[发明专利]定量数粒的实现方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种数粒机，具体属于一种CCD数粒技术和组合技术相结合的定量数粒方法及装置。

背景技术

数粒机是一种计数装置，通常针对食品、药品、种子、电子元器件、塑料零件、金属零件等颗粒状物品，按照设定粒数的包装需求数出相应的被包装物，这种设备广泛应用于生产、商业等各个领域。为实现以颗粒数量为单位的定量包装(如100粒药丸、1000粒种子等)可以采取数粒法、容积法、称重法。

数粒法是最直接的方法，最准确，但速度最慢、投资最大。

传统的数粒设备采用红外线传感方式，这是一种连续数粒方法，当物料通过红外线光幕时，红外线传感器会发出ON/OFF信号，一个ON/OFF信号就表示一粒物料，通过对ON/OFF信号进行计数，当达到设定数量时可以立即停止供料。这种设备的优点是定量数粒的精度较高，但是不足之处在于速度慢，并且每次只能有一粒物料通过红外线光幕，否则即使有两粒以上物料同时通过也只会发出一个ON/OFF信号，导致最后的计数结果不准确，尤其是在单个物料成本较高的情况下，会造成生产厂家较大损失。

近年来，随着CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)技术的普及和相应元器件的发展，借助CCD技术开发出来的数粒机也逐步在市场上推广应用。CCD是一种半导体器件，能够把光学影像转化为数字电信号，CCD器件按其感光单元的排列方式分为线阵CCD和面阵CCD两类。其中，线阵CCD采用扫描成像的方式，面阵CCD采用摄像的方式，分别取得物料的影像，然后通过图像识别软件对物料进行数粒。线阵CCD技术也是一种连续数粒方法，可同时对多个通道上的物料进行计数，当接近设定数量时，停下大多数通道，只留一条通道供料，达到设定数量时停止供料。与红外传感器技术相比，这种设备的造价较高、精度略低，速度有较大提高，但仍大大慢于称重法。而面阵CCD技术是一种批次数粒方法，可对进入摄像范围的物料进行摄像，再通过图像识别技术对成像范围内的物料计数。这种设备可以快速地得到每个批次的粒数，但由于每个批次的粒数不可控，所以无法得到设定的粒数。

容积法是一种替代法，速度快、投资省，但最不准确。

称重法也是一种替代法，如果单个物料重量均匀性良好，将其用于定量数粒时，将能够得到较高的定量精度和较快的排料速度，而且设备价格低廉。但是实际操作中许多物料单个重量均匀性相差很大，譬如玉米种子由于水分含量多少、颗粒大小差异、形状不同其单个重量可能相差一倍、塑料零件由于水分含量变化、形状误差、材料致密度不同其单个重量也可能相差20％。这样的物料使用称重技术数粒时，精度将会大大降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种定量数粒的实现方法及装置，可以对单个重量相同或不同的物料进行高速准确的定量计数。

为解决上述技术问题，本发明的定量数粒的实现方法，对传递物料的输送机上的物料进行数粒，并将物料输送至相对应的记忆斗中，且物料粒数与记忆斗相对应；对已知粒数的记忆斗和输送机的物料数量进行组合计算，或者对已知粒数的记忆斗的物料数量进行组合计算，与预定的目标粒数进行比较，选出在容许偏差范围内且最接近目标粒数的组合，并将选中的记忆斗和/或输送机中的物料排出。

本发明还提供一种定量数粒装置，包括控制系统、给料器、输送机、摄像头、记忆斗和集料器，其中给料器、输送机、摄像头和记忆斗均与控制系统电气连接；所述控制系统包括图像处理器、组合计算处理器和PLC；所述输送机为两台以上，采用步进式或振动式驱动，给料器位于输送机的上方，输送机的下方按层设置至少一层记忆斗，每台输送机的出料端分别与位于其下方的一个顶层记忆斗进料口相对，顶层和中间层的每个记忆斗分别设有两个侧出料口，一个侧出料口与下一层记忆斗的进料口相对，另一个侧出料口与集料器的进料口相对，底层的记忆斗设有与集料器进料口相对应的一个出料口。

在上述结构中，所述摄像头为面阵CCD摄像头或线阵CCD摄像头，负责采集输送机上各批次物料的图像信息，并将图像信息传送至图像处理器得出对应批次的物料粒数。或者，所述摄像头为面阵CMOS摄像头或线阵CMOS摄像头，负责采集输送机上各批次物料的图像信息，并将图像信息传送至图像处理器得出对应批次的物料粒数。

进一步地，所述输送机将已知粒数的各批次物料分别移动至相对应的顶层记忆斗中，再由顶层记忆斗将物料逐层移动至下层记忆斗，各批次物料的粒数信息随着物料的移动路径传递，并与最后存储物料的记忆斗相对应。