CN202574656U - 即时数粒补偿的数粒称重一体机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种即时数粒补偿的数粒称重一体机。该一体机的进料口物料经一级给料器送至称量斗或数粒给料器；摄像头对数粒单元的物料摄像，数粒控制器处理图像并将粒数数据传至中央控制器；称重控制器将数粒称量斗的物料重量数据传至中央控制器；中央控制器根据粒数数据、重量数据和目标粒数计算并补偿修正称重单元的目标定量重量；称重单元按照新的目标定量重量运行，获得所需目标粒数。本实用新型中，数粒单元与称重单元的取料部位是同一层面，取样样本无限趋近实际包装物料，提高了数粒补偿的精度；采用摄像方式数粒，加快了数粒速度，提高了取样频次，增加每批次的数粒数量，实现即时补偿；数粒称量斗中的物料可排入包装机中，节省了物料和人力。

Description

即时数粒补偿的数粒称重一体机

技术领域

本实用新型涉及一种数粒称重设备，特别是一种即时数粒补偿的数粒称重一体机。

背景技术

针对食品、药品、种子、电子元器件、塑料零件、金属零件等颗粒状物品，在生产和商业等许多领域中都有按照设定粒数包装的需求。为实现这种以颗粒数量为单位的定量包装（如100粒药丸、1000粒种子等），目前的技术有直接数粒法、数粒补偿定量称重法。

随着CCD（Charge Coupled Device，电荷耦合器件）技术的普及和相应元器件的发展，使用CCD技术的数粒机逐步在市场上推广应用。CCD是一种半导体器件，能够把光学影像转化为数字电信号，CCD器件按其感光单元的排列方式分为线阵CCD和面阵CCD两类。其中，线阵CCD采用扫描成像的方式，面阵CCD采用摄像的方式，分别取得物料的影像，然后通过图像识别软件对物料进行数粒。线阵CCD技术是一种连续数粒方法，可同时对多个通道上的物料进行计数，当接近设定数量时，停下大多数通道，只留一条通道供料，达到设定数量时停止供料。与传统的光电传感器数粒机相比，这种设备的数粒速度虽然有了较大提高，但是其造价较高、精度略低，速度仍大大慢于称重法。而面阵CCD技术是一种批次数粒方法，可对进入摄像范围的物料进行摄像，再通过图像识别技术对成像范围内的物料计数。这种设备可以快速地得到每个批次的粒数，但由于每个批次的粒数不可控，所以无法得到设定的粒数。

用于定量包装的称重设备可分为边称量边定量的重力式定量秤和先称量后定量的组合秤两种。其中，边称量边定量的重力式定量秤在工作时，物料一边投入计量斗内一边称重，当计量斗内的物料重量接近设定的重量值时，投料速度降低以取得较高的定量精度，这种称重设备的速度较慢。而先称量后定量的组合秤在工作时，投入不定量批次的物料，在称量斗内称出重量，然后物料保持在称重斗中或者排入下部的记忆斗中，计算机预存有目标重量设定值和容许误差，当计算机接收到称重斗和记忆斗中物料的实际重量后进行组合计算，选取重量值在容许误差范围内且最接近目标重量设定值的称量斗和记忆斗排放其中的物料。

使用定量称重技术代替数粒机进行定量计数，可大大提高速度，但目标重量需要按照物料的单位重量设定，尤其对于物料的单粒重量不一致且无序变化时，需要及时修改目标重量，这时就需要借助数粒补偿技术。

结合数粒补偿技术的称重设备中，离线式数粒补偿通常需要人工取样、数粒、称重、计算和输入设定值，因此这种方式的速度慢、易出错、滞后时间长且浪费人力。而与离线式数粒补偿相比，在线式数粒补偿，正如申请号为201010297202.9、名称为“具有在线数粒和重量补偿功能的种子称重系统和称重方法”发明专利所述，虽然有了较大的改进，但是其并不是实时取样，取样的料层要经过一段时间才能到达称重层，故取样物料和实际包装物料有一定的差异。同时，在线式数粒补偿取样之后必须人工回收，仍然耗费一定的人力。此外，在线式数粒补偿除了定量包装秤之外还需要光电式数粒机、取样机和工控机等装置，造成整个系统较复杂，占用空间大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种即时数粒补偿的数粒称重一体机，主要解决现有的具有在线数粒和重量补偿功能的种子称重系统不是实时取样，取样的料层要经过一段时间才能到达称重层，故取样物料和实际包装物料有一定的差异的技术问题，它可以即时进行数粒称重补偿，大大提高按设定粒数包装的精度。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下。

一种即时数粒补偿的数粒称重一体机，其特征在于：它包括由数粒给料器、摄像头、光源和数粒控制器构成的数粒单元，由称重控制器、称量斗、数粒称量斗构成的称重单元，进料口，一级给料器，集料槽、出料口及中央控制器组成；所述中央控制器连接控制数粒单元的数粒控制器和称重单元的称重控制器；所述的一级给料器设置在进料口下方；所述称量斗设置在一级给料器的下方，称重斗设置在集料槽上方；所述的出料口设置在集料槽下方；所述的数粒单元的数粒给料器上端连接一级给料器，下端位于数粒称量斗上方；所述的数粒单元的数粒称量斗出料口与一振动式滑板的一端连接，振动式滑板的另一端位于集料槽的上方；所述的数粒给料器附近设置摄像头和光源。

所述的即时数粒补偿的数粒称重一体机，其特征在于：所述的进料口通过一振动给料盘与多个一级给料器相通，多个一级给料器呈发射状分布在一圆周内，其入料端位于振动给料盘下方，出料端分别与位于其下方的一个称量斗的入料口或一个数粒单元的数粒给料器相对。

所述的即时数粒补偿的数粒称重一体机，其特征在于：所述的数粒称重一体机设置有一个数粒单元或多个数粒单元。

所述的即时数粒补偿的数粒称重一体机，其特征在于：所述的数粒称重一体机设置有两个至八个数粒单元，所述数粒单元等角度地均匀分布在一级给料器外侧。

所述的即时数粒补偿的数粒称重一体机，其特征在于：所述的数粒称重一体机设置有两个至八个数粒单元，所述数粒单元等间距地分布。

所述的即时数粒补偿的数粒称重一体机，其特征在于：所述摄像头为CCD线阵摄像头、CCD面阵摄像头或者CMOS摄像头。

所述的即时数粒补偿的数粒称重一体机，其特征在于：所述数粒称量斗设有用于采集数粒单元取样批次的物料重量信息的重量传感器。

本实用新型的有益效果在于。

1、数粒单元取样的部位与称重单元取料的部位是同一层面，即属于同一批次的物料，因此数粒单元的取样样本无限趋近实际包装的物料，数粒补偿的精度大大提高。

2、采用CCD/CMOS摄像头数粒，速度大大提高，可以加快取样频次，消除了取样与实际包装的时间滞后，实现即时补偿。

3、采用CCD/CMOS摄像头数粒，速度大大提高，可以增加每批次取样粒数，消除了取样与实际包装的数量差异，实现1：1补偿。

4、数粒称量斗中已数粒称重的物料可以方便地排入包装机中，节省了物料和回收物料的人工。

5、省去了数粒单元的取样管道，使结构更加简洁、操作更加方便。

附图说明

图1是本实用新型的立体结构示意图。

图2是本实用新型的控制系统组成图。

图中：1为数粒给料器；2为摄像头；3为光源；4为数粒控制器；5为称重控制器；6为称量斗；61为数粒称量斗；7为进料口；8为一级给料器；9为集料槽；10为出料口；11为振动给料盘；12为滑板；13为中央控制器；14为架台；15为挡料帘，16为储料斗。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

请参阅图1、2，它是本实用新型即时数粒补偿的数粒称重一体机一较佳实施例的结构示意图。它是一种以称重单元为先称重后定量的组合秤实施例。它包括数粒单元和称重单元。所述数粒单元包括数粒给料器1、摄像头2、光源3和数粒控制器4。所述称重单元包括称重控制器5和称量斗6，其中位于数粒给料器1出料口下方的称量斗为数粒称量斗61。所述数粒控制器4和称重控制器5分别与中央控制器13连接，如图2所示，中央控制器13控制数粒单元和称重单元。除此之外，所述装置还包括进料口7、一级给料器8、集料槽9和出料口10。所述进料口7与储料仓连接，其下方通过一振动给料盘11向一级给料器8分散给料。如图1所示，所述一级给料器8呈圆形均匀分布，其一端位于振动给料盘11的下方，另一端位于称量斗6或数粒给料器1的上方。所述称量斗6与一级给料器8的分布排列形式相同，上层的储料斗16接收一级给料器8分配的物料，其出料口位于称量斗6内根据称重控制器5的指令向称量斗分料，称量斗6的出料口位于集料槽9中，集料槽9的出料口10可以与包装机连接。所述数粒称量斗61的出料口与一振动式滑板12的一端连接，滑板12的另一端位于集料槽9的上方。

在本实施例中，如图1所示，所述数粒给料器1一端与相对应的一级给料器8的出料口相接，另一端位于数粒称量斗61的上方，其中数粒给料器1为振动式。进料口7和振动给料盘11之间设有挡料帘15。所述数粒单元和称重单元，以及一级给料器8、集料槽9均安装在同一架台14上。所述摄像头2为CCD线阵摄像头、CCD面阵摄像头或者CMOS摄像头。所述摄像头2由镜头、CCD光电转换器和机身构成，其负责摄取物料图像，为取得清晰的摄像效果，配置光源3安装在设备的合适位置。

使用面阵CCD摄像方式时，对数粒给料器1上处于静止状态的物料进行摄像，数粒控制器4可在1秒钟内计算出该状态下的物料粒数，物料的粒数信号传送至中央控制器13。为了提高数粒精度，可进行数次摄像，然后利用一定的数学模型过滤、平均。

使用线阵CCD摄像方式时，数粒给料器1上的物料按指令排入数粒称量斗61，当物料处于落体过程中时进行连续扫描摄像，数粒控制器4计算出该状态下的物料粒数，经一段设定时间后数粒给料器1停止，物料的粒数信号传送至中央控制器13。

物料由进料口7落下，分散分布在一级给料器8上，一级给料器8由称重控制器5或中央控制器13控制，按设定的频率和振幅将物料排入储料斗16或数粒给料器1。

物料从一级给料器8排入数粒给料器1，在数粒给料器1上经分离后落入数粒称量斗61。在此过程中，利用线阵CCD摄像头对下落的物料进行摄像，获得的图像数据经数粒控制器4处理后得到此批物料的粒数，将此粒数数据送入中央控制器13。物料排入数粒称量斗61后，数粒给料器1等待下一次指令。

物料落入数粒称量斗61后，称重传感器获得的信号经称重控制器5处理后得到此批物料的重量，此重量数据也送入中央控制器13。

中央控制器13根据前述粒数数据和重量数据，计算出此批物料的单位重量，再根据预定的目标定量粒数和单位重量计算出目标定量重量，最后补偿修改称重单元的目标定量重量。

称重单元按照新的目标定量重量运行，直至下一次补偿修改。

存有已数粒物料的数粒称量斗61，与其他称量斗6一起参与称重控制器5的组合计算，选取组合重量值在容许误差范围内且最接近目标定量重量的称量斗和数粒称量斗，排出选中组合的物料至集料槽9中，其中已数粒物料作为定量称重物料的一部分通过滑板12排出，排入集料槽9中的物料经出料口10进入后续的包装机中。

数粒称量斗内的物料可以每次作为被包装物排出，也可接受数次数粒物料后再排出。

在本实用新型中，称重单元除了采用的是先称重后定量的组合秤，也可以采用边称重边定量的重力式定量秤。所述数粒单元可以根据需要设置2至8套，按照称重单元的分布方式设为圆形等角度排列或者直线等间距排列。

本实用新型实现定量数粒的方法，包括以下步骤：

一级给料器8接受进料口7分配的物料，并将其输送至称量斗6中或数粒给料器1上。

摄像头2对数粒单元的物料进行摄像，由数粒控制器4处理图像信息，并将获得的粒数数据传至中央控制器13，同时，称重控制器5将落入数粒称量斗61中的物料的重量数据传至中央控制器13。

中央控制器13通过粒数数据和重量数据计算此批物料的单位重量，并根据目标定量粒数得到目标定量重量，补偿修正称重单元的目标定量重量。

称重单元按照新的目标定量重量运行，获得所需的目标粒数。

在本实用新型中，数粒单元取样的部位与称重单元取料的部位是同一层面，即属于同一批次的物料，因此数粒单元的取样样本无限趋近实际包装的物料，数粒补偿的精度大大提高；采用CCD/CMOS摄像头数粒，速度大大提高，可以加快取样频次，消除了取样与实际包装的时间滞后，实现即时补偿；数粒称量斗中已数粒称重的物料可以方便地排入包装机中，节省了物料和回收物料的人工；省去了数粒单元的取样管道，使结构更加简洁、操作更加方便。

以上通过具体实施例对本实用新型进行了详细的说明，该实施例仅仅是本实用新型的较佳实施例，其并非对本实用新型进行限制。在不脱离本实用新型原理的情况下，本领域的技术人员对数粒单元的结构及称重单元的结构、布局等做出的等效置换和改进，均应视为在本实用新型所保护的技术范畴内。

Claims (7)

1.一种即时数粒补偿的数粒称重一体机，其特征在于：它包括由数粒给料器（1）、摄像头（2）、光源（3）和数粒控制器（4）构成的数粒单元，由称重控制器（5）、称量斗（6）、数粒称量斗(61)构成的称重单元，进料口（7），一级给料器（8），集料槽（9）、出料口（10）及中央控制器（13）组成；所述中央控制器（15）连接控制数粒单元的数粒控制器（4）和称重单元的称重控制器（5）；所述的一级给料器（8）设置在进料口（7）下方；所述称量斗（6）设置在一级给料器（8）的下方，称量斗（6）设置在集料槽（9）上方；所述的出料口（10）设置在集料槽（9）下方；所述的数粒单元的数粒给料器（1）上端连接一级给料器（8），下端位于数粒称量斗(61)上方；所述的数粒单元的数粒称量斗(61)出料口与一振动式滑板（12）的一端连接，振动式滑板（12）的另一端位于集料槽（9）的上方；所述的数粒给料器（1）附近设置摄像头（2）和光源（3）。

2.根据权利要求1所述的即时数粒补偿的数粒称重一体机，其特征在于：所述的进料口（7）通过一振动给料盘（11）与多个一级给料器（8）相通，多个一级给料器（8）呈发射状分布在一圆周内，其入料端位于振动给料盘（11）下方，出料端分别与位于其下方的一个称量斗（6）的入料口或一个数粒单元的数粒给料器（1）相对。

3.根据权利要求2所述的即时数粒补偿的数粒称重一体机，其特征在于：所述的数粒称重一体机设置有一个数粒单元或多个数粒单元。

4.根据权利要求3所述的即时数粒补偿的数粒称重一体机，其特征在于：所述的数粒称重一体机设置有两个至八个数粒单元，所述数粒单元等角度地均匀分布在一级给料器外侧。

5.根据权利要求3所述的即时数粒补偿的数粒称重一体机，其特征在于：所述的数粒称重一体机设置有两个至八个数粒单元，所述数粒单元等间距地分布。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的即时数粒补偿的数粒称重一体机，其特征在于：所述摄像头（2）为CCD线阵摄像头、CCD面阵摄像头或者CMOS摄像头。

7.根据权利要求1或2或3或4或5所述的即时数粒补偿的数粒称重一体机，其特征在于：所述数粒称量斗（61）设有用于采集数粒单元取样批次的物料重量信息的重量传感器。

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