Conception et application d'une balance multi-têtes pour produits de soins de la peau en ligne

Auteur : Smartweigh– Peseuse multi-têtes

La peseuse multi-têtes, également appelée balance de contrôle de poids net, balance de tri ou balance d'inspection, permet de classer les lots (objets) des entreprises de pré-emballage en fonction de leur qualité et des écarts par rapport aux seuils de tolérance. Elle peut être divisée en deux catégories ou en un grand nombre. Machine automatique de contrôle de poids net en ligne, haute vitesse et haute précision, la peseuse multi-têtes s'intègre aux lignes de conditionnement et à leurs systèmes d'information de transport. Elle détecte instantanément les surcharges, les sous-poids et les produits non conformes sur la ligne de production, ainsi que les éventuels manques de composants dans l'emballage. La peseuse multi-têtes est largement utilisée pour le contrôle automatique du poids net sur les lignes de production des industries pharmaceutique, agroalimentaire, chimique, des boissons, des plastiques, du caoutchouc vulcanisé, etc. Elle constitue une étape indispensable dans la transformation des produits alimentaires, pharmaceutiques et autres.

Afin de mieux protéger les droits légitimes des consommateurs, des opérateurs et des fabricants, conformément à la « Loi sur la mesure de la République populaire de Chine » et aux « Mesures relatives à la supervision et à l'administration de la mesure des produits emballés », une analyse quantitative des produits emballés et de leurs caractéristiques spécifiques est effectuée. Les ingrédients doivent correspondre exactement à leur poids net indiqué, et l'écart entre ce poids et le poids net spécifique ne doit pas dépasser la tolérance autorisée. Lors de la dernière étape de la production, le poids net des marchandises est vérifié une dernière fois et les produits non conformes sont éliminés afin de garantir que le poids net des marchandises initiales respecte la réglementation. Ceci permet de protéger les droits des consommateurs et des fabricants. Les pertes liées aux écarts de poids sont importantes, et les fabricants sont protégés contre les atteintes à leur réputation dues aux réclamations ou aux signalements des consommateurs. Actuellement, les peseuses multi-têtes sont utilisées pour le contrôle en ligne (continu ou intermittent) et hors ligne (généralement intermittent).

L'inspection continue en ligne utilise généralement un convoyeur à bande, intégré aux lignes de production à moyenne et haute cadence. La peseuse multi-têtes en ligne comprend un convoyeur d'alimentation, un convoyeur de pesage et un convoyeur d'évacuation. Le logiciel système gère l'alimentation en fonction de paramètres clés tels que la cadence de la ligne de production, la quantité et la longueur des produits, ainsi que la longueur du convoyeur de pesage. La vitesse de ce dernier permet de séparer les produits sur la ligne de production, garantissant ainsi qu'un seul produit est pesé à la fois sur le convoyeur de pesage. Ceci réduit les déséquilibres de poids entre les produits entrant et sortant du convoyeur de pesage, dus à des vitesses différentes des convoyeurs avant et arrière. Pour les produits cylindriques ou cylindriques courts, présentant un rapport longueur/largeur élevé et une grande finesse, le risque de renversement durant le transport, combiné à leur faible poids net, peut engendrer une instabilité et, par conséquent, une imprécision de la pesée.

Les produits de soin de la peau (comme les eye-liners et les rouges à lèvres), de petit diamètre, longs et fins, ne peuvent être transportés que dans le sens de la longueur. Le pesage sur convoyeurs à bande est actuellement problématique, car ces derniers sont sujets au renversement, peu fiables et présentent d'importants risques de déséquilibre. Pour pallier ces insuffisances, une solution a été développée pour les produits de soin de la peau de petite taille et de forme allongée. La ligne de production utilise un système de pesage multi-têtes avec un tapis à rainures en V et une technologie de pesage dynamique à haute vitesse afin d'éviter tout renversement. Ce système garantit la fiabilité du transport, un pesage en ligne rapide, dynamique et stable, ainsi que la précision du contrôle du poids net. Ce système de pesage multi-têtes en ligne pour produits de soin de la peau est désormais opérationnel.

2. Structure et principe de base de la peseuse multi-têtes sur une ligne de production de produits de soins de la peau 2.1 Principe 2.1.1 La peseuse multi-têtes pour ligne de production de produits de soins de la peau se compose d'un convoyeur d'alimentation, d'un convoyeur de pesage, d'un capteur de force, d'un capot coupe-vent et d'une rainure en V pour la protection contre la pluie. Elle comprend également un convoyeur d'alimentation, un système d'évacuation, un contrôleur de pesage, un système de commande automatique des équipements électriques et un rack de cartes son, etc. 2.1.2 Principe de fonctionnement de la peseuse multi-têtes sur une ligne de production de produits de soins de la peau La peseuse multi-têtes sur une ligne de production de boîtes d'emballage cosmétique du client est intégrée au logiciel du système de transport. Lors du fonctionnement, les produits de soins de la peau (tels que l'eyeliner, le rouge à lèvres, etc.) sont acheminés vers le convoyeur de pesage. Si le contrôleur de pesage utilise une méthode d'ouverture externe, le contrôle du poids net commence dès que le capteur photoélectrique d'entrée détecte un produit. Lorsque le capteur photoélectrique de sortie détecte à nouveau un produit, le contrôle du poids net est terminé et la valeur du poids net du produit est obtenue. Lorsque le contrôleur de pesage sélectionne le mode d'ouverture interne, les valeurs d'ouverture et de fin de pesée nette interne sont prédéfinies. Lorsque le poids net des cosmétiques détecté par la machine dépasse la valeur d'ouverture interne, le contrôle du poids net démarre. Lorsque le convoyeur à bande pesante détecte que le poids net des cosmétiques est inférieur au seuil de fin de pesée nette interne, le contrôle du poids net est terminé et la valeur de poids net contrôlée du produit est obtenue. Le contrôleur de pesage détermine si le poids net de l'objet contrôlé est conforme à la norme en comparant la valeur de poids net contrôlée à la valeur de poids net cible globale et élimine les produits non conformes à l'aide du dispositif d'élimination.

Contrôler la vitesse d'entrée des produits de soin de la peau sur le convoyeur de contrôle pondéral en fonction de la vitesse du convoyeur d'alimentation afin de garantir qu'un seul article soit contrôlé sur le convoyeur de contrôle pondéral, d'assurer la précision de pesage de la peseuse multi-têtes et d'assurer l'alimentation en matériaux. Garantir la constance du débit des convoyeurs à bande, des convoyeurs de pesage et des convoyeurs d'alimentation. 2.2 Valeurs clés 2.2.1 Spécifications de la pièce du produit contrôlé : 200 mm × φ10-30 mm ; 2.2.2 Nombre important de pièces à contrôler ; Poids net : 300 g ; 2.2.3 Cadence de contrôle : 80 pièces/min ; Longueur des convoyeurs à bande et d'évacuation : 300 mm, largeur totale : 100 mm, rapport hauteur/largeur de la ligne de production : 750 ± 50 mm. 2.2.5 Vitesse du convoyeur à bande : 0,4 m/s ; 2.2.6 Niveau de précision : III ; 2.2.7 Précision d’inspection : ±0,5 g ; 2.2.8 Plage de mesure du capteur de pesage : 5 kg, charge de sécurité : 150 %, indice de protection : IP65 ; 2.2.9 Poids maximal : 500 g ; 2.2.10 Méthode de vérification métrologique : vérification métrologique dynamique ; 2.2.11 Méthode de nettoyage : nettoyage par soufflage d’air ; 2.2.12 Alimentation : 380 V/50 Hz ; 2.2.13 Pression d’air comprimé : 0,4-0,7 MPa ; 2.3 Fonctionnement du système 2.3.1 Le système propose deux modes de fonctionnement : commande locale/à distance et commande centralisée. La prise de communication du système permet l’interconnexion avec la ligne de production. 2.3.2 Il intègre les fonctions de réglage automatique du zéro, de suivi automatique du zéro et de correction automatique.

2.3.3 Il dispose de données statiques, d'une correction dynamique et d'une identification claire des risques dynamiques. 2.3.4 Il est doté des fonctions d'ouverture interne et externe pour le contrôle pondéral. 2.3.5 Il offre différentes options de paramétrage et de sélection des produits, et peut être configuré à volonté.

2.3.6 Cinq zones de classification du poids net sont disponibles, et l'écran affiche les informations instantanément. 2.3.7 L'appareil propose des analyses statistiques par classe, journalières, mensuelles et à long terme, notamment l'analyse du nombre total de produits conformes et non conformes (poids insuffisant, surcharge), le taux de produits conformes et la production horaire. Ces données sont transmises en temps réel au système de gestion intelligent du client, avec une variété d'analyses et d'affichages statistiques graphiques. 2.3.8 L'appareil fournit des signaux de retour d'information, permettant de contrôler le poids net lors de la conception des emballages et de réaliser des économies substantielles. 2.3.9 Les informations relatives aux alarmes concernant les produits non conformes et les défauts courants sont affichées par un système d'affichage lumineux.

3. Calcul du plan de conception 3.1 La vitesse du convoyeur à bande pesante est déterminée. 3.1.1 Longueur de la pièce à contrôler L1 : 200 mm. 3.1.2 Longueur du convoyeur à bande pesante L2 : 300 mm. 3.1.3 La pièce à contrôler est pesée correctement sur le convoyeur à bande pesante. Espacement L3 : L2 - L1 = 100 mm. 3.1.4 Débit N : 80 pièces/minute. 3.1.5 Temps de parcours du convoyeur à bande pour la pesée de chaque pièce : t = 60/N = 0,75 s. 3.1.6 Vitesse de fonctionnement du convoyeur à bande pesante : v = (L1 + L2)/t = 0,67 m/s. La vitesse de fonctionnement V est de 0,4 m/s. 3.1.8 La pièce à contrôler se trouve sur le convoyeur à bande pesante. Le nombre d'échantillons de l'appareil est n:T/f=28 (n≥20). 3.2 Sélection du modèle de capteur de pesage 3.2.1 Poids net de la table de l'armoire du convoyeur à bande G1 : 3,5 kg 3.2.2 Nombre total de capteurs de pesage n1 : 13.2.3 Charge du capteur de pesage : G1/n1=3,5 kg 3.2.4 Utiliser le capteur de pesage multipoint HBMPW6KRC3 et, conformément au guide de sélection du modèle de capteur, choisir une charge nominale (plage de mesure) de 5 kg. 3.3 La méthode d'élimination des produits non conformes est claire 3.3.1 Le produit inspecté comporte une grande quantité de pièces. Poids net : < 500 g. Compte tenu du taux élevé, la méthode d'élimination adoptée est le soufflage d'air. 4. Structure et caractéristiques techniques clés 4.1 Le convoyeur à bande pesante est composé de tambours principaux et entraînés, de courroies de transmission, de servomoteurs à courant alternatif, de supports de cartes son, etc. Les tambours principaux et entraînés utilisent une conception globale du tambour de taille réduite afin d'éviter raisonnablement la déviation de direction de la courroie de transmission. De plus, les tambours maître et esclave doivent subir un test d'équilibrage dynamique, niveau 6,3G (erreur 0,3g), afin d'éviter les dommages lors de la vérification de la symétrie des vibrations causés par le mouvement déséquilibré des tambours maître et esclave.

Le convoyeur à bande pesante est équipé d'un servomoteur à courant alternatif qui ajuste instantanément sa vitesse en fonction de la longueur et de la quantité des pièces à contrôler, garantissant ainsi le pesage d'un seul produit à la fois. Grâce à un système de transmission par poulies synchrones entre le servomoteur et le tambour actif, la transmission est stable et silencieuse. Un déflecteur de pluie à rainure en V est installé sur la bande motrice afin d'éviter le renversement des produits cylindriques pendant le transport et d'assurer la fiabilité et la précision du pesage. Le convoyeur est également doté d'un carter anti-vent pour le protéger des intempéries et éviter tout contact avec le convoyeur, préservant ainsi la qualité du pesage.

La butée à tenon est conçue pour être utilisée entre le convoyeur à bande pesante et le châssis de la carte son. Le bouton est à verrouillage et déverrouillage rapides, facilitant ainsi le démontage et la maintenance du convoyeur. Les tambours principal et entraîné du convoyeur à bande pesante sont équipés de capteurs optiques permettant de vérifier l'entrée et la sortie complètes des marchandises, garantissant ainsi leur présence sur la balance. Un contrôle de pesage est effectué sur le convoyeur à bande lourd afin d'assurer la précision de la pesée. 4.2 La structure du convoyeur d'alimentation et du convoyeur à bande pesante est identique, mais le test d'équilibrage dynamique des tambours principal et entraîné n'est pas réalisé.

4.3 La cellule de pesée adopte une conception entièrement fermée, comprenant un couvercle de base, la cellule elle-même, un support de connexion, etc. Le couvercle de base est muni d'un boulon d'ancrage de protection contre les surtensions, situé directement sous la cellule de pesée, sur le support de connexion. Après l'essai de cale, lorsque la charge atteint sa valeur nominale, la sortie du capteur de pesage est de 1 mV. Grâce au réglage du boulon d'ancrage de protection contre les surtensions, si la charge dépasse à nouveau la valeur nominale, la sortie du capteur de pesage est de l'ordre du millivolt. La valeur en volts reste inchangée. Le capteur de pesage utilisé est un capteur multipoints de type HBMPW6KRC3, et la plus grande plateforme de pesage mesure 300 mm × 300 mm. 4.4 La méthode de retrait peut être effectuée par soufflage d'air ou par poussoir à vérin, selon le poids net et la quantité du produit, etc. Pour les produits d'un poids net inférieur à 500 grammes, le retrait par soufflage d'air est recommandé. L'enlèvement par soufflage d'air présente une structure simple et une grande efficacité.

Le dispositif d'éjection est fixé sur le convoyeur d'alimentation et les produits non conformes (poids insuffisant ou excessif) sont triés selon leur poids net. Plusieurs dispositifs d'éjection peuvent être utilisés pour acheminer les produits non conformes vers les bacs de collecte correspondants, comme illustré sur la figure 2. Le bac de collecte des produits non conformes est entièrement fermé. Il est équipé d'une porte d'alimentation et d'une serrure, et son ouverture est assurée par un personnel dédié afin de garantir une gestion efficace des produits non conformes. 4.5 Un automate programmable est utilisé dans le système de commande automatique des équipements électriques. Il reçoit les données de fonctionnement de la ligne de production du client et le système de commande automatique des équipements électriques démarre automatiquement. De plus, en cas d'alarme de défaut général sur la peseuse multi-têtes de la ligne de production de produits de soins de la peau, un mécanisme de retour d'information sur les défauts généraux est également utilisé.

Lorsque le capteur photoélectrique du convoyeur d'alimentation détecte le produit, la peseuse multi-têtes de la ligne de production de produits de soins de la peau se met en marche. Le contrôle en ligne du poids et des mesures du produit est alors effectué, et les produits non conformes sont retirés de la ligne de production par le système d'éjection. Les résultats de l'analyse statistique du test de poids net sont immédiatement affichés sous forme de signaux de retour d'information, permettant ainsi d'ajuster le poids net pour la conception de l'emballage. 5. Conclusion : Grâce à la technologie de pesage dynamique du convoyeur, pilotée par un automate programmable, les produits de soins de la peau de la ligne de production sont acheminés vers le convoyeur de pesage via le convoyeur d'alimentation. Le contrôleur de pesage sélectionne la méthode d'ouverture (externe ou interne) pour effectuer le contrôle en ligne du poids et des mesures. La valeur de poids net obtenue pour chaque produit est comparée à la valeur cible prédéfinie afin de déterminer si le poids net du produit testé est conforme à la norme. Les produits non conformes sont retirés par le système d'éjection. L'ensemble du processus est automatisé. Effectuez un contrôle du poids net ; de plus, les résultats de l'analyse statistique de ce contrôle seront affichés en temps réel sous forme de signaux de données de retour d'information, et le poids net de la conception de l'emballage sera ajusté afin de contrôler raisonnablement les coûts.

Ce produit technique convient à la surveillance en ligne du poids net des lignes de production de matières premières dans les secteurs pharmaceutique, alimentaire, chimique, des boissons, des produits de soins de la peau, des plastiques et du caoutchouc vulcanisé.

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