4.4.1 分拣单元的机械安装与气动控制回路连接
1.任务引入
分拣单元的功能：对放入入料口的已加工、装配的工件进行分拣，使不同组合材质的工件从不同的出料滑槽分流出来。
分拣单元启动前首先要规定并检测系统的初始位置，当满足初始位置条件时，按下启动按钮，分拣单元启动，当工件放到传送带上并为入料口光电传感器检测到时，传送带启动，将工件带入分拣区域进行分拣。分拣区域安装有不同用途的传感器，可用来分拣工件外壳与内芯的黑、白塑料和金属3个属性，共组成9种不同的组合形式，如白色外壳金属内芯、金属外壳黑色内芯等。当放入的工件满足某一出料滑槽的要求，工件达到该出料滑槽入料口时，传送带停止，气缸动作，将工件推入出料滑槽，完成一次分拣操作，分拣单元返回到初始位置，等待下一个工件的到来。当按下停止按钮时，要等一次分拣完成后分拣单元才停止。
2.任务目标
1）知识目标
（1）了解分拣单元的组成及功能。
（2）掌握分拣单元的工艺要求。
2）技能目标
能够完成分拣单元的机械安装与气动控制回路连接。
3）素养目标
引导学生对分拣单元的机械安装产生兴趣，提升主观能动性。
3.任务分析
本任务主要完成分拣单元机械结构组装和调整，要求安装后能够满足设备工艺要求。安装完成后，检查机械结构的质量，进行机械调整。
4.相关知识
1）分拣单元的组成及功能
分拣单元主要包括传送和分拣机构、传送带驱动机构、变频器模块、电磁阀组、接线端口、PLC模块、按钮/指示灯模块及底板等。其中，分拣单元机械结构的组成如图4-31所示。
图4-31 分拣单元机械结构的组成
（1）传送和分拣机构。
传送和分拣机构主要由传送带及其支撑座、导向器和进料口传感器、出料滑槽、推料（分拣）气缸、光纤传感器及其支架、金属传感器及其支架组成。其功能是传送已经加工、装配好的工件，通过属性检测传感器（光纤传感器、电感式接近开关）的检测，确定工件的属性，然后按工作任务要求进行分拣，把不同类别的工件推入3条出料滑槽中。各部分的功能如下。
①传送带用于将放到进料口的工件运送到分拣区域。
②传送带支撑座用来支撑整个传送和分拣机构，支撑座的前端有一个主动轮，末端有一个从动轮，用来带动传送带移动。
③导向器是一个U形定位板，安装在进料口，目的是准确确定工件在传送带上的位置，用于纠偏放置过来的工件并确定其初始位置。
④进料口传感器用来检测是否有待分拣的工件被送来，即进行进料口有无工件的检测，其为圆柱形光电传感器（与供料单元的出料口传感器一样）。
⑤出料滑槽用于储存已分拣好的工件，共有3个出料滑槽可供选择。
⑥推料气缸正对着出料滑槽，用来将满足出料滑槽要求的工件推入出料滑槽。
⑦光纤传感器及其支架用于工件属性检测，用来检测黑色或白色，如果是白色，则光纤传感器能够感应到信号，光纤传感器动作；如果为黑色，则光纤传感器不动作，以此区分工件的黑、白属性。光纤传感器有两个，一个安装在进料口，用来区分工件外壳的黑、白色，另一个安装在分拣区域，用来区分工件内芯的黑、白色。
⑧金属传感器及其支架用来判别工件是否是金属工件，其为电感式接近开关，根据安装位置的不同，可以检测工件外壳或内芯是否为金属材质，如果为金属材质，则电感式接近开关动作，否则不动作。
（2）传送带驱动机构。
传送带驱动机构的作用是驱动传送带工作，当工件放到传送带上并为进料口传感器检测到时，将信号传输给PLC，通过PLC的程序启动变频器，电动机驱动传送带工作。采用三相减速电动机拖动传送带从而输送工件。它主要由三相减速电动机、电动机支架、联轴器和旋转编码器组成。
①三相减速电动机为减速比为10∶1的三相异步电动机，是传送带驱动机构的主要部分，电动动机转速的快慢由变频器控制，其作用是带动传送带从而输送工件。
②电动机支架用于固定电动机，保持电动机与联轴器处于同一轴线上。
③联轴器用于把电动机的轴和传送带主动轮的轴连接起来，从而组成一个传动机构。
④旋转编码器为光电编码器，它与电动机轴连接在一起，用于检测传送带移动的距离。
2）分拣单元安装工艺要求
分拣单元的安装要满足以下要求。
（1）所有部件固定牢靠，选用合适的螺栓、螺母和工具进行固定。
（2）推料气缸要对准出料滑槽的中间位置，以便于将工件推入出料滑槽，不卡阻。
（3）所有内六角螺丝与平面的接触处都要套上垫片后再拧紧。
（4）安装时要注意安装顺序，顺序不当会导致频繁返工。
（5）安装电动机联轴器时，应将联轴器两边调整到同一高度后再固定电动机。
（6）传送带托板与传送带两侧板的固定位置应调整好，以免传送带安装后凹入侧板表面，造成推料被卡住的现象。
（7）主动轴和从动轴的安装位置不能错，主动轴和从动轴安装板的位置不能相互调换。要保证主动轴和从动轴平行。
（8）传送带的张紧度应调整适中。(https://www.daowen.com)
（9）为了使传动部分平稳可靠、噪声小，使用了滚动轴承为动力回转件，但滚动轴承及其安装配合零件均为精密结构件，对其进行拆卸需一定的技能和专用的工具，建议不要自行拆卸。
5.任务准备
1）清理安装平台
安装前，先确认安装平台已放置平衡，安装平台下的滚轮已锁紧，安装平台上安装槽内没有遗留的螺母、小配件或其他杂物，然后用软毛刷将安装平台清扫干净。
2）准备器材和工具
根据安装分拣单元装置侧部分所需要的器材清单清点器材，并检查各器材是否齐全、是否完好无损，如有损坏，请及时更换。在清点器材的同时，将器材放置到合适的位置。清点所需的配件，将较小的配件放在一个固定的容器中，以方便安装时快速找到，并保证在安装过程不遗漏小的器件或配件。
分拣单元机械安装所需工具与前面各单元的机械安装所需工具相同。清点和整理工具，将其放置在方便取用的地方。
6.任务实施
首先明确分拣单元的结构组成和各部分的功能，熟悉图纸要求，合理分配安装步骤和方法，然后根据图纸进行安装。
1）安装传送带驱动机构
完成传送带驱动机构的组装，装配传送带装置及其支座，然后将其安装到底板上。
（1）安装传送带支架。
安装传送带支架，所用器件包括支撑板（顶、中间和底板）、支撑铝板、导轨和气缸固定滑块、传送带衬板和传送带，固定左、右支撑板时，先将传送带及其平板块放置好。
（2）安装主、从动轮。
在分拣单元设备上，传送带的同步运行由安装在传送带两端的主、从动轮带动。
将主、从动轮安装到设备上，首先将主动轮穿过传送带，再将两边附件固定。将主动轮安装到设备上后，将从动轮也安装到设备上，注意不要装反。同时调整主、从动轮的位置和角度，调整好后用螺栓进行固定。全部安装好后，需要初步调整传送带的水平度和平行度，使传送带在运行过程中不偏移向任何一边。调整方法是：通过从动轮两边固定弹簧的螺栓进行调整，在调整过程中应注意传送带的松紧，使其处于张紧状态，调整张紧度的两个调节螺栓应平衡调节，以避免传送带运行时跑偏。
2）安装推料气缸
分拣单元传送带驱动机构安装好后，将3个推料气缸通过气缸固定架固定到支架的滑块上，在组装时先不要拧紧滑块，后续还需调整推料气缸与出料滑槽的对应角度。
3）安装传感器
分拣单元各传感器的功能如下。
（1）进料口定位槽用于放置已经装配和加工好的工件，定位工件的位置，以便测算分拣距离。待分拣的工件是黑色还是白色，通过进料口的光纤传感器进行检测。
（2）进料口是否有工件，通过进料口传感器是否感应到信号进行判断。
（3）工件进入分拣区域后，通过分拣区域的传感器判断工件的外壳是否是金属及内芯是白色塑料、黑色塑料还是金属。
4）安装出料滑槽和驱动机组件
在安装出料滑槽和驱动机组件之前首先将线槽、端子排和电磁阀组等部分固定到黄色底板上，然后再按照步骤和方法安装出料滑槽及驱动机组件。
5）检测与调整
分拣单元的机械部分安装好后，需要调节传送带的张紧度，还必须仔细调整电动机与主动轴连轴的同心度。调节要求：传送带的张紧度以电动机在输入频率为1 Hz时能顺利启动，低于1 Hz时难以启动为宜，这项测试可用变频器的操作面板实现。
（1）检测电气接线。
按照图4-32连接变频器与电动机，把三相交流电源接入变频器的R/L1，S/L2，T/L3三个端子上，将变频器的输出端子（U，V，W）连接到电动机上，电源和电动机的地线分别接到变频器的接地端子上。
图4-32 变频器与电动机的接线原理
（2）设置变频器参数。
设置变频器参数，使变频器工作在内部模式，这样可通过操作面板进行电动机的启动和停止操作，并且把M旋钮作为点位使用进行频率的调节，见表4-23。
表4-23 变频器参数设置
（3）运行调整。
按下操作面板上RUN按钮启动变频器，旋动M旋钮，改变变频器的频率，可以看到电动机正向转动，变频器输出频率逐渐升高，电动机转速逐渐增大。调整传送带的松紧度，使变频器的频率低于1 Hz时传送带不能启动，大于1 Hz时传送带可以启动。
7.任务评价
任务评价见表4-24。
表4-24 任务评价
续表
