下料車間產品智能分揀系統的應用

張騰

中煤科工集團南京設計研究院有限公司 江蘇南京 2 1 1 8 0 0

1 系統整體功能介紹

下料車間產品智能分揀系統旨在將多種不同形狀不同規格鐵塊進行智能分揀的過程，具體為將料框裝載的多種鐵塊倒入到系統上料設備，系統將自動對堆疊鐵塊進行物流多級分散，以達到鐵塊平鋪輸送，在后續輸送過程中包括鐵塊自動理料，AI智能識別鐵塊規格種類，通過四軸工業機器人將一塊塊鐵塊按直線排列輸送，自動刻錄二維碼，去坡口產品自動分揀，自動掃碼，六軸機器人非坡口成品智能分揀，不合格剔除等工序[1]。

2 設備介紹及實現原理

2.1 系統三維示意圖

2.2 關鍵設備介紹及原理說明

（1）自動倒料升降機。自動倒料升降機通過鏈條傳動，人工點動啟停，控制減速電機正反轉，帶動料斗提升和下降。當料斗在低位時，人工通過行車將鐵塊倒入料斗中，且一次最多倒入鐵塊數量為1T重，完成后，料斗提升至高位并能自動將鐵塊倒入到六角去毛刺機中。

（2）六角去毛刺機。六角去毛刺機通過減速電機（變頻電機0-70HZ）正反轉，根據其功能帶動六角滾筒正反轉。設備總重約4.2T，最高轉速約為40轉每分鐘，滾筒一次裝入鐵塊最重為2T。六角滾筒開口朝上時，由氣缸將蓋子拉開，此時自動倒料升降機可將鐵塊倒入其中，完成后，由氣缸將蓋子合上（自鎖），減速電機啟動，對鐵塊進行滾毛刺表面處理，完成后，由接近開關檢測到位置，使六角滾筒開口朝上停止，氣缸將蓋子拉開，完成后，減速電機啟動并慢速轉動，通過4-6個等角度啟停使鐵塊分批次慢慢自動掉落到緩沖機組上然后滑落爬坡式隔板輸送線上，當轉動到開口朝下時停止，此時鐵塊也會全部掉出，減速電機反轉使得開口再次朝上進行下一次裝料，以此循環（爬坡式隔板輸送機上含防撞，防堵，防疊機組）。

（3）爬坡式隔板輸送線。爬坡式隔板輸送線為板鏈輸送方式，帶有中間隔板和側邊擋板，中間隔板的作用是對掉落下來的鐵板進行隔開分料，側邊擋板是為了防護鐵塊滑落出去。輸送速度為10m/min（可調）。六角滾筒不斷有鐵塊掉落的同時，爬坡式隔板輸送線也緩慢進行輸送，輸送到高處末端后自動掉落到拉速板鏈輸送線上。①二側含有護欄附件防止鐵塊下料“意外”撞擊鏈板護欄；②去毛刺機下料過程中附件緩存機組緩沖鐵塊對鏈板的沖擊；③去毛刺機每次倒料下料時，爬坡鏈板中隔板會通過傳感器檢測進行步進式避讓開防止壓彎；④鐵板在上提過程中存在鐵塊部分下滑，鏈板隔板高度50mm，大部分鐵塊在上坡瞬間進行滑落，對鏈板沖擊力可忽略不計，爬坡鏈板上含附件限高限位進一步規避鐵塊過多提升堆疊滑落現象。

（4）拉速板鏈輸送線。拉速板鏈輸送線為板鏈輸送方式，輸送速度為20m/min（可調），速度是爬坡式隔板輸送線的2倍，作用是將掉落在板鏈上的鐵塊快速拉來，減少鐵塊的堆疊。當鐵塊輸送到末端后掉落到伸縮板鏈輸送線上。

（5）伸縮板鏈輸送線。伸縮板鏈輸送線為板鏈輸送方式，輸送速度為20m/min（可調），輸送部分整體可由氣缸控制進行前后伸縮運動，并定時進行伸縮運動，使鐵塊掉落到緩存輸送線上分散成二道輸送，減少堆疊情況。

（6）分流板鏈輸送線。分流板鏈輸送線為板鏈輸送方式，輸送速度為10m/min（可調），輸送部分整體可由氣缸控制進行上下運動，作用是將鐵塊進行分流，當前端檢測到有堆疊產品時，該輸送線會自動下降到低位，將堆疊鐵塊輸送到回流線上；當前端未檢測到堆疊產品時，該輸送線保持在高位將鐵塊輸送到后續工位。

（7）桁架機器人及刻錄段工位。該工位包括桁架段板鏈輸送線、刻錄段板鏈輸送線、桁架機器人及抓手、視覺識別系統、激光刻錄機。其中視覺系統安裝在桁架段板鏈輸送機上方，激光刻錄機安裝在刻錄段板鏈輸送線上方，并由氣缸控制激光刻錄機移動，目的是為了與桁架抓手移動過程中干涉，桁架段板鏈輸送線末端安裝有對射光電，當檢測到有鐵塊通過，該輸送線停止，上方視覺識別鐵塊信息及抓取位置，桁架機器人移動到鐵塊抓取點上方，由磁鐵抓手將鐵塊抓取并放置到刻錄段板鏈輸送線中線位置上，桁架抓手移開，激光刻錄機由氣缸控制移動到鐵塊上方，然后開始對鐵塊進行刻錄二維碼，完成后輸送線啟動，鐵塊往后流轉輸送，以此循環。

（8）八米網帶輸送線。八米網帶輸送線為雙層人字形網帶輸送方式，輸送速度為10m/min（可調），網帶上方安裝有編碼器，對網帶輸送距離進行檢測，網帶上方每間隔1.5米安裝有推料機構，共有4個推料機構，并在推料機構處都安裝有光電檢測，輸送機一側安裝有對應4個滑槽，滑槽下方對應有4個料框。前端通過視覺檢測到鐵塊信息，并對比輸入到系統中鐵塊信息，如果判斷鐵塊需要推入到哪個料框，則當該鐵塊輸送到對應推料機構處，光電檢測到鐵塊，輸送線停止，推料機構將鐵塊推入對應料框中，不需要推入料框的成品則輸送到末端，通過小滑槽滑落到六米板鏈輸送機上[2]。

（9）六米板鏈輸送線。六米板鏈輸送線為板鏈輸送方式，輸送速度為10m/min（可調），該輸送線作用為緩存功能，增加輸送長度，避免后端碼垛區域與坡口下料區域位置上干涉。

3 結語

本文只是對設計智能分揀系統的基本介紹。下一步，我們考慮提高系統應急能力，應對特殊情況時系統可能會無法及時做出判斷；希望通過進一步改進，不斷提升效率[3]。