Весовой дозатор однотипных изделий

 

Использование: в весоизмерительной технике для определения количества однотипных изделий при наполнении ими тарной емкости. Сущность изобретения: дозатор содержит расходный бункер 1, питатель 3 с приводом 4 и блоком 5 управления, основные весы 6 с тарной емкостью 8, блок задания дозы изделий, вспомогательные весы, электрически связанные с блоком определения среднего значения массы единичного изделия, блок определения количества изделий в тарной емкости, подключенный к основным весам, средства индикации результатов дозирования и счета изделий. Кроме того, дозатор дополнительно снабжен схватом 14 регулируемой грузоподъемности, расположенным над питателем с возможностью перемещения по вертикали и механически связанного с вспомогательными весами,причем грузоподъемность схвата для изделий с различной единичной массой не должна превышать величины, рассчитанной согласно выражению, приведенному в тексте описания. 2 ил.

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано для определения количества однотипных изделий при наполнении ими тарной емкости.

Известно устройство для подсчета количества деталей путем взвешивания [1] содержащее платформу, чувствительный упругий элемент, преобразователь деформации, аппаратуру индикации и регистрации массы и количества деталей в тарной емкости. Количество деталей в партии определяют путем деления общей массы деталей в тарной емкости на среднее значение массы одной детали, вычисленное заранее.

Недостатком этого устройства является увеличение погрешности счета деталей при увеличении разброса деталей по массе и количества деталей в партии. Кроме того, определение среднего значения массы одной детали на весах, предназначенных для взвешивания всей партии деталей, обуславливает дополнительную погрешность, зависящую от класса точности указанных весов.

Известно также устройство, содержащее двое весов, блок вычислительного преобразователя, индикатор и регистратор количества и массы однотипных изделий. На большие весы укладывают всю партию изделий, а на малые кладут одно или несколько изделий и определяют среднее значение массы одного изделия. Количество изделий в партии вычисляют путем деления общей массы на среднее значение массы одного изделия. За счет дополнительного ввода малых весов это устройство обеспечивает более точное определение среднего значения массы одного изделия, однако не исключает погрешности, обусловленной разбросом изделий по массе. Эта погрешность растет при увеличении количества изделий в партии.

Наиболее близким прототипом изобретения по технической сущности и достигаемому результату являются автоматические счетные весы, реализующие способ взвешивания и счета штучных однотипных изделий [2] содержащее платформу с тарной емкостью, силоизмерительные датчики, микропроцессорный вычислительный блок, средства индикации и регистрации результатов взвешивания и счета изделий. При использовании этих весов периодически уточняют номинальную массу одного изделия с помощью вспомогательных весов повышенной точности.

Недостатком прототипа является то, что определение среднего значения единичной массы изделий производят вручную путем отбора известного количества изделий из тарной емкости, взвешивания их на вспомогательных весах и определения среднего значения массы изделия путем деления суммарной массы изделий на их количество. При значительных отклонениях единичной массы изделий от номинальной, достигающих в некоторых случаях 5-6% такая коррекция не позволяет получить высокую точность счета изделий в каждой партии. Кроме того, снижается производительность на участке заполнения тарных емкостей изделиями ввиду дополнительных затрат времени на корректировки номинальной массы изделий.

Предлагаемый весовой дозатор однотипных изделий содержит расходный бункер, питатель с приводом и блоком управления, основные весы, электрически связанные с блоком задания дозы изделий и блоком определения количества изделий в тарной емкости, выход которого соединен с индикатором, вспомогательные весы, установленные над питателем и электрически связанные с блоком определения среднего значения массы единичного изделия, блок определения количества изделий в тарной емкости, подключенный к основным весам, средства индикации результатов дозирования и счета изделий.

В дозатор дополнительно введен схват с регулируемой грузоподъемностью, расположенный над питателем и механически связанный с вспомогательными весами с возможностью перемещения по вертикали, причем грузоподъемность схвата для изделий с различной единичной массой не должна превышать величины, рассчитанной согласно выражению Q где Q_с грузоподъемность схвата; m_o^(l) номинальная масса единичного изделия; Δ_в погрешность вспомогательных весов; Δm_o^(l)|_макс максимальное отклонение массы единичного изделия от номинальной.

В сравнении с прототипом и другими аналогами предлагаемый дозатор обеспечивает повышение точности счета изделий в каждой партии (тарной емкости) благодаря оперативной автоматической корректировке среднего значения единичной массы изделий в процессе заполнения тарной емкости, а также увеличение производительности за счет исключения дополнительных затрат времени на корректировку.

На фиг. 1 представлена конструктивная схема дозатора; на фиг.2 функциональная схема управления процессом дозирования и счета изделий.

Дозатор содержит расходный бункер 1 с защитным козырьком 2, питатель 3 с приводом 4 и блоком управления 5, основные электронные весы 6 с установленным на них рольгангом 7 и тарной емкостью 8. Положение тарной емкости 8 на рольганге 7 ограничено упором 9.

Для дальнейшей транспортировки тарной емкости 8 служит рольганг 10. На металлоконструкции 11 закреплены силоизмерительные датчики 12, на которых установлена платформа 13 вспомогательных весов (другие элементы этих весов для упрощения не показаны). Схват 14 (например, электромагнитный) посредством троса 15 подвешен на подъемном устройстве 16 над питателем 3.

Выход основных весов 6 (см. фиг.2) подключен к первому входу нуль-органа 17, второй вход которого соединен с выходом блока 18 задания дозы изделий в партии (тарной емкости). Первый выход нуль-органа 17 подключен к блоку 5 управления приводом 4 питателя 3. Второй выход нуль-органа 17 соединен с входом блока 19 управления схватом 14. Первый выход блока 19 соединен с блоком питания 20, а второй с приводом 16 подъема схвата 14. Выход блока 21 управления грузоподъемностью схвата подключен к блоку 20 питания схвата.

Выход силоизмерительных датчиков 12 вспомогательных весов через аналого-цифровой преобразователь 22 соединен с первым входом блока деления 23, второй вход которого связан с выходом блока 24 задания номинальной массы m_o^(l) одного изделия. Выход блока 23 через блок 25 округления результата до ближайшего целого числа соединен с первым входом блока 26 деления, второй вход которого подключен к выходу преобразователя 22. Выход блока 26 подключен к входу блока 27 памяти, выход которого через ключ 28 связан с входом блока 29 деления на "3". Выход основных весов 6 через аналого-цифровой преобразователь 30 подключен к первому входу блока 31 деления (определение количества изделий), второй вход которого соединен с выходом блока 29. Выходы преобразователя 30 и блока 31 через усилитель-дешифраторы 32 и 33 соответственно и переключатель 34 соединены с входом цифрового индикатора 35 массы и количества изделий в тарной емкости.

Блок 18 задания массы m_n изделий в партии и блок 24 задания номинальной массы m_o^(l) одного изделия могут быть выполнены в виде компараторов. Блок 5 управления приводом 4 питателя 3 является стандартным и поставляется вместе с питателем. Блок 20 питания электромагнитного схвата 14 представляет собой тиристорный регулятор напряжения, управляемый от блока 21, содержащий потенциометрический задатчик. Блок 19 управления схватом 14 содержит реверсивный пускатель, включающий привод 16 подъема схвата.

Предлагаемый дозатор работает следующим образом.

В исходном состоянии привод 4 питателя 3 отключен, пустая тарная емкость 8 установлена на рольганге 7 весов 6, схват 14 находится над питателем 3 в положении h_о, сигналы U_и и U_и^l с выхода основных 6 и вспомогательных 12 весов равны нулю, на индикаторе 34 горят нули. При подаче управляющего сигнала УС 1 на блок 5 включается привод 4 питателя 3, изделия начинают поступать в тарную емкость 8 и сигнал U_и на выходе весов 6 увеличивается. По достижении массы изделий в тарной емкости 8 10% заданной массы изделий в партии в нуль-органе 17 формируется релейный сигнал, который поступает в блок 19 управления схватом 14. При этом включается привод 16 и подается питание от блока 20 на электромагнит схвата 14. Грузоподъемность схвата для конкретного изделия устанавливается в блоке 21. Схват 14, опустившись до положения h_с, притягивает с питателя 3 и удерживает некоторое количество изделий, суммарная масса m_Σ^l которых не превышает установленной грузоподъемности схвата, рассчитанной согласно выражению Q Затем схват поднимается до положения h_o. При этом выходной сигнал силоизмерительных датчиков 12 вспомогательных весов, пропорциональный m_Σ^l, поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 22, выход которого подключен к блоку 23 деления, где происходит операция деления U_и^l на сигнал U_o^(l), поступающий на блок 23 от блока 24 и пропорциональный m_o^(l). Результат деления с выхода блока 23 поступает на блок 25, где округляется до ближайшего целого числа, которое соответствует точному количеству изделий n^l, удерживаемых схватом. Сигнал, пропорциональный n^l, совместно с сигналом U_и^l поступают в блок деления 26, выходной сигнал U_ср^l которого пропорционален среднему значению массы единичного изделия m_ср^(l) U= где U_n' сигнал, пропорциональный n^l. Сигнал U_ср^l запоминается в блоке 27 памяти. После определения n^l отключается питание схвата 14 и изделия падают на питатель 3. По достижении массы изделий в тарной емкости 8 40% и 70% m_п операция определения m_ср^l происходит аналогично. При этом в блоке 27 сигналы U_ср^l суммируются. По достижении массы изделий в тарной емкости заданной величины m_п сигнал от нуль-органа 17 поступает в блок 5, привод 4 питателя 3 отключается, и набор изделий в тарную емкость 8 прекращается. При этом сигнал на входе переключателя 34 пропорционален суммарной массе m_п партии изделий в тарной емкости. Сигнал U_п на входе 2 переключателя 34, пропорциональный суммарному количеству изделий n_п в тарной емкости 8, формируется следующим образом. При подаче сигнала УС 2 (например, от кнопки) срабатывает ключ 28 и выход блока 27 памяти подключается к входу блока 29 деления, на выходе которого появляется сигнал U_ср^(l), пропорциональный среднему значению единичной массы изделий m_ср^(l), поступивших в тарную емкость, т.е.

U= где U_Σcp^l Uср₁^l + Uср₂^l+ Uср₃^l. Тройная коррекция m_ср^(l) в процессе заполнения тарной емкости обеспечивает повышение точности счета изделий. Сигнал U_и, пропорциональный суммарной массе m_п изделий в тарной емкости 8, в блоке 31 делится на сигнал U_cр^(l) и на его выходе появляется сигнал U_п, пропорциональный суммарному количеству n_п изделий в тарной емкости, округленному до ближайшего целого числа.

В зависимости от положения переключателя 3 У на индикаторе 35 появляется число, соответствующее m_п (1) либо n_п (2) изделий, находящихся в тарной емкости. Полученную информацию о массе и количестве изделий в тарной емкости фиксируют в сопроводительном документе и отправляют ее на склад. Система управления дозатора может быть снабжена принтером для документированной регистрации результатов дозирования и счета изделий.

При использовании микропроцессорных средств алгоритм работы дозатора может быть реализован программно.

Основным преимуществом предлагаемого дозатора в сравнении с прототипом и другими аналогами является то, что благодаря вводу схвата, связанного с вспомогательными весами, достигается повышение точности определения среднего значения единичной массы изделий, а следовательно, и количества изделий в партии. При этом производительность дозатора увеличивается за счет исключения остановок питателя для определения и корректировки среднего значения единичной массы изделий.

Таким образом, использование изобретения позволяет уменьшить потери продукции при расчетах между цехами или с заказчиком и полностью автоматизировать процесс учета.

Формула изобретения

ВЕСОВОЙ ДОЗАТОР ОДНОТИПНЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержащий расходный бункер, питатель с приводом и блоком управления, основные весы, электрически связанные с блоком задания дозы изделий и блоком определения количества изделий в тарной емкости, выход которого соединен с индикатором, вспомогательные весы, установленные над питателем и электрически связанные с блоком определения средней массы единичного изделия, отличающийся тем, что в него дополнительно введен схват регулируемой грузоподъемности, привод подъема которого установлен на вспомогательных весах, причем грузоподъемность схвата для изделий с различной единичной массы не должна превышать величины, рассчитанной согласно выражению где Q_с грузоподъемность схвата; m⁽_o¹⁾ номинальная масса единичного изделия;
Δ_в погрешность вспомогательных весов;
максимальное отклонение массы единичного изделия от номинальной.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2