Progettazione e applicazione della bilancia online dei cosmetici

Progettazione e applicazione della scala di pesatura dei cosmetici online

1 prefazione
Il checkweigher, noto anche come scala di ispezione del peso, scala di smistamento, scala di selezione del peso, scala di ispezione e scala di smistamento, può classificare diversi carichi singoli preconfezionati di massa (elementi) in due o più categorie in base alla differenza tra la loro massa e il punto di riferimento set. È un dispositivo di automazione del peso online ad alta velocità e ad alta precisione. Integrato con varie linee di produzione di imballaggi e sistemi di trasporto, il checkWeigher può rilevare in tempo reale se i prodotti sulla linea di produzione sono in sovrappeso o sottopeso, nonché se l'imballaggio mancano componenti, ecc. Il checkweigher è ampiamente utilizzato nel processo di produzione automatico nelle linee di produzione in materia di produzione. Industrie farmaceutiche.

Al fine di proteggere i diritti e gli interessi legittimi di consumatori, produttori e venditori, in conformità con la "Legge di misurazione della Repubblica popolare cinese" e le "misure per la supervisione e l'amministrazione di merci quantitative, per i contenuti di confezionamento quantitativo, il contenuto di reti di marcatura e il contenuto di marcatura e il contenuto di marcatura e il contenuto di marcatura e il contenuto di net di marcatura e il contenuto di marcatura e il contenuto di marcatura non maggiore della quantità di carenza consentita previsto. L'ispezione finale del peso del prodotto è quella di ricontrollare il peso del prodotto nella fase di produzione finale e rimuovere i prodotti non conformi per garantire che il peso dei prodotti che lasciano la fabbrica soddisfi i requisiti. Ciò favorisce la salvaguardia degli interessi sia dei consumatori che dei produttori. I consumatori non subiranno perdite a causa del peso breve e i produttori non saranno danneggiati nella reputazione a causa di reclami dei clienti o persino cause legali.

I checkweighers esistenti sono divisi in rilevamento online e rilevamento offline. Il rilevamento online include tipi continui e intermittenti, mentre il rilevamento offline è generalmente intermittente. Il rilevamento continuo online di solito adotta la modalità trasportatore ed è integrato con linee di produzione di media e alta velocità. I controllori online includono il trasportatore di alimentazione, la pesatura del trasportatore e il trasportatore di rifiuto. Il sistema determina la velocità del trasportatore di alimentazione in base a parametri come la velocità della linea di produzione, la velocità di trasmissione del prodotto, la lunghezza del prodotto e la lunghezza del trasportatore, per separare i prodotti sulla linea di produzione, garantendo che un solo prodotto sia pesato sul trasporto di pesatura in un tempo e riducendo l'impatto delle diverse velocità dei trasportatori anteriori e posteriori sul processo di pesatura. Per i prodotti con un grande rapporto lunghezza-diametro, come prodotti cilindrici lunghi e sottili o prodotti cilindrici corti, a causa della loro tendenza a rotolare durante il trasporto e il loro peso relativamente leggero, lo stato dei prodotti è instabile durante il passaggio, che colpisce la pesatura e porta a risultati di misurazione imprecisa. Soprattutto per i cosmetici (come matite per sopracciglia, rossetti, ecc.), Che hanno un diametro piccolo, lungo e sottile e possono essere trasportati solo lungo la direzione di lunghezza, usando un trasportatore di pesatura per pesatura, sono soggetti a rotolare durante il trasporto, con scarsa stabilità e un impatto significativo sul processo di pesatura. Per ovviare alle carenze della tecnologia esistente, per i cosmetici di piccolo diametro e long snelli, in collaborazione con Shanghai Chuangyuan Cosmetics Co., Ltd., è stato installato un checkweigher online sulla linea di produzione cosmetica. Adotta piastre di protezione a forma di viscro a forma di V e tecnologia di pesatura dinamica ad alta velocità per prevenire il lancio del prodotto e mantenere la stabilità del prodotto durante il trasporto, ottenendo una pesatura dinamica dinamica ad alta velocità online e garantendo l'accuratezza del rilevamento del peso online dei prodotti. Il checkWeigher online sviluppato per i cosmetici è stato messo in applicazione.

2. Struttura di base e principio di lavoro della scala di pesatura online per i cosmetici
2.1 Principio di lavoro
2.1.1 La scala di pesatura online per i cosmetici è composta da un trasportatore di alimentazione, un trasportatore di pesatura, un modulo di pesatura, uno scudo del vento, una piastra di protezione a forma di viscica a forma di V, un trasportatore di scarico, un dispositivo di rifiuto, un controller di pesatura, un sistema di controllo elettrico e una cornice, ecc., Come mostrato nella Figura 1.

Figura 1 Diagramma schematico della scala di pesatura online per i cosmetici

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1- Trasportatore di alimentazione
2- trasportatore pesante
3- Modulo di pesatura
4- SCHIETTO DEL VENTO
Piastra di protezione a forma di V a V
6- Trasportatore di scarico
7- Dispositivo di rifiuto
8- Controller di pesatura
9- Sistema di controllo elettrico
10- frame

2.1.2 Principio di lavoro della scala di pesatura online per i cosmetici

La scala di pesatura cosmetica online è integrata nella linea di produzione o nel sistema di trasporto di imballaggi cosmetici dell'utente. I cosmetici entrano attraverso il trasportatore di alimentazione e sono guidati senza intoppi nel trasportatore pesante dalla piastra di protezione a forma di vice a forma di V. Quando il controller di pesatura si trova in modalità trigger esterno, il rilevamento del peso inizia quando l'interruttore fotoelettrico di ingresso rileva i cosmetici e termina quando l'interruttore fotoelettrico di uscita rileva i cosmetici, ottenendo così il valore di peso rilevato del prodotto. Quando il controller di pesatura si trova in modalità di trigger interno, il valore del trigger di peso interno e la soglia di estremità del peso interno sono preimpostati. Il rilevamento del peso inizia quando il trasportatore di pesatura rileva che il peso dei cosmetici è maggiore del valore del trigger di peso interno e termina quando il peso dei cosmetici rilevati dal trasportatore pesabile è inferiore alla soglia di fine peso interno, ottenendo così il valore di peso rilevato del prodotto. Il controller di pesatura confronta il valore di peso rilevato con il valore di peso target per determinare se il peso dell'oggetto rilevato è qualificato. I prodotti non qualificati vengono rimossi dal dispositivo di rifiuto. La velocità del trasportatore di alimentazione viene regolata per controllare la velocità con cui i cosmetici entrano nel trasportatore di pesatura, garantendo che un solo oggetto da rilevare sia sul trasportatore di pesatura alla volta, che garantisce l'accuratezza di pesatura della scala di pesatura e garantisce anche la coerenza delle velocità del trasportatore di alimentazione, del trasportatore di pesatura e del trasportatore.

2.2 Indicatori principali
2.2.1 Dimensioni del pezzo ispezionato: 200mm × φ10 - 30mm;

2.2.2 Il peso del pezzo ispezionato è grande: 300G;

2.2.3 Capacità di ispezione dei pezzi: 80 pezzi al minuto;

2.2.4 Dimensioni della cinghia del trasporto: le lunghezze del trasportatore di ingresso, il trasportatore di pesatura e il trasporto di rifiuto sono tutte 300 mm e la larghezza è di 100 mm. L'altezza della linea di produzione è di 750 ± 50 mm.

2.2.5 Velocità del trasporto: 0,7 m/s;

2.2.6 Accuratezza grado: grado ⅲ;

2.2.7 Precisione di rilevamento: ± 0,5 g

2.2.8 Capacità della cella di carico: 5 kg, sovraccarico sicuro: 150%, grado di protezione: IP65;

2.2.9 Capacità di pesatura massima: 500 g;

2.2.10 Metodo di misurazione: misurazione dinamica;

2.2.11 Metodo di espulsione: espulsione dell'aria;

2.2.12 Alimentazione: 220 V/50Hz

2.2.13 aria compressa: 0,4 - 0,7 MPa;

2.3 Funzioni di sistema
2.3.1 Il sistema è dotato di funzioni di controllo locali e remote e ha un'interfaccia di comunicazione per il controllo centralizzato e le funzioni di interblocco con la linea di produzione.

2.3.2 Ha funzioni come regolazione automatica zero, tracciamento zero automatico e calibrazione automatica.

2.3.3 Presenta una calibrazione statica e dinamica per eliminare gli effetti dinamici.

2.3.4 Ha le funzioni del trigger interno e del trigger esterno per il riaccensione.

2.3.5 presenta più impostazioni del prodotto e funzioni di selezione, consentendo una facile commutazione.

2.3.6 Ha 5 zone di classificazione del peso e lo schermo le visualizza direttamente.

2.3.7 Ha funzioni di statistiche di classe, statistiche giornaliere, statistiche mensili e statistiche a lungo termine, compresa la quantità di prodotti qualificati, prodotti non qualificati (sottopeso, sovrappeso), tasso di prodotto qualificato, output orario, ecc. Può caricare le statistiche sul sistema di gestione degli utenti in tempo reale e visualizzarli in varie forme grafiche.

2.3.8 Fornire segnali di regolamentazione del feedback per controllare il peso dell'imballaggio del prodotto, risparmiando efficacemente i costi.

2.3.9 ha informazioni su prodotti non conformi e allarmi di guasto, che sono visualizzati da suono e luce.

3 Calcolo del design
3.1 Determinazione della velocità del trasportatore pesante
3.1.1 Lunghezza del pezzo da ispezionare L1: 200mm

3.1.2 Lunghezza del trasportatore di pesatura L2: 300mm

3.1.3 L'efficace distanza di corsa di pesatura L3 del pezzo ispezionato sul trasportatore di pesatura è L2 - L1 = 100 mm.

3.1.4 Capacità di ispezione dei pezzi N: 80 pezzi al minuto

3.1.5 Time T richiesto per un singolo pezzo di lavoro per passare attraverso il trasportatore di pesatura: 60/n = 0,75 secondi

3.1.6 La velocità operativa V del trasportatore di pesatura: (L1 + L2) / T = 0,67 m / s

Per mantenere la coerenza delle velocità del trasportatore in entrata, del trasportatore di pesatura e del trasportatore di rifiuto, la velocità operativa V del trasportatore è impostata a 0,7 m/s.

3.1.8 Il tempo di pesatura effettivo T del pezzo ispezionato sul trasportatore di pesatura è: L3/V = 0,143 secondi.

3.1.9 Frequenza di campionamento F del controller di pesatura: 0,005 s

3.1.10 Numero di campionamento N del controller di pesatura: T/F = 28 (soddisfacendo il requisito di N ≥ 20)

3.2 Selezione del sensore di pesatura
3.2.1 Peso della piattaforma di trasportatore di pesatura G1: 3,7 kg

3.2.2 Numero di celle di carico N1: 1

Carico del sensore di pesatura: G1/N1 = 3,7 kg

3.2.4 Viene selezionata la cella di carico a punto singolo PW6KRC3 HBM. Secondo il manuale di selezione del sensore, il carico nominale (intervallo) è impostato a 5 kg.

3.3.1 Determinazione del metodo per il rifiuto dei prodotti non conformi
3.3.1.1 Quantità di pezzi ispezionati: grande
3.3.1.2 Peso: 300G

3.3.2 Capacità di ispezione: 80 pezzi al minuto

3.3.3 Quando il peso del pezzo ispezionato è relativamente leggero (<500 g) e la velocità di passaggio è alta, il metodo di rifiuto selezionato è: rifiuto dell'aria.

4. Struttura principale e caratteristiche tecniche
4.1 Il trasportatore di pesatura è composto da rulli, cinture, cinghie, cornici, ecc. I rulli principali e guidati principali e guidati, i rulli principali e guidati adottano un design della struttura a forma di barilotto, impedendo effettivamente la deviazione della cintura. Allo stesso tempo, i rulli principali e guidati devono sottoporsi a test di equilibrio dinamico, con un grado di 6,3 g (deviazione 0,3 g), per evitare l'impatto dello squilibrio dinamico dei rulli principali e guidati sulla pesatura e nella misurazione. Il trasportatore di pesatura è guidato da un servomotore, che può regolare la velocità di corsa del trasportatore in modo tempestivo in base alla lunghezza e al throughput del pezzo ispezionato, garantendo che un solo prodotto sia sul tavolo del trasportatore di pesatura per la pesatura. Il motore servo e il rullo principale sono collegati da una cinghia dentata sincrona, che garantisce una trasmissione liscia e nessun rumore. La cintura del trasportatore di pesatura è dotata di piastre di protezione a forma di scanalatura a V, impedendo efficacemente i prodotti cilindrici di rotolare durante il processo di trasporto, garantendo la stabilità e l'accuratezza della pesatura e della misurazione. Il trasportatore di pesatura è dotato di uno scudo del vento per impedire l'influenza del vento esterno sulla pesatura e nella misurazione, e anche per impedire al personale di toccare il trasportatore di pesatura e influire sulla pesatura e nella misurazione. Il trasportatore di pesatura e il telaio sono progettati con una struttura tenone, che può essere rapidamente rilasciata bloccando, facilitando la pulizia e la manutenzione del trasportatore. Gli interruttori di rilevamento fotoelettrico sono installati ai rulli principali e guidati del trasportatore di pesatura per rilevare se il prodotto è completamente entrato nel trasportatore di pesatura e se il prodotto sta per lasciare il trasportatore di pesatura, garantendo che l'intero prodotto sia pesato e misurato sul trasportatore di pesatura e garantisce l'accuratezza della pesatura.

4.2 La struttura del trasportatore di alimentazione, il trasportatore di scarico e il trasportatore di pesatura è la stessa, ma i rulli principali e guidati non sono sottoposti a test di equilibrio dinamico.

4.3 Il modulo di pesatura adotta un design della struttura completamente chiuso, costituito da un guscio di base, un sensore di pesatura, un sedile di collegamento, ecc. Il guscio di base è dotato di un bullone di protezione da sovraccarico sotto il sedile di collegamento e il sensore di pesatura. Dopo che il modulo di pesatura è stato assemblato, è necessario condurre un test di zavorra. Quando il carico viene aumentato al carico nominale, l'uscita del sensore di pesatura è di 2 mV. Regolando il bullone di protezione da sovraccarico, se il carico viene ulteriormente aumentato oltre il carico nominale, il valore millittolt di uscita del sensore di pesatura rimane invariato. Il sensore di pesatura selezionato è il sensore di pesatura a singolo punto HBM PW6KRC3, con una dimensione massima della scala di 300 mm × 300 mm.

4.4 Il metodo di rifiuto può essere selezionato come tipo di push-rod di tipo aria o cilindro in base al peso del prodotto e al throughput, ecc. Per i prodotti che pesano meno di 500 g, è possibile adottare il rifiuto del tipo di soffiatura dell'aria. Il rifiuto del tipo di soffiatura ad aria ha una struttura semplice ed è altamente efficiente. Il dispositivo di rifiuto è fissato sul trasportatore di scarico e classifica i prodotti non conformi (sottopeso o sovrappeso) in peso. È possibile utilizzare più dispositivi di rifiuto per garantire che i prodotti non conformi vengano rispettivamente inviati alle corrispondenti caselle di raccolta, come mostrato nella Figura 2. Le caselle di raccolta per prodotti non conformi sono progettate con una struttura completamente chiusa e siano dotati di una porta e un blocco di accesso al materiale. Sono gestiti da personale designato per garantire un'efficace gestione dei prodotti non conformi.

Nel sistema di controllo elettrico, viene selezionato il controller programmabile S7-200Smart Siemens (6ES7288-1ST60-0AA0). Dopo aver ricevuto il segnale operativo dalla linea di produzione dell'utente, il sistema di controllo elettrico inizia a funzionare automaticamente. Nel frattempo, se la scala di controllo del peso online per i cosmetici emette un allarme di guasto, le informazioni sui guasti verranno rilasciate al sistema di controllo della linea di produzione dell'utente. Quando l'interruttore fotoelettrico del trasportatore di alimentazione rileva il prodotto, la scala di controllo del peso online per i cosmetici opera per pesare e misurare il prodotto online. I prodotti non qualificati vengono rimossi dalla linea di produzione attraverso il dispositivo di rifiuto. I risultati del rilevamento del peso e delle statistiche in tempo reale forniscono segnali di regolazione del feedback per controllare il peso della confezione del prodotto.

Figura 2 diagramma schematico pneumatico

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5 Conclusione
Sulla base della tecnologia di pesatura dinamica dei trasportatori di cinture e controllati da PLC, i cosmetici sulla linea di produzione vengono trasmessi nel trasportatore pesante attraverso il trasportatore di alimentazione. Il controller di pesatura adotta la modalità di trigger esterno o la modalità di trigger interno per condurre una pesatura online e la misurazione dei prodotti. I valori di peso ottenuti vengono confrontati con i valori di peso target preimpostati per determinare se il peso degli elementi ispezionati è qualificato. I prodotti non conformi vengono rimossi dal dispositivo di rifiuto, raggiungendo l'intero processo senza intervento umano e il rilevamento del peso online in tempo reale. Nel frattempo, i risultati statistici del rilevamento del peso sono forniti in tempo reale poiché i segnali di regolazione del feedback per controllare il peso della confezione del prodotto, riducendo efficacemente i costi. Questo prodotto tecnico è applicabile al rilevamento del peso online delle linee di produzione dei prodotti in settori come prodotti farmaceutici, cibo, sostanze chimiche, bevande, cosmetici, materie plastiche e gomma.