1? 引言
我國(guó)建筑陶瓷產(chǎn)業(yè)在20世紀(jì)后期得到迅猛的發(fā)展,建筑陶瓷出口量年平均增長(zhǎng)率達(dá)20-30%,占陶瓷墻地磚總產(chǎn)量的50％以上,現(xiàn)在已成為大的陶瓷產(chǎn)區(qū),未來將是傳統(tǒng)陶瓷的強(qiáng)大制造中心。然而,在我國(guó)建筑陶瓷產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的同時(shí)也伴隨著諸多問題,就行業(yè)總體水平而言,檔次偏低、技術(shù)水平不高,如何提高產(chǎn)品質(zhì)量,與國(guó)際接軌,走向國(guó)際市場(chǎng),己是擺在企業(yè)面前的重要課題。自動(dòng)檢測(cè)機(jī)械至今仍是我國(guó)陶瓷機(jī)械行業(yè)的一個(gè)空白,目前在大批量生產(chǎn)的陶瓷墻地磚中,通常都采用人工檢測(cè)的方法[1]。一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的人工接觸式測(cè)量方法跟不上現(xiàn)代墻地磚加工工業(yè)的非接觸測(cè)量要求,另一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的離線、靜態(tài)測(cè)量方法又滿足不了現(xiàn)代加工中主動(dòng)測(cè)量的實(shí)際需要,不能及時(shí)控制生產(chǎn)過程,在生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)因不能及時(shí)檢測(cè)產(chǎn)品、控制流程而造成廢品的情況,再者人工測(cè)量為靜態(tài)和局部單點(diǎn)測(cè)量,存在檢測(cè)速度慢、效率低等問題,檢測(cè)時(shí)人為影響因素很大,如受讀數(shù)、測(cè)量方法、測(cè)量習(xí)慣、量具磨損等因素影響 [2]。隨著現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展,要求檢測(cè)設(shè)備應(yīng)具備速度快、精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)、實(shí)時(shí)自動(dòng)檢測(cè)等特點(diǎn)。因此,研制適合我國(guó)國(guó)情的墻地磚實(shí)時(shí)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)不僅可以大大提高分揀的準(zhǔn)確度,保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性,而且符合主動(dòng)、在線、實(shí)時(shí)、非接觸測(cè)量的現(xiàn)代檢測(cè)要求,將大幅度地節(jié)省勞動(dòng)力,并減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。對(duì)滿足我國(guó)建陶行業(yè)技術(shù)裝備現(xiàn)代化需求,使我國(guó)盡早成為陶瓷生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)有著重要社會(huì)經(jīng)濟(jì)意義。出于這種目的,本文對(duì)檢測(cè)理論及軟、硬件設(shè)計(jì)部分進(jìn)行細(xì)致的研究,設(shè)計(jì)了基于PLC的瓷磚平整度在線檢測(cè)分級(jí)系統(tǒng)。?

2? 檢測(cè)系統(tǒng)的整體框架
平整度分揀系統(tǒng)由傳送、檢測(cè)和分級(jí)三部分組成。應(yīng)用光學(xué)三角法檢測(cè)技術(shù)[3],通過編碼器及PLC的高速計(jì)數(shù)器功能對(duì)移動(dòng)中的待檢測(cè)瓷磚的采樣位置進(jìn)行精確定位,當(dāng)傳感器感應(yīng)到待檢瓷磚進(jìn)入到檢測(cè)區(qū)域時(shí),由PLC通過I/O端口給出采樣指令,使用激光位移傳感器對(duì)移動(dòng)中的瓷磚表面進(jìn)行信息采集,經(jīng)過傳感器內(nèi)部運(yùn)算得出距離數(shù)據(jù),以4-20mA的電流信號(hào)傳遞給PLC的AD轉(zhuǎn)換模塊,將模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信息提供給PLC的主機(jī)單元進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算,在PLC內(nèi)部按照特定的算法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,將得出的瓷磚各邊平整度數(shù)據(jù)與HMI中設(shè)定的分級(jí)閥值進(jìn)行比較分級(jí)、判定凸凹。PLC根據(jù)判定結(jié)果通過I/O端口驅(qū)動(dòng)電磁閥控制相應(yīng)的分級(jí)氣缸帶動(dòng)鉛筆為瓷磚做出標(biāo)記,以便于后期工人分揀。檢測(cè)時(shí)在HMI中顯示實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)及相關(guān)的檢測(cè)信息