一种自动化AD上料系统及方法与流程

本发明涉及物料输送与拆包，尤其涉及一种自动化ad上料系统及方法。

背景技术：

1、在化工、建材、食品、制药、饲料、新能源、水处理、橡塑、粮油等行业中，大量原料采用25kg或50kg标准袋装形式。传统的拆包投料方式主要依赖人工操作，存在以下突出问题：一是粉尘污染严重，人工拆包过程中粉体物料极易扬尘，造成车间环境恶劣，危害操作人员健康，且不符合环保生产要求；二是劳动强度大、效率低，人工搬运、拆包、投料速度慢，难以满足大规模连续生产需求；三是物料损耗高，人工拆包不彻底，袋内残留物料多，造成原料浪费；四是人工成本持续上升，且存在用工难、管理难的问题；五是人工使用刀具存在划伤的安全隐患。

2、现有技术中，部分自动拆包设备采用滚筒筛分或刀组切割方式，但普遍存在结构复杂、占地面积大、袋料分离不彻底、适应性差、维护困难等问题。特别是对于需要与前端输送设备、后端储料设备无缝对接的自动化生产线，缺乏结构紧凑、运行稳定、功能集成度高的自动化上料系统。

3、因此，亟需开发一种能够实现自动输送、精准抓取、稳定提升、水平移动、高效破包、袋料分离、废袋收集等全流程自动化作业的ad上料系统，以替代人工拆包工序，提高生产效率，改善作业环境，降低生产成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种自动化ad上料系统及方法，以解决现有技术中人工拆包效率低、粉尘污染严重、物料损耗高、自动化程度不足、一定的安全风险等技术问题。

2、本发明解决其问题可通过如下技术方案来达到：

3、一种自动化ad上料系统，包括：

4、搬运桁架模块，所述搬运桁架模块为框架结构，所述搬运桁架模块上设有导轨；

5、机械抓手升降模块，所述机械抓手升降模块设于导轨上；

6、机械抓手模块，所述机械抓手模块设于机械抓手升降模块的底部，机械抓手升降模块用于带动机械抓手模块升降；

7、同步带输送模块，所述同步带输送模块与机械抓手升降模块连接，同步带输送模块用于驱动机械抓手升降模块沿导轨水平移动；

8、料斗模块，所述料斗模块设于机械抓手模块下方，所述料斗模块包括料斗和切刀，所述切刀设于所述料斗的料口处，所述切刀用于切开袋装物料，所述料斗用于存放材料；

9、废料箱，所述废料箱设于料斗模块的一侧，所述废料箱用于收集空物料袋；

10、步进式传送带模块，步进式传送带模块设于料斗模块的另一侧，所述步进式传送带模块用于拖动袋装物料沿水平方向移动。

11、可选地，所述机械抓手升降模块包括气缸安装板、第一气缸、第一框架、导向轴，第一气缸设于气缸安装板的中部，导向轴设于第一气缸的外侧，导向轴下端和第一气缸的移动端均向下伸出气缸安装板，导向轴和第一气缸的移动端均与机械抓手连接板连接，气缸安装板的下方设有第一框架，第一框架下方设有型材安装板，型材安装板与导轨滑动连接，所述第一框架的一侧设有用于连接同步带输送模块的同步带连接板和同步带输送压板，所述第一框架的另一侧设有用于安装拖链的拖链安装板。

12、可选地，所述机械抓手模块包括抓钩底板、篦子、抓钩安装板、抓钩、机械抓手导向和机械抓手导向挡环，抓钩底板的下表面通过篦子连接杆与篦子连接，抓钩底板的上表面设有机械抓手导向，机械手导向上端设有机械抓手导向挡环，抓钩底板的上表面第二气缸耳座，第二气缸耳座上设有第二气缸，第二气缸与抓钩摆臂连接，抓钩摆臂通过抓钩安装板与抓钩连接。

13、可选地，所述抓钩呈l形钩状结构，所述抓钩包括垂直连接杆及水平钩臂，垂直连接杆的两端分别与抓钩安装板和水平钩臂连接，所述水平钩臂端部设有楔形导向面。

14、可选地，所述料斗为漏斗形结构，上部为矩形开口，下部为锥形缩口，所述料斗的上部开口处设有切刀安装架，所述切刀为长条形刀片结构，所述切刀共四件，所述切刀对称安装于所述切刀安装架上。

15、可选地，所述同步带输送模块包括电机减速机、第一减速器和第一同步带，电机减速机通过第一带轮组带动第一同步带运动，第一同步带与同步带连接板和同步带输送压板连接。

16、可选地，所述步进式传送带模块包括第二电机、第二同步带、传送带和传感器，第二电机通过第二带轮组带动第二同步带运动，第二同步带与传送带连接，传感器对应机械抓手模块的抓取工位设置。

17、可选地，所述搬运桁架模块包括搬运架顶、第一支撑柱、第二支撑柱、搬运横梁和导轨，搬运架顶为矩形框架结构；第一支撑柱和第二支撑柱为对称布置于搬运架顶下方的立柱结构；搬运横梁连接第一支撑柱和第二支撑柱；两条导轨对称安装于搬运架顶下方，导轨用于支撑和导向机械抓手升降模块。

18、可选地，还包括电气控制单元，所述电气控制单元包括plc智能控制系统、触摸屏操作界面、伺服驱动系统和气动控制系统，plc智能控制系统分别与触摸屏操作界面、伺服驱动系统和气动控制系统通讯连接，伺服驱动系统用于控制同步带输送模块和步进式传送带模块动作，所述气动控制系统用于控制机械抓手升降模块和机械抓手模块动作。

19、一种用于前述任一项所述的一种自动化ad上料系统的方法，包括以下步骤：

20、s1、上料输送：袋装物料经步进式传送带模块匀速输送至抓取工位，步进式传送带模块上的传感器检测到有料信号后停止运行；

21、s2、定位抓取：机械抓手升降模块在同步带输送模块驱动下移动至抓取工位上方，第一气缸驱动机械抓手模块下降，机械抓手模块上的抓钩机构张开，机械抓手升降模块继续下降使抓钩插入物料袋底部，第二气缸驱动抓钩闭合夹紧物料袋；

22、s3、提升移动：第一气缸驱动机械抓手模块上升，将物料袋提升至设定高度，同步带输送模块驱动机械抓手升降模块沿导轨水平移动至料斗模块上方；

23、s4、破包卸料：第一气缸驱动机械抓手模块下降，物料袋在下降过程中与料斗模块上的切刀接触，切刀切割物料袋，切刀切割物料袋后第一气缸驱动机械抓手模块上升停留预设时间，物料在重力作用下落入料斗内，篦子承托空物料袋；

24、s5、空袋释放：同步带输送模块驱动机械抓手升降模块继续移动至废袋箱上方，第二气缸驱动抓钩张开，空物料袋落入废袋箱内；

25、s6、复位等待：机械抓手升降模块返回至初始位置，等待下一袋物料，依此循环实现连续自动化作业。

26、综上，本发明的技术效果和优点：

27、1、全流程自动化：实现了袋装物料的自动输送、抓取、提升、移动、破包卸料及废袋收集的全流程自动化，无需人工干预，大幅提高生产效率，额定处理量可达0.5-2t/h；

28、2、无尘环保作业：料箱底部吸料产生负压除尘，有效控制粉尘外溢，作业粉尘浓度符合车间环保排放标准，改善作业环境，保障操作人员健康；

29、3、袋料分离彻底：采用升降下降配合固定切刀的破包方式，破包均匀，配合篦子承托和料斗收集，物料剥离彻底，拆包合格率≥99%，物料损耗低；

30、4、结构紧凑稳定：采用龙门式框架结构，模块化设计，占地面积小，运行平稳，噪音≤50db；

31、5、安全防护全面：具备急停保护、联锁保护、过载保护、位置检测等多重安全防护功能，保障设备和人员安全，从手工使用刀具作业提升为自动化作业，实现了本质安全；

32、6、适配性强：可适配25kg、50kg标准袋装物料，兼容干粉、细粉、粗颗粒等多种物料特性，可与后端提升机、料仓、螺旋输送机等设备无缝对接。