CN107892006A - 一种智能称重分装系统 - Google Patents

Abstract

一种智能称重分装系统，包括用于连续间隔输送物料的输送装置和控制系统，输送装置每条输送带末端均设置有一个滑道装置，滑道装置的末端设置有称重盘，称重盘底部设置有压力传感器，压力传感器的输出端与处理器的输入端相连，处理器执行物料匹配方法后，控制系统发出指令给对应直流减速电机驱动装置控制其将对应的物料通过旋转推板推送至下料漏斗汇总包装。本发明由于整个装置系统结构完整、方便控制、准确率高、操作方便，可以很好的解决人工操作过程中出现的效率低下、费时费力等问题，大大提高了工作效率，降低了成本，减少了劳动量，解放了劳动力。

Description

一种智能称重分装系统

技术领域

本发明涉及自动化检测技术领域，尤其是涉及一种智能称重分装系统。

背景技术

智能称重分装系统具有高效、高精度的优点，随着现代工业的发展和人们生活的需要，称重技术发展迅速，精度越来越高；分装技术也很成熟，但是针对固体大颗粒的智能称重分装系统在我国市面虽然有但只能满足质量要求并不能满足数量要求。在对单个包装内物品个数有要求且还有高精度质量要求的固体大颗粒筛选分装时基本采用传统的人工操作，想要提高产量就得相应的增加人工，不仅浪费了大量时间也加大了产品成本，这对于某些产业发展带来了限制，而我们的智能称重分装系统可以很好的解决这一问题。

发明内容

本发明的目的是为解决现有目前人工筛选包装时劳动量大，劳动时间长，劳动效率低的问题，提供一种智能称重分装系统。

本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：

一种智能称重分装系统，包括用于连续间隔输送物料的输送装置和控制系统，输送装置可以采用如下结构同时也可以采用其他能够实现该功能的结构，输送装置包括输送带支撑架，输送带支撑架上并排设置有5-18条并排设置的输送带，输送带可以采用皮带或者其他等同的物料传送机构，比如相关的传动链条结构等，每条输送带均通过输送带轮转动设置在输送带支撑架上，输送带支撑架上还设置有5-18个步进电机，每个步进电机输出轴上安装有同步带轮,通过同步带和与输送带轮同轴安装的同步带轮带动一条输送带输送物料，每条输送带上均挖设有用于一次容纳一个物料的凹槽，输送带支撑架靠近输送带始端处还设置有上料漏斗支撑架，上料漏斗支撑架上安装有上料漏斗，上料漏斗底部开设有出料口，出料口的投影覆盖在所有输送带上，出料口处设置有用于调整出料口开口大小的上料调节板和毛刷，上料调节板和输送带上表面之间的距离小于物料的最小直径，从而使得输送带表面托着出料口物料的底部使得物料无法落下，而在输送带带动物料移动时，毛刷由提供一个阻力，阻止物料移动，然而当凹槽出现时，物料底部空间变大，物料获得下落空间，从而使物料能够落入凹槽内，从而使得物料随着传送带向前输送，通过上料调节板、毛刷和输送带配合促使物料落入输送带上的凹槽内一起向上输送，每条输送带的末端均设置有一个滑道装置，滑道装置的始端设置在输送带的末端用于承接输送带凹槽内的物料，滑道装置底部设置有一条沿滑道装置长度方向分布的滑槽，滑槽内设置有调整螺栓，调整螺栓上转动连接有滑道调节支架，滑道调节支架的另一端通过螺栓固定在输送带支撑架上以便于通过滑道调节支架支撑滑道装置，滑道装置的末端设置有用于承接并对物料进行称重的称重盘，称重盘通过称重器支架支撑，称重盘底部设置有压力传感器，所有秤盘上的物料重量按包装要求进行排列组合,通过单片机和算法程序挑选出符合重量要求和数量要求的物料。称重盘远离滑道装置的一侧设置有下料漏斗，下料漏斗通过下料漏斗支撑架支撑，5-18个下料漏斗的末端汇合构成一个下料口，称重盘的上方设置有旋转推板，旋转推板通过直流减速电机驱动装置驱动其转动以便于将称重盘上的物料推送至下料漏斗，旋转推板静止时其中一端堵在滑道装置的以阻止物料的自由滑落，滑道装置末端上还设置有用于在检测到物料时控制步进电机停止工作的位置开关，旋转推板用于阻挡物料的一端上设置有在物料碰触旋转推板时控制直流减速电机驱动装置工作将物料输送至称重盘的行程开关，压力传感器检测压力信号并传递给控制系统，控制系统包括处理器、LED显示器和物理按键，压力传感器的输出端与处理器的输入端相连，处理器的输出端控制连接用于显示各个称重盘的称重结果以及匹配结果LED显示器，处理器执行物料匹配方法后，控制系统发出指令给对应直流减速电机驱动装置控制其将对应的物料通过旋转推板推送至下料漏斗汇总包装。

所述的物料匹配方法为：包括如下步骤：

步骤一、操作控制系统，通过物理按键人工选择工作模式，确定物料匹配时的组合数要求的个数I和总质量Msum，根据误差允许范围计算确定总质量Msum所对应的总质量的要求范围中最大质量Mmax和最小质量Mmin；

步骤二、根据步骤一中确定的操作系统的对应参数，选取对应的输送带的数量n，根据输送带的数量n确定对应n个称重盘，控制物料输送至称重盘上，n个称重盘中每个称重盘所获得质量数据mi实时传递给LED显示器，并在LED显示器上实时显示，同时后台进行选择匹配；

步骤三、根据步骤二中的称重盘测量数据执行匹配且匹配结果总质量Msum符合如下条件：

Mmax ≤ Msum ≤ Mmin

Msum = ma+mb+mc+…一共有I个数据

其中a,b,c,…∈I,且a≠b≠c≠…。

步骤四、待数据稳定后，将匹配结果出来后，不再进行匹配，处理器发送编码数据给匹配选中的称重数据对应称重盘处的步进电机控制芯片，步进电机控制芯片发送脉冲给步进电机驱动芯片驱动相应的步进电机带动输送带将物料输送到指定的位置。

步骤五、物料到达指定位置触发光电开关，启动卸料直流减速电机进行卸料。然后卸料直流减速电机引导指定位置的物料到达称重盘

步骤六、上料完成后触发位置开关信号，处理器读取后进行新一轮的匹配。

所述每个步进电机均有单独的控制芯片，同样每个卸料直流减速电机也有单独位置开关控制。

所述步进电机将物料送到指定位置触发光电开关，信息反馈给步进电机控制芯片，停止步进电机，同时启动卸料直流减速电机。在卸料的同时将到达指定位置的物料引入称重位置进行下一次匹配。

所述的光电开关分别与电机对应。

所述步骤一可人工选择多个模式，扩大了适用范围。所属步骤三提供了更多的组合方法并且避免了同一操作多次匹配。步骤三、步骤四、步骤五、步骤六保证了工作的效率。

所述的输送带由PVC材质制成。

所述的每条输送带上均设置有27个直径50mm的凹槽。

所述的出料口与水平面呈60度角。

所述的称重器底座与称重器支架之间设置有4个弹簧以延长传感器的寿命。

所述的位置开关为光电开关。

本发明的有益效果是：本发明由于整个装置系统结构完整、方便控制、准确率高、操作方便，可以很好的解决人工操作过程中出现的效率低下、费时费力等问题，大大提高了工作效率，降低了成本，减少了劳动量，解放了劳动力，适用范围广泛所述步骤一可人工选择多个模式，扩大了适用范围。通过利用质量Msum符合如下条件：选取Mmax ≤ Msum ≤Mmin，通过Msum = ma+mb+mc+…一共有I个数据，其中a,b,c,…∈I,且a≠b≠c≠…，采用这种方式选取结果，可以实现利用多种组合方法从而避免了同一种操作的多次匹配，物料选取后再发出指令给对应的旋转推板动作，而其余没有选中的物料保持不同，加入新的物料重新执行选择，这样避免了对没有选中物料的多次运送和多次称重处理，从而提高了工作效率，减少重复处理未选中的物料造成的能耗。

根据包装要求的产品包装颗粒个数以及总质量要求，利用排列组合的方法自动选择最佳匹配结果，并根据匹配结果完成自动上料、下料包装等一系列操作。同时可人为通过按键选择切换匹配条件，并在LED屏幕上实时显示各个压力传感器的物料质量以及当前工作状态。并能够将传感器，软件算法，机械控制结合在一起，根据具体包装要求高精确性的自动完成一系列操作，性能稳定，比起以往人工筛选包装大大缩短人工劳作时间，提高生产效率。

附图说明

图1是本发明的整体结构正视图。

图2是本发明的输送装置的俯视图。

图3是本发明的旋转推板的俯视图。

图4是本发明的控制模块的控制流程图。

图示标记： 1-上料漏斗支撑架、2-上料漏斗、3-上料调节板、4-输送带支撑架、5-输送带轮轴、6-滑道调节支架、7-滑道装置、8-下料漏斗支撑架、9-下料漏斗、10-称重盘、11-旋转推板、12-直流减速电机驱动装置、13-压力传感器、14-位置开关、15-步进电机、16-输送带、17-毛刷、18-称重器底座、19-称重器支架、20-传动皮带。

具体实施方式

图中所示，具体实施方式如下：

一种智能称重分装系统，包括用于连续间隔输送物料的输送装置和控制系统，输送装置可以采用如下结构同时也可以采用其他能够实现该功能的结构，输送装置包括输送带支撑架4，输送带支撑架4上设置有8条并排设置的输送带16，每条输送带16均通过输送带轮轴5转动设置在输送带支撑架4上，输送带支撑架4上还设置有8个步进电机15，每个步进电机15带动一条输送带16输送物料，每条输送带16上均挖设有用于一次容纳一个物料的凹槽，输送带支撑架4靠近输送带始端处还设置有上料漏斗支撑架1，上料漏斗支撑架1上安装有上料漏斗2，上料漏斗2底部开设有一条出料口，出料口的投影覆盖在8条输送带16上，出料口处设置有用于调整出料口开口大小的上料调节板3和毛刷17，上料调节板3和输送带16上表面之间的距离小于物料的最小直径，通过上料调节板3、毛刷17和输送带16配合促使物料落入输送带3上的凹槽内，每条输送带3的末端均设置有一个滑道装置7，滑道装置7的始端设置在输送带3的末端用于承接输送带3凹槽内的物料，滑道装置7底部设置有一条沿滑道装置长度方向分布的滑槽，滑槽内设置有调整螺栓，调整螺栓上转动连接有滑道调节支架6，滑道调节支架6的另一端通过螺栓固定在输送带支撑架4上以便于通过滑道调节支架6支撑滑道装置7，滑道装置7的末端设置有用于承接并对物料进行称重的称重盘10，称重盘10底部设置有称重器底座18，称重器底座18通过称重器支架19支撑，称重盘10和称重器底座18之间设置有压力传感器13，称重盘10远离滑道装置7的一侧还设置有下料漏斗9，下料漏斗9通过下料漏斗支撑架8支撑，8个下料漏斗的末端汇合构成一个下料口，称重盘10的上方设置有旋转推板11，旋转推板11通过直流减速电机驱动装置12驱动其转动以便于将称重盘10上的物料推送至下料漏斗9，旋转推板11静止时其中一端堵在滑道装置7末端以阻止物料的自由滑落，滑道装置7末端上还设置有用于在检测到物料时控制步进电机15停止工作的位置开关，旋转推板11用于阻挡物料的一端上设置有在物料碰触旋转推板11时控制直流减速电机驱动装置工作将物料输送至称重盘10的行程开关，压力传感器13检测压力信号并传递给控制系统，压力传感器13检测压力信号并传递给控制系统，控制系统包括处理器、LED显示器和物理按键，压力传感器的输出端与处理器的输入端相连，处理器的输出端控制连接用于显示各个称重盘的称重结果以及匹配结果LED显示器，控制系统发出指令给对应直流减速电机驱动装置12控制其将对应的物料通过旋转推板推送至下料漏斗9汇总包装。

所述的物料匹配方法为：包括如下步骤：

步骤一、操作控制系统，通过物理按键人工选择工作模式，确定物料匹配时的组合数要求的个数I和总质量Msum，根据误差允许范围计算确定总质量Msum所对应的总质量的要求范围中最大质量Mmax和最小质量Mmin；

步骤二、根据步骤一中确定的操作系统的对应参数，选取对应的输送带的数量n，根据输送带的数量n确定对应n个称重盘，控制物料输送至称重盘上，n个称重盘中每个称重盘所获得质量数据mi实时传递给LED显示器，并在LED显示器上实时显示，同时后台进行选择匹配；

步骤三、根据步骤二中的称重盘测量数据执行匹配且匹配结果总质量Msum符合如下条件：

Mmax ≤ Msum ≤ Mmin

Msum = ma+mb+mc+…一共有I个数据

其中a,b,c,…∈I,且a≠b≠c≠…。

步骤四、待数据稳定后，将匹配结果出来后，不再进行匹配，处理器发送编码数据给匹配选中的称重数据对应称重盘处的步进电机控制芯片，步进电机控制芯片发送脉冲给步进电机驱动芯片驱动相应的步进电机带动输送带将物料输送到指定的位置。

步骤五、物料到达指定位置触发光电开关，启动卸料直流减速电机进行卸料。然后卸料直流减速电机引导指定位置的物料到达称重盘

步骤六、上料完成后触发位置开关信号，处理器读取后进行新一轮的匹配。

所述的输送带16由PVC材质制成。

所述的每条输送带16上均设置有27个直径50mm的凹槽。

所述的出料口与水平面呈60度角。

所述的称重器底座18与称重器支架19之间设置有4个弹簧以延长传感器的寿命。

所述的位置开关为光电开关。

采用本发明且选定8条输送带具体实施，将已经进行了初步质量筛选的物料从上料漏斗2处喂入，并总有物料落入物料输送带16上的凹槽中，且通过一排毛刷17清扫保证每个凹槽的容量一次只能放入一个物料。在8条输送带中每条输送带16下方都有一台步进电机15，通过步进电机驱动，输送带进行传动，物料不断的被放入输送带凹槽中，且首次放入8条输送带上的物料被每条输送带16分别传送至滑道装置7，八个滑道装置的底部上都有控制单个旋转推板装置的旋转电机开关，每个滑道都有光电开关，旋转推板及滑道的相对位置如图所示，物料下滑至滑道触发光电开关使步进电机15停止运作，物料下滑至其中与滑道接触的旋转推板处便会触发旋转推板11的电机开关，旋转推板11装置启动，旋转推板旋转，物料继续滑落至对应的称重盘10，利用排列组合的软件算法具体操作为确定8个称重盘中称重的物料重量，首先取其中任意五个数值进行求和，然后与标准数据范围对比，满足要求时候，这五个对应的旋转推板动作将物料拨走，八个称重盘进行称重并依据设定好的质量规格智能配对，电子显示屏实时显示出各个秤盘的示数以及符合设定好的质量规格的组合情况。控制芯片把信息传送给符合组合条件的对应的步进电机的控制单元，对应的步进电机继续驱动对应输送带运动，对应输送带上的物料2被传送，直到从输送带滑落，步进电机停止驱动，物料2滑落至触发旋转推板11的电机开关，旋转推板旋转，物料2继续下滑至相应秤盘，同时使符合条件的物料1及时地被旋转推板11推送至收集装置，并进行定量包装，系统再次对八个秤盘中的物料进行称量并进行匹配，重复上述操作。

由于采用智能配对的排列组合软件算法，提高了配对速率；将物料分轨道特定传送，保证了物料运输称重的有序性。本发明集上料、称重、定量、包装为一体，结构简单，制造成本低，搬运方便，减轻了人工作业强度，具有精确度高，高效快速配对的特性，并且操作容易，提高了工作效率，适用范围广。

本发明所列举的技术方案和实施方式并非是限制，与本发明所列举的技术方案和实施方式等同或者效果相同方案都在本发明所保护的范围内。

Claims (2)

1.一种智能称重分装系统，包括用于连续间隔输送物料的输送装置和控制系统，其特征在于：所述的输送装置中设置有5-18条输送带（3），每条输送带（3）的末端均设置有一个滑道装置（7），滑道装置（7）的始端设置在输送带（3）的末端用于承接输送带（3）凹槽内的物料，滑道装置（7）底部设置有一条沿滑道装置长度方向分布的滑槽，滑槽内设置有调整螺栓，调整螺栓上转动连接有滑道调节支架（6），滑道调节支架（6）的另一端通过螺栓固定在输送带支撑架（4）上以便于通过滑道调节支架（6）支撑滑道装置（7），滑道装置（7）的末端设置有用于承接并对物料进行称重的称重盘（10），称重盘（10）底部设置有称重器底座（18），称重器底座（18）通过称重器支架（19）支撑，称重盘（10）和称重器底座（18）之间设置有压力传感器（13），称重盘（10）远离滑道装置（7）的一侧还设置有下料漏斗（9），下料漏斗（9）通过下料漏斗支撑架（8）支撑，5-18个下料漏斗的末端汇合构成一个下料口，称重盘（10）的上方设置有旋转推板（11），旋转推板（11）通过直流减速电机驱动装置（12）驱动其转动以便于将称重盘（10）上的物料推送至下料漏斗（9），旋转推板（11）静止时其中一端堵在滑道装置（7）末端以阻止物料的自由滑落，滑道装置（7）末端上还设置有用于在检测到物料时控制步进电机（15）停止工作的位置开关，旋转推板（11）用于阻挡物料的一端上设置有在物料碰触旋转推板（11）时控制直流减速电机驱动装置工作将物料输送至称重盘（10）的行程开关，压力传感器（13）检测压力信号并传递给控制系统，控制系统包括处理器、LED显示器和物理按键，压力传感器的输出端与处理器的输入端相连，处理器的输出端控制连接用于显示各个称重盘的称重结果以及匹配结果LED显示器，处理器执行物料匹配方法后，控制系统发出指令给对应直流减速电机驱动装置（12）控制其将对应的物料通过旋转推板推送至下料漏斗（9）汇总包装。

2.根据权利要求1所述的一种智能称重分装系统，其特征在于：所述的物料匹配方法为：包括如下步骤：

步骤一、操作控制系统，通过物理按键人工选择工作模式，确定物料匹配时的组合数要求的个数I和总质量Msum，根据误差允许范围计算确定总质量Msum所对应的总质量的要求范围中最大质量Mmax和最小质量Mmin；

步骤二、根据步骤一中确定的操作系统的对应参数，选取对应的输送带的数量n，根据输送带的数量n确定对应n个称重盘，控制物料输送至称重盘上，n个称重盘中每个称重盘所获得质量数据mi实时传递给LED显示器，并在LED显示器上实时显示，同时后台进行选择匹配；

步骤三、根据步骤二中的称重盘测量数据执行匹配且匹配结果总质量Msum符合如下条件：

Mmax ≤ Msum ≤ Mmin

Msum = ma+mb+mc+…（一共有I个数据）

其中a,b,c,…∈I,且a≠b≠c≠…；

步骤四、待数据稳定后，将匹配结果出来后，不再进行匹配，处理器发送编码数据给匹配选中的称重数据对应称重盘处的步进电机控制芯片，步进电机控制芯片发送脉冲给步进电机驱动芯片驱动相应的步进电机带动输送带将物料输送到指定的位置；

步骤五、物料到达指定位置触发光电开关，启动卸料直流减速电机进行卸料，然后卸料直流减速电机引导指定位置的物料到达称重盘；

步骤六、上料完成后触发位置开关信号，处理器读取后进行新一轮的匹配。