香料称分机称重系统设计

0 引言

随着国民经济的不断发展，人民生活水平的不断提高，人民对民间传统文化的学习也上了一个台阶，特别是佛教文化的发展现代更是空前旺盛，悠久历史的香料制造业也因此变得十分地火红起来。为了满足越来越大的市场需求，促进香料制造业的发展，在香料的生产过程中必须提高我们的造香技术。近几年来，香料的制造技术有了很大的发展，香的品种越来越多，质量也越来越好。但在香的制造过程中起着决定性的香的包装技术还是停留在人工手动的包装水平，就是包装前的香的称重动作也是人工用称来完成，其生产效率可想而知。为了提高香企业的生产效率，增强企业在国际市场上的竞争力，必须有一套自动化的香的包装技术。然而包装香流水线实现自动化的前提就是要有一套全自动化的香的称分系统。

1 香的称重技术分析

当前对集中物品的包装（香的包装属于此类），有采取计数计量法和质量计量法两种，其中计数计量法有以下几种方法[1]：模孔计数法、空腔计数法、推板式定长计算法、齿轮计数法、光电计数法；质量计量法最直接和准确的方式是通过称量来实现，通过称量完成质量定量的装置，称作定量包装秤。定量包装秤有多种结构形式，目前较为实用的主要有以下三种。如图1[2]所示：

根据对香的物料特性、称重技术以及在包装流水线上完成动作的要求，设计出了一套由皮带机输送、电磁铁做控制动力源的称分香系统。该系统结构简单，成本低，完成包装香前的称分动作稳定性好，工作可靠，相对于其他行业的称重系统有一定的优势。

2 总体方案设计

本设计是香的包装流水线作业上的一个动作，就是把香称分出来，好让下一步接着进行包装。这个动作的准确性直接关系到整个流水线工作的质量，会影响到整条流水线工作的速度和包装产品质量的准确性等。为了能让下一步包装动作能够更好的完成，在这一步的称分过程中，必须在保证被称出的香是平整的送出来。

通过了解现有的称重技术和计量技术，并总结它们的优缺点，再根据实际工作情况，设计出了一套完整的方案。如图2所示。

工作原理步骤：

皮带机一3把成堆的香从粗给料漏斗中运出，输送到称斗4，称斗4的上下两个称斗按一定频率做互锁试闭合，称分出预定重量的90%的香，接着皮带机二5把称分出来的香，输送到电子称1上，电子称1称量香的准确重量，给控制元件发送信号，控制元件接收到信号，进行分析，然后给细给料机构发送控制信号，控制细给料机构向电子称的称盘上输送剩余重量的香，在输送过程中，电子称动态称量称盘上的香的重量，并向控制元件发送信号，当称盘上香的重量达到预定重量，控制元件向控制推板的电机发送信号，该电机带动推板把称盘上的香推到捆扎机构。

控制原理框图如图3所示：

3 误差分析

称重误差是指称重计量误差值与预定值的比率，即

δ=■×100%

影响称重计量精度的因素有以下两方面：电子称的影响和控制方式的影响。

3.1 电子称的影响

在电子称传感器感应称盘上的香的重量时，其称重测量方程是F=R-M，式中R为传感器测量的重量，M为电子称连臂、称盘的和支柱的质量之和，其精确度主要取决于连臂与转轴之间的转动灵敏度，也会因为电子称的连臂、称盘、支柱生锈而影响到M的精确度。所以，要确保连臂与转轴间有良好的润滑状态，也要注意保持工作环境的水分含量。过一定的时间段，需检查测量精度，及时修正误差，保证生产质量。

3.2 控制方式的影响

由于给料滚筒的出料口与称盘之间有一定高度差，在此落差中的物料就会造成误差。

若选择动态控制，无论控制元件如何给控制给料滚筒的电机发送控制信号，都会存在误差。

第一种假设，假定控制元件在称盘上香的重量与预定的重量一样的时候才发送控制信号，并假设给料滚筒能准时停止给料，但给料出口称盘上物料表面之间仍存在一段连续物流，它必定要落入称量料斗，从而也引起计量误差；第二种假设，假定控制元件在称盘上香的重量还没达到预定的重量的时候，通过计算预给定的程序估计应该停止给料的时间，一样存在落差中物料的重量（落差中的物料并非做抛体运动，去运动时间难以估计），因此，要减少物流“落差”的影响。设计时，应尽可能地减少给料装置出口至称量料斗之间的距离，并减少给料时的物流量。

若选择计数控制，在这个控制方法中可以很好地消除落差的影响，但这个控制方法一样存在误差。误差产生在香的生产过程中。因为这个控制方法是要求每根香的重量是一定的。

4 结束语

本设计的重点和难点在于如何在要求高生产效率的情况下保证高精度的称分要求。设计中采用了机电一体的设计思想，利用电子称代替了常规的杆式称，利用电器元件来控制给料、排料动作，减少了影响称重精度的给料、排料动作，简化了称分机结构，提高了称量精度，从而达到在要求高生产效率的情况下保证高精度称分要求的目的。