預(yù)測(cè)補(bǔ)償。
[0039] 落料速度Vni，料柱直徑Cl1，稱重桶直徑D，堆積密度恒P，任意時(shí)刻t桶中物料質(zhì)量 m，料柱截面積A，稱重桶高H是可測(cè)得參數(shù)；當(dāng)t。時(shí)，桶中物料質(zhì)量為m。，落料高度為h。;當(dāng) 經(jīng)過Δ t時(shí)間之后，桶中物料質(zhì)量增加 Δ m，此時(shí)桶中物料質(zhì)量為m，則落料高度的變化量：
[0041] 此時(shí)的落料高度為：
[0042] h = h〇+ Λ h
[0045] 落料時(shí)間： CN 105151340 A 說明書 5/6 頁
由于落料初始縱向速度始終為〇,故
[0047] 此時(shí)
[0048] 空中物料量
[0049] 包裝機(jī)的系統(tǒng)延時(shí)包括稱重延時(shí)和控制延時(shí)，稱重延時(shí)是由于稱重信號(hào)處理等導(dǎo) 致的當(dāng)前質(zhì)量需經(jīng)過一段時(shí)間A、才能被識(shí)別出來，控制延時(shí)是指控制信號(hào)發(fā)出后需經(jīng) 過一段時(shí)間Aty2后執(zhí)行機(jī)構(gòu)才實(shí)際完成動(dòng)作，由于系統(tǒng)延時(shí)的長(zhǎng)短只受機(jī)器因素影響，故 視為恒定，因此從系統(tǒng)檢測(cè)到某一質(zhì)量并發(fā)出控制信號(hào)，到系統(tǒng)檢測(cè)到物料完全落入袋中 的時(shí)間差即為系統(tǒng)延時(shí)和空中落料時(shí)間的總和。
[0050] 此時(shí)系統(tǒng)延時(shí) Δ ty= Δ t yl+A ty2;
[0051] 系統(tǒng)延時(shí)物料量'
[0052] 故給料誤差
[0053] 由于物料起始高度相同，故其下落到稱量桶中的最終速度相同，即Vm恒定，則給 料誤差 Δ m = A P ( Δ ty+ Δ tz) Vm。
[0054] 通過此算法實(shí)時(shí)計(jì)算預(yù)測(cè)由于空中料柱和系統(tǒng)延時(shí)導(dǎo)致的包裝誤差A(yù)m，將Am 與當(dāng)前稱得的物料質(zhì)量相加與設(shè)定的物料質(zhì)量比較，符合誤差范圍即可停止落料，否則繼 續(xù)下料。
[0055] 落料最終速度、物料質(zhì)量、落料精度的測(cè)定方法：落料最終速度由速度傳感器獲 得；物料質(zhì)量由稱重傳感器獲得；落料精度由落料最終完成后稱得的實(shí)際物料質(zhì)量與設(shè)定 質(zhì)量相比較，計(jì)算相對(duì)誤差獲得。
[0056] 本發(fā)明的工作原理為：
[0057] 伺服電機(jī)22和變頻器25安裝在支柱上，伺服電機(jī)22接通電源轉(zhuǎn)動(dòng)，由變頻器 25調(diào)節(jié)伺服電機(jī)22的轉(zhuǎn)速；伺服電機(jī)22通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)落料傳送帶21運(yùn)動(dòng)，使平鋪 在傳送帶上的物料掉落到稱重桶17中，稱重時(shí)，速度傳感器18的敏感元件將測(cè)試點(diǎn)的速 度信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)，通過變送器處理后，進(jìn)入EM231CN模擬量輸入模塊，然后送入 S7-200PLC處理，SMART700-IE觸摸屏8顯示和檢測(cè)速度數(shù)據(jù)，同時(shí)稱重傳感器16的敏感元 件將測(cè)試點(diǎn)的速度信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)，通過變送器處理后，進(jìn)入EM231CN模擬量輸 入模塊，然后送入S7-200PLC處理；SMART700-IE觸摸屏8顯示、監(jiān)控和設(shè)定稱重?cái)?shù)據(jù)。當(dāng)通 過S7-200PLC數(shù)據(jù)計(jì)算的修正質(zhì)量值即實(shí)際當(dāng)前稱得質(zhì)量與補(bǔ)償質(zhì)量之和達(dá)到誤差標(biāo)準(zhǔn)， 則停止伺服電機(jī)22運(yùn)轉(zhuǎn)，延時(shí)片刻，稱得稱量桶17中最終實(shí)際質(zhì)量，將此質(zhì)量與設(shè)定值比 較，計(jì)算相對(duì)誤差，若相對(duì)誤差在設(shè)定范圍內(nèi)，則啟動(dòng)落料閥20,使物料落入縱封器7下方 的包裝袋內(nèi)，接著縱封器7和橫封器4分別將包裝袋縱封和橫封，用切刀3切斷，整袋物件 掉落到特定儲(chǔ)存箱中，完成一次包裝。其中包裝機(jī)上方的拉膜材料15由拉膜電機(jī)14牽引， 由光電開關(guān)12和接近開關(guān)13控制其位置實(shí)現(xiàn)包裝材料沿指定軌跡按需求多少牽引。整個(gè) 包裝進(jìn)程的操控，試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果的顯示如物料下落速度、落料時(shí)間、空中物料量、落料質(zhì)量、 落料精度、包裝袋數(shù)、包裝長(zhǎng)度等通過SMART700-IE觸摸屏實(shí)現(xiàn)。
[0058] 本發(fā)明實(shí)施例提供的用于空中料柱質(zhì)量實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)補(bǔ)償與進(jìn)料延時(shí)的高精度包裝 機(jī)，封合機(jī)構(gòu)封合未成形包裝材料、SMART700IE觸摸屏顯示并控制當(dāng)前落料速度和稱重計(jì) 數(shù)包裝情況、成型器調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)包裝袋縱封寬度和橫封長(zhǎng)度、拉膜機(jī)構(gòu)精確牽引包裝材 料下拉、稱量機(jī)構(gòu)精確控制物料所需質(zhì)量、物料傳送機(jī)構(gòu)輸送物料到達(dá)指定稱重位置、變頻 器調(diào)節(jié)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速、PLC控制電路系統(tǒng)和上位機(jī)接收處理并發(fā)出信號(hào)，該包裝機(jī)可實(shí)時(shí)預(yù) 測(cè)包裝質(zhì)量和包裝精度，準(zhǔn)確測(cè)定物料下落速度、落料時(shí)間、空中物料量、落料質(zhì)量、落料精 度等參數(shù)，利用算法實(shí)現(xiàn)空中料柱質(zhì)量實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)補(bǔ)償與進(jìn)料延時(shí)，尋找最佳的切斷給料時(shí) 亥IJ，本發(fā)明包裝精度高，工作效率高，節(jié)約勞力，稱量準(zhǔn)確，實(shí)用性強(qiáng)。
[0059] 以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變 化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明的要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及 其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種空中料柱質(zhì)量實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)補(bǔ)償與進(jìn)料延時(shí)的高精度包裝機(jī)，其特征在于：包括： 封合機(jī)構(gòu)、SMART700-IE觸摸屏、成型器調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、卸料斗、拉膜機(jī)構(gòu)、稱量機(jī)構(gòu)、給料執(zhí)行機(jī) 構(gòu)、伺服電機(jī)、變頻器、PLC控制電路系統(tǒng)和上位機(jī)等，所述封合機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述成型調(diào)節(jié)機(jī) 構(gòu)的下部，所述SMART700-IE觸摸屏設(shè)置于所述成型調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的旁側(cè)，所述拉膜機(jī)構(gòu)設(shè)置 于所述成型調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的上部，所述PLC控制機(jī)箱設(shè)置于所述封合機(jī)構(gòu)的旁測(cè)，所述卸料斗、 所述稱重機(jī)構(gòu)均位于所述PLC控制機(jī)箱的上端，所述物料傳送機(jī)構(gòu)位于所述稱重機(jī)構(gòu)的正 上方，所述PLC控制電路系統(tǒng)設(shè)置于所述PLC控制機(jī)箱內(nèi)，所述封合機(jī)構(gòu)、SMART700-IE觸 摸屏、拉膜機(jī)構(gòu)、稱量機(jī)構(gòu)、給料執(zhí)行機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)、變頻器均與所述PLC控制電路系統(tǒng)電 連接，所述PLC控制電路系統(tǒng)與所述上位機(jī)相連接，所述SMART700-IE觸摸屏與所述上位機(jī) 相連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空中料柱質(zhì)量實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)補(bǔ)償與進(jìn)料延時(shí)的高精度包裝 機(jī)，其特征在于：所述包裝機(jī)還設(shè)置有腳輪、地腳螺栓、支架、支柱、螺栓，所述伺服電機(jī)、變 頻器安裝在所述支柱上，所述拉膜機(jī)構(gòu)安裝在所述支架上。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空中料柱質(zhì)量實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)補(bǔ)償與進(jìn)料延時(shí)的高精度包裝 機(jī)，其特征在于：所述封合機(jī)構(gòu)包括：切刀、橫封器、滾輪、護(hù)罩、縱封器，所述包裝袋的邊緣 經(jīng)過所述縱封器和滾輪，所述包裝袋的最下端穿過所述橫封器和切刀，所述切刀、橫封器、 滾輪、縱封器均設(shè)置于護(hù)罩內(nèi)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空中料柱質(zhì)量實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)補(bǔ)償與進(jìn)料延時(shí)的高精度包裝 機(jī)，其特征在于：所述成型器調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括：調(diào)節(jié)螺栓、成型器，所述調(diào)節(jié)螺栓位于所述成 型器下端。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空中料柱質(zhì)量實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)補(bǔ)償與進(jìn)料延時(shí)的高精度包裝 機(jī)，其特征在于：所述拉膜機(jī)構(gòu)包括：光電開關(guān)、接近開關(guān)、拉膜電機(jī)、拉膜材料，所述拉膜 材料位于所述拉膜電機(jī)上部，所述光電開關(guān)和接近開關(guān)位于拉膜電機(jī)下部。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空中料柱質(zhì)量實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)補(bǔ)償與進(jìn)料延時(shí)的高精度包裝 機(jī)，其特征在于：所述稱量機(jī)構(gòu)包括：稱重傳感器、稱重桶、落料閥、變送器、EM231CN模擬量 輸入模塊、S7-200PLC、上位機(jī)，所述稱重傳感器位于所述稱重桶旁側(cè)，所述落料閥位于所述 稱重傳感器的正下方，所述稱重傳感器與所述變送器相連接，所述變送器與所述EM231CN 模擬量輸入模塊相連接，所述EM231CN模擬量輸入模塊與所述S7-200PLC相連接，所述 S7-200PLC與所述上位機(jī)相連接，所述SMART700-IE觸摸屏對(duì)所述稱重傳感器實(shí)際稱重值 和預(yù)測(cè)稱重值，稱重所需時(shí)間進(jìn)行顯示。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空中料柱質(zhì)量實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)補(bǔ)償與進(jìn)料延時(shí)的高精度包裝 機(jī)，其特征在于：所述給料執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括：速度傳感器、落料傳送帶、伺服電機(jī)、變頻器、變 送器、EM231CN模擬量輸入模塊、S7-200PLC、上位機(jī)，所述落料傳送帶位于所述稱重臺(tái)上方， 所述速度傳感器位于所述稱重桶的外側(cè)中央，所述伺服電機(jī)與所述落料傳送帶傳動(dòng)連接， 所述速度傳感器與所述變送器相連接，所述變送器與所述EM231CN模擬量輸入模塊相連 接，所述EM231CN模擬量輸入模塊與所述S7-200PLC相連接，所述S7-200PLC與所述上位機(jī) 相連接，所述伺服電機(jī)與所述變頻器連接，所述SMART700-IE觸摸屏對(duì)所述速度傳感器測(cè) 定速度值進(jìn)行顯示。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空中料柱質(zhì)量實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)補(bǔ)償與進(jìn)料延時(shí)的高精度包裝 機(jī)，其特征在于：所述包裝機(jī)稱重預(yù)測(cè)補(bǔ)償?shù)臏y(cè)定方法： 落料高度的變化量為 此時(shí)的落料高度落料時(shí)間由于落料初始縱向速度始終為O，故此時(shí)空中物料量包裝機(jī)的系統(tǒng)延時(shí)包括稱重延時(shí)和控制延時(shí)，稱重延時(shí)是由于稱重信號(hào)處理等導(dǎo)致的 當(dāng)前質(zhì)量需經(jīng)過一段時(shí)間A、才能被識(shí)別出來，控制延時(shí)是指控制信號(hào)發(fā)出后需經(jīng)過一 段時(shí)間Aty2后執(zhí)行機(jī)構(gòu)才實(shí)際完成動(dòng)作，由于系統(tǒng)延時(shí)的長(zhǎng)短只受機(jī)器因素影響，故視為 恒定，因此從系統(tǒng)檢測(cè)到某一質(zhì)量并發(fā)出控制信號(hào)，到系統(tǒng)檢測(cè)到物料完全落入袋中的時(shí) 間差即為系統(tǒng)延時(shí)和空中落料時(shí)間的總和； 此時(shí)系統(tǒng)延時(shí)Aty= Atyl+Aty2;由于物料起始高度相同，故其下落到稱量桶中的最終速度相同，即Vm恒定，則給料誤 差 Δ m = A P ( Δ ty+ Δ tz) Vm〇
【專利摘要】本發(fā)明提供一種空中料柱質(zhì)量實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)補(bǔ)償與進(jìn)料延時(shí)的高精度包裝機(jī)，包括：封合機(jī)構(gòu)、SMART700-IE觸摸屏、成型器調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、卸料斗、拉膜機(jī)構(gòu)、稱量機(jī)構(gòu)、給料執(zhí)行機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)、變頻器、PLC控制電路系統(tǒng)和上位機(jī)等，所述封合機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述成型調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的下部，所述SMART700-IE觸摸屏設(shè)置于所述成型調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的旁側(cè)，所述拉膜機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述成型調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的上部，所述PLC控制機(jī)箱設(shè)置于所述封合機(jī)構(gòu)的旁測(cè)，本發(fā)明可實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)包裝質(zhì)量和包裝精度，在不同時(shí)刻預(yù)算出最終落入袋中的物料量，尋找最佳的切斷送料時(shí)刻，準(zhǔn)確測(cè)定此刻物料質(zhì)量、物料下落速度、落料精度，本發(fā)明包裝精度高，工作效率高，節(jié)約勞力，稱量準(zhǔn)確，實(shí)用性強(qiáng)。
【IPC分類】B65B1/32, B65B57/00
【公開號(hào)】CN105151340
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510638744
【發(fā)明人】曹成茂, 孫惠琳, 吳正敏
【申請(qǐng)人】安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年9月25日