CN108855974A - 基于plc控制的水果分拣自动线系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及果蔬分拣技术领域，具体为基于PLC控制的水果分拣自动线系统，包括传送带单元、分拣检测单元、输送单元和PLC控制单元；传送带单元，包括多组传送带，用于水果的运输；分拣检测单元，包括多种类型的检测模块，每组传送带根据水果所需分拣的类型均至少安装一种检测模块，每种检测模块用于检测其所在的传送带上水果的分拣级别；输送单元，包括多个机械手，每组传送带均至少配置一个机械手，输送单元用于在PLC控制单元的控制下对传送带上的水果进行抓举输送。本方案通过实现自动对水果的多种品质类型的分拣检测，提高了水果的精细分拣以及分拣品质。

Description

基于PLC控制的水果分拣自动线系统

技术领域

本发明涉及果蔬分拣技术领域，具体为基于PLC控制的水果分拣自动线系统。

背景技术

目前，作为种植业中仅次于粮食、蔬菜之后的第三大产业的水果产业，其总产量迅速增长。水果的市场核心竞争力主要取决于水果品质和对水果进行分级、清洗、打蜡、包装等产后处理两大因素。我国的水果总产量很高，但由于我国水果产后处理能力的落后，导致水果的国际竞争力大大降低，使拥有世界水果总量近1/3的中国，在国际贸易份额中所占比例始终在1％左右徘徊，水果的总产量与贸易额之间的比例失调，形成了反差。

水果的产后处理主要包括上线、清洗、打蜡、烘干、分拣、贴标、装箱、储运等自动化流水作业流程。上述流水作业流程中除分拣外，实质是一些工序的启停、互锁等的自动化控制，较易实现。其中，分拣成为上述流程中重要步骤之一，水果分拣的效果直接关系到后期水果包装、贮运和销售的效益。但是，在我国由于目前检测与分拣技术的落后，水果的商品化处理只占水果总产量的10％左右，水果收获后的平均损失率在30％左右，大多数产品都存在一流水果、三流包装的现状，许多品优质优的水果因为没有经过严格的品质检测和分级，导致水果品质良莠不齐，高档的水果只能以低档价格出售。

目前，国外的水果分拣技术较为先进，根据水果的分拣类型，可以对水果进行重量、大小、内部品质和外部品质的分拣。国内的水果分拣技术虽然在近几年得到了很大程度的发展，但是整体上，水果分拣技术还是比国外的技术要落后。因此，国内厂家如果要有好的水果分拣品质就必须使用进口的水果分拣机，而国外水果分选机的价格比较昂贵，使得国内许多厂家无力使用，致使我国目前的水果分拣效果一般，水果的产后附加值没有得到很好地提高。因此，发展国内的水果分拣技术变得尤为重要。另外，目前市场上的水果分拣机都只是对水果进行单一形式的分拣，比如说大小分拣机只是对水果进行大小分拣，重量分拣机只是对水果进行重量分拣，外部品质分拣机只是对水果进行外部品质分拣，内部品质分拣机仅仅局限于对水果进行内部品质分拣，分拣的规格过于单一，这样，虽然分拣的效率较高，但是没有将水果进行详细的分拣，导致最终的分拣效果一般。

发明内容

本发明意在提供基于PLC控制的水果分拣自动线系统，以解决水果分拣的品质不精细问题，通过实现自动对水果的多种品质类型的分拣检测，提高了水果的精细分拣以及分拣品质。

为解决上述问题，本发明的技术方案如下：

基于PLC控制的水果分拣自动线系统，包括传送带单元、分拣检测单元、输送单元和PLC控制单元；

传送带单元，包括多组传送带，用于水果的运输，将其中一组传送带作为水果进料的主传送带，其他传送带以主传动带为起点树状分布设置；每组传送带的进口处均安装有传感器，所述传感器用于检测到其所在的传送带有水果来料时给PLC控制单元发送通知信号，所述PLC控制单元用于接收传感器发送的通知信息后控制所述传感器所在的传送带运行；

分拣检测单元，包括多种类型的检测模块，每组传送带根据水果所需分拣的类型均至少安装一种检测模块，每种检测模块根据水果品质均设置分拣级别；每种检测模块用于检测其所在的传送带上水果的分拣级别，还用于将检测到的分拣级别信号发送给PLC控制单元；

输送单元，包括多个机械手，每组传送带均至少配置一个机械手，输送单元用于在PLC控制单元的控制下对传送带上的水果进行抓举输送；

PLC控制单元，根据传送带的树状分布情况，给每组传送带逐层设定每个检测模块的分拣级别高低，用于在接收到检测模块发送的分拣级别信号后控制该检测模块所在的传送带对应的机械手工作，机械手抓举了该传送带上的水果后，PLC控制单元用于控制输送单元将机械手输送到检测出的该水果分拣级别对应的传送带进口处后，再控制机械手将水果放在该传送带的进口处，PLC控制单元还用于控制机械手将分拣完毕的水果从传送带上抓走。

进一步，还包括供料单元，供料单元用于将水果输送到主传送带上，并在输送过程中将水果调整为单排有序的位置；

PLC控制单元还用于控制供料单元启动和关闭。

进一步，所述供料单元包括供料斜槽传送带，所述供料斜槽传送带的左右边缘处均设置有滚轮。

进一步，所述PLC控制单元包括多台PLC，多台PLC通信连接，其中一台PLC设定为主站PLC，所述主站PLC用于控制一个机械手的输送单元运行，剩余几台PLC设定为从站PLC，所述从站PLC用于分别控制传送带单元、供料单元以及其他几个机械手的输送单元运行。

进一步，还包括多个包装单元，每个包装单元根据每个传送带设定的各自分拣级别高低设计包装级别，用于分别接收对应包装级别的传送带输送的检测完毕的水果。

进一步，还包括按钮模块，按钮模块包括启动按钮、停止按钮、复位按钮和急停按钮；启动按钮，用于在该水果分拣自动线系统的各个单元满足初始原点条件下，按下启动按钮，该系统开始运行；停止按钮，用于在各个单元正常运行时，按下停止按钮，系统在完成当前工作周期后，停止运行；复位按钮：用于在单元的设备运行出现故障或报警时，按下复位按钮，可停止和复位某单元的设备；急停按钮：用于在单元的设备运行出现故障或报警时，按下急停按钮，可停止某单元的设备。

进一步，还包括触摸屏模块，用于监视和调试整个自动线系统的运行情况。

进一步。每组所述传送带均选用带有K型附件的双节距大滚子的输送链条。

进一步，每组所述传动带上均设有水果托盘机构。

进一步，所述输送单元还包括传动组件和拖链装置；所述传动组件包括底板、溜板和导轨滑块，所述底板沿长度方向设有导轨，导轨滑动安装导轨滑块，所述溜板固定在导轨滑块的上表面，所述溜板用于安装机械手；所述拖链装置包括主动同步轮、从动同步轮、伺服电机和控制伺服电机工作的伺服驱动器，所述主动同步轮和从动同步轮分别设置在导轨沿宽度方向的两端，所述主动同步轮和从动同步轮之间通过同步带连接，所述伺服电机的输出轴通过履带与主动同步轮连接，所述同步带与溜板固定连接。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

1、解决了目前国内水果分拣技术中水果分拣类型单一，通过设置多个检测模块，提高了水果的精细分拣，以及通过设置多组传送带对水果进行传送，提高分拣品质，本方案全程可PLC控制单元进行系统的操作，减少了人力成本，提高了农业生产的自动化水平，最终可以满足水果不同的分拣要求。

2、基于PLC控制的水果分拣自动线系统的各个单元之间并不是独立运行的，其各个单元之间通过通信的手段，相互之间进行信息的交换，形成一个整体，从而提高了设备的控制能力、可靠性，实现了“集中处理，分散控制”。

3、本方案的水果传送采用链式传送的方式，解决普通传送带传送过程中的振动和摩擦力大的问题，避免在水果传送过程中造成水果损伤。

4、在传送带上面安装水果托盘，解决多个水果之间以及水果和传送带之间由于长时间接触的摩擦力使水果外部品质下降的问题。

5、每组传送带之间使用机械手抓举的方式，解决各条传送带之间的水果运输问题。

6、触摸屏作为人机交互的窗口起到桥梁沟通作用。通过触摸屏，使我们可以直观的了解PLC的运作情况，以对PLC的运行参数进行修改，可以确认生产线的生产效率。

附图说明

图1为本发明基于PLC控制的水果分拣自动线系统实施例的总体框架结构图；

图2为本实施例中传送带单元的结构图；

图3为本实施例中传送带A的结构示意图；

图4为本实施例中传送带B或传送带C的结构示意图；

图5为本实施例中作为机械手A的输送单元的结构示意图；

图6为本实施例中供料单元的结构示意图；

图7为本实施例中水果托盘机构的结构示意图；

图8为本实施例中PLC控制单元的PPI网络图；

图9为本实施例中基于PLC控制的水果分拣自动线系统的工作流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：供料斜槽传送带1、滚轮2、光电传感器3、从动链轮4、三相异步电动机5、动力输出链轮6、称重检测模块7、称重台8、输送链条9、水果托盘机构10、输送链轮11、水果托盘12、托盘支架13、附件14、支撑板15、支撑板支架16、限位铁条17、钢球18、底板19、导轨滑块20、溜板21、同步带22、第一支架23、履带24、伺服电机25、真空吸盘26、真空吸盘气缸27、手臂伸缩气缸28、摆动气缸29、升降气缸30、直线导轨31、第二支架32、红外检测模块33。

实施例基本如附图1所示，基于PLC控制的水果分拣自动线系统，包括传送带单元、分拣检测单元、输送单元和PLC控制单元；

PLC控制单元，采用西门子S7-200系列PLC，PLC为可编程控制器，用于控制传送带单元、分拣检测单元和输送单元工作；

传送带单元，包括多组传送带，用于水果的运输，将其中一组传送带作为水果进料的主传送带，其他传送带以主传动带为起点树状分布设置；每组传送带的进口处均安装有传感器，传感器用于检测到其所在的传送带有水果来料时给PLC控制单元发送通知信号，PLC控制单元用于接收传感器发送的通知信息后控制该传感器所在的传送带运行。在本实施例中，如图2所示，传送带单元设置三组传送带，包括传送带A、传送带B和传送带C，传送带A作为主传送带，传送带B和传送带C并行作为传送带A的下一层；其中，传感器采用光电传感器3中的光电式接近开关。

具体工作方式如下：当水果进入到传送带A、传送带B或传送带C时，传送带A、传送带B或传送带C进口处的光电式接近开关发出的光线遇到水果就会反射回自身的光敏元件，光电式接近开关就会输出信号至PLC的输入端，然后使PLC的输入接口部分的数据发生改变，从而启动传送带，控制传送带运转，比如，PLC接收的传送带A上的光电式接近开关发送的信号后，PLC控制传送带A运转。

分拣检测单元，包括多种类型的检测模块，每组传送带根据水果所需分拣的类型均至少安装一种检测模块，每种检测模块根据水果品质均设置分拣级别；每种检测模块用于检测其所在的传送带上水果的分拣级别，还用于将检测到的分拣级别信号发送给PLC控制单元。

如图3和图4所示，在本实施例中，分拣所需的类型包括水果的重量和外观品质，即包含两种类型的检测模块，分别为称重检测模块7和红外检测模块33，称重检测模块7用于检测水果的重量，红外检测模块33用于检测水果的外观品质，传送带A安装称重检测模块7，传送带B和传送带C均安装红外检测模块33。根据水果重量的品质标准，称重检测模块7的分拣级别分为三级品质，水果重量的品质优劣依次递减为一级品质、二级品质、三级品质；根据水果外观的品质标准，红外检测模块33的分拣级别分为两级品质，水果外观的品质优劣依次递减为一级品质、二级品质。

称重检测模块7选用电阻应变式传感器，优选的，为了解决环境温度的影响，电阻应变式传感器选择悬臂梁式的电阻应变式传感器；红外检测模块33选用光纤传感器。

输送单元，包括多个机械手，每组传送带均至少配置一个机械手，输送单元用于在PLC控制单元的控制下对传送带上的水果进行抓举输送。在本实施例中，输送单元包括三个机械手，分别为机械手A、机械手B和机械手C。

如图5所示，输送单元还包括传动组件和拖链装置，传动组件包括底板19、溜板21和导轨滑块20，底板19沿长度方向的前后两侧分别设有两个直线导轨31，每个直线导轨31均滑动安装两个导轨滑块20，溜板21的四个边角通过螺栓分别固定在四个导轨滑块20的上表面，从而实现溜板21在两个直线导轨31上滑动。拖链装置包括主动同步轮、从动同步轮、伺服电机25和控制伺服电机25工作的伺服驱动器，主动同步轮和从动同步轮分别设置在两个直线导轨31沿宽度方向的两端，主动同步轮和从动同步轮之间通过同步带22连接，同步带22位于两个直线导轨31的中间，同步带22与溜板21的底部固定连接，伺服电机25的输出轴通过履带24与主动同步轮连接。底板19在两个直线导轨31的两端分别设有第一支架23和第二支架32，主动同步轮和伺服电机25安装在第一支架23上，从动同步轮安装在第二支架32上。伺服控制器分别与伺服电机25和PLC控制单元电气连接。其中，伺服电机25采用松下MHMD022PIU永磁同步交流伺服电机25，伺服控制器采用MADDTl207003全数字交流永磁同步伺服驱动装置。

机械手A安装在溜板21上，即溜板21移动从而带动机械手A移动。具体的，机械手A包括真空吸盘气缸27、手臂伸缩气缸28、摆动气缸29和升降气缸30，升降气缸30垂直安装在溜板21上，升降气缸30的输出轴连接有支撑板15，摆动气缸29垂直安装在支撑板15上，摆动气缸29的输出轴连接手臂伸缩气缸28，摆动气缸29与手臂伸缩气缸28相互垂直，手臂伸缩气缸28的输出轴沿水平方向伸出连接真空吸盘气缸27，真空吸盘气缸27的输出轴上安装有真空吸盘26，机械手A与PLC控制单元电气连接，PLC控制单元控制真空吸盘气缸27、手臂伸缩气缸28、摆动气缸29和升降气缸30的运行。机械手B和机械手C除了不设置摆动气缸29，升降气缸30直接与手臂伸缩气缸28相互垂直连接，机械手B和机械手C的其他结构和设计完全与机械手A一样，在此不再赘述。采用吸盘机械手对水果进行抓举，减少了水果的输送中的摩擦，更好地保护了水果的品质。

PLC控制单元，根据传送带的树状分布情况，给每组传送带逐层设定每个检测模块的分拣级别高低，用于在接收到检测模块发送的分拣级别信号后控制该检测模块所在的传送带对应的机械手工作，机械手抓举了该传送带上的水果后，PLC控制单元用于控制输送单元将机械手输送到检测出的该水果分拣级别对应的传送带进口处后，再控制机械手将水果放在该传送带的进口处，PLC控制单元还用于控制机械手将分拣完毕的水果从传送带上抓走。水果分拣完毕是指水果不再进行品质的检测，直接用于水果的产后处理的后续工作，而不再传送带上进行输送。

在本实施例中，PLC控制单元设定传送带的分拣级别如下：传送带A设定称重检测模块7的三级品质，传送带B设定称重检测模块7的二级品质，传送带C设定称重检测模块7的一级品质；传送带B设定红外检测模块33的二级品质，传送带C设定红外检测模块33的二级品质；传送带B和传送带C上的红外检测模块33检测出来的一级品质水果直接为分拣完毕的水果。

如图1所示，基于PLC控制的水果分拣自动线系统，还包括供料单元，供料单元用于将水果输送到主传送带上，并在输送过程中将水果调整为单排有序的位置；PLC控制单元还用于控制供料单元启动和关闭。如图6所示，供料单元包括供料斜槽传送带1，所述供料斜槽传送带1的左右边缘处均转动安装有滚轮2，其中，滚轮2为四个圆柱形的滚轮2，供料斜槽传送带1的左右边缘处分别间隔转动设置两个圆柱形滚轮2。具体的，供料斜槽传送带1由三相异步电动机5带动，三相异步电动机5不仅可以改变速率，也可以改变方向，三相异步电动机5速率和方向的改变采用通用变频器控制。

还包括多个包装单元，每个包装单元根据每个传送带设定的各自分拣级别高低设计包装级别，用于分别接收对应包装级别的传送带输送的检测完毕的水果。在本实施例中，包括五个包装单元，五个包装单元分别设置五个包装级别，为包装A、包装B、包装C、包装D、包装F，五个包装单元根据水果的品质优良分别进行包装。

具体如下：包装A为第五级别包装，采用普通的纸箱或者是简易塑料袋，包装A位于传送带A的输出口，用于接收传送带A检测出为三级品质的水果；包装B为第四级别包装，采用一般薄膜的外包装袋，包装B位于传送带C的输出口，用于接收经过传送带C检测出为二级品质的水果；包装C为第三级别包装，采用稍好的外包装袋，包装C位于传送带B的输出口，用于接收经过传送带B检测出为二级品质的水果；包装D为第二级别包装，采用较好的外包装袋，包装D位于传送带B的输出口，用于接收经过传送带B检测出为一级品质的水果；包装F为第一级别包装，采用最好的外包装袋，包装F位于传送带C的输出口，用于接收经过传送带C检测出为一级品质的水果。

还包括按钮模块，按钮模块包括启动按钮、停止按钮、复位按钮和急停按钮；

启动按钮，用于在该水果分拣自动线系统的各个单元满足初始原点条件下，按下启动按钮，该系统开始运行；

停止按钮，用于在各个单元正常运行时，按下停止按钮，系统在完成当前工作周期后，停止运行；

复位按钮：用于在单元的设备运行出现故障或报警时，按下复位按钮，可停止和复位某单元的设备；

急停按钮：用于在单元的设备运行出现故障或报警时，按下急停按钮，可停止某单元的设备。

还包括触摸屏模块，用于监视和调试整个自动线系统的运行情况。触摸屏模块采用TPC7062K型号的触摸屏。触摸屏和蜂鸣器结合将报警信息和报警信息协调起来，即当即当蜂鸣器报警时，触摸屏界面将自动跳转到报警信息界面，显示相应故障工位及发生故障的可能原因。

还包括电源模块，电源模块上配置有三相电源、直流24V电源和各种电源开关。三相电源供给三相异步电动机5和伺服电机25使用，直流24V电源供给PLC、称重检测模块7、红外检测模块33以及光电传感器3使用。

在本实施例中，如图3所示，每组所述传动带上均设有水果托盘机构10。水果托盘机构10使各个水果之间相互隔离，消除了水果与传送带之间以及水果与水果之间的接触，从而解决了水果因为相互之间摩擦力的作用而导致说过外部品质下降的问题。

如图3所示，每组传送带选用带有K型附件14的双节距大滚子的输送链条9，输送链条9通过从动链轮4和输送链轮11进行转动，且均用三相异步电动机5拖动输送链条9运行，三相异步电动机5的输出轴连接有动力输出链轮6，动力输出链条通过履带24与从动链轮4连接。三相异步电动机5速率和方向的改变采用通用变频器控制，最终可实现传送带A、传送带B、传送带C的传送速度的改变。传送带A还包括称重台8，称重检测模块7安装在称重台8上。

如图7所示，水果托盘机构10等间距地安装在输送链条9的K型附件14上，可以随着输送链条9的运动而运动，水果托盘机构10包括水果托盘12、托盘支架13、限位铁条17和钢球18，托盘支架13可以通过铆钉或者螺栓与输送链条9的K型附件14紧固联接，水果托盘12安装在托盘支架13上，水果托盘12的安装方向与输送链条9的运动方向垂直，水果托盘12与限位铁条17紧固联接，水果托盘12可与限位铁条17绕托盘支架13翻转一定角度，限位铁条17可限制翻转角度，钢球18设置在水果托盘12底部，在水果托盘12随输送链条9输送到称重检测模块7处，钢球18可对传送带A上的称重检测模块7进行按压，从而实现水果托盘12上的水果重量检测。

由于输送链条9的传动振动较大，会影响生产线测量结果的精确性，为了减少输送链条9振动对水果重量精度的影响和保证水果托盘12在同一高度，在输送链条9紧边链条下方安装有支撑板15和支撑板支架16，因而水果分拣自动线系统在工作过程中，输送链条9紧边链条滚子可以沿支撑板15滚动。

在本实施例中，PLC控制单元包括四台PLC，采用西门子PPI通信协议的PLC网络控制方案，利用网络接头和网络线把各台PLC中用作PPI的端口连接进行通信。PPI协议是S7-200的CPU最基本的通信方式，通过原来自身的端口PORT0或PORT1就可以实现通信，是S7-200默认的通信方式。PPI是一种主-从协议通信，主-从站在一个令牌环网中，主站发送要求到从站器件，从站器件响应；从站器件不发信息，只是等待主站的要求并对要求作出响应。如果在用户程序中使能PPI主站模式，就可以在主站程序中使用网络读写指令来读写从站信息，而从站程序便没有必要使用网络读写指令。

具体地，如图8所示，将一台PLC作为机械手A的输送单元的主站A，主站A与触摸屏模块通信连接，主站A选用带编程接口的连接器，该连接器的编程口通过RS--232/PPI多主站电缆与个人计算机连接。其余三台PLC作为从站，从站选用标准网络连接器与个人计算机连接，分别为从站B、从站C和从站D，从站B与机械手B的输送单元通信连接，从站C与机械手C的输送单元通信连接，传送带单元和供料单元共享从站D通信连接，从而构成一个分布式控制的小型PLC网络，实现对自动线系统的数据传输和数据处理控制。基于PLC控制的水果分拣自动线系统的各个单元之间并不是独立运行的，通过作为主站A的PLC联机控制从站B、从站C和从站D，以及其各个单元之间通过通信的手段，相互之间进行信息的交换，形成一个整体，从而提高了设备的控制能力、可靠性，实现了“集中处理，分散控制”。

如图9所示，基于PLC控制的水果分拣自动线系统的实施流程如下：按下启动按钮，基于PLC控制的水果分拣自动线系统开始运行。水果放在供料斜槽传送带1上，作为从站D的PLC控制供料斜槽传送带1启动，水果从供料斜槽传送带1的上端过来，这些杂乱无章的水果来料在经过转动的滚轮2的时候，在供料斜槽传送带1的前进和滚轮2的摩擦力的作用下会逐渐的向供料斜槽传送带1的中间集中，四个滚轮2的位置放置使水果的左右活动区域逐渐减小，最终构成一列有序的水果，从供料传送带的底端进入传送带A，以便于后续的检测分拣。

水果进入到传送带A的进口处，该处的光电传感器3检测到水果来料后，光电传感器3发出信号通过作为主站A的PLC控制传送带A的三相异步电动机5运行，当水果运行至称重检测模块7时，称重检测模块7会对水果的重量进行分析计算，由计算的结果知道该水果是属于哪一级别的重量品质，称重检测模块7将检测的信号发送给主站PLC。当主站A接收到信号为一级品质的水果，主站A控制机械手A的输送单元将该水果抓举输送到传动带C的进口处；当主站A接收到信号为二级品质的水果，主站A控制机械手A的输送单元将该水果抓举输送到传动带B的进口处；当主站A接收到信号为三级品质的水果，该水果直接随着传送带A传送至包装A进行包装。

主站A控制机械手A的输送单元进行水果的抓举和输送工作实施如下：

机械手A的初始状态：

(1)真空吸盘26处于松开状态；

(2)升降气缸30处于缩回状态；

(3)手臂伸缩气缸28处于缩回状态；

(4)摆动气缸29处于右限位。

机械手A的输送单元运行过程：称重检测单元检测出水果的重量后，主站A控制升降气缸30启动，使得机械手A整体提升到位，然后手臂伸缩气缸28伸出，即机械手A的手臂到位，再通过真空吸盘气缸27控制吸盘吸紧水果。吸紧水果后，机械手A的手臂缩回，机械手A整体下降，下降到位后，主站A控制伺服控制器，使得伺服电机25开始工作。伺服电机25工作带动同步带22转动，从而溜板21跟随同步带22进行移动，溜板21移动带动机械手A移动，使机械手A将抓举的水果输送至传送带B或传送带C的进口处。机械手A输送到位后，整体提升，提升到位后机械手A的手臂伸出，再次到位后，机械手A整体又下降，下降到位后，真空吸盘26放松，最终将水果送至传送带B或传送带C的进口处，完成水果的传送过程。机械手A完成水果传送工作后，主站A又控制机械手A的输送单元进行相反操作，使得机械手A原路返回到初始位置，进行下一次的水果输送。

抓举到传送带B和传送带C上的水果，在传送带B和传送带C各自进口处的光电传感器3检测水果来料后，各自的光电传感器3发出信号通知作为从站B和从站C的PLC分别控制传送带B和传送带C的三相异步电动机5运行，当水果传送到红外检测模块33时，红外检测模块33对水果的外观品质进行检测，并将检测的信号发送给各自的从站B和从站C。

当传送带B上红外检测模块33检测出一级品质的水果，从站B控制机械手B的输送单元将该水果抓举输送到包装D进行包装；当传送带B上红外检测模块33检测出二级品质的水果，该水果直接随着传送带B传送至包装B进行包装。当传送带C上红外检测模块33检测出一级品质的水果，从站C控制机械手C的输送单元将该水果抓举输送到包装F进行包装；当传送带C上红外检测模块33检测出二级品质的水果，该水果直接随着传送带C传送至包装C进行包装。机械手B的输送单元和机械手C的输送单元抓举运输水果的工作原理跟机械手A的输送单元一致，在此不再赘述。

通过该分拣自动线系统的分拣，实现了水果的重量和外观品质的两种类型检测，采用三个机械手，四条传送带，其中一条传送带为供料单元所使用，对水果的重量和外部品质进行分拣，整个分拣过程能够做到减少水果在分拣时的摩擦力，提高水果分拣的品质，根据水果的重量和外部品质进行精细分拣水果的目标，最终使得水果将会被分为五个级别，提高了水果分拣的品质，可以满足水果分拣的要求。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.基于PLC控制的水果分拣自动线系统，其特征在于：包括传送带单元、分拣检测单元、输送单元和PLC控制单元；

传送带单元，包括多组传送带，用于水果的运输，将其中一组传送带作为水果进料的主传送带，其他传送带以主传动带为起点树状分布设置；每组传送带的进口处均安装有传感器，所述传感器用于检测到其所在的传送带有水果来料时给PLC控制单元发送通知信号，所述PLC控制单元用于接收传感器发送的通知信息后控制所述传感器所在的传送带运行；

分拣检测单元，包括多种类型的检测模块，每组传送带根据水果所需分拣的类型均至少安装一种检测模块，每种检测模块根据水果品质均设置分拣级别；每种检测模块用于检测其所在的传送带上水果的分拣级别，还用于将检测到的分拣级别信号发送给PLC控制单元；

输送单元，包括多个机械手，每组传送带均至少配置一个机械手，输送单元用于在PLC控制单元的控制下对传送带上的水果进行抓举输送；

PLC控制单元，根据传送带的树状分布情况，给每组传送带逐层设定每个检测模块的分拣级别高低，用于在接收到检测模块发送的分拣级别信号后控制该检测模块所在的传送带对应的机械手工作，机械手抓举了该传送带上的水果后，PLC控制单元用于控制输送单元将机械手输送到检测出的该水果分拣级别对应的传送带进口处后，再控制机械手将水果放在该传送带的进口处，PLC控制单元还用于控制机械手将分拣完毕的水果从传送带上抓走。

2.根据权利要求1所述的基于PLC控制的水果分拣自动线系统，其特征在于：还包括供料单元，供料单元用于将水果输送到主传送带上，并在输送过程中将水果调整为单排有序的位置；

PLC控制单元还用于控制供料单元启动和关闭。

3.根据权利要求2所述的基于PLC控制的水果分拣自动线系统，其特征在于：所述供料单元包括供料斜槽传送带，所述供料斜槽传送带的左右边缘处均设置有滚轮。

4.根据权利要求2所述的基于PLC控制的水果分拣自动线系统，其特征在于：所述PLC控制单元包括多台PLC，多台PLC通信连接，其中一台PLC设定为主站PLC，所述主站PLC用于控制一个机械手的输送单元运行，剩余几台PLC设定为从站PLC，所述从站PLC用于分别控制传送带单元、供料单元以及其他几个机械手的输送单元运行。

5.根据权利要求1所述的基于PLC控制的水果分拣自动线系统，其特征在于：还包括多个包装单元，每个包装单元根据每个传送带设定的各自分拣级别高低设计包装级别，用于分别接收对应包装级别的传送带输送的检测完毕的水果。

6.根据权利要求1所述的基于PLC控制的水果分拣自动线系统，其特征在于：还包括按钮模块，按钮模块包括启动按钮、停止按钮、复位按钮和急停按钮；

启动按钮，用于在该水果分拣自动线系统的各个单元满足初始原点条件下，按下启动按钮，该系统开始运行；

停止按钮，用于在各个单元正常运行时，按下停止按钮，系统在完成当前工作周期后，停止运行；

复位按钮：用于在单元的设备运行出现故障或报警时，按下复位按钮，可停止和复位某单元的设备；

急停按钮：用于在单元的设备运行出现故障或报警时，按下急停按钮，可停止某单元的设备。

7.根据权利要求1-6任意一项权利要求所述的基于PLC控制的水果分拣自动线系统，其特征在于：还包括触摸屏模块，用于监视和调试整个自动线系统的运行情况。

8.根据权利要求7所述的基于PLC控制的水果分拣自动线系统，其特征在于：每组所述传送带均选用带有K型附件的双节距大滚子的输送链条。

9.根据权利要求8所述的基于PLC控制的水果分拣自动线系统，其特征在于：每组所述传动带上均设有水果托盘机构。

10.根据权利要求1或9所述的基于PLC控制的水果分拣自动线系统，其特征在于：所述输送单元还包括传动组件和拖链装置；

所述传动组件包括底板、溜板和导轨滑块，所述底板沿长度方向设有导轨，导轨滑动安装导轨滑块，所述溜板固定在导轨滑块的上表面，所述溜板用于安装机械手；

所述拖链装置包括主动同步轮、从动同步轮、伺服电机和控制伺服电机工作的伺服驱动器，所述主动同步轮和从动同步轮分别设置在导轨沿宽度方向的两端，所述主动同步轮和从动同步轮之间通过同步带连接，所述伺服电机的输出轴通过履带与主动同步轮连接，所述同步带与溜板固定连接。