CN103521460A - 一种高速、准确的自动分选方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速、准确的自动分选方法，其特征在于，所述方法进一步包括：输入被分选产品的长度LP和通过量N，检重秤称重段和输送段的长度L1，L2；检测被分选产品从检重秤开始位、终止位和分选机开始位的时间t1，t2和t3，得到检重秤的速度V1；对被分选产品进行称重，并根据重量确定对应动作的剔除器；判断是否有被分选产品在检重秤和分选机之间发生丢失，如果发生丢失，转入步骤一，如果未发生丢失，转入步骤五；根据通过量N得到被分选产品的剔除器保持时间T5，并利用下式得到分选机的速度V2；计算剔除器打开时间T4；剔除器根据打开时间T4和保持时间T5进行动作。本申请自动地计算确定，适时地打开和收回相应的剔除器，确保了任何产品都能够高速、准确的分选、剔除。

Description

一种高速、准确的自动分选方法

技术领域

本发明涉及了一种高速、准确的自动分选方法。

技术背景

长期以来，禽类和水产品加工企业会按照他们的用户要求，将一些产品如鸡腿、鸡翅和冷冻鱼按重量分类。主要通过以下两种方法来分类：

第一，即雇用操作工通过电子秤用人工的方式进行分类。这种方法需要大量的操作工，效率低下，并且通过目视的方法去判断重量可能会造成人为误差。

第二，利用了一些半自动化的设备来分类，但是操作复杂，当产品的一些参数变动后需要重新调整设备。

随着人工成本的上升，厂家迫切需要通过新的方法来节省成本和提高效率，同时避免由于操作工过度参与造成的人为误差。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种高速、准确的自动分选方法，利用两个拼接的设备，即将自动检重秤和分选机相配合，自动检重秤可确定每个产品的准确重量，并将重量值传递到分选机，分选机根据预先设定的重量分区对该产品重量进行分类，每个重量分区对应一个剔除器，当产品即将通过属于该重量的指定剔除器时，通过摆杆摆动工作进行分类。

为了实现上述发明目的，本申请公开了一种高速、准确的自动分选方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

步骤一，输入被分选产品的长度LP和通过量N，检重秤称重段和输送段的长度L1，L2；

步骤二，检测被分选产品从检重秤开始位、终止位和分选机开始位的时间t1，t2和t3，得到检重秤的速度V1：

V1＝L1/(t2－t1)；

步骤三，对被分选产品进行称重，并根据重量确定对应动作的剔除器；

步骤四，判断是否有被分选产品在检重秤和分选机之间发生丢失，如果发生丢失，转入步骤一，如果未发生丢失，转入步骤五；

步骤五，根据通过量N得到被分选产品的剔除器保持时间T5，并利用下式得到分选机的速度V2：

$T5=\mathrm{LP}*60*\frac{F}{V2}$

步骤六，计算剔除器打开时间T4：

$T4=L3*\frac{600}{V2}-\mathrm{td}$

步骤七，剔除器根据打开时间T4和保持时间T5进行动作；

其中，td为软件、电气元器件的延时以及气缸及机械结构动作的时间，L3为分选机开始位和终止位之间的长度，F为修正因子。

比较好的是，所述td约为100ms。

本申请自动地计算确定，适时地打开和收回相应的剔除器，确保了任何产品都能够高速、准确的分选、剔除。

附图说明

下面，参照附图，对于熟悉本技术领域的人员而言，从对本发明方法的详细描述中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。

图1是本发明后端分选机的工作状态示意图；

图2是图1的主视图；

图3是图2的俯视图。

具体实施方式

请参见图1，2所示，本方法应用在由两台拼接的设备上，即前端的检重秤20和后端的分选机10，前端负责称重，后端根据由前端提供的重量信息，经过计算、判断后控制相应的剔除器301-304动作。更进一步说，前端检重秤20用以检测传送带1上被分选产品的重量和光电传感器信号的信息，将被分选产品的重量通过通信接口发送给后端设备分选机10上，由分选机10具体控制哪个剔除器对重量范围多少的被分选产品进行动作，例如，控制剔除器301针对0-10kg的被分选产品进行剔除，剔除器302针对10-20kg的被分选产品进行剔除，…此外，分选机10还需要控制剔除器动作的时间，即哪个剔除器何时开始打开T4，剔除器保持的时间多长T5。由此，防止了在生产线上产品丢失后，重量信息和产品的不匹配。具体实现过程将在后续介绍。

在分选机10的机架上，沿着传送带1两侧设置有若干摆杆剔除器301-304，本发明的方法通过被分选产品在分选机10上的运行路线以及摆杆剔除器2对产品的剔除动作的模拟和分析，通过算法计算出了剔除器2打开时间和保持时间，确保了摆杆剔除器2的高速、准确的分类产品。

此外，当被分选产品通过速度和（或）产品长度改变之后，分选机10内部的软件会自动重新计算剔除器301-304的打开时间和保持时间，不需要手动调整。

结合图3所示，首先，用户将待被分选的产品长度LP，以及产品的通过量N（即每分钟通过N件）的参数输入该分选机10的控制器。图3中，L1,L2分别为检重秤20称重段和输送段的长度。A，B，C三点分别安装了光电传感器，其信号接入到了分选机10的控制器。A，B点在检重秤20上，C点在分选机10的入口位置上。检重秤20的运行速度为V1，分选机10的速度为V2。V1、V2分别随着检重秤20和分选机10的参数的不同而变化。（长度的单位cm，时间的单位ms，速度的单位m/min，通过量的单位pcs/min）

当一个产品从检重秤20到达分选机10时，控制器可以分别得到产品通过三个光电传感器的时间，假设A点为t1，B点位t2，C点为t3，由此可以得到，检重秤20的速度为：

V1＝L1/(t2－t1)①

在B点时，检重秤20完成了对被分选产品的称重,同时把重量数据输出到分选机10的控制器。

理论上产品到达C点的时间为：

$t3=t2+\frac{L2}{V1}$ ②

如果在t3的时刻附近，分选机10的控制器没有检测到有产品通过C点，那么就可以判断该产品在检重秤20和分选机10之间的B跟C之间丢失。分选机10的控制器就丢弃得到的重量数据，该数据无效，将不再需要剔除器301-304的工作。

通过公式①，分选机10可以实时的计算到前端检重秤20的速度。当前端检重秤20的速度发生变化时，分选机可以快速的自动调整t3。

通过公式②，同时检测C点的光电传感器信号，就可以使重量跟对应的产品相匹配。即如果在公式②得到的t3时没有收到C点光电传感器的信号，表明在B和C之间发生了产品丢失，此时的重量和对应的产品不匹配，将不再进入之后的剔除器动作流程；而如果根据公式②得到的t3时同时收到C点光电传感器的信号，表明此时重量信号和对应的产品相匹配。由此，防止了在检重秤20输出重量数据，但对应的产品在输送段丢失，导致重量数据对应到下一个产品上，最后使产品分类到了错误的分区，剔除器301-304产生误动作。

当分选机10检测到重量数据和产品相匹配时，分选机10的控制器开始计算哪个剔除器何时开始打开T4，剔除器保持的时间多长T5。

剔除器301-304的工作流程分三步：

（1）剔除器301-304的打开。分选机10的控制器输出高电平，电磁阀导通，气缸推出。打开所需时间为td,td包括了软件、电气元器件的延时以及气缸及机械结构动作的时间。Td可经过实验测试确定，例如，td约为100ms。所以，控制信号要适当提前发出。

（2）剔除器301-304打开后的保持时间T5。剔除器要等到产品完全进入其剔除范围后回收，才能保证把产品准确的剔除。T5随着产品的长度LP，分选机的速度V2而改变。

（3）剔除器301-304的收回。分选机的控制器输出低电平，电磁阀关闭，气缸收回。收回的时间和打开时间相近，例如，td约为100ms。

产品的通过量N（每分钟通过N件），产品长度LP，剔除器打开或收回需要的单程时间td，C到D点的距离L3。N,LP,L3可以在控制器的屏幕上设置。

由以上信息可以得到单个产品通过所需要的时间，即为：

T＝1/N③

其中，T为剔除器一个完整动作的平均时间，T减去剔除器打开和收回的时间就是保持时间T5，剔除器保持时间T5随着通过量N的变化而变化。

通过对剔除器工作流程步骤的分析：

又可以得到：

$T5=\mathrm{LP}*60*\frac{F}{V2}$ ④

在公式④中，

是剔除器打开后等待产品完全进入剔除范围所需要的时间，F为修正因子。

联立方程③跟④得到：

$T5=\mathrm{LP}*60*\frac{F}{V2}=1/N$

其中N，td，LP，F（修正因子）为已知变量，T5和V2为未知变量。td和F为固定值。

所以解方程可以得到分选机10的速度为V2。

当分选机10的起始位C点检测到产品后，通过T4的时间剔除器打开，然后等待T5，剔除器收回。

假设分选机判断得到的重量属于第一个分区，即位于D点的第一个剔除器要发生动作。分选机10的起始位C点到其终止位D点的长度为L3。

$T4=L3*\frac{600}{V2}-\mathrm{td}$ ⑤

其中

是产品从C点运动到D点的时间。理想状态是，当产品运动到D点时候，剔除器刚好已经打开，就是产品还没运动到D点的时候，剔除器得提前td打开。

假设分选机判断得到的重量属于另外的一些分区，则需要再加上另外的一段距离，但计算T4和T5的原理相同。

通过以上分析，可以知道一旦确定了N,LP,L3，就可以自动计算出V2、T4和T5。这些参数确保了任何产品都能够高速、准确的分选、剔除。

本发明应用于分选机，提供了一种新的产品分选方法，它通过机械、电气、和软件的结合实现了高速分选的功能，例如每分钟可分选200件产品以上。本发明使用方便，安全可靠，通过人机界面（控制器屏幕上）少量的设置，自动适应速度，通过率等变化，就可以代替大量的人工。

本申请提供了三个光电传感器的自动分选方法，如何有控制器自动地计算确定，适时地打开和收回相应的剔除器，确保了任何产品都能够高速、准确的分选、剔除。

前面提供了对较佳实施例的描述，以使本领域内的任何技术人员可使用或利用本发明。对这些实施例的各种修改对本领域内的技术人员是显而易见的，可把这里所述的总的原理应用到其他实施例而不使用创造性。因而，本发明将不限于这里所示的实施例，而应依据符合这里所揭示的原理和新特征的最宽范围。

Claims (2)

1.一种高速、准确的自动分选方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

步骤一，输入被分选产品的长度LP和通过量N，检重秤称重段和输送段的长度L1，L2；

步骤二，检测被分选产品从检重秤开始位、终止位和分选机开始位的时间t1，t2和t3，得到检重秤的速度V1：

V1＝L1/(t2－t1)；

步骤三，对被分选产品进行称重，并根据重量确定对应动作的剔除器；

步骤四，判断是否有被分选产品在检重秤和分选机之间发生丢失，如果发生丢失，转入步骤一，如果未发生丢失，转入步骤五；

步骤五，根据通过量N得到被分选产品的剔除器保持时间T5，并利用下式得到分选机的速度V2：

$T5=\mathrm{LP}*60*\frac{F}{V2}$

步骤六，计算剔除器打开时间T4：

$T4=L3*\frac{600}{V2}-\mathrm{td}$

步骤七，剔除器根据打开时间T4和保持时间T5进行动作；

其中，td为软件、电气元器件的延时以及气缸及机械结构动作的时间，L3为分选机开始位和终止位之间的长度，F为修正因子。

2.根据权利要求1所述的高速、准确的自动分选方法，其特征在于，

所述td约为100ms。

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