CN108147152A - 一种生产稀土着色剂的自动装料***及其装料方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种生产稀土着色剂的自动装料***及其装料方法，包括整个装料***的支撑结构框架、储料装置、出料装置、线性模组、机械臂、输送皮带、坩埚、石墨锅。其中，坩埚作为整个自动装料***的容器，在整个工艺过程中，需要装四层原料，每层原料通过石墨片隔开，其中一种原料还需填装在石墨锅里并放入坩埚中。本发明中的生产稀土着色剂的自动装料***及其方法，能够智能控制整个装料***的所有工序，极大地降低了工人的劳动强度，提高了稀土着色剂的生产能力和工作效率；出料装置根据工艺要求的设定重量进行控制出料，可降低出料重量的误差，做到精确出料控制；线性模组用于定位坩埚位置以及机械臂的行程和路径，实现填装石墨片的精确控制。

Description

一种生产稀土着色剂的自动装料***及其装料方法
技术领域
本发明涉及稀土资源综合利用与自动化技术领域，特别是涉及一种生产稀土着色剂的自动装料***及其装料方法。
背景技术
现有的生产着色剂的装料生产线的上料仍需要人工进行处理，费时费力，使得生产效率较低，并且需要投入大量的人力物力来进行着色剂的装料和生产，生产成本较高，这一系列问题极大地限制了着色剂规模化生产和产品产业化推广。
发明内容
本发明的目的是提供一种生产稀土着色剂的自动装料***及其装料方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够智能控制整个装料***的所有工序，极大地降低了工人的劳动强度，提高了稀土着色剂的生产能力和工作效率。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种生产稀土着色剂的自动装料***，包括控制中心、电机、支撑结构框架、储料装置、出料装置、多个线性模组、机械臂组和输送皮带；所述储料装置固定在所述支撑结构框架上端，所述出料装置与所述储料装置的底端固定连通，多个所述线性模组固定连接在所述支撑结构框架，所述输送皮带放置在所述支撑结构框架的下端且与所述支撑结构框架固定，所述输送皮带用于放置装料的坩埚，多个所述线性模组均与所述控制中心和电机电连接并用于实现所述机械臂组、坩埚以及储料装置的水平或垂直移动。
可选的，所述支撑结构框架的水平误差在±0.01mm之内。
可选的，所述储料装置包括多个水平排列放置的储料盒，所述储料装置的两端通过两个所述线性模组固定在所述支撑结构框架上，然后通过所述电机控制所述储料装置左右平移。
可选的，所述储料装置的各个储料盒底端与所述出料装置固定连接，所述出料装置用于向所述坩埚中填加原料，所述出料装置与所述控制中心电连接，所述出料装置根据所述控制中心设定的出料重量自动开启阀门。
可选的，所述出料装置包括料斗、称重装置和出料控制装置，所述料斗位于所述储料装置的出口端，所述料斗的外沿搭接设置在所述称重装置的顶端，所述料斗的底端出口位置设置有所述出料控制装置。
可选的，所述线性模组共有9个，所述机械臂组包括第一机械臂和第二机械臂，9个所述线性模组全部与所述支撑结构框架固定连接，所述第一机械臂由两个所述线性模组驱动，所述坩埚由一个线性模组驱动，所述第二机械臂由4个线性模组驱动，所述储料装置由两个线性模组驱动。
可选的，所述线性模组包括线性导轨、滚珠丝杠以及铝挤型材，所述滚珠丝杠与所述电机的输出轴相连接，所述线性模组上还设置有机械爪，所述机械爪通过自由组合能够完成填装料的各种动作；所述线性模组的定位精度为±0.003mm。
可选的，所述第一机械臂固定在其中一个垂直放置的所述线性模组上，且这个垂直的线性模组与另一个水平放置的线性模组连接并固定在所述支撑结构框架上，两个所述线性模组驱动所述第一机械臂抓取所述坩埚并放置到下方的水平线性模组上。
可选的，所述第二机械臂固定在其中一个垂直放置的线性模组上，且这个垂直的线性模组与另一个水平放置的线性模组固定连接，然后该水平放置的线性模组与另外两个水平并列固定在所述支撑结构框架上的线性模组连接，4个所述线性模组共同驱动所述第二机械臂实现三维移动。
本发明还提供一种生产稀土着色剂的自动装料方法，该方法包括上述的生产稀土着色剂的自动装料***，其中，该自动装料方法需要装四层原料，每层原料通过石墨片隔开，其中一种原料还需要填装在石墨锅里并放入坩埚中；
该自动装料方法的具体步骤如下：
将坩埚和石墨锅放在输送皮带上，通过变频驱动所述输送皮带，将所述坩埚和所述石墨锅送到指定位置，然后通过第一机械臂将所述坩埚放置在水平直线线性模组上，然后通过气动夹具将坩埚夹紧并固定位置；
通过水平直线线性模组将所述坩埚送到出料装置下方，通过出料控制***将原料A装入所述坩埚，然后所述坩埚又回到水平直线线性模的初始位置；
通过第一机械臂将石墨片装入所述坩埚，然后水平直线线性模组再次将所述坩埚送到所述出料装置下方，通过出料控制***将原料A装入所述坩埚，然后所述坩埚又回到水平直线线性模的初始位置；
通过第一机械臂将石墨锅装入所述坩埚，然后水平直线线性模组再次将所述坩埚送到所述出料装置下方，同时水平移动储料装置，将料斗的出料装置对中所述坩埚，通过出料控制***将原料B装入所述坩埚，然后所述坩埚又回到水平直线线性模的初始位置；
通过第一机械臂将石墨片装入所述坩埚，然后水平直线线性模组再次将所述坩埚送到所述出料装置下方，同时水平移动储料装置，将料斗的出料装置对中所述坩埚，通过出料控制***将原料C装入所述坩埚，然后所述坩埚又回到水平直线线性模的初始位置；
通过第一机械臂将杯盖放在所述坩埚上方，盖住所述坩埚；
通过第二机械臂将装满原料的所述坩埚放在指定的工作平台上；
依次顺序，往复循环完成装料，实现自动生产。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明中的生产稀土着色剂的自动装料***及其方法，能够智能控制整个装料***的所有工序，极大地降低了工人的劳动强度，提高了稀土着色剂的生产能力和工作效率；
本发明的出料装置，根据工艺要求的设定重量进行控制出料，智能控制***的重量控制器通过信号传递到出料控制装置，出料控制装置根据信号调节出料控制阀，当接近设定好的重量数值时，逐渐关闭出料控制阀，直到达到设定值时快速关闭控制阀，这样可降低出料重量的误差，做到精确出料控制；
本发明的线性模组，用于定位坩埚位置以及机械臂的行程和路径，根据工序要求，智能控制器发出信号，通过伺服电机驱动输送坩埚到设定位置，同时通过多个线性模组组合实现机械臂的三维控制，实现填装石墨片的精确控制；
本发明的输送皮带，用于输送坩埚和石墨锅，在输送皮带的指定位置放置坩埚和石墨锅，等待机械臂取走，当机械臂将坩埚或石墨锅取走进行填装料，红外检测装置自动检测到指定位置没有坩埚或石墨锅时，自动启动输送皮带，在将坩埚或石墨锅送到指定位置，等待机械臂取走，另外，根据工艺要求，输送皮带可工作工频状态，也可工作在变频状态，能够在全速范围内输送坩埚或石墨锅；
在本发明***中，若存在储料装置无料时，***自动报警，且所有工序都处于就地等待状态，直到储料装置再次储满原料，所有工序继续工作。
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讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中生产稀土着色剂的自动装料***的整体结构示意图；
图2为出料装置的结构示意图；
图3为着色剂装料示意图；
其中，1支撑结构框架；2储料装置；3出料装置；4线性模组；5第一机械臂；6坩埚；7第二机械臂I；8输送皮带；9称重装置；10出料控制装置；11料斗；12原料A；13原料B；14原料C；15石墨片；16石墨锅；17杯盖。
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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种生产稀土着色剂的自动装料***及其装料方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够智能控制整个装料***的所有工序，极大地降低了工人的劳动强度，提高了稀土着色剂的生产能力和工作效率。
本发明提供的生产稀土着色剂的自动装料***，包括控制中心、电机、支撑结构框架、储料装置、出料装置、多个线性模组、机械臂组和输送皮带；储料装置固定在支撑结构框架上端，出料装置与储料装置的底端固定连通，多个线性模组固定连接在支撑结构框架，输送皮带放置在支撑结构框架的下端且与支撑结构框架固定，输送皮带用于放置装料的坩埚，多个线性模组均与控制中心和电机电连接并用于实现机械臂组、坩埚以及储料装置的水平或垂直移动。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
请参考图1-3，其中，图1为本发明中生产稀土着色剂的自动装料***的整体结构示意图；图2为出料装置的结构示意图；图3为着色剂装料示意图。
如图1-3所示，本发明提供一种生产稀土着色剂的自动装料***，包括控制中心、电机、支撑结构框架1、储料装置2、出料装置3、多个线性模组4、机械臂组和输送皮带8；储料装置2固定在支撑结构框架1上端，出料装置3与储料装置2的底端固定连通，多个线性模组4固定连接在支撑结构框架1，输送皮带8放置在支撑结构框架1的下端且与支撑结构框架1固定，输送皮带8用于放置装料的坩埚6，多个线性模组4均与控制中心和电机电连接并用于实现机械臂组、坩埚6以及储料装置2的水平或垂直移动。
储料装置2放在支撑结构框架1的上端，通过两个线性模型将储料装置2固定在支撑架上，通过伺服电机控制储料装置2左右平移；出料装置3固定连接在储料装置2的下端，根据控制要求向坩埚6填加原料；线性模组4共有9个，全部与支撑结构框架1固定连接，主要实现第一机械臂5、坩埚6、第二机械臂7以及储料装置2的水平或垂直移动，其中第一机械臂5由2个线性模组4驱动，坩埚6由1个线性模组4驱动，第二机械臂7由4个线性模组4驱动，储料装置2由2个线性模组4驱动；
第一机械臂5固定在其中1个垂直放置的线性模组4上，且这个垂直线性模组4与水平放置的线性模组4连接并固定在支撑结构框架1上，驱动第一机械臂5抓取坩埚6、石墨片15、石墨杯并放置到下方的水平线性模组4上；
坩埚6水平放置在输送皮带8上，通过第一机械臂5将坩埚6输送到储料装置2下方的水平线性模组4上，通过线性模组4驱动坩埚6到出料装置3下方进行填装原料；
第二机械臂7固定在其中1个垂直放置的线性模组4上，与水平放置的线性模组4固定连接，且水平线性模组4与2个水平并列固定在支撑结构框架1上的线性模组4连接，4个线性模组4共同驱动第二机械臂7，实现第二机械臂7的三维移动。
输送皮带8放置在支撑结构框架1的下端且与支撑结构框架1固定，用于放置坩埚6和石墨坩埚。
支撑结构框架1的水平误差在±0.01mm之内；储料装置2包括多个水平排列放置的储料盒，储料装置2的两端通过两个线性模组4固定在支撑结构框架1上，然后通过电机控制储料装置2左右平移。本实施例通过三个储料装置2和三个出料装置3给坩埚6填装原料，坩埚6的起始位置在输送皮带8，通过第一机械臂5按照设定的位置将坩埚6送到指定位置，然后通过出料装置3的控制阀给坩埚6装料，当达到设定的原料重量时，关闭控制阀的阀门，装料结束。
储料装置2的各个储料盒底端与出料装置3固定连接，出料装置3用于向坩埚6中填加原料，出料装置3与控制中心电连接，出料装置3根据控制中心设定的出料重量自动开启阀门。出料装置3包括料斗11、称重装置9和出料控制装置10，料斗11位于储料装置2的出口端，料斗11的外沿搭接设置在称重装置9的顶端，料斗11的底端出口位置设置有出料控制装置10。料斗11的原料是由储料装置2通过控制气动阀流入的，通过称重装置9来控制出料控制装置10，当检测到坩埚6在出料装置3的指定位置时，出料控制装置10通过步进电机打开出料阀门开始放料，通过称重装置9不断反馈计量值到出料控制装置10，直到出料重量达到设定值时关闭出料阀门。
线性模组4包括线性导轨、滚珠丝杠以及铝挤型材，滚珠丝杠与电机的输出轴相连接，线性模组4上还设置有机械爪，机械爪通过自由组合能够完成填装料的各种动作；线性模组4的定位精度为±0.003mm。
本发明还提供一种生产稀土着色剂的自动装料方法，该方法包括上述的生产稀土着色剂的自动装料***，其中，该自动装料方法需要装四层原料，每层原料通过石墨片15隔开，其中一种原料还需要填装在石墨锅16里并放入坩埚6中；
该自动装料方法的具体步骤如下：
将坩埚6和石墨锅16放在输送皮带8上，通过变频驱动输送皮带8，将坩埚6和石墨锅16送到指定位置，然后通过第一机械臂5将坩埚6放置在水平直线线性模组4上，然后通过气动夹具将坩埚6夹紧并固定位置；
通过水平直线线性模组4将坩埚6送到出料装置3下方，通过出料控制***将原料A12装入坩埚6，然后坩埚6又回到水平直线线性模的初始位置；
通过第一机械臂5将石墨片15装入坩埚6，然后水平直线线性模组4再次将坩埚6送到出料装置3下方，通过出料控制***将原料A12装入坩埚6，然后坩埚6又回到水平直线线性模的初始位置；
通过第一机械臂5将石墨锅16装入坩埚6，然后水平直线线性模组4再次将坩埚6送到出料装置3下方，同时水平移动储料装置2，将料斗11的出料装置3对中坩埚6，通过出料控制***将原料B13装入坩埚6，然后坩埚6又回到水平直线线性模的初始位置；
通过第一机械臂5将石墨片15装入坩埚6，然后水平直线线性模组4再次将坩埚6送到出料装置3下方，同时水平移动储料装置2，将料斗11的出料装置3对中坩埚6，通过出料控制***将原料C14装入坩埚6，然后坩埚6又回到水平直线线性模的初始位置；
通过第一机械臂5将杯盖17放在坩埚6上方，盖住坩埚6；
通过第二机械臂7将装满原料的坩埚6放在指定的工作平台上；
依次顺序，往复循环完成装料，实现自动生产。
线性模组4的定位是由计算机控制***驱动伺服电机完成的，根据计算机控制***给定的初始位置进行驱动控制，在每个工序控制过程中，不断寻找初始位置，直到达到初始位置时，伺服电机停止，然后机械臂气动元件启动，执行动作。
需要说明的是，本发明的生产稀土着色剂的自动装料***及其装料方法，其中各个部件的设置位置并不局限，可以根据具体的装料过程进行适应性的调节，也在本发明的保护范围内；本发明中的储料装置、出料装置以及线性模组等的数量也并不局限于上述实施例中的限定，也可根据实际生产需要进行选择和调整，调整后的装料***也落入本发明的保护范围内。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种生产稀土着色剂的自动装料***，其特征在于：包括控制中心、电机、支撑结构框架、储料装置、出料装置、多个线性模组、机械臂组和输送皮带；所述储料装置固定在所述支撑结构框架上端，所述出料装置与所述储料装置的底端固定连通，多个所述线性模组固定连接在所述支撑结构框架，所述输送皮带放置在所述支撑结构框架的下端且与所述支撑结构框架固定，所述输送皮带用于放置装料的坩埚，多个所述线性模组均与所述控制中心和电机电连接并用于实现所述机械臂组、坩埚以及储料装置的水平或垂直移动。
2.根据权利要求1所述的生产稀土着色剂的自动装料***，其特征在于：所述支撑结构框架的水平误差在±0.01mm之内。
3.根据权利要求1所述的生产稀土着色剂的自动装料***，其特征在于：所述储料装置包括多个水平排列放置的储料盒，所述储料装置的两端通过两个所述线性模组固定在所述支撑结构框架上，然后通过所述电机控制所述储料装置左右平移。
4.根据权利要求1所述的生产稀土着色剂的自动装料***，其特征在于：所述储料装置的各个储料盒底端与所述出料装置固定连接，所述出料装置用于向所述坩埚中填加原料，所述出料装置与所述控制中心电连接，所述出料装置根据所述控制中心设定的出料重量自动开启阀门。
5.根据权利要求4所述的生产稀土着色剂的自动装料***，其特征在于：所述出料装置包括料斗、称重装置和出料控制装置，所述料斗位于所述储料装置的出口端，所述料斗的外沿搭接设置在所述称重装置的顶端，所述料斗的底端出口位置设置有所述出料控制装置。
6.根据权利要求1所述的生产稀土着色剂的自动装料***，其特征在于：所述线性模组共有9个，所述机械臂组包括第一机械臂和第二机械臂，9个所述线性模组全部与所述支撑结构框架固定连接，所述第一机械臂由两个所述线性模组驱动，所述坩埚由一个线性模组驱动，所述第二机械臂由4个线性模组驱动，所述储料装置由两个线性模组驱动。
7.根据权利要求1所述的生产稀土着色剂的自动装料***，其特征在于：所述线性模组包括线性导轨、滚珠丝杠以及铝挤型材，所述滚珠丝杠与所述电机的输出轴相连接，所述线性模组上还设置有机械爪，所述机械爪通过自由组合能够完成填装料的各种动作；所述线性模组的定位精度为±0.003mm。
8.根据权利要求6所述的生产稀土着色剂的自动装料***，其特征在于：所述第一机械臂固定在其中一个垂直放置的所述线性模组上，且这个垂直的线性模组与另一个水平放置的线性模组连接并固定在所述支撑结构框架上，两个所述线性模组驱动所述第一机械臂抓取所述坩埚并放置到下方的水平线性模组上。
9.根据权利要求6所述的生产稀土着色剂的自动装料***，其特征在于：所述第二机械臂固定在其中一个垂直放置的线性模组上，且这个垂直的线性模组与另一个水平放置的线性模组固定连接，然后该水平放置的线性模组与另外两个水平并列固定在所述支撑结构框架上的线性模组连接，4个所述线性模组共同驱动所述第二机械臂实现三维移动。
10.一种生产稀土着色剂的自动装料方法，该方法包括权利要求1-9中任一项所述的生产稀土着色剂的自动装料***，其特征在于：
该自动装料方法需要装四层原料，每层原料通过石墨片隔开，其中一种原料还需要填装在石墨锅里并放入坩埚中；
该自动装料方法的具体步骤如下：
将坩埚和石墨锅放在输送皮带上，通过变频驱动所述输送皮带，将所述坩埚和所述石墨锅送到指定位置，然后通过第一机械臂将所述坩埚放置在水平直线线性模组上，然后通过气动夹具将坩埚夹紧并固定位置；
通过水平直线线性模组将所述坩埚送到出料装置下方，通过出料控制***将原料A装入所述坩埚，然后所述坩埚又回到水平直线线性模的初始位置；
通过第一机械臂将石墨片装入所述坩埚，然后水平直线线性模组再次将所述坩埚送到所述出料装置下方，通过出料控制***将原料A装入所述坩埚，然后所述坩埚又回到水平直线线性模的初始位置；
通过第一机械臂将石墨锅装入所述坩埚，然后水平直线线性模组再次将所述坩埚送到所述出料装置下方，同时水平移动储料装置，将料斗的出料装置对中所述坩埚，通过出料控制***将原料B装入所述坩埚，然后所述坩埚又回到水平直线线性模的初始位置；
通过第一机械臂将石墨片装入所述坩埚，然后水平直线线性模组再次将所述坩埚送到所述出料装置下方，同时水平移动储料装置，将料斗的出料装置对中所述坩埚，通过出料控制***将原料C装入所述坩埚，然后所述坩埚又回到水平直线线性模的初始位置；
通过第一机械臂将杯盖放在所述坩埚上方，盖住所述坩埚；
通过第二机械臂将装满原料的所述坩埚放在指定的工作平台上；
依次顺序，往复循环完成装料，实现自动生产。
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