一种用于人工指甲分拣包装的自动化装置及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种分拣包装装置及方法，具体涉及一种用于人工指甲分拣包装的自动化装置及其方法，可用于将注塑成形的人工指甲按尺寸大小依次堆叠进行自动分拣、包装。
【背景技术】
[0002]人工指甲是美甲彩妆的基本材质，随着社会的发展，人们对美甲的需求日益增多，人工指甲的产量也快速攀升。与此同时，宗教文化浓厚的印度、非洲各国对于各种盛大仪式、节日的美甲装饰尤为重视，每年需要从我国进口数以千万计的人工指甲产品，人工指甲的生产作为一项出口外向型产业如今业已蓬勃发展。
[0003]人工指甲的生产过程采用了注塑成型自动化生产线，注塑完成后需要将它们依次分拣堆叠装入包装袋。目前，人工指甲的分拣包装过程属于劳动密集型工序，均采用人工方式实现。例如陕西省延安市某企业就采用60名熟练女工三班轮休昼夜不停进行分拣包装。人工分拣包装的方法面临以下两个突出问题:1)分拣包装劳动强度大，人力成本日趋高昂，尽管给出了相当高的薪酬待遇，仍难招到满员工人；2)工人的专业技能和心理素质对分拣、包装效果有直接影响。因此，工业生产的需求迫切倒逼自动化分拣包装技术的改进。
[0004]在分拣包装自动化领域，目前已有的成熟技术大多是针对水果、蔬菜等产品的超声波或图像识别、传送带传递模式分拣，很少需要对产品进行按尺寸进行堆叠排列。所以，没有成熟技术可以直接采用，甚至连借鉴参考的对象都难以查找。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种用于人工指甲分拣包装的自动化装置及其方法，通过根据人工指甲注塑成品的特点设计分拣堆叠装置，并采用PLC控制器和电机进行控制驱动，实现人工指甲分拣包装的自动化。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0007]所述机架上从上至下依次设有上层分拣驱动板和分拣过滤板，所述上层分拣驱动板上设有一组或以上的上层收纳窗口，每组上层收纳窗口之间并列设置；所述分拣过滤板上设有与上层收纳窗口相对应的分拣窗口 ；所述机架上设有收纳仓，每个收纳仓均对应一组分拣窗口 ；所述上层分拣驱动板可活动地连接在所述机架上，由一个步进电机驱动，该步进电机由PLC控制器控制。
[0008]需要说明的是，所述分拣过滤板和所述机架之间还设置有下层分拣驱动板，其设有下层收纳窗口，每组下层收纳窗口均分别对应相应位置的分拣窗口以及收纳仓；所述下层分拣驱动板可活动地连接在所述机架上，由另一个步进电机驱动，该步进电机由所述PLC控制器控制。
[0009]需要说明的是，所述上层分拣驱动板通过直线轴承和丝杠连接在所述机架上，该丝杠通过联轴器与一个步进电机相连接。
[0010]进一步需要说明的是，与所述上层分拣驱动板类似，所述下层分拣驱动板通过直线轴承和丝杠连接在所述机架上，该丝杠通过联轴器与另一个步进电机相连接。
[0011]进一步需要说明的是，所述分拣过滤板固定连接在所述机架上。
[0012]需要说明的是，所述收纳仓的出口处设置有封口板，所述封口板可转动地连接于所述机架上。
[0013]进一步需要说明的是，所述封口板通过丝杠连接在所述机架上，该丝杠通过联轴器与直流电机进行连接，通过绕直流电机输出轴转动来实现所述收纳仓出口的开合；所述PLC控制器的其中两个输出端子各通过一个中间继电器控制所述直流电机的正、反方向运转与停止。
[0014]进一步需要说明的是，所述PLC控制器配置有高速脉冲输出。
[0015]进一步需要说明的是，所述PLC控制器的输出端子为晶体管型。
[0016]基于上述自动化装置，一种用于人工指甲分拣包装的自动化方法，包含若干组人工指甲，每组人工指甲均按照尺寸大小排列，所述方法包括如下步骤:
[0017]SI将裁剪下来的每组人工指甲放置到上层分拣驱动板上对应组别的上层收纳窗口中，每个人工指甲均对应一个上层收纳窗口 ；
[0018]S2通过PLC控制器对一个步进电机进行控制，驱动所述上层分拣驱动板作单向直线运动，从而将所述上层收纳窗口的人工指甲推送至分拣过滤板上对应的分拣窗口中；每组分拣窗口中的每个分拣窗口负责容纳其初始对应的上层收纳窗口至同组的下一个分拣窗口初始对应的上层收纳窗口之前的人工指甲，从而在每个分拣窗口中形成一叠按照尺寸堆置的人工指甲置；
[0019]S3所述分拣窗口将其接收到的人工指甲叠推送至下层分拣驱动板上对应的下层收纳窗口中；
[0020]S4负责驱动所述下层分拣驱动板的步进电机在所述PLC控制器的控制下，驱动所述下层分拣驱动板作单向直线滑动，每个下层收纳窗口中的人工指甲叠依次堆叠在对应的收纳仓中；
[0021 ] S5在PLC控制器的控制下，直流电机的输出轴开始转动，位于收纳仓出口处的封口板绕所述输出轴转动以打开所述收纳仓出口，将收纳仓中整叠人工指甲输出包装传送带，完成封口包装。
[0022]本发明的有益效果在于:
[0023]1、本发明的装置结构简单、成本低廉，可实现性强。
[0024]2、本发明采用PLC控制器作为运动控制单元，不仅满足了工业可靠性高的要求，还可以通过修改程序灵活变更自动分拣包装的工序，自动化装置的柔性程度高。
[0025]3、本发明有效解决了对轻小工件的分拣堆叠，能大大改善生产效率。
【附图说明】
[0026]图1为本发明的整体机械结构示意图；
[0027]图2为图1的分拣过滤板结构示意图；
[0028]图3为图1的上层分拣驱动板结构示意图；
[0029]图4为图1的下层分拣驱动板结构示意图；
[0030]图5为图1的机架结构示意图；
[0031]图6为图1的封口板结构示意图；
[0032]图7为上层分拣驱动板的位移曲线示意图；
[0033]图8为下层分拣驱动板的位移曲线示意图；
[0034]图9为封口板的位移曲线示意图。
【具体实施方式】
[0035]以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。
[0036]如图1所示，一种用于人工指甲分拣包装的自动化装置，包括机架1，所述机架I上从上至下依次设有上层分拣驱动板2和分拣过滤板3。
[0037]一般而言，人工指甲注塑完成后，每支树状毛坯件上有两组按照尺寸大小排列的人工指甲，每组中有10片人工指甲，两组人工指甲之间相互对称；因此在本实施例中，如图3所示，所述上层分拣驱动板2上设有两组上层收纳窗口，分别由10个上层收纳窗口 21和10个上层收纳窗口 22组成，每组上层收纳窗口之间并列设置并相互对称；所述上层分拣驱动板2通过直线轴承11和丝杠12连接在所述机架I上，丝杠12通过联轴器与步进电机13相连接，以实现上层分拣驱动板2的运动控制，该步进电机13由PLC控制器控制。所述上层分拣驱动板的运动曲线如图7所示，横坐标为时间，单位为秒，纵坐标为位移量，单位为毫米。
[0038]如图2所示，与所述上层分拣驱动板2相对应，所述分拣过滤板3上设有两组分拣窗口，分别由两个分拣窗口 31和两个分拣窗口 32组成，分拣窗口 31对应上层收纳窗口 21，分拣窗口 32对应上层收纳窗口 22 ;每组的第一个分拣窗口初始对应相应组别的第一个上层收纳窗口，第二个分拣窗口初始对应同组第六个上层收纳窗口。
[0039]如图5所示，所述机架I上设有两个收纳仓19和20。
[0040]如图1、