具有内置称量单元的金属探测输送机 |
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| 申请号 | CN201310126463.8 | 申请日 | 2013-04-12 | 公开(公告)号 | CN103381964A | 公开(公告)日 | 2013-11-06 |
| 申请人 | 梅特勒-托利多加尔文斯有限公司; | 发明人 | D·贝特尔斯; | ||||
| 摘要 | 组合称量/金属探测系统，包括：至少一个 支撑 框架 ，通过该支撑框架把该系统支撑在地面上；至少两个称量单元，布置在该支撑框架上的安装 位置 上；至少一个 输送机 设备，该系统的工作模式中，该至少一个输送机设备支撑在称量单元上。该系统还包括具有通道开口的金属探测器，输送机设备被布置成通过金属探测器的开口。相对于输送机设备的输送方向，该至少两个称量单元各自布置在金属探测器的相对侧上，优选地靠近输送机设备的上游端和下游端。金属探测器在不同于称量单元安装位置的安装位置上被支撑在该支撑框架上，因此称量单元没有承受金属探测器的预负载，称量和探测金属杂质的两个功能能在同一至少一个输送机设备上在时间上一起紧接发生。 | ||||||
| 权利要求 | 1.组合称量/金属探测系统(1)，该系统包括：至少一个支撑框架(4、504、604、704A、 |
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| 说明书全文 | 具有内置称量单元的金属探测输送机技术领域[0001] 本发明涉及一种组合称量/金属探测系统，其中校重天平与金属探测器结合。 背景技术 [0002] 在生产制药或者化妆产品、食品、饮料中和在后勤工业、化学工业、汽车部件工业和金属制造工业中，校重天平是质量保证的关键构件。它们不仅改善了可用资源的利用，而且有助于满足国家规定、重量&测量要求和工业标准。有效的校重系统可以防止产品损坏并且降低整体操作费用。 [0003] 动态校重器是这样的系统，它确定物品重量，同时它们被输送通过生产线内的天平，根据预定的重量级，该天平给物品分级，并且根据它们的各自分类随后给这些物品分类或者使它们转向。校重器用在许多不同应用领域中，例如包括： [0004] -检查物品是超重还是重量不足； [0005] -检查包装货物是否符合与内含物净重有关的法律要求； [0006] -借助使用从校重器中所获得的重力值从而调整填充机来减少产品浪费； [0007] -根据重量给产品分类； [0008] -测量和记录生产设施或者生产线的性能； [0009] -基于重量的零件数量核查。 [0010] 在使用校重器时，生产线的物品100%被称量。在这个过程中，所有的生产数据被收集起来从而进行产品计数、生产批量跟踪能力或者生产统计。 [0011] 校重器通常由进给带、称量带、具有分类设备的卸载带和具有用户界面的称量终端构成。布置在供给带和卸载带之间的称量带搁置在称量单元上，当产品行进过该称量带时，该称量单元给产品称量。两种最常用类型的、用于校重器的称量单元是应变仪负载单元或者根据电磁力补偿原理的 称量单元。 [0012] 与校重器相类似，金属探测器也是有效质量保证的关键部件之一。工业使用者采用金属探测器来探测产品中的杂质、例如肉(meet)中的铅弹、谷物中的线材剪切物、来自生产线上进行修理的金属碎片、或者在生产过程中所捡起的杂质。 [0013] 工业金属探测系统是高速发展的仪器，它用来探测和挑选出异物。探测能力包括铁类金属和非铁类金属如黄铜、铜、铝和铅，其中该铁类金属包括高等级钢。典型的金属探测系统由四个主要部件即传感器头部、输送系统、操作单元和自动转向器系统构成。 [0014] 目前现有技术的传感器头部根据不同探测技术主要分成两类。传感器头部的第一类装备有对称的线圈。三个线圈精确相互平行地缠绕在非金属载体上。中部的线圈输送高频交流电，因此产生了交变的磁场。作为对称布置的结果，任一侧上的这些线圈起着接收器的作用，只要没有金属杂质通过探测器，在这些线圈内引起相同电压。如果含有金属杂质的产品经过线圈装置，那么高频场首先在一个接受器线圈内被干扰，然后在另一个中被干扰。这导致接受器线圈内的感应电压瞬时改变，并且可以处理合成信号以记录金属杂质的探测情况。 [0015] 传感器头部的第二类用来检查含有铝箔的包装内的产品。把将要检查的产品暴露到强磁场中，由此金属杂质被磁化了。借助小电压来探测这种磁化，在接受器线圈内感应出该小电压。与非磁性物质相比，这种分类中的传感器头部对于磁性物质具有明显较高的探测灵敏度。 [0016] 为了防止金属探测器受到干涉的干扰，其中该干涉由附近的金属部件或者机器所产生的，因此传感器头部在金属壳体内被封闭并且被屏蔽，通常地该金属壳体由铝形成。金属壳体还用来提高强度和刚度，并且因此明显有利于金属探测器的整体性能。 [0017] 尽管利用金属壳体来屏蔽，但是如果磁场受到金属物品的干扰，那么一部分高频磁场可以从金属探测器的开口泄漏到外部并且损害金属探测器的功能。为了利用金属探测器来达到最佳结果，因此在离金属探测器开口的一定范围内可以没有金属物品。这个范围称为没有金属的区域(MFZ)。为了可靠地进行产品检查，这个因素需要考虑。 [0018] 这种金属探测器和解决上述问题的技术方案公开在EP0536288中。 [0019] 对于处于运动中的称量过程，称量物品优选以均匀、可重复的方式来布置，以合适的正常间隔和以正确对准而被隔开。因此，校重天平适合于自己作为最佳平台，从而进一步把检查设备例如金属探测器结合到该平台中。 [0020] 组合系统更加便于安装和操作。此外，与单独购买、然后一起安装到生产线中的两个系统相比，组合系统一般更加节省成本。通过把物品参数共同输入到用于组合系统的两个部分的一个操作面板上，操作误差的危险可以被减小并且在物品之间的对调位置可以更快速地执行。此外，用于操作人员培训、维护和清洁的费用可以被减小。 [0021] 在目前的现有技术中，校重天平和金属探测设备被布置成相互分开，沿着输送方向顺序地相互跟随。例如在US2007/0207242中，公开了一种质量控制系统，该系统由用于异物的探测单元和称量系统构成。质量控制系统的这些单元具有它们自己的单独带输送机，并且在质量控制系统中布置成相互分开。一个操作单元用来控制该系统的两个单元，该系统对使用者而言有很大的优点。此外，在该系统中只具有一个分类设备，该设备移走不符合该系统规定质量保证标准的产品。这些标准可以包括重量误差或者金属杂质。具有单独单元的其他系统公开在JP2009/109346和JP11183240中。单独布置的很大缺点是，通过两个单元的输送路径较长，并且它在安装位置上所需要的空间较大。 [0023] 根据EP0536288，金属探测器装备有产生磁场的线圈，该线圈在绝大多数情况下由铜构成，该铜与金属壳体一起把许多重量施加在称量单元上。所谓的预负载对称量结果的精确度具有负作用，及称量单元不得不设计了用于包括金属探测器重量的能力。预负载、也称为皮重是称量负载的一部分，该一部分的称量负载不是重量测量的目标，但是它不能与感兴趣的实际重量分开。这样的结果是，只有超过一定最小重量的物品可以被校重。 发明内容 [0024] 因此，本发明的目的是使组合称量/金属探测系统所需要的空间最小化。另一个目的是为校重天平的称量单元提供一种最佳测量条件，从而一方面使重量测量的精确度最佳化，及另一方面使称量单元的设计最佳化。 [0025] 根据本发明，这个目的借助一种组合称量/金属探测系统来实现，该系统包括：至少一个支撑框架，通过该至少一个支撑框架把称量-金属探测系统支撑在地面上；还有至少两个称量单元，它们提供了重量值并且布置在该至少一个支撑框架上的安装位置处；及至少一个输送机设备，在称量-金属探测系统的工作模式中，该至少一个输送机设备搁置在称量单元上。称量/金属探测系统还包括具有通道开口的金属探测器，其中输送机设备被布置成经过金属探测器的开口。相对于输送机的输送方向，该至少两个称量单元分别布置在金属探测器的相对侧上，优选地，该相对侧靠近输送机设备的上游端和下游端。金属探测器在不同于称量单元安装位置的安装位置上被支撑在该至少一个支撑框架上，从而称量单元没有承载金属探测器的预负载，及称量和探测金属杂质的两个功能能在同一输送机设备上在时间上紧接发生。 [0026] 通过与输送机设备的支撑相分离地、将金属探测器直接地支撑在支撑框架上，称量单元上的预负载明显减小了。与现有技术的技术方案形成对比，金属探测器的重量不再对预负载起作用。作为恒定基本负载以前搁置在称量天平上的金属探测器的重量不再涉及，因此实现轻重量的金属探测器的特殊设计措施已变得不需要。由于预负载较低，因此用在现有技术系统中的称量单元可以用与新预负载条件相配的至少两个称量单元来取代。分辨率，即在两个紧邻测量值之间进行辨别的能力，因此得到提高。 [0027] 由于输送机设备与金属探测器分开地被支撑的事实，借助支撑框架上的称量单元，因此由输送机设备的操作所产生的振动在它们至支撑框架的传播中衰减。与输送机设备和金属探测器一起搁置在安装于支撑框架上的负载单元上的这些现有技术设计相比，金属探测器的探测性能被提高。 [0028] 由于物品在其上被称量的输送机设备延伸通过金属探测器，因此在称量物品通过输送机设备期间，称量的和探测金属杂质的操作可以同时进行。 组合称量/金属探测系统的总长因此明显被缩短了。 [0029] 根据另一个改进的本发明实施例，金属探测器和输送机设备通过分开的安装位置支撑在一个和同一支撑框架上。借助使用共同的支撑框架，使所需要的空间量最小化，及在该系统被安装在操作位置上时，至地面的对准和连接被简单化了。 [0030] 在有利的另一个本发明改进实施例中，支撑框架具有用来连接金属探测器的专用安装位置和用于连接称量单元的至少两个专用安装位置，而这些称量单元接着被布置成它们可以接受输送机设备。称量系统和金属探测系统通过它们的各自安装位置分开地被支撑在同一支撑框架上。金属探测器被居中地安装在支撑框架的中部，及输送机设备被安装在至少两个称量单元上，该至少两个称量单元优选地布置在支撑框架的相反外端处。分开的支撑布置允许称量单元上的预负载被减小金属探测器的重量。由于更少的称量单元需要例如利用较窄的输送机带来安装，或者如果这些物品总是定位于输送机带的中间，换句话说，在称量单元没有偏心加载问题的任何应用中，两个或者更多个称量单元的布置和使用还使得费用节省。 [0031] 在本发明的另一个实施例中，金属探测器通过安装位置支撑在第一支撑框架上，及输送机设备通过至少两个另外的安装位置支撑在第二支撑框架上，该第二支撑框架与第一支撑框架相分开。这意味着，输送机设备具有它自己的支撑框架，及金属探测器同样地具有它自己的支撑框架，通过该支撑框架它被支撑在坚硬的地面上。利用分开的支撑框架，使振动从带的驱动机构到金属探测器的传播最小化。由于更少的称量单元需要例如通过较窄的输送带来安装，或者如果这些物品总是定位于输送机带的中部，换句话说，在称量单元没有偏心加载问题的任何应用中，布置和使用两个或者更多个称量单元，进一步节省了费用。 [0032] 根据本发明的另一个优选实施例，第二支撑框架包括第一局部支撑框架和第二局部支撑框架，其中每个局部支撑框架包括用于称量单元的至少一个安装位置。 [0033] 在本发明的另一个实施例中，金属探测器安装在第一支撑框架上，而第二支撑框架被设计成把输送机设备支撑在金属探测器的壳体上。因此，金属探测器和输送机设备的结合单元可以从支撑框架上的金属探测器的安 装位置拆开并且用另一个这样的单元来取代。在生产线必需被改变成重量和尺寸大小明显不同的产品时，这有利于组合称量/金属探测系统的交换。 [0034] 在另一个实施例中，第一局部支撑框架和第二局部支撑框架借助横向连接部而系缚在一起。 [0035] 本发明优选实施例的不同之处在于，几个输送机设备相互平行地延伸通过金属探测器。相互平行地延伸通过金属探测器的几个输送机设备的布置不仅提高了生产能力，而且减小了系统的购买费用。由于尺寸更小的金属探测器的生产成本不成比例地降低，因此用于较小物品的称量/金属探测系统具有相对成本较高的缺点。这个缺点可以借助选择尺寸更大的金属探测器来克服，多个输送机设备延伸通过同一金属探测器。 [0036] 这种布置中的每个输送机设备可以搁置在至少两个称量单元上，因此在每个输送机设备上可以分开地执行校重。在输送机设备上的称量物品通过金属探测器时，金属探测可以在时间上与称量接近同步。由于更少的称量单元需要例如利用较窄的输送带来安装，或者如果物品总是定位于输送带的中部，换句话说，在称量单元没有偏心加载问题的任何应用中，布置和使用两个或者更多个称量单元，进一步节省了费用。 [0037] 在本发明的有利的另一个实施例中，输送机设备由表示三点支撑的三个称量单元来支撑。例如借助使偏心加载误差最小化，搁置在至少一个支撑框架上并且没有翻倒危险的、静定的支撑提高了重量测量的精确度。 [0038] 在本发明的另一个优选实施例中，输送机设备被配置为，四个称量单元设置在输送机设备的拐角处。在宽输送带的情况下，横向于输送方向、离开带的中部定位的称量物品可以把扭矩引入到称量单元中并且因此损害测量。通过把四个称量单元布置在输送机设备的拐角处，这个问题可以在很大程度上被消除。 [0039] 根据特别有利的本发明原理改进，金属探测器沿着输送方向被设置在输送机设备端部之间的中间。考虑到没有金属的区域(MFZ)，因此相对于输送机设备居中地布置金属探测器，可以使输送机设备的长度相对于输送方向最小化。假定每次只有一个产品可以在输送机上进行称量，那么这具有这样的优点，即循环周期被缩短了，因为称量物品以更近的间隔移动通过称量/金属探测系统，因此生产能力提高了。 [0040] 在本发明的另一个先进实施例中，称量/金属探测站的下游的转向器系统被配置来移走与重量误差或者金属杂质含量水平的给定标准不一致的那些物品。与具有分开校重器和金属探测器的技术方案相比较，因此可以节约一个转向器系统的费用。 [0041] 根据本发明的另一个实施例，输送机设备包括输送机本体和带，该带环绕着输送机本体以输送物品。 [0043] 在下文中根据示出在附图中的优选实施例来解释本发明，其中： [0044] 图1以前视图示出了组合称量/金属探测系统； [0045] 图2以横向视图示出了组合称量/金属探测系统； [0046] 图3以等角视图示出了组合称量/金属探测系统； [0047] 图4以等角视图示出了用于组合称量/金属探测系统的支撑框架，具有用于带输送机的四个安装位置； [0048] 图5以等角视图示出了用于组合称量/金属探测系统的支撑框架，具有用于带输送机的两个安装位置； [0049] 图6以等角视图示出了用于组合称量/金属探测系统的支撑框架，具有用于带输送机的三个安装位置； [0050] 图7以前视图示出了组合称量/金属探测系统，其中输送机具有两部分(two-part)支撑框架，该两部分支撑框架与金属探测器的支撑框架分开； [0051] 图8以前视图示出了组合称量/金属探测系统，其中输送机具有一件式支撑框架，该一件式支撑框架与金属探测器的支撑框架相分开； [0052] 图9以前视图示出了组合称量/金属探测系统，其中输送机具有两部分(two-part)支撑框架，该两部分支撑框架连接到金属探测器的壳体上； [0053] 图10以等角视图示出了组合称量/金属探测系统，它示意性地示出了两个输送机设备相互平行地延伸通过金属探测器。 具体实施方式[0054] 具有相同功能和类似设计的特征在下文中用相同的各自附图标记来标示。 [0055] 图1以前视图示出了组合称量/金属探测系统1，如该系统在正常情况下其本身呈现给使用者那样。金属探测器2在正常情况下通过至少两个安装位置3A被直接连接到支撑框架4上，及它的重量因此由地板来承受。对于金属探测器2的两侧，支撑框架4具有用于连接称量单元6的总共至少两个安装位置3B。输送机设备7搁置在称量单元6上。在这种布置中，称量单元6的固定部分连接到支撑框架4上，而称量单元6的可移动部分连接到输送机设备7上。输送机设备7包括具有辊的输送机本体9和带10，这些辊布置成靠近输送机设备7的进入端和离开端，带10在借助两个辊张紧的情况下来保持。辊的较大半径导致了带的输送表面之间的较大间隔，而该带沿着输送线相互跟随。为了确保能够可靠地把物品从一个带输送到下一个带，借助除了驱动辊之外还使用怠速辊，或者借助所谓的刀刃，可以解决这个问题。利用刀刃，使带围绕着具有非常小半径的凸缘被导向，并且该带借助单独的驱动辊来驱动。但是，输送机设备的设计不是本发明的主题。输送机设备可以以不同的方式被实现，只要它用作把物品输送通过金属探测器2的目的就行。 [0056] 当称量物品通过输送机设备7的输送路径长度时，借助采用该至少两个称量单元6的称量信号的总和来进行称量。金属探测器2内的金属杂质的称量和探测在时间上一起紧邻地发生。这里没有示出的转向器系统可以从输送机设备7中移除称量物品，如果其不符合与重量误差和存在金属杂质有关的给定标准。 [0057] 为了从金属探测器获得最佳的性能水平，因此在围绕开口8的一定范围内必需没有金属物品。这个范围指无金属的区域(MFZ)。无金属的区域的尺寸大小依赖于开口8的高度、探测器的类型和金属探测器2的操作灵敏度。与移动的金属物品相比，静止的金属物品可以放置成更加靠近金属探测器2，因为静止的物品更小程度地影响磁场。探测场是位于金属探测器2的磁场内的空间范围，在该范围内，甚至最微小的、不能接受的金属杂质可以被测量和探测。所示出的金属探测器2具有这样的探测场，即该探测 场相对于两侧是对称的并且因此设立在输送机设备7的端部之间的中间，从而使后者的长度保持成尽可能的短。如果金属探测器2具有非对称的探测场，那么根据探测场，因此可以选择金属探测器2相对于输送机设备的位置，从而输送机设备7和探测场在它们各自到达上下输送路径方面相互近似匹配，和/或组合称量/金属探测系统沿着输送方向可以被保持成尽可能的短，和/或固定或者可移动金属物品不会引起操作灵敏度降低。 [0058] 在图2中，系统被示成侧向，因此金属探测器2的通路开口8被观察到，输送机设备7经过该开口8。与具有较小开口的金属探测器相比，具有较大开口8的金属探测器2具有较低的探测灵敏度。开口8的水平和竖直宽度影响探测灵敏度。在典型的金属探测器2中，探测灵敏度在开口8的几何中心处最弱，而在周边区域处最强。因此，输送机设备7被布置成靠近开口8的底部角落处。 [0059] 图3以等角视图示出了称量/金属探测系统1。近看开口8的下部右手拐角可以发现，输送机设备7和金属探测器2没有相互接触，而是两个单元通过支撑框架4上的各自安装位置3A和3B相互独立地被支撑。因此，只有称量物品和输送机设备的重力作用在称量单元6上。与传统的现有技术相比较，本发明所实现的预负载越小，就允许使用具有越低负载能力的称量单元6，这提供了良好的测量信号分辨率(resolution)。 [0060] 图4的支撑框架4具有用来安装金属探测器2的四个安装位置3A，及此外，还有四个安装位置3B。后者用来连接称量单元6，而这些称量单元6接着支撑输送机设备7。对于相对宽的输送机设备7，如果称量单元6布置在支撑框架4的四个拐角上，从而使由称量物品横向于输送方向、离开该带中部的定位所引起的测量误差最小化，是有利的。例如进入到称量单元6中的扭矩可以引起测量误差。 [0061] 图5和6示出具有用于称量单元6的不同数量的安装位置3B的支撑框架504、506。在第一实施例中，支撑框架504具有两个安装位置3B。如果输送机设备7相对窄，那么在金属探测器2的每侧上仅有一个安装位置3B的布置是足够的。因此，该支撑布置的更宽的宽度有利于低成本的设计。图6的布置具有形成三点支撑的三个安装位置3B。其结果是静定的支撑，该支撑把输送机设备7支撑在支撑框架605上并且保持它不会翻倒。这个 例子示出了节省成本的一个称量单元。 [0062] 支撑框架的进一步实施例示出在图7和8中。它们的不同点在于，支撑框架被分成至少两个部件，该至少两个部件分别承载金属探测器2或者输送机设备7。第一支撑框架704A通过安装位置3A承受金属探测器2的重量并且把重力传输到地面中。输送机设备7借助两个其他、局部支撑框架704B和704C来支撑。所有三个支撑框架704A、704B、704C设计成没有相互连接起来。图8中的输送机设备7的两个端部支撑借助横向支柱11连接起来，这些横向支柱例如布置成，它们在金属探测器的第一支撑框架804A外部延伸，因此形成了第二支撑框架804B，该第二支撑框架804B把输送机设备7的重力传递到地板。两种型式提供了这样的优点，即输送系统7不会通过共用支撑框架将冲击或者振动传递到金属探测器 2。这些结构的其他优点将根据安装地点的具体情况或者工作要求来显示，例如输送系统7的可交换性和适用性。 [0063] 在图9的布置中，输送机设备7通过局部支撑框架904B和904C直接安装在金属探测器2的壳体上。金属探测器2接着借助第一支撑框架904A来支撑，该第一支撑框架904A立在地面上。如果生产线需要被转换成明显不同尺寸大小和重量的产品，那么金属探测器2可以从安装位置3A取下并且与输送机设备7一起被替换。 [0064] 图10示意性地示出了多个输送机设备1007如何能被布置在系统中。在所示的设计结构中，对于每个输送机设备1007，支撑框架1004具有用于称量单元6的两个安装位置3B。由负载单元所支撑的且没有相互连接的两个输送机设备允许两个平行的物品流被称量并且输送通过金属探测器，称量和探测金属杂质的两个功能在时间上紧接发生。转向器系统没有示出在图10中，这些转向器系统设置在下游，以分出那些不满足与重量误差和存在金属杂质有关的给定标准的称量物品。当输送机设备1007被彼此独立地驱动时，能以不同的带速度操作它们。还能想到这些应用，即输送机设备1007承载不同名义重量的物品通过同一金属探测器2。 [0065] 尽管借助具体实施例描述了本发明，下面这些被认为是明显的，即根据本发明的教导可以产生许多其他变形，例如把单独实施例的这些特征相互结合起来，和/或在这些实施例之间相互交换单独功能单元。 [0066] 附图标记列表 [0067] 1 称量/金属探测系统 [0068] 2 金属探测器 [0069] 3 安装位置 [0070] 3A 金属探测器的安装位置 [0071] 3B 输送机设备的安装位置 [0072] 4、504、604、704A、704B、704C、804A、804B、904A、904B、904C、1004 支撑框架 [0073] 5 操作单元 [0074] 6 称量单元 [0075] 7、1007 输送机设备 [0076] 8 金属探测器的开口 [0077] 9、1009 输送机本体 [0078] 10、1010 输送带 [0079] 11 横向支柱 [0080] MFZ 没有金属的区域。 |
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