CN203652124U - 精密粉末分装称量设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种精密粉末分装称量设备，包括：多个料盘；下盘装置；送盘装置，位于下盘装置的下方；粗分装置，粗分装置位于分料口处；细分装置，包括：细分螺杆，其中细分螺杆的螺纹开口由上至下递减；天平装置，天平装置位于送盘装置的下方且位于粗分装置和细分装置的正下方；顶盘装置，顶盘装置位于出料口处以将承装粉末的料盘向上顶起；控制装置和触摸屏，触摸屏与控制装置相连。本实用新型不仅结构简单、分料精确度高而且具有较高的自动性和灵活性，并且便于用户操作。

Description

精密粉末分装称量设备

技术领域

本实用新型涉及粉末分装技术领域，特别涉及一种精密粉末分装称量设备。 

背景技术

粉末分装在粉末冶金、医药食品包装以及化工化学行业使用十分广泛，而精密粉末分装设备则多是用在实验室，在工业生产中精密的粉末分装设备非常少。 

现有的工业应用的粉末分装设备多数采用螺杆进给方式来完成的，这种方式存在以下缺陷： 

（1）粉末的流动性对这种分料形式有着非常致命的影响，造成精度和速度难以同时保证。粉末流动性差的粉末容易在螺杆进给的过程中结块，造成机构无法正常分料，甚至造成进给和驱动机构的损坏。 

（2）在螺杆进给的方式比较难在速度和精度之间找到平衡，进给量大的螺杆分料精度比较差，进给量小的螺杆速度又比较慢。 

（3）螺杆进给的方式，整个机构拆卸更换或清洁十分不方便。 

实用新型内容

本实用新型的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。 

为此，本实用新型的目的在于提出一种精密粉末分装称量设备，该设备不仅结构简单、分料精确度高而且具有较高的自动性和灵活性，并且便于用户操作。 

为了实现上述目的，本实用新型的实施例提供一种精密粉末分装称量设备，包括：多个料盘；下盘装置；送盘装置，所述送盘装置位于所述下盘装置的下方以将所述单个料盘由入料口送至分料口；粗分装置，所述粗分装置位于所述送盘装置的一侧，其中所述粗分装置包括：控制器；震动器，所述震动器与所述控制器相连，其中，所述震动器内承装有粉末；细分装置，所述细分装置位于所述送盘装置的上方，包括：细分螺杆，其中所述细分螺杆的螺纹开口由上至下递减；天平装置，所述天平装置位于所述送盘装置的下方；顶盘装置，所述顶盘装置位于所述送盘装置的下方以将承装粉末 的所述料盘向上顶起；控制装置，所述控制装置与所述下盘装置、所述送盘装置、所述控制器、所述细分装置、所述天平装置和所述顶盘装置相连；触摸屏，所述触摸屏与所述控制装置相连。 

在本实用新型的一个实施例中，所述控制装置与所述天平装置通过RS232总线连接。 

在本实用新型的另一个实施例中，所述控制装置与所述触摸屏通过RS422总线连接。 

在本实用新型的再一个实施例中，所述下盘装置包括：气缸；第一电机，所述第一电机与所述气缸相连；第一电机驱动器，所述第一电机驱动器与所述第一电机和所述控制装置相连；第一传感器，所述第一传感器与所述控制装置相连。 

在本实用新型的又一个实施例中，所述送盘装置包括：水平传送带，所述水平传送带包括多个方形连接件；8个L型弯曲件，其中，每4个所述L型弯曲件分别设置在所述水平传送带一端的方形连接件上，其中每个所述L型弯曲件的凹部向内以形成回形结构；第二电机，所述第二电机与所述水平传送带相连；第二电机驱动器，所述第二电机驱动器与所述第二电机和所述控制装置相连；第二传感器，所述第二传感器与所述控制装置相连。 

在本实用新型的一个实施例中，所述水平传送带一端的方形连接件上的每4个L型弯曲件中的至少一个设置有第三传感器。 

根据本实用新型实施例的精密粉末分装称量设备，可以应用于粉末冶金、医药、化工和食品等多个领域中。本实用新型的精密粉末分装称量设备为组合式自动分装称量设备，设备能够将放置在入料口处的一摞空料盘自动单个分离，然后传送到分料口下面的天平上，待自动分装完成后，该料盘被自动传动到出料口，并将已承装料的料盘顶起，最终为一摞已分装好粉末的料盘，待用户取走。本实用新型不仅结构简单、分料精确度高而且具有较高的自动性和灵活性，并且便于用户操作。 

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。 

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中： 

图1为根据本实用新型实施例的精密粉末分装称量设备的结构图； 

图2为根据本实用新型实施例的精密粉末分装称量设备的示意图； 

图3为图2中各个功能模块的连接及信号传递关系示意图； 

图4为根据本实用新型实施例的粗分和细分的闭环模糊控制模式的示意图； 

图5根据本实用新型实施例的精密粉末分装称量设备的工作流程图。 

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。 

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。 

下面参考图1至图5对本实用新型实施例的精密粉末分装称量设备进行描述。 

如图1所示，本实用新型的精密粉末分装称量设备包括：多个料盘、下盘装置1、送盘装置2、粗分装置3、细分装置4、天平装置5、顶盘装置6、控制装置7和触摸屏8。其中，控制装置7与下盘装置1、送盘装置2、控制器31、细分装置4、天平装置5和顶盘装置6相连。 

具体地，如图2所示，多个料盘9罗列放置在入料口处。需要说明的是，此时多个料盘9均为空料盘，即料盘9中未承装粉末。 

下盘装置1包括气缸（未示出）、第一电机驱动器（未示出）、第一传感器（未示出）和第一电机（未示出）。其中，第一电机与水平传送带相连，第一电机驱动器与第一电机和控制装置相连，第一传感器与所述控制装置相连。 

具体地，控制装置7在检测到在入料口有料盘时，第一电机驱动器驱动第一电机工作，第一电机进而驱动气缸收缩，从而将放置在入料口处的多个料盘9自动单个分离并下落至送盘装置2上。第一传感器检测料盘9下落位置并向控制装置7反馈料盘的位置信号。控制装置7在检测到料盘9下落到送盘位置2上时，向送盘装置2发送控制信号。 

送盘装置2位于下盘装置1的下方及天平装置5的上方，可以在接收到控制装置7的控制信号时，将由下盘装置1分离并下落的单个料盘9由入料口送至分料口。 

如图2所示，送盘装置2包括水平传送带、8个L型弯曲件10、第二电机（未示 出）、第二电机驱动器（未示出）和第二传感器（未示出）。其中，水平传送带由多个方形连接件级联而成。 

其中，水平传送带的最左端的方形连接件邻近下盘装置1，最右端的方形连接件邻近顶盘装置6。在水平传送带的左端和右端的方形连接件上分别设置四个“L”型弯曲件，四个“L”型弯曲件分别设置在方形连接件的四个顶点位置且每个“L”型弯曲件的凹部向内，从而在水平传送带的两端分别形成一个回型结构，从而将多个料盘9在水平方向上限制在回型结构内，避免料盘9在传动过程中脱落。 

在本实用新型的一个实施例中，在水平传送带一端的方形连接件上的每4个L型弯曲件中的至少一个设置有第三传感器，该第三传感器可以检测入料口是否有料盘，并将检测结果以检测信号的形式发送给控制装置7。 

控制装置7对该检测信号进行分析，在判断入料口处有料盘时，向下盘装置1的第一电机驱动器发送控制信号以由第一电机驱动器驱动电机工作。如果控制装置7判断入料口处没有料盘时，则发出报警信号以提示用户放置空的料盘。 

在本实用新型的一个实施例中，在水平传送带的两端的方形连接件上分别设置有开口，其中开口大小可以容纳料盘9的底部而不至于使得料盘9向下脱落。 

在本实用新型的一个实施例中，第二电机与水平传送带相连，第二电机驱动器与第二电机和所述控制装置相连，第二传感器与控制装置7相连。从而，控制装置1在接收到第一传感器反馈的位置信号判断料盘下落到水平传送带时，由第二电机驱动器驱动水平传送带向前运动自动将空的料盘9放入分料工位，进而将空的料盘9传送到粗分装置3和细分装置4的下方。第二传感器检测水平传送带上的料盘的位置，并向控制装置7实时反馈料盘的当前位置，控制装置7在检测到料盘9达到分料区时，向粗分装置3和细分装置4发送控制信号。 

粗分装置3位于送盘装置2的一侧。如图3所示，粗分装置3包括：控制器31和震动器32，其中震动器32与控制器31相连。其中，震动器32内承装有粉末。震动器32在控制器31的控制下，通过高频震动的方式实现快速分料，从而实现将粉末向空的料盘9中的粗分。 

需要说明的是，粗分装置3具有轨道宽度自动调节、分段调频的特点，采用轨道宽度可调整的方式。对于大重量粉末分装的需求，控制装置7可以向控制器31发出宽轨道控制信号，自动调整至宽轨道模式；对于小重量粉末分装的需求，控制装置7可以向控制器31发出窄轨道控制信号，自动调整至窄轨道模式。同时采用分段调频的模式，从起始至停止，频率由高到低自动调整，以确保分装的时间和精度。 

粗分装置3为了达到更快的分料速度和更强的粉末特性适应性，采用的粗分的执行机构采取不同于螺杆机构的上下分料方式，并且分料机构针对粉末流动性的问题进行局部的搅拌。此外，粗分装置3可以根据分料精度的不同需要，调整震动器32的分料的频率和幅度。 

粗分装置3采用了分段模糊控制的方式实现闭环分料重量的控制，运行特征系数调整非常方便，系统可以实时自动计算来切换不同阶段的运行参数。并且，粗分装置3可以根据粉末的流动性和比重，自动校准来寻找运行特征系数 

细分装置4设置在送盘装置2的上方。细分装置4包括细分螺杆，其中，细分螺杆的螺纹开口由上至下递减。细分装置4采用螺杆式的机械结构和分段式下料的方式，实现快速、高精度的分料。由于细分螺杆的螺纹开口由上至下逐渐变小，因此通过分段式的下料方式可缩短分料时间，可以提高分料精度。通过细分装置4可以实现对粉末的精细下料，即实现将更小数量级重量的粉末分配至料盘9中。 

细分装置4为了保证分料的精度，执行机构采取不同于螺杆机构的上下分料方式，并且分料机构针对粉末流动性的问题进行局部的搅拌。细分装置4根据分料精度的不同需要，调整分料的频率和幅度，采用分段模糊控制的方式实现闭环分料重量的控制，运行特征系数调整非常方便，系统实时自动计算来切换不同阶段的运行参数。并且细分装置4采用卡扣式设计，非常方便作业人员的拆卸、更换、清洁。 

进一步，细分装置4根据粉末的流动性和比重，细分机构可以自动校准来寻找运行特征系数。并且，细分装置4采用了闭环模糊控制模式对分料进行控制。 

由上可知，通过粗分装置3和细分装置4可以自动精确且快速的将粉末分装到分料工位下面的料盘9。通过采用粗分与细分结合的工作模式，兼顾分料的速度和精度，在解决分料的速度和精度冲突的时候，受到现代钱币组合使用的方式的启发，采用多个分料机构来同时进行协同分料来完成分料。相比普通的单工作头的分料方式，可以结合多种分料机构的优势。 

天平装置5位于送盘装置2的下方。料盘9的底部通过送盘装置2的开口落在天平装置5上，从而使得天平装置5可以自动称量料盘10中的粉末重量。如图4所示，控制装置7与天平装置5实时通讯，可以实时读取天平装置5称重的克数。在本实用新型的一个示例中，如图3所示，控制装置7与天平装置5通过RS232总线连接。 

控制装置7根据当时称反馈的克数，以最快的分装时间，最高的分装精度为目标，实时调节粗分装置3和细分装置4的配合，形成粗分、细分和称反馈的闭环模糊控制系统。即，粗分装置3和细分装置4两组机构都必须与天平装置5进行实时通讯以便 形成闭环的控制系统。整个分料机构则与自动上下料机构形成更大的一个闭环系统。其中，自动上下料系统包括下盘装置1、送盘装置2和顶盘装置6。 

控制装置7在检测到天平装置5完成称量料盘9中的粉末的重量时，向送盘装置2发送控制信号，控制送盘装置2自动将完成分料的料盘9移动到下料工位，其中下料工位位于出料口处。 

顶盘装置6位于出料口处，其中，顶盘装置6与下盘装置1共用一套气缸、第一电机、第一电机驱动器和第一传感器。控制装置7在接收到第二传感器反馈的料盘的位置信号，判断料盘到底出料口时，向第一电机驱动器发送控制信号，第一电机驱动器驱动第一电机动作，第一电机进而带动气缸伸展以将承装粉末的料盘9向上顶起。 

具体地，控制装置判断称量重量是否正确，如果是，则顶盘装置6将承装有粉末的料盘9传送至出料区并顶起，否则顶盘装置6将承装有粉末的料盘移送至次品区并顶起，自动将分料失败的料盘移动到次品工位。 

触摸屏8与控制装置7相连。在本实用新型的又一个示例中，如图3所示，控制装置7与触摸屏8通过RS422总线连接。在触摸屏上设置有分装键，用户只需将一摞空料盘放置机器入料口，输入需要分装的克数，按下分装键，等待一段时间以后，在出料口就可以得到一摞分装完毕的料盘，由此能够快速、精确的进行粉末的分装称量，并且可以实现一键式操作。 

图5示出了本实用新型实施例的精密粉末分装称量设备的工作流程图。 

步骤S101，控制装置7判断是否有料盘，如果是，则执行步骤S103，否则执行步骤S102。 

步骤S102，控制装置7发出报警信号以提示用户放置空的料盘。 

步骤S103，下盘装置1分离并下落单个料盘。 

具体地，下盘装置1对一摞料盘中的最下方一个料盘进行分离，并将其下落至送盘装置2的最左端的方形连接件上。 

步骤S104，控制送盘装置2将料盘传送至分料口处分料。 

送盘装置2控制水平传送带向前运动，从而将水平传送带上的料盘9向前传动，在检测到料盘9传送到分料区时停止，由粗分装置3和细分装置4对空的料盘9进行分料。 

步骤S105，判断天平装置5称量重量是否正确，如果是，则执行步骤S106，否则执行步骤S107。 

天平装置实时称量分料后的料盘9的重量，并将重量信息以信号的形式反馈至控制装置7，由控制装置7判断天平装置5称量重量是否正确，即判断装有粉末的料盘9的重量是否达到预设重量，如果是，则判定称量重量正确，执行步骤S106，否则执行 步骤S107。 

步骤S106，将承装有粉末的料盘传送至出料区并顶起。 

控制装置7在判断称量重量正确后，控制送盘装置2启动水平传送带向前运动，将料盘9传送到出料区。顶盘装置6在检测到料盘9到达出料区后，将上述承装有粉末的料盘9向上顶起。 

步骤S107，顶盘装置6将承装有粉末的料盘移送至次品区并顶起。 

控制装置7在判断称量重量不符合预设重量后，控制送盘装置2启动水平传送带向前运动，将料盘9传送到次品区。顶盘装置6在检测到料盘9到达次品后，将上述承装有粉末的料盘9向上顶起。 

通过上述步骤S101至步骤S107完成对一个料盘的分料和出料的过程，其他料盘也采用上述步骤依次完成分料过程，在此不再赘述。 

本实用新型的精密粉末分装称量设备通过自动上下料系统配合自动分料及称量系统，通过统一的控制系统来完成协调工作。其中，自动上下料系统包括下盘装置1、送盘装置2和顶盘装置6，负责粉末容器的自动上下料和摆放整体自动上下容器的设计，设备实现不停机的取放产品。本实用新型可以实现自动供应空的料盘，且支持不停机上盘，以及自动出满盘，支持不停机取盘。此外，自动分料及称量系统负责分装粉末和称量。 

根据本实用新型实施例的精密粉末分装称量设备，可以应用于粉末冶金、医药、化工和食品等多个领域中。本实用新型的精密粉末分装称量设备为组合式自动分装称量设备，设备能够将放置在入料口处的一摞空料盘自动单个分离，然后传送到分料口下面的天平上，待自动分装完成后，该料盘被自动传动到出料口，并将已承装料的料盘顶起，最终为一摞已分装好粉末的料盘，待用户取走。本实用新型不仅结构简单、分料精确度高而且具有较高的自动性和灵活性，并且便于用户操作。 

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。 

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的范围由所附权利要求极其等同限定。 

Claims (6)

1.一种精密粉末分装称量设备,其特征在于，包括： 

多个料盘； 

下盘装置； 

送盘装置，所述送盘装置位于所述下盘装置的下方以将单个料盘由入料口送至分料口； 

粗分装置，所述粗分装置位于所述送盘装置的一侧，其中所述粗分装置包括： 

控制器； 

震动器，所述震动器与所述控制器相连，其中，所述震动器内承装有粉末； 

细分装置，所述细分装置位于所述送盘装置的上方，包括： 

细分螺杆，其中所述细分螺杆的螺纹开口由上至下递减； 

天平装置，所述天平装置位于所述送盘装置的下方； 

顶盘装置，所述顶盘装置位于所述送盘装置的下方以将承装粉末的所述料盘向上顶起； 

控制装置，所述控制装置与所述下盘装置、所述送盘装置、所述控制器、所述细分装置、所述天平装置和所述顶盘装置相连； 

触摸屏，所述触摸屏与所述控制装置相连。 

2.如权利要求1所述的精密粉末分装称量设备，其特征在于，所述控制装置与所述天平装置通过RS232总线连接。 

3.如权利要求1所述的精密粉末分装称量设备，其特征在于，所述控制装置与所述触摸屏通过RS422总线连接。 

4.如权利要求1所述的精密粉末分装称量设备，其特征在于，所述下盘装置包括： 

气缸； 

第一电机，所述第一电机与所述气缸相连； 

第一电机驱动器，所述第一电机驱动器与所述第一电机和所述控制装置相连； 

第一传感器，所述第一传感器与所述控制装置相连。 

5.如权利要求1所述的精密粉末分装称量设备，其特征在于，所述送盘装置包括： 

水平传送带，所述水平传送带包括多个方形连接件； 

8个L型弯曲件，其中，每4个所述L型弯曲件分别设置在所述水平传送带一端的 方形连接件上，其中每个所述L型弯曲件的凹部向内以形成回形结构； 

第二电机，所述第二电机与所述水平传送带相连； 

第二电机驱动器，所述第二电机驱动器与所述第二电机和所述控制装置相连； 

第二传感器，所述第二传感器与所述控制装置相连。 

6.如权利要求5所述的精密粉末分装称量设备，其特征在于，所述水平传送带一端的方形连接件上的每4个L型弯曲件中的至少一个设置有第三传感器。 

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