自動水果去核機(jī)研制

趙慶賀　王帥　張光良

摘要：設(shè)備的研制采用PLC控制技術(shù)，利用水流實現(xiàn)果實按指定方向流動，依靠果實自身生長過程中形成的重心偏移，使水果在水中自動找正，采用氣壓吸盤將找正后的果實吸引起來，采用氣壓傳動的裝置將果實移送到至果核剔除工位，采用筒形切刀將果核切除，刀具退出時果肉自動流向出料口，然后再將切刀內(nèi)的果核用氣壓推出。

1.技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型是一種海棠果去核設(shè)備，具體分為氣動刀具，真空發(fā)生器，氣壓缸，傳感器與單片機(jī)控制部分。

目前國內(nèi)海棠果去核主要以手動為主，勞動強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，現(xiàn)有水果去核涉筆仍需人工擺放水果，并沒有完全擺脫人力，而且部分設(shè)備切刀易傷手，具有一定的危險性，被設(shè)備采用自動上料的工作方式，安全無污染，工人只需將海棠果導(dǎo)入上料桶中，其余工序為全自動運行，大幅度提高了生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量。

2.創(chuàng)新內(nèi)容

本設(shè)備解決的問題是海棠果自動上料，水汽分離，刀具自動切割，克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供了一種簡單、準(zhǔn)確可行的海棠果自動去核設(shè)備。

本設(shè)備采用了模擬沸騰，真空發(fā)生器吸取，氣動刀具切割的措施。

上料的具體方案是，模擬開水沸騰，將水中物體推向四周的原理，在桶中一側(cè)通過不斷打入氣泡造成桶內(nèi)水流波動，將水中海棠果向桶尖端推送，真空發(fā)生器能夠下移吸取海棠果，經(jīng)過氣缸作用，將吸起過時轉(zhuǎn)移到刀具處。真空發(fā)生器在吸果的同時會吸入一部分水，經(jīng)過水氣分離，將吸入的水存放在箱中。

3.具體方案

3.1總體設(shè)計

當(dāng)光電傳感器檢測到桶尖端有水果時，氣動滑臺控制吸盤下移，在真空發(fā)生器的作用下將海棠果吸起，吸起后，氣動滑臺帶動吸盤以及海棠果上移，無桿氣缸推動氣動滑臺左移至刀具處，氣動滑臺下移，刀具氣缸伸出，達(dá)到去核目的。去核結(jié)束后，刀具氣缸縮回，真空發(fā)生器關(guān)閉，解除吸取狀態(tài)，由于工作臺平面設(shè)計成斜坡，加工后海棠果沿著固定軌道落入放好的收集箱中。

3.2控制部分設(shè)計

根據(jù)系統(tǒng)驅(qū)動工作要求，工作環(huán)境無污染，并且只有氣動裝置，所以，控制比較簡，采用PLC及觸摸屏控制。

3.3真空發(fā)生器在設(shè)備中的重要作用

真空發(fā)生器在本設(shè)備內(nèi)起到非常重要的作用，一方面，真空發(fā)生器可以起到吸氣，制造負(fù)壓的作用，另外一方面，真空發(fā)生器排出的高壓氣體也可以打入料筒中，起到吹泡的作用。真空發(fā)生器可以安裝在設(shè)備的任意位置。

3.4水氣分離部分的設(shè)計

水氣分離采用了一種簡單而有效的處理方式。由于海棠果位于水中，用吸盤吸取時會帶入一部分水在吸盤中，繼而被吸入到真空發(fā)生器中。水汽分離部分有效地解決了這個問題。長短兩管都在瓶口處密封，當(dāng)吸入海棠果，誤吸入的水會留在瓶中而不會吸入進(jìn)真空發(fā)生器中，在下次吸取海棠果前，短管在電磁換向閥的作用下將直接接入氣泵。將瓶中的水由吸盤預(yù)先排出。

4.部件的安裝設(shè)計

4.1氣動滑臺與無桿氣缸的連接

氣動滑臺起到了一個垂直方向的提升作用，與無桿氣缸通過螺釘相連。連接位置位于無桿氣缸滑塊的正中。

4.2吸盤支架與吸盤

吸盤支架起到了固定吸盤的作用，通過兩個薄螺母與L型架相連，可以調(diào)整支架上下位置，L型架固定在氣動滑臺上，隨滑臺中的滑塊一起上下運動。吸盤由其自帶螺母擰到吸盤支架上。

4.3氣動刀具部分與工作臺的連接

氣動刀具部分主要起到切割果核的作用，氣缸通過法蘭架固定在L型支架上，L型支架固定在工作臺上。L型架與工作臺相連使用的是沉頭孔螺釘，法蘭架與L型架之間連接使用的是螺栓螺母連接。刀具為一空心圓柱體，邊緣刃化，通過螺釘與氣缸桿相連。刀具與吸盤應(yīng)在切割工作時圓心重合。

4.4上料系統(tǒng)的設(shè)計

上料系統(tǒng)主要由噴管，水槽構(gòu)成，噴管的設(shè)計為T型轉(zhuǎn)接管?？蓪馀菹騼蓚?cè)以及正前方噴出。

水槽設(shè)計為三角形，尖端對應(yīng)吸盤。對角邊安裝噴管。

上料系統(tǒng)為可移動式，只需將尖端對正吸盤即可。

4.5設(shè)備安裝使用順序

第一步將吸盤固定在吸盤支架上。

第二步將吸盤支架固定在L型架上。

第三步將吸盤相關(guān)設(shè)備固定在氣動滑臺上。

第四步將氣動滑臺固定在無桿氣缸的滑塊上。

第五步將無桿氣缸固定在工作臺上。

第六步將刀具固定在氣缸伸出桿上。

第七步將氣缸固定在工作臺上。

使用時先向上料桶中倒入海棠果，然后打開氣泵，控制系統(tǒng)上電，氣泵向水中吹入氣泡，傳感器檢測到有海棠果時，開始自動工作。

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