一种led胶粉精密自动配料方法
【专利摘要】本发明公开了一种LED胶粉精密自动配料方法，该方法通过硬件及软件共同实现，软件安装在一PLC控制器系统内，硬件包括若干粉末送料装置、若干胶体送料装置及一台空压机，并在出料口下端设有一容器杯，容器杯垫于一精密称重仪上，所述空压机通过气管连接各胶体送料装置，胶体送料装置由电磁阀控制开关，其出料端设有大胶阀、小胶阀，大胶阀、小胶阀通过软管各连接一电磁阀，电磁阀与PLC控制器连接，该PLC控制器通过精密称重仪所称的重量反馈信息，控制电磁阀的开与关；粉末送料装置连接PLC控制器，该PLC控制器通过精密称重仪所称的重量反馈信息，控制粉末送料装置的送料速度、振动频率、电机转速、运行电压大小，并达到精密配比。
【专利说明】-种LED胶粉精密自动配料方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及精密仪器领域，尤其涉及一种LED胶粉精密自动配料方法，该方法可 对各种粉末、液体达到高精度的配比。
【背景技术】
[0002] 在试验分析、微量元素添加、精细化工等领域，配料的精度要求很高，一般需要达 到±10mg，更高场合的要求需要达到±0. 5mg。
[0003] 目前，在需要精确配比、高精度配料场合，基本还是采用人工配比方式，精度和重 复度均靠操作人员人工决定。精度方面，由于操作人员重复劳动强度较大，很难保证在 0. 5mg范围的精度。重复度方面，由于每个操作人员的操作水平和各种原料的特性不一致， 将会导致重复度方面没有任何可靠性和可重复性。
[0004] 另外，一些原料具有特殊的吸湿性，在开放的环境中，非常容易吸潮变质，对于配 料成品的质量具有一定的影响。而由于人工操作的环境不可能进行密闭，在使用吸湿性原 料时，配料的质量不能得到很好地保证。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题在于提供了一种LED胶粉精密自动配料方法，该方法搭 配适当、可靠地机械设备，可以在精密配料的应用方面达到用户的精度要求，同时可以提高 配料的重复度。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明通过以下方案来实现：一种LED胶粉精密自动配料 方法，该方法通过硬件及软件共同实现，软件安装在一 PLC控制器系统内，该PLC控制器带 有触摸显示屏，硬件包括若干粉末送料装置、若干胶体送料装置及一台空压机，各装置的出 料口集中在一起，并在出料口下端设有一容器杯，容器杯垫于一精密称重仪上，所述空压机 通过气管连接各胶体送料装置，胶体送料装置由电磁阀控制开关，其出料端设有大胶阀、小 胶阀，大胶阀、小胶阀通过软管各连接一电磁阀，电磁阀与PLC控制器连接，该PLC控制器通 过精密称重仪所称的重量反馈信息，控制电磁阀的开与关；所述粉末送料装置连接PLC控 制器，该PLC控制器通过精密称重仪所称的重量反馈信息，控制粉末送料装置的送料速度、 振动频率、电机转速、运行电压大小，并达到精密配比。
[0007] 进一步的，胶体送料装置进行送料时，PLC控制器通过精密称重仪所称的重量反馈 信息，控制电磁阀的开与关，其具体控制方式如下： 1) 、开启空压机，当仪表气压值稳定后，精密称重仪显示重量清零复位，设置运行参 数； 2) 、在触摸显示屏上设定需求落料总量Mg,当M > Ig时，分粗分与细分两步：当M〈lg 时，只用细分一步； 粗分由五段控制送料： 第一段控制电磁阀开启至关闭时间为T，触摸显示屏显示重量为Mlg ; 第二段控制电磁阀开启至关闭时间为T，触摸显示屏显示重量为M2g ; 第三段控制电磁阀开启至关闭时间为2T，触摸显示屏显示重量为M3g ; 第四段运行时间为计算值，具体计算公式如下： T*[M-0. 3-M3-2*(M2-Ml) - (M3-M2)]/[(M3-M2)-(M2-M1)]+T，触摸显示屏显示重量为 M4 ； 第五段运行时间为计算值，具体计算公式如下： T* [M-Ο. 3-M4- (M2-M1) ] / [ (M4-M3) - (M3-M2) ] +T，触摸显示屏显示重量为 M5 ; 细分由七段控制送料，其送料总重量为M-M5 ; 第一段控制电磁阀开启至关闭时间为T2，触摸屏显示重量为M6克； 第二段控制电磁阀开启至关闭时间为T2，触摸屏显示重量为M7克； 第三段控制电磁阀开启至关闭时间为T2，触摸屏显示重量为M8克； 第四段控制电磁阀开启至关闭时间为2 T2，触摸屏显示重量为M9克； 第五段运行时间为计算值，具体计算公式如下： T2* [ (M-M5) -M9-2* (M8-M7) - (M9-M8) ] / [ (M9-M8) - (M8-M7) ] + T2，触摸屏显示重量为 MlO ； 第六段运行时间为计算值，具体计算公式如下： T2*[ (M-M5)-M10-2*(M8-M7)]/[(M9-M8)-(M8-M7)]+ T2，触摸屏显示重量为 Mil; 第七段运行时间为计算值，具体计算公式如下： T2*[ (M-M5)-M11-(M8-M7)]/[(M9-M8)-(M8-M7)]+ T2，触摸屏显示重量为 M12 ;M12 的 值与M基本相等，其偏差值在±3mg以内。
[0008] 进一步的，粉末送料装置包括点振输送装置及螺杆振动输送装置，点振输送装置 只通过直线振动的方式进行送料，螺杆振动输送装置设有电机、直线振动器，输送管道上设 有与电机连接的螺杆，该装置是通过螺杆推进加直线振动对粉末进行送料；进行送料时， PLC控制器通过精密称重仪所称的重量反馈信息，控制粉末送料装置进行送料的振动频率 或振动电压及电机转速； 点振输送装置分七段控制，每段预设重量，其设置的重量为所需总重量值减去已落料 的重量值，当精密称重仪所称的重量达到预设重量时，PLC会切换至下一段的设定重量运 行。第一段设为连续振动，出料速度很快；第二段设为点振(即等待一段时间后，再振动一段 时间，两个时间不同，出料速度不同)，开始减慢出料速度；第三段到第六段，也采用点振方 式，只是出料速度逐渐减少；第七段的点振速度设为每振动一下，落料为〇. Img以下； 螺杆振动输送装置分七段控制，每段预设重量，其设置的重量为所需总重量值减去已 落料的重量值，当精密称重仪所称的重量达到预设重量时，PLC控制器会切换至下一段的设 定重量运行。运行至第五段、六段、七段时，振动频率变慢、电机转速降低，电机带动的螺杆 转速变慢，可达到小于〇. Img的输送精度。
[0009] 进一步的，上述各装置都安装在一个箱体内，箱体的门体开合的缝隙处，都设密封 圈密封，防止空气流通，影响称重精度。
[0010] 进一步的，所述箱体内设有一热能干燥器，该热能干燥器置于箱体内壁上，正对上 述各装置的投料口，以确保箱体内物料不受潮。
[0011] 进一步的，所述大胶阀、小胶阀为胶体送料装置的出料端，大胶阀为五段出料，用 于分配0. 3g以上的胶量；小胶阀用于分配剩余的0. 3g，包括大胶阀分配后的偏差值，采用 七段分配。
[0012] 进一步的，还包括以下方法，该方法是通过A胶、B胶的实际出胶量，与所需总量比 例来计算出C粉、D粉、E粉、F粉的实际分配值，其具体方式如下： 1 )、A胶、B胶需求量为MAg、MBg，实际出胶量为Mag、Mbg ; 2) 、，C粉需求量为MCg，通过A胶、B胶的实际出胶量Mag、Mbg，C粉实际分配值为 Mc=MC*(MA+MB)/(Ma+Mb)； 3) 、D粉、E粉、F粉的实际分配值与步骤2中的C粉计算方式相同。
[0013] 本发明的有益效果是：相对于人工操作，机械设备和可编程控制器在重复度方面 具有非常优越的特性。在各种原料和各种配方的精密配料过程中，机械设备和可编程控制 器的软件，都能比较稳定可靠地达到精度和重复度的要求。同时，在机械设计方面，也采用 了密闭环境并进行恒温恒湿的控制，可以有效的保证原料不会因为环境湿度变化而产生质 量问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1为本发明各装置连接原理示意图。
[0015] 图2为本发明实施例1中A胶、B胶配料原理示意图。
[0016] 图3为本发明实施例2中C、D、E、F粉配料原理示意图。
[0017] 图4为本发明精密配料软件控制原理流程图。
[0018] 图5为本发明精密配料软件A胶、B胶手动运行出胶测试流程图。
[0019] 图6为本发明自动配料流程图。
[0020] 图7为本发明物料用量统计模块详细流程图。
【具体实施方式】
[0021] 以下结合附图对本发明作详细说明。
[0022] 配料设备为了达到更高的精度要求和重复度的要求，配备了一种高精度配料软 件，可以在精密配料的应用方面达到用户的精度要求，同时可以很大程度上的提高配料的 重复度。
[0023] 如图1至图3所示，一种LED胶粉精密自动配料方法，该方法通过硬件及软件共同 实现，软件安装在一 PLC控制器系统内，该PLC控制器带有触摸显示屏，硬件包括若干粉末 送料装置、若干胶体送料装置及一台空压机，各装置的出料口集中在一起，并在出料口下端 设有一容器杯，容器杯垫于一精密称重仪上，所述空压机通过气管连接各胶体送料装置，胶 体送料装置由电磁阀控制开关，其出料端设有大胶阀、小胶阀，大胶阀、小胶阀通过软管各 连接一电磁阀，电磁阀与PLC控制器连接，该PLC控制器通过精密称重仪所称的重量反馈信 息，控制电磁阀的开与关；所述粉末送料装置连接PLC控制器，该PLC控制器通过精密称重 仪所称的重量反馈信息，控制粉末送料装置的送料速度、振动频率、电机转速、运行电压大 小，并达到精密配比。
[0024] 胶体送料装置进行送料时，PLC控制器通过精密称重仪所称的重量反馈信息，控制 电磁阀的开与关，其具体控制方式如下： 1) 、开启空压机，当仪表气压值稳定后，精密称重仪显示重量清零复位，设置运行参 数； 2) 、在触摸显示屏上设定需求落料总量Mg,当M > Ig时，分粗分与细分两步：当M〈lg 时，只用细分一步； 粗分由五段控制送料： 第一段控制电磁阀开启至关闭时间为T，触摸显示屏显示重量为Mlg ; 第二段控制电磁阀开启至关闭时间为T，触摸显示屏显示重量为M2g ; 第三段控制电磁阀开启至关闭时间为2T，触摸显示屏显示重量为M3g ; 第四段运行时间为计算值，具体计算公式如下： T*[M-0. 3-M3-2*(M2-Ml) - (M3-M2)]/[(M3-M2)-(M2-M1)]+T，触摸显示屏显示重量为 M4 ； 第五段运行时间为计算值，具体计算公式如下： T* [M-Ο. 3-M4- (M2-M1) ] / [ (M4-M3) - (M3-M2) ] +T，触摸显示屏显示重量为 M5 ; 细分由七段控制送料，其送料总重量为M-M5 ; 第一段控制电磁阀开启至关闭时间为T2，触摸屏显示重量为M6克； 第二段控制电磁阀开启至关闭时间为T2，触摸屏显示重量为M7克； 第三段控制电磁阀开启至关闭时间为T2，触摸屏显示重量为M8克； 第四段控制电磁阀开启至关闭时间为2 T2，触摸屏显示重量为M9克； 第五段运行时间为计算值，具体计算公式如下： T2* [ (M-M5) -M9-2* (M8-M7) - (M9-M8) ] / [ (M9-M8) - (M8-M7) ] + T2，触摸屏显示重量为 MlO ； 第六段运行时间为计算值，具体计算公式如下： T2*[ (M-M5)-M10-2*(M8-M7)]/[(M9-M8)-(M8-M7)]+ T2，触摸屏显示重量为 Mil; 第七段运行时间为计算值，具体计算公式如下： T2*[ (M-M5)-M11-(M8-M7)]/[(M9-M8)-(M8-M7)]+ T2，触摸屏显示重量为 M12 ;M12 的 值与M基本相等，其偏差值在±3mg以内。
[0025] 粉末送料装置包括点振输送装置及螺杆振动输送装置，点振输送装置只通过直线 振动的方式进行送料，螺杆振动输送装置设有电机、直线振动器，输送管道上设有与电机连 接的螺杆，该装置是通过螺杆推进加直线振动对粉末进行送料；进行送料时，PLC控制器通 过精密称重仪所称的重量反馈信息，控制粉末送料装置进行送料的振动频率或振动电压及 电机转速；点振输送装置分七段控制，每段预设重量，其设置的重量为所需总重量值减去已 落料的重量值，当精密称重仪所称的重量达到预设重量时，PLC会切换至下一段的设定重量 运行。第一段设为连续振动，出料速度很快；第二段设为点振(即等待一段时间后，再振动一 段时间，两个时间不同，出料速度不同)，开始减慢出料速度；第三段到第六段，也采用点振 方式，只是出料速度逐渐减少；第七段的点振速度设为每振动一下，落料为〇. Img以下； 螺杆振动输送装置分七段控制，每段预设重量，其设置的重量为所需总重量值减去已 落料的重量值，当精密称重仪所称的重量达到预设重量时，PLC控制器会切换至下一段的设 定重量运行。运行至第五段、六段、七段时，振动频率变慢、电机转速降低，电机带动的螺杆 转速变慢，可达到小于〇. Img的输送精度。
[0026] 上述各装置都安装在一个箱体内，箱体的门体开合的缝隙处，都设密封圈密封，防 止空气流通，影响称重精度。
[0027] 所述箱体内设有一热能干燥器，该热能干燥器置于箱体内壁上，正对上述各装置 的投料口，以确保箱体内物料不受潮。
[0028] 所述大胶阀、小胶阀为胶体送料装置的出料端，大胶阀为五段出料，用于分配0.3g 以上的胶量；小胶阀用于分配剩余的〇. 3g，包括大胶阀分配后的偏差值，采用七段分配。
[0029] 上述各装置都安装在一个箱体内，箱体的门体开合的缝隙处，都设密封圈密封，防 止空气流通，影响称重精度。
[0030] 如图4至图6所示，本发明精密配料软件，该软件采用工业标准RJ45以太网接口， 在软件和控制器之间，使用ProfiNET网络进行通信，所述软件包括手动调试、运行模块和 自动运行模块，手动调试、运行模块包括A胶、B胶、C粉、D粉、E粉、F粉的手动调试和运行， 自动运行模块参数设置完毕后，控制器自动控制设备进行配料运行。所述手动调试、运行模 块可以修改A胶、B胶的出料时间，排空操作；C粉、D粉、E粉、F粉振动器的输出电压、输出 频率以及步进控制器的运行速度，一共分为5档速度可调，主要用于新配比的测试和自动 运行的准备。所述手动调试、运行模块还可以单步运行，A胶、B胶、C粉、D粉、E粉、F粉都 可以单独进行配料添加，主要用于新类型原料的初始测试，可以查找最佳运行参数，并进行 重复性测试。所述自动运行模块在自动运行过程中，对每种物料的添加独立设置超量报警， 在产生报警后，需要人工复位后，方可进行下次全自动配料。本发明软件还包括物料用量 统计模块，根据各种物料的使用情况，独立进行物料的用量统计，在物料少于设定值时进行 报警，乃至停止运行，报警提示操作人员提前添加物料，并防止物料不足时无法完成配料工 作。本发明软件还预留标准工业以太网接口（PR0FINET)，提示支持标准以太网功能（TCP、 UDP、SNMP、NTP)，可以方便的进行联网控制以及管理。本发明软件还包括一检测故障模块， 该模块时刻在检测运行条件、运行过程中的故障，同时通过报警灯进行报警。例如物料缺料 报警，运行过程出错报警等功能。
[0031] 在每次上电后，天平会自动清零。在程序运行过程中，可以随时手动进行天平清 零。
[0032] 天平在运行时，需要定期根据国家衡器管理制度，定期进行指定质量监督部门进 行检验，合格后方可使用。程序使用和天平运行时，需要定期进行手动校准，校准的流程由 程序提示并由操作工按照提示完成。
[0033] 本发明软件可以实现各流程的单步运行，方便各种物料原材料的单独重复性测 试。
[0034] 本发明软件自动运行，其误差计算精确到0. Img的精度，使粉末配比精度适应各 种领域的配比要求。
[0035] 如图7所示，物料用量统计模块，根据各种物料的使用情况，独立进行物料的用量 统计，在物料少于设定值时进行报警，乃至停止运行，报警提示操作人员提前添加物料，并 防止物料不足时无法完成配料工作。
[0036] 本发明软件中各功能块均可进行加密保护。同时可以使用控制器自带密码保护功 能。达到相关国际、国家标准。在编程软件支持下，可以方便的移植到相应类型的控制器中， 本发明软件程序不需要做任何修改即可完成移植。
[0037] 对于生产调度者：使用本发明软件可以非常方便的联网管理，对生产过程进行控 制和监视，并且能够随时通过网络更改配料配方，系统优化等功能。
[0038] 对配料操作者：本发明软件使用傻瓜式操作，设定参数完成后，一键式启动即可自 动配料。同时，本发明软件可以自动检测故障并进行声光语音报警。
[0039] 以下用实施例对本发明作具体说明，例：需要配比一种A胶10g、B胶6g、C粉12g、 F粉18g的混合物，因 A胶为IOg > lg，需要使用粗分与细分两步，粗分为5段出料，其出 料值为9. 7g，细分为7段出料，其出料值为0. 3g，具体出料方式如下： 实施例1，如下表所示：
【权利要求】
1. 一种LED胶粉精密自动配料方法，该方法通过硬件及软件共同实现，软件安装在一 PLC控制器系统内，该PLC控制器带有触摸显示屏，硬件包括若干粉末送料装置、若干胶体 送料装置及一台空压机，各装置的出料口集中在一起，并在出料口下端设有一容器杯，容器 杯垫于一精密称重仪上，其特征在于：所述空压机通过气管连接各胶体送料装置，胶体送料 装置由电磁阀控制开关，其出料端设有大胶阀、小胶阀，大胶阀、小胶阀通过软管各连接一 电磁阀，电磁阀与PLC控制器连接，该PLC控制器通过精密称重仪所称的重量反馈信息，控 制电磁阀的开与关；所述粉末送料装置连接PLC控制器，该PLC控制器通过精密称重仪所称 的重量反馈信息，控制粉末送料装置的送料速度、振动频率、电机转速、运行电压大小，并达 到精密配比。
2. 根据权利要求1所述的一种LED胶粉精密自动配料方法，其特征在于，胶体送料装置 进行送料时，PLC控制器通过精密称重仪所称的重量反馈信息，控制电磁阀的开与关，其具 体控制方式如下： 1) 、开启空压机，当仪表气压值稳定后，精密称重仪显示重量清零复位，设置运行参 数； 2) 、在触摸显示屏上设定需求落料总量M克，当MS 1克时，分粗分与细分两步：当M〈1 克时，只用细分一步； 粗分由五段控制送料： 第一段控制电磁阀开启至关闭时间为T，触摸屏显示重量为Ml克； 第二段控制电磁阀开启至关闭时间为T，触摸屏显示重量为M2克； 第三段控制电磁阀开启至关闭时间为2T，触摸屏显示重量为M3克； 第四段运行时间为计算值，具体计算公式如下： T* [M-0. 3-M3-2* (M2-M1) - (M3-M2) ] / [ (M3-M2) - (M2-M1) ] +T，触摸屏显示重量为 M4 ; 第五段运行时间为计算值，具体计算公式如下： T* [M-0. 3-M4- (M2-M1) ] / [ (M4-M3) - (M3-M2) ] +T，触摸屏显示重量为 M5 ; 细分由七段控制送料，其送料总重量为M-M5 ; 第一段控制电磁阀开启至关闭时间为T2，触摸屏显示重量为M6克； 第二段控制电磁阀开启至关闭时间为T2，触摸屏显示重量为M7克； 第三段控制电磁阀开启至关闭时间为T2，触摸屏显示重量为M8克； 第四段控制电磁阀开启至关闭时间为2 T2，触摸屏显示重量为M9克； 第五段运行时间为计算值，具体计算公式如下： T2* [ (M-M5) -M9-2* (M8-M7) - (M9-M8) ] / [ (M9-M8) - (M8-M7) ] + T2，触摸屏显示重量为 M10 ； 第六段运行时间为计算值，具体计算公式如下： T2*[ (M-M5)-M10-2*(M8-M7)]/[(M9-M8)-(M8-M7)]+ T2，触摸屏显示重量为 Mil; 第七段运行时间为计算值，具体计算公式如下： T2*[ (M-M5)-M11-(M8-M7)]/[(M9-M8)-(M8-M7)]+ T2，触摸屏显示重量为 M12 ;M12 的 值与M基本相等，其偏差值在±3mg以内。
3. 根据权利要求1所述的一种LED胶粉精密自动配料方法，其特征在于，粉末送料装置 包括点振输送装置及螺杆振动输送装置，点振输送装置只通过直线振动的方式进行送料， 螺杆振动输送装置设有电机、直线振动器，输送管道上设有与电机连接的螺杆，该装置是通 过螺杆推进加直线振动对粉末进行送料；进行送料时，PLC控制器通过精密称重仪所称的 重量反馈信息，控制粉末送料装置进行送料的振动频率或振动电压及电机转速； 点振输送装置分七段控制，每段预设重量，其设置的重量为所需总重量值减去已落料 的重量值，当精密称重仪所称的重量达到预设重量时，PLC会切换至下一段的设定重量运 行；第一段设为连续振动，出料速度很快；第二段设为点振（即等待一段时间后，再振动一 段时间，两个时间不同，出料速度不同)，开始减慢出料速度；第三段到第六段，也采用点振 方式，只是出料速度逐渐减少；第七段的点振速度设为每振动一下，落料为〇. lMg以下； 螺杆振动输送装置分七段控制，每段预设重量，其设置的重量为所需总重量值减去已 落料的重量值，当精密称重仪所称的重量达到预设重量时，PLC控制器会切换至下一段的设 定重量运行； 运行至第五段、六段、七段时，振动频率变慢、电机转速降低，电机带动的螺杆转速变 慢，可达到小于〇. lmg的输送精度。
4. 根据权利要求1所述的一种LED胶粉精密自动配料方法，其特征在于：上述各装置 都安装在一个箱体内，箱体的门体开合的缝隙处，都设密封圈密封，防止空气流通，影响称 重精度。
5. 根据权利要求4所述的一种LED胶粉精密自动配料方法，其特征在于：所述箱体内 设有一热能干燥器，该热能干燥器置于箱体内壁上，正对上述各装置的投料口，以确保箱体 内物料不受潮。
6. 根据权利要求1或2所述的一种LED胶粉精密自动配料方法，其特征在于：所述大 胶阀、小胶阀为胶体送料装置的出料端，大胶阀为五段出料，用于分配〇. 3g以上的胶量；小 胶阀用于分配剩余的〇. 3g，包括大胶阀分配后的偏差值，采用七段分配。
7. 根据权利要求1所述的一种LED胶粉精密自动配料方法，其特征在于，还包括以下方 法，该方法是通过A胶、B胶的实际出胶量，与所需总量比例来计算出C粉、D粉、E粉、F粉 的实际分配值，其具体方式如下： 1) 、A胶、B胶需求量为MA克、MB克，实际出胶量为Ma克、Mb克； 2) 、，C粉需求量为MC克，通过A胶、B胶的实际出胶量Ma克、Mb克，C粉实际分配值 为 Mc=MC* (MA+MB) AMa+Mb); 3) 、D粉、E粉、F粉的实际分配值与步骤2中的C粉计算方式相同。
【文档编号】B01F15/04GK104415706SQ201310366821
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月21日 优先权日:2013年8月21日
【发明者】杨建华, 匡洪波, 修晖, 曹志宏 申请人:深圳市靶心配比科技有限公司