隨著自動化生產線的推動, 流水線自動檢重秤的應用需求迅速增加, 也隨著生產工藝的提高, 傳統的檢重秤面臨巨大的挑戰。

傳統檢重秤, 由于原來生產量的制約, 前端包裝秤的速度限制 (半人工半自動化因素) , 以及后端碼垛因素, 等等, 檢重秤的過秤速度沒有太高的要求。

另外, 也由于成本因素, 檢重環節變成可有可無, 只有一些大型企業、外資企業、高附加值企業 (如藥品) , 配置檢重秤以復審包裝秤、分選秤的精度。

傳統包裝秤需求較少, 檢重速度較慢、檢重精度較低。

近幾年, 由于物料行業的快速成長, 分揀工藝要求極大提高, 首先帶動了檢重秤的需求。不僅檢重速度、檢重精度、分揀級數等要求大幅度提高, 而且, 隨著現代大數據的需要, 還需要配置各種識別裝置、通訊能力、數據管理系統、追溯系統等, 另外, 由于各種先進傳輸技術的應用, 對傳統檢重系統的信號處理也提出更高的要求, 如變頻技術的電磁干擾, 使得傳統模擬信號處理很難勝任。

我們把分揀檢重系統歸類到檢重系統, 通常所說的檢重, 只是對一個貨號的物料進行合格檢重判斷, 而分揀, 是將N個貨號物料通過重量區間甄別分選分類出來。因此, 工作原理完全相同, 歸到檢重秤探討。

檢重秤, 工作原理看起來簡單 (如圖1所示) 。

檢重秤構成:稱重系統、傳送系統、信號處理及控制系統、輔助系統等。

檢重秤是看起來簡單, 做好卻是十分困難的設備。高精度計量、高速檢重就更加困難。

1 流水線自動檢重秤 稱重系統

稱重系統是最容易被忽略的部分。大多檢重秤制造商不是專業衡器制造商, 對稱重結構的理解很不屑。實際上, 很多問題首先來自稱重系統。而衡器制造商不理解檢重秤的計量本質, 往往把靜態衡器當作動態計量, 尤其是檢重秤是有高速傳送系統負載的。很多問題也是因為傳感器的選擇錯誤, 導致根本實現不了高精度、高速度的信號相對應, 從而送出延誤的、線性精度偏差的錯誤信號。

高速高精度稱重系統的傳感器選型是第一關鍵, 單點式傳感器推薦德國HBM、Baykon、美國Vishay產品。多點剪切梁傳感器推薦德國HBM、Baykon產品。特別提示, 對于設備商, 在性價比方面及市場競爭角度, 不建議使用托利多傳感器。Flintec傳感器的低價產品, 也不是德國本土制造, 產地是斯里蘭卡, 甚至是中國貼牌產品。

真正德國本土產品AST, 價格很高 (各種稅金、以及金屬重量的運輸費用) , 只有真正高端客戶或德資企業才會舍得選用。

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2 流水線自動檢重秤傳送系統

傳統傳送系統是單一速度的電機驅動, 現代都用可調速的變頻裝置。變頻主要產生電磁干擾, 很多傳感器信號及信號處理在高頻狀態下失真嚴重, 是檢重秤的另一個問題關鍵點。大多國產儀表, 頻率超過60KZ就明顯開始了失真。

我們現場比對, Unipulse的F650-CK檢重專用觸摸屏控制器, 即使頻率超過90HZ也是穩穩的顯示處理。

另外, 傳送帶也是容易忽視的環節, 其摩擦系數影響上衡時的初期信號變化幅度。

3 流水線自動檢重秤信號處理控制系統

傳感器信號處理控制系統, 可以說是檢重秤的靈魂核心。傳統檢重秤, 可以說, 沒有一款專用儀表控制器。那個時代, 對動態稱重, 也就停留在所謂動物動態稱重程度, 不是真正物體運動狀態的稱重信號處理, 只是后期的數據平均處理。

早期最具代表性的專用動態檢重儀表是Unipulse的F850-X1, 主要應用在中國輪胎行業, 其設計制作真實代表了Unipulse的pulse脈沖信號處理高超能力, 所有儀表工程師無不驚嘆 (如下圖2所示) 。

而同期的國內檢重應用, 主要在制藥行業, 基本上是所謂自動化設備商使用模擬量信號變送器通過PLC及文本屏的處理手段。隨著變頻技術的普及, 檢重速度的大幅提高, 明顯受到用戶的非專業化質疑。

德國HBM趁機推出了所謂數字化傳感器, 但其處理依然是PLC模塊單元, 盡管現代PLC的處理速度也是大幅提高, 但一般的PLC編程工程師是無法通過PLC編程高級傳感器信號動態處理的, 尤其分揀系統, 通過PLC判斷動作, 也是明顯的速度難以滿足終端用戶的實際需求。