圖1 移植機(jī)整體效果圖

引言：

隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的加快，在種植領(lǐng)域中植物種苗的生長(zhǎng)期不同培育的環(huán)境有所變化，需要從較小的穴盤移植到較大穴盤中，這個(gè)過程中如果使用人工移栽，工作量大、效率低、成活率沒有保障，從而促使了自動(dòng)化移植機(jī)的研發(fā)。秧苗移植由人工移植變?yōu)樽詣?dòng)化移植的意義。

1、節(jié)約人工，提高生產(chǎn)效率，每小時(shí)可移栽2500株，無需專職人員操作，一般6～12個(gè)月可收回成本。

2、提高移植過程中的秧苗的成活率，由于使用固定模式的取苗與放苗，所以秧苗的抓取準(zhǔn)確，成活率高。

3、提高設(shè)備檔次，此設(shè)備加裝有視覺識(shí)別系統(tǒng)，可自動(dòng)辨別秧苗的質(zhì)量好壞和破損程度，識(shí)別率高，實(shí)現(xiàn)識(shí)別、移植全過程的自動(dòng)化生產(chǎn)。

設(shè)備優(yōu)點(diǎn)

1、移植效率高，使用高性能進(jìn)口伺服電機(jī)定位取苗，穩(wěn)定性高，定位準(zhǔn)確，秧苗成活率高。

2、設(shè)備采用松下PLC作為控制器，系統(tǒng)成熟，穩(wěn)定性高，設(shè)備可長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，每天工作時(shí)間可達(dá)20小時(shí)。

3、移植速度快，每小時(shí)2500株。

4、秧苗質(zhì)量辨識(shí)度高，采用大恒專用視覺檢測(cè)系統(tǒng)，辨識(shí)誤差小于千分之五。

5、適用范圍廣，可適應(yīng)多種不同種類，不同規(guī)格尺寸的秧苗。

系統(tǒng)組成

    本系統(tǒng)由上位機(jī)，電氣控制部分，機(jī)械結(jié)構(gòu)三部分組成。上位機(jī)采用29寸高配置觸摸式一體機(jī)，可運(yùn)行Windows XP系統(tǒng)，操作界面大，顯示清晰?？刂撇糠窒到y(tǒng)的控制部分采用松下PLC。PLC是以單片機(jī)為核心專門用于工業(yè)過程自動(dòng)化控制的電子器件，具有極高的可靠性和穩(wěn)定性。本系統(tǒng)選用松下公司的FPX-60T系列，利用PLC自帶的4路獨(dú)立的高速脈沖輸出來控制伺服電機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)。6路數(shù)字開關(guān)量與6個(gè)外部限位開關(guān)相連接，作為機(jī)械結(jié)構(gòu)的保護(hù)限位和穴盤的檢測(cè)限位。10路數(shù)字輸出通過繼電器放大電壓來控制16個(gè)電磁閥。

       PLC有兩個(gè)通訊口，一路為串口形式的232或485接口，另一路為USB形式的232接口。通過PLC附帶的編程軟件可進(jìn)行控制程序的修改，編譯。也可通過通訊口與上位機(jī)控制軟件進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)操作和監(jiān)視功能。

       PLC程序接收到上位機(jī)的操作信號(hào)后，移植機(jī)構(gòu)按照視覺系統(tǒng)的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行取放苗。操作流程如下：

                                                    圖2 系統(tǒng)流程圖

PLC控制部分連接圖如下圖

                                           圖3 PLC控制器接線圖

參數(shù)設(shè)置部分程序：

圖4 PLC程序（參數(shù)設(shè)置部分）

移植運(yùn)動(dòng)部分程序：

圖5 PLC程序（移植部分）

    執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用日本松下伺服電機(jī)和德國ROBOWORKER公司的直角坐標(biāo)機(jī)器人聯(lián)動(dòng)組成。他具有運(yùn)動(dòng)速度快、定位精度高、使用壽命長(zhǎng)、承載大等特點(diǎn)。非常適用于搬運(yùn)、碼垛、涂膠、檢測(cè)等設(shè)備。為了保證懸臂軸的進(jìn)度和剛性，X軸運(yùn)用雙軌結(jié)構(gòu)，兩根軌通過滑塊進(jìn)行剛性連接。

系統(tǒng)的上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

    系統(tǒng)的軟件包括上位機(jī)的人機(jī)交互界面和PLC的主控程序。上位機(jī)程序完成操作人員同PLC之間的對(duì)話，主要是對(duì)移植過程的一個(gè)監(jiān)控，各個(gè)按鍵動(dòng)作所對(duì)應(yīng)的PLC程序的控制位。程序畫面要與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的工作流程相適應(yīng)。上位機(jī)監(jiān)控界面如下圖：

圖6 上位機(jī)顯示界面