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    一種光電式牙簽分揀系統的設計

    2020-12-02 17:30:55

    隨著人們生活水平的提高,牙簽的消費市場不斷擴大,對牙簽品質的要求也不斷提高。特別是出口產品對圓形牙簽的圓度要求嚴格。當前在牙簽生產過程中對牙簽外觀的分揀操作主 要由人工完成,勞動量大,效率低,誤揀率高。釆用非接觸式、自動化的分揀方法成為牙簽生產的迫切要求。


    1、系統功能及組成介紹

    1.1、系統的功能

    本分揀系統使用于牙簽加工過程中,用于對拉絲加工后生產的圓柱形牙簽進行圓柱度的檢測和對檢測結果所識別的合格圓簽和不合格的扁簽進行分類。

    該系統由檢測模塊、CPU主控模塊、分揀動作模塊、輸入模塊和顯示模塊五部分組成。檢測模塊主要由兩組光敏三極管組圓扁簽分揀系統原理圖成,負責對進入檢測區域的牙簽圓度進行檢測,并將結果傳送給主CPU,主CPU模塊用于整個系統的控制,主要包括接收輸入模塊的控制參數,對檢測模塊發送來的數據進行分析處理,根據判斷結果対分揀動作模塊進行輸出控制;分揀動作模塊主要是用于對檢測后的竹簽進行去向分流,實現分類歸放;輸入模塊和顯示模塊作為系統的人機交互界面,操作者可以對系統的參數進行設置,并可隨時觀看到系統的工作狀態。


    2、系統的硬件設計

    2.1、檢測模塊

    通過對合格的圓簽和不合格的扁簽的對比觀察,發現不合格牙簽的不圓橫截面缺陷方式都是一致的,這是由拉絲成圓形的加工之前的竹條裁切尺寸不均造成的。檢測模塊主要由兩組互成90°的發光管和光敏三極管組成,安裝在牙簽下落管道。系統工作時,牙簽經由比牙簽稍大的下落管道自由落下,經過傳感器檢測范圍時,牙簽會阻擋住由發光管向光敏三極管發射的光線,若是扁簽,則由于在牙簽兩個方向上的截面的寬度不同,擋住的光量多少有所不同,使得光敏三極管接受到的光量有所差別,因此通過光敏三極管的光電轉換效應,兩組傳感器電路得到的輸出電壓將有所不同檢測模塊的功能即是將得到的模擬信號傳送至主控CPU的A/D通道,以便于CPU進行比較和判斷當前牙簽截面寬度是否一致,是否合格。由于牙簽檢測是在快速運動且發光管采用的是可見光,為了盡量減少外界日光和燈光干擾,保證檢測效果,牙簽的下落管道用不透光材料進行包裹。

    麥香牙簽瓶

    2.2、CPU主控模塊

    該系統CPU模塊釆用ATraegal6單片機作為控制芯片, ATmegal 6是基于增強的AVR RISC結構的低功耗8位CMOS微控制 器。由于其先進的指令集以及單時鐘周期指令執行時間,ATfflegai6的數據吞吐率高達IMIPS/MHz,并具有8路1.0位具有可選差分輸入級可編程增益的ADC引腳。其引腳端口便捷的使用性能和高速的數據處理能力完全可以滿足對傳感器采集到的模擬量電壓信號進行實時處理的需求。CPU主控模塊負責接收輸入模塊對系統參數的設置信息,如兩傳感器信號差異值多大可當作本批次產品合格與不合格品的區分值等,在每根牙簽通過時,從ADC引腳讀入兩組傳感器電壓信號,進行比對,逋過處理判斷發出是否驅動下落通道下方的分揀擋板動作的控制信號,并統計分揀的總數和增加相應圓簽或扁簽的數目,及分揀時間等。


    2.3、分揀動作模塊

    分揀動作模塊主要由一個繼電器控制的電磁閥連接著的分揀擋板及兩個集料槽組成。分揀模塊由主控CPU控制,當CPU依據當前檢測結果做出判斷后,將控制電磁閥是打開或者閉合, 其連接受控的擋板將把由上方落下的牙簽依據結果引向圓簽或是扁簽的收集4槽中,完成最終的分揀目的。


    2.4人機界面設計

    輸入模塊和顯示模塊共同構成系統的人機交互界面,即可通過輸入模塊對系統參數進行設置和調整,也可通過顯示模塊對系統參數和工作狀態進行觀察。為了便于操作、顯示及和暴片機 控制模塊相連接,系統采用4X4矩陣式薄膜開關鍵盤作為輸入的控制面板,采用可顯示中文的12864LCD液晶屏作為顯示器。

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