专利名称：粉体刮平装置及其控制方法
技术领域：
本发明属于粉体加工及其控制技术领域，特别涉及一种粉体刮平装置及其控制方法。
背景技术：
粉体的加工装置应用于制药和军事工业等领域。如何能够快速而均匀地刮平落入 料盒中的粉体，使粉体均匀平铺于料盒内，这对于保证药品质量和军品合格率具有重要的 作用。目前，对落入料盒中的粉体进行刮平的方法一般是采用手工刮平。这种方法可对落 入料盒中的粉体进行一定程度的刮平，但耗时较多且不同的操作人员对粉体进行刮平时， 会得到不均匀、不平整的粉体，当要求对粉体进行规模加工时，该方法难以满足快速加工的 要求，因而制约了相关加工制程的发展。
发明内容
为克服上述现有方法的缺陷，本发明提供了一种粉体刮平装置及其控制方法。通 过计算机处理由多功能板卡采集测距传感器测量刮刀距料盒底部的数据，然后根据处理的 结果调节Y向电机和旋转电机的转动，使刮刀和刮刀座分别完成对料盒中粉体的刮、压动 作，能对落入料盒中的粉体进行快速、均匀、平整的刮平。
本发明具体采用如下技术方案 —种粉体刮平装置，包括控制系统、刮平系统和平台系统，其中 所述平台系统包括支架、平台及料盒，所述支架固定于所述平台上；所述料盒设于 所述平台上并处于刮刀的下方； 所述刮平系统包括Y向电机、第一联轴器、螺杆、螺母、滑块、旋转电机座、旋转电 机、第二联轴器、输出轴、电磁铁、吸合盘、刮刀座、刮刀和拉钉，所述Y向电机通过第一联轴 器与螺杆连接，所述螺杆通过螺母与滑块连接，所述滑块的另一侧连接旋转电机座，所述旋 转电机设于所述旋转电机座上，所述旋转电机通过所述第二联轴器与所述输出轴连接，所 述第二联轴器下方依次设有电磁铁、吸合盘、刮刀座和刮刀，所述吸合盘与刮刀座通过连接 销与所述输出轴连接，所述刮刀通过所述拉钉与所述吸合盘连接，所述刮刀底面与料盒内 端面及平台端面成水平； 所述控制系统包括测距传感器、多功能板卡和计算机，所述多功能板卡与所述测 距传感器、计算机、电磁铁、Y向电机和旋转电机相连接，所述测距传感器设于所述旋转电机 座上。 进一步地，所述测距传感器为激光位移传感器。 进一步地，所述刮刀座的底部设有放置刮刀的凹槽。 进一步地，所述Y向电机和旋转电机为步进电机或者伺服电机。进一步地，所述刮刀距所述料盒底部的距离是2mm 800mm。进一步地，所述电磁铁与吸合盘的间距为5mm 50mm。
本发明还提供一种粉体刮平控制方法，采用上述的粉体刮平装置，包括以步骤
1)电磁铁失电、放下刮刀，测距传感器测距； 2)判断刮刀座是否在初始位置，如果是，则转步骤3)，否则调整刮刀座，使刮刀座 处于初始位置，转步骤2); 3) Y向电机转动使刮刀座下移，同时旋转电机转动带动刮刀旋转； 4)判断刮刀座是否到达第一指定位置，如果是，则Y向电机停止转动，延时一段时
间后，进入步骤5)，如果否，转步骤3); 5)Y向电机转动使刮刀座上移，再延时； 6)旋转电机停止转动； 7)电磁铁得电，收起刮刀； 8) Y向电机4转动，使刮刀座下移； 9)判断刮刀座下移是否到达第二指定位置，如果是，进入步骤10)，如果否转步骤 8); 10)延时； ll)Y向电机转动，使刮刀座上移； 12)判断刮刀座是否达达第三指定位置，如果是，转步骤l)，如果否，转步骤11);
进一步地，所述的初始位置是刮刀座相对于平台端面的距离为5mm 800mm，所述 的第一指定的位置是刮刀座相对于平台端面的距离为20mm 700mm处；所述第二指定位置 是相对于平台端面距离为10mm 690mm处；所述第三指定位置是刮刀座相对于平台的端面 的距离为20mm 800mm处；所述延时的时长为0. Ols 10s。
与在先技术相比，本发明具有下列技术效果 1、计算机处理由多功能板卡采集测距传感器测量刮刀距料盒底部的距离，然后根 据处理的结果快速、准确调节Y向电机和旋转电机的转动，从而縮短粉体的刮平时间。
2、通过电磁铁释放吸合盘，使刮刀伸出刮刀座，刮刀在缓慢下降的同时旋转，从而 能对落入料盒中的粉体进行均匀的刮平。 3、通过电磁铁吸取吸合盘以收回刮刀，使刮刀座的底部缓慢下降，完成平铺粉体 上表面的下降过程，从而改善料盒中粉体的平整性。
图1是本发明粉体刮平装置实施例的结构示意图；
图2是本发明粉体刮平控制方法实施例的流程图。
具体实施例方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本 发明。 实施例一 如图1所示，一种粉体刮平装置，包括控制系统、刮平系统和平台系统，其中
所述平台系统包括支架18、平台19及料盒20，所述支架18固定于所述平台19上， 主要用于支撑所述刮平系统；所述料盒20设于所述平台19上并处于刮刀16的下方(本实施例中为正下方)，用于收集粉体。 所述刮平系统包括Y向电机4、第一联轴器5、螺杆6、螺母7、滑块8、旋转电机座 9、旋转电机10、第二联轴器11、输出轴12、电磁铁13、吸合盘14、刮刀座15、刮刀16和拉钉 17，所述Y向电机4通过第一联轴器5与螺杆6连接，所述螺杆6通过螺母7与滑块8连接， 滑块8的另一侧连接旋转电机座9，所述旋转电机10设于所述旋转电机座9上，所述旋转电 机10通过所述第二联轴器11与所述输出轴12连接，所述第二联轴器11下方依次设有电 磁铁13、吸合盘14、刮刀座15和刮刀16，所述吸合盘14与刮刀座15通过连接销与所述输 出轴12连接，所述刮刀16通过所述拉钉17与所述吸合盘14连接，所述刮刀底面16与料 盒20内端面及平台19端面成水平。所述Y向电机4的轴端转动时，通过所述螺杆6传递 到所述螺母7，再由所述螺母7将该转动转变为直线运动，所述滑块8随着Y向电机4的轴 端转动作上下运动，所述滑块8带动用于支撑所述旋转电机10的所述旋转电机座9上下运 动。 所述控制系统包括依次连接的测距传感器3、多功能板卡2和计算机l，所述多功 能板卡2与所述测距传感器3、计算机1、电磁铁13、Y向电机4和旋转电机10相连接，所述 测距传感器3设于所述旋转电机座9上，具体可以设置在所述旋转电机座9侧边或下方，用 于测量刮刀距料盒底部的距离。测量时，发出测量光束，使测量光束的光轴垂直于所述平台 19的端面，测量光束经平台19的端面反射后被所述测距传感器3的光敏面接收，接收到的 信号用于测量所述刮刀16距料盒20底部的距离。所述多功能板卡2用于采集所述测距传 感器3的测量数据并传输至所述计算机1 ;具体地，所述多功能板卡2采集测距传感器3的 测量数据并送回所述计算机1进行处理，所述计算机1根据处理结果通过所述多功能板卡 2调节Y向电机4和旋转电机10的转动。 其中，所述多功能板卡2还用于根据所述计算机1输出的控制信号产生所述电磁 铁13两端的控制电压，通过控制所述电磁铁13两端的电压使吸合盘14上升或下降，该吸 合盘14带动刮刀16完成从刮刀座15中收回或释放的动作。具体地所述计算机1根据工 作状况传送控制信号至所述多功能板卡2使其产生控制电压(本实施例中为24V)，该电压 加在所述电磁铁13两端时，所述吸合盘14受磁力的吸引而上升4mm 40mm，使吸合盘14 通过带动拉钉17上升而完成刮刀16收进刮刀座15的动作，当电磁铁13两端控制电压为 OV时，所述吸合盘14不受磁力的吸引而下降4mm 40mm，该吸合盘14带动拉钉17下降而 完成刮刀16从刮刀座15中释放出。 其中，所述测距传感器3为激光位移传感器。本实施例中，所述的测距传感器3的 型号为ZX-LD40。 其中，所述刮刀座15的底部设有放置刮刀16的凹槽。本实施例中，所述凹槽的深 度为15mm，凹槽的厚度为2mm。 其中，所述Y向电机4和旋转电机10为步进电机或者伺服电机。本实施例中，采 用的电机是步进电机，其型号为ST-42H48412。 其中，所述刮刀16距料盒20底部的距离是2mm 800mm。本实施例中，所述的刮 刀16距料盒20底部的距离是2mm 100mm。 其中，所述电磁铁13与吸合盘14安装间距为5mm 50mm。本实施例中，所述的电 磁铁13与吸合盘14安装间距为20mm。
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实施例二 —种粉体刮平控制方法，采用实施例一所述的粉体刮平装置，其流程图如图2所 示。具体描述如下 1)电磁铁13失电、放下刮刀16，测距传感器3测距； 2)判断刮刀座15是否在初始位置，如果是，则转步骤3)，否则调整刮刀座15，使刮 刀座15处于初始位置，转步骤2); 3) Y向电机4转动使刮刀座15下移，同时旋转电机10转动带动刮刀16旋转； 4)判断刮刀座15是否到达第一指定位置，如果是，则Y向电机4停止转动，延时一
段时间后，进入步骤5)，如果否，转步骤3); 5)Y向电机4转动使刮刀座15上移，再延时； 6)旋转电机10停止转动； 7)电磁铁13得电，收起刮刀16，使刮刀16进入刮刀座15底部放置刮刀的凹槽；
8) Y向电机4转动，使刮刀座15下移； 9)判断刮刀座15下移是否到达第二指定位置，如果是，进入步骤10)，如果否转步 骤8); 10)延时； ll)Y向电机4转动，使刮刀座15上移； 12)判断刮刀座15是否达达第三指定位置，如果是，转步骤1)，如果否，转步骤 11); 本实施例中，所述的初始位置是指刮刀座15相对于平台19端面的距离为60mm 处。所述的第一指定位置是指刮刀座15相对于平台19端面的距离为36mm处。所述第二 指定位置是指相对于平台19端面距离为34mm处。所述第三指定位置是指刮刀座15相对 于平台19的端面的距离为50mm处。所述延时的时长选取0. ls。 其中，所述第一指定位置、第二指定位置和第三指定位置是根据料盒20中粉体 上表面距平台19端面的距离进行设定，本实施例中，粉体上表面距平台19端面的距离为 30mm。所述刮刀座15到达第一指定位置时，刮刀16均匀刮平料盒20中的粉体；所述刮刀 座15到达第二指定位置时，刮刀座15平整粉体的表面；所述刮刀座15到达第三指定位置 时，刮刀座15已离开刮平好的粉体，电磁铁13失电，放下刮刀16，准备下次的粉体刮平动 作。(请补充说明设定并判定该三个指定位置的作用，谢谢！) 根据本实施例的粉体刮平结果可知，本发明采用的粉体刮平装置及其控制方法能 对落入料盒中的粉体进行快速、均匀、平整的刮平。 以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在使本领域内的 技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，当不能仅以本实施例来限定本发明的专利范 围，即凡依本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。
权利要求
一种粉体刮平装置，其特征在于包括平台系统、刮平系统和控制系统，其中所述平台系统包括支架(18)、平台(19)及料盒(20)，所述支架(18)固定于所述平台(19)上；所述料盒(20)设于所述平台(19)上并处于刮刀(16)的下方；所述刮平系统包括Y向电机(4)、第一联轴器(5)、螺杆(6)、螺母(7)、滑块(8)、旋转电机座(9)、旋转电机(10)、第二联轴器(11)、输出轴(12)、电磁铁(13)、吸合盘(14)、刮刀座(15)、刮刀(16)和拉钉(17)，所述Y向电机(4)通过第一联轴器(5)与螺杆(6)连接，所述螺杆(6)通过螺母(7)与滑块(8)连接，所述滑块(8)的另一侧连接旋转电机座(9)，所述旋转电机(10)设于所述旋转电机座(9)上，所述旋转电机(10)通过所述第二联轴器(11)与所述输出轴(12)连接，所述第二联轴器(11)下方依次设有电磁铁(13)、吸合盘(14)、刮刀座(15)和刮刀(16)，所述吸合盘(14)与刮刀座(15)通过连接销与所述输出轴(12)连接，所述刮刀(16)通过所述拉钉(17)与所述吸合盘(14)连接，所述刮刀(16)底面与料盒(20)内端面及平台(19)端面成水平；所述控制系统包括测距传感器(3)、多功能板卡(2)和计算机(1)，所述多功能板卡(2)与所述测距传感器(3)、计算机(1)、电磁铁(13)、Y向电机(4)和旋转电机(10)相连接，所述测距传感器(3)设于所述旋转电机座(9)上。
2. 根据权利要求1所述的粉体刮平装置，其特征在于 所述测距传感器(3)为激光位移传感器。
3. 根据权利要求1所述的粉体刮平装置，其特征在于 所述刮刀座(15)的底部设有放置刮刀(16)的凹槽。
4. 根据权利要求1所述的粉体刮平装置，其特征在于 所述Y向电机(4)和旋转电机(10)为步进电机或者伺服电机。
5. 根据权利要求1所述的粉体刮平装置，其特征在于 所述刮刀(16)距所述料盒(20)底部的距离是2mm 800mm。
6. 根据权利要求1所述的粉体刮平装置，其特征在于 所述电磁铁(13)与吸合盘(14)的间距为5mm 50mm。
7. —种粉体刮平控制方法，采用权利要求1至6中任一权利要求所述的粉体刮平装置， 其特征在于包括以步骤1) 电磁铁(13)失电、放下刮刀(16)，测距传感器(3)测距;2) 判断刮刀座(15)是否在初始位置，如果是，则转步骤3)，否则调整刮刀座(15)，使刮 刀座(15)处于初始位置，转步骤2);3) Y向电机(4)转动使刮刀座(15)下移，同时旋转电机(10)转动带动刮刀(16)旋转；4) 判断刮刀座(15)是否到达第一指定位置，如果是，则Y向电机(4)停止转动，延时一 段时间后，进入步骤5)，如果否，转步骤3);5) Y向电机(4)转动使刮刀座(15)上移，再延时；6) 旋转电机(10)停止转动；7) 电磁铁(13)得电，收起刮刀(16);8) Y向电机(4)转动，使刮刀座(15)下移；9) 判断刮刀座(15)下移是否到达第二指定位置，如果是，进入步骤10)，如果否转步骤8);10) 延时；11) Y向电机(4)转动，使刮刀座(15)上移;12) 判断刮刀座(15)是否达达第三指定位置，如果是，转步骤l)，如果否，转步骤ll);所述的初始位置是刮刀座(15)相对于平台(19)端面的距离为5mm 800mm ;所述的第一指定位置是刮刀座(15)相对于平台(19)端面的距离为20mm 700mm处；所述第二指定位置是相对于平台(19)端面距离为10mm 690mm处；所述第三指定位置是刮刀座(15)相对于平台(19)的端面的距离为20mm 800mm处；所述延时的时长为0. 01s 10s。
全文摘要
粉体刮平装置及其控制方法，所述装置包括控制系统、刮平系统和平台系统，所述平台系统包括支架、平台及料盒；所述刮平系统包括Y向电机、第一联轴器、螺杆、螺母、滑块、旋转电机座、旋转电机、第二联轴器、输出轴、电磁铁、吸合盘、刮刀座、刮刀和拉钉；所述控制系统包括测距传感器、多功能板卡和计算机。本发明通过计算机处理由多功能板卡采集测距传感器测量刮刀距料盒底部的数据，然后根据处理的结果调节Y向电机和旋转电机的转动，使刮刀和刮刀座分别完成对料盒中粉体的刮、压动作，能对落入料盒中的粉体进行快速、均匀、平整的刮平。
文档编号B28B1/29GK101786289SQ20101010271
公开日2010年7月28日 申请日期2010年1月29日 优先权日2010年1月29日
发明者刘唯, 刘正国, 江晓军, 秦琴 申请人:上海第二工业大学