基于精密称量系统的控制方法与流程

本发明涉及自动化领域，尤其涉及一种基于精密称量系统的控制方法。

背景技术：
由于工业化控制中对精密仪器的重量差分要求越来越高，那么现有技术中并没有高精度的分拣设备对精密仪器工件进行重量分类，即便是有分拣设备也不能达到很高的精度，在实际工业化分拣过程中，不但对精密仪器工件分拣精度要求很高，而且要求设备使用操作简便，不需要繁琐的人工手动分拣操作，这就亟需本领域技术人员解决相应的技术问题。

技术实现要素：
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种基于精密称量系统的控制方法。为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种基于精密称量系统的控制方法，其关键在于，包括如下步骤：S1，启动自动分选装置，将物料放入上料器1，所述上料器1为电磁式振动上料器，上料器1将物料传送到直线上料器9，由直线上料器9将物料一字排开，分别传送到称重分选装置；S2，物料到达称重分选装置后，由第一称重仪表和第二称重仪表分别进行称重测量，S3，测量完成的物料通过拨片7拨入对应滑道3，由滑道电机控制滑道接收部3-1摆动将测量完成的物料传送到相应的滑道，由物料盛放盒盛放该重量的物料。上述技术方案的有益效果为：通过启动精密称重系统由第一第二称重仪表进行分别称重测量，由物料拨片机构进行自动分选拨料。所述的基于精密称量系统的控制方法，优选的，所述S2还包括：S2-1，对物料称重数据进行预分析，通过建立数学模型，在第一称重仪表和第二称重仪表的称重传感器尚未稳定的情况下，根据获得的未稳定数据，分析及预测产品实际重量。使称重传感器在设定的响应时间阈值内，求取平均值；S2-2，通过滤波算法，使称重数据变得平滑，然后根据称重数据趋势提前预测分析出稳定重量；S2-3，称重数据在预设时间和预设精度范围内，认为数据为最终稳定重量。本发明还公开一种精密称量系统，其关键在于，包括：上料器1、称重分选装置2、N个滑道3、自动控制系统5、拨片控制电机6、物料拨片机构7，所述N为正整数；上料器1侧壁一端开设物料输送口，所述上料器1存放未分选的物料，所述上料器1物料输送口输出物料，称重分选装置2设置于上料器1物料输送口处，称重分选装置2设置物料拨片机构7，所述物料拨片机构7通过拨片控制电机6控制，所述拨片控制电机6信号传输端连接自动控制系统5信号传输端，所述物料拨片机构7出料口连接N个滑道3，自动控制系统5控制称重分选装置2进行称重，所述物料拨片机构7根据重量将物料拨入对应滑道3。所述的精密称量系统，优选的，所述物料拨片机构7包括：拨片前端7-1、拨片固定部7-2、拨片感应器7-3、传送齿轮7-4、拨片传送带7-5；拨片前端7-1的宽度与称重分选装置2的通过槽10宽度相适应，所述拨片前端7-1通过拨片固定部7-2固定在拨片传送带7-5上，所述拨片传送带7-5由传送齿轮7-4进行传动，所述拨片前端7-1侧壁设置拨片感应器7-3，所述拨片感应器7-3用于感应物流是否在通过槽10之上。所述的精密称量系统，优选的，还包括：机床架4、机床架前端8、直线上料器9；所述机床架4上端放置上料器1和称重分选装置2，所述上料器1和称重分选装置2之间连接直线上料器9，所述机床架前端8连接机床架4，所述机床架前端8的高度低于机床架4的高度，所述机床架前端8安装滑道3，所述滑道3沿机床架4和机床架前端8之间形成倾斜坡度。所述的精密称量系统，优选的，所述滑道3包括：滑道接收部3-1、滑道排出口3-2、滑道支架3-3和物料盛放盒3-4；滑道接收部3-1一端放置于通过槽10处，所述滑道接收部3-1另一端连接于滑道3，滑道接收部3-1一端下部安装滑道电机11，通过滑道电机11带动滑道接收部3-1摆动，设置N条滑道3，滑道支架3-3一端设置在滑道3下部，所述滑道支架3-3另一端固定在机床架前端8上，每条滑道3都设置滑道支架3-3，滑道排出口3-2呈V型设计，在滑道排出口3-2放置物料盛放盒3-4，通过滑道电机11带动的所述滑道接收部3-1停止的每个节点都有相应的滑道3与之对应。所述的精密称量系统，优选的，还包括：第一称重仪12和第二称重仪13；通过槽10分为两段，所述通过槽10第一段下端放置所述第一称重仪12，所述通过槽10第二段下端放置所述第二称重仪13，所述通过槽10的高度低于直线上料器9的高度，所述直线上料器9的下料口正对于通过槽10第一段，所述通过槽10第一段略低于通过槽10第二段。所述的用于精密仪器多级称重自动分选装置，优选的，还包括：第一隔挡片12-1，第二隔挡片12-2和第三隔挡片13-1；在通过槽10第一段开口两端分别设置第一隔挡片12-1和第二隔挡片12-2，所述通过槽10第二段的出口处设置第三隔挡片13-1。所述的精密称量系统，优选的，所述自动控制系统包括：控制计算机、第一称重仪表、第二称重仪表、显示终端、串行通信板、I/O接口、控制按键和电气设备；所述电气设备信号传输端连接I/O接口信号传输端、所述控制按键信号传输端连接I/O接口信号传输端，所述I/O接口信号交互端分别连接串行通信板信号交互端和控制计算机信号交互端，所述第一称重仪表和第二称重仪表信号输出端连接串行通信板信号接收端，所述串行通信板信号输出端连接控制计算机信号接收端，所述控制计算机显示信号交互端连接显示终端信号交互端。上述技术方案的有益效果为：通过控制计算机控制第一称重仪表和第二称重仪表以及相关外围设备，实现精密仪器的自动分拣工作。综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：多级称量自动分选机由电磁振动上料装置、直线振动上料器、高精度间歇式静态称重装置、多级称量自动分选系统和全自动化工业控制系统等组成。采用电磁振动螺旋上料加斜面分道，直线平行输送物体，间歇式拨料输送到称重传感器，此三者均采用专用光纤传感器对工件进行状态检测，反馈信号到工控机来调节三个执行机构的动作顺序，然后经过静态称重进行分类筛选。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。附图说明本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本发明精密称重系统示意图；图2是本发明精密称重系统物料拨片机构示意图；图3是本发明精密称重系统侧视图；图4是本发明精密称重系统物料拨片机构俯视图；图5是本发明精密称重系统整体俯视图；图6是本发明精密称重系统电路示意图；图7是本发明精密称重系统的控制方法总体流程图；图8是本发明精密称重系统的控制方法流程图。具体实施方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本发明提供了一种基于精密称量系统的控制方法，其关键在于，包括如下步骤：S1，启动自动分选装置，将物料放入上料器1，所述上料器1为电磁式振动上料器，上料器1将物料传送到直线上料器9，由直线上料器9将物料一字排开，分别传送到称重分选装置；S2，物料到达称重分选装置后，由第一称重仪表和第二称重仪表分别进行称重测量，S3，测量完成的物料通过拨片7拨入对应滑道3，由滑道电机控制滑道接收部3-1摆动将测量完成的物料传送到相应的滑道，由物料盛放盒盛放该重量的物料。上述技术方案的有益效果为：通过启动精密称重系统由第一第二称重仪表进行分别称重测量，由物料拨片机构进行自动分选拨料。所述的基于精密称量系统的控制方法，优选的，所述S2还包括：S2-1，对物料称重数据进行预分析，通过建立数学模型，在第一称重仪表和第二称重仪表的称重传感器尚未稳定的情况下，根据获得的未稳定数据，分析及预测产品实际重量。使称重传感器在设定的响应时间阈值内，求取平均值；S2-2，通过滤波算法，使称重数据变得平滑，然后根据称重数据趋势提前预测分析出稳定重量；S2-3，称重数据在预设时间和预设精度范围内，认为数据为最终稳定重量。本发明还公开一种精密称量系统，其关键在于，包括：上料器1、称重分选装置2、N个滑道3、自动控制系统5、拨片控制电机6、物料拨片机构7，所述N为正整数；上料器1侧壁一端开设物料输送口，所述上料器1存放未分选的物料，所述上料器1物料输送口输出物料，称重分选装置2设置于上料器1物料输送口处，称重分选装置2设置物料拨片机构7，所述物料拨片机构7通过拨片控制电机6控制，所述拨片控制电机6信号传输端连接自动控制系统5信号传输端，所述物料拨片机构7出料口连接N个滑道3，自动控制系统5控制称重分选装置2进行称重，所述物料拨片机构7根据重量将物料拨入对应滑道3。所述的精密称量系统，优选的，所述物料拨片机构7包括：拨片前端7-1、拨片固定部7-2、拨片感应器7-3、传送齿轮7-4、拨片传送带7-5；拨片前端7-1的宽度与称重分选装置2的通过槽10宽度相适应，所述拨片前端7-1通过拨片固定部7-2固定在拨片传送带7-5上，所述拨片传送带7-5由传送齿轮7-4进行传动，所述拨片前端7-1侧壁设置拨片感应器7-3，所述拨片感应器7-3用于感应物流是否在通过槽10之上，所述传送齿轮7-4中部轴承开设键槽7-6，通过键槽7-6固定齿轮与轴承，所述轴承由电机带动旋转。所述的精密称量系统，优选的，还包括：机床架4、机床架前端8、直线上料器9；所述机床架4上端放置上料器1和称重分选装置2，所述上料器1和称重分选装置2之间连接直线上料器9，所述机床架前端8连接机床架4，所述机床架前端8的高度低于机床架4的高度，所述机床架前端8安装滑道3，所述滑道3沿机床架4和机床架前端8之间形成倾斜坡度。所述的精密称量系统，优选的，所述滑道3包括：滑道接收部3-1、滑道排出口3-2、滑道支架3-3和物料盛放盒3-4；滑道接收部3-1一端放置于通过槽10处，所述滑道接收部3-1另一端连接于滑道3，滑道接收部3-1一端下部安装滑道电机11，通过滑道电机11带动滑道接收部3-1摆动，设置N条滑道3，滑道支架3-3一端设置在滑道3下部，所述滑道支架3-3另一端固定在机床架前端8上，每条滑道3都设置滑道支架3-3，滑道排出口3-2呈V型设计，在滑道排出口3-2放置物料盛放盒3-4，通过滑道电机11带动的所述滑道接收部3-1停止的每个节点都有相应的滑道3与之对应，所述滑道开口处为V型。所述的精密称量系统，优选的，还包括：第一称重仪12和第二称重仪13；通过槽10分为两段，所述通过槽10第一段下端放置所述第一称重仪12，所述通过槽10第二段下端放置所述第二称重仪13，所述通过槽10的高度低于直线上料器9的高度，所述直线上料器9的下料口正对于通过槽10第一段，所述通过槽10第一段略低于通过槽10第二段。所述的用于精密仪器多级称重自动分选装置，优选的，还包括：第一隔挡片12-1，第二隔挡片12-2和第三隔挡片13-1；在通过槽10第一段开口两端分别设置第一隔挡片12-1和第二隔挡片12-2，所述通过槽10第二段的出口处设置第三隔挡片13-1，所述第一隔挡片12-1，第二隔挡片12-2和第三隔挡片13-1为韧性材料，当拨片通过时第一隔挡片12-1，第二隔挡片12-2和第三隔挡片13-1能够沿拨片运动方向倾倒，拨片通过后第一隔挡片12-1，第二隔挡片12-2和第三隔挡片13-1恢复垂直状态。所述的精密称量系统，优选的，所述自动控制系统包括：控制计算机、第一称重仪表、第二称重仪表、显示终端、串行通信板、I/O接口、控制按键和电气设备；所述电气设备信号传输端连接I/O接口信号传输端、所述控制按键信号传输端连接I/O接口信号传输端，所述I/O接口信号交互端分别连接串行通信板信号交互端和控制计算机信号交互端，所述第一称重仪表和第二称重仪表信号输出端连接串行通信板信号接收端，所述串行通信板信号输出端连接控制计算机信号接收端，所述控制计算机显示信号交互端连接显示终端信号交互端。上述技术方案的有益效果为：通过控制计算机控制第一称重仪表和第二称重仪表以及相关外围设备，实现精密仪器的自动分拣工作。多级称量自动分选机采用静态的称重方式，保证称重过程中物体的重量不受外部条件的影响，为物体的真实重量，可以达到很高的称重精度达0.01克，可读精度达0.001克，通过多通道的同时称重方式可以达到较高的生产率，利用电磁振动上料实现物料的自动运送，采用多级分类筛选方式可达到多达10级的分类选择，并可实现从0.5克到30克范围内的分类筛选，这些都是现有重量分类筛选方式所不能达到的。1实现了将工控机和程序软件、自动上料和自动工件输送、静态称量技术、多级称量自动分选系统进行有机的结合，达到高精度多级称量自动分选的最终目的；2实现了可靠的物流输送方式，使产品的状态检测与后续称重分选系统节拍相匹配，保证物流的通畅和最佳的设备运行速度；3实现了满足生产效率的情况下的高精度静态称重模式和间歇拨料上秤装置；4实现了能根据称量传感器称出的重量数值与设置档重量数值进行对比后的多级重量自动分选系统；5实现了在保证产品质量的前提下的电磁振动上料和分道传输装置；通过一个电磁振动螺旋上料器对两个称量传感器进行供料，并通过光纤传感器对输送道的物料状态进行检测，保证物料输送的通畅和可靠，同时满足设备整个的生产节拍；6实现了整机自动运行控制的硬件和程序软件；A、实现了物料输送的状态检测和送料装置的启动和停止，与后续称量速度的相互匹配。B、实现了物料的自动运送和工件在输送槽输送时的剔除防重叠方式，与光纤传感器共同保证工件按称重要求逐件进入称量传感器。C、实现了高精度称量传感器的称重数值的采集和稳定数值的确定。实现了通过传感器采集到的数据，正确判断工件的真实重量即重量的稳定值。D、实现了智能化多级称量分选系统与系统软件的有机结合。实现了在得到工件的称量数值后如何通过控制系统发出信号来推动多级称量自动分选系统的执行机构进行分类筛选。多级称量自动分选机的动作顺序是：电磁振动螺旋上料→斜面分道→直线振动输送→拨料称量→多级称量自动分选。8多级称量自动分选机工作原理：在电磁振动上料器的作用下通过分道装置进行一分二的分道输送到达直线振动送料器上，在间歇拨料装置的作用下将工件拨到称量传感器上进行称量，称量完成后间歇拨料装置转动将工件运送到多级称量自动分选系统进行分类筛选完成材料的多级称量自动分选过程；3、项目实现的创新点1先进的系统体系构架设计与开发：本项目采用光纤传感技术、高精度快速称重技术、多级重量自动分选技术和自动上料及物料输送技术，并通过编制专用工控机控制软件将自动上料、工件自动物料输送、工件输送过程的状态检测、高精度物料称重系统、间歇式拨料装置、多级重量自动分选计数系统等部件进行有机的结合，使设备达到全自动化称重和分选，并能对称重数值和分选数量进行信息存储和记忆。2独创的物流输送和状态检测系统的设计与开发：物料输送采用镜面抛光带V型槽的输送多通道来进行物料的输送，可有效的减小物料和输送通道的接触面积，保证输送的通畅；状态检测采用专用的光纤传感器对物料的运行状态进行检测，将检测出的状态信号反馈到控制系统来控制相应机构的动作。3高精度称重系统的研发：采用了高精度快速条件下的可靠多级称量方式。为了保证可靠的高精度工件称重，采用静态称重模式来保证得到可靠的准确的称重精度，将动态的称重模式通过间歇拨料装置转化为静态的称重模式来保证高的称重精度；采用高精度称重传感器可读精度达0.001克来满足称重精度为0.01的称重精度的要求。开发高性能的称重传感器，称重传感器在使用过程中与所有振源进行隔离，物件上称重传感器时采用一种最小振动方式进入，保证称重传感器的有效响应时间，在不降低速度的前提下保证高精度的称量精度。A、称重数据的预分析及预测技术：通过建立数学模型，在称重传感器尚未稳定的情况下，根据获得的未稳定数据，分析及预测产品实际重量。使称重传感器在尽可能短的响应时间内，保证高精度的称量精度。首先通过滤波算法，使数据变得平滑，消除干扰因素。然后根据数据趋势，由数学模型提前预测分析出稳定重量。B、称重数据稳定判定技术：对最终重量的判断采用判距分析。数据在确定时间(s)和确定精度(d)范围内，认为数据为最终稳定重量。4多级称量自动分选计数系统的研发：实现根据工件的重量按设置的档位进行分选和计数的功能。系统称重传感器称出的重量数值通过工控机和软件的识别，与设定的档位重量进行对比，将相应重量的工件运输到对应的分选档，并通过计算机发出指令来控制分选档门的开启，实现多级重量分选，称量的范围可达到0.5-30克，称量后的物件按重量分成10类，可涵盖大部份生产厂家所有的产品。A、精密控制技术：将运动控制、逻辑控制、工艺控制相结合，保证运动定位的精度，设备运转的协调。通过伺服反馈系统及数学模型的建立，消除外界干扰造成的系统误差。4、项目达到的关键技术及技术指标1称重精度：0.01克；可读精度：0.001克2称重速度：53件/分3工件重量范围：0.5-30克4工件分选档档数：≤12档5多级称量：1-2级轨道可扩展至4级轨道6称量及分选准确率：99.2％以上。多级称量自动分选机由电磁振动上料装置、直线振动上料器、高精度间歇式静态称重装置、多级称量自动分选系统和全自动化工业控制系统等组成。采用电磁振动螺旋上料加斜面分道，直线平行输送物体，间歇式拨料输送到称重传感器，此三者均采用专用光纤传感器对工件进行状态检测，反馈信号到工控机来调节三个执行机构的动作顺序，然后经过静态称重进行分类筛选。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。