[发明专利]PLC教学实训用气动式钢珠分选模块及其考核方法

权利要求书

1.PLC教学实训用气动式钢珠分选模块，其特征在于：包括安装板，以及设于安装板上侧的钢珠落料组件、钢珠规格判定组件、钢珠分类收集组件和PLC控制单元；

所述的钢珠落料组件包括钢珠料仓，钢珠料仓下侧设有供钢珠依次顺序落料的钢珠料道、钢珠料道下侧设有水平布置的支撑板，支撑板下侧通过型材支撑柱与安装板相连，支撑板上还设有水平布置的滑台气缸，滑台气缸上设有钢珠推板，钢珠推板上设有供钢珠通过的通孔，钢珠料道侧壁的下部设有供钢珠推板往复运动的通道，滑台气缸收缩状态钢珠推板上的通孔与钢珠料道相正对，支撑板对应滑台气缸伸长状态钢珠推板上的通孔位置处设有供钢珠下落的落料孔；

所述的钢珠规格判定组件包括钢珠定位槽、翻转气缸、翻转支架，钢珠定位槽通过翻转支架与翻转气缸相连，翻转气缸通过气缸固定支撑架与安装板相连，所述的钢珠定位槽为竖直布置且上侧敞口的N阶阶梯槽，钢珠定位槽的上侧敞口与落料孔相正对，阶梯槽的每阶槽宽由上至下依次减小，阶梯槽的每阶槽内均设有对应的光电开关；

所述的钢珠分类收集组件包括长条形的钢珠滑道、N-1个挡料组件和N个接料盒，所述的钢珠滑道倾斜布置，设钢珠滑道长度方向高度较高的一侧为头部、另一侧为尾部，钢珠滑道头部与钢珠定位槽翻转后的下侧相正对，钢珠滑道宽度方向两侧均设有挡板，每个挡板上均设有N-1个缺口，且两个挡板上的缺口呈一一对应的位置关系，对任意两个相对布置的缺口：其中一个缺口处设置一个挡料组件、另一缺口处设置一个接料盒，钢珠滑道尾部设有一个接料盒；

所述的挡料组件包括旋转挡板、推拉气缸、水平安装块，旋转挡板竖直布置，旋转挡板为L形板，它包括长边、短边，长边、短边交界处通过转轴固定于安装块上，旋转挡板的长边与对应缺口相匹配，且长边绕转轴旋转后长边远离转轴的一端与对侧挡板上的缺口的下边缘相靠近，推拉气缸水平设于安装块上，安装块上设有气缸固定座，推拉气缸尾部设有气缸尾座，气缸尾座与气缸固定座铰接且铰接轴轴向为竖直向，推拉气缸头部设有浮动接头，浮动接头与旋转挡板的短边铰接且铰接轴轴向为竖直向；

推拉气缸、翻转气缸、所有光电开关、所有推拉气缸均与PLC控制单元电连接。

2.根据权利要求1所述的PLC教学实训用气动式钢珠分选模块，其特征在于：所述的安装板上设有两个相对布置的U形把手。

3.根据权利要求1所述的PLC教学实训用气动式钢珠分选模块，其特征在于：所述的安装板上设有行列式排布的若干腰型孔，钢珠落料组件、钢珠规格判定组件、钢珠分类收集组件均通过与腰型孔配合的螺栓与安装板相连。

4.根据权利要求1所述的PLC教学实训用气动式钢珠分选模块，其特征在于：所述的安装板上设有钢珠放置盒。

5.根据权利要求1所述的PLC教学实训用气动式钢珠分选模块的考核方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）考官把钢珠按直径大小分为N类，使每一类钢珠的直径与阶梯槽内每阶槽宽一一对应，然后将N类钢珠与N个接料盒一一对应；

（2）待考核的操作人员通过编写PLC程序，控制如下进程：

a、滑台气缸初始位置为收缩状态，钢珠推板上的通孔与钢珠料道相正对，钢珠料道内最底部的钢珠落入通孔中，此时控制滑台气缸推动钢珠推板，落入通孔内的钢珠随推板发生位移，当滑台气缸达到伸长状态时钢珠推板的通孔与支撑板上的落料孔重合，钢珠推板内的钢珠从落料孔落至钢珠定位槽中；

b、钢珠在钢珠定位槽中依次下落，直至落入槽宽与其直径相等的那一阶槽内，同时对应光电开关被阻挡，收集被遮挡的光电开关信号并判断落下的钢珠的直径；

c、翻转气缸启动，将钢珠定位槽中的钢珠从钢珠滑道头部投入钢珠滑道，钢珠在钢珠滑道内由高向低自由滑落，此时根据步骤b判断的钢珠直径大小，控制挡料组件动作，若钢珠直径对应的接料盒位置在钢珠滑道宽度方向两侧处，则控制对应接料盒对侧的推拉气缸伸长，同时旋转挡板受力沿转轴旋转，旋转挡板的长边远离转轴的一端与对侧挡板上的缺口的下边缘相靠近，其它挡料组件的推拉气缸保持收缩的初始状态，此时自由滑落的钢珠在旋转挡板长边的导向作用下进入对应的接料盒中；若钢珠直径对应的接料盒位置在钢珠滑道尾部的接料盒中，则控制所有挡料组件的推拉气缸保持收缩的初始状态，此时自由滑落的钢珠会径直落入钢珠滑道尾部的接料盒中；

d、不断重复上述步骤直至分选完成；

（3）将待分选的不同直径的钢珠投入钢珠料仓内，然后通过待考核的操作人员便携的PLC程序控制气缸动作，若最后将每一类钢珠都准确分选并投入对应的接料盒中则考核通过，反之考核失败。