УСТРОЙСТВО ДЛЯ УКЛАДКИ ШТУЧНЫХ ПРОДУКТОВ В ТАРУ

Полезная модель относится к укладочной технике и может быть использована в упаковочных линиях, например, для укладки мучнисто-кондитерских, молочных, рыбных, мясных продуктов в торговую тару.
Известен укладчик штучных продуктов (Robotik staker of piece products / Pavlov A.E., Sorokin S.V., Pavlova L.A. 2013. P16-23, Строение и кинематика укладчиков штучных продуктов / М.И.Белов, А.Е. Павлов, С.В. Сорокин // Тракторы и сельхозмашины. №2, 2013. С. 25-28), механизм которого содержит два ползуна, совершающих возвратно - поступательное циклическое движение по неподвижной горизонтальной направляющей, а также два шатуна, каждый из которых шарнирно связан с соответствующим ползуном. При этом шатуны также шарнирно соединены между собой. Выходным звеном в данном механизме служит шатун, на конце которого установлен схват. Работа укладчика осуществляется следующим образом. Ползуны, являясь ведущими звеньями, приводятся в движение от двух серводвигателей, управление которыми выполняет программируемый контроллер. В начальном положении схват находится над продуктом на подающем транспортере. Под действием созданного вакуума схват захватывает продукт и осуществляет рабочий ход по криволинейной траектории до остановки над тарой, расположенной на транспортере упаковочной машины. После снятия вакуума продукт освобождается от схвата и укладывается в тару. Холостой ход к начальному положению схвата осуществляется при реверсивном движении ползунов.
Недостатками этого устройства являются динамические удары в моменты торможений и реверсирования двигателей, значительные габариты и сложность автоматической синхронизации работы двух двигателей. Кроме того, в момент захвата продукта и начала рабочего хода траектория схвата имеет незначительный угол подьема, что также снижает надежность работы данного устройства.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для укладки штучных продуктов в тару (Патент на полезную модель RU №135621, взятый за прототип). Данное устройство для укладки штучных продуктов в тару включает транспортер подачи продуктов, механизм укладки, снабженный вакуумным схватом с присосками, подъемник тары и систему автоматического управления. Привод данного механизма выполнен с помощью одного пневмоцилиндра, который воздействует на последовательно соединенные шатунную и кулисную части, причем последняя являясь выходным звеном, оснащена вакуумным схватом с присосками. Несмотря на существенное упрощение рассматриваемого устройства, оно не обеспечивает стабильность горизонтального положения плоскости удержания продукта, что приводит к необоснованному увеличению вакуума в присосках и снижает его надежность.
Задача полезной модели - повышение надежности захвата, переноса и укладки продукта.
Технический результат полезной модели - обеспечение безударного движения схвата со стабильным горизонтальным положением плоскости удержания продукта над подающим и отводящим транспортерами и при задании схвату траектории в виде полусинусоиды, обеспечение практически вертикальными участками в моменты захвата и укладки продукта.
Технический результат достигается тем, что механизм укладки имеет один привод воздействующий на последовательно соединенные синусный, реечный зубчатый и второй синусный механизмы, причем последний оснащен схватом для захвата, переноса и укладки продукта в тару. В состав предлагаемого устройства входит электромеханический привод (асинхронный частотно-регулируемый двигатель), система автоматического управления, состоящая из программируемого контроллера, датчиков наличия продукта на подающем транспортере и тары на транспортере упаковочной машины, величины вакуума в присосках вакуумного схвата или избыточного давления в пневмоцилиндре механического схвата. В случае отсутствия продукта или тары работа устройства блокируется. Эта система также обеспечивает создание и сброс вакуума в присосках или давления сжатого воздуха в механическом схвате при захвате, переносе и укладке продуктов.
Вакуумный схват, гарантирующий сохранение формы и структуры низкопрочных продуктов (печенье, кекс, пастила и др.), представляет собой тонкую прямоугольную коробку, снабженную легкодеформируемыми силиконовыми присосками, число которых зависит от массы продукта. Коробка присоединена к вакуумной системе, содержащей гибкий шланг и вакуумный насос. Глубина вакуума в коробке назначается с учетом массы продукта, числа присосок, диаметра отдельной присоски и ускорения коробки при рабочем ходе.
Механический схват, предназначенный для захвата и переноса, например, продуктов в бутылках, содержит рычажный механизм, срабатывание которого осуществляет встроенный в него пневмоцилиндр. Высокая надежность и качество укладки таких продуктов могут быть обеспечены только при безударном движении схвата с сохранением его вертикальной ориентации.
Предлагаемое устройство для укладки штучных продуктов в тару поясняется чертежом, На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - траектория движения центра схвата в виде полусинусоиды.
Устройство содержит транспортер 1, периодически подающий продукты при его шаговом движении, шаговый транспортер 2 для подачи тары, двигатель 3, механизм укладки и систему автоматического управления. Механизм укладки включает первый синусный механизм состоящий из кривошипа 4, камня 5, образующего с кривошипом 4 вращательную пару и ползуна 6, движущегося в горизонтальных направляющих станины 0. Двигатель 3 обеспечивает равномерное одностороннее вращение кривошипа 4, которое преобразуется в поступательное движение ползуна 6, описываемое функцией синуса в зависимости от угла поворота кривошипа 4. На ползуне 6 шарнирно установлено зубчатое колесо 7, обкатывающее неподвижную рейку 8, смонтированную на станине 0. С зубчатым колесом 7 жестко связан кривошип 9, входящий в состав второго синусного механизма вместе с камнем 10 и ползуном 11, на котором в вертикальных направляющих 12 установлен схват 13.
Механизм укладки работает следующим образом. В начале рабочего хода кривошип 4 находится в левом крайнем положении и приводит в поступательное движение вдоль горизонтальной оси ползун 6, на котором установлено зубчатое колесо 7 с возможностью вращения вокруг шарнира на ползуне б.Зубчатое колесо 7 вместе с кривошипом 9, который также первоначально располагается в левом горизонтальном положении, совершает плоскопараллельное движение, перекатываясь по зубчатой рейке 8. В результате выходное звено - ползун 11 и закрепленный на нем схват 13 совершают возвратно-поступательное движение в вертикальных направляющих 12, установленных на ползуне 6. Таким образом, схват 13 одновременно осуществляет переносное поступательное движение с ползуном 6 и относительное поступательное с ползуном 11.
Размеры зубчатого колеса подобраны так, что при переходе ползуна 6 из левого крайнего положения в правое, зубчатое колесо 7 и кривошип 9 вращаются по ходу часовой стрелки на пол-оборота вокруг шарнира на ползуне 6, при этом схват 13 в крайних положениях кривошипов 4 и 9 занимает низшую позицию (вначале при захвате продукта и затем его укладке в тару). Холостой ход или возврат механизма в начальное положение выполняется при повороте кривошипа 4 по ходу часовой стрелки из правого крайнего положения в левое, что приводит к вращению зубчатого колеса 7 против хода часовой стрелки также на пол-оборота. Траектория центра схвата (фиг. 2) в виде полусинусоиды, обеспечивает начало подъема продукта с подающего транспортера 1 и его опускание в тару на отводящем транспортере 2 практически по вертикали без динамических ударов.
Таким образом, предлагаемая полезная модель содержит существенные отличия, обеспечивающие повышение надежности механизма укладки продуктов в тару.