CN111338305A - 一种苹果等级分选智能控制系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种苹果等级分选智能控制系统及其控制方法，属于自动化控制装置技术领域。包括财务结算系统、上部检测系统、称重系统、下部检测运动控制系统、手动出口控制模组单元、分层控制模组单元、自动出口控制模组单元、机器人搬运系统、输送线控制模组单元，财务结算系统、上部检测系统、下部检测运动控制系统、手动出口控制模组单元、分层控制模组单元、机器人搬运系统、自动出口控制模组单元、输送线控制模组单元均与总控系统通讯连接。本发明的苹果等级分选智能控制系统是一种集分选、装箱、称重、价格计算及果农各等级苹果的数量、重量、存储位置等数据统计于一体的智能分选控制系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种苹果等级分选智能控制系统及其控制方法，属于自动化控制装置技术领域。
背景技术
苹果，是一种天然营养物质，苹果中含有丰富的膳食纤维，还有维生素及其它营养；苹果作为日常生活中的常规消费水果，在销售前会根据苹果的直径、色泽、疤痕、磕碰、糖度、虫眼、苦痘病、霉心病等分选出很多等级。在苹果的分选中经常会用到苹果分选输送装置，现市场上现有的苹果分选装置结构简单、分选不精确、分选等级数量少，大大降低了生产效率；并且现市场上现有的苹果分选装置只有单一的分选功能，所以在分选完成后还需要二次装箱或称重，之后在进行价格计算，大大浪费企业与买/卖方客户的时间，降低生产效率。
因此，亟待出现一种能解决上述技术问题的苹果等级分选智能控制系统。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术存在的不足之处，提供一种集分选、装箱、称重、价格计算及果农各等级苹果的数量、重量、存储位置等数据统计的苹果等级分选智能控制系统及其控制方法。
一种苹果等级分选智能控制系统，其特殊之处在于包括财务结算系统、上部检测系统、称重系统、下部检测运动控制系统、手动出口控制模组单元、分层控制模组单元、自动出口控制模组单元、机器人搬运系统、输送线控制模组单元，财务结算系统、上部检测系统、下部检测运动控制系统、手动出口控制模组单元、分层控制模组单元、机器人搬运系统、自动出口控制模组单元、输送线控制模组单元均与总控系统通讯连接；
财务结算系统用于完成苹果规格、等级、数量和重量等信息的统计、存储、查询及价格计算及果农客户信息管理；
上部检测系统用于苹果上部外观特征和苹果内部霉心病及糖度的检测；
称重系统用于称量托盘内苹果重量；
下部检测运动控制系统用于苹果下部外观特征检测；
手动出口控制模组单元用于分拣等级数量较少或品质不佳的苹果；
分层控制模组单元用于将托盘内苹果分层控制；
自动出口控制模组单元用于分拣等级数量大或品质优的苹果；
机器人搬运系统用于将苹果自动装箱；
输送线控制模组单元用于将苹果自动运输到相应出口。
一种苹果等级分选智能控制方法，其特殊之处在于包括以下步骤：
1、通过财务结算系统建立果农客户信息档案，将待分选苹果放入智能分选线放入口，财务中心启动线体分选，通过TCP/IP连接苹果等级分选智能控制系统，实时接收苹果等级、重量、数量、出口通道、框位、框号数据；
所述财务结算系统包括：客户信息管理界面用于建立果农客户档案；计价信息界面用于显示当前果农客户已经分选完成的苹果等级、数量、重量、价格；价格调整界面用于调整市场价格的变化；账单打印界面用于打印果农客户已经分选完成的苹果等级、数量、重量、价格；历史记录界面用于查找果农客户已经分选完成的苹果等级、数量、重量、价格、框号及存储位置；装箱信息界面用于显示果农客户已经分选完成的苹果等级、数量、重量、价格、框号及自动出口号；导出功能界面用于将果农客户已经分选完成的苹果等级、数量、重量、价格、框号及自动出口号信息导出电子存单；启动界面用于启动智能分选线体；停止界面用于停止智能分选线体；
2、称重系统称量每个托盘与苹果的总重量，通过485通信传送到总控系统中，总控系统在称重前通过FRID读卡器读取托盘ID，称重完成总重量减去托盘的重量则等于该托盘内苹果的重量；
通过橡胶托盘盛放苹果，起到防止磕碰，便于输送、取放，托盘内都装有RFID卡，RFID卡内存储区内写入唯一的托盘ID，RFID读卡器设置成主动读卡模式；
3、通过检测系统检测内部和外部特征实现苹果等级分类，检测系统将托盘ID、托盘上苹果等级信息通过TCP/IP发送到总控系统；
所述检测系统包括：用于检测托盘内苹果上部外观特征检测的苹果上部检测系统、用于检测托盘内苹果下部外观特征检测苹果下部检测系统、用于检测托盘内苹果内部特征检测的苹果内部检测；
4、检测系统通过唯一托盘ID将下部检测、上部检测、内部检测结果整合到一起；
5、检测系统将托盘ID、托盘上苹果等级信息通过TCP/IP发送到总控系统；
6、通过下部检测运动控制系统升降吸盘将苹果吸取后上升，带动下部外观检测相机进行运动中检测苹果下部外观；
7、手动出口控制模组单元用于接收次果、废果、苹果数量较少的等级；
具体为：通过人机交互界面设定或更改该手动出口的苹果等级、存储数量，利用RFID读卡器读取流经的托盘ID，发送给该控制模组单元可编程控制器，该单元可编程控制器将该托盘ID发送给总控系统，总控系统回传该托盘ID对应的苹果等级；本系统判定回传的苹果等级是否与该手动出口等级相等，如果相等则输出摆动气缸，则将该托盘放入该手动出口内；当检测手动口放入数量达到设定值后，通知线体工作人员将手动出口处的苹果取走。
所述分层控制模组单元的具体操作流程为：RFID读卡器读取流经的托盘ID，发送给该控制模组单元可编程控制器，该单元可编程控制器将该托盘ID发送给总控系统，总控系统将该托盘ID对应的苹果等级回传；本系统判定回传的苹果等级是否有与下层自动出口6-10中任一个出口等级相等，如果有相等等级则输出摆动气缸，将该托盘放入下层输送线中，如果不相等则复位摆动气缸，将该托盘放入上层流水线中；
所述自动出口控制模组单元的具体操作流程为：通过人机交互界面设定或更改该自动出口的苹果等级、取料处存储数量、中转区存储数量、进料速度、出料速度；RFID读卡器读取流经的托盘ID，发送给该控制模组单元可编程控制器，该单元可编程控制器将该托盘ID发送给总控系统，总控系统将该托盘ID对应的苹果等级回传；本系统判定回传的苹果等级是否与该自动出口等级相等，如果相等则输出摆动气缸，将该托盘放入该自动出口中转区内；当中转区内苹果数量达到中转区设定的存储数量后向取料处放入一排，当取料处排数达到取料处设定数量后，通知总控系统该自动出口取料处放满，当收到机器人取料完成后开始执行空托盘回流程序；
8、总控系统检测自动口放入数量达到设定值后总控系统通知机器人取料，机器人取果完成后总控系统通知分控系统，让其空托盘回流；放果完成后总控系统将取果位置、放果位置、框号、数量、总重量发送给财务结算系统；
9、通过机器人搬运系统吸取自动出口取料处的苹果放到指定的料框中；
10、总控系统检测料框放满后通知线体工作人员打印条码(包含苹果等级、总量、层数、果农信息、数量等，贴到放满料框上；
11、通过输送线控制模组单元将含苹果的托盘运送到相应的自动出口或手动出口；
12、通过总控系统检测到该果农的苹果放果完成后，通知财务结算系统结账，停止分选线体。
本发明的苹果等级分选智能控制系统是一种集分选、装箱、称重、价格计算及果农各等级苹果的数量、重量、存储位置等数据统计于一体的智能分选控制系统。本发明的有益效果是该控制系统操作简单、维护方便，具有异常自动诊断、各模块运行状态显示及信号实时监控。总控制系统能够自动进行空托盘重量校准，防止托盘磨损增大重量误差，能够实现精确重量统计。该控制系统在苹果等级分选完过程中可以通过机器人搬运控制系统进行装箱入库，避免二次运输、装箱带来得磕碰损失、减少料二次运输及装箱时间；分选完成之后可以直接通过财务结算中心进行价格计算与买/卖方客户结账，减少企业与买/卖方客户的价格计算时间，提高生产效率；可以通过在财务结算中心系统实现苹果分选信息及交易信息的历史追溯。该控制系统分选等级出口多达19个并且具有自动分选动态调度分配算法，能够在较复杂的苹果分选控制任务中，实时统计线体上所有苹果等级信息和分选出口存储信息，调整最优的出口分选，能够到达实时分配、精确分选、多等级分选的智能分选控制系统。
附图说明
图1：本发明一种苹果等级分选智能控制系统的结构框图；
图2：机器人控制流程图；
图3：自动出口控制流程图。
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做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。
请参阅图1-3，本实施例的一种苹果等级分选智能控制系统，包括财务结算系统、上部检测系统、称重系统、下部检测运动控制系统、手动出口控制模组单元、分层控制模组单元、自动出口控制模组单元、机器人搬运系统、输送线控制模组单元，财务结算系统、上部检测系统、下部检测运动控制系统、手动出口控制模组单元、分层控制模组单元、机器人搬运系统、自动出口控制模组单元、输送线控制模组单元均与总控系统通讯连接，
财务结算系统用于完成苹果规格、等级、数量和重量等信息的统计、存储、查询及价格计算及果农客户信息管理；
上部检测系统用于苹果上部外观特征和苹果内部霉心病及糖度的检测；
称重系统用于称量托盘内苹果重量；
下部检测运动控制系统用于苹果下部外观特征检测；
手动出口控制模组单元用于分拣等级数量较少或品质不佳的苹果；
分层控制模组单元用于将托盘内苹果分层控制；
自动出口控制模组单元用于分拣等级数量大或品质优的苹果；
机器人搬运系统用于将苹果自动装箱；
输送线控制模组单元用于将苹果自动运输到相应出口。
一种苹果等级分选智能控制方法，包括以下步骤：
1、通过财务结算系统建立果农客户信息档案，将待分选苹果放入智能分选线放入口，财务中心启动线体分选，通过TCP/IP连接苹果等级分选智能控制系统，实时接收苹果等级、重量、数量、出口通道、框位、框号数据；
所述财务结算系统包括：客户信息管理界面用于建立果农客户档案；计价信息界面用于显示当前果农客户已经分选完成的苹果等级、数量、重量、价格；价格调整界面用于调整市场价格的变化；账单打印界面用于打印果农客户已经分选完成的苹果等级、数量、重量、价格；历史记录界面用于查找果农客户已经分选完成的苹果等级、数量、重量、价格、框号及存储位置；装箱信息界面用于显示果农客户已经分选完成的苹果等级、数量、重量、价格、框号及自动出口号；导出功能界面用于将果农客户已经分选完成的苹果等级、数量、重量、价格、框号及自动出口号信息导出电子存单；启动界面用于启动智能分选线体；停止界面用于停止智能分选线体；
2、称重系统称量每个托盘与苹果的总重量，通过485通信传送到总控系统中，总控系统在称重前通过FRID读卡器读取托盘ID，称重完成总重量减去托盘的重量则等于该托盘内苹果的重量；
通过橡胶托盘盛放苹果，起到防止磕碰，便于输送、取放，托盘内都装有RFID卡，RFID卡内存储区内写入唯一的托盘ID，RFID读卡器设置成主动读卡模式；
3、通过检测系统检测内部和外部特征实现苹果等级分类，检测系统将托盘ID、托盘上苹果等级信息通过TCP/IP发送到总控系统；
所述检测系统包括：用于检测托盘内苹果上部外观特征检测的苹果上部检测系统、用于检测托盘内苹果下部外观特征检测苹果下部检测系统、用于检测托盘内苹果内部特征检测的苹果内部检测；
4、检测系统通过唯一托盘ID将下部检测、上部检测、内部检测结果整合到一起；
5、检测系统将托盘ID、托盘上苹果等级信息通过TCP/IP发送到总控系统；
6、通过下部检测运动控制系统升降吸盘将苹果吸取后上升，带动下部外观检测相机进行运动中检测苹果下部外观；
7、手动出口控制模组单元用于接收次果、废果、苹果数量较少的等级；
具体为：通过人机交互界面设定或更改该手动出口的苹果等级、存储数量，利用RFID读卡器读取流经的托盘ID，发送给该控制模组单元可编程控制器，该单元可编程控制器将该托盘ID发送给总控系统，总控系统回传该托盘ID对应的苹果等级；本系统判定回传的苹果等级是否与该手动出口等级相等，如果有相等等级则输出摆动气缸，则将该托盘放入该手动出口内；当检测手动口放入数量达到设定值后，通知线体工作人员将手动出口处的苹果取走。
所述分层控制模组单元的具体操作流程为：RFID读卡器读取流经的托盘ID，发送给该控制模组单元可编程控制器，该单元可编程控制器将该托盘ID发送给总控系统，总控系统将该托盘ID对应的苹果等级回传；本系统判定回传的苹果等级是否有与下层自动出口6-10中任一个出口等级相等，如果有相等等级则输出摆动气缸，将该托盘放入下层输送线中，如果不相等则复位摆动气缸，将该托盘放入上层流水线中；
所述自动出口控制模组单元的具体操作流程为：通过人机交互界面设定或更改该自动出口的苹果等级、取料处存储数量、中转区存储数量、进料速度、出料速度；RFID读卡器读取流经的托盘ID，发送给该控制模组单元可编程控制器，该单元可编程控制器将该托盘ID发送给总控系统，总控系统将该托盘ID对应的苹果等级回传；本系统判定回传的苹果等级是否与该自动出口等级相等，如果相等则输出摆动气缸，将该托盘放入该自动出口中转区内；当中转区内苹果数量达到中转区设定的存储数量后向取料处放入一排，当取料处排数达到取料处设定数量后，通知总控系统该自动出口取料处放满，当收到机器人取料完成后开始执行空托盘回流程序；
8、总控系统检测自动口放入数量达到设定值后总控系统通知机器人取料，机器人取果完成后总控系统通知分控系统，让其空托盘回流；放果完成后总控系统将取果位置、放果位置、框号、数量、总重量发送给财务结算系统；
9、通过机器人搬运系统吸取自动出口取料处的苹果放到指定的料框中；
10、总控系统检测料框放满后通知线体工作人员打印条码(包含苹果等级、总量、层数、果农信息、数量等，贴到放满料框上；
11、通过输送线控制模组单元将含苹果的托盘运送到相应的自动出口或手动出口；
12、通过总控系统检测到该果农的苹果放果完成后，通知财务结算系统结账，停止分选线体。
本发明的苹果等级分选智能控制系统是一种集分选、装箱、称重、价格计算及果农各等级苹果的数量、重量、存储位置等数据统计于一体的智能分选控制系统。本发明的有益效果是该控制系统操作简单、维护方便，具有异常自动诊断、各模块运行状态显示及信号实时监控。总控制系统能够自动进行空托盘重量校准，防止托盘磨损增大重量误差，能够实现精确重量统计。该控制系统在苹果等级分选完过程中可以通过机器人搬运控制系统进行装箱入库，避免二次运输、装箱带来得磕碰损失、减少料二次运输及装箱时间；分选完成之后可以直接通过财务结算中心进行价格计算与买/卖方客户结账，减少企业与买/卖方客户的价格计算时间，提高生产效率；可以通过在财务结算中心系统实现苹果分选信息及交易信息的历史追溯。该控制系统分选等级出口多达19个并且具有自动分选动态调度分配算法，能够在较复杂的苹果分选控制任务中，实时统计线体上所有苹果等级信息和分选出口存储信息，调整最优的出口分选，能够到达实时分配、精确分选、多等级分选的智能分选控制系统。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种苹果等级分选智能控制系统，其特征在于包括财务结算系统、上部检测系统、称重系统、下部检测运动控制系统、手动出口控制模组单元、分层控制模组单元、自动出口控制模组单元、机器人搬运系统、输送线控制模组单元，财务结算系统、上部检测系统、下部检测运动控制系统、手动出口控制模组单元、分层控制模组单元、机器人搬运系统、自动出口控制模组单元、输送线控制模组单元均与总控系统通讯连接；
财务结算系统用于完成苹果规格、等级、数量和重量等信息的统计、存储、查询及价格计算及果农客户信息管理；
上部检测系统用于苹果上部外观特征和苹果内部霉心病及糖度的检测系统；称重系统用于称量托盘内苹果重量；
下部检测运动控制系统用于苹果下部外观特征检测；
手动出口控制模组单元用于分拣等级数量较少或品质不佳的苹果；
分层控制模组单元用于将托盘内苹果分层控制；
自动出口控制模组单元用于分拣等级数量大或品质优的苹果；
机器人搬运系统用于将苹果自动装箱；
输送线控制模组单元用于将苹果自动运输到相应出口。
2.按照权利要求1所述的一种苹果等级分选智能控制方法，其特征在于包括以下步骤：
1)、通过财务结算系统建立果农客户信息档案，将待分选苹果放入智能分选线放入口，财务中心启动线体分选，通过TCP/IP连接苹果等级分选智能控制系统，实时接收苹果等级、重量、数量、出口通道、框位、框号数据；
2)、称重系统称量每个托盘与苹果的总重量，通过485通信传送到总控系统中，总控系统在称重前通过FRID读卡器读取托盘ID，称重完成后总重量减去托盘的重量则等于该托盘内苹果的重量；
通过橡胶托盘盛放苹果，起到防止磕碰，便于输送、取放，托盘内都装有RFID卡，RFID卡内存储区内写入唯一的托盘ID，RFID读卡器设置成主动读卡模式；
3)、通过检测系统检测内部和外部特征实现苹果等级分类，检测系统将托盘ID、托盘上苹果等级信息通过TCP/IP发送到总控系统；
4)、检测系统通过唯一托盘ID将下部检测、上部检测、内部检测结果整合到一起；
5)、检测系统将托盘ID、托盘上苹果等级信息通过TCP/IP发送到总控系统；
6)、通过下部检测运动控制系统升降吸盘将苹果吸取后上升，带动下部外观检测相机进行运动中检测苹果下部外观；
7)、手动出口控制模组单元用于接收次果、废果、苹果数量较少的等级；
8)、总控系统检测自动口放入数量达到设定值后总控系统通知机器人取料，机器人取果完成后总控系统通知分控系统，让其空托盘回流；放果完成后总控系统将取果位置、放果位置、框号、数量、总重量发送给财务结算系统；
9)、通过机器人搬运系统吸取自动出口取料处的苹果放到指定的料框中；
10)、总控系统检测料框放满后通知线体工作人员打印条码，贴到放满料框上；
11)、通过输送线控制模组单元将含苹果的托盘运送到相应的自动出口或手动出口；
12)、通过总控系统检测到该果农的苹果放果完成后，通知财务结算系统结账，停止分选线体。
3.按照权利要求1所述的一种苹果等级分选智能控制方法，其特征在于步骤1)中所述财务结算系统包括：客户信息管理界面用于建立果农客户档案；计价信息界面用于显示当前果农客户已经分选完成的苹果等级、数量、重量、价格；价格调整界面用于调整市场价格的变化；账单打印界面用于打印果农客户已经分选完成的苹果等级、数量、重量、价格；历史记录界面用于查找果农客户已经分选完成的苹果等级、数量、重量、价格、框号及存储位置；装箱信息界面用于显示果农客户已经分选完成的苹果等级、数量、重量、价格、框号及自动出口号；导出功能界面用于将果农客户已经分选完成的苹果等级、数量、重量、价格、框号及自动出口号信息导出电子存单；启动界面用于启动智能分选线体；停止界面用于停止智能分选线体。
4.按照权利要求1所述的一种苹果等级分选智能控制方法，其特征在于步骤3)所述检测系统包括：用于检测托盘内苹果上部外观特征检测的苹果上部检测系统、用于检测托盘内苹果下部外观特征检测苹果下部检测系统、用于检测托盘内苹果内部特征检测的苹果内部检测。
5.按照权利要求1所述的一种苹果等级分选智能控制方法，其特征在于步骤7)具体为：通过人机交互界面设定或更改该手动出口的苹果等级、存储数量，利用RFID读卡器读取流经的托盘ID，发送给该控制模组单元可编程控制器，该单元可编程控制器将该托盘ID发送给总控系统，总控系统回传该托盘ID对应的苹果等级；本系统判定回传的苹果等级是否与该手动出口等级相等，如果相等则输出摆动气缸，则将该托盘放入该手动出口内；当检测手动口放入数量达到设定值后，通知线体工作人员将手动出口处的苹果取走；
所述分层控制模组单元的具体操作流程为：RFID读卡器读取流经的托盘ID，发送给该控制模组单元可编程控制器，该单元可编程控制器将该托盘ID发送给总控系统，总控系统将该托盘ID对应的苹果等级回传；本系统判定回传的苹果等级是否有与下层自动出口6-10中任一个出口等级相等，如果有相等等级则输出摆动气缸，将该托盘放入下层输送线中，如果不相等则复位摆动气缸，将该托盘放入上层流水线中；
所述自动出口控制模组单元的具体操作流程为：通过人机交互界面设定或更改该自动出口的苹果等级、取料处存储数量、中转区存储数量、进料速度、出料速度；RFID读卡器读取流经的托盘ID，发送给该控制模组单元可编程控制器，该单元可编程控制器将该托盘ID发送给总控系统，总控系统将该托盘ID对应的苹果等级回传；本系统判定回传的苹果等级是否与该自动出口等级相等，如果相等则输出摆动气缸，将该托盘放入该自动出口中转区内；当中转区内苹果数量达到中转区设定的存储数量后向取料处放入一排，当取料处排数达到取料处设定数量后，通知总控系统该自动出口取料处放满，当收到机器人取料完成后开始执行空托盘回流程序。
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