一種可連續(xù)調(diào)節(jié)并自動分開的產(chǎn)線輸送方法

張保國 汪鵬 鞠鵬 孫偉

摘要：針對產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)速度快，產(chǎn)品之間的距離近，不能很好進行自動分撥和準(zhǔn)確的進行光電計數(shù)的的問題，設(shè)計的一種可連續(xù)調(diào)節(jié)并自動分開的產(chǎn)線輸送方法。產(chǎn)線由蛇形彎道、光電、分撥板（裝置）、氣缸、加速電機等組成，利用蛇形彎道的左右扭動和加速電機速度差原理將產(chǎn)品之間的距離加大，以便于光電的計數(shù)和PLC控制進行自動連續(xù)分撥產(chǎn)品。通過Solidworks建立虛擬樣機，對產(chǎn)品的工作過程進行了仿真，驗證了該設(shè)計方法的合理性。

關(guān)鍵詞：自動分撥；光電計數(shù)；PLC；SolidWorks

1 前 言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動化控制技術(shù)正廣泛的應(yīng)用于包裝機械行業(yè)。在包裝作業(yè)中，為提高產(chǎn)品裝箱質(zhì)量和效率，降低勞動強度和設(shè)備成本，多臺包裝產(chǎn)線和一條分撥產(chǎn)線配套使用將是發(fā)展趨勢。

在大批量生產(chǎn)產(chǎn)品過程中，如何有效的保證產(chǎn)品裝箱質(zhì)量和效率，輸送線上增大產(chǎn)品之間的距離是一個關(guān)鍵性的環(huán)節(jié)，產(chǎn)品之間的距離直接影響下道工序的計數(shù)、自動分撥的準(zhǔn)確性。在實際生產(chǎn)中，生產(chǎn)速度高，產(chǎn)品之間的距離，不能準(zhǔn)確的進行光電計數(shù)，從而不能很好的利用自動分撥進行分撥。目前為了解決這一問題，產(chǎn)線要特別增加一個工序，進行人工計數(shù)和分撥，這樣增加了此工作的勞動強度，減少了產(chǎn)品分撥精度，制約了后道工序的自動化的開展。從而影響了生產(chǎn)效率。

本文為解決上述存在的問題，針對不能分撥，產(chǎn)品距離近不易于計數(shù)，提供一種有效的解決方法。本文公布的解決方案是：一種可連續(xù)調(diào)節(jié)并自動分開的產(chǎn)線輸送方法，由蛇形彎道、光電、分撥板（裝置）、氣缸、加速電機構(gòu)成。其特征在于，在原有的產(chǎn)線上增加了蛇形彎道和加速電機，利用通過蛇形彎道的左右扭動和加速電機的速度差原理加大產(chǎn)品距離，以便于光電的計數(shù)，最后利用PLC進行控制氣缸推動分撥板進行產(chǎn)品的分撥。通過Solidworks建立虛擬樣機，對產(chǎn)品的工作過程進行了仿真，實現(xiàn)了產(chǎn)品的距離的加大。最終實現(xiàn)良好的分道計數(shù)等功能。

2 系統(tǒng)組成及工作原理

由可連續(xù)調(diào)節(jié)并自動分開的產(chǎn)線輸送俯視圖看，該系統(tǒng)由主輸送線、蛇形彎道、分撥板（裝置）、光電、操作臺板和轉(zhuǎn)彎輔道組成。

蛇形彎道的原理利用產(chǎn)品通過蛇形彎道的左右扭動，自動的分開產(chǎn)品距離。為加大產(chǎn)品之間的距離，更好的給光電、氣缸和分撥板足夠的反應(yīng)時間，在主輸送線本段位置另加一臺電機，速度大于蛇形彎道前端，這樣利于速度差可以更大的拉開產(chǎn)品距離。

光電主要利用產(chǎn)品通過輸送線，進行光電計數(shù)，將得到的精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)反饋給PLC，通過PLC控制氣缸推動分撥板執(zhí)行分撥，把產(chǎn)品精準(zhǔn)的分到主輸送線和彎道輔道上，以便下道工序的順利進行。

3軟件設(shè)計

3.1 PLC主程序軟件設(shè)計

PLC程序開發(fā)采用西門子可編程邏輯控制程序的標(biāo)準(zhǔn)軟件博途、使用ST語言編程、結(jié)合FBD功能塊圖搭建程序框圖。

參數(shù)化模塊設(shè)置加速電機的速度，光電計數(shù)通信模塊通過記錄通過產(chǎn)品數(shù)量并將信息發(fā)送給PLC，分撥板通過PLC信號，對氣缸進行控制進而控制分撥板。

參數(shù)初始化模塊完成分撥板初始化狀態(tài)、光電計數(shù)等工作。光電計數(shù)模塊完成工件計數(shù)功能，分撥板分撥模塊完成工件的分撥功能。

4 產(chǎn)線仿真

通過Solidworks建立產(chǎn)品產(chǎn)線樣機，利用motion插件進行運動仿真，模擬了在整個傳輸過程中產(chǎn)品在傳送帶上的狀態(tài)和位置關(guān)系，通過對產(chǎn)品之間距離測量和計算，獲得在初始位置時產(chǎn)品距離的數(shù)據(jù)變化，通過初始位置距離差來驗證該方法的有效性。

本方法最終要實現(xiàn)的是產(chǎn)品的精準(zhǔn)計數(shù)和自動分撥，產(chǎn)品的精準(zhǔn)計數(shù)和自動分撥是建立在產(chǎn)品之間的距離變大。因此，只需仿真產(chǎn)品在傳送帶上的狀態(tài)和位置關(guān)系。

4.1 仿真方案的設(shè)計

該仿真使用的產(chǎn)品是6個大小相同的酒盒，依次從1到6號排序，通過距離配合設(shè)置初始狀態(tài)第1號酒盒中心距離蛇形彎道前端的距離為200mm，后面酒盒中心距離依次增加160mm，經(jīng)測量酒盒前面與前酒盒后面之間的距離為10mm，距離很近。在蛇形彎道前端設(shè)置傳送帶的速度為400m/s，酒盒經(jīng)過蛇形彎道后的傳送帶為600m/s。

4.2 仿真結(jié)果

酒盒在仿真開始、經(jīng)過彎曲通道、仿真結(jié)束的狀態(tài)。

我們可以很直觀的看到物體的距離變大，在蛇形彎道中因為受到酒盒之間以及酒盒與彎道之間受到力以及加速電機的作用，物體的狀態(tài)和距離發(fā)生變化，其中3號酒盒和4號酒盒的表現(xiàn)更加明顯。在仿真結(jié)束后，酒盒和酒盒之間的距離相對于較均勻，使用Solidworks中的測量工具得到酒盒之間的距離如表格1所示。其中 和 分別為仿真初始階段酒盒最前端之間的距離。

可以很明顯的看到，有效的實現(xiàn)產(chǎn)品之間的距離拉大，驗證了該方法的合理性。

5結(jié)束語

一種可連續(xù)調(diào)節(jié)并自動分開的產(chǎn)線輸送方法，在該公司原有的產(chǎn)線上增加了蛇形彎道和加速電機。該方法針對產(chǎn)線改造成本低，同時減少了人工計數(shù)和分撥這一工序，降低了該產(chǎn)線的勞動強度，為企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟效益。

參考文獻

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（作者單位：安徽古井貢酒股份有限公司）