一种贵金属颗粒自动称重包装设备及其称重方法
阅读说明：本技术 一种贵金属颗粒自动称重包装设备及其称重方法 (Automatic weighing and packaging equipment for precious metal particles and weighing method thereof ) 是由 廖汉祥 林烽先 吴卫煌 廖剑平 钟茂礼 丁强 丘学全 于 2021-07-27 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种贵金属颗粒自动称重包装设备及其称重方法,属于包装设备技术领域,包括支撑部,支撑部上端设置有隔离罩；隔离罩上有防护门,支撑部上端设置有上料装置,靠上料装置一端即为输入端的防护门,隔离罩内部还设置有称重装置、搬运机械手、自动真空塑封包装装置以及传送装置；传送装置从输入端到输出端依次设置有自动真空塑封包装装置、打标贴标机和视觉校对装置,贴标机外接警报装置,且打标贴标机的两侧均设置有固定在支撑部上的毛重电子秤；精密电子秤、视觉校对装置和两个毛重电子秤均与贴标机通讯连接。本发明除了上料过程之外,作业人员再无徒手接触产品,防止污染产品,且称重准确、自动化程度高。(The invention relates to an automatic weighing and packaging device for precious metal particles and a weighing method thereof, belonging to the technical field of packaging devices and comprising a supporting part, wherein the upper end of the supporting part is provided with a shielding case; the isolation cover is provided with a protective door, the upper end of the supporting part is provided with a feeding device, one end of the isolation cover close to the feeding device is the protective door of the input end, and the isolation cover is internally provided with a weighing device, a carrying manipulator, an automatic vacuum plastic packaging device and a conveying device; the conveying device is sequentially provided with an automatic vacuum plastic packaging device, a marking labeler and a vision correcting device from an input end to an output end, the labeler is externally connected with an alarm device, and both sides of the marking labeler are provided with gross weight electronic scales fixed on a supporting part; the precise electronic scale, the vision correcting device and the two gross weight electronic scales are all in communication connection with the labeling machine. Besides the feeding process, the operator does not contact the product by hands, so that the product is prevented from being polluted, the weighing is accurate, and the automation degree is high.)
技术领域
本发明涉及一种贵金属颗粒自动称重包装设备及其称重方法，属于包装设备技术领域。
背景技术
黄金是化学元素金(化学元素符号Au)的单质形式，是一种软的，金黄色的，抗腐蚀的贵金属。金是较稀有、较珍贵和极被人看重的金属之一。国际上一般黄金都是以盎司为单位，中国古代是以“两”作为黄金单位，是一种非常重要的金属。不仅是用于储备和投资的特殊通货，同时又是首饰业、电子业、现代通讯、航天航空业等部门的重要材料。而随着现代社会的发展，生活质量的提高，人们对一些观赏性强、并且具有收藏增值保值功能物品的需求也逐渐增大，而黄金就是大多数人的目标。
工业用的高纯黄金颗粒俗称高纯金蒸发料，在售卖时，需要先将高纯金颗粒进行称重，然后再将一定量的高纯金颗粒包装起来，最后再将包装袋贴上标签，由于黄金是贵重金属，且为杜绝污染和损耗，所以在整个称重、包装和贴标的过程中应尽量避免人工接触，不然可能会影响高纯金颗粒的纯度和实际重量，从而造成产品质量下降和消费者以及商家的损失。
但是现有的包装方式一般都是人工包装，人工接触比较多，工作量大，且在一定程度上影响了黄金颗粒的纯度和实际损耗，且不利于生产过程含金物料的安全管控。
公开号为CN205293122U的中国实用新型专利中公开的小剂量全自动称重包装机，包括有机架、称重机构、包装机构、打码机构、超重剔除装置、出料输送机构以及提升机构；该称重机构、包装机构、打码机构、超重剔除装置和出料输送机构均设置于机架上，该包装机构位于称重机构的正下方，该打码机构位于包装机构的后侧，该超重剔除装置位于称重机构的输出口处，该出料输送机构位于包装机构的下方，该提升机构位于机架的侧旁，提升机构的下端具有振动料斗，提升机构的上端具有输出料口，输出料口位于称重机构的正上方。
上述参考例是对不规则物料饮片进行称重、包装，但是其只有一次称重过程，没有第二次称重进行对比，如果一次称重出现了一定的错误、误差，则无法进行预警，会出现残次品。
发明内容
为了克服现有的贵金属颗粒包装过程中人工接触多、贵金属颗粒容易被污染以及实际重量不准确等缺点，本发明设计了一种贵金属颗粒自动称重包装设备及其称重方法，其除了上料过程之外，工人再无接触产品，且称重准确、自动化程度高。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种贵金属颗粒自动称重包装设备，包括支撑部，支撑部上端设置有隔离罩；隔离罩前后左右四面均设置有防护门，隔离罩内部靠近其中一扇防护门的一侧设置有用于将产品振散铺平的上料装置，支撑部上端还设置有用于称量产品净重的称重装置、带视觉识别并用于夹取的搬运机械手和用于传送产品的传送装置，传送装置沿支撑部的长度方向设置且输入端靠近上料装置；传送装置从输入端到输出端依次设置有用于给产品自动包装的真空塑封包装装置、用于给包装好的产品贴取标签的打标贴标机和用于检测识别标签上的重量信息的视觉校对装置，打标贴标机外接警报装置，且打标贴标机的两侧均设置有固定在支撑部上的毛重电子秤；称重装置、视觉校对装置和两个毛重电子秤均与打标贴标机采用PLC通讯连接控制。
进一步地，称重装置包括用于称取贵金属颗粒净重的精密电子秤和设置在精密电子秤上的称重盘，称重盘内设置有用于定位摆放产品的吸塑盘。
进一步地，吸塑盘包括放料盘，放料盘上端设置有两个夹取槽和呈矩形阵列布置的放料槽组，放料槽组由若干个大小完全相同的放料槽均匀排列构成。
进一步地，精密电子秤外还套设有防护罩。
进一步地，上料装置包括固定在支撑部上的振动底座，振动底座上端设置有柔性振动盘和送料仓，送料仓上设置有与柔性振动盘连通的开口槽，且送料仓与振动底座之间还设置有垫板；柔性振动盘远离送料仓的一侧还设置有固定在振动底座上的限位块。
进一步地，搬运机械手包括设置在支撑部上的驱动座，驱动座上旋转连接有旋转板，旋转板自由端旋转连接有旋转座，旋转座上旋转贯穿有竖直的旋转杆，旋转杆的底端设置有固定柱，固定柱底端设置有沿竖直方向伸缩的伸缩气缸，伸缩气缸自由端设置有用于夹取金属颗粒的夹爪，且夹爪为表面粗糙度低于0.8的特种合金钢材质，避免对产品造成磨损和污染。
进一步地，隔离罩顶端还设置有工作信号灯和连接杆，连接杆的自由端设置有用于控制上料装置、搬运机械手、真空塑封包装装置、打标贴标机、视觉校对装置和传送装置工作的触摸屏，触摸屏上还设置有若干辅助控制的控制按钮。
进一步地，支撑部底端设置有若干脚杯和若干万向轮。
进一步地，四周防护门上均设置有门把。
一种基于贵金属颗粒自动称重包装设备的称重方法，包括如下步骤：
S1：上料：将产品人工上料到上料装置，上料装置将所有的产品震动铺平；
S2：搬运：搬运机械手将防护罩夹离精密电子秤后再将定位吸塑盘放置在在精密电子秤上，搬运机械手再将防护罩罩住精密电子秤，待精密电子秤示数稳定后扣除吸塑盘的毛重数据，精密电子秤实现自动去皮，同时将称得的吸塑盘毛重信息传输给打标贴标机，而后带视觉识别的搬运机械手将防护罩夹离精密电子秤后将产品抓取至吸塑盘；
S3：一次称重：吸塑盘摆满产品后或根据客户要求摆放一定重量的产品后，搬运机械手夹取防护罩套设在精密电子秤外，待精密电子秤示数不再变化后，
精密电子秤将称得的第一重量信息传输给打标贴标机；
S4：包装：搬运机械手将防护罩夹离精密电子秤后再将摆满产品的吸塑盘搬运至传送装置，传送装置再将摆满产品的吸塑盘运送到真空塑封包装装置进行抽真空、塑封热缩包装；
S5：二次称重：传送装置将包装好的吸塑盘运送至第一个毛重电子秤进行二次称重，称重完成后将称得的第二重量信息传输给打标贴标机；
S6：打印贴取标签：传送装置将完成二次称重的吸塑盘运送至打标贴标机，打标贴标机将获取到的第一重量信息和第二重量信息打印好后贴取在吸塑盘的包装袋上；
S7：三次称重：传送装置将贴取好标签的吸塑盘运送至第二个毛重电子秤进行三次称重，第二个毛重电子秤将得到的第三次重量信息传输给打标贴标机；
S8：视觉拍取：视觉校对装置识别拍摄吸塑盘标签上的第二重量信息，并将拍摄到的标签上的第二重量信息传输给打标贴标机；
S9：对比：打标贴标机将步骤S7和S8中获取到的重量信息进行对比，如果步骤S和S中获取到的重量信息的差值的绝对值大于设定的参数值则控制外接的报警装置发出警报，如果小于或等于设定的参数值则继续由传送装置运送至防护门处，等待人工收取。
与现有技术相比本发明有以下特点和有益效果：
1、本发明通过隔离罩、上料装置、称重装置、搬运机械手、真空塑封包装装置、打标贴标机和传送装置的设置，集称重、包装、运送和贴标签于一体，除上料过程外，整个过程没有任何人工触碰，保证了产品称重时数据的准确性，同时各部件之间相互配合，由隔离罩隔离工作空间、上料装置上料并通过振动抖散堆积的产品颗粒、称重装置进行一次称重、搬运机械手搬运产品颗粒、真空塑封包装装置对放置在吸塑盒内的产品颗粒进行包装、打标贴标机将包装好的产品贴好标签以及由传送装置进行输送，工作过程自动化程度高，高效快捷，同时防止了产品受到污染，降低了作业人员的劳动强度，加强了生产过程的贵金属物料的安全管控。
2、本发明通过毛重电子秤和视觉校对装置的设置，两者将称重数据传输给打标贴标机，通过前后的重量信息对比可以确保最终毛重数据的准确性，避免出现意外情况，如果出现差值过大则会触发警报，杜绝前后重量不一致。
3、本发明通过带视觉识别的搬运机械手的设置，可以非常精确地将产品颗粒从上料装置放置到吸塑盘上设置的放料槽组内；同时，上料装置通过柔性振动盘的设置，能够将产品颗粒振动抖散，方便机械手抓取；搬运机械手通过驱动座为旋转板、旋转座提供沿水平方向转动的动力，旋转板设置可以延长搬运机械手的夹取范围，增加工作的适用性；同时旋转座上设置旋转杆、伸缩气缸和夹爪，可以集转动、伸缩于一体，使得搬运机械手的工作更加地高效，即使产品颗粒摆放位置不同也能够很好地进行夹取。
4、本发明通过在称重装置外套设防护罩，保证称量过程中的准确性；同时，通过触摸屏的设置在隔离罩外控制工作，既安全也能够保证整个产品称重过程无接触，工作信号灯的设置能够反映内部装置的工作状态，方便工作人员及时对异常工作状态做出处理；在支撑部底端设置脚杯和万向轮，根据需要固定或移动，方便快捷。
5、本发明的整个工作过程只有一次包装，且使用同一袋包装，杜绝了信息错误。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是隔离罩内部的结构示意图；
图3是图2去除防护罩之后的结构示意图；
图4是图3的A处的局部放大示意图；
图5是吸塑盘的结构示意图；
图6是图3的B处的局部放大示意图；
图7是图3的C处的局部放大示意图。
其中附图标记为：1、支撑部；11、脚杯；12、万向轮；2、隔离罩；21、防护门；211、门把；22、连接杆；23、触摸屏；24、工作信号灯；3、上料装置；31、振动底座；32、柔性振动盘；33、送料仓；331、开口槽；34、垫板；35、限位块；4、称重装置；41、精密电子秤；42、称重盘；43、吸塑盘；431、放料盘；432、放料槽；433、夹取槽；44、防护罩；5、搬运机械手；51、驱动座；52、旋转板；53、旋转座；54、旋转杆；55、固定柱；56、伸缩气缸；57、夹爪；6、真空塑封包装装置；7、打标贴标机；8、视觉校对装置；9、传送装置；10、毛重电子秤。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行更详细的描述。
如图1至7所示，本实施例的贵金属颗粒自动称重包装设备，以称量黄金金粒为例，包括支撑部1，支撑部1上端设置有隔离罩2，隔离罩2隔绝外接干扰，使得黄金金粒尽可能在无干扰的情况下进行称重，保证准确性；支撑部1底端设置有四个脚杯11和四个万向轮12，方便移动和支撑；隔离罩2前后左右四面均设置有透明的防护门21，其中沿长度方向的两扇相对的防护门21分别作为输入端和输出端，透明防护门21可以方便观察隔离罩2内部的工作情况，防护门21上设置有门把211，隔离罩2内部靠近入口端防护门21的一侧设置有用于将产品振散铺平的上料装置3，支撑部1上还设置有用于称量产品净重的称重装置4、带视觉识别并用于夹取和搬运产品的搬运机械手5和用于将产品由入口端传送至出口端的传送装置9，传送装置9沿支撑部1的长度方向设置且输入端靠近上料装置3；传送装置9从入口端到出口端依次设置有用于给产品自动包装的真空塑封包装装置6、用于给包装好的产品贴取标签的打标贴标机7和用于检测识别标签上的重量信息的视觉校对装置8；打标贴标机7外接警报装置，且打标贴标机7的两侧均设置有固定在支撑部1上的毛重电子秤10；称重装置4、视觉校对装置8和两个毛重电子秤10均与打标贴标机7之间通过PLC通讯连接；隔离罩2顶端还设置有工作信号灯24和L形的连接杆22，L形的连接杆22的自由端设置有用于控制上料装置3、搬运机械手5、真空塑封包装装置6、打标贴标机7、视觉校对装置8和传送装置9工作的触摸屏23，触摸屏23上还设置有若干辅助控制的控制按钮，如控制传送装置9的运行的速度、启停的时间等；由于黄金金粒的特殊性质，如贵重性、质地柔软等，所以必须保证称重过程没有任何外界因素干扰，也不能够有任何人工接触，所以通过隔离罩2及隔离罩2内部的各个装置的设置，可以在没有人工接触的情况下对黄金金粒进行称重，保证了称重结果的准确性，而且还设置有多次称重过程，以及贴标签记录重量信息，再进行前后重量信息对比，保证前后称重质量误差在可接受的范围内，进一步提高了称重的准确性，大大降低了出现意外情况的概率，黄金金粒价格昂贵，极大地降低了损失的可能性。
进一步地，称重装置4包括精密电子秤41，精密电子秤41上端设置有称重盘42，称重盘42内设置有用于摆放产品的吸塑盘43，吸塑盘43是一种无定型、无臭、无毒、高度透明的无色热塑性工程塑料，具有优良的物理机械性能，尤其是耐冲击性优异，拉伸强度、弯曲强度、压缩强度高，由于黄金金粒的质地柔软，所以吸塑盘43非常适合放置黄金金粒，其他贵重金属粒也方便放取。
进一步地，吸塑盘43包括放料盘431，放料盘431上端设置有两个夹取槽433和呈矩形阵列布置的放料槽组，放料槽组由若干个大小完全相同的放料槽432均匀排列构成，夹取槽433的设置方便搬运机械手5夹取放料盘431，由于黄金金粒呈圆柱形且质地较软，放料槽432的设置能够有效地卡住黄金金粒而不会给黄金金粒多余的力，保证黄金金粒不会变形，呈矩形阵列布置的放料槽组，可以让摆满黄金金粒的放料盘431的重量更加均匀，且摆放更加均匀美观。
特别的，黄金金粒与放料槽432之间为过盈配合，且黄金金粒的直径大于放料槽432的深度，黄金金粒横向摆放到放料槽432内，这样做的目的是为了让黄金金粒有更好的固定效果，同时黄金金粒高处放料槽432一定距离，也方便取出。
进一步地，上料装置3包括固定在支撑部1上的振动底座31，振动底座31上端设置有柔性振动盘32和送料仓33，送料仓33上设置有与柔性振动盘32连通的开口槽331，且送料仓33与振动底座31之间还设置有一块垫板34；柔性振动盘32远离送料仓33的一侧还设置有固定在振动底座31上的限位块35；由于黄金金粒硬度较低，纯金的黄金金粒甚至用指甲都可划出痕迹，所以为了保证黄金金粒产品的完整度，保证黄金金粒形状不变形，上料时需要设置长条状的送料仓33，让黄金金粒通过送料仓33滚送到柔性振动盘32内，防止过度的碰撞而导致黄金金粒变形，同时柔性振动盘32也有一定的柔软度，也可以防止黄金金粒在柔性振动盘32内因为过度的震动而变形，尽可能地保证了黄金金粒形状的完整性。
进一步地，搬运机械手5包括设置在支撑部1上的驱动座51，驱动座51上旋转连接有水平的旋转板52，旋转板52自由端旋转连接有旋转座53，旋转座53上旋转贯穿有竖直的旋转杆54，旋转杆54的底端设置有固定柱55，固定柱55底端设置有沿竖直方向伸缩的伸缩气缸56，伸缩气缸56自由端设置有用于夹取的夹爪57，夹爪57为表面粗糙度低于0.8的特种合金钢材质，避免对产品造成磨损和污染，由于黄金金粒的体积较小、质地较软，所以需要带视觉识别的搬运机械手5进行搬运，通过驱动座51、旋转板52、旋转座53、旋转杆54、固定柱55、伸缩气缸56和夹爪57的设置，可以多角度的调节夹取的角度，调节最好的夹取黄金金粒的角度，方便夹取柔性振动盘32上的黄金金粒也能够防止变形，同时夹取高度也可以通过伸缩气缸56的设置进行调节，夹爪57方便夹取，通过视觉系统识别黄金金粒直径，控制夹爪57夹取防止质地柔软的黄金金粒变形。
进一步地，称重装置4外还套设有防护罩44，由于黄金金粒的贵重性，需要保证称重过程没有任何外界因素干扰，保证称重结果最大程度的准确性，避免损失。
基于黄金金粒自动称重包装设备的称重方法，包括如下步骤：
S1：上料：将产品人工上料到上料装置3，上料装置3将所有的产品震动铺平；
S2：搬运：搬运机械手5将防护罩44夹离精密电子秤41后再将定位吸塑盘43放置在在精密电子秤41上，搬运机械手5再将防护罩44罩住精密电子秤41，待精密电子秤41示数稳定后扣除吸塑盘43的毛重数据，精密电子秤41实现自动去皮，同时将称得的吸塑盘43毛重信息传输给打标贴标机7，而后带视觉识别的搬运机械手5将防护罩44夹离精密电子秤41后将产品抓取至吸塑盘43；
S3：一次称重：吸塑盘43摆满产品后或根据客户要求摆放一定重量的产品后，搬运机械手5夹取防护罩44套设在精密电子秤41外，待精密电子秤41示数不再变化后，精密电子秤41将称得的第一重量信息(即产品净重)传输给打标贴标机7；
S4：包装：搬运机械手5将防护罩44夹离精密电子秤41后再将摆满产品的吸塑盘43搬运至传送装置9，传送装置9再将摆满产品的吸塑盘43运送到真空塑封包装装置6进行抽真空、塑封热缩包装；
S5：二次称重：传送装置9将包装好的吸塑盘43运送至第一个毛重电子秤10进行二次称重，称重完成后将称得的第二重量信息(即带包装的毛重数据)传输给打标贴标机7；
S6：打印贴取标签：传送装置9将完成二次称重的吸塑盘43运送至打标贴标机7，打标贴标机7将获取到的第一重量信息和第二重量信息打印好后贴取在吸塑盘43的包装袋上；
S7：三次称重：传送装置9将贴取好标签的吸塑盘43运送至第二个毛重电子秤10进行三次称重，第二个毛重电子秤10将得到的第三次重量信息传输给打标贴标机7；
S8：视觉拍取：视觉校对装置8识别拍摄吸塑盘43标签上的第二重量信息，并将拍摄到的标签上的第二重量信息传输给打标贴标机7；
S9：对比：打标贴标机7将步骤S7和S8中获取到的重量信息进行对比，如果步骤S7和S8中获取到的重量信息的差值的绝对值大于设定的参数值则控制外接的报警装置发出警报，如果小于或等于设定的参数值则继续由传送装置9运送至防护门21处，等待人工收取。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
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