【文章內(nèi)容簡介】 容傳感器是用于檢測鋁質(zhì)材料 [1] 。 根據(jù)不同物料有不同的顏色，可以針對一種顏色的物料進(jìn)行揀出。 顏色傳感器同樣也屬于具有開關(guān)量輸出的位置傳感器。它是在 Si 等多數(shù)光電二極管之前，分別放置 R（紅）、 G（綠）、 B（藍(lán)）三種顏色的彩色濾光器，以便處理各自的輸出信號并識別彩色的方法。材料分揀系統(tǒng)采用它主要是用來識別 紅色與綠 色的材料。 目前，用于顏色識別的傳感器有兩種基本類型： ① 色標(biāo)傳感器，它使用一個白熾燈光源或單色 LED 光源； ② RGB（紅綠藍(lán)）顏色傳感器，它檢測物體的對三基色的反射比率，從而鑒別物體顏色。這類裝置許多是溫反射型、光束型、光纖型的，封 裝在各種金屬和聚碳酸脂外殼中。典型的輸出有： NPN 和 PNP、繼電器和模擬輸出。 為了便于 PCL 控制程序的編寫，利于公司企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，綜合其各種情況，在本設(shè)計，選擇 RGB 顏色傳感器著為識別物料顏色的裝置，繼電器輸出方式，便于 PLC控制系統(tǒng)的簡單化，控制系統(tǒng)更容易實(shí)現(xiàn)。 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 9 驅(qū)動部分的分析與選擇 系統(tǒng)的驅(qū)動系統(tǒng)是驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動的傳動裝置，其驅(qū)動系統(tǒng)根據(jù)動力源的不同，分為液壓、氣壓、電氣、機(jī)械、氣液聯(lián)合和電液聯(lián)合等多種方式。目前采用的主要有液壓、氣壓、電氣這三種驅(qū)動方式。 液壓驅(qū)動，功率重量比大，可實(shí) 現(xiàn)頻繁平穩(wěn)的變速和換向，容易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，可自行潤滑，使用壽命長。但也存在其油液容易泄露污染環(huán)境，需要配備油源，成本較高，工作噪聲較大。 電氣驅(qū)動，控制精度高，驅(qū)動力較大，響應(yīng)快，信號檢測、傳遞、處理方便。但是由于這種驅(qū)動方式價格昂貴，限制了在一些場合的應(yīng)用。因此，人們尋求其他一些經(jīng)濟(jì)適用的驅(qū)動方式。 氣壓驅(qū)動具有價格低廉、結(jié)構(gòu)簡單、功率體積比高、無污染及抗干擾性強(qiáng)、在工業(yè)機(jī)械手中應(yīng)用較多。另一方面，氣動技術(shù)作為“廉價的自動化技術(shù)”，由于其元器件性能的不斷提高，生產(chǎn)成本的不斷降低，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn) 領(lǐng)域。在現(xiàn)代化的成套設(shè)備與自動化生產(chǎn)線上，幾乎都配有氣動系統(tǒng)。氣動機(jī)械手技術(shù)已經(jīng)成為能夠滿足許多行業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐要求的一種重要使用工具。表 21 給出了各種控制方式的比較： 垃圾分揀機(jī)系統(tǒng)設(shè)計 10 表 21 各種控制方式的比較 項目 氣壓傳動 液壓傳動 電氣傳動 機(jī)械傳送 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 簡單 復(fù)雜 復(fù)雜 較復(fù)雜 安裝自由度 大 大 中 小 輸出力 稍大 大 小 不太大 定位精度 一般 一般 很高 高 動作速度 大 稍大 大 小 響應(yīng)速度 慢 快 快 中 清潔度 清潔 可能有污染 清潔 較清潔 維護(hù) 簡單 比氣動復(fù)雜 需要專門技術(shù) 簡單 價格 一般 稍高 高 一般 技術(shù)要求 較低 較高 最高 較低 控制自由度 大 大 中 小 危險性 幾乎無問題 注意著火 一般無問題 無特殊問題 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇 在氣壓傳動系統(tǒng)中，組成氣動回路是為了驅(qū)動用于各種不同目的機(jī)械裝置，其最重要的三個控制內(nèi)容是：力的大小、運(yùn)動的方向和運(yùn)動的速度。與生產(chǎn)裝置相連接的各種類型的氣缸，靠壓力控制閥、方向控制閥和流量控制閥分別實(shí)現(xiàn)對三個內(nèi)容的控制，正是利用它們組成了各種氣動控制回路。 現(xiàn)今各控制系統(tǒng)中用于分揀 物料的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要有以下幾種： （ 1）機(jī)械手夾持式 夾持式手部的結(jié)構(gòu)與人手類似，是工業(yè)機(jī)械廣泛應(yīng)用的一種手部形式。它主要由河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 11 手指、傳動機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)組成。其又可分為內(nèi)撐式、外夾式和內(nèi)外夾持式，區(qū)別在于夾持工件的部位不同，手爪動作方向相反。夾持式手部設(shè)計時應(yīng)注意以下事項： ①手指應(yīng)有一定的開閉范圍； ② 手指應(yīng)具有適當(dāng)?shù)膴A緊力； ③ 要保證工件在手指內(nèi)的定位精度； ④ 結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，效率高； ⑤ 通用性和可換性。 （ 2）氣吸式 氣吸式手部又稱為真空吸盤式手部，它是通過吸盤內(nèi)產(chǎn)生真空或負(fù)壓，利用壓差而將工件吸附，是工業(yè)機(jī)械手 常用的一種吸持工件的裝置。它由吸盤、吸盤架及進(jìn)排氣系統(tǒng)組成，具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量輕、不易損傷工件、使用方便可靠等優(yōu)點(diǎn)；但要求工件上與吸盤接觸的部位光滑平整、清潔、被吸附工件材質(zhì)致密，沒有透氣空隙。主要適應(yīng)于板材、薄壁零件、陶瓷搪瓷制品、玻璃制品、紙張及塑料等表面光滑工件的抓取。 氣吸式又可分為：負(fù)壓吸盤：真空式、噴氣式、自擠式空氣吸盤；磁力吸盤：永磁吸盤、電磁吸盤。真空式吸附型它是利用真空泵抽出吸附頭的空氣而形成真空，故稱真空式。噴氣式吸附的工作原理是當(dāng)壓縮空氣高速進(jìn)入噴嘴時，由于管路的開始段截面積是逐漸收縮 的，所以氣流速度逐漸增大，在吸氣口處形成負(fù)壓。吸附頭與吸氣口連同，故形成真空，以吸住工件。自擠式空氣吸盤是將軟質(zhì)吸盤按壓在工件的表面，擠出吸盤內(nèi)的空氣、從而造成真空、吸住工件。磁吸式手是利用工件的導(dǎo)磁性，利用永久磁鐵或電磁鐵通電后產(chǎn)生的磁力來吸附材料工件。 （ 3）氣缸式 氣缸輸出直線往復(fù)式氣缸是氣動執(zhí)行元件之一。目前最常選用的是標(biāo)準(zhǔn)氣缸，其結(jié)構(gòu)和參數(shù)都已系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化。水平伸縮氣缸選用單活塞桿雙作用氣缸。單活塞桿雙作用氣缸一般由缸筒、前后缸蓋、活塞、活塞桿、密封件和緊固件等組成。其工作原理：對于前伸 /回縮氣缸，當(dāng)左側(cè)無桿腔進(jìn)氣，右側(cè)有桿腔排氣時活塞桿前伸，反之，活塞桿回縮；對于上升 /下降氣缸，當(dāng)上側(cè)無桿腔進(jìn)氣，下側(cè)有桿腔排氣時，活塞桿下降，反之活塞桿上升。 當(dāng)氣缸動作時動作限位開關(guān)斷開，氣缸快速彈出，此時先導(dǎo)式電磁閥復(fù)位，當(dāng)氣壓太大時而氣缸沒有復(fù)位時氣缸復(fù)位限位開關(guān)感應(yīng)動作從而關(guān)閉先導(dǎo)式電磁閥從而起到保護(hù)氣缸的作用。 垃圾分揀機(jī)系統(tǒng)設(shè)計 12 第 4 章垃圾分揀裝置結(jié)構(gòu)及總體設(shè)計 分揀系統(tǒng)的組成 分揀系統(tǒng)一般由控制裝置、分類裝置、輸送裝置及分揀道口組成。 1．控制裝置?？刂蒲b置的作用是識別、接收和處理分揀信號， 根據(jù)分揀信號的要求指示分類裝置、輸送裝置進(jìn)行相應(yīng)的作業(yè)。 2．分類裝置。分類裝置的作用是根據(jù)控制裝置發(fā)出的分揀指令，當(dāng)具有相同分揀信號的商品經(jīng)過該裝置時，該裝置動作，使其改變輸送裝置上的運(yùn)行方向進(jìn)入其它輸送機(jī)或進(jìn)入分揀道口。 3．輸送裝置。輸送裝置的主要組成部分是傳送帶或輸送機(jī)，其主要作用是使待分揀物料通過控制裝置、分類裝置，并沿固定線路運(yùn)送物料。 4．分揀道口。分揀道口是已分揀物料脫離主輸送機(jī) (或主傳送帶 )進(jìn)入相應(yīng)的箱內(nèi)區(qū)域的通道。 垃圾分揀機(jī)的工作過程 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 13 它采用 臺式結(jié)構(gòu)，內(nèi)置電源，有電動機(jī)、傳 感器、回收箱等部件。選用不同類型的傳感器對垃圾進(jìn)行檢測，識別它的材料，對它進(jìn)行分揀。 系統(tǒng)上電后，可編程序控制器首先控制啟動輸送帶 ， 下料傳感器檢測料槽有無物料，若無料，輸送帶運(yùn)轉(zhuǎn)一個周期后自動停止等待下料；當(dāng)料槽有料時，下料傳感器輸出信號給 PLC， PLC 控制輸送帶繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)， 同時電動機(jī)處于電動狀態(tài)。當(dāng)垃圾上傳送帶時，到某一傳感器時，傳感器對其進(jìn)行檢測，如果檢測出是對應(yīng)材料的垃圾，則同時發(fā)送信號給相應(yīng)的，將垃圾推入相應(yīng)回收箱內(nèi)；如果不是，則繼續(xù)前行直到到達(dá)相應(yīng)的傳感器，并被推入回收箱為止，則為完成。 當(dāng)系統(tǒng)設(shè)定 為分揀某種 材料 的物料時，由程序記憶各傳感器的狀態(tài)，完成分揀任務(wù)。 系統(tǒng)的設(shè)計要求 系統(tǒng)的設(shè)計要求主要包括功能要求和控制要求，進(jìn)行設(shè)計之前，首先應(yīng)分析控制對象的要求。 圖 31 垃圾分揀機(jī)工作過程 示意圖 垃圾分揀機(jī)系統(tǒng)設(shè)計 14 功能要求 垃圾分 揀裝置應(yīng)實(shí)現(xiàn)基本功能如下 ： （ 1）分揀出金屬材料的垃圾 （ 2）分揀出塑料材料的垃圾 （ 3）分揀出玻璃材料的垃圾 （ 4）分揀出紙質(zhì)材料的垃圾 控制要求 系統(tǒng)利用各種傳感器對待測 垃圾 進(jìn)行檢測并分類。當(dāng)待測物體經(jīng)下料裝置送入傳送帶后，依次接受各種傳感器檢測。如果被某種傳感器測中，通過相應(yīng) 的電動 機(jī) 將其推入 相應(yīng)的垃圾回收箱內(nèi) ； 否則，繼續(xù)前行。 其制要求有如下幾個方面：