阅读说明：本技术 一种基于plc的物料分拣装置及分拣方法 (Material sorting device and sorting method based on PLC ) 是由 唐文秀 吴俊英 孟旭 刘俊辰 包荣剑 于 2019-02-26 设计创作，主要内容包括：本发明涉及物料分拣设备技术领域,具体涉及一种基于PLC的物料分拣装置及分拣方法。其结构由传动装置、物料传送区、非金属物料传送区、大型金属物料传送区、中型金属物料传送区、小型金属物料传送区及物料上料区组成；所述传动装置由电动机、1号联轴器、两级齿轮减速器、2号联轴器及传动滚筒组成；所述物料传送区由支架、传送带、物料检测装置、1号推送气缸、2号推送气缸、3号推送气缸、4号推送气缸、托辊及机尾滚筒组成；所述非金属物料传送区,所述中型金属物料传送区、所述小型金属物料传送区,由对应的物料传送装置、物料计数器及物料下料机组成；所述物料上料区,设置有物料推送装置。本装置结构简单,灵活度高,易于维护且能在无人操作下,实现物料的按量分批分拣。(The invention relates to the technical field of material sorting equipment, in particular to a material sorting device and a material sorting method based on a Programmable Logic Controller (PLC). The structure of the device consists of a transmission device, a material conveying area, a non-metal material conveying area, a large-scale metal material conveying area, a medium-scale metal material conveying area, a small-scale metal material conveying area and a material loading area; the transmission device consists of a motor, a No. 1 coupler, a two-stage gear reducer, a No. 2 coupler and a transmission roller; the material conveying area consists of a bracket, a conveying belt, a material detection device, a No. 1 pushing cylinder, a No. 2 pushing cylinder, a No. 3 pushing cylinder, a No. 4 pushing cylinder, a carrier roller and a tail roller; the nonmetal material conveying area, the medium-sized metal material conveying area and the small-sized metal material conveying area are composed of corresponding material conveying devices, material counters and material blanking machines; the material loading area is provided with a material pushing device. The device has the advantages of simple structure, high flexibility, easy maintenance and capability of realizing batch sorting of materials according to quantity under unmanned operation.)

一种基于PLC的物料分拣装置及分拣方法

技术领域

本发明涉及物料分拣设备技术领域，具体涉及一种基于PLC(Programmable LogicController，简称：PLC，中文名称：可编程逻辑控制器)的物料分拣装置及分拣方法。

背景技术

随着机械工艺和控制技术的急速发展，传送带运输装置因其高效率的优势，在装卸、运输及分拣等繁重的工作领域中越来越受到重视，并开始逐步取代人工这一传统方式。随着物料的形式多样化，人们对传送带运输装置的功能需求也越来越多，为满足人们在不同环境条件下的使用需求，各种具有针对性的传送带输送装置被设计与制造出来，其中，初级物料分拣装置数量最多，该类型装置预先设定有标准的分拣原则，根据配套的相关检测系统，将物料按照一定的规律进行分拣，这一类分拣装置可以初步实现智能化劳作，对人们生产生活具有重要意义。

现有物料分拣装置从功能上比较单一，大多是对某一明显特征的物料进行分拣，而且，从分拣结果上看分拣不够精细，仍需要后续的人工检验环节。因此，亟待设计一种新型的物料分拣装置，通过设计一套具体的物料分拣原则，对物料种类和特征进行精细的分拣，再利用现代检测装置对分拣后的物料进行计数，实现物料的按量分批分拣，为物料的下一步处理提供准确的依据。

发明内容

发明采用的技术方案如下：

一种基于PLC的物料分拣装置，包括：传动装置、物料传送区、非金属物料传送区、大型金属物料传送区、中型金属物料传送区、小型金属物料传送区以及物料上料区；

所述传动装置，包括：电动机、1号联轴器、两级齿轮减速器、2号联轴器、传动滚筒；所述电动机连接有驱动装置，所述驱动装置连接有PLC控制器，所述电动机与所述两级齿轮减速器同平面放置，所述电动机与所述两级齿轮减速器的1号齿轮通过所述1号联轴器同轴连接，所述传动滚筒与所述两级齿轮减速器的3号齿轮通过所述2号联轴器同轴连接；

所述物料传送区，包括：支架、主传送带、物料检测装置、1号推送气缸、2号推送气缸、3号推送气缸、4号推送气缸、托辊及机尾滚筒；所述物料检测装置与所述PLC控制器电性连接，所述物料检测装置包括：金属与非金属物料检测器和对金属物料体积检测的金属物料长度检测器、金属物料高度检测器及金属物料宽度检测器；

所述金属与非金属物料检测器与所述非金属物料传送区的传送带方向平行，且与所述传动滚筒靠近的传送带一侧边沿对齐；

所述金属物料长度检测器由发光器和接收器组成，所述金属物料长度检测器的发光器发出的光直射到接收器，形成光幕系统，所述金属物料长度检测器发光器与所述金属物料长度检测器接收器同平面平行放置于所述支架上，其末端与对应的金属物料传送区的所述传动滚筒靠近传送带的一侧对齐；

所述金属物料长度检测器，包括：大型金属物料长度检测器、中型金属物料长度检测器及小型金属物料长度检测器；

所述金属物料宽度检测器由发光器和接收器组成，所述金属物料宽度检测器垂直固定于所述支架上，其长度与所述托辊长度一致，所述金属物料宽度检测器的发光器垂直于所述主传送带，并置于所述主传送带正上方，所述金属物料宽度检测器的接收器与所述金属物料宽度检测器的发光器同平面平行对齐放置；

所述金属物料宽度检测器，包括：大型金属物料宽度检测器、中型金属物料宽度检测器及小型金属物料宽度检测器；

所述金属物料高度检测器由发光器和接收器组成，所述金属物料高度检测器与所述金属物料宽度检测器同平面放置，垂直于所述支架；

所述金属物料高度检测器，包括：大型金属物料高度检测器、中型金属物料高度检测器及小型金属物料高度检测器；

所述1号推送气缸、所述2号推送气缸、所述3号推送气缸、所述4号推送气缸，正对各自分拣后传送区的传送带，且其底面与所述物料传送区的所述主传送带表面同处一个平面；

所述托辊与所述传动滚筒、所述机尾滚筒大小相等，互相平行，均匀固定于所述支架上；

所述非金属物料传送区，设置有用于分拣后非金属物料传送装置、非金属物料计数器和非金属物料下料机；

所述大型金属物料传送区，设置有用于分拣后大型金属物料传送装置、大型金属物料计数器和大型金属物料下料机；

所述中型金属物料传送区，设置有用于分拣后中型金属物料传送装置、中型金属物料计数器和中型金属物料下料机；

所述小型金属物料传送区，设置有用于分拣后小型金属物料传送装置、小型金属物料计数器和小型金属物料下料机；

所述物料上料区，设置有物料推送装置；

所述PLC控制器型号为FX2N-48MR-001；

所述金属与非金属物料检测器采用感应接近开关，其型号为LJA18A3-8-Z/BX；

所述金属物料长度检测器、所述金属物料高度检测器与所述金属物料宽度检测器采用MYD系列测量光幕。

一种物料分拣方法，具体步骤如下：

第一步，启动传动装置、非金属物料传送区的物料传送装置、大型金属物料传送区的物料传送装置、中型金属物料传送区的物料传送装置、小型金属物料传送区的物料传送装置、物料检测装置以及计数器；

第二步，启动物料上料区的推送装置，金属与非金属物料检测器检测物料，若判断该物料为非金属物料，当物料末端刚通过金属与非金属物料检测器时，PLC控制器停止传动装置、非金属物料传送区的物料传送装置、大型金属物料传送区的物料传送装置、中型金属物料传送区的物料传送装置、小型金属物料传送区的物料传送装置以及物料上料区的推送装置动作，1号推送气缸将当前物料推送至非金属物料传送区，之后，PLC控制器依次启动非金属物料传送区的物料传送装置、大型金属物料传送区的物料传送装置、中型金属物料传送区的物料传送装置、小型金属物料传送区的物料传送装置、传动装置以及物料上料区的推送装置动作；若判断该物料为金属物料，进入第三步；

第三步，大型金属物料长度检测器、大型金属物料高度检测器和大型金属物料宽度检测器检测当前物料体积，若该检测器判断该物料为大型金属物料时，当物料末端刚通过大型金属物料长度检测器时，PLC控制器停止传动装置、非金属物料传送区的物料传送装置、大型金属物料传送区的物料传送装置、中型金属物料传送区的物料传送装置、小型金属物料传送区的物料传送装置以及物料上料区的推送装置动作，2号推送气缸将当前物料推送至大型金属物料传送区，之后，PLC控制器依次启动非金属物料传送区的物料传送装置、大型金属物料传送区的物料传送装置、中型金属物料传送区的物料传送装置、小型金属物料传送区的物料传送装置、传动装置以及物料上料区的推送装置动作；若判断该物料不为大型金属物料，进入第四步；

第四步，待检测物料继续被传输，中型金属物料长度检测器、中型金属物料高度检测器和中型金属物料宽度检测器检测当前物料体积，若该检测器判断该物料为中型金属物料时，当物料末端刚通过中型金属物料长度检测器时，PLC控制器停止传动装置、非金属物料传送区的物料传送装置、大型金属物料传送区的物料传送装置、中型金属物料传送区的物料传送装置、小型金属物料传送区的物料传送装置以及物料上料区的推送装置动作，3号推送气缸将当前物料推送至中型金属物料传送区，之后，PLC控制器依次启动非金属物料传送区的物料传送装置、大型金属物料传送区的物料传送装置、中型金属物料传送区的物料传送装置、小型金属物料传送区的物料传送装置、传动装置以及物料上料区的推送装置动作；若判断该物料不为中型金属物料，进入第五步；

第五步，待检测物料继续被传输，小型金属物料长度检测器、小型金属物料高度检测器和小型金属物料宽度检测器检测当前物料体积，若该检测器判断该物料为小型金属物料时，当物料末端刚通过小型金属物料长度检测器时，PLC控制器停止传动装置、非金属物料传送区的物料传送装置、大型金属物料传送区的物料传送装置、中型金属物料传送区的物料传送装置、小型金属物料传送区的物料传送装置以及物料上料区的推送装置动作，4号推送气缸将当前物料推送至小型金属物料传送区，之后，PLC控制器依次启动非金属物料传送区的物料传送装置、大型金属物料传送区的物料传送装置、中型金属物料传送区的物料传送装置、小型金属物料传送区的物料传送装置、传动装置以及物料上料区的推送装置动作，接下来，进入第六步；

第六步，成批的物料被分拣为非金属物料、大型金属物料、中型金属物料以及小型金属物料，且分拣后的物料被推送气缸推进各自的传送区，同时，计数器对传送区的物料计数，当计数值达到预设值时，PLC控制器停止传动装置、非金属物料传送区的物料传送装置、大型金属物料传送区的物料传送装置、中型金属物料传送区的物料传送装置、小型金属物料传送区的物料传送装置以及物料上料区的推送装置动作,当前物料传送区的下料机对分拣好的物料进行处理，待该批物料处理完毕，PLC控制器依次启动非金属物料传送区的物料传送装置、大型金属物料传送区的物料传送装置、中型金属物料传送区的物料传送装置、小型金属物料传送区的物料传送装置、传动装置以及物料上料区的推送装置动作，完成物料分拣工作。

本发明对于现有技术具有以下有益效果：

(1)本设计结构简单，通过增加金属与非金属物料检测器、金属物料长度检测器、金属物料高度检测器及金属物料宽度检测器实现对物料种类和体积大小的分拣，通过增加计数器实现分拣后物料的计数，最终，实现物料按量分批分拣工作；

(2)本设计灵活性高，只需改变检测器与计数器的设定值，而无需改变系统硬件结构，即可对金属物料按不同体积进行分拣，按指定数目分批处理；

(3)本设计易于维护，由于整个物料分拣装置的各部位分工明确且硬件结构简单，一旦在运行过程中出现故障，维护人员能迅速定位到故障部位。

附图说明

图1是本发明的整体结构图；

图2是本发明传动装置结构图。

图中：1为传动装置；2为物料上料区；3为支架；4为传动滚筒；5为非金属物料传送装置；6为非金属物料计数器；7为非金属物料下料机；8为金属与非金属物料检测器；9为1号推送气缸；10为大型金属物料高度检测器；11为大型金属物料宽度检测器；12为大型金属物料长度检测器；13为2号推送气缸；14为中型金属物料高度检测器；15为中型金属物料宽度检测器；16为中型金属物料高度检测器；17为3号推送气缸；18为托辊；19为小型金属物料高度检测器；20为小型金属物料宽度检测器；21为小型金属物料高度检测器；22为4号推送气缸；23为机尾滚筒；24为物料传送区；25为非金属物料传送区；26为大型金属物料传送区；27为中型金属物料传送区；28为小型金属物料传送区；29为主传送带；101为两级齿轮减速器；102为2号联轴器；103为电动机；104为1号联轴器。

具体实施方式

下面结合附图，对发明实例中的技术方案进行清楚完整地描述。

一种基于PLC的物料分拣装置，包括：传动装置1、物料传送区24、非金属物料传送区25、大型金属物料传送区26、中型金属物料传送区27、小型金属物料传送区28以及物料上料区2；

所述传动装置1，包括：电动机103、1号联轴器104、两级齿轮减速器101、2号联轴器102及传动滚筒4；所述电动机103连接有驱动装置，所述驱动装置连接有PLC控制器，所述电动机103与所述两级齿轮减速器101同平面放置，所述电动机103与所述两级齿轮减速器101的1号齿轮通过所述1号联轴器104同轴连接，所述传动滚筒4与所述两级齿轮减速器101的3号齿轮通过所述2号联轴器102同轴连接；

所述物料传送区24，包括：支架3、主传送带29、物料检测装置、1号推送气缸9、2号推送气缸13、3号推送气缸17、4号推送气缸22、托辊18、机尾滚筒23；所述物料检测装置与所述PLC控制器电性连接，所述物料检测装置包括：金属与非金属物料检测器8和对金属物料体积检测的金属物料长度检测器、金属物料高度检测器及金属物料宽度检测器；

所述金属与非金属物料检测器8与所述非金属物料传送区25的传送带方向平行，且与所述传动滚筒4靠近的传送带一侧边沿对齐；

所述金属物料长度检测器由发光器和接收器组成，所述金属物料长度检测器的发光器发出的光直射到接收器，形成光幕系统，所述金属物料长度检测器发光器与所述金属物料长度检测器接收器同平面平行放置于所述支架3上，其末端与对应的金属物料传送区的所述传动滚筒4靠近传送带的一侧对齐；

所述金属物料长度检测器，包括：大型金属物料长度检测器12、中型金属物料长度检测器16及小型金属物料长度检测器21；

所述金属物料宽度检测器由发光器和接收器组成，所述金属物料宽度检测器垂直固定于所述支架3上，其长度与所述托辊18长度一致，所述金属物料宽度检测器的发光器垂直于所述主传送带29，并置于所述主传送带29正上方，所述金属物料宽度检测器的接收器与所述金属物料宽度检测器的发光器同平面平行对齐放置；

所述金属物料宽度检测器，包括：大型金属物料宽度检测器11、中型金属物料宽度检测器15及小型金属物料宽度检测器20；

所述金属物料高度检测器由发光器和接收器组成，所述金属物料高度检测器与所述金属物料宽度检测器同平面放置，垂直于所述支架3；

所述金属物料高度检测器，包括：大型金属物料高度检测器10、中型金属物料高度检测器14及小型金属物料高度检测器19；

所述1号推送气缸9、所述2号推送气缸13、所述3号推送气缸17、所述4号推送气缸22，正对各自分拣后传送区的传送带，且其底面与所述物料传送区24的所述主传送带29表面同处一个平面；

所述托辊18与所述传动滚筒4、所述机尾滚筒23大小相等，互相平行，均匀固定于所述支架3上；

所述非金属物料传送区25，设置有用于分拣后非金属物料传送装置5、非金属物料计数器6和非金属物料下料机7；

所述大型金属物料传送区26，设置有用于分拣后大型金属物料传送装置、大型金属物料计数器和大型金属物料下料机；

所述中型金属物料传送区27，设置有用于分拣后中型金属物料传送装置、中型金属物料计数器和中型金属物料下料机；

所述小型金属物料传送区28，设置有用于分拣后小型金属物料传送装置、小型金属物料计数器和小型金属物料下料机；

所述物料上料区2，设置有物料推送装置；

所述PLC控制器型号为FX2N-48MR-001；

所述金属与非金属物料检测器8采用感应接近开关，其型号为LJA18A3-8-Z/BX；

所述金属物料长度检测器、所述金属物料高度检测器与所述金属物料宽度检测器采用MYD系列测量光幕。

工作流程：

第一步，启动传动装置1、非金属物料传送区25的物料传送装置、大型金属物料传送区26的物料传送装置、中型金属物料传送区27的物料传送装置、小型金属物料传送区28的物料传送装置、物料检测装置以及计数器；

第二步，启动物料上料区2的推送装置，金属与非金属物料检测器8检测物料，若判断该物料为非金属物料，当物料末端刚通过金属与非金属物料检测器8时，PLC控制器停止传动装置1、非金属物料传送区25的物料传送装置、大型金属物料传送区26的物料传送装置、中型金属物料传送区27的物料传送装置、小型金属物料传送区28的物料传送装置以及物料上料区2的推送装置动作，1号推送气缸9将当前物料推送至非金属物料传送区25，之后，PLC控制器依次启动非金属物料传送区25的物料传送装置、大型金属物料传送区26的物料传送装置、中型金属物料传送区27的物料传送装置、小型金属物料传送区28的物料传送装置、传动装置1以及物料上料区2的推送装置动作；若判断该物料为金属物料，进入第三步；

第三步，大型金属物料长度检测器12、大型金属物料高度检测器10和大型金属物料宽度检测器11检测当前物料体积，若该检测器判断该物料为大型金属物料时，当物料末端刚通过大型金属物料长度检测器12时，PLC控制器停止传动装置1、非金属物料传送区25的物料传送装置、大型金属物料传送区26的物料传送装置、中型金属物料传送区27的物料传送装置、小型金属物料传送区28的物料传送装置以及物料上料区2的推送装置动作，2号推送气缸13将当前物料推送至大型金属物料传送区26，之后，PLC控制器依次启动非金属物料传送区25的物料传送装置、大型金属物料传送区26的物料传送装置、中型金属物料传送区27的物料传送装置、小型金属物料传送区28的物料传送装置、传动装置1以及物料上料区2的推送装置动作；若判断该物料不为大型金属物料，进入第四步；

第四步，待检测物料继续被传输，中型金属物料长度检测器16、中型金属物料高度检测器14和中型金属物料宽度检测器11检测当前物料体积，若该检测器判断该物料为中型金属物料时，当物料末端刚通过中型金属物料长度检测器16时，PLC控制器停止传动装置1、非金属物料传送区25的物料传送装置、大型金属物料传送区26的物料传送装置、中型金属物料传送区27的物料传送装置、小型金属物料传送区28的物料传送装置以及物料上料区2的推送装置动作，3号推送气缸17将当前物料推送至中型金属物料传送区27，之后，PLC控制器依次启动非金属物料传送区25的物料传送装置、大型金属物料传送区26的物料传送装置、中型金属物料传送区27的物料传送装置、小型金属物料传送区28的物料传送装置、传动装置1以及物料上料区2的推送装置动作；若判断该物料不为中型金属物料，进入第五步；

第五步，待检测物料继续被传输，小型金属物料长度检测器21、小型金属物料高度检测器19和小型金属物料宽度检测器20检测当前物料体积，若该检测器判断该物料为小型金属物料时，当物料末端刚通过小型金属物料长度检测器21时，PLC控制器停止传动装置1、非金属物料传送区25的物料传送装置、大型金属物料传送区26的物料传送装置、中型金属物料传送区27的物料传送装置、小型金属物料传送区28的物料传送装置以及物料上料区2的推送装置动作，4号推送气缸22将当前物料推送至小型金属物料传送区28，之后，PLC控制器依次启动非金属物料传送区25的物料传送装置、大型金属物料传送区26的物料传送装置、中型金属物料传送区27的物料传送装置、小型金属物料传送区28的物料传送装置、传动装置1以及物料上料区2的推送装置动作，接下来，进入第六步；

第六步，成批的物料被分拣为非金属物料、大型金属物料、中型金属物料以及小型金属物料，且分拣后的物料被推送气缸推进各自的传送区，同时，计数器对传送区的物料计数，当计数值达到预设值时，PLC控制器停止传动装置1、非金属物料传送区25的物料传送装置、大型金属物料传送区26的物料传送装置、中型金属物料传送区27的物料传送装置、小型金属物料传送区28的物料传送装置以及物料上料区2的推送装置动作,当前物料传送区的下料机对分拣好的物料进行处理，待该批物料处理完毕，PLC控制器依次启动非金属物料传送区25的物料传送装置、大型金属物料传送区26的物料传送装置、中型金属物料传送区27的物料传送装置、小型金属物料传送区28的物料传送装置、传动装置1以及物料上料区2的推送装置动作，完成物料分拣工作。