【正文】 由 PIC 控制模塊量測(cè)，再將量測(cè)的值傳回 PC 端監(jiān)控程序，由監(jiān)控程序判別量測(cè)結(jié)果是否為良品，以下將說明各量測(cè)流程及方法。反檢測(cè)結(jié)果為不良品，則對(duì)第三站下達(dá)區(qū)域命令 0011 1001，執(zhí)行動(dòng)作為命令該站暫停加工一次。 5132(1 )VgainRRA RR???? ? ? ???? () 1 .2 5 ( ) 0 .5 ( )2 .5 ( )VIA??? () 35 圖 34 接點(diǎn)阻值檢測(cè)電路 36 圖 35 儀 表放大電路 線圈阻值檢測(cè)電路 線圈阻值檢測(cè)電路如圖 36 所示，其設(shè)計(jì)原理采用分壓定理，設(shè)待測(cè) RELAY 線圈阻值為 LR ，串聯(lián)一顆電阻 R 2 ，由 PIC RA 端口 AD 通道 (AN3)檢測(cè) 2R 端的電壓值 1V ，如 (4)式。當(dāng)控制腳 (RB4)為高態(tài)時(shí)， SN75176 處于發(fā)送狀態(tài)， SN75176D 腳接收 PIC (TXD 腳 )送來串行數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)為差動(dòng) (平衡 )式訊號(hào)由 A、 B 腳送至 RS485 BUS，即將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為差動(dòng) (平衡 )式訊號(hào)；當(dāng)控制腳 (RB4)為低態(tài)時(shí)， SN75176 處于接收狀態(tài)，由 A、 B腳接收到差動(dòng) (平衡 )式訊號(hào)，轉(zhuǎn)為串行數(shù)據(jù)由 R 腳送至 PIC(RXD 腳 )，即將差動(dòng) (平衡 )式訊號(hào)轉(zhuǎn)為串行數(shù)據(jù)。CPU 模塊主要是由 PIC16F877 及其重置電路與石英振蕩電路、系統(tǒng)狀態(tài)指示燈及雙向差動(dòng)總線通訊電路 (75176)，電路圖如圖 28 所示。 25 圖 21 第十站機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)圖 26 圖 22 第 十站加工動(dòng)作流程圖 第三章 計(jì)算機(jī)量測(cè)與控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 此車用電磁繼電器自動(dòng)化裝配及檢測(cè)計(jì)算機(jī)量測(cè)與控制系統(tǒng)，依據(jù)車廠制造商在量測(cè)上電氣規(guī)格量測(cè)需求，必須具備下列性能： 27 (1)可檢測(cè)繼電器線圈驅(qū)動(dòng)電壓為 DC24V/12V。五、六站檢測(cè)的方法請(qǐng)參閱章節(jié) 。第一站加工動(dòng)作流程如圖 8 所示。有關(guān)國內(nèi)外車用繼電器相關(guān)研究，文獻(xiàn) [13] 研究車用電磁繼電器機(jī)械及電器特性規(guī)格，文中并未對(duì)繼電器線圈阻值數(shù)據(jù)量測(cè)，也無繼電器裝配的功能。汽車零件制造商積極且急欲將車用繼電器產(chǎn)線自動(dòng)化，藉此向客戶證明制程能力，并于短時(shí)間內(nèi)提升自動(dòng)化生產(chǎn)程度，滿足客戶產(chǎn)能需求。I 題 目 車用電磁繼電器后端制程計(jì)算機(jī)量測(cè)與控制系統(tǒng)研制 英文題目 Development of a Computer Measurement and Control System for Backend Processes of Automobile Electromagic Relays 摘 要 國內(nèi)許多車用電磁繼電器制造商均沒有車用電磁繼電器裝配及檢測(cè)自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，僅能依賴人工做逐一檢測(cè)及裝配，不僅耗費(fèi)時(shí)間及人力成本，而且生產(chǎn)速度慢、產(chǎn)品質(zhì)量不 穩(wěn)定。 研究動(dòng)機(jī)與目的 目前，國內(nèi)某些制造車用電磁繼電器的小公司或上市公司均沒有車用電磁繼電器自動(dòng)化生產(chǎn)的自 動(dòng)化設(shè)備，僅能以人工方式逐一進(jìn)行繼電器的裝配及各項(xiàng)電氣特性或機(jī)械特性測(cè)量，量測(cè)結(jié)果為良品才由人工包裝出貨，因此相當(dāng)耗費(fèi)人力及時(shí)間，另外，在面對(duì)淡旺季或訂單多寡狀況，人力的調(diào)節(jié)問題也很難處理。文 獻(xiàn) [1415]探討雷射標(biāo)印性能及算法。 12 圖 7 第一站機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)圖 13 圖 8 第一站加工動(dòng)作流程圖 第二站：電氣接點(diǎn)視覺檢測(cè) 第二站主要功能為電氣接點(diǎn)間隙及錯(cuò)位視覺檢測(cè)，其機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖 9 所示。 圖 14 第五、六站機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)圖 20 圖 15 第五、六站加工動(dòng)作流程圖 第七、八站：電氣特性量測(cè) 第七站功能為繼電器啟動(dòng)電壓、啟動(dòng)時(shí)間、釋放電壓、釋放時(shí)間量測(cè)電氣特性量測(cè)，第八站功能為線圈阻值及接點(diǎn)阻值電氣特性量測(cè)。 (2)可量測(cè)規(guī)格項(xiàng)目包含啟動(dòng)電壓、釋放電壓、啟動(dòng)時(shí)間、釋放時(shí)間、接點(diǎn)阻值 (NO、 NC)及線圈阻值等項(xiàng)目。在圖 28 中， J9 外接 8 個(gè)LED 燈，做系統(tǒng)燈號(hào)顯示， J2 接 RS485 BUS，表 3 為系統(tǒng)燈號(hào)菜單。SN75176 各腳位功能請(qǐng)參考表 4。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。致動(dòng)器個(gè)別控 制命令碼及功能參照表 7。 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 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。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)。 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)。此時(shí)電源供應(yīng)器會(huì)持續(xù)升壓至設(shè)定最高電壓再開始降壓，達(dá)到釋放電壓時(shí)，繼電器 NO 接點(diǎn)瞬間打開，示波器瞬間下降至 0V，此刻電壓值即為釋放電壓。為了能夠準(zhǔn)確量測(cè)，將此電壓透過儀表放大電路，將小電壓放大 200 倍，再由 PIC 微 控制器 A/D 信道量測(cè)得電壓值，將其電壓值換 53 算為接點(diǎn)阻值，其量測(cè)方塊圖如圖 52 所示。 PIC 微控制器 A/D 模塊量測(cè)數(shù)據(jù)以 10Bit 表示，可量測(cè)電壓為 0V~5V，量測(cè)分辨率約為 ，當(dāng)繼電器端子陷入時(shí)，量測(cè)到的電壓值將大于設(shè)定的臨界電壓值。例如第一站至第十站 PIC 控制模塊接收到 C1 命令碼，則各站均執(zhí)行加工 1 次；第十一站 PIC 控制模塊接收到 C2 命令碼，則分度盤轉(zhuǎn)一個(gè)分度。 21 2 5 ( )()LRVVRR??? () 37 圖 36 線圈阻值檢測(cè)電路 分度盤直流馬達(dá)控制電路 本機(jī)構(gòu)分度盤是由一直流馬達(dá)傳動(dòng)，直流馬達(dá)由一直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器控制，直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器的功能請(qǐng)參照附錄 A。 再由 PIC RA 端口 AD 通道 (AN0)檢測(cè)其偵測(cè) V 1 的電壓值，并由 PIC 微控制器內(nèi)建的 A/D 模塊將偵測(cè)到的模擬訊號(hào)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 ， 判斷繼電器 端子是否有陷入 ， 其設(shè)計(jì)電路。為了符合某些加工站量測(cè)需求，亦將繼電器端子撞擊測(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)控制電路布線于 I/O 模塊電路板中，再視各站需求決定插入電子零 件與否。 (4)用戶可輸入良品規(guī)格數(shù)據(jù)，量測(cè)結(jié)果不良品直接自動(dòng)進(jìn)入廢料區(qū)，不需標(biāo)??；良品則標(biāo)印量測(cè)日期及時(shí)間，同時(shí)將量 測(cè)日期時(shí)間及量測(cè)數(shù)據(jù)存盤。量測(cè)探針頭內(nèi)裝置量測(cè)探針，利用一量測(cè)缸帶動(dòng)一量測(cè)探針頭延 z+方向伸出，量測(cè)缸達(dá)上位點(diǎn)時(shí)，繼電器線圈 /接點(diǎn)接腳觸及量測(cè)探針，開始進(jìn)行電器特性量測(cè)，量測(cè)結(jié)果傳送至計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存量測(cè)數(shù)據(jù) ，并做為第九站不良品分類。視覺檢測(cè)部分由另一名學(xué)長負(fù)責(zé)研究， 所以本站將不在本文中論述。 第一章 緒論 此章節(jié)說明本文研究動(dòng)機(jī)與目的，介紹車用電磁繼電器規(guī)格及其電器特性，以及相關(guān)文獻(xiàn)探討。另外，現(xiàn)有端子壓力測(cè)試機(jī)臺(tái)亦存在暫用空間過大、整合不易或整合費(fèi)用比重新設(shè)計(jì)費(fèi)用高等問題。因此，本文主要目的在研制一套適于車用電磁繼電器裝配及檢測(cè)自動(dòng)化設(shè)備計(jì)算機(jī)量測(cè)與控制系統(tǒng)，協(xié)助車用電磁繼電器制造商將生產(chǎn)制程自動(dòng)化，提升生產(chǎn)速度及產(chǎn)品質(zhì)量。 目前制造車用繼電器的小型公司大量投入產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計(jì)，不斷的提升競(jìng)爭(zhēng)力，建立小量多樣的產(chǎn)品線。另外，在雷射標(biāo)印 (Laser Marking)方面，有南樺電機(jī)有限公司 [8]、 德璽實(shí)業(yè)公司 [9]雷射雕刻機(jī)、雕坊科技有限公司 [10]雷射標(biāo)印機(jī)、 Telesis Technologies, Inc [11]雷射標(biāo)印機(jī)，這些雷射標(biāo)印 /雕刻機(jī)均無繼電器進(jìn)料、繼電器電氣特性量測(cè)及繼電器良品 /不良品選別等功能，不符車廠所需。 圖 3 加工站配置圖 10 圖 4 十分割凸緣法蘭行精密間歇分割器 圖 5 分度盤直流馬達(dá) 11 圖 6 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)圖 各加工站詳細(xì)功能說明如下： 第一站：半成品自動(dòng)進(jìn)料 第一站主要功能為半成品自動(dòng)進(jìn)料，其設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)有半成品進(jìn)料坡道、推料治具、推料撥片及擋片，其機(jī)構(gòu)及致動(dòng)器設(shè)計(jì)如圖 7 所示。探針縮入量會(huì)使線性位移傳感器內(nèi)部電阻產(chǎn)生改變 (如同可變電阻 )，若將電阻值轉(zhuǎn)換為電壓值，量測(cè)電路及可依據(jù)默認(rèn)電壓臨界值判定電氣端子陷入與否，并量測(cè)判定狀況 (不良品與否 )傳輸至計(jì)算機(jī)，以作為第九站不良品排料及分類依據(jù)，其設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)及致動(dòng)器如圖 14。裝配及檢測(cè)完成繼電器良品，由雷射標(biāo)印機(jī)標(biāo)印其繼電器規(guī)格其制造日期完后，由勾料缸延 x方向?qū)⒘计饭闯鲋亮计烦隽掀碌?，完成一顆繼電器良品裝配及檢測(cè)。 PIC 控制模組 PIC控制模塊為自行設(shè)計(jì)的電路板，包 CPU 模塊及 I/O 模塊，實(shí)體圖如圖 225 所示。 SN75176 IC 為 RS232 與 RS485 訊號(hào)轉(zhuǎn)換 IC，其功能為將串行訊號(hào)轉(zhuǎn)為 RS485 訊號(hào)，或是將 RS485 訊號(hào)轉(zhuǎn)換回串行訊號(hào)。輸出驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng) RELAY2 激磁供 +24V 電源給待測(cè)繼電器，再由 PIC RD7 輸出高電位 (+5V)或低電位 (0V)使待測(cè)繼電器激磁與否，達(dá)到量測(cè)待測(cè)繼電器 NO 及 NC 接點(diǎn)。高 4 位 (bit7~bit4)用以區(qū)分區(qū)域命令 (Local mand)或全局命令(Global mand)，低 4 位 (bit3~bit0)用以設(shè)定執(zhí)行動(dòng)作 (Action)。首先， PC 對(duì)