本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 1 頁 共 37 頁 摘要 空氣調(diào)節(jié)機(jī)的滑塊厚度精度要求很高，相比傳統(tǒng)的手工測(cè)量方法，采用自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)可極大地降低人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高檢測(cè)效率，并能大大地減少檢測(cè)出錯(cuò)率。根據(jù)滑塊厚度檢測(cè)的精度要求及特殊的翻面檢測(cè)工序，設(shè)計(jì)了一套全自動(dòng)的檢測(cè)平臺(tái)。文中詳細(xì)介紹了檢測(cè)平臺(tái)的總體 設(shè)計(jì) 方案， 該綜合檢測(cè)平臺(tái)分成四大部分：控制平臺(tái)分料機(jī)構(gòu)、傳感器、采集系統(tǒng)及控制系統(tǒng)。針對(duì)上述四大部分探討了檢測(cè)平臺(tái)、分料機(jī)構(gòu)及控制系統(tǒng)的功能要求、工作原理、設(shè)計(jì)方法、實(shí)現(xiàn)方法及可行性，并對(duì)各分系統(tǒng)的關(guān)鍵件進(jìn)行了選型分析。按課題要求對(duì)全系統(tǒng)分別進(jìn)行了設(shè)計(jì)、 加工、調(diào)試，經(jīng)聯(lián)調(diào)檢測(cè)證明了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是符合要求的。 關(guān)鍵詞： 自動(dòng)檢測(cè)平臺(tái) 滑塊 厚度 總體設(shè)計(jì) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 2 頁 共 37 頁 Abstract The slipper , which is one of the significant accessory of an air condition , has a great strict requirement in dimensional precision. In order to improve the efficiency, decrease the error effectively and reduce the intensity of labor, it is important to develop an automatic measuring system to substitute for traditional hand work. According to some particular procedure and the demand for strict precision, this fully-automatic measuring platform was designed. This paper introduces the whole design program in detail. The synthetical measuring is composed of four parts: measuring system, sorting mechanism, sensor and selecting system, control system. In connection with the four parts , not only the measuring system, sorting mechanism and the function requirement but also working principle, the way of design and realization were touched . The model of important apparatus were selected by analysis and calculation. On the basis of requirement of the task, the work of design, process and shakedown test were done. It proved that the design of measuring platform was conformed to the initial requirement Keywords: automatic measuring platform, slipper, thickness, general design 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 3 頁 共 37 頁 目次 1 緒論 . 4 1 1 概述 . 4 1 2 國內(nèi)外發(fā)展和研究狀況 . 4 1.3 研究方向和研究手段 . 5 1.4 本文的主要工作 . 6 2 系統(tǒng)總體方案論證 . 7 2 1 滑塊厚度檢測(cè)現(xiàn)有工序分析 . 7 2 2 滑塊厚度綜合檢測(cè)平臺(tái)總體設(shè)計(jì) . 7 2 3 機(jī)械部分總體設(shè)計(jì) . 10 2 4 控制部分總體設(shè)計(jì) . 12 2 5 檢測(cè)部分及上位機(jī)功能設(shè)計(jì) . 12 3 檢測(cè)平臺(tái)投料、分料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) . 14 3 1 檢測(cè)平臺(tái)設(shè)計(jì) . 14 3 2 入料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) . 16 3.3 分料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) . 17 4 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 20 4 1 概述 . 20 4 2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 21 4 3 控制軟件設(shè)計(jì) . 24 5 滑塊厚度檢測(cè)系統(tǒng)及上位機(jī)功能設(shè)計(jì) . 27 5.1 概述 . 27 5.2 檢測(cè)系統(tǒng) . 27 5.3 上位機(jī)功能設(shè)計(jì) . 28 6 檢測(cè)平臺(tái)的系統(tǒng)聯(lián)調(diào) . 32 6 1.安裝調(diào)試 . 32 6 2.方案改進(jìn) . 32 6.3 檢測(cè)結(jié)果 . 34 結(jié) 論 . 35 致 謝 . 36 參考文獻(xiàn) . 37 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 4 頁 共 37 頁 1 緒論 1 1 概述 滑塊是空氣調(diào)節(jié)機(jī)中的關(guān)鍵部件之一，其幾何尺寸、表面粗糙度、形位公差等精度的高低直接關(guān)系到空氣調(diào)節(jié)機(jī)性能的好壞，所以對(duì)它的精度要求相當(dāng)?shù)馗?。其中，滑塊的厚度 /平行度作為一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)參數(shù)，直接決定著滑塊應(yīng)用的有效性，并影響著空調(diào)的性能和質(zhì)量。隨著空氣調(diào)節(jié)機(jī)產(chǎn)量的日益增加，滑塊的需求量也急劇上升。傳統(tǒng)的手工檢測(cè)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能跟 上生產(chǎn)的節(jié)奏，成為制約生產(chǎn)效率的一個(gè)瓶頸。雖然國外有相關(guān)的自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備可以進(jìn)口，可以克服人工方式的種種缺陷，但同樣有存在價(jià)格高，設(shè)備維護(hù)與升級(jí)費(fèi)用大等不良因素。針對(duì)市場(chǎng)對(duì)能夠自動(dòng)地進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)、快速而正確地進(jìn)行品質(zhì)分選的高性價(jià)比滑塊分選設(shè)備的迫切需求，南京理工大學(xué)與寧波市科技局合作研制一套滑塊厚度綜合檢測(cè)平臺(tái)。采用這套自動(dòng)化測(cè)量設(shè)備不僅可以縮短時(shí)間，使得測(cè)量速度與生產(chǎn)節(jié)拍相吻合，提高生產(chǎn)率，而且可以提高測(cè)量精度，節(jié)省人力，消除人為誤差，避免重復(fù)單調(diào)的勞動(dòng)操作，減少費(fèi)用，還便于顯示及反饋等。 在傳統(tǒng)的受控機(jī)械 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中 ， 機(jī)械設(shè)計(jì)和控制設(shè)計(jì)往往分開進(jìn)行 ,機(jī)械設(shè)計(jì)人員和控制人員分別使用不同的設(shè)計(jì)工具和方法處理同一個(gè)研究目標(biāo) ， 他們分別采用各自的思路和方法 ， 進(jìn)行獨(dú)立的驗(yàn)證和測(cè)試。直到在物理樣機(jī)試驗(yàn)時(shí) ， 兩種設(shè)計(jì)才被放在一起。在測(cè)試過程中 ， 一旦控制和機(jī)械的交互作用不能取得令人滿意的效果 ，機(jī)械和控制則分別需要從新細(xì)化 ,然后再測(cè)試 ,如此反復(fù) ,直到滿意為止 ， 這樣的設(shè)計(jì)方法顯然缺乏競(jìng)爭(zhēng)力和總體性 。課題組成員 組成了團(tuán)隊(duì)，針對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)，分別負(fù)責(zé)機(jī)械部分設(shè)計(jì)、控制部分軟件部分設(shè)計(jì)、控制部分硬件設(shè)計(jì)等等。 本文主要針對(duì)總體設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述 。 1 2 國內(nèi)外發(fā)展和研究狀況 1.南京理工大學(xué)研制的機(jī)車轉(zhuǎn)向綜合測(cè)試平臺(tái)用于對(duì)機(jī)車加載，并實(shí)時(shí)對(duì)四輪載荷分布及軸位移進(jìn)行檢測(cè)。整個(gè)加載系統(tǒng)采用可編程控制器（ PLC）和工控機(jī)作為控制系統(tǒng)的主體，通過組成單回路反饋控制系統(tǒng)，在加載過程中準(zhǔn)確控制對(duì)轉(zhuǎn)向架施加的壓力。當(dāng)對(duì)轉(zhuǎn)向架加載和卸載力時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)四輪受力和變形的關(guān)系。車輪的形變體現(xiàn)縱向和橫向發(fā)生變化，因此需要使用精密位移傳感器測(cè)量其二維變化。具體要求 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 5 頁 共 37 頁 有： 4 路水平位移檢測(cè)：量程： 0 50mm，相對(duì)不確定度優(yōu)于 1%； 6 路豎直位移檢測(cè)：量程 0 100mm，相對(duì) 不確定度優(yōu)于 1%。整個(gè)系統(tǒng)能夠自動(dòng)控制，自動(dòng)報(bào)警，隨時(shí)切換到安全狀態(tài)，可節(jié)省大量人力，減少設(shè)計(jì)成本。采用可編程控制器和計(jì)算機(jī)聯(lián)合控制，使得整個(gè)控制過程可靠靈活。 2.浙江大學(xué)現(xiàn)代制造工程研究所研制的基于 ARM 核芯片的軸瓦壁厚 /平行度自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。采用了功能強(qiáng)大的 16/32 位的嵌入式微處理器和占先式的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)構(gòu)成中心測(cè)控系統(tǒng)，以 PLC 為現(xiàn)場(chǎng)控制模塊，應(yīng)用光柵尺獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)軸瓦壁厚和平行度的實(shí)時(shí)、在線以及高精度測(cè)量（光柵分辨率為 0.1m） 3.德國生產(chǎn)的銦瓦線尺測(cè)距儀 DISTINVAR，應(yīng)變儀 DISTERMETER ISETH，石英伸縮儀，各種光學(xué)應(yīng)變計(jì)，位移與振動(dòng)激光快速遙測(cè)儀等。采用多譜勒效應(yīng)的雙頻激光干涉儀，能在數(shù)十米范圍內(nèi)達(dá)到 0.01m 的計(jì)量精度，成為重要的長(zhǎng)度檢校和精密測(cè)量設(shè)備；采用 CCD 線列傳感器測(cè)量微距離可達(dá)到百分之幾微米的精度，它們使距離測(cè)量精度從毫米、微米級(jí)進(jìn)入到納米級(jí)世界。 4.德國 Grecon 公司生產(chǎn)的 TMNC 型激光測(cè)厚儀，采用模塊式設(shè)計(jì)的多處理機(jī)系統(tǒng)，使系統(tǒng)功能易于擴(kuò)展，易于維修，可以方便地修改和增補(bǔ)各種功能軟件。處理機(jī)計(jì)算厚度的平均值，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，超差時(shí)發(fā)出警報(bào)。在 CRT 上，可以清楚地看到三對(duì)測(cè)定頭測(cè)得的板厚分度情況。該裝置可以方便地貯存數(shù)據(jù)，需要時(shí)按要求打印報(bào)告，檢測(cè)精度為 0.1mm，檢測(cè)范圍為 0 100mm。 1.3 研究方向和研究手段 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們要求檢測(cè)設(shè)備自動(dòng)化進(jìn)行以提高試驗(yàn)效率，同時(shí)對(duì)檢測(cè)結(jié)果的可信賴性和精確性要求也越來越高，智能化是檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向，同時(shí)也是滑塊厚度綜合檢測(cè)平臺(tái)的努力方向。 滑塊厚度綜合檢測(cè)平臺(tái) 廣泛采用自動(dòng)化控制技術(shù)，滑塊的上下料、滑塊的傳送，滑塊厚度的檢測(cè)等動(dòng)作全部自動(dòng)化進(jìn)行，不僅能夠使測(cè)試效率大大提高，還能減少測(cè)試 人員的主觀因素對(duì)測(cè)試結(jié)果可信賴性的影響。比較設(shè)計(jì)了檢測(cè)平臺(tái)分料機(jī)構(gòu)，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。執(zhí)行裝置采用了四通公司的步進(jìn)電機(jī)；出口分料處的滑塊分類通過電磁鐵的通電放電及步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)角來實(shí)現(xiàn) ； 采用可編程序控制器（ PLC）作為系統(tǒng)的控制核心，通過串行通訊與工控機(jī)組成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)滑塊檢測(cè)、分料過程的實(shí)時(shí)監(jiān)視和自動(dòng)控制。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 6 頁 共 37 頁 1.4 本文的主要工作 本文主要做了如下工作： 第一章緒論部分介紹了滑塊厚度綜合檢測(cè)平臺(tái)的相關(guān)概念以及國內(nèi)外在該課題方面的研究現(xiàn)狀，說明我們課題研究的目標(biāo)以及研究手段。 第二章對(duì)系統(tǒng)總 體方案從機(jī)械部分、控制部分、檢測(cè)部分等進(jìn)行了論證與設(shè)計(jì)。 第三章介紹了檢測(cè)平臺(tái)投料、分料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，對(duì)關(guān)鍵件的設(shè)計(jì)和選取進(jìn)行了理論分析。 第四章詳細(xì)地介紹了控制系統(tǒng)，包括測(cè)控方案及其功能設(shè)計(jì)，以及 PLC 控制軟件的設(shè)計(jì)。 第五章介紹了滑塊厚度檢測(cè)系統(tǒng)及上位機(jī)的功能。 第六章介紹了部分聯(lián)調(diào)情況，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行可行性分析。 最后對(duì)全文進(jìn)行了總 結(jié)。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 7 頁 共 37 頁 2 系統(tǒng)總體方案論證 滑塊厚度綜合檢測(cè)平臺(tái)由自動(dòng)分料機(jī)構(gòu)、自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、檢測(cè)平臺(tái)等組成，可以達(dá)到實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)滑塊尺寸的目的。按照要求，該系統(tǒng)應(yīng)該能夠快速地 檢測(cè)出滑塊的厚度和平行度，并且根據(jù)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)分類。 寧波市科技局提出的具體要求有： 1）檢測(cè)誤差允許范圍為 0.1m； 2） 垂直公差 1絲 ； 3） 平行公差 1%mm； 4） 精度要求 10-7m； 5）每臺(tái)機(jī)器一個(gè)工作日檢測(cè) 應(yīng)至少達(dá)到 20000 個(gè)滑塊 。 2 1 滑塊厚度檢測(cè)現(xiàn)有工序分析 目前，滑塊厚度的檢測(cè)仍然依靠手工操作。工廠女工利用千分尺等測(cè)量工具對(duì)厚度進(jìn)行檢測(cè)，然后人工做出判斷，對(duì)滑塊是否合格進(jìn)行分類。這種檢測(cè)方法嚴(yán)重制約了滑塊的生產(chǎn)效率，而且勞動(dòng)強(qiáng)度大，易受主觀因素影響，無法得到精確的數(shù)據(jù)， 可靠性也不高。因此，設(shè)計(jì)一臺(tái)自動(dòng)化程度高的滑塊厚度檢測(cè)平臺(tái)顯得尤為重要。 2 2 滑塊厚度綜合檢測(cè)平臺(tái)總體設(shè)計(jì) 1.首先，為了明確設(shè)計(jì)對(duì)象的功能和約束條件，我們運(yùn)用了 “黑箱法 ”將設(shè)計(jì)任務(wù) 檢測(cè)結(jié)果 滑塊 驅(qū)動(dòng)能 檢測(cè)要求 圖 2.1 滑塊厚度綜合檢測(cè)平臺(tái)“黑箱”示意圖 滑塊分類 振動(dòng) 噪聲 有功熱 灰塵度 溫度 振動(dòng) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 8 頁 共 37 頁 抽象化。我們有意識(shí)地按照設(shè)計(jì)活動(dòng)自身的內(nèi)在規(guī)律進(jìn)行，應(yīng)用發(fā)散式的、以功能設(shè)計(jì)為主的設(shè)計(jì)思維，并在此基礎(chǔ)上強(qiáng)調(diào)抽象的設(shè)計(jì)構(gòu)思，極好地防止了過早地進(jìn)入實(shí)體結(jié)果分析，從而使結(jié)果既在系統(tǒng)的工作原理和結(jié)構(gòu)有關(guān)的本質(zhì)上有所創(chuàng)新，又能結(jié)合實(shí)際，達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。 對(duì)于我們所要設(shè)計(jì)的滑塊厚度綜合檢測(cè)平臺(tái)，在求解 之前，猶如一個(gè)不知其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的 “黑箱 ”。給 “黑箱 ”輸入物料、能量、信息以及外界的影響，則經(jīng) “黑箱 ”后產(chǎn)生輸出量以及 “黑箱 ”對(duì)外界的影響。圖 2.1 為滑塊厚度綜合檢測(cè)平臺(tái)的 “黑箱 ”示意圖。左邊的輸入量由被測(cè)工件滑塊、驅(qū)動(dòng)能和檢測(cè)要求，右邊的輸出量為檢測(cè)結(jié)果和滑塊分類，上邊為該檢測(cè)平臺(tái)對(duì)外界環(huán)境的影響，下邊為環(huán)境對(duì)檢測(cè)平臺(tái)的影響因素?；瑝K厚度綜合檢測(cè)平臺(tái)的總功能是檢測(cè)出滑塊的厚度并對(duì)滑塊進(jìn)行分類。 2.確定了總功能后，就可尋求功能解，即實(shí)現(xiàn)功能的技術(shù)物理效應(yīng)和功能載體。據(jù)此，我們將總功能分解成復(fù)雜程度較低的分功能 ，并相應(yīng)找出各分功能的解?；瑝K厚度綜合檢測(cè)平臺(tái)本身由許多子系統(tǒng)組成，所以在此，我們可按照各子系統(tǒng)進(jìn)行分解（各子系統(tǒng)的分解功能圖本文從略），如圖 2.2 所示。 3.經(jīng)過分析討論，確定設(shè)計(jì)要求 ： 1）分別以滑塊的兩個(gè)面為定位基準(zhǔn)，測(cè)出兩組數(shù)據(jù)； 2）每個(gè)面需要測(cè)多個(gè)點(diǎn)，并且這些點(diǎn)能夠決定一個(gè)平面； 3）能夠自動(dòng)處理檢測(cè)數(shù)據(jù)，并按照要求把其分成七類，從七個(gè)不同的出口滑出； 4)能夠?qū)崟r(shí)顯示檢測(cè)到的滑塊數(shù)據(jù)，及滑塊檢測(cè)數(shù)量及每個(gè)分類口分出的滑塊數(shù)； 5）系 統(tǒng)具備較高的精度、可靠性和穩(wěn)定性，在工作中能給出精確數(shù)據(jù) 。 6） 具有一定的容錯(cuò)能力，即使出現(xiàn)滑塊卡位、不能完成正確分類，也不會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰或誤分類等現(xiàn)象； 7）設(shè)計(jì)方案應(yīng)力求簡(jiǎn)單。 滑塊厚度綜合檢測(cè)平臺(tái) 機(jī)械系統(tǒng) 控制系統(tǒng) 檢測(cè)平臺(tái) 圖 2.2 滑塊厚度綜合檢測(cè)平臺(tái)功能結(jié)構(gòu)圖 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 9 頁 共 37 頁 滑塊從入料口進(jìn)入內(nèi)夾具中 4.功能實(shí)現(xiàn)途徑： 滑塊厚度綜合檢測(cè)平臺(tái)是一個(gè)分布式的測(cè)控系統(tǒng)，由三大部分組成：以C+Builder 為基礎(chǔ)的中心測(cè)控單元，基于 PLC 的現(xiàn)場(chǎng)模塊和采用光柵傳感器的厚度 /平行度原始數(shù)據(jù)檢測(cè)裝置。中心測(cè)控單元和現(xiàn)場(chǎng)控制模塊之間的協(xié)調(diào)通過 I/O 予以完成。 1）機(jī)械傳動(dòng)流程圖（如圖 2.3 所示） 2）控制系統(tǒng)組成（如圖 2.4 所示） 3）出口分料設(shè)計(jì)（如圖 2.5 所示） 經(jīng)過某一傳感器時(shí)，滑塊某一對(duì)角線上厚度被測(cè) 槽道位置尺寸變化，滑塊轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)角度，測(cè)出另一對(duì)角線上各點(diǎn)的厚度 滑塊在帶的拐角處翻轉(zhuǎn) 在下側(cè)軌道上測(cè)出另外一個(gè)面的兩條對(duì)角線上各點(diǎn)的厚度 滑塊從出料口漏出，夾具隨帶進(jìn)入上軌道 進(jìn)入下一循環(huán) 圖 2.3 滑塊厚度綜合檢測(cè)平臺(tái)流程圖 傳感器頭 各控制元件 （驅(qū)動(dòng)器） 數(shù)采卡 PLC 工控機(jī) 位置檢測(cè)傳感器 各 執(zhí)行元件 （步進(jìn)電機(jī)、電磁鐵等 ） PC/PPI RS-485 圖 2.4 滑塊厚度綜合檢測(cè)平臺(tái)控制系統(tǒng)組成示意圖 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 10 頁 共 37 頁 其中， 3 為傳動(dòng)裝置的出料槽口，其余七個(gè)口為分料口，滑塊利用加速度由傳動(dòng)裝置的出料槽口滑入轉(zhuǎn)盤的槽道內(nèi)，轉(zhuǎn)盤根據(jù)信號(hào)，轉(zhuǎn)動(dòng)向相應(yīng)的角度即可從對(duì)應(yīng)的分料口分類出去。 2 3 機(jī)械部分總體設(shè)計(jì) 機(jī)械部分的設(shè)計(jì)是整個(gè)檢測(cè)平臺(tái)的基礎(chǔ)，其設(shè)計(jì)好壞直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的檢測(cè)精度、檢測(cè)速度等等。 1.傳送裝置的選擇 傳送裝置是自動(dòng)線結(jié)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)件及工件的承載體。它把工件按照一定的節(jié)拍或 速度從一個(gè)工位送到下一個(gè)工位，從結(jié)構(gòu)上把機(jī)械 裝置與其他設(shè)備聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體。傳送裝置的種類比較多，有滾軸式、滾軸鏈?zhǔn)?、鏈板式、懸掛鏈條式、帶式傳送裝置、傳送螺旋、滾輪式、推桿滑道式、搓板推動(dòng)式等等。 鑒于 滑塊的尺寸較小，驅(qū)動(dòng)力矩小等原因，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的帶式傳送裝置即可滿足設(shè)計(jì)的要求。 2.滑塊轉(zhuǎn)彎、轉(zhuǎn)向傳送裝置 目前，轉(zhuǎn)彎、轉(zhuǎn)向傳送裝置一般分為錐輥傳送裝置， 90環(huán)帶、隨行夾具式、升降轉(zhuǎn)盤、升降托盤等等。滑塊厚度綜合檢測(cè)平臺(tái)的機(jī)械裝置 具有 一定的定向要求， 同時(shí)為了 盡可能地把裝置簡(jiǎn)單化 。 因選擇了用隨行夾具式傳送裝置。 3.滑塊厚度綜合檢測(cè)平臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu) 由于滑塊需 要平穩(wěn)地向前移動(dòng)，所以我們對(duì)帶式傳送裝置進(jìn)行了改良，如圖 2.6所示。 圖 2.5 出口分料結(jié)構(gòu)示意圖 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 11 頁 共 37 頁 采用同步齒形帶 9，一面與相應(yīng)類型的帶輪 2 配合、另一面的齒槽中套接滑塊外夾具 4 的長(zhǎng)柄，外夾具隨同步帶一起移動(dòng)?；瑝K內(nèi)夾具 5 與外夾具間隙配合，其中間開孔放置被測(cè)滑塊 6，內(nèi)夾具的兩個(gè)銷耳 7 在導(dǎo)軌槽道 8 中滑動(dòng)以限制內(nèi)夾具的方向，這樣內(nèi)夾具、滑塊一面隨外夾具移動(dòng)，一面隨兩條導(dǎo)軌槽的距離變化發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。 槽道的形狀與尺寸將決定滑塊對(duì)角線與其移動(dòng)方向的夾角。為了使傳送裝置具有良好的穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)壓帶輪部件，以壓帶輪的彈性來減弱外部環(huán)境的振動(dòng)。夾具布滿整 個(gè)工作導(dǎo)軌，并隨傳動(dòng)帶循環(huán)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滑塊從入料口進(jìn)入時(shí)，在某一時(shí)刻必定有一內(nèi)夾具與之配合，滑塊即進(jìn)入測(cè)量循環(huán)軌道，并在出料口滑出。通過改變導(dǎo)軌的形狀來使滑塊旋轉(zhuǎn)一個(gè)固定的角度（如圖 2.7 所示），從而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)滑塊同一個(gè)面兩條對(duì)角線上點(diǎn)的目的。 2.6 滑塊厚 度綜合檢測(cè)平臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖 圖 2.7 滑塊厚度綜合檢測(cè)平臺(tái)導(dǎo)軌形狀示意圖 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 12 頁 共 37 頁 2 4 控制部分總體設(shè)計(jì) 1.控制部分的組成 滑塊厚度綜合檢測(cè)平臺(tái)的控制系統(tǒng)主要包括工控機(jī)、 PLC、數(shù)采卡、傳感器探頭、位置檢測(cè)傳感器和各控制及執(zhí)行元件。 2.各部分功能 1）工控機(jī)：作為整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控、調(diào)度中心，通過 PLC 間接地控制、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)； 2） PLC 作為系統(tǒng)的控制核心，直接完成對(duì)各部件動(dòng)作的協(xié)調(diào)控制以及各運(yùn)動(dòng)位置檢測(cè)； 3）檢測(cè)系統(tǒng)由傳感器、數(shù)采卡和工控機(jī)等組成，通過對(duì)滑塊的幾何量的測(cè)量、計(jì)算，作為分類產(chǎn)品判斷的依據(jù)； 4）位置檢測(cè)傳感器和各控制及執(zhí)行元件：主要完成對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)的檢測(cè)以及各部件動(dòng)作的協(xié)調(diào)執(zhí)行，給系統(tǒng)施于動(dòng)力源。 3.控制部分所能實(shí)現(xiàn)功能 1）控制系統(tǒng)完成滑塊在流水線上平穩(wěn)傳送； 2）控制兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)； 3)完成滑塊厚度檢測(cè)全過程，根據(jù)所得數(shù)據(jù)對(duì)滑塊進(jìn)行正確分類； 4）具有一定的容錯(cuò)能力。即使是出現(xiàn)滑塊卡位、不能完成正確分類也不會(huì) 出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰或誤分類現(xiàn)象等。如果出現(xiàn)錯(cuò)誤，系統(tǒng)明確指出錯(cuò)誤來自哪個(gè)方位，即使不能指明錯(cuò)誤來源，也能檢測(cè)到流水線的某個(gè)大致位置，以方便維護(hù)，及時(shí)排除故障。 2 5 檢測(cè)部分及上位機(jī)功能設(shè)計(jì) 在本課題中，檢測(cè)平臺(tái)的垂直公差要求為 1 絲，平行公差要求為 1%mm，精度要求為 0.1m。選用 JGX 系列的密封式光柵位移傳感器，它的測(cè)量分辨率為 0.025m（ 400線 /mm） ，可以滿足精度要求 。檢測(cè)平臺(tái)的檢測(cè)速度為 2 萬 /天 ， 針對(duì)這一效率要求，應(yīng)該全面考慮其自動(dòng)化程度，如微機(jī)控制，自動(dòng)上下料，自動(dòng)傳送工作，自動(dòng)檢測(cè)等。另外 還要考慮可行性等等。 檢測(cè)平臺(tái)的上位機(jī)運(yùn)用 C+Builder 編程，能夠?qū)鞲衅魉玫降臄?shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并能夠?qū)⒎诸愋盘?hào)實(shí)時(shí)傳給 PLC，從而控制滑塊的正確分類。系統(tǒng)第一次運(yùn)行或 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 13 頁 共 37 頁 者運(yùn)行時(shí)間過長(zhǎng)都應(yīng)該重新標(biāo)定。一旦發(fā)生滑塊堆積、分類錯(cuò)誤、系統(tǒng)運(yùn)行錯(cuò)誤，上位機(jī)都能夠發(fā)出警報(bào)，給予工作人員提醒。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 14 頁 共 37 頁 3 檢測(cè)平臺(tái)投料、分料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 1 檢測(cè)平臺(tái)設(shè)計(jì) 1.檢測(cè)時(shí)序圖 傳感器 1 2 3 4 滑塊 1 2s t/ s 傳感器 1 2 3 4 滑塊 2 滑塊 1 4s 傳感器 1 2 3 4 滑塊 3 滑塊 2 滑塊 1 傳感器 1 2 3 4 滑塊 4 滑塊 3 滑塊 2 滑塊 1 8s 傳感器 1 2 3 4 滑塊 5 滑塊 4 滑塊 3 滑塊 2 滑塊 1 10s 圖 3.1 檢測(cè)時(shí)序圖 t/s t/s t/s t/s 6s 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 15 頁 共 37 頁 由上圖可以看出 :滑塊在檢測(cè)平臺(tái)上處于并發(fā)流水線式檢測(cè)。通過安裝在傳感器旁的感應(yīng)開關(guān)， 可 告知傳感器滑塊已經(jīng)到達(dá)可以檢測(cè) ， 當(dāng)工作人員沒有定時(shí)添加滑塊時(shí)，系統(tǒng)等待。 2.傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 為了保證傳送過程中的平穩(wěn)性，避免傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的震動(dòng)引入附加的測(cè)量誤差，造成測(cè)量結(jié)果的失真，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用了分體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，將檢測(cè)工作臺(tái)與傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 分離，從而大大減少了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)檢測(cè)過程的影響。滑塊的每一表面要測(cè)量?jī)蓷l對(duì)角線上共五個(gè)點(diǎn)（中心交叉處可看作一個(gè)），因此 ,滑塊在流水線上不但要做 90 度旋轉(zhuǎn)，還要翻轉(zhuǎn) 180 度。通過在測(cè)量平臺(tái)上刻畫合適的曲線使滑塊能夠按照預(yù)先設(shè)定的軌跡作適當(dāng)?shù)慕嵌刃D(zhuǎn)?；瑝K的 180 度翻轉(zhuǎn)，則通過設(shè)計(jì)流水線的空間結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。 3.驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 1）電機(jī)選擇思路 本平臺(tái)共需兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)，一臺(tái)用來帶動(dòng)傳送帶，一臺(tái)帶動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)。電機(jī)的選擇一般包括選擇電動(dòng)機(jī)的類型、電動(dòng)機(jī)的功率及額定轉(zhuǎn)矩等。其具體思路如下：首先，選擇電動(dòng)機(jī)的類型，然后比較電動(dòng)機(jī)的 機(jī)械特性與負(fù)載特性，看它們是否吻合，并在此基礎(chǔ)上檢查是否滿足調(diào)速范圍與精度，順便考慮一下經(jīng)濟(jì)性的問題，如果以上各個(gè)方面均滿足，接下來，我們便可以開始計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率，進(jìn)行起動(dòng)轉(zhuǎn)矩過載倍數(shù)及加速轉(zhuǎn)矩校驗(yàn)、發(fā)熱校驗(yàn)等。如過發(fā)熱校驗(yàn)不通過，可以減小功率數(shù)或改用 FSN 小的電機(jī)?；蛘撸跐M足加速度要求下，看能否通過減小加速轉(zhuǎn)矩來滿足上述要求。最后，再作出具體決定。 2）電機(jī)類型的選擇 （ 以分料口的電機(jī)為例 ） 在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，經(jīng)常會(huì)使用一些小功率電機(jī)用于信號(hào)的檢測(cè)、變換和傳遞，作執(zhí)行元件或信號(hào)元件，這類電機(jī)稱為控制電機(jī)。 常用的控制電動(dòng)機(jī)乳汁流伺服電動(dòng)機(jī)、交流伺服電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電機(jī)等等?？刂齐姍C(jī)一般具有的特點(diǎn)： 1）快速性好，即加速轉(zhuǎn)矩大頻響特性好； 2）位置控制精度高、調(diào)速范圍寬，低速運(yùn)行平穩(wěn)無爬行現(xiàn)象，分辨率高，振動(dòng)噪聲??； 3）適應(yīng)起、停頻繁的工作要求； 4）可靠性高，壽命長(zhǎng)。 對(duì)起停頻率高（如數(shù)百次 /分），但不要求低速平穩(wěn)性的產(chǎn)品，選用電機(jī)主要性能指標(biāo)為高比功率。在額定輸出功率相同的情況下，交流伺服電機(jī)的比功率最高，直流伺服電機(jī)次之，步進(jìn)電機(jī)最低。本課題要求的電機(jī)起停頻率低，但要求低速平穩(wěn)，扭 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 16 頁 共 37 頁 矩脈動(dòng)小，在整個(gè)測(cè)速范圍內(nèi)均可穩(wěn)定 運(yùn)動(dòng)的機(jī)械，功率密度為主要的性能指標(biāo)。這時(shí)，步進(jìn)電機(jī)為最佳的選擇。其中，功率密度為 P/G，電動(dòng)機(jī)的比功率為 T2N/Jm (TN為電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩， Jm為電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ) 。 步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或線位移的機(jī)電執(zhí)行元件，每外加一個(gè)控制脈沖，電機(jī)就運(yùn)行一步。與其他驅(qū)動(dòng)元件相比，步進(jìn)電機(jī)及其控制系統(tǒng)有幾個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn) 1）通常不需要反饋就能對(duì)位移或速度進(jìn)行精確控制； 2）輸出的轉(zhuǎn)角或位移精度高，誤差不會(huì)累積； 3）控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，與數(shù)字設(shè)備兼容，價(jià)格便宜。 選擇步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算： 1）計(jì)算齒輪的 減速比； 2）計(jì)算電機(jī)軸上的慣量； 3）計(jì)算電機(jī)輸出的總力矩 M； 4）負(fù)載起動(dòng)頻率估算。 經(jīng)過計(jì)算，選用四通公司的 56BGY 系列 250C 電機(jī)。其保持轉(zhuǎn)矩為 1.04NM，定位轉(zhuǎn)矩為 0.04 NM，空載起動(dòng)頻率為 2.8KHz。 為了提高工作可靠性，步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器采用商品化的整體結(jié) 構(gòu)，選用北京四通電機(jī)公司的 SH-20806B，其采用數(shù)字式升頻升壓驅(qū)動(dòng)方式，并結(jié)合了恒電流控制技術(shù)，采用 80V 交流電源供電，輸入控制信號(hào)為 TTL 電平信號(hào)，且提供過流保護(hù)、過壓保護(hù)、步距角切換、雙 /單脈沖控制模式切換和試機(jī)等功能。減速 器原則上希望是 1/2,但市場(chǎng)上一般的減速器為 1/5，考慮也能滿足要求，故選用 1/5 的減速器。 3 2 入料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 使工人只需在一個(gè)位置投料，無需測(cè)量、校準(zhǔn)。投料的速度不會(huì)對(duì)系統(tǒng)的檢測(cè)效率帶來任何影響，見圖 3.2a。為使滑塊順利進(jìn)入內(nèi)夾具孔中，不出現(xiàn)未入孔就隨夾具滑出投料裝置的情況，安裝時(shí)有如下技術(shù)要求： h0hh0+h1。 其中： h1-內(nèi)夾具厚度； h0-滑塊厚度； 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 17 頁 共 37 頁 h-入料口與導(dǎo)軌之間距離（如圖 3.2b）。 a 1- 平臺(tái)導(dǎo)軌， 2-外夾具， 3-內(nèi)夾具， 4-滑塊， 5-投料裝置 b 圖 3.2 入料口 3.3 分料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖 3.3 分料口 1分料口的工作流程 1）當(dāng)滑塊從傳動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)滑出，經(jīng)過一段斜坡的加速后便進(jìn)入圓盤的槽道內(nèi)，感應(yīng)器將滑塊到達(dá)信號(hào)送至控制 CPU。 2)CPU 給出命令，控制電機(jī)帶動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)角度（由數(shù)據(jù)處理后的分類信號(hào)決定），電機(jī)停，電磁鐵失電。 3)滑塊被電磁鐵從某個(gè)出口 k 彈出。 4)接近開關(guān) IO K 接受到滑塊彈出信息，并給 CPU 發(fā)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)至初 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 18 頁 共 37 頁 始位置。 2.接近開關(guān) 接近開關(guān)是傳感器家族中眾多種類中的一個(gè)。它是利用電磁工作原理，用先進(jìn)的工藝制成的，是一 種位置傳感器，它能通過傳感器與物體之間的位置關(guān)系變化，將非電量或電磁量轉(zhuǎn)化為所希望的電信號(hào)，從而達(dá)到控制或測(cè)量的目的。 在分料口，共 需使 用十個(gè)接近開關(guān)。一個(gè)產(chǎn)生定位信號(hào)，一個(gè)產(chǎn)生滑塊堆積信號(hào)，一個(gè)產(chǎn)生滑塊到位信號(hào)，剩下七個(gè)為分類信號(hào)。由于需要對(duì)滑塊實(shí)現(xiàn)定位、數(shù)目檢測(cè)、料位控制等功能，故均選用電感式接近開關(guān)。 電感式接近開關(guān)（ GDKG）屬于一種有開關(guān)量輸出的位置傳感器，它由 LC 高頻振蕩器、信號(hào)觸發(fā)器和開關(guān)放大器組成。振蕩電路的線圈產(chǎn)生高頻交流磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)經(jīng)由傳感器的感應(yīng)面釋放出來。當(dāng)有金屬物體 接近這個(gè)能產(chǎn)生電磁場(chǎng)的振蕩感應(yīng)頭，就會(huì)使該金屬物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流，這個(gè)渦流反作用于接近開關(guān)，使接近開關(guān)振蕩能力衰減，內(nèi)部電路的參數(shù)發(fā)生變化，當(dāng)信號(hào)觸發(fā)器探測(cè)到這一衰減現(xiàn)象，便把它轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號(hào)，由此識(shí)別出有無金屬物體接近開關(guān)，進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。 本課題中，電感式傳感器的檢測(cè)方式為埋入式，在安裝上為齊平安裝型。 3.分料機(jī)構(gòu) 若使用斜面導(dǎo)軌形式，在導(dǎo)軌側(cè)面開七個(gè)口，當(dāng)滑塊滑到相對(duì)應(yīng)的出料口時(shí)，由電磁鐵將滑塊推出，以實(shí)現(xiàn)分類，這樣做將增大設(shè)備體積，且無法保證滑塊到了分類口時(shí)不繼續(xù)下滑，從而造成滑塊 不能準(zhǔn)確地從分料口分類出去的后果；若采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，則滑塊推出動(dòng)作較慢，很難滿足快速的任務(wù)要求。本課題采用圓盤分料，既節(jié)約了空間，又保證了時(shí)間。步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)圓盤旋轉(zhuǎn)過一定角度后，由電磁鐵將滑塊推出。分類結(jié)束后步進(jìn)電機(jī)回到起始狀態(tài)，等待下一個(gè)滑塊的到來。 4.分料盤的設(shè)計(jì) 由于電感式接近開關(guān)所能檢測(cè)的物體只可以是金屬體，所以，分料盤的材料就不能使用金屬體，故選用 安裝方便的 塑料盤。由于塑料盤質(zhì)量較小，為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在塑料盤下面再安裝一個(gè)密度較大的鋼質(zhì)圓盤，直徑約為塑料盤的 1/2。 一個(gè)滑塊的尺 寸為 52735（ mm），塑料圓盤的槽道寬度應(yīng)留有足夠的余量， 故需大于 35mm,槽道的圓周弧度取為 62mm。圓盤上每?jī)蓛沙隽喜坶g應(yīng)相隔 30，故 兩槽道間隔圓周距離取 22mm，所以整個(gè)塑料圓盤的圓周長(zhǎng)度為 100.8cm，為便于制作圓盤，圓盤的半徑取為 160mm。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 19 頁 共 37 頁 由于合格的滑塊占多數(shù)，所以在設(shè)計(jì)時(shí)，為盡可能減少步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，中間一個(gè)出口作為合格產(chǎn)品的出口，左右各設(shè)三個(gè)出口，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)中間出口和傳動(dòng)裝置的出料槽口正好相對(duì)應(yīng)銜接。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 20 頁 共 37 頁 4 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 1 概述 1. 控制系統(tǒng)的作用 控制系統(tǒng)的 作用是保證工作機(jī)的所有結(jié)構(gòu)，能嚴(yán)格按照預(yù)定的順序，協(xié)調(diào)地、有節(jié)奏地實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和停止運(yùn)動(dòng)，是工作循環(huán)得以周而復(fù)始地進(jìn)行?？刂葡到y(tǒng)對(duì)生產(chǎn)率和工作可靠性影響很大，因此，要求控制準(zhǔn)確、靈敏、可靠、耐用和調(diào)整方便。 2.控制器選擇 控制系統(tǒng)若采用單片機(jī)、單片板的話，單片機(jī)、單片板本身的可靠性差，易受干擾，再加上輸出線是兩級(jí)的繼電器輸出，火花大，容易對(duì)控制系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，常會(huì)造成控制系統(tǒng)工作不穩(wěn)定甚至死機(jī)。而 PLC 是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，可靠性高，I/O 接口模塊豐富，軟件編程簡(jiǎn)單， 故選用 可編程控制器 PLC。 3.控制系統(tǒng)框圖（圖 4.1） 4.控制要求 PLC 是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，直接完成對(duì)各部件動(dòng)作的協(xié)調(diào)控制以及各運(yùn)動(dòng)位置的檢測(cè)。 PLC 與工控機(jī)通過通信口進(jìn)行通信，工控機(jī)讀取 PLC 的通行口識(shí)別整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)信息，并在工控機(jī)上有所顯示。通過軟件控制各個(gè)控制部件的運(yùn)行?？刂栖浖饕瓿沙跏紖?shù)設(shè)定、運(yùn)行狀態(tài)顯示、容錯(cuò)檢測(cè)和故障檢測(cè)報(bào)警等功能。當(dāng) PLC得到工控機(jī)的分類信號(hào)后，輸出相應(yīng)脈沖，從而達(dá)到設(shè)定步進(jìn)電機(jī)的移動(dòng)距離（旋轉(zhuǎn)角度）、速度、方向等參數(shù)的目的。 5.控制流程 機(jī)械設(shè)備 傳感器 輸入接口 工業(yè)控制機(jī) （工業(yè) PC， PLC等） 輸出接口 顯示記錄設(shè)備 控制單元 物理量 電壓參數(shù) 電壓、電流 圖 4.1 機(jī)械系統(tǒng)的控制組成框圖 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 21 頁 共 37 頁 1）初始化，系統(tǒng)自檢，各部件 是否正常。主要判斷 I0.2 I1.0 有無信號(hào) ,初始化各寄存器 ,響應(yīng)工控機(jī)等，如果正常 ,通過 RS485 向工控機(jī)發(fā)出準(zhǔn)備好信號(hào) . 2）自檢成功后，復(fù)位電機(jī) 2。讀通信口，依據(jù)通信口的命令選擇工作方式。測(cè)試方式狀態(tài)下，由工控機(jī)控制 PLC 的運(yùn)行，進(jìn)而控制電機(jī)的起動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)。正常分類狀態(tài)下，起動(dòng)傳送電機(jī) 1。 3）掃描 I1.3 I1.6，如有信號(hào)則分別啟動(dòng)相應(yīng)探頭。 4）判斷位置傳感器 8 檢測(cè)有無滑塊，如有，檢查工業(yè)控制機(jī)傳來的產(chǎn)品分類狀態(tài)，判斷產(chǎn)品分類，并控制電機(jī) 2 旋轉(zhuǎn)相應(yīng)角度。如無，則等待。 5）電機(jī) 2 帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤按照產(chǎn)品的 分類轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)角度 i。 6）到位后，電磁鐵 Q0.3 失電，彈出滑塊。 7）判斷感應(yīng)傳感器 1-7 檢測(cè)出滑塊分類到位信號(hào)，與所對(duì)應(yīng)分類是否一致，如不一致，則報(bào)警，一致則驅(qū)動(dòng)電機(jī) 2 帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤復(fù)位，并告知上位機(jī)分類完成。判斷定位信號(hào)，是否復(fù)位成功，如否，則啟動(dòng)定位程序。 8）判斷 I2.1 是否停機(jī)，如是，則切斷電源。如否，轉(zhuǎn)至 4）。 注：急停信號(hào)用于特殊情況強(qiáng)制停機(jī) ， 不管分類是否完成 ,只要 I11 有效 ， 則立即強(qiáng)制停機(jī) .直至重新啟動(dòng) 。 4 2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1.控制系統(tǒng)的硬件組成 控制系統(tǒng)采用了基于 PLC 的現(xiàn)場(chǎng)控制模塊。 PLC 現(xiàn)場(chǎng)控制模塊主要完成相關(guān)設(shè)備控制以及一些開關(guān)量信息的檢測(cè)等工作。首先啟動(dòng)上料機(jī)構(gòu)，將滑塊傳輸?shù)酱龣z工位后，由 PLC 向中心控制單元發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)，中心控制單元接受該信號(hào)后，完成滑塊厚度 /平行度的原始信號(hào)的采集、分析及處理，并把處理結(jié)果反饋給本控制模塊，有本模塊控制分類，并將已檢測(cè)的滑塊從相應(yīng)的分料口分類出去，完成一次檢測(cè)。 1） 試驗(yàn)電路連接 圖 4.2 試驗(yàn)臺(tái) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 22 頁 共 37 頁 2）硬件電路 2.PLC 的選型 1） PLC 概述 可編程控制器是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制理論而發(fā)展起來的，隨著高性能的微處理器及位片 式 CPU 的應(yīng)用，使得 PLC 不僅具有計(jì)算機(jī)的邏輯控制功能，數(shù)據(jù)處理功能，聯(lián)網(wǎng)通信功能，而且能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)的控制儀表，組成集散式控制系統(tǒng)。在惡劣的工作環(huán)境下工作， PLC 具有抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高的特點(diǎn)。 PLC 梯形圖語言清晰直觀，可讀性強(qiáng)，易于掌握。此外， PLC 體積小，維護(hù)操作方便。正是由于 PLC 具有的種種優(yōu)點(diǎn)，所以，在工業(yè)控制中， PLC 作為面向控制對(duì)象的下位機(jī)，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。 2）選型原則 世界上約有 200 多個(gè) PLC 生產(chǎn)廠家 ， 如美國的 AB 公司、莫迪康公司、 GE 公司、德國的西門子公司、日本的歐 姆龍公司、三菱電機(jī)公司以及國內(nèi)的浙大中控等。它們一般滿足用戶各方面的需求 ， 但在外形、結(jié)構(gòu)、功能、網(wǎng)絡(luò)通信和編程方法等方面各有不同 ， 對(duì)于不同的工業(yè)控制需求 ， 應(yīng)當(dāng)選擇合適的 PLC。 PLC 選型的關(guān)鍵主要是能滿足基本控制功能和容量 ， 并考慮維護(hù)的方便性、備件的通用性、系統(tǒng)可擴(kuò)展性以及能滿足特殊功能要求等。由于本課題中的檢測(cè)平臺(tái)有連續(xù)性 ， 應(yīng)盡可能地考慮將來新增功能要求，考慮選擇比較新型的 PLC， 由于西門子公司的產(chǎn)品質(zhì)量比較有保障 ， 且技術(shù)支持、售后服務(wù)較完善 ， 有利于產(chǎn)品擴(kuò)展與軟件升圖 4.3 控 制系統(tǒng)硬件電路圖 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 23 頁 共 37 頁 級(jí)，所以確定選用西門子公司生產(chǎn)的 PLC。 由于所需要的輸入輸出點(diǎn)數(shù)不是很多，選擇小型 PLC 即可滿足要求。西門子公司的 S7-200 微型 PLC 系統(tǒng)組合擴(kuò)展方便，結(jié)合了一體化 PLC 和模塊化 PLC 的優(yōu)點(diǎn)，具有極高的性價(jià)比。 3）確定 PLC 的規(guī)模 PLC一般是根據(jù)其輸入輸出點(diǎn)數(shù)及存儲(chǔ)器容量的大小來分類 , 在 PLC選型之前