物料分拣控制系统的设计(单片机)毕业设计

毕业设计报告书

题目：物料分拣控制系统的设计（单片机）

专业机电一体化

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指导教师

目录

第一部分设计任务与调妍 (1)

1.1物料分拣系统的概述 (1)

1.2 物料分拣系统的发展现状与趋势 (2)

1.3研究的目的和意义 (3)

第二部分设计说明 (4)

2.1单片机的功能概述 (4)

2.2 功能及其分布图 (5)

2.3 TCS230颜色传感器 (7)

第三部分设计成果 (4)

3.1结构框图 ...................................... 错误！未定义书签。

3.2识别颜色的原理 .......................... 错误！未定义书签。

3.3 霍尔开关传感器 (8)

3.4 工作原理 ..................................... 错误！未定义书签。

3.5 特点.............................................. 错误！未定义书签。第四部分结束语 .. (4)

第五部分致谢 (11)

第六部分参考文献 (12)

I

第一部分设计任务与调妍

1.1物料分拣系统的概述

自动分拣是指货物进入分拣系统到指定的分配位置为止，都是按照人们的指令靠自动装置来完成的。这种装置是由接受分拣指示信息的控制装置、搬运装置、分支装置（负责把到达分拣位置的货物按运到别处的装置）、缓冲站（在分拣位置临时存放货物的装置）等构成。

在一些需要进行物料分拣的企业，以往采用人工分拣的方法，由于人工作时的个人限制问题，导致生产效率低，误差多，生产成本高，企业之间的竞争能差，阻碍了企业的正常发展。因此现在的单片机分拣装置系统必然会取代人工的分拣工作，这也是其迅猛发展的原因。现在随着工业的发展，作业水平的要求，自动分拣装置完全取代人工作业是必须的也是必然的。

物料分拣采用单片机控制进行，能连续、大量的分拣货物，分拣误差效率低且劳动强度大大降低，显著提高劳动生产率。分拣系统，能够灵活地与其他物流设备无缝连接，实现对物料实物流、物料信息流的分配和管理。设计采用标准化、模块化的组装，具有系统布局灵活，维护、检修方便等特点，受场地原因影响不大。同时，该系统只要根据不同的分拣对象，对本系统稍加修改即可实现要求，非常方便。

物料分拣装置利用单片机控制技术、气动技术、传感器技术、电动技术、传动技术等，都是自动化技术中必要的，可以说是现代工作生产设备的微小的模型。

1.2 物料分拣系统的发展现状与趋势

在我国由于经济发展需要发展迅速，后来者居上，从1970--1985年共有338台自动分拣机投入运行，其中58.32%用于储运业，17.15%用于销售业。到1987年就已经拥有自动分拣机1000台，号称是世界上拥有分拣机最多的国家。我国自动分拣技术起步较晚，目前已能与国际先进水平保持同步，但是缺少技术创新能力，使自动分拣技术的物流系数也减少，大部分小型超市配送中心仍然靠人工分拣。在二十世纪80年代，我国最初是一些邮局采用小型的半自动翻盘分拣机，用于邮包分拣。而如今分拣技术已经用于我国的各行各业，使这环节的效率得到了很大的提高。自动分拣机最先在邮政部门开始应用，大量的信件和邮包要在极端的时间内正确分拣，非凭借高度自动化的分拣措施不可。此后，运输企业、配送中心、烟草部门、食品化工、造纸业、化工业、机械制造以及各类工业企业亦相继应用。近二十年来,特别是物流行业，随着经济和生产的发展,商品趋势趋于"短小轻薄"，流通趋于小批量多品种和准时制。分拣作业已成为一项重要的工作环节，分拣系统的应用已经日趋普遍。我国目前多数配送中心和物流企业都是人工分拣。显然，随着分拣量的增加、分送点的增多、配货响应时间的缩短和服务质量的提高，单凭人工分拣将无法满足大规模配送的要求，所以这一环节亟待提高。而国外一些配送中心多采用分拣系统进行分拣，充分发挥了分拣技术分拣速度快、分拣点多、差错率极低、效率高和基本上全自动操作的优势。日本一位物流专家认为，在用户需求表现为多种小批量的时代，物流技术的三大措施是自动分拣机、自动化仓库和无人自动引导车。自动分拣机是其中最接近与成熟的产品，这可以认为是国家对于自动分拣在物流技术中的地位和现状的一个较好的概括。自动分拣系统成为当代物流技术发展的三大标志之一。

1.3研究的目的和意义

物料分拣系统作为前沿的产品应自动化设备更新时的需要，可以大量代替单调往复或高精度需求的工作，在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。它可以搬运货物、分拣物品、代替人的繁重劳动。可以实现生产的机械化和自动化，能在高温、腐蚀及有毒气体等环境下操作以保护人身安全，可以广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工业和原子能等部门。随着工业的高速发展，物料分拣系统作为前沿的产品应自动化设备更新时的需要，已经在工业生产中得到了广泛的应用。它可以搬运货物、分拣物品、用以代替人的繁重及单调劳动，实现生产的机械化和自动化；并能在高温、腐蚀及有毒气体等有害环境下操作以保护人身安全，被广泛用于机械制造、冶金、电子、轻工业和原子能部门适应工业需要，本课题试图开发基于单片机的物料分拣设计，并借助必要的精密传感器，使其能够对不同颜色的物料按预先设计的程序进行分拣，动作灵活多样，适应于可变换生产品种的中小批量自动化生产，广泛应用于柔性生产线。采用单片机控制，是一种预先设定的程序进行物料分拣的自动化装置，可部分代替人工在高温和危险的作业区进行单调持久的作业，并且在产品变化或临时需进行新的分配任务时，可以允许方便的改动或重新设计其新部件，而对于位置改变时，就能很快的投产，降低安装和转换工作的费用。

第二部分设计说明

2.1单片机的功能概述

图2.1 单片机结构框图

单片机的特点：

1.控制功能强。为了满足工业控制的要求，一般单片机的指令系统中均有极丰富的转移指令、I/O口的逻辑操作以及位处理功能。

2.集成度高、体积小、有高的可靠性。

3.有优异的性能价格比。

4.低功耗、低电压，便于生产便携式产品。

5.增加了I²C串行总线方式、SPI串行接口等，进一步缩小了体积，简化了结构。

6.单片机的系统扩展、系统配置较典型、规范，容易构成各种规模的应用系统。