根据存储的配方容积和重量分配物质的方法和装置的制作方法

专利名称：根据存储的配方容积和重量分配物质的方法和装置的制作方法
根据存储的配方容积和重量分配物质的方法和装置 技术领域公开了通过使用控制器来基于容积及重量分配多种配方的装置和 方法，其中控制器具有存储多种配方的存储器。控制器连接至多个泵 或传送带，每一个泵连接至容器，该容器保持根据其中一种配方而待 分配的物质。控制器还连接至秤，用于测量由各自泵分配的液体或粉 末的量。所公开的装置和方法可适用于液体和粉末成分。
背景技术：
多泵分配系统已经在油漆工业得到了使用。特别地，由本申请所拥有的U.S.专利No.6273298公开了这样的分配系统，它包括多个泵， 用于从软包装中分配粘性流体，例如油漆。通常，这种系统包括安装 在转盘上的活塞泵，其中每一个泵连接至容纳粘性流体，例如油漆着 色剂的软包装。安装于其上的转盘、泵以及包装旋转，直到所需的泵 和包装设置在待填充的容器上为止。控制系统被用来转动转盘，并且 控制泵的动作，以控制从包装通过泵分配到容器内的物质的量。直线 型分配系统也是已知的。一些当前可提供的油漆着色剂分配器使用下垂泵和计算机控制系 统来控制下垂泵。下垂泵具有位于壳体内的活塞，其具有流体入口和 流体出口。活塞同时轴向滑动和在壳体内转动。分配行程或循环可分 为多个不连续的步骤或片段，以进行极精确的容积分配。例如，U.S. 专利Nos.6749402， 6540486， 6398515中公开的流体最小分配量可达 1/256盎司，它们全都转让给了本申请。这些专利全都公开了改进的下 垂泵技术，可适用于油漆着色剂分配以及染发剂、其它化妆品涂敷以 及其它流体的分配。仅通过基于容积(即，非重量)分配可使得分配速度加快数倍，这是因为它不需要反馈。但是，容积分配与重量分配相比不是很精确， 由于气泡或密度改变可影响分配量的精度。另一种改进流体分配精度的方法可见于US专利No5365722，它 公开了一种基于叶轮转动与分配物质重量比的校准方案。最初的约为 目标填充量95%的分配量以高流动速率进行，之后少量的分配以越来 越低的流动速率进行，直到达到目标量。分配末端的低流动速率非常 必要，因为如果分配的量超过了所需的量将导致产品被拒。简言之， 一旦分配了太多的成分，则没有办法在不拒绝该批次和结束启动的前 提下修正错误。但是，这种方式很慢，因为它需要多个分配循环以达 到目标，并且最后一个循环以非常低的流动速率进行。如同油漆一样，用于染发剂的色镨分为多种不同的颜色。而且， 具有干性、常规或油性发质的消费者可能需要特别配制的产品以适应 他们的头发类型。专用颜色可用于与更年轻的头发相比为灰白的头发。 着色产品也可以定制以适应巻发，稀少的头发，非洲式发型等等。着 色剂和显色剂的混合比率可根据所需的效果发生很大变化。因此，除 了满足公众需要的五颜六色的色调之外，储藏间遭遇到了重要问题是， 试图储备所有的用于各种头发类型的颜色。为了解决该问题，已经研发出了销售点染发剂分配机。 一种这样 的机器公开于由本申请所拥有的美国专利No.2005/0087545中。该机 器包括多个容器，用于存储各种着色剂或中间染发剂，以及通常包含 氧化剂(例如，过氧化氢)的显色剂溶液。与染发剂问题类似，不是所有的化妆品都是普遍适用的。具有干 性、油性或正常皮肤的消费者可能需要特别配制的用于他们特定情况 的治疗产品。包括洗发精、护发剂、染发剂以及烫发液的洗发产品对 于被处理头发的个人特征全部非常敏感。不存在适合所有类型的通用 配方。更复杂的是染料化妆品。五颜六色的色调对于满足公众需要是 必须的。储藏间的显著问题在于要储藏所有可能的特定染料化妆品的 变化。 一种类型的多配方液体分配器公开于被共同转让的美国专利 No.6935386中。欧洲规章对挥发性有机物(VOCs)变得越来越敌意。由于油漆、 化妆品和染发剂的许多液体成分包含VOCs，因此制造商和零售商转 为粉末成分，并使用水作为主要溶剂。因此，粉末分配系统得到了发 展。同样未决的美国专利申请序列号Nos.10/841275和11/100360公开 了多种粉末分配系统。用于通过容积、重量或它们的组合来精确分配液体或粉末的软件 或算法倾向于复杂化并且需要频繁地校准。当精度变得非常重要时， 电子秤变为了必须，但电子秤是较慢的操作装置，并且它们的使用将 导致分配时间增加。而且，消费者通常在销售技师的帮助下，使用控 制器和软件来选择所需的配方。当确定了待分配的产品特征时，由于 控制器将需要消费者回答多个问题，该过程可非常冗长并且耗时。因 此，在选择配方之后，机器必需执行该选定的配方，分配所需容积的 所述成分，并且之后对每一种选定配方的成分重复该过程。无论分配 是否是基于容积、重量或它们的组合，该选定过程中的緩慢分配过程 将导致整个操作耗费数分钟或更长。因此，为了满足当今的时间压力和对时间有意识的消费者的需要， 提出了 一种改进的分配方法学，它对于多成分配方可提供更快速的分 配，其中所述成分可以为液体或粉末或者液体和粉末的组合。发明内容在满足前述需要的过程中，公开了一种改进的从自动化机器中分 配液体配方成分的方法。 一种改进的方法包括选择需要n种成分的配 方，每一种成分具有一目标量，其中n为整数；计算泵的移动量，该 泵的移动量需要用来分配比所述n种成分之一的目标量少一些的量； 执行泵的所述移动量的一定百分比，该泵的移动量需要用来分配比所 述n种成分之一的量少一些的所述量；读取种的读数，并且确定为满 足目标量所需的所述n种成分之一的余量；将所述余量除以2以计算 第一余量，并计算为分配所述第一余量所需的泵的移动量；执行为分 配所述第一余量所需的泵的所述移动量，并且读取秤的读数，以确定实际被分配的第一余量；从所述第一余量中减去实际的第一余量，从 而产生一个偏差，将该偏差乘以2，并将该结果加入到所述第一余量 中，以计算第二余量，并且计算为分配所述第二余量所需的泵的移动 量；和执行为分配所述第二余量所需的泵的所述移动量。在一个改进中，该方法还包括读取秤的读数，以便确定在分配所 述第二余量后的实际分配量。在另一个改进中，第一半量和实际分配的第一半量之间的差值被 输入到存储在存储器中的校准表中，以便在将来计算泵的移动量时使 用。在相关的改进中，第二半量和实际分配的第二半量之间的差值也 被输入到存储在存储器中的校准表中，以便在将来计算泵的移动量时 使用。在一个改进中，对于每一种成分来说，比目标量少的初始分配量 的范围在该成分目标量的约70%至约95%之间。在该构思的另一个改 进中，所述比目标量少的量大于该目标量的90%。在另一个改进中， 如果泵为活塞泵，额外的量(即，在初始"少于目标量的量被分配"后 待分配的余量)为比活塞泵的两个满冲程量少一些的量；如果泵是计 量泵，则该余量为比所述计量泵的螺旋进料机转动两圈所输送的量少 一些的量。在一个改进中，n种成分中的每一种具有它自己的容器，这些容 器与它自身的泵连通，并且泵或输送机安装在转盘上。在一个改进中，所述选择还包括从存储有多种配方的存储器中选 择所述配方。在相关的改进中，除了选择配方之外，所述选择还包括 选择待分配的配方的总重量。在一个改进中，用于特定成分的泵的移动量的任何计算可包括使 用校准表或储值表来计算，该储值至少周期性地升级，并且优选地在 每一次分配过程中至少升级一次，以计算泵的所需的移动量。优选地， 对于每一种成分，具有独立的泵和独立的校准值。在一个改进中，每一个泵的移动量通过控制器控制下的步进电机 来执行，并且泵的移动量的计算包括使用校准表来计算步进电机的级数。在一个改进中，校准表的使用包括根据方程S=A*V半+B并使用级 数(S)的线性近似，其中A和B通过校准表并使用最小二乘法来计 算，并且V半为第一半量(即V剩余/2)。在另一个改进中，S， A和B 的新值在每一次分配过程中被计算并被存储在校准表中。在另一个改进中，每一个泵为与传统活塞泵相对的下垂泵。在一个改进中，配方用于染发剂或化妆品应用。在一个实施例中，除了选择配方之外，还选择待分配配方的总重在一个实施例中，读取秤的读数，并且说明容器的重量包括将秤 清零。在另一个改进中，公开了一种分配系统，包括秤；该秤连接至 一控制器，该控制器包括具有多种配方的存储器，每一种配方包括量 为ii的n种成分，其中ii为整数，控制器通过激励器选择性地连接至 多个泵，每一个泵连接至容纳有所述成分中的一种的单独的槽，该泵 和槽设在转盘上；该转盘连接至将旋转传递至该转盘的马达；该控制 器连接至用户界面，控制器被编程以接收来自用户界面的指令，以便 执行所述配方中的一种的分配，并且一旦接收到所述指令，控制器按 顺序执行选择要求n种成分的配方，每一种成分具有目标量，其中 n为整数；计算为分配比n种成分的所述一种成分的目标量少一些的 量，所需的泵的移动量；为分配所述比n种成分的所述一种成分的目 标量少一些的量，执行泵的移动量的一定百分比；读取秤的读数，并 且确定为满足目标量所需的所述一种成分的附加量；将所述附加量除 以2，以计算第一半量，并根据存储在存储器中的校准表来计算为分 配所述第一半量所需的泵的移动量；执行为分配所述第一半量所需的 泵的所述移动量，并且读取秤的读数，以确定实际被分配的第一半量； 从所述第一半量中减去实际的第一半量，从而产生第一偏差，将该偏 差乘以2,并将该结果加入到所述第一半量中，以计算第二半量，并且计算为分配所述第二半量所需的泵的移动量；以及执行为分配所述 第二半量所需的泵的所述移动量。在另一个改进中，公开了一种改进的使用单独受控的分配泵来分 配容纳在单独容器内的多种易流动成分的方法，其中每一个泵从其相 应的容器中抽吸一种易流动的成分，所述泵可定位成分配到与称量装 置连接的共用容器中，称量装置和泵连接至具有存储器的控制器，该方法包括操作一选定的泵，以便将其中一种易流动成分的初始假定 量移动至所述容器内，其中该初始假定量少于所述成分的目标量；对 容器称重，并且确定实际分配的初始量，从所述目标量中减去该实际 初始量，以确定余量；将余量除以2或大约除以2以产生第一半量； 计算为了将易流动成分的第一半量分配至容器中，所选定泵所需的移 动量；移动所述泵，以分配第一半量，并对容器称重，以确定由泵分 配的实际第一半量；将实际的第一半量与笫一半量相比，以确定第一 偏差；使用该第一偏差，以调节第一半量并计算第二半量；计算为分 配第二半量所需的泵的移动量；以及移动所述泵，以分配第二半量。在一个改进中，分配第一和第二半量所需的泵的移动量的计算包 括使用存储在存储器中的校准表。在一个改进中，分配第一半量所需的泵的移动量的计算包括使用 存储在存储器中的校准表；在确定第一偏差后对校准表进行修正，并 且为分配第二半量所需的泵的移动量计算包括使用修正后的校准表。在另一个改进中，该方法还包括对容器称重，并且确定实际分配 的第二半量，将该实际的第二半量与第二半量相比以确定第二偏差， 并且根据该第二偏差再次修正校准表。公开了另外一种分配多成分配方的方法，该方法包括a) 选择要求n种成分的配方，每一种成分具有目标量，其中n 为整数；b) 计算为分配比n种成分的所述一种成分的目标量少一些的量， 所需的泵的移动量；c) 为分配所述比n种成分的所述一种成分的目标量少一些的量， 执行泵的移动量的一定百分比；d) 读取秤的读数，并且确定为满足目标量所需的所述一种成分的附加量；
e) 将所述附加量除以2，以计算第一半量，并根据存储在存储器 中的校准表来计算为分配所述第一半量所需的泵的移动量；
f) 执行为分配所述第一半量所需的泵的所述移动量，并且读取种 的读数，以确定实际被分配的第一半量；
g) 从所述第一半量中减去实际的第一半量，从而产生第一偏差， 将该偏差乘以2，并将该结果加入到所述第一半量中，以计算第二半 量;
h) 使用笫一偏差来修正存储在存储器中的校准配方，并且根据 修正后的校准配方来计算为分配所述第二半量所需的泵的移动量；
h)执行为分配所述第二半量所需的泵的所述移动量； j)读取秤的读数，以确定实际分配的第二半量，从所述第二半量 中减去实际的第二半量，从而产生第二偏差；并且使用该第二偏差来 再次修正校准配方。
还公开了一种易流动成分的分配器，包括种；该秤连接至一控 制器，该控制器包括具有多种配方的存储器，每一种配方包括量为n 的n种成分，其中n为整数，控制器通过激励器选择性地连接至多个 泵，每一个泵连接至容纳有所述成分中的一种的单独的槽，该控制器 连接至用户界面，控制器被编程以接收来自用户界面的指令，以便执 行所述配方中的一种的分配，并且一旦接收到所述指令，控制器按顺
序执行
a) 选择要求n种成分的配方，每一种成分具有目标量，其中n 为整数；
b) 计算为分配比n种成分的所述一种成分的目标量少一些的量， 所需的泵的移动量；
c) 为分配所述比n种成分的所述一种成分的目标量少一些的量， 执行泵的移动量的一定百分比；
d) 读取秤的读数，并且确定为满足目标量所需的所述一种成分 的附加量；e) 将所述附加量除以2，以计算第一半量，并根据存储在存储器 中的校准表来计算为分配所述第一半量所需的泵的移动量；
f) 执行为分配所述第一半量所需的泵的所述移动量，并且读取秤
的读数，以确定实际被分配的第一半量；
g) 从所述第一半量中减去实际的第一半量，从而产生第一偏差，
将该偏差乘以2，并将该结果加入到所述第一半量中，以计算第二半
量；
h) 计算为分配所述第二半量所需的泵的移动量；
i) 执行为分配所述第二半量所需的泵的所述移动量； j)读取秤的读数，以确定实际分配的第二半量，从所述第二半量
中减去实际的第二半量，从而产生第二偏差；
k)使用第一或第二偏差中的至少一个或同时使用两者，来修正 校准表。
还公开了 一种通过泵分配其量已被校准好的易流动成分的方法， 该泵由步进电机操作，该步进电机由具有存储器的控制器控制，该方 法包括
a) 选定待分配至容器内的目标量的成分；
b) 通过泵限定该成分的校准分配量的上限值；
c) 操作泵，将初始量的该成分分配至容器内，该初始量少于目标 量，直至剩余被分配的量可达到目标量的余量为止，其中余量小于校 准分配量的上限值；
d) 对容器和该成分的实际初始量进行称重，并且确定需要达到 目标量的实际余量；
e )使用存储在控制器的存储器内的校准数据来计算步进电机为分 配实际余量所需的级数；
f) 由过调系数来降低级数，其中该过调系数由存储在控制器的存 储器内的先前分配的历史过冲数据来确定，
g) 以降低后的级数来操作步进电机，
h) 对容器和在步骤(g)中分配的实际量进行称重；i)重复步骤(d)至(h)，直到该成分的允许公差内的最终量被 分配至容器内为止。
在一个改进中，上述步骤(e)还包括从校准表中在实际余量附近 选择一组数据点，使用最小二乘法从该组点中构建线性方程，并根据 该线性方程计算级数。
在另一个改进中，过调系数由泵和该组数据点内的步进电机根据 历史过冲数据来计算。
在另一个改进中，级数在步骤(f)中的降低通过以与在步骤(e) 中构建的线性方程的斜率相等的斜率替代修正后的线性方程中的实际 余量来实现，但是该斜率与代表比在步骤(e)中构建的线性方程低一 些的点处的级数的轴相交。
在另一个改进中，线性方程偏移以降低级数，以便适应过调系数。
在另一个改进中，过调系数具有最大限制值，用于避免分散测量 后的非常緩慢的分配。
在另一个改进中，该方法还包括将级数和步骤(g)中的实际分配 量作为新的数据点存储在控制器的存储器中。
在另一个改进中，该方法还包括在存储新的数据点后删除陈旧数据。
在另 一个改进中，该方法还包括如果最终量大于目标量加允许公 差，则放弃该容器。
还公开了一种通过泵分配其量已被校准好的粉末成分的方法，该 泵由步进电机操作。该泵包括大螺旋和小螺旋。步进电机由具有存储 器的控制器控制。该方法包括
a) 选定待分配至容器内的目标量的成分；
b) 通过大螺旋限定该成分校准分配量的上限值，通过小螺旋限 定校准分配量的上限值；
c) (i)如果目标量大于大螺旋的上限值，则操作该大螺旋，将初 始量的该成分分配至容器内，该初始量少于目标量，直至剩余被分配 的量可达到目标量的余量为止，其中余量小于大螺旋的上限值；(ii) 如果目标量小于大螺旋的上限值，但大于小螺旋的上限 值，则使用大螺旋的校准数据执行步骤(d)至(h)，以及
(iii) 如果目标量小于小螺旋的上限值，则使用小螺旋的校准
数据执行步骤(d)至(h);
d) 对容器和该成分的实际初始量进行称重，并且确定需要达到 目标量的实际余量；
e) 使用存储在控制器的存储器内的校准数据来计算步进电机为分 配实际余量所需的级数；
f) 由过调系数来降低级数，其中该过调系数由存储在控制器的存 储器内的先前分配的历史过冲数据来确定，
g) 以降低后的级数来操作步进电机，
h) 对容器和在步骤(g)中分配的实际量进行称重；
i) 重复步骤(d)至(h)，直到该成分的允许公差内的最终量被 分配至容器内为止。
在另一个改进中，步骤(e)还包括从校准表中在实际余量附近选 择一组数据点，使用最小二乘法从该组点中构建线性方程，并根据该 线性方程计算级数。
在另 一个改进中，过调系数由泵和该组数据点内的步进电机根据 历史过冲数据来计算。
在另一个改进中，级数在步骤(f)中的降低通过以与在步骤(e) 中构建的线性方程的斜率相等的斜率替代修正后的线性方程中的实际 余量来实现，但是该斜率与代表比在步骤(e)中构建的线性方程低一 些的点处的级数的轴相交。
在另一个改进中，线性方程偏移以降低级数，以便适应过调系数。
在另一个改进中，过调系数具有最大限制值，用于避免分散测量 后的非常緩慢的分配。
在另一个改进中，该方法还包括将在每一个螺旋中执行的级数和 在每一个步骤(g)中的实际分配量作为新的数据点存储在控制器的存 储器中。在另一个改进中，该方法还包括在存储新的数据点后删除陈旧数据。在另一个改进中，该方法还包括如果最终量大于目标量加允许公 差，则放弃该容器。在另一个改进中，每一个螺旋的校准数据被分成相等的级段，并 且在存储新的数据点后，在每一个段中均执行对陈旧数据点的删除。还公开了一种粉末成分分配器，包括秤；该秤连接至一控制器， 该控制器包括具有多种配方的存储器，每一种配方包括量为n的n种 成分，其中n为整数，控制器通过激励器选择性地连接至多个螺旋泵， 每一个螺旋泵连接至容纳有所述成分中的一种的单独的槽，该控制器 连接至用户界面，控制器被编程以接收来自用户界面的指令，以便执 行所述配方中的一种的分配，并且一旦接收到所述指令，控制器按顺 序执行a) 选定待分配至容器内的目标量的成分；b) 通过泵限定该成分的校准分配量的上限值；c) 操作泵，将初始量的该成分分配至容器内，该初始量少于目标 量，直至剩余被分配的量可达到目标量的余量为止，其中余量小于校 准分配量的上限值；d) 对容器和该成分的实际初始量进行称重，并且确定需要达到 目标量的实际余量；e )使用存储在控制器的存储器内的校准数据来计算步进电机为分 配实际余量所需的级数；f) 由过调系数来降低级数，其中该过调系数由存储在控制器的存 储器内的先前分配的历史过冲数据来确定，g) 以降低后的级数来操作步进电机，h) 对容器和在步骤(g)中分配的实际量进行称重；i) 重复步骤(d)至(h)，直到该成分的允许公差内的最终量被 分配至容器内为止。还公开一种粉末成分分配器，包括种；该秤连接至一控制器，该控制器包括具有多种配方的存储器，每一种配方包括量为n的n种 成分，其中n为整数，控制器通过激励器选择性地连接至多个成对的 螺旋泵，每一对螺旋泵连接至容纳有所述成分中的一种的单独的槽， 每一对螺旋泵包括大螺旋和小螺旋，该控制器连接至用户界面，控制 器被编程以接收来自用户界面的指令，以便执行所述配方中的一种的 分配，并且一旦接收到所述指令，控制器按顺序执行a) 选定待分配至容器内的目标量的成分；b) 通过大螺旋限定该成分校准分配量的上限值，通过小螺旋限 定校准分配量的上限值;c) (i)如果目标量大于大螺旋的上限值，则操作该大螺旋，将初 始量的该成分分配至容器内，该初始量少于目标量，直至剩余被分配 的量可达到目标量的余量为止，其中余量小于大螺旋的上限值；(ii) 如果目标量小于大螺旋的上限值，但大于小螺旋的上限 值，则使用大螺旋的校准数据执行步骤(d)至(h)，以及(iii) 如果目标量小于小螺旋的上限值，则使用小螺旋的校准 数据执行步骤(d)至(h);d) 对容器和该成分的实际初始量进行称重，并且确定需要达到 目标量的实际余量；e) 使用存储在控制器的存储器内的校准数据来计算步进电机为分 配实际余量所需的级数；f) 由过调系数来降低级数，其中该过调系数由存储在控制器的存 储器内的先前分配的历史过冲数据来确定，g) 以降低后的级数来操作步进电机，h) 对容器和在步骤(g)中分配的实际量进行称重；i) 重复步骤(d)至(h)，直到该成分的允许公差内的最终量被 分配至容器内为止。上述方法和装置对于从销售点分配机的复杂配方能提供快速分 配。在参照附图并阅读下面的说明书和所述权利要求之后，其它优点 将变得更明显。2

为了更全面地理解所公开的方法和装置，不应参照在附图中详细示出的那些实施例，其中附图为图1是根据本公开内容制造的多流体分配机的透视图；图2是图1所示机器的另一个透视图，其中前门和顶板处于开启 位置，还示出了控制器和用于转动转盘的马达之间，控制器和用户界 面之间，以及控制器和泵激励器之间的示意性连接；图3是泵、手柄、喷嘴和用于单一成分流体的容器的侧平面图， 其中流体容器安装在转盘上，仅仅部分地示出了所述部件；图4是后部透视图，示出了连接至图3所示的流体容器的喷头， 以及用于该容器的支撑框架；图5是流体容器的部分底部视图，示出了用于接纳图4所示喷嘴 的孔口；图6是部分透视图，示出了根据本公开内容制造的安装在转盘上 的多个泵和容器；图7是部分透视图，示出了根据本公开内容制造的安装在转盘上 的多个泵和容器的可替换设计；图8是用于分配粉末的装置的透视图；图9是用在图8所示装置中的计量泵的顶部透视图；图IO是所述计量泵的另一个顶部视图；图ll和12是用在图8所示装置中的容器和计量泵的断面图；图13和14是用于分配粉末的第二装置的透视图，该装置包括数 个附加部件；图15和16示出了校准曲线或配方根据所公开方法的使用； 图17是螺旋型粉末分配器的示例性分配系统分配量的直方图； 图18是螺旋型粉末分配器的示例性校准图或校准表； 图19以图表形式示出了云状或一 系列围绕所需输出值M需要的数 据点的选择，所述数据点用于螺旋型粉末分配器；图20以图表形式示出了级数的线性接近，用于通过使用子集或一组校准数据点来分配M *要，以及级数通过<最大过冲>安全系数来降低；图21以图表形式示出了校准数据表被分成离散的段，并且FIFO 原理被应用到单个的段。应该理解，附图不一定是成比例的，并且所公开的实施例有时只 是概略的，或者是局部视图。在特定情形下，对于理解所公开的方法 和装置是不必要的，或者致使其它细节很难理解的那些细节可被省略。 当然，应该理解，所公开的内容不应局限于这里所示的特定实施例。
具体实施方式
首先参照图1和2，示出了用于分配多种不同流体的装置10，这 些流体为例如染发剂成分，油漆，油漆着色剂，指曱油，洗发精，基 色，药剂以及其它多种成分液体。所公开的装置IO可用于分配这些类 型产品的多种配方，并且由于其紧凑和令人愉悦的美学设计，它可被 置于零售环境，例如美发店温泉疗养地。装置10包括底座11， 一个或多个侧板12以及一个或多个顶板13。 还设有前门，其可通过铰链15旋转至图2所示的开启位置。门14用 作控制器16和促动器17的壳体，其中假想的控制器以16表示，促动 器17用于操作泵18。促动器17可通过以假想方式表示的步进电机11 来移动。将可以注意到，泵18仅仅是示例，该z〉开还可分配所有易流动的 物质，包括粉末。因此，尽管附图所示的为活塞泵18，但是输送带， 例如叶轮或螺旋式装置也在该公开的范围内。大体上，任何可通过马 达或步进电机操作的传送设备可用作"泵"，其中马达可通过计算机或 控制器16来控制。因此，下文以及在所附的权利要求中，术语"泵" 指的是所有类型的传统泵(例如，活塞式，齿轮式，下垂式，隔膜式， 计量式)，叶轮或螺旋式设备指的是下面的图8-14所示的计量泵，以 及任何能够被控制和输送易流动的物质的设备。装置10还包括界面21,其具有屏幕22和键盘23。在图1和2中还示出了可操作地连接至控制器16的种24。门14还可以包括手柄 25和电源开关26。现在转向图3，所示的该实施例使用转盘27，其单独示于图3中。 转盘27绕轴28旋转，用于将该旋转传递给转盘27的装置可以是连接 至齿轮32 (见图2)的马达31的工作，所述齿轮可与图4的较小的周 向槽33接合。马达31可操作地连接至控制器16。当然，在控制器16 的指令下，用于将旋转传递给转盘27的其它装置，对于本领域技术人 员来说也是明显的。转向图3,典型的活塞泵18包括容纳有可滑动活塞(未示出)的 汽缸34。垫圏或法兰35附接至活塞的端部，并且具有用于与促动器 17接合的装置(见图2 )。限动环36还可具有密封汽缸34的端部的 装置。当门14关闭后，门14内侧上的促动器17与泵的法兰35接合， 此时泵处于前端位置，或与促动器17对准的位置。促动器17包括上 支柱17a和下支柱17b，在它们之间具有用于接收法兰35的间隙。在 优选实施例中，在物质由其中的一个泵18分配后，促动器17通过马 达19的移动将排空残留在汽缸34内的任何物质，以使其返回至其各 自的容器，这样，在泵中不会有残留物质。由于两种原因，这是优选的方法学。首先，包含在容器或袋37 内的物质可能是氧气敏感的，如果物质在分配后要返回至其袋中，该 成分物质暴露于氧气下将受到限制。而且，通过使促动器17返回至图 2所示的位置，促动器17与泵18的法兰35对准，同时它们处于向下 的位置或者排空的位置，并且因此促动器17允许泵18和法兰35不受 阻碍的水平移动，但是在促动器17垂直移动时，将与泵18的法兰35 接合。促动器17的向上移动引起活塞的进气沖程，向下移动将引起排 气冲程。转向图3，汽缸18安装在容纳有阀，例如球阀的泵壳38的顶部 上，该球阀可通过杠杆41来操作。在杠杆41的进气位置，汽缸34 通过连接器或喷嘴42与容器37连通，这样，汽缸34可通过向上移动法兰35至所需的或预定的长度而填充所需量的流体，其中法兰的移动 在促动器17的作用下进行并且移动距离由控制器16确定。当完成进 气沖程后，阀部件通过移动杠杆41而旋转至分配位置，此时，流体可 通过向下移动法兰35和促动器17而被排出。流体通过喷嘴43被分配 到泵18之外。为了将杠杆41从进气位置移动至分配位置，在门14 上设有附加促动器44。而且，正如上面的描述，在完成分配之后，需 要将任何残留的物质从汽缸34排出以回流至容器或袋37,杠杆41回 移到进气位置，当物质从汽缸34排出以回流到容器37后，通过^f吏法 兰35和促动器17降低到完全向下的位置，可完成分配冲程。转向图4和5,连接器42固定至泵壳38，并且其设有与容器或袋 37连接的凸连接。当盖子44被移除后，连接器42被接收在袋内，并 且形成密封连接。为了从连接器42和泵18移走袋或容器37,可设置 一具有框架46的杠杆45，该框架与容器37上的相应框架47接合。 杠杆45沿向下方向的枢转移动将引起与容器37的凸缘47接合的框架 46向上移动，该凸缘47用于将容器37从连接器42移走。为了将容器37保持就位，可提供具有前壁52和后壁53的适当的 保持架51。如图4所示，保持架51固定至转盘27。保持架51还具有 用于杠杆45和框架46的枢轴。图6和7示出了图2和3所示的各种容器37配置的替换，并且图 6和7示出了大容器54a和54b。大容器54a， 54b可用于大容积的配 方成分，例如用于染发剂的显色剂，或用于化妆品或油漆涂敷的基底 材料。如图6所示，可以使用两个大容器54a，或者如图7所示，可 以使用四个大容器54b。其它各种配置可包括一个大容器或四个以上 的大容器，或基数个大容器，这可为本领域技术人员容易地接纳并且 是明显的。参照图1，将会注意到，秤24、马达31、促动器44和促动器17 全都连接至控制器16。控制器16还可操作地连接至界面21。基于这 样的连接，现在可将注意力集中于改进的分配方法，这样的一个实施 例示于图15-17中。转向图8，公开了用于分配多种粉末的装置100，例如用于复合粉 脂的颜料、染料、堵缝或灰浆或化妆品成分，例如基色。装置100可 用于多种油漆或化妆品成分，并且可存在于例如零售店、温泉疗养地 或汽车修理店。该特定分配装置100是自动化型式的，并且包括安装在支座103 上的水平转盘102，该转盘沿其周向还承载有多个粉末计量泵104，和 24个用于粉末的容器105。转盘102可通过支座103内侧的马达绕垂 直中心轴在不连续的位置之间旋转，在该情形下，48个位置(对于每 一个容器有2个位置，这可从下面明显看出)包括前部位置或分配位 置，具有用于驱动泵104的步进电机106。装置100还包括控制装置107，其具有小键盘108和显示器109， 其中小键盘用于输入信息，例如顾客数据和油漆配方。控制装置107 还包括计算机或控制器110,用于存储所述信息以及驱动转盘102和 步进电机106。称重装置111位于泵104下方，容器105处于分配位置，其中称 重装置包括其上放置有杯子的上板和测力传感器(视图上看不到但本 身存在)，该杯子可被其它容器替换。任选地，可设置用于杯子或其 它容器的分配器(未示出)，特别是在装置IOO被用来分配化妆品成 分时。如图9和10所示，每一个计量泵104包括壳体112，该壳体具有 进口室113，该进口室具有朝上的入口，并且位于容器105之下，壳 体还具有多圆柱形孔(如图11和12的横断面所示)，该圆柱形孔通 向朝下的出口室114，并且该圆柱形孔在分配过程中位于容器115之 上。盖子116枢转地安装在壳体112上，用于关闭出口室114。如图11和12所示，插件117例如通过外螺紋固定在室113， 114 之间的通道中。这些插件117具有轴向延伸的泵室，用于容纳两个不 同尺寸的凹片内弧形面螺旋、叶轮或螺旋钻118,并且该插件可在例 如装配不同类型或尺寸的螺旋时被容易地替换。在该例子中，螺旋118相对于转盘102径向延伸。该相对较大的螺旋118A的直径为22mm，双螺距为12mm，从而形成每转动一圏 735mm3的分配体积，而相对较小的螺旋118B的直径为8.5mm，双螺 距为7mm,从而形成了每转动一圈35mm3的分配体积。远离转盘102 的中心垂直轴延伸的螺旋118的第一端具有与步进电机106接合的转 接器119，这在下面将详细描述。而且，每一个螺旋118由聚乙烯(PP) 或聚四氟乙烯(PTFE)制成，并以圆柱形金属杆120来加强。为了进一步提高螺旋118的分配精度，螺旋118的有效外径要比 相应的通道的有效内径大一些。螺旋的边缘在泵的移动量方向上至少 部分地弯曲。该弯曲可通过简单地在通道中从出口侧向入口侧插入过 大尺寸的螺旋来实现。在可替换实施例中，特别是适合于碎性粉末的情形，螺旋的有效 外径小于相应通道的有效内径，这将导致在螺旋和通道之间产生间隙， 并该螺旋设有跨接该间隙的刚毛。这种类型的螺旋被发现在降低施加 到粉末上的力方面是有效的。如图11和12所示，在特定配方的分配过程中，例如包括待分配 且混入到杯子中的粉末，或者包括一种或多种粉末应被分配至其中的 基底材料，转盘102绕其垂直轴旋转，直到具有所需粉末的容器105 处于分配位置为止。随后，盖子116打开(见图12),并且根据待分 配量的多少，选择大螺旋118A或小螺旋118B，其中大螺旋118A每 转动一圏可分配密度为例如0.57g/cm3,重量为0.42g的特定粉末，或 小螺旋118B每转动一圏可分配20mg的粉末。螺旋的精度可通过相对于螺旋的基准或零位置的校准而进一步增 加，在转动一圏内的数个位置的分配量，例如每一步转动30度，则每 转动一圏总共要12步。通过在数个位置校准，任何非线性效应都可被 考虑。这些效应还取决于螺旋的尺寸和材料，以及待分配的粉末。在 一些情形下，螺旋将分配相对较小的量，或者根本不分配，例如在两 个或三个步骤中，随后在第四步中分配相对较大的量，该现象可被称 为"脉沖"。多数这种效应被发现是很规则的，从而允许通过校准来补 偿。除了在分配过程中使用外，上述称重装置lll还可用来校准一个或多个泵104，这在下面参照图15和16进行描述。一旦完成了特定粉末的分配后，盖子116被关闭，并且转盘102 旋转直到随后的所需容器105处于分配位置为止。将盖子116关闭可 防止粉末在转动过程中落下。在可替换实施例中，刚被使用过的螺旋 在转盘的旋转之前沿数个方向旋转，以使得粉末返回至计量粉末泵中。图6和7是用于分配粉末的第二实施例的装置100A,其包括数个 附加的部件。该第二实施例具有与上述实施例大体上相同的部件，包 括水平转盘102，如图8所示，具有多个沿其圆周安装的计量泵104 和容器105。转盘102可在不连续的位置之间旋转，在该例子中，为 48个位置，包括前部或分配位置(在图6中以一个暴露的容器表示)， 通过驱动器(未示出)绕垂直中心轴旋转。该装置100A包括例如由 挤压铝轮廓121制成的框架，金属或聚合物(透明，半透明或不透明) 薄片122通过例如螺钉连接至该框架。控制装置固定在门123附近的 框架的右手侧上，其中控制装置包括显示器109，和用于输入信息的 键盘108，例如用户信息和配方。门123容纳有计算机110，用于存储 所述信息，和驱动转盘102，促动器包括步进电机106，用于打开泵 104等。称重装置lll位于门123下方的某一空间，在该空间里，可 以放置用于接收通过装置100A分配的粉末的容器115等。大体矩形的窗口 124沿着它的一个边缘可枢转地安装在顶部薄片 122上。而且，在窗口 124下方设有金属盖片125。盖片125包括形状 与容器105的形状相应的开口 126，并且因此可允许每次只能通向一 个容器105。在转盘下方具有通风单元，它包括格栅127，该格栅可去除空气 中的粉末。而且，在分配位置，容器4的泵103的分配口附近，优选 分配口周围设有电离装置128 (例如，天电干扰消除器AD1683EX， 可由日本东京的A&D有限公司提供)。该电离装置128用于降低或 者乃至中和被分配物质中的静电荷，以防止该物质粘到泵104或分配 装置IOOA的其它部件上，并且提高粉末分配的精度。下面将描述分配方法。对于上述每一个装置，装置IO主要用于液 体成分，装置IOO， IOOA主要用于粉末成分，混合机器能够分配液体 和粉末，所公开的步骤首先分配接近成分目标量的量，随后，需要达 到目标量的余量以两步来分配，即两半，即使第二部分或第二半部包 括了调节，该调节基于由泵118， 104分配的实际量以用于第一部分或 第一半部。该程序的优点在于这一构思，即，任何装置，例如泵的输出变化 较小，并且在短时间内更加一致，或输出量少。因此，对于需要精度 的任何特定成分，其未达到目标量的大量分配被执行和称重。余量被 计算并分成两份。余量的第一部分，或笫一半部，被分配和称重。第 一半部的称重(实际量)和笫一半部的计算或预定量之间的偏差4皮用 于加入到笫二部分或第二半部的修正中。在一个实施例中，该偏差或 不同被加倍并且添加到第二半部中。如果第一半部的称重或实际量太 高，则第二半部被适当的降低以便像第二半部那样修正第一半部；如 果第一半部的实际量很低的话，则第二半部被适当地增加，以便像第二半部那样修正第一半部。于是，第一半部的修正和第二半部的计划 中的修正可同时进行。如果使用活塞泵，初始分配优选地剩余比两个满活塞冲程小一点 的体积。再次，该目标利用的事实在于，短期内的任何统计过程(包 括分配过程)输出偏差要比长期偏差小一些。这一事实可从统计过程分析(例如6<7)已知。试验性测量表明任何给定过程的平均值随时间在+M.5o之间徘徊。结果，短期样品的偏差比较长期间聚集的抽样总 体偏差小1.5o。活塞泵(计量泵)的一般分配过程如下A. 将目标量分为初始分配(70-95%的目标量)，和小于两个泵 冲程(或计量泵螺旋转动两圏)的余量；B. 执行初始分配并测量输出；c.计算为达到目标量的剩余量，并将该余量用系数相除，例如 以2相除得到两个半部，或用比2大的数字，例如用3相除得到三分30之一；D. 对于第一"半部"，根据存储在控制器内存里的校准表或^f文准公式，计算泵级的数量或泵的移动量；E. 分配第一半部并对第一半部的实际输出量称量；F. 建立第一半部的预期量和第一半部的实际量之间的偏差；G. 通过加倍(对于第一半部的分配执行一次，在第二半部的分 配过程中再执行一次以补偿预期的偏差)该偏差来调节第二半部量(通 常与预期的第一半部量相等)；H. 计算为"调节，，第二半部所需的泵的级数或移动，分配检验第 二半部的实际输出。当实际输出大于允许的公差上限值时，分配被拒绝，当实际输出 小于公差下限值时，缺少的量被分配(当该量小于O.lml或小于0.5mg 时通常执行一次)。当余量(在初始分配之后)大于活塞泵的两个满冲程或两圈计量 泵时，优选地首先分配满的泵冲程数量或旋转圏数，直到余量可通过 两个泵冲程或旋转两圏来分配为止。为了节省时间，仅在所有满的泵 沖程完成后，用秤来检验实际输出量。所需的(剩余)分配输出量(V 剩余)优选被分为相等的半部(V剩余/2)。通过存储在控制器内存，或 其它适当存储器件里的分配流量存储表或校准表，可确定为实现V剩余 /2所需的活塞移动。在校准表(在图15中以图表形式示出)中，对于先前的分配，所 示为步进电机级数S的数量与所需量V剩余之间的图表。图15的校准 表存储的是步进电机级数S和量V之间的长期数据。当V剩余一V实际 小于特定的阁值量(通常为O.lml)时，该分配无需被分成两个半部， 但而是可以在一个步骤中完成。由于第一半部的每一次分配，即V、余-V剩余/2，级数可通过使用 线性方程S产A头V、余+B来估算。系数A和B根据校准表并使用一组 N个最接近点的最小二乘法来估算。如图17所示，典型的N值为5。 N可以可才艮据液体的不同而不同，并且对于粉末与液体的N值也不相同。通过秤(V1实际)测得的由V剩余/2的"半"分配得到的实际值，被用 来预测第二"半"分配的输出。第二"半"分配需要被调节，以使得第一 "半"分配的偏差(即，V、余一V鋒)可被补偿第二"半"分配的预定偏 差。在第一分配动作中产生的不足或多余量(即V、余一V、"被假 定为大约与第一"半"分配过程中产生的偏差相同，其中不足或多余量 可在第二"半"分配的过程中发生。因此，使用先前建立起来的线性关 系，S=A*V剩余+B，活塞行程(S2 )现在可用来计算第二半分配，S2=A*V2 剩余+B,其中y2剩余-v、余+2 ( V、余一V、际)。优选地，第一半分配无 需加入到校准表中，该校准表在第二半分配后进行升级。计算得到的活塞行程(S2)被用来执行分配动作，并且可测量最 终结果V、际。在第二半分配(总共还有第三分配)之后，实际和预期的输出进 行比较(V、余一V实际)。当实际输出未落在特定公差范围内时，必需 分配不足量。当V、余一V、际小于特定阈值(通常为0.1ml或0.5mg) 时，不足量在一个分配动作中完成，否则如上述那样执行V剩余过程。典型的校准表(图15和16)包括50个或更多的数据点。校准表 优选地在每一个分配循环后自动升级。每一次新的分配可向表中增加 新的坐标值(V 余，S)，并且时间最久的坐标值可根据所谓的先入 先出(FIFO)原理删除。无需额外的测量，该过程可产生这样一种情 况，即，在执行大量"靠拢"的分配时，校准表将不均匀地分布。因此， 校准表通常被分为10段，在每一段中都使用FIFO原理。该方法可确 保校准点在泵的容积范围内保持均匀分配。段的数量和段的尺寸是可 根据精度需要和应用配置的。最初(当分配器事先从未被使用时)，校准程序需要被执行一系 列(随机)的分配以填满校准表。可替换地，校准表还可填充以与安 全系数(例如0.9 )相乘的理论预期输出。这使得该系统在一开始时比 较慢(因为需要额外的分配循环以获取所需的输出)，但这将使得校 准程序不再必需。数据记录的性质，例如记录容量、测量随范围的分布是可配置的。尽管将余量除以2以形成第一和第二半量是优选的用于速度目的 方法，但是余量可分为三份、四份、五份或非均匀的份数。重要的一 点是在第一或一个余量分配中产生的"误差"将应用于第二或连续余量 分配。下面，将描述特别适用于分配粉末和/或颗粒(在该文的其余部分 被称为粉末)的算法，该算法使用具有来自秤的反馈的多导螺杆分配 系统。该特定的算法可确保在预定的公差极限内(上限或下限)分配 所需量的粉末，而具有尽可能少的重复循环。粉末的分配比液体更困难些，这主要是由两种现象引起的。首先， 粉末的密度(每单位体积内的物质的量)可随着颗粒尺寸和压实度极 大变化。第二，导螺杆分配系统的产生随着粉末的"流动性"(即，特 定的尺寸、特定的形状和特定的表面摩擦)变化。由于这两种现象， 流体重量反馈的已知分配算法将不会正确的起作用。粉末分配系统输 出的短期变化非常大，以至于不能像在流体重力算法中那样依靠短期 重复性。所公开的算法在重复过程中分配粉末。该系统输出分配的一个例 子示于图17中。该系统输出有时低于平均值，有时在平均值之上。为 了避免过度分配和拒绝分配，该算法使用安全限度。安全限度使用图 17所示的记录历史最大过冲来建立。该安全限度在每一次分配后通过 使用记录历史子集被再次计算。这将在下文更详细地描述。该公开机 理使得算法可以自学习。为了显示分配循环，假定该系统产生了 一系列涉及级数和相关粉 末输出质量的分配结果。其中一系列收集的点(级数、粉末输出的质 量)被称为"校准表，，并且示于图18中。图18覆盖了 0级和0质量输 出与预定值(上限)之间的范围。在每一次分配之前，执行算法将可以选择出所需输出质量附近的 n个最近点的子集或云状点，这示于图19中。在图19所示的云状点 中，算法将构建出需要达到所需输出的输出和级数之间的线性关系。而且，安全"平移"，即用于避免和过度分配的降低将可以根据这些云状点来计算。安全平移被限定为最大过沖乘以安全系数，这示于图20 中。该安全系数是通用系统设置。存储在该系统中的点时间越久，安 全系数可更小。为避免在分散测量后分配变得非常緩慢，该系统将安 全平移限于可调节的绝对(最大平移)值。根据粉末的性质和所需的精度公差，上述粉末算法需要三至四次 循环来达到目标。典型的粉末分配系统包括两个(或多个)导螺杆， 该导螺杆包括大螺旋或叶轮以及小螺旋或叶轮。导螺栓的尺寸是这样 的，即每一级的输出显著不同以得到高的分配精度。对于每一个导螺杆来说，在粉末算法(图18-20)中使用的数据 集都是特定的，反过来，导螺杆通常专用于单一粉末，如图8-12所示。 在每一次分配循环中，算法将使用导螺杆(以及相应的数据集)，其 中(上限)值大于所请求的量。当请求的量大于表中的上限值时，该 量将使分配分成多个(上限)量的循环。优选地，算法自动升级用于导螺杆的校准表。校准表大体上包括100个点。该校准表可在每一次分配循环后升 级。每一次新的分配可向表中增加新的坐标值(M分配，S)，并且时 间最久的坐标值可根据所谓的先入先出(FIFO)原理删除。无需额外 的测量，该过程可产生这样一种情况，即，在执行大量类似量(例如， 5g)的分配时，校准表将不均匀地分布。为了解决该问题，校准表可 被分成多段，例如图21所示的10段，其中，在每一段的基础上都使 用FIFO原理。该方法可确保校准点在泵的容积范围内保持均匀分配。 段的数量和段的尺寸是可根据精度需要和应用情况配置的。最初，当分配器100事先从未被使用时，校准程序需要被执行。 在该程序中， 一系列(随机)的分配被执行以填满校准表。可替换地， 校准表还可填充以与安全系数(例如0.9 )相乘的理论预期输出。这使 得该系统在一开始时比较慢(因为需要额外的分配循环以获取所需的 输出)，但这将使得初始校准程序不再必需。当被分配的粉末很昂贵 或必需保持卫生条件时，进行随后的程序是优选的。因此，另一个常见的分配程序可概括为下列步骤A. 当被请求的量大于(上限)值时(见图18),多次循环(上 限)被分配直到余量小于上限值。B. 选择具有最小(上限)的导螺栓，该最小上限仍然大于所请 求的量(余量)。C. 从校准表中，在所请求量的附近选择n个最接近的云状点， (图19)。D. 根据云状点并使用最小二乘法构建线性方程(图20)。E. 根据云状点来计算最大过冲，并以<安全系数>*<最大过冲> 来平移线性方程(图20)。F. 通过将请求量代入到平移方程中来计算级数。为避免在分散 测量后的非常援慢的分配，该系统将平移限制为可调节(最大平移) 的值。G. 分配计算得到的级数并测量该系统的输出。H. 存储该级数、实际输出，和校准历史表中的请求输出，并且 删除表段中的陈旧校准点(图21)。I. 只要输出量低于请求量的公差，重复上述从步骤2开始的过程。 当输出量高于请求量的允许公差时，中止(中断)该过程。尽管上述分配过程对于分配中止是特别有用的，使用转盘，该分 配过程可适用于其它装置，成分容器移动线性，或静止，例如中止所 示申请序列号10/698923，同样也转让给了本申请。尽管只是阐明了特定的实施例，但是对于本领域技术人员而言， 在上述说明书的基础上的替换例和改进将是明显的。这些以及其它替 换例被认为是等同的，并且落在该说明书和所附权利要求的精神和范 围内。
权利要求
1、一种分配多成分配方的方法，该方法包括a)选择需要n种成分的配方，每一种成分具有一目标量，其中n为整数；b)计算泵的移动量，该泵的移动量需要用来分配比所述n种成分之一的目标量少一些的量；c)执行泵的所述移动量的一定百分比，该泵的移动量需要用来分配比所述n种成分之一的量少一些的所述量；d)读取秤的读数，并且确定为满足目标量所需的所述成分之一的余量；e)将所述余量除以一个系数，以计算第一余量，并计算为分配所述第一余量所需的泵的移动量；f)执行为分配所述第一余量所需的泵的所述移动量，并且读取秤的读数，以确定实际被分配的第一余量；g)从所述第一余量中减去实际分配的第一余量，从而产生一个偏差，将该偏差乘以一个系数，并将该结果加入到所述第一余量中，以计算第二余量，并且计算为分配所述第二余量所需的泵的移动量；和h)执行为分配所述第二余量所需的泵的所述移动量。
2、 根据权利要求l所述的方法，还包括i) 读取秤的读数，以便确定在分配所述第二余量后的实际分配量。
3、 根据权利要求2所述的方法，还包括j)如果秤的读数显示需要更多的n种成分中的所述一种成分，以 满足目标量，则重复步骤(e)至(h)。
4、 根据权利要求1所述的方法，还包括i)对于所述ii种成分中的每一种成分重复步骤(b)至(h)。
5、 根据权利要求l所述的方法，其中步骤(b)中所述比目标量 少的量的范围在目标量的约70%至约95%之间。
6、 根据权利要求l所述的方法，其中泵是活塞泵，并且步骤(d)的余量为比活塞泵的两个满沖程量少一些的量。
7、 根据权利要求l所述的方法，其中泵是计量泵，并且步骤(d) 的余量为比所述计量泵的螺旋进料机转动两圏所输送的量少一些的 量。
8、 根据权利要求1所述的方法，还包括在秤上放置容器，并读取 秤的读数，以计算该容器的重量。
9、 根据权利要求l所述的方法，其中ii种成分中的每一种具有它 自己的容器，这些容器与它自身的泵连通，并且泵或输送机安装在转 盘上。
10、 根据权利要求1所述的方法，其中所述选择还包括从存储有 多种配方的存储器中选择所述配方。
11、 根据权利要求IO所述的方法，其中除了选择配方之外，所述 选择还包括选择待分配的配方的总重量。
12、 根据权利要求l所述的方法，其中步骤(e)包括使用校准表 来计算泵的移动量。
13、 根据权利要求1所述的方法，其中每一个泵的移动量通过控 制器控制下的步进电机来执行，并且步骤(e)中泵移动量的计算包括 使用校准表来计算步进电机的级数。
14、 根据权利要求13所述的方法，其中校准表的使用包括根据方 程S=A V、余+B并使用级数(S)的线性近似，其中A和B通过校 准表并使用最小二乘法(least square method )来计算，并且V、余为 第一半量。
15、 根据权利要求14所述的方法，其中对于每一次分配，S， A 和B的新值被计算至少一次，并被存储在校准表中。
16、 一种使用单独受控的分配泵来分配容纳在单独容器内的多种 易流动成分的方法，其中每一个泵从其相应的容器中抽吸一种易流动 的成分，所述泵可定位成分配到与称量装置连接的共用容器中，称量 装置和泵连接至具有存储器的控制器，该方法包括操作一选定的泵，以便将其中一种易流动成分的初始假定量移动至所述容器内，其中该初始假定量少于所述成分的目标量，对容器称重，并且确定实际分配的初始量，从所述目标量中减去 该实际初始量，以确定余量，将余量除以2，以产生第一半量，计算为了将易流动成分的第一半量分配至容器中所选定泵所需的 移动量，移动所述泵，以分配第一半量，并对容器称重，以确定由泵分配 的实际第一半量，将实际的第一半量与第一半量相比，以确定第一确定偏差， 使用该第一确定偏差，以调节第一半量并计算第二半量， 计算为分配第二半量所需的泵的移动量， 移动所述泵，以分配第二半量。
17、 根据权利要求16所述的方法，其中分配第一和第二半量所需 的泵的移动量的计算包括使用存储在存储器中的校准表。
18、 根据权利要求16所述的方法，其中分配第一半量所需的泵的 移动量的计算包括使用存储在存储器中的校准表，并且在确定第一确定偏差后对校准表进行修正，并且为分配第二半量 所需的泵的移动量计算包括使用修正后的校准表。
19、 根据权利要求18所述的方法，还包括对容器称重，并且确定 实际分配的第二半量，将该实际的第二半量与第二半量相比以确定第 二确定偏差，并且根据该第二确定偏差再次修正校准表。
20、 一种易流动成分的分配器，包括秤；该秤连接至一控制器，该控制器包括具有多种配方的存储器， 每一种配方包括n种成分的n种量，其中n为整数，控制器通过激励 器选择性地连接至多个泵，每一个泵连接至容纳有所述成分中的一种 的单独的容器，该控制器连接至用户界面，控制器被编程以接收来自 用户界面的指令，以便执行所述配方中的一种的分配，并且一旦接收 到所述指令，控制器按顺序执行，包括a)选择要求n种成分的配方，每一种成分具有目标量，其中n为整数；b) 计算为分配比n种成分的所述一种成分的目标量少一些的量所需的泵的移动量；c) 为分配所述比n种成分的所述一种成分的量少一些的量，执行 泵的所述移动量的一百分比；d) 读取种的读数，并且确定为满足目标量所需的所述一种成分 的附加量；e) 将所述附加量除以2，以计算第一半量，并根据存储在存储器 中的校准表来计算为分配所述第一半量所需的泵的移动量；f) 执行为分配所述第一半量所需的泵的所述计算的移动量，并且 读取秤的读数，以确定实际被分配的笫一半量；g) 从所述第一半量中减去实际的第一半量，从而产生第一偏差， 将该偏差乘以2，并将该结果加入到所述第一半量中，以计算第二半量；h) 计算为分配所述第二半量所需的泵的移动量；i) 执行为分配所述第二半量所需的泵的所述移动量； j)读取秤的读数，以确定实际分配的第二半量，从所述第二半量中减去实际的第二半量，从而产生第二偏差；k)使用第一或第二偏差中的至少一个或同时使用两者，来修正 校准表。
21、 一种通过泵分配已被校准好的量的易流动成分的方法，该泵 由步进电机操作，该步进电机由具有存储器的控制器控制，该方法包 括a) 选定待分配至容器内成分的目标量；b) 通过泵限定该成分的校准分配量的上限值；c) 操作泵，将初始量的该成分分配至容器内，该初始量少于目标 量，直至余量保持被分配达到目标量为止，其中余量小于校准分配量 的上限值；d) 对容器和该成分的实际初始量进行称重，并且确定需要达到目标量的实际余量；e) 使用存储在控制器的存储器内的校准数据来计算步进电机为分 配实际余量所需的级数；f) 由过调系数(overshoot factor )来降低级数，其中该过调系数 由存储在控制器的存储器内的先前分配的历史过冲数据来确定；g) 以降低后的级数来操作步进电机；h) 对容器和在步骤(g)中分配的实际量进行称重；i) 重复步骤(d)至(h)，直到该成分的允许公差内的最终量被 分配至容器内为止。
22、 根据权利要求21所述的方法，其中步骤(e)还包括从校准 表中在实际余量附近选择一组数据点，使用最小二乘法从该组点中构 建线性方程，并根据该线性方程计算级数。
23、 根据权利要求22所述的方法，其中过调系数由泵和该组数据 点内的步进电机根据历史过冲数据来计算。
24、 根据权利要求22所述的方法，其中级数在步骤(f)中的降 低通过以与在步骤(e )中构建的线性方程的斜率相等的斜率替代修正 后的线性方程中的实际余量来实现，但是该斜率与代表比在步骤(e) 中构建的线性方程低一些的点处的级数的轴相交。
25、 根据权利要求22所述的方法，其中线性方程偏移以降低级数， 以便适应过调系数。
26 、根据权利要求21所述的方法，其中过调系数具有最大限制值， 用于避免分散测量后的非常緩慢的分配。
27、 根据权利要求21所述的方法，还包括将级数和步骤(g)中 的实际分配量作为新的数据点存储在控制器的存储器中。
28、 根据权利要求27所述的方法，还包括在存储新的数据点后删 除最陈旧的数据。
29、 根据权利要求21所述的方法，还包括如果最终量大于目标量 加允许公差，则放弃该容器。
30、 一种通过泵分配已被校准好量的粉末成分的方法，该泵由步进电机操作，该泵包括大螺旋和小螺旋，步进电机由具有存储器的控制器控制，该方法包括a) 选定待分配至容器内的目标量的成分；b) 通过大螺旋限定该成分校准分配量的上限值，通过小螺旋限 定校准分配量的上限值；c) (i)如果目标量大于大螺旋的上限值，则操作该大螺旋，以将 初始量的该成分分配至容器内，该初始量少于目标量，直至余量保持 被分配达到目标量为止，其中余量小于大螺旋的上限值；(ii) 如果目标量小于大螺旋的上限值，但大于小螺旋的上限 值，则使用大螺旋的校准数据执行步骤(d)至(h)，以及(iii) 如果目标量小于小螺旋的上限值，则使用小螺旋的校准 数据执行步骤(d)至(h);d) 对容器和该成分的实际初始量进行称重，并且确定需要达到 目标量的实际余量；e) 使用存储在控制器的存储器内的校准数据来计算步进电机为分 配实际余量所需的级数；f) 由过调系数来降低级数，其中该过调系数由存储在控制器的存 储器内的先前分配的历史过冲数据来确定；g) 以降低后的级数来操作步进电机；h) 对容器和在步骤(g)中分配的实际量进行称重；0重复步骤(d)至(h)，直到该成分的允许公差内的最终量被 分配至容器内为止。
31、 根据权利要求30所述的方法，其中步骤(e)还包括从校准 表中在实际余量附近选择一组数据点，使用最小二乘法从该组点中构 建线性方程，并根据该线性方程计算级数。
32、 根据权利要求31所述的方法，其中过调系数由泵和该组数据 点内的步进电机根据历史过冲数据来计算。
33、 根据权利要求31所述的方法，其中级数在步骤(f)中的降 低通过以与在步骤(e )中构建的线性方程的斜率相等的斜率替代修正后的线性方程中的实际余量来实现，但是该斜率与代表比在步骤(e) 中构建的线性方程低一些的点处的级数的轴相交。
34、 根据权利要求33所述的方法，其中线性方程偏移以降低级数， 以1更适应过调系数。
35、 根据权利要求30所述的方法，其中过调系数具有最大限制值， 用于避免分散测量后的非常緩慢的分配。
36、 根据权利要求30所述的方法，还包括将在每一个螺旋中执行 的级数和在每一个步骤(g)中的实际分配量作为新的数据点存储在控 制器的存储器中。
37、 根据权利要求36所述的方法，还包括在存储新的数据点后删 除最陈旧的数据。
38、 根据权利要求30所述的方法，还包括如果最终量大于目标量 加允许公差，则放弃该容器。
39、 根据权利要求37所述的方法，其中每一个螺旋的校准数据被 分成相等的级段，并且在存储新的数据点后，在每一个单独段中均执 行对最陈旧的数据点的删除。
40、 一种粉末成分分配器，包括秤；该秤连接至一控制器，该控制器包括具有多种配方的存储器， 每一种配方包括n种成分的n种量，其中ii为整数，控制器通过激励 器选择性地连接至多个螺旋泵，每一个螺旋泵连接至容纳有所述成分 中的一种的单独的容器，该控制器连接至用户界面，控制器被编程以 接收来自用户界面的指令，以便执行所述配方中的一种的分配，并且 一旦接收到所述指令，控制器按顺序执行，包括a) 选定待分配至容器内成分的目标量；b) 通过泵限定该成分的校准分配量的上限值；c) 操作泵，将初始量的该成分分配至容器内，该初始量少于目标 量，直至余量保持被分配达到目标量为止，其中余量小于校准分配量 的上限值；d) 对容器和该成分的实际初始量进行称重，并且确定需要达到目标量的实际余量；e )使用存储在控制器的存储器内的校准数据来计算步进电机为分配实际余量所需的级数；f) 由过调系数来降低级数，其中该过调系数由存储在控制器的存 储器内的先前分配的历史过冲数据来确定；g) 以降低后的级数来操作步进电机；h) 对容器和在步骤(g)中分配的实际量进行称重；i) 重复步骤(d)至(h),直到该成分的允许公差内的最终量被 分配至容器内为止。
41、 一种粉末成分分配器，包括秤；该秤连接至一控制器，该控制器包括具有多种配方的存储器， 每一种配方包括n种成分的n种量，其中n为整数，控制器通过激励 器选择性地连接至多个成对的螺旋泵，每一对螺旋泵连接至容纳有所 述成分中的一种的单独的容器，每一对螺旋泵包括大螺旋和小螺旋， 该控制器连接至用户界面，控制器被编程以接收来自用户界面的指令， 以便执行所述配方中的一种的分配，并且一旦接收到所述指令，控制 器按顺序执行，包括a) 选定待分配至容器内成分的目标量；b) 通过大螺旋限定该成分校准分配量的上限值，通过小螺旋限 定校准分配量的上限值；c) (i)如果目标量大于大螺旋的上限值，则操作该大螺旋，将初始量的该成分分配至容器内，该初始量少于目标量，直至余量保持被分配达到目标量为止，其中余量小于大螺旋的上限值；(ii) 如果目标量小于大螺旋的上限值，但大于小螺旋的上限 值，则使用大螺旋的校准数据执行步骤(d)至(h),以及(iii) 如果目标量小于小螺旋的上限值，则使用小螺旋的校准 数据执行步骤(d )至(h );d) 对容器和该成分的实际初始量进行称重，并且确定需要达到 目标量的实际余量；e) 使用存储在控制器的存储器内的校准数据来计算步进电机为分 配实际余量所需的级数；f) 由过调系数来降低级数，其中该过调系数由存储在控制器的存 储器内的先前分配的历史过冲数据来确定；g) 以降低后的级数来操作步进电机；h) 对容器和在步骤(g)中分配的实际量进行称重；i) 重复步骤(d)至(h)，直到该成分的允许公差内的最终量被 分配至容器内为止。
全文摘要
公开了一种分配系统，包括控制器、秤、多个泵和用于分配多种成分的容器。在选定配方后，控制器执行为分配第一成分的目标量所需的泵的移动量的一部分。余量可通过使用校准表并根据历史过冲数据被分配反复。可替换地，该余量可被一个系数相除，以产生“第一半量”值。控制器随后可使用一校准表来计算为分配所述值所需的泵的移动量。之后，实际分配量被测量，并与第一半量值相比，将该偏差与所述系数相乘，随后加入到第一半量值中，以产生被分配的“第二半量”值。
文档编号B01F15/04GK101322087SQ200680045495
公开日2008年12月10日 申请日期2006年9月12日 优先权日2005年10月13日
发明者M·E·J·L·德里森, R·P·克罗姆 申请人:流体管理公司