一种柱状药的自动化旋切与装箱装置及方法

技术领域

本发明属于火炸药切药设备技术领域，尤其涉及一种柱状药的自动化旋切与装箱装置及方法。

背景技术

柱状药广泛应用于国防，年需求量较大，且所需长度规格较多。目前不同长度规格的柱状药生产需要经过螺压挤药、切药、车药、装箱等工序，工序较繁琐，并且需要人工进行辅助作业，自动化程度较低，同时存在一定的危险性。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种柱状药的自动化旋切与装箱装置及方法，使得柱状药在生产过程无需进行车药工序，仅经过切药工序后即可达到所要求的长度规格，从螺压挤药、切药到装箱的整个过程实现自动化，实现人机隔离，提高生产安全性及生产效率。

一种柱状药的自动化旋切与装箱装置，包括包括出料机构、溜料槽架、同步旋转切割机构、长度检测机构、第一转运桁架、推料机构、物料暂存机构、动力辊筒、第二转运桁架、钢印机、物料包装箱；所述的出料机构、溜料槽架、同步旋转切割机构、长度检测机构在水平方向上从右到左依次排列；所述的第一转运桁架、推料机构、物料暂存机构、动力辊筒在水平方向上垂直于长度检测机构从右到左依次排布；所述的所述第二转运桁架、钢印机、物料包装箱垂直于在水平方向上垂直于动力辊筒从右到左依次排布。

优选的，所述的出料机构包括螺压机和螺压机模具，所述螺压机用于挤压待成型物料，螺压机模具用于物料成型。

优选的，所述的溜料槽架包括支撑辊筒和辊筒支架，用于支撑已成型物料，方便其向前输送。

优选的，所述的同步旋转切割机构包括同步旋转切割机构机架、2根导轨、2个旋转切料底座、2个夹紧气爪、2个气爪底座、4个支撑滚轮、2个小型溜料槽架、切料机构、阻挡气缸、回程气缸。

优选的，所述的2根导轨相互平行安装在同步旋转切割机构机架上。

优选的，所述的2个旋转切料底座底部装有滑轮，滑轮与导轨相切，使得旋转切料底座可以在导轨上移动。

优选的，所述的夹紧气爪安装在气爪底座上，2个气爪底座和4个支撑滚轮固定在旋转切料底座上，小型溜料槽架固定在切料机构上。

优选的，所述的切料机构包括切料机构安装板、第一直线模组、切料刀、轴、2个轴承座、伺服电机、切料刀安装板、电机固定座。

优选的，所述的切料刀安装在轴的一端，所述的轴通过轴承座固定在切料刀安装板上。

优选的，所述的伺服电机通过电机固定座安装在切料刀安装板上。

优选的，所述的伺服电机通过齿轮传动带动轴旋转进而带动切料刀旋转。

优选的，所述的切刀安装板固定在第一直线模组上，随第一直线模组进行水平方向运动，切料刀外安装有保护外壳。

优选的，所述的长度检测机构包括滚轮、滚轮支架、末端限位板、过度板、第二直线模组、光电传感器。

优选的，所述的滚轮和末端限位板水平方向从右到左依次安装在滚轮支架上。

优选的，所述的过度板固定在滚轮支架侧面，用于圆柱状物料的转运过渡。

优选的，所述的光电传感器通过连接板固定在第二直线模组上，第二直线模组安装在末端限位板上，用于实现不同长度物料的长度检测。

优选的，所述的第一转运桁架包括转运机架、第三直线模组、带摆气缸、2个气动抓手。

优选的，所述的气动抓手固定在连接板上并通过连接法兰与带摆气缸连接。

优选的，所述的第三直线模组为XYZ三自由度直线模组。

优选的，所述的带摆气缸通过安装板与第三直线模组相连，实现带摆气缸、气动抓手在XYZ三个方向自由移动。

优选的，所述的推料机构包括推料机构机架、气缸、2根导向轴、U型推料架。

优选的，所述的物料暂存机构包括物料暂存机构机架、固定接料板、挡板。

优选的，所述的动力辊筒包括辊筒、辊筒支架、护板、伺服电机、电机支腿、挡料板。

优选的，所述的辊筒与辊筒支架之间通过轴连接固定。

优选的，所述的护板安装在辊筒支架上。

优选的，所述的伺服电机与电机支腿之间通过安装板连接，电机支腿固定在护板中部。

优选的，所述的伺服电机通过齿轮传动带动辊筒进行运动。

优选的，所述的第二转运桁架与第一转运桁架机构及工作原理相同。

优选的，所述的钢印机包括钢印机机体、气缸、2个传感器、钢印头。

优选的，所述的物料包装箱包括包装箱支架和物料包装箱。

一种柱状药的自动化旋切与装箱装置使用方法如下：

步骤一，上料，首先人工将物料放入到出料机构中，启动设备。

步骤二，出料，出料机构开始工作，物料在螺压机的挤压作用下开始向外出料，通过螺压机模具形成所需直径的圆柱体物料。

步骤三，送料，成型的圆柱体物料从螺压机模具中被挤压出来后，匀速在溜料槽架上前进，由于支撑辊筒的存在，成型物料不会产生较大的摩擦从而导致物料表面产生损坏。

步骤四，检测，成型的圆柱体物料在通过溜料槽架后依次通过同步旋转切割机构上的4个支撑滚轮、2个小型溜料槽架以及长度检测机构上的滚轮后被光电传感器感应到。

步骤五，固定，光电感应器感应到成型的圆柱体物料后，同步旋转切割机构上的2个夹紧气爪动作，夹住物料，由于出料还在继续，2个旋转切料底座在物料的带动下在导轨进行同步移动。

步骤六，切割，与此同时切料机构上的伺服电机启动，通过齿链传动带动切料刀开始旋转，同时第一直线模组开始移动，带动切料刀前进对物料进行切割。

步骤七，下料，物料被切断后，切料刀在第一直线模组的带动下退回至初始位置，2个夹紧气爪放开物料，同时阻挡气缸工作顶住旋转切料底座，使其停止运动。

步骤八，复位，回程气缸启动，推动旋转切料底座使其回归初始位置处。

步骤九，缓存，成品物料在后续物料的推动下继续前进，当成品物料顶端碰到末端限位板时，推料机构动作，U型推料架在气缸的推动下将第一根成品物料推到物料暂存机构上。

步骤十，移料，第一转运桁架动作，第三直线模组移动至成品物料正上方，带摆气缸进行旋转，使得2个气动抓手正对成品物料，第三直模组下降，同时气动抓手打开，当第三直线模组下降至与成品物料同一高度时，气动抓手闭合抓住成品物料，并在第三直线模组的带动下上升至一定高度后平移，同时带摆气缸旋转90°。

步骤十一，复位，第三直线模组下降，当成品物料接触到辊筒时，2个气动抓手放开成品物料。成品物料在动力辊筒的带动下移动，同时第三直线模组上升并回归初始位置，准备抓取第二根成品物料。

步骤十二，循环，第一根成品物料在运输过程中，成型物料在经过步骤1-步骤8后生产出第二根成品物料。

步骤十三，标记，第一根成品物料抵达动力辊筒末端，第二转运桁架动作，其结构组成和工作原理与第一转运桁架一致。第二转运桁架抓起第一根成品物料后将其一端放置于钢印机上，被传感器感应到后气缸动作，推动钢印头使其在成品物料一端打上钢印，进行标记。

步骤十四，装箱，第二转运桁架将成品物料放置于物料包装箱中。

步骤十五，堆放，后续成品物料依次经过步骤9-步骤14后被放置在物料包装箱中。

步骤十六，关停，当出料机构中的物料全部被切割装箱后，设备停止。

步骤十七，清理，人工清理料渣、将成品物料带出工作区域，并添加新的原料，设备重新开始工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：基于本发明所述装置，同步旋转切割机构在物料生产时与物料同步移动，达到随动切割的效果，提高切割精度。同时整个生产过程实现自动化和现场无人化，提高了生产效率，减小了危险发生时对人的伤害。

附图说明

图1是本发明的一种柱状药的自动化旋切与装箱装置使用方法流程图。

图2为本发明一种柱状药的自动化旋切与装箱装置的整体结构示意图；

图3为本发明出料机构示意图；

图4为本发明溜料槽架示意图；

图5为本发明同步旋转切割机构示意图；

图6为本发明同步旋转切割机构正视图；

图7为本发明同步旋转切割机构中切料机构示意图；

图8为本发明长度检测机构示意图；

图9为本发明第一转运桁架示意图；

图10为本发明推料机构示意图；

图11为本发明物料暂存机构示意图；

图12为本发明动力辊筒示意图；

图13为本发明钢印机示意图；

图14为本发明物料包装箱示意图。

图中：

1-出料机构，2-溜料槽架，3-同步旋转切割机构，4-长度检测机构，5-第一转运桁架，6-推料机构，7-物料暂存机构，8-动力辊筒，9-第二转运桁架，10-钢印机，11-物料包装箱，1-1螺压机，1-2螺压机模具，2-1支撑辊筒，2-2辊筒支架，3-1同步旋转切割机构机架，3-2导轨，3-3旋转切料底座，3-4夹紧气爪，3-5气爪底座，3-6支撑滚轮，3-7小型溜料槽架，3-8切料机构，3-9阻挡气缸，3-10回程气缸，3-8-1切料机构安装板，3-8-2第一直线模组，3-8-3切料刀，3-8-4轴，3-8-5轴承座，3-8-6伺服电机，3-8-7切料刀安装板，3-8-8电机固定座，4-1滚轮，4-2滚轮支架，4-3末端限位板，4-4过度板，4-5第二直线模组，4-6光电传感器，5-1转运机架，5-2第三直线模组，5-3带摆气缸，5-4气动抓手，6-1推料机构机架，6-2气缸，6-3导向轴，6-4U型推料架，7-1物料暂存机构机架，7-2固定接料板，7-3挡板，8-1辊筒，8-2辊筒支架，8-3护板，8-4伺服电机，8-5电机支腿，8-6挡料板，10-1钢印机机体，10-2气缸，10-3传感器，10-4钢印头，11-1包装箱支架，11-2物料包装箱。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述，如附图2至附图5所示，一种柱状药的自动化旋切与装箱装置及方法，包括料机构1、溜料槽架2、同步旋转切割机构3、长度检测机构4、第一转运桁架5、推料机构6、物料暂存机构7、动力辊筒8、第二转运桁架9、钢印机10、物料包装箱11；出料机构1、溜料槽架2、同步旋转切割机构3、长度检测机构4在水平方向上从右到左依次排列；第一转运桁架5、推料机构6、物料暂存机构7、动力辊筒8在水平方向上垂直于长度检测机构4从右到左依次排布；所述第二转运桁架9，钢印机10，物料包装箱11垂直于在水平方向上垂直于动力辊筒8从右到左依次排布。

本实施方案中，结合附图6所示，所述的同步旋转切割机构3包括同步旋转切割机构机架3-1、2根导轨3-2、2个旋转切料底座3-3、2个夹紧气爪3-4、2个气爪底座3-5、四个支撑滚轮3-6、2个小型溜料槽架3-7、切料机构3-8、阻挡气缸3-9、回程气缸3-10，2根导轨3-2相互平行安装在同步旋转切割机构机架3-1上，2个旋转切料底座3-3底部装有滑轮，滑轮与导轨相切，使得旋转切料底座3-3可以在导轨上移动。夹紧气爪3-4安装在气爪底座3-5上，2个气爪底座3-5和4个支撑滚轮3-6固定在旋转切料底座3-3上，小型溜料槽架3-7固定在切料机构3-8上，阻挡气缸3-9和回程气缸3-10固定在同步旋转切割机构机架3-1上。

本实施方案中，结合附图7所示，所述的切料机构3-8包括切料机构安装板3-8-1，第一直线模组3-8-2，切料刀3-8-3，轴3-8-4，2个轴承座3-8-5，伺服电机3-8-6，切料刀安装板3-8-7，电机固定座3-8-8。

本实施方案中，结合附图8所示，所述的长度检测机构4包括滚轮4-1、滚轮支架4-2、末端限位板4-3、过度板4-4、第二直线模组4-5、光电传感器4-6。滚轮4-1和末端限位板4-3水平方向从右到左依次安装在滚轮支架4-2上。过度板4-4固定在滚轮支架4-2侧面，用于圆柱状物料的转运过渡。光电传感器4-6通过连接板固定在第二直线模组4-5上，第二直线模组4-5安装在末端限位板4-3上，用于实现不同长度物料的长度检测。

本实施方案中，结合附图9所示，所述的第一转运桁架5包括转运机架5-1、第三直线模组5-2、带摆气缸5-3、2个气动抓手5-4，气动抓手5-4固定在连接板上并通过连接法兰与带摆气缸5-3连接，第三直线模组5-2为XYZ三自由度直线模组，带摆气缸5-3通过安装板与第三直线模组5-2相连，实现带摆气缸5-3、气动抓手5-4在XYZ三个方向自由移动。

本实施方案中，结合附图10所示，所述的推料机构6包括推料机构机架6-1、气缸6-2、2根导向轴6-3、U型推料架6-4。

本实施方案中，结合附图11所示，所述的物料暂存机构7包括物料暂存机构机架7-1、固定接料板7-2、挡板7-3。

本实施方案中，结合附图12所示，所述的动力辊筒8包括辊筒8-1、辊筒支架8-2、护板8-3、伺服电机8-4、电机支腿8-5、挡料板8-6，辊筒8-1与辊筒支架8-2之间通过轴连接固定，护板8-3安装在辊筒支架8-2上，伺服电机8-4与电机支腿8-5之间通过安装板连接，电机支腿8-5固定在护板8-3中部，伺服电机8-4通过齿轮传动带动辊筒8-1进行运动。

本实施方案中，结合附图13所示，所述钢印机10包括钢印机机体10-1、气缸10-2、2个传感器10-3、钢印头10-4。

本实施方案中，结合附图14所示，所述的物料包装箱11包装箱支架11-1和物料包装箱11-2。

一种柱状药的自动化旋切与装箱装置使用方法如下：

S101，上料，首先人工将物料放入到出料机构1中，启动设备。

S102，出料，出料机构1开始工作，物料在螺压机1-1的挤压作用下开始向外出料，通过螺压机模具1-2形成所需直径的圆柱体物料。

S103，送料，成型的圆柱体物料从螺压机模具1-2中被挤压出来后，匀速在溜料槽架2上前进，由于支撑辊筒2-1的存在，成型物料不会产生较大的摩擦从而导致物料表面产生损坏。

S104，检测，成型的圆柱体物料在通过溜料槽架2后依次通过同步旋转切割机构3上的4个支撑滚轮、2个小型溜料槽架以及长度检测机构4上的滚轮4-1后被光电传感器4-6感应到。

S105，固定，光电感应器4-6感应到成型的圆柱体物料后，同步旋转切割机构3上的2个夹紧气爪3-4动作，夹住物料，由于出料还在继续，2个旋转切料底座3-3在物料的带动下在导轨进行同步移动。

S106，切割，与此同时切料机构3-8上的伺服电机3-8-6启动，通过齿链传动带动切料刀3-8-3开始旋转，同时第一直线模组3-8-2开始移动，带动切料刀3-8-3前进对物料进行切割。

S107，下料，物料被切断后，切料刀3-8-3在第一直线模组3-8-2的带动下退回至初始位置，2个夹紧气爪3-4放开物料，同时阻挡气缸3-9工作顶住旋转切料底座3-3，使其停止运动。

S108，复位，回程气缸3-10启动，推动旋转切料底座3-3使其回归初始位置处。

S109，缓存，成品物料在后续物料的推动下继续前进，当成品物料顶端碰到末端限位板4-3时，推料机构6动作，U型推料架6-4在气缸6-2的推动下将第一根成品物料推到物料暂存机构7上。

S1010，移料，第一转运桁架5动作，第三直线模组5-2移动至成品物料正上方，带摆气缸5-3进行旋转，使得2个气动抓手5-4正对成品物料，第三直模组5-2下降，同时气动抓手5-4打开，当第三直线模组5-2下降至与成品物料同一高度时，气动抓手5-4闭合抓住成品物料，并在第三直线模组5-2的带动下上升至一定高度后平移，同时带摆气缸5-3旋转90°。

S1011，复位，第三直线模组5-2下降，当成品物料接触到辊筒8-1时，2个气动抓手5-4放开成品物料。成品物料在动力辊筒8的带动下移动，同时第三直线模组5-2上升并回归初始位置，准备抓取第二根成品物料。

S1012，循环，第一根成品物料在运输过程中，成型物料在经过步骤1-步骤8后生产出第二根成品物料。

S1013，标记，第一根成品物料抵达动力辊筒8末端，第二转运桁架9动作，其结构组成和工作原理与第一转运桁架4一致。第二转运桁架9抓起第一根成品物料后将其一端放置于钢印机10上，被传感器10-3感应到后气缸10-2动作，推动钢印头10-4使其在成品物料一端打上钢印，进行标记。

S1014，装箱，第二转运桁架9将成品物料放置于物料包装箱11-2中。

S1015，堆放，后续成品物料依次经过步骤9-步骤14后被放置在物料包装箱11-2中。

S1016，关停，当出料机构1中的物料全部被切割装箱后，设备停止。

S1017，清理，人工清理料渣、将成品物料带出工作区域，并添加新的原料，设备重新开始工作。

本实施方案中，具体的，所述的出料机构1包括螺压机1-1和螺压机模具1-2。

本实施方案中，具体的，所述的溜料槽架2包括支撑辊筒2-1和辊筒支架2-2。

本实施方案中，具体的，所述的第二转运桁架9与第一转运桁架5机构及工作原理相同。

利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。