CN107685883A - 螺杆式水平包装装置与重量分选装置联动控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种螺杆式水平包装装置与重量分选装置联动控制系统及方法，所述控制系统包括螺杆式水平包装装置与重量分选装置，所述重量分选装置用以对所述螺杆式水平包装装置充填及包装后的产品进行称量，以及在将称量结果与重量限值进行比较并将比较结果反馈至所述螺杆式水平包装装置，所述螺杆式水平包装装置根据所述比较结果自动控制充填量。所述控制方法为将重量分选装置的称量结果与重量限值进行比较并将比较结果反馈至螺杆式水平包装装置，根据同样比较结果的连续个数对所述螺杆式充填单元的充填量进行自动控制，实现纠正偏差的闭环控制，减小定量包装误差。
Description
技术领域
本发明属于定量包装技术领域，涉及一种螺杆式水平包装装置与重量分选装置联动控制系统及方法。
背景技术
目前工业化生产中，为了实现定量包装和提高生产效率，大多数企业采用自动定量充填设备对粉末颗粒状物料进行包装。其中，使用较为普遍的是螺杆式水平包装机，主要有驱动电机、储料器、螺杆、螺杆安装套等组成。螺杆的旋转给料是由伺服电动机来提供动力，两者之间依靠同步带传递动力，这样可以精确地控制螺杆的旋转圈数，从而确保充填的精度。螺杆旋转圈数的控制信号是由PLC程序控制器根据设定的重量值，根据粉末颗粒的比重计算出相应的体积量，经计算后得到相应的控制脉冲信号输给伺服电机驱动器，再由伺服驱动器根据PLC的输入信号来驱动伺服电机旋转相应的圈数，经同步带带动螺杆旋转来完成每次充填给料的过程。
螺杆式水平包装机的优点是结构简单，不需要称重装置，成本较低，充填效率高。但是它的不足之处是充填精度容易受被充填物料密度的稳定性、物料颗粒的大小均匀程度以及物料的吸湿性和松散程度等特性的影响，从而导致包装出来的产品净含量存在波动性。当抽检发现波动误差较大时，生产工人需根据经验反复通过手动调节按钮11(见图1)调整螺杆伺服驱动器来确保产品重量在合理范围内。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种螺杆式水平包装装置与重量分选装置联动控制系统及方法，以期解决上述提及的技术问题中的至少之一。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
作为本发明的一方面，
一种螺杆式水平包装装置与重量分选装置联动控制系统，包括螺杆式水平包装装置与重量分选装置，所述螺杆式水平包装装置包括用于制袋、封口的水平式包装单元和用于充填的螺杆式充填单元；
所述联动控制系统还包括控制单元和输入单元；
所述重量分选装置包括重量传感器，所述重量传感器连接控制单元，用于向控制单元传递重量检测信号；
所述水平式包装单元连接控制单元，用于从控制单元获取控制信号进行制袋、封口操作；
所述螺杆式充填单元连接控制单元，用于从控制单元获取控制信号进行充填量的控制；
所述输入单元包括触摸屏，所述触摸屏连接控制单元，用于向控制单元输入设定限值和设定累计值信号；
所述控制单元用于向水平式包装单元发出控制制袋和包装的控制信号、以及在将重量检测信号与设定值信号、设定累计值信号进行比较处理后，向螺杆式充填单元发送控制充填量的控制信号。
优选地，所述螺杆式充填单元包括伺服驱动器、伺服电机和螺杆，所述伺服驱动器与所述控制单元连接并接受所述控制单元的控制信号，所述伺服电机连接螺杆和伺服驱动器，并在所述伺服驱动器驱动下控制螺杆的旋转。
优选地，所述螺杆式充填单元还包括设置于螺杆外的储料器。
优选地，所述控制单元包括设置于重量分选装置内的重量分选控制器和设置于水平式包装单元的PLC控制器；所述重量分选控制器用于将所述检测信号与设定限值信号比较并输出对比信号至所述PLC控制器；所述PLC控制器用于对所述对比信号进行逻辑判断，当重量限值范围外的同种对比信号的连续个数超出设定累计值时，则改变向所述伺服驱动器发送脉冲信号的数量；
所述输入单元包括位于重量分选装置内的第一触摸屏和位于水平式包装单元的第二触摸屏，所述第一触摸屏用于设定限值信号，所述第二触摸屏用于设定累计值信号。
优选地，所述对比信号分为“偏重”、“偏轻”和“适量”三种信号值。
作为本发明的另一方面，提供一种螺杆式水平包装装置与重量分选装置联动控制方法，包括以下步骤：
步骤1：设定限值，包括：所述重量分选装置上设置的重量限值；以及所述螺杆水平包装装置上设置的累计值；
步骤2：经所述螺杆式水平包装装置充填、包装后的产品通过重量分选装置进行称量，将称量所得重量与重量限值进行比较；
步骤3：将同样比较结果的连续个数与设定的累计值进行比较：
若高于重量限值的比较结果的连续个数超出设定的累计值，则自动降低螺杆式充填单元的充填量；
若低于重量限值的比较结果的连续个数超出设定的累计值，则自动增加螺杆式充填单元的充填量；
若高于或低于重量限值的比较结果的连续个数没有超出设定的累计值，或为在重量限值范围内的比较结果，则螺杆式充填单元的充填量不变。
优选地，所述重量分选装置包括重量传感器、重量分选控制器和第一触摸屏；所述水平式包装单元包括PLC控制器和第二触摸屏；所述螺杆式充填单元包括伺服驱动器、伺服电机和螺杆。
优选地，通过所述第一触摸屏输入重量限值并产生重量限值信号，所述重量限值包括基准值、上限值和下限值；通过所述第二触摸屏输入累计值，产生累计值信号。
优选地，所述步骤2中，通过所述重量分选控制器将重量传感器传输的重量信号与重量限值信号进行比较，并向所述PLC控制器输出比较信号。
优选地，所述步骤3中，若高于上限值的比较信号的连续个数达到设定的累计值时，则所述PLC控制器减少向伺服驱动器发送脉冲信号的个数；
若低于下限值的比较信号的连续个数达到设定的累计值时，则所述PLC控制器增加向伺服驱动器发送脉冲信号的个数；
若高于上限值或低于下限值的比较信号的个数没有达到设定的累计值，或为重量限值范围内的比较信号，则所述PLC控制器向伺服驱动器发送的脉冲信号的个数不变；
优选地，所述步骤3中，所述伺服驱动器根据输入的脉冲信号数量驱动伺服电机以调整螺杆旋转角度，进而控制螺杆式充填单元的充填量。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：产品实际包装量波动小，控制精度高，能达到1％以内，自动化程度高。只需在控制面板上输入重量上下限、调整包数等数值，通过重量分选装置实时检测产品重量信息并输出给水平式包装单元的PLC控制器，控制器根据接收的反馈信息发出相应的控制指令给螺杆式充填单元的伺服驱动器，使得整个系统能够根据产品重量的变化自动调整螺杆式充填单元中螺杆的旋转圈数，实现了无需停机便能纠正偏差的闭环控制，提高了生产效率，同时也减少了极重或极轻产品现象，尤其是减少了包装过程中称量正误差带来的损失。
附图说明
图1为本发明中实施例的结构示意图；
图2为本发明中实施例的控制流程图。
其中，1-重量传感器；2-重量分选控制器；3-重量设置触摸屏；4-传送带；5-包装机触摸屏；6-PLC单元；7-伺服驱动器；8-伺服电机；9-储料器；10-螺杆；11-手动调节按钮。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示为本发明实施例的螺杆式水平包装装置与重量分选装置联动控制系统，包括重量分选装置和螺杆式水平包装装置，经螺杆式水平包装装置充填并包装后的产品通过所述重量分选装置称量重量，所述螺杆式水平包装装置包括水平式包装单元和螺杆式充填单元。其中，重量分选装置包括重量传感器1、重量分选控制器2、重量设置触摸屏3、传送带4。水平式包装单元由包装机触摸屏5、PLC单元6及制袋、封口、剪切等包装组件构成。螺杆式充填单元由伺服驱动器7、伺服电机8、储料器9、螺杆10及螺杆安装套等组成。控制方式为重量分选装置的信号输出端与水平式包装单元的信号输入端连接，再由水平式包装单元的信号输出端与螺杆式充填单元的信号输入端连接，从而完成控制。
如图2所述为使用上述联动控制系统进行的充填重量自动精确调整的控制方法，包括如下步骤：
(1)在重量设置触摸屏3的重量上下限设置界面分别设置基准值为40g、上限值为0.4g、下限值为0.1g。
(2)在包装机触摸屏5的称重调整设置界面设置调整包数为2，即连续出现偏重或偏轻的包数为2包后就进行一次调整。
(3)经螺杆式水平包装装置包装好的产品通过传送带4运至重量分选装置，当产品重量超过40.4g时则由控制器2输出“偏重”信号，当产品重量低于39.9g时则由控制器2输出“偏轻”信号，当产品重量介于39.9g与40.4g之间时则由控制器2输出“适量”信号。
(4)重量分选装置的输出信号通过电路输入到水平式包装单元的PLC单元6后，将出现下述几种情况：
a.若有2个连续的产品重量超过40.4g时，水平式包装单元的PLC单元6会自动减少伺服驱动器7的10个脉冲数，伺服驱动器7根据输入的脉冲信号控制电机8进而调整螺杆10并减少9个旋转角度(如原始旋转角度为1800度，调整为1791度)，使充填体积相应减少，进而在下一次包装时达到适量减少产品重量的效果。
b.若产品重量超过40.4g是间隔出现的，非连续的，偏重累计数量则归零，则伺服驱动器7的脉冲个数不变，此时伺服驱动器不发送动作指令，维持螺杆10旋转角度不变。这说明定量包装重量误差在允许范围内，可继续进行充填包装。
c.若有2个连续的产品重量低于39.9g时，包装机的PLC单元6会自动增加伺服驱动器7的10个脉冲数，伺服驱动器7根据输入的脉冲信号控制伺服电机7进而调整螺杆10并增加9个旋转角度(如原始旋转角度为1800度，调整为1809度)，使充填体积相应增加，进而在下一次包装时达到适量增加产品重量的效果。
d.若产品重量低于39.9g是间隔出现的，非连续的，偏轻累计数量则归零，伺服驱动器7的脉冲个数不变，此时伺服驱动器7不发送动作指令，维持螺杆旋转角度不变。这说明定量包装重量误差在允许范围内，可继续进行充填包装。
e.若产品重量介于39.9g与40.4g之间，偏重偏轻累计数量则归零，伺服驱动器7的脉冲个数不变，此时伺服驱动器7不发送动作指令，维持螺杆旋转角度不变。这说明定量包装重量误差在允许范围内，可继续进行充填包装。
由此，通过上述控制方法根据产品自身的重量变化调整螺杆式充填单元中螺杆10的旋转圈数，实现了无需停机便能纠正偏差的闭环控制。
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，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 (10)
1.一种螺杆式水平包装装置与重量分选装置联动控制系统，包括螺杆式水平包装装置与重量分选装置，其特征在于，所述螺杆式水平包装装置包括用于制袋、封口的水平式包装单元和用于充填的螺杆式充填单元；
所述联动控制系统还包括控制单元和输入单元；
所述重量分选装置包括重量传感器，所述重量传感器连接控制单元，用于向控制单元传递重量检测信号；
所述水平式包装单元连接控制单元，用于从控制单元获取控制信号进行制袋、封口操作；
所述螺杆式充填单元连接控制单元，用于从控制单元获取控制信号进行充填量的控制；
所述输入单元包括触摸屏，所述触摸屏连接控制单元，用于向控制单元输入设定限值和设定累计值信号；
所述控制单元用于向水平式包装单元发出控制制袋和包装的控制信号，以及在将重量检测信号与设定值信号、设定累计值信号进行比较处理后，向螺杆式充填单元发送控制充填量的控制信号。
2.根据权利要求1所述的联动控制系统，其特征在于，所述螺杆式充填单元包括伺服驱动器、伺服电机和螺杆，所述伺服驱动器与所述控制单元连接并接受所述控制单元的控制信号，所述伺服电机连接螺杆和伺服驱动器，并在所述伺服驱动器驱动下控制螺杆的旋转。
3.根据权利要求2所述的联动控制系统，其特征在于，所述螺杆式充填单元还包括设置于螺杆外的储料器。
4.根据权利要求2所述的联动控制系统，其特征在于，所述控制单元包括设置于重量分选装置内的重量分选控制器和设置于水平式包装单元的PLC控制器；所述重量分选控制器用于将所述检测信号与设定限值信号比较并输出对比信号至所述PLC控制器；所述PLC控制器用于对所述对比信号进行逻辑判断，当重量限值范围外的同种对比信号的连续个数超出设定累计值时，则改变向所述伺服驱动器发送脉冲信号的数量；
所述输入单元包括位于重量分选装置内的第一触摸屏和位于水平式包装单元的第二触摸屏，所述第一触摸屏用于设定限值信号，所述第二触摸屏用于设定累计值信号。
5.一种螺杆式水平包装装置与重量分选装置联动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：设定限值，包括：所述重量分选装置上设置的重量限值；以及所述螺杆水平包装装置上设置的累计值；
步骤2：经所述螺杆式水平包装装置充填、包装后的产品通过重量分选装置进行称量，将称量所得重量与重量限值进行比较；
步骤3：将同样比较结果的连续个数与设定的累计值进行比较：
若高于重量限值的比较结果的连续个数超出设定的累计值，则自动降低螺杆式充填单元的充填量；
若低于重量限值的比较结果的连续个数超出设定的累计值，则自动增加螺杆式充填单元的充填量；
若高于或低于重量限值的比较结果的连续个数没有超出设定的累计值，或为在重量限值范围内的比较结果，则螺杆式充填单元的充填量不变。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述重量分选装置包括重量传感器、重量分选控制器和第一触摸屏；所述水平式包装单元包括PLC控制器和第二触摸屏；所述螺杆式充填单元包括伺服驱动器、伺服电机和螺杆。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述步骤1中，通过所述第一触摸屏输入重量限值并产生重量限值信号，所述重量限值包括基准值、上限值和下限值；通过所述第二触摸屏输入累计值，产生累计值信号。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述步骤2中，通过所述重量分选控制器将重量传感器传输的重量信号与重量限值信号进行比较，并向所述PLC控制器输出比较信号。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述步骤3中，若高于上限值的比较信号的连续个数达到设定的累计值时，则所述PLC控制器减少向伺服驱动器发送脉冲信号的个数；
若低于下限值的比较信号的连续个数达到设定的累计值时，则所述PLC控制器增加向伺服驱动器发送脉冲信号的个数；
若高于上限值或低于下限值的比较信号的个数没有达到设定的累计值，或为重量限值范围内的比较信号，则所述PLC控制器向伺服驱动器发送的脉冲信号的个数不变。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述步骤3中，所述伺服驱动器根据输入的脉冲信号数量驱动伺服电机以调整螺杆旋转角度，进而控制螺杆式充填单元的充填量。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180213 |