本實用新型涉及材料分揀實訓裝置技術領域，具體地說是一種可實現多種控制方式的智能型材料分揀實訓裝置。

背景技術：

教學設備中材料分揀實訓裝置是學生學習料分揀原理及結構的講解和控制方法應用的教學實訓。現有技術中的教學用材料分揀單元的實訓裝置分揀種類不多、結構簡單、組合邏輯性不強，并且只有一種控制方式，不能滿足教學的要求和培訓大綱的需求，不能提升學生的多種思維能力。

本實用新型涉及提供一種技術方案，可選擇通過PLC、單片機、計算機三種方式對材料分揀單元進行控制，掌握用PLC控制材料分揀單元的編程思路，掌握用單片機控制材料分揀單元的編程方法及動作要領，掌握用上位機組態監控與材料分揀單元動作的同步原理。另外，在分揀裝置機械機構組成上也進行進一步完善，以提高教學應用功能。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種可實現多種控制方式的智能型材料分揀實訓裝置，用于解決材料分揀實訓教學設備可選擇利用PLC、單片機、計算機多種控制方式的技術問題。

本實用新型解決其技術問題所采取的技術方案是：

一種可實現多種控制方式的智能型材料分揀實訓裝置，包括用于切換控制方式的PLC轉接盒、單片機控制模塊、PLC控制模塊、分揀模塊、電磁閥組、供料模塊、氣源處理器、輸送存儲模塊和用于安裝各機構的基板；

所述的供料模塊位于所述輸送存儲模塊的前端，所述的分揀模塊安裝在 所述輸送存儲模塊的一側；所述的氣源處理器通過管路分別與所述的供料模塊和分揀模塊連通；所述的氣源處理器與所述的電磁閥組電連接；

所述的單片機控制模塊和PLC控制模塊分別安裝在所述的PLC轉接盒內，并分別與所述的PLC轉接盒電連接，所述PLC轉接盒上設有多個插接口以及與上位機連接的通訊接口；所述的插接口和電磁閥組電連接。

進一步的，所述的供料模塊包括支撐架、氣缸支架、供料氣缸、推料塊、料倉座和供料型材；所述料倉座的下端螺接固定在供料型材的前端上，所述料倉座上設有沿推料塊安裝方向并貫穿料倉座的推料窗；所述推料塊的后端安裝在供料氣缸的滑桿的前端上；所述供料氣缸通過氣缸支架安裝在供料型材上，所述供料型材通過所述的支撐架安裝在所述的基板上。

進一步的，所述的輸送存儲模塊包括電機安裝支架、傳送電機、儲料倉、輸送帶、皮帶漲緊調節架、輸送帶型材；所述輸送帶通過首尾兩側的皮帶漲緊調節架安裝在輸送帶型材上；所述的儲料倉安裝在輸送帶型材的一側與所述的分揀模塊對應設置，所述的傳送電機通過聯軸器與用于驅動輸送帶的卷筒連接，所述輸送帶型材上設有多個用于檢測料塊的傳感器，所述的輸送帶型材通過支架安裝在所述的基板上。

進一步的，所述的分揀模塊包括推料型材、擋料板和分揀氣缸；所述擋料板的后端與分揀氣缸滑桿的前端連接，分揀氣缸安裝在推料型材上，推料型材通過支架安裝在基板上。

進一步的，所述分揀模塊包括擋料塊導向座，所述的擋料板安裝在擋料塊導向座的上方，所述擋料塊導向座的底端設有滑槽，所述推料型材的上端設有滑軌，所述的滑槽可滑動的安裝在所述的滑軌上。

進一步的，所述分揀氣缸的頭部和尾部分別設有霍爾傳感器。

進一步的，所述的基板包括多塊槽型板，基板上的機構分別通過“T”型螺釘固定在槽型板上。

進一步的，所述的通訊接口包括RS232和RS485通訊接口。

進一步的，所述的PLC轉接盒上設有USB接口。

進一步的，所述的傳感器包括電感式傳感器、電容式傳感器、光纖式傳感器和鏡面傳感器。

本實用新型的有益效果是：

1、本實用新型材料分揀實訓裝置可選擇的使用PLC、單片機、計算機多種控制方式，掌握用PLC控制材料分揀單元的編程思路，掌握用單片機控制材料分揀單元的編程方法及動作要領，掌握用上位機組態監控與材料分揀單元動作的同步原理，在有利于培養學生綜合利用所學知識的能力；

使用一臺設備，就能滿足學生多方面的學習要求，不僅能降低使用成本，提高實訓裝置的綜合利用率，避免重復投資。

2、本實用新型裝置的各個部分通過“T”型螺釘來固定在槽型鋁基板上；使用槽形鋁基板，便于學生反復安裝和調整；學生在細調各部件的位置時，不需要將各個部件拆下來，只需松開“T”型螺釘，讓其在槽型鋁基板上，上、下或左、右滑動，方便調節，可反復使用。

附圖說明

圖1本實用新型的整體結構示意圖；

圖2供料模塊結構示意圖；

圖3輸送儲存模塊結構示意圖；

圖4分揀模塊結構示意圖；

圖5PLC轉接盒的結構示意圖；

圖6基板結構示意圖；

圖中：1.把手；2.供料模塊；3.輸送儲存模塊；4.分揀模塊；5.氣源處理器；6.電磁閥組；7.PLC轉接盒；8.基板；9.L型支架；10.氣缸支架；11.推料塊；12.料倉座；13.型材端蓋；14.電機安裝支架；15.鏡面傳感器；16. 傳送電機；17.鏡面傳感器型材；18.聯軸器塊；19.輸送帶安裝座；20.儲料倉；21.輸送帶；22.輸送帶型材；23.電容式傳感器支架；24.光纖傳感器；25.傳感器支架；26.擋板支架；27.漲緊調節架；28.推料型材；29.氣缸固定板；30.擋料塊導向座；31.擋料板；32.接插端子；33.啟動按鈕；34.停止按鈕；35.選擇開關；36.USB接口；37.電源插座；38.電源開關。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的具體實施方式作進一步說明。

如圖1所示，一種可實現多種控制方式的智能型材料分揀實訓裝置，包括用于切換控制方式的PLC轉接盒7、單片機控制模塊、PLC控制模塊、多個分揀模塊4、電磁閥組6、供料模塊2、氣源處理器5、輸送儲存模塊3、用于安裝各模塊的基板8。

如圖2所示，所述的供料模塊2包括L型支架9、氣缸支架10、推料塊11、料倉座12、型材端蓋13和供料氣缸；所述的型材端蓋13安裝在供料型材的兩端，所述料倉座12的下端通過“T”型螺釘螺接固定在供料型材的內端上，所述料倉座12采用空腔圓柱體結構，料倉座12上設有沿推料塊安裝方向并貫穿料倉座12本體的推料窗，所述料倉座12的上方安裝料塊倉，所述的料塊倉內用于存儲料塊；所述推料塊11的外端螺接固定在供料氣缸的滑桿的前端上，所述推料塊11的下端設有滑塊，推料塊11通過滑塊可滑動的安裝在供料型材的上端；供料氣缸的前端通過氣缸支架10固定在供料型材上，所述供料型材的兩側分別通過所述的L型支架9安裝在基板8上。

所述供料模塊2主要用于實現料倉的供料；供料模塊2的工作原理為，當供料氣缸的電磁閥通電后，氣閥打開，供料氣缸通氣，供料氣缸的滑桿推動所述的推料塊前進到料倉中，將料倉中的料塊推出到輸送儲存模塊3上；當供料氣缸的電磁閥失電后，氣閥關閉，供料氣缸縮回。

如圖3所示，所述的輸送存儲模塊3包括電機安裝支架14、鏡面傳感器 15、傳送電機16、傳感器型材17、聯軸器塊18、輸送帶安裝座19、儲料倉20、輸送帶21、輸送帶型材22、電容式傳感器支架23、光纖式傳感器24、傳感器支架25、擋板支架26、皮帶漲緊調節架27；所述輸送帶21通過首尾兩側的皮帶漲緊調節架27安裝在輸送帶型材22上，皮帶張緊調節架27通過調節在輸送帶型材22的安裝位置，進而調節輸送帶21的張緊程度，保證輸送工作的正常進行；電容式傳感器安裝在所述的電容式傳感器支架23上，光纖式傳感器24和電感式傳感器安裝在傳感器支架25上，電容式傳感器支架23和傳感器支架25分別安裝在輸送帶型材22的兩側；所述的鏡面傳感器15、電容式傳感器、光纖式傳感器24和電感式傳感器分別用于檢測料塊的屬性。

所述的儲料倉20安裝在輸送帶型材22的一側上；所述的傳送電機16固定安裝在所述的電機安裝支架14上，電機安裝支架14安裝在基板8上；所述的聯軸器塊18包括聯軸器和卷筒，所述的卷筒通過聯軸器與傳送電機16的轉軸連接，所述的卷筒與所述的傳輸帶21貼合接觸，用于驅動傳輸帶21的運轉。所述的鏡面傳感器15通過螺釘安裝在傳感器型材17上，所述傳感器型材17分別安裝在輸送帶型材22的一側的前端和后端；所述的擋板支架26固定在輸送帶型材22的側面；所述的輸送帶型材22通過前后兩組輸送帶安裝座19安裝在基板8上

輸送存儲模塊3主要實現料塊的輸送并對分揀后的料塊分類存儲，料塊包括不同屬性的料塊，如紅色料塊、黑色料塊、銀色料塊；儲料倉20包括多個料槽，如A槽、B槽、C槽；經過分揀后的紅色料塊、黑色料塊、銀色料塊分別對應存儲在A槽、B槽、C槽中。

所述擋板支架26的主要作用是將輸送帶21輸送過來的料塊進行阻擋，防止料塊滑落在基板8上。

如圖4所示，所述的分揀模塊4包括多個，分別用于將不同屬性的料塊推入儲料倉20不同的料槽內，在本實施例中設有A分揀氣缸、B分揀氣缸和 C分揀氣缸。所述的分揀模塊4包括推料型材28、氣缸固定板29、L型支架9、擋料塊導向座30、擋料板31、型材端蓋13和分揀氣缸；所述的型材端蓋13安裝在推料型材28的兩端，所述的擋料板31螺接安裝在所述擋料塊導向座30的上方，所述擋料塊導向座30的底端設有滑槽，所述推料型材的上端設有滑軌，所述的滑槽可滑動的安裝在所述的滑軌上；所述擋料板31的后端與分揀氣缸滑桿的前端固定連接，分揀氣缸通過氣缸固定板29安裝在推桿型材28上，推桿型材28通過L型支架9固在基板8上。

在本實施例中分揀模塊4主要實現A分揀氣缸、B分揀氣缸、C分揀氣缸的水平運動，然后A分揀氣缸將銀色料塊推入A槽中、B分揀氣缸將紅色料塊推入B槽中、C分揀氣缸將黑色料塊推入C槽。

所述供料氣缸和分揀氣缸的驅動，通過所述的電磁閥組6、氣源處理器5等得以實現；所述的電磁閥組6包括多個單控電磁閥模塊，本實施例中使用四個單控電磁閥模塊；所述電磁閥組6設有一個進氣口，且與氣源處理器5相連，氣源處理器5給電磁閥組6提供氣源，；單控電磁閥模塊又分為氣路和電路兩路系統，氣路系統的出氣口通過氣管、調速接頭分別與供料氣缸模塊2的供料氣缸、分揀模塊4的分揀氣缸相連；電路系統用于實現電磁閥組6的線圈通斷，進而控制氣路系統的通斷；所述電磁閥組6的每個單控電磁閥模塊的線圈與控制系統的74HC595繼電器控制接口連接；通過控制系統以實現A分揀氣缸將銀色料塊推入A槽中、B分揀氣缸將紅色料塊推入B槽中、C分揀氣缸將黑色料塊推入C槽中，從而將黑色料塊、紅色料塊、銀色料塊從料倉中分揀出來的自動循環過程；所述各分揀氣缸的狀態和行程檢測通過霍爾傳感器判斷，霍爾傳感器安裝在每個分揀氣缸的頭部和尾部。

如圖5所示，所述的PLC轉接盒7包括與單片機連接的USB接口36、若干個接插端子32、控制材料分揀實訓裝置運行的啟動按鈕33、控制材料分揀實訓裝置停止的停止按鈕34、控制方式選擇開關35；進一步的，所述PLC轉 接盒7上安裝有若干個顯示材料分揀實訓裝置運行狀態的指示燈；指示燈與繼電器控制接口單元連接；PLC轉接盒7上還安裝有電源插座37、電源控制開關38；為了方便使用，安裝的電源插座37為“D”型電源插座，開關38為船型開關。

所述的單片機控制系統和PLC控制模塊安裝在所述的PLC轉接盒7內，所述的單片機控制系統包括單片機及外圍電路、與上位機連接的通訊接口、具有若干個繼電器控制接口單元、PCF8574P傳感器接口單元；所述的通訊接口采用RS232和RS485通訊接口電路；所述的繼電器控制接口單元采用74HC595繼電器控制接口電路；PLC控制模塊與PLC轉接盒7之間采用香蕉測試線接插連接。

單片機控制系統和PLC控制模塊的信號的輸入與輸出端口，分別依次與PLC轉接盒7上若干個所述的接插端子32連接；

為了便于切換及拆裝使用的方便，電磁閥組6的各單個電控閥與繼電器控制接口單元之間、各傳感器與PCF8574P傳感器接口單元均采用螺釘型接線端子連接，USB口通過一根，一頭為“T”型,另一頭為USB型的電纜與計算機相連；

當選擇不同的方式控制時，只要通過香蕉測試線選擇不同的接插方式和調節控制方式選擇開關的控制方式，以及選擇USB通迅線的連接，就可以實現PLC、單片機控制系統和計算機的不同的控制方式。

74HC595繼電器控制接口單元采用SPI總線方式，分別連接到電磁閥組6的各個線圈上和運行指示燈上，通過控制繼電器來控制電磁閥組的通斷及通過運行指示燈來顯示分揀氣缸相應的運行狀態，而繼電器的常開觸點與電磁閥組6的線圈相連，從而達到控制電磁閥的通斷，PCF8574P傳感器接口單元主要采集各分揀氣缸上的霍爾傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、鏡面傳感器、光纖傳感器的信號以及外部的啟動、停止按鈕的信號。

單片機采用STC型51系列單片機，上位機與下位機的連接是通過RS232接口相連；為了實現PLC對材料分揀的控制，單片機控制系統安裝在PLC轉接盒7內，目的是將材料分揀實訓裝置的傳感器信號和電磁閥組6的線圈引到PLC轉接盒7上的接插端子32上。另外RS485通迅口是實現多臺材料分揀實訓裝置的的網絡連接，這樣可以實訓一臺計算機控制多臺設備即實現1：N網絡的控制，而不需要更換計算機。

為了便于攜帶和操作，材料分揀實訓裝置的電磁閥組6、氣源處理器5、供料模塊2、輸送儲存模塊3、PLC轉接盒7安裝于平面的基板8上，同時基板8上安裝有方便供電的開關電源。

如圖6所示，基板8為長和寬分別為1200毫米、750毫米的鋁基板；鋁基板包括多塊槽型鋁基板，槽型板寬度150毫米，厚度30毫米，槽寬8.5毫米，槽深10.5毫米，槽間距25毫米；裝置的各個部分通過“T”型螺釘來固定在槽型鋁基板上；使用槽形鋁基板，便于學生反復安裝和調整；學生在細調各部件的位置時，不需要將各個部件拆下來，只需松開“T”型螺釘，讓其在槽型鋁基板上，上、下或左、右滑動，方便調節。這樣學生在練習實訓時，可反復使用，裝置不變形、破損。基板8的底部四個頂角處的下端固定設有保持其水平放置的安裝底腳；基板8的相對的兩側上分別安裝有把手1。

除說明書所述的技術特征外，均為本專業技術人員的已知技術。

上述雖然結合附圖對本實用新型的具體實施方式進行了描述，但并非對本實用新型保護范圍的限制，在本實用新型技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性的勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范圍內。