CN105537132B - 槟榔自动选切籽一体机电气控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种槟榔自动选切籽一体机电气控制系统，包括由PLC主机、PLC数字量输入输出单元、PLC模拟量输入输出单元、PLC通信单元构成的可编程PLC控制系统，其特征在于还包括传输系统，理料系统，视觉分选系统，剔除系统，切籽系统；通过所述PLC控制系统设定槟榔的长度、宽度、定点宽度的阈值，并由视觉分选系统检测槟榔是否符合阈值要求，并将结果信号发送至PLC控制系统，PLC控制系统根据结果信号控制剔除系统将不符合切籽要求的槟榔剔除；所述PLC控制系统通过控制传输系统，推动槟榔做定长步进运动，并依次进入视觉分选系统、剔除系统、切籽系统而先后完成分选、剔除、切籽工序。本发明可实现自动理料、视觉分选、自动剔除、对中切片一体化，生产效率高，可大幅降低生产成本。

Description

槟榔自动选切籽一体机电气控制系统

技术领域

本发明涉及槟榔加工技术领域，具体涉及一种槟榔自动选切籽一体机电气控制系统。

背景技术

槟榔是中国四大南药之一，其含有人体所需的多种营养元素和有益物质，具有消积、化痰、疗疟、杀虫等功效，是历代医家治病的药果。而在南方地区，尤其是湖南、海南地区，槟榔果实作为一种咀嚼嗜好品，已被开发出形式、口味、品种多样的槟榔食品，是人们迎宾敬客、款待亲朋的佳果。

当前，槟榔食品加工业仍然属于劳动密集型产业，大部分工序需人工完成，存在效率低下，生产成本高的问题。尤其是槟榔加工中，为了确保槟榔原果品质佳和加工性能好，不论是青果还是烟果，都需要依据槟榔原果的大小、形状、重量、收缩纹等特征进行筛选、分级，最后对中切分，工作量十分大，仅凭人工完成费时费力，并难达到筛分效果。因此，开发利用槟榔加工设备，实现槟榔食品自动化生产意义重大。

目前，针对槟榔原果的筛选、分级、切分等工段，现有技术已公开了槟榔相关前处理设备，如中国专利(公开号2714174)公开了一种自动筛选机，它通过网孔过滤的方式将不同直径大小的槟榔籽分成不同的等级，过滤完后再进行人工分选分类。这种机械过滤式筛选分类方法简单，但分选精度不佳，出现分类混乱的情况很多，而且只能区分槟榔直径，不能区分槟榔长度。通过这种机器分选后还要通过人工去进行第二次分选才能真正的完成选籽过程。

又如，中国专利(公开号103240226A)公开了一种槟榔原果筛选线，其是一种结合检测系统中的视觉检测仪的槟榔筛选方法，包括底座、提升机构、上料机构、传送机构和工控机等，对采集的槟榔图像进行分析，按设定的槟榔等级参数对槟榔进行分级。但是该筛选线筛分槟榔原果时，若槟榔原果落入传送带的方形框中出现叠果或未准确落入方形框中时，视觉检测仪无法正常检测识别，无法实现精确的分离和筛选。

又如，中国专利(公开号103273517A)一种全自动槟榔切片机，其主要由机架组件以及安装在机架组件上并依次连接的振动组件、转移组件、切片组件构成，振动组件主要由振动源、支撑弹簧、模具支撑板、传动链条，以及规则排列有多排槟榔槽的理料模具连接构成，转移组件主要包括插针、升降气缸、气缸安装板、插针气缸、平动组件，切片组件通过安装支架安装于转移组件的一端，主要由推籽组件，切刀，带有开口槽的槟榔上挡板，及居中定位装置构成。该发明结构较为简单，制作成本低，能大大提高了槟榔的切片效率，降低了生产成本，保证了操作人员的人身安全。但是该发明需要利用插针插入槟榔组织内部将槟榔转移至切片组件，这样会对槟榔的组织结构产生破坏，而影响槟榔的感官品质；并且，插针在长期使用过程中容易磨损而变钝，从而影响转移组件的工作效率。

又如，中国专利(公开号103949410A)公开了一种槟榔籽自动分选设备，包括机架组件及安装在机架组件上并依次连接的振动盘送料组件、衔接传送带组件、包含主传送带和皮带支撑架的主传送带组件和固定安装于皮带支撑架上的分选执行组件。该发明所述槟榔籽自动分选设备采用视觉分选和奇偶间隔交替分选的方法，提高了槟榔籽的分选效率和设备的可操作性。但是，利用该设备将槟榔分成不同等级后，后续利用机器对中切分槟榔仍然需要重新上料、整理、定位，槟榔如此从分选工段转序到切分工段，生产效率仍然不高。

综上可知，现有技术仅仅单独考虑分选或对中切片工段，并由此开发出了不同的筛分设备或切片设备，但这些设备仍然存在以下问题：分选设备仍然不能实现精确的筛分；切分设备会对槟榔组织产生影响感官品质的损伤；从分选工段转序到切分工段的重复上料、整理、定位会降低生产效率。同时，上述设备的自动化程度低，尤其是理料、分选、切籽等工序由不同设备完成，无法组成自动化程度高、一体化的生产线。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种槟榔自动选切籽一体机电气控制系统；该系统可实现自动理料、视觉分选、自动剔除、对中切片一体化。

本发明的技术方案如下。

槟榔自动选切籽一体机电气控制系统，包括由PLC主机、PLC数字量输入输出单元、PLC模拟量输入输出单元、PLC通信单元构成的可编程PLC控制系统，理料系统，视觉分选系统，剔除系统，切籽系统，传输系统；所述PLC控制系统控制理料系统，视觉分选系统，剔除系统，切籽系统，传输系统工作，自动化程度高；所述PLC控制系统通过控制理料系统实现槟榔的筛分、整平、定位；通过所述PLC控制系统设定槟榔的长度、宽度、定点宽度的阈值，并由视觉分选系统检测槟榔是否符合阈值要求，并将结果信号发送至PLC控制系统，PLC控制系统根据结果信号控制剔除系统将不符合切籽要求的槟榔剔除；所述PLC控制系统通过控制传输系统，推动槟榔做定长步进运动，使槟榔依次进入视觉分选系统、剔除系统、切籽系统而先后完成分选、剔除、切籽工序。

作为具体方案，所述PLC控制系统与触摸屏人机界面通过以太网交换机连接；现有技术中，槟榔加工设备控制系统的指令输入一般采用按键，执行可视性较差，不方便修改工艺参数，出现故障也不能及时反馈处理；并且使用继电器接触器控制系统，接线繁杂，不方便与其它设备交换控制过程数据组成自动生产线；而采用触摸屏人机界面，其可靠性提高，并且方便修改工艺参数，设备柔性增加；所述以太网交换机上设有超过两个的RJ45接口，支持基于TCP/IP通信标准的通信，方便后续与其它设备的通信连接，如车间监控系统，以组成自动化生产线。

作为具体方案，所述传输系统包括链传输装置、传输装置原点开关、传输装置位置编码器、传输装置伺服驱动系统，构成闭环位置控制系统，定位精度高；所述链传输装置上布置有与视觉分选系统、剔除系统、切籽系统对应的多个槟榔输送节，以保证槟榔视觉分选、剔除、切籽工序等工序可以并行工作；所述槟榔输送节上设置有与三级激振单元槟榔通道相接应的槟榔输送槽，以实现槟榔通过理料系统的槟榔通道不错位、一一对应的运动至槟榔通道。

作为具体方案，所述理料系统包括振动筛、一级激振单元、二级激振单元、三级激振单元；所述一级激振单元、二级激振单元、三级激振单元均设置有相同数量、一一对应的槟榔通道；所述一级激振单元设置有一级激振器；所述二级激振单元设置有二级激振器，且二级激振单元中的每个槟榔通道配置有挡料机构、挡料机构电磁阀；所述三级激振单元中的每个槟榔通道单独配置有三级激振器、计数传感器、备料传感器；所述一级激振器、二级激振器、三级激振器与PLC模拟量输出单元连接，接收PLC控制系统发出的振动控制信号；所述挡料机构电磁阀与PLC模拟量输入输出单元连接，接收PLC控制系统发出的挡料机构控制信号；所述备料传感器、计数传感器与PLC数字量输入输出单元连接，其中备料传感器用于检测与三级激振单元槟榔通道接应的槟榔输送槽是否有槟榔处于备料状态，并将检测到的备料信号传输至PLC控制系统，并由PLC控制系统控制理料系统完成如下动作：(1)若有槟榔输送槽缺料时，则一级激振器、二级激振器运行，仅二级激振单元中对应的挡料机构电磁阀控制挡料机构不进行挡料，仅三级激振单元中对应的槟榔通道的三级激振器工作，当缺料的槟榔输送槽补料完成时(备料传感器检测到槟榔)对应的挡料机构延时下降进行挡料，对应的三级激振器停止工作，直至槟榔输送槽满料(即每一个槟榔输送槽均备有一颗槟榔)；(2)若槟榔输送槽满料，则振动筛、一级激振器、二级激振器延时停止工作，二级激振单元的挡料机构电磁阀控制挡料机构全部进行挡料，三级激振单元槟榔通道的三级激振器全部停止工作。上述设计可实现PLC控制系统自动控制挡料机构电磁阀、激振器按照时序动作，将槟榔排序后按次序逐个送入传输系统中的槟榔输送槽，使与三级激振单元的槟榔通道接应的槟榔输送槽均恰好都备有一个槟榔，并通过PLC控制系统控制槟榔输送节带动槟榔做定长步进运动，依次进入视觉分选系统、剔除系统、切籽系统。

作为具体方案，所述视觉分选系统包括与PLC数字量输入输出单元连接的CCD原点限位开关、CCD位置编码器和CCD行走驱动装置及与PLC通信单元连接的CCD视觉系统；其中，所述CCD原点限位开关检测CCD视觉系统的限位、原点的位置信号；所述CCD位置编码器测量CCD视觉系统实时位置的编码信号；上述CCD视觉系统的位置信号、编码信号输送至PLC控制系统，并由PLC控制系统输出脉冲串控制CCD行走驱动装置使CCD视觉系统中镜头的移动；所述CCD视觉系统包括CCD、环形光源、通过CCD连接线与CCD连接的视觉控制器、通过光源连接线与环形光源连接的光源控制器；所述CCD视觉系统通过对CCD采集到的图像进行背景分割、边缘检测、噪音消除处理后，与槟榔分选模板设定的长度、宽度、定点宽度进行单项对比和综合对比后，将分选结果反馈至PLC控制系统；其中，槟榔分选模板的设定值可通过触摸屏人机界面进行灵活修改。通过上述视觉分选系统，消除了人工检查和剔除超长、超宽、异型籽的不确定因素，降低了废品率，提高了工作效率。

作为具体方案，所述剔除系统包括剔除机构、与PLC数字量输入输出单元连接的剔除机构位置传感器；所述剔除机构包括与槟榔输送槽数量相同、且一一对应剔除喷嘴、与PLC模拟量输入输出单元连接的剔除机构电磁阀和剔除喷嘴电磁阀；其中，剔除机构电磁阀控制剔除喷嘴下降至槟榔输送槽内或升起至槟榔输送槽外，剔除喷嘴电磁阀控制剔除喷嘴开或关；当槟榔完成视觉分选后，分选结果传输至PLC控制系统，同时槟榔输送节带动槟榔定长步进至剔除工段就位，此时剔除机构电磁阀接收剔除机构电磁阀控制信号使剔除喷嘴下降至槟榔输送槽，剔除喷嘴电磁阀接收剔除喷嘴电磁阀控制信号，将槟榔输送槽内不符合要求的槟榔剔除，之后剔除喷嘴升起。

作为具体方案，所述切籽系统包括切割前对射光电机构、切割机构。

优选的，所述CCD位置编码器为AB相增量型旋转编码器，A、B相信号线接入PLC数字量输入输出单元，测量CCD视觉系统的实时位置，构成闭环位置控制系统。

作为具体方案，所述PLC控制系统与视觉分选系统的信号传送采用WORD字交换，可一次将多个槟榔的检测结果传送给PLC，提高了两者的信号交互速度，优化了PLC控制程序的结构。

作为具体方案，所述传输装置位置编码器测量传输装置的实时位置，并与传输装置原点开关的位置信号比对确认，和剔除机构位置传感器的信号做软件互锁，控制传输装置伺服驱动系统、剔除机构电磁阀的动作时序，并且在硬件电路中也用继电器触点互锁，确保了两机构之间不存在动作干涉问题。

附图说明

图1为本发明槟榔自动选切籽一体机电气控制系的统结构图；

图2为本发明槟榔自动选切籽一体机的结构示意图；

图3为本发明中的链传输装置结构示意图；

图4为本发明槟榔自动选切籽一体机电气控制系的原理框图；

图5为本发明中视觉分选系统的软件系统示意图；

图6为本发明中CCD视觉系统的硬件结构图；

图中各标记的含义为：1-链传输装置，2-槟榔输送节，3-槟榔输送槽，4-振动筛，5-一级激振单元，6-二级激振单元，7-挡料机构，8-三级激振单元，9-计数传感器，10-备料传感器，11-剔除机构，12-剔除喷嘴，13-槟榔通道，14-切割机构，15-CCD行走驱动装置。

具体实施方式

以下仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，如增减理料系统的槟榔通道、更换传感器的类型、增减传感器组的开关个数等凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

实施例1

如图1所示，槟榔自动选切籽一体机电气控制系统，包括由PLC主机、PLC数字量输入输出单元、PLC模拟量输入输出单元、PLC通信单元构成的可编程PLC控制系统，理料系统，视觉分选系统，剔除系统，切籽系统，传输系统；PLC控制系统控制理料系统，视觉分选系统，剔除系统，切籽系统，传输系统工作；PLC控制系统通过控制理料系统实现槟榔的筛分、整平、定位；通过PLC控制系统设定槟榔的长度、宽度、定点宽度的阈值，并由视觉分选系统检测槟榔是否符合阈值要求，并将结果信号发送至PLC控制系统，PLC控制系统根据结果信号控制剔除系统将不符合切籽要求的槟榔剔除；PLC控制系统通过控制传输系统，推动槟榔做定长步进运动，并依次进入视觉分选系统、剔除系统、切籽系统而先后完成分选、剔除、切籽工序。

实施例2

如图1所示，槟榔自动选切籽一体机电气控制系统，包括由PLC主机、PLC数字量输入输出单元、PLC模拟量输入输出单元、PLC通信单元构成的可编程PLC控制系统，理料系统，视觉分选系统，剔除系统，切籽系统，传输系统；PLC控制系统通过控制理料系统实现槟榔的筛分、整平、定位；通过PLC控制系统设定槟榔的长度、宽度、定点宽度的阈值，并由视觉分选系统检测槟榔是否符合阈值要求，并将结果信号发送至PLC控制系统，PLC控制系统根据结果信号控制剔除系统将不符合切籽要求的槟榔剔除；PLC控制系统通过控制传输系统，推动槟榔做定长步进运动，并依次进入视觉分选系统、剔除系统、切籽系统而先后完成分选、剔除、切籽工序。

如图1所示，PLC控制系统与触摸屏人机界面通过以太网交换机连接；以太网交换机上设有超过两个的RJ45接口。

如图1、图2、图3所示，传输系统包括链传输装置1、传输装置原点开关、传输装置位置编码器、传输装置伺服驱动系统；链传输装置1上布置有多个槟榔输送节2；槟榔输送节2上设置有与三级激振单元8中槟榔通道13相接应的槟榔输送槽3。

如图1、图2所示，理料系统包括振动筛4、一级激振单元5、二级激振单元6、三级激振单元8；一级激振单元5、二级激振单元6、三级激振单元8均设置有相同数量、一一对应的槟榔通道13；一级激振单元5设置有一级激振器；二级激振单元6设置有二级激振器，且二级激振单元6中的每个槟榔通道13配置有挡料机构7、挡料机构电磁阀；三级激振单元中的每个槟榔通道13单独配置有三级激振器、计数传感器9、备料传感器10；一级激振器、二级激振器、三级激振器与PLC模拟量输出单元连接，接收PLC控制系统发出的振动控制信号；挡料机构电磁阀与PLC模拟量输入输出单元连接，接收PLC控制系统发出的挡料机构7控制信号；备料传感器10、计数传感器9与PLC数字量输入输出单元连接，其中备料传感器10用于检测与三级激振单元8槟榔通道13接应的槟榔输送槽3是否有槟榔处于备料状态，并将检测到的备料信号传输至PLC控制系统，并由PLC控制系统控制理料系统完成如下动作：(1)若有槟榔输送槽3缺料时，则一级激振器、二级激振器运行，仅二级激振单元6中对应的挡料机构电磁阀控制挡料机构7不进行挡料，仅三级激振单元8中对应的槟榔通道13的三级激振器工作，当缺料的槟榔输送槽3补料(备料传感器10检测到槟榔)完成时对应的挡料机构7延时下降进行挡料，对应的三级激振器停止工作，直至槟榔输送槽3满料(即每一个槟榔输送槽3均备有一颗槟榔)；(2)若槟榔输送槽3满料，则振动筛4、一级激振器、二级激振器延时停止工作，二级激振单元6的挡料机构电磁阀控制挡料机构7全部进行挡料，三级激振单元8槟榔通道13的三级激振器全部停止工作

如图1、图2所示，视觉分选系统包括与PLC数字量输入输出单元连接的CCD原点限位开关、CCD位置编码器和CCD行走驱动装置15及与PLC通信单元连接的CCD视觉系统；其中，CCD原点限位开关检测CCD视觉系统的的原点位置和限位；CCD位置编码器测量CCD视觉系统的实时位置编码信号；上述CCD视觉系统的原点位置、限位、实时位置编码信号输送至PLC控制系统，并由PLC控制系统输出脉冲串控制CCD行走驱动装置15使CCD视觉系统中镜头的移动。如图5所示，CCD视觉系统包括CCD、环形光源、通过CCD连接线与CCD连接的视觉控制器、通过光源连接线与环形光源连接的光源控制器；如图6所示，CCD视觉系统通过对CCD采集到的图像进行背景分割、边缘检测、噪音消除处理后，与槟榔分选模板设定的长度、宽度、定点宽度进行单项对比和综合对比后，将分选结果反馈至PLC控制系统；其中，槟榔分选模板的设定值可通过触摸屏人机界面进行灵活修改。

如图1、图2所示，剔除系统包括剔除机构11、与PLC数字量输入输出单元连接的剔除机构位置传感器；剔除机构11包括与槟榔输送槽3数量相同、且一一对应的剔除喷嘴12、与PLC模拟量输入输出单元连接的剔除机构电磁阀和剔除喷嘴电磁阀。

如图1、图2所示，切籽系统包括切割前对射光电机构、切割机构14。

如图1、CCD位置编码器为AB相增量型旋转编码器，A、B相信号线接入PLC数字量输入输出单元，测量CCD视觉系统的实时位置，构成闭环位置控制系统。其中，PLC控制系统与视觉分选系统的信号传送采用WORD字交换。

传输装置位置编码器测量传输装置的实时位置，并与传输装置原点开关的位置信号比对确认，和剔除机构位置传感器的信号做软件互锁，控制传输装置伺服驱动系统、剔除机构电磁阀的动作时序。

实施例3

更具体或优选的，本发明技术方案及工作原理如下：

如图1所示，槟榔自动选切籽一体机电气控制系统，包括由PLC主机、PLC数字量输入输出单元、PLC模拟量输入输出单元、PLC通信单元构成的可编程PLC控制系统，理料系统，视觉分选系统，剔除系统，切籽系统，传输系统；

如图1所示，PLC控制系统与触摸屏人机界面通过以太网交换机连接；以太网交换机上设有超过两个的RJ45接口，支持基于TCP/IP通信标准的通信，方便后续与其它设备，如监控车间等通信连接，组成自动化生产线。

如图1、图2、图3所示，传输系统包括链传输装置1、传输装置原点开关、传输装置位置编码器、传输装置伺服驱动系统；链传输装置1上布置有多个槟榔输送节2；槟榔输送节2上设置有与三级激振单元8槟榔通道13相接应的槟榔输送槽3；

如图1、图2所示，理料系统包括振动筛4、一级激振单元5、二级激振单元6、三级激振单元8；一级激振单元5、二级激振单元6、三级激振单元均设置有相同数量、一一对应的槟榔通道13；一级激振单元5设置有一级激振器；二级激振单元6设置有二级激振器，且二级激振单元6中的每个槟榔通道13配置有挡料机构7、挡料机构电磁阀；三级激振单元中的每个槟榔通道13单独配置有三级激振器、计数传感器9、备料传感器10；一级激振器、二级激振器、三级激振器与PLC输入输出单元，接收PLC控制系统发出的振动控制信号，使槟榔通道13在激振器的作用下带动槟榔前进，并且由于三级激振单元8的每个槟榔通道13单独设置三级激振器，可实现三级激振单元8中槟榔通道13的独立工作；挡料机构7电磁阀与PLC模拟量输入输出单元连接，接收PLC控制系统发出的挡料机构7控制信号；备料传感器10、计数传感器9与PLC数字量输入输出单元连接，其中备料传感器10用于检测与三级激振单元8槟榔通道13接应的槟榔输送槽3是否有槟榔处于备料状态，并将检测到的备料信号传输至PLC控制系统；如图3所示，PLC系统运算并控制挡料机构电磁阀、各级激振器按照时序动作，将槟榔排序后按次序逐个送入槟榔输送槽3：(1)若有槟榔输送槽3缺料时，则一级激振器、二级激振器运行，仅二级激振单元6中对应的挡料机构电磁阀控制挡料机构7不进行挡料，仅三级激振单元8中对应的槟榔通道13的三级激振器工作，当缺料的槟榔输送槽3补料(备料传感器10检测到槟榔)完成时对应的挡料机构7延时下降进行挡料，对应的三级激振器停止工作，直至槟榔输送槽3满料(即每一个槟榔输送槽3均备有一颗槟榔)；(2)若槟榔输送槽3满料，则振动筛4、一级激振器、二级激振器延时停止工作，二级激振单元6的挡料机构电磁阀控制挡料机构7全部进行挡料，三级激振单元8槟榔通道13的三级激振器全部停止工作。

如图1、图2所示，视觉分选系统包括与PLC数字量输入输出单元连接的CCD原点限位开关、CCD位置编码器和CCD行走驱动装置15及与PLC通信单元连接的CCD视觉系统；其中，CCD原点限位开关检测CCD视觉系统的原点位置和限位；CCD位置编码器为AB相增量型旋转编码器，A、B相信号线接入PLC数字量输入输出单元，测量CCD视觉系统的实时位置编码信号，构成闭环位置控制系统；上述CCD视觉系统的原点位置、限位、实时位置编码信号输送至PLC控制系统，并由PLC控制系统输出脉冲串控制CCD行走驱动装置15使CCD视觉系统中镜头的移动；如图5所示，CCD视觉系统包括CCD、环形光源、通过CCD连接线与CCD连接的视觉控制器、通过光源连接线与环形光源连接的光源控制器；如图6所示，CCD视觉系统通过对CCD采集到的图像进行背景分割、边缘检测、噪音消除处理后，与槟榔分选模板设定的长度、宽度、定点宽度进行单项对比和综合对比后，将分选结果反馈至PLC控制系统；其中，槟榔分选模板的设定值可通过触摸屏人机界面进行灵活修改。通过上述视觉分选系统，消除了人工检查和剔除超长、超宽、异型籽的不确定因素，降低了废品率，提高了工作效率。

为了提高了俩者的信号交互速度，优化了PLC控制程序的结构，PLC控制系统与视觉分选系统的信号传送采用WORD字交换，可一次将多个槟榔的视觉分选检测结果传送给PLC控制系统。

如图1、图2所示，剔除系统包括剔除机构11、与PLC数字量输入输出单元连接的剔除机构位置传感器；剔除机构11包括剔除喷嘴12、与PLC模拟量输入输出单元连接的剔除机构电磁阀和剔除喷嘴电磁阀。其中，剔除机构电磁阀控制剔除喷嘴12下降至槟榔输送槽3内或升起至槟榔输送槽3外，剔除喷嘴电磁阀控制剔除喷嘴12开或关；当槟榔完成视觉分选后，分选结果传输至PLC控制系统，同时槟榔输送节2带动槟榔定长步进至剔除工段就位，此时剔除机构电磁阀接收剔除机构电磁阀控制信号使剔除喷嘴12下降至槟榔输送槽3，剔除喷嘴电磁阀接收剔除喷嘴电磁阀控制信号，将不符合要求的槟榔剔除，之后剔除喷嘴12升起。

如图1、图2所示，切籽系统包括切割前对射光电机构、切割机构14；切割前对射光电机构对进入切割机构14之前槟榔输送槽3上的产品检查确认；切割机构14完成对槟榔的对中切分。

如图1、图2所示，为了使剔除机构11的升降与传输装置的定长步进运动互不干扰，传输装置位置编码器通过测量传输装置的实时位置，并与传输装置原点开关的位置信号比对确认，和剔除机构位置传感器的信号做软件互锁，同时硬件电路中也用继电器触点互锁，实现了控制传输装置伺服驱动系统、剔除机构电磁阀的动作时序互不干扰。

本发明公开了一种槟榔自动选切籽一体机电气控制系统，包括由PLC主机、PLC数字量输入输出单元、PLC模拟量输入输出单元、PLC通信单元构成的可编程PLC控制系统，传输系统，理料系统，视觉分选系统，剔除系统，切籽系统；通过所述PLC控制系统设定槟榔的长度、宽度、定点宽度的阈值，并由视觉分选系统检测槟榔是否符合阈值要求，并将结果信号发送至PLC控制系统，PLC控制系统根据结果信号控制剔除系统将不符合切籽要求的槟榔剔除；所述PLC控制系统通过控制传输系统，推动槟榔做定长步进运动，并依次进入视觉分选系统、剔除系统、切籽系统而先后完成分选、剔除、切籽工序。本发明实现了槟榔的理料、视觉分选、剔除、切籽的自动化，提高了产品合格率和生产效率。

Claims (9)

1.槟榔自动选切籽一体机电气控制系统，包括由PLC主机、PLC数字量输入输出单元、PLC模拟量输入输出单元、PLC通信单元构成的可编程PLC控制系统，其特征在于还包括传输系统，理料系统，视觉分选系统，剔除系统，切籽系统；通过所述PLC控制系统设定槟榔的长度、宽度、定点宽度的阈值，并由视觉分选系统检测槟榔是否符合阈值要求，并将结果信号发送至PLC控制系统，PLC控制系统根据结果信号控制剔除系统将不符合切籽要求的槟榔剔除；所述PLC控制系统通过控制传输系统，推动槟榔做定长步进运动，并依次进入视觉分选系统、剔除系统、切籽系统而先后完成分选、剔除、切籽工序；所述理料系统包括振动筛、一级激振单元、二级激振单元、三级激振单元；所述一级激振单元、二级激振单元、三级激振单元均设置有相同数量、一一对应的槟榔通道；所述一级激振单元设置有一级激振器；所述二级激振单元设置有二级激振器，且二级激振单元中的每个槟榔通道配置有挡料机构、挡料机构电磁阀；所述三级激振单元中的每个槟榔通道单独配置有三级激振器、计数传感器、备料传感器；所述一级激振器、二级激振器、三级激振器与PLC模拟量输出单元连接，接收PLC控制系统发出的振动控制信号；所述挡料机构电磁阀与PLC模拟量输入输出单元连接，接收PLC控制系统发出的挡料机构控制信号；所述备料传感器、计数传感器与PLC数字量输入输出单元连接，其中备料传感器用于检测与三级激振单元槟榔通道接应的槟榔输送槽是否有槟榔处于备料状态，并将检测到的备料信号传输至PLC控制系统，并由PLC控制系统控制理料系统完成如下动作：(1)若有槟榔输送槽缺料时，则一级激振器、二级激振器运行，仅二级激振单元中对应的挡料机构电磁阀控制挡料机构不进行挡料，仅三级激振单元中对应的槟榔通道的三级激振器工作，当缺料的槟榔输送槽补料完成时对应的挡料机构延时下降进行挡料，对应的三级激振器停止工作，直至槟榔输送槽满料；(2)若槟榔输送槽满料，则振动筛、一级激振器、二级激振器延时停止工作，二级激振单元的挡料机构电磁阀控制挡料机构全部进行挡料，三级激振单元槟榔通道的三级激振器全部停止工作。

2.如权利要求1所述的槟榔自动选切籽一体机电气控制系统，其特征在于，所述PLC控制系统与触摸屏人机界面通过以太网交换机连接；所述以太网交换机上设有超过两个的RJ45接口。

3.如权利要求1所述的槟榔自动选切籽一体机电气控制系统，其特征在于所述传输系统包括链传输装置、传输装置原点开关、传输装置位置编码器、传输装置伺服驱动系统；所述链传输装置上布置有多个槟榔输送节；所述槟榔输送节上设置有与三级激振单元槟榔通道相接应的槟榔输送槽。

4.如权利要求1所述的槟榔自动选切籽一体机电气控制系统，其特征在于所述视觉分选系统包括与PLC数字量输入输出单元连接的CCD原点限位开关、CCD位置编码器和CCD行走驱动装置及与PLC通信单元连接的CCD视觉系统；其中，所述CCD原点限位开关检测CCD视觉系统的限位、原点的位置信号；所述CCD位置编码器测量CCD视觉系统实时位置的编码信号；上述CCD视觉系统的位置信号、编码信号输送至PLC控制系统，并由PLC控制系统输出脉冲串控制CCD行走驱动装置使CCD视觉系统中镜头的移动；所述CCD视觉系统包括CCD、环形光源、通过CCD连接线与CCD连接的视觉控制器、通过光源连接线与环形光源连接的光源控制器；所述CCD视觉系统通过对CCD采集到的图像进行背景分割、边缘检测、噪音消除处理后，与槟榔分选模板设定的长度、宽度、定点宽度进行单项对比和综合对比后，将分选结果反馈至PLC控制系统。

5.如权利要求1所述的槟榔自动选切籽一体机电气控制系统，其特征在于所述剔除系统包括剔除机构、与PLC数字量输入输出单元连接的剔除机构位置传感器；所述剔除机构包括与槟榔输送槽数量相同、一一对应的剔除喷嘴、与PLC模拟量输入输出单元连接的剔除机构电磁阀和剔除喷嘴电磁阀。

6.如权利要求1所述的槟榔自动选切籽一体机电气控制系统，其特征在于所述切籽系统包括切割前对射光电机构、切割机构。

7.如权利要求4所述的槟榔自动选切籽一体机电气控制系统，其特征在于，所述CCD位置编码器为AB相增量型旋转编码器，A、B相信号线接入PLC数字量输入输出单元，测量CCD视觉系统的实时位置，构成闭环位置控制系统。

8.如权利要求1所述的槟榔自动选切籽一体机电气控制系统，其特征在于，所述PLC控制系统与视觉分选系统的信号传送采用WORD字交换。

9.如权利要求3所述的槟榔自动选切籽一体机电气控制系统，其特征在于，所述传输装置位置编码器测量传输装置的实时位置，并与传输装置原点开关的位置信号比对确认，和剔除机构位置传感器的信号做软件互锁，控制传输装置伺服驱动系统、剔除机构电磁阀的动作时序。