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55 多 工 位 鉆 鏜 組 合 機(jī) 床 自 動(dòng) 控 制 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 李 蘭 忖 (邯 鄲 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 機(jī) 電 系 ,河 北 邯 鄲 056014) 摘 要 :介 紹 了 以 PLC控 制 技 術(shù) 為 中 心 ,以 觸 摸 屏 作 為 人 機(jī) 界 面 的 多 工 位 鉆 鏜 組 合 機(jī) 床 自 動(dòng) 控 制 系 統(tǒng) 。 根 據(jù) 該 機(jī) 床 的 工 作 原 理 和 控 制 要 求 ,給 出 了 控 制 系 統(tǒng) 的 硬 件 配 置 及 軟 件 設(shè) 計(jì) 思 想 。 關(guān) 鍵 詞 :觸 摸 屏 PLC 鉆 鏜 組 合 機(jī) 床 Au tom a tic Co n tro lling S ys tem o fM u lti - s ta tio n D rilling a nd Bo ring Mo du la rM a ch ine L ILancun (Handan College of Profession and Technology, Handan 056014, CHN ) Abstract: This article introduces the automatic control system of multi - station drilling and boring modular ma2 chine, using PLC control technology as core and Touch Panel as human - computer interface, gives the hardware configuration and the idea of software design of the control system according to the working p rin2 cip le and control requirement of the machine Keywords: Touch Panel; PLC; D rilling and Boring ModularMachine 組 合 機(jī) 床 一 般 采 用 多 軸 、 多 刀 、 多 工 序 、 多 面 或 多 工 位 同 時(shí) 加 工 的 方 式 ,生 產(chǎn) 效 率 比 通 用 機(jī) 床 高 幾 倍 至 幾 十 倍 。 組 合 機(jī) 床 兼 有 低 成 本 和 高 效 率 的 優(yōu) 點(diǎn) ,在 大 批 、 大 量 生 產(chǎn) 中 得 到 廣 泛 應(yīng) 用 ,并 可 用 以 組 成 自 動(dòng) 生 產(chǎn) 線 。 但 傳 統(tǒng) 的 組 合 機(jī) 床 采 用 繼 電 器 接 觸 器 控 制 系 統(tǒng) 接 線 復(fù) 雜 ,故 障 率 高 ,調(diào) 試 和 維 護(hù) 困 難 。 社 會(huì) 的 發(fā) 展 、 企 業(yè) 的 競(jìng) 爭(zhēng) 使 人 們 對(duì) 控 制 系 統(tǒng) 的 可 靠 性 和 實(shí) 時(shí) 監(jiān) 控 提 出 了 更 高 的 要 求 。 因 此 ,將 PLC控 制 技 術(shù) 應(yīng) 用 于 機(jī) 床 ,大 大 提 高 了 自 動(dòng) 化 程 度 和 工 作 效 率 ,同 時(shí) 減 少 了 大 量 繼 電 器 的 硬 件 接 線 ,工 作 的 可 靠 程 度 也 顯 著 增 加 ;采 用 觸 摸 屏 作 為 人 機(jī) 界 面 ,大 大 減 少 了 輸 入 、 輸 出 點(diǎn) 數(shù) , 還 可 實(shí) 時(shí) 監(jiān) 控 機(jī) 床 各 設(shè) 備 的 工 作 狀 態(tài) ,方 便 了 操 作 與 維 修 ,具 有 無(wú) 可 比 擬 的 優(yōu) 點(diǎn) 。 本 文 以 八 工 位 鉆 鏜 組 合 機(jī) 床 為 例 ,做 些 說(shuō) 明 。 1 工 作 原 理 與 控 制 要 求 1. 1 工 作 原 理 八 工 位 鉆 鏜 組 合 機(jī) 床 主 要 用 于 鉆 孔 和 鏜 孔 。 它 有 6個(gè) 加 工 位 (2個(gè) 工 位 用 于 立 式 鉆 , 4個(gè) 工 位 用 于 不 同 精 度 等 級(jí) 要 求 的 鏜 )、 1個(gè) 預(yù) 留 工 位 (為 增 加 加 工 工 藝 時(shí) 備 用 ) , 1個(gè) 工 位 用 于 人 工 取 放 工 件 。 工 件 傳 送 ,通 過(guò) 回 轉(zhuǎn) 臺(tái) 旋 轉(zhuǎn) 來(lái) 完 成 。 系 統(tǒng) 全 自 動(dòng) 工 作 過(guò) 程 如 圖 1所 示 。 其 中 ,回 轉(zhuǎn) 臺(tái) 和 兩 鉆 床 滑 臺(tái) 由 液 壓 系 統(tǒng) 驅(qū) 動(dòng) ,各 動(dòng) 力 頭 及 四 鏜 床 滑 臺(tái) 由 電 動(dòng) 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) ,每 個(gè) 滑 臺(tái) 都 由 兩 臺(tái) 電 動(dòng) 機(jī) (快 速 進(jìn) 退 電 動(dòng) 機(jī) 、 工 進(jìn) 電 動(dòng) 機(jī) )驅(qū) 動(dòng) 。 液 壓 系 統(tǒng) 中 各 電 磁 閥 的 通 斷 電 狀 態(tài) 及 其 相 應(yīng) 的 動(dòng) 作 ,如 表 1 所 示 。 表 中 ,標(biāo) 明 “ + ” 者 表 示 電 磁 閥 線 圈 通 電 ,未 標(biāo) 明 者 表 示 電 磁 閥 線 圈 處 于 斷 電 狀 態(tài) 。 1. 2 控 制 要 求 1. 2. 1 控 制 方 式 控 制 方 式 采 用 手 動(dòng) 、 半 自 動(dòng) 和 自 動(dòng) 3種 方 式 。 手 動(dòng) 方 式 :供 維 修 用 。 由 按 鈕 對(duì) 每 一 工 位 加 工 進(jìn) 行 單 獨(dú) 控 制 。 半 自 動(dòng) 方 式 :供 維 修 用 。 每 按 一 次 起 動(dòng) 按 鈕 ,回 轉(zhuǎn) 臺(tái) 轉(zhuǎn) 一 個(gè) 工 位 ,鉆 鏜 同 時(shí) 加 工 ,加 工 完 畢 自 動(dòng) 停 止 。 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 56 自 動(dòng) 方 式 :正 常 工 作 用 。 當(dāng) 按 下 起 動(dòng) 按 鈕 時(shí) ,鉆 鏜 組 合 機(jī) 床 周 而 復(fù) 始 地 執(zhí) 行 各 步 動(dòng) 作 ,直 到 按 下 停 車 按 鈕 為 止 。 表 1 電 磁 閥 通 斷 電 狀 態(tài) 及 其 相 應(yīng) 動(dòng) 作 表 相 應(yīng) 動(dòng) 作 卸 荷 回 轉(zhuǎn) 工 作 臺(tái) 鉆 位 鉆 位 KA1 KA2 KA3 KA4 KA5 KA6 KA7 KA8 KA9 KA10 KA11 回 轉(zhuǎn) 工 作 臺(tái) 抬 起 + + 旋 轉(zhuǎn) + + 落 下 + + 返 回 + + 鉆 位 滑 套 頭 快 進(jìn) + + + + + 工 進(jìn) + + + 快 退 + + + 1. 2. 2 工 藝 要 求 (1)系 統(tǒng) 工 作 之 前 首 先 啟 動(dòng) 液 壓 泵 ,液 壓 泵 正 常 工 作 并 滿 足 液 位 要 求 時(shí) 系 統(tǒng) 啟 動(dòng) ; (2)為 減 少 摩 擦 和 磨 損 ,系 統(tǒng) 定 時(shí) 啟 動(dòng) 潤(rùn) 滑 泵 對(duì) 機(jī) 器 進(jìn) 行 潤(rùn) 滑 ; (3)各 設(shè) 備 啟 停 必 須 符 合 生 產(chǎn) 工 藝 要 求 ,必 須 具 備 完 善 的 閉 鎖 關(guān) 系 ; (4)為 防 止 因 行 程 控 制 的 限 位 開(kāi) 關(guān) 失 效 而 損 壞 設(shè) 備 ,設(shè) 置 超 行 程 保 護(hù) 開(kāi) 關(guān) 。 2 系 統(tǒng) 的 硬 件 設(shè) 計(jì) 系 統(tǒng) 硬 件 組 成 如 圖 2所 示 。 2. 1 PLC PLC是 整 個(gè) 控 制 系 統(tǒng) 的 核 心 ,采 用 西 門 子 公 司 的 S7 200系 列 的 主 控 模 塊 CPU224。 CPU224有 14個(gè) 輸 入 點(diǎn) , 10個(gè) 輸 出 點(diǎn) ,可 連 接 7個(gè) 擴(kuò) 展 模 塊 ,最 大 擴(kuò) 展 到 168路 輸 入 /輸 出 點(diǎn) 或 35路 模 擬 輸 入 /輸 出 點(diǎn) 。 2. 2 I/O模 塊 及 接 口 根 據(jù) 系 統(tǒng) 設(shè) 備 數(shù) 量 及 其 工 藝 要 求 ,所 需 輸 入 點(diǎn) 數(shù) 為 41點(diǎn) ,輸 出 點(diǎn) 數(shù) 為 33點(diǎn) ,我 們 選 擇 2塊 EM223D I16 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 57 /2DO16 24VDC /繼 電 器 (16點(diǎn) 輸 入 /16點(diǎn) 輸 出 )擴(kuò) 展 模 塊 。 輸 入 端 連 接 液 位 及 液 壓 信 號(hào) 、 控 制 回 轉(zhuǎn) 臺(tái) 、 鉆 及 鏜 滑 臺(tái) 動(dòng) 作 的 各 位 置 信 號(hào) 和 各 設(shè) 備 動(dòng) 作 的 返 回 信 號(hào) (接 觸 器 的 輔 助 常 開(kāi) 觸 點(diǎn) ) ;輸 出 端 連 接 控 制 各 臺(tái) 電 動(dòng) 機(jī) 動(dòng) 作 的 接 觸 器 線 圈 和 控 制 液 壓 系 統(tǒng) 工 作 的 各 電 磁 閥 線 圈 。 2. 3 觸 摸 屏 系 統(tǒng) 采 用 西 門 子 公 司 TP27式 觸 摸 屏 , PLC和 觸 摸 屏 之 間 用 RS485接 口 進(jìn) 行 通 訊 連 接 。 觸 摸 屏 軟 件 的 開(kāi) 發(fā) 使 用 專 用 組 態(tài) 工 具 Protool。 3 系 統(tǒng) 軟 件 設(shè) 計(jì) 3. 1 PLC程 序 設(shè) 計(jì) 為 方 便 地 增 加 或 刪 減 程 序 模 塊 ,同 時(shí) 也 便 于 針 對(duì) 不 同 程 序 模 塊 進(jìn) 行 完 善 ,程 序 設(shè) 計(jì) 采 用 模 塊 化 結(jié) 構(gòu) 。 整 個(gè) 程 序 包 括 初 始 化 、 手 動(dòng) 、 自 動(dòng) 及 半 自 動(dòng) 、 潤(rùn) 滑 和 事 故 報(bào) 警 等 程 序 。 其 中 ,手 動(dòng) 程 序 和 自 動(dòng) 程 序 的 轉(zhuǎn) 換 通 過(guò) 跳 轉(zhuǎn) 指 令 來(lái) 實(shí) 現(xiàn) (當(dāng) M0. 0 = 1時(shí) ,不 執(zhí) 行 跳 轉(zhuǎn) 指 令 , 執(zhí) 行 手 動(dòng) 程 序 ;當(dāng) M0. 0 = 0時(shí) ,執(zhí) 行 跳 轉(zhuǎn) 指 令 ,執(zhí) 行 自 動(dòng) 程 序 )。 3. 1. 1 初 始 化 模 塊 對(duì) 所 有 使 用 的 中 間 繼 電 器 M、 定 時(shí) 器 T和 數(shù) 據(jù) 寄 存 器 D 進(jìn) 行 初 始 化 處 理 ,對(duì) 一 些 需 要 初 值 的 參 量 賦 值 。 3. 1. 2 手 動(dòng) 模 塊 控 制 每 一 步 動(dòng) 作 按 鈕 的 常 開(kāi) 觸 點(diǎn) 與 工 藝 上 執(zhí) 行 該 動(dòng) 作 的 條 件 相 串 聯(lián) ,驅(qū) 動(dòng) 與 執(zhí) 行 該 動(dòng) 作 的 接 觸 器 線 圈 (或 電 磁 閥 線 圈 )相 連 的 PLC輸 出 端 繼 電 器 線 圈 ,如 圖 3所 示 。 圖 中 , I6. 0、 I6. 1、 I6. 2、 I6. 3、 I6. 4、 I615及 I616 分 別 為 觸 摸 屏 上 控 制 回 轉(zhuǎn) 臺(tái) 、 鉆 位 、 鉆 位 、 鏜 位 、 鏜 位 、 鏜 位 及 鏜 位 的 按 鈕 所 對(duì) 應(yīng) 的 PLC元 件 ; I7. 0、 I7. 1、 I7. 2、 I7. 3分 別 為 觸 摸 屏 上 控 制 回 轉(zhuǎn) 臺(tái) 、 鉆 鏜 各 位 前 進(jìn) 、 后 退 及 主 軸 啟 動(dòng) 按 鈕 所 對(duì) 應(yīng) 的 PLC元 件 。 3. 1. 3 自 動(dòng) 及 半 自 動(dòng) 模 塊 鑒 于 鉆 、 鏜 各 工 位 機(jī) 床 均 為 順 序 控 制 ,梯 形 圖 中 用 順 序 控 制 指 令 來(lái) 實(shí) 現(xiàn) ,如 圖 4所 示 。 處 于 半 自 動(dòng) 時(shí) (M0. 1 = 1) ,用 M0. 1的 常 閉 觸 點(diǎn) 控 制 下 個(gè) 周 期 工 作 循 環(huán) 的 初 始 位 的 狀 態(tài) 。 由 圖 可 知 ,當(dāng) M0. 1 = 1時(shí) ,下 個(gè) 周 期 工 作 循 環(huán) 的 初 始 位 S0. 0不 置 位 ( S0. 0 = 0) ,不 進(jìn) 行 下 個(gè) 周 期 工 作 循 環(huán) (系 統(tǒng) 工 作 在 半 自 動(dòng) 方 式 下 ) ; 當(dāng) M0. 1 = 0,M0. 2 = 1 (系 統(tǒng) 工 作 在 自 動(dòng) 方 式 下 ) ,且 I8. 1 = 0時(shí) (系 統(tǒng) 工 作 在 自 動(dòng) 方 式 下 未 發(fā) 出 停 車 命 令 ) ,下 個(gè) 周 期 工 作 循 環(huán) 的 初 始 位 S0. 0置 位 ( S0. 0 = 1) ,進(jìn) 行 下 個(gè) 周 期 工 作 循 環(huán) 。 當(dāng) 系 統(tǒng) 工 作 在 自 動(dòng) 方 式 下 ,一 旦 檢 測(cè) 到 有 停 車 命 令 時(shí) ( I8. 1 = 1) ,下 個(gè) 周 期 工 作 循 環(huán) 的 初 始 位 S0. 0不 置 位 ( S0. 0 = 0) ,也 不 進(jìn) 行 下 個(gè) 周 期 工 作 循 環(huán) 。 圖 中 ,M0. 0 、 M0. 1及 M0. 2分 別 為 手 動(dòng) 、 半 自 動(dòng) 、 自 動(dòng) 控 制 方 式 的 標(biāo) 志 位 ,與 觸 摸 屏 上 控 制 方 式 按 鈕 相 對(duì) 應(yīng) ; I8. 0、 I8. 1分 別 為 觸 摸 屏 上 自 動(dòng) 控 制 方 式 下 系 統(tǒng) 工 作 啟 動(dòng) 按 鈕 、 停 車 按 鈕 所 對(duì) 應(yīng) 的 PLC 元 件 ;M1. 0為 各 機(jī) 床 及 回 轉(zhuǎn) 臺(tái) 均 處 于 原 位 的 信 號(hào) 標(biāo) 志 ;M3. 0為 液 壓 泵 啟 動(dòng) 液 位 正 常 、 潤(rùn) 滑 電 動(dòng) 機(jī) 間 歇 啟 停 次 數(shù) 滿 足 要 求 時(shí) 發(fā) 出 的 信 號(hào) ; S1. 3、 S2. 3、 S6. 3 分 別 為 鉆 位 、 鉆 位 、 鏜 位 及 鏜 位 機(jī) 床 工 作 返 回 到 原 位 的 標(biāo) 志 信 號(hào) 。 3. 1. 4 潤(rùn) 滑 模 塊 通 過(guò) 定 時(shí) 器 和 計(jì) 數(shù) 器 來(lái) 控 制 潤(rùn) 滑 電 動(dòng) 機(jī) 間 歇 啟 停 。 系 統(tǒng) 工 作 時(shí) ,液 壓 泵 啟 動(dòng) ,接 著 啟 動(dòng) 潤(rùn) 滑 電 動(dòng) 機(jī) , 由 定 時(shí) 器 控 制 其 運(yùn) 行 時(shí) 間 (時(shí) 間 長(zhǎng) 短 根 據(jù) 實(shí) 踐 經(jīng) 驗(yàn) 定 )。 電 動(dòng) 機(jī) 啟 停 次 數(shù) 由 計(jì) 數(shù) 器 來(lái) 計(jì) 數(shù) (啟 停 次 數(shù) 根 據(jù) 實(shí) 踐 經(jīng) 驗(yàn) 定 )。 3. 1. 5 事 故 報(bào) 警 模 塊 PLC的 輸 入 端 聯(lián) 接 各 設(shè) 備 接 觸 器 的 輔 助 常 開(kāi) 觸 點(diǎn) ,通 過(guò) 檢 測(cè) PLC輸 入 端 的 狀 態(tài) 來(lái) 判 斷 設(shè) 備 是 否 出 現(xiàn) 故 障 。 比 如 ,鉆 位 主 軸 電 動(dòng) 機(jī) 工 作 時(shí) (Q0. 3 = 1) , PLC輸 入 端 I4. 1 = 1。 程 序 中 ,通 過(guò) Q0. 3的 常 開(kāi) 觸 點(diǎn) 與 I4. 1的 常 閉 觸 點(diǎn) 串 聯(lián) ,驅(qū) 動(dòng) V1. 0, V1. 0 = 1使 觸 摸 屏 上 的 燈 閃 爍 ,顯 示 故 障 設(shè) 備 。 3. 2 觸 摸 屏 軟 件 設(shè) 計(jì) 使 用 Protool軟 件 做 好 人 機(jī) 界 面 。 鑒 于 系 統(tǒng) 實(shí) 際 工 作 的 特 點(diǎn) ,配 置 主 、 副 畫(huà) 面 ,主 畫(huà) 面 用 于 自 動(dòng) /半 自 動(dòng) 控 制 方 式 ,副 畫(huà) 面 用 于 手 動(dòng) 控 制 方 式 。 在 主 畫(huà) 面 上 配 置 各 種 部 件 :畫(huà) 面 選 擇 開(kāi) 關(guān) 、 各 種 按 鈕 (自 動(dòng) 控 制 方 式 按 鈕 、 半 自 動(dòng) 控 制 方 式 按 鈕 、 啟 動(dòng) 按 鈕 、 停 車 按 鈕 、 緊 急 停 車 按 鈕 )、 指 示 燈 (控 制 方 式 顯 示 、 液 位 顯 示 、 故 障 顯 示 )等 。 副 畫(huà) 面 上 配 置 各 種 部 件 :畫(huà) 面 選 擇 開(kāi) 關(guān) 、 鉆 鏜 各 位 控 制 按 鈕 及 鉆 鏜 各 位 每 一 步 動(dòng) 作 按 鈕 (滑 臺(tái) 向 前 、 向 后 、 主 軸 起 動(dòng) )、 回 轉(zhuǎn) 臺(tái) 起 動(dòng) 按 鈕 、 冷 卻 及 潤(rùn) 滑 起 動(dòng) 按 鈕 、 冷 卻 停 車 按 鈕 等 。 現(xiàn) 以 一 個(gè) 起 動(dòng) 按 鈕 為 例 ,說(shuō) 明 部 件 的 配 置 過(guò) 程 。 (1)點(diǎn) 擊 作 圖 軟 件 中 的 部 件 選 擇 工 具 條 ,在 部 件 庫(kù) 中 點(diǎn) 擊 開(kāi) 關(guān) 圖 標(biāo) ,從 多 種 開(kāi) 關(guān) 類 型 中 點(diǎn) 擊 所 要 選 擇 的 開(kāi) 關(guān) (選 擇 手 指 按 上 時(shí) ON,手 指 離 開(kāi) 時(shí) OFF) ,開(kāi) 關(guān) 屬 性 設(shè) 置 窗 口 隨 即 打 開(kāi) 。 在 打 開(kāi) 的 開(kāi) 關(guān) 屬 性 設(shè) 置 窗 口 中 ,輸 人 與 此 開(kāi) 關(guān) 相 連 的 PLC 功 能 存 儲(chǔ) 器 的 名 稱 I810; ( 2)點(diǎn) 擊 窗 口 中 的 放 置 按 鈕 ,再 點(diǎn) 擊 一 下 欲 放 置 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 58 開(kāi) 關(guān) 的 位 置 ,開(kāi) 關(guān) 就 被 放 置 在 當(dāng) 前 位 置 ; (3)雙 擊 已 放 置 好 的 開(kāi) 關(guān) ,可 以 編 輯 開(kāi) 關(guān) 上 所 顯 示 的 字 符 ,例 如 把 字 符 編 輯 為 “ 啟 動(dòng) ” ,把 “ 啟 動(dòng) ” 拖 放 到 開(kāi) 關(guān) 上 的 合 適 位 置 后 關(guān) 閉 編 輯 窗 口 ,完 成 “ 啟 動(dòng) ” 按 鈕 的 配 置 。 這 個(gè) 啟 動(dòng) 按 鈕 的 功 能 為 :手 指 按 上 時(shí) , PLC 中 的 I8. 0被 設(shè) 置 為 ON;手 指 離 開(kāi) 時(shí) , I8. 0則 被 設(shè) 置 為 OFF。 采 用 相 同 的 方 法 可 配 置 畫(huà) 面 上 各 種 元 件 ,通 過(guò) 配 置 畫(huà) 面 每 個(gè) 元 件 和 PLC中 的 對(duì) 應(yīng) 元 件 建 立 了 一 一 對(duì) 應(yīng) 關(guān) 系 ,根 據(jù) 此 關(guān) 系 方 便 地 編 制 程 序 。 4 結(jié) 語(yǔ) 組 合 機(jī) 床 的 工 作 過(guò) 程 ,無(wú) 論 工 位 多 少 都 大 致 相 同 , 即 :旋 轉(zhuǎn) 臺(tái) 旋 轉(zhuǎn) 到 位 (旋 轉(zhuǎn) 臺(tái) 抬 起 、 旋 轉(zhuǎn) 、 落 下 、 回 轉(zhuǎn) ) , 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 59 嵌 入 式 圖 像 處 理 系 統(tǒng) 在 工 件 表 面 缺 陷 檢 測(cè) 中 的 應(yīng) 用 朱 正 德 周 龍 ( 上 海 大 眾 汽 車 有 限 公 司 ,上 海 201805; 賽 德 爾 自 動(dòng) 化 (上 海 )有 限 公 司 ,上 海 200030) 摘 要 :闡 述 了 嵌 入 式 圖 像 處 理 系 統(tǒng) 用 于 工 件 表 面 缺 陷 檢 測(cè) 的 原 理 。 并 以 汽 車 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 連 桿 破 口 缺 陷 檢 測(cè) 為 例 ,討 論 了 所 研 制 的 檢 測(cè) 設(shè) 備 的 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 、 參 照 物 標(biāo) 定 法 和 測(cè) 量 流 程 。 顯 現(xiàn) 了 嵌 入 式 圖 像 處 理 系 統(tǒng) 方 案 較 之 于 傳 統(tǒng) 基 于 PC的 圖 像 處 理 方 案 ,在 特 定 生 產(chǎn) 現(xiàn) 場(chǎng) 環(huán) 境 條 件 下 具 有 更 廣 泛 的 靈 活 性 。 關(guān) 鍵 詞 :表 面 缺 陷 圖 像 檢 測(cè) 嵌 入 式 系 統(tǒng) 閾 值 標(biāo) 定 S tudy o n P a rt D e te c tio n B a se d o n Em be dde d Im a ge P ro ce s s ing S ys tem ZHU Zhengde , ZHOU Long ( Shanghai Volkswagen, Shanghai 201805, CHN; Shanghai SAR Automation L td. , Shanghai 200030, CHN ) Abstract: This article introduces the theory of detection of part s surface disfigurement, which was based on em2 bedded image p rocessing system, and discusses the system design, method of calibration with reference film and detection p rocessing according to the detection p roject of engine rod s surface disfigurement. This app lication shows move flexibilities of the embedded image p rocessing system on certain p roduct line, comparing with traditional PC based solution of image p rocessing. Keywords: Surface D isfigurement; Image Detection; Embedded System; Threshold Calibration 1 問(wèn) 題 的 提 出 在 以 批 量 生 產(chǎn) 方 式 為 特 征 的 汽 車 、 摩 托 車 、 內(nèi) 燃 機(jī) 等 行 業(yè) ,識(shí) 別 和 檢 測(cè) 重 要 工 件 關(guān) 鍵 部 位 的 表 面 缺 陷 直 接 關(guān) 系 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 ,若 不 及 時(shí) 剔 除 不 合 格 品 ,將 會(huì) 帶 來(lái) 嚴(yán) 重 的 質(zhì) 量 隱 患 。 連 桿 大 小 頭 結(jié) 合 面 的 破 口 ,就 是 一 個(gè) 典 型 例 子 ,尤 其 在 采 用 了 先 進(jìn) 的 分 離 大 小 頭 的 脹 斷 工 藝 后 ,對(duì) 結(jié) 合 面 產(chǎn) 生 的 破 口 缺 損 ,必 須 進(jìn) 行 100%的 檢 測(cè) 。 具 體 的 質(zhì) 量 評(píng) 定 標(biāo) 準(zhǔn) 為 : 破 口 區(qū) 域 的 面 積 不 能 大 于 310 mm2 ; 破 口 區(qū) 域 邊 界 擬 合 成 的 矩 形 框 的 對(duì) 角 線 最 大 線 性 長(zhǎng) 度 不 能 大 于 215 mm。 只 要 不 滿 足 上 述 任 一 個(gè) 條 件 ,工 件 就 將 判 定 為 不 合 格 品 而 被 剔 除 。 根 據(jù) 工 件 的 特 點(diǎn) ,破 口 位 置 可 能 出 現(xiàn) 的 區(qū) 域 在 結(jié) 合 面 (線 )上 (圖 1) ,且 分 布 范 圍 呈 “ 八 ” 字 形 。 在 此 情 況 下 ,以 往 一 直 采 取 的 人 工 目 測(cè) 、 估 算 及 利 用 常 規(guī) 量 具 然 后 各 位 機(jī) 床 動(dòng) 力 滑 臺(tái) 由 原 位 快 進(jìn) ,快 進(jìn) 到 位 轉(zhuǎn) 換 為 工 進(jìn) ,同 時(shí) 啟 動(dòng) 主 軸 電 動(dòng) 機(jī) ,工 進(jìn) 到 位 并 延 時(shí) ,時(shí) 間 到 后 各 工 位 機(jī) 床 退 回 原 位 ,各 工 位 機(jī) 床 均 退 回 原 位 時(shí) ,旋 轉(zhuǎn) 臺(tái) 旋 轉(zhuǎn) 工 作 開(kāi) 始 下 一 個(gè) 循 環(huán) 。 因 此 ,八 工 位 鉆 鏜 組 合 機(jī) 床 自 動(dòng) 控 制 系 統(tǒng) 硬 件 及 軟 件 設(shè) 計(jì) 方 法 有 廣 泛 的 通 用 性 ,可 很 方 便 地 應(yīng) 用 于 任 意 工 位 數(shù) 的 組 合 機(jī) 床 。 當(dāng) 工 位 增 加 (減 少 )時(shí) ,硬 件 上 PLC輸 入 端 只 需 增 加 (減 少 )控 制 該 工 位 滑 臺(tái) 動(dòng) 作 的 各 限 位 信 號(hào) ,輸 出 端 只 需 增 加 控 制 該 工 位 滑 臺(tái) 及 動(dòng) 力 頭 動(dòng) 作 的 接 觸 器 線 圈 (或 電 磁 閥 線 圈 ) ; 軟 件 自 動(dòng) 程 序 旋 轉(zhuǎn) 臺(tái) 回 轉(zhuǎn) 到 位 ( I015 = 1)時(shí) ,只 需 增 加 (減 少 )其 驅(qū) 動(dòng) 的 順 序 控 制 繼 電 器 位 數(shù) 即 可 。 本 設(shè) 計(jì) 將 PLC控 制 技 術(shù) 應(yīng) 用 于 機(jī) 床 , 大 大 提 高 了 自 動(dòng) 化 程 度 ,同 時(shí) 減 少 了 大 量 繼 電 器 的 硬 件 接 線 ,工 作 的 可 靠 程 度 也 顯 著 增 加 ;采 用 觸 摸 屏 作 為 人 機(jī) 界 面 ,為 人 們 提 供 了 良 好 的 人 機(jī) 界 面 和 完 善 的 實(shí) 時(shí) 監(jiān) 視 功 能 。 參 考 文 獻(xiàn) 1 郭 宗 仁 . 可 編 程 序 控 制 器 應(yīng) 用 系 統(tǒng) 及 通 信 網(wǎng) 絡(luò) 技 術(shù) . 北 京 :人 民 郵 電 出 版 社 , 2002. 2 西 門 子 . p rotool基 于 windows系 統(tǒng) 的 組 態(tài) 用 戶 手 冊(cè) . 北 京 :機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 , 2002. 3 張 進(jìn) 秋 . 可 編 程 控 制 器 原 理 及 應(yīng) 用 實(shí) 例 . 北 京 :機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 , 2001. 4 鄧 則 名 等 . 電 器 與 可 編 程 控 制 器 應(yīng) 用 技 術(shù) . 北 京 :機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 , 2000. (編 輯 徐 潔 蘭 ) (收 稿 日 期 : 2005 - 06 - 06) 文 章 編 號(hào) : 6317 如 果 您 想 發(fā) 表 對(duì) 本 文 的 看 法 ,請(qǐng) 將 文 章 編 號(hào) 填 入 讀 者 意 見(jiàn) 調(diào) 查 表 中 的 相 應(yīng) 位 置 。 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.