CN102975878B - 全自动包装机的称重充填系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动包装机的称重充填系统，包括大号充填器、小号充填器、称重交换机构、可编程控制器、称重控制器和人机界面；所述大号充填器和小号充填器的输入端均与可编程控制器的输出端电连接；所述称重交换机构位于小号充填器充填口下方，称重交换机构的输出端连接称重控制器的输入端；所述可编程控制器与称重控制器之间电连接，同时通讯联接；所述人机界面与可编程控制器以及称重控制器之间均通讯联接。本发明由称重交换机构称得大号充填器的充填重量，从而由可编程控制器控制大号充填器和小号充填器进行粗充填和精充填，能够很好的保证充填的精准性。

Description

全自动包装机的称重充填系统

技术领域

本发明涉及一种全自动包装机的称重充填系统。

背景技术

自中国加入WTO以来，中国的市场不断向世界扩张，特别是农药、食品的包装软包装订单量剧增，同时包装的要求更加严格、包装的品种更加复杂，特别是农药行业的受出口要求和国内限制高污染的乳油生产量，粉剂就变得越来越受欢迎，但是受到粉剂越来越精细、比重越来越轻，密度受环境的影响变化大，包装剂量大等因素的影响，使得包装困难重重。目前这种大剂量的粉剂包装主要是靠人工包装和半自动机器包装，对于人工包装，主要体现包装强度大、产量低、质量差，同时对人工的身体危害相当大，对于半自动包装机，目前都是单螺杆加称台充填的方式，需要人工放袋，封口等繁琐的工序，同时剂量无法保证，速度不及全人工包装，针对这些弊端，同时国家和企业都在要求以人为本，科技创新，各个企业都在为此发愁，希望能够寻求减小劳动力、污染少、产量高、质量有保证的全自动机器，而为了确保充填的重量达标，这类全自动包装机都会设计有称重充填系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构巧妙、使用方便、称量准确的全自动包装机的称重充填系统。

实现本发明目的的技术方案是一种全自动包装机的称重充填系统，包括大号充填器、小号充填器、称重交换机构、可编程控制器、称重控制器和人机界面；所述大号充填器和小号充填器的输入端均与可编程控制器的输出端电连接；所述称重交换机构位于小号充填器充填口下方，称重交换机构的输出端连接称重控制器的输入端；所述可编程控制器与称重控制器之间电连接，同时通讯联接；所述人机界面与可编程控制器以及称重控制器之间均通讯联接。

所述大号充填器和小号充填器均包括伺服电机、料桶、搅拌电机、搅拌刀、主轴和螺杆；所述伺服电机通过主轴连接螺杆；所述搅拌电机的输出轴连接搅拌刀；所述搅拌刀和螺杆均位于料桶中；所述大号充填器的螺杆直径大于小号充填器的螺杆直径；所述大号充填器和小号充填器的伺服电机的输入端与可编程控制器的输出端电连接。

所述称重交换机构包括称重交换机构支架、称重盒、包装袋夹紧机构和传感器；所述包装袋夹紧机构设置在称重盒的上板上，包括两个平行设置的包装袋夹紧装置；所述传感器安装在称重交换机构支架的顶部及称重盒下板上，传感器的输出端连接称重控制器的输入端。

所述每个包装袋夹紧装置包括横梁、两个夹头、两个齿轮、齿条和动力模块；所述两个齿轮相啮合地设置在横梁的前端，每个齿轮连接一个夹头；所述齿条连接所述动力模块的输出端，齿部与一个齿轮啮合；所述动力模块驱动齿条带动齿轮，使两个夹头打开或闭合。

所述包装袋夹紧装置的动力模块为气缸，通过气缸座固定在横梁上。

所述每个包装袋夹紧装置还包括袋宽调节块；所述袋宽调节块；所述称重盒的上板上还设置有袋宽调节滑槽；所述袋宽调节块连接包装袋夹紧装置的横梁，其底部与袋宽调节滑槽滑动连接。

所述每个包装袋夹紧装置的横梁上还设置有前后调节滑槽；所述袋宽调节块的紧固螺栓穿过横梁上的前后调节滑槽将袋宽调节块与横梁连接。

所述每个包装袋夹紧装置还包括齿条限位轴承；所述齿条限位轴承紧靠齿条的直边设置在横梁上。

所述传感器的上下两个面分别通过传感器垫块与称重交换机构支架的顶部及称重盒下板连接。

所述称重交换机构支架包括主座和高度调节座；所述高度调节座与主座之间的固定高度可以调节。

采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：（1）本发明由称重交换机构称得大号充填器的充填重量，从而由可编程控制器控制大号充填器和小号充填器进行粗充填和精充填，能够很好的保证充填的精准性。

（2）本发明的称重交换机构通过齿条、齿轮之间的运动配合，使得夹头能够打开、闭合，从而有效地夹紧包装袋，并由传感器称得包装袋及其内的充填物的重量，结构简单巧妙，操作方便；同时通过气缸提供动力，从而可以通过对气缸的调节，来控制对包装袋的夹紧力度，可以适应于各种厚度的包装袋；而且支架的高度、两个包装袋夹紧装置的横梁的前后位置以及两个包装袋夹紧装置之间的间距均可调整，也就是对包装袋的夹紧位置可以根据需要进行调整，适应于各种型号的包装袋。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1为本发明的原理图。

图2为本发明的称重交换机构的左视图。

图3为本发明的称重交换机构的立体结构示意图。

附图中的标号为：称重交换机构支架1、主座1-1、高度调节座1-2、称重盒2、上板2-1、袋宽调节滑槽2-1-1、下板2-2、包装袋夹紧机构3、横梁3-1、前后调节滑槽3-1-1、夹头3-2、齿轮3-3、齿条3-4、动力模块3-5、气缸3-5-1、气缸座3-5-2、袋宽调节块3-6、紧固螺栓3-6-1、齿条限位轴承3-7、传感器4、传感器垫块4-1。

具体实施方式

（实施例1）

见图1，本实施例的全自动包装机的称重充填系统包括大号充填器、小号充填器、称重交换机构、可编程控制器、称重控制器和人机界面；大号充填器和小号充填器的输入端均与可编程控制器的输出端电连接；称重交换机构位于小号充填器充填口下方，称重交换机构的输出端连接称重控制器的输入端；可编程控制器与称重控制器之间电连接，同时通讯联接；人机界面与可编程控制器以及称重控制器之间均通讯联接。大号充填器和小号充填器均包括伺服电机、料桶、搅拌电机、搅拌刀、主轴和螺杆；伺服电机通过主轴连接螺杆；搅拌电机的输出轴连接搅拌刀；搅拌刀和螺杆均位于料桶中；大号充填器的螺杆直径大于小号充填器的螺杆直径；大号充填器和小号充填器的伺服电机的输入端与可编程控制器的输出端电连接。

见图3和图3，称重交换机构包括称重交换机构支架1、称重盒2、包装袋夹紧机构3和传感器4。称重交换机构支架1包括主座1-1和高度调节座1-2。高度调节座1-2与主座1-2之间的固定高度可以调节。包装袋夹紧机构3设置在称重盒2的上板2-1上，包括两个平行设置的包装袋夹紧装置。传感器4的上下两个面分别通过传感器垫块4-1与称重交换机构支架1的顶部及称重盒2下板2-2连接，传感器垫块4-1可以有效地保护传感器4，传感器4的输出端连接称重控制器的输入端。见图2，每个包装袋夹紧装置包括横梁3-1、两个夹头3-2、两个齿轮3-3、齿条3-4、动力模块3-5、袋宽调节块3-6和齿条限位轴承3-7。两个齿轮3-3相啮合地设置在横梁3-1的前端，每个齿轮3-3连接一个夹头3-2。齿条3-4连接动力模块3-5的输出端，齿部与一个齿轮3-3啮合。动力模块3-5驱动齿条3-4带动齿轮3-3，使两个夹头3-2打开或闭合。包装袋夹紧装置的动力模块3-5为气缸3-5-1，通过气缸座3-5-2固定在横梁3-1上，从而可以通过对气缸的调节，来控制对包装袋的夹紧力度，可以适应于各种厚度的包装袋。称重盒2的上板2-1上还设置有袋宽调节滑槽2-1-1。袋宽调节块3-6连接包装袋夹紧装置的横梁3-1，其底部与袋宽调节滑槽2-1-1滑动连接。每个包装袋夹紧装置的横梁3-1上还设置有前后调节滑槽3-1-1。袋宽调节块3-6的紧固螺栓3-6-1穿过横梁3-1上的前后调节滑槽3-1-1将袋宽调节块3-6与横梁3-1连接。从而，本机构可以调整两个包装袋夹紧装置的横梁的前后位置以及两个包装袋夹紧装置之间的间距，也就是对包装袋的夹紧位置可以根据需要进行调整，适应于各种型号的包装袋。齿条限位轴承3-7紧靠齿条3-4的直边设置在横梁3-1上，用于给与齿条3-4支撑力。

本系统由称重控制器采集传感器4的模拟信号进行运算出数字信号通过modbus总线将实时重量传输给控制器，同时可编程控制器PLC通过RS232通讯将数据传输给人机界面，人机界面将充填量、提前量等相关参数通过总线反传输给称重控制器，同时将控制动作参数传回可编程控制器PLC。可编程控制器PLC接受人机界面参数及称重控制器的输入控制点对大号充填器的伺服电机进行校正，对小号充填器的伺服电机进行实时控制。可编程控制器PLC通过脉冲控制大号充填器的伺服电机，通过称重交换机构进行读取充填重量，将实际充填重量与所需充填量进行比较，一般所需充填量为整体充填量95%左右，通过可编程控制器运算，对控制大号充填器的螺杆的伺服电机的脉冲进行调节，对于大号充填器来说，称重交换机构主要起到反馈调节其充填重量的作用。可编程控制器PLC控制称重交换机构将大号充填器充填完的包装袋转交换到称重交换机构上，称重交换机构在交换后先进行滤波处理，主要是在0.2S内将机械本身的噪音、工频的干扰及包装袋本身的晃动滤波去除，采用的是双核64bit滤波，滤波完成接收到可编程控制器PLC启动小号充填器的信号后称重控制器将称重交换机构上包装物料的准确重量读出，在短时间内设置了禁止比较时间，防止滤波不稳定，禁比时间内充填已经开始运行，禁比时间结束称重控制器才同人机界面设定的目标重量进行比较，当实时重量到达一定重量（目标重量-提前量）时，称重控制器发出信号通知可编程控制器PLC断开伺服控制。为了防止大号充填器的螺杆剂量误差过大，小号充填器的螺杆的控制通过称重控制器进行3-6速控制，达到短时间内充填结束并准确，对于本系统来说，从大号充填器到小号充填器的工位停顿要求在2-3S以上，根据系统不断自整定，称重交换机构每次动作时间1.2S，其余0.8-1.8S为充填时间，称重控制器能够保证大号充填器所充填的物料在目标重量的90%-97%范围内准确对其充填，整体体误差±5g以内。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种全自动包装机的称重充填系统，其特征在于：包括大号充填器、小号充填器、称重交换机构、可编程控制器、称重控制器和人机界面；所述大号充填器和小号充填器的输入端均与可编程控制器的输出端电连接；所述称重交换机构位于小号充填器充填口下方，称重交换机构的输出端连接称重控制器的输入端；所述可编程控制器与称重控制器之间电连接，同时通讯联接；所述人机界面与可编程控制器以及称重控制器之间均通讯联接；所述大号充填器和小号充填器均包括伺服电机、料桶、搅拌电机、搅拌刀、主轴和螺杆；所述伺服电机通过主轴连接螺杆；所述搅拌电机的输出轴连接搅拌刀；所述搅拌刀和螺杆均位于料桶中；所述大号充填器的螺杆直径大于小号充填器的螺杆直径；所述大号充填器和小号充填器的伺服电机的输入端与可编程控制器的输出端电连接；所述称重交换机构包括称重交换机构支架（1）、连接件（2）、包装袋夹紧机构（3）和传感器（4）；所述包装袋夹紧机构（3）设置在连接件（2）的上板（2-1）上，包括两个平行设置的包装袋夹紧装置；所述传感器（4）安装在称重交换机构支架（1）的顶部及连接件（2）下板（2-2）上，传感器（4）的输出端连接称重控制器的输入端；所述每个包装袋夹紧装置包括横梁（3-1）、两个夹头（3-2）、两个齿轮（3-3）、齿条（3-4）和动力模块（3-5）；所述两个齿轮（3-3）相啮合地设置在横梁（3-1）的前端，每个齿轮（3-3）连接一个夹头（3-2）；所述齿条（3-4）连接所述动力模块（3-5）的输出端，齿部与一个齿轮（3-3）啮合；所述动力模块（3-5）驱动齿条（3-4）带动齿轮（3-3），使两个夹头（3-2）打开或闭合；所述包装袋夹紧装置的动力模块（3-5）为气缸（3-5-1），通过气缸座（3-5-2）固定在横梁（3-1）上；所述每个包装袋夹紧装置还包括袋宽调节块（3-6）；所述连接件（2）的上板（2-1）上还设置有袋宽调节滑槽（2-1-1）；所述袋宽调节块（3-6）连接包装袋夹紧装置的横梁（3-1），其底部与袋宽调节滑槽（2-1-1）滑动连接。

2.根据权利要求1所述的全自动包装机的称重充填系统，其特征在于：所述每个包装袋夹紧装置的横梁（3-1）上还设置有前后调节滑槽（3-1-1）；所述袋宽调节块（3-6）的紧固螺栓（3-6-1）穿过横梁（3-1）上的前后调节滑槽（3-1-1）将袋宽调节块（3-6）与横梁（3-1）连接。

3.根据权利要求2所述的全自动包装机的称重充填系统，其特征在于：所述每个包装袋夹紧装置还包括齿条限位轴承（3-7）；所述齿条限位轴承（3-7）紧靠齿条（3-4）的直边设置在横梁（3-1）上。

4.根据权利要求3所述的全自动包装机的称重充填系统，其特征在于：所述传感器（4）的上下两个面分别通过传感器垫块（4-1）与称重交换机构支架（1）的顶部及连接件（2）下板（2-2）连接。

5.根据权利要求4所述的全自动包装机的称重充填系统，其特征在于：所述称重交换机构支架（1）包括主座（1-1）和高度调节座（1-2）；所述高度调节座（1-2）与主座（1-2）之间的固定高度可以调节。

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