隨著科技的發(fā)展,產(chǎn)品的定量包裝廣泛應用于各行各業(yè),并通過借助于機械系統(tǒng)進行同步計量。尤其是小秤量定量包裝,要求計量準確度高、包裝出接近或略大于標定值的最佳計算值作為物料的輸出量。常規(guī)的定量包裝秤是單體秤,對均勻且顆粒較小的散體物料,尚可勉強進行定量稱重,但包裝速度最快足可15 ~30 包/ min,但對于象糖塊、干果、薯片等不均勻的物品如果用單體秤稱量,無論是稱量準確度與速度都較難滿足生產(chǎn)要求。基于組合稱量技術的電子組合秤,可有效提高計量精度和速度,解決了不均勻的物品計量包裝問題。電子組合秤按料斗頭數(shù)分,有8、10 、14 、16 、20 、24 、28 頭,較常用的為10 和14 頭的。電子組合秤是衡器行業(yè)中一種智能組合型定量自動包裝衡器,組合稱量技術滿足大批量生產(chǎn)需要,拓展了稱量功能和應用范圍,為稱量的概念增加了新的內(nèi)容。
物料通過提升機落在組合秤的橫切斗內(nèi),通過振機振動,使物料在錐形漏斗上把產(chǎn)品均勻分布到線性進料器盤中。當橫切斗中沒有物料或物料不夠時就會被水平光電檢測器測出,就向主板發(fā)出信號,再通過主板向輸送機發(fā)出給料信號加料。物料經(jīng)過線性進料器振動,通過振幅和振機時間把產(chǎn)品送到每個緩沖料斗中。然后驅(qū)動設備即步進電機工作,打開緩沖料斗將物料送到進入稱重料斗中。
產(chǎn)品在稱重料斗中,通過傳感器產(chǎn)生重量信號,再通過引線傳送到控制設備的主板上,主板上的CPU讀起并記錄每個稱重斗的重量,再通過計算、分析、組合,選出最接近目標重量的組合稱重斗,在CPU收到包裝機發(fā)出的允許放料信號就發(fā)出命令啟動驅(qū)動器打開集料斗把產(chǎn)品卸到包裝機,并向包裝機發(fā)出包裝信號。
加料過程在總體上服從正態(tài)分布,雖然離散性大,但若有足夠多的組合數(shù),則多個單元組合可得到高精度的整體,加料的結(jié)果是由稱重和計算組合而成的,這與傳統(tǒng)的計量方式有著本質(zhì)的區(qū)別。利用這種高技術的工作原理,可優(yōu)于普通自動定量裝置的速度和精度。而且,不僅可對不規(guī)則塊狀物進行計量,一切可流動的物料均可采用電腦組合秤定量。
一般的單頭秤在即將達到目標重量時,為了保證精度,喂料速度不能太快,而電腦組合秤可以快速喂料,每個料斗的加料量通常定為目標重量的1/3 到1/5。組合秤進行組合計算時僅用部分組合,計算機根據(jù)參與組合的頭數(shù),按下式可計算出其組合數(shù):n=Cim=m!/i!(m-i)!,其中:m為稱量斗的總數(shù),I為參與組合的斗數(shù)。通常m、I增加,可能的組合數(shù)就增加,則得到合格品的可能姓就越大。然而,盡管微機的運算速度很快,但過多的組合數(shù)會導致包裝速度的降低,且增加成本。從合理性和經(jīng)濟性來看,m通常取8到16,而I一般取3~5。
組合秤在工作時,要完成70 包/ min(1 包/s)以上的能力,即至少要在1s 鐘內(nèi)完成重量檢測、組合計算、查找最佳組合等,從而完成一次包裝,其中組合計算費時相對較多,高性能的單片機或PLC,可直接完成檢測、計算、控制輸出,既能滿足組合秤實時控制的精度要求,又能滿足包裝速度要求,是一種較有效的控制方式??刂葡到y(tǒng)工作時,由單片機或PLC發(fā)信號給多路開關,分時選擇10 個稱重傳感器,信號經(jīng)放大、A/D 轉(zhuǎn)換,輸入到單片機或PLC,并對10 個輸入值進行組合計算,得到最佳組合所在的一組稱量斗編號,根據(jù)編號控制對應步進電機的轉(zhuǎn)速和方向,使該組料門打開,完成卸料,然后關閉料門,儲料斗中的料位由光電檢測開關檢測。另外,本系統(tǒng)還設計了顯示、報警和鍵盤電路,使系統(tǒng)功能更加完善。
組合稱量技術以其高精度,高速度代表了當今稱量技術的最高水平及發(fā)展的方向,以前我國主要靠從日本、澳大利亞等國進口,由于價格昂貴,阻礙了電腦組合秤的廣泛應用與普及。但隨著我國的商品包裝向高速、高準確度的方向快速發(fā)展,電腦組合秤必會快速地進入我國的商品加工、包裝行業(yè)。可以說,包裝行業(yè)的發(fā)展推動了稱量技術的發(fā)展,同時,稱量技術也提高了包裝水平,促進了包裝行業(yè)的發(fā)展。