一種小型智能自動拆包系統的製作方法
2023-12-05 00:07:16
本發明涉及固體散料袋裝物料的自動拆包、卸料、除塵技術領域，具體地說是一種小型智能自動拆包系統。
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背景技術：
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目前，市場上對固體散料、粉粒體包裝物料的小袋拆包是通過人工一包一包拆包完成的。人工拆包：由於小袋包裝袋一般為10-25kg/袋，特別經常遇到有毒有害物料，故對工人危害程度非常大，且效率非常低，一般需要幾個工人同時作業才能完成一定的工作量。一般工人也不願意從事手動拆包工作，再由於現在工人費用非常高，故現在許多企業都尋求能實現替代人工作業的自動化、無人化的小袋自動拆包系統。
由於目前市場上的自動拆包機都是敞開式入口進袋、外形尺寸大、佔用較多場地，一次投入成本較高。遇到有毒有害物料，對工人危害程度非常大！對已經建成的裝置在項目設計時絕大部分沒有預留固體散料、粉粒體包裝物料的自動拆包系統場地，無法使用現在的大尺寸自動拆包機，無法實現替代人工作業的自動化、智能化、小型化、無人化生產！
對於新建裝置的粉粒體包裝物料小批量拆包也意味著能源和土地資源造成巨大的浪費！特別是在石油化工、醫藥、食品、新材料等粉粒體包裝物料小批量自動拆包領域，迫切需要一種既能實現小型化、密閉式、自動化、小批量、一次投入成本低的全自動拆包系統(常見的粉粒體物料200袋以下)，減少工人勞動強度和危害程度，又穩定可靠的小袋拆包系統。
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技術實現要素：
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本發明的目的就是要解決上述的不足而提供一種小型智能自動拆包系統，具有體積小、密閉式、節約空間、一次投入成本低、工作效率高，連續小袋拆包，拆包過程內部形成負壓無外部揚塵，最大程度減少對工人和環境的危害，實現自動化、智能化生產、節約能源、綠色環保等優點。
為實現上述目的設計一種小型智能自動拆包系統，包括袋子切割機構1、翻轉倒料機構、安全門機構、落料/廢袋切換機構6、廢袋螺旋輸送機構7、粉粒料螺旋輸送機構8、抓爪機構12、箱體11以及PLC控制系統，所述箱體11上開設有進袋口，所述箱體11底部設有廢袋口13及下料口14，所述進袋口處裝設有安全門機構，所述安全門機構用於實現進袋口的開啟或關閉，所述箱體11內位於進袋口的下方處設有翻轉倒料機構，所述翻轉倒料機構底下設有抓爪機構12，所述抓爪機構12用於抓住放置在翻轉倒料機構上的料袋15，所述翻轉倒料機構斜上方設有袋子切割機構1，所述袋子切割機構1安裝在箱體11內上部，所述袋子切割機構1用於切割料袋15，所述翻轉倒料機構下方設有落料/廢袋切換機構6，所述落料/廢袋切換機構6固定在箱體11內底部，所述落料/廢袋切換機構6設置在廢袋口13與下料口14之間位置處，所述落料/廢袋切換機構6下方一側設有廢袋螺旋輸送機構7，所述廢袋螺旋輸送機構7用於輸出廢袋，所述落料/廢袋切換機構6下方另一側設有粉粒料螺旋輸送機構8，所述粉粒料螺旋輸送機構8用於輸出粉粒料，所述落料/廢袋切換機構6用於將翻轉倒料機構的輸出端切換至廢袋螺旋輸送機構7的輸入端或粉粒料螺旋輸送機構8的輸入端，所述廢袋螺旋輸送機構7與廢袋口13連接，所述粉粒料螺旋輸送機構8與下料口14連接，所述安全門機構、翻轉倒料機構、抓爪機構12、袋子切割機構1、落料/廢袋切換機構6、廢袋螺旋輸送機構7、粉粒料螺旋輸送機構8分別通過線路連接PLC控制系統。
進一步地，所述翻轉倒料機構包括左右對稱設置的左拆包翻轉倒料機構2、右拆包翻轉倒料機構3，所述左拆包翻轉倒料機構2、右拆包翻轉倒料機構3均連接在箱體11上，所述左拆包翻轉倒料機構2、右拆包翻轉倒料機構3分別通過翻轉軸與氣缸一連接，所述左拆包翻轉倒料機構2、右拆包翻轉倒料機構3在氣缸一的推動下分別向左、向右對開翻轉，所述氣缸一通過線路連接PLC控制系統。
進一步地，所述抓爪機構12包括抓爪、氣缸二，所述抓爪設置在翻轉倒料機構的翻板下方，所述抓爪與氣缸二的活塞端相連，所述抓爪在氣缸二的帶動下從翻板底下伸出並扎入料袋15，所述氣缸二通過線路連接PLC控制系統。
進一步地，所述袋子切割機構1包括擺臂、飛輪以及切割刀，所述擺臂一端可旋轉式連接在粉粒料螺旋輸送機構8上，所述擺臂另一端連接有飛輪，所述飛輪通過傳送帶連接有切割刀，所述傳送帶與減速機的輸出端相連，所述減速機通過線路連接PLC控制系統。
進一步地，所述安全門機構包括上安全門機構4、下安全門機構5，所述上安全門機構4連接在箱體11頂部，並與氣缸三的活塞端相連，所述氣缸三固定在箱體11上，所述氣缸三通過線路連接PLC控制系統，所述氣缸三帶動上安全門機構4啟閉，所述下安全門機構5上邊沿通過鉸鏈與上安全門機構4連接，所述箱體11上設置有導軌，所述下安全門機構5下邊沿沿著導軌作軌跡運動。
進一步地，所述落料/廢袋切換機構6包括旋轉軸、氣缸四、切換板，所述氣缸四安裝在箱體11內，所述切換板通過旋轉軸與氣缸四的活塞端相連，所述切換板正在氣缸四的帶動下切換至廢袋螺旋輸送機構7的輸入端或粉粒料螺旋輸送機構8的輸入端，所述氣缸四通過線路連接PLC控制系統。
進一步地，所述廢袋螺旋輸送機構7、粉粒料螺旋輸送機構8均由電機減速機、傳動軸、軸承座、螺旋機構以及螺旋箱體構成，所述螺旋機構設於螺旋箱體內，所述螺旋機構通過傳動軸連接電機減速機的輸出端，所述傳動軸的端部安裝有軸承座，所述電機減速機通過線路連接PLC控制系統。
進一步地，所述箱體11中部設置有廢袋推送機構9，所述廢袋推送機構9包括氣動執行機構、傳動軸三、推袋機構及支架，所述氣動執行機構、傳動軸三、推袋機構通過支架安裝在箱體11內，所述氣動執行機構通過傳動軸三連接推袋機構，所述推袋機構用於將廢袋推送至廢袋螺旋輸送機構7的輸入端，所述氣動執行機構通過線路連接PLC控制系統。
進一步地，本發明還包括脈衝除塵系統10，所述脈衝除塵系統10與箱體11頂端的除塵口相連接，所述脈衝除塵系統10通過風網管路與箱體11內部連接，所述脈衝除塵系統10包括布袋/燒結板過濾系統、脈衝反吹系統、脈衝控制儀、風機，所述布袋/燒結板過濾系統與脈衝反吹系統連接，所述脈衝反吹系統、風機分別連接脈衝控制儀。
進一步地，所述PLC控制系統包括控制櫃、PLC、傳感器、電線電纜，所述PLC、傳感器、電線電纜均設於控制櫃內。
本發明同現有技術相比，具有如下優點：
(1)本發明佔地面積小，節約空間，比目前市場上的自動拆包機體積減少了一半以上。基本能滿足絕大部分客戶現場場地的要求，能適應用戶老裝置的改造和新建項目使用。
(2)本發明採用連續自動拆包方式，取代原來人工拆包的原始工作狀態，實現了拆包的自動化。提高了工作效率，減少人工成本，有效實現企業的減員增效。
(3)本發明設計有皮帶式輸送機，實現小袋包輸送的自動化。
(4)本發明設計有安全門機構，密封良好，有效控制拆包粉體的外洩。
(5)本發明設計有卸料和廢袋切換機構，解決了廢袋和卸料有效分離的問題。
(6)本發明設計有推廢袋機構，解決了空袋不易推到廢袋螺旋的問題。
(7)本發明將翻袋機構設計成翻轉機構，解決了拆包卸料問題。
(8)本發明設計有廢袋螺旋輸送機構，能有效解決拆包後廢袋輸送的問題
(9)本發明設計有物料螺旋輸送機構，能有效解決拆包後物料輸送的問題
(10)本發明設計抓爪在翻板之下，拆包時自動伸出，卸廢袋時自動縮回，解決了拆包固定，落廢袋暢通的問題。
(11)本發明設計有脈衝除塵系統，系統設備工作是內部形成負壓狀態，解決了拆包過程中揚塵外洩的問題，保障作業車間環境粉塵達標排放的問題。
(12)本發明設計有PLC控制系統，自帶多個自我監測與反饋、控制元件，完全實現系統內自動化、智能化控制，並與用戶的中央控制系統聯鎖。
綜上，本發明具有設計獨特、體積小、小型化、密閉式、一次投入成本低、工作效率高、自動化智能化程度高、省空間、省時、綠色環保、節能等特點。
[附圖說明]
圖1是本發明的結構示意圖；
圖2是本發明的側視圖；
圖中：1、袋子切割機構 2、左拆包翻轉倒料機構 3、右拆包翻轉倒料機構 4、上安全門機構 5、下安全門機構 6、落料/廢袋切換機構 7、廢袋螺旋輸送機構 8、粉粒料螺旋輸送機構 9、廢袋推送機構 10、脈衝除塵系統 11、箱體 12、抓爪機構 13、廢袋口 14、下料口 15、料袋 16、輸送機。
[具體實施方式]
下面結合附圖對本發明作以下進一步說明：
如附圖所示，本發明包括：袋子切割機構1、翻轉倒料機構、安全門機構、落料/廢袋切換機構6、廢袋螺旋輸送機構7、粉粒料螺旋輸送機構8、抓爪機構12、箱體11以及PLC控制系統，箱體11上開設有進袋口，箱體11底部設有廢袋口13及下料口14，進袋口處裝設有安全門機構，安全門機構用於實現進袋口的開啟或關閉，箱體11內位於進袋口的下方處設有翻轉倒料機構，翻轉倒料機構底下設有抓爪機構12，抓爪機構12用於抓住放置在翻轉倒料機構上的料袋15，翻轉倒料機構斜上方設有袋子切割機構1，袋子切割機構1安裝在箱體11內上部，袋子切割機構1可以旋轉擺動，用於切割料袋15，翻轉倒料機構下方設有落料/廢袋切換機構6，落料/廢袋切換機構6固定在箱體11內底部，落料/廢袋切換機構6設置在廢袋口13與下料口14之間位置處，落料/廢袋切換機構6下方一側設有廢袋螺旋輸送機構7，廢袋螺旋輸送機構7連接在箱體11下端廢袋口處，廢袋螺旋輸送機構7用於輸出廢袋，落料/廢袋切換機構6下方另一側設有粉粒料螺旋輸送機構8，粉粒料螺旋輸送機構8連接在箱體11下端下料口處，粉粒料螺旋輸送機構8用於輸出粉粒料，落料/廢袋切換機構6用於將翻轉倒料機構的輸出端切換至廢袋螺旋輸送機構7的輸入端或粉粒料螺旋輸送機構8的輸入端，廢袋螺旋輸送機構7與廢袋口13連接，粉粒料螺旋輸送機構8與下料口14連接，所述安全門機構、翻轉倒料機構、抓爪機構12、袋子切割機構1、落料/廢袋切換機構6、廢袋螺旋輸送機構7、粉粒料螺旋輸送機構8分別通過線路連接PLC控制系統。
其中，翻轉倒料機構分成左右兩部分，其包括左右對稱設置的左拆包翻轉倒料機構2、右拆包翻轉倒料機構3，左拆包翻轉倒料機構2、右拆包翻轉倒料機構3均連接在箱體11上，左拆包翻轉倒料機構2、右拆包翻轉倒料機構3分別通過翻轉軸與外置的氣缸一連接，左拆包翻轉倒料機構2、右拆包翻轉倒料機構3在氣缸一的推動下分別向左、向右對開翻轉，氣缸一通過線路連接PLC控制系統，其軸端的氣缸一分別驅動翻轉軸實現翻轉倒料抖袋。該翻轉倒料機構採用氣缸一為動力源，工作時，氣缸一推動翻轉軸實現左右翻轉倒料機構對開翻轉倒料，倒料在下料口的中心。抓爪機構12包括抓爪、氣缸二，抓爪設置在翻轉倒料機構的翻板下方，抓爪採用氣缸二作為動力源，抓爪與氣缸二的活塞端相連，抓爪在氣缸二的帶動下從翻板底下伸出並扎入料袋15，氣缸二通過線路連接PLC控制系統，工作時，氣缸二帶動抓爪從翻板底下伸出，扎入已放好的料袋，從而實現抓袋。
本發明中，袋子切割機構1包括擺臂、飛輪以及切割刀，擺臂一端可旋轉式連接在粉粒料螺旋輸送機構8上，擺臂另一端連接有飛輪，飛輪通過傳送帶連接有切割刀，傳送帶與減速機的輸出端相連，減速機通過線路連接PLC控制系統。具體為：袋子切割機構擺臂有內外軸，外軸作為擺動切割行程，內軸作為切割旋轉軸，內軸端連有減速機，內軸另一端接有飛輪，飛輪通過傳送帶帶動切割刀，從而實現切袋動作。安全門機構包括上安全門機構4、下安全門機構5，上安全門機構4連接在箱體11頂部，並與氣缸三的活塞端相連，實現安全門自動開閉，氣缸三固定在箱體11上，氣缸三通過線路連接PLC控制系統，工作時，氣缸三帶動上安全門機構4啟閉，下安全門機構5上邊沿通過鉸鏈與上安全門機構4連接，箱體11上設置有導軌，下安全門機構5下邊沿沿著導軌作特定軌跡運動，下安全門機構5隨著上安全門機構4往箱體11收縮實現開啟，並留出放置料袋空間。
本發明中，落料/廢袋切換機構6固定在箱體11底部，落料/廢袋切換機構6包括旋轉軸、氣缸四、切換板、密封結構等，氣缸四安裝在箱體11內，切換板通過旋轉軸與氣缸四的活塞端相連，切換板正在氣缸四的帶動下切換至廢袋螺旋輸送機構7的輸入端或粉粒料螺旋輸送機構8的輸入端，氣缸四通過線路連接PLC控制系統。廢袋螺旋輸送機構7與廢袋口連接，粉粒料螺旋輸送機構8與下料口連接，廢袋螺旋輸送機構7、粉粒料螺旋輸送機構8均由電機減速機、傳動軸、軸承座、螺旋機構以及螺旋箱體構成，螺旋機構設於螺旋箱體內，螺旋機構通過傳動軸連接電機減速機的輸出端，傳動軸的端部安裝有軸承座，電機減速機通過線路連接PLC控制系統。
本發明箱體11中部還設置有廢袋推送機構9，廢袋推送機構9包括氣動執行機構、傳動軸三、推袋機構及支架等，氣動執行機構、傳動軸三、推袋機構通過支架安裝在箱體11內，氣動執行機構通過傳動軸三連接推袋機構，推袋機構用於將廢袋推送至廢袋螺旋輸送機構7的輸入端，氣動執行機構通過線路連接PLC控制系統，推袋機構通過氣動執行機構實現推送廢袋動作。本發明還包括脈衝除塵系統10，脈衝除塵系統10與箱體11頂端的除塵口相連接，脈衝除塵系統10通過風網管路與箱體11內部連接，脈衝除塵系統10包括布袋(或燒結板)過濾系統、脈衝反吹系統、脈衝控制儀、風機，布袋(或燒結板)過濾系統與脈衝反吹系統連接，脈衝反吹系統、風機分別連接脈衝控制儀；PLC控制系統包括控制櫃、PLC、傳感器、電線電纜以及其他電器元件，所述PLC、傳感器、電線電纜以及其他電器元件均設於控制櫃內。
本發明涉及在化工、製藥、新材料、能源、食品等行業要求減少人體與有毒有害物料接觸工況下固體物料的拆包、卸料系統技術領域。本發明能夠最大化地減少工作人員接觸包裝袋和物料的機會，可替代人工拆包工作，降低了工人的勞動強度、提高了生產效率、保障了工人的身體健康及物料的潔淨度。小型化、封閉式結構、特殊的翻袋卸料機構和抓袋機構則是本發明所述系統的關鍵設計理念。
本發明的工作原理為：機械手或者機器人等將粉粒體包裝物料放置在皮帶輸送機上，通過皮帶輸送機輸送到該小袋拆包系統箱體內，安全門關閉，藏在翻板底下的抓爪伸出，抓住袋包，切割刀啟動，對著袋包中心將袋包切割成兩半，翻袋板對開翻轉成90度，將粉粒料倒進粉粒料螺旋輸送機，粉粒料被輸送到指定點；然後，翻板抖掉殘餘的物料，廢袋卸料機構切換到卸廢袋側，抓爪縮進放開廢袋，廢袋靠自重滑落至廢袋口，廢袋推送機構啟動，將廢袋推至廢袋螺旋輸送機，以將廢袋輸送至廢袋收集口；拆包過程產生揚塵則由裝在頂部的脈衝除塵器抽吸過濾去除。
本系統為小型化、立體化設計，徹底改變現有自動拆包機大而長的外形布局。整個過程通過PLC連鎖，實現拆包的全自動化工作。
本發明並不受上述實施方式的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護範圍之內。