本发明涉及物料包装领域，尤其涉及一种粉料连续配重包装方法及包装自动化系统。
背景技术：
1、建筑材料制备和制药等领域对于化工成品和药品的制备具有严格配方要求，建材成品和药品内部不同成分的粉料配重直接影响产品的性能和质量。不同成分的粉料配重过多或过小，会导致建材成品性能不稳定和药品无法正常发挥药效。比如，在水泥生产中，硅酸二钙粉料配重大小直接影响水泥的硬化反应速度；在药品生产中，药物活性成分和辅料成分之间的配重大小关系直接影响药品的药效作用时间长度，从而决定药物治疗效果。可见在建筑材料制备和制药等领域对于粉料配重具有严格精准要求。
2、现有技术利用电子化称重手段能够在生产过程中对所有粉料进行精确称重，但是这种方式是以耗时长和需要间断操作为代价来进行多种粉料的配重包装，这不仅降低生产效率，同时也无法保证准确配重的所有粉料能够充分均匀混合，最终影响产品的性能。因此，如何在粉料重量配比允许误差范围内将多种粉料进行连续高效和自动化的配制包装以及确保多种粉料在包装后的均匀混合对于产品的生产效率和性能具有十分重要的意义。
技术实现思路
1、为了确保在粉料重量配比允许误差范围内将多种粉料进行连续高效和自动化的配制包装以及确保多种粉料在包装后的均匀混合，本发明提供了一种粉料连续配重包装方法，所述方法包括以下步骤：
2、获取若干输送带各自在运输相应粉料过程中的表面重量分布数据，基于所述表面重量分布数据和粉料混合配方信息，将每个输送带表面划分为依次连续邻接的若干粉料承载子区域；
3、对每个粉料承载子区域进行非接触识别，得到每个粉料承载子区域对应的第一粉料形态特征和第二粉料形态特征；基于每个粉料承载子区域对应的第一粉料形态特征和粉料物理特征，确定对每个粉料承载子区域承载的粉料进行刮取的动作特征信息，从而在所述粉料承载子区域运动至目标位置时将其承载的粉料刮取至包装袋内部；
4、基于所述包装袋被刮取装入的所有粉料各自的第二粉料形态特征和装入关系，对所述包装袋装入的所有粉料进行混合建模分析，确定对所述包装袋装入的所有粉料的摇匀动作，从而对密封后的所述包装袋进行相应的摇匀操作。
5、优选地，所述获取若干输送带各自在运输相应粉料过程中的表面重量分布数据，基于所述表面重量分布数据和粉料混合配方信息，将每个输送带表面划分为依次连续邻接的若干粉料承载子区域，具体为：
6、获取若干输送带各自在运输相应粉料过程中自身表面下方设置的重量传感阵列生成的重量检测数据；基于所述重量传感阵列在所述输送带表面下方的布置位置坐标信息，对所述重量检测数据进行位置坐标关联，得到所述输送带在运输相应粉料过程中的表面重量分布数据；其中，所述表面重量分布数据是指所述输送带运输的粉料沿所述输送带长度方向的重量分布数据；
7、基于所述粉料混合配方信息，确定每个输送带运输的粉料在一次包装过程中装入包装袋对应的重量值；基于所述重量值和所述表面重量分布数据，沿所述输送带的长度方向将所述输送带表面划分为依次连续邻接的若干粉料承载子区域，并标定每个粉料承载子区域在所述输送带表面的边界位置；其中，每个粉料承载子区域承载的粉料重量等于所述重量值。
8、优选地，所述对每个粉料承载子区域进行非接触识别，得到每个粉料承载子区域对应的第一粉料形态特征和第二粉料形态特征，具体为：
9、基于每个粉料承载子区域在所述输送带表面的边界位置，对每个粉料承载子区域进行可见光视觉识别和结构光扫描识别，分别得到每个粉料承载子区域对应的粉料堆积外形特征和粉料粒径特征；其中，所述粉料堆积外形特征包括所述粉料承载子区域自身全局范围内粉料堆积三维形状尺寸特征；所述粉料粒径特征包括所述粉料承载子区域自身全局范围内粉料的粒径大小分布特征。
10、优选地，所述基于每个粉料承载子区域对应的第一粉料形态特征和粉料物理特征，确定对每个粉料承载子区域承载的粉料进行刮取的动作特征信息，从而在所述粉料承载子区域运动至目标位置时将其承载的粉料刮取至包装袋内部，具体为：
11、基于每个粉料承载子区域对应的粉料堆积外形特征和粉料粘度特征，对每个粉料承载子区域承载的粉料内部以及粉料与粉料承载子区域对应的输送带表面之间的粘结作用力进行建模分析，得到粉料内部以及粉料与粉料承载子区域对应的输送带表面之间各自的粘结作用力特征；其中，所述粘结作用力特征包括粘结作用力在不同方向上的大小分布特征；
12、基于所述粘结作用力特征，确定对每个粉料承载子区域承载的粉料进行全局化刮取的动作方向和大小特征信息；基于所述粉料承载子区域在所述输送带表面的边界位置，判断所述粉料承载子区域是否运动至目标位置；若是，则基于所述动作方向和大小特征信息，将所述粉料承载子区域承载的粉料刮取至包装袋内部；若否，则不刮取所述粉料承载子区域承载的粉料。
13、优选地，所述基于所述包装袋被刮取装入的所有粉料各自的第二粉料形态特征和装入关系，对所述包装袋装入的所有粉料进行混合建模分析，确定对所述包装袋装入的所有粉料的摇匀动作，从而对密封后的所述包装袋进行相应的摇匀操作，具体为：
14、基于所述包装袋被刮取装入的所有粉料的粒径大小分布特征和装入时间先后关系进行混合建模分析，确定将所述包装袋装入的所有粉料进行均匀混合时需要对所述包装袋进行的摇晃动作参数；其中，所述摇晃动作参数包括摇晃动作方向、幅度和持续时间；
15、基于所述摇晃动作参数，对密封后的所述包装袋进行相应的摇匀操作。
16、另一方面，本发明提供了一种粉料连续配重包装自动化系统，所述系统包括以下模块：
17、重量数据获取模块，用于获取若干输送带各自在运输相应粉料过程中的表面重量分布数据；
18、区域划分模块，用于基于所述表面重量分布数据和粉料混合配方信息，将每个输送带表面划分为依次连续邻接的若干粉料承载子区域；
19、非接触识别模块，用于对每个粉料承载子区域进行非接触识别，得到每个粉料承载子区域对应的第一粉料形态特征和第二粉料形态特征；
20、粉料刮取控制模块，用于基于每个粉料承载子区域对应的第一粉料形态特征和粉料物理特征，确定对每个粉料承载子区域承载的粉料进行刮取的动作特征信息，从而在所述粉料承载子区域运动至目标位置时将其承载的粉料刮取至包装袋内部；
21、摇匀操作控制模块，用于基于所述包装袋被刮取装入的所有粉料各自的第二粉料形态特征和装入关系，对所述包装袋装入的所有粉料进行混合建模分析，确定对所述包装袋装入的所有粉料的摇匀动作，从而对密封后的所述包装袋进行相应的摇匀操作。
22、优选地，所述重量数据获取模块获取若干输送带各自在运输相应粉料过程中的表面重量分布数据，具体为：
23、获取若干输送带各自在运输相应粉料过程中自身表面下方设置的重量传感阵列生成的重量检测数据；基于所述重量传感阵列在所述输送带表面下方的布置位置坐标信息，对所述重量检测数据进行位置坐标关联，得到所述输送带在运输相应粉料过程中的表面重量分布数据；其中，所述表面重量分布数据是指所述输送带运输的粉料沿所述输送带长度方向的重量分布数据；
24、所述区域划分模块基于所述表面重量分布数据和粉料混合配方信息，将每个输送带表面划分为依次连续邻接的若干粉料承载子区域，具体为：
25、基于所述粉料混合配方信息，确定每个输送带运输的粉料在一次包装过程中装入包装袋对应的重量值；基于所述重量值和所述表面重量分布数据，沿所述输送带的长度方向将所述输送带表面划分为依次连续邻接的若干粉料承载子区域，并标定每个粉料承载子区域在所述输送带表面的边界位置；其中，每个粉料承载子区域承载的粉料重量等于所述重量值。
26、优选地，所述非接触识别模块对每个粉料承载子区域进行非接触识别，得到每个粉料承载子区域对应的第一粉料形态特征和第二粉料形态特征，具体为：
27、基于每个粉料承载子区域在所述输送带表面的边界位置，对每个粉料承载子区域进行可见光视觉识别和结构光扫描识别，分别得到每个粉料承载子区域对应的粉料堆积外形特征和粉料粒径特征；其中，所述粉料堆积外形特征包括所述粉料承载子区域自身全局范围内粉料堆积三维形状尺寸特征；所述粉料粒径特征包括所述粉料承载子区域自身全局范围内粉料的粒径大小分布特征。
28、优选地，所述粉料刮取控制模块基于每个粉料承载子区域对应的第一粉料形态特征和粉料物理特征，确定对每个粉料承载子区域承载的粉料进行刮取的动作特征信息，从而在所述粉料承载子区域运动至目标位置时将其承载的粉料刮取至包装袋内部，具体为：
29、基于每个粉料承载子区域对应的粉料堆积外形特征和粉料粘度特征，对每个粉料承载子区域承载的粉料内部以及粉料与粉料承载子区域对应的输送带表面之间的粘结作用力进行建模分析，得到粉料内部以及粉料与粉料承载子区域对应的输送带表面之间各自的粘结作用力特征；其中，所述粘结作用力特征包括粘结作用力在不同方向上的大小分布特征；
30、基于所述粘结作用力特征，确定对每个粉料承载子区域承载的粉料进行全局化刮取的动作方向和大小特征信息；基于所述粉料承载子区域在所述输送带表面的边界位置，判断所述粉料承载子区域是否运动至目标位置；若是，则基于所述动作方向和大小特征信息，将所述粉料承载子区域承载的粉料刮取至包装袋内部；若否，则不刮取所述粉料承载子区域承载的粉料。
31、优选地，所述摇匀操作控制模块基于所述包装袋被刮取装入的所有粉料各自的第二粉料形态特征和装入关系，对所述包装袋装入的所有粉料进行混合建模分析，确定对所述包装袋装入的所有粉料的摇匀动作，从而对密封后的所述包装袋进行相应的摇匀操作，具体为：
32、基于所述包装袋被刮取装入的所有粉料的粒径大小分布特征和装入时间先后关系进行混合建模分析，确定将所述包装袋装入的所有粉料进行均匀混合时需要对所述包装袋进行的摇晃动作参数；其中，所述摇晃动作参数包括摇晃动作方向、幅度和持续时间；
33、基于所述摇晃动作参数，对密封后的所述包装袋进行相应的摇匀操作。
34、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
35、利用若干输送带分别运输生产产品所需的各种不同粉料，获取每个输送带运输粉料过程中的表面重量分布数据，利用输送带对粉料进行连续化动态化称重，便于后续在输送带上准确获取合适重量的粉料。还结合表面重量分布数据和粉料混合配方信息，将输送带表面划分为若干粉料承载子区域，每个粉料承载子区域承载制备一个产品所需相应粉料的重量份，这样通过输送带将自身包含的若干粉料承载子区域承载相应重量份的粉料进行运输，即可实现连续不间断的粉料配重装袋，以及确保每种粉料的配重均能够在允许误差范围内。
36、再识别每个粉料承载子区域对应的第一粉料形态特征和第二粉料形态特征，对每个粉料承载子区域的粉料堆积形态和粒径分布形态进行表征确定，为后续控制刮取粉料承载子区域的粉料到包装袋和对包装袋内部所有粉料均匀混合提供可靠依据。基于每个粉料承载子区域对应的第一粉料形态特征和粉料物理特征，确定粉料内部的粘结作用力以及粉料与输送带表面的粘结作用力，控制对粉料承载子区域上的粉料的刮取动作，确保将粉料承载子区域上的粉料彻底完整刮取装入到包装袋，提高粉料配重装袋精确性。
37、还基于包装袋被刮取装入的所有粉料各自的第二粉料形态特征和装入关系，进行粉料混合建模分析，确定对包装袋装入的所有粉料的摇匀动作，并对密封后的包装袋进行摇匀操作，结合包装袋内部所有粉料的粒径分布特征，快速将所有粉料进行充分均匀混合，避免粉料分布不均匀而影响产品的性能。
1.一种粉料连续配重包装方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取若干输送带各自在运输相应粉料过程中的表面重量分布数据，基于所述表面重量分布数据和粉料混合配方信息，将每个输送带表面划分为依次连续邻接的若干粉料承载子区域，具体为：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对每个粉料承载子区域进行非接触识别，得到每个粉料承载子区域对应的第一粉料形态特征和第二粉料形态特征，具体为：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于每个粉料承载子区域对应的第一粉料形态特征和粉料物理特征，确定对每个粉料承载子区域承载的粉料进行刮取的动作特征信息，从而在所述粉料承载子区域运动至目标位置时将其承载的粉料刮取至包装袋内部，具体为：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述包装袋被刮取装入的所有粉料各自的第二粉料形态特征和装入关系，对所述包装袋装入的所有粉料进行混合建模分析，确定对所述包装袋装入的所有粉料的摇匀动作，从而对密封后的所述包装袋进行相应的摇匀操作，具体为：
6.一种粉料连续配重包装自动化系统，其特征在于，所述系统包括以下模块：
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述重量数据获取模块获取若干输送带各自在运输相应粉料过程中的表面重量分布数据，具体为：
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述非接触识别模块对每个粉料承载子区域进行非接触识别，得到每个粉料承载子区域对应的第一粉料形态特征和第二粉料形态特征，具体为：
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述粉料刮取控制模块基于每个粉料承载子区域对应的第一粉料形态特征和粉料物理特征，确定对每个粉料承载子区域承载的粉料进行刮取的动作特征信息，从而在所述粉料承载子区域运动至目标位置时将其承载的粉料刮取至包装袋内部，具体为：
10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述摇匀操作控制模块基于所述包装袋被刮取装入的所有粉料各自的第二粉料形态特征和装入关系，对所述包装袋装入的所有粉料进行混合建模分析，确定对所述包装袋装入的所有粉料的摇匀动作，从而对密封后的所述包装袋进行相应的摇匀操作，具体为：
