材料自动分拣控制系统设计开题报告

（1）研究背景

随着时代的进步，社会的发展，市场竞争也愈演愈烈，机械工业日趋成为一个重要的行业。自动化程度也在一定程度上代表着企业的竞争力强弱。现如今，随着市场竞争的日趋严重，各个生产企业对生产效率的需求逐步提高，尤其是在需要进行分拣的企业中。由于自动分拣在我国起步较晚，在这些企业中，大多数都在采用人工分拣，导致生产效率低下，人工成本较高，致使企业竞争力低下。这样，自动分拣系统也成了企业的一种必要的需求。

（2）国内外研究现状以及发展趋势

纵观国外可以发现，以美国、日本以及欧洲为代表的发达国家，在分拣系统的应用种体现出自动化程度逐步提高的特点。而自动分拣系统也俨然成为发达国家种不可或缺的一部分。一般由控制装置、分类装置、输送装置和分拣道口组成，通过计算机网络联系在一起，配合人工控制以及人工处理环节组成一个完整的分拣系统。其主要特点有：能连续、大批量的分拣，分拣误差率极低，基本实现无人化管理。就国外而言，自动分拣系统已广泛应用于医药行业、化妆品制造、物流、连锁商业等行业，如日本的资生堂、花王、高岛屋等，德国的德马泰克等。尽管如此，在发达国家仍有许多企业不适用自动分拣系统。其主要原因有两点：

1.一次性投资巨大，先期投入回收慢。系统的设备复杂，投资和运营成本相当高，需要可靠的货源作保证，也许只有大型生产企业或专业物流公司才有能力投资，小企业则无能为力。

2.系统对商品外包装要求高。为使大部分商品都能用机械进行自动分拣，需要采取诸如推行标准化包装、根据分拣商品统一的包装特性定制分拣机等二次措施。但要让所有商品的供应商都执行国家的包装标准是很困难的，定制分拣机又会使硬件成本上升，且越是特别的通用性就越差。^[1]

我国自动分拣系统最早应用于物流方面，相比于国外，我国分拣系统和技术方面落后于发达国家，人工分拣仍旧十分普遍。如今，随着国际竞争日益加剧，国内许多企业和政府部门也在做着努力，也已经取得了一定的成效。虽然国能目前对于自动分拣系统的使用还十分稀少，但可以肯定，随着时间的推进，自动分拣系统在我国一定会有很大的用武之地。

（3）研究目的和意义

相较于传统的人工的自动分拣，自动分拣系统有着无可比拟的优势。如分拣效率高，不受天气影响，分拣效率高、误差低，持续工作时间长等，完成了企业从劳动密集型向技术密集型的转变。本课题的目的及意义正如上述，解决企业生产效率低、成本高、竞争力低下的问题。采用自动分拣系统，能够提升分拣效率，节约人力资源，解放劳动力以用于其他工作，降低员工的工作强度，避免工伤事故。

本课题主要研究内容：

（1）自动分拣系统的总体方案设计： 1）系统能够准确发出信号，控制电动机的运行与停车；

2）能够准确接受传感器发出的信号并发出对应的动作信号；

（2）传感器的选择与安装： 1）能够准确检测是否有材料并反馈给控制系统，并根据输 入信号整个对控制系统进行动作；

2）能够准确检测材料属性并反馈给控制系统，动作气缸推送材料进入相应的传送带；

（3）PLC控制系统设计、选择以及程序编辑： 1）选择适合的、能够满足控制要求的P LC；

2）编写正确的梯形图，使控制系统能够按照设计要求进行工作

（4）电动机的选择： 1）转子能准确受输入脉冲信号控制，进而对传送带上上的材料位 置进行控制，并且能快速反应；

预期目标：

（1）系统能够准确识别材料属性；

（2）输入材料时，传送带能够准确动作；

（3）能够准确输送材料并反馈给控制系统。

研究方法：

1.定性分析法：

分析材料自动分拣系统的特点，对其控制以及感应系统进行分析；

2.功能分析法：

对材料自动分拣系统的功能进行分析，了解它如何满足生产系统的需求；

3.查找文献法：

（1）结合所学知识对课题进行研究；

（2）图书馆查阅相关资料进行参考；

研究步骤：

（1）搜集资料：图书馆查阅文献，结合所学知识，作好相关记录；

（2）完成自动分拣系统总体方案设计；

（3）针对各个模块进行详细分析、设计；

（4）完成控制系统设计；

（5）绘制图纸；

（6）整理资料，完成课题。

1 分拣系统应用现状及趋势 http://wenku.baidu.com/view/f0f031db83c4bb4cf6ecd142.html

2 王强, 张明珠. 材料自动分拣系统中的PLC应用研究[J]. 首都师范大学学报(自然科学版), 2011, 32(6):5-8.

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7 郑晟, 巩建平, 张学. 《现代可编程序控制器原理与应用》[J]. 电气应用, 2000(3).

8 韩宝林. 可编程序控制器PLC在工业控制中的应用[J]. 工业, 2016(7):00206-00206.

9 许洪斌，杜向斌..步进电机控制系统设计[J].重庆理工大学：自然科学版，2008.22（5）：32~49.

10 刘星辰，刘海斌，杜鹏.步进电机控制系统设计与实现[J].微计算机信息，2009.25（22）：26~28

11 赵乾, 李喜鸽. 现代电气控制及PLC应用技术[J]. 信息记录材料, 2017, 03(2):57-58.

12 吴仁君. 基于PLC与机器视觉的自动物料分拣控制系统的设计[J]. 电子世界, 2017(21).

13 吕彤. 物料分拣PLC控制系统设计[J]. 魅力中国, 2016(16).

14 孙延平. 基于机器视觉的六轴机械手自动分拣系统[D]. 长春工业大学, 2017.

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17 张有东, 赵金宪. PLC材料自动分拣系统的研究[J]. 煤炭技术, 2002, 21(7):22-23.

1. 2022.3.5——2022.3.30 学生撰写开题报告，外文资料翻译；

2. 2022.4.2——2022.6.15 学生做毕业论文、教师每周至少安排一次答疑；

3. 2022.4.23——2022.5.11 学生提交已完成的部分论文，学院、教研室组织开展毕业论文的中期检查；

4. 2022.5.28——2022.6.1 学生提交初稿，指导教师审阅，提出修改意见；

5. 2022.6.4——2022.6.15 学生向指导教师和评阅教师提交毕业论文；指导教师和评阅教师审阅毕业论文，给评阅意见和成绩；

6. 2022.6.18——2022.6.19答辩，整理毕设文档