关于小型自动称重机的设计探讨

关于小型自动称重机的设计探讨

吴伟宏

(上海芝研检测技术有限公司)

摘要：提高小型自动称重机的设计水平，是增强其使用性能的主要途径。基于此，本文首先阐述了小型自动称重机系统的构成情况，分析了机械的工作原理，强调了对其进行优化设计的重要性。其次，重点介绍了总体设计方案，从“系统软件”、“电路”、“硬件”三方面出发，归纳了具体的设计方法。通过对小型自动称重机设计效果的观察，证实了各项设计方法的应用价值。

关键词：小型自动称重机；软件；电路；硬件

前言：自动称重机的功能，在于对自动化流水线中的物品进行称重，对不同重量的物品进行筛选。目前，该设备已被广泛应用到了工业生产的过程中，为工业生产效率的提升提供了保证。小型自动称重机的性能，是决定其使用效果的主要因素。如因设计不合理，导致设备性能不达标，极易影响工业生产质量。可见，为改善生产效果，有必要对小型自动称重机进行优化设计。

1小型自动称重机系统构成及工作原理

1.1小型自动称重机系统构成

本文所设计的小型自动称重机系统，由计算机系统、传感器、驱动器、伺服电机等部分构成。系统共包括“输入端”、“中央控制端”、“输出端”三大模块。三大模块的功能，均存在一定的差异，三者功能的共同发挥，是确保小型自动称重机称重过程得以实现的主要途径[1]。三大模块的功能，具体体现在以下方面：（1）输入端：该模块的功能，在于对工业产品的信息进行采集。需采集的信息，一般以重量为主。信息采集所用的技术，以条码技术为主。产品称重完成后，信息可被立即传输至计算机系统的中央处理器中，以便于系统对其进行识别以及处理。（2）中央控制端：小型自动称重机系统中，中央控制端需由单片机进行控制，功能在于向不同模块发出指令，使其能够按照指令运行。（3）输出端：小型自动称重机系统的输出端，由打印端、粘贴端构成[2]。打印端的功能，在于对产品的重量标签进行打印。粘贴端功能，则在于对标签进行粘贴。

1.2小型自动称重机系统原理

小型自动称重机系统运行过程中，条码识别技术可首先发挥作用，对产品的条码进行识别。此后，称重机可立即对产品进行称重，并经传感器将数据传输至中央处理模块中[3]。经处理后的重量数据，可通过打印的方式体现。为确保小型自动称重机可有效识别待称重物体，应将二维码识别技术应用到称重的过程中。为确保数字信号与电信号可相互转化，应将“A/D转换”应用到系统中，为信息的传输提供路径。小型自动称重机的称重原理，在于利用压力传感器，对产品数据进行采集，并对其进行传输。中央处理器的工作原理，在于利用单片机，实现对数据的处理。此外，中央处理器中的单片机，同样可向打印机发出指令，使打印机可打印出重量条码。小型自动称重机系统运行的过程中，上述模块的作用可共同发挥，使产品的重量得以明确。

2小型自动称重机的设计方案及设计效果

2.1总设计方案

本文所设计的小型自动称重机，总体设计方案如下：（1）平台设计：小型自动称重机共由称重平台、传送平台两部分构成。两种平台之中，称重平台由“称重台”、“固定孔”、“电子秤”、“电机”、“皮带”、“曲轴”、“连杆”、“推送板”、“支撑柱”等构成。上述构件中，“称重台”的功能，在于容纳产品，以便于进行称重。“固定孔”的功能，在于对称重台、推送板等部位进行固定，避免上述部位脱落，导致称重过程中断。电子秤的功能，在于对商品的重量进行称量，以供有关人员获取商品的重量信息。电机的功能，在于为小型自动称重机的运行提供动力，确保推送、传输等过程得以顺利完成。皮带、曲轴、连杆以及推送板的功能，均在于对产品进行输送。小型自动称重机中的传送平台，由“电机”、“皮带”、“传送带”、“传送轮”构成，功能在于对称重前后的产品进行传送。（2）计算机系统：本文所设计的小型自动称重机计算机系统，由编码器、伺服电机、驱动器、可逆计数器等部分构成，可有效满足称重需求。

2.2具体设计方法

2.2.1系统软件设计

小型自动称重机系统，为自动化控制系统，系统软件以“传感器”为主。需设计的传感器，以压力传感器为主。本系统中，含有光电测量装置。该装置的功能，在于对系统的输出信号进行转化。通常情况下，经称重机所采集的产品重量信息，均非以电信号的形式存在。如非电信号，则难以自系统中传输。本系统中的光电测量装置，功能便在于将现有的信号转换为电信号。产品经过传送带，达到压力传感器顶端时，如输入与输出相等，电动机则始终处于静置状态。一旦两者之间出现偏差，系统便可立即对光电传感器发出指令，使凸轮机构转角发生变化，力图消除两者之间的偏差。此时，称重机系统中的电动机可立即运行，使待称重物品逐渐移动至压力传感器中央位置，在明确产品重量的基础上，减少称重数值的偏差，提高称重结果的准确性。

2.2.2系统电路设计

系统电路的功能，在于为信号的转换以及数据的传输提供途径。本文所设计的小型自动称重机，可将物品重力传递至压力传感器中，迫使压力传感器变形。此时，系统中的应变计桥路平衡性将被打破，输出的重量数值，可转化为电信号，数值与电信号之间，以正相关的形式存在。转化后的电信号，可被系统所收集，并对其进行计算，使信号被放大。上述流程完成后，A/D转化模块的功能，将随之发挥，使电信号转化为数字信号。小型自动称重机中，中央处理器的功能，在于对数字信号进行统计。经统计后，产品的重量便可于显示屏中显示。如需以标签的形式对重量数值进行打印，仅需连接打印机便可实现。当物品的重力传递至压力传感器中后，如传感器未发生变形，电桥则将始终处于平衡的状态，输出的重量数值则为0。如物体重量过高，超荷载，则难以称重。

2.2.3系统硬件设计

本文所设计的小型自动称重机，硬件以称重台为主。为确保称重台性能达标，对其结构进行优化设计较为重要。本小型自动称重机中，称重台两侧分别与支撑柱连接。系统中的电子秤，应位于称重台中央部位。称重台左侧，需设置固定孔，以便于对称重台、皮带轮与轴进行连接，使三者可实现协同运行。此外，大皮带轮与曲轴、连杆、推送板之间，同样需相互连接。采用上述方法对小型自动称重机的结构进行设计，可有效提高各部位运行的统一性。采用小型自动称重机称重的过程中，有关人员可将物品放置于传送带上，开启器械，此时，电机将随即运行，将物品传送至称重台上。随着电机以及大皮带轮的持续运转，称重台上的物品，可随即到达电子秤中央。称重完成后，传送带则可将其传送至其他区域。

2.3设计效果评价

为评估小型自动称重机的应用效果，本文通过实验的方式，对其称重效率、精确度进行了观察。实验共选择A与B两种产品各3个，重量分别为2.6kg、4.5kg、3.0kg、1kg、1.9kg、12.1kg。启动小型自动称重机，对产品进行称重后发现，所有产品重量均与实际重量相符，且该器械的应用，可有效提高称重效率，减轻人工称重的负担。可见，本文所设计的小型自动称重机，具有一定的推广应用价值。

结论：

综上所述，本文所设计的小型自动称重机，能够有效满足工业生产过程中的称重需求，具有精确度高、性能良好的特点，表明，各项设计方法的应用，取得了良好的效果。未来，建议工业领域根据自身的需求，引入该设备，提升生产效率。在此基础上，从软件、硬件、电路等多角度入手，不断对设备进行优化，使其性能得到持续性的提升。

参考文献：

[1]冉龙旭,于国龙,聂小双.一种基于深度学习的自动称重机的设计[J].物联网技术,2019,9(02):101-102.

[2]陈思羽,李元丰,刘春山.基于Solidworks自动称重分选剔除机设计[J].中国科技信息,2017,29(19):73-74.

[3]王艳新,李家琪,王晓强.基于单片机技术的商用小型自动称重机的设计[J].工程技术研究,2016,13(06):200.