专利名称：一种金条自动配重系统及其配重方法
技术领域：
本发明属于金条配重技术领域，特别涉及一种金条自动配重系统及其配重方法。
背景技术：
在国内金条生产过程中，金条的配重 一直采用人工配重的方法，其配重速度慢，配重精度低，而且存在一定安全隐患。
发明内容
本发明专利的发明目的在于针对上述存在的问题，提供ー种快速、精确、稳定的金条自动配重系统及其配重方法，其扩大了金条的生产能力，増加了经济效益。本发明的技术方案是这样实现的
一种金条自动配重系统，其特征在于包括用于不同规格重量的黄金珠料配重的金珠配重単元、用于不同规格直径的金丝配重的金丝配重単元、取料単元、用于将上ー个配重单元的料杯传送到下一个配重単元的传送机构、计算机配重系统和编程控制器，所述金珠配重単元包括电子天平、自动仓料和振动送料器，所述金丝配重単元包括电子天平和自动配丝机，所述金珠配重単元和金丝配重単元的电子天平分别与计算机配重系统连接，所述自动仓料的控制部件、振动送料器的控制器和自动配丝机的控制部件分别与编程控制器连接，所述编程控制器与计算机配重系统连接。本发明所述的金条自动配重系统，其所述金珠配重単元包括粗珠金料配重単元和细珠金料配重単元，所述金丝配重単元包括粗丝配料単元和细丝配料単元，所述粗珠金料配重単元和细珠金料配重単元分别包括与之对应的电子天平、自动仓料和振动送料器，所述粗丝配料単元和细丝配料単元分别包括与之对应电子天平和自动配丝机。本发明所述的金条自动配重系统，其所述自动配丝机包括步进电机、与步进电机动カ输出端连接的牵引机构、气缸以及与气缸驱动端连接的刀具，所述步进电机的控制部件与编程控制器连接。本发明所述的金条自动配重系统，其配重系统的工作平台由配料工作台和天平エ作台两部分组成，配料工作台的上下层通过五根支撑住从天平工作台穿过组成一个互不接触的整体结构。本发明所述的金条自动配重系统，其在所述天平工作台上安装有玻璃窗，在所述工作台上安装了具有减震功能的减震台面。一种金条自动配重系统的配重方法，其特征在于包括以下步骤
a)、在金珠配重単元中，第一エ位的粗珠金料配重単元和第二エ位的细珠金料配重单元的自动仓料向振动送料器加料，送料量由红外线光电检测器检测，编程控制器接收到计算机配重系统发来的指令后，转换成O IOV直流电压模拟信号输出给振动送料器的控制器，振动送料器的控制器通过频率和交流电压控制振动送料器给对应电子天平配重；
b)、在金丝配重単元中，编程控制器接收到计算机配重系统发来的指令数据后，经过计算分别向第三エ位的粗丝配料単元和第四エ位的细丝配料単元对应的步进电机驱动器发出IOOOHZ频率脉冲，步进电机驱动器驱动步进电机旋转,牵引机构带动金丝前行，金丝的长度由脉冲的数量決定，脉冲输出完毕后，编程控制器控制气缸的电磁阀动作，气缸带动刀具切割金丝，配丝动作完成；
C)、在步骤a)和步骤b)的配重完成后，传送机构将每个配重单元エ位上的料杯同时依次传送到下一个配重单元エ位，最后传送到取料单元エ位，即第一エ位料杯传送到第二エ位，第二エ位料杯传送到第三エ位，第三エ位料杯传送到第四エ位，第四エ位料杯送到第五取料エ位，第五エ位取完料后的空料杯又送回到第一エ位，依次循环。本发明所述的金条自动配重系统的配重方法，其在所述步骤a)中，振动送料器给电子天平配重的速度由称重设定值与实际重量的偏差值决定，配重速度与偏差值成正比关系，先快后慢，配重时间为16秒 18秒。
本发明所述的金条自动配重系统的配重方法，其在所述步骤b)中，脉冲的数量由称重设定值与实际重量的偏差值决定，脉冲的数量与偏差值成正比关系。本发明所述的金条自动配重系统的配重方法，其在所述步骤a)和步骤b)的配重状态时，其四个エ位是同时配重的。本发明所述的金条自动配重系统的配重方法，其在进行步骤a)和步骤b)之前，计算机配重系统首先会设置金条的规格和数量，在配重过程中，通过数据采集卡同步采集四个エ位电子天平的称重数据值，通过将数据进行分析计算，判断电子天平的工作状态。本发明所述的金条自动配重系统的配重方法，其所述电子天平的工作状态包括未放杯料状态、未到配重值状态、配重状态、配重完毕状态和超差状态，计算机配重系统将姆种状态換算成相应的输出指令格式，同时在配重完毕状态时，将数据发送到数据库保存，并将输出指令数据通过输出端ロ传送到编程控制器。本发明所述的金条自动配重系统的配重方法，其所述编程控制器输入端ロ接收直流低压24伏检测信号，所述检测信号包括红外光电检测信号，料仓接近开关信号，传动机构位置检测开关信号，气缸磁性开关信号，光纤放大器的光感信号。本发明所述的金条自动配重系统的配重方法，其在步骤a)和步骤b)中，编程控制器将计算机配重系统的数据和命令以及检测信号进行逻辑判断和计算后，通过输出端控制与之连接的外部执行机构。本发明所述的金条自动配重系统的配重方法，其在所述步骤c)中，所述传送机构采用内部具有涡轮蜗杆结构的升降旋转分割器，在旋转轴上安装定位装置，当一次配料完成后，先将料杯升起，然后旋转一定角度再放下，进入下一エ位配料，依次在五个エ位之间循环。本发明所述的金条自动配重系统的配重方法，其在所述配重过程中，配重的环境温度为20 25度，相对湿度为50% 70%。本发明通过以计算机配重系统为控制核心，编程控制器为控制枢纽，通过对金珠配重単元、金丝配重単元和取料単元的控制，采用分级配重法，分别完成称重数值十位，小数点后I位，小数点后2位,小数点后3位的配重，即10克以上重量、10 O. I克重量、O. I
O.01克重量、O. 01 O. 001克重量规格的配重，从而完成对金条的循环自动配重。通过该配重系统及配重方法能够提供快速、精确、稳定的金条自动配重。扩大了金条的生产能力，増加了经济效益，提高了市场竞争力。
图I是本发明金条自动配重系统的工作流程图。图2是本发明中计算机配重系统的程序流程图。
具体实施例方式下面结合附图，对本发明作详细的说明。为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进ー步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。如图I和2所示，一种金条自动配重系统，包括用于不同规格重量的黄金珠料配重的金珠配重単元、用于不同规格直径的金丝配重的金丝配重単元、取料単元、用于将上ー个配重単元的料杯传送到下一个配重単元的传送机构、计算机配重系统和编程控制器，所述金珠配重単元包括粗珠金料配重単元和细珠金料配重単元，所述金丝配重単元包括粗丝配料単元和细丝配料単元，所述粗珠金料配重単元和细珠金料配重単元分别包括与之对应的电子天平、自动仓料和振动送料器，所述粗丝配料単元和细丝配料単元分别包括与之对应电子天平和自动配丝机，所述金珠配重単元和金丝配重単元的电子天平分别与计算机配重系统连接，所述自动仓料的控制部件、振动送料器的控制器和自动配丝机的控制部件分别与编程控制器连接，所述编程控制器与计算机配重系统连接。其中所述电子天平采用量程为2200克得赛多利斯电子天平，其中两台可读性为I毫克，另两台为10毫克。分别在电子天平、计算机配重系统里设置好通信參数，其中波特率为2400band、校验码为偶校验、I位停止位、8位数据位、16位数据格式。在设置好通信參数后，电子天平和计算机配重系统之间用四根RS-232数据线连接，电子天平接到计算机配重系统指令后就和计算机配重系统建立起了通信；其中所述编程控制器采用的是三菱FX3U-64MR，同时扩展ー张D/A数模转换模块。其中，所述自动配丝机包括步进电机、与步进电机动カ输出端连接的牵引机构、气缸以及与气缸驱动端连接的刀具，所述步进电机的控制部件与编程控制器连接，所述牵引机构采用橡胶转轮。配重系统的工作平台由配料工作台和天平工作台两部分组成，把工作台设计成两部分的主要原因是配料设备的震动影响天平的称重精度和稳定性；为了减小整个工作台的体积，同时又不影响整个系统工作，配料工作台的上下层通过五根支撑住从天平工作台穿过组成一个互不接触的整体结构。同时为了消除风对天平的影响，在所述天平工作台上安装有玻璃窗，在所述工作台上安装了具有减震功能的大理石减震台面。一种金条自动配重系统的配重方法，包括以下步骤
a)、在金珠配重単元中，第一エ位的粗珠金料配重単元和第二エ位的细珠金料配重单元的自动仓料向振动送料器加料，送料量由红外线光电检测器检测，编程控制器接收到计算机配重系统发来的指令后，转换成O IOV直流电压模拟信号输出给振动送料器的控制器，振动送料器的控制器通过频率和交流电压控制振动送料器给对应电子天平配重；振动送料器给电子天平配重的速度由称重设定值与实际重量的偏差值决定，配重速度与偏差值成正比关系，先快后慢，配重时间为16秒 18秒。b)、在金丝配重単元中，编程控制器接收到计算机配重系统发来的指令数据后，经过计算分别向第三エ位的粗丝配料単元和第四エ位的细丝配料単元对应的步进电机驱动器发出1000HZ频率脉沖，步进电机驱动器驱动步进电机旋转，牵引机构带动金丝前行，金丝的长度由脉冲的数量決定，脉冲输出完毕后，编程控制器控制气缸的电磁阀动作，气缸带动刀具切割金丝，配丝动作完成；
脉冲的数量由称重设定值与实际重量的偏差值决定，脉冲的数量与偏差值成正比关
系O C)、在步骤a)和步骤b)的配重完成后，传送机构将每个配重单元エ位上的料杯同时依次传送到下一个配重单元エ位，最后传送到取料单元エ位，即第一エ位料杯传送到第ニエ位，第二エ位料杯传送到第三エ位，第三エ位料杯传送到第四エ位，第四エ位料杯送到第五取料エ位，第五エ位取完料后的空料杯又送回到第一エ位，依次循环；
所述传送机构采用内部具有涡轮蜗杆结构的升降旋转分割器，在旋转轴上安装定位装置，当一次配料完成后，先将料杯升起，然后旋转72度再放下，进入下一エ位配料，依次在五个エ位之间循环。其中，在所述步骤a)和步骤b)的配重状态时，其四个エ位是同时配重的，在进行步骤a)和步骤b)之前，计算机配重系统首先会设置金条的规格和数量，在配重过程中，通过数据采集卡同步采集四个エ位电子天平的称重数据值，通过将数据进行分析计算，判断电子天平的工作状态；所述电子天平的工作状态包括未放杯料状态、未到配重值状态、配重状态、配重完毕状态和超差状态，计算机配重系统将每种状态換算成相应的输出指令格式，同时在配重完毕状态时，将数据发送到EXCEL数据库保存，并将输出指令数据通过输出端ロ传送到编程控制器。所述编程控制器输入端ロ接收直流低压24伏检测信号，所述检测信号包括红外光电检测信号，料仓接近开关信号，传动机构位置检测开关信号，气缸磁性开关信号，光纤放大器的光感信号；在步骤a)和步骤b)中，编程控制器将计算机配重系统的数据和命令以及检测信号进行逻辑判断和计算后，通过输出端控制与之连接的外部执行机构。在所述配重过程中，配重的环境温度为20 25度，温度的变化对电子天平产生零点漂移，温度变化4至5度，天平就有O. 001克至O. 002克温飘误差产生；同时环境温度变化对振动送料器的工作频率也产生影响，温度变化4至5度，振动频率变化O. I赫兹左右；相対湿度为50% 70%，湿度过大会使天平表面和料杯吸附空气中的尘埃，影响称重的精度和系统稳定性；供电电源电压变化不超过额定电压的± I %，频率变化不超过额定频率的± I %，谐波失真不超过5 %,气缸气压不小于O. 3Mpa。工作场地的震动不能超过3级防震等级，震动频率不能超过5赫兹，震动强度以人无明显感觉为准，否则影响天平和步进电机驱动器的稳定性和精度。自动配重系统在稳定工作状态情况下，每根金条的配重时间为17±1秒，振动送料器金料装料位置每上升I毫米，每根金条的配重时间增加2秒。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种金条自动配重系统，其特征在于包括用于不同规格重量的黄金珠料配重的金珠配重单元、用于不同规格直径的金丝配重的金丝配重单元、取料单元、用于将上一个配重单元的料杯传送到下一个配重单元的传送机构、计算机配重系统和编程控制器，所述金珠配重单元包括电子天平、自动仓料和振动送料器，所述金丝配重单元包括电子天平和自动配丝机，所述金珠配重单元和金丝配重单元的电子天平分别与计算机配重系统连接，所述自动仓料的控制部件、振动送料器的控制器和自动配丝机的控制部件分别与编程控制器连接，所述编程控制器与计算机配重系统连接。
2.根据权利要求I所述的金条自动配重系统，其特征在于所述金珠配重单元包括粗珠金料配重单元和细珠金料配重单元，所述金丝配重单元包括粗丝配料单元和细丝配料单元，所述粗珠金料配重单元和细珠金料配重单元分别包括与之对应的电子天平、自动仓料和振动送料器，所述粗丝配料单元和细丝配料单元分别包括与之对应电子天平和自动配丝机。
3.根据权利要求I或2所述的金条自动配重系统，其特征在于所述自动配丝机包括 步进电机、与步进电机动力输出端连接的牵引机构、气缸以及与气缸驱动端连接的刀具，所述步进电机的控制部件与编程控制器连接。
4.根据权利要求3所述的金条自动配重系统，其特征在于配重系统的工作平台由配料工作台和天平工作台两部分组成，配料工作台的上下层通过五根支撑住从天平工作台穿过组成一个互不接触的整体结构。
5.根据权利要求4所述的金条自动配重系统，其特征在于在所述天平工作台上安装有玻璃窗，在所述工作台上安装了具有减震功能的减震台面。
6.一种金条自动配重系统的配重方法，其特征在于包括以下步骤 a)、在金珠配重单元中，第一工位的粗珠金料配重单元和第二工位的细珠金料配重单元的自动仓料向振动送料器加料，送料量由红外线光电检测器检测，编程控制器接收到计算机配重系统发来的指令后，转换成O IOV直流电压模拟信号输出给振动送料器的控制器，振动送料器的控制器通过频率和交流电压控制振动送料器给对应电子天平配重； b)、在金丝配重单元中，编程控制器接收到计算机配重系统发来的指令数据后，经过计算分别向第三工位的粗丝配料单元和第四工位的细丝配料单元对应的步进电机驱动器发出1000HZ频率脉冲，步进电机驱动器驱动步进电机旋转,牵引机构带动金丝前行，金丝的长度由脉冲的数量决定，脉冲输出完毕后，编程控制器控制气缸的电磁阀动作，气缸带动刀具切割金丝，配丝动作完成； c)、在步骤a)和步骤b)的配重完成后，传送机构将每个配重单元工位上的料杯同时依次传送到下一个配重单元工位，最后传送到取料单元工位，即第一工位料杯传送到第二工位，第二工位料杯传送到第三工位，第三工位料杯传送到第四工位，第四工位料杯送到第五取料工位，第五工位取完料后的空料杯又送回到第一工位，依次循环。
7.根据权利要求6所述的金条自动配重系统的配重方法，其特征在于在所述步骤a)中，振动送料器给电子天平配重的速度由称重设定值与实际重量的偏差值决定，配重速度与偏差值成正比关系，先快后慢，配重时间为16秒 18秒。
8.根据权利要求6所述的金条自动配重系统的配重方法，其特征在于在所述步骤b)中，脉冲的数量由称重设定值与实际重量的偏差值决定，脉冲的数量与偏差值成正比关系。
9.根据权利要求6所述的金条自动配重系统的配重方法，其特征在于在所述步骤a)和步骤b)的配重状态时，其四个工位是同时配重的。
10.根据权利要求9所述的金条自动配重系统的配重方法，其特征在于在进行步骤a)和步骤b)之前，计算机配重系统首先会设置金条的规格和数量，在配重过程中，通过数据采集卡同步采集四个工位电子天平的称重数据值，通过将数据进行分析计算，判断电子天平的工作状态。
11.根据权利要求10所述的金条自动配重系统的配重方法，其特征在于所述电子天平的工作状态包括未放杯料状态、未到配重值状态、配重状态、配重完毕状态和超差状态，计算机配重系统将每种状态换算成相应的输出指令格式，同时在配重完毕状态时，将数据发送到数据库保存，并将输出指令数据通过输出端口传送到编程控制器。
12.根据权利要求11所述的金条自动配重系统的配重方法，其特征在于所述编程控制器输入端口接收直流低压24伏检测信号，所述检测信号包括红外光电检测信号，料仓接近开关信号，传动机构位置检测开关信号，气缸磁性开关信号，光纤放大器的光感信号。
13.根据权利要求12所述的金条自动配重系统的配重方法，其特征在于在步骤a)和步骤b)中，编程控制器将计算机配重系统的数据和命令以及检测信号进行逻辑判断和计算后，通过输出端控制与之连接的外部执行机构。
14.根据权利要求6所述的金条自动配重系统的配重方法，其特征在于在所述步骤c)中，所述传送机构采用内部具有涡轮蜗杆结构的升降旋转分割器，在旋转轴上安装定位装置，当一次配料完成后，先将料杯升起，然后旋转一定角度再放下，进入下一工位配料，依次在五个工位之间循环。
15.根据权利要求6所述的金条自动配重系统的配重方法，其特征在于在所述配重过程中，配重的环境温度为20 25度，相对湿度为50% 70%。
全文摘要
本发明公开了一种金条自动配重系统，包括金珠配重单元、金丝配重单元、取料单元、传送机构、计算机配重系统和编程控制器，所述金珠配重单元包括电子天平、自动仓料和振动送料器，所述金丝配重单元包括电子天平和自动配丝机，所述金珠配重单元和金丝配重单元的电子天平分别与计算机配重系统连接，所述自动仓料的控制部件、振动送料器的控制器和自动配丝机的控制部件分别与编程控制器连接，所述编程控制器与计算机配重系统连接。本发明通过以计算机配重系统为控制核心，编程控制器为控制枢纽，通过对金珠配重单元、金丝配重单元和取料单元的控制，完成对金条的循环自动配重。通过该配重系统及配重方法能够提供快速、精确、稳定的金条自动配重。
文档编号G01G13/32GK102636241SQ201210121368
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月24日 优先权日2012年4月24日
发明者孔庆乔 申请人:长城金银精炼厂