CN1024260C - 粉粒体自动计量配料系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种粉粒体自动计量配料系统，尤其指一种借助于微计算机将配方的成份数据予以程序化，并控制储存、送料、取放料桶的机械手臂、秤重天平、输送带等动作，使其按预先设定的程序进行计量与配料，从而可免除目前因人工操作带来的失准或误差而影响后续加工产品质量的现象，并可提高工业技术及自动化水平，实为工业上的一大突破。

Description

本发明涉及粉粒体自动计量配料系统，尤其涉及一种借助于微计算机，将配方成分数据进行编程、并控制储存、送料、取放料桶的机械手臂、称重天平、输送带等作动作使其按预先设定程序进行计量与配料的粉粒体自动计量配料系统。

工业革命发生以来，生产形态从传统的小规模人工生产发展为机械化大规模生产，使产量大幅度提高，亦使产品的品质规格较为齐一。

为满足大规模生产的要求，各种机器不断更新，并致力于自动化以节省人力并避免因人为疏忽而造成的品质不良。将微型计算机应用于各生产领域已成当今趋势。

以化学加工厂而言，粉粒类原料配料要求迅速、精确，以保证后继加工的品质与效率，因此是一项重要的工作。稍具知识者方可胜任此类工作。由于粉尘影响呼吸系统，且工作环境狭窄，故愿意从事该工作者不多，即使从事配料，亦偶有差错，造成整批成品品质不良或不匀。故配料与运送已成为目前一般化工厂的关键环节。

发明旨在提供一全自动的完全克服上述缺点的粉料体自动计量配料系统。

本发明粉料体自动计量配料系统包括：一吸料与储存装置，包含多个独立空间的封闭槽体，各具一强力吸尘装置，以将原料吸入并储存，一送料装置，由大小螺杆组成，由微计算机控制，并通过螺杆传动将原料送入桶内，一空桶取放装置，即受微计算机控制的程序化机械手，用于将空桶取放在输送带上，一料桶变换及秤重装置，由微 计算机控制，具一秤重装置及一可旋转一百八十度的相对机械手，用于同时将料桶及空桶抓取后旋转，将料桶置于输送带，空桶置于秤重装置上，一输送带，受微计算机控制以传送空桶及料桶，一计量控制微计算机，与配料站计算机相连接，以读取及存储配方成份，并通过接口板控制前述机械手及秤重装置各种操作，一电机控制单元，用于接收微计算机指令并对各种操作进行起动、控制及切断，一配方及库存微计算机系统，该程序化系统与前述微计算机相连接，用以记录用量及库存数据，并有一打印机用以打印数据，一无线电手动遥控系统，该辅助装置用于计算机异常时可控制微计算机，取代键入方式；一种粉体与颗粒体供料时，鼠洞或桥接现象的破坏装置，该装置将空气袋依附于储存槽体内壁，并通过空气出入口及空气管延伸出储存槽体，与空气三通电磁阀枢接，以使来自空气压缩机的压缩空气经流量调节阀的间歇开闭，使空气袋间歇膨胀与收缩；其中称重装置又包括一大天平，放置于基座上，并自其原有秤面上往上伸出若干支架，并连结一秤面平台用以负重，一小天平，置放于自基座垂直伸出的水平调整杆所支撑的水平平台上，并通过线性轴承与水平平台垂直伸出的升降导柱升降，其秤面上辅以托盘，一升降装置，由空气压缩机连结输气管而置一空气袋，其间置有三通电磁阀、节流阀及减压阀，

本发明的粉粒自动计量配料系统的优点是借助于微计算机将配方的成份数据予以程序化，并控制储存、送料，取放料桶的机械手臂、称重天平、输送带等动作，使其按预先设定的程序进行计量与配料，从而可免除人工损伤带来的失准或误差而影响产品质量，实现了准确的自动化生产。

为进一步说明本系统，先请参考附图，其中图一为本发明系统的组合方框图，图二是本发明的硬件配置示意图，图三是本发明操作流程图，图四是本发明的储存装置内供料操作剖面示意图，图五是本发 明秤重装置的示意图，图六是本发明秤重装置的立体图，图7是图2中吸料与储存装置1的较详细的示意图。

如图2所示，基本上，本系统由一吸料与储存装置1、一送料装置2、一空桶取放装置3、一料桶变换及秤重装置4、一输送带5、一计量控制微计算机6、一电机控制单元7、一配方及库存操作微计算机系统8、及一无线电手动遥控系统9等组成，且其中以微计算机为控制中心。

如图7所示吸料与储存装置1为一大型封闭箱体，且可分隔成若干独立密闭空间，各设一强力吸尘装置，用以将粉料原料吸入各密闭空间内，并具一过滤网及过滤网清洁器，以使原料吸入后，存放于该密闭箱内各独立的储存槽内。

送料装置2为由大小螺杆所组成的传动元件，由计算机控制，并通过螺杆带动置于前述储存槽内的涡片而将原料自送料口送出，置入桶内。

空桶取放装置3置于前述吸料与储存装置的一侧，主要是一受微计算机控制的程序化机械手，根据接收的微计算机指令，将叠在一旁的空桶取放于输送带上，以供配料用。

料桶变换及秤重装置，其主要为程序化秤重装置及机械手臂，用于在当料桶旋转于送料装置2上时，即开始送料并秤重，达到设定重量即止，进而按计算机指令，移动到下一料口承接粉料，到最后一配方的秤重配料完成时，机械手臂即将该满料桶与空桶夹起，并旋转一百八十度，将满料桶置于输送带上而空桶置于料口。

输送带5为一人所知输送带，传动与停止受微计算机控制，其主要用途在于传送空桶与满桶。

计量控制计算机6为本系统控制中心，它通过与配料站计算机的连接存储配方数据，并用来控制前述秤重装置，并经由接口板，与各种操作动作时间的控制装置相连接，进而进行各种操作，其连接状态 请参阅图二。

电机控制单元用于接收微计算机指令，进而起动或停止各部件的动作，如输送带、送料装置、空桶取放装置、料桶变换及秤重装置等。

配方及库存操作微计算机系统为程序化系统，可自动记录配方用量控制及库存量，并包含一打印机，可随时打印配方及储存状况，该打印机亦由微计算机控制。

无线电手动遥控系统为辅助装置，用于当计算机异常时，可使用无线遥控系统，或当操作空间过大时，为避免来回走动，可用此装置代替微计算机的指令按键。

再参阅图三的本系统操作流程图，首先将配方原料拆封后并吸入吸料与储存装置，而同时微计算机即将由配料站连接的计算机将该配方以重量数据读入计量系统的微计算机内，（亦可直接键入），则此时开始运行，空桶经由空桶取放装置拿起并放于输送带上，再将该桶传送至料桶变换及秤重装置处，而料桶变换机械手臂即将之置于秤重天平上并开始供料，达预设重量后，即停止供料，该秤重天平连同料桶即按预设置程序指令滑移至下一送料口，进行供料，其间，其秤重数据同时反馈至计量控制微计算机上，并记录至各配方供料完成后，该料桶变换的机械手臂即抓起料桶及输送带上的另一空桶，并作一百八十度旋转，将空桶置于秤重大平上，另将料桶置于输送带上前行，经过配方及库存操作微计算机系统时，该系统即自动记录并更新库存数据，用打印机印出相关数据并落于料桶，以利继续加工。另方面，空桶又随着秤重天平按预定程序化路线行进以供料，如此周而复始，到完成该批配料为止。

为消除储料时的鼠洞（Rat    Holing）或桥接（Bridging）现象，如图4所示，本发明在储存装置1的内壁下方两侧或周边，置一依附 于壁面的空气袋11，为使该空气袋11不为粉粒体所附着，可在表面加置一光滑软质胶布12于空气袋11一端。储存装置1有一空气出入口13，并往外延伸一空气管14，作为空气进出通道。

该空气管14接一空气三通电磁阀15，该电磁阀于当进气时由压缩空气入口16进入的空气全部灌入空气袋11中，而排出空气则经由此三通电磁阀15的另一管路排出而不致逆向排入压缩空气入口。而在压缩空气入口的外侧，还加置一流量调节阀17，用以根据粉粒体比重、密度等调节压缩空气的强度与流量，该流量调节阀17由一熟知的空气压缩机18供应空气，而储存槽的底端，则为原已具备的供料输出口。

所以，当粉料体储存于槽内时，由于其重量回空气袋11之上，迫使空气袋内的空气由空气袋11的空气出入口13经由空气管14再通过空气三通电磁阀15的另管排出，此时，空气袋为扁平状。

供料时，则利用空气三通电磁阀15的间歇性开闭，使压缩空气经由空气管14进入或排出于空气袋11中，使空气袋11充气膨胀或排气收缩，而此间歇性膨胀与收缩，使粉料体产生部分位移，并进而下坠，使粉粒体的鼠洞与桥接遭到破坏，而使供料输出顺畅。同时，间歇性膨胀收缩，亦使粉粒体无从凝聚，进而杜绝鼠洞或桥接的不良现象。

秤重装置考虑到不同重量要求，将之设计成由大天平与小天平组成的双子秤方式。

如图5所示，本发明称重装置由一大天平21、一小天平22及一升降装置23所组成。

其中，大天平21及小天平22其秤重单位依实际需要配置，如大天平21可为50公斤，小天平22则为1公斤，各天平以采用电子液晶显示为宜。

大天平21置于一基座211之上，该基座211垂直伸出若干根水平调整杆212，供放置小天平22用。另外在大天平原有秤面上，则伸出若 干支架213，用以支撑用于大天平秤重的秤面平台214，所以当重物于该秤面平台214上时，大天平21可随即显示重量。

前已述及，小天平22由水平调整杆212支撑，而在水平调整杆212上，设置一水平平台221，用调整螺丝216进行水平调整杆212的高度、水平面调整。

在水平平台221上面伸出若干根升降导柱222，用于小天平22升降时导向，该升降导柱222各嵌入一线性轴承223，且各线性轴承可延伸自支撑小天平22的升降台224，亦即小天平22置于该升降台224上，并随之升降。为将小天平22位置规定在一定高度内，于长降台224侧端，置若干止杆225，以作小天平22的下限，并于升降导柱222上端，各置一挡片226，用作小天平22的上限高度。此外，还须在一侧设置一设置高度检测装置227，用以控制小天平22于适当高度。

而在小天平22与水平平台221之间，设置一空气囊231，用作升降装置23的一个元件，在该升降装置23中，熟知的空气压缩机232经过一输气管233，直通前述的空气袋231。在输气管233上，依次设置三通电磁阀234、节流阀235及减压阀236，因此，空气压缩机232的压缩空气可灌入空气袋231;并可经三通电磁阀234排出。

再参考附图，当用大天平21秤重时，即为图中所示的“重量置于秤面平台214上，该重量即可直接显示在大天平的液晶显示屏上”，此时，空气袋231为内部无空气的扁平状。

而在使用小天平22时，首先启动空气压缩机232并将三通电磁阀234开启，则压缩空气充入空气袋231内并迅即开始膨胀，并将升降台224顶起，使得线性轴承223沿升降导柱222升高，由检测装置227检测后，即停止并定位，而此时小天平22的秤面已上升至相当高度，再配合秤重量托盘放置在其上时，超越秤面平台214则负重与大天平21无关，而可进行小天平22的秤重操作。

当欲使用大天平21时，则只要将空气袋231的空气放出，并经三通电磁阀234逸出，此时，小天平22连同升降台224即缓缓下降，并藏入大天平21的秤面平台214之下，而与大天平21毫不相干，即可进行大天平21的秤重操作。

所以，通过实施本系统，除可达精确配料要求外，还可节省人力，提高产业的竞争力，并可确实促进工业自动化。

本公开的是该系统较佳实施例的一种，任何局部添加或修改而源于本发明技术思想并为熟悉该项技术者所易于推知的，皆不脱离本发明的权利要求范围。

Claims (5)

1、一种粉料体自动计量配料系统，它包括：

一吸料与储存装置，包含多个独立空间的封闭槽体，各具一强力吸尘装置，以将原料吸入并储存，

一送料装置，由大小螺杆组成，由微计算机控制，并通过螺杆传动将原料送入桶内，

一空桶取放装置，即受微计算机控制的程序化机械手，用于将空桶取放在输送带上，

一料桶变换及秤重装置，由微计算机控制，包括秤重装置及一可旋转一百八十度的相对机械手，用于同时将料桶及空桶抓取后旋转，将料桶置于输送带，空桶置于秤重装置上，

一输送带，受微计算机控制以传送空桶及料桶，

一计量控制微计算机，与配料站计算机相连接，以读取及存储配方成份，并通过接口板控制前述机械手及秤重装置各种操作，

一电机控制单元，用于接收微计算机指令并对各种操作进行起动、控制及切断，

一配方及库存微计算机系统，该程序化系统与前述微计算机相连接，用以记录用量及库存数据，并有一打印机用以打印数据，

其特征在于：

一无线电手动遥控系统，该辅助装置用于计算机异常时可控制微计算机，取代键入方式；

一种粉体与颗粒体供料时，鼠洞或桥接现象的破坏装置，该装置将空气袋依附于储存槽体内壁，并通过空气出入口及空气管延伸出储存槽体，与空气三通电磁阀枢接，以使来自空气压缩机的压缩空气经流量调节阀的间歇开闭，使空气袋间歇膨胀与收缩；

秤重装置包括：

一大天平，放置于基座上，并自其原有秤面上往上伸出若干支架，并连结一秤面平台用以负重，

一小天平，置放于自基座垂直伸出的水平调整杆所支撑的水平平台上，并通过线性轴承与水平平台垂直伸出的升降导柱升降，其秤面辅以托盘，

一升降装置，由空气压缩机连结输气管而置一空气袋，其间置有通电磁阀、节流阀及减压阀。

2、如权利要求1所述粉粒体自动计量配料系统，其特征在于：粉体与颗粒体供料时鼠洞或桥接现象的破坏装置，将空气袋沿槽壁设若干组，并同时接于同一空气管。

3、如权利要求1所述粉粒体自动计量配料系统，其特征在于：粉体与颗粒体供料时鼠洞或桥接现象的破坏装置，将其中的空气袋环槽壁。

4、如权利要求1所述粉粒体自动计量配料系统，其特征在于：其的小天平用挡片及止杆确定位置高度的上下限。

5、如权利要求1所述粉粒体自动计量配料系统，其特征在于：其的小天平用一检测装置来定位控制。

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