專利名稱：自動(dòng)稱重分揀機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光學(xué)玻璃二次模壓成型技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種光學(xué)玻璃二次模壓成 型前針對(duì)備選玻璃料塊稱重分級(jí)的一種裝置，該裝置可替代人工稱重分揀，尤其是對(duì)體積 小、重量輕、批量大的玻璃料塊分揀，突顯其優(yōu)越性。
背景技術(shù)：
備料分揀是光學(xué)玻璃二次壓型工藝流程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，分揀的準(zhǔn)確性和快速 性，在一定程度上決定了光學(xué)玻璃二次壓型產(chǎn)品的質(zhì)量、一致性和生產(chǎn)效率。備料分揀環(huán)節(jié) 中采用稱重傳感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換的方式稱重和采用旋轉(zhuǎn)氣缸進(jìn)行閥門(mén)式控制分揀。稱重傳感 器和模數(shù)轉(zhuǎn)換方式的稱重存在受環(huán)境的影響較大、稱量過(guò)程所需的穩(wěn)定時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、至使單 件分揀周期延長(zhǎng)、影響分揀效率的不足。旋轉(zhuǎn)氣缸進(jìn)行閥門(mén)式控制分揀存在動(dòng)作和檢測(cè)環(huán) 節(jié)過(guò)多，降低了系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性的不足。常規(guī)的人工分揀方法，對(duì)于產(chǎn)品批量較小或 工件重量及體積較大的生產(chǎn)場(chǎng)合是適用的，但對(duì)于工件重量及體積較小，單批數(shù)量較大，特 別是要求分揀區(qū)位數(shù)較多的場(chǎng)合，人工分揀就存在明顯的局限性。為了適應(yīng)二次壓型規(guī)模 化生產(chǎn)的需要，有必要在生產(chǎn)流程中采用自動(dòng)化備料分揀的工作方式，不僅可大幅提高生 產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，而且可減少該工序的絕大部分人員數(shù)量，從而降低作業(yè)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述不足之處而提供一種可替代人工稱重分揀，尤其是對(duì) 體積小、重量輕、批量大的玻璃料塊分揀的自動(dòng)稱重分揀機(jī)。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種自動(dòng)稱重分揀機(jī)，用于小型塊狀物料的自動(dòng)稱重 與分揀，其特征在于由投料裝置、稱重裝置、分揀裝置、控制屏和操作面板組成；其中，投 料裝置由一臺(tái)旋振給料器和一臺(tái)直振給料器組合而成；旋振給料器由設(shè)置有螺旋形上升軌 道的振盤(pán)、寬度控制調(diào)節(jié)板、高度控制調(diào)節(jié)板、除渣調(diào)節(jié)板、振動(dòng)電磁鐵、頻率調(diào)整器構(gòu)成； 直振給料器由“V”形槽、振動(dòng)電磁鐵、頻率調(diào)整器、光電開(kāi)關(guān)和過(guò)渡滑槽構(gòu)成；稱重裝置由 高精度電子天平、槽形托盤(pán)、擋板、擋板抬升氣缸構(gòu)成；分揀裝置由伺服電機(jī)、轉(zhuǎn)位滑槽、定 位滑槽、集料箱構(gòu)成；控制屏主要由電源、可編程控制器、位置控制模塊、伺服驅(qū)動(dòng)單元構(gòu) 成；操作面板由人機(jī)界面、操作按鈕及指示燈組成。本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的控制電路由單相交流220V工頻電源(L，N)、電源 空氣開(kāi)關(guān)、熔斷器FU1、噪聲濾波器F1、直流穩(wěn)壓電源Si、精密電子天平S2、人機(jī)界面S3、旋 振頻率調(diào)整器S4、直振頻率調(diào)整器S5、可編程控制器S6、位置控制模塊S7、伺服放大器S8、 伺服電機(jī)Ml、電源控制用繼電器KA1、電源接通按鈕SB2、電源斷開(kāi)按鈕SB1、分揀啟停按鈕 SB3、工件檢測(cè)用光電開(kāi)關(guān)K1、氣缸控制用繼電器KA2、氣缸控制用電磁閥VI、氣缸到位檢測(cè) 用磁性開(kāi)關(guān)K2以及旋振電磁鐵YA1、直振電磁鐵YA2構(gòu)成；其中，電子天平的數(shù)據(jù)輸出口用 RS232直型通訊電纜與可編程控制器的增設(shè)通訊板相連接；人機(jī)界面用通訊電纜與可編程 控制器的固有編程口相連；位置控制模塊通過(guò)其本身附帶的數(shù)據(jù)線與可編程控制器的擴(kuò)展口相連。本發(fā)明由于采用由一臺(tái)旋振給料器和一臺(tái)直振給料器組成的投料裝置，旋振給料 器由設(shè)置有呈螺旋形上升軌道的振盤(pán)、振動(dòng)電磁鐵、振動(dòng)調(diào)頻器、寬度控制調(diào)節(jié)板、高度控 制調(diào)節(jié)板、除渣調(diào)節(jié)板構(gòu)成，因而可實(shí)現(xiàn)工件的單層線性排序，并將混有的細(xì)小玻璃渣自動(dòng) 從序列中除去，物料經(jīng)旋振給料器振出，送入直振給料器中，而直振給料器由“V”形槽、振動(dòng) 電磁鐵、頻率調(diào)整器、光電開(kāi)關(guān)和過(guò)渡滑槽構(gòu)成，可實(shí)現(xiàn)物料按分揀周期間斷性向前推進(jìn)， 且在每個(gè)分揀周期內(nèi)只向稱重裝置輸送一塊物料。本發(fā)明由于采用由高精度電子天平、槽 形托盤(pán)、擋板、擋板抬升氣缸構(gòu)成的稱重裝置，因而具有稱量結(jié)果較快和穩(wěn)定的特點(diǎn)。本發(fā) 明由于采用由伺服電機(jī)、引導(dǎo)槽、集料箱構(gòu)成的分揀裝置，因而可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分區(qū)，并具有結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)潔、響應(yīng)快捷、定位精確、故障率很低的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明由于采用由電源、可編程控制器、 位置控制模塊、伺服驅(qū)動(dòng)單元等構(gòu)成的控制屏，因而可實(shí)現(xiàn)對(duì)投料、稱重、分揀過(guò)程的自動(dòng) 控制，完成對(duì)體積小、重量輕、批量大的玻璃料塊的自動(dòng)分揀。通過(guò)操作面板中的按鈕可完 成整體通電、斷電及分揀動(dòng)作的啟動(dòng)、停止功能，通過(guò)操作面板中的人機(jī)界面，可設(shè)定分揀 工藝中各重量區(qū)段的起、止值，還能顯示諸如重量實(shí)測(cè)值、物料分揀后所處的區(qū)段號(hào)、每一 區(qū)段的物料累計(jì)數(shù)等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。本發(fā)明適用于光學(xué)玻璃二次壓型生產(chǎn)流程中滾料、調(diào)整前 的分稱工序，將切割后的玻璃塊料經(jīng)自動(dòng)稱重分揀機(jī)處理后，按預(yù)設(shè)的重量邊界值分成不 同的區(qū)位，針對(duì)不同區(qū)位制定不同的滾料和調(diào)整工藝，使得滾料和調(diào)整后的工件在重量上 達(dá)到預(yù)定范圍，以實(shí)現(xiàn)壓型產(chǎn)品在外觀尺寸上的一致性。本發(fā)明可完成最大尺寸小于25mm， 重量在0. 02g和15g之間的小型塊狀物料的自動(dòng)稱重分揀，最高分揀精度為0. Olg,最大分 揀區(qū)位為9區(qū)，最高分揀速度為1400件/小時(shí)。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，人機(jī)交換功能更加 豐富，可操作性較強(qiáng)，可靠性和抗干擾能力高，分揀結(jié)果更加準(zhǔn)確的特點(diǎn)。本發(fā)明主要用于 光學(xué)玻璃二次模壓成型前針對(duì)備選玻璃料塊稱重分級(jí)的自動(dòng)稱重分揀機(jī)。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的控制電路圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示。自動(dòng)稱重分揀機(jī)由投料裝置、稱重裝置、分揀裝置、控制屏、操作面板 構(gòu)成。其中，投料裝置由一臺(tái)旋振給料器和一臺(tái)直振給料器組合而成。旋振給料器由設(shè)置 有螺旋形上升軌道的振盤(pán)1、寬度控制調(diào)節(jié)板2、高度控制調(diào)節(jié)板3、除渣調(diào)節(jié)板4、振動(dòng)電磁 鐵5、頻率調(diào)整器6構(gòu)成。直振給料器由“V”形槽7、振動(dòng)電磁鐵8、頻率調(diào)整器9、光電開(kāi)關(guān) 10和過(guò)渡滑槽11構(gòu)成。稱重裝置由高精度電子天平12、槽形托盤(pán)13、擋板14、擋板抬升氣 缸15構(gòu)成；分揀裝置包括伺服電機(jī)16、轉(zhuǎn)位滑槽17、定位滑槽18、集料箱19?？刂破林饕?由電源、可編程控制器、位置控制模塊、伺服驅(qū)動(dòng)單元等組成(如圖2所示)；操作面板由人 機(jī)界面20、操作按鈕及指示燈21組成。如圖2所示。本發(fā)明的控制電路由單相交流220V工頻電源(L，N)、電源空氣開(kāi)關(guān) (DZ47-63，C10/2P)、熔斷器FU1、噪聲濾波器F1、4NIC_DG型直流穩(wěn)壓電源Si、PB303S/FACT 型精密電子天平S2、F930型人機(jī)界面S3、SDVC3100型旋振頻率調(diào)整器S4、SDVC3100型直振頻率調(diào)整器S5、FX2N-32MR型可編程控制器S6、FX2N-10GM型位置控制模塊S7、MRJ2S-10A 型伺服放大器S8、HC-MFS13型伺服電機(jī)Ml、電源控制用繼電器KAl、電源接通按鈕SB2、電 源斷開(kāi)按鈕SB1、分揀啟停按鈕SB3、工件檢測(cè)用光電開(kāi)關(guān)K1、氣缸控制用繼電器KA2、氣缸 控制用電磁閥VI、氣缸到位檢測(cè)用磁性開(kāi)關(guān)K2以及旋振電磁鐵YA1、直振電磁鐵YA2等 構(gòu)成。其中，電子天平的數(shù)據(jù)輸出口用RS232直型通訊電纜與可編程控制器的增設(shè)單元 FX2N-232BD通訊板相連接，通過(guò)RS232無(wú)協(xié)議通訊，可編程控制器可控制電子天平的開(kāi)機(jī)、 關(guān)機(jī)、清零和實(shí)現(xiàn)相關(guān)稱量數(shù)據(jù)的讀?。蝗藱C(jī)界面用FX-50DU-CAB0型通訊電纜與可編程控 制器的固有編程口相連，可實(shí)現(xiàn)區(qū)位設(shè)定數(shù)據(jù)的輸入、稱量即時(shí)值顯示、分揀過(guò)程和結(jié)果的 監(jiān)控等功能；位置控制模塊通過(guò)其本身附帶的數(shù)據(jù)線與可編程控制器的擴(kuò)展口相連，接收 可編程控制器輸出的位置控制指令，并通過(guò)E-GMJ2-200CAB/A型通訊電纜控制伺服放大器 的輸出，實(shí)現(xiàn)伺服電機(jī)的正確轉(zhuǎn)位。一、投料環(huán)節(jié)。自動(dòng)分揀的第一步需實(shí)現(xiàn)工件的線性排序，并依次進(jìn)入重量稱量裝 置。投料裝置1由一臺(tái)旋振給料器和一臺(tái)直振給料器組合而成，分揀時(shí)，將待揀的塊狀物料 放入旋振給料器的螺旋形振盤(pán)中，在振動(dòng)控制器面板中設(shè)定適宜的振動(dòng)頻率和電壓值，可 編程控制器輸出啟振信號(hào)，旋振及直振給料器同時(shí)振動(dòng)，將物料從振盤(pán)底部沿螺旋形軌道 向上抬升，經(jīng)過(guò)寬度和高度控制調(diào)節(jié)板后，實(shí)現(xiàn)單層線性排序，其中混有的細(xì)小玻璃渣在經(jīng) 過(guò)除渣調(diào)節(jié)板時(shí)將自動(dòng)從序列中除去，不再進(jìn)入稱重分揀流程。物料經(jīng)旋振給料器振出后， 平穩(wěn)進(jìn)入到直振給料器的“V”形槽中，繼續(xù)依次沿線性推進(jìn)，當(dāng)?shù)谝粔K物料到達(dá)“V”形槽的 端部時(shí)，被裝設(shè)在此處的光電開(kāi)關(guān)所捕捉，光電開(kāi)關(guān)輸出一檢測(cè)信號(hào)給可編程控制器，經(jīng)一 預(yù)定的延遲時(shí)間后，給料器停振，其間正好將第一塊物料振下，而下一塊則繼續(xù)停留在“V” 形槽中。當(dāng)?shù)谝粔K物料完成分揀后，給料器重新開(kāi)始起振，進(jìn)行下一塊物料的分揀，如此反
Μ. ο二、稱重環(huán)節(jié)。重量的過(guò)程采樣一般采用稱重傳感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換的方式，雖然結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，也能較為準(zhǔn)確的感知重量，但受環(huán)境的影響較大，稱量過(guò)程所需的穩(wěn)定時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，至 使單件分揀周期延長(zhǎng)，影響分揀效率。本設(shè)備采用高精度電子天平獲取稱量數(shù)據(jù)，由于電子 天平本身具備電子濾波和噪聲抑制功能，稱量結(jié)果能較快地實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定?？紤]到物料在落下 時(shí)對(duì)電子天平的沖擊所導(dǎo)致的數(shù)據(jù)波動(dòng)，在進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣時(shí)設(shè)置了一個(gè)適宜的延時(shí)時(shí)間， 在確保稱量準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上，盡可能提高分揀效率。三、分揀環(huán)節(jié)。分揀流程所采取的傳統(tǒng)方法是用旋轉(zhuǎn)氣缸進(jìn)行閥門(mén)式控制，讓不同 區(qū)位的工件分別從不同的軌道通過(guò)，這種方式的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單直觀，不足之處是動(dòng)作和檢測(cè) 環(huán)節(jié)過(guò)多，降低了系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。以9區(qū)分揀為例，如采用旋轉(zhuǎn)氣缸進(jìn)行分區(qū)，則 至少需要8個(gè)旋轉(zhuǎn)氣缸，16個(gè)位置檢測(cè)元件，1個(gè)氣缸或檢測(cè)元件故障，則整個(gè)系統(tǒng)不能正 常工作，而且安裝成本較高。本發(fā)明采用以絕對(duì)位置控制的伺服電機(jī)來(lái)解決分區(qū)問(wèn)題，在確 定每個(gè)工件所應(yīng)處的區(qū)位后，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)的角度，將轉(zhuǎn)位滑槽的出口與相應(yīng)定位滑 槽(9個(gè)，呈15°夾角均布)的入口相對(duì)接，工件便沿該通道滑入正確的集料箱(9個(gè)，分別 與9個(gè)定位滑槽對(duì)應(yīng))，以實(shí)現(xiàn)分區(qū)目的。伺服電機(jī)分區(qū)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、響應(yīng)快捷、定位精確 的優(yōu)點(diǎn)，而且故障率很低。四、控制環(huán)節(jié)。控制電路主要由可編程控制器、通訊單元、伺服控制與驅(qū)動(dòng)單元等 部分組成。振動(dòng)給料器在可編程控制器的控制下間斷性工作，依次將待揀元件送入電子天平上特制槽形托盤(pán)中，等稱量數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，通過(guò)RS232串口通訊的方式，將結(jié)果傳給可編程 控制器，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與從人機(jī)界面設(shè)入的區(qū)位數(shù)據(jù)相比較后，便可確定該元件應(yīng)處的重量區(qū) 位，可編程控制器控制伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)相應(yīng)角度，將引導(dǎo)槽出口與正確的區(qū)位相連通，此時(shí)抬 升氣缸動(dòng)作，抬起電子天平托盤(pán)底部的擋板，料塊落入相應(yīng)的集料箱中，由此完成一次分揀 動(dòng)作流程，而后，振動(dòng)給料器重新啟動(dòng)，進(jìn)入下一個(gè)分揀流程，周而復(fù)始。在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程 中，一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)，如重量的設(shè)定值、實(shí)測(cè)值和每一位區(qū)的累計(jì)數(shù)等，可通過(guò)可編程控制器 實(shí)時(shí)地顯示在人機(jī)界面上，以便查詢。另外，控制系統(tǒng)中還設(shè)置了故障報(bào)警及分揀結(jié)束后自 動(dòng)停機(jī)等實(shí)用功能。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)稱重分揀機(jī)，用于小型塊狀物料的自動(dòng)稱重與分揀，其特征在于由投料 裝置、稱重裝置、分揀裝置、控制屏、操作面板、控制電路組成；其中，投料裝置由一臺(tái)旋振給 料器和一臺(tái)直振給料器組合而成；旋振給料器由設(shè)置有螺旋形上升軌道的振盤(pán)(1)、寬度 控制調(diào)節(jié)板(2)、高度控制調(diào)節(jié)板(3)、除渣調(diào)節(jié)板(4)、振動(dòng)電磁鐵(5)、頻率調(diào)整器(6)構(gòu) 成。直振給料器由“V”形槽(7)、振動(dòng)電磁鐵(8)、頻率調(diào)整器(9)、光電開(kāi)關(guān)(10)和過(guò)渡 滑槽(11)構(gòu)成；稱重裝置由高精度電子天平(12)、槽形托盤(pán)(13)、擋板(14)、擋板抬升氣 缸(15)構(gòu)成；分揀裝置包括伺服電機(jī)(16)、轉(zhuǎn)位滑槽(17)、定位滑槽(18)、集料箱(19)；控 制屏主要由電源、可編程控制器、位置控制模塊、伺服驅(qū)動(dòng)單元組成；操作面板由人機(jī)界面 (20)、操作按鈕及指示燈(21)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)稱重分揀機(jī)，其特征在于所述的控制電路由單相 交流220V工頻電源(L，N)、電源空氣開(kāi)關(guān)、熔斷器FU1、噪聲濾波器F1、直流穩(wěn)壓電源Si、 精密電子天平S2、人機(jī)界面S3、旋振頻率調(diào)整器S4、直振頻率調(diào)整器S5、可編程控制器S6、 位置控制模塊S7、伺服放大器S8、伺服電機(jī)Ml、電源控制用繼電器KAl、電源接通按鈕SB2、 電源斷開(kāi)按鈕SB1、分揀啟停按鈕SB3、工件檢測(cè)用光電開(kāi)關(guān)K1、氣缸控制用繼電器KA2、氣 缸控制用電磁閥VI、氣缸到位檢測(cè)用磁性開(kāi)關(guān)K2以及旋振電磁鐵YA1、直振電磁鐵YA2構(gòu) 成；其中，電子天平的數(shù)據(jù)輸出口用RS232直型通訊電纜與可編程控制器的增設(shè)通訊板相 連接；人機(jī)界面用通訊電纜與可編程控制器的固有編程口相連；位置控制模塊通過(guò)其本身 附帶的數(shù)據(jù)線與可編程控制器的擴(kuò)展口相連。
全文摘要
本發(fā)明的名稱為自動(dòng)稱重分揀機(jī)。屬于光學(xué)玻璃二次模壓成型技術(shù)領(lǐng)域。它主要是解決現(xiàn)有稱重分揀裝置存在一致性不夠好和生產(chǎn)效率不夠高的問(wèn)題。它的主要特征是由投料裝置、稱重裝置、分揀裝置、控制屏和操作面板、控制電路組成；投料裝置由旋振給料器和直振給料器組合而成；稱重裝置由高精度電子天平、槽形托盤(pán)、擋板、擋板抬升氣缸構(gòu)成；分揀裝置由伺服電機(jī)、轉(zhuǎn)位滑槽、定位滑槽、集料箱構(gòu)成；操作面板由人機(jī)界面、操作按鈕及指示燈組成。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，人機(jī)交換功能更加豐富，可操作性較強(qiáng)，可靠性和抗干擾能力高，分揀結(jié)果更加準(zhǔn)確的特點(diǎn)，主要用于光學(xué)玻璃二次模壓成型前針對(duì)備選玻璃料塊稱重分級(jí)的自動(dòng)稱重分揀機(jī)。
文檔編號(hào)B07C5/02GK102107188SQ20091027348
公開(kāi)日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者喻澗臨, 焦勝兵 申請(qǐng)人:湖北新華光信息材料有限公司