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0引言
在光學鏡片的加工過程中，作為原材料的玻璃塊,其重量對鏡片的性能以及加工工藝有十分重要的影響。目前,國內大多數(shù)生產(chǎn)廠家，分揀的玻璃塊仍然由人工逐個稱重并進行分組⑴。由于光學玻璃塊易碎，所以要求輕拿輕放，人工效率較低。釆用人工分組，由于分組精度高，工作量大,所以難以保證分選的準確性。國內也有釆用光學玻璃塊自動稱重分揀機，由于節(jié)拍慢,連續(xù)運行時零漂嚴重,所以特研制了光學玻璃塊滾筒式稱重自動分揀機。
1稱重原理及稱重裝置結構

圖1稱重原理示意圖

采用差動稱重原理,在一個數(shù)據(jù)采集周期T內，先稱滾筒的重量然后稱滾筒+玻璃塊的重量q,兩者相減(差動原理)，得到光學玻璃塊的重量G.
G=G、-G。
實現(xiàn)差動稱重原理的裝置如圖2所示，差動稱重過程如下：
(1)稱滾筒:分揀機啟動，電子天平開啟，直流電機帶動滾筒轉動，下料門關閉，電子天平顯示空運行狀態(tài)下穩(wěn)定值。
(2)稱滾筒+玻璃塊:光學玻璃塊從上滑道落下，電磁鐵響應，下料門打開，玻璃塊落入滾筒V型槽中，電子天平示值在滾筒轉動中逐漸穩(wěn)定，得到加料后的穩(wěn)定值,即滾筒+玻璃塊的重量4。
2分揀機結構
分揀機由機械部分和控制系統(tǒng)組成。機械部分實現(xiàn)上料、稱重和分選;控制系統(tǒng)由PLC實現(xiàn)分揀機的全部動作過程，工控機通過串口和數(shù)據(jù)釆集卡分別與電子天平和PLC通信，實現(xiàn)測量信號的采集及處理。
2.1機械部分
機械部分包括上料裝置、滾筒式稱重裝置和分選裝置，如圖3所示。
其工作過程如下：

圖3分揀機機械結構
稱滾筒:滾筒連續(xù)轉動將玻璃塊通過滑道送到分選裝置,工控機釆樣電子天平,得到滾筒的重量；
上料:振動料斗和直線送料器工作，光電開關檢測到光學玻璃塊，開啟下料門，玻璃塊通過滑道落入滾筒，振動料斗和直線送料器停止工作；
稱滾筒+玻璃塊:玻璃塊落入滾筒，逐漸平穩(wěn),工控機釆樣電子天平，得到滾筒+玻璃塊的重量；
分選:滾筒轉動，將玻璃塊通過滑道送到到分選同步帶上，工控機將處理結果通知PLC.PLC啟動步進電機，帶動同步帶將玻璃塊向前傳送，到達預定料盒,PLC啟動電磁閥觸發(fā)信號，吹料器工作，玻璃塊落入料盒。
2.2控制系統(tǒng)
分揀機控制系統(tǒng)硬件主要由電子天平、工控機、PLC、光電開關、電磁鐵、步進電機及接口電路等組成⑷，硬件結構框圖如圖4所示。

各部分功能簡介如下：
(1)工作過程控制:根據(jù)節(jié)拍要求PLC實現(xiàn)了機械部分工作過程［5］。
(2)稱重:電子天平測量滾筒及玻璃塊的重量，數(shù)據(jù)通過RS-232C接口傳送給工控機面;工控機對數(shù)據(jù)進行分析處理,得到測量值，并與設定值比較，得到分組結果,由數(shù)字I/O卡將分組結果通知PLC.PLC根據(jù)分組結果將光學玻璃塊送到規(guī)定的料盒內。
2.3系統(tǒng)軟件
系統(tǒng)軟件主要包括基于PLC完成的過程控制軟件和基于工控機完成的數(shù)據(jù)采集及處理的測量軟件兩部分。
(DPLC過程控制軟件。PLC控制分揀機動作，其控制流程圖如圖5所示。選擇“手動調整”時，可以調整各運動部件的狀態(tài);選擇“自動方式”時,依照圖示順序依次完成相應動作。

圖5PLC控制流程圖
(2)工控機測量軟件。采用虛擬儀器技術，基于LabVIEW開發(fā)完成⑺，其工作流程圖如圖6所示。
數(shù)據(jù)釆集程序如圖7所示。首先對串口參數(shù)進行設置，設置要求與電子天平串口參數(shù)一致,然后按照節(jié)拍要求進行數(shù)據(jù)采集。

根據(jù)表1數(shù)據(jù)可得算術平均值
系統(tǒng)釆用差動原理準確得出光學玻璃塊的重量。釆集數(shù)據(jù)取第1~5個的算術平均值為滾筒的重量，取第10~14個的算術平均值為滾筒+玻璃塊的重量，兩者的差值為玻璃塊的重量。數(shù)據(jù)處理程序如圖8所示。

3結果與誤差分析
計量室用0.01g精度電子天平稱某光學玻璃塊,重量為
0.86g.采用以上分揀機對該光學玻璃塊進行20次重復測量實驗。實驗結果如表1所示。

J-Z=0.01g
取顯著度a=0.05,極限誤差為
=±ttf(r=±1.7247x0.01=±0.017g
實驗表明，單次稱重誤差和極限誤差均在土0.02g之內，該分揀機滿足精度要求。
4結束語
該分揀機采用滾筒式稱重裝置,利用差動測量原理準確得到光學玻璃塊重量。稱重過程連續(xù)、平穩(wěn)，有效實現(xiàn)高精度稱重，同時，有效地抑制零漂現(xiàn)象，充分保證分揀機連續(xù)工作的可靠性。采用同步傳送帶傳送光學玻璃塊,傳送距離可靠，有效減小落差，分選可靠。采用氣動吹料方式，簡單，穩(wěn)定，經(jīng)濟性高。應用證明,該分揀機稱重精度高、可靠性好、操作簡單，分揀敬率為2"件，滿足客戶要求。

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