材料分拣装置论文

1、自动材料分拣装置系统设计摘要：材料分拣装置是一种典型的机电一体化设备。本文根据实际应用要求，设计自动材料分拣装置，实现对铁块、铝块及蓝色、黄色两种颜色块共四种材料的自动分拣。关键词：材料分拣 机电一体化 自动化1. 引言自动分拣设备是典型的机电一体化设备，是一种能把物件从主输送线按一定的规律分别导入到指定的分支输送线上，具有对物件进行分类或重组功能的设备。自动分拣设备的技术和形式会根据设备主体结构及功能的不同而不同。主要有物件的输送、供件、分拣主线、物件下线集堆、系统电控和信息处理的部分组成。材料分拣装置模型，主要运用各种传感器感应，PLC可编程控制器控制各执行机构工作，实现分拣自动控制。通过

2、材料分拣装置的设计，学会了查阅各种参考资料，与组员分工合作，讨论设计过程中遇到的各种问题，加深了对工业自动化工作原理的了解，熟悉装置中各工作部件的性能。材料分拣装置反映了工业自动化的工作原理，完全可以推广到实际生产中。近几年，输送分拣系统由于它能有效地解决早期物流系统未整体规划造成“配”和“送”工艺环节人工作业运行成本高、效率低等弊病，应用的领域越来越广泛。因此，近几年自动分拣输送技术和应用逐渐成为物流系统规划和方案设计的必要环节。设备需求是以行业发展为前提，各个行业会提出不同的需求。当前，我国物流领域涉及分拣设备的主要有邮政、烟草、图书、医药、百货配送等行业。邮政行业通过前段时期的规划建设和

3、步入市场运作后，各级邮政局分拣设备的配备已趋合理，在未拓展新业务之前，不会有大的需求。而烟草、图书、医药、百货配送等行业正处发展时期，全国同行业竞争日趋激烈，为求得市场份额，企业在整合资源扩大规模同时，必将通过运用现代物流技术来提高市场反应速度，以赢得市场竞争力，从而适应各行业小批量、多品种、多客户端的各种高速自动分拣。2. 材料分拣装置的设计原理材料分拣装置是一个模拟自动化工业生产过程的微缩模型，它使用了PLC、传感器、位置控制、电机传动和气动等技术，可以实现不同材料的自动分选和归类功能，并可配置监控软件由上位计算机监控。材料分拣装置由底座、气动部分、物料传送及电气控制等四部分组成。气动部分

4、由电磁阀和汽缸组成；物料传送部分由电机和传送带组成。材料分拣装置是模拟自动化工业生产过程的微缩模型，它使用了PLC控制、结合传感器、位置控制、电气传动和气动等技术，并运用梯形图编程,实现对铁块、铝块及蓝色、黄色两种颜色块共四种材料的自动分拣.该系统的通用性极强,可靠性好,程序开发简单,可适应材料分拣生产线的需求。该装置采用台式结构，配有三菱FX2N48MR-ES/UL型可编程控制器、传感器（光电式、电感式、颜色、电容传感器、磁感应式）、旋转编码器、交流电动机、输送带、气缸、电磁阀、直流电源、空气过滤减压器等，是典型的机电一体化装置。电气控制采用三菱的可编程控制器、步进电机驱动器、电源、传感器等

5、器件组成。三菱主机内置数字量I/O（24路输入/16路输出）。选用的主机功能齐全，性能优越。通过传感器信号采集，PLC编程，实现对电磁阀、传送电机进行较复杂的开关控制、时序逻辑控制等功能。自动分拣装置系统一般由控制装置(PLC可编程控制器)、分类装置(传感器)、输送装置(输送带)及分拣道口组成。料块仓库是一个手动入库自动出库的装置。使用时可将料块放入仓库中，当光电传感器检测到料块时系统开始运行，即启动输送带并由出库气缸将库内最底层料块推入输送带。电动输送带是由交流电机驱动的皮带式水平输送装置。它将料块匀速平稳的送至自动分选部件。自动分选部件由物料传感器、旋转编码器、微型直线气缸及滑道组成。分类

6、装置的作用是根据控制装置发出的分拣指示，当传感器检测到相应料块时，对应的气缸将其推入应去的滑道；当料块的材料或颜色为非分选要求时，经旋转编码器计量后对应的气缸将其推入相应的滑道。输送装置的主要组成部分是传送带及电机，其主要作用是使待分拣材料在输送带方向移动，输送装置的一侧，连接有若干分拣滑道口，使分好类的商品滑下分拣滑道以便进行后续作业。控制器采用PLC控制，它接受仓库传感器、各料块传感器、旋转编码器、气缸位置传感器的信号，根据要求分别控制输送带电机和各电磁换向阀，从而实现分拣动作，完成分拣任务。3. 材料分拣装置的设计方案.3.1 该装置基本上由下列各部分组成：1) 输入装置：被拣商品由输送

7、机送入分拣系统；2) 货架信号设定装置：被拣商品在进入分拣机前，先由信号设定装置（键盘输入、激光扫描条码等）把分拣信息（如配送目的地、客户户名等）输入计算机中央控制器；3) 进货装置：或称喂料器，它把被拣商品依次均衡地进入分拣传送带，与此同时，还使商品逐步加速到分拣传送带的速度；4) 分拣装置：它是自动分拣机的主体，包括传送装置和分拣装置两部分。前者的作用是把被拣商品送到设定的分拣道口位置上；后者的作用是把被拣商品送入分拣道口；5) 分拣道口：是从分拣传送带上接纳被拣商品的设施。可暂时存放未被取走的商品，当分拣道口满载时，由光电管控制阻止分拣商品不再进入分拣道口；6) 计算机控制器：是传递处理

8、和控制整个分拣系统的指挥中心。自动分拣的实施主要靠它把分拣信号传送到相应的分拣道口，并指示启动分拣装置，把被拣商品送入道口。分拣装置的控制方式主要是脉冲信号跟踪法。3.2 传感器的选用1）颜色传感器选用TCS230芯片的结构柜图与特点特点：单一芯片上集成了红绿蓝三种滤光器输出信号是数字量，可以驱动标准的TTL逻辑输入，可直接与微处处理器或其它逻辑电路相连接。2）电容传感器选用平板式电容传感器特点：测量精度高，有较强抑制寄生电容的能力，结构简单，分辨率高，搞于扰能力强，动态响应快，能在恶劣工况条件工作，并能实现非接触式测量。3）电感传感器选用QH8500电涡流传感器特点：具有测量范围宽、抗干扰能

9、力强，不受油污等介质影响，结构简单。测量电路原理框图：4）光电传感器选用对射式光电传感器 对射式光电传感器包含在结构上相互分离且光轴相对放置的发射器和接收器，发射器发出的光线直接进入接收器。当被检测物体经过发射器和接收器之间且阻断光线时，光电传感器就产生了开关信号。当检测物体是不透明时，对射式光电传感器是最可靠的检测模式。3.3 控制过程说明1）动作特性： 启动输送带，各种材料被输送； 颜色传感器检测到红色材料，气缸推进，材料进滑道，气缸到位后退回等待；电感传感器检测到铁材料，气缸推进，材料进滑道，气缸到位后退回等待；电传传感器检测到塑料，气缸推进材料进滑道，气缸到位后退回等待。2)控制特点：

10、通过选择开关可实现自动运行，手动操作，按下起动按钮后系统开始运行；制定控制方案，用选择开关来决定控制系统的全自动，手动调整方式；系统处于全自动运行方式时，可实现自动往复地循环执行；采用2台电动机，主动电动机，气压电动机其他所有运动都采用气压传动。3.4 相关材料使用:输入元件：5个传感器主令元件：手动运行选择按钮S1 ,全自动运行选择按钮S2 输送带电动机正转S3，输送带电动机反转S4输出元件：控制5个气缸工作的方向控制电磁阀辅助继电器：M0、M1 定时器：T0根据工作要求和功能的扩展，选用三菱FX2N-48MR-UA1/UL（AC）。分拣系统与PLC的I/O分配表三菱PLC(I/O)分拣系统

11、接口(I/O)备注输入部分XFSFW1(推气缸1动作限位)  X1SFW2(推气缸2动作限位)  X2SFW3(推气缸3动作限位)  X3SFW4(推气缸4动作限位)  X4SFW5(下料气缸动作限位)  X5SA(电感传感器)  X6SB(电容传感器)  X7SC(颜色1传感器)  X8SBW1(推气缸1回位限位)  X9SBW2(推气缸2回位限位)  XASBW3(推气缸3回位限位)  XBSBW4(推气缸4回位限位)  XCSBW5(下料气缸回位限位)  XD

12、SD(颜色2传感器)  XESN(下料传感器)判断下料有无X0UCP(计数传感器)  输出部分Y0YV1(推气缸1电磁阀)  Y1YV2(推气缸2电磁阀)  Y2YV3(推气缸3电磁阀)  Y3YV4(推气缸4电磁阀)  Y4YV5(下料气缸电磁阀)  Y5M(输送带电机)  FX2N-48MR-UA1/UL（AC）参数：型号输入输出用户电源允许瞬时断电时间点数类型点数消耗功率FX2N-4824110V AC2450 WAC 100V-240V+(10%15)50HZ/60HZ10 msI/O地址分配表:输入输出I

13、/O 地址符号信号说明I/O地址符号信号说明X000SA电感传感器（检测铁块）Y000A0气缸1推出X001Y001A1气缸1退回X002SB电容传感器（检测铝块）Y002B0气缸2推出X003Y003B1气缸2退回X004SC颜色传感器（检测塑料）Y004C0气缸3推出X005Y005C1气缸3退回X006SD光电传感器（检测其他材料）Y006D0气缸4推出X007Y007D1气缸4退回X008SE光电传感器（检测是否有材料通过）Y008E0下料气缸推出X009Y009E1下料气缸退回X010Y010KM1控制传送带电机X011S1手动运行选择Y011KM2控制空压机电机X012S2全自动运

14、行选择Y012X013S3输送带电动机正转Y013X014S4输送带电动机反转Y014不进PLCS总停按钮不进PLCKM1传送带电动机启动停止不进PLCKM2空压机电动机启动停止4. 调试方法：   1) 通电状态下，在颜色传感器下方的传送带上，放置带有某一颜色料块，调节传感器上的电位器，观察窗口中红黄（或绿）指示灯，当两灯恰同时发光时，该灵敏点即为料块颜色检出点。（注：顺时针旋转检测色温向低端移动，否则反之）2) 在电感传感器下方的传送带上，放置铁质料块，调整传感器上两螺母，使传感器上下移动，恰好使传感器上端指示灯发光，该高度即为传感器对铁质材料的检出点。3) 在电容传感器下方的传送带上，放置铝质料块，调整传感器上两螺母，使传感器上下移动，恰好使传感器上端指示灯发光，该高度即为传感器对铝质材料的检出点。5. 使用方法：1) 气源由二联体左侧进气口连接6气管,另一端接至气源。（非长期使用，不要向油杯里注油，气压表标值建议调