CN203889163U - 一种果蔬分选机自动称重、计重、换箱装置 - Google Patents

Abstract

一种果蔬分选机自动称重、计重、换箱装置，包括水平通道架、控制柜，水平通道架上安装有电机，水平通道架上安装有多个滚筒，多个滚筒上设有多个箱子，水平通道架一侧设有斜支撑架，水平通道架下方设有称重传感器。控制柜安装有触摸屏和主控装置，主控装置连接电机和称重传感器。本实用新型基于动态的称重设计，主控装置选用32位的高速计算的ARM微型处理器CPU或者选用高性能的可编程序控制器PLC来计算控制，很好的解决了上述问题。满足了流水生产线高速、动态、时间短、位置准确的要求，完全实现了果蔬分选中的自动称重、计重、统计、自动换箱的全部功能，并且可以长时间的连续自动工作，无人执守。

Description

一种果蔬分选机自动称重、计重、换箱装置

技术领域

本实用新型一种果蔬分选机自动称重、计重、换箱装置，涉及果蔬加工生产线领域。 

背景技术

在类似果类：水果、蔬菜、海鲜等果状物或者块状物加工生产中，一般采用自动化流水生产线。对果物进行大小筛选；重量分级；果品检测等工序，最后整理。这个包括用类似塑料的硬箱从流水生产线上接受果、称重、装箱。现在一般采人工来放箱、称重、计重、换箱。但由于水果等加工生产的季节性，短时间内的生产量就相当大，一条流水生产线一个小时生产量在12~20吨，以25kg箱来计算，一个小时达到480~800箱。这样，一条流水生产线就最少需要6~20人来完成放箱、称重、计重、换箱，并且劳动强度相当大。也有一些流水生产线的设备制造商，配套了一些简单的单通道单级别，如：一个果级别一个通道的换箱装置，但由于技术等问题，效果并不理想。还有一些水果加工企业，用市场上买的电子秤来改装、加装换箱装置，但是由于哪些都是基于静态的称重设计，根本就不能满足流水生产线高速、动态、时间短、位置准确的要求。 

现有技术中，市面上已经有的控制器换箱原理是：检测通道重量，在重量到达设定重量，开始换箱。但是对于什么时候换箱结束也就是满果箱运动的位置，即新的受果箱停的位置却没有一个很好的方法，目前通用的方法有三种：

1、  光电传感器检测，到位置停。由于满果箱在通道的滚筒或者皮带上运动中是不可能绝对与支撑架的两边平行的。即：满果箱在通道的滚筒或者皮带上运动中是有两边摆动的，而光电传感器只能安装在支撑架的两边上面。所以当满果箱运动到光电传感器检测位置时，就已经不准确了，所以就无法保证新的受果箱停的位置准确。

2、传感器检测重量，单片机计算控制。在重量到达设定重量，开始换箱，而如何控制换箱停，一般采用定时间停止。因为生产线一天生产量是很大的。最高1秒钟落果达20~30个，换箱次数多。这样定时间停就有相当大的累记误差，基本是一个小时要重新停下来校正一次位置。这种方案还有一个致命的缺陷就是：单片机是8位的计算机，他的检测精度不过1/256。本身这个精度理论上就不能满足一箱果误差1/1000的要求，再加上动态的运动，误差就更大，根本不能满足一般高产量生产的要求。

3、也有人利用电子秤来检测重量，利用报警输出来做控制，这个更有问题。因为市场上的普通电子秤，都是静态的称重，扫描时间不超过1秒10次。也就是说检测一次重量，时间是0.1秒，而0.1秒的时间，生产线落果可以达到1Kg以上。再加上动态的运动，误差更大，根本不能满足生产需要。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种果蔬分选机自动称重、计重、换箱装置。基于动态的称重设计，主控装置选用32位的高速计算的ARM微型处理器CPU或者选用高性能的可编程序控制器PLC来计算控制，很好的解决了上述问题。满足了流水生产线高速、动态、时间短、位置准确的要求，完全实现了果蔬分选中的自动称重、计重、统计、自动换箱的全部功能，并且可以长时间的连续自动工作，无人执守。 

本实用新型采取的技术方案为：一种果蔬分选机自动称重、计重、换箱装置，包括水平通道架、控制柜，水平通道架上安装有电机，水平通道架上安装有多个滚筒，多个滚筒上设有多个箱子，水平通道架一侧设有斜支撑架，水平通道架下方设有称重传感器。控制柜安装有触摸屏和主控装置，主控装置连接电机和称重传感器。

所述水平通道架下方固定安装有前支撑架、后支撑架。

所述前支撑架底部安装有第一连接片，第一连接片下面设有称重传感器，称重传感器下面安装有第一连接片，第一连接片下面安装有支撑片，支撑片位于地面上。

所述水平通道架上的、末端最后一个滚筒与电机连接。

所述多个滚筒上设有传输皮带，多个箱子位于传输皮带上。

所述多个箱子包括：位于最前面的受果箱，以及依次放置的第一空箱、第二空箱、第三空箱。

所述主控装置为可编程序控制器PLC，称重传感器通过四芯信号电缆连接信号变送器，信号变送器通过三芯电缆连接到可编程序控制器PLC输入端。

所述主控装置为32位ARM微型处理器，称重传感器通过四芯信号电缆连接到32位ARM微型处理器输入端。

所述控制柜安装有开关电源、多通道接触器、第一断路器和第二断路器，多通道接触器连接电机，触摸屏连接有开关电源，第二断路器的输出端连接多通道接触器，第一断路器同时与开关电源、主控装置连接。

一种果蔬换箱方法，包括以下步骤：

步骤1：受果箱受果，其它箱子在后面摆放，称重传感器实时在线检测信号给主控装置计算比较，并且在触摸屏上显示，由于整个水平通道架没有达到设定重量，主控装置不输出信号，电机不转动，滚筒不运动；

步骤2：当受果箱的重量达到设定重量，受果箱受果满变成满果箱，同时水平通道架的重量达到设定重量，主控装置计算输出控制信号，电机转动，滚筒带动后续多个箱子向前运动，箱子在运动的同时，水平通道架的重量并没有减少；

步骤3：满果箱运动到水平通道架最前的位置，满果箱的重心全部落在水平通道架最前端的滚筒上，并且在这里达到平衡的位置，此位置为满果箱翻转临界点，但在翻转之前，在此位置水平通道架的重量也没有减少，电机转动；

步骤4：满果箱继续运动，满果箱的重心失去平衡，以水平通道架最前端的滚筒为支撑点，满果箱开始翻转，在满果箱前端没有落到斜支撑架的第一个滚筒上面时，水平通道架的重量是没有减少的，电机转动，滚筒带动后续果箱继续运动；

步骤5：满果箱前端落到斜支撑架的第一个滚筒上的瞬间开始，满果箱重量被斜支撑架的第一个滚筒和水平通道架的最前的一个滚筒共同承担，且大部分重量落到斜支撑架上，水平通道架的重量突然减少，称重传感器检测到变化的信号，传送给主控装置，主控装置计算比较设定值，停止输出信号，电机停止运转，滚筒停止向前运动，果箱翻转完成，后面的第一空箱换到原来受果的受果箱的位置，开始受果，换箱结束。

本实用新型一种果蔬分选机自动称重、计重、换箱装置，技术效果如下：

1）、与现有技术中单通道控制不一样，本本实用新型把一条生产线的所有通道控制集中到一个控制柜里面，在触摸屏上集中设置、显示、状态监控。通道数可以达到16个以上。通过触摸屏，可以轻松实现：每个通道的实时重量显示、已生产箱数、总重量，单位数量的生产完成，不需要任何统计，箱数、总重量在触摸屏上面直接会显示出来。

2）、通过检测水平通道架重量的变化，CPU或PLC计算、比较后输出，来准确控制滚筒运动的开始和停止，保证了换箱位置准确。实现了高速、高精度、无人执守的连续生产。

3）、采用32位的RAM微控制CPU或者采用高速的PLC来做为控制中心，检测速度为20ms，采样计算为最少12位，静态的理论误差在1/4095以上，就是动态的运动误差也在1/1000以上。因为采用满果箱翻转重量减轻电机停的控制方式，所以换箱位置准确。没有累记误差。所以本实用新型完全克服目前市面上已经有的控制器的上述缺点，能够满足高速，高精度，连续生产，换箱位置准确的要求。

4）、现有技术中已经有的单通道的控制器，先是人工称空重量，然后人工输入空重量数值，即所谓：去皮。这样做要三个步骤：①、称空箱重量，②、输入空箱重量，③、减去通道上其它空箱重量，这些都要人工来操作，费时费力。而本实用新型当把空箱摆放好了，整个通道的重量就会自动被检测显示，只要按一下触摸屏的一个键，被检测到的空通道的重量就会自动被设置到主控装置的寄存器里面，存储并显示出来，也可以人工手动设置空水平通道架重量。大大减少了人工操作的烦锁性，保证了监控的精度。

5）、每一换箱后，因为，满果箱里面果的位置不是绝对均匀的，满果箱在翻转停皮带时的位置也就不是绝对准确。这个误差在1~3厘米，这个误差，虽然不至于导致新换上来的空箱接果出错，但是位置的变化，检测空的水平通道架的重量肯定是发生了变化的，若是空的水平通道架重量设置不改变的话，CPU仍然话按照储存在寄存器里面的上一个空通道的重量来计算，这样就会影响通道实际运行的精度了。本实用新型每次换箱完成自动写入空的水平通道架重量，没有累记误差，提高了实际运行的精度和计重的准确。

 附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明： 

图1为本实用新型装置主视结构示意图；

图2为本实用新型装置后视结构示意图；

图3为本实用新型装置立体结构示意图一；

图4为本实用新型装置立体结构示意图二；

图5为本实用新型控制柜结构示意图。

图6为本实用新型所述换箱步骤1示意图；

图7为本实用新型所述换箱步骤2示意图；

图8为本实用新型所述换箱步骤3示意图；

图9为本实用新型所述换箱步骤4示意图；

图10为本实用新型所述换箱步骤5示意图；

图11为本实用新型所述换箱步骤6示意图。

具体实施方式

如图1~图11所示，一种果蔬分选机自动称重、计重、换箱装置，包括水平通道架1、控制柜20，水平通道架1上安装有电机10，水平通道架1上安装有多个滚筒2。 

多个滚筒2上设有多个箱子8；也可以在多个滚筒2上设有传输皮带，多个箱子8位于传输皮带上。所述水平通道架1上的、末端最后一个滚筒与电机10连接。

所述多个箱子8包括：位于最前面的受果箱8-1，以及依次放置的第一空箱8-2、第二空箱8-3、第三空箱8-4。

水平通道架1一侧设有斜支撑架9，斜支撑架9上面设有多个滚筒。斜支撑架9最上端与水平通道架1位置略低，斜支撑架9最上端与水平通道架1可以连接也可以不做连接，斜支撑架9的最末端可以直接放置在地面上，斜支撑架9成倾斜状，以保证满果箱靠重量滑下。

所述前支撑架3底部安装有第一连接片6-1，第一连接片6-1下面设有称重传感器7，称重传感器7下面安装有第一连接片6-2，第一连接片6-2下面安装有支撑片5，普通钢板制作的支撑片5位于地面上。称重传感器7采用电阻应变式压力称重传感器。

钢制的第一连接片6-1在支撑架3和称重传感器7之间起到固定和缓冲作用、钢制的第一连接片6-2安装在称重传感器7和支撑片5之间、给了称重传感器7检测信号必要的受力变形的空间。

该结构能够保证电阻应变式压力称重传感器准确实时在线检测水平通道架1的重量变化信号。

电气控制部分：

控制柜20包括：柜门19和主控装置12，所述控制柜20安装有开关电源15、多通道接触器11、第一断路器16和第二断路器17。主控装置12连接称重传感器7。触摸屏13安装在柜门19上，触摸屏13通过通讯电缆14和主控装置12直接连接，主控装置12的多个输出端通过普通导线连接多通道接触器11，多通道接触器11的下端通过普通导线连接电机10，电机10驱动滚筒转动。触摸屏13连接有开关电源15，第二断路器17的输出端连接多通道接触器11，第一断路器16同时与开关电源15、主控装置12连接。

方案①：所述主控装置12为可编程序控制器PLC，称重传感器7通过四芯信号电缆21连接信号变送器22，信号变送器22通过三芯电缆23把放大的电压信号（0-10V）或者是变换的电流信号（0-20mA）输送到可编程序控制器PLC输入端。

方案②：所述主控装置12为32位ARM微型处理器，称重传感器7通过四芯信号电缆21把电压信号（0~40mV）输送到32位ARM微型处理器输入端。

一种果蔬换箱方法，包括以下步骤：

如图6所述，步骤1：受果箱8-1受果，其它箱子8在后面摆放，称重传感器7实时在线检测信号给主控装置12计算比较，并且在触摸屏13上显示，由于整个水平通道架1没有达到设定重量，主控装置12不输出信号，电机10不转动，滚筒2不运动。

如图7所述，步骤2：当受果箱8-1的重量达到设定重量，受果箱8-1受果满变成满果箱，同时水平通道架1的重量达到设定重量，主控装置12计算输出控制信号，电机10转动，滚筒2带动后续多个箱子8向前运动，箱子8在运动的同时，水平通道架1的重量并没有减少.

如图8所述，步骤3：满果箱运动到水平通道架1最前的位置，满果箱的重心全部落在水平通道架1最前端的滚筒上，并且在这里达到平衡的位置，此位置为满果箱翻转临界点，但在翻转之前，在此位置水平通道架1的重量也没有减少，主控装置12控制电机10转动。

如图9所述，步骤4：满果箱继续运动，满果箱的重心失去平衡，以水平通道架1最前端的滚筒为支撑点，满果箱开始翻转，在满果箱前端没有落到斜支撑架9的第一个滚筒上面时，水平通道架1的重量是没有减少的，主控装置12控制电机10转动，滚筒2带动后续果箱继续运动。

如图10所述，步骤5：满果箱前端落到斜支撑架9的第一个滚筒上的瞬间开始，满果箱重量被斜支撑架9的第一个滚筒和水平通道架1的最前的一个滚筒共同承担，且大部分重量落到斜支撑架9上，水平通道架1的重量突然减少，称重传感器7检测到变化的信号，传送给主控装置12，主控装置12计算比较设定值，停止输出信号，电机10停止运转，滚筒2停止向前运动，果箱翻转完成，后面的第一空箱8-2换到原来受果的受果箱8-1的位置，开始受果，换箱结束。

如图11所述，步骤6：满果箱靠重量在斜的斜支撑架9上靠重力滑落，新的接受果箱：第一空箱8-2受果。

Claims (8)

1.一种果蔬分选机自动称重、计重、换箱装置，包括水平通道架（1）、控制柜（20），水平通道架（1）上安装有电机（10），其特征在于，水平通道架（1）上安装有多个滚筒（2），多个滚筒（2）上设有多个箱子（8），水平通道架（1）一侧设有斜支撑架（9），水平通道架（1）下方设有称重传感器（7）；控制柜（20）安装有触摸屏（13）和主控装置（12），主控装置（12）连接电机（10）和称重传感器（7）；所述控制柜（20）安装有开关电源（15）、多通道接触器（11）、第一断路器（16）和第二断路器（17），多通道接触器（11）连接电机（10），触摸屏（13）连接有开关电源（15），第二断路器（17）的输出端连接多通道接触器（11），第一断路器（16）同时与开关电源（15）、主控装置（12）连接。

2.根据权利要求1所述一种果蔬分选机自动称重、计重、换箱装置，其特征在于，所述水平通道架（1）下方固定安装有前支撑架（3）、后支撑架（4）。

3.根据权利要求2所述一种果蔬分选机自动称重、计重、换箱装置，其特征在于，所述前支撑架（3）底部安装有第一连接片（6-1），第一连接片（6-1）下面设有称重传感器（7），称重传感器（7）下面安装有第一连接片（6-2），第一连接片（6-2）下面安装有支撑片（5），支撑片（5）位于地面上。

4.根据权利要求1所述一种果蔬分选机自动称重、计重、换箱装置，其特征在于，所述水平通道架（1）上的、末端最后一个滚筒与电机（10）连接。

5.根据权利要求1所述一种果蔬分选机自动称重、计重、换箱装置，其特征在于，所述多个滚筒（2）上设有传输皮带，多个箱子（8）位于传输皮带上。

6.根据权利要求1或5所述一种果蔬分选机自动称重、计重、换箱装置，其特征在于，所述多个箱子（8）包括：位于最前面的受果箱（8-1），以及依次放置的第一空箱（8-2）、第二空箱（8-3）、第三空箱（8-4）。

7.根据权利要求1所述一种果蔬分选机自动称重、计重、换箱装置，其特征在于，所述主控装置（12）为可编程序控制器PLC，称重传感器（7）通过四芯信号电缆（21）连接信号变送器（22），信号变送器（22）通过三芯电缆（23）连接到可编程序控制器PLC输入端。

8.根据权利要求1所述一种果蔬分选机自动称重、计重、换箱装置，其特征在于，所述主控装置（12）为32位ARM微型处理器，称重传感器（7）通过四芯信号电缆（21）连接到32位ARM微型处理器输入端。