摘要：介绍了止推片自动检测分选机中的可编程控制器(plc)的控制技术，根据技术指标的要求提出了机械设计总体方案，合理地设计了自动测量机构、自动进料、自动分选机构;以plc作为下位控制器的控制系统来控制所有的机械动作，包括止推片的进料、检测、出料和分选动作的控制，完成对止推片厚度平面度的自动检测与分选，并实现了系统故障诊断和出错保护功能。

　　关键词：止推片;分选系统;plc控制

　　我国是止推片消费量较大的国家之一。为了满足国内对止推片的需求不断增长的需要，国内各止推片生产企业相继提高止推片的产量，同时也对产品质量检测设备进行了大面积的技术改造和更新，大大提高了我国止推片的产品质量。但是对止推片的几何参数的检测设备的技术改造和更新重视不足，造成后续工位，如止推片的厚度、平面度的测量和分选能力不足，自动化程度低、工人劳动强度大、工作环境恶劣等，成为制约止推片的产品质量的一个瓶颈，严重影响产品参与市场竞争的能力。

　　因此设计了一套能够同时得到发动机止推片厚度、平面度等几何参数的自动检测与分选系统。整个系统由进料机构、测量机构、分选机构组成，如图l所示。系统结构图如图2所示。

　　1 系统设计

　　系统采用白上而下的设计思路，在整个机械系统中，止推片的运动状态主要是止推片在有一定倾斜角度的光滑导轨轴向由自身重力分力克服极小的导轨表面摩擦力的自由滑动，再通过相应的挡板、挡条或挡块，对其进行导向，进而控制其运动姿态，达到工作要求。当一批待检测的止推片(约200片)放入进料机构的落料导轨后，在重力的作用下，止推片紧密排列并紧压挡料挡板，此时通过进料机构的相应动作，使止推片进入下行通道，并经过限位机构使止推片的姿态调整到达预备位挡块处。当前一片止推片检测完毕，预备位气缸带动预备位挡块使此止推片通过，进入测量机构。测量完成后，厚度测量气缸带动推板，将止推片送入下行通道，滑入分选机构。根据测量结果，分选气缸l带动挡板1运动，使不合格的止推片落人不合格区域，或分选气缸2带动挡板2运动，使合格的止推片进入合格区域。从而完成止推片厚度与平面度的自动测量与分选的工作。

　　1.1进料机构

　　进料机构的作用主要把止推片自动分开、并使之有序进入预备检测工位。这一系列动作主要是由压料气缸和挡料气缸来控制完成的。

　　工件跨在两侧为圆弧形的倾斜的导轨上，导轨末端有挡板，挡住止推片，挡板动作由气缸实现，使每次动作仅允许一片止推片落入导轨末端下方的窄槽，窄槽的宽度仅可容纳一个工件落下，窄槽下面有活动挡板，窄槽上面有压块，压块动作由气缸实现，压块运动，压住工件，压开活动挡板，工件落入下行通道并进入预备检测工位。同时压块隔开落料架上其余的工件，使之不能进入窄槽，压块升起，活动挡板弹回，挡板运动挡住进入窄槽的下一个工件。如此往复工作从而实现自动进料。

　　1.2测量机构

　　测量气缸带动三厚度测头沿两直线度较好的固定导轨上下运动，进行主动测量;测量台气缸带动推板与自动定位板向两平面度测头沿两固定导轨进退运动，进行被动测量。平面度测头和厚度测头分别通过各自的瞄准板，与气缸和导轨相连。当测量结束后，由推板在测量台气缸的带动下将止推片送出。

　　1.3分选机构

　　挡板1与挡板2都是活动的挡板，可以绕各自的固定轴旋转。当经过测量机构，被检测为不合格的止推片到达分选机构时，分选气缸l带动挡板1向下运动，使不合格的止推片落入不合格区域，此时，分选气缸2不动作;若为检测合格的止推片到达分选机构时，分选气缸2带动挡板2向下运动。使合格的止推片进入落料导轨，使其落入合格区域，并用一固定的挡板3进行挡料，合格的止推片在重力的作用下依次排列整齐，此时分选气缸l不动作，如图3所示。

　　2电控系统设计

　　2.1硬件系统

　　系统由以下元件组成：压料气缸、挡料气缸、预备位气缸、测量气缸、测量台气缸各1个，分选气缸2个，电磁阀8个，气缸限位位置传感器15个，指示灯17个。可编程控制器plc采用三菱公司的fx：。一80mr，并由一台工控机作为上位机。

　　2.2 plc控制系统

　　plc电控系统工作原理如图4所示。

 
 

　　plc作为下位机面向测量过程实现现场控制。所完成的任务包括执行顺序控制、自动保护与通信等。系统设计采用了并行设计的原则，即自动进料、自动测量、自动分选同时进行，提高了分选的效率，单次测量分选时间为4s。为了保证设备的运行安全，对所有的动作设计了最佳逻辑结构与关键动作保护功能，实现了可靠的互锁，这里主要有气缸动作遇到障碍时的保护、各按钮开关的互锁、通信故障时的保护报警等。

　　2.3软件系统

　　在键入控制面板上的开始按钮后，系统将按照设定步序对止推片进行自动上料、测量、分选的控制，并相应地完成各动作的保护与报警。每个步序都是按顺序工作的，但为提高测量分选效率，自动进料、自动测量、自动分选3个步序之间并行工作，自动检测步序流程图如图5所示。

　　plc与上位机的通信是软件设计的一个重要环节，系统中采用fx系列的rs指令来完成plc与上位计算机的无协议串行数据通信。这种通信方式最为灵活。适应能力强。rs串行通信指令是通信功能扩展板发送和接收串行数据的指令，其格式如图6所示。

　　系统中对d8120设置h0061，即应用于rs232的通信数据长度为8位、无奇偶校验、无结束符、无起始符、无协议通信、传输速度为2400bit/s。图7为本系统连续工作时厚度测量实现rs指令的梯形图。

　　3结论

　　该系统是集光、机、电、算、气、控技术为一体的高精度、高效率全自动止推片厚度平面度自动检测与分选系统，并研发成功样机，该机各项工作良好。基本解决了止推片自动检测分选难题，大大提高了生产率，降低了工人的劳动强度。该设计在工业自动测量领域具有普遍实用性。

　　参考文献：

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　　【4】黄建龙，于霞，秦建华，等.轴承检测及分选系统中的plc控制[j].甘肃科学学报，2005，17(1)：87—89.

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