装在开袋拐臂轴13上，所述开袋拐臂轴通过第三电机10驱动转动；
所述编织袋位于开袋位置时，上吸盘组件的上吸盘吸住编织袋的上表面，下吸盘组件的下吸盘吸住编织袋的下表面，上吸盘组件和下吸盘组件背向移动，编织袋开口位置打开，所述开袋拐臂摆动至水平位置且深入至编织袋开口内；本实施例中，关于开袋位置时的描述，是对上吸盘组件、下吸盘组件和开袋拐臂的结构限定，不是运动过程的描述；只有在开袋位置时的该结构才能可靠的实现自动开袋功能；
所述开袋拐臂包含两个摆动臂16，两个摆动臂的一端滑动安装在开袋拐臂轴上，且与开袋拐臂轴同步转动，两个摆动臂的另一端均设置有用于伸入至编织袋开口内部的开袋架；每个摆动臂还通过铰接件15连接一个第二气缸，第二气缸的一端铰接在所述摆动臂上的铰接件上，第二气缸14的另一端铰接安装在开袋拐臂轴上。本实施例中，第一空压机和第二空压机的气体动力为吸力。
优选的：所述机架由铝型材搭建；机架长2000mm宽1100mm高2000mm。
优选的：所述第一驱动组件还包含设置在第一电机输出轴上的主动链轮9，所述升降托板底部设置有升降轴套，升降轴套通过螺纹连接啮合安装在转动轴上，所述转动轴底部设置被动链轮12，所述主动链轮通过链条驱动被动链轮转动。升降轴套的运动基于丝杠螺母的原理；转动轴的转动即可驱动升降轴套的升降。
优选的：所述升降托板底部开进四角的位置分别设置一个升降轴套；所述机架上位于升降托板的升降轨迹上设置有分别限定最高点和最低点的限位开关；所述机架的右端朝向所述开袋位置的方向设置有用于检测编织袋开口是否打开的光电传感器；所述限位开关、光电传感器、第一电机、第一空压机和第二空压机连接至PLC。
优选的：所述第二驱动组件包含第二电机，第二电机固定安装在机架上，第二电机的输出轴安装齿轮，所述吸袋拐臂为齿条，所述齿轮与齿条啮合；所述机架顶端设置有导向槽，所述吸袋拐臂滑动安装在所述导向槽上。
优选的：所述开袋拐臂摆动至水平位置时，所述开袋架为水平状态，所述摆动臂为竖直状态；所述开袋架19为框架结构，所述开袋架位于水平位置时，开袋架为左窄右宽。左窄右宽的结构使得开袋架能够顺利的进入编织袋开口内。
优选的：所述上吸盘组件和下吸盘组件分别包含上吸盘51和下吸盘61；上吸盘和下吸盘均包含两个吸盘；两个吸盘均通过螺纹连接结构组装在Y字型结构的管道的两个分支上；所述吸盘还包含中空的吸盘壳体20，吸盘壳体一端为外螺纹21，吸盘壳体内壁靠近吸盘壳体开口的位置设置阻挡架22；所述上吸盘和下吸盘在开袋位置所在平面的投影不重合。不重合投影使得上下吸盘为错位结构，能够非常便捷的进行错位开袋。
优选的：所述阻挡架为十字结构，所述阻挡架与吸盘壳体的开口边缘的距离为小于等于2mm。阻挡架的位置限定是解决吸盘吸力过大，一次吸取两个编织袋造成开袋失败问题；2mm为一个编织袋的厚度。
优选的：所述吸盘的内圆直径为27mm；所述吸盘的长度为20mm（根据实验结果：直径太小无法吸起无覆膜编织袋）。
优选的：所述第一空压机和第二空压机为8L通气量真空压力机，且采用功率为1.1KW的三相电机作为动力带动真空压力机。
综上所述，本发明的运动部件包含：
1.升降托板的上升与下降
先将整捆编织袋放入托板升降平台上，通过电机带动升降托板上移将编织袋托举到吸袋拐臂的吸盘抓手可接触到的地方。（每抓取一个袋子电机就带动平台上升一定高度，使得编织袋的高度始终保持不变，当托板接触安装在机架上的接近开关时装置运行停止（即编织袋已用完），电机带动升降平台下降回到机架底部直到接触到安装在机架上的接近开关时停止。）
2.编织袋的抓取
当升降托板的升降平台将袋子上升到特定位置时，气缸驱动吸袋臂后移动至编织袋处上端，电机驱动齿条使得吸袋臂下降到特定位置处，随后吸盘将编织袋吸取（空压机提供吸力），随及电机驱动齿条使得吸袋臂上升到原点，气缸1驱动吸袋臂前移到原点处。
3.编织袋的打开
1）随后气缸上升到吸袋臂水平位置处，利用气缸上的吸盘（空压机提供吸力）将编织袋另一面吸取，随及气缸下降返回底端，利用上下两端吸盘将编织袋打开。
2)随及伺服电机驱动开袋拐臂旋转一定角度使得拐臂前端能接触到编织袋开口处，利用安装在开袋拐臂机构上的气缸（气缸3）将袋子完全撑开，并通过光电检测装置将未撑开的袋子筛检出来，采取停机发出报警信号人工干预的方式将打开失败的袋子剔除。
3）电机驱动开袋拐臂利用旋转机构先将开袋拐臂驱动之水平位置处（将编织袋拖离升降平台）随后送入到包装秤下料口处。
由此可完成取袋、开袋、上袋的生产过程，实现开袋全程自动化，达到减员增效的目的。
另外，本发明采用8L通量真空机与定制吸盘（提高开袋成功率）配套使用可以抓取无覆膜编织袋；
本发明采用紧凑机械设计使得送料机构与开袋机构结合在一起（减少装置占地面积）；
本发明采用由伺服电机、齿条、吸盘、气缸构成结构简单、运行速度快的吸袋臂；
本发明采用传感器检测未开启的编织袋；
本发明采用三菱plc自有的opc server通信协议通过软件将硬件点位信息传送至visualcomponent仿真软件中，以实现软件实时监控plc动作流程，实现虚实融合。
上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，这些变化涉及本领域技术人员所熟知的相关技术，这些都落入本发明专利的保护范围。
不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (10)

1.一种用于无覆膜编织袋的自动开袋装置，其特征在于：包含机架，机架上安装有沿着机架升降的升降托板；所述升降托板通过第一驱动组件驱动升降，所述第一驱动组件包含第一电机；所述机架由左至右为开袋方向；所述升降托板的侧面设置有通过气缸驱动升降的下吸盘组件；所述下吸盘组件通过安装在机架上的第二空压机提供气源动力；
所述机架上，位于升降托板上方的位置安装有上吸盘组件；所述上吸盘组件包含吸袋拐臂和设置在吸袋拐臂底端的上吸盘；所述上吸盘组件通过安装在机架顶端的第一空压机提供气源动力；
所述上吸盘组件通过第一气缸驱动沿着机架由左至右或者由右至左移动；所述上吸盘组件的吸袋拐臂通过第二驱动组件驱动升降；
所述机架的右端安装有用于撑开编织袋的开袋拐臂；所述开袋拐臂的一端安装在开袋拐臂轴上，所述开袋拐臂轴通过第三电机驱动转动；
所述编织袋位于开袋位置时，上吸盘组件的上吸盘吸住编织袋的上表面，下吸盘组件的下吸盘吸住编织袋的下表面，上吸盘组件和下吸盘组件背向移动，编织袋开口位置打开，所述开袋拐臂摆动至水平位置且深入至编织袋开口内；
所述开袋拐臂包含两个摆动臂，两个摆动臂的一端滑动安装在开袋拐臂轴上，且与开袋拐臂轴同步转动，两个摆动臂的另一端均设置有用于伸入至编织袋开口内部的开袋架；每个摆动臂还通过铰接件连接一个第二气缸，第二气缸的一端铰接在所述摆动臂上的铰接件上，第二气缸的另一端铰接安装在开袋拐臂轴上。
2.如权利要求1所述的一种用于无覆膜编织袋的自动开袋装置，其特征在于：所述机架由铝型材搭建；机架长2000mm宽1100mm高2000mm。
3.如权利要求1所述的一种用于无覆膜编织袋的自动开袋装置，其特征在于：所述第一驱动组件还包含设置在第一电机输出轴上的主动链轮，所述升降托板底部设置有升降轴套，升降轴套通过螺纹连接啮合安装在转动轴上，所述转动轴底部设置被动链轮，所述主动链轮通过链条驱动被动链轮转动。
4.如权利要求3所述的一种用于无覆膜编织袋的自动开袋装置，其特征在于：所述升降托板底部开进四角的位置分别设置一个升降轴套；所述机架上位于升降托板的升降轨迹上设置有分别限定最高点和最低点的限位开关；所述机架的右端朝向所述开袋位置的方向设置有用于检测编织袋开口是否打开的光电传感器；所述限位开关、光电传感器、第一电机、第一空压机和第二空压机连接至PLC。
5.如权利要求1所述的一种用于无覆膜编织袋的自动开袋装置，其特征在于：所述第二驱动组件包含第二电机，第二电机固定安装在机架上，第二电机的输出轴安装齿轮，所述吸袋拐臂为齿条，所述齿轮与齿条啮合；所述机架顶端设置有导向槽，所述吸袋拐臂滑动安装在所述导向槽上。
6.如权利要求1所述的一种用于无覆膜编织袋的自动开袋装置，其特征在于：所述开袋拐臂摆动至水平位置时，所述开袋架为水平状态，所述摆动臂为竖直状态；所述开袋架为框架结构，所述开袋架位于水平位置时，开袋架为左窄右宽。
7.如权利要求1所述的一种用于无覆膜编织袋的自动开袋装置，其特征在于：所述上吸盘组件和下吸盘组件分别包含上吸盘和下吸盘；上吸盘和下吸盘均包含两个吸盘；两个吸盘均通过螺纹连接结构组装在Y字型结构的管道的两个分支上；所述吸盘还包含中空的吸盘壳体，吸盘壳体一端为外螺纹，吸盘壳体内壁靠近吸盘壳体开口的位置设置阻挡架；所述上吸盘和下吸盘在开袋位置所在平面的投影不重合。
8.如权利要求7所述的一种用于无覆膜编织袋的自动开袋装置，其特征在于：所述阻挡架为十字结构，所述阻挡架与吸盘壳体的开口边缘的距离为小于等于2mm。
9.如权利要求8所述的一种用于无覆膜编织袋的自动开袋装置，其特征在于：所述吸盘的内圆直径为27mm；所述吸盘的长度为20mm。
10.如权利要求1所述的一种用于无覆膜编织袋的自动开袋装置，其特征在于：所述第一空压机和第二空压机为8L通气量真空压力机，且采用功率为1.1KW的三相电机作为动力带动真空压力机。
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