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推出式物流分拣线实验装置系统设计
添加时间:2018-8-8 16:08:24

分拣是把很多货物按品种,从不同的地点和单位分配到所设置的场地的作业。按分拣的手段不同,可分为人工分拣、机械分拣和自动分拣。 


目前自动分拣已逐渐成为主流,因为自动分拣是从货物进入分拣系统送到指定的分配位置为止,都是按照人们的指令靠自动分拣装置来完成的。这种装置是由接受分拣指示情报的控制装置、计算机网络,把到达分拣位置的货物送到别处的的搬送装置。由于全部采用机械自动作业,因此,分拣处理能力较大,分拣分类数量也较多。 


物流分拣线


设计的主要目的是考虑学校教学和科研单位研究的需要,为了更好地配合学生学习分拣系统的相关知识。了解当前物流部门最新的分拣技术和设备。我国的分拣技术才开始起步,仅在邮电部门的邮政局有一些小型的半自动的翻盘分拣用于邮包分拣,在别的行业就很少见到一定规模和一定水平的分拣系统。在学校和科研单位用于分拣的实验装置也不是很多。社会的发展要求我们具备这方面的知识。所以研究物流分拣线实验装置以及实验系统的设计是很有必要的。 


1.分拣实验装置设计 


推出式物流分拣线实验装置及分拣信号自动识别实验系统的设计,重点在分拣推出装置和控制信号的设计上。分拣装置有多种方法,翻盘式分拣装置、横向推出式胶带分拣装置、辊道式分拣装置。考虑到本次设计是推出式物流分拣线实验装置及分拣信号自动识别实验系统设计。分拣实验装置采用动力式辊子输送装置,驱动装置是选用电动机与行星摆线针轮减速器组合形式,这样辊子转动呈主动状态,可以严格控制运行状态,按规定的速度精确、平稳、可靠地输送物品。动力式辊子输送装置一般采用链传动,单链传动结构布置紧凑,适用于轻载、低速、连续运行的情况。而双链传动适于载荷较大、速度较高、起动和制动较为频繁的场合。因此本次设计选用单链传动。 


分拣系统的信号采集主要依靠色敏传感器。因为各个物块的颜色不同,根据颜色值的变化能分清是否要实行分拣操作。由于只要求分拣系统能分辨颜色值的变化,而对物品的颜色标定没有具体要求。具体的颜色测量方式有三种:直接式、透射式、反射式,考虑到系统用在物品分拣系统上,所以使用反射式测量方式。 


在分拣支路上安装色敏传感器,通过调整色敏传感器的工作点,进行颜色测定时,须对信号采集电路的信号输出大小进行计算,得出被测物块的颜色值,把所测的颜色值同单片机中的物块颜色值进行比较,得到它们之间最相关的值,确定所测值的颜色。如果需要分拣则驱动气动执行机构。 


气动执行机构是选用磁性气缸,利用磁性气缸的磁性,当控制系统发出控制信号时,磁性气缸速度控制回路采用排气节流调速方式.当颜色传感器识别出某一颜色的物块时启动动力机构, 磁性气缸套带动滑块推动物品向指定的分支口运行.当执行完此动作,活塞返回到原来位置,等待下一次分拣动作,实现物品的分拣。由于考虑实验装置的小巧性,选用的磁性无活塞杆气缸可以比普通的气缸节省44%的空间,而且密封性能较好、动作稳定性好。 


(1)辊子输送装置的设计 


辊子输送装置可以沿水平或较小的倾斜角输送具有平直底部的成件物品,与其他输送装置相比,除了具有结构简单、运转可靠、维护方便、经济、节能等优点以外,最突出的就是它与生产工艺过程能较好地衔接和配套,并有功能的多样性。 


根据本次设计的实际情况,选用GZT型辊子输送装置,采用动力式、圆柱形、定轴式辊子装置。动力式辊子输送装置本身具有驱动装置,辊子转动呈主动状态,可以严格控制物品运行状态,按规定的速度精确、平稳、可靠地输送物品,便于实现输送过程的自动控制。采用单链传动结构布置紧凑,适用于轻载、低速、持续运行的场合。圆柱形辊子输送装置通用性好,可以输送具有平直底部的各类物品,允许物品的宽度在较大范围内变动。定轴式辊子输送装置辊子绕定轴旋转,辊子转动部分自重而轻,运行阻力小,辊子与机架整体组装性好。 


(2)磁性气缸的结构设计 


当气源推动磁性活塞时活塞带动缸筒外的支架一起移动。支架上带动负荷的大小,取决于磁性活塞的磁力大小。要求承受一定的负荷,须设计好一定的磁力。 


磁性气缸的活塞在缸筒内作轴向运动,支架在缸筒外作轴向运动,所以对缸筒内外都有粗糙度和形状公差的要求,否则易产生爬行、使用压力增大等等。 


磁性气缸的活塞和移动支架上的永久磁铁(内外一对磁钢),磁力线沿一定的路径闭合而成回路。其中沿磁片和工作气隙(缸壁厚)形成一个磁通回路,是它产生的磁力使支架和活塞获得同步,没有经过工作的气隙,因为漏磁通不起作用,所以漏磁通越小越好,则要求缸壁薄,不导磁材料,但是缸壁太薄,机械强度就不够。一般要考虑机械强度和漏磁通两者兼顾。 


磁性气缸支架(移动体)是靠磁力和活塞同步移动的,为了使三者不脱开,气缸的轴向负荷应小于磁力。一般在考虑选用时要比实际使用负载大15~20%为好。 


(3)磁性气缸速度控制回路设计 


采用单向节流阀的双向调速回路。采用排气节流调速方式。当颜色传感器识别出某一颜色的物块时。启动动力机构,活塞套带动滑块横向移动,推动物块向指定位置运动。当执行完此动作。气缸推动活塞反回到原来位置,等待下一次分拣动作。 


(4)控制系统设计 


本次设计选用单片机控制,由传感器识别出的信号经A/D转换后送入单片机,通过编制的程序实现驱动功能。电磁阀通电后,相应的气压回路接通。通过磁性气缸的运动带动滑块横向推动物块运动到指定的分拣口。 


分拣系统的核心是单片机系统的设计。系统的工作原理是:通过调整色敏传感器的工作点,进行颜色测定时,须对采集电路的信号输出大小进行计算,得出被测包装的颜色值,把所测的颜色值同单片机中的物品包装颜色值进行比较,得到它们之间最相关的值,确定所测值的颜色。如果需要分拣则驱动气动执行机构。 


2.主要结论和特点 


1.自动分拣推出实验装置是在结合现场分拣系统的原理上,将分拣系统小型化。分拣实验装置的重点在分拣推出装置设计和控制信号自动识别。 


2.论述目前分拣机的原理、方法、推出装置的设计思路和分拣机常用的控制方式。通过比较和分析,本次设计选用8031为主设计,通过色敏传感器得出识别控制信号,分拣推出装置根据控制信号的指令,通过滑块将物品分拣。 


3.对于设计的分拣实验装置,在设计中力求将所学的知识用于实践,并注意使设计结构简单、实用并有较好的经济性和可加工性。 


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