CN102107188B

CN102107188B - 自动称重分拣机

Info

Publication number: CN102107188B
Application number: CN 200910273484
Authority: CN
Inventors: 焦胜兵; 喻涧临
Original assignee: Hubei New Huaguang Information Materials Co Ltd
Current assignee: Hubei New Huaguang Information Materials Co Ltd
Priority date: 2009-12-25
Filing date: 2009-12-25
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2029-12-25
Also published as: CN102107188A

Abstract

本发明的名称为自动称重分拣机。属于光学玻璃二次模压成型技术领域。它主要是解决现有称重分拣装置存在一致性不够好和生产效率不够高的问题。它的主要特征是：由投料装置、称重装置、分拣装置、控制屏和操作面板、控制电路组成；投料装置由旋振给料器和直振给料器组合而成；称重装置由高精度电子天平、槽形托盘、挡板、挡板抬升气缸构成；分拣装置由伺服电机、转位滑槽、定位滑槽、集料箱构成；操作面板由人机界面、操作按钮及指示灯组成。本发明具有结构简洁，人机交换功能更加丰富，可操作性较强，可靠性和抗干扰能力高，分拣结果更加准确的特点，主要用于光学玻璃二次模压成型前针对备选玻璃料块称重分级的自动称重分拣机。

Description

自动称重分拣机

技术领域

本发明属于光学玻璃二次模压成型技术领域。具体涉及一种光学玻璃二次模压成型前针对备选玻璃料块称重分级的一种装置，该装置可替代人工称重分拣，尤其是对体积小、重量轻、批量大的玻璃料块分拣，突显其优越性。

背景技术

备料分拣是光学玻璃二次压型工艺流程中的一个重要环节，分拣的准确性和快速性，在一定程度上决定了光学玻璃二次压型产品的质量、一致性和生产效率。备料分拣环节中采用称重传感器和模数转换的方式称重和采用旋转气缸进行阀门式控制分拣。称重传感器和模数转换方式的称重存在受环境的影响较大、称量过程所需的稳定时间过长、至使单件分拣周期延长、影响分拣效率的不足。旋转气缸进行阀门式控制分拣存在动作和检测环节过多，降低了系统的可靠性与稳定性的不足。常规的人工分拣方法，对于产品批量较小或工件重量及体积较大的生产场合是适用的，但对于工件重量及体积较小，单批数量较大，特别是要求分拣区位数较多的场合，人工分拣就存在明显的局限性。为了适应二次压型规模化生产的需要，有必要在生产流程中采用自动化备料分拣的工作方式，不仅可大幅提高生产效率和产品质量，而且可减少该工序的绝大部分人员数量，从而降低作业成本。

发明内容

本发明的目的就是针对上述不足之处而提供一种可替代人工称重分拣，尤其是对体积小、重量轻、批量大的玻璃料块分拣的自动称重分拣机。

本发明的技术解决方案是：一种自动称重分拣机，用于小型块状物料的自动称重与分拣，其特征在于：由投料装置、称重装置、分拣装置、控制屏和操作面板组成；其中，投料装置由一台旋振给料器和一台直振给料器组合而成；旋振给料器由设置有螺旋形上升轨道的振盘、宽度控制调节板、高度控制调节板、除渣调节板、第一振动电磁铁、旋振频率调整器构成；直振给料器由“V”形槽、第二振动电磁铁、直振频率调整器、光电开关和过渡滑槽构成；称重装置由高精度电子天平、槽形托盘、挡板、挡板抬升气缸构成；分拣装置由伺服电机、转位滑槽、定位滑槽、集料箱构成；控制屏主要由电源、可编程控制器、位置控制模块、伺服驱动单元构成；操作面板由人机界面、操作按钮及指示灯组成。

本发明的技术解决方案中所述的控制电路由单相交流220V工频电源（L，N）、电源空气开关、熔断器FU1、噪声滤波器F1、直流稳压电源S1、精密电子天平S2、人机界面S3、旋振频率调整器S4、直振频率调整器S5、可编程控制器S6、位置控制模块S7、伺服放大器S8、伺服电机M1、电源控制用继电器KA1、电源接通按钮SB2、电源断开按钮SB1、分拣启停按钮SB3、工件检测用光电开关K1、气缸控制用继电器KA2、气缸控制用电磁阀V1、气缸到位检测用磁性开关K2以及旋振电磁铁YA1、直振电磁铁YA2构成；其中，电子天平的数据输出口用RS232直型通讯电缆与可编程控制器的增设通讯板相连接；人机界面用通讯电缆与可编程控制器的固有编程口相连；位置控制模块通过其本身附带的数据线与可编程控制器的扩展口相连。

本发明由于采用由一台旋振给料器和一台直振给料器组成的投料装置，旋振给料器由设置有呈螺旋形上升轨道的振盘、第一振动电磁铁、振动调频器、宽度控制调节板、高度控制调节板、除渣调节板构成，因而可实现工件的单层线性排序，并将混有的细小玻璃渣自动从序列中除去，物料经旋振给料器振出，送入直振给料器中，而直振给料器由“V”形槽、第二振动电磁铁、直振频率调整器、光电开关和过渡滑槽构成，可实现物料按分拣周期间断性向前推进，且在每个分拣周期内只向称重装置输送一块物料。本发明由于采用由高精度电子天平、槽形托盘、挡板、挡板抬升气缸构成的称重装置，因而具有称量结果较快和稳定的特点。本发明由于采用由伺服电机、引导槽、集料箱构成的分拣装置，因而可实现自动分区，并具有结构简洁、响应快捷、定位精确、故障率很低的优点。本发明由于采用由电源、可编程控制器、位置控制模块、伺服驱动单元等构成的控制屏，因而可实现对投料、称重、分拣过程的自动控制，完成对体积小、重量轻、批量大的玻璃料块的自动分拣。通过操作面板中的按钮可完成整体通电、断电及分拣动作的启动、停止功能，通过操作面板中的人机界面，可设定分拣工艺中各重量区段的起、止值，还能显示诸如重量实测值、物料分拣后所处的区段号、每一区段的物料累计数等关键数据。本发明适用于光学玻璃二次压型生产流程中滚料、调整前的分称工序，将切割后的玻璃块料经自动称重分拣机处理后，按预设的重量边界值分成不同的区位，针对不同区位制定不同的滚料和调整工艺，使得滚料和调整后的工件在重量上达到预定范围，以实现压型产品在外观尺寸上的一致性。本发明可完成最大尺寸小于25mm，重量在0.02g和15g之间的小型块状物料的自动称重分拣，最高分拣精度为0.01g，最大分拣区位为9区，最高分拣速度为1400件/小时。本发明具有结构简洁，人机交换功能更加丰富，可操作性较强，可靠性和抗干扰能力高，分拣结果更加准确的特点。本发明主要用于光学玻璃二次模压成型前针对备选玻璃料块称重分级的自动称重分拣机。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的控制电路图。

具体实施方式

如图1所示。自动称重分拣机由投料装置、称重装置、分拣装置、控制屏、操作面板构成。其中，投料装置由一台旋振给料器和一台直振给料器组合而成。旋振给料器由设置有螺旋形上升轨道的振盘1、宽度控制调节板2、高度控制调节板3、除渣调节板4、第一振动电磁铁5、旋振频率调整器6构成。直振给料器由“V”形槽7 、第二振动电磁铁8、直振频率调整器9、光电开关10和过渡滑槽11构成。称重装置由高精度电子天平12、槽形托盘13、挡板14、挡板抬升气缸15构成；分拣装置包括伺服电机16、转位滑槽17、定位滑槽18 、集料箱19。控制屏主要由电源、可编程控制器、位置控制模块、伺服驱动单元等组成（如图2所示）；操作面板由人机界面20、操作按钮及指示灯21组成。

如图2所示。本发明的控制电路由单相交流220V工频电源（L，N）、电源空气开关（DZ47－63，C10/2P）、熔断器FU1、噪声滤波器F1、4NIC－DG型直流稳压电源S1、PB303S/FACT型精密电子天平S2、F930型人机界面S3、SDVC3100型旋振频率调整器S4、SDVC3100型直振频率调整器S5、FX2N－32MR型可编程控制器S6、FX2N－10GM型位置控制模块S7、MRJ2S－10A型伺服放大器S8、HC－MFS13型伺服电机M1、电源控制用继电器KA1、电源接通按钮SB2、电源断开按钮SB1、分拣启停按钮SB3、工件检测用光电开关K1、气缸控制用继电器KA2、气缸控制用电磁阀V1、气缸到位检测用磁性开关K2以及旋振电磁铁YA1、直振电磁铁YA2等构成。其中，电子天平的数据输出口用RS232直型通讯电缆与可编程控制器的增设单元FX2N-232BD通讯板相连接，通过RS232无协议通讯，可编程控制器可控制电子天平的开机、关机、清零和实现相关称量数据的读取；人机界面用FX-50DU-CABO型通讯电缆与可编程控制器的固有编程口相连，可实现区位设定数据的输入、称量即时值显示、分拣过程和结果的监控等功能；位置控制模块通过其本身附带的数据线与可编程控制器的扩展口相连，接收可编程控制器输出的位置控制指令，并通过E-GMJ2-200CAB/A型通讯电缆控制伺服放大器的输出，实现伺服电机的正确转位。

一、投料环节。自动分拣的第一步需实现工件的线性排序，并依次进入重量称量装置。投料装置1由一台旋振给料器和一台直振给料器组合而成，分拣时，将待拣的块状物料放入旋振给料器的螺旋形振盘中，在振动控制器面板中设定适宜的振动频率和电压值，可编程控制器输出启振信号，旋振及直振给料器同时振动，将物料从振盘底部沿螺旋形轨道向上抬升，经过宽度和高度控制调节板后，实现单层线性排序，其中混有的细小玻璃渣在经过除渣调节板时将自动从序列中除去，不再进入称重分拣流程。物料经旋振给料器振出后，平稳进入到直振给料器的“V”形槽中，继续依次沿线性推进，当第一块物料到达“V”形槽的端部时，被装设在此处的光电开关所捕捉，光电开关输出一检测信号给可编程控制器，经一预定的延迟时间后，给料器停振，其间正好将第一块物料振下，而下一块则继续停留在“V”形槽中。当第一块物料完成分拣后，给料器重新开始起振，进行下一块物料的分拣，如此反复。

二、称重环节。重量的过程采样一般采用称重传感器和模数转换的方式，虽然结构简单，也能较为准确的感知重量，但受环境的影响较大，称量过程所需的稳定时间过长，至使单件分拣周期延长，影响分拣效率。本设备采用高精度电子天平获取称量数据，由于电子天平本身具备电子滤波和噪声抑制功能，称量结果能较快地实现稳定。考虑到物料在落下时对电子天平的冲击所导致的数据波动，在进行数据采样时设置了一个适宜的延时时间，在确保称量准确性的基础上，尽可能提高分拣效率。

三、分拣环节。分拣流程所采取的传统方法是用旋转气缸进行阀门式控制，让不同区位的工件分别从不同的轨道通过，这种方式的优点是简单直观，不足之处是动作和检测环节过多，降低了系统的可靠性与稳定性。以9区分拣为例，如采用旋转气缸进行分区，则至少需要8个旋转气缸，16个位置检测元件，1个气缸或检测元件故障，则整个系统不能正常工作，而且安装成本较高。本发明采用以绝对位置控制的伺服电机来解决分区问题，在确定每个工件所应处的区位后，伺服电机转动相应的角度，将转位滑槽的出口与相应定位滑槽(9个,呈15°夹角均布)的入口相对接，工件便沿该通道滑入正确的集料箱(9个，分别与9个定位滑槽对应)，以实现分区目的。伺服电机分区具有结构简洁、响应快捷、定位精确的优点，而且故障率很低。

四、控制环节。控制电路主要由可编程控制器、通讯单元、伺服控制与驱动单元等部分组成。振动给料器在可编程控制器的控制下间断性工作，依次将待拣元件送入电子天平上特制槽形托盘中，等称量数据稳定后，通过RS232串口通讯的方式，将结果传给可编程控制器，实测数据与从人机界面设入的区位数据相比较后，便可确定该元件应处的重量区位，可编程控制器控制伺服电机旋转相应角度，将引导槽出口与正确的区位相连通，此时抬升气缸动作，抬起电子天平托盘底部的挡板，料块落入相应的集料箱中，由此完成一次分拣动作流程，而后，振动给料器重新启动，进入下一个分拣流程，周而复始。在设备运行过程中，一些关键数据，如重量的设定值、实测值和每一位区的累计数等，可通过可编程控制器实时地显示在人机界面上，以便查询。另外，控制系统中还设置了故障报警及分拣结束后自动停机等实用功能。

Claims

1.一种自动称重分拣机，用于小型块状物料的自动称重与分拣，其特征在于：由投料装置、称重装置、分拣装置、控制屏、操作面板、控制电路组成；其中，投料装置由一台旋振给料器和一台直振给料器组合而成；旋振给料器由设置有螺旋形上升轨道的振盘（1）、宽度控制调节板（2）、高度控制调节板（3）、除渣调节板（4）、第一振动电磁铁（5）、旋振频率调整器（6）构成；直振给料器由“V”形槽（7）、第二振动电磁铁（8）、直振频率调整器（9）、光电开关（10）和过渡滑槽（11）构成；称重装置由高精度电子天平（12）、槽形托盘（13）、挡板（14）、挡板抬升气缸（15）构成；分拣装置包括伺服电机（16）、转位滑槽（17）、定位滑槽（18）、集料箱(19)；控制屏主要由电源、可编程控制器、位置控制模块、伺服驱动单元组成；操作面板由人机界面（20）、操作按钮及指示灯（21）组成；所述的控制电路由单相交流220V工频电源（L，N）、电源空气开关、熔断器（FU1）、噪声滤波器（F1）、直流稳压电源（S1）、精密电子天平（S2）、人机界面（S3）、旋振频率调整器（S4）、直振频率调整器（S5）、可编程控制器（S6）、位置控制模块（S7）、伺服放大器（S8）、伺服电机（M1）、电源控制用继电器（KA1）、电源接通按钮（SB2）、电源断开按钮（SB1）、分拣启停按钮（SB3）、工件检测用光电开关（K1）、气缸控制用继电器（KA2）、气缸控制用电磁阀（V1）、气缸到位检测用磁性开关（K2）以及旋振电磁铁（YA1）、直振电磁铁（YA2）构成；其中，电子天平的数据输出口用（RS232）直型通讯电缆与可编程控制器的增设通讯板相连接；人机界面用通讯电缆与可编程控制器的固有编程口相连；位置控制模块通过其本身附带的数据线与可编程控制器的扩展口相连。