新型桃子切瓣挖核机控制系统设计

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1、2015年10月农机化研究第10期新型桃子切瓣挖核机控制系统设计11，21，21，21，2李宝玉，王慧慧，吕艳，芦金石，陶学恒(1．大连工业大学机械工程与自动化学院，辽宁大连116034;2．国家海洋食品工程研究中心，辽宁大连116034)摘要:现有黄桃切瓣半去核设备存在的智能化及柔性化程度较低、机械结构笨重、手工操作复杂等问题，设计了一套以PLC为核心的新型桃子切瓣挖核机控制系统。该控制系统采用西门子S7－200PLC为控制核心，以西门子TD400C触摸屏为上位机，进行人机交互，并结合位置传感器等对原有设备进行改造，完成全自动黄桃切瓣去核机的控制系统开发，实现了对加工对象的柔性调整，使系统能

2、够高效、自动地完成黄桃切瓣去核的工作。关键词:黄桃加工;切瓣挖核;控制设计中图分类号:S226;S126文献标识码:A文章编号:1003－188X(2015)10－0232－03DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.10.052旋转数周将桃核和果肉分离;完成挖核工作后，挖核0引言刀上升收回，桃核通过底部预留的漏洞落入收集箱传统的桃子切瓣挖核机的电机作为动力源，通过中，果肉继续由传送带运送至出料口，离开挖核机。凸轮连杆机构、槽轮机构及对称机构等分别把动力传递给上料机构、下料机构、摆正机构的链板和切瓣去核机构的刀架。桃子挖核机大多都是体积比较大，结构复杂，这就出现许多问题，如

3、传动链太长、传动精度差、可靠性差、机器寿命低、关键部位零件易磨损、智能化及柔性化程度较低、机械结构笨重、单独调整不图1桃子切瓣挖核机的布局图方便等。针对上述情况，在传统的桃子切瓣挖核机系1．1切瓣去核机构统中引入控制技术，采用西门SL－200PLC为控制核切瓣去核机构主要是由气动提供给刀具动力，完心，提高整体机器的柔性和可靠性，缩短传动链，使各成切瓣、旋核、去核动作。工作时，由主电机带动整个个传动部分可以独立调整。同时，将组态软件技术与刀架的上下运动，此过程要求链板的横向运动与刀架PLC控制系统相结合，利用计算机模拟技术，实现对的纵向运动能够准确配合，否则将损坏刀具。PLC控制系统的整体模拟和

4、调试。对现有的黄桃生1．2摆正机构产设备进行智能化、柔性化改造，弥补了传统机械的摆正机构是由单独的电机带动拨片将桃子摆放不足，使其能够达到调整灵活、适应性强、生产自动化成特定的位置，为下一步切瓣去核做准备。的目的。1．3上料机构上料机构是由主电机通过连杆传递动力，上料机1切瓣挖核机的机械装置组成构顶部有一个滚动毛刷，对桃子起到清洗作用。桃子切瓣挖核机的整体布局图如图1所示。黄1．4出料机构桃由右侧进料口进入，由传送带输送到摆正机构，经出料机构是一个比较简单的机构，由电机带动该过摆正后桃子将以大头朝下放置;由链板带动桃子运机构震动，将切瓣后的桃子震动到指定的收集装置。动到切瓣去核机构，切瓣刀率先

5、下降将黄桃切瓣，随2加工工艺过程控制及其系统组成后切半刀上升收回;此时挖核刀下降，到达底部后为解决桃子切瓣挖核机对加工产品适应性差的收稿日期:2014－09－29问题，达到对传送带、切半刀、挖核刀进行单独调整的基金项目:“十二五”国家科技支撑计划项目(2014BAD04B09);辽宁省科技厅博士科研启动基金项目(20121098)目的，本次设计计划使用4个步进电机分别控制切瓣作者简介:李宝玉(1988－)，男，辽宁大连人，硕士研究生，(E－mail)去核机构、摆正机构、上料机构和出料机构。同时，通15998684565@163．com。通讯作者:王慧慧(1982－)，女，辽宁朝阳人，副教授，硕

6、士生导师，过PLC控制系统直接驱动电动机，完成PLC对电动机(E－mail)whh419@126．com。的调速，如图2所示。·232·2015年10月农机化研究第10期个特别灵活的HMI设备，用于SIMATICS7－200，如图4所示。其显示屏可配置4行，每行24个字符或者两行，每行16个字符;15个可配置的按键提供有触觉的反馈，还可以设置视觉或声觉反馈。3)步进电机。根据桃子挖核机的实际功率与各个运动部位所受到的力矩，选用YEP100L－6作为出料机构电机，86BYG250AN－0361作为摆正机构与切瓣去核机构的电机，86BYG250BN－0401为上料机构电机。4)模拟量输出模块。出于

7、成本和功能的综合考虑，选用1个EM2324模拟输入/1模拟输出模块和1个EM2352模拟输出模块;PLC需要挂载2个模块，使用CPU222即可。图2控制系统结构框图2．1切瓣挖核工艺流程1)检查各道具是否在准备位置。2)按下启动按钮后，切瓣核机开始工作。3)传送带运送黄桃从储料箱进入工作位置。4)在传感器检测到黄桃到达加工位置时，送料即暂停，切瓣刀下落;传感器检测到切瓣刀到达预设的最低位置时，切瓣