【正文】 。壓縮性能測試粗要一塊表面完整的皮革，放在表面光滑平整的壓縮臺上，專用測頭下壓皮革產(chǎn)生變形。壓力傳感器與側(cè)頭相連安裝，光柵尺的讀數(shù)頭與壓力傳感器的運動是同步的，即測得的數(shù)據(jù)是一一對應(yīng)的。 皮革檢測儀的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計測試儀三維機(jī)械圖如圖31所示，圖31中主要部件名稱：1為光柵位移傳感器，2為精密滾珠絲杠，3為s型力傳感器，4為壓縮側(cè)頭，5為壓縮工作臺，6為底板，7為三角架底板，8為三角架前板，9為三角架側(cè)板，10平移塊，11為三角架后板，12為聯(lián)軸器，13為帶行星齒輪減速器的步進(jìn)電機(jī)。主要工作過程：精密絲杠起到傳遞運動的作用，并且提高了測試的精度。下限位開關(guān)，同理可得其起到下限位的功能，當(dāng)檢測儀平移塊運動到下端的時候，觸碰下限位開關(guān)，觸發(fā)步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)或者停止程序，保護(hù)檢測儀受到損傷。 步進(jìn)電機(jī)介紹與選擇步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件，在未超載的情況下，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速和停止的位置取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，給電動機(jī)加上一個脈沖信號，電動機(jī)則轉(zhuǎn)過一個步距角?；旌鲜讲竭M(jìn)電動機(jī)結(jié)合了反應(yīng)式和永磁式步進(jìn)電動機(jī)的優(yōu)點，采用永磁式磁鐵提高電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩，采用細(xì)密的極齒來減小步距角。步進(jìn)電機(jī)除了法蘭盤與機(jī)身長度有較大差異外，同一款法蘭盤的電機(jī)也有若干細(xì)分，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩隨其機(jī)身的有效體積（機(jī)身長度面積）的增加而增大。T=（TL+TS）S (31)電動機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL為下式32,式中TL′為生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，η c為電動機(jī)拖動生產(chǎn)機(jī)械運動時的傳動效率，j為傳動機(jī)構(gòu)的速比。m之間可選用57BYG或者60BYG；負(fù)載在2N電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量越小，其啟動速度越快，高速性能也越好；在負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)動慣量較大的應(yīng)用場合，大轉(zhuǎn)動慣量的電機(jī)在啟動和停止的時候均具有較好的平穩(wěn)性，轉(zhuǎn)動慣量太小的電機(jī)在停止的時候甚至出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象（無法正常定位）。選擇電感稍小一些的電機(jī)，作為高速電機(jī)，能夠獲得較大輸出轉(zhuǎn)矩。、機(jī)身長L2為76mm、相電壓為3V、相電流為3安培、相電阻為1歐姆、靜力矩為16kg 光柵位移傳感器介紹與選擇光柵位移傳感器（又稱光柵尺）一般是利用刻在某種載體（如玻璃、晶態(tài)陶瓷或鋼帶等）上的隔柵，作為測量的基準(zhǔn)。一般光柵尺利用兩路光電池輸出兩路正弦波或方波信號，檢測兩路信號的相位差，可知光柵尺的運動方向。光柵讀數(shù)頭結(jié)構(gòu)形式很多，根據(jù)讀數(shù)頭結(jié)構(gòu)特點和使用場合分為直接接收式讀數(shù)頭(或稱硅光電池讀數(shù)頭、鏡像式讀數(shù)頭、分光鏡式讀數(shù)頭、金屬光柵反射式讀數(shù)頭）原理圖如圖32所示圖32 光柵傳感器結(jié)構(gòu)圖莫爾條紋的形成：以透射光柵為例，當(dāng)指示光柵上的線紋和標(biāo)尺光柵上的線紋之間形成一個小角度θ，并且兩個光柵尺刻面相對平行放置時，在光源的照射下，位于幾乎垂直的柵紋上，形成明暗相間的條紋。圖33 莫爾條紋形成的原理在這里選擇由深圳市精測儀器有限公司生產(chǎn)的PLC 24VJC824 光柵位移傳感器，具體參數(shù)如表31所示:表31 光柵位移傳感器技術(shù)規(guī)格精度等級177。10um177。5%DC工作速度≤1m/s（1um）、≤（55um）≤1m/s（1um）加速度≤60m/s2默認(rèn)參考工作溫度10゜70゜默認(rèn)參考工作濕度≤90RH默認(rèn)零位參考點可帶、標(biāo)準(zhǔn)、無無參考點版本50mm/個、標(biāo)準(zhǔn)、中心點一個50mm/個光柵柵距20um、10um20um測量程序增量式默認(rèn)信號方式TTL、EIA422A（RS422）、1VPPTTL電路特性NPN默認(rèn)光柵測量系統(tǒng)透射式紅外光學(xué)，紅外線波長940nm默認(rèn)分辨率步距5um、1um、1um讀數(shù)頭系統(tǒng)垂直式五軸承滾動系統(tǒng)、45゜五軸承滾動系統(tǒng)垂直式五軸承滾動系統(tǒng)分辨率5um、1um、1um有效行程01000mm、03000mm01000mm精確度177。1um、177。選擇1um的分辨率，則位移量=脈沖數(shù)脈沖當(dāng)量 即位移量=脈沖數(shù)4um。壓力傳感的種類繁多，工作原理各不相同，本文采用的是應(yīng)變片壓力傳感器。這里選用天津市麗景微電子設(shè)備有限公司生產(chǎn)的STP型S型測力傳感器，具有結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便，拉、壓力均可綜合精度高，長期穩(wěn)定性好，鋁制材質(zhì)，表面陽極化處理，適用于吊鉤秤、機(jī)電結(jié)合秤、料斗秤、料罐秤、包裝秤、配料稱重控制、定量給料機(jī)、灌裝機(jī)、通用材料試驗機(jī)、力的監(jiān)控及測量。圖38 傳感器技術(shù)參數(shù)4 控制系統(tǒng)設(shè)計 皮革檢測儀方案的確定根據(jù)總體設(shè)計要求與工作原理，本皮革性能指標(biāo)檢測儀主要由機(jī)架、控制單元、步進(jìn)電機(jī)、減速器、傳感器、皮革夾具、工作臺、顯示器等組成。它具有PID、A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換、算術(shù)運算、數(shù)字量智能控制、監(jiān)控及通信聯(lián)網(wǎng)等多方面的功能，PLC已經(jīng)逐漸變成了一種實際意義上的工業(yè)控制計算機(jī)，它廣泛應(yīng)用于機(jī)電控制、電氣控制、數(shù)據(jù)采集等多個領(lǐng)域，還具有豐富的輸入/輸出接口和網(wǎng)絡(luò)通信能力、較強(qiáng)的驅(qū)動能力等。一體化整體式PLC的特點是PLC電源、中央處理器（CPU）和I/O接口都集成在一個機(jī)殼里，不能拆分配置，采用的是整體密封，一般適用于低端用戶和小型系統(tǒng)。在模擬量的輸出和讀取上要簡單的多，只需使用傳送命令就可以了，模擬量達(dá)寄存器在PLC中就相當(dāng)于一個普通的數(shù)據(jù)寄存器D，在脈沖輸出功能和可設(shè)置性更強(qiáng)大,更適合精確控制，通信能力更強(qiáng)大，擴(kuò)展能力和適用性更強(qiáng)，更多的智能模塊可以更廣泛的應(yīng)用于各種行業(yè)，例如稱重等。 PLC型號的選擇西門子公司生產(chǎn)的PLC產(chǎn)品包括LOGO、S7200、S7300、S7400和S71200系列。根據(jù)設(shè)計功能，統(tǒng)計出PLC系統(tǒng)的開關(guān)量I/O點數(shù)及模擬量I/O通道數(shù)，應(yīng)在統(tǒng)計后得出I/O總點數(shù)的基礎(chǔ)上，增加10%15%的余量。數(shù)字量輸出9個:步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的信號、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的方向、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的使能、開始燈、停止燈、復(fù)位燈、壓縮燈、頂伸燈、彎曲燈。CPU224xp DC/DC/DC數(shù)字量輸入和數(shù)字量輸出都需要24V的直流電，模擬量輸入端需要的電信號為420mA。b)驅(qū)動器相電流的大小調(diào)節(jié)：一般都設(shè)有撥碼開關(guān)，根據(jù)負(fù)載情況來設(shè)置撥碼位置，從而確定電流調(diào)定值。b)低噪聲，高速大轉(zhuǎn)矩特性。f)三態(tài)電流控制技術(shù)電機(jī)發(fā)熱低。j)可驅(qū)動8線二相、四相步進(jìn)電機(jī)。圖42 驅(qū)動器接線圖 壓力變送器的介紹與選擇壓力變送器種類繁多，工作原理也各不相同，本文選用的是廣州華茂傳感儀器有限公司生產(chǎn)的VM64B壓阻式壓力變送器，它具有價格低廉、精度高及線性度好等優(yōu)良特性。其中，VM64A、VM64F為通用型，在一般環(huán)境下使用；其余為工業(yè)型，精度高抗干擾能力強(qiáng)可在各種惡劣環(huán)境下使用。b)STEP7 Micro/WIN SMART： 是專門為S7200 SMART 開發(fā)的編程軟件，能在Windows XP SP3/Windows 7 上運行，支持LAD、FBD、STL語言,安裝文件小于100MB。 PLC參數(shù)設(shè)置使用PC/PPI電纜將計算機(jī)與PLC連接起來 STEP 7 MicroIN SP6編程軟件，點擊“程序塊”選擇CPU型號為CPU224XP，如圖51所示圖 51點擊“通信”圖標(biāo)后，出現(xiàn)如圖52所示，,點擊“設(shè)置PG/PC接口”出現(xiàn)如圖53所示，系統(tǒng)默認(rèn)為“PC Adapter (PPI)”,點擊“屬性”出現(xiàn)如圖54所示，點擊確定，確定，在圖52中右側(cè)點擊雙擊刷新，會出現(xiàn)CPU224XP字樣表示已通信成功。此時若想繼續(xù)測試必須先復(fù)位在開始，把模擬量輸入端AIW0經(jīng)過一系列變化轉(zhuǎn)化為力并存儲到變量存儲器VD220中，在觸摸屏上顯示VD220的數(shù)據(jù)，把高速計數(shù)器中的脈沖數(shù)轉(zhuǎn)化為位移值并存儲到變量存儲器VD176中，壓縮過程、頂伸過程、彎曲過程應(yīng)互鎖，有且只能發(fā)生一個，當(dāng)兩個或兩個以上發(fā)生時自動觸發(fā)停止過程。轉(zhuǎn)換成脈沖為100個脈沖/s，在步進(jìn)電機(jī)軸上為1800個脈沖/s。 高速脈沖向?qū)? 打開編程軟件，點擊PTO/PWM如圖55所示。圖 523圖523的含義為：把力變送器的輸出電流和S型壓力傳感器的壓力經(jīng)過數(shù)學(xué)運算一一對應(yīng)起來。6 觸摸屏和觸摸屏編程軟件的選擇觸摸屏HMI是實現(xiàn)人與機(jī)器信息交互的數(shù)字設(shè)備，用于連接可編程序控制器、直流調(diào)速器、變頻器、儀表等工業(yè)控制設(shè)備，使用顯示屏進(jìn)行顯示，并通過觸摸屏、鍵盤、鼠標(biāo)等的輸入單元寫入工作參數(shù)或輸入的操作命令。每一類觸摸屏都有其各自的優(yōu)缺點，要了解哪種觸摸屏適用于哪種場合，關(guān)鍵就在于要懂得每一類觸摸屏技術(shù)的工作原理和特點。寬屏液晶顯示和先進(jìn)的工業(yè)設(shè)計理念，使設(shè)備操作變得更加輕松快捷，引領(lǐng)人機(jī)界面產(chǎn)品進(jìn)入高分辨率寬屏顯示時代。 c)獨一無二的多語言組態(tài)：支持32種語言，其中5種可以在線轉(zhuǎn)換、支持多語言顯示，無需重新設(shè)計畫面、內(nèi)置系統(tǒng)字典和用戶字典功能，支持畫面自動翻譯、獨特的項目文本導(dǎo)入/導(dǎo)出功能，提高并優(yōu)化工程組態(tài)效率。報表系統(tǒng)、為全球推廣提供語言支持，在一個項目中管理32種語言，支持多語言文本和自動翻譯的文本庫、文本的導(dǎo)入/導(dǎo)出過程十分簡單，從而便于翻譯個性化擴(kuò)展選件、Smart客戶端/服務(wù)器概念、通過Internet進(jìn)行服務(wù)與診斷、OPC服務(wù)器通訊、過程診斷、記錄和跟蹤操作員動作和組態(tài)。點擊頂伸按鈕和彎曲按鈕同理。 。，器斷電延時3s。 將高速脈沖中的脈沖數(shù)轉(zhuǎn)化成位移。進(jìn)行頂伸過程，壓縮，彎曲，頂伸只能一個有效進(jìn)行互鎖。壓縮、頂伸、彎曲只能有一個工作，停止工作。復(fù)位子程序復(fù)位子程序開始，定時器T37接通 。開始子程序高速脈沖計數(shù)器啟用，當(dāng)前值設(shè)為0存入VD108中，預(yù)設(shè)值脈沖數(shù)32500存入VD104中。當(dāng)停止燈亮?xí)r立即停止，當(dāng)當(dāng)前值等于預(yù)設(shè)值時減速停止。 。頂伸子程序彎曲子程序