【正文】 ... 5 車用電磁繼電器簡(jiǎn)介 ......................................... 6 參考文獻(xiàn) ................................................... 8 論文架構(gòu) ................................................... 8 第二章 產(chǎn)線加工站配置與各站動(dòng)作流程 ........................... 9 第一站：半成品自動(dòng)進(jìn)料 .................................... 11 第二站：電氣接點(diǎn)視覺(jué)檢測(cè) .................................. 13 第三站：外蓋進(jìn)料與自動(dòng)上蓋 ................................ 14 第四站：外蓋側(cè)壓 .......................................... 16 第五、六站：繼電器端子撞擊測(cè)試 ............................ 18 第七、八站：電氣特性量測(cè) .................................. 20 第九站：不良品出料、分類 .................................. 22 第十站：良品雷射標(biāo)印及出料 ................................ 24 第三章 計(jì)算機(jī)量測(cè)與控制 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .......................... 26 分布式監(jiān)控系統(tǒng)硬件架構(gòu) .................................... 27 PIC 控制模組 ............................................... 28 RS485 串行通訊電路 ......................................... 32 繼電器端子撞擊測(cè)試電路 .................................... 33 繼電器驅(qū)動(dòng) /檢知電路 ....................................... 34 接點(diǎn)阻值檢測(cè)電路 .......................................... 34 線圈阻值檢測(cè)電路 .......................................... 36 分度盤直流馬達(dá)控制電路 .................................... 37 第四章 計(jì)算機(jī)量測(cè)與控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .......................... 39 通訊協(xié)議 .................................................. 39 IV 監(jiān)控軟件程序設(shè)計(jì) .......................................... 44 PIC 控制模組量測(cè)方法 ....................................... 47 繼電器端子壓力測(cè)試 .................................. 47 啟動(dòng) //釋放電壓量測(cè) .................................. 48 啟動(dòng) //釋放時(shí)間量測(cè) .................................. 50 接點(diǎn)阻 值量測(cè) ........................................ 52 線圈阻值量測(cè) ......................................... 54 第五章 量測(cè)結(jié)果與討論 ...................................... 56 量測(cè)結(jié)果 .................................................. 56 量測(cè)重復(fù)性與精確性討論 .................................... 68 第 6 章 結(jié)論及未來(lái)展望 ...................................... 73 結(jié)論 ...................................................... 73 未來(lái)展望 .................................................. 73 參考文獻(xiàn) .................................................. 74 附錄 A ....................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 此計(jì)算機(jī)量測(cè)與控制系統(tǒng)硬件架構(gòu)采用由 RS485 總線、個(gè)人電腦及自行設(shè)計(jì) PIC 控制模塊所建構(gòu)成分布式監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)，其中 PC 當(dāng)主控制器及以 PIC 控制模塊為奴控制器，其中 PIC 控制模塊包含自行設(shè)計(jì)檢測(cè)及驅(qū)動(dòng)電路。而軟件部分包含以 LabVIEW 設(shè)計(jì) PC 端監(jiān)控程序及 PIC 控制 模塊控制、通訊及量測(cè)程序。 5 第 1 章 緒論 前言 近年來(lái)，隨著市場(chǎng)的多樣化需求及生產(chǎn)成本的提升，國(guó)內(nèi)許多車用電子零件的制造商紛紛外 移，留在國(guó)內(nèi)的制造商唯有提升自己產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力、功能及產(chǎn)品質(zhì)量，才有辦法生存下來(lái)。 車用電磁繼電器簡(jiǎn)介 汽車零件制造商提供的車用電磁繼電器 (型號(hào)為 80603)，其半成品 3 如圖 .2 所示，繼電器線圈額定電壓為 DC24V，接點(diǎn)型態(tài)為 1a、 1b、 1c 型式。諸項(xiàng)電氣規(guī)格如表 1 所示： 表 1 車用電磁繼電器電氣規(guī)格 電器特性 電氣規(guī)格 啟動(dòng)電壓 ≦ 16V 釋放電壓 ~ 8 啟動(dòng)時(shí)間 10ms? 釋放時(shí)間 10ms? 接點(diǎn)阻值 (NO) 10?? 接點(diǎn)阻值 (NC) 10?? 線圈阻值 320 10%?? 參考文 獻(xiàn) 遍尋市場(chǎng)上能測(cè)量汽車用繼電器電氣 /機(jī)械規(guī)格的儀器 [17]，這些量測(cè)儀器、專利或文獻(xiàn)普遍存在單項(xiàng)儀器均只能測(cè)量汽車零件制造商所需量測(cè)規(guī)格其中部份規(guī)格、沒(méi)提供任何電路或售價(jià)非常昂貴問(wèn)題。 第三章 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 此章節(jié)說(shuō)明此系統(tǒng)硬件架構(gòu)，設(shè)計(jì)控制電路、通訊電路及檢測(cè)電路。第一加工站為半成品自動(dòng)進(jìn)料，第二加工站為電氣接點(diǎn)錯(cuò)位及間隙視覺(jué)檢測(cè)，第三加工站為外蓋進(jìn)料與自動(dòng)上蓋，第四加工站為外蓋測(cè)壓，第五、六加工站為電氣接腳撞擊測(cè)試，第七、八加工站為電氣特性量測(cè)，第九加工站為不良品出料，第十加工站為雷射標(biāo)印及成品出料，機(jī)臺(tái)設(shè)計(jì)圖如圖 6 所示。外蓋由人工放入進(jìn)料坡道頂端，當(dāng)外蓋順著坡道滑下至末端時(shí)，進(jìn)料傳感器感測(cè)有料，則夾料缸延 z方向伸出夾取外蓋后縮回，移載缸延 x方向移動(dòng)到上蓋點(diǎn)，移載缸到達(dá)上蓋點(diǎn)時(shí)，夾料缸延 z方向伸出進(jìn)行上蓋，上蓋完畢則夾料缸縮回，移載缸回原點(diǎn)，等待下次的上蓋。撞擊后，電氣接腳陷入情況判斷是利用安置于撞擊缸側(cè)面線性位移傳感器來(lái)檢測(cè)，線性位移傳感器設(shè)計(jì)有可伸縮探針，其設(shè)置位置使探針頂端在電氣接腳未陷入狀態(tài)時(shí)緊臨分度盤底面 19 但未觸及；在電氣端子陷入狀態(tài)時(shí)探針頂端則因觸及分度盤底面而縮入。第七、八站加工動(dòng)作流程如圖 18所示。雷射標(biāo)印及成品出料模塊主要是由一勾料缸、鉤料桿、良品出料坡道及雷射標(biāo)印機(jī)所構(gòu)成，如圖 21 所示。 在控制器的選用上，表 2 為 PLC 與 PIC 控制器比較表， PLC 與 PC 聯(lián)機(jī)需透過(guò) OPC Server， PIC 則不用。茲將 PIC 控制模塊、 28 RS232/RS485 轉(zhuǎn)換器、電氣接腳撞擊測(cè)試電路、接點(diǎn)阻值檢測(cè)電路、線圈阻值檢測(cè)電路、直流馬達(dá)控制電路等功能 。 I/O 模塊輸出點(diǎn)電路如圖 30 所示，圖中 TLP250 是一顆光耦合 IC，內(nèi)部電路輸出是以 MOSFET 的方式去推動(dòng)輸出負(fù)載。 PC 與多個(gè) PIC 微控制器串行通訊電路圖如圖 31 所示。 21 12 5( )()RVVRR??? () 34 繼電器驅(qū)動(dòng) /檢知電路 為了量測(cè)待測(cè)繼電器啟動(dòng) /釋放電壓、啟動(dòng) /釋放時(shí)間，本研究設(shè)計(jì)了繼電器驅(qū)動(dòng) /檢知電路。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。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。本系統(tǒng)命令碼由 1 個(gè)字節(jié)組成，如圖 38 所示。 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(kāi)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。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(kāi)始自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。圖 47 為此量測(cè)項(xiàng)目程序流程圖。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。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(guò)快則所轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)不正確，過(guò)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)。程序最后會(huì)將所量測(cè)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存于緩存器