多秤臺(tái)重檢秤的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型為一種自動(dòng)重量分檢秤，涉及高速動(dòng)態(tài)稱重領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]自動(dòng)重量分檢秤主要用于包裝流水線中間或終端，在線地對(duì)產(chǎn)品重量進(jìn)行動(dòng)態(tài)稱量，進(jìn)而按預(yù)設(shè)的重量范圍對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行選別、剔除或分級(jí)。比起人工稱量和機(jī)器靜態(tài)稱量，自動(dòng)重量分檢秤檢測(cè)速度快、計(jì)量精度高、擴(kuò)充性能強(qiáng)。
[0003]現(xiàn)有重檢秤主要由以下四部分組成:上料送進(jìn)裝置、一個(gè)秤臺(tái)采集單元、一個(gè)單秤臺(tái)顯示控制單元、剔除分級(jí)裝置。上料送進(jìn)裝置用于對(duì)被稱物體的運(yùn)行速度調(diào)節(jié)，確保各個(gè)物體之間的間距滿足單秤臺(tái)顯示控制單元中分檢數(shù)字處理程序的要求，即，通過(guò)提高送進(jìn)速度，使各個(gè)被測(cè)物體被高速拉開距離，確保它們之間的凈距離(即前一個(gè)物體的尾部與后一個(gè)物體的頭部的間距)至少大于秤臺(tái)臺(tái)面的長(zhǎng)度。顯示控制單元把重量數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)字處理得出重量數(shù)值并顯示，并據(jù)此控制剔除分級(jí)裝置對(duì)超出重量設(shè)定范圍的物體進(jìn)行剔除，對(duì)在設(shè)定范圍內(nèi)的予以放行，或者，按多個(gè)設(shè)定的重量范圍對(duì)物體進(jìn)行重量分級(jí)。
[0004]現(xiàn)有重檢秤的秤臺(tái)采集單元都是由一個(gè)重量采集A/D模塊、稱重傳感器支撐架、稱重傳感器、固定于傳感器之上承受被測(cè)物體重量并傳送該物體的臺(tái)面組成。稱重傳感器與重量采集A/D模塊電連接，重量采集A/D模塊(把重量傳感器的模擬信號(hào)變成數(shù)字信號(hào))與顯示控制單元電連接。
[0005]重檢秤的精度取決于秤臺(tái)采集單元的精度(包括動(dòng)態(tài)數(shù)字濾波算法)，該精度又取決于有效稱重時(shí)間(即快速移動(dòng)的物體的全部重量作用于臺(tái)面的時(shí)間)的長(zhǎng)短或有效稱重?cái)?shù)據(jù)的多少。稱量物體在臺(tái)面上有效稱重時(shí)間越長(zhǎng)，重量采集A/D模塊采集到的有效重量數(shù)據(jù)就越多，這些動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)按同樣的濾波算法處理得到的重量值就越接近稱量物體的真實(shí)重量，重量分檢的精度也就越高；但有效稱重時(shí)間越長(zhǎng)，分檢速度(物體個(gè)數(shù)/分鐘)或稱量效率就越低。
[0006]目前重檢秤的問(wèn)題是:在保證稱量效率的同時(shí)，很難提高稱重精度。
[0007]由于重檢秤結(jié)構(gòu)比普通電子臺(tái)秤、汽車衡、軌道衡、液體灌裝秤復(fù)雜得多，前有上料送進(jìn)裝置，后有剔除分級(jí)裝置，中間很難再增加提高精度的裝置；最重要的區(qū)別是物體被秤臺(tái)上高速旋轉(zhuǎn)的皮帶帶動(dòng)，陸續(xù)不斷、高速地從秤臺(tái)臺(tái)面上通過(guò)，必須快速準(zhǔn)確地識(shí)別出物體的重量，實(shí)時(shí)控制后續(xù)的剔除分級(jí)裝置動(dòng)作。所以，目前，研究者都是從重量信號(hào)響應(yīng)的速度、秤臺(tái)結(jié)構(gòu)和皮帶機(jī)構(gòu)的振動(dòng)和數(shù)字濾波上考慮改進(jìn)秤臺(tái)的精度。目前，提高稱重精度的手段如下:
[0008]1、提高重量采集A/D模塊的采樣速率，讓輸出的重量數(shù)據(jù)盡量多來(lái)消除干擾誤差。但由于物體上下秤臺(tái)臺(tái)面的數(shù)據(jù)無(wú)法利用，只能利用物體全部上秤臺(tái)臺(tái)面后的全部重量壓在秤臺(tái)上的有效數(shù)據(jù)，也即有效稱重時(shí)間；分檢速度一定的情況下，重量采集A/D模塊的采樣速率越高，有效稱量時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)就越多，就越容易消除物體與秤臺(tái)臺(tái)面對(duì)稱重傳感器的高頻干擾；但對(duì)于物體與秤臺(tái)臺(tái)面對(duì)稱重傳感器的低頻干擾，提高采樣速度則無(wú)能為力。所以，采集速度提高只能部分有效地提高稱量精度。
[0009]2、改進(jìn)數(shù)字濾波程序、提高濾波結(jié)果的響應(yīng)速度和穩(wěn)定時(shí)間。但一種濾波程序只能最好地適應(yīng)一種干擾或波動(dòng)，由于物體每次上秤臺(tái)臺(tái)面時(shí)不同的姿態(tài)及方向?qū)ΨQ重傳感器的偶然性干擾誤差和秤臺(tái)整體結(jié)構(gòu)由于稱重傳感器彈性體變形導(dǎo)致的自我變形振動(dòng)，還是無(wú)法對(duì)每個(gè)物體每次都有效提尚精度。
[0010]3、改進(jìn)秤臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)和加工精度，消除機(jī)械振動(dòng)所致的無(wú)法通過(guò)濾波來(lái)剔除的干擾誤差。如，與物體通過(guò)秤臺(tái)的頻次接近的皮帶及滾筒不平衡質(zhì)量引起的跳動(dòng)誤差就很難通過(guò)濾波消除；只能通過(guò)提高加工精度來(lái)解決。但加工精度超過(guò)一定極限，成本就會(huì)過(guò)高。
[0011]這些手段都只是部分地解決了目前重檢秤的精度問(wèn)題。
[0012]專利CN101932919 B涉及一個(gè)秤臺(tái)臺(tái)面同時(shí)接多個(gè)重量采集A/D模塊(含多個(gè)稱重傳感器)、即一個(gè)物體的重量同時(shí)作用于多個(gè)數(shù)字稱重單元，在多個(gè)數(shù)字采集單元沒(méi)有同步觸發(fā)、同步采集、同步傳輸前提下，利用RS485等通訊速度較慢的技術(shù)手段，提出了一種將多個(gè)數(shù)字稱重單元(采樣時(shí)間刻度不一致)的數(shù)字信號(hào)通過(guò)插值到同一個(gè)時(shí)間刻度而簡(jiǎn)單相加的方法，但其運(yùn)算量很大、重量結(jié)果對(duì)時(shí)間滯后很嚴(yán)重，主要用于重量信號(hào)變化緩慢的液體灌裝稱重領(lǐng)域，無(wú)法用于對(duì)即時(shí)性、響應(yīng)速度要求很高的高速動(dòng)態(tài)稱重領(lǐng)域。
[0013]ZL 200710135526.0在車輛下面平鋪多個(gè)秤臺(tái)臺(tái)面，每次針對(duì)具有不同長(zhǎng)度和軸距承重點(diǎn)的車輛，把所有秤臺(tái)中將有效承受本次測(cè)試車輛重量的秤臺(tái)組合成一臺(tái)秤，每次承重的所有秤臺(tái)只稱量一個(gè)物體，物體的重量由所有秤臺(tái)的數(shù)值簡(jiǎn)單組合相加而得，屬于靜態(tài)軌道衡領(lǐng)域。
[0014]ZL 200720046896.2提供了用多個(gè)秤臺(tái)臺(tái)面同時(shí)稱量多個(gè)不同物體的電子秤，每個(gè)秤臺(tái)只稱量一個(gè)物體，物體不在各個(gè)秤臺(tái)上移動(dòng)，各個(gè)秤臺(tái)的重量數(shù)據(jù)之間不發(fā)生任何運(yùn)算關(guān)系；屬于多功能靜態(tài)電子臺(tái)秤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本實(shí)用新型通過(guò)增加重檢秤的秤臺(tái)采集單元的數(shù)量，并在每個(gè)秤臺(tái)采集單元的秤臺(tái)臺(tái)面的首尾設(shè)置光電檢測(cè)裝置，在不降低稱量速度的前提下，使分檢精度大幅提高。
[0016]一種多秤臺(tái)重檢秤，它包括稱重傳感器支撐架以及設(shè)置于稱重傳感器支撐架上的上料送進(jìn)裝置，其特征是在稱重傳感器支撐架上還設(shè)置有沿物體行進(jìn)方向依次順序放置的N個(gè)稱量精度一致的秤臺(tái)采集單元，N ^ 2，接續(xù)在秤臺(tái)采集單元后面的是剔除分級(jí)裝置，與上料送進(jìn)裝置、秤臺(tái)采集單元和剔除分級(jí)裝置電連接的多秤臺(tái)數(shù)據(jù)顯示控制單元；
[0017]每個(gè)秤臺(tái)采集單元包括設(shè)置于稱重傳感器支撐架上的稱重傳感器、與稱重傳感器電連接的重量采集A/D模塊；重量采集A/D模塊與多秤臺(tái)數(shù)據(jù)顯示控制單元電連接；秤臺(tái)采集單元還包括固定于傳感器之上承受被測(cè)物體重量并傳送該物體的臺(tái)面。
[0018]本方案的具體特點(diǎn)還有，還包括(N+1)個(gè)光電檢測(cè)裝置，N ^ 2，光電檢測(cè)裝置分別位于第一個(gè)秤臺(tái)采集單元的臺(tái)面前端和每個(gè)秤臺(tái)采集單元的臺(tái)面尾部，光電檢測(cè)裝置均與多秤臺(tái)數(shù)據(jù)顯示控制單元電連接。
[0019]重量采集A/D模塊與多秤臺(tái)數(shù)據(jù)顯示控制單元做成一體。
[0020]秤臺(tái)采集單元的臺(tái)面可以使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的皮帶滾筒傳送機(jī)構(gòu)，通過(guò)多秤臺(tái)數(shù)據(jù)顯示控制單元控制各個(gè)秤臺(tái)采集單元的皮帶速度一致。
[0021]秤臺(tái)采集單元的臺(tái)面也可以使用直接用于稱重的傾斜的滑道(第一個(gè)滑道的前面還可以設(shè)置順料滑道，后續(xù)的剔除分級(jí)裝置也可以采用傾斜放置的滑道)，各個(gè)臺(tái)面相互平行且有間隙，各個(gè)臺(tái)面與物料接觸面采用同樣材質(zhì)，臺(tái)面傾斜的角度應(yīng)保證使物料從第一個(gè)臺(tái)面到第N個(gè)臺(tái)面均為自由滑落，直至滑落到剔除分級(jí)裝置上。
[0022]若被測(cè)物體在生產(chǎn)線上順序地相隔很近，上料送進(jìn)裝置須能通過(guò)提高送料速度，使各個(gè)被測(cè)物體被高速拉開距離，確保它們之間的凈距離大于一個(gè)秤臺(tái)采集單元的臺(tái)面長(zhǎng)度，秤臺(tái)采集單元的臺(tái)面上物體運(yùn)行速度也需控制得與上料送進(jìn)裝置的速度一致。
[0023]光電檢測(cè)裝置安裝在每個(gè)臺(tái)面的兩端稍靠外一點(diǎn)的側(cè)面的上部(包括相鄰臺(tái)面的中縫的側(cè)面的上部)，光線垂直于物料運(yùn)行方向、水平發(fā)光，安裝高度以被測(cè)物體移動(dòng)中能遮擋住光電信號(hào)為準(zhǔn)；也可以安裝在臺(tái)面的兩端稍靠外一點(diǎn)(包括相鄰臺(tái)面的接縫處)的正上方，光電檢測(cè)裝置垂直發(fā)光。光電檢測(cè)裝置可以采用發(fā)射與接收分離形式，也可以采用發(fā)射和接收一體(靠物體反射)形式。一個(gè)光電檢測(cè)裝置包括發(fā)射和接收2部分。N個(gè)臺(tái)面共安裝(N+1)個(gè)光電檢測(cè)裝置，(N+1)個(gè)光電檢測(cè)裝置共同工作，用于物體的定位。
[0024]用同一個(gè)重量砝碼對(duì)N (N多2)個(gè)秤臺(tái)采集單元進(jìn)行統(tǒng)一重量標(biāo)定、調(diào)整，使N(N ^ 2)個(gè)秤臺(tái)采集單元的稱量精度一致。
[0025]本發(fā)明的有益效果是:通過(guò)在重檢秤中多設(shè)置(N-1)個(gè)秤臺(tái)采集單元，沒(méi)有降低物體的移動(dòng)速度，也沒(méi)有降低生產(chǎn)線的效率，僅僅采用求平均模式，本發(fā)明就可降低重檢秤的系統(tǒng)誤差。原因如下:稱重系統(tǒng)尤其A/D的數(shù)據(jù)屬正態(tài)分布概率形式，所以N次測(cè)試數(shù)據(jù)的平均值比I次測(cè)量值接近于真值的概率大。
[0026]本實(shí)用新型還可以采用光電組合疊加模式，大幅提高重量檢測(cè)的精度:在物體在移動(dòng)方向的垂直方向沒(méi)有運(yùn)動(dòng)的前提下，物體跨越兩個(gè)臺(tái)面時(shí)，其重量由2個(gè)臺(tái)面分擔(dān)，又由于各個(gè)被稱量的物體尾首間隔距離大于一個(gè)臺(tái)面的長(zhǎng)度，也即任何時(shí)刻每個(gè)臺(tái)面上最多只有一個(gè)物體，所以這2個(gè)臺(tái)面感受的重量之和就是也只是該正在跨越接縫的物體的重量，也即物體的重量正是這2個(gè)秤臺(tái)采集單元的原始數(shù)據(jù)之和。所以，把該物體走過(guò)N個(gè)秤臺(tái)采集單元的數(shù)據(jù)通過(guò)有序疊加的方式接起來(lái)，變成一個(gè)多個(gè)臺(tái)面長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)物體移動(dòng)時(shí)間的數(shù)據(jù)，其有效稱量時(shí)間變?yōu)镹個(gè)臺(tái)面長(zhǎng)度只減去一個(gè)物體長(zhǎng)度后所剩距離所對(duì)應(yīng)的物體移動(dòng)所需時(shí)間。平均模式中所利用的每個(gè)物體在單個(gè)臺(tái)面上的有效稱量時(shí)間為每個(gè)臺(tái)面長(zhǎng)度減去物體的長(zhǎng)度后所剩距離對(duì)應(yīng)的物體移動(dòng)所用時(shí)間，由此得出的物體重量值的精度較差。因?yàn)?，求平均時(shí)，相當(dāng)于少了物體很多個(gè)上下各個(gè)臺(tái)面時(shí)的可以有效利用的數(shù)據(jù)。對(duì)每個(gè)物體而言，采用本實(shí)用新型，物體被N個(gè)秤臺(tái)采集單元先后稱重后，其有效稱量時(shí)間不是等于其在單個(gè)臺(tái)面上的有效稱量時(shí)間的N倍，而是遠(yuǎn)大于其在單個(gè)臺(tái)面上的有效稱量時(shí)間的N倍；物體的長(zhǎng)度相對(duì)秤臺(tái)