螺蛳粉滚桶理料机器人
说 明 书 摘 要
本发明螺蛳粉滚桶理料机器人，包括滚桶理料装置和盘式发料仓，盘式发料仓连接在滚桶理料装置后端，滚桶理料装置包括滚桶、进料斗、滚筒旋转组件、底座、皮带支架、上料皮带、皮带驱动电机、刷料装置，滚桶一端与进料斗连接并可相对进料斗转动，滚桶另一端设有通孔，滚桶定位在底座上的滚筒旋转组件上并可由滚筒旋转组件驱动滚筒做旋转运动，上料皮带连接在皮带支架前后两端的皮带轮上并由皮带驱动电机驱动。刷料装置设置在滚桶内侧的上料皮带两侧并安装在皮带支架上。盘式发料仓包括安装固定座、旋转盘、发料电机、抓取感应单元。本发明占用厂房面积小、投料节拍短、不会发生料包漏投或多投现象，有效提高包装效率。
权 利 要 求 书
1. 螺蛳粉滚桶理料机器人，其特征在于，包括滚桶理料装置和盘式发料仓（10），盘式发料仓（10）连接在滚桶理料装置后端，滚桶理料装置包括滚桶（3）、进料斗（1）、滚筒旋转组件、底座（13）、皮带支架（8）、上料皮带（7）、皮带驱动电机（12）、刷料装置，滚桶（3）内表面均匀设置的轴向筋条（21），滚桶（3）一端与进料斗（1）连接并可相对进料斗（1）转动，滚桶（3）另一端设有通孔（6），滚筒旋转组件连接在底座（13）上，滚桶（3）定位在滚筒旋转组件上并可由滚筒旋转组件驱动滚筒做旋转运动，皮带支架（8）底端固定在底座（13）上，皮带支架（8）上侧一端向前穿过滚桶（3）的通孔（6）延伸至滚桶（3）内、而另一端向后延伸至盘式发料仓（10）排队投料装置上方一侧，上料皮带（7）连接在皮带支架（8）前后两端的皮带轮（11）上，皮带驱动电机（12）设置在皮带支架（8）一侧并驱动皮带轮（11）带动上料皮带（7）循环转动，刷料装置设置在滚桶（3）内侧的上料皮带（7）两侧并安装在皮带支架（8）上；盘式发料仓（10）包括安装固定座、旋转盘、发料电机（9）、抓取感应单元，安装固定座一侧通过连接装置与皮带支架（8）后端连接，发料电机（9）设置在安装固定座上侧，旋转盘设置在安装固定座底部，旋转盘与发料电机（9）的输出轴连接并由发料电机（9）驱动旋转盘转动，抓取感应单元以环形矩阵方式安装在安装固定座上并延伸至旋转盘上方，安装固定座上表面靠近皮带支架（8）后端位置设有入料口（32），安装固定座下侧设有发料口。
2. 如权利要求1所述的螺蛳粉滚桶理料机器人，其特征在于，所述滚筒旋转组件包括盘桶皮带（4）、主动轮（17）、张紧轮（19）、盘桶电机（14），主动轮（17）、张紧轮（19）分别通过安装支架Ⅰ（18）安装在底座（13）上表面，盘桶电机（14）通过安装支架Ⅱ（15）安装在底座（13）上表面并位于主动轮（17）一侧，盘桶电机（14）输出轴通过联轴器与主动轮（17）一端连接，盘桶皮带（4）连接在滚桶（3）外表面并分别连接在主动轮（17）表面和张紧轮（19）表面，盘桶电机（14）工作时带动主动轮（17）转动，主动轮（17）通过盘桶皮带（4）驱动滚桶（3）旋转。
3. 如权利要求2所述的螺蛳粉滚桶理料机器人，其特征在于，在底座（13）上表面的安装支架Ⅰ（18）前后侧分别连接有安装支架Ⅲ（16），每一组安装支架Ⅲ（16）包括两条支撑臂（2），其中一条支撑臂（2）由底座（13）上表面垂直向上延伸至滚桶（3）靠底部的一侧，另一条支撑臂（2）由底座（13）上表面先垂直向上延伸后沿滚桶（3）外表面继续向上弯曲延伸至滚桶（3）顶部外侧上端，两条支撑臂（2）末端分别连接有可导向滚桶（3）转动的滚轮（5）。
4. 如权利要求1所述的螺蛳粉滚桶理料机器人，其特征在于，所述刷料装置包括侧刷料组件（23）和斜置刷料组件（22），侧刷料组件（23）和斜置刷料组件（22）分别前后排列的安装在延伸至滚桶（3）内侧的皮带支架（8）的两侧上端。
5. 如权利要求4所述的螺蛳粉滚桶理料机器人，其特征在于，所述侧刷料组件（23）包括两条侧刷料滚（25）和分别连接在两条侧刷料滚（25）转轴一端端部的侧刷料驱动电机（24），延伸至滚桶（3）内侧的皮带支架（8）两侧靠上端的位置分别连接有一对连接支座Ⅰ（29），两条侧刷料滚（25）的转轴分别由对应的连接支座Ⅰ（29）所支撑，侧刷料驱动电机（24）工作时带动两条侧刷料滚（25）相对连接支座Ⅰ（29）转动。
6. 如权利要求4所述的螺蛳粉滚桶理料机器人，其特征在于，所述斜置刷料组件（22）包括两条斜置刷料滚（26）和分别连接在两条斜置刷料滚（26）外侧转轴端部的斜置刷料驱动电机（27），连接支座Ⅰ（29）后侧的皮带支架（8）两侧靠上端的位置分别连接有连接支座Ⅱ（28），两条斜置刷料滚（26）外侧转轴分别由连接支座Ⅱ（28）所支撑，两条斜置刷料滚（26）内侧分别向内倾斜延伸至上料皮带（7）中部，斜置刷料驱动电机（27）作时带动两条斜置刷料滚（26）相对对应的连接支座Ⅱ（28）转动。
7. 如权利要求1所述的螺蛳粉滚桶理料机器人，其特征在于，所述抓取感应单元包括吸盘（37）、捕捉气缸（38）、红外线感应接近开关（36），其中吸盘（37）、捕捉气缸（38）、红外线感应接近开关（36）的安装端分别安装固定在安装固定座（30）中，吸盘（37）、捕捉气缸（38）、红外线感应接近开关（36）分别延伸至旋转盘（33）上方，吸盘（37）、捕捉气缸（38）、红外线感应接近开关（36）的控制端分别与控制系统连接。
8. 如权利要求7所述的螺蛳粉滚桶理料机器人，其特征在于，所述安装固定座（30）整体呈圆盘状，包括圆形主体部和垂直连接在主体部周缘下侧的侧向档壁，抓取感应单元以环形矩阵方式安装在安装固定座（30）的主体部上，旋转盘（33）的下侧设有与安装固定座（30）的侧向档壁连接的保护罩（34），入料口（32）设置在主体部一侧，发料口（35）设置在保护罩（34）一侧。
说 明 书
螺蛳粉滚桶理料机器人
技术领域
本发明涉及一种自动包装设备，特别涉及一种螺蛳粉滚桶理料机器人。
背景技术
目前，袋装螺蛳粉的包装主要靠手工将各种配料包装袋后再封包装袋，这种包装方法效率低，劳动力成本高。有少数上规模企业开始采用机器人包装袋装螺蛳粉，采用机器人包装袋装螺蛳粉时，螺蛳粉配料包经传送带不断向前投料，吸盘在通过摄像头定位、拾取配料包，再移动放进预定的格子内。为防止漏吸配料包，每个环节设置有两个吸盘互为备份。当酸笋、辣椒油、腐竹等配料包配齐后，再由自动装袋机包装。下线前再进行称重，剔除重量超差的产品，避免料包漏装和多装。这种采用机器人包装袋装螺蛳粉虽然效率有所提高，但还存在以下缺陷：投料输送距离长，设备占用厂房面积大；摄像头定位、机械手跟踪再用吸盘拾取料包，然后移位投放，投料节拍长；料包多投漏投时有发生，返工率高。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术存在的缺陷，提供一种螺蛳粉滚桶理料机器人，其占用厂房面积小、投料节拍短、不会发生料包漏投或多投现象，有效提高包装效率。
本发明为实现上述目的采用的技术方案是：螺蛳粉滚桶理料机器人，包括滚桶理料装置和盘式发料仓，盘式发料仓连接在滚桶理料装置后端，滚桶理料装置包括滚桶、进料斗、滚筒旋转组件、底座、皮带支架、上料皮带、皮带驱动电机、刷料装置，滚桶内表面均匀设置的轴向筋条，滚桶一端与进料斗连接并可相对进料斗转动，滚桶另一端设有通孔，滚筒旋转组件连接在底座上，滚桶定位在滚筒旋转组件上并可由滚筒旋转组件驱动滚筒做旋转运动，皮带支架底端固定在底座上，皮带支架上侧一端向前穿过滚桶的通孔延伸至滚桶内、而另一端向后延伸至盘式发料仓排队投料装置上方一侧，上料皮带连接在皮带支架前后两端的皮带轮上，皮带驱动电机设置在皮带支架一侧并驱动皮带轮带动上料皮带循环转动，刷料装置设置在滚桶内侧的上料皮带两侧并安装在皮带支架上；盘式发料仓包括安装固定座、旋转盘、发料电机、抓取感应单元，安装固定座一侧通过连接装置与皮带支架后端连接，发料电机设置在安装固定座上侧，旋转盘设置在安装固定座底部，旋转盘与发料电机的输出轴连接并由发料电机驱动旋转盘转动，抓取感应单元以环形矩阵方式安装在安装固定座上并延伸至旋转盘上方，安装固定座上表面靠近皮带支架后端位置设有入料口，安装固定座下侧设有发料口。
本发明的进一步技术方案是：所述滚筒旋转组件包括盘桶皮带、主动轮、张紧轮、盘桶电机，主动轮、张紧轮分别通过安装支架Ⅰ安装在底座上表面，盘桶电机通过安装支架Ⅱ安装在底座上表面并位于主动轮一侧，盘桶电机输出轴通过联轴器与主动轮一端连接，盘桶皮带连接在滚桶外表面并分别连接在主动轮表面和张紧轮表面，盘桶电机工作时带动主动轮转动，主动轮通过盘桶皮带驱动滚桶旋转。
本发明的进一步技术方案是：在底座上表面的安装支架Ⅰ前后侧分别连接有安装支架Ⅲ，每一组安装支架Ⅲ包括两条支撑臂，其中一条支撑臂由底座上表面垂直向上延伸至滚桶靠底部的一侧，另一条支撑臂由底座上表面先垂直向上延伸后沿滚桶外表面继续向上弯曲延伸至滚桶顶部外侧上端，两条支撑臂末端分别连接有可导向滚桶转动的滚轮。
本发明的进一步技术方案是：所述刷料装置包括侧刷料组件和斜置刷料组件，侧刷料组件和斜置刷料组件分别前后排列的安装在延伸至滚桶内侧的皮带支架的两侧上端。
本发明的进一步技术方案是：所述侧刷料组件包括两条侧刷料滚和分别连接在两条侧刷料滚转轴一端端部的侧刷料驱动电机，延伸至滚桶内侧的皮带支架两侧靠上端的位置分别连接有一对连接支座Ⅰ，两条侧刷料滚的转轴分别由对应的连接支座Ⅰ所支撑，侧刷料驱动电机工作时带动两条侧刷料滚相对连接支座Ⅰ转动。
本发明的进一步技术方案是：所述斜置刷料组件包括两条斜置刷料滚和分别连接在两条斜置刷料滚外侧转轴端部的斜置刷料驱动电机，连接支座Ⅰ后侧的皮带支架两侧靠上端的位置分别连接有连接支座Ⅱ，两条斜置刷料滚外侧转轴分别由连接支座Ⅱ所支撑，两条斜置刷料滚内侧分别向内倾斜延伸至上料皮带中部，斜置刷料驱动电机作时带动两条斜置刷料滚相对对应的连接支座Ⅱ转动。
本发明的进一步技术方案是：所述抓取感应单元包括吸盘、捕捉气缸、红外线感应接近开关，其中吸盘、捕捉气缸、红外线感应接近开关的安装端分别安装固定在安装固定座中，吸盘、捕捉气缸、红外线感应接近开关分别延伸至旋转盘上方，吸盘、捕捉气缸、红外线感应接近开关的控制端分别与控制系统连接。
本发明的进一步技术方案是：所述安装固定座整体呈圆盘状，包括圆形主体部和垂直连接在主体部周缘下侧的侧向档壁，抓取感应单元以环形矩阵方式安装在安装固定座的主体部上，旋转盘的下侧设有与安装固定座的侧向档壁连接的保护罩，入料口设置在主体部一侧，发料口设置在保护罩一侧。
本发明螺蛳粉滚桶理料机器人具有如下有益效果：
1、本发明通过滚桶理料装置分离料包，滚桶理料装置的滚桶通过不断滚动将料包传到上料皮带上，堆叠的料包再通过上料皮带两侧的刷料装置刷回滚桶，输送距离端，由整体为圆形的盘式发料仓将料包投出，投料距离短，投料输送距离比传统的传送带输送大幅缩短，设备占用厂房面积小；
2、本发明因通过滚桶理料装置分离料包，由圆形的盘式发料仓投料，投料节拍短，包装效率高；
3、本发明由盘式发料仓投料，盘式发料仓中设置抓取感应单元，投料时由捕捉气缸控制吸盘料包，并由红外线感应接近开关感应料包，不会发生料包漏投或多投现象，不但提高包装效率，也避免因料包漏投或多投等引起的返工。
下面结合附图和实施例对本发明螺蛳粉滚桶理料机器人作进一步的说明。
附图说明
图1是本发明螺蛳粉滚桶理料机器人的结构示意图（其中滚桶、进料斗及盘桶皮带被局部切割）；
图2是图1中的上料皮带和刷料装置的局部放大视图；
图3是盘式发料仓的结构示意图（其中安装固定座局部切割）。
附图标号说明：1-进料斗,2-支撑臂,3-滚桶,4-盘桶皮带,5-滚轮,6-通孔,7-上料皮带,8-皮带支架,9-发料电机,10-盘式发料仓,11-皮带轮,12-皮带驱动电机,13-底座,14-盘桶电机,15-安装支架Ⅱ,16-安装支架Ⅲ,17-主动轮,18-安装支架Ⅰ,19-张紧轮, 21-轴向筋条,22-斜置刷料组件,23-侧刷料组件,24-侧刷料驱动电机,25-侧刷料滚,26-斜置刷料滚,27-斜置刷料驱动电机,28-连接支座Ⅱ,29-连接支座Ⅰ,30-安装固定座,31-侧向档壁,32-入料口,33-旋转盘,34-保护罩,35-发料口,36-红外线感应接近开关,37-吸盘,38-捕捉气缸。
具体实施方式
如图1至图3所示，本发明螺蛳粉滚桶理料机器人，包括滚桶理料装置和盘式发料仓，盘式发料仓连接在滚桶理料装置后端。
如图1、2所示，滚桶理料装置包括滚桶、进料斗、滚筒旋转组件、底座、皮带支架、上料皮带、皮带驱动电机、刷料装置。滚桶内表面均匀设置的轴向筋条，轴向筋条通过焊接方式间距相等的连接在滚桶内表面。滚桶一端（前端）与进料斗连接并可相对进料斗转动，滚桶另一端（后端）设有通孔。滚筒旋转组件连接在底座上，滚桶定位在滚筒旋转组件上并可由滚筒旋转组件驱动滚筒做旋转运动。皮带支架底端固定在底座上，皮带支架上侧一端向前穿过滚桶后端的通孔延伸至滚桶内、而另一端向后延伸至盘式发料仓排队投料装置上方一侧。上料皮带连接在皮带支架前后两端的皮带轮上，皮带驱动电机设置在皮带支架一侧并驱动皮带轮带动上料皮带循环转动，刷料装置设置在滚桶内侧的上料皮带两侧并安装在皮带支架上。
其中所述滚筒旋转组件包括盘桶皮带、主动轮、张紧轮、盘桶电机。如图1所示，主动轮、张紧轮分别通过安装支架Ⅰ安装在底座上表面，盘桶电机通过安装支架Ⅱ安装在底座上表面并位于主动轮一侧。盘桶电机输出轴通过联轴器与主动轮一端连接，盘桶皮带连接在滚桶外表面并分别连接在主动轮表面和张紧轮表面，盘桶电机工作时带动主动轮转动，主动轮通过盘桶皮带驱动滚桶旋转。在底座上表面的安装支架Ⅰ前后侧分别连接有安装支架Ⅲ，每一组安装支架Ⅲ包括两条支撑臂，其中一条支撑臂由底座上表面垂直向上延伸至滚桶靠底部的一侧，另一条支撑臂由底座上表面先垂直向上延伸后沿滚桶外表面继续向上弯曲延伸至滚桶顶部外侧上端，两条支撑臂末端分别连接有可导向滚桶转动的滚轮。
在本实施例中，所述刷料装置包括侧刷料组件和斜置刷料组件，侧刷料组件和斜置刷料组件分别前后排列的安装在延伸至滚桶内侧的皮带支架的两侧上端。所述侧刷料组件包括两条侧刷料滚和分别连接在两条侧刷料滚转轴一端端部的侧刷料驱动电机，延伸至滚桶内侧的皮带支架两侧靠上端的位置分别连接有一对连接支座Ⅰ，两条侧刷料滚的转轴分别由对应的连接支座Ⅰ所支撑，侧刷料驱动电机工作时带动两条侧刷料滚相对连接支座Ⅰ转动。所述斜置刷料组件包括两条斜置刷料滚和分别连接在两条斜置刷料滚外侧转轴端部的斜置刷料驱动电机，连接支座Ⅰ后侧的皮带支架两侧靠上端的位置分别连接有连接支座Ⅱ，两条斜置刷料滚外侧转轴分别由连接支座Ⅱ所支撑，两条斜置刷料滚内侧分别向内倾斜延伸至上料皮带中部，斜置刷料驱动电机作时带动两条斜置刷料滚相对对应的连接支座Ⅱ转动。
滚桶理料工作原理如下：料包由进料斗进料后落入滚桶内侧底部，盘桶电机驱动滚桶旋转，此时滚桶底部的料包有两种移动状态：一种是落入相邻轴向筋条形成的槽内的料包，由于轴向筋条的约束随滚桶旋转到较高的位置，直到受重力的作用后掉落在上料皮带上；另一种是浮于上层的料包由于层间摩擦力较小，其随滚桶旋转上升的高度有限，一定高度后在重力的作用下下滑且向滚桶下底部移动。滚桶连续不断的旋转，其结果就是落入轴向筋条槽内的料包掉落在上料皮带上，以达到初步理料的效果；料包落在上料皮带上，在驱动电机的作用下向前移动，同时，落在上料皮带两侧的料包在侧刷滚的旋转动力带动下落回滚桶底部，如上料皮带上有叠层的料包，当其前移至斜置刷滚处，在斜置刷滚旋转带动下也落回滚桶底部，最终达到逐次上料的目的。
如图1、3所示，盘式发料仓包括安装固定座、旋转盘、发料电机、抓取感应单元。安装固定座一侧通过连接装置与皮带支架后端连接，发料电机设置在安装固定座上侧，旋转盘设置在安装固定座底部，旋转盘与发料电机的输出轴连接并由发料电机驱动旋转盘转动，抓取感应单元以环形矩阵方式安装在安装固定座上并延伸至旋转盘上方，安装固定座上表面靠近皮带支架后端位置设有入料口，安装固定座下侧设有发料口。
其中所述安装固定座整体呈圆盘状，包括圆形主体部和垂直连接在主体部周缘下侧的侧向档壁。抓取感应单元以环形矩阵方式安装在安装固定座的主体部上，旋转盘的下侧设有与安装固定座的侧向档壁连接的保护罩，入料口设置在主体部一侧，发料口设置在保护罩一侧。其中所述抓取感应单元包括吸盘、捕捉气缸、红外线感应接近开关。其中吸盘、捕捉气缸、红外线感应接近开关的安装端分别安装固定在安装固定座中，吸盘、捕捉气缸、红外线感应接近开关分别延伸至旋转盘上方，吸盘、捕捉气缸、红外线感应接近开关的控制端分别与控制系统连接。吸盘的真空压力开关（图中未示出）安装在控制系统的控制回路中。上述的各电机的控制端也分别与控制系统连接。
盘式发料仓发料工作原理是：来自上料皮带上的料包经入料口落在旋转盘上，旋转盘由其驱动电机即发料电机带动旋转，落在其上的料包也随之转动，圆周均布在安装固定座上的各仓位通过红外线感应接近开关感知料包、捕捉气缸拦截料包、吸盘吸住料包，与吸盘连接的真空压力开关判断料包被吸住与否。再通过程序控制达到料包自发料口依次被吸附，位于发料口首仓位的吸盘按节拍释放发料，首仓位吸盘释放后，后面仓位吸盘逐次释放，在程序控制下实现料包依次向前填补，为下一次发料做准备。程序控制的逻辑是：首仓位真空压力开关给出吸盘处于释放状态时，其后仓位吸盘释放，料包落在转盘上随转盘移至首仓位被首仓位红外线感应接近开关感知，然后捕捉气缸拦截料包，首吸盘吸住料包为发料做准备。次仓位吸盘处于释放状态时，其后续动作逻辑与首仓位相同，如此实现所有仓位处于待料状态。
滚桶理料与盘式发料仓的协作逻辑：当盘式发料仓所有仓位吸盘处于吸附状态时，滚桶理料停止上料。当盘式发料仓有达到四个仓位处于释放状态时，滚桶理料再次启动上料。滚桶理料上料能力远大于盘式发料仓发料量。滚桶理料频繁处于待机状态，盘式发料仓发料受包装线的包装起停控制。
以上实施例仅为本发明的较佳实施例，本发明不限于上述实施例列举的形式，本发明页可以用于包装方便面等其它有料包的食品，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
说 明 书 附 图
图1
图2
图3
