一种可连续调节并自动分开的产线输送方法

张保国 汪鹏 鞠鹏 孙伟

摘要：针对产品在生产过程中，生产速度快，产品之间的距离近，不能很好进行自动分拨和准确的进行光电计数的的问题，设计的一种可连续调节并自动分开的产线输送方法。产线由蛇形弯道、光电、分拨板（装置）、气缸、加速电机等组成，利用蛇形弯道的左右扭动和加速电机速度差原理将产品之间的距离加大，以便于光电的计数和PLC控制进行自动连续分拨产品。通过Solidworks建立虚拟样机，对产品的工作过程进行了仿真，验证了该设计方法的合理性。

关键词：自动分拨；光电计数；PLC；SolidWorks

1 前 言

随着科学技术的不断发展，自动化控制技术正广泛的应用于包裝机械行业。在包装作业中，为提高产品装箱质量和效率，降低劳动强度和设备成本，多台包装产线和一条分拨产线配套使用将是发展趋势。

在大批量生产产品过程中，如何有效的保证产品装箱质量和效率，输送线上增大产品之间的距离是一个关键性的环节，产品之间的距离直接影响下道工序的计数、自动分拨的准确性。在实际生产中，生产速度高，产品之间的距离，不能准确的进行光电计数，从而不能很好的利用自动分拨进行分拨。目前为了解决这一问题，产线要特别增加一个工序，进行人工计数和分拨，这样增加了此工作的劳动强度，减少了产品分拨精度，制约了后道工序的自动化的开展。从而影响了生产效率。

本文为解决上述存在的问题，针对不能分拨，产品距离近不易于计数，提供一种有效的解决方法。本文公布的解决方案是：一种可连续调节并自动分开的产线输送方法，由蛇形弯道、光电、分拨板（装置）、气缸、加速电机构成。其特征在于，在原有的产线上增加了蛇形弯道和加速电机，利用通过蛇形弯道的左右扭动和加速电机的速度差原理加大产品距离，以便于光电的计数，最后利用PLC进行控制气缸推动分拨板进行产品的分拨。通过Solidworks建立虚拟样机，对产品的工作过程进行了仿真，实现了产品的距离的加大。最终实现良好的分道计数等功能。

2 系统组成及工作原理

由可连续调节并自动分开的产线输送俯视图看，该系统由主输送线、蛇形弯道、分拨板（装置）、光电、操作台板和转弯辅道组成。

蛇形弯道的原理利用产品通过蛇形弯道的左右扭动，自动的分开产品距离。为加大产品之间的距离，更好的给光电、气缸和分拨板足够的反应时间，在主输送线本段位置另加一台电机，速度大于蛇形弯道前端，这样利于速度差可以更大的拉开产品距离。

光电主要利用产品通过输送线，进行光电计数，将得到的精准的数据反馈给PLC，通过PLC控制气缸推动分拨板执行分拨，把产品精准的分到主输送线和弯道辅道上，以便下道工序的顺利进行。

3软件设计

3.1 PLC主程序软件设计

PLC程序开发采用西门子可编程逻辑控制程序的标准软件博途、使用ST语言编程、结合FBD功能块图搭建程序框图。

参数化模块设置加速电机的速度，光电计数通信模块通过记录通过产品数量并将信息发送给PLC，分拨板通过PLC信号，对气缸进行控制进而控制分拨板。

参数初始化模块完成分拨板初始化状态、光电计数等工作。光电计数模块完成工件计数功能，分拨板分拨模块完成工件的分拨功能。

4 产线仿真

通过Solidworks建立产品产线样机，利用motion插件进行运动仿真，模拟了在整个传输过程中产品在传送带上的状态和位置关系，通过对产品之间距离测量和计算，获得在初始位置时产品距离的数据变化，通过初始位置距离差来验证该方法的有效性。

本方法最终要实现的是产品的精准计数和自动分拨，产品的精准计数和自动分拨是建立在产品之间的距离变大。因此，只需仿真产品在传送带上的状态和位置关系。

4.1 仿真方案的设计

该仿真使用的产品是6个大小相同的酒盒，依次从1到6号排序，通过距离配合设置初始状态第1号酒盒中心距离蛇形弯道前端的距离为200mm，后面酒盒中心距离依次增加160mm，经测量酒盒前面与前酒盒后面之间的距离为10mm，距离很近。在蛇形弯道前端设置传送带的速度为400m/s，酒盒经过蛇形弯道后的传送带为600m/s。

4.2 仿真结果

酒盒在仿真开始、经过弯曲通道、仿真结束的状态。

我们可以很直观的看到物体的距离变大，在蛇形弯道中因为受到酒盒之间以及酒盒与弯道之间受到力以及加速电机的作用，物体的状态和距离发生变化，其中3号酒盒和4号酒盒的表现更加明显。在仿真结束后，酒盒和酒盒之间的距离相对于较均匀，使用Solidworks中的测量工具得到酒盒之间的距离如表格1所示。其中 和 分别为仿真初始阶段酒盒最前端之间的距离。

可以很明显的看到，有效的实现产品之间的距离拉大，验证了该方法的合理性。

5结束语

一种可连续调节并自动分开的产线输送方法，在该公司原有的产线上增加了蛇形弯道和加速电机。该方法针对产线改造成本低，同时减少了人工计数和分拨这一工序，降低了该产线的劳动强度，为企业带来了巨大的经济效益。

参考文献

[1] 吴新成，唐善华，明巍，孟汉坤 . 一种包装输送线上软包装物重迭姿态的分离方法[J]. 技术食品工程，2009，（9）：166-168.

[2] 李占 . 一种针阀体自动上下料系统的设计与实现[J]. 工业控制与应用，2018，（6）：16-20.

（作者单位：安徽古井贡酒股份有限公司）