專利名稱：三維運動的全自動真空吸曲機的制作方法
技術領域：
本發明涉及在調味品和生物制品生產過程中搬移發酵物料的一種全自動裝置，更準確地是一種可編程的在三維座標上按規定的動作在制曲的曲池上全自動運動利用真空把曲料吸到指定地方的輸送機械的三維運動的全自動真空吸曲機。
背景技術：
在調味制品或生物制品的發酵過程中，通常有制曲和發酵兩個相連的工序，制曲一般在制曲池或制曲設備中進行，制曲完成后，需要把成曲運送或輸送到發酵裝置中進行發酵。在這個輸送過程，目前有多種方法，一是用人工把在曲池中把曲裝入小車中運到發酵裝置中；二是用人工或機械把曲池送到設在曲池邊的輸送帶上，由輸送帶送出曲房或送到指定的地方；三是在曲池的底部設置開合機構，在曲池底設置輸送帶輸送或用運輸設備移動整個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從曲池吸到指定的地方；五是使用在X、Y軸上運動的二維真空吸曲機把曲料吸送到指定的地方。
采用上述方法，具有工人勞動強度高；在操作過程中翻動已完成發酵的曲料，致使微生物孢子在曲房或出曲地方到處飛揚，工作環境差。第四種方法，工作環境得到大大的改善，但工人的勞動仍然很大。第五種方法在國內使用的機型由于真空吸管在X軸上使用螺桿機構進行運動，對于以黃豆、面粉為主要原料的或曲料較硬的情況下，真空吸管在移動吸料中受力大而容易損壞，國內的這類機械均用人工控制，屬半機械化的形式。
發明內容
本發明的目的在于針對現有技術存在的缺陷，提供一種三維運動的全自動真空吸曲機，利用可編程的可在X、Y、Z座標軸上全自動運行的機械設備替代以人工為主的曲料輸送方式，以求降低了工人的勞動強度，提高了生產效率，有效地防止了微生物的飛揚，提高操作場地的衛生質量和環境質量。
如圖1、2、3所示，本發明的三維運動的全自動真空吸曲機包括——可以在曲池上行走的主機1，主機1裝有在可編程控制系統6的控制下實現前后運動的鋼制車輪10，主機1上還設有氣動真空吸頭13和橫向運動機構4以及撥料機構7；——柔性吸管收放裝置2，是一圓槽型結構，在收放器的中央位置設有手動或由電機帶動的裝置，由此帶動圓槽型結構轉動，收放用于吸曲的柔性真空管3；——氣動真空吸曲裝置，由氣動汽缸12、氣缸支架8構成，安裝在主機滑板上的一條上圓下方或圓柱型金屬管，氣動真空吸頭13一頭與真空吸管3連接，另一頭用于吸曲，在可編程控制系統6的控制下，氣動真空吸頭13按規定的行程上下運動進行吸曲操作；——橫向運動機構4，是一個齒輪-齒條機構，齒輪與氣動真空吸頭13連接，與齒條嚙合進行在一水平機架上，齒輪為主動論，與齒條嚙合運動。
——撥料機構7，是一個由氣缸9帶動的可上下運動的刮板，刮板以支架與主機相連直至曲池底部，刮板分為上下兩塊，用彈簧鉸鏈機構連接，使其有一定的柔性，刮板的作用是把真空吸頭機構撥動時落下的曲料15撥向真空吸頭機構，刮板與曲池的位置高度通過調節氣缸的行程實現。
——控制系統6，是控制整機按一定規律運動的控制系統。
所述控制系統可以由本領域普通技術人員根據上述技術方案采用現有技術進行設計。如圖6所示，本發明發明人設計的控制系統6主要由限位器、橫向運動設定電機、縱向運動設計電機、啟停信號裝置、可編程芯片、步進電機驅動器、步進電機、變頻器、交流電機構成，限位器、橫向運動設定電機、縱向運動設計電機、啟停信號裝置分別連接可編程芯片輸入端，可編程芯片輸出端分別串接驅動吸頭前后運動的步進電機驅動器和步進電機、驅動吸頭左右運動的變頻器和交流電機。
所述的真空吸管3是一種管壁中夾有鋼條的柔性塑料管，吸管內直徑在80mm～120mm范圍內。
具有可編程控制系統控制的吸曲機按指定的程序進行有規律的自動運行，無須人工操縱是本發明區別現有吸曲方法的一個技術特點。
本發明與現有吸曲機相比，具有如下優點(1)機械上曲池后，機械可以按規定的工藝要求自動進行操作，對于不同的工藝要求，調節方便；(2)吸曲干凈且能大大降低工人的勞動強度；(3)保持制曲室的干凈環境，避免微生物(孢子)在空間飛揚；(4)結構簡單，維修及操作方便。
圖1是本發明三維運動的全自動真空吸曲機的結構示意圖；圖2是圖1的側視圖；圖3是圖1的俯視圖；圖4是圖1的吸曲機在曲池上工作的橫向視圖；圖5是圖1的吸曲機在曲池上工作的縱向工作圖；圖6是圖1中的控制系統結構框圖。
圖中1-主機，2-柔性吸管收放裝置；3-柔性吸管；4-橫向運動機構；5-電機1；6-可編程控制系統；7-撥料機構；8-氣缸支架；9-刮板氣缸；10-金屬車輪；11-行程開關；12-吸頭氣缸；13-金屬吸管；14-金屬吸頭固定裝置；15-曲料。
具體實施例方式
實施例1參見附圖5，氣動真空吸曲裝置中的柔性吸管3一頭與真空裝置連接并收卷于柔性吸管收放裝置2中，一頭與金屬吸頭14相連，金屬吸頭深入到發酵池中。準備工作時，把全自動真空吸曲機置于曲池上，并使金屬吸頭13置于曲池的左右任一邊(本實施例在右邊)。開始工作時，啟動真空泵，金屬吸頭13在吸頭汽缸12的驅動下向下移動插入曲料15中，從而把曲料15吸進金屬吸頭13經柔性吸管3輸送出發酵曲池。當金屬吸頭13到達曲池底，汽缸12上的行程開關11接收到信號，可編程控制系統便指揮汽缸12反向向上移動，帶動金屬吸頭13向上移動至曲料面時，汽缸12上的行程開關接收到信號，可編程控制系統便指揮橫向運動機構4帶動金屬吸頭13向左移動橫移一個金屬吸管橫截面的距離，完成一個吸料動作。接著金屬吸頭13向下移動，重復上一個工作周期。當金屬吸頭13移動至曲池左邊時，主機1帶動金屬吸頭13向前移動一個吸管橫截面距離，接著金屬吸頭13向下作吸曲動作，并如重復著向曲池右邊移動。同樣到達曲池右邊時，主機1向前移動一個吸管橫截面距離，如此反復，繼續工作。當主機1帶動金屬吸頭13行進到曲池盡頭時，主機1上的行程開關接觸到曲池盡頭的池邊，把信號傳給控制系統，控制系統發出指令，吸曲機快速后退，自動退出曲池，回到運輸小車上，并在到達小車上合適位置時自動停止。以上所有動作都是在可編程控制系統的控制下進行，從而實現了全自動的吸曲過程。
實施例2參見附圖4，準備工作狀態與方式I相同。開始工作時撥料機構向上收入主機中，真空泵啟動，金屬吸頭13在汽缸12驅動下向下移動插入曲料15中吸曲走曲料，當到達合適的深度(所需的深度可通過調整汽缸12上的行程開關11作任意調整)時停留住，并在橫向運動機構4帶動下向左(起始位置可以是左邊或右邊，本例為右邊)移動并在移動中吸取曲料，當金屬吸頭13行至曲池左邊時，在可編程的控制下由主機1帶動金屬吸頭13向前方移動一個金屬吸管的橫截面距離。(參見附圖5)然后反方向向右邊移動至右池邊(參見附圖4)，再向前移動一個金屬吸管橫截面距離(參見附圖5)，然后重復向左、右方向的吸曲動作，直至曲池盡頭。到達曲池盡頭后，行程開關發出信號，汽缸12在原有的深度基礎上再向下驅動，使金屬吸頭13向下移動到接近曲池底(所需深度可調)，并重復前述的橫移吸曲動作，當一個橫移吸曲動作完成時，主機1往后移動一個金屬吸管橫截面的距離，進行下一個橫移吸曲動作，直至退回開始的工作位置。在完成上述動作中，由于真空吸頭撥動了曲料，一些曲料會因落下的位置離開金屬吸管一定距離而未被吸走，為此，當吸曲機退回開始的工作位置時，通過可編程的指令，吸曲機放下撥料機構7并向前移動一段距離(移動距離的長度通過可編程的程序輸入和調整)，把落下的曲料向前撥動，在曲池的橫截面上聚集，停車，真空泵啟動，橫向運動機構4帶動金屬吸頭13向左移動吸取曲料，金屬吸頭13行至曲池左邊時，機械再向前移動一段距離，重復上述移動直到曲池盡頭，完成整個吸曲動作。并同實施例1的方式自動回到運輸小車上。同樣，實施例2所有的動作都是在可編程控制系統控制下自動完成的。
全自動真空吸曲機主機1及橫向運動機構4的行進由調頻電機驅動，可在X，Y軸方向實現金屬吸頭13移動速度的無級調速，使之達到最優化的速度。汽缸12則可通過調整進出氣管道截面積實現控制金屬吸頭13在Z軸方向的移動速度，并可通過調整汽缸12上的行程開關11使金屬吸頭13在汽缸12的最大行程范圍內實現移動距離的任意調整。
實施例3是實施例2與實施例1的組合，即先用實施例2的操作在橫向(X軸)上吸去一層一定深度(一般為二分之一曲料厚度)的曲料。再用實施例1的方法吸曲余下的曲料的操作方式。
權利要求
1.一種三維運動的全自動真空吸曲機，其特征在于包括——可在曲池上行走的主機(1)，主機(1)裝有在可編程控制系統(6)的控制下實現前后運動的鋼制車輪(10)，主機(1)上還設有氣動真空吸頭(13)和橫向運動機構(4)以及撥料機構(7)；——柔性吸管收放裝置(2)，是一圓槽型結構，在收放器的中央位置設有手動或由電機帶動的裝置，由此帶動圓槽型轉動，收放用于吸曲的柔性真空管(3)；——氣動真空吸曲裝置，由氣動汽缸(12)、氣缸支架(8)構成，安裝在主機滑板上的一條上圓下方或圓柱型金屬管，氣動真空吸頭(13)一頭與真空吸管(3)連接，另一頭用于吸曲，在可編程控制系統(6)的控制下，氣動真空吸頭(13)按規定的行程上下運動進行吸曲操作；——橫向運動機構(4)，是一個齒輪-齒條機構，齒輪與氣動真空吸頭(13)連接，與齒條嚙合進行在一水平機架上，齒輪為主動論，與齒條嚙合運動；——撥料機構(7)，是一個由氣缸(9)帶動的可上下運動的刮板，刮板以支架與主機相連直至曲池底部，刮板分為上下兩塊，用彈簧鉸鏈機構連接；——控制系統(6)，是控制整機按一定規律運動的控制系統。
2.根據權利要求1所述的三維運動的全自動真空吸曲機，其特征在于所述控制系統(6)主要由限位器、橫向運動設定電機、縱向運動設計電機、啟停信號裝置、可編程芯片、步進電機驅動器、步進電機、變頻器、交流電機構成，限位器、橫向運動設定電機、縱向運動設計電機、啟停信號裝置分別連接可編程芯片輸入端，可編程芯片輸出端分別串接驅動吸頭前后運動的步進電機驅動器和步進電機、驅動吸頭左右運動的變頻器和交流電機。
3.根據權利要求1或2所述的三維運動的全自動真空吸曲機，其特征在于所述的真空吸管(3)是一種管壁中夾有鋼條的柔性塑料管，吸管內直徑為80mm～120mm。
全文摘要
本發明涉及一種三維運動的全自動真空吸曲機，主要包括可在曲池上行走的主機1，柔性吸管收放裝置2，氣動真空吸曲裝置，橫向運動機構4，撥料機構7，控制系統6；本發明利用可編程的可在X、Y、Z坐標軸上全自動運行的機械設備替代以人工為主的曲料輸送方式，以求降低了工人的勞動強度，提高了生產效率，有效地防止了微生物的飛揚，提高操作場地的衛生質量和環境質量。
文檔編號C12M1/00GK1706931SQ20051003489
公開日2005年12月14日 申請日期2005年5月31日 優先權日2005年5月31日
發明者唐偉強, 趙金強, 李紅衛 申請人:華南理工大學, 李錦記(新會)食品有限公司