CN109110505B - 色母粒自动供配料设备及供配料工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种色母粒自动供配料设备及供配料工艺，该设备包括原料供料装置、增重式配料装置、集料装置和控制装置，其中原料供料装置采用真空抽料方式进行上料和补料，增重式配料装置通过相互独立的围圈布置的称重仓共同往同一个分料点分料，能提高配料效率，且称重仓称重方式是工控机根据输入的物料添加量控制出料阀门的开启量使物料以快加慢补的方式由储料仓掉落至称重仓内，称量更加精准；该设备能够实现原料的集中处理、封闭输入，彻底避免车间的灰尘、原料污染，为保证系统运转的连续性和可靠性，该系统采用工控机、与工控机连接并能交互的MES系统装置及人机交互界面等，减少人工的参与，极大的提高了产品质量。

Description

色母粒自动供配料设备及供配料工艺

技术领域

本发明涉及一种色母粒自动供配料设备及供配料工艺，具体涉及一种用于色母粒自动供料、称量和混合的设备，属于高分子材料生产供配料用设备。

背景技术

供配料操作是配方类生产型企业必不可少的生产程序。最传统的供配料操作采用人工称料，但人工称料中手动称量误差大，称量过程不可控且不好追溯，不能更好的把控生产制程；现场作业环境恶劣，空气中粉尘含量高，间接增加员工劳动强度，致使员工流失率逐年增加。随着当前各行各业推广工业4.0，自动化设备取代普通劳动力是制造行业的形势所驱，配方类生产型企业中也出现了各种各样的供配料系统。但目前现有的供配料系统大多是通用型的，并没有针对某类具有特定要求配方组成的供配料系统，且现有供配料系统的全自动化程度不高、供配料精度低、自动供配料效率低及难追溯生产制程，仍是自动化供配料系统需要解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种色母粒自动供配料设备及供配料工艺，该设备全自动化程度高、供配料精度和效率高、能精确追溯生产制程，且大大降低了员工的劳动强度并改善了现场操作环境。

本发明的技术方案是：

一种色母粒自动供配料设备，包括原料供料装置、增重式配料装置、集料装置和控制装置，其中

所述原料供料装置包括定位设于工作区域顶楼的若干台风机，每台风机均通过真空管道与若干个真空料斗连通，每台真空料斗上部侧边上连通有一物料管，该物料管的下端均与一设于工作区域底部的接料斗连通，每个接料斗的上方定位设有一架台，架台上置有装有物料的吨袋，该吨袋的下端开口正对接料斗；所述风机与控制装置连接并受该控制装置控制；

所述增重式配料装置包括定位连接于每个真空料斗出料口处的储料仓，每个储料仓出料口处定位连接有一称重仓，该称重仓与储料仓的连通处定位设有一与控制装置连接的出料阀门，且每个称重仓的出料口与均一卸料管的上端连通；每个所述储料仓内均定位设有与控制装置连接的料位计，每个所述称重仓上均定位设有与控制装置连接的重量传感器，且每个所述称重仓与卸料管的连通处定位设有一与控制装置连接并受控制装置控制的气动阀门部件；

所述集料装置包括一位于所有卸料管下方的集中料斗，其中卸料管的下端开口于集中料斗内；所述集中料斗的出料口处定位连接有一能够套接包装袋的出料管，该出料管上位于集中料斗的出料口处定位设有一与控制装置连接的放料阀门；

所述控制装置包括工控机和与该工控机连接的MES系统装置。

其进一步的技术方案是：

所述工作区域顶楼设置的所述风机为两台独立的分别与控制系统连接的风机，每台风机均通过真空管道与五个所述真空料斗连通，且该五个真空料斗围圈排布。

所述风机为罗茨风机。

所述接料斗内定位设有过滤网装置。

所述工作区域的中部固设有钢架平台，所述称重仓定位连接于该钢架平台上，所述架台设于该钢架平台的下方。

所述钢架平台上对应称重仓上重量传感器处固设有一支持架，所述重量传感器定位设于该支持架上。

所述气动阀门部件包括一定位设于称重仓与卸料管连通处的插板阀，该插板阀与一气缸的移动端定位连接，该气缸与控制装置连接，所述气缸的移动端能够在控制装置的控制下移动从而带动插板阀在称重仓与卸料管连通处启闭。

所述储料仓上设有储料仓盖，且真空料斗出料口穿设过该储料仓盖与储料仓连通；所述称重仓上设有称重仓盖，且储料仓出料口穿设过称重仓盖与称重仓连通；所述集中料斗上设有集中料斗盖，且卸料管的下端穿设过集中料斗盖与集中料斗连通。

所述控制系统还包括与工控机连接的声光警示装置。

本发明还公开了一种使用上述色母粒自动供配料设备进行色母粒自动供配料的工艺，该工艺包括下述步骤：

(1)在控制系统的工控机中设定储料仓内物料的高位值和低位值；

(2)将装有物料的吨袋分别通过行吊将其放置在需要加料或补料的架台上，然后将吨袋内的物料释放至架台下方的接料斗内；

(3)储料仓内的料位计对储料仓内的物料量进行检测，当检测值等于或低于低位值时，料位计传输信号给工控机并由工控机控制风机启动开始抽料，接料斗内的物料沿物料管上行至真空料斗内后，受重力作用掉落至出料阀门关闭的储料仓内，物料在储料仓内堆积至高位值时，料位计将检测到的信号传输给工控机，工控机控制风机关闭结束抽料；

(4)在控制系统工控机的人机交互界面输入配料相关参数后启动设备，储料仓底部的出料阀门开启，工控机根据输入的物料添加量控制出料阀门的开启量使物料以快加慢补的方式由储料仓掉落至称重仓内，重量传感器检测到称重仓内达到设定的重量值后，出料阀门关闭，称重仓底部的气动阀门部件开启，称量好的物料自称重仓沿卸料管进入集中料斗中；

(5)待所有称重工位中的物料均分别沿卸料管进入集中料斗中后，工控机控制声光警示装置发生声光提醒，提醒操作人员在出料管下方套上包装袋，包装袋套好后放料阀门开启，配好的物料沿卸料管进入包装袋内，完成供配料。

本发明的有益技术效果是：该色母粒自动供配料设备包括原料供料装置、增重式配料装置、集料装置和控制装置，其中原料供料装置采用真空抽料方式进行上料和补料，增重式配料装置通过相互独立的围圈布置的称重仓共同往同一个分料点分料，能提高配料效率，且称重仓称重方式是工控机根据输入的物料添加量控制出料阀门的开启量使物料以快加慢补的方式由储料仓掉落至称重仓内，称量更加精准；该设备能够实现原料的集中处理、封闭输入，彻底避免车间的灰尘、原料污染，为保证系统运转的连续性和可靠性，该系统采用工控机、与工控机连接并能交互的MES系统装置及人机交互界面等，减少人工的参与，极大的提高了产品质量。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明真空料斗结构示意图；

图3是本发明增重式配料装置结构示意图；

图4是本发明集料装置结构示意图；

图5是本发明供配料工艺流程示意图；

其中：

101-风机；102-真空管道；103-真空料斗；104-物料管；105-接料斗；106-架台；

201-储料仓；201a-储料仓盖；202-称重仓；202a-称重仓盖；203-出料阀门；204-卸料管；205-重量传感器；206-气动阀门部件；206a-插板阀；206b-气缸；

301-集中料斗；301a-集中料斗盖；302-出料管；303-放料阀门；

401-钢架平台；402-支持架。

具体实施方式

为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明公开了一种色母粒自动供配料设备，该设备包括原料供料装置、增重式配料装置、集料装置和控制装置。本具体实施例中设有十个工位，采用围圈排布的方式设置。

原料供料装置包括定位设于工作区域顶楼的若干台风机101，每台风机均通过真空管道102与若干个真空料斗103连通。本具体实施例中，工作区域为生产车间，风机为两台独立的分别与控制系统连接并受该控制系统控制的罗茨风机，利用罗茨风机的运行产生真空环境，这两台罗茨风机安装在生产车间的楼顶，可以大大减少生产车间内部的噪音。每台罗茨风机均通过真空管道102与五个真空料斗103连通，且该五个真空料斗围圈排布，因此真空管道呈圆形排布。每台真空料斗103上部侧边上均连通有一物料管104，该物料管的下端均与一设于工作区域底部的接料斗105连通，每个接料斗的上方定位设有一架台106，架台上置有装有物料的吨袋，该吨袋的下端开口正对接料斗，接料斗105内定位设有过滤网装置，放置大块料或杂志进入后续的储料仓内。本具体实施例中，架台106共计十个，由于工位和真空料斗均围圈排布，因此架台106沿着整个系统三面布置，即架台数量按照3-4-3排布，相邻两架台之间的间距为20-30cm，以位于架台上的吨袋不相互影响为宜。操作人员将吨袋的放料口打开，物料流入接料斗内，罗茨风机启动，物料沿物料管上行进入真空料斗，真空料斗采用重力下料的方式给下方的储料仓供料。

增重式配料装置包括定位连接于每个真空料斗出料口处的储料仓201，每个储料仓内均定位设有与控制装置连接的料位计，当储料仓的料位计检测到低料位时，罗茨风机启动，真空料斗开始抽料，原料在重力的作用下进入下方储料仓，当料位达到设定的上限值时，罗茨风机停止，完成加料动作。工作区域的中部固设有钢架平台401，每个储料仓出料口处定位连接有一称重仓202，该称重仓202定位连接于钢架平台上，架台106设于该钢架平台的下方。每台称重仓202与储料仓的连通处均定位设有一与控制装置连接的出料阀门203，且每个称重仓的出料口与均一卸料管204的上端连通。每个所述称重仓上均定位设有与控制装置连接的重量传感器205，具体的：钢架平台401上对应称重仓202上重量传感器205处固设有一支持架402，所述重量传感器定位设于该支持架上，该重量传感器用于实时测试并传输称量仓内物料的重量。每个所述称重仓与卸料管的连通处定位设有一与控制装置连接并受控制装置控制的气动阀门部件206，该气动阀门部件包括一定位设于称重仓与卸料管连通处的插板阀206a，该插板阀与一气缸206b的移动端定位连接，该气缸与控制装置连接，所述气缸的移动端能够在控制装置的控制下移动从而带动插板阀在称重仓与卸料管连通处启闭。此外，为防止粉尘外扬及落入各仓体内，将各仓体均设置成封闭状，具体为：储料仓201上设有储料仓盖201a，且真空料斗出料口穿设过该储料仓盖与储料仓连通；称重仓202上设有称重仓盖202a，且储料仓出料口穿设过称重仓盖与称重仓连通。上述增重式配料装置对应真空料斗，同样为10组，围圈排布共同往同一个分料点分料，每台分料称之间相互独立，分料时互不影响，这样可确保分料的效率。且根据不同的产品配方，选用不同精度和最大称量值称重仓，本具体实施例中，每个配方单一次选用不超过五台。

集料装置包括一位于所有卸料管下方的集中料斗301，即安装在十个工位围圈的中心位置处，其中卸料管的下端开口于集中料斗内，且集中料斗301上设有集中料斗盖301a，卸料管的下端穿设过集中料斗盖与集中料斗连通。所述集中料斗的出料口处定位连接有一能够套接包装袋的出料管302，该出料管上位于集中料斗的出料口处定位设有一与控制装置连接的放料阀门303。

所述控制装置包括工控机和与该工控机连接的MES系统装置，还包括与工控机连接的声光警示装置。当生产订单任务下达后，色粉房根据生产计划表，安排色母粒的生产计划，具体生产某一产品时，先从生产计划中截取产品牌号信息，根据车间的实际工艺需求放大若干倍数，然后将色母粒配制配方发放给操作色母粒供配料设备的当班员工，开始色母粒的配制。整个色母粒供配料设备预留有MES系统装置的接口，色母粒的配制进度信息可与MES系统装置交互，车间的生产进度信息也可及时传递到色粉房，这样就可真正实现色粉房与生产车间之间的信息互通，实现色母粒的协调配料，避免出现浪费。

本发明开公开了一种使用上述色母粒自动供配料设备进行色母粒自动供配料的工艺，该工艺包括下述步骤：

(1)在控制系统的工控机中设定储料仓内物料的高位值和低位值。

(2)将所需物料通过电动托盘车放置到吨袋起吊区，员工操作行吊将装有物料的吨袋分别放置在需要加料或补料的架台上，然后将吨袋内的物料释放至架台下方的接料斗内。本具体实施例中共计十个用于放置吨袋的架台，使用的吨袋包装规格为500kg，放置吨包装架时不易太快，包装对准架台的中间位置慢慢的放置，将吨袋放置好后，将吨袋底部的绳索解开，并将底部延长袋放置在下方接料斗内。

(3)储料仓内的料位计对储料仓内的物料量进行检测，当检测值等于或低于低位值时，料位计传输信号给工控机并由工控机控制风机启动开始抽料，接料斗内的物料沿物料管上行至真空料斗内后，受重力作用掉落至出料阀门关闭的储料仓内，物料在储料仓内堆积至高位值时，料位计将检测到的信号传输给工控机，工控机控制风机关闭结束抽料。当员工发现某个架台上吨袋内物料已经用完时，需自行操作行吊进行更换，且当有两种以上物料同时缺料时，系统会自动排序，依次进行补料。

(4)操作人员依据配方单，在触摸屏中输入指定产品牌号、目标值、锅数、日期、操作人员确认每个吨包架台上物料是否充足；然后操作人员在控制系统工控机的人机交互界面输入配料相关参数后启动设备，储料仓底部的出料阀门开启，工控机根据输入的物料添加量控制出料阀门的开启量使物料以快加慢补的方式由储料仓掉落至称重仓内，重量传感器检测到称重仓内达到设定的重量值后，出料阀门关闭，称重仓底部的气动阀门部件开启，称量好的物料自称重仓沿卸料管进入集中料斗中。其中快加慢补的方式，举例来说为，例如所选工位的加料设定值5kg，则前4.5kg为连续加料，剩余0.5kg为断续慢加，保证计量精度。

(5)待所有称重工位中的物料均分别沿卸料管进入集中料斗中后，工控机控制声光警示装置发生声光提醒，提醒操作人员在出料管下方套上包装袋，包装袋套好后放料阀门开启，配好的物料沿卸料管进入包装袋内，完成供配料。

(6)复称采用人工手动复称的方式，每一批色母粒配好后均要在复检平台上进行复称，当复称合格后，打印成品色母粒条码；若不合格，则由操作人员人工调整后进行处理。

(7)系统配料完成后，所有配好的物料均摆放在待取料区，待生产员工领取，如此批次未完成，则重复生产准备工作。

本申请所述色母粒自动供配料设备及供配料工艺在进行连续生产时，整体产能能达到50-60锅/h，即1小时连续生产50-60锅；设备综合效率达到65秒/锅，设备综合效率＝设备运行总时间/累计锅数。本申请所述色母粒自动供配料设备的配料精度如下：称量范围1kg-2kg，误差在25g以内；称量范围2kg-6kg，误差在40g以内；称量范围6kg以上，误差在55g以内。复称范围±70g以内，系统复称合格率大于等于97％，复称合格率＝复称合格锅数/累计总锅数。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种色母粒自动供配料设备，其特征在于：包括原料供料装置、增重式配料装置、集料装置和控制装置，其中

所述原料供料装置包括定位设于工作区域顶楼的若干台风机(101)，每台风机均通过真空管道(102)与若干个真空料斗(103)连通，每台真空料斗上部侧边上连通有一物料管(104)，该物料管的下端均与一设于工作区域底部的接料斗(105)连通，每个接料斗的上方定位设有一架台(106)，架台上置有装有物料的吨袋，该吨袋的下端开口正对接料斗；所述风机与控制装置连接并受该控制装置控制；

所述增重式配料装置包括定位连接于每个真空料斗出料口处的储料仓(201)，每个储料仓出料口处定位连接有一称重仓(202)，该称重仓与储料仓的连通处定位设有一与控制装置连接的出料阀门(203)，且每个称重仓的出料口与均一卸料管(204)的上端连通；每个所述储料仓内均定位设有与控制装置连接的料位计，每个所述称重仓上均定位设有与控制装置连接的重量传感器(205)，且每个所述称重仓与卸料管的连通处定位设有一与控制装置连接并受控制装置控制的气动阀门部件(206)；

所述集料装置包括一位于所有卸料管下方的集中料斗(301)，其中卸料管的下端开口于集中料斗内；所述集中料斗的出料口处定位连接有一能够套接包装袋的出料管(302)，该出料管上位于集中料斗的出料口处定位设有一与控制装置连接的放料阀门(303)；

所述控制装置包括工控机和与该工控机连接的MES系统装置；

所述工作区域顶楼设置的所述风机(101)为两台独立的分别与控制系统连接的风机，每台风机均通过真空管道(102)与五个所述真空料斗(103)连通，且该五个真空料斗围圈排布；

所述气动阀门部件(206)包括一定位设于称重仓与卸料管连通处的插板阀(206a)，该插板阀与一气缸(206b)的移动端定位连接，该气缸与控制装置连接，所述气缸的移动端能够在控制装置的控制下移动从而带动插板阀在称重仓与卸料管连通处启闭。

2.根据权利要求1所述的色母粒自动供配料设备，其特征在于：所述风机(101)为罗茨风机。

3.根据权利要求1所述的色母粒自动供配料设备，其特征在于：所述接料斗(105)内定位设有过滤网装置。

4.根据权利要求1所述的色母粒自动供配料设备，其特征在于：所述工作区域的中部固设有钢架平台(401)，所述称重仓(202)定位连接于该钢架平台上，所述架台(106)设于该钢架平台的下方。

5.根据权利要求4所述的色母粒自动供配料设备，其特征在于：所述钢架平台(401)上对应称重仓(202)上重量传感器(205)处固设有一支持架(402)，所述重量传感器定位设于该支持架上。

6.根据权利要求1所述的色母粒自动供配料设备，其特征在于：所述储料仓(201)上设有储料仓盖(201a)，且真空料斗出料口穿设过该储料仓盖与储料仓连通；所述称重仓(202)上设有称重仓盖(202a)，且储料仓出料口穿设过称重仓盖与称重仓连通；所述集中料斗(301)上设有集中料斗盖(301a)，且卸料管的下端穿设过集中料斗盖与集中料斗连通。

7.根据权利要求1所述的色母粒自动供配料设备，其特征在于：所述控制装置还包括与工控机连接的声光警示装置。

8.一种使用权利要求1至7中任一权利要求所述色母粒自动供配料设备进行色母粒自动供配料的工艺，其特征在于：包括下述步骤：

(1)在控制系统的工控机中设定储料仓内物料的高位值和低位值；

(2)将装有物料的吨袋分别通过行吊将其放置在需要加料或补料的架台上，然后将吨袋内的物料释放至架台下方的接料斗内；

(3)储料仓内的料位计对储料仓内的物料量进行检测，当检测值等于或低于低位值时，料位计传输信号给工控机并由工控机控制风机启动开始抽料，接料斗内的物料沿物料管上行至真空料斗内后，受重力作用掉落至出料阀门关闭的储料仓内，物料在储料仓内堆积至高位值时，料位计将检测到的信号传输给工控机，工控机控制风机关闭结束抽料；

(4)在控制系统工控机的人机交互界面输入配料相关参数后启动设备，储料仓底部的出料阀门开启，工控机根据输入的物料添加量控制出料阀门的开启量使物料以快加慢补的方式由储料仓掉落至称重仓内，重量传感器检测到称重仓内达到设定的重量值后，出料阀门关闭，称重仓底部的气动阀门部件开启，称量好的物料自称重仓沿卸料管进入集中料斗中；

(5)待所有称重工位中的物料均分别沿卸料管进入集中料斗中后，工控机控制声光警示装置发生声光提醒，提醒操作人员在出料管下方套上包装袋，包装袋套好后放料阀门开启，配好的物料沿卸料管进入包装袋内，完成供配料。