CN112718544B - 一种检重分拣装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及检重分拣技术领域，具体是公开一种检重分拣装置的控制方法，所述检重分拣装置包括分别具有传送带传送物品的称重传送平台和剔除传送平台以及控制各平台工作的控制系统，所述称重传送平台上对应设有用于感应该平台上物品通过的物品检测传感器和用于检测该平台上通过的物品重量的称重传感器，所述剔除传送平台上对应设有剔除动作设备，所述控制系统包括有AD芯片；其检重分拣装置的控制方法采用特定的重量计算方法，可采用成本较低的称重传感器，能够达到精度较高的重量检测结果，进行精确的物品分拣。

Description

一种检重分拣装置的控制方法

技术领域

本发明涉及检重分拣技术领域，特别是涉及一种通过传动带传送物品同时进行检重分拣的控制方法。

背景技术

随着科学技术的不断进步，具有较强智能的物品检重分拣系统开始在生产和生活中越来越多地扮演重要的角色。检重分拣系统代替了人工的检重分拣，能够按照生产工艺的要求，快速的分拣出符合要求的物品，显著地提高了生产效率，加快实现工业生产的自动化。

目前，中高精度的检重分拣系统的检重方式常见有两种，一种是采用高精度的重量检测传感器，这种重量检测传感器在传送带传送物品过程中的检重应用能够达到较为精准的重量检测，但是售价较高，且这种高精度的传感器对工作环境，设备制造的要求严格，应用在检重分拣设备上，使得设备的生产制造成本较高；另一种方式是采用的是普通的重量检测传感器，通过将传送带传送物品的速度设置为低速的或者固定的来提升检重精度，但是这种明显检重工作效率低，检重精度也无法提升，无法满足不同产品流水线的要求，无法适应不同分拣速度需要的使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种检重分拣装置的控制方法，该方法采用特定的重量计算方法，可采用成本较低的称重传感器，能够达到精度较高的重量检测结果。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种检重分拣装置的控制方法，所述检重分拣装置包括分别具有传送带传送物品的称重传送平台和剔除传送平台以及控制各平台工作的控制系统，所述称重传送平台上对应设有用于感应该平台上物品通过的物品检测传感器和用于检测该平台上通过的物品重量的称重传感器，所述剔除传送平台上对应设有剔除动作设备，所述控制系统包括有AD芯片；所述检重分拣装置的控制方法步骤如下：

步骤一、将物品从称重传送平台的输入端输入，进入到称重传送平台的传送带上，所述物品检测传感器实时感应当前物品通过；

步骤二、当前物品在称重传送平台的传送带的传送过程中，所述称重传感器持续感应检测当前物品重量得到重量数据，所述AD芯片采集称重传感器的重量数据为AD数据，控制系统实时采集AD数据并且进行数据滤波，在当前物品通过称重传送平台时开始持续存储滤波数据，在一段时间后对存储的滤波数据进行算法计算处理得出当前物品实际重量，将当前物品实际重量与控制系统预设置的合格物品重量进行对比判断当前物品是否合格；

步骤三、当步骤二对当前物品的判断结果为合格时，物品从称重传送平台传送至剔除传送平台传送输出；当步骤二对当前物品的判断结果为不合格时，物品从称重传送平台传送至剔除传送平台上对应剔除动作设备时，控制系统控制剔除动作设备动作将剔除传送平台上的当前物品剔除出剔除传送平台。

所述步骤二控制系统获取物品检测传感器的信号变化数据并结合称重传送平台的传送带传送速度计算处理得出当前物品的长度为L2；所述控制系统通过获取物品检测传感器的信号变化数据计算出信号变化数据的间隔时间为T2；所述称重传送平台传送带的传送速度为v，得出L2＝T2*v；

所述称重传送平台的输入端起点至物品检测传感器的距离为L1；所述步骤二中控制系统根据L1和v得出当前物品开始接触称重传送平台至被物品检测传感器感应到的间隔时间为T1，即T1＝L1/v；

所述称重传送平台的长度为L3，所述步骤二中控制系统根据L3和v得出当前物品通过L3所需的时间为T3，即T3＝L3/v；

所述步骤二中AD芯片采集AD数据的频率为f，一个AD数据点时间为1/f，控制系统实时采集AD数据为数据A进行两次平滑滤波，数据A经过第一次30个点的平滑滤波后得到数据B，第一次的真实数据的相位延时时间为T4，得出T4＝30/f，数据B经过第二次的平滑滤波后得到数据C，第二次的真实数据的相位延时时间为T4+T5，T5为数据C比数据B的相位延迟时间；

所述步骤二中控制系统采用数组X和数组Y轮流存储数据C，存储的时间段为当前物品开始通过物品检测传感器至当前物品通过L3所需的时间加上第二次的真实数据的相位延时时间，即为T3+T4+T5；

通过上述数据得出：如果从当前物品开始接触称重传送平台开始计时，数据C真实反映出当前物品重量的时间点为T2+T4+T5，而数组X或数组Y是从当前物品开始通过物品检测传感器开始计时存储，那么，当前物品的实际重量在数组X或数组Y存储的时间点为T2+T4+T5-T1；如果从当前物品开始接触称重传送平台开始计时，数据C真实反映出当前物品重量的持续时间长度为T3-T2-T4-T5，而数组X或数组Y是从当前物品开始通过物品检测传感器开始计时存储，那么，当前物品的实际重量在数组X或数组Y持续存储的时间长度为T3-T2-T4-T5-T1；

所述步骤二中的得出当前物品重量的计算算法为待当前物品开始离开称重传送平台时，取数组X或数组Y中的N个数据C，对N个数据C求和再求平均值从而得出当前物品实际重量。

所述步骤二中AD芯片采集称重传感器的重量数据的采集频率为600Hz以上，并且设置定时采集称重传感器的重量数据。

所述称重传送平台的输入端一侧还设有具有传送带传送物品的进货传送平台，所述进货传送平台上的两侧边设置有传送导向挡板，所述传送导向挡板为可调整两传送导向挡板间距的方式设置在进货传送平台上。

所述物品检测传感器为设置在称重传送平台两侧上的红外对射式传感器。

所述称重传感器为电阻应变式称重传感器。

所述剔除动作设备包括有剔除气缸设备，所述剔除气缸设备上设有气阀，所述气阀由控制系统控制开关。

通过采用上述技术方案，本发明的有益效果是:本发明的检重分拣装置的控制方法中称重传送平台对当前物品通过该平台的整个过程进行感应采集数据，其物品检测传感器的设置，可达到通过其设置位置及称重传送平台的长度、传送速度得出当前物品的长度，还有可用于定位确定时间，其采用AD芯片进行采集称重传感器的数据，上述进一步的控制系统还对数据进行两次的平滑滤波处理，有效消除了谐波，再通过控制算法计算得出当前物品实际重量，再将该重量与合格重量进行对比判断出当前物品是否合格，对不合格物品在剔除传送平台进行剔除处理，从而达到相比现有技术更为精准的检重分拣效果，且上述的控制方法可应用成本较低的称重传感器，如上述的电阻应变式称重传感器，同样能够得出的精准的结果。本发明上述控制方法可在称重传感器允许重量范围内对不同形状、长度、重量的物品在不同的皮带传输速度下，对流水线物品进行准确称重，剔除不合格产品，提高了称重系统的稳定性、准确性和智能性。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

本实施例公开的一种检重分拣装置，依次包括分别具有传送带传送物品的进货传送平台、称重传送平台和剔除传送平台以及控制各平台工作的控制系统，称重传送平台在进货传送平台于剔除传送平台之间，三者传送带对应连续传送设置，三个平台的传送带分别绕设在滚筒上，分别由电机传动滚筒转动带动传送带运行。

本实施例中，所述进货传送平台上的两侧边设置有具有导向作用结构设置的传送导向挡板，所述传送导向挡板可为可调整两传送导向挡板间距的方式设置在进货传送平台上，该结构设置可用于根据检重物品的形状大小来调整间距，能够达到较好的保证检重物品从称重传送平台的传送带中间通过，有利于减小检重的误差。所述称重传送平台上对应设有用于感应该平台上物品通过的物品检测传感器和用于检测该平台上通过的物品重量的称重传感器，这里物品检测传感器设置在称重传送平台上的位置为S1，本实施例中，所述物品检测传感器采用的为设置在称重传送平台两侧上的红外对射式传感器，所述称重传感器本实施例中采用电阻应变式称重传感器。所述剔除传送平台上对应设有剔除动作设备，所述剔除动作设备可采用气动式的剔除气缸设备，所述剔除气缸设备上设有气阀，所述气阀由控制系统控制开关，从而通过控制系统的判断结构控制其动作。所述控制系统主要为控制板和控制程序的内容，其包括有采集称重传感器的AD芯片。

本实施例中公开的一种检重分拣装置的控制方法的方法步骤如下：

步骤一、将物品通过进货传送平台的传送带进行导向整理传送进货，从称重传送平台的输入端输入，进入到称重传送平台的传送带上，所述物品检测传感器实时感应当前物品通过，也就是上述采用的红外对射式传感器在感应到当前物品时输出电平信号从低电平信号变化高电平信号，高电平信号的起始至终止的变化；

步骤二、当前物品在称重传送平台的传送带的传送过程中，所述称重传感器持续感应检测当前物品重量得到重量数据，所述AD芯片采集称重传感器的重量数据为AD数据,本实施例中在方法测试中根据所检重分拣的物品、传动带长度、传送速度等将采集频率设置在比较合适的频率为600Hz(对于传送带速度越快，称重平台的长度越短，要求采样频率越高，频率越高，采集数据点越多，波形就越接近真实的波形，太高对CPU处理能力要求更高，太低数据的精度无法保证，对于较低速度传送的这个频率可不需要这么高，但是采样频率决定了物品真实重量的采集点数，如果太低的话，没几个数据点，可能无法进行算法控制，而本实施例这里在方法测试中较为合适的为600Hz以上)，并且还可同时设置定时采集称重传感器的重量数据，该设置可保证在高速传送时在后续的计算处理中有足够的数据点进行算法计算，所述AD芯片采集AD数据的频率为f，一个AD数据点时间为t，t＝1/f＝0.00167s，以t为基准，所有时间点和长度计算都折算成AD数据采集个数。控制系统实时采集AD数据并且进行数据滤波，在当前物品通过称重传送平台时开始持续存储滤波数据，在一段时间后对存储的滤波数据进行算法计算处理得出当前物品实际重量，将当前物品实际重量与控制系统预设置的合格物品重量进行对比判断当前物品是否合格；在本步骤中的计算处理通过获得、计算得到下述数据，具体是：

所述称重传送平台的输入端起点至物品检测传感器的距离为L1，单位为m/s，这是装置生产安装已知的数据，控制系统根据L1和v(所述称重传送平台传送带的传送速度)得出当前物品开始接触称重传送平台至被物品检测传感器(S1位置)感应到的间隔时间为T1(折算为N1＝T1/t个AD数据采集个数)，即T1＝L1/v，单位为s；

所述控制系统获取物品检测传感器的信号变化数据并结合称重传送平台的传送带传送速度计算处理得出当前物品的长度，这里将当前物品的长度记为L2，单位为m，所述控制系统通过获取物品检测传感器的信号变化数据计算出信号变化数据的间隔时间为T2，单位为s，该时间控制系统从获取物品检测传感器的信号变化数据可得出，所述称重传送平台传送带的传送速度为v，单位为m/s，此速度控制系统可得，得出L2＝T2*v，也就是当前物品开始经过S1位置时，物品检测传感器的信号由低变高开始计时至高变低的时间，再根据这个时间和v来得到N2＝T2/t个AD数据采集个数。

所述称重传送平台的长度为L3，单位为m，已知数据，控制系统根据L3和v得出当前物品通过L3所需的时间为T3(折算为N3＝T3/t个AD数据采集个数)，即T3＝L3/v，单位为s；

控制系统实时采集AD数据为数据A，进行两次平滑滤波，数据A经过第一次Z个点的平滑滤波后得到数据B(本实施例中由于上述采集频率为600Hz，因此第一个谐波周期是30*1/600＝1/20秒的谐波，也就是30个点，30个点是根据采集的波形进行谐波分析，含两个幅值比较大的谐波，其他谐波可以忽略，其中的一个谐波固定是30个点)，第一次的真实数据的相位延时时间为T4(折算为N4个AD数据采集个数，N4＝30)，得出T4＝Z/f＝30/f，数据B经过第二次的平滑滤波后得到数据C，第二次的真实数据的相位延时时间为T4+T5，T5为数据C比数据B的相位延迟时间(折算为N4+N5＝30+T5/t个AD数据采集个数)；这里第一次的30个点平滑滤波是根据不同传送速度下数据采集进行谐波分析得到不同传送速度下都含一个相同谐波(30次谐波)，第二次的平滑滤波点数与传送速度有关，可根据采集数据分析得到平滑滤波点数与传送速度的公式点数(即第二次平滑滤波与第一次平滑滤波的相位延迟时间T5)＝120/v。本实施例中平滑滤波的次数进行了两次，因为这里主要的谐波只有两个，其他的可以忽略不计，同时采用更多次会导致相位延迟更多，并不利于计算处理，提高精准度。

本发明用的平滑滤波为移动平均滤波，将连续的采样数据看成一个长度固定为n的队列，在新的一次测量后，上述队列的第一个数据去掉，其余n-1个数据依次前移，并将新的采样数据插入，作为新队列的尾；然后对这个队列进行求和再平均运算，并将其结果作为本次测量的结果，该平滑滤波的相位延迟为n个点。

所述步骤二中控制系统采用数组X和数组Y(轮流存储数据C，如第j次物品通过物品检测传感器，j为奇数时数组X开始存储数据C，j为偶数时数组Y开始存储数据C，这里轮流存储目的是为了在数据处理过程中避免由于相位延迟导致数据未处理完下一检重物品又开始通过称重传送平台，存储的时间段为当前物品开始通过物品检测传感器至当前物品通过L3所需的时间加上第二次的真实数据的相位延时时间，即为T3+T4+T5(折算为N3+N4+N5个AD数据采集个数)。这里说明一下，存储数组C的数组理论上轮流存储数组C的数组可以更多组，经过测试本实施例采用两组是足够处理的，因此对于采用更多组的应用实际与本案的方法是等同的应用的。

通过上述数据得出：如果从当前物品开始接触称重传送平台开始计时，数据C真实反映出当前物品重量的时间点为T2+T4+T5，而数组X或数组Y是从当前物品开始通过物品检测传感器开始计时存储，那么，当前物品的实际重量在数组X或数组Y存储的时间点为T2+T4+T5-T1；如果从当前物品开始接触称重传送平台开始计时，数据C真实反映出当前物品重量的持续时间长度为T3-T2-T4-T5，而数组X或数组Y是从当前物品开始通过物品检测传感器开始计时存储，那么，当前物品的实际重量在数组X或数组Y持续存储的时间长度为T3-T2-T4-T5-T1，即数组X或数组Y有N3-N2-N4-N5-N1个AD数据采集个数为当前物品的实际重量；

最后，得出当前物品重量的计算算法为待当前物品开始离开称重传送平台时(这里是指当前物品的最前端部分开始离开称重传送平台的传送带，此时当前物品开始不是完全在传送带上，称重传感器感应获得的数据也就不是体现当前物品重量的有效数据了)，也就是等待数组X和数组Y存储了N3-2*N1个数据时，取数组X或数组Y中的N个数据C，对N个数据C求和再求平均值从而得出当前物品实际重量，这里N个数据段的开始数据为物品真实重量在数组X或者Y开始时间点，个数为物品真实重量在数组X或者Y的持续时间长度，也就是这N个数据的开始数据为数组X或者Y的第N2+N4+N5-N1个数据，个数为N3-N2-N4-N5-N1个，从而通过均值方法得到当前物品实际重量。

步骤三、当步骤二对当前物品的判断结果为合格时，物品从称重传送平台传送至剔除传送平台传送输出；当步骤二对当前物品的判断结果为不合格时，物品从称重传送平台传送至剔除传送平台上对应剔除动作设备时，控制系统控制剔除动作设备动作将剔除传送平台上的当前物品剔除出剔除传送平台。

上述实施例并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (6)

1.一种检重分拣装置的控制方法，其特征在于，所述检重分拣装置包括分别具有传送带传送物品的称重传送平台和剔除传送平台以及控制各平台工作的控制系统，所述称重传送平台上对应设有用于感应该平台上物品通过的物品检测传感器和用于检测该平台上通过的物品重量的称重传感器，所述剔除传送平台上对应设有剔除动作设备，所述控制系统包括有AD芯片；所述检重分拣装置的控制方法步骤如下：

步骤一、将物品从称重传送平台的输入端输入，进入到称重传送平台的传送带上，所述物品检测传感器实时感应当前物品通过；

步骤二、当前物品在称重传送平台的传送带的传送过程中，所述称重传感器持续感应检测当前物品重量得到重量数据，所述AD芯片采集称重传感器的重量数据为AD数据，控制系统实时采集AD数据并且进行数据滤波，在当前物品通过称重传送平台时开始持续存储滤波数据，在一段时间后对存储的滤波数据进行算法计算处理得出当前物品实际重量，将当前物品实际重量与控制系统预设置的合格物品重量进行对比判断当前物品是否合格；

步骤三、当步骤二对当前物品的判断结果为合格时，物品从称重传送平台传送至剔除传送平台传送输出；当步骤二对当前物品的判断结果为不合格时，物品从称重传送平台传送至剔除传送平台上对应剔除动作设备时，控制系统控制剔除动作设备动作将剔除传送平台上的当前物品剔除出剔除传送平台；

所述步骤二中，

所述控制系统获取物品检测传感器的信号变化数据并结合称重传送平台的传送带传送速度计算处理得出当前物品的长度为L2；所述控制系统通过获取物品检测传感器的信号变化数据计算出信号变化数据的间隔时间为T2；所述称重传送平台传送带的传送速度为v，得出L2＝T2*v；

所述称重传送平台的输入端起点至物品检测传感器的距离为L1；所述步骤二中控制系统根据L1和v得出当前物品开始接触称重传送平台至被物品检测传感器感应到的间隔时间为T1，即T1＝L1/v；

所述称重传送平台的长度为L3，所述步骤二中控制系统根据L3和v得出当前物品通过L3所需的时间为T3，即T3＝L3/v；

所述步骤二中AD芯片采集AD数据的频率为f，一个AD数据点时间为1/f，控制系统实时采集AD数据为数据A，进行两次平滑滤波，数据A经过第一次Z个点的平滑滤波后得到数据B，第一次的真实数据的相位延时时间为T4，得出T4＝Z/f，数据B经过第二次的平滑滤波后得到数据C，第二次的真实数据的相位延时时间为T4+T5，T5为数据C比数据B的相位延迟时间；

所述步骤二中控制系统采用数组X和数组Y轮流存储数据C，存储的时间段为当前物品开始通过物品检测传感器至当前物品通过L3所需的时间加上第二次的真实数据的相位延时时间，即为T3+T4+T5；

通过上述数据得出：如果从当前物品开始接触称重传送平台开始计时，数据C真实反映出当前物品重量的时间点为T2+T4+T5，而数组X或数组Y是从当前物品开始通过物品检测传感器开始计时存储，那么，当前物品的实际重量在数组X或数组Y存储的时间点为T2+T4+T5-T1；如果从当前物品开始接触称重传送平台开始计时，数据C真实反映出当前物品重量的持续时间长度为T3-T2-T4-T5，而数组X或数组Y是从当前物品开始通过物品检测传感器开始计时存储，那么，当前物品的实际重量在数组X或数组Y持续存储的时间长度为T3-T2-T4-T5-T1；

所述步骤二中的得出当前物品重量的计算算法为待当前物品开始离开称重传送平台时，取数组X或数组Y中的N个数据C，对N个数据C求和再求平均值从而得出当前物品实际重量。

2.如权利要求1所述的一种检重分拣装置的控制方法，其特征在于，所述步骤二中AD芯片采集称重传感器的重量数据的采集频率为600Hz以上，或者，为600Hz以上并且设置定时采集称重传感器的重量数据；

所述步骤二中进行两次平滑滤波，其中第一次的Z个点平滑滤波是30个点平滑滤波，是根据不同传送速度下数据采集进行谐波分析得到不同传送速度下都含一个相同谐波，而第二次的平滑滤波点数与传送速度有关，根据采集数据分析得到。

3.如权利要求1或2所述的一种检重分拣装置的控制方法，其特征在于，所述称重传送平台的输入端一侧还设有具有传送带传送物品的进货传送平台，所述进货传送平台上的两侧边设置有传送导向挡板，所述传送导向挡板为可调整两传送导向挡板间距的方式设置在进货传送平台上。

4.如权利要求1或2所述的一种检重分拣装置的控制方法，其特征在于，所述物品检测传感器为设置在称重传送平台两侧上的红外对射式传感器，和/或，所述称重传感器为电阻应变式称重传感器。

5.如权利要求1或2所述的一种检重分拣装置的控制方法，其特征在于，所述剔除动作设备包括有剔除气缸设备，所述剔除气缸设备上设有气阀，所述气阀由控制系统控制开关。

6.如权利要求1或2所述的一种检重分拣装置的控制方法，其特征在于，所述称重传送平台的输入端一侧还设有具有传送带传送物品的进货传送平台，所述进货传送平台上的两侧边设置有传送导向挡板，所述传送导向挡板为可调整两传送导向挡板间距的方式设置在进货传送平台上；所述物品检测传感器为设置在称重传送平台两侧上的红外对射式传感器；所述称重传感器为电阻应变式称重传感器；所述剔除动作设备包括有剔除气缸设备，所述剔除气缸设备上设有气阀，所述气阀由控制系统控制开关。