TW201740087A - 智慧模組化計量系統 - Google Patents

Abstract

一種智慧模組化計量系統，包含儲放裝置、第一儲存容器、第二儲存容器、搬運裝置、第一計量單元、第二計量單元、第一輸送單元、第二輸送單元、承接容器；藉此，利用一控制單元指令控制該搬運裝置、該第一輸送單元將該第一儲存容器或該第二儲存容器移動至匹配之第一計量單元或該第二計量單元所放置之該承接容器落料並計量後，再指令控制該第二輸送單元將該承接容器移動至預定位置落料完成配方，藉此使不同型態的原料及同一個配方的原料可在同一系統內組合配方，在有限空間內可以有較多數量、種類及不同態樣之原料，計量控制多樣性可供選擇，形成模組化可無限擴充構件，具備物聯網架構、可遠端控制。

Description

智慧模組化計量系統

本發明係有關於一種計量系統，特別是指其為一種令不同型態原料可以組合在一系統內計量，同時亦可更換或擴充原料種類之智慧模組化計量系統。

目前，在化學工業、食品業、醫藥業以及紡織染色工業等，經常都會使用液體或粉體等原料，這些原料需要依照設定的比例用量才能達到化學反應的目標效果，也就是原料必須經過批次計量生產，尤其在微量精密計量時，如何快速又正確的計量一直是相關業界很關心的課題。

本申請人前已申請有台灣第M459248號、第I454666號專利案，用以改善習用計量之問題，但是目前化學工業、食品業、醫藥業以及紡織染色工業等的原料批次計量生產都有以下的共同問題點：

1.原料型態有粉體、液體、顆粒體、糊狀體、膏狀體等各種形狀、不同組合，每一種型態原料的計量都需要一種專用機，比如裝粉體之裝置可能就無法容裝液體，另外習知之計量裝置、稱重裝置也無法互相連結共用，造成專用機台種類多，投資大而無法兼顧。

2.專用機彼此之間資料難以聯繫，同一個配方的原料很難在同一系統完成。

3.原料需要經常更換或擴充種類，專用機很難擴充原料支 數，儲存容器結合在機台，內部難以清洗更換。

4.客製化需求，訂單變化大，原料使用量變化大。每次生產批量大小差別很大，例如有時候需要生產100公斤，有時候僅需要0.001公斤，相差10萬倍。很難設計同時達到用量需求和精確度需求。

5.當粉體原料需要精密計量達不到需求時候，可以把粉體先用水或溶劑化成濃度較低液體，計量此低濃度液體達到目標精度，但是前已述及每一種型態原料的計量都需要一種專用機，比如裝粉體之裝置可能就無法容裝液體，因此作業上相當麻煩。

6.面對市場少量多樣變化，無法即時反應，人力錯誤率高。

爰是，本發明人基於創新之理念，乃本著多年從事計量設備開發之專業實務經驗，以及積極潛心研發思考，經由無數次之實際設計實驗，致有本發明之產生。

本發明係在提供一種將不同型態的原料或同一配方可在同一系統內組合配方之智慧模組化計量系統。

本發明係在提供一種可更換或擴充原料數量、計量控制多樣性可供選擇，形成模組化可無限擴充構件，具備物聯網架構、可遠端控制。之智慧模組化計量系統。

為達上述，本發明之構造包含有至少一儲放裝置、數個第一儲存容器、數個第二儲存容器、一搬運裝置、數個第一計量單元、數個第二計量單元、一第一輸送單元、一第二輸送單元、數個承接容器，其中該儲放裝置具有數個容置空間；該第一儲存容器、該第二儲存容器用以容裝 不同原料，該第一儲存容器、該第二儲存容器可活動狀放置於該容置空間；該搬運裝置鄰近該儲放裝置，用以搬運移動該第一儲存容器、該第二儲存容器；該第一計量單元、該第二計量單元鄰近該儲放裝置；該第一輸送單元鄰近該搬運裝置、該第一計量單元、該第二計量單元，該第一輸送單元用以承受該搬運裝置搬運之該第一儲存容器或該第二儲存容器，並將該第一儲存容器或該第二儲存容器移動到匹配或預定之第一計量單元或該第二計量單元；該第二輸送單元鄰近該第一計量單元、第二計量單元，該第二輸送單元用以承受該承接容器，並將該承接容器移動到該第一計量單元或該第二計量單元。

藉此，利用一控制單元電性連接於該搬運裝置、該第一計量單元、該第二計量單元、該第一輸送單元、該第二輸送單元，以指令控制該搬運裝置、該第一輸送單元將該第一儲存容器或該第二儲存容器移動到匹配或預定之第一計量單元或該第二計量單元，以及指令控制該第二輸送單元將該承接容器移動到該第一計量單元或該第二計量單元，用以將該第一儲存容器或該第二儲存容器之不同原料落料於第一計量單元或該第二計量單元之承接容器內計量後，該控制單元再指令該第二輸送單元將該承接容器移動到預定位置落料完成配方。

所述之第一儲存容器、第二儲存容器或承接容器於實施例中分別包含有無線通訊記憶卡，可以和計量單元溝通，例如RFID用以儲放原料名稱和各種計量特性及資訊，結合現今之物聯網技術遠端控制工序及物流。

與習知技術比較，本發明促使不同型態的原料如粉體、液 體、顆粒體、糊狀體、膏狀體等以及同一個配方的原料可在同一系統內組合配方，且本發明各單元及裝置可藉本發明之系統組合擴充，在有限空間內可以有較多數量、種類及不同態樣之原料，計量控制多樣性可供選擇，形成模組化可無限擴充構件，具備物聯網架構、可遠端控制。

以下僅藉由具體實施例，且佐以圖式作詳細之說明，俾使貴審查委員能對於本發明之各項功能、特點，有更進一步之了解與認識。

10‧‧‧儲放裝置

11‧‧‧容置空間

21‧‧‧第一儲存容器

211‧‧‧落料裝置

212‧‧‧透氣閥門

213‧‧‧突部

214‧‧‧旋轉攪拌裝置

22‧‧‧第二儲存容器

221‧‧‧螺桿輸送裝置

222‧‧‧蓋板

223‧‧‧蓋板動力源

224‧‧‧震動體

30‧‧‧搬運裝置

31‧‧‧上軌道

32‧‧‧下軌道

33‧‧‧機械手臂滑台

34‧‧‧X軸驅動裝置

35‧‧‧Y軸驅動裝置

36‧‧‧Z軸驅動裝置

41‧‧‧第一計量單元

411‧‧‧控制轉盤

4111‧‧‧第一接點

4112‧‧‧氣動接頭

4113‧‧‧第二接點

4114‧‧‧汽缸接頭

4115‧‧‧伺服馬達機械手臂

42‧‧‧第二計量單元

421‧‧‧驅動裝置

50‧‧‧第一輸送單元

60‧‧‧第二輸送單元

70‧‧‧承接容器

80‧‧‧稱重裝置

第1圖係本發明之立體示意圖。

第2A圖係本發明第一儲存容器之使用實施例示意圖。

第2B圖係本發明控制轉盤之立體圖。

第3A圖係本發明第二儲存容器之使用實施例示意圖。

第3B圖係本發明螺桿輸送裝置產生震動落料作用之。

第4圖係本發明搬運裝置之立體圖。

第5圖係本發明另一構造立體示意圖。

請參閱第1圖所示，本發明智慧模組化計量系統包含：數個儲放裝置10，具有數個容置空間11；數個第一儲存容器21、第二儲存容器22，用以容裝不同原料，該第一儲存容器21、該第二儲存容器22可活動狀放置於該容置空間11；一搬運裝置30，鄰近該儲放裝置10，用以搬運移動該第一儲存容器21或該第二儲存容器22；數個第一計量單元41、第二計量單元42，鄰近該儲放裝置10；一第一輸送單元50，鄰近該搬運裝置30、該 第一計量單元41、該第二計量單元42，該第一輸送單元50用以承受該搬運裝置30搬運之該第一儲存容器21或該第二儲存容器22，並將該第一儲存容器21或該第二儲存容器22移動到匹配或預定之第一計量單元41或該第二計量單元42；一第二輸送單元60，鄰近該第一計量單元41、第二計量單元42；數承接容器70，該第二輸送單元60用以承受該承接容器70，並將該承接容器70移動到該第一計量單元41或該第二計量單元42。

本實施例該第一儲存容器21用以容裝液體原料，該第二儲存容器22用以容裝粉體原料。

本實施例該第一計量單元41係匹配該第一儲存容器21，用以對該第一儲存容器21之液體原料進行計量；該第二計量單元42係匹配該第二儲存容器22，用以對該第二儲存容器22之粉體原料進行計量。

藉此，利用一控制單元(圖中未示)電性連接於該搬運裝置30、該第一計量單元41、該第二計量單元42、該第一輸送單元50、該第二輸送單元60，本實施例該控制單元可為電腦、控制電路等，可依據配方預先輸入各種資料、控制參數，以指令控制該搬運裝置30先由該儲放裝置10取出該第一儲存容器21或該第二儲存容器22將其放置於該第一輸送單元50，再將該第一儲存容器21或該第二儲存容器22移動到相匹配之第一計量單元41或第二計量單元42，以及指令控制該第二輸送單元60將該承接容器70移動到該第一計量單元41或該第二計量單元42，用以將該第一儲存容器液體原料落料於第一計量單元之承接容器70內計量後，該第二儲存容器22之粉體原料落料於該第二計量單元之承接容器70內計量後，該控制單元再指令該第二輸送單元60將各該承接容器70移動到預定位置落料完成配方， 以上液體原料及粉體原料僅係實施案例，其他態樣之原料例如顆粒體、糊狀體、膏狀體亦以上述方式實施。

本發明藉上述實施方式促使不同型態的原料如粉體、液體、顆粒體、糊狀體、膏狀體等以及同一個配方的原料可在同一系統內組合配方，本發明之儲存容器之結構或落料裝置係配合原料之型態種類如粉體、液體、顆粒體、糊狀體、膏狀體等而設計得以在本發明之系統內延伸組合而擴充，所述之儲存容器及稱料之承接容器分別包含有無線記憶卡，依此本發明在有限空間內可以有較多數量、種類及不同態樣之原料如粉體、液體、顆粒體、糊狀體、膏狀體等，計量控制多樣性可供選擇，形成模組化可無限擴充構件，具備物聯網基本架構、可遠端控制

請參閱第2A、2B圖所示，於一實施例，該第一儲存容器21用以容裝液體原料，該第一儲存容器21包含具有一落料裝置211在下側，該落料裝置211選自電磁閥、氣動閥、比例閥、手動閥、注射器等其中任一，其中例如注射器構造可參閱本申請人前已申請之台灣第M459248號、第I454666號專利案，該些專利中已經詳細注射器構造；該第一計量單元41係包含一控制轉盤411，該控制轉盤411可供轉動，該控制轉盤411包含分別與該電磁閥、氣動閥、比例閥、手動閥、注射器匹配耦合之一第一接點4111、一氣動接頭4112、一第二接點4113、一汽缸接頭4114、一伺服馬達機械手臂4115等驅動單元，該第一接點4111、該氣動接頭4112、該第二接點4113、該汽缸接頭4114、該伺服馬達機械手臂4115連接於該控制單元。

據此，當該不同原料其第一儲存容器21的落料裝置211為電磁閥、氣動閥、比例閥、手動閥、注射器等其中任一種時，該控制轉盤411 可轉動使其中之一驅動單元與該落料裝置211匹配耦合，以形成模組化構造，可因應該落料裝置211不同閥門之需求，且控制單元可經由該控制轉盤411精確控制該落料裝置211之落料動作，進而可完成將該第一儲存容器21之液體原料智慧精密計量之作用。

該落料裝置211將液體原料落料於該承接容器70，該承接容器70可放置於第一計量單元41，該第一計量單元41包含一稱重裝置80進行計量稱重，該承接容器70係放置在該稱重裝置80上，該稱重裝置80例如天平用以精準稱重控制液體計量之目的。

於一實施例，該第一儲存容器21具有一透氣閥門212，用以該第一儲存容器21內外部可對流，使該落料裝置211落料時，可以壓力平衡而順暢無阻。

請參閱第2A、2B圖所示，於一實施例，該第一儲存容器21包含至少一突部213在一側；本發明更包含至少一旋轉攪拌裝置214，該第一儲存容器21之突部213可被該旋轉攪拌裝置214卡掣，該旋轉攪拌裝置214連接於該控制單元並被其所控制而可旋轉，該旋轉攪拌裝置214可選自氣油壓組件等，據此，該旋轉攪拌裝置214可帶動該第一儲存容器21適當旋轉，以擾動該第一儲存容器21內的液體，以獲得攪拌更均勻的功用。於一實施例，該第一儲存容器21包含二突部213在二側，該突部213可利用二旋轉攪拌裝置214卡掣，以擾動該第一儲存容器21內的液體，以獲得攪拌更均勻的功用。

請參閱第3A、3B圖所示，於一構造實施例，該第二儲存容器22用以容裝粉體原料，該第二儲存容器21包含一螺桿輸送裝置221在下 側，該螺桿輸送裝置221一端具一蓋板222，該蓋板222結合一蓋板動力源223如氣油壓組件而可進行打開、關閉之動作；該第二計量單元42係粉體計量單元包含一驅動裝置421，該驅動裝置421連接於該控制單元並可卡套於該螺桿輸送裝置221另一端，用以帶動該螺桿輸送裝置221之螺桿轉動；該驅動裝置421可由一伺服馬達與一傳動機構形成。

據此，當該蓋板動力源223帶動該蓋板222打開，由控制單元指令控制該驅動裝置421帶動該螺桿輸送裝置221之螺桿依照計量之指令參數而適當轉動，以產生螺旋推擠作用，使該第二儲存容器22之粉體原料進行落料動作，進而可完成將該第一儲存容器21之液體原料智慧精密計量之作用。

該螺桿輸送裝置221將粉體原料落料於該承接容器70，該承接容器70可放置於第二計量單元42，該第二計量單元42在實施例中係包含一稱重裝置80進行計量稱重，該承接容器70係放置在該稱重裝置80上，該稱重裝置80例如天平用以精準控制粉體計量之目的。

於一實施例，該蓋板動力源223結合一震動體224，據此，藉該震動體224之震動作用，使該螺桿輸送裝置221出口端產生震動落料之作用。

請參閱第1圖、第4圖所示，於一實施例，該搬運裝置30選自機械手臂搬運車(SRV，Small Recreation Vehicle)，該搬運裝置30包含有一上軌道31、一下軌道32，該上軌道31、該下軌道32間具有一機械手臂滑台33、一X軸驅動裝置34、一Y軸驅動裝置35、一Z軸驅動裝置36，該機械手臂滑台33用以承載移動該第一儲存容器21或該第二儲存容器22，該X軸驅動裝置 34、該Y軸驅動裝置35、該Z軸驅動裝置36用以帶動該機械手臂滑台33進行X軸、Y軸、Z軸方向移動或多方向同步移動。

據此，搬運裝置30可輕易精確地由該儲放裝置10取出該第一儲存容器21或該第二儲存容器22，並可輕易精確地放置於該第一輸送單元50。

於一實施例，該第一輸送單元50、該第二輸送單元60選自輸送帶裝置。

請參閱第5圖所示，於一實施例，該第一輸送單元50、該第二輸送單元60選自無人搬運車(AGV，Auto Guided Vehicle)，本發明更包含線性軌道51、61，利用線性軌道，用以該第一輸送單元、該第二輸送單元可依循該線性軌道、進行移動。本實施例圖中，利用地面鋪設數個線性軌道51、61，以該第一輸送單元50可依循該線性軌道51或該第二輸送單元60、可依循該線性軌道61進行移動。

請參閱第1圖所示，於一實施例，該第一儲存容器21或該第二儲存容器22，包含有一無線通訊記憶卡(RFID)，該無線通訊記憶卡用以儲放原料名稱和各種計量特性。

另外，該承接容器70也包含有一無線通訊記憶卡(RFID)，進而，可達物聯網基本架構。

以上為本案所舉之實施例，僅為便於說明而設，當不能以此限制本案之意義，即大凡依所列申請專利範圍所為之各種變換設計，均應包含在本案之專利範圍中。

10‧‧‧儲放裝置

11‧‧‧容置空間

21‧‧‧第一儲存容器

22‧‧‧第二儲存容器

30‧‧‧搬運裝置

41‧‧‧第一計量單元

42‧‧‧第二計量單元

50‧‧‧第一輸送單元

60‧‧‧第二輸送單元

70‧‧‧承接容器

Claims (14)

1. 一種智慧模組化計量系統，包含有：至少一儲放裝置，具有數個容置空間；數個第一儲存容器、第二儲存容器，用以容裝不同原料，該第一儲存容器、該第二儲存容器可活動狀放置於該容置空間；一搬運裝置，鄰近該儲放裝置，用以搬運移動該第一儲存容器、該第二儲存容器；數個第一計量單元、第二計量單元，鄰近該儲放裝置；一第一輸送單元，鄰近該搬運裝置、該第一計量單元、該第二計量單元，該第一輸送單元用以承受該搬運裝置搬運之該第一儲存容器或該第二儲存容器，並將該第一儲存容器或該第二儲存容器移動到匹配或預定之該第一計量單元或該第二計量單元；一第二輸送單元，鄰近該第一計量單元、第二計量單元；數個承接容器，該第二輸送單元用以承受該承接容器，並將該承接容器移動到該第一計量單元或該第二計量單元。
2. 如申請專利範圍第1項所述之智慧模組化計量系統，其中，可利用一控制單元電性連接於該搬運裝置、該第一計量單元、該第二計量單元、該第一輸送單元、該第二輸送單元，以指令控制該搬運裝置、該第一輸送單元將該第一儲存容器或該第二儲存容器移動到該第一計量單元或該第二計量單元，以及指令控制該第二輸 送單元將該承接容器移動到該第一計量單元或該第二計量單元，用以分別將該第一儲存容器原料落料於承接容器內計量後，或該第二儲存容器之原料落料於承接容器內計量後，該控制單元再指令該第二輸送單元將各該承接容器移動到預定位置落料完成配方。
3. 如申請專利範圍第1項所述之智慧模組化計量系統，其中，該第一儲存容器用以容裝液體原料，該第一儲存容器包含一落料裝置在下側，該落料裝置選自電磁閥、氣動閥、比例閥、手動閥、注射器其中任一；該第一計量單元係包含一控制轉盤，該控制轉盤可供轉動，該控制轉盤具有分別與該電磁閥、氣動閥、比例閥、手動閥、注射器可匹配耦合之一第一接點、一氣動接頭、一第二接點、一汽缸接頭、一伺服馬達機械手臂，該第一接點、該氣動接頭、該第二接點、該汽缸接頭、該伺服馬達機械手臂連接於該控制單元；該控制轉盤轉動使第一接點、氣動接頭、第二接點、汽缸接頭、伺服馬達機械手臂其中之一者與該落料裝置匹配耦合。
4. 如申請專利範圍第3項所述之智慧模組化計量系統，其中，該第一儲存容器包含至少一突部在一側；本發明更包含至少一旋轉攪拌裝置，該第一儲存容器之突部可被該旋轉攪拌裝置卡掣，該旋轉攪拌裝置連接於該控制單元並被其所控制而可旋轉。
5. 如申請專利範圍第1項所述之智慧模組化計量系統，其中，該第二儲存容器用以容裝粉體原料，該第二儲存容器包含一螺桿輸 送裝置在下側，該螺桿輸送裝置一端具一蓋板，該蓋板結合一蓋板動力源可進行打開、關閉之動作；該第二計量單元係包含一驅動裝置，該驅動裝置連接於該控制單元並可卡套於該螺桿輸送裝置另一端，用以帶動該螺桿輸送裝置之螺桿轉動。
6. 如申請專利範圍第5項所述之智慧模組化計量系統，其中，該蓋板動力源結合一震動體，用以藉該震動體之震動作用，使該螺桿輸送裝置出口端產生震動落料之作用。
7. 如申請專利範圍第1或3或5項所述之智慧模組化計量系統，其中，第一計量單元或第二計量單元包含稱重裝置，該承接容器係放置在該稱重裝置上。
8. 如申請專利範圍第1項所述之智慧模組化計量系統，其中，該搬運裝置選自機械手臂搬運車。
9. 如申請專利範圍第8項所述之智慧模組化計量系統，其中，該搬運裝置包含有一上軌道、一下軌道，該上軌道、該下軌道間具有一機械手臂滑台、一X軸驅動裝置、一Y軸驅動裝置、一Z軸驅動裝置，該機械手臂滑台用以承載移動該第一儲存容器或該第二儲存容器，該X軸驅動裝置、該Y軸驅動裝置、該Z軸驅動裝置用以帶動該機械手臂滑台進行X軸、Y軸、Z軸方向之單一方向移動或多方向同步移動。
10. 如申請專利範圍第1或8或9項所述之智慧模組化計量系統，其中，該第一輸送單元、該第二輸送單元選自輸送帶裝置。
11. 如申請專利範圍第1或8或9項所述之智慧模組化計量系統，其 中，該第一輸送單元、該第二輸送單元選自無人搬運車。
12. 如申請專利範圍第11項所述之智慧模組化計量系統，其中，本發明更包含線性軌道，利用線性軌道，用以該第一輸送單元、該第二輸送單元可依循該線性軌道、進行移動。
13. 如申請專利範圍第1項所述之智慧模組化計量系統，其中，該第一儲存容器、該第二儲存容器或承接容器，包含有一無線通訊記憶卡。
14. 如申請專利範圍第1項所述之智慧模組化計量系統，其中，該無線通訊記憶卡係RFID。