汽車行業(yè)
OMRON激光位移傳感器在產(chǎn)品分揀的應(yīng)用
專欄:汽車行業(yè)
發(fā)布日期:2021-08-28
閱讀量:1034
作者:
背景介紹:在產(chǎn)品生產(chǎn)線上,最終合格品的檢測(cè)一般采用人工檢查,剔除次品的方式。隨著檢測(cè)技術(shù)的提高,人工成本的升高,檢測(cè)元件的性價(jià)比等因素,高精度傳感器應(yīng)用開始廣泛...
背景介紹: 在產(chǎn)品生產(chǎn)線上,最終合格品的檢測(cè)一般采用人工檢查,剔除次品的方式。隨著檢測(cè)技術(shù)的提高,人工成本的升高,檢測(cè)元件的性價(jià)比等因素,高精度傳感器應(yīng)用開始廣泛。本案介紹的是OMRON激光位移傳感器(ZX2)做產(chǎn)品分類的系統(tǒng)。
工藝要求: 在以往的產(chǎn)品生產(chǎn)中,最后成品的參數(shù)檢測(cè)和分類均是由人手測(cè)量,做上編號(hào)進(jìn)行分類的!如下圖1所示:分別用千分尺測(cè)量X、Y兩點(diǎn)的厚度,然后進(jìn)行相減,得出這兩點(diǎn)的一個(gè)高度差。該系列合格成品的高度差一般在1.50mm~1.65mm之間,把它分成3類:A類在1.50mm~1.55mm之間;B類在1.55mm~1.60mm之間;C類在1.60mm~1.65mm之間;在1.50mm~1.65mm以外都是為次品! B點(diǎn)
圖1 檢測(cè)工件 人工測(cè)量的方式,由于工人的技術(shù)水平和操作方式不一。經(jīng)常使得分類結(jié)果相差不一,或者把次品當(dāng)作合格品。在這種情況下,引入電氣精準(zhǔn)測(cè)量,提高檢測(cè)效率就很有必要了。 圖 2 設(shè)備結(jié)構(gòu)圖 設(shè)備結(jié)構(gòu): 分為3部分,取件部、檢測(cè)部、分類部。 機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖2所示,首先由底鏈送工件進(jìn)入工作臺(tái);氣缸夾取工件平放在檢測(cè)臺(tái)并進(jìn)行擺正;工件到位兩邊位置夾夾緊,觸發(fā)檢測(cè)器得到測(cè)量值,進(jìn)過PLC處理得出分類結(jié)果,先打開滑行該分類擋板,松開位置夾。伸出推進(jìn)氣缸把工件推入滑坡,工件直接就掉到該分類的缺口里了。缺口處感應(yīng)開關(guān)感應(yīng)到工件進(jìn)入,就關(guān)閉擋板。如果是不合格品,直接滑倒底。
檢測(cè)設(shè)備的功能及要求: 1、 工件段差檢測(cè)精度在0.02mm以內(nèi); 2、 檢測(cè)數(shù)據(jù)能夠保存起來; 3、 分類范圍可以進(jìn)行更改; 4、 能手動(dòng)/自動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)切換,容易看到測(cè)量數(shù)據(jù)。
根據(jù)控制要求,進(jìn)行的系統(tǒng)配置如下:
對(duì)應(yīng)該檢測(cè)要求,OMRON 位移傳感器ZX2能很好滿足該要求。 ZX2系列 CMOS型激光位移傳感器,可測(cè)量精度到10 um,IP67的防護(hù)等級(jí),還能在移動(dòng)狀態(tài)中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的測(cè)量。ZX2在檢測(cè)精度上滿足客戶需求,并且對(duì)于設(shè)置簡(jiǎn)單可以做到無手冊(cè)設(shè)置,對(duì)初次使用電氣測(cè)量來說是很容易就能掌握的。在本項(xiàng)目中,我們是使用兩臺(tái)ZX2線型光束去測(cè)量?jī)蓚€(gè)位置的高低差,同時(shí)加入演算單元,使得檢測(cè)更加準(zhǔn)確。
系統(tǒng)開發(fā)中的需要解決的問題: 1、檢測(cè)處理及存儲(chǔ) 在工件固定后,硬線觸發(fā)兩臺(tái)ZX2檢測(cè),并進(jìn)過演算單元進(jìn)行計(jì)算得到要測(cè)量的高度差。PLC通過模擬量讀取該檢測(cè)數(shù)據(jù),通過與原先定義好的分類值進(jìn)行比較,得到分類結(jié)果!并把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到觸摸屏上,通過觸摸屏自帶的數(shù)據(jù)采集器生成CSV格式文件保存在外置U盤。然后讀取在電腦上進(jìn)行保存,一般也只是進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)的查看和統(tǒng)計(jì)。
2、通信解決方案 客戶現(xiàn)在的需求是3臺(tái)同樣的設(shè)備,要進(jìn)行檢測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)??赡芎罄m(xù)還要進(jìn)行6~8臺(tái)相同設(shè)備的數(shù)據(jù)集中。在這種情況下,PLC之間就需要做數(shù)據(jù)交換。初步方案中,每臺(tái)PLC上加一個(gè)CIF11走PC LINK的協(xié)議,設(shè)置一臺(tái)為主機(jī),采集從機(jī)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)。
圖3 串行PLC連接圖 串行PLC連接的結(jié)構(gòu)如上圖3 所示,PLC內(nèi)部自動(dòng)交換10個(gè)字的數(shù)據(jù)。實(shí)際應(yīng)用只要主機(jī)讀從機(jī)的數(shù)據(jù)就可以了。
但是現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果卻不太理想,PC link容易受干擾掉線,并且不能重啟通信。在外部干擾斷線的情況下,通信中斷后只能重新上電才能再次開啟PC link進(jìn)行通信。把通信模塊換成CIF21在機(jī)器運(yùn)行久了也還是會(huì)發(fā)生斷線,最后只有換成無協(xié)議的通信方式,改成主機(jī)無協(xié)議發(fā)送,從機(jī)host link被動(dòng)訪問的方式。 讀取1#
這種主從式的讀取方式,靈活性比較大,端口重啟和掉線重啟很實(shí)用。唯一缺點(diǎn)就是需要編寫串口讀寫程序,使用上沒有pc link那樣方便。
Host link 通信方式 通信口設(shè)置:
主機(jī)發(fā)送讀取命令:@01RD0100001057 * 讀取1#從機(jī)D100開始地址的10個(gè)字。從機(jī)響應(yīng)返回信息,用RXD直接接收數(shù)據(jù),然后比較地址、返回頭代碼RD,如果一致,就把后面的10個(gè)字MOV到存儲(chǔ)地址,并同時(shí)觸發(fā)觸摸屏作數(shù)據(jù)收集。然后發(fā)送@02RD0100001054 * 讀取2#從機(jī)的數(shù)據(jù),不斷的循環(huán)讀取達(dá)到采集的目的 正常工作情況,每次檢測(cè)要保存的記錄數(shù)據(jù)有7個(gè):設(shè)備號(hào)、物料號(hào)、操作員號(hào)、檢測(cè)時(shí)刻、A點(diǎn)數(shù)據(jù)、B點(diǎn)數(shù)據(jù)、段差數(shù)據(jù)。 3、PLC時(shí)間同步: PLC在運(yùn)行久了之后內(nèi)部時(shí)鐘就會(huì)產(chǎn)生偏差,為了在檢測(cè)數(shù)據(jù)匯總時(shí)每臺(tái)設(shè)備時(shí)間能夠一致。這就需要從機(jī)與主機(jī)同步,主機(jī)的時(shí)鐘由觸摸屏修正,然后主機(jī)每隔1小時(shí)就會(huì)發(fā)送一條本機(jī)的時(shí)鐘。從機(jī)檢測(cè)到是時(shí)鐘數(shù)據(jù),就會(huì)使用DATE指令更新本機(jī)時(shí)鐘,達(dá)到時(shí)鐘同步的效果。
4、重復(fù)收集的處理 使用主機(jī)讀取方式,從機(jī)被動(dòng)訪問。為了避免采集重復(fù)數(shù)據(jù),在返回?cái)?shù)據(jù)中,以實(shí)際的檢測(cè)時(shí)刻和從機(jī)身來標(biāo)識(shí),若兩者相同就判斷為同一數(shù)據(jù),不作處理。時(shí)間同步最大的作用是作重復(fù)識(shí)別使用的。
OMRON 產(chǎn)品在檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用 對(duì)于ZX2應(yīng)用要求的分析: ZX2優(yōu)點(diǎn)是設(shè)置簡(jiǎn)單功能強(qiáng)大。在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中,需要注意很多問題。其中就是對(duì)檢測(cè)技術(shù)的了解,就各種測(cè)具的比較。在該系統(tǒng)段差檢測(cè)中,直接用非接觸的ZX2替代接觸式的百分尺,對(duì)比中體現(xiàn)出它本身使用壽命及測(cè)量精度的優(yōu)勢(shì)。但是同時(shí),在使用環(huán)境中有更多的要求。 1、 精度測(cè)量必須有一個(gè)穩(wěn)定精準(zhǔn)定做的支架; 2、 檢測(cè)物件必須有固定的治具,防止檢測(cè)點(diǎn)發(fā)生偏移; 3、 在精度要求高的場(chǎng)合,多臺(tái)測(cè)量和增加演算單元,其效果更佳。
對(duì)于檢測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方式分析: 傳統(tǒng)的人工檢測(cè),都是以人工錄入的方式。中間環(huán)節(jié)較多,出錯(cuò)幾率較大。在電氣測(cè)量系統(tǒng)中,利用PLC做數(shù)據(jù)收集,觸摸屏做數(shù)據(jù)保存的方式,很切合客戶的實(shí)際應(yīng)用。對(duì)于多臺(tái)測(cè)量設(shè)備,數(shù)據(jù)統(tǒng)一集中保存的系統(tǒng),其通信難度相當(dāng)于做用PLC集散控制。要處理的問題有以下幾點(diǎn): 1、 單臺(tái)設(shè)備的數(shù)據(jù)收集需要在PLC上保持多組記錄,使用堆棧功能做數(shù)據(jù)分配,變址存儲(chǔ)等; 2、 多臺(tái)設(shè)備做集中收集,其通信方式使用的選擇。PC link 無需編程、抗干擾能力稍差、使用簡(jiǎn)單但不靈活,無協(xié)議 編程復(fù)雜調(diào)試難度高、但使用靈活與上位機(jī)配合方便、可以程序作掉線處理,使用網(wǎng)絡(luò)功能模塊 無需編程、開發(fā)簡(jiǎn)單抗干擾能力強(qiáng)、但價(jià)格貴。根據(jù)實(shí)際應(yīng)該的需求選擇合適的方式。 3、 系統(tǒng)配置的選擇,在檢測(cè)系統(tǒng)中,邏輯控制要求不高,重點(diǎn)在于數(shù)據(jù)的處理,對(duì)于檢測(cè)速度快速,本身需要較大的存儲(chǔ)空間和運(yùn)算速度,點(diǎn)數(shù)多少倒是不太主要了; 上位機(jī)的選用,根據(jù)客戶的需求,只在現(xiàn)場(chǎng)查看記錄的可用OMRON低端NB系列的觸摸屏;需要做數(shù)據(jù)保存并做成分類存儲(chǔ)的使用高端NS的觸摸屏,帶上以太網(wǎng)很能遠(yuǎn)程讀取數(shù)據(jù)采集的記錄。對(duì)于收集的數(shù)據(jù)要錄入服務(wù)器作產(chǎn)品信息跟蹤的只能用工控機(jī)了。 |