CN109941533A - 一种高速计量充填装置、供料方法及反馈控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高速计量充填装置、供料方法及反馈控制方法，所述高速计量充填装置包括计量充填机构和容积反馈调整机构，通过所述容积反馈调整机构控制调节所述计量充填机构的充填量。计量充填机构包括料仓、刮板、辅助刮板、料位检测传感器、计量盒、刀板、刮板驱动伺服电机和刀板驱动伺服电机，容积反馈调整机构包括容积反馈调整装置、刮板限位检测传感器、刮板原点检测传感器、刀板限位检测传感器、刀板原点检测传感器。装置还包括落料成型组件、纵封器和横封器。反馈控制方法与供料方法同步控制和进行，通过上述供料方法和反馈控制方法，通过所述容积反馈调整装置可反馈的控制调整计量盒的容积大小和料仓内的供料料位高度。
Description
技术领域
本发明涉及包装设备，尤其涉及一种高速计量充填装置、供料方法及反馈控制方法。
背景技术
目前粉末、颗粒条状包装设备，采用容积法进行充填时，无论是多工位转盘式还是常见的传统计量盒形式，充填过程中均由计量装置带动物料进行移动。因物料运动过程中抛落，计量装置由填充装置到达充填位置距离较远，物料中有细粉时会产生粉尘飞扬，影响充填精度，造成成品袋夹粉漏气。同时因为充填物料搬运距离较远，单个通道充填速度一般低于100包/min，该速度较慢达不到现在加工需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提高填充速度和降低或消除粉尘飞扬，针对现有技术中的缺陷，提供了一种高速计量充填装置、供料方法及反馈控制方法。具体方案如下。
一种高速计量充填装置，包括计量充填机构和容积反馈调整机构，所述计量充填机构和容积反馈调整机构驱动的电讯连接，通过所述容积反馈调整机构控制调节所述计量充填机构的充填量。
优选的，所述计量充填机构包括料仓、刮板、辅助刮板、料位检测传感器、计量盒、刀板、刮板驱动伺服电机和刀板驱动伺服电机，所述刮板、辅助刮板、料位检测传感器设置在所述料仓内，所述计量盒和刀板设置在所述料仓的底部，并在所述计量盒上设置称重传感器，所述刮板和辅助刮板与所述刮板驱动伺服电机驱动的连接并用于物料的准备，所述刀板与所述刀板驱动伺服电机驱动的连接并用于物料的计量输送。
优选的，所述容积反馈调整机构包括容积反馈调整装置、刮板限位检测传感器、刮板原点检测传感器、刀板限位检测传感器、刀板原点检测传感器，所述容积反馈调整装置包括控制器，所述控制器与所述料位检测传感器、刮板驱动伺服电机、刮板限位检测传感器、刮板原点检测传感器、刀板驱动伺服电机、刀板限位检测传感器和刀板原点检测传感器电讯连接，通过所述容积反馈调整装置可反馈的控制调整所述计量盒的容积大小和料仓内的供料料位高度。
优选的，所述计量盒为圆弧式，所述刮板和刀板为摆动式或左右水平移动式。
优选的，与所述刮板驱动伺服电机和刀板驱动伺服电机连接的驱动机构为曲柄连杆机构、凸轮机构或丝杆滑块机构。
优选的，所述刮板驱动伺服电机和刀板驱动伺服电机可被替换的采用气缸、液压缸或电缸驱动所述刮板和刀板。
优选的，所述刮板通过刮板限位检测传感器和刮板原点检测传感器进行原点检测和前后限位，并控制刮板的旋转角度；所述刀板通过刀板限位检测传感器和刀板原点检测传感器进行原点检测和前后限位，并控制刀板的行程。
优选的，装置还包括落料成型组件、纵封器和横封器。
优选的，所述控制器包括但不限于PLC、IPC、MCU。
本发明还提供了一种上述高速计量充填装置的供料方法，方法包括：
料仓填料，料仓内储存物料，刮板驱动伺服电机首先驱动刮板向右侧摆动，在圆弧式计量盒内进行摆动，物料流动到料仓底部的计量盒内，完成物料充填；
刮平物料，刮板驱动伺服电机驱动刮板和辅助刮板向左运动，完成料仓内上部物料刮平，并阻止料仓内物料继续向计量盒内流动；
物料下落，刀板驱动伺服电机驱动刀板向右运动，计量盒内物料在重力作用下完成垂直下落；
物料供给，物料下落完成后，刀板驱动伺服电机驱动刀板向左运动，完成一个充填周期。
本发明还提供了一种高速计量充填装置的反馈控制方法，方法包括：计量盒容积调整控过程和料仓料压反馈控制过程。
所述计量盒容积调整控过程包括：
Step1、称重传感器检测出重量比正常值偏低或偏高，
Step2、控制器接收重量偏差信号，
Step3、控制伺服驱动器旋转，
Step4、伺服驱动器驱动伺服电机调整容积，
Step5、重量传感器检测到重量数值正常，
Step6、控制器接收到重量正常信号，
Step7、控制器控制伺服驱动器，伺服电机停止供料；
所述料仓料压反馈控制过程包括：
Step1、料位检测传感器输出低料位信号，
Step2、控制器接收料位低信号，
Step3、控制器控制伺服驱动器，
Step4、伺服驱动器驱动供料伺服电机供料，
Step5、料位检测传感器检测到高料位信号，
Step6、控制器接收到高料位信号，
Step7、控制器控制伺服驱动器，伺服电机停止供料。
所述计量盒容积调整控过程和料仓料压反馈控制过程同步进行检测和调整。
实施本发明的技术方案，具有以下有益效果：
(1)可以提高充填速度，缩短充填时间。
(2)充填物料容积范围可达到2～3倍，能够适用多种规格物料充填。
(3)因为垂直落料，避免充填过程中粉尘飞扬，减少封口污染和物料浪费。
(4)料仓内物料残留量小，物料高度较低时，也可以保证充填精度。
附图说明
图1是本发明一种高速计量充填装置的结构示意图；
图2是本发明一种高速计量充填装置的另一视角的结构示意图；
图3是计量盒容积调整控过程流程图；
图4是料仓料压反馈控制过程流程图。
图中：1、辅助刮板；2、刮板；3、料位检测传感器；4、计量盒；5、刀板；6、容积反馈调整装置；7、刮板驱动伺服电机；8、刮板限位检测传感器；9、刮板原点检测传感器；10、刀板驱动伺服电机；11、刀板限位检测传感器；12、刀板原点检测传感器；13、料仓；14、落料成型组件；15、纵封器；16、横封器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1和图2，一种高速计量充填装置，包括计量充填机构和容积反馈调整机构，计量充填机构和容积反馈调整机构驱动的电讯连接，通过容积反馈调整机构控制调节计量充填机构的充填量。
其中，计量充填机构包括料仓13、刮板2、辅助刮板1、料位检测传感器3、计量盒4、刀板5、刮板驱动伺服电机7和刀板驱动伺服电机10。
刮板2、辅助刮板1、料位检测传感器3设置在料仓13内。计量盒4和刀板5设置在料仓13的底部，并在计量盒4上设置图未示的称重传感器，刮板2和辅助刮板1与刮板驱动伺服电机7驱动的连接并用于物料的准备，刀板5与刀板驱动伺服电机10驱动的连接并用于物料的计量输送。
计量盒4为圆弧式，刮板2和刀板5为摆动式或左右水平移动式。
其中，容积反馈调整机构包括容积反馈调整装置6、刮板限位检测传感器8、刮板原点检测传感器9、刀板限位检测传感器11、刀板原点检测传感器12，容积反馈调整装置6包括控制器，控制器与料位检测传感器3、刮板驱动伺服电机7、刮板限位检测传感器8、刮板原点检测传感器9、刀板驱动伺服电机10、刀板限位检测传感器11和刀板原点检测传感器12电讯连接，通过容积反馈调整装置6可反馈的控制调整计量盒4的容积大小和料仓13内的供料料位高度。
在具体实施例中，图未示的，与刮板驱动伺服电机7和刀板驱动伺服电机10连接的驱动机构为曲柄连杆机构、凸轮机构或丝杆滑块机构。
在具体实施例中，刮板2和刀板5可替换的采用气缸、液压缸或电缸进行驱动，从而替换伺服电机。此外，对于采用电机驱动的实施例，该发明中的伺服电机如刮板驱动伺服电机7和刀板驱动伺服电机10也可以采用步进电机、普通电机配置位置反馈控制系统等以替代伺服电机。
为了实现精确控制，刮板2通过刮板限位检测传感器8和刮板原点检测传感器9进行原点检测和前后限位，并控制刮板2的旋转角度；刀板5通过刀板限位检测传感器11和刀板原点检测传感器12进行原点检测和前后限位，并控制刀板5的行程。
进一步的，装置还包括落料成型组件14、纵封器15和横封器16。落料成型组件14设置在计量盒4和刀板5的下方，纵封器15和横封器16依次设置在所述落料成型组件14的下方。
其中，控制器包括但不限于PLC、IPC、MCU，优选为PLC处理器进行控制。
本发明的高速计量充填装置的供料方法如下：
料仓填料，料仓13内储存物料，刮板驱动伺服电机7首先驱动刮板2向右侧摆动，在圆弧式计量盒4内进行摆动，物料流动到料仓13底部的计量盒4内，完成物料充填。
刮平物料，刮板驱动电机7驱动刮板2和辅助刮板1向左运动，完成料仓13内上部物料刮平，并阻止料仓13内物料继续向计量盒4内流动。
物料下落，刀板驱动伺服电机10驱动刀板5向右运动，计量盒4内物料在重力作用下完成垂直下落。
物料供给，物料下落完成后，刀板驱动伺服电机10驱动刀板5向左运动，完成一个充填周期。
上述的供料方法或供料过程中还包括反馈控制过程或方法，具体参见图3和图4。
具体的，一种高速计量充填装置的反馈控制方法，方法包括计量盒容积调整控过程和料仓料压反馈控制过程。
参见图3，计量盒容积调整控过程包括(控制器采用PLC)：
Step1、称重传感器检测出重量比正常值偏低或偏高。
Step2、控制器接收重量偏差信号。
Step3、控制伺服驱动器旋转。
Step4、伺服驱动器驱动伺服电机调整容积。
Step5、重量传感器检测到重量数值正常。
Step6、控制器接收到重量正常信号。
Step7、控制器控制伺服驱动器，伺服电机停止供料。
参见图4，料仓料压反馈控制过程包括(控制器采用PLC)：
Step1、料位检测传感器输出低料位信号。
Step2、控制器接收料位低信号。
Step3、控制器控制伺服驱动器。
Step4、伺服驱动器驱动供料伺服电机供料。
Step5、料位检测传感器检测到高料位信号。
Step6、控制器接收到高料位信号。
Step7、控制器控制伺服驱动器，伺服电机停止供料。
上述的计量盒容积调整控过程和料仓料压反馈控制过程同步进行检测和调整。
此外，可替代的，计量盒容积大小既可以通过反馈系统自动调整，也可以通过电动或者人工进行调整。
在上述装置或方法中，①计量盒4的盒体不移动，物料充填过程中无抛落，有效避免粉尘飞扬；②充填过程中，可调整物料充填容积，并且在充填体积较大变化下，仍可以保证更高充填精度。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种高速计量充填装置，包括计量充填机构和容积反馈调整机构，其特征在于：所述计量充填机构和容积反馈调整机构驱动的电讯连接，通过所述容积反馈调整机构控制调节所述计量充填机构的充填量。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述计量充填机构包括料仓(13)、刮板(2)、辅助刮板(1)、料位检测传感器(3)、计量盒(4)、刀板(5)、刮板驱动伺服电机(7)和刀板驱动伺服电机(10)，所述刮板(2)、辅助刮板(1)、料位检测传感器(3)设置在所述料仓(13)内，所述计量盒(4)和刀板(5)设置在所述料仓(13)的底部，并在所述计量盒(4)上设置称重传感器，所述刮板(2)和辅助刮板(1)与所述刮板驱动伺服电机(7)驱动的连接并用于物料的准备，所述刀板(5)与所述刀板驱动伺服电机(10)驱动的连接并用于物料的计量输送。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述容积反馈调整机构包括容积反馈调整装置(6)、刮板限位检测传感器(8)、刮板原点检测传感器(9)、刀板限位检测传感器(11)、刀板原点检测传感器(12)，所述容积反馈调整装置(6)包括控制器，所述控制器与所述料位检测传感器(3)、刮板驱动伺服电机(7)、刮板限位检测传感器(8)、刮板原点检测传感器(9)、刀板驱动伺服电机(10)、刀板限位检测传感器(11)和刀板原点检测传感器(12)电讯连接，通过所述容积反馈调整装置(6)可反馈的控制调整所述计量盒(4)的容积大小和料仓(13)内的供料料位高度。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述计量盒(4)为圆弧式，所述刮板(2)和刀板(5)为摆动式或左右水平移动式。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：与所述刮板驱动伺服电机(7)和刀板驱动伺服电机(10)连接的驱动机构为曲柄连杆机构、凸轮机构或丝杆滑块机构。
6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述刮板驱动伺服电机(7)和刀板驱动伺服电机(10)可被替换的采用气缸、液压缸或电缸驱动所述刮板(2)和刀板(5)。
7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述刮板(2)通过刮板限位检测传感器(8)和刮板原点检测传感器(9)进行原点检测和前后限位，并控制刮板(2)的旋转角度；所述刀板(5)通过刀板限位检测传感器(11)和刀板原点检测传感器(12)进行原点检测和前后限位，并控制刀板(5)的行程。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：装置还包括落料成型组件(14)、纵封器(15)和横封器(16)。
9.根据权利要求8所述的一种高速计量充填装置的供料方法，其特征在于，方法包括：
料仓填料，料仓(13)内储存物料，刮板驱动伺服电机(7)首先驱动刮板(2)向右侧摆动，在圆弧式计量盒(4)内进行摆动，物料流动到料仓(13)底部的计量盒(4)内，完成物料充填；
刮平物料，刮板驱动伺服电机(7)驱动刮板(2)和辅助刮板(1)向左运动，完成料仓(13)内上部物料刮平，并阻止料仓(13)内物料继续向计量盒(4)内流动；
物料下落，刀板驱动伺服电机(10)驱动刀板(5)向右运动，计量盒(4)内物料在重力作用下完成垂直下落；
物料供给，物料下落完成后，刀板驱动伺服电机(10)驱动刀板(5)向左运动，完成一个充填周期。
10.一种高速计量充填装置的反馈控制方法，其特征在于，方法包括：计量盒容积调整控过程和料仓料压反馈控制过程，
所述计量盒容积调整控过程包括：
Step1、称重传感器检测出重量比正常值偏低或偏高，
Step2、控制器接收重量偏差信号，
Step3、控制伺服驱动器旋转，
Step4、伺服驱动器驱动伺服电机调整容积，
Step5、重量传感器检测到重量数值正常，
Step6、控制器接收到重量正常信号，
Step7、控制器控制伺服驱动器，伺服电机停止供料；
所述料仓料压反馈控制过程包括：
Step1、料位检测传感器输出低料位信号，
Step2、控制器接收料位低信号，
Step3、控制器控制伺服驱动器，
Step4、伺服驱动器驱动供料伺服电机供料，
Step5、料位检测传感器检测到高料位信号，
Step6、控制器接收到料位高信号，
Step7、控制器控制伺服驱动器，伺服电机停止供料；
所述计量盒容积调整控过程和料仓料压反馈控制过程同步进行检测和调整。
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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 | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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