CN104677480A - 砝码自动检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种砝码自动检测装置，包括：砝码盛放部，包含：多个砝码工位、多个砝码盘；称重部，包含：用于层层叠加放置至少一个砝码组件或至少一个砝码盘的秤盘、质量传感单元；夹取部，包含：将砝码组件夹取至秤盘上的夹取单元、用于驱动夹取单元移动从而进行夹取的驱动单元以及用于引导夹取单元移动的导轨；以及控制部，包含：基于预定顺序并根据夹取规则控制夹取单元进行夹取的控制单元，对应存储有标准砝码的标准折算质量的存储单元，根据标准折算质量、砝码盘质量和组件质量并基于预定算法计算出待检砝码的待检折算质量的计算单元。

Description

砝码自动检测装置

技术领域

本发明属于测量机械技术领域，具体涉及一种能够对砝码进行自动检测的砝码自动检测装置。

背景技术

目前国内的砝码检测装置大部分都为手动检测，通过人员干预在质量比较仪上进行质量检测。然而，这种手动检测装置由于操作人员在操作时产生的误差会严重影响检定结果。尤其是毫克组砝码，因为毫克组砝码是由金属丝按特定的形状弯折形成，体积较小，当操作人员用夹子夹取时非常容易造成砝码变形，从而影响砝码的检测，并且毫克组砝码通常是在千万分之一的高精度比较仪上进行检测的，任何细微的人员误差都会严重影响检定结果。

另外，现有技术中，有一种可以实现砝码无人化自动检测的自动检测装置。现有技术中对砝码的检定方法有一对一比较法和组合比较法，然而我国JJG99-2006《砝码检定规程》中规定的E₁等级传递E₂等级毫克组砝码是必须采用组合比较法进行检测的。但是，这种自动检测装置使用组合比较法进行测量时，是将砝码进行平铺式地放在比较仪上，这样由于组合砝码在比较仪上的位置不同，因此将引入偏载误差，然而偏载误差的存在会影响最终的检定结果。

发明内容

本发明是为了解决上述课题而进行的，目的在于提供一种对砝码进行进行自动精确地检测的砝码自动检测装置。

本发明提供了一种砝码自动检测装置，用于对多个砝码进行自动加载，并且根据多个砝码中的标准砝码对多个砝码中的待检砝码进行检测，其特征在于，包括：砝码盛放部，包含：基于预定顺序放置的多个砝码工位、放置在砝码工位上且用于一一对应盛放砝码的多个砝码盘；称重部，用于对砝码盘和盛放在该砝码盘上的砝码组成的砝码组件和砝码盘进行称重，包含：用于层层叠加放置至少一个砝码组件或至少一个砝码盘的秤盘、设在秤盘的中心位置的下方并对砝码组件或砝码盘进行称量从而对应得到组件质量或砝码盘质量的质量传感单元；夹取部，包含：将砝码组件夹取至秤盘上的夹取单元、用于驱动夹取单元移动从而进行夹取的驱动单元以及用于引导夹取单元移动的导轨；以及控制部，包含：基于预定顺序并根据夹取规则控制夹取单元进行夹取的控制单元，对应存储有标准砝码的标准折算质量的存储单元，根据标准折算质量、砝码盘质量和组件质量并基于预定算法计算出待检砝码的待检折算质量的计算单元。

在本发明提供的砝码自动检测装置中，还可以具有这样的特征：其中，秤盘具有沿纵向设置与秤盘的底部相平行的多个层结构，分别用于叠放砝码盘，当砝码盘或砝码组件被叠放在相应层结构上时，砝码盘或砝码组件的中心与秤盘的中心位置相对应。

在本发明提供的砝码自动检测装置中，还可以具有这样的特征：其中，夹取规则与组合比较法中的测量循环模式相对应，砝码盛放部还包含：根据测量循环模式暂时放置含有标准砝码或待检砝码的砝码组件的第一暂放工位、根据测量循环模式暂时放置被叠放的含有待检砝码的多个砝码组件的第二暂放工位。

在本发明提供的砝码自动检测装置中，也具有这样的特征：其中，待检砝码是毫克级别的砝码，预定算法为组合比较法中的修正值计算公式计算出待检折算质量。

在本发明提供的砝码自动检测装置中，还可以具有这样的特征：其中，夹取规则为一对一比较法中的测量循环模式，砝码盛放部还包含：根据测量循环模式暂时放置含有标准砝码的砝码组件的第一暂放工位、根据测量循环模式暂时放置含有待检砝码的砝码组件的第二暂放工位。

在本发明提供的砝码自动检测装置中，还可以具有这样的特征：其中，预定算法为一对一比较法中的修正值计算公式计算出待检折算质量。

在本发明提供的砝码自动检测装置中，还可以具有这样的特征，还包括：警示部，连接在夹取单元与砝码工位、第一暂放工位、第二暂放工位和秤盘之间，用于进行报警，其中，砝码工位、第一暂放工位、第二暂放工位、秤盘和夹取单元都涂有导电涂层，当夹取单元与砝码工位、第一暂放工位、第二暂放工位或秤盘相接触时，警示部被启动，从而进行报警。

在本发明提供的砝码自动检测装置中，还可以具有这样的特征：其中，称重部还包含：本体、设在本体上用于保护秤盘的保护罩以及用于检测保护罩是关闭或打开的红外探测器，保护罩包含:具有开口的内罩、套装在内罩外面的外罩以及带动外罩旋转从而打开或闭合开口的旋转机构，当红外探测器检测到开口已经被闭合后，质量传感单元才进行称重。

在本发明提供的砝码自动检测装置中，还可以具有这样的特征：其中，当红外探测器检测到开口已经被打开后，控制单元控制执行单元进入保护罩夹取秤盘上的砝码盘或砝码组件。

发明的作用与效果

根据本发明所涉及的砝码自动检测装置，因为砝码工位基于预定顺序放置，砝码盘放在砝码工位上并对于盛放砝码，因为控制单元基于预定顺序并根据夹取规则控制夹取单元依次夹取对应砝码工位的砝码组件到秤盘，从而实现对砝码自动加载，另外，砝码组件层层叠放在秤盘上，质量传感单元对叠放在秤盘上的砝码组件进行称重，使得质量传感单元精确称重砝码组件的质量，然后，通过计算单元根据预定算法计算出待检砝码的待检折算质量，因此，本发明的砝码自动检测装置既能实现对砝码进行自动加载，又能够对多个砝码组件叠放后进行称量，从而得到精确的检测结果。

附图说明

图1是本发明的实施例中砝码自动检测装置的结构示意图；

图2是本发明的实施例中秤盘和砝码盘的结构示意图；

图3是本发明的实施例中砝码自动检测装置的工作流程图；

图4是本发明的实施例中砝码自动检测装置对操作流程序号1的两组砝码组件的称量工作流程图。

具体实施案例

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的砝码自动检测装置作具体阐述。

图1是本发明的实施例中砝码自动检测装置的结构示意图。

如图1所示，在本实施例中，砝码自动检测装置100根据JJG99-2006《砝码检定规程》中组合比较法对一套1、2、2、5系列的毫克组的待检砝码进行检测，并且通过使用1000mg的标准砝码和替代砝码来进行检测。

砝码自动检测装置100包含：防风罩10、砝码盛放部20、夹取部30、称重部40、计算部(图中未画出)和警示部(图中未画出)。防风罩10用于保护本装置不受外界气流影响，砝码盛放部20和称重部40都设在防风罩10中，计算部和警示部都设在防风罩10的外部。

砝码盛放部20用于盛放砝码，包含：二十四个砝码工位21、二十四个砝码盘22、第一暂放工位23和第二暂放工位24。

二十四个砝码工位21为一体成形，并且呈两排均匀的等距离排列，砝码工位21基于预定顺序设在预定位置处，用于一一对应盛放二十四个砝码盘22。12待检砝码、1个标准砝码和1个替代砝码放置在预定位置的砝码盘22上，砝码盘22和对应盛放在该砝码盘22上的砝码一起组成砝码组件。第一暂放工位23靠近称重部40设置，用于在检测时暂时放置标准砝码和砝码盘22组成的砝码组件或在组合比较法中作为标准的待检砝码和砝码盘22组成的砝码组件。第二暂放工位24也靠近称重部40设置，用于在检测时暂时组合放置包含待检砝码或替代砝码的砝码组件，第二暂放工位24含有五层支撑结构，能够组合叠放五个砝码组件。

夹取部30用于夹取砝码组件到达指定位置，包含：夹取单元31、导轨32、驱动单元33、控制单元和位移传感器(图中未显示)。

夹取单元31的一端连接在导轨32上，夹取单元31的另一端具有与砝码盘对应并用于夹托砝码盘22的结构，夹取单元31采用具有五个层结构的砝码抓手。位移传感器设在夹取单元31上，用于准确获取夹取单元31的位置信息，且位移传感器将位置信息发送给控制单元。导轨32设在防风罩10里面的上部，用于精确引导夹取单元31到达对应砝码工位21、第一暂放工位23、第二暂放工位24和称重部40的位置。

驱动单元33设在防风罩10的外部，用于驱动夹取单元31的移动，在本实施例中，驱动单元33是低散热性伺服马达，以控制检定区域的温度，并且马达还配有隔音外壳，从而降低噪音。

控制单元用于控制驱动单元33的转动，从而控制夹取单元31根据组合比较法中的测量模式和预定的测量循环ABA进行夹取，并且控制单元根据位置信息和组合比较法中的测量模式对应完成加载、卸载的工作。控制单元按照组合比较法测量模式中的检测顺序依次控制夹取单元31依次夹取对应砝码组件。

称重部40用于对夹取单元31加载的砝码组件进行称重。称重部40包含：质量传感、秤盘42、隔振台43、红外探测器和处理单元。

比较仪41包含：质量传感单元、托盘41a、罩体41b和转门。托盘41a设在质量传感单元正上方。质量传感单元用于称量砝码组件的砝码组件质量。罩体41b罩住托盘41a，罩体41b的中间位置处开有一罩口411。转门设在罩体41b的中部，用于打开或关闭罩口411。

秤盘42固定在托盘41a的中心位置处，具有与夹取单元31相似的五层结构，用于叠加放置砝码盘22，并且砝码盘22中心处于秤盘42的中心轴线上。比较仪41称到的砝码组件质量发送到计算部中。

隔振台43设在在比较仪41下方，用于隔断夹取单元31加载砝码组件时振动对比较仪41的影响。

红外探测器设在对应罩口411位置处，用于探测转门是否关闭罩口411。处理单元根据探测结果控制转门关闭罩口411然后控制比较仪41进行称量。确保只有当红外探测器探测到罩口411被转门挡住后，比较仪41才对托盘41a上的砝码盘22或砝码组件进行称重。

图2是本发明的实施例中秤盘和砝码盘的结构示意图。

如图2所示，秤盘42包含：固定杆42a、框架42b和五对支撑台42c。固定杆42a固定在托盘41a的中心处。框架42b的宽度与砝码盘22相匹配。五对支撑台42c等间距设在框架42b的内侧壁，每对支撑台支撑一个砝码盘22，即、秤盘42能够支撑五个砝码盘22或砝码组件。

计算部与比较仪41相连接，计算部包含：存储单元和计算单元。

存储单元根据砝码盘22在砝码工位21上的位置对应存储每个砝码盘22空载时的砝码盘质量，还存储有标准砝码的标准折算质量，以及按顺序存储比较仪41发送来的砝码组件质量。在本实施例中，砝码盘22的砝码盘质量可以通过比较仪41称量得到。

计算单元基于预设的质量修正值计算公式以及根据存储单元的砝码盘质量、标准折算质量和砝码组件质量计算出待检砝码的待检折算质量。在本实施例中，控制单元和计算单元通过一台计算机实现控制和计算等功能。

警示部设在防风罩10的外部。警示部连接在夹取单元31、秤盘42、第一暂放工位23和第二暂放工位24之间。夹取单元31、秤盘42、第一暂放工位23和第二暂放工位24的表面都涂有导电涂层。当夹取单元31移动时接触到秤盘42、第一暂放工位23和第二暂放工位24中任一个时，警示部的电路被接通，使得警示部启动，从而进行报警，此时控制单元根据报警信号控制夹取单元31即停。

图3是本发明的实施例中砝码自动检测装置的工作流程图。

如图3所示，砝码自动检测装置的工作具体步骤如下：

步骤S1，选用砝码盘，包含以下步骤，

步骤S1-1，从二十四个砝码盘中一排中选出一个用于盛放标准砝码作为标准砝码盘、一个用于盛放替代砝码作为替代砝码盘、另一排的十二个用于一一对应盛放待检砝码作为十二个待检砝码盘，然后进入步骤S1-2。

步骤S1-2，将14个砝码盘22一一对应放在砝码工位21上，如表1所示：

表1 砝码盘工位图

表1中标准工位号A1的工位用于放置标称值为1000mg的标准砝码和标准砝码盘P0，标准工位号A12的工位用于放置标称值为1-mg的替代砝码和替代砝码盘P13，被检工位号B1-B12的12个工位分别用于一一对应放置标称值为500mg、200mg、200·mg、100mg、50mg、20mg、20·mg、10mg、5mg、2mg、2·mg、1mg的12个待检砝码和12个待检砝码盘P1-P12，然后进入步骤S2。

步骤S2，根据组合比假发测量模式中的检测顺序和组合，称量得到砝码对应的砝码盘的砝码盘质量，如表2中所示，本步骤的具体流程如下：

表2 砝码盘组合比较法检定流程

操作流程序号	标准A		被检B
				1	[P0]+ΔmP1	＝	[P1+P2+P3+P4]
2	[P1]+ΔmP2	＝	[P2+P3+P4]
				3	[P2]+ΔmP3	＝	[P4+P5+P6+P7+P8]
4	[P3]+ΔmP4	＝	[P4+P5+P6+P7+P8]
				5	[P4]+ΔmP5	＝	[P5+P6+P7+P8]
6	[P5]+ΔmP6	＝	[P6+P7+P8]
				7	[P6]+ΔmP7	＝	[P8+P9+P10+P11+P12]
8	[P7]+ΔmP8	＝	[P8+P9+P10+P11+P12]
				9	[P8]+ΔmP9	＝	[P9+P10+P11+P12]
10	[P9]+ΔmP10	＝	[P10+P11+P12]
				11	[P10]+ΔmP11	＝	[P12+P13]

步骤S2-1，夹取单元31夹取空的标准砝码盘P0，然后质量传感单元41对空的标准砝码盘P0进行称重得到标准砝码盘P0的称量重量，然后，夹取单元31将空的待检砝码盘P1、待检砝码盘P2、待检砝码盘P3和待检砝码盘P4一一放入秤盘42的各层结构上进行叠加，它们的中心处于比较仪的秤盘的中轴线上，然后进行称重得到该四个砝码盘的称量重量，然后将得到的两组称量重量数据进行比较，得到称量差值Δm_sp1，然后进入步骤S2-2。

步骤S2-2，夹取单元31夹取空的待检砝码盘P1，质量传感单元41对空的待检砝码盘P1(此时待检砝码盘P1作为表2中的标准A)进行称重得到待检砝码盘P1的称量重量，然后，将空的待检砝码盘P2、待检砝码盘P3和待检砝码盘P4(作为表2中的被检B)一一放入秤盘42的各层结构上进行叠加，它们的中心处于比较仪的秤盘的中轴线上，然后进行称重得到该三个砝码盘的称量重量，然后将得到的两组称量重量数据进行比较，得到称量差值Δm_sp2，然后进入步骤S2-3。

步骤S2-3，夹取单元31夹取空的待检砝码盘P2，质量传感单元41对空的待检砝码盘P2(此时待检砝码盘P2作为表2中的标准A)进行称重得到待检砝码盘P2的称量重量，然后，将空的待检砝码盘P4、待检砝码盘P5、待检砝码盘P6、待检砝码盘P7和待检砝码盘P8(作为表2中的被检B)一一放入秤盘42的各层结构上进行叠加，它们的中心处于比较仪的秤盘的中轴线上，然后进行称重得到该五个砝码盘的称量重量，然后将得到的两组称量重量数据进行比较，得到称量差值Δm_sp3，然后进入步骤S2-4。

步骤S2-4，夹取单元31夹取空的待检砝码盘P3，质量传感单元41对空的待检砝码盘P3(此时待检砝码盘P3作为表2中的标准A)进行称重得到待检砝码盘P3的称量重量，然后，将空的待检砝码盘P4、待检砝码盘P5、待检砝码盘P6、待检砝码盘P7和待检砝码盘P8(作为表2中的被检B)一一放入秤盘42的各层结构上进行叠加，它们的中心处于比较仪的秤盘的中轴线上，然后进行称重得到该五个砝码盘的称量重量，然后将得到的两组称量重量数据进行比较，得到称量差值Δm_sp4，然后进入步骤S2-5。

步骤S2-5，夹取单元31夹取空的待检砝码盘P4，质量传感单元41对空的待检砝码盘P4(此时待检砝码盘P4作为表2中的标准A)进行称重得到待检砝码盘P4的称量重量，然后，将空的待检砝码盘P5、待检砝码盘P6、待检砝码盘P7和待检砝码盘P8(作为表2中的被检B)一一放入秤盘42的各层结构上进行叠加，它们的中心处于比较仪的秤盘的中轴线上，然后进行称重得到该四个砝码盘的称量重量，然后将得到的两组称量重量数据进量比较，得到称量差值Δm_sp5，然后进入步骤S2-6。

步骤S2-6，夹取单元31夹取空的待检砝码盘P5，质量传感单元41对空的待检砝码盘P5(此时待检砝码盘P5作为表2中的标准A)进行称重得到待检砝码盘P5的称量重量，然后，将空的待检砝码盘P6、待检砝码盘P7和待检砝码盘P8(作为表2中的被检B)一一放入秤盘42的各层结构上进行叠加，它们的中心处于比较仪的秤盘的中轴线上，然后进行称重得到该三个砝码盘的称量重量，然后将得到的两组称量重量数据进行比较，得到称量差值Δm_sp6，然后进入步骤S2-7。

步骤S2-7，夹取单元31夹取空的待检砝码盘P6，质量传感单元41对空的待检砝码盘P6(此时待检砝码盘P6作为表2中的标准A)进行称重得到待检砝码盘P6的称量重量，然后，将空的待检砝码盘P8、待检砝码盘P9、待检砝码盘P10、待检砝码盘P11和待检砝码盘P12(作为表2中的被检B)一一放入秤盘42的各层结构上进行叠加，它们的中心处于比较仪的秤盘的中轴线上，然后进行称重得到该五个砝码盘的称量重量，然后将得到的两组称量重量数据进行比较，得到称量差值Δm_sp7，然后进入步骤S2-8。

步骤S2-8，夹取单元31夹取空的待检砝码盘P7，质量传感单元41对空的待检砝码盘P7(此时待检砝码盘P7作为表2中的标准A)进行称重得到待检砝码盘P7的称量重量，然后，将空的待检砝码盘P8、待检砝码盘P9、待检砝码盘P10、待检砝码盘P11和待检砝码盘P12(作为表2中的被检B)一一放入秤盘42的各层结构上进行叠加，它们的中心处于比较仪的秤盘的中轴线上，然后进行称重得到该五个砝码盘的称量重量，然后将得到的两组称量重量数据进行质量比较，得到称量差值Δm_sp8，然后进入步骤S2-9。

步骤S2-9，夹取单元31夹取空的待检砝码盘P8，质量传感单元41对空的待检砝码盘P8(此时待检砝码盘P8作为表2中的标准A)进行称重得到待检砝码盘P8的称量重量，然后，将空的待检砝码盘P9、待检砝码盘P10、待检砝码盘P11和待检砝码盘P12(作为表2中的被检B)一一放入秤盘42的各层结构上进行叠加，它们的中心处于比较仪的秤盘的中轴线上，然后进行称重得到该四个砝码盘的称量重量，然后将得到的两组称量重量数据进行比较，得到称量差值Δm_sp9，然后进入步骤S2-10。

步骤S2-10，夹取单元31夹取空的待检砝码盘P9，质量传感单元41对空的待检砝码盘P9(此时待检砝码盘P9作为表2中的标准A)进行称重得到待检砝码盘P9的称量重量，然后，将空的待检砝码盘P10、待检砝码盘P11和待检砝码盘P12(作为表2中的被检B)一一放入秤盘42的各层结构上进行叠加，它们的中心处于比较仪的秤盘的中轴线上，然后进行称重得到该三个砝码盘的称量重量，然后将得到的两组称量重量数据进行比较，得到称量差值Δm_sp10，然后进入步骤S2-11。

步骤S2-11，夹取单元31夹取空的待检砝码盘P10，质量传感单元41对空的待检砝码盘P10(此时待检砝码盘P10作为表2中的标准A)进行称重得到待检砝码盘P10的称量重量，然后，将空的待检砝码盘P12和替代砝码盘P13(作为表2中的被检B)一一放入秤盘42的各层结构上进行叠加，它们的中心处于比较仪的秤盘的中轴线上，然后进行称重得到该两个砝码盘的称量重量，然后将得到的两组称量重量数据进行比较，得到称量差值Δm_sp11，然后进入步骤S2-12。

步骤S2-12，夹取单元31夹取空的待检砝码盘P11，质量传感单元41对空的待检砝码盘P11(此时待检砝码盘P11作为表2中的标准A)进行称重得到待检砝码盘P11的称量重量，然后，将空的待检砝码盘P12和替代砝码盘P13(作为表2中的被检B)一一放入秤盘42的各层结构上进行叠加，它们的中心处于比较仪的秤盘的中轴线上，然后进行称重得到该两个砝码盘的称量重量，然后将得到的两组称量重量数据进行比较，得到称量差值Δm_sp12，然后进入步骤S2-13。

步骤S2-13，夹取单元31夹取空的待检砝码盘P12，质量传感单元41对空的待检砝码盘P12(此时待检砝码盘P12作为表2中的标准A)进行称重得到待检砝码盘P12的称量重量，然后，将空的替代砝码盘P13(作为表2中的被检B)一一放入秤盘42的各层结构上进行叠加，它们的中心处于比较仪的秤盘的中轴线上，然后进行称重得到该砝码盘的称量重量，然后将得到的两组称量重量数据进行比较，得到称量差值Δm_sp13，然后进入步骤S3。

步骤S3，计算部采用组合比较法测量模式中的质量修正值计算方式，基于修正值计算公式(1)～(13)，根据步骤S3得到的13个称量差值计算出含有替代砝码的砝码盘和每个待检砝码盘的砝码盘质量修正值、即表2中的Δm_P1～Δm_P13，存储单元存储称到的砝码盘质量、即砝码盘质量修正值，然后进入步骤S4。

修正值计算公式(1)～(13)为：

${\mathrm{mc}}_{p1}=\frac{{\mathrm{mc}}_{p0}+{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}1}-{\mathrm{\Δm}}_2-{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}2}}{2}---\left(1\right)$

${\mathrm{mc}}_{p2}=\frac{2{\mathrm{mc}}_{p1}+2{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}2}-3{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}3}+2{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}4}+{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}5}}{5}---\left(2\right)$

${\mathrm{mc}}_{p3}=\frac{2{\mathrm{mc}}_{p1}+2{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}2}+2{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}3}-3{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}4}+{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}5}}{5}---\left(3\right)$

${\mathrm{mc}}_{p4}=\frac{{\mathrm{mc}}_{p2}+{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}3}-{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}5}}{2}---\left(4\right)$

${\mathrm{mc}}_{p5}=\frac{{\mathrm{mc}}_{p4}+{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}5}-{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}6}}{2}---\left(5\right)$

${\mathrm{mc}}_{p6}=\frac{2{\mathrm{mc}}_{p5}+2{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}6}-3{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}7}+2{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}8}+{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}9}}{5}---\left(6\right)$

${\mathrm{mc}}_{p7}=\frac{2{\mathrm{mc}}_{p5}+2{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}6}+2{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}7}-3{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}8}+{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}9}}{5}---\left(7\right)$

${\mathrm{mc}}_{p8}=\frac{{\mathrm{mc}}_{p6}+{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}7}-{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}9}}{2}---\left(8\right)$

${\mathrm{mc}}_{p9}=\frac{{\mathrm{mc}}_{p8}+{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}9}-{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}10}}{2}---\left(9\right)$

${\mathrm{mc}}_{p10}=\frac{2{\mathrm{mc}}_9+2{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}10}-3{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}11}+2{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}12}+{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}13}}{5}---\left(10\right)$

${\mathrm{mc}}_{p11}=\frac{2{\mathrm{mc}}_9+2{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}10}+2{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}11}-3{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}12}+{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}13}}{5}---\left(11\right)$

${\mathrm{mc}}_{p12}=\frac{{\mathrm{mc}}_{p10}+{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}11}-{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}13}}{2}---\left(12\right)$

${\mathrm{mc}}_{p13}=\frac{{\mathrm{mc}}_{p10}+{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}11}+{\mathrm{\Δm}}_{\mathrm{sp}13}}{2}---\left(13\right)$

步骤S4，将标准砝码、替代砝码和十二个待检砝码按表1所示分别放入对应砝码工位21的砝码盘22的中心区域中，并且每个砝码在砝码盘22的同一方位并且距离砝码盘22中心的距离相同。其中，将标准砝码和标准砝码盘设定为标准组件、将替代砝码和替代砝码盘设定为参检组件、将各个待检砝码和对应的待检砝码盘设定为十二个待检组件，这样解决了砝码的搬运问题和叠放问题，然后进入步骤S5。

步骤S5，采用组合比较法测量模式中质量差值获取方式对组件进行比较检测，如表3所示，本步骤的具体流程如下：

表3 组件组合比较法检定流程

在表3中，F₁₀₀₀表示标准组件折算质量；F_1-表示参检组件折算质量；F₅₀₀、F₂₀₀、F_200·、F₁₀₀、F₅₀、F₂₀、F_20·、F₁₀、F₅、F₂、F_2·、F₁分别表示含有标称值500mg、200mg、200·mg、100mg、50mg、20mg、20·mg、10mg、5mg、2mg、2·mg、1mg的待检砝码的待检组件折算质量。

图4是本发明的实施例中砝码自动检测装置对操作流程序号1的两组砝码组件的称量工作流程图。

如图4所示，步骤S5-1,对操作流程序号1的两组砝码组件进行称重，包含以下具体步骤如下：

步骤S5-1a，夹取单元31根据组合比较法中的测量模式将标准组件F₁₀₀₀夹取放到第一暂放工位23上，然后进入步骤S5-1b。

步骤S5-1b，夹取单元31对应将待检组件F₅₀₀、待检组件F₂₀₀、待检组件F_200·和待检组件F₁₀₀一一夹取放到第二暂放工位24上，然后进入步骤S5-1c。

步骤S5-1c，夹取单元31将第一暂放工位23上的标准组件F₁₀₀₀夹取至秤盘42上，然后进入步骤S5-1d。

步骤S5-1d，处理单元控制转门关闭，然后进入步骤S5-1e。

步骤S5-1e，红外探测器发射红外线到罩体41b，然后将反射回的红外线信息发送到处理单元，处理单元根据红外信息判断转门是否关闭，如果转门关闭，进入步骤S5-1d，如果转门打开，进入步骤S5-1f。

步骤S5-1f，比较仪41称量得到标准组件F₁₀₀₀的组件质量，并发送到计算部中，然后进入步骤S5-1g。

步骤S5-1g，存储单元将砝码组件质量进行存储，然后进入步骤S5-1h。

步骤S5-1h，处理单元控制转门关闭，然后进入步骤S5-1i。

步骤S5-1i，红外探测器发射红外线到罩体41b，然后将反射回的红外线信息发送到处理单元，处理单元根据红外信息判断转门是否关闭，如果转门关闭，进入步骤S5-1h，如果转门打开，进入步骤S5-1j。

步骤S5-1j,夹取单元31将秤盘42上的标准组件F₁₀₀₀夹取放回第一暂放工位23，然后进入步骤S5-1k。

步骤S5-1k,夹取单元31将第二暂放工位24上的待检组件F₅₀₀、待检组件F₂₀₀、待检组件F_200·和待检组件F₁₀₀夹取至秤盘42上，然后进入步骤S5-1l。

步骤S5-1l，处理单元控制转门关闭，然后进入步骤S5-1m。

步骤S5-1m，红外探测器发射红外线到罩体41b，然后将反射回的红外线信息发送到处理单元，处理单元根据红外信息判断转门是否关闭，如果转门关闭，进入步骤S1l，如果转门打开，进入步骤S5-1n。

步骤S5-1n，比较仪41称量得到待检组件F₅₀₀、待检组件F₂₀₀、待检组件F_200·和待检组件F₁₀₀的组件质量，并发送到计算部中，然后进入步骤S5-1o。

步骤S5-1o，存储单元将组件质量进行存储，然后进入步骤S5-1p。

步骤S5-1p，处理单元控制转门关闭，然后进入步骤S5-1q。

步骤S5-1q，红外探测器发射红外线到罩体41b，然后将反射回的红外线信息发送到处理单元，处理单元根据红外信息判断转门是否关闭，如果转门关闭，进入步骤S1p，如果转门打开，进入步骤S5-1r。

步骤S5-1r,夹取单元31将秤盘42上的待检组件F₅₀₀、待检组件F₂₀₀、待检组件F_200·和待检组件F₁₀₀夹取放回待检砝码待检工位23，然后进入步骤S5-1s。

步骤S5-1s，将这两个组件质量进行比较得到质量差值、即Δm₁，然后进入步骤S5-2。

步骤S5-2，参照步骤S5-1a至S5-1s，将待检组件F₂₀₀在比较仪中进行称重得到称重质量，然后将待检组件F₁₀₀、待检组件F₅₀、待检组件F₂₀、待检组件F_20·和待检组件F₁₀通过砝码盘一一放置在支撑架的各层进行叠放，它们的中心处于比较仪的秤盘的中轴线上，然后将叠放在一起的五个待检组件码一起在比较仪中进行称重得到称重质量，如表3中的操作流程序号3所示，最后将这两组称重质量数据进行比较得到质量差值、即Δm₃，然后进入步骤S5-3。

步骤S5-3，参照步骤S5-1a至S5-1s，将待检组件F_200·在比较仪中进行称重得到称重质量，然后将待检组件F₁₀₀、待检组件F₅₀、待检组件F₂₀、待检组件F_20·和待检组件F₁₀通过砝码盘一一放置在支撑架的各层进行叠放，它们的中心处于比较仪的秤盘的中轴线上，然后将叠放的五个待检组件一起在比较仪中进行称重得到称重质量，如表3中的操作流程序号4所示，最后将这两组称重质量数据进行比较得到质量差值、即Δm₄，然后进入步骤S5-4。

步骤S5-4，参照步骤S5-1a至S5-1s，将待检组件F₁₀₀在比较仪中进行称重得到称重质量，然后将待检组件F₅₀、待检组件F₂₀、待检组件F_20·和待检组件F₁₀通过砝码盘一一放置在支撑架的各层进行叠放，它们的中心处于比较仪的秤盘的中轴线上，然后将叠放的四个待检组件一起在比较仪中进行称重得到称重质量，如表3中的操作流程序号5所示，最后将这两组称重质量数据进行比较得到质量差值、即Δm₅，然后进入步骤S5-5。

步骤S5-5，参照步骤S5-1a至S5-1s，将待检组件F₅₀在比较仪中进行称重得到称重质量，然后将待检组件F₂₀、待检组件F_20·和待检组件F₁₀通过砝码盘一一放置在支撑架的各层进行叠放，它们的中心处于比较仪的秤盘的中轴线上，然后将叠放的三个待检组件一起在比较仪中进行称重得到称重质量，如表3中的操作流程序号6所示，最后将这两组称重质量数据进行比较得到质量差值、即Δm₆，然后进入步骤S5-6。

步骤S5-6，参照步骤S5-1a至S5-1s，将待检组件F₂₀在比较仪中进行称重得到称重质量，然后将待检组件F₁₀、待检组件F₅、待检组件F₂、待检组件F_2·、待检组件F₁通过砝码盘一一放置在支撑架的各层进行叠放，它们的中心处于比较仪的秤盘的中轴线上，然后将叠放的五个待检组件一起在比较仪中进行称重得到称重质量，如表3中的操作流程序号7所示，最后将这两组称重质量数据进行比较得到质量差值、即Δm₇，然后进入步骤S5-7。

步骤S5-7，参照步骤S5-1a至S5-1s，将待检组件F_20·在比较仪中进行称重得到称重质量，然后将待检组件F₁₀、待检组件F₅、待检组件F₂、待检组件F_2·、待检组件F₁通过砝码盘一一放置在支撑架的各层进行叠放，它们的中心处于比较仪的秤盘的中轴线上，然后将叠放的五个待检组件一起在比较仪中进行称重得到称重质量，如表3中的操作流程序号8所示，最后将这两组称重质量数据进行比较得到质量差值、即Δm₈，然后进入步骤S5-8。

步骤S5-8，参照步骤S5-1a至S5-1s，将待检组件F₁₀在比较仪中进行称重得到称重质量，然后将待检组件F₅、待检组件F₂、待检组件F_2·、待检组件F₁通过砝码盘一一放置在支撑架的各层进行叠放，它们的中心处于比较仪的秤盘的中轴线上，然后将叠放的四个待检组件一起在比较仪中进行称重得到称重质量，如表3中的操作流程序号9所示，最后将这两组称重质量数据进行比较得到质量差值、即Δm₉，然后进入步骤S5-9。

步骤S5-9，参照步骤S5-1a至S5-1s，将待检组件F₅在比较仪中进行称重得到称重质量，然后将待检组件F₂、待检组件F_2·、待检组件F₁通过砝码盘一一放置在支撑架的各层进行叠放，它们的中心处于比较仪的秤盘的中轴线上，然后将叠放的三个待检组件一起在比较仪中进行称重得到称重质量，如表3中的操作流程序号10所示，最后将这两组称重数据质量进行比较得到质量差值、即Δm₁₀，然后进入步骤S5-10。

步骤S5-10，参照步骤S5-1a至S5-1s，将待检组件F₂在比较仪中进行称重得到称重质量，然后将待检组件F₁和参检组件F_1-通过砝码盘一一放置在支撑架的各层进行叠放，它们的中心处于比较仪的秤盘的中轴线上，然后将叠放的待检组件F₁和参检组件F_1-一起在比较仪中进行称重得到称重质量，如表3中的操作流程序号11所示，最后将这两组称重质量数据进行比较得到质量差值、即Δm₁₁，然后进入步骤S5-11。

步骤S5-11，参照步骤S5-1a至S5-1s，将待检组件F_2·在比较仪中进行称重得到称重质量，然后将待检组件F₁和参检组件F_1-通过砝码盘一一放置在支撑架的各层进行叠放，它们的中心处于比较仪的秤盘的中轴线上，然后将叠放的待检组件F₁和参检组件F_1-一起在比较仪中进行称重得到称重质量，如表3中的操作流程序号11所示，最后将这两组称重质量数据进行比较得到质量差值、即Δm₁₂，然后进入步骤S5-12。

步骤S5-12，参照步骤S5-1a至S5-1s，将待检组件F₁在比较仪中进行称重得到称重质量，然后将参检组件F_1-在比较仪中进行称重得到称重质量，如表4中的操作流程序号13所示，最后将这两组称重质量数据进行比较得到质量差值、即Δm₁₃，然后进入步骤S6。

步骤S6,计算单元根据步骤S3得到的替代砝码盘和各个待检砝码盘相对应的一组砝码盘质量修正值和步骤S5得到的一组组件质量差值、基于如下13个折算质量值计算公式(14)～(26)计算出每个待检砝码的折算质量，然后根据修正值计算公式(质量修正值等于折算质量减去标称质量)计算出每个被检砝码的质量修正值和替代砝码的砝码质量修正值，然后进入结束。

13个修正值计算公式为：

${\mathrm{mc}}_{500}=\frac{{\mathrm{mc}}_{1000}+{\mathrm{\Δm}}_1+{\mathrm{\Δm}}_{p1}-{\mathrm{\Δ}}_{m2}-{\mathrm{\Δm}}_{P2}}{2}---\left(14\right)$

${\mathrm{mc}}_{200}=\frac{2{\mathrm{mc}}_{500}+2{\mathrm{\Δm}}_2+2{\mathrm{\Δm}}_{p2}-3{\mathrm{\Δm}}_3-3{\mathrm{\Δm}}_{p3}+2{\mathrm{\Δm}}_4+2{\mathrm{\Δm}}_{p4}+{\mathrm{\Δm}}_5+{\mathrm{\Δm}}_{p5}}{5}---\left(15\right)$

${\mathrm{mc}}_{200\·}=\frac{2{\mathrm{mc}}_{500}+2{\mathrm{\Δm}}_2+2{\mathrm{\Δm}}_{p2}+2{\mathrm{\Δm}}_3+2{\mathrm{\Δm}}_{p3}-3{\mathrm{\Δm}}_4-3{\mathrm{\Δm}}_{p4}+{\mathrm{\Δm}}_5+{\mathrm{\Δm}}_{p5}}{5}---\left(16\right)$

${\mathrm{mc}}_{100}=\frac{{\mathrm{mc}}_{200}+{\mathrm{\Δm}}_3+{\mathrm{\Δm}}_{p3}-{\mathrm{\Δm}}_5-{\mathrm{\Δm}}_{p5}}{2}---\left(17\right)$

${\mathrm{mc}}_{50}=\frac{{\mathrm{mc}}_{100}+{\mathrm{\Δm}}_5+{\mathrm{\Δm}}_{p5}-{\mathrm{\Δm}}_6-{\mathrm{\Δm}}_{p6}}{2}---\left(18\right)$

${\mathrm{mc}}_{20}=\frac{2{\mathrm{mc}}_{50}+2{\mathrm{\Δm}}_6+2{\mathrm{\Δm}}_{p6}-3{\mathrm{\Δm}}_7-3{\mathrm{\Δm}}_{p7}+2{\mathrm{\Δm}}_8+2{\mathrm{\Δm}}_{p8}+{\mathrm{\Δm}}_9+{\mathrm{\Δm}}_{p9}}{5}---\left(19\right)$

${\mathrm{mc}}_{20\·}=\frac{2{\mathrm{mc}}_{50}+2{\mathrm{\Δm}}_6+2{\mathrm{\Δm}}_{p6}+2{\mathrm{\Δm}}_7+2{\mathrm{\Δm}}_{p7}-3{\mathrm{\Δm}}_8-3{\mathrm{\Δm}}_{p8}+{\mathrm{\Δm}}_9+{\mathrm{\Δm}}_{p9}}{5}---\left(20\right)$

${\mathrm{mc}}_{10}=\frac{{\mathrm{mc}}_{20}+{\mathrm{\Δm}}_7+{\mathrm{\Δm}}_{p7}-{\mathrm{\Δm}}_9-{\mathrm{\Δm}}_{p9}}{2}---\left(21\right)$

${\mathrm{mc}}_5=\frac{{\mathrm{mc}}_{10}+{\mathrm{\Δm}}_9+{\mathrm{\Δm}}_{p9}-{\mathrm{\Δm}}_{10}-{\mathrm{\Δm}}_{p10}}{2}---\left(22\right)$

${\mathrm{mc}}_2=\frac{2{\mathrm{mc}}_5+2{\mathrm{\Δm}}_{10}+2{\mathrm{\Δm}}_{p10}-3{\mathrm{\Δm}}_{11}-3{\mathrm{\Δm}}_{p11}+2{\mathrm{\Δm}}_{12}+2{\mathrm{\Δm}}_{p12}+{\mathrm{\Δm}}_{13}+{\mathrm{\Δm}}_{p13}}{5}---\left(23\right)$

${\mathrm{mc}}_{2\·}=\frac{2{\mathrm{mc}}_5+2{\mathrm{\Δm}}_{10}+2{\mathrm{\Δm}}_{p10}+2{\mathrm{\Δm}}_{11}+2{\mathrm{\Δm}}_{p11}-3{\mathrm{\Δm}}_{12}-3{\mathrm{\Δm}}_{p12}+{\mathrm{\Δm}}_{13}+{\mathrm{\Δm}}_{p13}}{5}---\left(24\right)$

${\mathrm{mc}}_1=\frac{{\mathrm{mc}}_2+{\mathrm{\Δm}}_{11}+{\mathrm{\Δm}}_{p11}-{\mathrm{\Δm}}_{13}-{\mathrm{\Δm}}_{p13}}{2}---\left(25\right)$

${\mathrm{mc}}_{1-}=\frac{{\mathrm{mc}}_2+{\mathrm{\Δm}}_{11}+{\mathrm{\Δm}}_{p11}+{\mathrm{\Δm}}_{13}+{\mathrm{\Δm}}_{p13}}{2}---\left(26\right)$

其中：Δm₁、Δm₂、Δm₃、Δm₄、Δm₅、Δm₆、Δm₇、Δm₈、Δm₉、Δm₁₀、Δm₁₁、Δm₁₂、Δm₁₃是步骤S5计算得到的质量差值；

Δm_P1、Δm_P2、Δm_P3、Δm_P4、Δm_P5、Δm_P6、Δm_P7、Δm_P8、Δm_P9、Δm_P10、Δm_P11、Δm_P12、Δm_P13是步骤S3计算得到每个待检砝码盘和替代砝码盘的质量修正值；

mc₁₀₀₀是已知的标准砝码的折算质量；mc₅₀₀、mc₂₀₀、mc_200·、mc₁₀₀、mc₅₀、mc₂₀、mc_20·、mc₁₀、mc₅、mc₂、mc_2·、mc₁分别对应12个待检砝码的折算质量，mc_1-是替代砝码、即替代砝码的折算质量。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及的砝码自动检测装置，因为砝码工位基于预定顺序放置，砝码盘放在砝码工位上并对于盛放砝码，因为控制单元基于预定顺序并根据夹取规则控制夹取单元依次夹取对应砝码工位的砝码组件到秤盘，从而实现对砝码自动加载，另外，砝码组件层层叠放在秤盘上，质量传感单元对叠放在秤盘上的砝码组件进行称重，使得质量传感单元精确称重砝码组件的质量，然后，通过计算单元根据预定算法计算出待检砝码的待检折算质量，因此，本实施例的砝码自动检测装置既能实现对砝码进行自动加载，又能够对多个砝码组件叠放后进行称量，从而得到精确的检测结果。本实施例是针对毫克级别的砝码使用组合比较法进行检测，不仅符合JJG99-2006《砝码检定规程》中的相关规定，也得到更加精确的检测结果。

在本实施例中，由于砝码盘的中心处在秤盘的中心轴线上，因此，本实施例实现对砝码更加精确的称量，从而确保检测结果准确。

在本实施例中，由于第一暂放工位和第二暂放工位，使得夹取单元在夹取检测的砝码组件放到秤盘的行程大大减少，从而有效缩短检测时间。

在本实施例中，由于警示部在夹取单元接触到砝码工位、标准砝码工位、第二暂放工位或秤盘时进行报警，因此，本实施例具有安全运行的优点。

在本实施例中，由于红外探测器用于探测转门是否关闭，从而控制夹取单元仅在转门打开时进行夹取，因此本实施例实现对精密仪器如比较仪更好的保护。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

本实施例中的砝码自动检测装置用于检测毫克组砝码，本发明还能用于检测其它重量级别的砝码，也可以同样起到消除偏载误差的效果。

本实施例中的砝码自动检测装置的测量循环是ABA，本发明还能采用ABBA等其它测量循环。

Claims (9)

1.一种砝码自动检测装置，用于根据多个砝码中的标准砝码对所述多个砝码中的待检砝码进行自动检测，其特征在于，包括：

砝码盛放部，包含：基于预定顺序放置的多个砝码工位、放置在所述砝码工位上且用于一一对应盛放所述砝码的多个砝码盘；

称重部，用于对所述砝码盘和盛放在该砝码盘上的所述砝码组成的砝码组件和所述砝码盘进行称重，包含：用于层层叠加放置至少一个所述砝码组件或至少一个所述砝码盘的秤盘、设在所述秤盘的中心位置的下方并对所述砝码组件或所述砝码盘进行称量从而对应得到组件质量或砝码盘质量的质量传感单元；

夹取部，包含：将所述砝码组件夹取至所述秤盘上的夹取单元、用于驱动所述夹取单元移动从而进行夹取的驱动单元以及用于引导所述夹取单元移动的导轨；以及

控制部，包含：基于所述预定顺序并根据夹取规则控制所述夹取单元进行夹取的控制单元，对应存储有所述标准砝码的标准折算质量的存储单元，根据所述标准折算质量、所述砝码盘质量和所述组件质量并基于预定算法计算出所述待检砝码的待检折算质量的计算单元。

2.根据权利要求1所述的砝码自动检测装置，其特征在于：

其中，所述秤盘具有沿纵向设置与所述秤盘的底部相平行的多个层结构，分别用于叠放所述砝码盘，

当所述砝码盘或所述砝码组件被叠放在相应所述层结构上时，所述砝码盘或所述砝码组件的中心与所述秤盘的中心位置相对应。

3.根据权利要求1所述的砝码自动检测装置，其特征在于：

其中，所述夹取规则与组合比较法中的测量循环模式相对应，

所述砝码盛放部还包含：根据所述测量循环模式暂时放置含有所述标准砝码或所述待检砝码的所述砝码组件的第一暂放工位、根据所述测量循环模式暂时放置被叠放的含有所述待检砝码的多个所述砝码组件的第二暂放工位。

4.根据权利要求3所述的砝码自动检测装置，其特征在于：

其中，所述待检砝码是毫克级别的砝码，

所述预定算法为所述组合比较法中的修正值计算公式计算出所述待检折算质量。

5.根据权利要求1所述的砝码自动检测装置，其特征在于：

其中，所述夹取规则与一对一比较法中的测量循环模式相对应，

所述砝码盛放部还包含：根据所述测量循环模式暂时放置含有所述标准砝码的所述砝码组件的第一暂放工位、根据所述测量循环模式暂时放置含有所述待检砝码的所述砝码组件的第二暂放工位。

6.根据权利要求5所述的砝码自动检测装置，其特征在于：

其中，所述预定算法为所述一对一比较法中的修正值计算公式计算出所述待检折算质量。

7.根据权利要求3或5所述的砝码自动检测装置，其特征在于，还包括：

警示部，连接在所述夹取单元与所述砝码工位、所述第一暂放工位、所述第二暂放工位和所述秤盘之间，用于进行报警，

其中，所述砝码工位、所述第一暂放工位、所述第二暂放工位、所述秤盘和所述夹取单元都涂有导电涂层，当所述夹取单元与所述砝码工位、所述第一暂放工位、所述第二暂放工位或所述秤盘相接触时，所述警示部被启动，从而进行报警。

8.根据权利要求1所述的砝码自动检测装置，其特征在于：

其中，所述称重部还包含：本体、设在所述本体上用于保护所述秤盘的保护罩以及用于检测所述保护罩是关闭或打开的红外探测器，

所述保护罩包含:具有开口的内罩、套装在所述内罩外面的外罩以及带动所述外罩旋转从而打开或闭合所述开口的旋转机构，

当所述红外探测器检测到所述开口已经被闭合后，所述质量传感单元才进行称重。

9.根据权利要求8所述的砝码自动检测装置，其特征在于：

其中，当所述红外探测器检测到所述开口已经被打开后，所述控制单元控制所述执行单元进入所述保护罩夹取所述秤盘上的所述砝码盘或所述砝码组件。