CN114308704A - 一种配重分拣***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种配重分拣***及方法，该***包括：若干盛装容器，用于盛装物料；机架，其设置有用于传输盛装容器的传输机构，且盛装容器可朝传输机构的一侧翻转；称重机构，设置于机架上，用于对盛装物料的盛装容器进行动态称重；若干剔除机构，用于掀翻盛装容器，使物料落入下料口中；控制模块，用于基于物料的重量，分析和计算各个盛装容器中物料的下料位置，并控制剔除机构掀翻各个盛装容器使物料落入相应的下料口中。本发明完美的解决了现有分拣机和配重机的缺点，其具备传统分拣功能和配重功能，既可以轻松实现自动上料，又可以大大提高配重速度，配重分拣的工作效率得到了大幅度的提高，具有较高的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及配重设备技术领域，具体涉及一种配重分拣***及方法。
背景技术
传统分拣机只具有区分物料重量的功能，无法进行配重，传统的配重机原理是用多台组合称，同时测多个物料的重量，再对物料进行配重，缺点是不方便自动上料，人工上料速度太慢，难以满足现代社会高速配重的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种配重分拣***及方法，解决了现有分拣机无法进行配重，配重机不方便自动上料，难以满足现代社会高速配重需求的问题。
为了实现上述目的，一方面，本发明采用以下技术方案：一种配重分拣***，包括：
若干盛装容器，用于盛装物料；
机架，其设置有用于传输所述盛装容器的传输机构，且盛装容器可朝传输机构的一侧翻转；
称重机构，设置于机架上，用于对盛装物料的盛装容器进行动态称重；
若干剔除机构，用于掀翻盛装容器，使物料落入下料口中；
控制模块，用于基于物料的重量，分析和计算各个盛装容器中物料的下料位置，并控制剔除机构掀翻各个盛装容器使物料落入相应的下料口中。
作为本发明的一种可选方案，所述盛装容器包括用于盛装物料的盛料盘，所述盛料盘底部连接有翻转座，所述翻转座转动连接有基座，所述基座安装在所述传输机构上并随传输机构一起运动。
作为本发明的一种可选方案，所述剔除机构包括剔除块，所述剔除块活动设置在机架的一侧，剔除块连接有第一驱动装置，所述第一驱动装置与控制模块连接，第一驱动装置用于驱使所述剔除块掀翻盛料盘。
作为本发明的一种可选方案，所述剔除块的顶部设有倾斜的导向剔除面，所述导向剔除面与翻转座的一侧活动接触，以使翻转座带着盛料盘朝一侧倾斜翻倒。
作为本发明的一种可选方案，所述翻转座的一侧设有弧形的第一驱动头，所述第一驱动头与所述导向剔除面活动接触，翻转座的另一侧设有弧形的第二驱动头，所述机架上设有导向条，所述导向条与所述第二驱动头活动接触，以使所述翻转座回转。
作为本发明的一种可选方案，所述传输机构包括环形的传输链条，所述传输链条配设有第二驱动装置，所述第二驱动装置与控制模块连接，所述基座安装在所述传输链条上。
作为本发明的一种可选方案，所述第二驱动装置包括驱动电机、主动轮和从动轮，所述驱动电机与主动轮连接，所述主动轮和从动轮均与所述传输链条啮合连接。
作为本发明的一种可选方案，所述传输链条和从动轮之间设有链条张紧调节器。
作为本发明的一种可选方案，所述机架上设有与所述基座适配的限位导轨。
作为本发明的一种可选方案，所述称重机构包括与控制模块连接的称重传感器，所述称重传感器顶部设有承重支架，所述翻转座与基座过盈配合，以使称重传感器可通过承重支架对翻转座和盛料盘进行动态称重。
作为本发明的一种可选方案，所述机架上设有计数器和清零器，所述计数器和清零器均与所述控制模块连接，计数器用于对盛装容器进行计数，当清零器再次检测到首个盛装容器时，控制模块对所述计数器进行清零。
另一方面，本发明采用以下技术方案：一种配重分拣方法，包括：
获取物料在传输过程中的重量；
分析和计算物料的下料位置；
控制剔除机构掀翻各个盛装容器使物料落入相应的下料口中。
作为本发明的一种可选方案，分析和计算物料的下料位置包括：设定配重范围的上限为A，下限为B，最小个体物料的重量为C，当物料称重完成后，分析一个下料口配重的已有物料重量加上当前物料后总质量和所在的区间，若在区间[0，A-C]或者区间[B，A]，则控制剔除机构掀翻盛装容器使物料落入该下料口中；若在区间(A-C，B)或者区间(A，∞)，则该下料口停止下料，并分析下一个下料口配重的已有物料重量加上当前物料后总质量和所在的区间。
作为本发明的一种可选方案，获取物料在传输过程中的重量包括：记录盛装容器的重量，在物料传输过程中的称重时间末段分多个时间段采集盛装物料的盛装容器的称重数据，求平均值得到物料和盛装容器的总重量，将物料和盛装容器的总重量减去盛装容器的重量得到物料的重量。
作为本发明的一种可选方案，所述配重分拣方法还包括对称重机构进行标定，其包括：确定称重机构的0点值；在称重机构上放入标准砝码进行称重，根据标准砝码和0点值完成对称重机构的标定。
本发明的有益效果为：
传统分拣机只具有区分物料重量的功能，无法进行配重，传统的配重机原理是用多台组合称，同时测多个物料的重量，再对物料进行配重，缺点是不方便自动上料，人工上料速度太慢，难以满足现代社会高速配重的需求。本发明完美的解决了上述设备的缺点，其具备传统分拣功能和配重功能，既可以轻松实现自动上料，又可以大大提高配重速度，配重分拣的工作效率得到了大幅度的提高，具有较高的实用性。
附图说明
图1是本发明具体实施方式的结构示意图；
图2是本发明具体实施方式中下料口的布设结构示意图；
图3是本发明具体实施方式中盛装容器的结构示意图；
图4是本发明具体实施方式中剔除块的结构示意图；
图5是本发明具体实施方式中称重机构的结构示意图。
图中：1-盛装容器；2-机架；3-传输机构；4-称重机构；5-剔除机构；6-下料口；7-链条张紧调节器；8-PLC控制器；11-盛料盘；12-翻转座；13-基座；14-第一驱动头；15-第二驱动头；41-承重支架；42-称重传感器；51-剔除块；52-第一驱动装置；53-导向剔除面。
具体实施方式
实施例
如图1-图5所示，本实施例提供了一种配重分拣***，包括机架2、传输机构3、称重机构4、盛装容器1、剔除机构5和控制模块等部件，控制模块可采用PLC控制器8，以对整个配重分拣***进行综合控制。盛装容器1可设置多个，盛装容器1用于盛装物料如土豆等农产品，其顶部设置为开口结构，农产品可以通过传输带等物料输送装置直接输送并进入盛装容器1中。机架2上设置传输机构3，传输机构3的一侧设置多个下料口6。传输机构3对多个盛装容器1进行传输，盛装容器1在外力作用下可朝传输机构3的一侧翻转，以倒出农产品。称重机构4设置于机架2上，用于对盛装物料的盛装容器1进行动态称重，盛装容器1随着传输机构3运动时，称重机构4对盛装容器1中的农产品进行动态称重。剔除机构5可以设置多个，通常一个下料口6对应一个剔除机构5，PLC控制器8可控制剔除机构5掀翻盛装容器1，使盛装容器1的农产品全部落入下料口6中。控制模块基于物料的重量，分析和计算物料的下料位置，并控制剔除机构5掀翻各个盛装容器1使物料落入相应的下料口6中，实现自动上料，完成农产品的配重和分拣功能。
传统分拣机只具有区分物料重量的功能，无法进行配重，传统的配重机原理是用多台组合称，同时测多个物料的重量，再对物料进行配重，缺点是不方便自动上料，人工上料速度太慢，难以满足现代社会高速配重的需求。本发明完美的解决了上述设备的缺点，其具备传统分拣功能和配重功能，既可以轻松实现自动上料，又可以大大提高配重速度，配重分拣的工作效率得到了大幅度的提高，具有较高的实用性。
如图3所示，具体地，所述盛装容器1包括用于盛装物料的盛料盘11，所述盛料盘11底部连接有翻转座12，所述翻转座12转动连接有基座13，所述基座13安装在所述传输机构3上并随传输机构3一起运动。传输机构3上依次设置多个基座13，每个基座13上均转动设置有翻转座12，翻转座12与盛料盘11连接，所述机架2上设有与所述基座13适配的限位导轨，使基座13能够随着传输机构3稳定移动。盛料盘11盛装农产品后，传输机构3对农产品进行传输，当盛料盘11到达一个下料口6的位置时，PLC控制器8控制剔除机构5启动，其驱使翻转座12带着盛料盘11翻转，将农产品倒入下料口6中。需要说明的是，每一个下料口6都有一个独立开关，可以通过该独立开关改变下料口6是用来配重还是用来分拣，自由方便。
其中，所述传输机构3包括环形的传输链条，所述传输链条配设有第二驱动装置，所述第二驱动装置与控制模块连接，所述基座13固定安装在所述传输链条上，第二驱动装置驱动传输链条循环运动，盛料盘11在倒出农产品后可重新装入农产品进行循环。所述第二驱动装置包括驱动电机、主动轮和从动轮，所述驱动电机与主动轮连接，所述主动轮和从动轮均与所述传输链条啮合连接，PLC控制器8通过485总线控制变频器输出信号，控制驱动电机的启动和速度。
如图1所示，优选地，所述传输链条和从动轮之间设有链条张紧调节器7。驱动电机安装在机架2上，驱动电机通过主动轮和从动轮驱使传输链条循环运动，由于传输链条和从动轮之间设置链条张紧调节器7，通过链条张紧调节器7可以调节传输链条的松紧，确保传输链条能够稳定的运行。
在本实施例中，所述剔除机构5包括剔除块51，所述剔除块51活动设置在机架2的一侧，剔除块51连接有第一驱动装置52，所述第一驱动装置52与PLC控制器8连接，第一驱动装置52用于驱使所述剔除块51掀翻盛料盘11。第一驱动装置52可采用推杆电机或者气缸等实现，当称重后的农产品靠近下料口6时，第一驱动装置52驱使剔除块51朝着盛料盘11移动并对翻转座12施加一个外力，使得翻转座12带着盛料盘11翻倒，从而将农产品倒入下料口6中，实现农产品的配重分拣功能。
如图4所示，优选地，所述剔除块51的顶部设有倾斜的导向剔除面53，所述导向剔除面53与翻转座12的一侧活动接触，以使翻转座12带着盛料盘11朝一侧倾斜翻倒。第一驱动装置52驱使剔除块51伸入到翻转座12底部，传输机构3带着基座13移动，翻转座12与剔除块51的导向剔除面53相互接触，使翻转座12带着盛料盘11朝一侧逐渐倾斜，最后翻倒将农产品倒入下料口6中。
其中，所述翻转座12的一侧设有弧形的第一驱动头14，所述第一驱动头14与所述导向剔除面53活动接触，以使所述翻转座12转倒，第一驱动头14设置为弧形，减小翻转座12与导向剔除面53的摩擦力，翻转座12的另一侧设有弧形的第二驱动头15，所述机架2上设有导向条，所述导向条与所述第二驱动头15活动接触，以使所述翻转座12回转，翻转座12和盛料盘11回转返回原来位置，完成一次循环，可重新装入农产品循环使用。
如图5所示，所述称重机构4包括称重传感器42，所述称重传感器42顶部设有承重支架41，所述翻转座12与基座13过盈配合，以使称重传感器42可通过承重支架41对翻转座12和盛料盘11进行动态称重。承重支架41呈U形，承重支架41两端表面粘贴高硼硅玻璃，称重时翻转座12两侧的第一驱动头14和第二驱动头15分别与两高硼硅玻璃滑动接触，第一驱动头14和第二驱动头15可顺利滑过两高硼硅玻璃并完成物料称重。称重传感器42与PLC控制器8连接，物料、盛料盘11和翻转座12重力通过高硼硅玻璃和承重支架41传送到称重传感器42，称重传感器42发生形变，产生电压差，送到PLC控制器8，得到物料、盛料盘11和翻转座12的重量，PLC控制器8经过计算得到物料的重量，然后根据物料的重量计算物料的下料位置。
所述机架2上设有计数器和清零器，所述计数器和清零器均与所述控制模块连接，计数器用于对盛装容器1进行计数，当清零器再次检测到首个盛装容器1时，控制模块对所述计数器进行清零。计数器和清零器均采用接近开关，每一个盛料盘11都有独立编号，通过计数器可以识别盛料盘11，这样当盛料盘11运行到需要剔除的位置时，剔除机构5就可以准确的掀翻盛料盘11。
本发明的配重分拣***配备了两个接近开关，其中一个接近开关A负责计数每一个经过的盛料盘11，另一个接近开关B负责计数置位。举例说明，假设一共有43个盛料盘11，那么每一个盛料盘11经过接近开关A之后，***计数+1，当计数到43时，***会自动给下一个盛料盘11计1，这样就完成了循环往复，每一个盛料盘11有自己的编号并且一般不会出错。但是如果配重分拣***运行过程中有金属滑过接近开关A或者经过接近开关A附近的盛料盘11被碰到发生抖动，***也会计数+1，造成盛料盘11编号发生错位，并且会永远错下去。这时接近开关B开始发挥作用，接近开关B只感应1号盛料盘11，并且在感应到1号盛料盘11后让***计数置1。这样即便发生前面金属滑过接近开关A的情况，在一轮之内，接近开关B也会置位1，让错位回正。
本实施例还提供了一种配重分拣方法，应用于上述的配重分拣***中，该方法包括：
S1，获取物料在传输过程中的重量，其具体包括：记录盛装容器1的重量，在物料传输过程中的称重时间末段分多个时间段采集盛装物料的盛装容器1的称重数据，求平均值得到物料和盛装容器1的总重量，将物料和盛装容器1的总重量减去盛装容器1的重量得到物料的重量。
其中，盛装容器1本身有一定重量，为了称重准确需要用物料和盛装容器1的总重量减去盛装容器1的重量得到物料的重量。配重分拣***上每一个盛装容器1在程序里都有一个不变的编号。盛装容器1正式工作之前先空载运行两圈，记录两次盛装容器1重量并求平均值，然后写入程序存储空间永久记忆，这样正式采集重量的时候减掉之前盛装容器1的重量就得到了物料的准确重量。为了提高分拣速度，配重分拣***采用动态称重模式，每一个盛装容器1的称重时间很短(200ms左右)，为了尽量使称重结果正确，在称重时间末段分5个时间段采集数据并求平均值，使结果更加准确。
S2，分析和计算物料的下料位置；
S3，控制剔除机构5掀翻各个盛装容器1使物料落入相应的下料口6中。
其中，分析和计算物料的下料位置包括：
设定配重范围的上限为A，下限为B，最小个体物料的重量为C，当物料称重完成后，分析一个下料口6配重的已有物料重量加上当前物料后总质量和所在的区间，若在区间[0，A-C]或者区间[B，A]，则控制剔除机构5掀翻盛装容器1使物料落入该下料口6中；若在区间(A-C，B)或者区间(A，∞)，则该下料口6停止下料，并分析下一个下料口配重的已有物料重量加上当前物料后总质量和所在的区间，进行新一轮判断。
区间(A-C，B)是防锁死区间，下料口配重的已有物料重量加上当前物料后总质量和一旦进入这个区间，此下料口6将被锁死，因为最小的物料重量放进去也会超过上限A。所以设置此区间为防锁死区间，物料不会进入此区间。另外，当物料总质量和满足区间[0，A-C]时只是单纯的剔除物料，而物料总质量和满足区间[B，A]时，剔除物料的同时会设置一个配满标志，配满标志控制指示灯亮，用来表示此下料口6的物料总质量和已经满足要求，可以取走。物料取走之前，配满标志会控制不让其他物料进入此下料口6，直到物料被取走，配满标志被取消。
用户需要提前设置好需要分拣的重量范围，比如配重500g±50g土豆，这样配重范围就是450g-550g，配重范围的上限为550g，下限为450g。于是当物料经过称重传感器42后可得到总质量和盛装容器1的重量，经过PLC控制器8计算得出物料适合掉落的下料口6位置，当物料传输到相应的下料口6位置时，PLC控制器8控制剔除机构5动作，将盛装容器1掀翻，物料掉落到正确下料口6。假设土豆最小重量是150g，当物料称重完成后，判断下料口6的已有物料重量加上当前物料总质量和所在的区间，若在区间[0g，400g]或者区间[450g，550g]，则控制剔除机构5掀翻盛装容器1使物料落入该下料口6中；若在区间(400g，450g)或者区间(550g，∞)，则该下料口6停止下料，PLC控制器8分析下一个下料口6物料总质量和，进行新一轮判断。当下料口6的农产品达到设定的数值后，该下料口6预设的指示灯变亮，直到农产品被取走并接收到农产品取走信号后，指示灯熄灭，继续新一轮农产品的配重分拣，如此循环。用户可以根据自己需要设置下料口6的配重范围，本发明设定了多个下料口6，每一个下料口6独立运行并且可独立设置为分拣或者配重，互相之间不会限制，大大提高了配重分拣效率。
其中，所述配重分拣方法还包括对称重机构4进行标定，需要在配重分拣***正式运行前完成，标定分两步，第一步确定0点值，就是称重机构4上没有物体时的数值。第二步在称重机构4上放入100g标准砝码，将此时测试数值记录下来，两点确定一条直线，根据标准砝码和0点值，称重机构4就可以被准确标定。
在本发明描述中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解，可以是固定连接，可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对本领域技术人员而言，可以理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，实施例描述的具体特征、结构等包含于至少一种实施方式中，在不相互矛盾的情况下，本领域技术人员可以将不同实施方式的特征进行组合。本发明的保护范围并不局限于上述具体实例方式，根据本发明的基本技术构思，本领域普通技术人员无需经过创造性劳动，即可联想到的实施方式，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种配重分拣***，其特征在于，包括：
若干盛装容器(1)，用于盛装物料；
机架(2)，其设置有用于传输所述盛装容器(1)的传输机构(3)，且盛装容器(1)可朝传输机构(3)的一侧翻转；
称重机构(4)，设置于机架(2)上，用于对盛装物料的盛装容器(1)进行动态称重；
若干剔除机构(5)，用于掀翻盛装容器(1)，使物料落入下料口(6)中；
控制模块，用于基于物料的重量，分析和计算各个盛装容器(1)中物料的下料位置，并控制剔除机构(5)掀翻各个盛装容器(1)使物料落入相应的下料口(6)中。
2.根据权利要求1所述的配重分拣***，其特征在于，所述盛装容器(1)包括用于盛装物料的盛料盘(11)，所述盛料盘(11)底部连接有翻转座(12)，所述翻转座(12)转动连接有基座(13)，所述基座(13)安装在所述传输机构(3)上并随传输机构(3)一起运动。
3.根据权利要求2所述的配重分拣***，其特征在于，所述剔除机构(5)包括剔除块(51)，所述剔除块(51)活动设置在机架(2)的一侧，剔除块(51)连接有第一驱动装置(52)，所述第一驱动装置(52)与控制模块连接，第一驱动装置(52)用于驱使所述剔除块(51)掀翻盛料盘(11)；所述剔除块(51)的顶部设有倾斜的导向剔除面(53)，所述导向剔除面(53)与翻转座(12)的一侧活动接触，以使翻转座(12)带着盛料盘(11)朝一侧倾斜翻倒。
4.根据权利要求3所述的配重分拣***，其特征在于，所述翻转座(12)的一侧设有弧形的第一驱动头(14)，所述第一驱动头(14)与所述导向剔除面(53)活动接触，翻转座(12)的另一侧设有弧形的第二驱动头(15)，所述机架(2)上设有导向条，所述导向条与所述第二驱动头(15)活动接触，以使所述翻转座(12)回转。
5.根据权利要求2所述的配重分拣***，其特征在于，所述传输机构(3)包括环形的传输链条，所述传输链条配设有第二驱动装置，所述第二驱动装置与控制模块连接，所述基座(13)安装在所述传输链条上；所述第二驱动装置包括驱动电机、主动轮和从动轮，所述驱动电机与主动轮连接，所述主动轮和从动轮均与所述传输链条啮合连接；所述传输链条和从动轮之间设有链条张紧调节器(7)；所述机架(2)上设有与所述基座(13)适配的限位导轨。
6.根据权利要求2所述的配重分拣***，其特征在于，所述称重机构(4)包括与控制模块连接的称重传感器(42)，所述称重传感器(42)顶部设有承重支架(41)，所述翻转座(12)与基座(13)过盈配合，以使称重传感器(42)可通过承重支架(41)对翻转座(12)和盛料盘(11)进行动态称重。
7.根据权利要求1所述的配重分拣***，其特征在于，所述机架(2)上设有计数器和清零器，所述计数器和清零器均与所述控制模块连接，计数器用于对盛装容器(1)进行计数，当清零器再次检测到首个盛装容器(1)时，控制模块对所述计数器进行清零。
8.一种配重分拣方法，其特征在于，应用于权利要求1-7任一项所述的配重分拣***中，所述配重分拣方法包括：
获取物料在传输过程中的重量；
分析和计算物料的下料位置；
控制剔除机构(5)掀翻各个盛装容器(1)使物料落入相应的下料口(6)中。
9.根据权利要求8所述的配重分拣方法，其特征在于，分析和计算物料的下料位置包括：设定配重范围的上限为A，下限为B，最小个体物料的重量为C，当物料称重完成后，分析一个下料口(6)配重的已有物料重量加上当前物料后总质量和所在的区间，若在区间[0，A-C]或者区间[B，A]，则控制剔除机构(5)掀翻盛装容器(1)使物料落入该下料口(6)中；若在区间(A-C，B)或者区间(A，∞)，则该下料口(6)停止下料，并分析下一个下料口(6)配重的已有物料重量加上当前物料后总质量和所在的区间。
10.根据权利要求8所述的配重分拣方法，其特征在于，获取物料在传输过程中的重量包括：记录盛装容器(1)的重量，在物料传输过程中的称重时间末段分多个时间段采集盛装物料的盛装容器(1)的称重数据，求平均值得到物料和盛装容器(1)的总重量，将物料和盛装容器(1)的总重量减去盛装容器(1)的重量得到物料的重量。
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