砝碼自動兩段加載的工作示意圖見圖2。作為杠桿機構的機械秤，在稱量過程中，落料沖擊力對其工作穩(wěn)定性影響很大，為了解決這一問題，采用了砝碼自動兩段加載的辦法。在開始稱量時，砝碼中的一個X（例如200克），支撐在支撐座上（圖2之上圖），并不加載到杠桿上，這樣加載到杠桿上的砝碼僅為設定稱重量-X=Y，當料斗中的物料+落料沖擊力達到Y時，杠桿便上抬，砝碼X就離開了支撐座，它的重量加載到杠桿上，克服了杠桿上抬的慣性，杠桿按設定稱重量重新進行平衡。平衡結果若杠桿仍可上抬一點，下光電開關感知，關閉大下料口。小下料口繼續(xù)落料，直至杠桿徐徐上抬到水平位置，上光電開關感知，關閉小下料口。光電控制器圖見圖3。

該裝置的最大優(yōu)點是，結構簡單，成本很低，稱量精度也能滿足要求。但是，由于不同設定稱重量對應的殘留料柱重量及其沖擊力不同，需要由設定稱重量值減去不同的值來進行修正，這在使用操作上很不方便。加之，機械電子式自動稱量裝置結構尺寸要大一些，致使整機尺寸較大。所以，在經(jīng)過試驗之后，便放棄了這一方案。

樣機正式采用的是電子式自動稱量裝置，它是直接在市售的電子秤上，安裝帶充料門的稱料斗而成。市售的電子秤是經(jīng)國家計量部門檢定過的標準產(chǎn)品，其精度為1/3000（精度高于1/3000者為電子天平），最大稱量為3㎏、6㎏、15㎏等。由于該包裝機最大稱量為5㎏，加上稱料斗的重量，已經(jīng)大于6㎏，便只有選擇15㎏的電子秤，其分辨率為5 g。電子秤的自動稱量由單片機為核心的稱量控制器控制，其面板上有兩個顯示器，一個顯示重量值，一個顯示各種設定值或包裝的袋數(shù)，并有相應的各種設定鍵。稱量控制器輸入的除稱重信號外，還有允許稱重、停止稱重、倒料狀態(tài)等，而稱量控制器輸出的信號有倒料、充氣、大、中、小料門控制等，直接輸出220V控制各電磁閥開關，如圖4所示。從電子秤內單片機的串口取出電子秤的稱重信號，直接輸入稱量控制器，由控制器依據(jù)大量實驗數(shù)據(jù)而編制的軟件去控制大、中、小料門的開閉，并由面板上的顯示器將重量值顯示出來。

該電子式自動稱量裝置經(jīng)實驗，稱量5 kg大米100次，其平均重量為4991.9 g（即平均誤差為8.1 g），標準差為4.9 g，最大誤差為15 g，其出現(xiàn)概率為2%。平均稱量時間為2.5S。

自動倒料充填機構是電子式自動稱量裝置的一個必不可少的部分，它實際上是稱量斗的可控制斗底。但是，為了保證稱量精度，在稱量時控制部分不能接觸斗底，只有在倒料充填時控制部分才能接觸斗底進行工作。為此試驗了幾種方案，最終選擇氣缸下拉式，在斗底加上平衡重塊，回位彈簧很軟，沖擊力小。這種倒料充填機構結構簡單緊湊，反應迅速，工作可靠。

4 結束語

作為大米氣調保鮮自動包裝機的關鍵部件之一的自動稱量裝置，采用自重直流型下料機構，結構簡單、緊湊，同時用雙料口（雙門）、三料口（三門）、四料口（四門）下料器進行實驗對比，結果表明三料口下料器在解決稱量的高精度和稱量的高速度之間的矛盾方面明顯地優(yōu)于雙料口下料器，而又與四料口下料器較為接近。機械電子式自動稱量裝置結構簡單，成本很低，稱量精度也能滿足要求；但是尺寸較大，且自動化水平不夠高。電子式自動稱量裝置是直接在市售的電子秤基礎上增加稱量控制器而成的，因此電子秤本身的精度和檢定便不存在問題。這樣研制出的大米氣調保鮮自動包裝機的自動稱量裝置，最大稱量5 kg時的誤差不大于15 g，平均稱量時間為2.5S，不僅能完全滿足大米氣調保鮮包裝對高速度和高精度的要求，而且結構簡單，工作可靠，成本低廉。 (end)