Что такое многоголовочный весовой дозатор в упаковке?

Мультиголовочные весы - это высокоскоростные, качественные и количественные весы, в которых микроконтроллер управляет несколькими весовыми устройствами и использует комбинаторную математику для определения и выдачи оптимального веса продукта. В отличие от линейных весов, которые являются количественными и заполняют один ковш до достижения заданного веса, мультиголовочные весы разбивают сыпучий продукт на более мелкие порции, взвешивают их в разных бункерах и выбирают набор бункеров для соответствия заданному весу партии продукции.

На автоматизированных предприятиях по упаковке пищевых продуктов в различных отраслях промышленности многоголовочные весы выполняют роль главного центра распределения материалов и главного управляющего процессора для всего потока продукции. Это больше, чем просто весовая машина; многоголовочные весы управляют потоком, скоростью и точностью производственных линий. Упаковочная машина в вертикальных системах заполнения и запечатывания и высокоскоростных системах консервирования может работать так же быстро и точно, как и многоголовочные весы.

Глобальные малые и средние предприятия (МСП) в упаковочной промышленности, скорее всего, будут отдавать предпочтение целенаправленным и стратегическим инвестициям, полностью автоматизируя высокоточное производство и переходя от ручных операций к полуавтоматическим. Наиболее значительным финансовым преимуществом многоголовочных весов является возможность минимизировать "отказ". Отдача - это избыточное количество продукта, включаемое в упаковку для соблюдения национальных норм, в соответствии с которыми каждая упаковка должна иметь определенный, законодательно установленный, минимальный вес. В случае ручного взвешивания сотрудники заполняют упаковку на несколько граммов больше, чтобы избежать штрафа за заниженный вес. За миллионы упаковок это может стать губительным. Многоголовочный весовой дозатор сократит диапазон переполнения до долей грамма. Именно поэтому они так экономичны, поскольку позволяют напрямую конвертировать сэкономленные средства в прибыль и обеспечивают чрезвычайно быстрый срок окупаемости вложенного капитала.

Основные компоненты системы весов с несколькими головками

Руководителям предприятий при оценке надежности оборудования и его способности соответствовать санитарным нормам полезно иметь базовое представление о структурном построении устройства, чтобы полностью понять принцип работы мультиголовочных весов. В высококачественных многоголовочных весах множество различных отдельных компонентов могут служить хорошим примером тесной интеграции физических и электронных компонентов.

• Топ Конус: Являясь самой верхней частью машины, верхний конус служит первой точкой контакта и принимает сыпучий материал из расположенного выше по течению наклонного конвейера или Z-образного ковшового элеватора. Верхний конус использует непрерывную контролируемую вибрацию с регулировкой амплитуды, чтобы способствовать радиальному рассеиванию сыпучего продукта на 360 градусов в сторону линейных питателей.
• Линейный Питатель Сковородки: Эти загрузочные лотки, расположенные радиально вокруг верхнего конуса и загрузочной воронки, собирают распределенный продукт. Каждый поддон оснащен независимой вибрационной системой, параметры которой контролируются для создания непрерывного равномерного потока продукта в отдельные узлы подачи. Конструкция каждого из этих поддонов регулируется в соответствии с конкретными характеристиками потока обрабатываемого продукта.
• Кормовые ковши (удерживающие ковши): Эти ковши расположены непосредственно под линейными загрузочными ваннами и служат для временного хранения материала. В тот момент, когда весовой бункер под одной из его установок опускается, загрузочный ковш открывает свои затворы, чтобы пополнить весовой ковш. Такая система укладки не позволяет верхнему конусу ждать цикла работы каждого ковша, что способствует непрерывной работе.
• Весовые ведра: В этой части процесса взвешивания самым важным является измерение массы. В рамах машин, а также во всех деталях, контактирующих с продуктами, используется пищевая нержавеющая сталь марки 304 или 316 толщиной от 1,5 до 2 мм. Уникальные технические характеристики этих материалов гарантируют, что микротрещины не появятся в течение многих лет непрерывной высокочастотной вибрации. Кроме того, используемые материалы безопасны и обладают высочайшей устойчивостью к коррозии, вызванной контактом с кислотами или солями.
• Тензодатчики: Технология тензодатчиков обеспечивает наиболее важные сенсорные части в этой машине. В каждом весовом ковше имеется 1 тензометрический датчик, который измеряет силу, действующую на предмет, и преобразует ее в вес. Датчики способны определять изменения веса за 1 миллисекунду и измерять вес предметов с точностью 0,1 г - 1,5 г, в зависимости от объема или веса отдельных предметов.
• Шаговые двигатели: Каждый ковшовый затвор открывается и закрывается с помощью шаговых двигателей, контролирующих угол, скорость и силу закрытия. По сравнению с другим вариантом использования пневматических цилиндров, шаговые двигатели обеспечивают лучший контроль, поскольку они способны контролировать и регулировать положение затвора ковша, чтобы избежать дробления продукта.

Принцип работы мультиголовочных весов шаг за шагом

Чтобы по-настоящему освоить упаковку, необходимо понять принцип работы мультиголовочных весов в действии.

Шаг 1: Подача и распределение материала

Процесс начинается с того, что расположенный выше по течению Z-элеватор выбрасывает сырье на верхний конус. Фотоэлектрический датчик, расположенный над верхним конусом, определяет толщину слоя продукта. Если толщина слишком мала, датчик дает команду элеватору выдавать больше продукта, оптимизируя скорость подачи. Если толщина слишком велика, датчик даст команду элеватору остановиться. Этот контур обратной связи предотвращает повреждение конструкции и обеспечивает постоянное давление материала. С помощью вибраций верхний конус распределяет продукт по линейным питателям. Эти сковороды, благодаря использованию определенных частот вибрации, равномерно распределяют и разделяют продукт, создавая постоянный поток. В результате вибрации сковороды материал счищается с краев, что позволяет сбрасывать его через воронку или напрямую в зону загрузки загрузочных ковшей.

Шаг 2: Независимое взвешивание в бункерах

Когда в загрузочных ковшах оказывается уложенный материал, их нижние затворы одновременно открываются, выпуская продукт в модули весового бункера, расположенные непосредственно под ними. Именно здесь происходит фактическое измерение продукта. Каждый весовой бункер оснащен высокоточными тензодатчиками, которые мгновенно измеряют стоимость материала в бункерах. За доли секунды датчики проходят процесс, называемый стабилизацией. Этот процесс фильтрует окружающие механические вибрационные шумы с заводского цеха с помощью механизма, называемого цифровым фильтром низких частот. Затем датчики отправляют значение массы на центральную плату MCU. Пример: система определяет, что в бункере A находится 25 г, в бункере B - 32 г, в бункере C - 18 г и т. д., по всему количеству голов. Более сложные системы оснащены функцией автостопа. Если датчики заметят, что слишком много бункеров пустые, система остановит цикл взвешивания, чтобы дать потоку стабилизироваться и избежать частичного смешивания.

Шаг 3: Магия комбинированного алгоритма

Настоящее волшебство принципа работы мультиголовочных весов заключается в мощности их компьютерных алгоритмов взвешивания. Допустим, производственная линия имеет целевой вес упаковки 100 г. Центральный процессор отправляет вес всех бункеров на контроллер головок, и микрокомпьютер не пытается заполнить один бункер ровно на 100 г. Вместо этого микрокомпьютер мгновенно вычисляет все возможные математические комбинации бункеров.

Для типичных весов с 14 головками микроконтроллер за десятую долю секунды оценивает тысячи комбинаций веса. Микроконтроллер стремится определить комбинацию, которая дает 100 г или максимально близкий к 100 г вес (например, 100,2 г), при этом строго избегая и отвергая любые комбинации, которые идут ниже целевого веса в соответствии с законами о защите прав потребителей. Когда система вычисляет, что вес хоппера A (25 г) + хоппера D (31 г) + хоппера G (44 г) составляет 100 г, микроконтроллер имеет идеальное математическое решение. Микроконтроллер посылает управляющий сигнал на шаговые двигатели бункеров A, D и G, и заслонки открываются. 100 г материала попадают через средний разгрузочный лоток в жестяную банку, контейнер большего размера, трубку из композитной бумаги или готовый пакет, который уже готов к работе на роторной упаковочной машине.

Типы мультиголовочных весов для различных материалов

Поскольку на заводах обрабатывается широкий спектр продукции, комбинированные весы обладают огромной универсальностью.

Высокоскоростные модели для гранул и сухих снеков

Эти модели, разработанные для обеспечения точности и скорости, отлично подходят для работы с гранулами в условиях больших объемов и высокой точности. В число продуктов входят ореховая смесь, сухой корм для домашних животных, экструдированные снеки, крупы, кофе и рис. В зависимости от коэффициента трения продукта контактные поверхности линейных тазов и бункеров изготавливаются либо из стандартной микроуглубленной поверхности, либо из стандартной гладкой нержавеющей стали. Углубленная поверхность уменьшает площадь контакта и тем самым предотвращает налипание маслянистых или влажных гранул. Общая конструкция обеспечивает быстрый поток продукта и мгновенную стабилизацию тензодатчиков. Весы с головкой данного типа разработаны таким образом, чтобы соответствовать скорости Высокоскоростные зашивочные машины или упаковщиков VFFS, чтобы обеспечить полную загрузку и оптимальную производительность последующего оборудования.

Низкокапельные модели для хрупких закусок

Такие упаковочные продукты, как сублимированные фрукты, печеное печенье и картофельные чипсы, могут потерять свою целостность и легко сломаться при упаковке. Обычное падение под действием силы тяжести приводит к тому, что продукт ломается при соприкосновении с металлическими стенками упаковочного бункера, что приводит к недопустимым разрывам и пыли в зоне упаковки. Многоголовочные весы с низким падением подают продукт таким образом, чтобы снизить кинетическую энергию продукта. По сути, инженерная конструкция изменяет внутреннюю геометрию машины. Углы наклона разгрузочных желобов становятся значительно меньше, а расстояние по вертикали между верхним конусом, загрузочными ковшами и весовыми ковшами сокращается до максимума. Таким образом, конструкция машины помогает продукту скользить, а не свободно падать. Такая конструкция направлена на защиту продукта на всех этапах, от подачи сыпучего материала до упаковки.

Шнековые питатели для липких продуктов

Большинство стандартных многоголовочных весов на основе вибрации не справляются с липкими продуктами или влажными свежими продуктами, вязкими или сильно маринованными. К этой категории продуктов относятся влажные кусочки корма для домашних животных, готовые к употреблению блюда, свежее мясо, нарезанное кубиками, и липкие консервированные фрукты. Эти продукты прилипают к кастрюлям из нержавеющей стали, а вибрация приводит к тому, что они сжимаются и застревают в кастрюле вместо того, чтобы двигаться вперед. Чтобы решить эту проблему гидродинамики, вместо линейной вибрационной подачи используются шнековые системы. Вместо этого в кормушках устанавливаются шнеки с электродвигателями. Эти шнеки активно толкают и выталкивают липкий продукт, обеспечивая полное заполнение загрузочных ковшей и одинаковое количество подаваемого продукта, независимо от того, насколько влажным или липким он является.

Как выбрать: 10 vs 14 vs 24 головы

При выборе подходящей конфигурации комбинированных весов важно соотнести технические параметры машины с ожидаемой производительностью предприятия, имеющимся бюджетом и конкретными типами обрабатываемых материалов.

Если речь идет о производственных мощностях малого и среднего бизнеса, то наиболее логичным капиталовложением является мультиголовочный весовой дозатор на 14 головок. Весы с 14 головками - это модели промышленного стандарта, предназначенные для взвешивания с высокой точностью. Они взвешивают в одном диапазоне от 10 г до 3000 г, при этом разброс точности взвешивания составляет всего от 0,1 г до 2 г. В зависимости от веса продукта мультиголовочные весы с 14 головками имеют объем бункера 1,6 л или 2,5 л и поддерживают непрерывное наполнение до 60-120 упаковок в минуту. 14-головочный дозатор оснащен активными сервоприводами и интеллектуальной системой управления MCU с 7-дюймовой сенсорной панелью. Многоголовочный весовой дозатор на 14 головок предназначен для быстрой смены производственных линий. Система позволяет производить несколько видов продукции без ручных изменений. Производственные линии могут быть изменены от 50 г кофе до 500 г риса за считанные секунды.

Общее руководство по устранению неисправностей для инженеров

Даже оборудование высокого уровня с системами MCU сталкивается с общими проблемами. Устранение неисправностей, техническое обслуживание и эксплуатационные протоколы являются ключевыми факторами для улучшения качества и удобства работы пользователей.

• Неточное взвешивание: Не снимайте пока датчики взвешивания. Используйте функцию программной калибровки нуля с сенсорного экрана MCU, чтобы нажать кнопку начала калибровки нуля.
  • Проверьте заводской пол. Тензодатчики очень чувствительны и могут быть подвержены влиянию давления воздуха. Убедитесь в отсутствии сильных воздушных потоков от таких вещей, как системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха или большие промышленные вентиляторы, которые дуют на весовые баки.
  • Обратите внимание на физическую вибрацию. Убедитесь, что мультиголовочный весовой дозатор установлен на собственной опорной конструкции, не связанной с упаковочной машиной или шовной машиной, чтобы максимально исключить сильные вибрации.
• Запыление тензодатчиков и ошибки датчиков: В местах, где работают с фармацевтическими препаратами, порошкообразными или пыльными материалами, мелкие частицы пыли будут застревать в маленьких зазорах вокруг тензодатчика и вызывать заедание датчиков и появление сообщений об ошибках.
  • Очистка очень важна. Если оборудованию не присвоен высокий уровень водонепроницаемости IP, превышающий уровень мытья под струей воды, санитарные бригады не смогут использовать мойку высокого давления в любом месте оборудования.
  • Инженерам приходится использовать сухой сжатый воздух и антистатические щетки, чтобы удалить пыль из зазоров датчика.
• Засорение материала в бункерах: Если продукт постоянно не выгружается полностью при открытии затворов ковша, сначала зайдите на панель MCU и проверьте параметры шагового двигателя. Убедитесь, что запрограммированный угол открытия и время пребывания ворот в открытом состоянии достаточны для объема и расхода продукта.
  • Если механическая установка правильная, но материал (жевательные мишки или сильно соленые закуски) прилипает к стали, то стандартная нержавеющая сталь 304 не справится с этой задачей. Инженерный ответ заключается в замене стандартных бункеров на те, которые покрыты тефлоном (PTFE) или имеют специальные углубления, уменьшающие трение и прилипание поверхности.

Резюме и дальнейшие шаги

Первый шаг к выбору подходящего мультиголовочного дозатора - понимание ваших конкретных требований к обработке материалов и ограничений по площади. Весы достигают максимальной эффективности только тогда, когда они безупречно интегрированы в более широкую, высокопроизводительную экосистему.

На сайте ЛевапакМы специализируемся на разработке точных автоматизированных упаковочных решений, предназначенных специально для малых и средних предприятий по всему миру. Вместо того чтобы предлагать жесткие готовые машины, мы предлагаем решения, которые точно соответствуют вашим производственным потребностям:

• Индивидуальные инженерные системы: Независимо от того, нужен ли вам отдельный Высокоскоростные весы LPE-SFM014 или полностью интегрированная система консервирования и линия упаковки готовых пакетовМы подбираем структуру, скорость и расположение машины в соответствии с требованиями вашего завода.
• Бескомпромиссный Точность & Долговечность: Наше оборудование создается с использованием передовых технологий обработки с ЧПУ для достижения точности на микроуровне. Благодаря использованию высококачественной нержавеющей стали и высококлассных международных компонентов (таких как Siemens и Schneider) мы обеспечиваем долговременную механическую надежность.
• Всесторонняя поддержка на протяжении всего жизненного цикла: Вместе с любой приобретаемой техникой мы обеспечиваем бесценное обучение операторов, подробные руководства и проактивное управление запасными частями, чтобы расширить возможности ваших сотрудников и максимально увеличить время безотказной работы производства.
• Лучшая в отрасли защита: Мы обеспечиваем ваши капиталовложения расширенной 16-месячной комплексной гарантией, подкрепленной глобальной сервисной сетью, обеспечивающей круглосуточное техническое реагирование и дистанционную диагностику.

На поговорите с нашей командой инженеров Чтобы узнать о ваших конкретных потребностях в многоголовочном взвешивании и найти идеальный пакет интеграции для вашего предприятия, свяжитесь с нами прямо сейчас. Вы также можете отправить образцы ваших материалов на наш завод для тщательного бесплатного тестирования оборудования, чтобы проверить его производительность перед внедрением.