专利名称：一种定量充填装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及包装物料的机械，尤其涉及一种物料充填机的定量充填装置。
背景技术：
目前，国内主要有三种方式的定量充填装置。第一种是容积法的定量充，这种容积 法方式，比较适合液体的充填，但对于粉末、颗粒、浆糊状物料则不适合，因为充填量受物料 的松散度影响较大。第二种是采用翻斗称重，在充填前先称好翻斗中物料重量，翻斗由控 制电机驱动翻转实现充填，这种翻斗称重方式，由于翻斗及物料通道会产生残留，充填量的 误差较大，也不适合粉末、浆糊状物料的充填。第三种是边称重边充填，这种充填方式可适 用于各种物料的定量充填，但目前所采用的方法有的是在输送带的每个模板上加装称重传 感器，由称重传感器控制充填量；有的是采用结构复杂、造价高昂的机械手来接送被充填的 容器到称重装置上称重；有的是采用多步充填、差量补偿的充填方法，前面的步骤进行较快 速充填，后面的步骤分慢速充填和对误差进行校正和补偿，这种边称重边充填方式目前普 遍存在的问题是结构复杂，制造成本太高，维修困难，充填速度慢，甚至造成资源的严重浪 费。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种充填量准确、结构简单、制作成本低、 维修方便、充填速度快并适用于各种物料充填的定量充填装置，采用的技术方案如下一种定量充填装置，包括机架、充填头，充填头上设有电磁控制开关，其特征是所 述定量充填装置还包括进杯输送带、出杯输送带、称重装置、抱杯机构以及能够驱动抱杯机 构作升降及平移的往复动力机构；称重装置安装在机架上并处于充填头的正下方；进杯输 送带的出杯端和出杯输送带的进杯端对称地设置在称重装置两侧；抱杯机构包括一对前抱 杯叉、一对后抱杯叉及抱杯叉开合控制机构，前抱杯叉、后抱杯叉安装在抱杯叉开合控制机 构上；往复动力机构安装在机架上，其动力输出端与抱杯机构连接。设置有一对前抱杯叉和一对后抱杯叉这样的结构，抱杯机构可同时抱起进杯输送 带的出杯端上的杯子和称重装置上的杯子，其中后抱杯叉将称重装置上的杯子抱到出杯输 送带的进杯端上，前抱杯叉将进杯输送带的出杯端上的杯子抱到称重装置上，在充填过程 的同时进行抱杯机构松开杯子、平移等操作，结构更合理，大大节约时间，提高了工作效率。主要工作原理是往复动力机构驱动抱杯机构作升降及往复平移，抱杯机构同时 抱起进杯输送的出杯端和称重装置上的杯子，其中后抱杯叉将称重装置上的杯子抱到出杯 输送带的进杯端上，同时前抱杯叉把进杯输送带的出杯端上把杯子抱到称重装置上，接着 往复动力机构驱动抱杯机构回到起始位置，同时称重装置感应到杯子，发出充填信号，开始 充填，达到预定充填量时，发出结束充填信号，结束充填，抱杯机构重新同时抱起前输送出 杯端和称重装置上的杯子，开始另一次新的充填。作为本实用新型的优选方案，为达到同时抱紧或松开两个杯子的目的，抱杯叉开合控制机构包括滑动架、两条抱杯臂、两块抱杯叉安装板和两个用于驱动抱杯臂往复摆动 的抱杯臂摆动机构；两条抱杯臂对称设置于滑动架两侧，两块抱杯叉安装板分别安装在两 抱杯臂的上端并相互平行，两条抱杯臂的中部分别与滑动架两端铰接，两条抱杯臂的下端 分别与两个抱杯臂摆动机构的动力输出端铰接；两个抱杯臂摆动机构安装在滑动架上；两 个前抱杯叉分别安装在两块抱杯叉安装板的前半部，两个后抱杯叉分别安装在两块抱杯叉 安装板的后半部，抱杯叉的叉口相向；滑动架与往复动力机构的动力输出端连接，两条抱杯 臂对称分布在进杯输送带的两侧，前抱杯叉和后抱杯叉在进杯输送带上方。通常情况下，前 抱杯叉间与后抱杯叉间的距离，还应当与进杯输送带的出杯端与称重装置之间的距离，以 及称重装置与出杯输送带的进杯端之间的距离相应。抱杯臂在抱杯臂摆动机构的驱动下， 带动两对抱杯叉作相应的张、合动作，松开或抱紧杯子。将两条抱杯臂对称的设置在进杯输 送带的两侧，达到将前抱杯叉和后抱杯叉各自的两个抱杯叉对称地设置在输送带两侧的目 的，只要抱杯叉松开杯子，并且两个抱杯叉末端的距离大于杯子最宽部位的外径距离，抱杯 叉即可沿水平方向往复移动。抱杯叉开合控制机构也可以是如下结构滑动架、两条抱杯臂、两块抱杯叉安装 板、两条连杆和抱杯臂摆动机构；两条抱杯臂对称分布于滑动架两侧，两块抱杯叉安装板分 别安装在两抱杯臂的上端并相互平行，两条抱杯臂的中部铰接在滑动架的中间位置；两个 前抱杯叉分别安装在两块抱杯叉安装板的前半部，两个后抱杯叉分别安装在两块抱杯叉安 装板的后半部，抱杯叉的叉口相向；两条抱杯臂的下端分别与两条连杆的一端铰接，两条连 杆的另一端均与抱杯臂摆动的机构的动力输出端铰接，抱杯臂摆动机构安装在滑动架上； 抱杯臂摆动机构的动力输出端的往复移动带动两条连杆，带动两抱杯臂相互转动，使抱杯 叉抱紧或松开杯子。抱杯机构还可以是，包括滑动架、两条抱杯臂、两块抱杯叉安装板、两条 连杆和抱杯臂摆动机构；两条抱杯臂对称分布于滑动架两侧，两块抱杯叉安装板分别安装 在两抱杯臂的上端并相互平行，两条抱杯臂的中部分别与滑动架两端铰接；两个前抱杯叉 分别安装在两块抱杯叉安装板的前半部，两个后抱杯叉分别安装在两块抱杯叉安装板的后 半部，抱杯叉的叉口相向；两条抱杯臂的下端分别与两条连杆的一端铰接，两条连杆的另一 端均与抱杯臂往复摆动机构的动力输出端铰接，抱杯臂摆动机构安装在滑动架上；抱杯臂 往复摆动机构的动力输出端的往复移动带动两条连杆，带动两抱杯臂相互转动，使抱杯叉 抱紧或松开杯子。作为本实用新型进一步的优选方案，为达到简化结构、便于控制的目的，抱杯臂摆 动机构包括摆动气缸，摆动气缸的活塞杆与抱杯臂的下端铰接，摆动气缸的缸体铰接在滑 动架上。这样可以更简化结构及降低制造成本并更适于自动化控制，通常情况下抱杯臂摆 动机构也可以是其它形式的结构如由齿轮驱动齿条往复移动；或由电机驱动链条、皮带， 再在链条、皮带上设置滑块或连杆，链条、皮带带动滑块或连杆往复移动等方式。作为本实用新型更进一步的优选方案，为达到驱动抱杯机构作升降水平往复移动 的目的，往复动力机构包括滑轨、滑座、往复平移机构和升降机构；滑轨安装在机架上，滑座 安装在滑轨上并与滑轨作滑动配合；往复平移机构安装在机架上，其动力输出端与滑座连 接；升降机构安装在滑座上，其动力输出端与抱杯机构连接。往复平移机构的动力输出端驱 动滑座沿滑轨作水平往复移动，使安装在滑座上的升降机构也作相应的水平往复移动，由 于升降机构的动力输出端与抱杯机构连接，所以抱杯机构也作相应的水平往复移动；升降机构的动力输出端还驱动抱杯机构在升降机构的动力输出端的驱动下，也作相应的往复升 降移动。通过设置滑轨、滑座，使升降机构、抱杯机构、杯子的重量最终作用在滑轨上，滑轨 不只起导向作用、更重要的是起到支撑作用。往复动力机构也可以是其他形式的连接结构，如包括竖直轨道、升降座、往复平移 机构和升降机构；竖直轨道安装在机架上，升降座在竖直轨道作上下滑动；升降机构安装 在机架上，其动力输出端与升降座底部连接；往复平移机构安装在升降座上，其动力输出端 与抱杯机构连接。作为本实用新型再更进一步的优选方案，为达到简化结构、便于控制的目的，往复 平移机构包括平移气缸，平移气缸的缸体水平安装机架上，平移气缸的活塞杆与滑座连接。 升降机构包括升降气缸，升降气缸的缸体安装在滑座上，升降气缸的活塞杠与抱杯机构连 接。这样可以更简化结构及降低制造成本并更适于自动化控制，通常情况下往复平移机构 也可以是其它形式的结构如由齿轮驱动齿条往复移动；或由电机驱动链条或皮带，再在 链条或皮带上设置滑块或连杆，链条或皮带带动滑块或连杆往复移动等方式。升降机构也 可以是其它形式的结构如包括齿轮、竖直安装的齿条、导向套，齿轮驱动齿条在导向套中 作上下往复移动；或包括电机、竖直安装的链条或皮带，在链条或皮带上设置凸块或连杆， 电机驱动链条或皮带带动凸块或连杆往复移动等方式。作为本实用新型对上述方案的再进一步的优选方案，为达到准确抱杯的目的，在 所述进杯输送带的出杯端设有一根或两根限位杆。限位杆可由一根横杆连接气缸组成，也 可由一根横杆连接其它动力装置组成，横杆位于输送带上方，在输送带上的投影与输送带 垂直，在气缸等动力装置的带动下，横杆可处于两种状态横架在输送带上方或退出输送带 上方。通常情况下，在进杯输送带的出杯端的前后位置分别设有前限位杆和后限位杆，两限 位杆间的距离与杯子的外径相应，当两根限位杆的横杆横架在输送带上方时，对输送到进 杯输送带的出杯端上的杯子进行限位，使该杯子停止继续传送，便于抱杯，并阻止进杯输送 带上继续传来的杯子进入进杯输送带的出杯端；当后限位杆的横杆退出输送带上方时，允 许将进杯输送带的出杯端上的杯子移走，当前限位杆的横杆退出输送带上方时，允许进杯 输送带上另一个杯子进入进杯输送带的出杯端。有了这个设置，杯子总是被定位在进杯输 送带的出杯端，抱杯机构总能准确抱到杯子。当然，如果输送带是采用间歇式输送或步进输 送方式的，只要在进杯输送带的出杯端的后端设置一个限位杆，来阻止杯子因惯性而偏移 即可。本实用新型通过称重装置给出开始充填和结束充填的信号，控制充填头的电磁控 制开关，使充填量准确；结构简单、制作成本低，维修方便；设置有一对前抱杯叉和一对后 抱杯叉这样的结构，抱杯机构可同时抱起进杯输送带的出杯端上的杯子和称重装置上的杯 子，其中后抱杯叉将称重装置上的杯子抱到出杯输送带的进杯端上，前抱杯叉将前进杯输 送带的出杯端上的杯子抱到称重装置上，而充填的同时抱杯机构可以松开杯子，还可以将 抱杯机构往回移动到起始位置，又由于将杯子抱到称重装置上的时间基本与输送带正常传 送的时间相同，所以充填的速度基本取决充填头的下料速度，基本达到充填的最大速度；从 上面也可以看出该充填装置适用于各种物料充填的定量充填。
图1是定量充填装置的正视图，该图表示抱杯机构将进杯输送带的出杯端上的杯 子和称重装置上的杯子抱紧时的状态。图2是定量充填装置的正视图，该图表示抱杯机构将称重装置上的杯子抱到出杯 输送带的进杯端上，同时将进杯输送带的出杯端上的杯子抱到称重装置上时的状态。图3为抱杯机构的左视图，抱杯机构的抱杯叉松开杯子。图4为抱杯机构的左视图，抱杯机构的抱杯叉抱紧杯子。图5是抱杯机构的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图和本实用新型的优选实施方式做进一步的说明。如图1所示，这种定量充填装置，包括机架1、充填头2、进杯输送带3、出杯输送带 4、称重装置5、抱杯机构和往复动力机构；充填头2上设有电磁控制开关6，称重装置5安装 在机架1上，处于充填头2的正下方；进杯输送带3的出杯端7和出杯输送带4的进杯端8 对称地设置在称重装置5两侧；抱杯机构上设置有一对前抱杯叉9、一对后抱杯叉10及抱 杯叉开合控制机构；如图3、图4、图5所示，抱杯叉开合控制机构包括滑动架11、两条抱杯 臂12、两块抱杯叉安装板13和两个摆动气缸14 ；两条抱杯臂12对称分布于滑动架11两侧， 两块抱杯叉安装板13分别安装在两抱杯臂12的上端并相互平行，两条抱杯臂12的中部分 别与滑动架11两端铰接，两条抱杯臂12的下端分别与两个摆动气缸的活塞杆15铰接；两 个摆动气缸14的缸体16对称铰接滑动架11的底部中间位置；两个前抱杯叉9分别安装在 两块抱杯叉安装板13的前半部，两个后抱杯叉10分别安装在两块抱杯叉安装板13的后半 部，抱杯叉的叉口相向；两条抱杯臂12对称分布在进杯输送带3的两侧，前抱杯叉9和后抱 杯叉10在进杯输送带3的上方。往复动力机构包括滑轨17、滑座18、平移气缸19和升降 气缸20 ；滑轨17安装在机架1上，滑座18安装在滑轨17上并与滑轨17作滑动配合；平移 气缸19的缸体21水平安装在机架1上，其活塞杆22与滑座18连接；升降气缸20的缸体 23安装在滑座18上，其活塞杆24与抱杯机构的滑动架11上的连接孔25连接；在进杯输 送带3的出杯端7两侧设有前限位杆26和后限位杆27。下面按顺序分步详细描述这种定量充填装置的工作过程。(1)初始状态。初始状态下，前抱杯叉9和后抱杯叉10处于张开状态，后限位杆 27伸到进杯输送带3上方，杯子28由进杯输送带3输送到进杯输送带3的出杯端7，前限 位杆26伸到进杯输送带3上方，杯子28在前限位杆26和后限位杆27的限制下，处于固定 位置，此时，称重装置5上面并没有杯子28。将抱杯机构能够同时抱起进杯输送带3的出杯 端7上的杯子28和称重装置5上的杯子28时所处的位置，设为起始位置，平移气缸19的 活塞杆22推动滑座18移动到左边预设位置，使抱杯机构处于起始位置。(2)抱紧杯子过程。开始工作时两个摆动气缸14的活塞杆15同时向外作等幅移 动，驱动两抱杯臂12的上端同时向中间作等幅摆动，前抱杯叉9和后抱杯叉10同时向杯子 28的方向夹合，直到前抱杯叉9抱紧进杯输送带3的出杯端7上的杯子28和后抱杯叉10 抱紧称重装置5上的杯子28，因为是在初始状态开始工作，称重装置5上并没有杯子28，所 以，此时前抱杯叉9紧进杯输送带3的出杯端7上的杯子28，而后抱杯叉10并没有抱到杯子。(3)向上提起杯子过程。升降气缸20的活塞杆24向上移动，驱动滑动架11整体 沿竖直方向向上移动，使前抱杯叉9和后抱杯叉10及所抱紧的杯子28整体向上提起，并升 到预设高度，升降气缸20的活塞杆24就停止向上移动，前抱杯叉9和后抱杯叉10及所抱 紧的杯子28就维持在这个高度上，与此同时，后限位杆27退出进杯输送带3的上方。(4)沿输送方向平移杯子过程。平移气缸19的活塞杆22向右移动，驱动滑座18 向右移动，带动滑动架11向右移动，前抱杯叉9和后抱杯叉10及所抱紧的杯子28作相应 整体向右移动，到达预设位置后平移气缸19的活塞杆22停止移动，此时前抱杯叉9所抱住 杯子28到达称重装置5的正上方，后抱杯叉10所抱住杯子28到达出杯输送带4的进杯端 8的正上方。(5)放下杯子过程。升降气缸20的活塞杆24向下移动，驱动滑动架11整体向下 移动，使前抱杯叉9和后抱杯叉10及所抱紧的杯子28整体向下移动，并下降到预设位置， 升降气缸20的活塞杆24就停止向下移动，此时，后抱杯叉10所抱住的杯子28放置到出杯 输送带4的进杯端8上，而前抱杯叉9所抱住的杯子28放到称重装置5上。(6)充填及充填的同时松开杯子、平移抱杯机构到起始位置，输送另一个待充填杯 子到进杯输送带的出杯端上等动作。称重装置5感应到杯子28放到其表面，发出开始充填 的信号，充填头2上的电磁控制开关6打开，开始向杯子26充填物料。在充填的同时，摆动 气缸14的活塞杆15同时向中间作等幅移动，驱动两抱杯臂12的上端同时向外作等幅摆 动，前抱杯叉9松开进杯输送带3的出杯端7上的杯子28，同时后抱杯叉10松开称重装置 5上的杯子28，直到两个抱杯叉末端的距离大于杯子28最宽部位的外径距离，摆动气缸14 的活塞杆15停止移动，接着平移气缸19的活塞杆22向左移动，驱动滑座18向左移动，带 动滑动架11向左移动，到达预设位置后平移气缸19的活塞杆22停止移动，前抱杯叉9和 后抱杯叉10处于处于起始位置，准备抱杯。与此同时，后限位杆27伸到进杯输送带3的上 方，前限位杆26退出进杯输送带3的上方，进杯输送带3将另一个待充填杯子输送到进杯 输送带3的出杯端7，前限位杆26重新伸到进杯输送带3的上方，给杯子26限位并阻止其 它杯子进入进杯输送带3的出杯端7。由于出杯输送带4可以一直输送，放置在出杯输送带 4的进杯端8上的杯子28总是在第一时间被输送往下一道工序，这样就将出杯输送带4的 进杯端8的位置空出来，等待接收下一个杯子。(7)结束充填，重新抱紧杯子，开始新的充填过程。当达到预先设定的充填量时，称 重装置5，发出结束充填信号，充填头2上的电磁控制开关6关闭，结束充填。重新执行步骤 (2) (6)，开始一次新的充填过程。
权利要求一种定量充填装置，包括机架、充填头，充填头上设有电磁控制开关，其特征是所述定量充填装置还包括进杯输送带、出杯输送带、称重装置、抱杯机构以及能够驱动抱杯机构作升降及平移的往复动力机构；所述称重装置安装在机架上并处于充填头的正下方；所述进杯输送带的出杯端和出杯输送带的进杯端对称地设置在称重装置两侧；所述抱杯机构包括一对前抱杯叉、一对后抱杯叉及抱杯叉开合控制机构，前抱杯叉、后抱杯叉安装在抱杯叉开合控制机构上；所述往复动力机构安装在机架上，其动力输出端与抱杯机构连接。
2.如权利要求1所述的定量充填装置，其特征是所述抱杯叉开合控制机构包括滑动 架、两条抱杯臂、两块抱杯叉安装板和两个用于驱动抱杯臂往复摆动的抱杯臂摆动机构；所 述两条抱杯臂对称设置于滑动架两侧，两块抱杯叉安装板分别安装在两抱杯臂的上端并相 互平行，两条抱杯臂的中部分别与滑动架两端铰接，两条抱杯臂的下端分别与两个抱杯臂 摆动机构的动力输出端铰接；两个抱杯臂摆动机构安装在滑动架上；两个前抱杯叉分别安 装在两块抱杯叉安装板的前半部，两个后抱杯叉分别安装在两块抱杯叉安装板的后半部， 抱杯叉的叉口相向；滑动架与往复动力机构的动力输出端连接，两条抱杯臂对称分布在进 杯输送带 的两侧，前抱杯叉和后抱杯叉在进杯输送带上方。
3.如权利要求2所述的定量充填装置，其特征是所述抱杯臂摆动机构包括摆动气缸， 摆动气缸的活塞杆与抱杯臂的下端铰接，摆动气缸的缸体铰接在滑动架上。
4.如权利要求1或2或3所述的定量充填装置，其特征是所述往复动力机构包括滑 轨、滑座、往复平移机构和升降机构；滑轨安装在机架上，滑座安装在滑轨上并与滑轨作滑 动配合；往复平移机构安装在机架上，其动力输出端与滑座连接；升降机构安装在滑座上， 其动力输出端与抱杯机构连接。
5.如权利要求4所述的定量充填装置，其特征是所述往复平移机构包括平移气缸，平 移气缸的缸体水平安装机架上，平移气缸的活塞杆与滑座连接。
6.如权利要求4所述的定量充填装置，其特征是所述升降机构包括升降气缸，升降气 缸的缸体安装在滑座上，升降气缸的活塞杠与抱杯机构连接。
7.如权利要求1、2或3所述的定量充填装置，其特征是在所述进杯输送带的出杯端设 有一根或两根限位杆。
8.如权利要求4所述的定量充填装置，其特征是在所述进杯输送带的出杯端设有一根 或两根限位杆。
专利摘要一种定量充填装置，包括机架、充填头、进杯输送带、出杯输送带、称重装置、抱杯机构和往复动力机构；充填头上设有电磁控制开关；称重装置安装在机架上，处于充填头的正下方；进杯输送带的出杯端和出杯输送带的进杯端对称地设置在称重装置两侧；抱杯机构上设置有前抱杯叉和后抱杯叉；往复动力机构安装在机架上，其输出动力端与抱杯机构连接，往复动力机构能够驱动抱杯机构作升降及平移的往复移动。通过抱杯机构通过前抱杯叉和后抱杯叉同时移动两个杯子的位置，称重装置给出开始充填和结束充填的信号，控制充填头进行充填。充填量准确、结构简单、制作成本低、维修方便、充填速度快并适用于各种物料充填。
文档编号B65B43/52GK201580567SQ20092026790
公开日2010年9月15日 申请日期2009年10月12日 优先权日2009年10月12日
发明者李岳云, 黄凯标 申请人:广东粤东机械实业有限公司