自动包装机定量功能设计与实现范宗民
发表时间：2018-07-12T10:55:08.160Z 来源：《基层建设》2018年第16期作者：范宗民
[导读] 摘要：随着自动检测和控制技术的发展，对自动包装机精度要求越来越高，利用称重方式更便于提高包装机称量精度。
中建材（合肥）粉体科技装备有限公司安徽合肥 230051
摘要：随着自动检测和控制技术的发展，对自动包装机精度要求越来越高，利用称重方式更便于提高包装机称量精度。
关键词：包装机；称重系统；自动补偿；
自动包装机主要应用于大量散装物料的定量包装，以方便运输、销售和使用，按照定量原理，可将自动包装机分为称重式和定容式两大类。
一、自动包装机组成及工作原理
我国称重式自动包装机主要由储料斗、给料门、称重传感器、称重斗、卸料门、放料斗等几部分相互配合，完成供料、称重、卸料动作，实现对物料的自动包装过程，其整体结构图如图1所示。当储料斗中物料足够，在重力的作用下进入重力供料装置，完全打开料门进入大给料状态。当到达给定大给料重量时，关闭给料门，留一条狭缝，进入小给料状态。当到达给定小给料重量时，完全关闭给料门，经过一定的空中落料，称量斗稳定，并且卡袋机构卡紧时，卸料门打开，物料进入放料斗，再落入袋内，完成一个包装循环。根据每次灌装之后的实际重量，利用反馈控制算法，计算出下一个包装循环时小给料重量，控制这个重量，使整个系统可以自动调整回目标重量。
图1自动包装机整体结构图
二、自动衡器分类
根据在称重过程中被计量物与称量承载器是否有相对运动来分，自动衡器分为动态自动衡器和非动态自动衡器，有相对运动的称为动态自动衡器，无相对运动的称为非动态自动衡器。按照不同的用途来划分，自动衡器可以分为以下几大类：
1.连续累计自动衡器：主要产品有非定量皮带秤、定量皮带秤（包括定量给料机、耐压式计量给煤机、皮带式配料秤等）、核子皮带秤、冲量式流量计、螺旋给料秤、转子给料机、连续失重秤等。
2.自动分检衡器：主要产品有重量分选秤、价格标签秤、车载称重仪等。
3.重力式自动装料衡器(料斗式)：主要产品有定量包装秤、智能组合秤、定量累加秤、减量秤、定量配料料斗秤、定量液体灌装秤等。
4.非连续累计自动衡器：主要产品有累计料斗秤、散粮料斗秤等。
5.动态车辆衡器：主要产品有动态轨道衡、不断轨轨道衡、单车溜放轨道衡、组合式轨道衡、动态汽车衡、动态轴重秤等。
三、定量称重系统称量部分设计
定量称重系统是包装机的核心部分，称量部分完成对物料重量的称量，来保证包装的精度。
1.秤体。是钢制的装配式的箱体结构，它能支撑并把秤的全部部件包容在箱形结构内。箱体上装有二扇较大的门，在安装和维护时可以方便地接触内部部件。在箱体的侧面开有二个通风口，可以用来安装除尘系统。
2.秤斗。是在称量循环中用来盛料的，秤斗用二根垂直的杆悬挂着，杆的下端用螺栓与秤斗固定，上端用二个轴承与传感器相连。料斗上装有二块挡板式卸料门，是用气缸来控制的。当秤斗门全部闭合时有一个接近开关提供关的信号，当秤斗门还未关闭时又有连锁装置可以防止进料门动作。在称量料斗的底部装有支撑架，用来安装和校核时放置砝码。秤斗的侧面装有一扇可开启的门，以便清扫料斗内部的积灰。
3.称重式传感器。与称量斗相连，可以及时测得物料重量，本系统采用电阻应变式称重传感器，其结构为悬臂梁式。传感器的下端用二个轴承与二根垂直的杆悬挂着的杆相连，杆的下端用螺栓与秤斗固定。
四、定量称重系统控制部分设计
定量称重系统控制部分如图2所示，称重传感器称量物料重量，并将其转换为电量，通过显示器显示实测值WK，控制系统通过顺序单元和继电器单元完成实测值与设WK定值（大给料重量WA、小给料重量WB）的比较，控制料门动作，最终使系统达到包装目标重量Wg。
式中BK――智能补偿算法
x――开始进入累计补偿的称量次数，累计补偿持续到称量误差趋于收敛为止。
2.控制算法流程。当实测重量大于目标重量时，预测小给料重量有减小趋势；当实测重量小于目标重量时，预测小给料重量有增大趋势，将下一次包装的实测重量向目标重量调回。理想状态下小给料结束后，还有一部分空间落料重量，其值应该是一个恒定的值，实际中物料性质以及工作环境等因素影响引起的系统误差会导致空间落料量的变化，最终影响称量结果的不准确。加入智能补偿算法后，达到系统自动调整空间落料量效果，减小了包装机系统误差，保证该系统的设计要求得以满足。
利用智能技术对传统的自动衡器进行改造是智能技术的重要应用领域，这类研究不但可以提升传统产业，而且对推动新型信息技术研究及应用都有积极的意义。
参考文献：
[1]郭亮亚.PLC在称重式自动定量包装机上的应用.2016.
[2]张建霞.浅谈自动包装机定量功能设计与实现.2017.
