風(fēng)琴發(fā)音彈簧片的頻率校驗(yàn)

謝幸福

【摘?要】此設(shè)計(jì)是針對(duì)樂(lè)器制造單位，自動(dòng)檢測(cè)發(fā)音彈簧片震蕩一周期的時(shí)間，自動(dòng)加工打磨后的震蕩時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)值參考值相比較，在其允許誤差范圍內(nèi)，屬于標(biāo)準(zhǔn)件，否則就屬于次品。原先是人工打磨，采用專用測(cè)試儀器，對(duì)待測(cè)試發(fā)音鍵進(jìn)行檢測(cè)，人工檢測(cè)得到結(jié)果后，再進(jìn)行人為的挑選、手動(dòng)加工。如此，會(huì)大大浪費(fèi)人工成本，誤差概率極大，導(dǎo)致發(fā)音音律失真，影響音質(zhì)，使得單位出成品率低，效率低，產(chǎn)品質(zhì)量得不到保證，從而有損公司形象。為了提高生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)品質(zhì)量，我也參與商討并負(fù)責(zé)本套設(shè)備的電控部分。

【關(guān)鍵詞】發(fā)音彈簧片;檢測(cè);自動(dòng)加工;自動(dòng)挑選

一、概述

時(shí)下的社會(huì)發(fā)展超快，進(jìn)步每天都得有，但是小進(jìn)步也有可能會(huì)排在落后的隊(duì)伍里去，因?yàn)閯e人的快速發(fā)展會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)的將小進(jìn)步甩在身后?，F(xiàn)代的企業(yè)快速發(fā)展，有外在的業(yè)務(wù)因素，但也肯定有單位生產(chǎn)的內(nèi)在因素，內(nèi)在因素有總經(jīng)理的發(fā)展理念、有公司執(zhí)行人員的全力支持，還要有先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備，如果生產(chǎn)設(shè)備不到位，那么公司即使所有的軟件（包括管理、人才）都很優(yōu)秀，但就是出不了成品，那也是白搭。所以保證公司的穩(wěn)步前行條件之一，就是要有先進(jìn)的、穩(wěn)定、可靠的設(shè)備作為生產(chǎn)保障。

本套設(shè)備已經(jīng)初步研制成功并運(yùn)用于實(shí)踐，現(xiàn)在處于試生產(chǎn)階段，效果顯著;根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需求，后期將會(huì)對(duì)其進(jìn)行升級(jí)處理。本套設(shè)備應(yīng)用之后，其檢測(cè)、加工速度明顯提高，大大節(jié)約人工成本、提高生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品合格率。

二、設(shè)計(jì)初步思想

本套設(shè)備使用到西門子S7-1200系列PLC，CPU為1214C，采用西門子7寸觸摸屏進(jìn)行人機(jī)對(duì)話，采用的光纖傳感器進(jìn)行頻率檢測(cè)，另外選擇SMC的速動(dòng)電磁閥進(jìn)行高壓開(kāi)啟加工的控制操作。

本套設(shè)備一共4個(gè)工位，4工位均擺放標(biāo)準(zhǔn)樣品，由氣缸推進(jìn)到位，先開(kāi)啟低壓壓縮空氣進(jìn)行震蕩采樣，將每個(gè)工位的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行讀取并保存在PLC存儲(chǔ)器內(nèi)，通過(guò)觸摸屏顯示出標(biāo)準(zhǔn)采樣值，即震蕩一次所需要的周期值。然后退出樣品，將檢測(cè)件放入加工位，按下自動(dòng)加工，氣缸將檢測(cè)件送至檢測(cè)工位，先吹低壓進(jìn)行采樣，將采樣值與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，如果低壓當(dāng)前值低于標(biāo)準(zhǔn)值，即低壓當(dāng)前周期值小于標(biāo)準(zhǔn)周期值，則說(shuō)明被測(cè)彈簧片震蕩一次的時(shí)間更短，若不在允許誤差范圍內(nèi)，該被測(cè)件屬于次品，因?yàn)閺椈善×?，發(fā)出的音質(zhì)將會(huì)刺耳。此時(shí)觸摸屏發(fā)出報(bào)警，提示產(chǎn)品不合格。若低壓當(dāng)前周期值大于標(biāo)準(zhǔn)周期值，說(shuō)明被測(cè)件震蕩一周期時(shí)間大于標(biāo)準(zhǔn)值，被測(cè)件比較厚重，需要加工打磨，采用10ms高壓運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行間隙性比較，比較出來(lái)的值要在其允許誤差范圍內(nèi)，允許誤差可以人工設(shè)置正負(fù)值。

三、運(yùn)用的技術(shù)

1、高速計(jì)數(shù)器具有“計(jì)數(shù)”、“周期”、“頻率”和“Motion Control”4種計(jì)數(shù)類型。前3中均在硬件組態(tài)中進(jìn)行配置，后一種需要在運(yùn)動(dòng)控制工藝對(duì)象中組態(tài)，對(duì)于本案例中，選擇數(shù)據(jù)類型為“周期”。

PLC采集震蕩頻率，在高速計(jì)數(shù)器中，只要勾選“啟用該高速計(jì)數(shù)器”，計(jì)數(shù)類型選擇為“周期”即可。

頻率測(cè)量周期，選擇“0.1 Millisec”，因?yàn)闄z測(cè)最高頻率大約為4000HZ左右。

需要注意，脈沖發(fā)生器下面的PTO1/PWM1…PTO4/PWM4，其常規(guī)—啟用下面的“啟用該脈沖發(fā)生器”不能勾選，選擇后，PLC輸出端Q0.0…Q0.4將會(huì)只輸出一個(gè)脈沖，影響Q點(diǎn)正常運(yùn)行。

2、DB塊的設(shè)置及使用

先建立一個(gè)DB塊命名為Period，打開(kāi)DB塊，新建名稱My_Period，將其數(shù)據(jù)類型更改為HSC_P?eriod，其下面的結(jié)構(gòu)元素含義如下：

ElapsedTime?順序間隔最近輸入脈沖之間的間隔時(shí)間;

EdgeCount??返回最近完成周期的輸入脈沖的數(shù)量;

EnHSC????啟用HSC：1=啟用SFB，0=禁用SFB;

EnPeriod???啟用周期更新：1=將SFB周期改成NewPeriod;

NewPeriod??設(shè)定周期測(cè)量間隔時(shí)間（進(jìn)行一次周期測(cè)量所使用的時(shí)間），其值只能是10、100、1000Ms。

對(duì)于結(jié)構(gòu)元素EnHSC（BOOL）、EnPeriod（BOOL）、NewPeriod（INT）的啟用程序方式如下：

計(jì)算脈沖周期值，要采用掐頭去尾的方式進(jìn)行，即記錄第一個(gè)測(cè)量周期的最后一個(gè)脈沖的時(shí)間t1到記錄第二個(gè)測(cè)量周期的最后一個(gè)脈沖的時(shí)間t2，其時(shí)間間隔為t2-t1，第一個(gè)脈沖周期結(jié)束到第二個(gè)脈沖周期結(jié)束之間的脈沖數(shù)設(shè)為n，那么計(jì)算得到其脈沖周期Period =，單位為ns/脈沖。

四、總結(jié)

以上是做這套設(shè)備的總體思路，應(yīng)用在樂(lè)器生產(chǎn)廠，效率提高了，節(jié)約了人力資源和成本，設(shè)備最終試驗(yàn)數(shù)據(jù)基本能夠滿足要求。期間得到西門子技術(shù)部門的支持和同事的幫忙，使得相對(duì)較順利的完成了這套設(shè)備的組裝、調(diào)試和試生產(chǎn)，也認(rèn)識(shí)到自己的不足，工作之余，定當(dāng)全力以赴，努力趕上時(shí)下快速發(fā)展的技術(shù)，不讓自己落伍。

另外，根據(jù)廠房的要求，第二批次的設(shè)備需要增加工位和打磨精度，進(jìn)一步提高設(shè)備的精準(zhǔn)度，能夠更好的應(yīng)用在生產(chǎn)當(dāng)中。

參考文獻(xiàn)：

[1]西門子公司，S7-1200高速計(jì)數(shù)器功能簡(jiǎn)介，官網(wǎng)內(nèi)容

[2]段禮才，西門子S7-1200 PLC編程及使用指南，機(jī)械工業(yè)出版社

[3]向曉漢，西門子S7-1500PLC完全精通教程，化學(xué)工業(yè)出版社

（作者單位：哈工大機(jī)器人集團(tuán)（江蘇）華粹智能裝備有限公司）