CN101856139B - 机电一体全自动削皮机及其削皮方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机电一体全自动削皮机及其削皮方法，包括机架、送果机构、削皮机构、切端机构和控制系统，送果机构、削皮机构和切端机构均安装于机架内，送果机构安装于机架的两个导轨上，送果机构、削皮机构和切端机构按照加工步骤依次排列，控制系统连接控制送果机构、削皮机构、切端机构。本发明亦公开了一种机电一体全自动削皮机的削皮方法。本机电一体全自动削皮机加工效率高、安全、卫生。

Description

机电一体全自动削皮机及其削皮方法

技术领域

本发明涉及水果类产品深加工的食品机械技术领域，具体涉及一种机电一体全自动削皮机及其削皮方法。 

背景技术

目前尚没有能对果蔬进行自动削皮的机器，以橙子为例：由于目前橙子深加工的脱皮处理没有专用的设备，所以橙子加工通常都不脱皮，导致加工出来的橙子原浆或浓缩橙汁苦味较重，(橙子的苦味成分柚皮苷和橙皮苷主要存于橙皮中)，要用复杂的酶法保温工艺脱苦，既增加了成本又损害了橙子的原味。另一方面，在橙子加工蜜饯中，剥皮都用人工，既容易伤手又不卫生，而且剥下来的橙皮零碎、不规则，卖相较差，不能满足现代的农产品深加工的要求。 

发明内容

本发明为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种加工效率高、安全、卫生的机电一体全自动削皮机。 

本发明的另一目的在于提供一种机电一体全自动削皮机的削皮方法。 

本发明的目的通过以下的技术方案实现：本机电一体全自动削皮机，其特征在于：包括机架、送果机构、削皮机构、切端机构和控制系统，送果机构、削皮机构和切端机构均安装于机架内，送果机构安装于机架的两个导轨上，送果机构、削皮机构和切端机构按照加工步骤依次排列，控制系统连接控制送果机构、削皮机构、切端机构。 

所述送果机构包括装配板、定位底座、抱果夹和抱果肉夹，装配板安装于机架的两个导轨上，定位底座和抱果肉夹安装于装配板上，抱果夹安 装于定位底座上。 

所述削皮机构包括升降齿条、升降电机、削皮刀、旋转电机、水果驱动叉和定位杆，升降齿条安装于机架内，升降电机安装在升降齿条上并能上下移动，削皮刀的气缸固定在升降电机上，旋转电机安装于抱果肉夹的正上方机架内，水果驱动叉与旋转电机相连，定位杆安装于旋转电机的正下方机架内。 

所述切端机构包括顶座、底座、顶刀、底刀和推果肉杆，顶座和底座安装于机架内，顶座和底座分别开有一个用于定位的孔，顶刀安装于顶座上，底刀安装于底座上，推果肉杆安装于果肉的一侧边的机架内。 

所述控制系统包括总电源控制器(控制本机所有电源的通断)、直流24V电源、调速器、继电器、电磁阀、PLC、触摸屏和光电开关，220V交流电连接总电源控制器输入端，总电源控制器输出端连接直流24V电源、调速器、PLC，调速器经过继电器连接驱动升降电机和旋转电机，直流24V电源输出端经过继电器连接电磁阀，电磁阀控制气缸进出压缩空气，使气缸充气或者放气以完成设计动作；直流24V电源输出端连接PLC的输入端，PLC的信号输出端对应连接各个继电器的线圈，PLC的直流24V电源输出端连接光电开关和触摸屏，触摸屏连接PLC的PORT接口，光电开关信号输出连接PLC的信号输入端。 

所述调速器为2个：PWM1、PWM2，继电器为11个：KS1～KS11，电磁阀为9个：SV1～SV9，光电开关为6个：HS1～HS6。 

因为果蔬的深加工一般加工成食品，食品加工使用的机器要满足食品卫生加工要求，机器的制造材料要符合食品卫生要求，所述削皮机的制造材料全部为SUS304不锈钢。 

上述的机电一体全自动削皮机的削皮方法，其特征在于：包括以下步骤： 

(1)、打开总电源控制器，直流24V电源输出电流，此时PLC、触摸 屏、继电器通电，PLC进入工作状态后，在触摸屏上选择选项：自动方式、手动方式、步进方式、削大果、削小果、削中果、单向削、双向削，选择完毕之后点击启动按钮，运行PLC，待PLC的“RUN”指示灯亮时，PLC进入待机状态，削皮机也进入待机状态，此时，送果机构的定位底座闭合，其它的所有部件均处于复位状态； 

(2)、人手将水果放到定位底座上，放置的时候触动光电开关HS1，当人手放好水果离开后，光电开关HS1给PLC一个反馈信号，PLC在收到反馈信号后为了确保安全，延时0.2秒控制继电器KS1所连接的电磁阀SV1动作，抱果夹的气缸充气，抱果夹抱住已放好的水果； 

(3)、待抱果夹抱好水果之后，PLC输出下一个信号控制继电器KS2所连接的电磁阀SV2动作，装配板的气缸充气，装配板整个前移，将水果送到定位杆的正上方； 

(4)、PLC接着输出下一个信号控制继电器KS5所连接的电磁阀SV5动作，定位杆的气缸充气，定位杆往上升，将水果往上顶，顶至上方使水果驱动叉叉住水果的顶部等待削皮； 

(5)、PLC再输出下个信号，控制继电器KS11所连接的旋转电机开始旋转，同时控制继电器KS6和KS7所连接的电磁阀SV6动作，削皮刀的气缸充气，削皮刀伸出，同时控制继电器KS6和KS7所连接的升降电机上升，开始削皮，削出的果皮顺着出料口掉到箩筐中；削皮的过程，装配板、定位底座和抱果夹复位，人手把下一个水果放置在定位底座上； 

(6)、当升降电机上升至顶端设定位置时，此处的光电开关HS2将给PLC一个削皮已结束的反馈信号，PLC输出信号控制继电器KS11所连接的旋转电机停止旋转，同时控制继电器KS6和KS7所连接的电磁阀SV6动作，削皮刀的气缸放气，削皮刀收缩，同时控制继电器KS6和KS7所连接的升降电机下降复位，削皮结束； 

(7)、PLC接着输出下一个信号控制继电器KS5所连接的电磁阀SV5 动作，定位杆的气缸放气，定位杆往下缩复位，将削完皮未切端的水果往下拉； 

(8)、PLC控制继电器KS4所连接的电磁阀SV4动作，抱果肉夹的气缸充气，抱果肉夹抱住削完皮未切端的水果；同时抱果夹抱住下一个水果； 

(9)、PLC输出下一个信号控制继电器KS2所连接的电磁阀SV2动作，装配板的气缸充气，装配板整个前移，将下一个水果送到定位杆的正上方，同时也把削完皮未切端的水果送到切端机构内； 

(10)、PLC输出下一个信号控制继电器KS8所连接的电磁阀SV7动作，顶座的气缸充气，顶座下移； 

(11)、在顶座内设置的光电开光HS3射到削完皮未切端的水果的头时将会给PLC发出一个反馈信号，PLC收到反馈信号后控制继电器KS8所连接的电磁阀SV7动作，顶座的气缸停止充气，顶座停止下移； 

(12)、PLC输出信号控制继电器KS9所连接的电磁阀SV8动作，顶刀、底刀的气缸充气，顶刀、底刀出刀，削完皮未切端的水果的两端果蒂被切去；至此，水果变成了果肉； 

(13)、PLC输出信号使装配板的气缸放气，装配板整个后移；同时，PLC输出信号控制继电器KS10所连接的电磁阀SV9动作，推果肉杆的气缸充气，推果肉杆伸出，将果肉推出掉到出料口进入箩筐中，推果肉杆伸出后马上复位；两端果蒂垂直落到出料口掉到箩筐中； 

(14)、PLC输出信号使顶刀、底刀、顶座复位；同时，PLC输出信号控制继电器KS3所连接的电磁阀SV3动作，定位底座的气缸充气，定位底座伸出闭合。 

本发明相对于现有技术具有如下的优点： 

本机电一体全自动削皮机实现了利用PLC和光电控制的光、机、电、气一体化自动削皮、加工效率高、削皮均匀、质量好、劳动强度低、干净 安全卫生、操作方便，大大减少加工工人，为企业节约了人力成本。而且削出来的果皮是均匀美观的条状皮，为果皮的二次加工提供了理想的原料，满足了现代农产品深加工的需求。本发明的削皮机可用来削橙子、苹果、柚子、梨、柠檬、柑橘、木瓜、柿子等一系列水果，使用范围广。 

附图说明

图1是本发明的机电一体全自动削皮机的结构示意图。 

图2是本发明的控制系统的电路图。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 

如图1所示的机电一体全自动削皮机，包括机架1、送果机构、削皮机构、切端机构和控制系统，送果机构、削皮机构和切端机构均安装于机架1内，送果机构安装于机架1的两个导轨2上，送果机构、削皮机构和切端机构按照加工步骤依次排列，控制系统连接控制送果机构、削皮机构、切端机构。 

送果机构包括装配板3、定位底座4、抱果夹5和抱果肉夹6，装配板3安装于机架1的两个导轨2上，定位底座4和抱果肉夹6安装于装配板3上，抱果夹5安装于定位底座4上。 

削皮机构包括升降齿条7、升降电机8、削皮刀9、旋转电机10、水果驱动叉11和定位杆12，升降齿条7安装于机架1内，升降电机8安装在升降齿条7上并能上下移动，削皮刀9的气缸9a固定在升降电机8上，旋转电机10安装于抱果肉夹6的正上方机架1内，水果驱动叉11与旋转电机10相连，定位杆12安装于旋转电机10的正下方机架1内。 

切端机构包括顶座13、底座14、顶刀15、底刀16和推果肉杆17，顶座13和底座14安装于机架1内，顶座13和底座14分别开有一个用于定位的孔，顶刀15安装于顶座13上，底刀16安装于底座14上，推果肉杆17安装于果肉的一侧边的机架1内。 

如图2所示，控制系统包括总电源控制器(控制本机所有电源的通断)、直流24V电源、调速器、继电器、电磁阀、PLC、触摸屏和光电开关，220V交流电连接总电源控制器输入端，总电源控制器输出端连接直流24V电源、调速器、PLC，调速器经过继电器连接驱动升降电机和旋转电机，直流24V电源输出端经过继电器连接电磁阀，电磁阀控制气缸进出压缩空气，使气缸充气或者放气以完成设计动作；直流24V电源输出端连接PLC的输入端，PLC的信号输出端对应连接各个继电器的线圈，PLC的直流24V电源输出端连接光电开关和触摸屏，触摸屏连接PLC的PORT接口，光电开关信号输出连接PLC的信号输入端。 

调速器为2个：PWM1、PWM2，继电器为11个：KS1～KS11，电磁阀为9个：SV1～SV9，光电开关为6个：HS1～HS6。电磁阀SV1控制抱果夹，电磁阀SV2控制装配板，电磁阀SV3控制定位底座，电磁阀SV4控制抱果肉夹，电磁阀SV5控制定位杆，电磁阀SV6控制削皮刀，电磁阀SV7控制顶座，电磁阀SV8控制顶刀和底刀，电磁阀SV9控制推果肉杆。调速器PWM1的正、反转输出分别与继电器KS6、KS7的输入端连接，继电器KS6、KS7的输出分别接入升降电机的正反转输入，调速器PWM2的输出与继电器KS12的输入端连接，继电器KS12的输出与旋转电机的输入连接。继电器(KS1、KS2、KS3、KS4、KS5、KS8、KS9、KS10)的直流24V输出分别与电磁阀(SV1、SV2、SV3、SV4、SV5、SV7、SV8、SV9)输入连接。PLC的直流24V自身电源输出连接光电开光(HS1、HS2、HS3、HS4、HS5、HS6)的电源和触摸屏的电源，光电开关(HS1、HS2、HS3、HS4、HS5、HS6)分别接入PLC的输入端(X1、X2、X3、X4、X5、X6)，PLC的输出(Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y10、Y11、Y12、Y13)分别接入继电器(KS1～KS11)的线圈，以PLC的信号输出控制对应继电器吸合，再由继电器控制相对应的电磁阀和电机。 

因为果蔬的深加工一般加工成食品，食品加工使用的机器要满足食品卫生加工要求，机器的制造材料要符合食品卫生要求，削皮机的制造材料全部为SUS304不锈钢。 

上述的机电一体全自动削皮机的削皮方法，本实施例以单向削的工作过程进行说明(双向削与单向削的不同点仅在于：升降电机上升削皮之后，升降电机下降复位的过程，旋转电机旋转，削皮刀不收缩，升降电机下降过程也进行削皮)，包括以下步骤： 

(1)、打开总电源控制器，直流24V电源输出电流，此时PLC、触摸屏、继电器通电，PLC进入工作状态后，在触摸屏上选择选项：自动方式、手动方式、步进方式、削大果、削小果、削中果、单向削、双向削(开机后的默认程序为自动方式，其它的以上次的使用程序为准)，选择完毕之后点击启动按钮，运行PLC，待PLC的“RUN”指示灯亮时，PLC进入待机状态，削皮机也进入待机状态，此时，送果机构的定位底座闭合，其它的所有部件均处于复位状态； 

(2)、人手将水果放到定位底座上，放置的时候触动光电开关HS1，当人手放好水果离开后，光电开关HS1给PLC一个反馈信号，PLC在收到反馈信号后为了确保安全，延时0.2秒控制继电器KS1所连接的电磁阀SV1动作，抱果夹的气缸5a充气，抱果夹抱住已放好的水果(本实施的水果选用橙子)； 

(3)、待抱果夹抱好水果之后，PLC输出下一个信号控制继电器KS2所连接的电磁阀SV2动作，装配板的气缸3a充气，装配板整个前移，将水果送到定位杆的正上方； 

(4)、PLC接着输出下一个信号控制继电器KS5所连接的电磁阀SV5动作，定位杆的气缸12a充气，定位杆往上升，将水果往上顶，顶至上方使水果驱动叉叉住水果的顶部等待削皮； 

(5)、PLC再输出下个信号，控制继电器KS11所连接的旋转电机开 始旋转，同时控制继电器KS6和KS7所连接的电磁阀SV6动作，削皮刀的气缸9a充气，削皮刀伸出，同时控制继电器KS6和KS7所连接的升降电机上升，开始削皮，削出的果皮顺着出料口掉到箩筐中；削皮的过程，装配板、定位底座和抱果夹复位，人手把下一个水果放置在定位底座上； 

(6)、当升降电机上升至顶端设定位置时，此处的光电开关HS2将给PLC一个削皮已结束的反馈信号，PLC输出信号控制继电器KS11所连接的旋转电机停止旋转，同时控制继电器KS6和KS7所连接的电磁阀SV6动作，削皮刀的气缸放气，削皮刀收缩，同时控制继电器KS6和KS7所连接的升降电机下降复位，削皮结束； 

(7)、PLC接着输出下一个信号控制继电器KS5所连接的电磁阀SV5动作，定位杆的气缸放气，定位杆往下缩复位，将削完皮未切端的水果往下拉； 

(8)、PLC控制继电器KS4所连接的电磁阀SV4动作，抱果肉夹的气缸6a充气，抱果肉夹抱住削完皮未切端的水果；同时抱果夹抱住下一个水果； 

(9)、PLC输出下一个信号控制继电器KS2所连接的电磁阀SV2动作，装配板的气缸充气，装配板整个前移，将下一个水果送到定位杆的正上方(削皮机构重复上述削皮的动作)，同时也把削完皮未切端的水果送到切端机构内； 

(10)、PLC输出下一个信号控制继电器KS8所连接的电磁阀SV7动作，顶座的气缸13a充气，顶座下移； 

(11)、在顶座内设置的光电开光HS3射到削完皮未切端的水果的头时将会给PLC发出一个反馈信号，PLC收到反馈信号后控制继电器KS8所连接的电磁阀SV7动作，顶座的气缸停止充气，顶座停止下移； 

(12)、PLC输出信号控制继电器KS9所连接的电磁阀SV8动作，顶刀、底刀的气缸15a、16a充气，顶刀、底刀出刀，削完皮未切端的水果 的两端果蒂被切去；至此，水果变成了果肉； 

(13)、PLC输出信号使装配板的气缸放气，装配板整个后移；同时，PLC输出信号控制继电器KS10所连接的电磁阀SV9动作，推果肉杆的气缸17a充气，推果肉杆伸出，将果肉推出掉到出料口进入箩筐中，推果肉杆伸出后马上复位；两端果蒂垂直落到出料口掉到箩筐中； 

(14)、PLC输出信号使顶刀、底刀、顶座复位；同时，PLC输出信号控制继电器KS3所连接的电磁阀SV3动作，定位底座的气缸4a充气，定位底座伸出闭合。 

这样就做完了一个流程的循环。 

上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (5)

1.机电一体全自动削皮机，其特征在于：包括机架、送果机构、削皮机构、切端机构和控制系统，送果机构、削皮机构和切端机构均安装于机架内，送果机构安装于机架的两个导轨上，送果机构、削皮机构和切端机构按照加工步骤依次排列，控制系统连接控制送果机构、削皮机构、切端机构；

所述送果机构包括装配板、定位底座、抱果夹和抱果肉夹，装配板安装于机架的两个导轨上，定位底座和抱果肉夹安装于装配板上，抱果夹安装于定位底座上；

所述削皮机构包括升降齿条、升降电机、削皮刀、旋转电机、水果驱动叉和定位杆，升降齿条安装于机架内，升降电机安装在升降齿条上并能上下移动，削皮刀的气缸固定在升降电机上，旋转电机安装于抱果肉夹的正上方机架内，水果驱动叉与旋转电机相连，定位杆安装于旋转电机的正下方机架内；

所述切端机构包括顶座、底座、顶刀、底刀和推果肉杆，顶座和底座安装于机架内，顶座和底座分别开有一个用于定位的孔，顶刀安装于顶座上，底刀安装于底座上，推果肉杆安装于果肉的一侧边的机架内。

2.根据权利要求1所述的机电一体全自动削皮机，其特征在于：所述控制系统包括总电源控制器、直流24V电源、调速器、继电器、电磁阀、PLC、触摸屏和光电开关，220V交流电连接总电源控制器输入端，总电源控制器输出端连接直流24V电源、调速器、PLC，调速器经过继电器连接驱动升降电机和旋转电机，直流24V电源输出端经过继电器连接电磁阀，电磁阀控制气缸进出压缩空气，使气缸充气或者放气以完成设计动作；直流24V电源输出端连接PLC的输入端，PLC的信号输出端对应连接各个继电器的线圈，PLC的直流24V电源输出端连接光电开关和触摸屏，触摸屏连接PLC的PORT接口，光电开关信号输出连接PLC的信号输入端。

3.根据权利要求2所述的机电一体全自动削皮机，其特征在于：所述调速器为2个：PWM1、PWM2，继电器为11个：KS1～KS11，电磁阀为9个：SV1～SV9，光电开关为6个：HS1～HS6。

4.根据权利要求1所述的机电一体全自动削皮机，其特征在于：所述削皮机的制造材料全部为SUS304不锈钢。

5.根据权利要求3所述的机电一体全自动削皮机的削皮方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)、打开总电源控制器，直流24V电源输出电流，此时PLC、触摸屏、继电器通电，PLC进入工作状态后，在触摸屏上选择选项：自动方式、手动方式、步进方式、削大果、削小果、削中果、单向削、双向削，选择完毕之后点击启动按钮，运行PLC，待PLC的“RUN”指示灯亮时，PLC进入待机状态，削皮机也进入待机状态，此时，送果机构的定位底座闭合，其它的所有部件均处于复位状态；

(2)、人手将水果放到定位底座上，放置的时候触动光电开关HS1，当人手放好水果离开后，光电开关HS1给PLC一个反馈信号，PLC在收到反馈信号后为了确保安全，延时0.2秒控制继电器KS1所连接的电磁阀SV1动作，抱果夹的气缸充气，抱果夹抱住已放好的水果；

(3)、待抱果夹抱好水果之后，PLC输出下一个信号控制继电器KS2所连接的电磁阀SV2动作，装配板的气缸充气，装配板整个前移，将水果送到定位杆的正上方；

(4)、PLC接着输出下一个信号控制继电器KS5所连接的电磁阀SV5动作，定位杆的气缸充气，定位杆往上升，将水果往上顶，顶至上方使水果驱动叉叉住水果的顶部等待削皮；

(5)、PLC再输出下个信号，控制继电器KS11所连接的旋转电机开始旋转，同时控制继电器KS6和KS7所连接的电磁阀SV6动作，削皮刀的气缸充气，削皮刀伸出，同时控制继电器KS6和KS7所连接的升降电机上升，开始削皮，削出的果皮顺着出料口掉到箩筐中；削皮的过程，装配板、定位底座和抱果夹复位，人手把下一个水果放置在定位底座上；

(6)、当升降电机上升至顶端设定位置时，此处的光电开关HS2将给PLC一个削皮已结束的反馈信号，PLC输出信号控制继电器KS11所连接的旋转电机停止旋转，同时控制继电器KS6和KS7所连接的电磁阀SV6动作，削皮刀的气缸放气，削皮刀收缩，同时控制继电器KS6和KS7所连接的升降电机下降复位，削皮结束；

(7)、PLC接着输出下一个信号控制继电器KS5所连接的电磁阀SV5动作，定位杆的气缸放气，定位杆往下缩复位，将削完皮未切端的水果往下拉；

(8)、PLC控制继电器KS4所连接的电磁阀SV4动作，抱果肉夹的气缸充气，抱果肉夹抱住削完皮未切端的水果；同时抱果夹抱住下一个水果；

(9)、PLC输出下一个信号控制继电器KS2所连接的电磁阀SV2动作，装配板的气缸充气，装配板整个前移，将下一个水果送到定位杆的正上方，同时也把削完皮未切端的水果送到切端机构内；

(10)、PLC输出下一个信号控制继电器KS8所连接的电磁阀SV7动作，顶座的气缸充气，顶座下移；

(11)、在顶座内设置的光电开光HS3射到削完皮未切端的水果的头时将会给PLC发出一个反馈信号，PLC收到反馈信号后控制继电器KS8所连接的电磁阀SV7动作，顶座的气缸停止充气，顶座停止下移；

(12)、PLC输出信号控制继电器KS9所连接的电磁阀SV8动作，顶刀、底刀的气缸充气，顶刀、底刀出刀，削完皮未切端的水果的两端果蒂被切去；至此，水果变成了果肉；

(13)、PLC输出信号使装配板的气缸放气，装配板整个后移；同时，PLC输出信号控制继电器KS10所连接的电磁阀SV9动作，推果肉杆的气缸充气，推果肉杆伸出，将果肉推出掉到出料口进入箩筐中，推果肉杆伸出后马上复位；两端果蒂垂直落到出料口掉到箩筐中；

(14)、PLC输出信号使顶刀、底刀、顶座复位；同时，PLC输出信号控制继电器KS3所连接的电磁阀SV3动作，定位底座的气缸充气，定位底座伸出闭合。

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