本发明公开了一种套袋机，由主机部分、灌装部分、折边缝袋部分和面粉输送部分组成，面袋经主机部分分袋、开袋、撑袋及套袋后套于灌装部分，灌装部分将粉末状物体灌装入面袋后，面袋袋口经折边缝袋部分封口后，经面粉输送部分输出。本发明的套袋机的输入为面粉和面袋，输出为灌装面粉后且缝袋良好的成品面袋，自动化程度高，能够自动扫袋排除故障。
套袋机
技术领域
[0001] 本发明涉及粉末状物体、例如面粉等灌装领域，具体是一种套袋机。
背景技术
[0002] 现代面粉加工厂的大致生产销售流程是这样的：（1） 收集农户小麦——（2）磨制成面粉——（3）制作面粉编织袋——（4）将面粉灌装到面袋中——（5）缝包——（6）成品面袋码垛库存——（7）汽车从仓库中将成品面袋运输到各个批发市场——（8）成品面袋进入商店——（9）成品面袋进入家庭。
[0003] 现有技术的套袋机在取袋、送袋、开袋、套袋、牵袋时，不能很准确的完成这一系列的动作，在套袋失败时，需要人工进行排除，工作效率低下，自动化程度不高，不适合快速高效地进行面粉灌装。
发明内容
[0004] 为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种套袋机，由主机部分、灌装部分、折边缝袋部分和面粉输送部分组成，面袋经主机部分分袋、开袋、撑袋及套袋后套于灌装部分，灌装部分将粉末状物体灌装入面袋后，面袋袋口经折边缝袋部分封口后，经面粉输送部分输出。
[0005] 进一步的，所述主机部分为套袋机的核心部分，由主机机架、放料板、料仓、分袋装置、扫袋装置、开袋装置、撑袋套袋装置组成；所述放料板设置在主机机架上，中间设有缝隙，放料板用于临时放置分袋装置吸取的面袋；
[0006] 所述料仓由料仓壁、面袋支撑板和面袋支撑板驱动装置组成，面袋支撑板由面袋支撑板驱动装置推动上下移动；
[0007] 面袋支撑板驱动装置由平板、伺服机构、导柱、导套连接体、丝杠组成，连接体连接面袋支撑板和平板，导套套在导柱上，丝杠设在平板中心，与平板上的螺母配合，伺服机构驱动丝杠转动带动平板上下移动，从而驱动面袋支撑板上下精确移动。
[0008] 进一步的，所述分袋装置包括真空吸盘组、水平纵向气缸、竖直升降气缸和水平横向取料伺服机构；真空吸盘组由若干个真空吸盘组成，其固定安装在水平导轨上，导轨设置在水平纵向气缸上，水平纵向气缸是带动真空吸盘组沿水平方向纵向伸出的执行结构，面袋被送到开袋装置的上下吸盘处；所述水平纵向气缸设于竖直升降气缸，竖直升降气缸带动真空吸盘组上下移动，所述竖直升降气缸设于水平横向取料伺服机构上。
[0009] 进一步的，所述扫袋装置由双针工作体、纵向气缸、横向气缸、扫袋装置支撑体组成，所述双针工作体设于纵向气缸上，并从放料板的缝隙中伸出，扎进面袋，并拖动面袋横向移动。
[0010] 进一步的，所述开袋装置由上吸盘、开袋下行气缸、下固定内吸盘、下固定外吸盘组成，上吸盘设置在开袋下行气缸上，开袋下行气缸设置在主机机架上，所述下固定内吸盘用来吸取面袋下表面的中间侧，所述下固定外吸盘用来吸取面袋下表面的外侧。
[0011] 进一步的，所述撑袋套袋装置由撑杆、撑杆夹具、张紧袋伺服张开结构和悬臂伺服转动结构组成；所述撑杆夹具设置在撑杆上， 撑杆设置在张紧袋伺服张开结构上，张紧袋伺服张开结构由伺服系统、滑块、导轨和同步带组成，撑杆分别设置在滑块上，滑块设置在导轨上，伺服系统通过同步带带动滑块在导轨上移动， 悬臂伺服转动结构由伺服系统、轴承和减速机组成，用来驱动撑杆转动。
[0012] 进一步的，所述灌装部分由支撑板、漏斗和夹紧结构组成；支撑板支撑连接漏斗和夹紧结构，夹紧结构由夹紧气缸及夹紧夹组成。
[0013] 进一步的，折边缝袋部分，由机架、夹袋行走装置、折边装置和缝包装置组成；
[0014] 所述机架由伺服系统、升降板、底板、导轨和机架连杆组成；
[0015] 所述夹袋行走装置由袋口夹紧组件、袋体抱紧组件、升降挡板组件和支撑体组成；袋口夹紧组件由袋口夹紧板、袋口夹紧驱动气缸组成，袋口夹紧板设置在袋口夹紧驱动气缸上；袋体抱紧组件由圆柱形壳体、柱形壳体驱动气缸组成；升降挡板组件由升降挡板、升降挡板驱动气缸组成，升降挡板设置在圆柱形壳体下部。
[0016] 所述缝包装置包括缝纫机及其电控箱。
[0017] 进一步的，所述折边装置由撑袋组件、夹紧组件、折边定杆组件和折边动杆组件构成；
[0018] 撑袋组件由撑袋旋转筒体、横向张开气缸、纵向升降气缸和气动马达组成；气动马达驱动撑袋旋转筒体转动，横向张开气缸驱动撑袋旋转筒体横向运动，撑开袋口；纵向升降气缸驱动撑袋旋转筒体纵向升降运动；
[0019] 夹紧组件由气手指和升降驱动气缸组成；
[0020] 折边定杆组件由折边定杆和折边定杆转动气缸系统组成；折边定杆转动气缸系统驱动折边定杆以固定轴为中心旋转。
[0021] 折边动杆组件由折边动杆、横向驱动气缸和纵向驱动气缸组成；横向驱动气缸驱动折边动杆横向移动；纵向驱动气缸驱动折边动杆纵向移动。
[0022] 进一步的，所述面袋输送部分由支架、档杆、输送带、驱动装置组成；驱动装置由电机和减速传动结构组成，驱动输送带正向或反向传动。
[0023] 本发明的套袋机的输入为面粉和面袋，输出为灌装面粉后且缝袋良好的成品面袋，自动化程度高，能够自动扫袋排除故障。
附图说明
[0024] 图1是套袋机整机示意图；
[0025] 图2是主机示意图；
[0026] 图3是主机机架示意图；
[0027] 图4是料仓示意图；
[0028] 图5是分袋装置示意图；
[0029] 图6是扫袋装置示意图；
[0030] 图7是开袋装置示意图；
[0031] 图8是撑袋套袋装置示意图；
[0032] 图9是灌装部分示意图；
[0033] 图10是折边缝袋部分示意图；
[0034] 图11是机架结构示意图；
[0035] 图12是夹袋行走装置示意图；
[0036] 图13是折边装置示意图；
[0037] 图14是缝包装置示意图；
[0038] 图15是面袋输送部分示意图。
具体实施方式
[0039] 下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0040] 如图1所示，本发明的套袋机主要由主机部分1、灌装部分2、折边缝袋部分3和面粉输送部分4组成。
[0041] 主机部分1为套袋机的核心部分，主要用来完成分袋、开袋、撑袋、套袋及扫袋的功能。如图2所示，主机部分由主机机架11、放料板12、料仓13、分袋装置14、扫袋装置15、开袋装置16、撑袋套袋装置17组成。
[0042] 如图3所示，主机机架11主要用来支撑、连接主机上其他各个装置，主要由型材及钢结构等组成。
[0043] 放料板12设置在主机机架11上，中间设有缝隙121，放料板12用于临时放置分袋装置14吸取的面袋。
[0044] 如图4所示，料仓13主要用来集中放置面袋，并驱动面袋上下移动，以利于分袋装置14吸取面袋，主要由料仓壁131、面袋支撑板132和面袋支撑板驱动装置133组成，面袋支撑板132由面袋支撑板驱动装置133推动上下移动。
[0045] 料仓壁131由钣金加工而成，围成一长方体区域，用来规范面袋放置形状。
[0046] 面袋支撑板132由钣金加工而成，上面支撑若干面袋。
[0047] 面袋支撑板驱动装置133由平板133-1、伺服机构133-2、导柱133-3、导套133-4、连接体133-5、丝杠133-6组成，连接体133-5连接面袋支撑板132和平板133-1，导套133-4套在导柱133-3上，丝杠133-6设在平板133-1中心，与平板133-1上的螺母配合，伺服机构133-2驱动丝杠133-6转动带动平板133-1上下移动，从而驱动面袋支撑板132上下精确移动，以利于分袋装置吸盘吸取面袋。
[0048] 分袋装置14从料仓13中逐一吸取面袋，送到开袋装置16的合适位置处。
[0049] 如图5所示，分袋装置14包括真空吸盘组141、水平纵向气缸142、竖直升降气缸143和水平横向取料伺服机构144。
[0050] 真空吸盘组141由若干个真空吸盘组成，其固定安装在水平导轨145上。真空吸盘是由真空电磁阀控制真空的开启与停止，真空开启时，吸盘产生吸力。
[0051] 真空吸盘是吸放面袋的执行结构，可以随气缸和伺服机构拖拽面袋。
[0052] 导轨145设置在水平纵向气缸142上，水平纵向气缸142是带动真空吸盘组141沿水平方向纵向伸出的执行结构，面袋被送到开袋装置16的上下吸盘处。
[0053] 水平纵向气缸142设于竖直升降气缸143，竖直升降气缸143带动真空吸盘组141上下移动，从而将面袋成功吸放。
[0054] 竖直升降气缸143设于水平横向取料伺服机构144上，水平横向取料伺服机构144在支架146上移动，水平横向取料伺服机构144用来带动气缸和吸盘等组件做水平横向平移，将面袋拖拽到合适位置。
[0055] 合适位置由现场面袋宽度大小、放袋位置而定，可在触摸屏上输入参数。
[0056] 扫袋装置15是用来纠正套袋失败操作的。一般情况下，面袋在放料板12上被撑开袋口后，是能够随着撑袋套袋装置17一起上升到灌装漏斗处的。但由于情况复杂，不能保证全部都能套袋成功，这时没有被套起的面袋将会遗落在放料板上，由扫袋装置15将其扫开，以利于套袋机工作过程继续进行。
[0057] 如图6所示，扫袋装置15由双针工作体151、纵向气缸152、横向气缸153、扫袋装置支撑体154组成。
[0058] 双针工作体151设于纵向气缸152上，并从放料板12的缝隙121中伸出，主要用来扎进面袋，并拖动面袋横向移动。
[0059] 纵向气缸152设置在横向气缸153的一侧，纵向气缸152主要用来驱动双针工作体151升降动作。双针工作体151上升时，扎进面袋；下降时，脱离面袋。
[0060] 横向气缸153设置在扫袋装置支撑体154上，主要用来驱动双针工作体151水平横向移动，拖动面袋移动直至面袋脱离设备落到地面。
[0061] 如图7所示，开袋装置16主要将送到放料板12上的面袋张开袋口，由上吸盘161、开袋下行气缸162、下固定内吸盘163、下固定外吸盘164组成。
[0062] 上吸盘161设置在开袋下行气缸162上，由真空阀控制吸盘吸放，主要用来吸放面袋的上表面。
[0063] 开袋下行气缸162设置在主机机架11上，拖动上吸盘作升降运动，从而带动面袋，实现开袋功能。
[0064] 下固定内吸盘163由真空阀控制吸盘吸放，主要用来吸取面袋下表面的中间侧，。
[0065] 下固定外吸盘164由真空阀控制吸盘吸放，主要用来吸取面袋下表面的外侧。
[0066] 如图8所示，撑袋套袋装置17主要用来撑开袋口并将面袋套上灌装部分2的灌装漏斗，主要由撑杆171、撑杆夹具172、张紧袋伺服张开结构173和悬臂伺服转动结构174组成。
[0067] 撑杆夹具172设置在撑杆171上，直接接触面袋，撑开袋口。
[0068] 撑杆171设置在张紧袋伺服张开结构173上，带动撑杆夹具172撑开面袋，实现水平方向上的撑开面袋和竖直方向上的套袋动作。
[0069] 张紧袋伺服张开结构173由伺服系统173-1、滑块173-2、导轨173-3和同步带173-4组成，撑杆171分别设置在滑块173-2上，滑块173-2设置在导轨173-3上，伺服系统137-1通过同步带173-4带动滑块173-2在导轨173-3上移动，用来驱动撑杆171闭合和张开动作，从而实现撑袋功能。
[0070] 悬臂伺服转动结构174由伺服系统174-1、轴承和减速机174-2组成，用来驱动撑杆171转动，从而实现套袋功能。
[0071] 灌装部分2主要用来夹紧袋口，并灌装一定质量的面粉。
[0072] 如图9所示，灌装部分2主要由支撑板、漏斗和夹紧结构组成。
[0073] 支撑板支撑连接漏斗和夹紧结构，面粉由漏斗灌装进面袋。夹紧结构主要用来夹紧面袋袋口，由夹紧气缸及夹紧夹组成。
[0074] 如图10所示，折边缝袋部分3，主要由机架31、夹袋行走装置32、折边装置33和缝包装置34四个部分组成。
[0075] 如图11所示，机架31主要用来安装固定其他装置，由伺服系统311、升降板312、底板313、导轨314和机架连杆315五部分组成。
[0076] 伺服系统311用来驱动夹袋行走装置32在机架上沿着导轨做直线往复运动，速度和位置参数可在触摸屏上设置。
[0077] 升降板312用来托放灌装后的面袋，使面袋平稳地下降到底板高度，以防止袋口扑倒。
[0078] 底板313用来支撑面袋。
[0079] 机架连杆315用来安装固定折边装置33、缝包装置34等结构。
[0080] 如图12所示，夹袋行走装置32主要用来夹紧袋口和抱紧袋体，并沿机架导轨方向做直线运动，拖动面袋到达一定的位置。
[0081] 该装置可分为袋口夹紧组件321、袋体抱紧组件322、升降挡板组件323和支撑体324组成。
[0082] 袋口夹紧组件321由袋口夹紧板321-1、袋口夹紧驱动气缸321-2组成，袋口夹紧板321-1设置在袋口夹紧驱动气缸321-2上。
[0083] 该组件主要用来在折边时，夹紧袋口。折边后的面袋在两个袋口夹紧板321-1之间完成夹紧动作。
[0084] 袋体抱紧组件322由圆柱形壳体322-1、柱形壳体驱动气缸322-2组成。灌装后的面袋下落后，圆柱形壳体驱动气缸322-2伸出，推动圆柱形壳体322-1抱紧面袋。
[0085] 升降挡板组件323由升降挡板323-1、升降挡板驱动气缸323-2组成，升降挡板323-1设置在圆柱形壳体322-1下部，也呈圆柱形。因机架31上的升降板312在上位时，会挡到圆柱形壳体322-1，故而必须配置升降挡板323-1，以避免机械干涉。升降挡板323-1在上位时，省出的空间可以容纳升降板312。当机架的升降板312下落后，升降挡板323-1也要下移，抱紧面袋移动。
[0086] 折边装置33是本自制折边缝袋机械运动方案的核心部分，该装置全部安装在机架31上，当夹袋行走装置32行走到折边位置，即折边装置33的正下方时，折边装置33开始动作。
[0087] 如图13所示，折边装置33由撑袋组件331、夹紧组件332、折边定杆组件333和折边动杆组件334构成。
[0088] 撑袋组件331主要用来完成撑开袋口并展平褶皱袋口的功能，由撑袋旋转筒体331-1、横向张开气缸331-2、纵向升降气缸331-3和气动马达331-4组成。
[0089] 撑袋旋转筒体331-1表面用特殊材料制成，并设计有特殊的沟槽条纹，气动马达331-4驱动撑袋旋转筒体331-1转动，以利于旋转时展平褶皱袋口。
[0090] 横向张开气缸331-2用来驱动撑袋旋转筒体331-1横向运动，撑开袋口。
[0091] 纵向升降气缸331-3用来驱动撑袋旋转筒体331-1纵向升降运动。
[0092] 夹紧组件332主要是夹紧袋口，为后面的折边动作做准备，主要由气手指332-1和升降驱动气缸332-2组成。
[0093] 折边定杆组件333主要用来和折边动杆配合一起完成折边动作，由折边定杆333-1和折边定杆转动气缸系统333-2组成。
[0094] 折边定杆333-1为一不锈钢光杆，光杆表面附着一层特殊材料，以利于对袋面有较好的摩擦。
[0095] 折边定杆转动气缸系统333-2主要是驱动折边定杆333-1以固定轴为中心旋转。
[0096] 折边动杆组件334主要用来和折边定杆配合一起完成折边动作，由折边动杆334-1、横向驱动气缸334-2和纵向驱动气缸334-3组成。
[0097] 与折边定杆333-1一样，折边动杆334-1也为一不锈钢光杆，光杆表面附着一层特殊材料，以利于对袋面有较好的摩擦。
[0098] 横向驱动气缸334-2驱动折边动杆334-1横向移动。
[0099] 纵向驱动气缸334-3驱动折边动杆334-1纵向移动。
[0100] 如图14所示，缝包装置34仅包含缝纫机341及其电控箱342，且直接安装在机架上。
[0101] 缝包装置34主要完成缝袋操作，当夹袋行走装置32的袋口夹紧板321-1夹紧着袋口移动到缝包位置时，缝纫机开始动作，直至缝袋结束。
[0102] 折边缝袋部分3的功能如下：
[0103] 灌装面粉完毕后，灌装部分的夹紧气缸松开，面袋随着机架的升降板缓慢下落到机架底板上。
[0104] 夹袋行走装置将灌装后的面袋抱紧，之后前进至折边位置停下，由折边装置对面袋进行整理，直到最终完成面袋袋口的折边夹紧动作。
[0105] 夹袋行走装置夹紧面袋继续前进，到达缝包位置，由缝包装置进行缝包。
[0106] 面袋输送部分是整个套袋机的结尾部分，主要完成将已加工好的成品面袋输送到车间主传送带上，以顺利进行面粉加工厂的下一个工序，即是库存码垛工序。
[0107] 如图15所示，面袋输送部分4主要由支架41、档杆42、输送带43、驱动装置44组成。
[0108] 支架41用来支撑连接其他结构，档杆42用来将站立的成品面袋扑倒，以利于传送。
[0109] 输送带43拖动传送面袋，驱动装置44由电机和减速传动结构组成，驱动输送带正向或反向传动。
[0110] 套袋机整机的工艺流程详解：
[0111] 套袋机整机共有四个部分——主机部分、灌装部分、折边缝袋部分和面袋输送部分。因套袋机工艺过程非常复杂，为方便叙述，仍以分部叙述为主，外加各部分之间的连接叙述。
[0112] 在下面的工艺过程阐述中，当谈论到各部分的具体运动时，需要参考以上附图的各部分具体结构功能。
[0113] 工艺过程详述如下：
[0114] 主机部分
[0115] 启动系统自动过程——水平横向取料伺服机构前进至料仓取料处——竖直升降气缸伸出——真空吸盘组吸紧面袋——竖直升降气缸向上恢复——水平横向取料伺服机构前进至放料位置——水平纵向气缸伸出——真空吸盘组释放，面袋下落到开袋位置——水平纵向气缸恢复——水平横向取料伺服机构返回至料仓取料处——分袋取料过程完；
[0116] 面袋下落到开袋位置——下固定内外吸盘同时吸紧——开袋下行缸向下——下固定外吸盘停吸——上吸盘吸紧——开袋下行缸向上恢复——开袋过程完；
[0117] 开袋下行缸向上恢复——悬臂伺服机构向下插入袋口——张紧袋伺服机构首次张开，张紧袋口——悬臂伺服机构首次上升——灌装部分夹紧缸收缩，夹紧袋口——张紧袋伺服机构首次缩紧——悬臂伺服机构再次向上——悬臂伺服向下回原点——张紧袋伺服机构收缩回原点——撑袋套袋过程完；
[0118] 故障自动处理（扫袋）——悬臂伺服机构首次上升，放料板上传感器检查到面袋——扫袋装置纵向气缸伸出——扫袋装置横向气缸伸出——扫袋装置纵向气缸恢复，面袋被扫落至地面——扫袋装置横向气缸恢复——扫袋过程完；
[0119] 灌装部分
[0120] 灌装部分夹紧缸收缩，夹紧袋口——向灌装系统发讯下料——灌装面袋——接收到灌装系统下料完毕信号——灌装过程完；
[0121] 折边缝袋部分
[0122] 接收到灌装系统下料完毕信号，灌装过程完——折边缝袋部分机架升降板上升——夹袋行走装置从初始位置向灌装位置行进——到达灌装位置——灌装部分夹紧气缸松开，面袋下落到升降板上——升降板缓慢下落至底板高度——夹袋行走装置的升降挡板下降——夹袋行走装置的袋体抱紧气缸动作，抱紧面袋——夹袋行走装置向折边位置前进；
[0123] 夹袋行走装置到达折边位置——折边装置的撑袋旋转筒体纵向下降——撑袋旋转筒体横向张开，撑紧袋口——气动马达开启，撑袋旋转筒体转动——折边装置的夹紧气手指下降——夹紧气手指动作，夹紧袋口——气动马达停止，撑袋旋转筒体停止转动——撑袋旋转筒体上升——撑袋旋转筒体横向恢复；
[0124] 撑袋旋转筒体横向恢复到原位——折边装置的折边定杆向下转动——折边动杆横向伸出——夹紧气手指松开，并向上回到原位——折边动杆纵向向下伸出——夹袋行走装置的夹紧气缸动作，在折边动杆和折边定杆之间夹紧袋口；
[0125] 夹袋行走装置的夹紧气缸夹紧袋口后——夹袋行走装置向缝袋位置前进——到达缝袋位置——折边定杆和折边动杆各自回原位——机架伺服系统转换至缝纫速度——缝纫机开启——袋口缝包结束——夹袋行走装置抱紧气缸、升降挡板、夹紧气缸各自回原位——缝包后，面袋脱离机架——夹袋行走装置返回到原位（折边位置）；
[0126] 面袋输送部分
[0127] 缝包后，面袋脱离机架，同时进入输送带上——输送带电机启动，输送带运转——面袋经过档杆，面袋扑倒在输送带上——继续输送，面袋进入车间主传送带上——面袋输送过程完。
[0128] 至此，一个整机运动过程完。不断重复以上过程，即可持续生产。
[0129] 套袋机整机动作流程概述如下：
[0130] 套袋机主机将人工放置在料仓中的面袋，通过一系列的操作，最后将单个面袋撑开提升到灌装漏斗下方，准备灌装面粉。
[0131] 灌装部分实现将面粉灌装到面袋中， 灌装完毕后，灌装部分夹紧气缸松开，面袋随着机架的升降板缓慢下落到机架平台上，从而面袋进入折边缝袋部分。
[0132] 在折边缝袋部分，首先对灌装后的面袋进行折边整理，之后，面袋袋口被夹具夹持着进入缝包机缝袋。
[0133] 面袋输送部分将缝袋后的成品面袋输送到车间主传送带上，之后，面袋进入库存码垛阶段。
[0134] 总体上讲，套袋机的输入为面粉和面袋，输出为灌装面粉后且缝袋良好的成品面袋。
[0135] 套袋机就是将以上输入转变为输出的设备。
