本方法發(fā)明涉及自動化稱重領(lǐng)域,尤其涉及采用滑板秤的重量檢測秤和重量分級。
背景技術(shù):
食品、藥品、日化品等生產(chǎn)或包裝過程中,需要對物品的重量進行噴碼標識,或按生產(chǎn)標準和計量法規(guī)對物品的重量進行檢查并把超重和超輕的產(chǎn)品挑選出來,還有的需要按物品的重量進行分級歸類,如農(nóng)林水產(chǎn)及禽畜產(chǎn)品;這些過程都需要重量檢測秤和重量分級秤。
采用滑板做動態(tài)稱重平臺的重量檢測秤和重量分級秤稱為滑板秤?;宄影刂葡洹⒅Ъ?、固定在支架上的稱重傳感器,稱重傳感器承載端固定有供物體滑動和稱重的稱重滑板,工作時,物體是利用自身的勢能或慣性在稱重滑板上自我移動的;物體一邊移動、稱重儀表或控制器一邊進行重量檢測;檢測完成后物體繼續(xù)利用勢能或慣性離開稱重滑板,移到噴碼打標工部或剔除選別機構(gòu)或分級機構(gòu)上。
現(xiàn)有動態(tài)滑板稱重技術(shù)中,為得到高精度稱量結(jié)果,物體需保持穩(wěn)定的運動姿態(tài),都自然而然地采用讓物體以重心盡量低的姿態(tài)接觸稱重滑道,也就是讓物體躺倒、與秤臺面接觸地滑行。為使物體獲得足夠的自由、也為減少摩擦阻力,無論與物體接觸的秤臺是平面,還是u、w等截面槽,或是一排平行桿,滑道兩側(cè)邊的距離都大于物體的寬度?;纼蓚?cè)邊的作用只用于限制物體不要滑出秤臺,不用于規(guī)范物體的滑道軌跡,因為物體滑行中一旦碰到秤臺側(cè)立面,將會影響直線運行速度和稱量精度。對于v形截面槽,物體可能在在鈍角的v槽中左右擺動s形滑行,也可能與v槽至少一個邊是面接觸,尤其是六面的盒狀物體,滑行很容易變成至少是物體的一個面與v槽的一個面接觸,稱重結(jié)果受該面的平面度的影響極大,而銳角v槽嚴重影響物體的滑行長度;有些被稱量物體可能與v槽的分布在兩側(cè)面的各一條線接觸,這兩條直線要承受物體的全部重量,但由于這兩條線的直線度不夠高,所以物體滑過時對稱重傳感器的沖擊很大,稱重精度仍不高。
總之,現(xiàn)有動態(tài)滑板稱重中,物體雖然都是躺在滑板上面對面滑動,但由于滑道兩側(cè)不限制物體的運動姿態(tài),物體在滑動過程中,常常出現(xiàn):1、物體底面與滑道上底面為面接觸,接觸面各點的粗糙度和濕度不同導(dǎo)致摩擦力不一致,加上物體每次上秤臺時著陸點和角度姿態(tài)不同,時常出現(xiàn)在滑道上打轉(zhuǎn)或走曲線;物體不是勻速直線滑行,對于裝有散狀流動內(nèi)容物的物體,其中部分內(nèi)容物在滑行時因旋轉(zhuǎn)或擺動而在包裝袋盒中移動,導(dǎo)致該部分內(nèi)容物失重或加重,嚴重干擾了稱重傳感器的結(jié)果。2、物體不是勻速直線滑行,還導(dǎo)致檢重秤控制箱對稱重數(shù)據(jù)采樣和處理不一致,影響稱重結(jié)果。3、滑道的平面度有誤差,物體底面的平面度誤差往往更大,物體的凹凸不平的底面和滑板凹凸不平的上表面相對滑動、碰撞,導(dǎo)致對滑道也即對稱重傳感器的沖擊干擾大;3、所以,同樣重量的不同物體甚至同一個物體每次滑過秤臺時,由于物體運行姿態(tài)無序和物體底面與滑道接觸面凹凸沖擊不一致,均導(dǎo)致對稱重傳感器的作用和沖擊均不一樣,這種沖擊干擾很難通過模擬控制技術(shù)或數(shù)字處理或標定技術(shù)消除,這嚴重影響了稱重精度。
盡管滑板檢重秤比皮帶式檢重秤精度大幅提高,但對于很多動態(tài)稱重精度要求高的場合,現(xiàn)有滑板檢重秤還不能達到要求,如,在25克一盒的藥盒中準確檢查出少裝了一片0.08克的藥片。
現(xiàn)有滑道稱重技術(shù),為提高稱重精度,所有的努力都集中在下述幾方面:
1、提高秤臺的平面度。選擇平面度好、尺寸穩(wěn)定性好的材料和嚴格的平面加工出處理工藝,讓被稱量物體與稱重滑道底面接觸更平穩(wěn)。
2、減小秤臺底面與被稱量物體的摩擦力。選擇摩擦系數(shù)小的滑道材料,或在其表面涂覆低摩擦系數(shù)的涂層。3、優(yōu)化稱重滑道的傾斜角度,使被稱量物體盡量勻速運行。4、嚴格控制被稱量物體上稱重滑道的速度。5、設(shè)計u槽狀稱重滑道的兩個側(cè)面盡量寬,不要碰到可能走偏的被稱量物體,以免影響被稱量物體的滑行速度和稱重結(jié)果。
但是這些努力要么成本高昂,要么控制難度大,而且都沒有顯著提高滑道稱重裝置的稱重精度。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
針對采用滑板秤稱重的重量檢測秤和重量分級秤的技術(shù)中的不足,本發(fā)明在不影響物體滑行自由的前提下通過限定物體滑行的姿態(tài),提出一種大幅提高滑道稱重精度的線接觸稱重裝置。
本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種線接觸稱重裝置,它包括稱重滑道,稱重滑道為沿被稱量物體運行方向兩端開口且截面呈凹字形的光滑凹槽狀結(jié)構(gòu),凹槽狀結(jié)構(gòu)由板材折彎而成,包括位于稱重滑道左側(cè)的左立板、位于稱重滑道右側(cè)的右立板以及連接右立板和左立板的滑道底板,左立板和滑道底板相交處對應(yīng)左下折彎線,其特征是,至少還包括位于右立板上部的右折板,右折板與右立板相交處對應(yīng)右上折彎線,所有折彎線沿被稱量物體運行方向走向且相互平行,折彎線在鈑金折彎角的內(nèi)外兩側(cè)分別對應(yīng)一段內(nèi)圓弧和一段外圓弧,稱重滑道左部內(nèi)側(cè)依次由滑道底板上表面的靠近左下折彎線的部分、左下折彎線對應(yīng)的內(nèi)圓弧和左立板內(nèi)側(cè)連接組成,右上折彎線高于左下折彎線,稱重滑道的右上部內(nèi)側(cè)依次由右立板內(nèi)側(cè)、右上折彎線對應(yīng)的外圓弧和右折板的上表面連接組成,被稱量物體左下部與稱重滑道左部內(nèi)側(cè)的滑道底板上表面或左下折彎線對應(yīng)的內(nèi)圓弧或與二者同時接觸,稱重滑道內(nèi)側(cè)的寬度大于被稱量物體底面寬度的一半、小于被稱量物體底面寬度、且滿足稱重滑道的右上折彎線對應(yīng)的外圓弧與被稱量物體右部底面接觸,被稱量物體左低右高地斜靠在稱重滑道上滑行和稱重。
由于右折板與右立板為一塊板在右上折彎線處折彎而成,右上折彎線的直線度自然很高。
由于滑道底板與左立板為一塊板在左下折彎線處折彎而成,左下折彎線的直線度自然很高,滑道底板靠近左下折彎線處的部分和左立板靠近左下折彎線處的部分的平面度也同時變得較高。
本發(fā)明的具體特點還有,稱重滑道的右上折彎線相對左下折彎線的高度滿足被稱量物體在稱重滑道上向前滑動時有向左滑動的趨勢。即,針對被稱量物體與稱重滑道底面上表面的摩擦系數(shù),設(shè)計右上折彎線相對左下折彎線的高度,使當被稱量物體向右偏離原來被稱量物體左下部與稱重滑道左部內(nèi)側(cè)的滑道底板上表面或左下折彎線對應(yīng)的內(nèi)圓弧的接觸點之后,稱重滑道右上折彎線對應(yīng)的外圓弧對被稱量物體的作用力中的水平向左的分力將大于被稱量物體的左下部所受的水平方向的摩擦力,使被稱量物體具有自動向左恢復(fù)原來滑行軌跡的能力。
右上折彎線相對左下折彎線的高度使被稱量物體向右上抬起一個銳角,這個角度太大和太小,都不能使被稱量物體在稱重滑道上向前滑動時具有向左滑動的能力,必須在一定范圍內(nèi)才行;不同的摩擦系數(shù)也使這個角度范圍不同。
稱重滑道左立板內(nèi)側(cè)與被稱量物體左部側(cè)面接觸,可以阻止被稱量物體向左移動,規(guī)范被稱量物體的滑行軌跡。
稱重滑道左上部還有左折板,左折板與左立板相交處對應(yīng)左上折彎線,左上折彎線與左下折彎線平行,稱重滑道的左上部內(nèi)側(cè)依次由左立板內(nèi)側(cè)、左上折彎線對應(yīng)的外圓弧、左折板的上表面連接組成。由于左折板與左立板為一塊板在左上折彎線處折彎而成,左上折彎線的直線度自然很高,左折板靠近左上折彎線處的部分和左立板靠近左上折彎線處的部分的平面度也同時變得較高。
稱重滑道沿被稱量物體運行方向向下傾斜。當稱重滑道沿被稱量物體運行方向向下傾斜角度很小或水平布置時,就需要較大的初速度帶來的速度慣性和較小的摩擦系數(shù),以滑過所有工作部。
在稱重滑道與稱重傳感器之間設(shè)置托架,托架的截面與稱重滑道的形狀相同,寬度略大于稱重滑道的外部寬度,稱重滑道嵌入托架,托架和稱重傳感器通過連接螺釘剛性連接,托架和稱重滑道剛性連接。
稱重滑道前還有一個光滑的變姿滑道,變姿滑道前后依次分為四個部分:喇叭口段、變姿平直段、單側(cè)舉升段、過渡順料段;各部分沿物體運行方向的長度可以根據(jù)被稱量物體滑行速度而定,速度越快,長度越長;一般,均設(shè)置其長度為被稱量物體的沿物體運行方向的長度。喇叭口段是由底板和兩側(cè)立板組成的u形槽狀通道,通道呈進口大、出口小的喇叭形,通道出口處寬度大于被稱量物體的寬度;變姿平直段是由底板和兩側(cè)立板組成的且由喇叭口段自然延伸形成的u形槽狀通道,變姿平直段的進出口開口尺寸相同;單側(cè)舉升段是由底板、一側(cè)立板和一直線光滑的圓桿組成的通道,單側(cè)舉升段的側(cè)立板和底板均為變姿平直段的自然延伸,圓桿與稱重滑道的右上折彎線同側(cè)布置,圓桿的前端的頂部與變姿平直段出口處底板的上表面齊平,圓桿的另一端與過渡順料段入口上部的折彎線平齊,圓桿前端到單側(cè)舉升段的側(cè)立板的距離小于或等于稱重滑道內(nèi)側(cè)寬度;過渡順料段為由底板和兩側(cè)立板組成的u形槽狀通道,過渡順料段兩側(cè)立板間距比稱重滑道內(nèi)側(cè)寬度略小,形狀及其他尺寸均與稱重滑道相同,過渡順料段出口處位置比稱重滑道入口處略高,過渡順料段出口處與稱重滑道入口處平行相對有間隙。
稱重滑道后還有一個復(fù)姿滑道,復(fù)姿滑道先后分為復(fù)姿過渡段、單側(cè)下落段和復(fù)姿平直段三部分;各部分沿物體運行方向的長度可以根據(jù)被稱量物體滑行速度而定,速度越快,長度越長;一般,均設(shè)置其長度為被稱量物體的沿物體運行方向的長度。復(fù)姿過渡段兩側(cè)立板間距比稱重滑道內(nèi)側(cè)寬度大,形狀及其他尺寸均與稱重滑道相同,復(fù)姿過渡段入口處位置比稱重滑道出口處略低,復(fù)姿過渡段入口處與稱重滑道出口處平行相對有間隙;單側(cè)下落段是由底板、一側(cè)立板和一復(fù)姿圓桿組成的通道,復(fù)姿圓桿與稱重滑道的右上折彎線同側(cè)布置,單側(cè)下落段的側(cè)立板和底板均為復(fù)姿過渡段的自然延伸,復(fù)姿圓桿的前端的頂部與復(fù)姿過渡段側(cè)立板頂部的折彎線出口處齊平、復(fù)姿圓桿的另一端與復(fù)姿平直段入口的底板上表面平齊,復(fù)姿圓桿后端到單側(cè)下落段側(cè)立板的距離與復(fù)姿過渡段兩側(cè)立板的距離相等;復(fù)姿平直段是由底板和一側(cè)立板組成的l形截面通道,復(fù)姿平直段的側(cè)立板和底板均為復(fù)姿過渡段的自然延伸。
本申請的有益效果:本申請的一種線接觸稱重裝置,相比現(xiàn)有物體躺倒面接觸滑行的技術(shù),出現(xiàn)了如下意想不到的突出的有益效果:
一、物體滑動軌跡的規(guī)范性、重復(fù)性大幅提升,稱重精度大幅提高。
本發(fā)明通過使被稱量物體頂靠在稱重滑道的左部內(nèi)側(cè)的折彎內(nèi)圓弧或左部內(nèi)側(cè)的底面與左側(cè)面,阻止了被稱量物體左移。針對被稱量物體與稱重滑道的摩擦系數(shù),設(shè)計限定稱重滑道的右上折彎線高于左下折彎線、并讓被稱量物體有左移的傾向,阻止了被稱量物體的自然右移,還通過限定被稱量物體左低右高讓物體重心保持在最低狀態(tài)(因為物體右端如右移將使重心升高),保持了重心的穩(wěn)定性,也阻止了物體右端的右移,實現(xiàn)了既不影響物體滑行的自由,還嚴格規(guī)范和保持了物體每次滑動稱重中的滑動姿態(tài)的一致性,被稱量物體將嚴格貼著稱重滑道的左側(cè)面和底面滑行,杜絕物體運行時打轉(zhuǎn)、擺動、走曲線等問題。被稱量物體可以每次重復(fù)檢重秤的控制箱在進行標定時的運行軌跡,這可以大大提高稱重精度。
以較厚的硬質(zhì)紙包裝盒(25g,長、寬、高分別為120mm、70mm、24mm)為例,在傾斜30°的現(xiàn)有滑道秤中滑完250mm長度的秤臺,跑偏的幅度都在10mm以上,轉(zhuǎn)動角度也都在10°以上。而在240mm長的本發(fā)明的左低右高的傾斜15°的凹狀槽體上滑完全長,跑偏的幅度不超過1mm。
被稱量物體左下部與稱重滑道左部內(nèi)側(cè)的滑道底板上表面接觸、但稱重滑道左立板內(nèi)側(cè)與被稱量物體左部側(cè)面近距離相對,可降低對前級送料機構(gòu)送料精度的要求。因為是近距離相對,由于稱重滑道的右上折彎線相對左下折彎線的高度滿足被稱量物體66在稱重滑道上向前滑動時有向左滑動的趨勢,而且被稱量物體左下角距左下折彎線很近,所以,只需要滑動很短時間,被稱量物體左部側(cè)面就會與稱重滑道左側(cè)面接觸,進而規(guī)范被稱量物體的后續(xù)滑行軌跡。
而,本發(fā)明以前的普通u槽的寬度盡管可以在尺寸上與稱量物體很接近,但由于沒有限制左右移動,所以只要有縫隙,被稱量物體就會左右擺動地滑道,從而造成摩擦力變化進而影響運行速度,進而影響稱重所用時間,導(dǎo)致稱重精度不高;如果u槽寬度與被稱量物體配合非常好,就會由于不同物體的尺寸偏差、同一個物體不同部位與u槽的不同部位的配合關(guān)系偏差,導(dǎo)致物體運行不暢,同樣運行稱重精度。
二、物體滑行的平穩(wěn)性大幅提升,稱重精度大幅提升。
對于方盒狀或類似方盒狀硬質(zhì)物體,可允許被稱量物體左下部與稱重滑道左部內(nèi)側(cè)的滑道底板上表面接觸、但稱重滑道左立板內(nèi)側(cè)與被稱量物體左部側(cè)面近距離相對。稱重滑道與被稱量物體的接觸點軌跡在被稱量物體開始滑行一小段距離后就會變成稱重滑道左立板內(nèi)側(cè)上一條線、滑道底板上表面靠近左下折彎線的一條線和稱重滑道右端的右上折彎線對應(yīng)的外圓弧上的一條線。因為,一般地,被稱量物體全部長度移動上稱重滑道后的稱重數(shù)據(jù)才有用,也即,盡管被稱量物體開始滑行后一小段距離的滑行軌跡不規(guī)范,但由于后面大段距離是非常規(guī)范的,所以仍可以大幅提高稱重精度。
最優(yōu)地,被稱量物體左下部與稱重滑道左部內(nèi)側(cè)的滑道底板上表面接觸、且稱重滑道左立板內(nèi)側(cè)與被稱量物體左部側(cè)面也接觸。此時,對于方盒狀或類似方盒狀硬質(zhì)物體,稱重滑道與被稱量物體的接觸點軌跡就是稱重滑道左側(cè)面上一條線、底面上靠近左下折彎線的一條線和稱重滑道右端的右上折彎線外側(cè)。
對于邊緣厚度相對板材及鈑金折彎半徑較薄的硬質(zhì)物體,稱重滑道與被稱量物體的接觸點軌跡就是稱重滑道的左下折彎線對應(yīng)的內(nèi)圓弧面上的一條直線、和稱重滑道的右上折彎線對應(yīng)的外圓弧面上的一條直線。
對于較薄的軟質(zhì)物體,稱重滑道與被稱量物體的接觸點軌跡就是稱重滑道左下折彎線對應(yīng)的內(nèi)圓弧所形成的柱狀曲面、靠近左下折彎線的滑道底板上的沿長度方向的一個窄長條平面、稱重滑道右上折彎線對應(yīng)的外圓弧與被稱量物體接觸而成的一個窄長條柱狀曲面,這兩個柱狀曲面和長條平面的柱軸的直線度也因為折彎線而具有較高的直線度和平行度。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù),把對稱重精度的影響因素從物體躺倒滑行時與物體接觸的滑道底面的平面度簡化為上述幾種情況的折彎線的直線度和平行度。由于直線度和平行度比平面度容易獲得和保證,普通折彎機及刀模,就可以使板材折彎后的折彎線非常直,可以使板材折彎后的折彎角部曲面的柱軸非常直,也可以使多條折彎線非常平行,這時,即便物體底面不平,本發(fā)明的方案也可使物體平穩(wěn)運行,且在運行中重心高度一致,稱重控制箱可以容易優(yōu)化滑道稱重參數(shù),從而實現(xiàn)高精度重量輸出。
顯然,本發(fā)明以前的普通u槽的寬度盡管可以尺寸與物體很接近,但由于被稱量物體與稱重滑道的底面為面接觸,即便物體運行軌跡規(guī)范,也會由于稱重滑道底面的平面度不高而達不到高的稱重精度。
正因為稱重滑道左端的兩條線和稱重滑道右端的一條線的直線度和平行度容易保證,避免了現(xiàn)有技術(shù)中物體與滑道的面接觸時的二者的平面度誤差導(dǎo)致的凹凸不平所致的對稱重傳感器的沖擊干擾,稱重精度自然大幅提高。
三、面接觸改為線接觸或小面積面接觸,大幅降低了吸附、靜電、升力出現(xiàn)的概率,稱重精度更穩(wěn)定。
本發(fā)明的技術(shù)方案,不同于現(xiàn)有滑道稱重技術(shù),被稱量物體斜躺或斜靠在滑道上,與滑道沒有面接觸、只有線接觸。由于被稱量物體不再是通過底面與稱重滑道的底面滑動接觸,出現(xiàn)靜電吸附導(dǎo)致的滑行速度減慢現(xiàn)象的概率大大降低;也不會因為由于軟薄包裝袋中的散料移動導(dǎo)致與滑道接觸部分的包裝袋變形上鼓等原因而在包裝袋與滑道之間產(chǎn)生真空吸附而導(dǎo)致物體滑行速度減慢現(xiàn)象;更由于被稱量物體下方也有空氣,物體不會產(chǎn)生飛行的升力或壓力,進而影響稱重精度。于是,物體滑動的速度更一致,稱重精度更穩(wěn)定、更高。
四、制造難度和成本降低。
現(xiàn)有動態(tài)滑板檢重秤為得到高精度的稱量結(jié)果,不但要求秤臺的重量盡量輕,還要求物體滑行平穩(wěn),即對秤臺的平面度要求很高,導(dǎo)致制造難度高,成品率低,成本高。因為秤臺越輕,稱重精度越容易提高,就需要稱重滑道盡量輕,重量輕使得做平面度加工時容易產(chǎn)生加工變形,且加工成本高,平面度的長期穩(wěn)定性不高。本發(fā)明僅僅利用板材折彎可以使直線度達到極高的精度,制造成本極低、直線度長期穩(wěn)定性好。
五、稱重滑道沿物體運行方向向下傾斜,使被稱量物體運行更流暢,稱重精度更高。
被稱量物體左低右高使其有左移的傾向,稱重滑道沿物體運行方向向下傾斜更將加大右上折彎線施加給被稱量物體的作用力的左向水平分力,加大使被稱量物體左移的傾向性,確保物體在快速下滑過程中不會偏離稱重滑道的左下角。
本發(fā)明使滑道稱重秤可以在25克一盒的藥盒中準確檢查出少裝了一片0.08克的藥片。
附圖說明
圖1是稱重滑道工作狀態(tài)的示意圖,為圖2中a-a向視圖。圖中,32-左下折彎線,33-右下折彎線,34-右上折彎線,37-物體左下部與左下折彎線內(nèi)圓弧接觸點,66-被稱量物體,72-左立板,73-滑道底板,74-右立板,75-右折板,99-稱重傳感器。
圖2是線接觸稱重裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖中,1-上料單元,2-變姿滑道,3-稱重滑道,231-圓桿,4-復(fù)姿滑道,421-復(fù)姿圓桿,5-第一分檢滑板,52-旋轉(zhuǎn)電磁鐵,6-第二分檢滑板,7-第一接料單元,8-支架,9-控制箱,10-分檢支架,11-第二接料單元,12-第三接料單元。箭頭為被稱量物體運行方向,a-a為圖1剖面方向。
圖3是圖2的俯視圖。圖中,21-喇叭口段,22-變姿平直段,23-單側(cè)舉升段,24-過渡順料段,41-復(fù)姿過渡段,42-單側(cè)下落段,43-復(fù)姿平直段。
圖4是稱重滑道左部內(nèi)側(cè)的示意圖。
圖5是稱重滑道工作狀態(tài)的示意圖。圖中,35-被稱量物體左下部與滑道底板上表面接觸點。
圖6是稱重滑道稱量較薄軟質(zhì)物體時的工作狀態(tài)圖。圖中,55-軟質(zhì)被稱量物體,39-物體左下部與滑道底板上表面接觸部。
圖7是稱重滑道稱量較薄硬質(zhì)物體時的工作狀態(tài)圖。圖中,36-左立板內(nèi)側(cè)與被稱量物體左部側(cè)面的接觸點。圖8是稱重滑道的左折板及其對應(yīng)的左上折彎線的示意圖。圖中,31-左上折彎線,71-左折板。
圖9是稱重滑道左上折彎線頂靠被稱量物體左側(cè)的工作狀態(tài)圖。
圖10是稱重滑道左下折彎線靠近被稱量物體左下部時的工作狀態(tài)圖。
圖11是稱重滑道、托架、傳感器連接示意圖。圖中,77-連接螺釘,88-托架。
具體實施方式
實施例一:如圖2-3所示,一種線接觸滑道稱重裝置,包括控制箱9、支架8、固定在支架8上的稱重傳感器99,稱重傳感器99承載端固定有供物體滑動和稱重的稱重滑道3。
圖1是稱重滑道3上的被稱量物體66左下部與左下折彎線內(nèi)圓弧接觸的示意圖。它包括,稱重滑道3為沿被稱量物體66運行方向兩端開口且截面呈凹字形的光滑凹槽狀結(jié)構(gòu),凹槽狀結(jié)構(gòu)由板材折彎而成,包括位于稱重滑道3左側(cè)的左立板72、位于稱重滑道3右側(cè)的右立板74以及連接右立板74和左立板72的滑道底板73,左立板72和滑道底板73相交處對應(yīng)左下折彎線32,還包括位于右立板74上部的右折板75,右折板75與右立板74相交處對應(yīng)右上折彎線34,所有折彎線沿被稱量物體66運行方向走向且相互平行,折彎線在稱重滑道截面上對應(yīng)鈑金折彎角,鈑金折彎角的內(nèi)外兩側(cè)分別對應(yīng)一段內(nèi)圓弧和一段外圓弧,如圖4中橢圓部分所示,稱重滑道3左部內(nèi)側(cè)依次由滑道底板73上表面的靠近左下折彎線32的部分、左下折彎線32對應(yīng)的內(nèi)圓弧和左立板72內(nèi)側(cè)連接組成,右上折彎線34高于左下折彎線32,稱重滑道3的右上部內(nèi)側(cè)依次由右立板74內(nèi)側(cè)、右上折彎線34對應(yīng)的外圓弧和右折板75的上表面連接組成,被稱量物體66左下部與稱重滑道3左部內(nèi)側(cè)的左下折彎線32對應(yīng)的內(nèi)圓弧接觸,稱重滑道3內(nèi)側(cè)的寬度大于被稱量物體66底面寬度的一半、小于被稱量物體66底面寬度、且滿足稱重滑道3的右上折彎線34對應(yīng)的外圓弧與被稱量物體66右部底面接觸,為保證在一定滑行速度下被稱量物體66在稱重滑道3上有足夠的稱重時間和一定的稱重分檢效率,稱重滑道3的長度一般在被稱量物體66沿運行方向的長度的1.3~5倍之間,被稱量物體66左低右高地斜靠在稱重滑道3上滑行和稱重。
如圖1所示,稱重滑道3的右上折彎線34相對左下折彎線32的高度滿足被稱量物體66在稱重滑道3上向前滑動時有向左滑動的趨勢。即,當被稱量物體66向右偏離原來被稱量物體66左下部與稱重滑道3左部內(nèi)側(cè)的靠近左下折彎線32的底面或左下折彎線32的接觸點之后,稱重滑道3右上折彎線34對被稱量物體66的作用力中的水平向左的分力將大于被稱量物體66的左下部所受的水平方向的摩擦力。
線接觸稱重滑道3的左立板72和右立板74的高度可以不一樣,可以根據(jù)被稱量物體66的厚度設(shè)計,使其滿足需要的配合關(guān)系。
如圖2、3所示,稱重裝置還包括上料單元1、變姿滑道2、復(fù)姿滑道4、第一分檢滑板5、旋轉(zhuǎn)電磁鐵52、第二分檢滑板6、第一接料單元7、第二接料單元11、第三接料單元12、分檢支架10,可用于多級分選。
如圖2所示,稱重滑道3沿被稱量物體66運行方向向下傾斜。上料單元1、變姿滑道2、稱重滑道3、復(fù)姿滑道4、第一分檢滑板5、第二分檢滑板6依次傾斜且平行布置,相對接口處高度依次降低。目的是僅僅利用重力勢能或初速度讓被稱量物體66自我順利滑過所有工作部,到達最遠的第一接料單元7。
如圖2、3所示,稱重滑道3前還有一個光滑的變姿滑道2,把原本平躺在上料單元1的輸送平面上移動的被稱量物體66變成左端斜頂在稱重滑道3左下角、右側(cè)底面斜靠在稱重滑道3右側(cè)右上折彎線34對應(yīng)的外圓角上、且與稱重滑道3沒有大面積的平面接觸的左低右高的斜躺姿態(tài)。
如圖2和3所示,變姿滑道2前后依次分四部分:喇叭口段21、變姿平直段22、單側(cè)舉升段23、過渡順料段24,各部分沿物體運行方向的長度可以根據(jù)被稱量物體66的滑行速度而定,速度越快,長度越長;一般,均設(shè)置其長度為被稱量物體66的沿物體運行方向的長度。
喇叭口段21是由底板和兩側(cè)立板組成的u形槽狀通道,通道呈進口大、出口小的喇叭形,通道出口處寬度大于被稱量物體66的寬度;
變姿平直段22是由底板和兩側(cè)立板組成的由喇叭口段自然延伸形成的u形槽狀通道,變姿平直段的進出口開口尺寸相同。喇叭口段21和變姿平直段22的目的是把被稱量物體66順成沿固定方向運行。
單側(cè)舉升段23是由底板,一側(cè)立板和一直線光滑的圓桿231組成的通道,單側(cè)舉升段23的側(cè)立板和底板均為變姿平直段22的自然延伸,圓桿231與稱重滑道3的右上折彎線34同側(cè)布置,圓桿231傾斜固定在單側(cè)舉升段23上,圓桿231的前端的頂部與變姿平直段22出口處底板的上表面齊平、圓桿231的另一端與過渡順料段24入口上部的折彎線平齊;圓桿231前端到單側(cè)舉升段23的側(cè)立板的距離小于或等于稱重滑道3內(nèi)側(cè)寬度。單側(cè)舉升段23的目的是把被稱量物體66的右端抬起來,也即把被稱量物體66懸空架起來;讓被稱量物體66平順地沿圓桿231滑上稱重滑道3。
過渡順料段24為由底板和兩側(cè)立板組成的u形槽狀通道,過渡順料段24的兩側(cè)立板間距比稱重滑道3內(nèi)側(cè)寬度略小,形狀及其他尺寸均與稱重滑道3相同,過渡順料段24出口處位置比稱重滑道3略高、過渡順料段24出口處與稱重滑道3平行有間隙相對;目的是確保滑上稱重滑道3后,被稱量物體66不再有姿態(tài)的變化,同時讓被稱量物體66內(nèi)的流動散料提前穩(wěn)定下來。
如圖2、3所示,稱重滑道3后還有一個復(fù)姿滑道4,把被架起來的被稱量物體66重新平穩(wěn)地放平進入到下一個工序、且盡量減少對稱重滑道3下的稱重傳感器99的沖擊,復(fù)姿滑道4先后分為復(fù)姿過渡段41,單側(cè)下落段42和復(fù)姿平直段43三部分;各部分沿物體運行方向的長度可以根據(jù)被稱量物體滑行速度而定,速度越快,長度越長;一般均設(shè)置其長度為被稱量物體的沿物體運行方向的長度。
復(fù)姿過渡段41兩側(cè)立板間距比稱重滑道3內(nèi)側(cè)寬度大,形狀及其他尺寸均與稱重滑道3相同,復(fù)姿過渡段41入口處位置比稱重滑道3出口處略低、復(fù)姿過渡段41入口處與稱重滑道3出口處平行有間隙相對,目的是確保被稱量物體66平順滑出稱重滑道3。
單側(cè)下落段42是由底板,一側(cè)立板和一復(fù)姿圓桿421組成的通道,復(fù)姿圓桿421與稱重滑道3的右上折彎線34同側(cè)布置,其中單側(cè)下落段42的側(cè)立板和底板均為復(fù)姿過渡段41的自然延伸,復(fù)姿圓桿421傾斜固定在單側(cè)下落段42的底板上,復(fù)姿圓桿421的前端的頂部與復(fù)姿過渡段41側(cè)立板頂部的折彎線出口處齊平、復(fù)姿圓桿421的另一端與復(fù)姿平直段43入口的底板上表面平齊;復(fù)姿圓桿421后端到單側(cè)下落段42側(cè)立板的距離與復(fù)姿過渡段兩側(cè)立板的距離相等。
復(fù)姿平直段43是由底板和一側(cè)立板組成的l形截面通道,復(fù)姿平直段43的側(cè)立板和底板均為復(fù)姿過渡段41的自然延伸。
如圖1所示,被稱量物體66是邊界扁平的硬質(zhì)物體,為實際重量1±0.1g的內(nèi)裝散料的扁平紙包裝袋、尺寸為60mmx33mm。上料單元:每分鐘60個被稱量物體66,皮帶速度為30米/分鐘。
為使被稱量物體66穩(wěn)定滑行,本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)中,都采用讓被稱量物體的長度方向沿著被稱量物體的運行方向滑行。
現(xiàn)有滑道稱重技術(shù)選用2mm厚304鏡面不銹鋼折彎制成稱重滑道,形狀為底面寬200mm長250mm(物料滑行方向)的長方形、擋邊高為20mm的槽體結(jié)構(gòu)。選用德國hbm公司產(chǎn)的7.2kg量程的鋁制pw2d(長130mm、寬25mm、高15mm,自重250g)單點稱重傳感器和山東西泰克儀器有限公司plac-5000型稱重儀表,傾斜角度為30°。測試結(jié)果:20包連續(xù)稱重的標準偏差為0.02g、峰峰值誤差為0.06g。
本發(fā)明稱重滑道3長240毫米,稱重滑道3選用1毫米厚304不銹鋼,折彎成凹槽結(jié)構(gòu),如圖1所示,槽寬27mm,左立板72只有左下折彎線32,左立板72高6mm,右立板74有右上折彎線34和右下折彎線33,右立板高12mm。選用與現(xiàn)有滑道稱重技術(shù)一樣的稱重傳感器、稱重儀表和同樣的上料單元及上料效率和皮帶速度,稱重滑道3的傾斜角度為15°。扁平紙包裝袋的左下角與稱重滑道3左部內(nèi)側(cè)的左下折彎線32對應(yīng)的內(nèi)圓弧接觸。測試結(jié)果:20包連續(xù)稱重的標準偏差為0.006g、峰峰值誤差為0.018g。
可見,相比現(xiàn)有滑道稱重技術(shù),本發(fā)明的稱重精度大幅提高,稱量誤差降為現(xiàn)有技術(shù)的30%。
實施例二、圖5是物體左下部與滑道底板上表面接觸的示意圖。一種線接觸滑道稱重裝置,與實施例一相同之處不再贅述,不同之處在于,被稱量物體66左下部與稱重滑道3左部內(nèi)側(cè)的滑道底板73上表面接觸,但稱重滑道3左立板72內(nèi)側(cè)與被稱量物體66左部側(cè)面近距離相對,這可降低對前級送料機構(gòu)送料精度的要求。開始滑動時,被稱量物體66左側(cè)面與稱重滑道3的左立板內(nèi)側(cè)沒有接觸。
被稱量物體66為較厚的硬質(zhì)紙包裝盒,重25g,長、寬、高分別為120mm、70mm、24mm。上料單元和速度同前。
現(xiàn)有技術(shù)的測試結(jié)果:20包連續(xù)稱重的標準偏差為0.09g、峰峰值誤差為0.27g。
如圖5所示,本發(fā)明稱重滑道左立板高7mm,右立板高19mm,凹槽內(nèi)寬64mm,被稱量物體66左下部與稱重滑道3左部內(nèi)側(cè)的滑道底板73上表面的接觸點為35,接觸點35靠近左下折彎線32,稱重滑道3的左立板頂部光滑。
由于稱重滑道3的右上折彎線34相對左下折彎線32的高度滿足被稱量物體66在稱重滑道3上向前滑動時有向左滑動的趨勢,而且接觸點35距左下折彎線32很近,所以,只需要滑動很短時間,被稱量物體66左部側(cè)面就會與稱重滑道3左側(cè)面接觸,進而規(guī)范被稱量物體66的后續(xù)滑行軌跡。
本發(fā)明測試結(jié)果:20包連續(xù)稱重的標準偏差為0.05g、峰峰值誤差為0.15g;可見,相比現(xiàn)有滑板稱重技術(shù),本發(fā)明的稱重標準偏差降為原來的55.6%。
實施例三、如圖6所示,一種線接觸滑道稱重裝置,與實施例一相同之處不再贅述,不同之處在于,被稱量物體66左下部與稱重滑道3左部內(nèi)側(cè)的滑道底板73上表面及左下折彎線32對應(yīng)的內(nèi)圓弧同時接觸。
被稱量的物體為較薄軟質(zhì)被稱量物體55,為實際重量5±0.1g的內(nèi)裝散料的塑料軟包裝袋、尺寸為50mmx50mmx4mm,上料單元和速度同前。
現(xiàn)有滑道稱重技術(shù)測試結(jié)果如下:20包連續(xù)稱重的標準偏差為0.025g、峰峰值誤差為0.075g。
如圖6所示,本發(fā)明稱重滑道3的左立板72高8mm,右立板74高13mm,凹槽內(nèi)寬36mm,其他同前,軟質(zhì)被稱量物體55右邊底面與右上折彎線34對于的外圓弧接觸,軟質(zhì)被稱量物體55的左端為圓角,與稱重滑道3左部內(nèi)側(cè)的滑道底板73上表面及左下折彎線32對應(yīng)的內(nèi)圓弧同時接觸,軟質(zhì)被稱量物體55與稱重滑道3左部內(nèi)側(cè)的滑道底板73接觸部分在截面上看是一條靠近左下折彎線32的短線段39,從稱重滑道3全長看,接觸部分為一條很窄的平面帶。
本發(fā)明的測試結(jié)果是:20包連續(xù)稱重的標準偏差為0.015g、峰峰值誤差為0.045g。因為左下折彎線32直線度很高,其附近的左立板和滑道底板的平面度也較高,所以,稱重結(jié)果精度仍很高,標準偏差只有現(xiàn)有稱重技術(shù)的60%。
實施例四、如圖7所示,一種線接觸滑道稱重裝置,與實施例二相同之處不再贅述,不同之處在于,稱重滑道3的左立板72內(nèi)側(cè)與被稱量物體66左部側(cè)面接觸。
被稱量物體66為較薄的硬質(zhì)紙包裝盒,16g,長、寬、高分別為120mm、80mm、6mm。上料單元和速度同前。
現(xiàn)有技術(shù)同前,測試結(jié)果:20包連續(xù)稱重的標準偏差為0.08g、峰峰值誤差為0.24g。
如圖7所示,本發(fā)明稱重滑道3左立板高18mm,右立板高19mm,凹槽內(nèi)寬67mm,其他同前,被稱量物體66左下角與滑道底板73的接觸點35靠近左下折彎線32,被稱量物體66左上角與稱重滑道3的左立板72內(nèi)側(cè)接觸,接觸點36距離左下折彎線32為5.7mm。
本發(fā)明測試結(jié)果:20包連續(xù)稱重的標準偏差為0.036g、峰峰值誤差為0.108g;可見,相比現(xiàn)有滑板稱重技術(shù),本發(fā)明的稱重誤差降為現(xiàn)有技術(shù)的45%。
實施例五,如圖8-10所示,一種線接觸滑道稱重裝置,與實施例四相同之處不再贅述,不同之處在于,稱重滑道3的左上部還有左折板71,左折板71與左立板72相交處對應(yīng)左上折彎線31,左上折彎線31與左下折彎線32平行,稱重滑道3的左上部內(nèi)側(cè)依次由左立板72內(nèi)側(cè)、左上折彎線31對應(yīng)的外圓弧、左折板71的上表面連接組成。
稱重滑道3的左立板72內(nèi)側(cè)與被稱量物體66左部側(cè)面接觸。
被稱量物體66為紙包裝盒,25g,長、寬、高分別為120mm、70mm、24mm,上料速度:每分鐘60個被稱量物體,皮帶速度為30米/分鐘。
現(xiàn)有滑道稱重技術(shù)同前,測試結(jié)果也同前:20包連續(xù)稱重的標準偏差為0.09g、峰峰值誤差為0.27g。
本發(fā)明稱重滑道3長240毫米,選用1毫米厚304不銹鋼,折彎成凹槽結(jié)構(gòu),槽內(nèi)寬68mm:
一、如圖8所示,左立面高24mm,右立面高18mm。
稱重滑道3左立板72內(nèi)側(cè)與被稱量物體66左上角接觸,即,稱重滑道3左上折彎線31高于被稱量物體66左上角。測試結(jié)果是:20包連續(xù)稱重的標準偏差為0.03g、峰峰值誤差為0.09g。
可見,相比現(xiàn)有滑板稱重技術(shù),本發(fā)明的標準偏差只有現(xiàn)有技術(shù)的33.3%,本發(fā)明大幅提高了稱重精度。
二、左立板和右立板均高18mm。
如圖9所示,稱重滑道3左上部的左上折彎線31對應(yīng)的外圓弧與被稱量物體66左側(cè)接觸,即,左上折彎線31低于被稱量物體66左上角,稱重滑道3的左上折彎線31直接頂靠被稱量物體66左側(cè)面。測試結(jié)果是:20包連續(xù)稱重的標準偏差為0.025g、峰峰值誤差為0.075g。
可見,相比現(xiàn)有滑板稱重技術(shù),本發(fā)明的標準偏差只有現(xiàn)有技術(shù)的27.8%。本發(fā)明大幅提高了稱重精度。
由于折彎線的直線度比平面度高,所以,稱重滑道3的左上折彎線31直接頂靠被稱量物體66左側(cè)面的結(jié)果好于被稱量物體的左上角頂靠在稱重滑道3的左側(cè)面的結(jié)果。
實施例六:如圖10所示,一種線接觸滑道稱重裝置,與實施例五中“二”的相同之處不再贅述,不同之處在于,為使被稱量物體66左下角與滑道底板73的接觸點盡量靠近左下折彎線32,設(shè)計稱重滑道3的左立板72與滑道底板73呈鈍角,被稱量物體66左下角與滑道底板73的接觸點與左下折彎線32的距離由左立板72與滑道底板73垂直時的5.8mm,變?yōu)?.8mm。
被稱量物體66、上料單元和上料速度也與實施例五中“二”的相同。
本發(fā)明測試結(jié)果:20包連續(xù)稱重的標準偏差為0.024g、峰峰值誤差為0.072g;可見,相比現(xiàn)有滑板稱重技術(shù),本發(fā)明的標準偏差只有現(xiàn)有技術(shù)的26.7%。本發(fā)明大幅提高了稱重精度。
實施例七、一種線接觸稱重滑道,與實施例五相同之處不再贅述,不同之處在于,如圖11所示,在稱重滑道3與稱重傳感器99之間設(shè)置托架88,托架88的截面與稱重滑道3的形狀相同、寬度略大于稱重滑道3的外部寬度、與稱重滑道3的高度之差大于連接螺釘77的螺帽的厚度,稱重滑道3嵌入托架88,連接螺釘77把托架88和稱重傳感,99剛性連接,托架88和稱重滑道3剛性連接。