瓷磚自動化生產(chǎn)線目前，國內(nèi)瓷磚生產(chǎn)企業(yè)多為勞動密集型企業(yè)，瓷磚生產(chǎn)線分揀、碼垛環(huán)節(jié)多采用人工分揀，存在的主要問題有人工作業(yè)勞動強度大、作業(yè)環(huán)境不理想、工作效率低下以及分揀質(zhì)量差等問題 。隨著國內(nèi)勞動力成本的上升和人民生產(chǎn)生活質(zhì)量的日益提高，自動揀磚系統(tǒng)的研究開發(fā)和應(yīng)用需求在國內(nèi)市場上已初見端倪。拓野智能指出“從宏觀來看，中國建筑陶瓷裝備走向優(yōu)化、精品化的進程并未開始，裝備單元自動化技術(shù)領(lǐng)域有很多優(yōu)化工作有待開展和深入。”小編這次介紹一種針對國內(nèi)瓷磚生產(chǎn)行業(yè)實際狀況，自主研發(fā)的瓷磚生產(chǎn)線全自動分揀系統(tǒng)。該系統(tǒng)由輸送機、光電傳感器、PLC 控制器、氣動驅(qū)動器、電控柜協(xié)同工作，光機電氣一體化，多機聯(lián)動，可現(xiàn)實各種規(guī)格瓷磚的自動化無人分揀。該系統(tǒng)已在有關(guān)瓷磚生產(chǎn)企業(yè)中得到了成功應(yīng)用。

1 瓷磚生產(chǎn)自動揀磚系統(tǒng)的總體布置

瓷磚生產(chǎn)線自動揀磚系統(tǒng)采用滾筒輸送機、自動揀磚機與瓷磚生產(chǎn)線橫向布置方案，根據(jù)現(xiàn)場情況可增加水平轉(zhuǎn)向傳輸輥道輸送機實現(xiàn)其他布置方案。該系統(tǒng)主要由兩臺滾筒輸送機、兩臺自動揀磚機、（轉(zhuǎn)向傳輸輥道輸送機）、線上瓷磚導(dǎo)向裝置、PLC 電器控制系統(tǒng)、若干光電傳感器等部分組成，實現(xiàn)瓷磚生產(chǎn)作業(yè)中的揀磚、輸送作業(yè)由感應(yīng)控制器操控驅(qū)動器自動完成。

2 系統(tǒng)構(gòu)成與功能實現(xiàn)

2.1 以實現(xiàn)分選為目的的雙向傳輸滾筒輸送機

滾筒輸送機加裝橫向傳輸三角帶輸送機構(gòu)，三角帶托架由氣缸驅(qū)動，滾筒輸送機上方設(shè)有光電傳感器，檢出完好率在 98% 以上瓷磚，通過 PLC 控制橫向傳輸三角帶輸送機構(gòu)工作，實現(xiàn)完好瓷磚的橫向傳輸。對于廢品瓷磚，由于光電傳感器不提供橫向傳輸三角帶輸送機構(gòu)工作信號，不進入工況，廢品瓷磚由滾筒輸送機直接送入廢磚車。

2.2 以實現(xiàn)變向輸送為目的的雙向傳輸滾筒輸送機

另一臺滾筒輸送機加裝橫向傳輸三角帶輸送機構(gòu)，三角帶托架由氣缸驅(qū)動，滾筒輸送機上方設(shè)有光電傳感器，并設(shè)有限位裝置，光電傳感器檢出完好瓷磚送達，通過 PLC 控制橫向傳輸三角帶輸送機構(gòu)復(fù)位，退回工況，滾筒輸送機輸送瓷磚進入膠帶輸送機。

2.3 以實現(xiàn)雙向揀磚功能的自動揀磚機

自動揀磚機于第二臺滾筒輸送機下位橫向布置，自動揀磚機輸送帶將瓷磚向前沿一定坡度輸送到成品磚車架，碼放瓷磚，并由傳感器發(fā)出信號，自動揀磚機車架行走機構(gòu)工作，將瓷磚豎立就位。PLC 程序監(jiān)控檢出車架瓷磚碼放到滿倉后，通過 PLC 控制第二臺自動揀磚機工作完成循環(huán)作業(yè)。兩臺自動揀磚機還可實現(xiàn)正反向作業(yè)。 

2.4 瓷磚生產(chǎn)線上瓷磚導(dǎo)向裝置

瓷磚生產(chǎn)線上加裝瓷磚導(dǎo)向裝置，通過由光電傳感器檢出線上瓷磚送來，PLC 控制驅(qū)動電機工作，通過連桿機構(gòu)現(xiàn)實擋磚器擋磚導(dǎo)向，PLC 延時控制擋磚器復(fù)位放行瓷磚。

2.5 氣動系統(tǒng)

兩臺三角帶輸送機構(gòu)三角帶托架、瓷磚導(dǎo)向、定位機構(gòu)等均由氣缸驅(qū)動實現(xiàn)。為了保證汽缸活塞桿的速度穩(wěn)定性和各動作的協(xié)調(diào)性，氣動執(zhí)行元件采用帶磁性開關(guān)的雙電控汽缸，并采用排氣節(jié)流方式，以確保穩(wěn)定的輸出速度。同時，在確保流量的情況下，采用電磁換向閥帶動兩個汽缸的方式。

2.6 電氣系統(tǒng)

整個控制由觸摸屏、三菱變頻器等組成，自動檢測部分為傳感器、分色電眼來自動完成。電氣控制系統(tǒng)外圍布置如圖 2 所示。主機自動化設(shè)備先進，裝有振動器電子調(diào)頻系統(tǒng)用于電子變頻調(diào)速和啟動，具有液晶顯示裝置和電子邏輯控制系統(tǒng) ；系統(tǒng)設(shè)有靈敏度很高的光電傳感器和電、光、氣控制等執(zhí)行機構(gòu)，并通過中央電子自動系統(tǒng)進行操作，整個系統(tǒng)的動作和工作周期均由微處理機控制。

2.7 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計

根據(jù)揀磚系統(tǒng)的工藝要求、所控設(shè)備的數(shù)量和現(xiàn)場開關(guān)點探測器的數(shù)量，選用拓野智能可編程序控制器，該可編程序控制器具有高速、多功能、系統(tǒng)化、模塊化、可靠性高的特點 。強大的運算功能和高精度的定時功能，為程序設(shè)計提供了方便，揀磚系統(tǒng)的動作過程比較連貫，本程序采用梯形圖的編程語言，程序簡化便于修改。

編程方法可根據(jù)揀磚系統(tǒng)的工藝動作過程、各個動作的先后順序和先后關(guān)系，寫出 PLC 各輸出與輸入信號的邏輯關(guān)系，再由邏輯關(guān)系轉(zhuǎn)化為梯形圖。完好瓷磚的檢出由光電傳感器采集特征信號，通過核心算法實現(xiàn)。為滿足整機試驗要求，梯形圖由手動、自動兩部分組成，靠一個選擇開關(guān)來轉(zhuǎn)換，整個揀磚系統(tǒng)的程序編寫有 368條語句，現(xiàn)只簡介揀磚系統(tǒng)自動揀磚作業(yè)的部分梯形圖，

如圖 3 所示。

自動揀磚系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計，采用系統(tǒng)總重控制和無人化作業(yè)的設(shè)計目標(biāo)，使得產(chǎn)品實現(xiàn)了價格和性能的雙贏效應(yīng)。實踐表明，采用可編程控制器 PLC 控制，時間響應(yīng)快，控制精度高，可靠性好，維修方便，故障率低，抗干擾能力強，系統(tǒng)能夠在惡劣環(huán)境條件下連續(xù)穩(wěn)定運行?？刂破?、變頻器等模塊化器件在自動揀磚系統(tǒng)中的運用，大大提高了系統(tǒng)的可靠性和執(zhí)行機構(gòu)的準(zhǔn)確性。模塊化元器件使得設(shè)備維護更簡單易行，大大減少了現(xiàn)場調(diào)機和設(shè)備停機維護時間。自動揀磚系統(tǒng)在陶瓷生產(chǎn)線中的應(yīng)用減輕了工人的負擔(dān)，進一步提高了生產(chǎn)效率，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益