【正文】 流經(jīng)待測(cè)繼電器 NO及 NC 接點(diǎn)產(chǎn)生壓降。輸出驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng) RELAY1 激磁， RELAY1 NO 接 點(diǎn)導(dǎo)通， +5V 電源輸入 LM317輸入側(cè) (Vin)，則 LM317 輸出定電壓 (Vout)，使產(chǎn)生一個(gè)電流 I()，如(3)式。經(jīng)由 PIC 微控制器內(nèi)建的 A/D 模塊將偵測(cè)到的模擬訊號(hào)(電壓值 V 1 )轉(zhuǎn)為數(shù)字訊號(hào)傳給主控端，由主控端將此數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)為 模擬電壓，再換算回去得知待測(cè) RELAY 線圈阻值。直流馬達(dá)的轉(zhuǎn)速則由可變電阻輸出端電壓值大小來(lái)改變馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)可變電阻輸出端電壓值愈大則轉(zhuǎn)速越快，反愈慢。本文計(jì)算機(jī)量測(cè)與控制系統(tǒng)以 PC 為主控制器， PIC 控制模塊為奴控制器，控制各致動(dòng)器則由 PIC 控制模塊負(fù)責(zé)。本系統(tǒng)命令碼由 1 個(gè)字節(jié)組成，如圖 38 所示。致動(dòng)器個(gè)別控 制命令碼及功能參照表 7。 圖 38 系統(tǒng)通訊命令碼 表 5 PIC 控制模塊標(biāo)識(shí)符 PIC 控制模塊 標(biāo)識(shí)符 (ID) 第一站 0001 第二站 無(wú) 第三站 0011 第四站 0100 第五站 0101 第六站 0110 第七站 0111 第八站 1000 第九站 1001 第十站 1010 分度盤控制 1011 41 表 6 區(qū)域命令碼及功能 區(qū)域命令碼 功能 高 4 位 低 4 位 標(biāo)識(shí)符 (0001~1011) 1111 設(shè)定某加工站 PIC 控制模塊與 PC 聯(lián)機(jī) 1110 設(shè)定某加工站 PIC 控制模塊與 PC 脫機(jī) 1101 讀取某加工站磁簧開關(guān)、氣壓缸狀態(tài) 1100 讀取某加工站量測(cè)數(shù)據(jù) (第五、六、七、八站才有 ) 1011 讀取某加工站加工完成訊號(hào) 1010 欲加工繼電器為良品， 該加工站可進(jìn)行加工 1001 欲加工繼電器為不良品，該加工站暫停加工 1000 不良品坡道 B 停留在 1 區(qū) (第九站才有 ) 0111 不良品坡道 B 停留在 2 區(qū) (第九站才有 ) 0110 不良品坡道 B 停留在 3 區(qū) (第九站才有 ) 42 表 7 致動(dòng)器個(gè)別控制命令碼及功能 高 4 位 低 4 位 PIC控制模塊 標(biāo)識(shí)符 功能 執(zhí)行動(dòng)作碼 第一站 0001 移載缸 + 0000 移載缸 0001 推料缸 + 0010 推料缸 0011 第三站 0011 移載缸 + 0000 移載缸 0001 夾料缸 + 0010 夾料缸 0011 第四站 0100 側(cè)壓缸 + 0000 側(cè)壓缸 0001 第五站 0101 撞擊缸 + 0000 撞擊缸 0001 第六站 0110 撞擊缸 + 0000 撞擊缸 0001 第七站 0111 量測(cè)缸 + 0000 量測(cè)缸 0001 第八站 1000 量測(cè)缸 + 0000 量測(cè)缸 0001 第九站 1001 勾料缸 + 0000 勾料缸 0001 A 缸 + 0010 A 缸 0011 B 缸 + 0100 B 缸 0101 43 第十站 1010 勾料缸 + 0000 勾料缸 0001 雷射標(biāo)印 0010 馬達(dá)快速 0000 分度盤控制 1011 馬達(dá)慢速 0001 馬達(dá) ON 0010 馬達(dá) OFF 0011 表 8 全局命令碼及功能 全局命令碼 命命功能 上 4 位 下 4 位 1100 0001 第一站至第十站加工均執(zhí)行 加工 1 次 0010 分度盤旋轉(zhuǎn)一分度 0011 手動(dòng)控制 模式 0100 自動(dòng)控制模式 0101 設(shè)定系統(tǒng)模式為讀取 0110 設(shè)定系統(tǒng)模式為寫入 主控制器需先與各奴控制器 (PIC 控制模塊 )取得聯(lián)機(jī)，才能對(duì)各奴控制器下達(dá)命令，例如主控制器要與第一站 PIC 控制模塊取得聯(lián)機(jī)，主控制器送出區(qū)域命令碼 0001 1111，奴控制器接收到此區(qū)域命令碼并將其高 4 位 (標(biāo)識(shí)符 0001)與自身標(biāo)識(shí)符比對(duì)，比對(duì)結(jié)果吻合則回傳 0001 1111 給主控制器，表示聯(lián)機(jī)成功，反回傳0001 1110 表示聯(lián)機(jī)失敗。 44 圖 39 磁簧開關(guān)回傳狀態(tài)代碼 圖 40 氣壓缸回傳狀態(tài)代碼 監(jiān)控軟件程序設(shè)計(jì) PC 端監(jiān)控軟件程序架構(gòu)規(guī)劃如圖 41，包括人機(jī)接口、良品選別及量測(cè)數(shù)據(jù)紀(jì)錄、主控制器 (PC)與奴控制器 (PIC 控制模塊 )通訊控制程序及致動(dòng)器 /傳感器狀態(tài)監(jiān)控與顯示，均使用 LabVIEW 軟件開發(fā)。在自動(dòng)控制模式下，用戶須先輸入待測(cè)繼電器良品數(shù)據(jù)范圍，供 PC 判斷量測(cè)結(jié)果是否正常，用戶輸入完數(shù)據(jù)后，即可按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)開始自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。 繼電器端子壓力測(cè)試 繼電器端子壓力測(cè)試是施予適當(dāng)力量 (約 10kg)于繼電器端子上，以確保日后繼電器插入端子座時(shí)，致于端子陷入。圖 47 為此量測(cè)項(xiàng)目程序流程圖。根據(jù)此原理，本文利用 PIC 微控制器內(nèi)建 PWM 模塊 49 再搭配自行研發(fā)繼電器驅(qū)動(dòng)電路及繼電器接點(diǎn)檢知電路，方可達(dá)到啟動(dòng) /釋 放電壓量測(cè)，啟動(dòng) /釋放電壓量測(cè)方塊圖如圖 48 所示。根據(jù)此一原理本文利用 PIC 微控制器內(nèi)建定時(shí)器計(jì)時(shí)時(shí)間， PWM 模塊輸出 Duty 值為 100%使待測(cè)繼電器激磁，輸出 Duty 值 0%使待測(cè)繼電器失磁，藉此計(jì)算啟動(dòng) /釋放時(shí)間。 圖 50 啟動(dòng) /釋放時(shí)間量測(cè)方塊圖 52 圖 51 啟動(dòng) /釋放時(shí)間量測(cè)程序流程圖 接點(diǎn)阻值量測(cè) 繼電器接點(diǎn)阻值是指量測(cè)繼電器線圈激磁或失磁時(shí)，接點(diǎn)閉合阻值。程序初始化需對(duì) A/D 模塊做初始設(shè)定，其中 A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)間設(shè)定極為重要，所設(shè)定轉(zhuǎn)換時(shí)間過快則所轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)不正確，過長(zhǎng)則增加量測(cè)時(shí)間，在有限時(shí)間內(nèi)達(dá)到量測(cè)數(shù)據(jù)正確是我們的目標(biāo)。利用分壓定理設(shè)計(jì)出量測(cè)電路，于繼電器線圈串聯(lián)一顆電阻，并加于繼電器線圈和電阻一個(gè) +5V 電壓，在利用 PIC 微控制器 A/D 通道量測(cè)串聯(lián)電阻產(chǎn)生的壓降電壓，即可換算線圈兩端阻值。程序最后會(huì)將所量測(cè)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存于緩存器，待所有量測(cè)數(shù)據(jù)均量測(cè)完畢再一次經(jīng)由串行端口傳回 PC 計(jì)算機(jī)端系統(tǒng)。接點(diǎn)阻值使用精密微奧姆計(jì) (GWINSTEAKGOM801H)量測(cè)值當(dāng)成對(duì)照組數(shù)據(jù)，線圈阻值使用三用電表 (DEREE 2021 MULTIMETER)量測(cè) 值當(dāng)成對(duì)照組數(shù)據(jù)，啟動(dòng) /釋放電壓則使用可程控直流電源供應(yīng)器配合另外設(shè)計(jì)量測(cè)電路及 LabVIEW控制接口進(jìn)行對(duì)照組數(shù)據(jù)量測(cè)，啟動(dòng) /釋放時(shí)間也設(shè)計(jì)了量測(cè)電路，透過數(shù)字示波器進(jìn)行量測(cè)，啟動(dòng) /釋放電壓及啟動(dòng) /釋放時(shí)間量測(cè)方法如下說明： (1)啟動(dòng) /釋放電壓對(duì)照組數(shù)據(jù)量測(cè)方法 啟動(dòng) /釋放電壓對(duì)照組數(shù)據(jù)的量測(cè)方法是使用一臺(tái)可程控直流電源供應(yīng)器供應(yīng)電壓至線圈及接點(diǎn)，配合自行編撰的 LabVIEW 控制程序及數(shù)字示波器的顯示，接線如圖 56 所示，其中編號(hào) 8 86 為線圈、 87 為 NO 接點(diǎn)。 57 圖 56 啟動(dòng) /釋放電壓量測(cè)電路圖 圖 57 啟動(dòng) /釋放電壓量測(cè)人機(jī)接口圖 58 圖 58 啟動(dòng) /釋放電壓量測(cè)波形圖 (2) 啟動(dòng) /釋放時(shí)間對(duì)照組數(shù)據(jù)量測(cè)方法 啟動(dòng) /釋放時(shí)間量測(cè)的方法如圖 59 所示，使用直流電源供應(yīng)器 CH1 供給繼電器線圈 (8 86)+24V 電壓、 CH2 供給 C 接點(diǎn) (30)+5V 電壓，利用數(shù)字示波器量測(cè) NO(87)及 NC 接點(diǎn) (87a)的電壓變化，此量測(cè)方式啟動(dòng)時(shí)間與釋放時(shí)間不同時(shí)量測(cè)。值得注意的是，繼電器接點(diǎn)導(dǎo)通與閉合的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生彈跳現(xiàn)象，可以在負(fù)載電組端各并聯(lián)一個(gè)電容器，可以改善彈跳的情況，需注意電容值的大小 (本量測(cè)電路使用電容大小為 f)，容值太大會(huì)造成充放電時(shí)間過長(zhǎng)，造成量測(cè)的結(jié)果不準(zhǔn)確。 圖 62 重復(fù)性與精確性示意圖 為了分析本量測(cè)系統(tǒng)重復(fù)性及精確性，分別對(duì)本量測(cè)系統(tǒng)所量得數(shù)據(jù)及對(duì)照數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。 211 1 ()1n ii CMS n? ?? ?? () 222 1 ()1n ii CMS n? ?? ?? () 表 23 啟動(dòng)電壓數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果 數(shù)據(jù) 待測(cè)繼電器 Relay1 Relay2 Relay3 統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目 平均值 1M 基準(zhǔn)值 2M 標(biāo)準(zhǔn)偏差 1S 標(biāo)準(zhǔn)偏差 2S 誤差值 12MM? 表 24 釋放電壓數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果 數(shù)據(jù) iC 待測(cè)繼電器 Relay1 Relay2 Relay3 統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目 平均值 1M 基準(zhǔn)值 2M 標(biāo)準(zhǔn)偏差 1S 標(biāo)準(zhǔn)偏差 2S 誤差值 12MM? 70 表 25 啟動(dòng)時(shí)間數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果 數(shù)據(jù) iC 待測(cè)繼電器 Relay1 Relay2 Relay3 統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目 平均值 1M 基準(zhǔn)值 2M 標(biāo)準(zhǔn)偏差 1S 標(biāo)準(zhǔn)偏差 2S 誤差值 12MM? 表 26 釋放時(shí)間數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果 數(shù)據(jù) iC 待測(cè)繼電器 Relay1 Relay2 Relay3 統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目 平均值 1M 基準(zhǔn)值 2M 標(biāo)準(zhǔn)偏差 1S 標(biāo)準(zhǔn)偏差 2S 誤差值 12MM? 71 表 27 NO 接點(diǎn)阻值數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果 數(shù)據(jù) iC 待測(cè)繼電器 Relay1 Relay2 Relay3 統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目 平均值 1M 基準(zhǔn)值 2M 標(biāo)準(zhǔn)偏差 1S 標(biāo)準(zhǔn)偏差 2S 誤差值 12MM? 表 28 NC 接點(diǎn)阻 值數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果 數(shù)據(jù) iC 待測(cè)繼電器 Relay1 Relay2 Relay3 統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目 平均值 1M 基準(zhǔn)值 2M 標(biāo)準(zhǔn)偏差 1S 標(biāo)準(zhǔn)偏差 2S 誤差值 12MM? 72 表 29 線圈阻值數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果 數(shù)據(jù)。 1 11 n iiMCn ?? ? () 2 11 n iiMDn ?? ? （ ） 本研究以式 (7)來(lái)計(jì)算本量測(cè)系統(tǒng)所量得數(shù)據(jù)對(duì) 1M 標(biāo)準(zhǔn)偏差 1S ， 1S 表示檢測(cè)系統(tǒng)重復(fù)性，其值越小，表示本量測(cè)系統(tǒng)所量得數(shù)據(jù)集中散布于 1M 鄰域，表示量測(cè)系統(tǒng)重復(fù)性越高，另外，以式 (8)來(lái)計(jì)算本量測(cè)系統(tǒng)所量得數(shù) 據(jù)對(duì) 2M 標(biāo)準(zhǔn)偏差 2S ， 若對(duì)照數(shù)據(jù)足夠精確， 2S 值越小表示本量測(cè)系統(tǒng)所量得數(shù)據(jù)集中散布于對(duì)照數(shù)據(jù)平均值鄰域，即量測(cè)系統(tǒng)精確度越高。 61 表 9 啟動(dòng)電壓 (對(duì)照組數(shù)據(jù)量測(cè)結(jié)果 ) 數(shù)據(jù) 待測(cè)繼電器 Relay1 Relay2 Relay3 量測(cè)次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 單位 (V) 表 10 啟動(dòng)電壓 (本計(jì)算機(jī)量測(cè)系統(tǒng)量測(cè)結(jié)果 ) 數(shù)據(jù) 待測(cè)繼電器 Relay1 Relay2 Relay3 量測(cè)次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 單位 (V) 62 表 11 釋放電壓 (對(duì)照組數(shù)據(jù)量測(cè)結(jié)果 ) 數(shù)據(jù) 待測(cè)繼電器 Relay1 Relay2 Relay3 量測(cè)次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 單位 (V) 表 12 釋放電壓 (本計(jì)算機(jī)量測(cè)系統(tǒng) 量測(cè)結(jié)果 ) 數(shù)據(jù) 待測(cè)繼電器 Relay1 Relay2 Relay3 量測(cè)次