自动水果去核机研制

赵庆贺　王帅　张光良

摘要：设备的研制采用PLC控制技术，利用水流实现果实按指定方向流动，依靠果实自身生长过程中形成的重心偏移，使水果在水中自动找正，采用气压吸盘将找正后的果实吸引起来，采用气压传动的装置将果实移送到至果核剔除工位，采用筒形切刀将果核切除，刀具退出时果肉自动流向出料口，然后再将切刀内的果核用气压推出。

1.技术领域

本实用新型是一种海棠果去核设备，具体分为气动刀具，真空发生器，气压缸，传感器与单片机控制部分。

目前国内海棠果去核主要以手动为主，劳动强度大，生产效率低，现有水果去核涉笔仍需人工摆放水果，并没有完全摆脱人力，而且部分设备切刀易伤手，具有一定的危险性，被设备采用自动上料的工作方式，安全无污染，工人只需将海棠果导入上料桶中，其余工序为全自动运行，大幅度提高了生产效率与产品质量。

2.创新内容

本设备解决的问题是海棠果自动上料，水汽分离，刀具自动切割，克服现有技术不足，提供了一种简单、准确可行的海棠果自动去核设备。

本设备采用了模拟沸腾，真空发生器吸取，气动刀具切割的措施。

上料的具体方案是，模拟开水沸腾，将水中物体推向四周的原理，在桶中一侧通过不断打入气泡造成桶内水流波动，将水中海棠果向桶尖端推送，真空发生器能够下移吸取海棠果，经过气缸作用，将吸起过时转移到刀具处。真空发生器在吸果的同时会吸入一部分水，经过水气分离，将吸入的水存放在箱中。

3.具体方案

3.1总体设计

当光电传感器检测到桶尖端有水果时，气动滑台控制吸盘下移，在真空发生器的作用下将海棠果吸起，吸起后，气动滑台带动吸盘以及海棠果上移，无杆气缸推动气动滑台左移至刀具处，气动滑台下移，刀具气缸伸出，达到去核目的。去核结束后，刀具气缸缩回，真空发生器关闭，解除吸取状态，由于工作台平面设计成斜坡，加工后海棠果沿着固定轨道落入放好的收集箱中。

3.2控制部分设计

根据系统驱动工作要求，工作环境无污染，并且只有气动装置，所以，控制比较简，采用PLC及触摸屏控制。

3.3真空发生器在设备中的重要作用

真空发生器在本设备内起到非常重要的作用，一方面，真空发生器可以起到吸气，制造负压的作用，另外一方面，真空发生器排出的高压气体也可以打入料筒中，起到吹泡的作用。真空发生器可以安装在设备的任意位置。

3.4水气分离部分的设计

水气分离采用了一种简单而有效的处理方式。由于海棠果位于水中，用吸盘吸取时会带入一部分水在吸盘中，继而被吸入到真空发生器中。水汽分离部分有效地解决了这个问题。长短两管都在瓶口处密封，当吸入海棠果，误吸入的水会留在瓶中而不会吸入进真空发生器中，在下次吸取海棠果前，短管在电磁换向阀的作用下将直接接入气泵。将瓶中的水由吸盘预先排出。

4.部件的安装设计

4.1气动滑台与无杆气缸的连接

气动滑台起到了一个垂直方向的提升作用，与无杆气缸通过螺钉相连。连接位置位于无杆气缸滑块的正中。

4.2吸盘支架与吸盘

吸盘支架起到了固定吸盘的作用，通过两个薄螺母与L型架相连，可以调整支架上下位置，L型架固定在气动滑台上，随滑台中的滑块一起上下运动。吸盘由其自带螺母拧到吸盘支架上。

4.3气动刀具部分与工作台的连接

气动刀具部分主要起到切割果核的作用，气缸通过法兰架固定在L型支架上，L型支架固定在工作台上。L型架与工作台相连使用的是沉头孔螺钉，法兰架与L型架之间连接使用的是螺栓螺母连接。刀具为一空心圆柱体，边缘刃化，通过螺钉与气缸杆相连。刀具与吸盘应在切割工作时圆心重合。

4.4上料系统的设计

上料系统主要由喷管，水槽构成，喷管的设计为T型转接管。可将气泡向两侧以及正前方喷出。

水槽设计为三角形，尖端对应吸盘。对角边安装喷管。

上料系统为可移动式，只需将尖端对正吸盘即可。

4.5设备安装使用顺序

第一步将吸盘固定在吸盘支架上。

第二步将吸盘支架固定在L型架上。

第三步将吸盘相关设备固定在气动滑台上。

第四步将气动滑台固定在无杆气缸的滑块上。

第五步将无杆气缸固定在工作台上。

第六步将刀具固定在气缸伸出杆上。

第七步将气缸固定在工作台上。

使用时先向上料桶中倒入海棠果，然后打开气泵，控制系统上电，气泵向水中吹入气泡，传感器检测到有海棠果时，开始自动工作。

参考文献

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