一种空中料柱质量实时预测补偿与进料延时的高精度包装机的制作方法

文档序号:8934285阅读:643来源:国知局
一种空中料柱质量实时预测补偿与进料延时的高精度包装机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及包装机技术领域,具体为一种空中料柱质量实时预测补偿与进料延时 的高精度包装机。
【背景技术】
[0002] 称重式全自动定量包装机主要用于粉状、颗粒散物料进行称重充填在特定容器内 的整个包装过程,方便散装物料的运输和使用。提高包装机的速度以及控制精度是亟待解 决的问题,也是包装机今后的发展方向。影响包装精度的原因很多,其中空中料柱和系统延 时是产生误差的主要因素之一,空中料柱即给料机构停止给料后残留在空中还未及时落入 称量桶的一部分物料,系统延时即由于软件编程和硬件结构产生的延时,因此包装机在工 作过程中必须要对空中料柱和系统延时产生的误差进行补偿,防止产生较大误差,影响包 装精度。
[0003] 在现有技术中,对于粉状或颗粒状物料称重式定量包装机的设计测重于机械结 构,通常仅采用称重传感器配合相应的机械设备直接测得所需物料质量。目前,国内外学者 对于包装机称量过程的研究做了大量的工作,也研究出不少包装机称重设备。部分设备通 过分析多次包装结果和预期结果的相对误差,适当提前给料执行机构动作以进行补偿。存 在包装效率较低,需要作业人员较多,包装精度不能保证等问题,工作过程常常取决于操作 人员的经验。也有利用上一次包装结果进行迭代修正的补偿方式,此方法无法跟踪本次给 料速度的变化,因此补偿精度不高。设计开发包装设备需要充分研究物料因系统原因和空 中落料的延时情况。

【发明内容】

[0004] 本发明所解决的技术问题在于提供一种空中料柱质量实时预测补偿与进料延时 的高精度包装机,以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0005] 本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:一种空中料柱质量实时预测 补偿与进料延时的高精度包装机,包括:封合机构、SMART700-IE触摸屏、成型器调节机构、 卸料斗、拉膜机构、称量机构、给料执行机构、伺服电机、变频器、PLC控制电路系统和上位机 等,所述封合机构设置于所述成型调节机构的下部,所述SMART700-IE触摸屏设置于所述 成型调节机构的旁侧,所述拉膜机构设置于所述成型调节机构的上部,所述PLC控制机箱 设置于所述封合机构的旁测,所述卸料斗、所述称重机构均位于所述PLC控制机箱的上端, 所述物料传送机构位于所述称重机构的正上方,所述PLC控制电路系统设置于所述PLC控 制机箱内,所述封合机构、SMART700-IE触摸屏、拉膜机构、称量机构、给料执行机构、伺服电 机、变频器均与所述PLC控制电路系统电连接,所述PLC控制电路系统与所述上位机相连 接,所述SMART700-IE触摸屏与所述上位机相连接。
[0006] 进一步,该包装机还设置有脚轮、地脚螺栓、支架、支柱、螺栓,所述伺服电机、变频 器安装在所述支柱上,所述拉膜机构安装在所述支架上。
[0007] 进一步,所述封合机构包括:切刀、横封器、滚轮、护罩、纵封器,所述包装袋的边缘 经过所述纵封器和滚轮,所述包装袋的最下端穿过所述横封器和切刀,所述切刀、横封器、 滚轮、纵封器均设置于护罩内。
[0008] 进一步,所述成型器调节机构包括:调节螺栓、成型器,所述调节螺栓位于所述成 型器下端。
[0009] 进一步,所述拉膜机构包括:光电开关、接近开关、拉膜电机、拉膜材料,所述拉膜 材料位于所述拉膜电机上部,所述光电开关和接近开关位于拉膜电机下部。
[0010] 进一步,所述称量机构包括:称重传感器、称重桶、落料阀、变送器、EM231CN模拟 量输入模块、S7-200PLC、上位机,所述称重传感器位于所述称重桶旁侧,所述落料阀位于所 述称重传感器的正下方,所述称重传感器与所述变送器相连接,所述变送器与所述EM231CN 模拟量输入模块相连接,所述EM231CN模拟量输入模块与所述S7-200PLC相连接,所述 S7-200PLC与所述上位机相连接,所述SMART700-IE触摸屏对所述称重传感器实际称重值 和预测称重值,称重所需时间进行显示。
[0011] 进一步,所述给料执行机构包括:速度传感器、落料传送带、伺服电机、变频器、变 送器、EM231CN模拟量输入模块、S7-200PLC、上位机,所述落料传送带位于所述称重台上方, 所述速度传感器位于所述称重桶的外侧中央,所述伺服电机与所述落料传送带传动连接, 所述速度传感器与所述变送器相连接,所述变送器与所述EM231CN模拟量输入模块相连 接,所述EM231CN模拟量输入模块与所述S7-200PLC相连接,所述S7-200PLC与所述上位机 相连接,所述伺服电机与所述变频器连接,所述SMART700-IE触摸屏对所述速度传感器测 定速度值进行显示。
[0012] 所述包装机称重预测补偿的测定方法:
[0013] 落料高度的变化量为
[0014] 此时的落料高度
[0018] 落料时间
,由于落料初始纵向速度始终为〇,故
[0019] 此时
CN 105151340 A 说明书 3/6 页
[0020] 空中物料量
[0021] 包装机的系统延时包括称重延时和控制延时,称重延时是由于称重信号处理等导 致的当前质量需经过一段时间A、才能被识别出来,控制延时是指控制信号发出后需经 过一段时间Aty2后执行机构才实际完成动作,由于系统延时的长短只受机器因素影响,故 视为恒定,因此从系统检测到某一质量并发出控制信号,到系统检测到物料完全落入袋中 的时间差即为系统延时和空中落料时间的总和。
[0022] 此时系统延时 Δ ty= Δ t yl+ Δ ty2;
[0023] 系统延时物料量
[0024] 故给料误差
[0025] 由于物料起始高度相同,故其下落到称量桶中的最终速度相同,即Vm恒定,则给 料误差 Δ m = A P ( Δ ty+ Δ tz) Vm。
[0026] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明可实时预测包装质量和包装精度, 在不同时刻预算出最终落入袋中的物料量,寻找最佳的切断送料时刻,准确测定此刻物料 质量、物料下落速度、落料精度,本发明包装精度高,工作效率高,节约劳力,称量准确,实用 性强。
【附图说明】
[0027] 图1为本发明的结构原理图。
[0028] 图2为本发明的结构示意图。
[0029] 图3为本发明的物料下落过程后期示意图。
【具体实施方式】
[0030] 为了使本发明的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结 合具体图示,进一步阐述本发明。
[0031] 如图1、图2所示,一种空中料柱质量实时预测补偿与进料延时的高精度包装机, 包括:封合机构、SMART700-IE触摸屏8、成型器调节机构、卸料斗19、拉膜机构、称量机构、 给料执行机构、伺服电机22、变频器25、PLC控制电路系统和上位机等,所述封合机构设置 于所述成型调节机构的下部,所述SMART700-IE触摸屏8设置于所述成型调节机构的旁侧, 所述拉膜机构设置于所述成型调节机构的上部,所述PLC控制机箱26设置于所述封合机构 的旁测,所述卸料斗19、所述称重机构均位于所述PLC控制机箱26的上端,所述物料传送机 构位于所述称重机构的正上方,所述PLC控制电路系统设置于所述PLC控制机箱26内,所 述封合机构、SMART700-IE触摸屏8、拉膜机构、称量机构、给料执行机构、伺服电机22、变频 器25均与所述PLC控制电路系统电连接,所述PLC控制电路系统与所述上位机相连接,所 述SMART700-IE触摸屏8与所述上位机相连接。
[0032] 具体的,所述包装机还设置有脚轮1、地脚螺栓2、支架10、支柱23、螺栓24,所述伺 服电机22、变频器25安装在所述支柱23上,所述拉膜机构安装在所述支架(10)上。
[0033] 具体的,所述封合机构包括:切刀3、横封器4、滚轮5、护罩6、纵封器7,所述包装 袋的边缘经过所述纵封器7和滚轮5中央,所述包装袋的最下端穿过所述横封器4和切刀 3,所述切刀3、横封器4、滚轮5、纵封器7均设置于护罩内。
[0034] 具体的,所述成型器调节机构包括:调节螺栓9、成型器11,所述调节螺栓9位于所 述成型器11下端。
[0035] 具体的,所述拉膜机构包括:光电开关12、接近开关13、拉膜电机14、拉膜材料15, 所述拉膜材料15位于所述拉膜电机14上部,所述光电开关12和接近开关13位于拉膜电 机14下部。
[0036] 具体的,所述称量机构包括:称重传感器16、称重桶17、落料阀20、变送器、 EM231CN模拟量输入模块、S7-200PLC、上位机,所述称重传感器16位于所述称重桶17旁 侧,所述落料阀20位于所述称重传感器16的正下方,所述称重传感器16与所述变送器相 连接,所述变送器与所述EM231CN模拟量输入模块相连接,所述EM231CN模拟量输入模块与 所述S7-200PLC相连接,所述S7-200PLC与所述上位机相连接,所述SMART700-IE触摸屏8 对所述称重传感器16实际称重值、预测称重值和称重所需时间进行显示。
[0037] 具体的,所述给料执行机构包括:速度传感器18、落料传送带21、伺服电机22、 变频器25、变送器、EM231CN模拟量输入模块、S7-200PLC、上位机,所述落料传送带位于所 述称重台上方,所述速度传感器18位于所述称重桶17的外侧中央,所述伺服电机22与 所述落料传送带21传动连接,所述速度传感器18与所述变送器相连接,所述变送器与所 述EM231CN模拟量输入模块相连接,所述EM231CN模拟量输入模块与所述S7-200PLC相连 接,所述S7-200PLC与所述上位机相连接,所述伺服电机22与所述变频器25连接,所述 SMART700-工E触摸屏8对所述速度传感器18测定速度值进行显示。
[0038] 图3为物料下落过程后期示意图,因为料柱需要预测补偿的时刻通常发生在落料 后期,所以此发明这要研究落料后期物料的
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