CN106043788A - 一种步进装蛋装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种步进装蛋装置及其控制方法，步进装蛋装置包括机械系统和控制系统，机械系统和控制系统相配合，通过传感器检测送蛋信号，并传给PLC控制模块，进而控制步进电机的运动，带动蛋托移动，可以自动进行蛋托上多排多列装蛋位的装蛋，实现禽蛋自动化装箱，减少了禽蛋的装箱时间，提高了装箱效率，而人工只需要将装好的蛋托收走即可，降低了工人的劳动强度，采用PLC控制模块，可适用于不同生产效率的生产线及不同规格的禽蛋蛋托，采用电气传动，精确度高、节能环保、噪音低，能够实现精密控制，易于扩展。

Description

一种步进装蛋装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及禽蛋包装技术领域，特别是涉及一种步进装蛋装置及其控制方法。

背景技术

我国农产品含量丰富，近年来随着鸡蛋的营养价值被越来越多的人们接受，人们对鸡蛋的需求量不断增加，传统的产地自销模式难以给养殖户带来更多的经济效益，促使人们打破区域经济的壁垒，对鸡蛋进行远距离运输。据调查，目前中小型的鸡蛋分装基地内及养殖厂内，鸡蛋的装箱仍采用人工操作。人工操作劳动强度大，劳动效率低，经济效益少。而采用机械手进行自动装蛋，机械结构复杂，耗费巨大，不适于中小型鸡蛋分装基地使用。

因此，有必要设计一种更好的禽蛋装箱结构，以解决上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种通过控制系统自动控制步进装蛋装置的装蛋动作，实现自动化装箱，提高装箱效率，节省装蛋时间的步进装蛋装置及其控制方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种步进装蛋装置，其特征在于，包括：机械系统和控制系统，所述机械系统包括架设于支架两端的同步轮，所述同步轮上套设有输送带，所述输送带上放置有蛋托，用于装设自禽蛋输送系统运送的禽蛋，所述蛋托一排的多个装蛋位正对于多个输蛋轨道的出口，所述同步轮固定于第一转轴上，所述第一转轴的端部还固定有槽轮，所述槽轮的一侧与缺口圆盘相配合，所述缺口圆盘固定于第二转轴的端部，所述第二转轴的中部固定有第一齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮相啮合，所述第二齿轮固定于步进电机的输出轴上，通过所述步进电机驱动所述缺口圆盘及所述槽轮转动，带动所述第一转轴转动，进而带动所述输送带移动，使所述蛋托移动一定距离；所述控制系统包括PLC控制模块、设置于所述输蛋轨道末端的传感器以及所述步进电机，所述传感器连接于PLC控制模块的信号输入端，所述步进电机连接于所述PLC控制模块的信号输出端。

进一步，所述输送带的一侧还设有蜂鸣器，所述蜂鸣器连接于所述PLC控制模块的信号输出端。

进一步，所述输送带的上下两侧之间设有托板，所述托板的两端安装于所述支架，所述托板的顶部支撑于上侧的所述输送带。

进一步，所述槽轮呈口形，其中心固定于所述第一转轴的端部，所述槽轮的每条边缘向内凹设有凹陷，所述凹陷与所述缺口圆盘相配合。

进一步，所述缺口圆盘的一侧为弧形部，所述弧形部与所述凹陷相配合，另一侧向内凹设形成缺口，所述缺口转盘远离所述第一齿轮的一侧固定有拨杆，所述拨杆的端部设有拨动轴，所述拨动轴位于所述缺口内。

进一步，所述槽轮的四个对角处分别朝向中心开设有开槽，当所述步进电机驱动一次时，所述第一齿轮、所述第二齿轮及所述第二转轴转动一周，带动所述缺口圆盘转动一周，所述拨杆随之转动，所述拨动轴伸入所述开槽内，拨动所述槽轮转动1/4周。

一种基于上述步进装蛋装置的控制方法，包括：

步骤一：启动PLC，复位，PLC控制模块向蛋托输送装置发出控制指令，蛋托输送装置将空蛋托输送至输送带上的指定位置，此时蛋托第一排装蛋位正对于输蛋轨道的出口；

步骤二：PLC控制模块向禽蛋输送系统发送指令，禽蛋由所述输蛋轨道进入所述蛋托，完成蛋托内一排装蛋位的装蛋，PLC计数器计数一次；

步骤三：传感器检测到禽蛋通过所述输蛋轨道末端时，将信号传至PLC；

步骤四：PLC向所述步进电机发出指令，所述步进电机开始工作，带动所述输送带移动，将其上的蛋托运送到下一装蛋位置，蛋托到达下一装蛋位置时，所述步进电机将信号传至PLC；

步骤五：重复步骤二至步骤四；

步骤六：当PLC计数器计数的次数与蛋托列数相等时，PLC向蜂鸣器发出信号，蜂鸣器报警，提示蛋托装满，完成一个蛋托的装蛋；

步骤七：重复上述步骤一至步骤六，PLC控制下一个空蛋托自动装蛋过程。

进一步，A.设定PLC控制模块的初始值：启动禽蛋输送系统，当禽蛋通过所述输蛋轨道到达其末端时，PLC寄存器D1记录传感器检测到的数据，该数据设定为PLC模块的初始值，且PLC计数器清零；

B.检测禽蛋的位置：输送带开始工作后，PLC寄存器D2不断记录传感器的数据，并与寄存器D1的数据进行比较，同时PLC计数器记录输蛋轨道的过蛋次数C；

(a)若寄存器中数据：D2-D1＝0，则禽蛋已经经过输蛋轨道末端进入蛋托相应位置，输送带继续工作，禽蛋输送系统继续送蛋，计数器C计数一次；

(b)若寄存器中数据：D2-D1≠0，则禽蛋未经过输蛋轨道，输送带停止工作，禽蛋输送系统停止送蛋，计数器C不计数。

进一步，当计数器C计数的次数与蛋托列数相等时，PLC模块向所述蜂鸣器发出信号，且计数器清零。

本发明的有益效果：

通过传感器检测送蛋信号，并传给PLC控制模块，进而控制步进电机的运动，带动蛋托移动，通过机械系统和控制系统相配合，可以自动进行蛋托上多排多列装蛋位的装蛋，实现禽蛋自动化装箱，减少了禽蛋的装箱时间，提高了装箱效率，而人工只需要将装好的蛋托收走即可，降低了工人的劳动强度，采用PLC控制模块，可适用于不同生产效率的生产线及不同规格的禽蛋蛋托，采用电气传动，精确度高、节能环保、噪音低，能够实现精密控制，易于扩展。

附图说明

图1为本发明步进装蛋装置的结构示意图；

图2为本发明步进装蛋装置的控制流程图；

图中，1—支架、2—同步轮、3—输送带、4—蛋托、5—输蛋轨道、6—第一转轴、7—槽轮、8—凹陷、9—开槽、10—缺口圆盘、11—弧形部、12—缺口、13—拨杆、14—拨动轴、15—第二转轴、16—第一齿轮、17—第二齿轮、18—步进电机、19—托板、20—传感器、21—蜂鸣器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

如图1，本发明提供一种步进装蛋装置，用于将禽蛋(例如鸡蛋或鸭蛋等)自动装入蛋托4，步进装蛋装置包括机械系统和控制系统。

如图1，机械系统包括架设于支架1两端的同步轮2，同步轮2上套设有输送带3，输送带3上放置有蛋托4，用于装设自禽蛋输送系统运送的禽蛋，蛋托4一排的多个装蛋位正对于多个输蛋轨道5的出口，禽蛋输送系统将禽蛋一次性的由多个输蛋轨道5滑下，滑到蛋托4上的一排装蛋位内，可以一次性将一排装蛋位装满，提高装蛋效率。输送带3的上下两侧之间设有托板19，托板19的两端安装于支架1，托板19的顶部支撑于上侧的输送带3，保证输送带3水平运动，防止其在重力作用下弯曲或扭曲。

同步轮2固定于第一转轴6上，第一转轴6的两个端部还固定有槽轮7，槽轮7呈口形，其中心固定于第一转轴6的端部，槽轮7的每条边缘向内凹设有凹陷8，凹陷8与缺口圆盘10相配合，缺口圆盘10固定于第二转轴15的端部，缺口圆盘10的一侧为弧形部11，弧形部11进入凹陷8内，与凹陷8相配合，另一侧向内凹设形成缺口12，缺口转盘10的外侧固定有拨杆13，拨杆13的端部设有拨动轴14，拨动轴14位于所述缺口12内。第二转轴15的中部固定有第一齿轮16，第一齿轮16与第二齿轮17相啮合，第二齿轮17固定于步进电机18的输出轴上，通过步进电机18驱动缺口圆盘10及槽轮7转动，带动第一转轴6转动，进而带动输送带3移动，使蛋托4移动一定距离。在本实施例中，槽轮7的四个对角处分别朝向中心开设有开槽9，当步进电机18驱动一次时，第一齿轮16、第二齿轮17及第二转轴15转动一周，带动缺口圆盘10转动一周，拨杆13随之转动，其末端的拨动轴14伸入开槽9内，拨动槽轮7转动1/4周，槽轮7转动90°后的下一条边上的凹陷8与缺口圆盘10相配合，从而驱动输送带3移动一段距离，该段距离为相邻两列装蛋位之间的距离。

如图1及图2，控制系统包括PLC控制模块、设置于输蛋轨道5末端的传感器20、步进电机18以及设置于输送带3一侧的蜂鸣器21，传感器20连接于PLC控制模块的信号输入端，步进电机18及蜂鸣器21连接于PLC控制模块的信号输出端，通过传感器20检测到输蛋信息，信号发送给PLC控制模块，PLC控制模块发送指令，控制步进电机18驱动或蜂鸣器21报警。

本发明还提供一种基于上述步进装蛋装置的控制方法，包括：

步骤一：启动PLC，复位，PLC控制模块向蛋托输送装置发出控制指令，蛋托输送装置将空蛋托4输送至输送带3上的指定位置，此时蛋托4第一排装蛋位正对于输蛋轨道5的出口；

步骤二：PLC控制模块向禽蛋输送系统发送指令，禽蛋由输蛋轨道进入蛋托4，完成蛋托4内一排装蛋位的装蛋，PLC计数器计数一次；

步骤三：传感器20检测到禽蛋通过输蛋轨道5末端时，将信号传至PLC；

步骤四：PLC向步进电机18发出指令，步进电机18开始工作，带动输送带3移动，将其上的蛋托4运送到下一装蛋位置，蛋托4到达下一装蛋位置时，步进电机18将信号传至PLC；

步骤五：重复步骤二至步骤四；

步骤六：当PLC计数器计数的次数与蛋托4的列数相等时，PLC向蜂鸣器21发出信号，蜂鸣器21报警，提示蛋托4装满，完成一个蛋托4的装蛋；

步骤七：重复上述步骤一至步骤六，PLC控制下一个空蛋托4自动装蛋过程，如此循环实现连续化自动装蛋。

上述一个蛋托4装蛋过程中PLC控制模块内部控制过程为：

首先设定PLC控制模块的初始值：启动禽蛋输送系统，当禽蛋通过输蛋轨道5到达其末端时，PLC寄存器D1记录传感器20检测到的数据，该数据设定为PLC模块的初始值，且PLC计数器清零；

然后检测禽蛋的位置：输送带3开始工作后，PLC寄存器D2不断记录传感器20检测的数据，并与寄存器D1的数据进行比较，同时PLC计数器记录输蛋轨道的过蛋次数C；

(a)若寄存器中数据：D2-D1＝0，则禽蛋已经经过输蛋轨道5末端进入蛋托4相应位置，输送带3继续工作，禽蛋输送系统继续送蛋，计数器C计数一次；

(b)若寄存器中数据：D2-D1≠0，则禽蛋未经过输蛋轨道5，输送带3停止工作，禽蛋输送系统停止送蛋，计数器C不计数。

当计数器C计数的次数与蛋托4列数相等时，在本实施例中蛋托为五列，即计数器C＝5时，PLC模块向所述蜂鸣器21发出信号，蜂鸣器21报警，提示人工收走蛋托4，报警3s后，报警停止，同时计数器清零，以待下次装蛋使用。

本发明禽蛋自动装箱机可以自动进行蛋托4上多排多列装蛋位的装蛋，可以一次性将一排装蛋位装满，通过自动化装箱可以减少禽蛋的装箱时间，提高了禽蛋的装箱效率，而人工只需将装好的蛋托4收走即可，降低了工人的劳动强度，增加禽蛋产品的经济效益，适用于中小型禽蛋分装基地，使养殖户获得更大的经济效益，同时加快禽蛋产品的市场流通。本发明采用PLC控制模块，程序编制可实现模块化，可适用于不同生产效率的生产线及不同规格的禽蛋蛋拖，并采用电气传动，精确度高、节能环保、噪音低，能够实现精密控制，易于扩展。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (9)

1.一种步进装蛋装置，其特征在于，包括：机械系统和控制系统，所述机械系统包括架设于支架两端的同步轮，所述同步轮上套设有输送带，所述输送带上放置有蛋托，用于装设自禽蛋输送系统运送的禽蛋，所述蛋托一排的多个装蛋位正对于多个输蛋轨道的出口，所述同步轮固定于第一转轴上，所述第一转轴的端部还固定有槽轮，所述槽轮的一侧与缺口圆盘相配合，所述缺口圆盘固定于第二转轴的端部，所述第二转轴的中部固定有第一齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮相啮合，所述第二齿轮固定于步进电机的输出轴上，通过所述步进电机驱动所述缺口圆盘及所述槽轮转动，带动所述第一转轴转动，进而带动所述输送带移动，使所述蛋托移动一定距离；所述控制系统包括PLC控制模块、设置于所述输蛋轨道末端的传感器以及所述步进电机，所述传感器连接于PLC控制模块的信号输入端，所述步进电机连接于所述PLC控制模块的信号输出端。

2.根据权利要求1所述的步进装蛋装置，其特征在于：所述输送带的一侧还设有蜂鸣器，所述蜂鸣器连接于所述PLC控制模块的信号输出端。

3.根据权利要求1所述的步进装蛋装置，其特征在于：所述输送带的上下两侧之间设有托板，所述托板的两端安装于所述支架，所述托板的顶部支撑于上侧的所述输送带。

4.根据权利要求1所述的步进装蛋装置，其特征在于：所述槽轮呈口形，其中心固定于所述第一转轴的端部，所述槽轮的每条边缘向内凹设有凹陷，所述凹陷与所述缺口圆盘相配合。

5.根据权利要求4所述的步进装蛋装置，其特征在于：所述缺口圆盘的一侧为弧形部，所述弧形部与所述凹陷相配合，另一侧向内凹设形成缺口，所述缺口转盘远离所述第一齿轮的一侧固定有拨杆，所述拨杆的端部设有拨动轴，所述拨动轴位于所述缺口内。

6.根据权利要求5所述的步进装蛋装置，其特征在于：所述槽轮的四个对角处分别朝向中心开设有开槽，当所述步进电机驱动一次时，所述第一齿轮、所述第二齿轮及所述第二转轴转动一周，带动所述缺口圆盘转动一周，所述拨杆随之转动，所述拨动轴伸入所述开槽内，拨动所述槽轮转动1/4周。

7.一种基于权利要求1所述的步进装蛋装置的控制方法，其特征在于，包括：

步骤一：启动PLC，复位，PLC控制模块向蛋托输送装置发出控制指令，蛋托输送装置将空蛋托输送至输送带上的指定位置，此时蛋托第一排装蛋位正对于输蛋轨道的出口；

步骤二：PLC控制模块向禽蛋输送系统发送指令，禽蛋由所述输蛋轨道进入所述蛋托，完成蛋托内一排装蛋位的装蛋，PLC计数器计数一次；

步骤三：传感器检测到禽蛋通过所述输蛋轨道末端时，将信号传至PLC；

步骤四：PLC向所述步进电机发出指令，所述步进电机开始工作，带动所述输送带移动，将其上的蛋托运送到下一装蛋位置，蛋托到达下一装蛋位置时，所述步进电机将信号传至PLC；

步骤五：重复步骤二至步骤四；

步骤六：当PLC计数器计数的次数与蛋托列数相等时，PLC向蜂鸣器发出信号，蜂鸣器报警，提示蛋托装满，完成一个蛋托的装蛋；

步骤七：重复上述步骤一至步骤六，PLC控制下一个空蛋托自动装蛋过程。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：

首先设定PLC控制模块的初始值：启动禽蛋输送系统，当禽蛋通过所述输蛋轨道到达其末端时，PLC寄存器D1记录传感器检测到的数据，该数据设定为PLC模块的初始值，且PLC计数器清零；

然后检测禽蛋的位置：输送带开始工作后，PLC寄存器D2不断记录传感器的数据，并与寄存器D1的数据进行比较，同时PLC计数器记录输蛋轨道的过蛋次数C；

(a)若寄存器中数据：D2-D1＝0，则禽蛋已经经过输蛋轨道末端进入蛋托相应位置，输送带继续工作，禽蛋输送系统继续送蛋，计数器C计数一次；

(b)若寄存器中数据：D2-D1≠0，则禽蛋未经过输蛋轨道，输送带停止工作，禽蛋输送系统停止送蛋，计数器C不计数。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于：当计数器C计数的次数与蛋托列数相等时，PLC模块向所述蜂鸣器发出信号，且计数器清零。