专利名称：三维运动的全自动真空吸曲机的制作方法
技术领域：
本发明涉及在调味品和生物制品生产过程中搬移发酵物料的一种全自动装置，更准确地是一种可编程的在三维座标上按规定的动作在制曲的曲池上全自动运动利用真空把曲料吸到指定地方的输送机械的三维运动的全自动真空吸曲机。
背景技术：
在调味制品或生物制品的发酵过程中，通常有制曲和发酵两个相连的工序，制曲一般在制曲池或制曲设备中进行，制曲完成后，需要把成曲运送或输送到发酵装置中进行发酵。在这个输送过程，目前有多种方法，一是用人工把在曲池中把曲装入小车中运到发酵装置中；二是用人工或机械把曲池送到设在曲池边的输送带上，由输送带送出曲房或送到指定的地方；三是在曲池的底部设置开合机构，在曲池底设置输送带输送或用运输设备移动整个曲池到指定的地方卸下曲料；四是用人工控制真空管道把曲料从曲池吸到指定的地方；五是使用在X、Y轴上运动的二维真空吸曲机把曲料吸送到指定的地方。
采用上述方法，具有工人劳动强度高；在操作过程中翻动已完成发酵的曲料，致使微生物孢子在曲房或出曲地方到处飞扬，工作环境差。第四种方法，工作环境得到大大的改善，但工人的劳动仍然很大。第五种方法在国内使用的机型由于真空吸管在X轴上使用螺杆机构进行运动，对于以黄豆、面粉为主要原料的或曲料较硬的情况下，真空吸管在移动吸料中受力大而容易损坏，国内的这类机械均用人工控制，属半机械化的形式。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的缺陷，提供一种三维运动的全自动真空吸曲机，利用可编程的可在X、Y、Z座标轴上全自动运行的机械设备替代以人工为主的曲料输送方式，以求降低了工人的劳动强度，提高了生产效率，有效地防止了微生物的飞扬，提高操作场地的卫生质量和环境质量。
如图1、2、3所示，本发明的三维运动的全自动真空吸曲机包括——可以在曲池上行走的主机1，主机1装有在可编程控制系统6的控制下实现前后运动的钢制车轮10，主机1上还设有气动真空吸头13和横向运动机构4以及拨料机构7；——柔性吸管收放装置2，是一圆槽型结构，在收放器的中央位置设有手动或由电机带动的装置，由此带动圆槽型结构转动，收放用于吸曲的柔性真空管3；——气动真空吸曲装置，由气动汽缸12、气缸支架8构成，安装在主机滑板上的一条上圆下方或圆柱型金属管，气动真空吸头13一头与真空吸管3连接，另一头用于吸曲，在可编程控制系统6的控制下，气动真空吸头13按规定的行程上下运动进行吸曲操作；——横向运动机构4，是一个齿轮-齿条机构，齿轮与气动真空吸头13连接，与齿条啮合进行在一水平机架上，齿轮为主动论，与齿条啮合运动。
——拨料机构7，是一个由气缸9带动的可上下运动的刮板，刮板以支架与主机相连直至曲池底部，刮板分为上下两块，用弹簧铰链机构连接，使其有一定的柔性，刮板的作用是把真空吸头机构拨动时落下的曲料15拨向真空吸头机构，刮板与曲池的位置高度通过调节气缸的行程实现。
——控制系统6，是控制整机按一定规律运动的控制系统。
所述控制系统可以由本领域普通技术人员根据上述技术方案采用现有技术进行设计。如图6所示，本发明发明人设计的控制系统6主要由限位器、横向运动设定电机、纵向运动设计电机、启停信号装置、可编程芯片、步进电机驱动器、步进电机、变频器、交流电机构成，限位器、横向运动设定电机、纵向运动设计电机、启停信号装置分别连接可编程芯片输入端，可编程芯片输出端分别串接驱动吸头前后运动的步进电机驱动器和步进电机、驱动吸头左右运动的变频器和交流电机。
所述的真空吸管3是一种管壁中夹有钢条的柔性塑料管，吸管内直径在80mm～120mm范围内。
具有可编程控制系统控制的吸曲机按指定的程序进行有规律的自动运行，无须人工操纵是本发明区别现有吸曲方法的一个技术特点。
本发明与现有吸曲机相比，具有如下优点(1)机械上曲池后，机械可以按规定的工艺要求自动进行操作，对于不同的工艺要求，调节方便；(2)吸曲干净且能大大降低工人的劳动强度；(3)保持制曲室的干净环境，避免微生物(孢子)在空间飞扬；(4)结构简单，维修及操作方便。
图1是本发明三维运动的全自动真空吸曲机的结构示意图；图2是图1的侧视图；图3是图1的俯视图；图4是图1的吸曲机在曲池上工作的横向视图；图5是图1的吸曲机在曲池上工作的纵向工作图；图6是图1中的控制系统结构框图。
图中1-主机，2-柔性吸管收放装置；3-柔性吸管；4-横向运动机构；5-电机1；6-可编程控制系统；7-拨料机构；8-气缸支架；9-刮板气缸；10-金属车轮；11-行程开关；12-吸头气缸；13-金属吸管；14-金属吸头固定装置；15-曲料。
具体实施例方式
实施例1参见附图5，气动真空吸曲装置中的柔性吸管3一头与真空装置连接并收卷于柔性吸管收放装置2中，一头与金属吸头14相连，金属吸头深入到发酵池中。准备工作时，把全自动真空吸曲机置于曲池上，并使金属吸头13置于曲池的左右任一边(本实施例在右边)。开始工作时，启动真空泵，金属吸头13在吸头汽缸12的驱动下向下移动插入曲料15中，从而把曲料15吸进金属吸头13经柔性吸管3输送出发酵曲池。当金属吸头13到达曲池底，汽缸12上的行程开关11接收到信号，可编程控制系统便指挥汽缸12反向向上移动，带动金属吸头13向上移动至曲料面时，汽缸12上的行程开关接收到信号，可编程控制系统便指挥横向运动机构4带动金属吸头13向左移动横移一个金属吸管横截面的距离，完成一个吸料动作。接着金属吸头13向下移动，重复上一个工作周期。当金属吸头13移动至曲池左边时，主机1带动金属吸头13向前移动一个吸管横截面距离，接着金属吸头13向下作吸曲动作，并如重复着向曲池右边移动。同样到达曲池右边时，主机1向前移动一个吸管横截面距离，如此反复，继续工作。当主机1带动金属吸头13行进到曲池尽头时，主机1上的行程开关接触到曲池尽头的池边，把信号传给控制系统，控制系统发出指令，吸曲机快速后退，自动退出曲池，回到运输小车上，并在到达小车上合适位置时自动停止。以上所有动作都是在可编程控制系统的控制下进行，从而实现了全自动的吸曲过程。
实施例2参见附图4，准备工作状态与方式I相同。开始工作时拨料机构向上收入主机中，真空泵启动，金属吸头13在汽缸12驱动下向下移动插入曲料15中吸曲走曲料，当到达合适的深度(所需的深度可通过调整汽缸12上的行程开关11作任意调整)时停留住，并在横向运动机构4带动下向左(起始位置可以是左边或右边，本例为右边)移动并在移动中吸取曲料，当金属吸头13行至曲池左边时，在可编程的控制下由主机1带动金属吸头13向前方移动一个金属吸管的横截面距离。(参见附图5)然后反方向向右边移动至右池边(参见附图4)，再向前移动一个金属吸管横截面距离(参见附图5)，然后重复向左、右方向的吸曲动作，直至曲池尽头。到达曲池尽头后，行程开关发出信号，汽缸12在原有的深度基础上再向下驱动，使金属吸头13向下移动到接近曲池底(所需深度可调)，并重复前述的横移吸曲动作，当一个横移吸曲动作完成时，主机1往后移动一个金属吸管横截面的距离，进行下一个横移吸曲动作，直至退回开始的工作位置。在完成上述动作中，由于真空吸头拨动了曲料，一些曲料会因落下的位置离开金属吸管一定距离而未被吸走，为此，当吸曲机退回开始的工作位置时，通过可编程的指令，吸曲机放下拨料机构7并向前移动一段距离(移动距离的长度通过可编程的程序输入和调整)，把落下的曲料向前拨动，在曲池的横截面上聚集，停车，真空泵启动，横向运动机构4带动金属吸头13向左移动吸取曲料，金属吸头13行至曲池左边时，机械再向前移动一段距离，重复上述移动直到曲池尽头，完成整个吸曲动作。并同实施例1的方式自动回到运输小车上。同样，实施例2所有的动作都是在可编程控制系统控制下自动完成的。
全自动真空吸曲机主机1及横向运动机构4的行进由调频电机驱动，可在X，Y轴方向实现金属吸头13移动速度的无级调速，使之达到最优化的速度。汽缸12则可通过调整进出气管道截面积实现控制金属吸头13在Z轴方向的移动速度，并可通过调整汽缸12上的行程开关11使金属吸头13在汽缸12的最大行程范围内实现移动距离的任意调整。
实施例3是实施例2与实施例1的组合，即先用实施例2的操作在横向(X轴)上吸去一层一定深度(一般为二分之一曲料厚度)的曲料。再用实施例1的方法吸曲余下的曲料的操作方式。
权利要求
1.一种三维运动的全自动真空吸曲机，其特征在于包括——可在曲池上行走的主机(1)，主机(1)装有在可编程控制系统(6)的控制下实现前后运动的钢制车轮(10)，主机(1)上还设有气动真空吸头(13)和横向运动机构(4)以及拨料机构(7)；——柔性吸管收放装置(2)，是一圆槽型结构，在收放器的中央位置设有手动或由电机带动的装置，由此带动圆槽型转动，收放用于吸曲的柔性真空管(3)；——气动真空吸曲装置，由气动汽缸(12)、气缸支架(8)构成，安装在主机滑板上的一条上圆下方或圆柱型金属管，气动真空吸头(13)一头与真空吸管(3)连接，另一头用于吸曲，在可编程控制系统(6)的控制下，气动真空吸头(13)按规定的行程上下运动进行吸曲操作；——横向运动机构(4)，是一个齿轮-齿条机构，齿轮与气动真空吸头(13)连接，与齿条啮合进行在一水平机架上，齿轮为主动论，与齿条啮合运动；——拨料机构(7)，是一个由气缸(9)带动的可上下运动的刮板，刮板以支架与主机相连直至曲池底部，刮板分为上下两块，用弹簧铰链机构连接；——控制系统(6)，是控制整机按一定规律运动的控制系统。
2.根据权利要求1所述的三维运动的全自动真空吸曲机，其特征在于所述控制系统(6)主要由限位器、横向运动设定电机、纵向运动设计电机、启停信号装置、可编程芯片、步进电机驱动器、步进电机、变频器、交流电机构成，限位器、横向运动设定电机、纵向运动设计电机、启停信号装置分别连接可编程芯片输入端，可编程芯片输出端分别串接驱动吸头前后运动的步进电机驱动器和步进电机、驱动吸头左右运动的变频器和交流电机。
3.根据权利要求1或2所述的三维运动的全自动真空吸曲机，其特征在于所述的真空吸管(3)是一种管壁中夹有钢条的柔性塑料管，吸管内直径为80mm～120mm。
全文摘要
本发明涉及一种三维运动的全自动真空吸曲机，主要包括可在曲池上行走的主机1，柔性吸管收放装置2，气动真空吸曲装置，横向运动机构4，拨料机构7，控制系统6；本发明利用可编程的可在X、Y、Z坐标轴上全自动运行的机械设备替代以人工为主的曲料输送方式，以求降低了工人的劳动强度，提高了生产效率，有效地防止了微生物的飞扬，提高操作场地的卫生质量和环境质量。
文档编号C12M1/00GK1706931SQ20051003489
公开日2005年12月14日 申请日期2005年5月31日 优先权日2005年5月31日
发明者唐伟强, 赵金强, 李红卫 申请人:华南理工大学, 李锦记(新会)食品有限公司