CN209433697U - 一种分拣实训平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及教学实训平台技术领域，特别是涉及一种分拣实训平台。通过传感器作为识别元件，PLC作为控制元件，实现金属、磁性材料、塑料三种材质的分拣，同时可实现高效稳定的自动供料和循环作业功能。本实用新型采用的技术方案包括由框架，所述的框架上设置有台面，框架的中间设置有台板，台板的一侧框架上设置有挡板，所述的台面上设置有传送带系统、上料机、分拣系统、单相交流电机、开关盒、指示灯、电磁阀、触摸屏和调速器，上料机和分拣系统设置于传送带系统的侧面，单相交流电机给传送带系统提供动力。

Description

一种分拣实训平台

技术领域

本实用新型涉及教学实训平台技术领域，特别是涉及一种分拣实训平台。

背景技术

机电一体化技术主要是指结合了机械、电工电子、微电子、信息传感器、接口以及信号变换等多种技术，并将其综合起来运用于实际需求的综合性技术，是一种群体技术的有机融合，而不是简单的拼凑，各机电类院校都十分重视机电一体化的教学和培养工作。

许多综合类高校以及培训机构在实训教学方面的需求也越来越大，传统的书本教学以及简单的模拟训练局限性太高、逐渐不能满足教学需求，从而容易导致学生综合素质较低，在就业时往往需要企业的二次培训。同时很多企业也由于技术和成本的问题，在自动化控制方面存在很多不足，比如功能的缺失、流程的过于复杂、模块之间模糊化，不符合企业5S的要求。

更具体来讲，针对的分拣实训平台为例，目前市面上大部分的分拣平台功能较为单一，多数仅可实现金属非金属两种材质的分拣，且不具备自动供料和循环作业的功能，同时，在分拣方式上，有些设备采用工业级相机，如CCD识别模块进行识别，成本太高。

实用新型内容

有鉴于此，提供一种分拣实训平台，通过传感器作为识别元件，PLC作为控制元件，实现金属、磁性材料、塑料三种材质的分拣，同时可实现高效稳定的自动供料和循环作业功能。

为解决现有技术存在的问题，本实用新型的技术方案是：一种分拣实训平台，包括由框架，所述的框架上设置有台面，框架的中间设置有台板，台板的一侧框架上设置有挡板，所述的台面上设置有传送带系统、上料机、分拣系统、单相交流电机、开关盒、指示灯、电磁阀、触摸屏和调速器，上料机和分拣系统设置于传送带系统的侧面，单相交流电机给传送带系统提供动力。

所述的传送带系统包括由两片挡板和连接两个挡板的支撑板组成的“U”型架，“U”型架的两片挡板两端的中间分别设置有轴，一个轴上设置有主动滚筒，另外一个轴上从动滚筒，主动滚筒和从动滚筒之间绕设有输送带，单相交流电机通过菱形带座轴承连接于主动滚筒的轴上，从动滚筒的轴两端设置有轴承，轴承嵌设于挡板内，一个挡板的侧面通过3个滑道连接有3个储物料仓，“U”型架两端通过若干个立柱一和角码设置于台面。

所述的上料机包括供料台面，供料台面上通过“L”型固定片七上设置有供料推料气缸，供料推料气缸通过供料气缸推头与储料仓连接，储料仓设置于出料台上，所述的供料台面通过立柱二设置于台面上。

所述的分拣系统包括3个立柱三，立柱三设置于相对储物料仓的另一挡板的外侧，其中两个立柱三的顶部垂直设置有“L”型固定片一和“L”型固定片二，“L”型固定片一和“L”型固定片二设置于输送带的上部，“L”型固定片一和“L”型固定片二相对输送带分别设置有金属接近开关传感器和霍尔开关传感器，另外一个立柱三的中部一侧垂直设置有“L”型固定片三，“L”型固定片三的另一端设置有漫反射光电开关传感器，漫反射光电开关传感器相对于输送带的侧面，所述的3个立柱三的侧面还分别通过“L”型固定片四、“L”型固定片五和“L”型固定片六设置有推料气缸一、推料气缸二和推料气缸三，推料气缸一、推料气缸二和推料气缸三分别对应设置于金属接近开关传感器、霍尔开关传感器和漫反射光电开关传感器的后侧，推料气缸一、推料气缸二和推料气缸三分别与3个滑道相对设置。

所述的指示灯包括底座，底座上通过立柱四连接有指示灯，指示灯分为红色指示灯、黄色指示灯和绿色指示灯。

与现有技术相比，本实用新型的优点如下：

本实用新型在机械结构设计方面更加合理，通过选取的铝型材进行台体和多个立柱的搭建，并设计稳定的铝板支撑，进行打孔攻丝，更好的匹配的实用新型的传动结构，整体实用新型便于安装拆卸，且移动方便；

在功能实现方面，本实用新型与现有同类产品相较，具有更多模式的分拣功能，可实现金属材料、磁性材料、塑料材料的分拣，功能相比来讲更为强大，且具有稳定的自动供料功能，自动化程度较高。同时，在作业方式上，与现有技术相比，更加灵活，且模块化思维显著，可通过PLC梯形图的编写，实现多种方式的分拣作业，如循环式作业，以单个工件的成功分拣为一次循环，等待一定时间后自动进行下一轮的作业，也可进行流水线作业，在规定时间间隔内不间断的进行分拣作业，可很好的适应不同环境的作业需求。

可直接将本实用新型应用与小型工厂的自动化生产线，在军工方面（如导弹引信零件的筛选分拣）和农业方面（如对作物或水果优良的分拣）同样具有十分高效的收益。

附图说明

图1为本实用新型整体结构图；

图2为本实用新型平台结构示意图；

图3为本实用新型传送带结构示意图；

图4为本实用新型上料机结构示意图；

图5为本实用新型分拣系统结构示意图；

图6为本实用新型储物料仓结构示意图；

图7为本实用新型开关盒结构示意图；

图8为本实用新型指示灯结构示意图；

图9为本实用新型电磁阀结构示意图；

图10为本实用新型触摸屏结构示意图；

图11为本实用新型电机结构示意图；

图12为本实用新型电路板布局图；

图13为本实用新型电路图；

其中：1、框架；2、台面；3、台板；4、平板脚轮；5、挡板一；6、挡板二；7、支撑板；8、主动滚筒；9、从动滚筒；10、输送带；11、立柱一；12、角码；13、菱形带座轴承；14、轴承；15、供料台面；16、固定片七；17、供料推料气缸；18、供料气缸推头；19、储料仓；20、出料台；21、立柱二；22、立柱三；23、推料气缸一；24、推料气缸二；25、推料气缸三；26、金属接近开关传感器；27、霍尔开关传感器；28、漫反射光电开关传感器；29、固定片一；30、滑道；31、储物料仓；32、开关盒；33、启动按钮；34、停止按钮；35、急停按钮；36、红色指示灯；37、黄色指示灯；38、绿色指示灯；39、立柱四；40、底座；41、电磁阀；42、阀块；43、拧头；44、触摸屏；45、立柱四；46、单相交流电机；47、联轴器；48、触摸屏；49、调速器；50、电路板子；51、总空气开关；52、子空气开关；53、熔断器；54、西门子PLC 224；55、开关电源；56、接触器；57、中间继电器；58、接地端；59、端子排；60、单相电机；61、“L”型固定片五；62、“L”型固定片四；63、“L”型固定片二。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型主要通过搭建一款新型的智能分拣实训平台，实现高效稳定的自动供料和自动分拣功能，通过本实用新型的设计，为机电一体化的教学工作提供帮助，亦可将本实用新型应用于企业的自动化控制。

首先设计本实用新型的机械机构，通过建模、装配、选材、分析、搭建等一系列工作，完成对平台机械结构的设计；之后，设计本实用新型的电路控制，通过对电子器件，如PLC、开关电源、接触器、空开、继电器等的正确选型和连接，实现稳定且安全的电路控制；在气动设计方面，以小型推料气缸作为动作执行部件，通过电磁阀控制气缸动作，以空气压缩机提供动力，实现本实用新型的气动控制；在识别方面，通过三种不同的传感器，分别为金属接近开关传感器、霍尔开关传感器、漫反射光电开关传感器实现对三种不同材质材料的分拣；并通过指示灯直观的显示系统的工作状态，通过开关按钮和触摸屏实现对系统作业的控制。

一种分拣实训平台（参见图1和图2），包括由框架1，所述的框架1上设置有台面2，框架1的中间设置有台板3，台板3的一侧框架上设置有挡板5，所述的台面2上设置有传送带系统、上料机、分拣系统、单相交流电机46、开关盒32、指示灯、电磁阀41、触摸屏48和调速器49，上料机和分拣系统设置于传送带系统的侧面，单相交流电机46给传送带系统提供动力。

本实用新型框架选择质量轻且结实光泽度好的铝型材进行搭建，搭建平台台面时，选择欧标30150的铝型材作为台面，同时，平台支撑和横梁选择欧标40×40L的740、1120、500、700进行搭建，连接处选择40×40的角码通过配套的螺钉螺母进行连接，与此同时，为了方面平台的搬运和移动，在平台底部安装3寸的平板脚轮4，为了美观和防护作用，在平台左右两侧装有挡板，并在平台下层安装台板以方便电路板50或后期其他物品的安置。

所述的传送带系统（参见图3、图5、图6和图11）包括由两片挡板6和连接两个挡板6的支撑板7组成的“U”型架，U”型架两端通过若干个立柱一11和角码12设置于台面1，“U”型架的两片挡板6两端的中间分别设置有轴，一个轴上设置有主动滚筒8，另外一个轴上从动滚筒9，主动滚筒8和从动滚筒9之间绕设有输送带10，单相交流电机46的联轴器47通过菱形带座轴承13连接于主动滚筒8的轴上，菱形带座轴承13内径为12mm，外径为30mm，单相交流电机46通过电机支撑座48设置于台面2上，从动滚筒9的轴两端设置有轴承14，轴承14嵌设于挡板内，轴承14的型号为国标6002；一个挡板6的侧面通过3个滑道30连接有3个储物料仓31，另一个挡板的侧面设置有分拣系统，分拣系统包括3个立柱三22，立柱三22设置于相对储物料仓31的另一挡板6的外侧，其中两个立柱三的顶部垂直设置有“L”型固定片一29和“L”型固定片二63，“L”型固定片一29和“L”型固定片二63设置于输送带10的上部，“L”型固定片一29和“L”型固定片二63相对输送带10分别设置有金属接近开关传感器26和霍尔开关传感器27，另外一个立柱三的中部一侧垂直设置有“L”型固定片三64，“L”型固定片三64的另一端设置有漫反射光电开关传感器28，漫反射光电开关传感器28相对于输送带10的侧面，所述的3个立柱三22的侧面还分别通过“L”型固定片四62、“L”型固定片五61和“L”型固定片六60设置有推料气缸一23、推料气缸二24和推料气缸三25，推料气缸一23、推料气缸二24和推料气缸三25分别对应设置于金属接近开关传感器26、霍尔开关传感器27和漫反射光电开关传感器28的后侧，推料气缸一23、推料气缸二24和推料气缸三25分别与3个滑道相对设置。

3个气缸上分别安置节流阀，以控制气缸推料动作的快慢，从而搭配PLC程序来适应不同环境的作业需求，滑道30以与台面1呈60°夹角的方向进行摆放，滑道30中心部分与对应推料气缸推杆相对，保证工件经推料后从滑道30中心滑入，滑道30底部固定在料仓31上，料仓31摆放位置适应滑道30，使得滑道30的中心和料仓31的中心重合。

“U”型架两端通过8根40×40的铝型材立柱一11和40×40角码12设置于台面1，立柱一11的尺寸为150mm。

输送带10为光面纤维底，其尺寸为56×1720mm。

所述的上料机（参见图4）包括供料台面15，连接通过转向角件及螺钉螺母进行连接，供料台面15上通过“L”型固定片七16上设置有供料推料气缸17，气缸型号为小型1.0Mpa10.2Kgf/cm²气缸，供料推料气缸17通过供料气缸推头18与储料仓19连接，储料仓19设置于出料台20上，所述的供料台面15通过30×30的铝型材立柱二21设置于台面2上，铝型材立柱二21的尺寸为130mm，供料台面15的台面与挡板6相对齐并相贴设置，使得供料方便的流到光面纤维底输送带10上，保证供料的可靠性。

平台的控制可由开关模块或触摸屏模块来完成，开关盒32（参见图7）包括盒体，盒体上设置有启动按钮33、停止按钮34和急停按钮35；开关盒32将三种控制按钮集中起来，将按钮导线从左侧线孔中引出接入到端子排中，整个开关盒32固定于一块面积略大于其地面的PVC板上，同时通过螺钉螺母将PVC板固定在台面2右前方靠右侧20cm处，可通过开关按钮实现平台作业的启停；指示灯（参见图8）包括底座40，底座40上通过立柱四39连接有指示灯，指示灯分为红色指示灯40、黄色指示灯37和绿色指示灯38；指示灯底座40带有螺丝孔，通过螺钉螺母将其固定在台面2的右后方，通过指示灯可以较为直观的显示平台当前的工作状态；电磁阀（参见图9）包括阀块42和拧头43；电磁阀41带有阀块42底座，其上带有细孔，可通过螺丝钉将底座固定在一块面积略大于底座的PVC板中，同时，通过螺钉螺母将PVC板子固定在台面2上，其位置为台面2前方中部位置，电磁阀41可以通过PLC控制其电路的通断进而控制气缸动作与否；触摸屏48通过立柱四45设置于台面2上（参见图10），具体为台面2右前方处，方便控制习惯，同时可通过触摸屏48实现对作业的启停控制，亦可显示当前工作状态和工作时间日期，增强人机交互性；调速器49通过转向角件固定于电机46右侧，通过调整电机46速度来匹配不同效率的作业需求。

在后期通过PLC控制的程序，来实现对作业的控制，如按下启动按钮33，绿灯38亮，系统工作，按下停止按钮34，红灯36亮，系统在一次分拣循环后停止工作，按下急停按钮35，系统立刻停止工作，触摸屏控制同理。

对应平台的气动控制，通过电磁阀41来实现，其示意图如图9所示，包括电磁阀41和阀块-4W 42，通过PLC控制电磁阀的电流通断来控制气缸的开关，对应平台的电路控制，这里优选的将电路元器件整齐有序的装在电路板子50上，其布局图如图12所示，包括强电电路中的型号为正泰NBE7 C20的总电路空气开关51、型号为正泰DZ47-60 C16的分路空气开关52、型号为DELIXI RT18-32X的熔断器53，这些元器件可以保证电路工作的安全性，同时，装有西门子PLC 224 54以及与之配套的24VDC开关电源55，在控制电路中加入型号为CHNT CJX2-0910的接触器56、型号为CHNT JZX-22F(D)/42的中间继电器以保证控制的高效和准确性，与此同时，在电路板子50上安装端子排59以保证电路接线的便捷和安全美观，加入接地端58加强电路的安全性，平台的电路图如图12所示，电机驱动模块，选择交流220V的单相电机60通过12-15的弹性联轴器47与主动滚筒8进行连接，并通过电机支撑底座48进行支撑，电机配有调速器50，可适应不同速度的分拣作业。

本实用新型的整体电路图如图13所示，通过外部220V市电提供电源，首先经过总空气开关51，再分别流经熔断器53和子空气开关52，空气开关和熔断器对电路起到保护的作用，防止电压不匹配或者接线错误是对电路中元器件造成影响。由接触器56控制单相交流电机46的启停，接触器吸合时，电机46电路接通，电机46启动，当接触器56松开时，电机停止工作；由接触器56控制单相交流电机46的启停；同时，对开关电源55进行供电，输出24V的电压，供给传感器、指示灯和开关按钮电能，同时对中间继电器57进行供能。

将各模块合理的拼装到一起、气缸与电磁阀、空气压缩机之间通过6mm的气管进行连接，各部件的电线正确的截接入端子排中，通过扎带进行固定和美化。

本实用新型的工作过程：

在完成本实用新型的设计与控制后，通过人工将不同类型的工件放置于储料仓19中，以循环式作业为例，在储料仓19中有工件的前提下，按下开关盒32中的启动按钮33，绿色指示灯38亮，表明系统处于工作状态，此时，电机启动，带动传送带运转，由PLC控制供料气缸对应的电磁阀控制供料气缸17进行供料，将储料仓19内的工件推送至传送带上进行传动，首先工件经过金属接近开关传感器26进行检测，若为金属工件，则由PLC控制金属推料气缸23对应的电磁阀通电，进而控制金属推料气缸23将金属工件推送至对应滑道中，最终落入料仓中，一次分拣循环结束，若不是金属工件，则继续传动，经过霍尔开关传感器27，检测是否为磁性材料，若为磁性材料，则由PLC控制磁性材料推料气缸24对应的电磁阀通电，进而控制对应的磁性材料推料气缸24将工件推送至对应的滑道，落入料仓中，一次分拣循环结束，若既不是金属材料又不是磁性材料，则继续传动至漫反射光电开关传感器28处，检测为塑料材料，则由PLC控制塑料材料推料气缸25对应的电磁阀通电，进而控制塑料材料推料气缸25将工件推送至相应滑道，落入料仓，一次分拣循环结束，当循环结束后，等待一定时间，供料装置自动进行供料，开始下一轮的分拣作业；同时，按下停止按钮34，系统在一次分拣循环结束后停止工作，此时，红色指示灯36亮，同时电机停止运转，表明系统处于停止工作状态；按下急停按钮35，系统立即停止工作，此时红色指示灯36亮同时电机停止运转。利用触摸屏44控制的方式和原理与开关盒32控制基本相同。

应用本实用新型可开设相应的机械设计加工实验、建模仿真实验、电路设计实验、液压气动实验、PLC控制等实验，针对不同人群，进行针对性的教学实训。本实用新型在自动供料和精准分拣作业方面具有十分突出的性能，将其应用于企业的自动化控制，也颇有成效。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种分拣实训平台，包括由框架（1），所述的框架（1）上设置有台面（2），框架（1）的中间设置有台板（3），台板（3）的一侧框架上设置有挡板一（5），所述的台面（2）上设置有传送带系统、上料机、分拣系统、单相交流电机（46）、开关盒（32）、指示灯、电磁阀（41）、触摸屏（44）和调速器（49），上料机和分拣系统设置于传送带系统的侧面，单相交流电机（46）给传送带系统提供动力。

2.根据权利要求1所述的一种分拣实训平台，其特征在于：所述的传送带系统包括由两片挡板二（6）和连接两个挡板二（6）的支撑板（7）组成的“U”型架，“U”型架的两片挡板二（6）两端的中间分别设置有轴，一个轴上设置有主动滚筒（8），另外一个轴上从动滚筒（9），主动滚筒（8）和从动滚筒（9）之间绕设有输送带（10），单相交流电机（46）通过菱形带座轴承（13）连接于主动滚筒（8）的轴上，从动滚筒（9）的轴两端设置有轴承（14），轴承（14）嵌设于挡板内，一个挡板二（6）的侧面通过3个滑道（30）连接有3个储物料仓（31），“U”型架两端通过若干个立柱一（11）和角码（12）设置于台面（2）。

3.根据权利要求2所述的一种分拣实训平台，其特征在于：所述的上料机包括供料台面（15），供料台面（15）上通过“L”型固定片七（16）上设置有供料推料气缸（17），供料推料气缸（17）通过供料气缸推头（18）与储料仓（19）连接，储料仓（19）设置于出料台（20）上，所述的供料台面（15）通过立柱二（21）设置于台面（2）上。

4.根据权利要求2或3所述的一种分拣实训平台，其特征在于：所述的分拣系统包括3个立柱三（22），立柱三（22）设置于相对储物料仓（31）的另一挡板二（6）的外侧，其中两个立柱三的顶部垂直设置有“L”型固定片一（29）和“L”型固定片二（63），“L”型固定片一（29）和“L”型固定片二（63）设置于输送带（10）的上部，“L”型固定片一（29）和“L”型固定片二（63）相对输送带（10）分别设置有金属接近开关传感器（26）和霍尔开关传感器（27），另外一个立柱三的中部一侧垂直设置有“L”型固定片三（64），“L”型固定片三（64）的另一端设置有漫反射光电开关传感器（28），漫反射光电开关传感器（28）相对于输送带（10）的侧面，所述的3个立柱三（22）的侧面还分别通过“L”型固定片四（62）、“L”型固定片五（61）和“L”型固定片六（60）设置有推料气缸一（23）、推料气缸二（24）和推料气缸三（25），推料气缸一（23）、推料气缸二（24）和推料气缸三（25）分别对应设置于金属接近开关传感器（26）、霍尔开关传感器（27）和漫反射光电开关传感器（28）的后侧，推料气缸一（23）、推料气缸二（24）和推料气缸三（25）分别与3个滑道相对设置。

5.根据权利要求4所述的一种分拣实训平台，其特征在于：所述的指示灯包括底座（40），底座（40）上通过立柱四（39）连接有指示灯，指示灯分为红色指示灯（36）、黄色指示灯（37）和绿色指示灯（38）。