CN102700739B - 一种按粒数分装的定量包装秤及其定量称重方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及衡器及称重方法，特别是一种按粒数分装的定量包装秤及其定量称重方法。该包装秤由储料斗、单位粒重获取单元和定量包装部分组成；其中：所述的单位粒重获取单元由取样装置、供料器、多列振动器、储料溜槽、照相机、照相机控制器、光源、输入装置组成；所述的定量包装部分是单头定量包装秤或多头定量包装秤，它由分料溜槽、加料装置、计量斗和称重控制器组成；所述的单位粒重获取单元和定量包装部分的各部件动作均由PLC协调控制；它可进行即时获得物料单位粒重，修正分装重量，提高按粒数分装的精度。

Description

一种按粒数分装的定量包装秤及其定量称重方法
技术领域
本发明涉及衡器及称重方法，特别是一种按粒数分装的定量包装秤及其定量称重方法。
背景技术
对于按粒数分装的需求，使用数粒机是最直接的方法。但是由于数粒机速度慢、价格昂贵，所以在很多场合根据颗粒的单位重量，转换成目标重量，用定量包装秤按重量对物料进行分装。与直接数粒法相比，称重替代法具有速度快、价格便宜的优势。但是，当每颗物料的重量存在差异时，虽然定量包装秤每次分装出来的重量相同（即规格相同），但粒数仍会相差太大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种按粒数分装的定量包装秤及其定量称重方法，主要解决上述现有技术所存在的技术问题，它可即时获得物料单位粒重，修正分装重量，提高按粒数分装的精度。
为实现上述目的，本发明是这样实现的。
一种按粒数分装的定量包装秤，其特征在于：它由储料斗、单位粒重获取单元和定量包装部分组成；其中：所述的单位粒重获取单元由取样装置、供料器、多列振动器、储料溜槽、照相机、照相机控制器、光源、输入装置组成；所述的定量包装部分是单头定量包装秤或多头定量包装秤，它由分料溜槽、加料装置、计量斗和称重控制器组成；所述的单位粒重获取单元和定量包装部分的各部件动作均由PLC协调控制；
所述的单位粒重获取单元还包括一数粒计量斗，该数粒计量斗的作用是称出由多列振动器排入的经数粒的物料重量；该数粒计量斗可以单独设置或与计量斗中的一个共用；
所述的取样装置设置在储料斗中，其作用是对被包装物料取样并将取到的样品排入供料器中；
所述的供料器的作用是将物料均匀的输送给多列振动器；
所述的多列振动器的作用是使物料在其凹槽中加速，并使所有颗粒都排入到凹槽内防止颗粒重叠，排列好的颗粒下落到储料溜槽中；
所述的照相机配合光源对下落的颗粒高速扫描，并将图像传给照相机控制器；
所述的照相机控制器对图像进行分析、计算粒数；
所述的储料溜槽的作用是，当达到数粒设定值时，储料溜槽底门打开，将数好的颗粒排放到数粒计量斗中进行称重；当数粒计量斗与计量斗中的一个共用时，储料溜槽的底部要设置底门；
所述的PLC的作用是根据粒数和粒数对应的重量计算出单位粒重，再根据包装规定的粒数计算出包装重量，修改定量包装秤的重量设定值；
所述的称重控制器的作用是按PLC给出的重量设定值进行称重；
所述的分料溜槽设置在储料斗下方，其各出料口通过各加料装置将物料投入到下方的计量斗中。
一种使用如上所述的按粒数分装的定量包装秤的定量称重方法，其特征在于：步骤是，
首先通过输入装置设定包装秤的包装规格、设定单位粒重获取单元每次数粒的粒数；该包装规格即包装的目标粒数；
设定后启动单位粒重获取单元开始数粒；
当单位粒重获取单元数出的粒数达到设定的粒数值时，数粒停止；数粒计量斗称出已数粒的物料重量；PLC计算单位粒重并根据设定的包装规格求出包装重量，写入包装秤的称重控制器；
包装秤开始称量；
在包装秤工作期间，单位粒重获取单元连续不断的给出单位粒重，修正包装重量。
所述的方法，其特征在于：在保证每次数粒的粒数能充分代表正在包装物料的前提下，每隔几十秒就可以调整一次包装重量。
所述的方法，其特征在于：设定包装秤的包装规格和单位粒重获取单元每次数粒的粒数时，各种不同的情况下的操作方式如下：
当单位粒重获取单元设定的每次数粒粒数等于包装规格时，每次数出的粒数，经包装秤的计量斗称重，获取单位粒重后，将物料排出到包装容器中；
单位粒重获取单元设定的每次数粒粒数小于包装规格时，每次数出的粒数，经包装秤的计量斗称重，获取单位粒重后，缺少的粒数由包装秤的加料装置补足后，再将物料排出到包装容器中；
单位粒重获取单元设定的每次数粒粒数大于包装规格时，单位粒重获取单元将按包装的目标粒数的倍数，分成几次数粒。再将几次的结果累加起来，计算单位粒重；每次数粒粒数达到目标粒数时，将其排入包装秤的计量斗进行称重并记忆，计量斗将物料排出到包装容器中；最后一次的数粒粒数如果小于包装的目标粒数，缺少的粒数由包装秤的加料装置补足。
所述的方法，其特征在于：所述的单位粒重的计算方法是：每次以小样本数粒，采用移动平均或移动加权平均，计算出单位粒重。
所述的方法，其特征在于：所述的单位粒重的计算方法是：以单次的大样本数粒结果，计算出单位粒重。
所述的方法，其特征在于：所述的单位粒重的计算方法是：每次以大样本数粒，采用移动平均或移动加权平均，计算出单位粒重。
使用本发明装置和方法与现有技术相比的优点在于：它可即时获得物料单位粒重，修正分装重量，提高按粒数分装的精度。
附图说明
图1是本发明一较佳实施例的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明公开了一种按粒数分装的定量包装秤。如图所示：它由储料斗1、单位粒重获取单元和定量包装部分组成。其中：所述的单位粒重获取单元由取样装置2、供料器3、多列振动器4、储料溜槽7、照相机5、照相机控制器、光源6、输入装置组成；所述的定量包装部分是单头定量包装秤或多头定量包装秤，它由分料溜槽9、加料装置10、计量斗8、11和称重控制器组成；所述的单位粒重获取单元和定量包装部分的各部件动作均由PLC协调控制；
所述的单位粒重获取单元还包括一数粒计量斗，该数粒计量斗的作用是称出由多列振动器排入的经数粒的物料重量；该数粒计量斗与计量斗8共用；
所述的取样装置2设置在储料斗1中，其作用是对被包装物料取样并将取到的样品排入供料器3中；
所述的供料器3的作用是将物料均匀的输送给多列振动器4；
所述的多列振动器4的作用是使物料在其凹槽中加速，并使所有颗粒都排入到凹槽内防止颗粒重叠，排列好的颗粒下落到储料溜槽7中；
所述的照相机5配合光源6对下落的颗粒高速扫描，并将图像传给照相机控制器；
所述的照相机控制器对图像进行分析、计算粒数；
所述的储料溜槽7底部设有底门，储料溜槽的作用是，在数粒过程中存储数出的粒数，当达到数粒设定值时，储料溜槽底门打开，将数好的颗粒料排放到数粒计量斗中进行称重；
所述的PLC的作用是根据粒数和粒数对应的重量计算出单位粒重，再根据包装规定的粒数计算出包装重量，修改定量包装秤的重量设定值；
所述的称重控制器的作用是按PLC给出的重量设定值进行称重；
所述的分料溜槽9设置在储料斗1下方，其各出料口通过各加料装置10将物料投入到下方的计量斗8、11中。
本发明中采用高性能照相机，以获得高清晰视频波形。本发明中的照相机可以采用德国BASLER或同等功能的工业相机。
本发明中的PLC可选用三菱Q系列或FX系列。
本发明中的称重控制器可选用日本大和EDI-801或FEC-710。
本发明中的照相机控制器可选用美国COGNEX公司IN-SIGHT MICRO系列。
作为一种优选方式，所述的取样装置2设置在靠近包装秤分料溜槽9取料点的上部，这样一来，取到的单位粒重样品与实际包装的物料完全对应。由于每颗物料的重量、大小不同，为防止物料在流动过程中的漏斗效应，数粒样品的抽取是在一条线上，而不是一个点，使取到的样品更具有代表性。
使用如上所述的按粒数分装的定量包装秤的定量称重方法，其步骤是：
首先通过输入装置设定包装秤的包装规格、设定单位粒重获取单元每次数粒的粒数；该包装规格即包装的目标粒数；
设定后启动单位粒重获取单元开始数粒；
当单位粒重获取单元数出的粒数达到设定的粒数值时，数粒停止；数粒计量斗称出已数粒的物料重量；PLC计算单位粒重并根据设定的包装规格求出包装重量，写入包装秤的称重控制器；
包装秤开始称量；
在包装秤工作期间，单位粒重获取单元连续不断的给出单位粒重，修正包装重量。
只有快速的获取单位粒重，才能及时测出被包装物料单位粒重的变化，及时调整包装重量。本发明采用多通道同时数粒，在一定的时间内，数的粒数更多，单位粒重更准确。在保证每次数粒粒数能充分代表正在包装物料的前提下，每隔几十秒就可以调整一次包装重量。
本发明方法实施过程中，设定包装秤的包装规格和单位粒重获取单元每次数粒的粒数时，各种不同的情况下的操作方式如下：
当单位粒重获取单元设定的每次数粒粒数等于包装规格时，每次数出的粒数，经包装秤的计量斗称重，获取单位粒重后，将物料排出到包装容器中；
单位粒重获取单元设定的每次数粒粒数小于包装规格时，每次数出的粒数，经包装秤的计量斗称重，获取单位粒重后，缺少的粒数由包装秤的加料装置补足后，再将物料排出到包装容器中；
单位粒重获取单元设定的每次数粒粒数大于包装规格时，单位粒重获取单元将按包装的目标粒数的倍数，分成几次数粒。再将几次的结果累加起来，计算单位粒重；每次数粒粒数达到目标粒数时，将其排入包装秤的计量斗进行称重并记忆，计量斗将物料排出到包装容器中；最后一次的数粒粒数如果小于包装的目标粒数，缺少的粒数由包装秤的加料装置补足。
本发明方法实施过程中，单位粒重计算方法可根据不同物料特性，采用最适合的单位粒重计算方法，具体可采用的方法如下：
1）每次以小样本数粒，采用移动平均或移动加权平均，计算出单位粒重。
以3次为例：
第一次的单位粒重是A；
第二次的单位粒重是B；
第三次的单位粒重是C；将A、B、C平均(或加权平均)获得第1个单位粒重a；
第四次的单位粒重是D；将B、C、D平均(或加权平均)获得第2个单位粒重b；
第五次的单位粒重是E；将C、D、E平均(或加权平均)获得第3个单位粒重c；
以此类推。
2）以单次的大样本数粒结果，计算出单位粒重。
第一次的单位粒重是A，直接获得第1个单位粒重a=A；
第一次的单位粒重是B，直接获得第2个单位粒重b=B；
第一次的单位粒重是C，直接获得第2个单位粒重c=C；
以此类推。
3）每次以大样本数粒，采用移动平均或移动加权平均，计算出单位粒重。算法同1）。
综上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims (8)

1.一种按粒数分装的定量包装秤，其特征在于：它由储料斗（1）、单位粒重获取单元和定量包装部分组成；其中：所述的单位粒重获取单元由取样装置（2）、供料器（3）、多列振动器（4）、储料溜槽（7）、照相机（5）、照相机控制器、光源（6）、输入装置组成；所述的定量包装部分是单头定量包装秤或多头定量包装秤，它由分料溜槽（9）、加料装置（10）、计量斗（8、11）和称重控制器组成；所述的单位粒重获取单元和定量包装部分的各部件动作均由PLC协调控制；
所述的单位粒重获取单元还包括一数粒计量斗，该数粒计量斗的作用是称出由多列振动器排入的经数粒的物料重量；该数粒计量斗可以单独设置或与计量斗（8、11）中的一个共用；
所述的取样装置（2）设置在储料斗（1）中，其作用是对被包装物料取样并将取到的样品排入供料器（3）中；
所述的供料器（3）的作用是将物料均匀的输送给多列振动器（4）；
所述的多列振动器（4）的作用是使物料在其凹槽中加速，并使所有颗粒都排入到凹槽内防止颗粒重叠，排列好的颗粒下落到储料溜槽（7）中；
所述的照相机（5）配合光源（6）对下落的颗粒高速扫描，并将图像传给照相机控制器；
所述的照相机控制器对图像进行分析、计算粒数；
所述的储料溜槽（7）的作用是，将数好的颗粒排放到数粒计量斗中进行称重；当数粒计量斗与计量斗（8、11）中的一个共用时，储料溜槽（7）的底部要设置底门，当达到数粒设定值时，储料溜槽底门打开，将数好的颗粒排放到数粒计量斗中进行称重；
所述的PLC的作用是根据粒数和粒数对应的重量计算出单位粒重，再根据包装规定的粒数计算出包装重量，修改定量包装秤的重量设定值；
所述的称重控制器的作用是按PLC给出的重量设定值进行称重；
所述的分料溜槽（9）设置在储料斗（1）下方，其各出料口通过各加料装置（10）将物料投入到下方的计量斗（8、11）中。
2.根据权利要求1所述的按粒数分装的定量包装秤，其特征在于：所述的取样装置（2）设置在靠近包装秤分料溜槽（9）取料点的上部。
3.一种使用如权利要求1或2所述的按粒数分装的定量包装秤的定量称重方法，其特征在于：步骤是，
首先通过输入装置设定包装秤的包装规格、设定单位粒重获取单元每次数粒的粒数；该包装规格即包装的目标粒数；
设定后启动单位粒重获取单元开始数粒；
当单位粒重获取单元数出的粒数达到设定的粒数值时，数粒停止；数粒计量斗称出已数粒的物料重量；PLC计算单位粒重并根据设定的包装规格求出包装重量，写入包装秤的称重控制器；
包装秤开始称量；
在包装秤工作期间，单位粒重获取单元连续不断的给出单位粒重，修正包装重量。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：在保证每次数粒的粒数能充分代表正在包装物料的前提下，每隔几十秒就可以调整一次包装重量。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：设定包装秤的包装规格和单位粒重获取单元每次数粒的粒数时，各种不同的情况下的操作方式如下：
当单位粒重获取单元设定的每次数粒粒数等于包装规格时，每次数出的粒数，经包装秤的计量斗称重，获取单位粒重后，将物料排出到包装容器中；
单位粒重获取单元设定的每次数粒粒数小于包装规格时，每次数出的粒数，经包装秤的计量斗称重，获取单位粒重后，缺少的粒数由包装秤的加料装置补足后，再将物料排出到包装容器中；
单位粒重获取单元设定的每次数粒粒数大于包装规格时，单位粒重获取单元将按包装的目标粒数的倍数，分成几次数粒；
再将几次的结果累加起来，计算单位粒重；每次数粒粒数达到目标粒数时，将其排入包装秤的计量斗进行称重并记忆，计量斗将物料排出到包装容器中；最后一次的数粒粒数如果小于包装的目标粒数，缺少的粒数由包装秤的加料装置补足。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的单位粒重的计算方法是：每次以小样本数粒，采用移动平均或移动加权平均，计算出单位粒重。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的单位粒重的计算方法是：以单次的大样本数粒结果，计算出单位粒重。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的单位粒重的计算方法是：每次以大样本数粒，采用移动平均或移动加权平均，计算出单位粒重。
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