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精威組合秤系列文章（一）

——從商品預(yù)包裝技術(shù)演變看電腦組合秤技術(shù)發(fā)展

1、概述

電腦組合秤是衡器行業(yè)中新近發(fā)展起來(lái)的一種智能組合型定量自動(dòng)包裝衡器。以往常規(guī)的定量包裝秤是基于單斗計(jì)量，物料顆粒是均勻?yàn)榍疤岬?。所以該?lèi)型定量包裝秤只需具備零區(qū)設(shè)定、延時(shí)采樣、提前量設(shè)置及落差修正，即可使稱(chēng)量準(zhǔn)確度達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。而具備粗、精加料及各種判斷即可提高裝料速度。然而實(shí)際上各種物料顆粒均勻程度不一，特別在食品行業(yè)中各種加工食品，諸如干果、糖果、膨化產(chǎn)品、土特產(chǎn)雜品、寵物食品等個(gè)體重量不均勻占相當(dāng)大的比例。目前我國(guó)各大中城市中隨著超級(jí)市場(chǎng)的興起，預(yù)包裝食品占了統(tǒng)治地位，預(yù)包裝的發(fā)展推動(dòng)了包裝秤的發(fā)展，然而在預(yù)包裝的食品中大部分屬顆?；驂K狀不均勻類(lèi)型。對(duì)于這種物品的包裝如果繼續(xù)利用常規(guī)單斗或多斗計(jì)量的包裝秤，無(wú)論從稱(chēng)量準(zhǔn)確度與速度上都是較難滿(mǎn)足要求。為此一種率計(jì)量分裝不均勻商品的電腦組合秤應(yīng)運(yùn)而生。以下從商品預(yù)包裝的演變談電腦組合秤的技術(shù)發(fā)展。

2、電腦組合秤的技術(shù)發(fā)展

電腦組合秤的發(fā)展至今無(wú)論在國(guó)內(nèi)外，都經(jīng)歷了一段較漫長(zhǎng)的時(shí)期。

在七十年代中國(guó)的商店里出售各類(lèi)散裝商品一般不預(yù)先包裝，商店零售是現(xiàn)場(chǎng)手工包裝、現(xiàn)場(chǎng)手工稱(chēng)量、現(xiàn)場(chǎng)手工計(jì)價(jià)。

到了八十年代，隨著中國(guó)改革開(kāi)放政策的實(shí)施，一些具有先見(jiàn)之明的企業(yè)，引進(jìn)了*的電子秤技術(shù)、開(kāi)發(fā)出能具有自動(dòng)稱(chēng)量、計(jì)價(jià)的電子秤。但是該類(lèi)計(jì)價(jià)秤當(dāng)屬手工包裝后的計(jì)量方式。此種方式如用于生產(chǎn)企業(yè)的包裝線(xiàn)上，計(jì)量速度平均每人每分鐘計(jì)量10次以下，包裝效率較低。

為了提高計(jì)量速度，在八十年代后半期，國(guó)內(nèi)外相繼發(fā)展了一種單斗式帶振動(dòng)送料機(jī)構(gòu)的電子包裝衡器。該類(lèi)衡器雖然包裝速度可提高到20包/min左右，但是適用范圍較狹窄，對(duì)于顆粒均勻程度要求較高。有時(shí)為了滿(mǎn)足稱(chēng)量速度，致使稱(chēng)量準(zhǔn)確度比手工包裝計(jì)量還要差。

八十年代末期，隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，需要對(duì)不均勻顆粒狀原材料進(jìn)行定量包裝，以及食品生產(chǎn)廠(chǎng)家為滿(mǎn)足顧客對(duì)包裝外觀(guān)及衛(wèi)生的要求，需要有操作簡(jiǎn)單，具有自動(dòng)定量稱(chēng)量功能，能對(duì)各種不均勻顆粒與塊狀物品實(shí)現(xiàn)、高速計(jì)量的衡器。此時(shí)，在世界上推出了多斗式稱(chēng)量，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)稱(chēng)量斗實(shí)現(xiàn)智能化隨機(jī)組合的電腦組合秤產(chǎn)品，從而實(shí)現(xiàn)了上述要求。

此階段比較有代表性的是電腦組合秤產(chǎn)品的推出。首先其適用范圍廣。既能傳送稱(chēng)量體積大、分量輕的薯片類(lèi)食品，又能傳送稱(chēng)量難以分離、易粘連的乳酪，以及難以分離、易漏、易碎、流動(dòng)性差的物品。

3、電腦組合秤工作原理

物料通過(guò)提升式輸送機(jī)送到貯料斗，當(dāng)物料加到預(yù)先設(shè)置的水平位置時(shí)，置于貯料斗上方的水平光電檢測(cè)器通過(guò)檢測(cè)發(fā)出信號(hào)，使提升輸送機(jī)構(gòu)停止進(jìn)料。當(dāng)貯料斗上物料水平位置降至預(yù)先設(shè)定的水平位置，則水平光電檢測(cè)器再發(fā)出開(kāi)始進(jìn)料信號(hào)。進(jìn)入貯料斗的物料由線(xiàn)振盤(pán)送到緩沖料斗，再由緩沖料斗送至稱(chēng)重料斗，在稱(chēng)重料斗內(nèi)的物料由稱(chēng)重傳感器稱(chēng)重，輸出信號(hào)送入微型處理器。由于沿秤體整個(gè)圓周方向同時(shí)有多個(gè)稱(chēng)重料斗，同時(shí)將稱(chēng)重信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行隨機(jī)組合運(yùn)算，巡回檢測(cè)組合以zui快的速度找出zui接近目標(biāo)重量的稱(chēng)重斗組合數(shù)，進(jìn)行A組合。選中組合的稱(chēng)重料斗內(nèi)物料由稱(chēng)重料斗開(kāi)閉控制機(jī)構(gòu)動(dòng)作，物料卸下，并通過(guò)整理槽到達(dá)集料斗，再進(jìn)入到下面的自動(dòng)包裝機(jī)中。此時(shí)除了選中組合的稱(chēng)重空斗外，其余料滿(mǎn)的稱(chēng)重斗又開(kāi)始了B組合運(yùn)算，找出zui接近目標(biāo)重量的稱(chēng)重斗，接下去周而復(fù)始地連續(xù)進(jìn)行B組合……，從而達(dá)到高速、高準(zhǔn)確度的定量稱(chēng)重。

電腦組合秤zui大特點(diǎn)是多個(gè)稱(chēng)重斗同時(shí)被加料。例如當(dāng)稱(chēng)重頭數(shù)為14時(shí)，則有14個(gè)稱(chēng)重料斗同時(shí)被加料，由于被稱(chēng)物料的不均勻性，致使每個(gè)斗的稱(chēng)重量有相當(dāng)大的偏差。首先由稱(chēng)重傳感器快速正確判斷每個(gè)斗中物料的重量，然后由計(jì)算機(jī)采用隨機(jī)組合運(yùn)算方法，運(yùn)算次數(shù)一般為2^N－1次，即14斗的運(yùn)算次數(shù)為2¹⁴－1＝16383次。每個(gè)組合運(yùn)算結(jié)果與所設(shè)定目標(biāo)重量比較，每次組合一般為3～5個(gè)斗，（如果3～5斗組合不等于目標(biāo)重量值，則可調(diào)整每個(gè)稱(chēng)重斗上的線(xiàn)振盤(pán)的振幅水平）。如果組合的斗數(shù)太多，則效率不高，斗數(shù)少則組合精度不高。在實(shí)際運(yùn)行中，首先是14個(gè)斗同時(shí)加料，*次A組合為14個(gè)斗中的3個(gè)組合斗放料，則剩下11個(gè)斗再進(jìn)行第二次B組合，第三次由剩下8個(gè)斗再加上*次放料后又加滿(mǎn)料的3個(gè)斗，亦即還是11個(gè)斗的第三次C組合，接下去還是11個(gè)斗的第四次D組合……。一般單稱(chēng)重斗的程序前后執(zhí)行時(shí)間為1200ms左右，其中組合時(shí)間約為200ms，總計(jì)包裝速度可達(dá)80包/分以上。如采用雙秤、帶記憶斗、稱(chēng)重頭數(shù)為20的結(jié)構(gòu)形式，總計(jì)包裝速度可高達(dá)240包/分。

4、精威系列電腦組合秤技術(shù)的發(fā)展

電腦組合秤*不同于使用一個(gè)稱(chēng)重斗稱(chēng)重的傳統(tǒng)式定量包裝秤，其結(jié)構(gòu)采用多個(gè)稱(chēng)重斗，由微機(jī)隨機(jī)選擇其中幾個(gè)稱(chēng)重斗的混合重量，它的重量與目標(biāo)重量相等。組合過(guò)程由息處理機(jī)完成。操作人員控制的各部分?jǐn)?shù)據(jù)都在控制屏上顯示，簡(jiǎn)明扼要非常方便。

精威系列組合秤，按料斗形式可分為雙排無(wú)記憶斗、三排有記憶斗式，稱(chēng)量頭數(shù)分10頭、14頭、20頭等多種規(guī)格。其zui大特點(diǎn)是每個(gè)稱(chēng)量斗的結(jié)構(gòu)一體化，即稱(chēng)量傳感器、步進(jìn)電機(jī)、變換器以及裝有集成塊的打印機(jī)構(gòu)等幾乎所有的智能部件均集裝在密封的驅(qū)動(dòng)單元內(nèi)。驅(qū)動(dòng)單元在專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)車(chē)間內(nèi)，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的檢驗(yàn)后封裝，單元采用插入式連接，不需任何配線(xiàn)作業(yè)。同一系列型號(hào)均使用相同單元。各單元可互換，每個(gè)驅(qū)動(dòng)單元只需用4根螺栓即可輕松安裝在柱形機(jī)身上。而驅(qū)動(dòng)單元索引的各種料斗（包括緩沖料斗、稱(chēng)重料斗）與料斗門(mén)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)均不需工具即可簡(jiǎn)單拆裝。10－20頭機(jī)型的智能組合秤，只要備有1個(gè)驅(qū)動(dòng)單元，就可完成產(chǎn)品的常年維修需要。同一系列機(jī)型的智能組合秤，料斗均采用通用化設(shè)計(jì)，料斗之間有互換性，料斗材料采用厚度微1.5mm以上的鏡面拋光不銹鋼板，轉(zhuǎn)角采用大圓角設(shè)計(jì)，防止物料滯留，便于清洗。料斗開(kāi)閉機(jī)構(gòu)采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制方式，大大減少了振動(dòng)及噪音，利于提高稱(chēng)量準(zhǔn)確度。整個(gè)機(jī)構(gòu)不用一根彈簧，減少細(xì)菌粘連，衛(wèi)生性好，不會(huì)有滯留物。機(jī)器本身符合防水防塵IP65的標(biāo)準(zhǔn)。其中打印機(jī)可用水沖洗，進(jìn)料主振機(jī)密封在中座圓柱體內(nèi)，減少噪聲。圓柱體機(jī)身內(nèi)所有插座與布線(xiàn)不存在維修問(wèn)題。其次是應(yīng)用軟件相當(dāng)豐富，可滿(mǎn)足稱(chēng)量不同物料的需要。

目前型式的精威系列電腦組合秤，除了采用雙秤、帶記憶斗、稱(chēng)重頭數(shù)為20的結(jié)構(gòu)型式，總計(jì)包裝速度高達(dá)240包/分以外，稱(chēng)重儀表采用32位CPU，一臺(tái)儀表可同時(shí)控制2臺(tái)秤的工作。為了達(dá)到用戶(hù)24小時(shí)不停機(jī)工作的要求，又能做到每天清洗與物料接觸的粘料內(nèi)壁。新機(jī)型可滿(mǎn)足卸下1-2個(gè)秤斗清洗而無(wú)須停機(jī)、無(wú)須設(shè)定、機(jī)器自我調(diào)整數(shù)據(jù)，自適應(yīng)、自診斷。稱(chēng)重儀表本身可同時(shí)記憶99種品種的配方重量，如果與上位計(jì)算機(jī)連接，可實(shí)現(xiàn)條形碼設(shè)定、混合產(chǎn)品同步計(jì)算等功能，與上位計(jì)算機(jī)連網(wǎng)后，可實(shí)現(xiàn)同時(shí)操作32臺(tái)電腦組合秤。

型式的電腦組合秤的自動(dòng)檢測(cè)功能如下：

①   能自動(dòng)顯示電機(jī)動(dòng)作正常與否；

②   觸摸式顯示能同時(shí)判斷本身的正常與否；

③   自動(dòng)顯示重量準(zhǔn)確與否；

④   自動(dòng)顯示打印機(jī)動(dòng)作正常與否；

⑤   自動(dòng)顯示局域網(wǎng)正常與否；

⑥   自動(dòng)檢查記憶模塊正常與否；

⑦   A/D轉(zhuǎn)換自動(dòng)監(jiān)視；

⑧   稱(chēng)重傳感器波形監(jiān)測(cè)：自動(dòng)顯示某稱(chēng)重斗的故障，自適應(yīng)調(diào)整數(shù)據(jù)，不間斷工作；

5、結(jié)尾

        隨著我國(guó)改革開(kāi)放與經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的加快，全國(guó)各地的商品零售超市如雨后春筍般地涌現(xiàn)。zui近法制計(jì)量組織OIML R87號(hào)《定量包裝商品凈含量》以及我國(guó)國(guó)家技術(shù)*第43號(hào)令《定量包裝商品計(jì)量監(jiān)督規(guī)定》的正式實(shí)施全國(guó)范圍的監(jiān)督抽查。商品預(yù)包裝領(lǐng)域由以往的空白向高速、高準(zhǔn)確度方向發(fā)展。電腦組合包裝秤產(chǎn)品已開(kāi)始逐漸進(jìn)入我國(guó)的商品加工、包裝行業(yè)。一些卓有見(jiàn)識(shí)的企業(yè)，特別是一些較有規(guī)模的食品加工廠(chǎng)開(kāi)始采用電腦組合秤，根據(jù)不*統(tǒng)計(jì)，以巧克力糖果為例，如果按150g/袋，售價(jià)15元/袋計(jì)，車(chē)間工人人工包裝按每袋多裝2g計(jì)，而電腦組合秤按0.8g/袋計(jì)，每袋節(jié)省1.2g，節(jié)省金額0.12元。如果工廠(chǎng)配置了一臺(tái)電腦組合秤以70袋/分、33600袋/8h，一年按300天計(jì)，則1008萬(wàn)袋/年的產(chǎn)量，光原料即可節(jié)省120.96萬(wàn)元/年。如果以節(jié)省勞動(dòng)力計(jì)算，則可創(chuàng)造更可觀(guān)的經(jīng)濟(jì)效益。

        以前電腦組合秤主要以進(jìn)口或外資企業(yè)生產(chǎn)為主，因此價(jià)格問(wèn)題阻礙了其廣泛應(yīng)用，現(xiàn)中山市精威包裝機(jī)械有限公司（http:// www.multiweigh.  ） ，精威組合秤在技術(shù)方面的迅速提升及上檔次，讓原本被視為“貴族產(chǎn)品”的電腦組合秤不再列為大企業(yè)的，國(guó)內(nèi)更多追求高速度、率的企業(yè)，紛紛淘汰以往容杯式或全人工等費(fèi)料費(fèi)人工的定量稱(chēng)重包裝生產(chǎn)線(xiàn)，用高科技、自動(dòng)化程度更高的組合秤定量稱(chēng)重包裝系統(tǒng)來(lái)武裝自己。（學(xué)謙  ：）