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All rights reserved. http:/56自動方式:正常工作用。當按下起動按鈕時,鉆鏜組合機床周而復始地執(zhí)行各步動作,直到按下停車按鈕為止。表1電磁閥通斷電狀態(tài)及其相應動作表相應動作卸荷回轉(zhuǎn)工作臺鉆 位鉆 位KA1 KA2 KA3 KA4 KA5 KA6 KA7 KA8 KA9 KA10KA11回轉(zhuǎn)工作臺抬起+旋轉(zhuǎn)+落下+返回+鉆 位滑套頭快進+工進+快退+1. 2. 2工藝要求(1)系統(tǒng)工作之前首先啟動液壓泵,液壓泵正常工作并滿足液位要求時系統(tǒng)啟動;(2)為減少摩擦和磨損,系統(tǒng)定時啟動潤滑泵對機器進行潤滑;(3)各設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關(guān)失效而損壞設備,設置超行程保護開關(guān)。2系統(tǒng)的硬件設計系統(tǒng)硬件組成如圖2所示。2. 1PLCPLC是整個控制系統(tǒng)的核心,采用西門子公司的S7200系列的主控模塊CPU224。CPU224有14個輸入點, 10個輸出點,可連接7個擴展模塊,最大擴展到168路輸入/輸出點或35路模擬輸入/輸出點。2. 2I/O模塊及接口根據(jù)系統(tǒng)設備數(shù)量及其工藝要求,所需輸入點數(shù)為41點,輸出點數(shù)為33點,我們選擇2塊EM223D I16 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/57/2DO1624VDC/繼電器(16點輸入/16點輸出)擴展模塊。輸入端連接液位及液壓信號、 控制回轉(zhuǎn)臺、 鉆及鏜滑臺動作的各位置信號和各設備動作的返回信號(接觸器的輔助常開觸點) ;輸出端連接控制各臺電動機動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接口進行通訊連接。觸摸屏軟件的開發(fā)使用專用組態(tài)工具Protool。3系統(tǒng)軟件設計3. 1PLC程序設計為方便地增加或刪減程序模塊,同時也便于針對不同程序模塊進行完善,程序設計采用模塊化結(jié)構(gòu)。整個程序包括初始化、 手動、 自動及半自動、 潤滑和事故報警等程序。其中,手動程序和自動程序的轉(zhuǎn)換通過跳轉(zhuǎn)指令來實現(xiàn)(當M0. 0 =1時,不執(zhí)行跳轉(zhuǎn)指令,執(zhí)行手動程序;當M0. 0 =0時,執(zhí)行跳轉(zhuǎn)指令,執(zhí)行自動程序)。3. 1. 1初始化模塊對所有使用的中間繼電器M、 定時器T和數(shù)據(jù)寄存器D進行初始化處理,對一些需要初值的參量賦值。3. 1. 2手動模塊控制每一步動作按鈕的常開觸點與工藝上執(zhí)行該動作的條件相串聯(lián),驅(qū)動與執(zhí)行該動作的接觸器線圈(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、 鉆 位、 鉆 位、 鏜 位、鏜 位、 鏜 位及鏜 位的按鈕所對應的PLC元件;I7. 0、I7. 1、I7. 2、I7. 3分別為觸摸屏上控制回轉(zhuǎn)臺、 鉆鏜各位前進、 后退及主軸啟動按鈕所對應的PLC元件。3. 1. 3自動及半自動模塊鑒于鉆、 鏜各工位機床均為順序控制,梯形圖中用順序控制指令來實現(xiàn),如圖4所示。處于半自動時(M0. 1 = 1) ,用M0. 1的常閉觸點控制下個周期工作循環(huán)的初始位的狀態(tài)。由圖可知,當M0. 1 = 1時,下個周期工作循環(huán)的初始位S0. 0不置位(S0. 0 =0) ,不進行下個周期工作循環(huán)(系統(tǒng)工作在半自動方式下) ;當M0. 1 =0,M0. 2 = 1 (系統(tǒng)工作在自動方式下) ,且I8. 1 = 0時(系統(tǒng)工作在自動方式下未發(fā)出停車命令) ,下個周期工作循環(huán)的初始位S0. 0置位(S0. 0 =1) ,進行下個周期工作循環(huán)。當系統(tǒng)工作在自動方式下,一旦檢測到有停車命令時( I8. 1 =1) ,下個周期工作循環(huán)的初始位S0. 0不置位(S0. 0 =0) ,也不進行下個周期工作循環(huán)。圖中,M0. 0、M0. 1及M0. 2分別為手動、 半自動、 自動控制方式的標志位,與觸摸屏上控制方式按鈕相對應; I8. 0、I8. 1分別為觸摸屏上自動控制方式下系統(tǒng)工作啟動按鈕、 停車按鈕所對應的PLC元件;M1. 0為各機床及回轉(zhuǎn)臺均處于原位的信號標志;M3. 0為液壓泵啟動液位正常、 潤滑電動機間歇啟停次數(shù)滿足要求時發(fā)出的信號; S1. 3、S2. 3、 S6. 3分別為鉆 位、 鉆 位、 鏜 位及鏜 位機床工作返回到原位的標志信號。3. 1. 4潤滑模塊通過定時器和計數(shù)器來控制潤滑電動機間歇啟停。系統(tǒng)工作時,液壓泵啟動,接著啟動潤滑電動機,由定時器控制其運行時間(時間長短根據(jù)實踐經(jīng)驗定)。電動機啟停次數(shù)由計數(shù)器來計數(shù)(啟停次數(shù)根據(jù)實踐經(jīng)驗定)。3. 1. 5事故報警模塊PLC的輸入端聯(lián)接各設備接觸器的輔助常開觸點,通過檢測PLC輸入端的狀態(tài)來判斷設備是否出現(xiàn)故障。比如,鉆 位主軸電動機工作時(Q0. 3 = 1) ,PLC輸入端I4. 1 =1。程序中,通過Q0. 3的常開觸點與I4. 1的常閉觸點串聯(lián),驅(qū)動V1. 0,V1. 0 =1使觸摸屏上的燈閃爍,顯示故障設備。3. 2觸摸屏軟件設計使用Protool軟件做好人機界面。鑒于系統(tǒng)實際工作的特點,配置主、 副畫面,主畫面用于自動/半自動控制方式,副畫面用于手動控制方式。在主畫面上配置各種部件:畫面選擇開關(guān)、 各種按鈕(自動控制方式按鈕、 半自動控制方式按鈕、 啟動按鈕、 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。副畫面上配置各種部件:畫面選擇開關(guān)、 鉆鏜各位控制按鈕及鉆鏜各位每一步動作按鈕(滑臺向前、 向后、 主軸起動)、 回轉(zhuǎn)臺起動按鈕、 冷卻及潤滑起動按鈕、 冷卻停車按鈕等?，F(xiàn)以一個起動按鈕為例,說明部件的配置過程。(1)點擊作圖軟件中的部件選擇工具條,在部件庫中點擊開關(guān)圖標,從多種開關(guān)類型中點擊所要選擇的開關(guān)(選擇手指按上時ON,手指離開時OFF) ,開關(guān)屬性設置窗口隨即打開。在打開的開關(guān)屬性設置窗口中,輸人與此開關(guān)相連的PLC功能存儲器的名稱I810;(2)點擊窗口中的放置按鈕,再點擊一下欲放置 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/58開關(guān)的位置,開關(guān)就被放置在當前位置;(3)雙擊已放置好的開關(guān),可以編輯開關(guān)上所顯示的字符,例如把字符編輯為“ 啟動 ”,把“ 啟動 ” 拖放到開關(guān)上的合適位置后關(guān)閉編輯窗口,完成“ 啟動 ” 按鈕的配置。這個啟動按鈕的功能為:手指按上時, PLC中的I8. 0被設置為ON;手指離開時, I8. 0則被設置為OFF。采用相同的方法可配置畫面上各種元件,通過配置畫面每個元件和PLC中的對應元件建立了一一對應關(guān)系,根據(jù)此關(guān)系方便地編制程序。4結(jié)語組合機床的工作過程,無論工位多少都大致相同,即:旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)到位(旋轉(zhuǎn)臺抬起、 旋轉(zhuǎn)、 落下、 回轉(zhuǎn)) , 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/59嵌入式圖像處理系統(tǒng)在工件表面缺陷檢測中的應用朱正德周龍( 上海大眾汽車有限公司,上海201805; 賽德爾自動化(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的原理。并以汽車發(fā)動機連桿破口缺陷檢測為例,討論了所研制的檢測設備的系統(tǒng)設計、 參照物標定法和測量流程。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:表面缺陷圖像檢測嵌入式系統(tǒng)閾值標定S tudy on PartDetection Based on Em bedded I m age P rocessing SystemZHU Zhengde, ZHOU Long(ShanghaiVolkswagen, Shanghai 201805, CHN;Shanghai SAR Automation Ltd. , Shanghai 200030, CHN)Abstract: This article introduces the theory of detection of parts surface disfigurement, which was based on em2bedded image processing system, and discusses the system design, method of calibration with referencefilm and detection processing according to the detection project of engine rods surface disfigurement .This application shows move flexibilities of the embedded image processing system on certain productline, comparingwith traditional PC based solution of image processing .Keywords: Surface Disfigurement;I mage Detection; Embedded System; Threshold Calibration1問題的提出在以批量生產(chǎn)方式為特征的汽車、 摩托車、 內(nèi)燃機等行業(yè),識別和檢測重要工件關(guān)鍵部位的表面缺陷直接關(guān)系產(chǎn)品質(zhì)量,若不及時剔除不合格品,將會帶來嚴重的質(zhì)量隱患。連桿大小頭結(jié)合面的破口,就是一個典型例子,尤其在采用了先進的分離大小頭的脹斷工藝后,對結(jié)合面產(chǎn)生的破口缺損,必須進行100%的檢測。具體的質(zhì)量評定標準為: 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角線最大線性長度不能大于215 mm。只要不滿足上述任一個條件,工件就將判定為不合格品而被剔除。根據(jù)工件的特點,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、 估算及利用常規(guī)量具然后各位機床動力滑臺由原位快進,快進到位轉(zhuǎn)換為工進,同時啟動主軸電動機,工進到位并延時,時間到后各工位機床退回原位,各工位機床均退回原位時,旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)工作 開始下一個循環(huán)。因此,八工位鉆鏜組合機床自動控制系統(tǒng)硬件及軟件設計方法有廣泛的通用性,可很方便地應用于任意工位數(shù)的組合機床。當工位增加(減少)時,硬件上PLC輸入端只需增加(減少)控制該工位滑臺動作的各限位信號,輸出端只需增加控制該工位滑臺及動力頭動作的接觸器線圈(或電磁閥線圈) ;軟件自動程序旋轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)到位( I015 = 1)時,只需增加(減少)其驅(qū)動的順序控制繼電器位數(shù)即可。本設計將PLC控制技術(shù)應用于機床,大大提高了自動化程度,同時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界面,為人們提供了良好的人機界面和完善的實時監(jiān)視功能。參考文獻1郭宗仁.可編程序控制器應用系統(tǒng)及通信網(wǎng)絡技術(shù).北京:人民郵電出版社, 2002.2西門子. protool基于windows系統(tǒng)的組態(tài)用戶手冊.北京:機械工業(yè)出版社, 2002.3張進秋.可編程控制器原理及應用實例.北京:機械工業(yè)出版社,2001.4鄧則名等.電器與可編程控制器應用技術(shù).北京:機械工業(yè)出版社,2000.(編輯徐潔蘭)(收稿日期: 2005 - 06 - 06)文章編號: 6317如果您想發(fā)表對本文的看法,請將文章編號填入讀者意見調(diào)查表中的相應位置。 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. 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