貼片電解電容器座板檢測機

（南通新聯(lián)電子有限公司，江蘇 南通，226363）

貼片電解電容器座板檢測機

顧志軍

（南通新聯(lián)電子有限公司，江蘇 南通，226363）

本文主要介紹了貼片電解電容器座板檢測機的構成及作用，闡述了三菱PLC及松下CCD視覺系統(tǒng)在設備中的應用，利用FX-3U完成伺服入料傳動控制，良品與不良品下料控制，利用松下CCD視覺系統(tǒng)完成座板的形狀及尺寸檢測。在座板檢測過程中,該設備對不良品的不合格項次進行統(tǒng)計和顯示，利用這些數(shù)據(jù)可以及時反饋座板注塑過程中的問題點，便于管理人員及時修理和優(yōu)化，提高座板生產(chǎn)的合格率。

貼片電解電容器；座板；PLC；CCD

貼片電解電容器是電子行業(yè)中使用較為廣泛的元件之一，而座板是其必不可少的部件。目前座板的生產(chǎn)主要是通過注塑機直接注塑成型。受工藝限制，注塑的座板容易出現(xiàn)注射不足、溢邊、尺寸偏差等現(xiàn)象。由于座板體積較小，直徑在3mm-10mm之間，且單臺注塑機日產(chǎn)量可達到500K-1000K PCS。人工檢測產(chǎn)品難度較大,無法發(fā)現(xiàn)較小的溢邊，不良品往往是批量產(chǎn)生，造成生產(chǎn)成品大幅度增加。因此，開發(fā)貼片電解電容器座板檢測機，利用CCD機器視覺系統(tǒng)對產(chǎn)品進行自動識別，及時發(fā)現(xiàn)座板的不良項次，指導注塑生產(chǎn)管理，提高了產(chǎn)品的出廠合格率。

1 機械構成

1.1 總體結(jié)構

貼片電解電容座板檢測機分為三個部分：振動盤入料機構，座板檢測機構，下料打包機構（見圖1）。

1.2 振動盤入料機構

該機構由下料倉、圓振、直線送料器、控制器組成，使座板按照設定的方向逐一輸送到檢測機構中。當圓振中的產(chǎn)品減少到一定數(shù)量時，下料倉自動將產(chǎn)品送入圓振中進行定向排序。圓振及直振的振動源為電磁式，可以通過控制器調(diào)節(jié)振動頻率，從而達到座板輸送速度可控的目的。

1.3 座板檢測機構

該機構設置為6個圓周分布的工位，分別為座板定位工位、A面CCD1檢測工位、B面CCD2檢測工位、不良品下料工位、良品下料工位、重測品下料工位。檢測機構是該設備的核心部分，采用連續(xù)轉(zhuǎn)動，座板檢測時不需要停頓，提高了檢測效率。各工位調(diào)整機構相似，以座板定位工位為例，

該工位完成座板在圓盤面軸向整體排列，使座板進入CCD工位時處于拍攝視野內(nèi)。座板定位工位由直流無刷電機、排料輪、橫向調(diào)整機構及縱向調(diào)整機構組成（見圖2）。

使用直流無刷電機，在控制時進行無極調(diào)速，使排料輪線速度與座板轉(zhuǎn)盤的線速度匹配，保證座板的排料質(zhì)量。水平和豎直調(diào)整機構采用凹、凸燕尾槽，利用齒輪和齒條進行位置調(diào)整，以便適應多種尺寸規(guī)格的座板。該機構加工重點是排料輪的同心度和軸向跳動。

圖1 總體機構

圖2 座板定位工位

1.4 下料打包機構

針對良品設置了自動打包機構，由12個接料箱進行循環(huán)接料，根據(jù)客戶要求設定包裝數(shù)量。減少了人工打包工序，有助于減少不同產(chǎn)品混裝的現(xiàn)象。該打包機構連續(xù)可以完成12-16小時下料產(chǎn)量，中途無需進行人工干預。

2 軟件構成

2.1 控制程序

座板在傳動盤面的位置精度直接影響到設備的檢測精度。采用安川伺服SJMJV-04AAA61作為盤面的驅(qū)動電機，三菱FX-3U作為主控制單元，其高速脈沖輸出口控制伺服電機的運行。程序運行時C251實時記錄伺服電機編碼器的數(shù)值，C251為硬件高速計數(shù)器，32位雙向雙計數(shù)，響應速度快，不受PLC掃描周期的影響，從而保證了座板位置讀取的精度?？刂屏鞒虉D如圖3所示。

在控制程序中，其重點是座板位置的存儲和計算。利用FX-3U的擴展寄存器R與變址寄存器Z進行座板位置的存儲。以1工位排料和2工位CCD1檢測為例。當座板1通過第1工位，到達第2工位時，程序需要觸發(fā)CCD1進行拍攝，依次循環(huán)完成后續(xù)所有座板的拍攝觸發(fā)。程序在座板1通過第1工位的光電檢測傳感器時，擴張寄存器R0Z0對座板1的位置進行存儲，此時Z0==0，存儲位置指向R0。待座板1位置存儲完成后，Z0=Z0+2，存儲位置指向R2，等待座板2通過光電檢測傳感器時，將位置數(shù)值保存到R0寄存器內(nèi)。當Z0==1000時，座板1已經(jīng)完成檢測，此時MOV KO Z0,重新進行下一輪存儲。

圖3 控制流程圖

FX-3U輸入點分配如下：

X-3U輸出點分配如下：

圖4 外邊緣毛刺檢測

圖5 表面缺料檢測

2.2 CCD檢測程序

本文采用松下PV200作為本體進行圖像分析處理，30萬像素相機進行座板拍攝。主要檢測產(chǎn)品尺寸、外邊緣毛刺、內(nèi)孔尺寸、內(nèi)孔毛刺、表面缺料及裂痕等。

圖4中，紅色方框內(nèi)為座板注塑成型時產(chǎn)生的外邊緣毛刺，在程序中在該位置設置了邊緣直線度，當直線度超過范圍時判定為毛刺過大，屬于不良品。

圖5中，紅色圓內(nèi)為座板注塑成型時表面產(chǎn)生的缺料，在程序中在該位置設置了顏色飽和度檢測，色差范圍度超過范圍時判定為該處存在缺損，屬于不良品。

3 結(jié)論

本文通過PLC系統(tǒng)和CCD視覺檢測系統(tǒng)完成了貼片電解電容座板的自動檢測，系統(tǒng)的各項參數(shù)可以通過觸摸屏進行設置。CCD顯示屏可以將座板的質(zhì)量狀況直觀出來。通過樣機試驗驗證了設計的可行性和有效性。

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[1]松下電工神視株式會社, PV200使用手冊, 2012.

[2]MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION, FX3g. FX3u. FX3uc系列微型可編程控制器編程手冊, 2009.