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昆山市(shi)拓恒(heng)機電有限公司

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江蘇省昆山(shan)市經濟技術開發(fa)區(qu)

金沙江(jiang)南路(lu)16號3號廠(chang)房

新聞動(dong)態(tai)
檢重秤裝料過程的自動控制
[2020-03-22]

1 概述

有(you)些用(yong)袋、瓶、罐等(deng)包(bao)裝(zhuang)的(de)(de)商(shang)品(pin)(pin)(pin)要先(xian)進(jin)行裝(zhuang)料,然后在檢重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)秤上(shang)檢重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong),以(yi)確保商(shang)品(pin)(pin)(pin)包(bao)裝(zhuang)內的(de)(de)商(shang)品(pin)(pin)(pin)凈重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)值符(fu)合商(shang)品(pin)(pin)(pin)包(bao)裝(zhuang)上(shang)標注的(de)(de)商(shang)品(pin)(pin)(pin)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)。但由于裝(zhuang)料機機械特性變(bian)化(hua)、物料特性變(bian)化(hua)等(deng)原因,往每一份包(bao)裝(zhuang)容器(qi)內裝(zhuang)入(ru)的(de)(de)商(shang)品(pin)(pin)(pin)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)有(you)可能發生變(bian)化(hua),使得商(shang)品(pin)(pin)(pin)超重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)或欠重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)。超重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)過多影響(xiang)企業的(de)(de)效益,而欠重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)將可能被用(yong)戶投訴,影響(xiang)企業的(de)(de)信譽。

如果包(bao)裝的(de)裝料(liao)(liao)(liao)過程中,商(shang)品(pin)是(shi)以液態或粉狀(zhuang)、小顆粒狀(zhuang)形態裝料(liao)(liao)(liao),還可以通過檢重秤的(de)實(shi)時測量值對裝料(liao)(liao)(liao)過程進行自動控制(zhi),以確保商(shang)品(pin)在包(bao)裝上標注的(de)商(shang)品(pin)重量同時又(you)不過多超重。

2 檢重秤裝料的自動控制

裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)料(liao)機(ji)(ji)(ji)根據反饋信號進行自動控制時(shi)(shi),將檢(jian)(jian)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)秤的(de)檢(jian)(jian)測數據與事(shi)先設定的(de)商品(pin)稱(cheng)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)目標重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)(liang)值比較,確定一(yi)(yi)個反饋信號送至控制器并通過執行機(ji)(ji)(ji)構調整裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)料(liao)機(ji)(ji)(ji)的(de)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)料(liao)量(liang)(liang),從(cong)而減(jian)少商品(pin)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)(liang)誤差以(yi)及(ji)因裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)料(liao)機(ji)(ji)(ji)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)料(liao)量(liang)(liang)漂移所(suo)(suo)產(chan)生的(de)商品(pin)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)料(liao)量(liang)(liang)的(de)變化(如(ru)圖1所(suo)(suo)示)。由(you)于從(cong)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)料(liao)機(ji)(ji)(ji)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)好料(liao)的(de)商品(pin)到達檢(jian)(jian)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)秤要(yao)經過一(yi)(yi)段(duan)時(shi)(shi)間,所(suo)(suo)以(yi)稱(cheng)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)顯示器在作出(chu)對裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)料(liao)機(ji)(ji)(ji)下一(yi)(yi)次裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)料(liao)量(liang)(liang)調整的(de)控制運(yun)算要(yao)延(yan)時(shi)(shi)。

圖1 檢重秤裝料自動控制原理示意圖 

圖2 雙檢重秤(cheng)裝料量自動控制(zhi)原理示意圖 

圖3 裝料機發生偏(pian)差 

圖4 檢重秤向裝料機發(fa)出反饋(kui)信(xin)號 

圖5 在(zai)滯后時間后裝料機改(gai)變裝料量 

圖6 糾正裝料偏差(cha) 

圖7 反饋控制趨勢(shi)圖 

圖(tu)8 液態(tai)奶(nai)灌裝反饋控(kong)制系統(tong)示(shi)意(yi)圖(tu) 

圖(tu)9 牙膏灌裝生產線上的(de)雙(shuang)通道檢重秤 

圖1 0 反饋控制調節范圍   下載原圖


反(fan)饋(kui)上/下限輸(shu)出(chu)采用繼(ji)電器脈沖輸(shu)出(chu),接入灌(guan)(guan)裝(zhuang)(zhuang)機(ji)(ji)的(de)開關(guan)量(liang)輸(shu)入,控(kong)(kong)制(zhi)伺服電機(ji)(ji),改變控(kong)(kong)制(zhi)螺距,進而改變灌(guan)(guan)裝(zhuang)(zhuang)牙(ya)(ya)膏(gao)(gao)量(liang)。比如(ru)當監測到(dao)牙(ya)(ya)膏(gao)(gao)重(zhong)(zhong)量(liang)采樣(yang)值向下漂移(yi)時(shi),檢(jian)(jian)(jian)重(zhong)(zhong)秤(cheng)(cheng)輸(shu)出(chu)調(diao)(diao)整(zheng)信號送到(dao)灌(guan)(guan)裝(zhuang)(zhuang)機(ji)(ji),調(diao)(diao)大灌(guan)(guan)裝(zhuang)(zhuang)牙(ya)(ya)膏(gao)(gao)量(liang);在灌(guan)(guan)裝(zhuang)(zhuang)機(ji)(ji)調(diao)(diao)整(zheng)灌(guan)(guan)裝(zhuang)(zhuang)牙(ya)(ya)膏(gao)(gao)量(liang)的(de)過程中(zhong),檢(jian)(jian)(jian)重(zhong)(zhong)秤(cheng)(cheng)不再發出(chu)調(diao)(diao)整(zheng)信號;待灌(guan)(guan)裝(zhuang)(zhuang)機(ji)(ji)調(diao)(diao)整(zheng)灌(guan)(guan)裝(zhuang)(zhuang)牙(ya)(ya)膏(gao)(gao)量(liang)以(yi)后的(de)牙(ya)(ya)膏(gao)(gao)通過檢(jian)(jian)(jian)重(zhong)(zhong)秤(cheng)(cheng)時(shi),可(ke)(ke)以(yi)看到(dao)牙(ya)(ya)膏(gao)(gao)重(zhong)(zhong)量(liang)采樣(yang)值向下漂移(yi)的(de)趨勢(shi)已經得(de)到(dao)修正;如(ru)果牙(ya)(ya)膏(gao)(gao)重(zhong)(zhong)量(liang)采樣(yang)值達(da)不到(dao)質量(liang)規(gui)定要(yao)求,檢(jian)(jian)(jian)重(zhong)(zhong)秤(cheng)(cheng)可(ke)(ke)再次(ci)輸(shu)出(chu)調(diao)(diao)整(zheng)信號到(dao)灌(guan)(guan)裝(zhuang)(zhuang)機(ji)(ji)。在沒有增(zeng)加反(fan)饋(kui)控(kong)(kong)制(zhi)之前(qian),寶潔為(wei)了避免由于(yu)灌(guan)(guan)裝(zhuang)(zhuang)系統誤(wu)差導致牙(ya)(ya)膏(gao)(gao)欠重(zhong)(zhong),采用每(mei)支(zhi)牙(ya)(ya)膏(gao)(gao)溢裝(zhuang)(zhuang)量(liang)2g控(kong)(kong)制(zhi)灌(guan)(guan)裝(zhuang)(zhuang)量(liang)。按照通過量(liang)120pcs/min計(ji)(ji)算,年(nian)產量(liang)約1.2億支(zhi)支(zhi),每(mei)支(zhi)牙(ya)(ya)膏(gao)(gao)重(zhong)(zhong)量(liang)為(wei)100g,如(ru)果溢裝(zhuang)(zhuang)量(liang)能減少(shao)到(dao)1g,每(mei)年(nian)就可(ke)(ke)以(yi)節省120t牙(ya)(ya)膏(gao)(gao)灌(guan)(guan)裝(zhuang)(zhuang)量(liang),即可(ke)(ke)以(yi)多裝(zhuang)(zhuang)120萬(wan)(wan)支(zhi)牙(ya)(ya)膏(gao)(gao)。以(yi)每(mei)支(zhi)牙(ya)(ya)膏(gao)(gao)2元(yuan)成(cheng)(cheng)本計(ji)(ji)算,年(nian)減少(shao)損(sun)失(shi)240萬(wan)(wan)元(yuan),一臺高速高精度檢(jian)(jian)(jian)重(zhong)(zhong)秤(cheng)(cheng)市場價不到(dao)40萬(wan)(wan)元(yuan),二個(ge)月(yue)內就能收(shou)回投資成(cheng)(cheng)本。

4.3 百吉餅面團分切

人(ren)們(men)喜(xi)歡英(ying)國bagel百(bai)吉(ji)餅(bing)(bing)(bing)廠生(sheng)產(chan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)百(bai)吉(ji)餅(bing)(bing)(bing),這是(shi)一(yi)種經濟實惠(hui)、易于食用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)零食,適(shi)合人(ren)們(men)快節(jie)奏(zou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)活方式,百(bai)吉(ji)餅(bing)(bing)(bing)廠渴望生(sheng)產(chan)符(fu)合客戶(hu)標準的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)百(bai)吉(ji)餅(bing)(bing)(bing),因(yin)此寧愿百(bai)吉(ji)餅(bing)(bing)(bing)超(chao)重,也(ye)不(bu)能因(yin)欠重影響客戶(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)滿意度(du)。然(ran)而,因(yin)百(bai)吉(ji)餅(bing)(bing)(bing)超(chao)重影響了(le)廠家(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)利潤率,而且重量(liang)過輕或過重使(shi)制(zhi)造成型的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)圓圈形百(bai)吉(ji)餅(bing)(bing)(bing)外形不(bu)好(hao)看(kan)。所以需要控制(zhi)工(gong)藝過程(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)面(mian)(mian)團(tuan)(tuan)分(fen)(fen)切(qie),但面(mian)(mian)臨的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)挑戰是(shi)復(fu)雜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),因(yin)為面(mian)(mian)團(tuan)(tuan)在分(fen)(fen)切(qie)過程(cheng)中有體積(ji)膨脹(zhang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)趨勢(shi),使(shi)面(mian)(mian)團(tuan)(tuan)密(mi)度(du)變(bian)(bian)小,這樣切(qie)除(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)面(mian)(mian)團(tuan)(tuan)重量(liang)將變(bian)(bian)少。雖然(ran)分(fen)(fen)切(qie)機能切(qie)除(chu)體積(ji)幾乎(hu)完全(quan)相同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)面(mian)(mian)團(tuan)(tuan)塊(kuai),但在同(tong)一(yi)個批(pi)(pi)次開(kai)始(shi)時切(qie)出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)面(mian)(mian)團(tuan)(tuan)還是(shi)比在該批(pi)(pi)次結束時切(qie)出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)面(mian)(mian)團(tuan)(tuan)重。

梅特勒-托利多的(de)(de)高速(su)公(gong)司(si)為廠家提供了(le)檢(jian)(jian)(jian)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)秤(cheng)(cheng)的(de)(de)解決方案:儲存面(mian)團(tuan)(tuan)(tuan)的(de)(de)料(liao)斗下有分(fen)切(qie)機(ji)(ji),它將面(mian)團(tuan)(tuan)(tuan)分(fen)切(qie)成一(yi)(yi)塊塊大小、形狀相近的(de)(de)面(mian)團(tuan)(tuan)(tuan)塊,隨后分(fen)配到(dao)四條輸送生(sheng)產線上(shang)。每條生(sheng)產線每分(fen)鐘運行75個百吉餅(bing),系(xi)統總通過量(liang)(liang)為300pcs/min。多通道高速(su)XS系(xi)列(lie)檢(jian)(jian)(jian)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)機(ji)(ji)集成到(dao)生(sheng)產線上(shang),操作員使用一(yi)(yi)臺稱(cheng)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)顯示器觸摸屏用戶界(jie)面(mian)可以監視(shi)和控制四條生(sheng)產線。高速(su)檢(jian)(jian)(jian)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)秤(cheng)(cheng)的(de)(de)數據(ju)可與分(fen)切(qie)機(ji)(ji)實(shi)時通信,并(bing)對分(fen)切(qie)機(ji)(ji)分(fen)切(qie)面(mian)團(tuan)(tuan)(tuan)的(de)(de)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)(liang)進行調整(zheng)。如(ru)檢(jian)(jian)(jian)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)秤(cheng)(cheng)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)出面(mian)團(tuan)(tuan)(tuan)的(de)(de)超重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)信號,將使分(fen)切(qie)機(ji)(ji)分(fen)切(qie)面(mian)團(tuan)(tuan)(tuan)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)(liang)減少(shao),而(er)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)出面(mian)團(tuan)(tuan)(tuan)的(de)(de)欠重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)信號使分(fen)切(qie)機(ji)(ji)分(fen)切(qie)面(mian)團(tuan)(tuan)(tuan)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)(liang)增加。檢(jian)(jian)(jian)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)秤(cheng)(cheng)的(de)(de)反(fan)饋信息發送到(dao)面(mian)團(tuan)(tuan)(tuan)分(fen)切(qie)機(ji)(ji),使面(mian)團(tuan)(tuan)(tuan)分(fen)切(qie)機(ji)(ji)不(bu)受(shou)發酵影響(xiang),始(shi)終保持分(fen)切(qie)面(mian)團(tuan)(tuan)(tuan)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)(liang)的(de)(de)一(yi)(yi)致性。新系(xi)統能(neng)夠減少(shao)溢(yi)裝,減少(shao)不(bu)合格商(shang)品,提高效率。高速(su)多通道檢(jian)(jian)(jian)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)秤(cheng)(cheng)采用全不(bu)銹鋼結(jie)構,滿足(zu)并(bing)且超過了(le)美國認(ren)證的(de)(de)嚴格清潔(jie)和衛生(sheng)要(yao)求,它還符合高壓、高溫沖洗的(de)(de)嚴格IP-69K標準(zhun)。

4.4 牛肉片托盤包裝

美國太平洋西(xi)北地(di)區的(de)(de)客戶通過(guo)牛(niu)(niu)肉(rou)(rou)(rou)加(jia)工機(ji)(ji)械將(jiang)(jiang)(jiang)牛(niu)(niu)肉(rou)(rou)(rou)切成(cheng)片(pian),然(ran)后由(you)包(bao)裝(zhuang)機(ji)(ji)將(jiang)(jiang)(jiang)牛(niu)(niu)肉(rou)(rou)(rou)片(pian)加(jia)到(dao)泡(pao)沫塑料(liao)托(tuo)(tuo)盤(pan)(pan)上(shang)(shang),再送到(dao)外包(bao)裝(zhuang)機(ji)(ji)上(shang)(shang)將(jiang)(jiang)(jiang)托(tuo)(tuo)盤(pan)(pan)打包(bao),每個(ge)托(tuo)(tuo)盤(pan)(pan)中牛(niu)(niu)肉(rou)(rou)(rou)片(pian)的(de)(de)重(zhong)量(liang)(liang)范圍為1.00 lbs~1.05 lbs。如(ru)果(guo)托(tuo)(tuo)盤(pan)(pan)重(zhong)量(liang)(liang)合格(ge),它將(jiang)(jiang)(jiang)貼上(shang)(shang)標(biao)簽(qian)(qian)裝(zhuang)箱出(chu)廠(chang)。如(ru)果(guo)托(tuo)(tuo)盤(pan)(pan)重(zhong)量(liang)(liang)不合格(ge),它就不貼標(biao)簽(qian)(qian),這個(ge)沒(mei)有標(biao)簽(qian)(qian)的(de)(de)托(tuo)(tuo)盤(pan)(pan)將(jiang)(jiang)(jiang)被自動(dong)(dong)剔除。工作(zuo)人員必須手動(dong)(dong)將(jiang)(jiang)(jiang)剔除后的(de)(de)包(bao)裝(zhuang)拆開、泡(pao)沫塑料(liao)托(tuo)(tuo)盤(pan)(pan)丟(diu)棄,并將(jiang)(jiang)(jiang)牛(niu)(niu)肉(rou)(rou)(rou)片(pian)返(fan)回。由(you)于設備配(pei)置上(shang)(shang)的(de)(de)問題,牛(niu)(niu)肉(rou)(rou)(rou)片(pian)包(bao)裝(zhuang)機(ji)(ji)和重(zhong)量(liang)(liang)價格(ge)標(biao)簽(qian)(qian)機(ji)(ji)之(zhi)間(jian)的(de)(de)距(ju)離較大(da),以兩者(zhe)間(jian)的(de)(de)包(bao)裝(zhuang)托(tuo)(tuo)盤(pan)(pan)來計算(suan),約(yue)有100個(ge)托(tuo)(tuo)盤(pan)(pan)。在如(ru)此大(da)的(de)(de)距(ju)離內,牛(niu)(niu)肉(rou)(rou)(rou)片(pian)包(bao)裝(zhuang)機(ji)(ji)和重(zhong)量(liang)(liang)價格(ge)標(biao)簽(qian)(qian)機(ji)(ji)之(zhi)間(jian)建立反(fan)饋回路很難行得(de)通,由(you)此造成(cheng)托(tuo)(tuo)盤(pan)(pan)的(de)(de)剔除率超過(guo)20%!

為減少返(fan)工需(xu)要的(de)時間,客戶(hu)將托盤中(zhong)牛(niu)肉片的(de)重(zhong)(zhong)(zhong)量設(she)定為1.05 lbs以(yi)上,這樣就使(shi)托盤溢裝(zhuang)(zhuang)量加大。在(zai)包(bao)裝(zhuang)(zhuang)時間緊迫的(de)情況下客戶(hu)甚至(zhi)還會把重(zhong)(zhong)(zhong)量設(she)定上限提高(gao)到1.10 lbs,以(yi)確保剔除的(de)包(bao)裝(zhuang)(zhuang)數量減少。由此造成商品(pin)溢裝(zhuang)(zhuang)的(de)數量明顯增加,客戶(hu)因包(bao)裝(zhuang)(zhuang)的(de)浪(lang)費(fei)、過(guo)度耗去的(de)勞動力、超(chao)重(zhong)(zhong)(zhong)的(de)包(bao)裝(zhuang)(zhuang)返(fan)工和(he)商品(pin)的(de)溢裝(zhuang)(zhuang)而蒙(meng)受損失,他們一直在(zai)尋找更好的(de)解決(jue)辦(ban)法。

客戶在牛肉(rou)片包裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)機(ji)后面直接安(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)了(le)一臺美國(guo)VBS公(gong)司的(de)檢(jian)重秤(cheng),與原來的(de)牛肉(rou)片包裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)機(ji)和(he)重量(liang)(liang)價格標簽機(ji)之間(jian)的(de)距離有(you)100個托(tuo)盤(pan)相(xiang)比(bi),安(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)檢(jian)重秤(cheng)后的(de)距離只有(you)7個托(tuo)盤(pan)。通過提供包裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)重量(liang)(liang)趨勢的(de)反饋,從而迅速(su)改變每個托(tuo)盤(pan)上的(de)牛肉(rou)片的(de)重量(liang)(liang),這使得客戶可以(yi)快(kuai)速(su)及時地消除那(nei)些在包裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)之前就已(yi)經超(chao)重的(de)托(tuo)盤(pan),從而大大減少了(le)重量(liang)(liang)不(bu)合格的(de)包裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)。

安裝(zhuang)(zhuang)檢重秤后(hou),只有不(bu)到2%的(de)(de)托(tuo)(tuo)盤(pan)超出重量(liang)(liang)范圍(wei)。返工(gong)量(liang)(liang)下降(jiang)了(le)95%!由此客戶實現(xian)了(le)每(mei)年(nian)節省(sheng)6.7萬(wan)美元!而且這還不(bu)包(bao)括將(jiang)商品從包(bao)裝(zhuang)(zhuang)中(zhong)取(qu)出所耗(hao)費的(de)(de)勞(lao)動力費用。此外,他(ta)們還將(jiang)托(tuo)(tuo)盤(pan)中(zhong)牛(niu)肉片的(de)(de)重量(liang)(liang)范圍(wei)調整到1.00 lbs~1.04 lbs,從而減少了(le)28%的(de)(de)商品溢裝(zhuang)(zhuang)。每(mei)個(ge)托(tuo)(tuo)盤(pan)的(de)(de)平(ping)均重量(liang)(liang)為1.014 lbs~1.025 lbs。這種看似微小的(de)(de)重量(liang)(liang)差異導致了(le)每(mei)年(nian)10.2萬(wan)美元的(de)(de)收(shou)益(yi)。這個(ge)客戶每(mei)年(nian)總共得到近(jin)17萬(wan)美元(不(bu)包(bao)括勞(lao)動力費用)的(de)(de)收(shou)益(yi),在幾周內就收(shou)回了(le)檢重秤的(de)(de)投資。

5 結束語

檢(jian)重秤裝料過(guo)程的(de)自動控制一方(fang)面確保商(shang)品的(de)凈重符(fu)合要求,另一方(fang)面又盡量減少(shao)商(shang)品的(de)溢(yi)裝,以(yi)使企業效益最(zui)大化。而根據(ju)生產現場實際條件采取的(de)多種措施,可以(yi)使用戶達到這(zhe)一目(mu)標。


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