CN102445260A

CN102445260A - 自动称重上料装置及其智能补偿数控方法

Info

Publication number: CN102445260A
Application number: CN2011102838880A
Authority: CN
Inventors: 赵婷婷; 袁光明; 罗功波
Original assignee: Shandong University of Technology
Current assignee: Shandong University of Technology
Priority date: 2011-09-22
Filing date: 2011-09-22
Publication date: 2012-05-09

Abstract

本发明提供一种自动称重上料装置及其智能补偿数控方法，属于机械装备技术领域，包括称重上料车、动力系统、称重料斗装置、给料装置、开合装置和控制部件，其特征在于采用如下步骤：①通过控制部件输入参数G₀、ΔG、S和t，预设系数K_S的值和K的值为K₀；②控制部件控制给料装置运动，控制开合装置以速度2K_SS/t、位移K_SS开合运动；③控制部件实时检测物料重量G；④当G＝G₀+KΔG时，动力系统动作，推动称重上料车达到上料位置，并显示实际的物料重量G；⑤当|G-G₀|/ΔG＞1时，按公式计算修正系数

的值和开合行程系数的值，再重复步骤④的操作，⑥直到|G-G₀|/ΔG＜1时，控制称重料斗装置将物料加入，完成上料。本发明结构简单，能够智能补偿电气响应时间所导致的物料重量误差，实用可靠。

Description

自动称重上料装置及其智能补偿数控方法

技术领域

本发明提供一种自动称重上料装置及其智能补偿数控方法，属于机械工业设备技术领域。

背景技术

现有自动称重上料技术，如ZL200420000617.5和ZL200920190049.2所发明的技术用于连续送料或断续送料的料斗固定场合，对于需要称重料斗运动送料的场合，多为螺旋给料和皮带给料等，论文“综合粉配料自动控制系统设计及应用论文”介绍了用PID调节给料电机转速的方法，论文“镁砖自动配料系统的研究与设计”介绍了用于耐火材料的自动配料系统，提出了给料落差值自动补偿功能，对于震荡给料和车控称重的补偿电气响应时间的问题，现有技术没有给出简单易行的解决方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能控制的简单易行的自动称重上料装置及其智能补偿数控方法。其技术方案为：

一种自动称重上料装置及其智能补偿数控方法，包括称重上料车、动力系统、称重料斗装置、给料装置、开合装置和控制部件。开合装置连接给料装置，给料装置在称重料斗装置上方，称重料斗装置安装在称重上料车内，动力系统的输出端连接称重上料车，称重料斗装置、开合装置和动力系统的控制端连接控制部件。其特征在于采用如下步骤：①通过控制部件输入所需物料重量G₀、物料重量公差ΔG、开合行程S和开合时间t，预设开合行程系数K_S的值为K_S0和修正系数K的值；②控制部件控制给料装置运动，控制开合装置以速度2K_SS/t、位移K_SS开合运动，；③控制部件实时检测物料重量G；④当实时物料重量G达到G₀+KΔG时，控制部件控制动作，使动力系统推动称重上料车达到上料位置，使给料装置和开合装置停止，并显示实际的物料重量G；⑤当|G-G₀|/ΔG＞1时，进行物料重量修正，控制部件按公式计算修正系数

的值和开合行程系数的值，再重复步骤④的操作，⑥直到|G-G₀|/ΔG＜1时，控制部件控制称重料斗装置将物料加入，完成上料。

所述的称重上料车包括车箱、滚轮、轮轴、导轨、轴承和第二柱销，其中滚轮通过轴承与轮轴连接，轮轴与车箱固定连接，车箱的一端固定有第二柱销，导轨固定在车厢内。

所述的称重料斗装置包括料斗、底板、电子称、第一气缸、第一活塞杆、第一柱销和底轮，其中电子称固定在底板上，底板下面连接底轮，底板的一端固定有柱销第一并连接第一活塞杆，第一活塞杆与第一气缸连接，底轮与导轨滑动连接，导轨、料斗和第一气缸固定在车箱内。

所述的动力系统包括第二气缸、第二活塞杆和立架，其中第二活塞杆与第二气缸连接，第二气缸固定在立架上，第二活塞杆的端部与第二柱销连接。

所述的给料装置包括储料桶和震荡器，其中震荡器位于储料桶内。

所述的震荡器包括第三气缸、第三活塞杆、第三柱销、第四柱销和震荡叉，其中第三气缸固定在储料桶外，第三活塞杆连接第三气缸，第四柱销固定在储料桶内，震荡叉连接第四柱销并通过第三柱销连接第三活塞杆。

所述的控制部件包括PLC可编程序控制器、电机控制器和触摸屏，其中PLC可编程序控制器连接电机控制器、第一气缸、第二气缸、第三气缸的控制端和触摸屏。

所述的开合装置包括开合板、第五柱销、支承板、丝母、滑道、电机、丝杠和底座。开合板滑动连接储料桶，开合板的一端固定连接第五柱销，第五柱销固定在支承板一端，支承板的另一端连接丝母，丝母与丝杠螺旋传动，丝杠通过轴承连接底座，丝杠的一端固定连接电机，电机固定在安装于地面的底座上。

模具接板通过底架支承与地面上，导轨通过螺钉固定于模具接板上，称重上料车沿导轨移动。

其工作原理为：

通过控制部件输入所需物料重量G₀、物料重量公差ΔG、开合行程S和开合时间t，预设开合行程系数K_S的值和修正系数K的值为K₀；控制部件控制给料装置运动，控制开合装置以速度2K_SS/t、位移K_SS开合运动；控制部件实时检测物料重量G；当实时物料重量G达到G₀+KΔG时，控制部件控制动作，使动力系统推动称重上料车达到上料位置，使给料装置和开合装置停止，并显示实际的物料重量G；⑤由于电气响应延长了过渡时间，当|G-G₀|/ΔG＞1时，进行物料重量修正，控制部件按公式计算修正系数

的值和开合行程系数

的值，再重复前述操作，直到|G-G₀|/ΔG＜1时，控制部件控制称重料斗装置将物料加入，完成上料。

本发明与现有技术相比，结构简单，有效补偿电气响应动作时间所产生的物料重量误差，物料重量准确，实用可靠。

附图说明

图1是本发明涉及的自动称重上料装置及其智能补偿数控方法实施例1的结构示意图。

图2是本发明涉及的自动称重上料装置及其智能补偿数控方法实施例2的结构示意图。

图中：1、车厢2、滚轮3、轮轴4、螺钉5、轮轨6、底轮7、导轨8、模具接板9、轴承10、底板11、电子称12、料斗13、第一柱销14、第一活塞杆15、第一气缸16、第二柱销17、第二活塞杆18、第二气缸19、可编程控制器20、触摸屏21、立架22、底架23、第三活塞杆324、第三气缸25、第三柱销26、第四柱销27、震荡叉28、储料桶29、支架30、开合板31、柱销332、支承板33、丝母34、滑道35、电机36、丝杠37、底座38、电机控制器

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

实施例1

自动称重上料装置及其智能补偿数控方法，包括称重上料车、动力系统、称重料斗装置、给料装置、开合装置和控制部件。开合装置连接给料装置，给料装置在称重料斗装置上方，称重料斗装置安装在称重上料车内，动力系统的输出端连接称重上料车，称重料斗装置、开合装置和动力系统的控制端连接控制部件。称重上料车由车箱1、滚轮2、轮轴3、导轨7、轴承9和第二柱销16组成。滚轮2通过轴承9与轮轴3连接，轮轴3与车箱1固定连接，车箱1的一端固定有第二柱销16，导轨7固定在车厢内。称重料斗装置由料斗12、底板10、电子称11、第一气缸15、第一活塞杆14、第一柱销13和底轮6组成，电子称11固定在底板10上，底板10下面连接底轮6，底板10的一端固定有第一柱销13并连接第一活塞杆14，第一活塞杆14与第一气缸15连接，底轮6与导轨7滑动连接，导轨7、料斗12和第一气缸15固定在车箱内。动力系统由第二气缸18、第二活塞杆17和立架21组成，第二活塞杆17与第二气缸18连接，第二气缸18固定在立架21上，第二活塞杆17的端部与第二柱销16连接。给料装置由储料桶28和震荡器组成。震荡器由第三气缸24、第三活塞杆23、第三柱销25、第四柱销26和震荡叉27组成，第三气缸24固定在储料桶28外，第三活塞杆23连接第三气缸24，第四柱销26固定在储料桶28内，震荡叉27连接第四柱销26并通过第三柱销25连接第三活塞杆23。开合装置由开合板30、第五柱销31、支承板32、丝母33、滑道34、电机35、丝杠36和底座37组成。开合板30滑动连接储料桶28，开合板30的一端固定连接第五柱销31，第五柱销31固定在支承板32一端，支承板32的另一端连接丝母33，丝母33与丝杠34螺旋传动，丝杠34通过轴承连接底座35，丝杠34的一端固定连接电机35，电机25固定在安装于地面的底座37上。模具接板8通过底架22支承与地面上，导轨7通过螺钉4固定于模具接板上，称重上料车沿导轨7移动。

控制部件包括PLC可编程序控制器19、电机控制器38和触摸屏20。PLC可编程序控制器19连接电机控制器38、第一气缸15、第二气缸18、第三气缸24的控制端和触摸屏20。

实施例2与实施例1不同之处在于省略了震荡器。其它与实施例1相同。

工作步骤：①通过控制部件输入所需物料重量G₀、物料重量公差ΔG、开合行程S和开合时间t，预设开合行程系数K_S的值和修正系数K的值为K₀；②控制部件控制给料装置运动，控制开合装置以速度2K_SS/t、位移K_SS开合运动，；③控制部件实时检测物料重量；④当实时物料重量达到G₀+KΔG时，控制部件控制动作，使动力系统推动称重上料车达到上料位置，使给料装置和开合装置停止，并显示实际的物料重量G；⑤当|G-G₀|/ΔG＞1时，进行物料重量修正，控制部件按公式计算修正系数的值和开合行程系数的值，再重复步骤④的操作，⑥直到|G-G₀|/ΔG＜1时，控制部件控制称重料斗装置将物料加入，完成上料。

实施例中，所需物料重量G₀＝7000kg、物料重量公差ΔG＝50kg，开合行程S＝0.2m和开合时间t＝10s具体工作过程为：

①通过控制部件输入所需物料重量G₀＝7000kg、物料重量公差ΔG＝50kg、开合行程S＝0.2m和开合时间t＝10s，预设开合行程系数K_S的值为K_S＝1和修正系数K的值为K₀＝-0.2；②控制部件控制给料装置运动，控制开合装置以速度2K_SS/t＝0.04m/s、位移K_SS＝0.2m开合运动；③控制部件实时检测物料重量；④当实时物料重量达到G₀+KΔG时，控制部件控制动作，第二气缸通气，使动力系统推动称重上料车达到上料位置，使给料装置和开合装置停止，并显示实际的物料重量G＝7060kg；⑤此时|G-G₀|/ΔG＞1，进行物料重量修正，控制部件按公式计算修正系数

的值为-0.6，开合行程系数

的值为0.98，再重复步骤④的操作，⑥当物料重量达到G₀+KΔG＝6970kg时，动力系统动作，推动称重上料车达到上料位置，并显示实际的物料重量G＝7040kg，此时|G-G₀|/ΔG＝0.8＜1，控制部件控制称重料斗装置的第一气缸通气，打开底板，料斗中的物料加入模具中，完成上料，然后回位。

Claims

1.本发明提供一种自动称重上料装置及其智能补偿数控方法，包括称重上料车、动力系统、称重料斗装置、给料装置、开合装置和控制部件。开合装置连接给料装置，给料装置在称重料斗装置上方，称重料斗装置安装在称重上料车内，动力系统的输出端连接称重上料车，称重料斗装置、开合装置和动力系统的控制端连接控制部件。其特征在于采用如下步骤：①通过控制部件输入所需物料重量G₀、物料重量公差ΔG、开合行程S和开合时间t，预设开合行程系数K_S的值和修正系数K的值为K₀；②控制部件控制给料装置运动，控制开合装置以速度2K_SS/t、位移K_SS开合运动；③控制部件实时检测物料重量G；④当实时物料重量G达到G₀+KΔG时，控制部件控制动作，使动力系统推动称重上料车达到上料位置，使给料装置和开合装置停止，并显示实际的物料重量G；⑤当|G-G₀|/ΔG＞1时，进行物料重量修正，控制部件按公式计算修正系数

的值和开合行程系数

的值，再重复步骤④的操作，⑥直到|G-G₀|/ΔG＜1时，控制部件控制称重料斗装置将物料加入，完成上料。

2.如权利要求1所述的自动称重上料车及其智能补偿数控方法，其特征在于：所述的称重上料车包括车箱(1)、滚轮(2)、轮轴(3)、导轨(7)、轴承(9)和第二柱销(16)，其中滚轮(2)通过轴承(9)与轮轴(3)连接，轮轴(3)与车箱(1)固定连接，车箱(1)的一端固定有第二柱销(16)，导轨(7)固定在车厢内。

3.如权利要求1所述的自动称重上料车及其智能补偿数控方法，其特征在于：所述的称重料斗装置包括料斗(12)、底板(10)、电子称(11)、第一气缸(15)、第一活塞杆(14)、第一柱销(13)和底轮(6)，其中电子称(11)固定在底板(10)上，底板(10)下面连接底轮(6)，底板(10)的一端固定有第一柱销(13)并连接第一活塞杆(14)，第一活塞杆(14)与第一气缸(15)连接，底轮(6)与导轨(7)滑动连接，导轨(7)、料斗(12)和第一气缸(15)固定在车箱内。

4.如权利要求1所述的自动称重上料车及其智能补偿数控方法，其特征在于：所述的动力系统包括第二气缸(18)、第二活塞杆(17)和立架(21)，其中第二活塞杆(17)与第二气缸(18)连接，第二气缸(18)固定在立架(21)上，第二活塞杆(17)的端部与第二柱销(16)连接。

5.如权利要求1所述的自动称重上料装置及其智能补偿数控方法，其特征在于：所述的控制部件包括PLC可编程序控制器(19)、电机控制器(38)和触摸屏(20)，其中PLC可编程序控制器(19)连接电机控制器(38)、第一气缸(15)、第二气缸(18)、第三气缸(24)的控制端和触摸屏(20)。

6.如权利要求1所述的自动称重上料车及其智能补偿数控方法，其特征在于：所述的给料装置包括储料桶(28)和震荡器，其中震荡器位于储料桶(28)内。

7.如权利要求5所述的震荡器，其特征在于：震荡器包括第三气缸(24)、第三活塞杆(23)、第三柱销(25)、第四柱销(26)和震荡叉(27)，其中第三气缸(24)固定在储料桶(28)外，第三活塞杆(23)连接第三气缸(24)，第四柱销(26)固定在储料桶(28)内，震荡叉(27)连接第四柱销(26)并通过第三柱销(25)连接第三活塞杆(23)。

8.如权利要求1所述的自动称重上料装置及其智能补偿数控方法，其特征在于：所述的开合装置包括开合板(30)、第五柱销(31)、支承板(32)、丝母(33)、滑道(34)、电机(35)、丝杠(36)和底座(37)，其中开合板(30)滑动连接储料桶(28)，开合板(30)的一端固定连接第五柱销(31)，第五柱销(31)固定在支承板(32)一端，支承板(32)的另一端连接丝母(33)，丝母(33)与丝杠(34)螺旋传动，丝杠(34)通过轴承连接底座(35)，丝杠(34)的一端固定连接电机(35)，电机(25)固定在安装于地面的底座(37)上。