Design e aplicação de balanças de cosméticos online

Design e aplicação de balanças de cosméticos online

1 Prefácio
A balança de verificação, também conhecida como balança de inspeção de peso, balança de classificação, balança de seleção de peso, balança de inspeção e balança de classificação,Pode classificar cargas individuais pré-embaladas de diferentes massas (articulos) em duas ou mais categorias com base na diferença entre a sua massa e o ponto de referência definidoÉ um dispositivo de automação de detecção de peso online de alta velocidade e alta precisão, integrado com várias linhas de produção de embalagens e sistemas de transporte.O pesador pode detectar em tempo real se os produtos na linha de produção têm sobrepeso ou subpeso, bem como se a embalagem não contém componentes, etc. A balança de controlo é amplamente utilizada na detecção automática do peso de linhas de produção na indústria farmacêutica, alimentar, química, de bebidas,plásticoA indústria do aço, da borracha e de outras indústrias, e é uma parte indispensável do processo de produção nas indústrias alimentar e farmacêutica.

Para proteger os direitos e interesses legítimos dos consumidores, produtores e vendedores,Em conformidade com a "Lei de Medidas da República Popular da China" e as "Medidas de Supervisão e Administração de Produtos de Embalagem Quantitativa", para os produtos de embalagem quantitativa, o teor real de cada peça de produto de embalagem quantitativa deve reflectir com exatidão o seu teor líquido marcado,e a diferença entre o teor líquido marcado e o teor real não deve ser superior à quantidade de escassez autorizada, tal como estipulado- a inspecção final do peso do produto consiste em verificar novamente o peso do produto na fase final de produção,e remover os produtos não conformes para garantir que o peso dos produtos que saem da fábrica satisfaça os requisitos- a protecção dos interesses dos consumidores e dos produtores, sem que os consumidores sofram perdas devido ao baixo peso,e os produtores não serão prejudicados na reputação devido a reclamações dos clientes ou mesmo a processos judiciais.

A detecção online inclui tipos contínuos e intermitentes, enquanto a detecção offline é geralmente intermitente.A detecção contínua em linha adota geralmente o modo de transportador e é integrada com linhas de produção de média e alta velocidadeOs pesadores de controlo em linha incluem transportadores de alimentação, transportadores de pesagem e transportadores de rejeição.O sistema determina a velocidade do transportador de alimentação com base em parâmetros como a velocidade da linha de produção, capacidade de produção, comprimento do produto e comprimento do transportador de pesagem, para separar os produtos na linha de produção, ensuring that only one product is weighed on the weighing conveyor at a time and reducing the impact of different speeds of the front and rear conveyors on the weighing process when products enter and exit the weighing conveyor- para produtos com uma grande relação comprimento/diâmetro, tais como produtos cilíndricos longos e finos ou produtos cilíndricos curtos,devido à sua tendência a rolar durante o transporte e ao seu peso relativamente leve, o estado dos produtos é instável durante a passagem, o que afeta a pesagem e leva a resultados de medição imprecisos.de diâmetro pequeno, longos e finos, e só podem ser transportados na direcção do comprimento, utilizando um transportador de pesagem para pesagem, são propensos a rolar durante o transporte,com baixa estabilidade e um impacto significativo no processo de pesagemPara superar as deficiências da tecnologia existente, para cosméticos de pequeno diâmetro e longos e finos, em colaboração com a Shanghai Chuangyuan Cosmetics Co., Ltd.,foi instalado um pesador de verificação online na linha de produção de cosméticosAdopta placas de proteção em forma de vaso em forma de V e tecnologia dinâmica de pesagem de alta velocidade para evitar o rolamento do produto e manter a estabilidade do produto durante o transporte,Realização de pesagem estável dinâmica em linha de alta velocidade e garantia da precisão da detecção do peso dos produtos em linhaO pesador de verificação online desenvolvido para cosméticos foi colocado em aplicação.

2Estrutura básica e princípio de funcionamento da balança online para cosméticos
2.1 Princípio de funcionamento
2.1.1 A balança de pesagem em linha para cosméticos é constituída por um transportador de alimentação, um transportador de pesagem, um módulo de pesagem, um escudo de vento, uma placa de protecção em forma de V, um transportador de descarga,um dispositivo de rejeição, um controlador de pesagem, um sistema de controlo eléctrico e um quadro, etc., tal como mostrado na figura 1.

Figura 1 Diagrama esquemático da balança em linha para cosméticos

Figura 1 Diagrama esquemático da balança online para cosméticos Download Imagem original

1- Transportador de alimentação
2- Transportador de pesagem
3- Módulo de pesagem
4- Escudo de vento
5- Placa protetora de canal em forma de V
6- Transportador de descarga
7- Dispositivo de rejeição
8- Controlador de pesagem
9- Sistema de controlo elétrico
10- Quadro

2.1.2 Princípio de funcionamento da balança em linha para cosméticos

A balança de pesagem de cosméticos online é integrada na linha de produção ou no sistema de transporte de embalagens cosméticas do utilizador.Os cosméticos entram através do transportador de alimentação e são suavemente guiados para o transportador de pesagem pela placa de proteção em forma de vaso em forma de VQuando o controlador de pesagem estiver no modo de disparador externo, a detecção de peso inicia-se quando o interruptor fotoelétrico de entrada detecta os cosméticos,e termina quando o interruptor fotoelétrico de saída detecta os cosméticos, obtendo-se assim o valor de peso detectado do produto.O valor de desencadeamento do peso interno e o limiar final do peso interno estão pré-definidos. A detecção do peso começa quando o transportador de pesagem detecta que o peso dos cosméticos é superior ao valor de desencadeamento do peso interno,e termina quando o peso dos cosméticos detectado pelo transportador de pesagem é inferior ao limiar final de peso interno, obtendo-se assim o valor de peso do produto.O controlador de pesagem compara o valor de peso detectado com o valor de peso-alvo para determinar se o peso do objeto detectado é qualificado.Os produtos não qualificados são retirados pelo dispositivo de rejeição. A velocidade do transportador de alimentação é regulada para controlar a velocidade com que os cosméticos entram no transportador de pesagem.assegurar que apenas um objeto seja detectado no transportador de pesagem por vez, que garante a precisão de pesagem da balança de pesagem e assegura também a consistência das velocidades do transportador de alimentação, do transportador de pesagem e do transportador de descarga.

2.2 Principais indicadores
2.2.1 Dimensões da peça de trabalho inspeccionada: 200 mm × φ10 - 30 mm;

2.2.2 O peso da peça inspeccionada é grande: 300 g;

2.2.3 Capacidade de inspecção das peças de trabalho: 80 peças por minuto;

2.2.4 Dimensões da cinta transportadora: os comprimentos do transportador de entrada, do transportador de pesagem e do transportador de rejeição são todos 300 mm e a largura é de 100 mm. A altura da linha de produção é de 750 ± 50 mm.

2.2.5 Velocidade do transportador: 0,7 m/s;

2.2.6 Grau de precisão: Grau III;

2.2.7 Precisão de detecção: ± 0,5 g

2.2.8 Capacidade da célula de carga: 5 kg, sobrecarga segura: 150%, grau de protecção: IP65;

2.2.9 Capacidade máxima de pesagem: 500 g;

2.2.10 Método de medição: medição dinâmica;

2.2.11 Método de ejecção: ejecção por sopro de ar;

2.2.12 Fornecimento de energia: 220 V/50 Hz

2.2.13 Ar comprimido: 0,4 - 0,7 MPa;

2.3 Funções do sistema
2.3.1 O sistema está equipado com funções de controlo local e remoto e dispõe de uma interface de comunicação para controlo centralizado, bem como funções de interligação com a linha de produção.

2.3.2 Dispõe de funções tais como regulação automática de zero, rastreamento automático de zero e calibração automática.

2.3.3 Dispõe de calibração estática e dinâmica para eliminar efeitos dinâmicos.

2.3.4 Dispõe das funções de gatilho interno e de gatilho externo para repesar.

2.3.5 Dispõe de várias configurações de produto e funções de selecção, permitindo uma fácil troca.

2.3.6 Dispõe de cinco zonas de classificação de peso, que são exibidas directamente no ecrã.

2.3.7 Tem funções de estatísticas de classes, estatísticas diárias, estatísticas mensais e estatísticas de longo prazo, incluindo a quantidade de produtos qualificados, produtos não qualificados (subpeso, sobrepeso),Taxa de produto qualificado, output por hora, etc. Pode carregar as estatísticas no sistema de gestão de utilizadores em tempo real e exibi-las em várias formas gráficas.

2.3.8 Fornecer sinais de regulação de feedback para controlar o peso da embalagem do produto, economizando efetivamente custos.

2.3.9 Contém informações sobre produtos não conformes e alarmes de avaria, que são exibidos por som e luz.

3 Cálculo de projeto
3.1 Determinação da velocidade do transportador de pesagem
3.1.1 Comprimento da peça a inspeccionar L1: 200 mm

3.1.2 Comprimento do transportador de pesagem L2: 300 mm

3.1.3 A distância de marcha efetiva de pesagem L3 da peça inspeccionada no transportador de pesagem é L2 - L1 = 100 mm.

3.1.4 Capacidade de inspecção das peças N: 80 peças por minuto

3.1.5 Tempo t necessário para que uma única peça passe pelo transportador de pesagem: 60/N = 0,75 segundos

3.1.6 Velocidade de funcionamento v do transportador de pesagem: (L1 + L2) / t = 0,67 m/s

Para manter a consistência das velocidades do transportador de entrada, do transportador de pesagem e do transportador de rejeição, a velocidade de funcionamento V do transportador é fixada em 0,7 m/s.

3.1.8 O tempo de pesagem real T da peça de trabalho inspeccionada no transportador de pesagem é: L3/V = 0,143 segundos.

3.1.9 Frequência de amostragem f do controlador de pesagem: 0,005 s

3.1.10 Número de amostragem n do controlador de pesagem: T/f = 28 (satisfazendo o requisito de n ≥ 20)

3.2 Seleção do sensor de pesagem
3.2.1 Peso da plataforma transportadora de pesagem G1: 3,7 kg

3.2.2 Número de células de carga n1: 1

Carga do sensor de pesagem: G1/n1 = 3,7 kg

3.2.4 É seleccionada a célula de carga de ponto único HBM PW6KRC3. De acordo com o manual de selecção do sensor, a carga nominal (intervalo) é fixada em 5 kg.

3.3.1 Determinação do método de rejeição dos produtos não conformes
3.3.1.1 Quantidade de peças de trabalho inspeccionadas: grande
3.3.1.2 Peso: 300 g

3.3.2 Capacidade de inspecção: 80 peças por minuto

3.3.3 Quando o peso da peça inspeccionada for relativamente leve (< 500 g) e a velocidade de passagem elevada, o método de rejeição escolhido é: rejeição por sopro a ar.

4Principais características estruturais e técnicas
4.1 O transportador de pesagem é constituído por rolamentos principais e acionados, cintos, servomotores, molduras, etc. Os rolamentos principais e acionados têm uma estrutura em forma de barril,evitar eficazmente que o cinto se desvieParalelamente, os rolamentos principais e acionados devem ser submetidos a ensaios de equilíbrio dinâmico, com um grau de 6,3 G (desvio de 0,3 g),Para evitar o impacto do desequilíbrio dinâmico dos rolos principais e dos rolos acionados na pesagem e na mediçãoO transportador de pesagem é accionado por um servomotor, que pode ajustar a velocidade de marcha do transportador de forma oportuna de acordo com o comprimento e o rendimento da peça inspeccionada,assegurar que apenas um produto esteja na mesa transportadora de pesagem para pesagemO servomotor e o rolo principal estão ligados por uma correia dentada síncrona, o que garante uma transmissão suave e sem ruído.A correia transportadora de pesagem é equipada com placas de proteção em forma de ranhuras em forma de V, evitando efetivamente que os produtos cilíndricos se rolem durante o processo de transporte, garantindo a estabilidade e a precisão da pesagem e da medição.O transportador de pesagem está equipado com um escudo de vento para evitar a influência do vento externo na pesagem e na medição, bem como para evitar que o pessoal toque o transportador de pesagem e afecte a pesagem e a medição.que pode ser rapidamente liberado por fecho, facilitando a limpeza e a manutenção do transportador. Photoelectric detection switches are installed at the main and driven rollers of the weighing conveyor to detect whether the product has completely entered the weighing conveyor and whether the product is about to leave the weighing conveyor, assegurando que todo o produto é pesado e medido no transportador de pesagem e garantindo a precisão da pesagem.

4.2 A estrutura do transportador de alimentação, do transportador de descarga e do transportador de pesagem é a mesma, mas os rolos principais e os movidos não são submetidos a ensaios de balanço dinâmico.

4.3 O módulo de pesagem adota uma estrutura totalmente fechada, constituída por uma base, um sensor de pesagem, um assento de ligação, etc.A casca da base é equipada com um parafuso de protecção contra sobrecarga, situado abaixo do banco de ligação e do sensor de pesagemApós a montagem do módulo de pesagem, é necessário realizar um ensaio de lastro.Ajustando o parafuso de protecção contra sobrecarga, se a carga for aumentada para além da carga nominal, o valor de saída de milivolts do sensor de pesagem permanece inalterado.O sensor de pesagem seleccionado é o sensor de pesagem de ponto único HBM PW6KRC3, com uma escala máxima de 300 mm × 300 mm.

4.4 O método de rejeição pode ser escolhido como tipo de sopro a ar ou tipo de cilindro com barra de empurrão, com base no peso do produto e no rendimento, etc. Para produtos com um peso inferior a 500 g,O tipo de rejeição de sopro a ar pode ser adotadoO tipo de rejeição de sopro a ar tem uma estrutura simples e é altamente eficiente.O dispositivo de rejeição é fixado no transportador de descarga e classifica os produtos não conformes (com peso inferior ou superior) por peso.Podem ser utilizados vários dispositivos de rejeição para assegurar que os produtos não conformes são respectivamente enviados para as caixas de recolha correspondentes, tal como mostrado na figura 2.As caixas de recolha de produtos não conformes são concebidas com uma estrutura totalmente fechada e são equipadas com uma porta de acesso e fechadura de material.São geridas por pessoal designado para assegurar uma gestão eficaz dos produtos não conformes.

No sistema de controlo elétrico, é seleccionado o controlador programável Siemens S7-200SMART (6ES7288-1ST60-0AA0).O sistema de controlo eléctrico começa a funcionar automaticamente.Enquanto isso, se a balança de verificação de peso online para cosméticos emitir um alarme de falha, a informação de falha será enviada de volta ao sistema de controlo da linha de produção do utilizador.Quando o interruptor fotoelétrico do transportador de alimentação detecta o produto, a balança de controlo de peso online para cosméticos opera para pesar e medir o produto online.Os resultados da detecção do peso em tempo real e das estatísticas fornecem sinais de regulação de feedback para controlar o peso da embalagem do produto.

Figura 2 Diagrama esquemático pneumático

Figura 2 Diagrama esquemático pneumático

5 Conclusão
Com base na tecnologia de pesagem dinâmica dos transportadores de correia e controlada por PLC, os cosméticos na linha de produção são transportados para o transportador de pesagem através do transportador de alimentação.O controlador de pesagem adota o modo de disparo externo ou o modo de disparo interno para realizar a pesagem e medição online dos produtosOs valores de peso obtidos são comparados com os valores de peso-alvo pré-estabelecidos para determinar se o peso dos artigos inspeccionados é qualificado.Os produtos não conformes são removidos pelo dispositivo de rejeição, realizando todo o processo sem intervenção humana e detecção de peso em tempo real online.Os resultados estatísticos da detecção do peso são fornecidos em tempo real como sinais de regulação de feedback para controlar o peso da embalagem do produto.Este produto técnico é aplicável à detecção de peso em linha das linhas de produção de produtos em indústrias como farmacêutica, alimentar, química, bebidas,produtos cosméticos, plásticos e borracha.