CN109201512B - 一种粉丝自动称重、分拣和成型系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种粉丝自动称重、分拣和成型系统及方法，该系统包括上料称重装置(1)和分拣成型装置(2)，所述的上料称重装置(1)包括第一控制器(10)以及分别与之连接的上料传送机构和称重机构，称重机构设置在上料传送机构传送末端，所述的分拣成型装置(2)包括第二控制器(20)以及分别与之连接的粉丝盛放碗传送机构和成型下料机构，粉丝盛放碗传送机构设置于称重机构和成型下料机构之间，粉丝盛放碗传送机构用于向称重机构传送盛放粉丝的空碗(22)或向成型下料机构传送完成称重的粉丝盛放碗，第一控制器(10)和第二控制器(20)通信连接。与现有技术相比，本发明降低了粉丝生产成本、提升生产效率、保证生产质量。

Description

一种粉丝自动称重、分拣和成型系统及方法
技术领域
本发明涉及物料自动化生产技术领域，尤其是涉及一种粉丝自动称重、分拣和成型系统及方法。
背景技术
称重、分拣和成型是粉丝生产过程中的重要环节。目前在国内外粉丝生产线上，称重、分拣和成型等工作主要还是由人工完成。这种传统的、由人工完成粉丝称重、分拣和成型的方法，存在着生产效率低、二次污染、生产成本高、称重精度低和成型不稳定等缺点。通常，一条粉丝生产线需要配备10名甚至以上的工人负责称重、分拣和成型工作，这对粉丝的生产质量、生产效率和生产成本都有不小的影响。因此，很有必要在粉丝生产线上使用自动化方式替代传统的人工操作方式实现粉丝的称重、分拣和成型。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种粉丝自动称重、分拣和成型系统及方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种粉丝自动称重、分拣和成型系统，该系统包括上料称重装置和分拣成型装置，所述的上料称重装置包括第一控制器以及分别与之连接的上料传送机构和称重机构，所述的称重机构设置在上料传送机构传送末端，所述的分拣成型装置包括第二控制器以及分别与之连接的粉丝盛放碗传送机构和成型下料机构，所述的粉丝盛放碗传送机构设置于称重机构和成型下料机构之间，所述的粉丝盛放碗传送机构用于向称重机构传送盛放粉丝的空碗或向成型下料机构传送完成称重的粉丝盛放碗，所述的第一控制器和第二控制器通信连接。
所述的上料传送机构包括上料传送带、进料漏斗和进料阀门，所述的进料漏斗设置在上料传送带传送末端，所述的进料阀门设置在进料漏斗出料口，所述的进料漏斗出料口位于称重机构上方，所述的上料传送带和进料阀门均连接至第一控制器。
所述的称重机构包括称重平台，所述的称重平台上设有粉丝盛放碗放置区域，所述的称重平台内设有称重压力传感器，所述的称重压力传感器连接第一控制器。
所述的粉丝盛放碗传送机构包括用于传送空碗的备料传送带以及用于向称重机构传送盛放粉丝的空碗或向成型下料机构传送完成称重的粉丝盛放碗的机械手平台，所述的机械手平台设置在备料传送带传送末端且位于称重机构和成型下料机构之间，所述的备料传送带和机械手平台均连接至第二控制器。
所述的机械手平台包括旋转云台和机械手本体，所述的机械手本体安装在旋转云台上，所述的旋转云台连接云台舵机，所述的机械手本体包括机械臂和机械臂末端的机械爪，所述的机械臂连接机械臂舵机，所述的机械爪连接机械爪舵机，所述的云台舵机、机械臂舵机和机械爪舵机均连接至第二控制器。
所述的成型下料机构包括搅拌成型棒和下料传送带，所述的搅拌成型棒悬挂设置在成型下料机构传送起始端上方，所述的搅拌成型棒和下料传送带均连接至第二控制器。
所述的搅拌成型棒包括搅拌棒本体、搅拌棒旋转电机和搅拌棒升降电机，所述的搅拌棒旋转电机和搅拌棒升降电机均连接搅拌棒本体，所述的搅拌棒旋转电机和搅拌棒升降电机还连接至第二控制器。
该系统还包括用于显示系统工作状态的LCD显示模块，所述的LCD显示模块连接第一控制器。
一种粉丝自动称重、分拣和成型方法，该方法基于上述粉丝自动称重、分拣和成型系统，该方法包括如下步骤：
(1)第一控制器通过第二控制器向粉丝盛放碗传送机构发送空碗请求，粉丝盛放碗传送机构向称重机构传送用于盛放粉丝的空碗；
(2)盛放粉丝的空碗传送到位后，第一控制器控制上料传送机构工作，上料传送机构向空碗中传送粉丝，同时称重机构工作；
(3)称重机构称重到达设定重量后第一控制器控制上料传送机构停止运作，同时第二控制器控制粉丝盛放碗传送机构向成型下料机构传送完成称重的粉丝盛放碗；
(4)完成称重的粉丝盛放碗传送到位后，第二控制器控制成型下料机构对粉丝进行搅拌成型并下料。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明采用自动化系统完成粉丝的称重、分拣和成型，减少粉丝生产过程尤其是称重、分拣和成型环节中人员的数量，从而降低了粉丝生产成本；
(2)本发明提高粉丝生产过程中的自动化程度，在提升粉丝生产效率的同时，保证生产质量；
(3)本发明通过搅拌成型棒进行搅拌成型，替代人工进行粉丝成型，保证粉丝成型的一致性和稳定性。
附图说明
图1为本发明粉丝自动称重、分拣和成型系统的整体结构示意图；
图2为本发明粉丝自动称重、分拣和成型系统的控制框图；
图3为本发明粉丝自动称重的控制流程图；
图4为本发明粉丝自动分拣成型的控制流程图。
图中，1为上料称重装置，2为分拣成型装置，10为第一控制器，11为上料传送带，12为湿粉丝，13为进料漏斗，14为进料阀门，15为称重平台，16为上料传送带电机，17为步进电机及其驱动模块，18为1路继电器模块，19为称重压力传感器，20为第二控制器，21为备料传送带，22为空碗，23为机械手平台，24为搅拌成型棒，25为下料传送带，26为备料传送带电机，27为下料传送带电机，28为搅拌棒旋转电机，29为搅拌棒升降电机，210为云台舵机，211为机械臂舵机，212为机械爪舵机，213为4路继电器模块，214为2路继电器模块，3为LCD显示模块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。注意，以下的实施方式的说明只是实质上的例示，本发明并不意在对其适用物或其用途进行限定，且本发明并不限定于以下的实施方式。
实施例
如图1所示，一种粉丝自动称重、分拣和成型系统，该系统包括上料称重装置1和分拣成型装置2，上料称重装置1包括第一控制器10以及分别与之连接的上料传送机构和称重机构，称重机构设置在上料传送机构传送末端，分拣成型装置2包括第二控制器20以及分别与之连接的粉丝盛放碗传送机构和成型下料机构，粉丝盛放碗传送机构设置于称重机构和成型下料机构之间，粉丝盛放碗传送机构用于向称重机构传送盛放粉丝的空碗22或向成型下料机构传送完成称重的粉丝盛放碗，第一控制器10和第二控制器20通信连接。
一、上料称重装置1
上料传送机构包括上料传送带11、进料漏斗13和进料阀门14，进料漏斗13设置在上料传送带11传送末端，进料阀门14设置在进料漏斗13出料口，进料漏斗13出料口位于称重机构上方，上料传送带11和进料阀门14均连接至第一控制器10，湿粉丝12放置在上料传送带11上。
称重机构包括称重平台15，称重平台15上设有粉丝盛放碗放置区域，称重平台15内设有称重压力传感器19，称重压力传感器19连接第一控制器10。
总的来说，上料称重装置1负责粉丝上料和指定重量(如60克)粉丝称重等工作。上料传送带11是系统的输入端，它根据第一控制器10发送的信号进行工作：开启或停止粉丝的上料；进料漏斗13是粉丝由上料传送带11进入称重平台15的必经通道；进料阀门14根据第一控制器10发送的信号开启或关闭，从而控制进料漏斗13中的粉丝进入或停止进入称重平台15；称重平台15是上料称重装置1的核心，第一控制器10设置在称重平台15中，它负责完成称重粉丝的重量设定、控制上料传送带11的启停、控制进料阀门14的开关、指定重量粉丝的称重和与机械手平台23通信等功能。
二、分拣成型装置2
粉丝盛放碗传送机构包括用于传送空碗22的备料传送带21以及用于向称重机构传送盛放粉丝的空碗22或向成型下料机构传送完成称重的粉丝盛放碗的机械手平台23，机械手平台23设置在备料传送带21传送末端且位于称重机构和成型下料机构之间，备料传送带21和机械手平台23均连接至第二控制器20。
机械手平台23包括旋转云台和机械手本体，机械手本体安装在旋转云台上，旋转云台连接云台舵机210，机械手本体包括机械臂和机械臂末端的机械爪，机械臂连接机械臂舵机211，机械爪连接机械爪舵机212，云台舵机210、机械臂舵机211和机械爪舵机212均连接至第二控制器20。
成型下料机构包括搅拌成型棒24和下料传送带25，搅拌成型棒24悬挂设置在成型下料机构传送起始端上方，搅拌成型棒24和下料传送带25均连接至第二控制器20。搅拌成型棒24包括搅拌棒本体、搅拌棒旋转电机28和搅拌棒升降电机29，搅拌棒旋转电机28和搅拌棒升降电机29均连接搅拌棒本体，搅拌棒旋转电机28和搅拌棒升降电机29还连接至第二控制器20。
总的来说，分拣成型装置2，负责碗的移送和粉丝的成型。备料传送带21是系统的另一个输入端，负责在粉丝上料和称重前根据第二控制器20发送的信号传送或停止传送空碗22；下料传送带25是系统的输出端，负责运走装有指定重量、已成型粉丝的碗，提供给下一个生产环节使用；搅拌成型棒24负责将已完成指定重量称重和分拣的粉丝搅成鸟巢状；第二控制器20设置在机械手平台23部位，因此，机械手平台23是分拣成型装置2的关键，负责完成碗的抓取、转移和释放，控制备料传送带21、下料传送带25和搅拌成型棒24的启停、与称重平台15通信等功能。
另外，该系统还包括用于显示系统工作状态的LCD显示模块3，LCD显示模块3连接第一控制器10。
如图2所示为粉丝自动称重、分拣和成型系统的控制框图，包括上料称重装置1的控制系统和分拣成型装置2的控制系统。
上料称重装置1的控制系统，是上料称重装置1的控制核心。它由第一控制器10、上料传送带电机16、1路继电器模块18、进料阀门14、步进电机及其驱动模块17、称重压力传感器19等部分组成。第一控制器10是上料称重装置1控制系统的核心，它位于称重平台15，选用ATMEL ATmega328P嵌入式处理器，运行上料称重装置1控制软件，负责与位于分拣成型装置2机械手平台23的第二控制器20通信，并驱动上料称重装置1控制系统中的其他部件协同工作，实现上料称重装置1的功能。上料传送带电机16，通过1路继电器模块18连接到第一控制器10，并根据第一控制器10发出的信号转动或停止，从而实现粉丝的上料或停止上料。1路继电器模块18，用来连接第一控制器10和上料传送带电机16，根据第一控制器10发出的信号启动或停止上料传送带电机16工作。进料阀门14，位于进料漏斗13的出口，通过步进电机及其驱动模块17连接到第一控制器10，并根据第一控制器10发出的信号开启或关闭。步进电机及其驱动模块17，用来连接第一控制器10和进料阀门14，根据第一控制器10发出的信号开启或关闭阀门，从而控制粉丝通过进料漏斗13进入称重平台15。称重压力传感器19，连接到第一控制器10，根据第一控制器10发出的请求返回当前称重平台15上的重量数据。另外，第一控制器10还连接有LCD显示模块3，是系统为用户提供的交互界面，用来在系统运行过程中向用户显示系统当前的工作状态以及称重平台15上当前粉丝的重量信息。
分拣成型装置2的控制系统，是分拣成型装置2的控制核心。它由第二控制器20、备料传送带电机26、下料传送带电机27、搅拌棒旋转电机28、搅拌棒升降电机29、4路继电器模块213、2路继电器模块214、云台舵机210、机械臂舵机211、机械爪舵机212等部分组成。第二控制器20是分拣成型装置2控制系统的核心，它位于机械手平台23，选用STM32F103嵌入式处理器，运行分拣成型装置2控制软件，负责与上料称重装置1称重平台15的第一控制器10通信，并驱动分拣成型装置2控制系统中的其他部件协同工作，实现分拣成型装置2的功能。下料传送带电机27，通过4路继电器模块213的其中1路端口连接到第二控制器20，并根据第二控制器20发出的信号转动或停止，将装有固定重量并成型完毕的粉丝送入下一生产环节。备料传送带电机26，通过4路继电器模块213的其中1路端口连接到第二控制器20，并根据第二控制器20发出的信号转动或停止，在每次称重开始前传送空碗22。搅拌棒旋转电机28，通过4路继电器模块213的其中1路端口连接到第二控制器20，并根据第二控制器20发出的信号转动或停止，控制搅拌棒旋转，从而完成将位于下料传送带25的碗中、已经称重分拣完的粉丝搅成鸟巢状的工作。搅拌棒升降电机29，通过2路继电器模块214的2路端口连接到第二控制器20，并根据第二控制器20发出的信号正向/反向转动，控制搅拌棒上升/下降到指定位置。4路继电器模块213，用来连接备料传送带电机26、下料传送带电机27、搅拌棒旋转电机28和第二控制器20，根据第二控制器20发出的信号启动或停止以上各个电机工作。2路继电器模块214，用来连接搅拌棒升降电机29和第二控制器20，根据第二控制器20发出的信号控制搅拌棒升降电机29正向/反向转动。云台舵机210，与第二控制器20相连，根据第二控制器20发出的信号，驱动机械手平台23的支撑底座转动某个角度。机械臂舵机211，与第二控制器20相连，根据第二控制器20发出的信号，驱动机械手平台23的机械臂转动某个角度。机械爪舵机212，与第二控制器20相连，根据第二控制器20发出的信号，驱动机械手平台23的机械爪合拢或分开，从而抓住或释放粉丝碗。
一种粉丝自动称重、分拣和成型方法，该方法基于上述粉丝自动称重、分拣和成型系统，该方法包括如下步骤：
(1)第一控制器10通过第二控制器20向粉丝盛放碗传送机构发送空碗22请求，粉丝盛放碗传送机构向称重机构传送用于盛放粉丝的空碗22；
(2)盛放粉丝的空碗22传送到位后，第一控制器10控制上料传送机构工作，上料传送机构向空碗22中传送粉丝，同时称重机构工作；
(3)称重机构称重到达设定重量后第一控制器10控制上料传送机构停止运作，同时第二控制器20控制粉丝盛放碗传送机构向成型下料机构传送完成称重的粉丝盛放碗；
(4)完成称重的粉丝盛放碗传送到位后，第二控制器20控制成型下料机构对粉丝进行搅拌成型并下料。
具体地，图3为粉丝自动称重的控制流程图，图4为粉丝自动分拣成型的控制流程图。具体地：
1)上料称重装置1的第一控制器10向分拣成型装置2的第二控制器20发送移送空碗22信号A，并在LCD显示模块3上输出系统当前状态信息READY，然后不断监听等待来自分拣成型装置2的第二控制器20的空碗22准备就绪信号B，再进行下一步动作。
2)当分拣成型装置2的第二控制器20没有接收到来自上料称重装置1的第一控制器10的移送空碗22信号A时，它始终处于监听等待状态；一旦收到移送空碗22信号A，分拣成型装置2的第二控制器20首先开启备料传送带电机26送上空碗22，再驱动云台舵机210、机械臂舵机211和机械爪舵机212将空碗22转移到上料称重装置1的称重平台15，接着向上料称重装置1的第一控制器10发送空碗22准备就绪信号B，然后不断监听等待来自上料称重装置1的第一控制器10的粉丝称重完毕信号C，再进行下一步动作。
3)当上料称重装置1的第一控制器10没有接收到来自分拣成型装置2的第二控制器20的空碗22准备就绪信号B时，它始终处于监听等待状态；一旦收到空碗22准备就绪信号B，上料称重装置1的第一控制器10首先驱动步进电机打开进料阀门14，再开启上料传送带电机16使粉丝从上料传送带11经由进料漏斗13不断进入称重平台15，接着通过称重压力传感器19读取当前称重平台15上粉丝的重量并显示在LCD显示模块3上，当前称重平台15上粉丝的重量大于等于预先设定的重量(例如60克)时，驱动步进电机关闭进料阀门14、关闭上料传送带电机16停止进料，并在LCD显示模块3上输出系统当前状态信息MOVE，随后向分拣成型装置2的第二控制器20发送粉丝称重完毕信号C，然后不断监听等待来自分拣成型装置2的第二控制器20的分拣成型完毕信号D，再进行下一步动作。
4)当分拣成型装置2的第二控制器20没有接收到来自上料称重装置1的第一控制器10的粉丝称重完毕信号C时，它始终处于监听等待状态；一旦收到粉丝称重完毕信号C，分拣成型装置2的第二控制器20首先驱动云台舵机210、机械臂舵机211和机械爪舵机212将装有指定重量粉丝的碗从上料称重装置1的称重平台15转移到分拣成型装置2的下料传送带25，再依次开启搅拌棒升降电机29和旋转电机将碗中的粉丝搅成鸟巢状，而后开启下料传送带电机27将已经完成称重、分拣和成型的粉丝送入下一生产环节，继而向上料称重装置1的第一控制器10发送分拣成型完毕信号信号D，然后不断监听等待来自上料称重装置1的第一控制器10的移送空碗22信号A，转向步骤1)，开始新的一轮粉丝称重、分拣和成型工作。
上述实施方式仅为例举，不表示对本发明范围的限定。这些实施方式还能以其它各种方式来实施，且能在不脱离本发明技术思想的范围内作各种省略、置换、变更。

Claims (9)

1.一种粉丝自动称重、分拣和成型系统，其特征在于，该系统包括上料称重装置(1)和分拣成型装置(2)，所述的上料称重装置(1)包括第一控制器(10)以及分别与之连接的上料传送机构和称重机构，所述的称重机构设置在上料传送机构传送末端，所述的分拣成型装置(2)包括第二控制器(20)以及分别与之连接的粉丝盛放碗传送机构和成型下料机构，所述的粉丝盛放碗传送机构设置于称重机构和成型下料机构之间，所述的粉丝盛放碗传送机构用于向称重机构传送盛放粉丝的空碗(22)或向成型下料机构传送完成称重的粉丝盛放碗，所述的第一控制器(10)和第二控制器(20)通信连接。
2.根据权利要求1所述的一种粉丝自动称重、分拣和成型系统，其特征在于，所述的上料传送机构包括上料传送带(11)、进料漏斗(13)和进料阀门(14)，所述的进料漏斗(13)设置在上料传送带(11)传送末端，所述的进料阀门(14)设置在进料漏斗(13)出料口，所述的进料漏斗(13)出料口位于称重机构上方，所述的上料传送带(11)和进料阀门(14)均连接至第一控制器(10)。
3.根据权利要求1所述的一种粉丝自动称重、分拣和成型系统，其特征在于，所述的称重机构包括称重平台(15)，所述的称重平台(15)上设有粉丝盛放碗放置区域，所述的称重平台(15)内设有称重压力传感器(19)，所述的称重压力传感器(19)连接第一控制器(10)。
4.根据权利要求1所述的一种粉丝自动称重、分拣和成型系统，其特征在于，所述的粉丝盛放碗传送机构包括用于传送空碗(22)的备料传送带(21)以及用于向称重机构传送盛放粉丝的空碗(22)或向成型下料机构传送完成称重的粉丝盛放碗的机械手平台(23)，所述的机械手平台(23)设置在备料传送带(21)传送末端且位于称重机构和成型下料机构之间，所述的备料传送带(21)和机械手平台(23)均连接至第二控制器(20)。
5.根据权利要求4所述的一种粉丝自动称重、分拣和成型系统，其特征在于，所述的机械手平台(23)包括旋转云台和机械手本体，所述的机械手本体安装在旋转云台上，所述的旋转云台连接云台舵机(210)，所述的机械手本体包括机械臂和机械臂末端的机械爪，所述的机械臂连接机械臂舵机(211)，所述的机械爪连接机械爪舵机(212)，所述的云台舵机(210)、机械臂舵机(211)和机械爪舵机(212)均连接至第二控制器(20)。
6.根据权利要求1所述的一种粉丝自动称重、分拣和成型系统，其特征在于，所述的成型下料机构包括搅拌成型棒(24)和下料传送带(25)，所述的搅拌成型棒(24)悬挂设置在成型下料机构传送起始端上方，所述的搅拌成型棒(24)和下料传送带(25)均连接至第二控制器(20)。
7.根据权利要求6所述的一种粉丝自动称重、分拣和成型系统，其特征在于，所述的搅拌成型棒(24)包括搅拌棒本体、搅拌棒旋转电机(28)和搅拌棒升降电机(29)，所述的搅拌棒旋转电机(28)和搅拌棒升降电机(29)均连接搅拌棒本体，所述的搅拌棒旋转电机(28)和搅拌棒升降电机(29)还连接至第二控制器(20)。
8.根据权利要求1所述的一种粉丝自动称重、分拣和成型系统，其特征在于，该系统还包括用于显示系统工作状态的LCD显示模块(3)，所述的LCD显示模块(3)连接第一控制器(10)。
9.一种粉丝自动称重、分拣和成型方法，其特征在于，该方法基于权利要求1～8任意一项所述的粉丝自动称重、分拣和成型系统，该方法包括如下步骤：
(1)第一控制器(10)通过第二控制器(20)向粉丝盛放碗传送机构发送空碗(22)请求，粉丝盛放碗传送机构向称重机构传送用于盛放粉丝的空碗(22)；
(2)盛放粉丝的空碗(22)传送到位后，第一控制器(10)控制上料传送机构工作，上料传送机构向空碗(22)中传送粉丝，同时称重机构工作；
(3)称重机构称重到达设定重量后第一控制器(10)控制上料传送机构停止运作，同时第二控制器(20)控制粉丝盛放碗传送机构向成型下料机构传送完成称重的粉丝盛放碗；
(4)完成称重的粉丝盛放碗传送到位后，第二控制器(20)控制成型下料机构对粉丝进行搅拌成型并下料。
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