——組合秤稱量技術(shù)的廣泛應(yīng)用

［摘要］稱量是定量稱重包裝系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，組合稱量可以實(shí)現(xiàn)高速、高精度定量包裝。文中介紹了組合秤的工作原理，控制系統(tǒng)組成，提出了早日在國(guó)內(nèi)普及的愿望。

關(guān)鍵詞：組合秤；定量包裝；模擬式信號(hào)；數(shù)字式稱重傳感器

隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品的定量包裝廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，并通過(guò)借助于微機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行同步計(jì)量。尤其是小秤量定量包裝，要求計(jì)量準(zhǔn)確度高、包裝出接近或略大于標(biāo)定值的*計(jì)算值作為物料的輸出量。常規(guī)的定量包裝秤是單體秤，對(duì)均勻且顆粒較小的散體物料，尚可勉強(qiáng)進(jìn)行定量稱重，但包裝速度zui快為15 ～30 包/ min，但對(duì)于象糖塊、干果、薯片等不均勻的物品如果用單體秤稱量，無(wú)論是稱量準(zhǔn)確度與速度都較難滿足生產(chǎn)要求?；诮M合稱量技術(shù)的電腦組合秤，可有效提高計(jì)量精度和速度，解決了不均勻物品的計(jì)量包裝問(wèn)題。電腦組合秤按料斗頭數(shù)分，有8、10 、14 、16 、20 、24 、28 頭，較常用的為10 和14 頭。電腦組合秤是衡器行業(yè)中一種智能組合型定量自動(dòng)包裝衡器，組合稱量技術(shù)滿足大批量生產(chǎn)需要，拓展了稱量功能和應(yīng)用范圍，為稱量的概念增加了新的內(nèi)容。

一．     組合秤稱量的工作原理

物料通過(guò)提升機(jī)落在組合秤的橫切斗內(nèi)，通過(guò)振機(jī)振動(dòng)，使物料在錐形漏斗上把產(chǎn)品均勻分布到線性進(jìn)料器盤中。當(dāng)橫切斗中沒有物料或物料不夠時(shí)就會(huì)被水平光電檢測(cè)器測(cè)出，就向主板發(fā)出信號(hào)，再通過(guò)主板向輸送機(jī)發(fā)出給料信號(hào)加料。物料經(jīng)過(guò)線性進(jìn)料器振動(dòng)，通過(guò)振幅和振機(jī)時(shí)間把產(chǎn)品送到每個(gè)緩沖料斗中。然后驅(qū)動(dòng)設(shè)備即步進(jìn)電機(jī)工作，打開緩沖料斗將物料送到進(jìn)入稱重料斗中。

產(chǎn)品在稱重料斗中，通過(guò)傳感器產(chǎn)生重量信號(hào)，再通過(guò)引線傳送到控制設(shè)備的主板上，主板上的CPU讀起并記錄每個(gè)稱重斗的重量，再通過(guò)計(jì)算、分析、組合，選出zui接近目標(biāo)重量的組合稱重斗，在CPU收到包裝機(jī)發(fā)出的允許放料信號(hào)就發(fā)出命令啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)器打開集料斗把產(chǎn)品卸到包裝機(jī)，并向包裝機(jī)發(fā)出包裝信號(hào)。

加料過(guò)程在總體上服從正態(tài)分布，雖然離散性大，但若有足夠多的組合數(shù)，則多個(gè)單元組合可得到高精度的整體，加料的結(jié)果是由稱重和計(jì)算組合而成的，這與傳統(tǒng)的計(jì)量方式有著本質(zhì)的區(qū)別。利用這種高技術(shù)的工作原理，可優(yōu)于普通自動(dòng)定量裝置的速度和精度。而且，不僅可對(duì)不規(guī)則塊狀物進(jìn)行計(jì)量，一切可流動(dòng)的物料均可采用電腦組合秤定量。

    一般的單頭秤在即將達(dá)到目標(biāo)重量時(shí)，為了保證精度，喂料速度不能太快，而電腦組合秤可以快速喂料，每個(gè)料斗的加料量通常定為目標(biāo)重量的1/3 到1/5。組合秤進(jìn)行組合計(jì)算時(shí)僅用部分組合，計(jì)算機(jī)根據(jù)參與組合的頭數(shù)，按下式可計(jì)算出其組合數(shù)：n=Cⁱ_m=m!/i!m-i!，其中：m為稱量斗的總數(shù)，I為參與組合的斗數(shù)。通常m、I增加，可能的組合數(shù)就增加，則得到合格品的可能姓就越大。然而，盡管微機(jī)的運(yùn)算速度很快，但過(guò)多的組合數(shù)會(huì)導(dǎo)致包裝速度的降低，且增加成本。從合理性和經(jīng)濟(jì)性來(lái)看，m通常取8到16，而I一般取3～5。

二．組合稱量的控制系統(tǒng)

組合秤在工作時(shí)，要完成70 包/ min（1 包/s）以上的能力，即至少要在1s 鐘內(nèi)完成重量檢測(cè)、組合計(jì)算、查找*組合等，從而完成一次包裝，其中組合計(jì)算費(fèi)時(shí)相對(duì)較多，高性能的單片機(jī)或PLC，可直接完成檢測(cè)、計(jì)算、控制輸出，既能滿足組合秤實(shí)時(shí)控制的精度要求，又能滿足包裝速度要求，是一種較有效的控制方式?？刂葡到y(tǒng)工作時(shí)，由單片機(jī)或PLC發(fā)信號(hào)給多路開關(guān)，分時(shí)選擇10 個(gè)稱重傳感器，信號(hào)經(jīng)放大、A/D 轉(zhuǎn)換，輸入到單片機(jī)或PLC，并對(duì)10 個(gè)輸入值進(jìn)行組合計(jì)算，得到*組合所在的一組稱量斗編號(hào)，根據(jù)編號(hào)控制對(duì)應(yīng)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和方向，使該組料門打開，完成卸料，然后關(guān)閉料門；儲(chǔ)料斗中的料位由光電檢測(cè)開關(guān)檢測(cè)。另外，本系統(tǒng)還設(shè)計(jì)了顯示、報(bào)警和鍵盤電路，使系統(tǒng)功能更加完善。

三．結(jié)語(yǔ)

組合稱量技術(shù)以其高精度，高速度代表了當(dāng)今稱量技術(shù)的zui高水平及發(fā)展的方向，以前我國(guó)主要靠從日本、澳大利亞等國(guó)進(jìn)口，由于價(jià)格昂貴，阻礙了電腦組合秤的廣泛應(yīng)用與普及。但隨著我國(guó)的商品包裝向高速、高準(zhǔn)確度的方向快速發(fā)展，電腦組合秤必會(huì)快速地進(jìn)入我國(guó)的商品加工、包裝行業(yè)?？梢哉f(shuō)，包裝行業(yè)的發(fā)展推動(dòng)了稱量技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)，稱量技術(shù)也提高了包裝水平，促進(jìn)了包裝行業(yè)的發(fā)展。

中山市精威包裝機(jī)械有限公司（http:// www.multiweigh.com.cn）采用*的數(shù)字式電腦組合構(gòu)件和元件，其穩(wěn)定的性能、誠(chéng)信的售后服務(wù)、更加貼近國(guó)內(nèi)食品終端的價(jià)格，已贏得了大量食品廠家的青睞與推崇。精威組合秤在技術(shù)方面的上檔次，讓原本被視為“貴族產(chǎn)品”的電腦組合秤不再列為大企業(yè)的，國(guó)內(nèi)更多追求高速度、率的企業(yè)，紛紛淘汰以往容杯式或全人工等費(fèi)料費(fèi)人工的定量稱重包裝生產(chǎn)線，用高科技、自動(dòng)化程度更高的組合秤定量稱重包裝系統(tǒng)來(lái)武裝自己。從而掀起了一場(chǎng)提升生產(chǎn)與設(shè)備管理的“新革命”?。ㄗ澹簩W(xué)謙  ：）