一种自动称重、换罐、上罐设备的制作方法

本发明属于罐装食品自动化加工设备技术领域，尤其涉及一种自动称重、换罐、下空罐设备，适用于罐头加工的流水线生产作业。

背景技术：

在罐头类食品，如：水果、蔬菜、海鲜等果状物或者块状物加工过程中，需要进行装罐作业。传统的作业方式采用人工装罐作业，人工称重，当作业人员发现罐装食品快要装满之后就及时停止装罐，再由人工将初次装满的罐头取出，重新换上空罐，继续装罐作业。采用这种方法进行作业的缺点在于：（1）、采用人工作业需要大量的作业人员同时作业，增加了人力成本，而且作业人员的工作量较大，不适于长期高强度作业；（2）、在装罐过程中，通过工作人员观察罐内食品是否装满，存在较大的误差，这给后续的二次精确称重带来更大的负担和繁重的任务；（3）、采用上述的装罐流程工作效率低，不适于流水线作业，影响整个生产效益。

基于上述分析，需要开发设计罐头加工的一种自动称重、换罐、上罐设备，从而提高生产效率、降低劳动强度、降低生产成本、达到自动化生产的目的。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种自动称重、换罐、上罐设备，此设备能够用于罐头食品的加工，完成自动上罐，然后装罐并同时称重；装罐完成之后再完成自动换罐作业，提高了罐头的生产效率，同时也降低了人工成本。

本发明所采用的技术方案是：

一种自动称重、换罐、上罐设备，包括机架，机架上安装有第一支架，第一支架上安装有多套传感器，传感器与多套称重装置相连接。所述称重装置包括第二支架，第二支架的一端与传感器相连，第二支架另一端安装有称重台面；所述称重台面穿过秤台罩板前端的多个圆孔、并与秤台罩板保持平齐，秤台罩板安装在机架顶部，机架上安装有多个与称重装置相配合的推罐装置。所述推罐装置的顶部安装有多个与推料装置相配合的下罐装置；所述下罐装置连接有储罐板，电气控制装置安装在机架上。

所述秤台罩板上与称重台面相配合的圆孔之间安装有多个挡罐板。

所述推罐装置包括气缸固定板，气缸固定板固定安装在机架的顶部、并与秤台罩板对接，多个推罐气缸固定安装在气缸固定板上，每个推罐气缸的活塞推杆前端安装有半圆形的推罐叉。

所述下罐装置包括落罐滑槽，落罐滑槽包括滑槽底板，在滑槽底板两旁设有护罐拦，在护罐拦的前部设有保罐拦，保罐拦和滑槽底板连接在一起，并且高度和护罐拦一致；在滑槽底板后部底面设有垂直的安装板，落罐滑槽通过安装板固定在储罐板上，并且滑槽底板的滑面和储罐板的面是在一条线上。

所述落罐滑槽的末端设置有比罐体直径大2%-20%的下料孔，下料孔的前端安装有半圆形的保罐拦。

所述落罐滑槽的底部背面间隔焊有第一安装架、第二安装架，贴着滑槽底板背面分别安装有第一吸盘电磁铁、第一吸盘电磁铁，用以吸住滑槽底板正面的空罐，第一吸盘电磁铁、第一吸盘电磁铁产生的磁力来吸住或放开滑槽底板正面的空罐。

所述电气控制装置包括电柜门，电柜门铰接在柜体上，工业触摸屏安装在电柜门上并通过通讯电缆与控制器相连，控制器的多个信号输出端通过信号线与第一继电器、第二继电器相连，第一继电器的触点与多个电磁阀相连并通过电磁阀控制气缸动作，第二继电器的常闭、常开触点通过导线和第一吸盘电磁铁、第一吸盘电磁铁连接，控制第一吸盘电磁铁、第一吸盘电磁铁的通断电。开关电源和工业触摸屏通过导线连接，为工业触摸屏供电，一号断路器的输出端通过导线直接连接到第一继电器、第二继电器的触点上方，二号断路器同时与开关电源、控制器连接。

所述控制器为嵌入式CPU控制器或者PLC控制器。

所述传感器为电阻应变式称重传感器，传感器通过信号线与控制器的信号输入端相连。

所述传感器、称重装置、推罐装置、下罐装置都至少为3套。

本发明一种自动称重、换罐、上罐设备，技术效果在于：

1）、实现空罐的自动下料：当空罐到达空罐台上之后，由于空罐台有一定的倾斜角度，空罐在自身重力作用下，沿着空罐台向下滑行到达下罐装置中，由吸盘电磁铁产生或释放磁力将空罐下放至秤台罩板上。

2）、实现空罐的自动推送：当空罐到达空罐台之后，通过启动推罐装置，推罐装置的气缸动作将空罐推送到称重装置的称重台面上，进行自动称重作业。

3）、实现装罐之后的实时称重作业：位于称重台面上空罐进行装罐作业，通过称重台面与重量传感器相连，实时对装罐的重量进行检测，并将检测的结果进行及时的刷新和传输，当重量达到预定值就推出空罐挤下满罐，达到停止继续装罐的目的。

4）、实现满罐的推送：当装罐完成之后，推罐装置启动进而对装满之后的罐头进行推送，继而进行下一个空罐的装罐作业。

5）、在类似罐头（水果、蔬菜、海鲜等果状物或者块状物）加工生产中，一般装罐采用人工换罐，人工称重，就是说，人工用眼睛看着，当罐在接受罐装物体的时候，用眼睛看，差不多要满了，用手拿下满罐，同时放上空罐。这样，不紧需要人工，而且，用眼睛来判断受罐罐内罐装物的多少，误差太大，准确度不高，给后面二次精确称重带来繁重任务。本发明具有自动检测受罐 罐装物的实时重量，当重量达到设定重量，气缸动作，将空罐推上受罐台，挤下满罐，达到自动换罐的目的。同时，推下的满罐由于经过一个初步的检测计量，重量基本差不多，减轻了后面二次精确称重工序的负担。换下满罐后，另外一个气缸动作，将落罐滑槽放下，从而将空罐台上的空罐经过落罐滑槽自动补充到被推走的空罐位置上，达到自动上空罐的目的。

6）、在电气控制方面，基于动态的称重设计，可选用32位高速计算的ARM嵌入式微处理器CPU开发或者选用高性能的PLC控制器来处理检测到的信号、计算输出，控制电磁阀通断，带动气缸动作，通过输出信号控制继电器的通断来控制吸盘电磁铁的磁力的产生和消失来吸住或放开空罐，达到自动下空罐的目的。完全实现了自动称重、自动换罐、自动下空罐的全部功能，并且可以连续无人执守的自动工作。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的称重台结构示意图。

图3为本发明的推罐部分结构示意图。

图4为本发明放空罐落罐滑槽部分结构示意图。

图5为本发明电气部分控制柜电气元件布局图。

图6为本发明电气部分电气控制驱动原理图。

图7为本发明空罐落罐滑槽底背面吸盘电磁铁部分结构示意图。

图8为本发明自动下罐装置及储罐部分结构示意图。

图9为本发明整体结构换罐前的工作状态示意图。

图10为本发明罐满后气缸推出一个空罐挤下一个满罐后的状态示意图。

图11为本发明前面电磁铁释放后最前端空罐落下后的工作状态示意图。

图12为本发明后面电磁铁释放空罐滑落到前面被前面的电磁铁吸住的工作状态示意图。

图中：1-机架，2-第一支架，3-传感器，4-1-第二支架、4-2-称重台面，5-秤台罩板，6-挡罐板，7-气缸固定板，8-推罐气缸，9-半圆形的推罐叉，11-第一继电器，12-控制器，13-工业触摸屏，14-通讯电缆，15-开关电源，16-二号断路器，17-一号断路器，18-第二继电器18，19-电柜门，20-柜体，21-空罐台立柱，22-储罐板，23-落罐滑槽，23-1-安装板，23-2-滑槽底板，23-3-护罐拦，23-4-保罐拦，23-5-第一安装架，23-6-第二安装架、24-1-第一吸盘电磁铁，24-2-第二吸盘电磁铁。

具体实施方式

实施例1：

如图1~9所示，一种自动称重、换罐、上罐设备，包括机架1，机架1的横梁之间安装有第一支架2，第一支架2上固定安装有多套传感器3，传感器3与多套称重装置相连。所述称重装置包括第二支架4-1，第二支架4-1的一端与传感器3相连，第二支架4-1另一端安装有称重台面4-2。所述称重台面4-2穿过秤台罩板5前端的多个圆孔、并与秤台罩板5保持平齐，所述秤台罩板5安装在机架1顶部的前侧，位于秤台罩板5后侧的机架1上安装有多个与称重装置相配合的推罐装置。所述推罐装置的顶部安装有多个与推料装置相配合的下罐装置。所述下罐装置后连接有储罐板22，电气控制装置安装在机架1的立柱之间。将下罐装置设置在储罐板22之后，使得空罐流水线上的空罐通过储罐板22自动下滑至下罐装置，下罐装置将空罐放置到秤台罩板5上，再由推罐装置将其推送到称重台面4-2上，进行称重，待装罐达到一定量时，就可以自动启动推罐装置再次对罐头进行推动作业，实现其下料。

进一步的，所述推罐装置包括气缸固定板7，气缸固定板7固定安装在机架1的顶部并与秤台罩板5对接，多个推罐气缸8固定安装在气缸固定板7上，每个推罐气缸8的活塞推杆前端都安装有半圆形的推罐叉9。通过推罐气缸8带动半圆形的推罐叉9对罐体进行推动，其中半圆形的推罐叉9的形状和罐的外形相匹配。

进一步的，所述下罐装置包括落罐滑槽23，落罐滑槽23为U型高光洁度硬质材料，比如304不锈钢等金属或者环氧树脂等非金属材料。落罐滑槽23包括滑槽底板23-2，在滑槽底板23-2两旁有立起的、后部是扇形、中间是直形状的护罐拦 23-3，在护罐拦 23-3的前部是圆形的保罐拦23-4，所述保罐拦23-4与滑槽底板23-2前部的圆孔焊在一起、并且高度和护罐拦 23-3一致。在滑槽底板23-2后部底面有垂直的落罐滑槽安装板23-1，落罐滑槽23通过安装板23-1固定在储罐板22上，并且滑槽底板23-2的滑面和储罐板22的上平面是在一条线上，保证储罐板22的空罐，在自身重力的作用下，自然滑到滑槽底板23-2的滑面上。

所述落罐滑槽23的末端设置有比罐直径大2%-20%的下料孔，下料孔的前端安装有半圆形护板保罐拦23-4。

所述落罐滑槽23的底部背面间隔焊有第一安装架23-5、第二安装架23-6，贴着滑槽底板23-2背面分别安装有第一吸盘电磁铁24-1、第二吸盘电磁铁24-2，用以吸住滑槽底板23-2正面上的空罐，通过继电器KA3,KA4,KA5…的常开、常闭触点的通断来给第一吸盘电磁铁24-1、第二吸盘电磁铁24-2通电，来控制第一吸盘电磁铁24-1、第二吸盘电磁铁24-2产生磁力，第一吸盘电磁铁24-1、第二吸盘电磁铁24-2产生的磁力来吸住或放开滑槽底板23-2正面的空罐，达到控制滑槽底板23-2正面上的空罐的目的。

所述储罐板22的板面成一定的倾斜角度的固定在空罐台立柱21上的，台面的前端低于后端，并且角度在20°到75°范围内。

进一步的，所述秤台罩板5上与称重台面4-2相配合的圆孔之间安装有多个挡罐板6。通过档罐板6能够方便的实现空罐的定位，将空罐推动到称重装置的称重台面4-2上，进行称重作业。

进一步的，所述电气控制装置包括电柜门19，电柜门19铰接在柜体20上，工业触摸屏13安装在电柜门19上并通过通讯电缆14与控制器12相连，控制器12的多个信号输出端通过信号线与第一继电器11、第二继电器18相连线圈，第一继电器11触点与多个电磁阀相连并通过电磁阀控制气缸动作，第二继电器18的常闭、常开触点用导线和第一吸盘电磁铁24-1、第二吸盘电磁铁24-2连接，控制第一吸盘电磁铁24-1、第二吸盘电磁铁24-2的通、断电，开关电源15和工业触摸屏13通过导线连接，为工业触摸屏13供电，一号断路器17的输出端通过导线直接连接到多个第一继电器11、第二继电器18的触点上方端口上，二号断路器16同时与开关电源15、控制器12连接。

进一步的，所述控制器12采用嵌入式CPU控制器或者PLC控制器，通过自动控制实现整个生产的自动化加工和作业。

进一步的，所述传感器3采用电阻应变式称重传感器，传感器3通过信号线与控制器12的信号输入端相连。

进一步的，所述传感器3、称重装置、推罐装置和下罐装置都至少为3套。

实施例2：

在罐头生产加工中，半成品罐装成产品，以一个出罐口，三个罐同时接受从生产线链网上掉下的半成品罐装为例，以三个中间的一个接受罐为例说明：

在图9-12中，在称重台面4-2上的三个罐，是正在接受灌装物的罐，这个罐正在称重台上被灌装，称重台上所有的重量，是实时检测的，并且PLC控制器在不断刷新、计算罐装的重量，当称重台上的重量达到设定重量时，PLC控制器输出，电磁阀动作，推罐气缸8推出，半圆形的推罐叉9把推罐气缸固定板7前面的空罐叉住推出，挤下称重台面4-2上的满罐，这时称重台面4-2上空罐换下了原来的满罐，重量变化，PLC计算输出停，推罐气缸8收回。推罐气罐8收回后过几秒钟，PLC控制器另外一个点输出，第二继电器18动作，前面的第二吸盘电磁铁24-2释放，被该电磁铁吸住的落罐滑槽23底面上最前面的空罐在自己重力作用下，顺着滑板面滑到落罐滑板23前部，从落罐滑板23前部的圆孔中落下，掉到秤台罩板5上，准备下一次被半圆形推罐叉9推出，同时，第一吸盘电磁铁24-1吸合产生磁力吸住了的落罐滑槽23底面上的后一个空罐，该空罐不但自己被吸住，并且挡住了后面的空罐，防止了同时落下两个空罐，如图11所示。

又过几秒或者毫秒，PLC控制器输出停止，后面第一吸盘电磁铁24-1释放，被它吸住的空罐自然下滑，当该空罐差不多滑到第二吸盘电磁铁24-2的正面时候， 同时或者异步几十毫秒，或者PLC控制器另外一个输出，第二吸盘电磁铁24-2吸合产生磁力，滑落的空罐滑到第二吸盘电磁铁24-2的正面的时候，被第二吸盘电磁铁24-2产生的磁力吸住而不继续下滑，其滑落的时间控制，通过触摸屏设置到PLC控制器寄存器里面，可以进行1毫秒级的精确控制，这样，做到了准确放下一个罐而防止第二个罐落下，过程完成，回到了开始状态，直到第二次罐满电磁阀第二次推罐启动，从而实现了自动下空罐，如图12所示。

综上所述：本发明自动换罐上罐的核心，是检测称重台重量变化，利用重量信号变化，来控制气缸的推出和收回。通过吸盘电磁铁产生的磁力来吸住和释放空罐，利用空罐的重力使沿滑板滑道滑行到下面推罐台，达到自动下空罐的目的。

本例中的结构仅为对于权利要求的举例说明和讲解，以便于大众阅读理解，不应视为对于权利要求的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的范围和法定等同特征为准。