水果分選機在柑橘按重量分級的自動化方案

柑橘按重量分級的自動化分選方案

柑橘作為我國南方主產(chǎn)經(jīng)濟作物，其重量規(guī)格直接決定市場價值與銷售渠道。傳統(tǒng)人工分級存在效率低、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、傷果率高的痛點，難以適配規(guī)模化種植與加工需求。本方案基于水果分選機核心技術(shù)，構(gòu)建“柔性輸送-精準(zhǔn)稱重-智能分級-數(shù)據(jù)追溯"一體化自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)柑橘按重量的高效、無損分級，助力產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效。

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一、方案核心目標(biāo)

- 分級精度：重量誤差≤±2g（以200g柑橘為基準(zhǔn)），混級率＜5%，確保分級標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一；

- 處理效率：單通道分選速度≥600個/分鐘，多通道可擴展設(shè)計，滿足規(guī)?；庸ば枨螅ㄈ缑啃r處理10000斤柑橘）；

- 無損保護：傷果率＜3%，通過柔性輸送與分選機構(gòu)減少柑橘碰撞擠壓損傷；

- 智能管控：支持分級參數(shù)自定義，具備數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計與追溯功能，適配不同品種柑橘需求。

水果分選機在柑橘按重量分級的自動化方案

二、自動化分選系統(tǒng)構(gòu)成

系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，整體分為進料模塊、預(yù)處理模塊、核心稱重分級模塊、輸送收集模塊、控制系統(tǒng)及數(shù)據(jù)追溯模塊，各模塊協(xié)同工作實現(xiàn)全流程自動化。

（一）進料與預(yù)處理模塊

1. 緩沖進料裝置：采用傾斜式軟質(zhì)進料斗，內(nèi)壁鋪設(shè)食品級硅膠墊，底部設(shè)置可調(diào)速輸送皮帶，避免柑橘進料時因沖擊造成表皮損傷；進料口配備紅外感應(yīng)裝置，實時監(jiān)測進料量，通過PLC調(diào)節(jié)輸送速度，防止物料擁堵。

2. 預(yù)處理單元：集成高壓噴淋清洗與柔性毛刷除塵功能，清除柑橘表面泥沙與雜質(zhì)；后續(xù)銜接風(fēng)干裝置，采用低溫氣流快速吹干果面水分，避免水分影響稱重精度，同時為分級環(huán)節(jié)做好準(zhǔn)備。

（二）核心稱重分級模塊

該模塊是方案核心，實現(xiàn)柑橘重量精準(zhǔn)檢測與分級執(zhí)行，關(guān)鍵組件包括單列化輸送機構(gòu)、動態(tài)稱重單元與柔性分選機構(gòu)。

1. 單列化輸送機構(gòu)：通過星輪導(dǎo)向與導(dǎo)流板組合設(shè)計，將雜亂的柑橘整理為單列勻速輸送，相鄰柑橘間距保持5-8cm，確保單個柑橘獨立進入稱重區(qū)域，避免相互干擾影響稱重精度。星輪采用軟質(zhì)聚氨酯材質(zhì)，貼合柑橘外形，減少摩擦損傷。

2. 動態(tài)稱重單元：

  - 核心組件：選用高精度應(yīng)變式稱重傳感器，搭配懸浮式稱重臺，稱重臺與輸送皮帶無縫銜接，減少振動干擾；傳感器響應(yīng)速度≤10ms，確保在柑橘快速移動過程中完成精準(zhǔn)稱重。

  - 信號處理：稱重數(shù)據(jù)經(jīng)放大電路與模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后，傳輸至嵌入式控制器，通過動態(tài)補償算法抵消輸送帶振動、柑橘姿態(tài)變化等因素帶來的誤差，確保稱重精度穩(wěn)定。

3. 柔性分選機構(gòu)：根據(jù)預(yù)設(shè)重量分級標(biāo)準(zhǔn)，由PLC控制氣動撥片或擺臂式分選裝置動作，將不同重量等級的柑橘推送至對應(yīng)收集通道。分選裝置采用柔性硅膠材質(zhì)，動作響應(yīng)時間≤50ms，避免硬接觸造成柑橘損傷；通道底部設(shè)置緩沖斜坡與軟質(zhì)接果墊，進一步降低落果沖擊。

（三）輸送收集模塊

采用多通道并行輸送設(shè)計，每個通道對應(yīng)一個重量等級（如小型果、中型果、大型果、特大果），通道末端連接可替換的收集箱或輸送皮帶，直接銜接后續(xù)包裝環(huán)節(jié)。收集箱內(nèi)壁鋪設(shè)防震泡沫，防止柑橘在收集過程中相互碰撞；輸送皮帶采用食品級PVC材質(zhì)，表面設(shè)置防滑紋路，確保輸送平穩(wěn)。

（四）控制系統(tǒng)與數(shù)據(jù)追溯模塊

1. 控制系統(tǒng)：以PLC為核心，搭配10寸彩色觸摸屏操作界面，支持重量分級參數(shù)自定義設(shè)置（如可設(shè)定小型果40-60g、中型果60-75g、大型果75-90g、特大果90g以上等標(biāo)準(zhǔn)），具備手動/自動切換模式。操作界面實時顯示分選數(shù)量、各等級占比、設(shè)備運行狀態(tài)等信息，方便操作人員監(jiān)控。

2. 數(shù)據(jù)追溯模塊：集成數(shù)據(jù)采集與存儲功能，自動記錄每批次柑橘的分選時間、總重量、各等級重量、分選效率等數(shù)據(jù)；支持通過U盤導(dǎo)出Excel/PDF格式報表，或通過以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)上傳至工廠管理系統(tǒng)（MES）。同時，可對接條碼/RFID系統(tǒng)，為每批次柑橘生成追溯碼，實現(xiàn)從分選到銷售的全流程質(zhì)量追溯。

三、自動化工作流程

1. 進料緩沖：采摘后的柑橘通過提升機送入緩沖進料斗，紅外感應(yīng)裝置調(diào)節(jié)進料速度，避免擁堵；

2. 預(yù)處理：柑橘經(jīng)高壓噴淋清洗、柔性毛刷除塵后，由低溫氣流風(fēng)干果面水分；

3. 單列化整理：通過星輪與導(dǎo)流板將柑橘整理為單列，勻速輸送至稱重區(qū)域；

4. 動態(tài)稱重：柑橘經(jīng)過懸浮式稱重臺，傳感器實時采集重量數(shù)據(jù)，經(jīng)控制器處理后判斷等級；

5. 智能分選：PLC控制對應(yīng)分選裝置動作，將柑橘推送至匹配的重量等級通道；

6. 收集包裝：不同等級的柑橘經(jīng)輸送通道進入專用收集箱，直接銜接后續(xù)套袋、封箱等環(huán)節(jié)；

7. 數(shù)據(jù)記錄：系統(tǒng)自動記錄分選數(shù)據(jù)，生成生產(chǎn)報表，支持實時監(jiān)控與歷史追溯。