分揀是把很多貨物按品種，從不同的地點和單位分配到所設(shè)置的場地的作業(yè)。按分揀的手段不同，可分為人工分揀、機械分揀和自動分揀。
目前自動分揀已逐漸成為主流，因為自動分揀是從貨物進入分揀系統(tǒng)送到指定的分配位置為止，都是按照人們的指令靠自動分揀裝置來完成的。這種裝置是由接受分揀指示情報的控制裝置、計算機網(wǎng)絡(luò)，把到達(dá)分揀位置的貨物送到別處的的搬送裝置。由于全部采用機械自動作業(yè)，因此，分揀處理能力較大，分揀分類數(shù)量也較多。
設(shè)計的主要目的是考慮學(xué)校教學(xué)和科研單位研究的需要，為了更好地配合學(xué)生學(xué)習(xí)分揀系統(tǒng)的相關(guān)知識。了解當(dāng)前物流部門最新的分揀技術(shù)和設(shè)備。我國的分揀技術(shù)才開始起步，僅在郵電部門的郵政局有一些小型的半自動的翻盤分揀用于郵包分揀，在別的行業(yè)就很少見到一定規(guī)模和一定水平的分揀系統(tǒng)。在學(xué)校和科研單位用于分揀的實驗裝置也不是很多。社會的發(fā)展要求我們具備這方面的知識。所以研究物流分揀實驗裝置以及實驗系統(tǒng)的設(shè)計是很有必要的。
1.分揀實驗裝置設(shè)計
推出式物流分揀實驗裝置及分揀信號自動識別實驗系統(tǒng)的設(shè)計，重點在分揀推出裝置和控制信號的設(shè)計上。分揀裝置有多種方法，翻盤式分揀裝置、橫向推出式膠帶分揀裝置、輥道式分揀裝置?？紤]到本次設(shè)計是推出式物流分揀實驗裝置及分揀信號自動識別實驗系統(tǒng)設(shè)計。分揀實驗裝置采用動力式輥子輸送裝置，驅(qū)動裝置是選用電動機與行星擺線針輪減速器組合形式，這樣輥子轉(zhuǎn)動呈主動狀態(tài)，可以嚴(yán)格控制運行狀態(tài)，按規(guī)定的速度精確、平穩(wěn)、可靠地輸送物品。動力式輥子輸送裝置一般采用鏈傳動，單鏈傳動結(jié)構(gòu)布置緊湊，適用于輕載、低速、連續(xù)運行的情況。而雙鏈傳動適于載荷較大、速度較高、起動和制動較為頻繁的場合。因此本次設(shè)計選用單鏈傳動。
分揀系統(tǒng)的信號采集主要依靠色敏傳感器。因為各個物塊的顏色不同，根據(jù)顏色值的變化能分清是否要實行分揀操作。由于只要求分揀系統(tǒng)能分辨顏色值的變化，而對物品的顏色標(biāo)定沒有具體要求。具體的顏色測量方式有三種：直接式、透射式、反射式,考慮到系統(tǒng)用在物品分揀系統(tǒng)上，所以使用反射式測量方式。
在分揀支路上安裝色敏傳感器，通過調(diào)整色敏傳感器的工作點，進行顏色測定時，須對信號采集電路的信號輸出大小進行計算，得出被測物塊的顏色值，把所測的顏色值同單片機中的物塊顏色值進行比較，得到它們之間最相關(guān)的值，確定所測值的顏色。如果需要分揀則驅(qū)動氣動執(zhí)行機構(gòu)。
氣動執(zhí)行機構(gòu)是選用磁性氣缸，利用磁性氣缸的磁性，當(dāng)控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號時，磁性氣缸速度控制回路采用排氣節(jié)流調(diào)速方式.當(dāng)顏色傳感器識別出某一顏色的物塊時啟動動力機構(gòu), 磁性氣缸套帶動滑塊推動物品向指定的分支口運行.當(dāng)執(zhí)行完此動作，活塞返回到原來位置,等待下一次分揀動作，實現(xiàn)物品的分揀。由于考慮實驗裝置的小巧性，選用的磁性無活塞桿氣缸可以比普通的氣缸節(jié)省44%的空間，而且密封性能較好、動作穩(wěn)定性好。
（1）輥子輸送裝置的設(shè)計
輥子輸送裝置可以沿水平或較小的傾斜角輸送具有平直底部的成件物品，與其他輸送裝置相比，除了具有結(jié)構(gòu)簡單、運轉(zhuǎn)可靠、維護方便、經(jīng)濟、節(jié)能等優(yōu)點以外，最突出的就是它與生產(chǎn)工藝過程能較好地銜接和配套，并有功能的多樣性。
根據(jù)本次設(shè)計的實際情況，選用GZT型輥子輸送裝置，采用動力式、圓柱形、定軸式輥子裝置。動力式輥子輸送裝置本身具有驅(qū)動裝置，輥子轉(zhuǎn)動呈主動狀態(tài)，可以嚴(yán)格控制物品運行狀態(tài)，按規(guī)定的速度精確、平穩(wěn)、可靠地輸送物品，便于實現(xiàn)輸送過程的自動控制。采用單鏈傳動結(jié)構(gòu)布置緊湊，適用于輕載、低速、持續(xù)運行的場合。圓柱形輥子輸送裝置通用性好，可以輸送具有平直底部的各類物品，允許物品的寬度在較大范圍內(nèi)變動。定軸式輥子輸送裝置輥子繞定軸旋轉(zhuǎn)，輥子轉(zhuǎn)動部分自重而輕，運行阻力小，輥子與機架整體組裝性好。
（2）磁性氣缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
當(dāng)氣源推動磁性活塞時活塞帶動缸筒外的支架一起移動。支架上帶動負(fù)荷的大小，取決于磁性活塞的磁力大小。要求承受一定的負(fù)荷，須設(shè)計好一定的磁力。
磁性氣缸的活塞在缸筒內(nèi)作軸向運動，支架在缸筒外作軸向運動，所以對缸筒內(nèi)外都有粗糙度和形狀公差的要求，否則易產(chǎn)生爬行、使用壓力增大等等。
磁性氣缸的活塞和移動支架上的永久磁鐵（內(nèi)外一對磁鋼），磁力線沿一定的路徑閉合而成回路。其中沿磁片和工作氣隙（缸壁厚）形成一個磁通回路，是它產(chǎn)生的磁力使支架和活塞獲得同步，沒有經(jīng)過工作的氣隙，因為漏磁通不起作用，所以漏磁通越小越好，則要求缸壁薄，不導(dǎo)磁材料，但是缸壁太薄，機械強度就不夠。一般要考慮機械強度和漏磁通兩者兼顧。
磁性氣缸支架（移動體）是靠磁力和活塞同步移動的，為了使三者不脫開，氣缸的軸向負(fù)荷應(yīng)小于磁力。一般在考慮選用時要比實際使用負(fù)載大15～20%為好。
（3）磁性氣缸速度控制回路設(shè)計
采用單向節(jié)流閥的雙向調(diào)速回路。采用排氣節(jié)流調(diào)速方式。當(dāng)顏色傳感器識別出某一顏色的物塊時。啟動動力機構(gòu)，活塞套帶動滑塊橫向移動，推動物塊向指定位置運動。當(dāng)執(zhí)行完此動作。氣缸推動活塞反回到原來位置，等待下一次分揀動作。
（4）控制系統(tǒng)設(shè)計
本次設(shè)計選用單片機控制，由傳感器識別出的信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送入單片機，通過編制的程序?qū)崿F(xiàn)驅(qū)動功能。電磁閥通電后，相應(yīng)的氣壓回路接通。通過磁性氣缸的運動帶動滑塊橫向推動物塊運動到指定的分揀口。
分揀系統(tǒng)的核心是單片機系統(tǒng)的設(shè)計。系統(tǒng)的工作原理是：通過調(diào)整色敏傳感器的工作點，進行顏色測定時，須對采集電路的信號輸出大小進行計算，得出被測包裝的顏色值，把所測的顏色值同單片機中的物品包裝顏色值進行比較，得到它們之間最相關(guān)的值，確定所測值的顏色。如果需要分揀則驅(qū)動氣動執(zhí)行機構(gòu)。
2.主要結(jié)論和特點
1.自動分揀推出實驗裝置是在結(jié)合現(xiàn)場分揀系統(tǒng)的原理上，將分揀系統(tǒng)小型化。分揀實驗裝置的重點在分揀推出裝置設(shè)計和控制信號自動識別。
2.論述目前分揀機的原理、方法、推出裝置的設(shè)計思路和分揀機常用的控制方式。通過比較和分析，本次設(shè)計選用8031為主設(shè)計，通過色敏傳感器得出識別控制信號，分揀推出裝置根據(jù)控制信號的指令，通過滑塊將物品分揀。
3.對于設(shè)計的分揀實驗裝置，在設(shè)計中力求將所學(xué)的知識用于實踐，并注意使設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單、實用并有較好的經(jīng)濟性和可加工性。
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