1、實(shí)驗(yàn)三十二 環(huán)形輸送線(xiàn)實(shí)驗(yàn)臺(tái)綜合實(shí)驗(yàn)一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)本實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生了解自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)上常用傳感器的檢測(cè)原理和應(yīng)用方法。二. 實(shí)驗(yàn)臺(tái)簡(jiǎn)介DRCSX-12-B型環(huán)形輸送線(xiàn)試驗(yàn)臺(tái)是國(guó)內(nèi)首家推出的小型多用途環(huán)形輸送線(xiàn)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，它可以模擬自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)上物料的輸送、檢測(cè)工作。具有體積小、結(jié)構(gòu)合理、功能強(qiáng)、使用方便、開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目多等特點(diǎn)，圖1是該實(shí)驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)圖。圖1 DRCSX-12-B型環(huán)形輸送線(xiàn)試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)圖實(shí)驗(yàn)臺(tái)由外殼、鏈板（測(cè)試物品的載板）、鏈條、鏈輪、直流減速電機(jī)、傳感器支架、鏈條張緊裝置、傳動(dòng)裝置、6個(gè)測(cè)試樣品（金屬、塑料各三個(gè)，三種顏色）和傳感器組成。其運(yùn)行線(xiàn)速度為：45cm/s（12V）； 1.62

2、.2cm/s（5V），外形尺寸：650×370×110mm；重量：5.5kg。圖2是實(shí)物照片。圖2 DRCSX-12-B型環(huán)形輸送線(xiàn)試驗(yàn)臺(tái)外觀(guān)DRCSX-12-B型環(huán)形輸送線(xiàn)試驗(yàn)臺(tái)可以開(kāi)設(shè)光電對(duì)射傳感器運(yùn)行速度測(cè)量實(shí)驗(yàn)、紅外傳感器物品計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)、電渦流傳感器金屬物體檢測(cè)實(shí)驗(yàn)、超聲波傳感器物體距離探測(cè)實(shí)驗(yàn)、色差傳感器物體表面顏色識(shí)別實(shí)驗(yàn)、應(yīng)變力傳感器物體質(zhì)量測(cè)量實(shí)驗(yàn)、霍爾傳感器工位定位實(shí)驗(yàn)、直角坐標(biāo)機(jī)械手物件分撿實(shí)驗(yàn)。三. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、物體檢測(cè)本實(shí)驗(yàn)采用紅外反射式傳感器（DRHF-12-A）檢測(cè)物體，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前要確認(rèn)傳感器的反光板已經(jīng)正確安裝，否則，傳感器檢測(cè)不到信號(hào)。紅外

3、反射式傳感器及反光板的安裝方法是將傳感器固定在支架上，調(diào)整安裝螺釘使傳感器的下邊沿平行于輸送線(xiàn)的頂蓋板。反光板固定在傳感器發(fā)射面的前面，使反光面中心正對(duì)著傳感器。開(kāi)動(dòng)環(huán)形輸送線(xiàn)，當(dāng)測(cè)試樣品隨鏈板運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)傳感器時(shí)，由于物體遮擋了紅外線(xiàn)的反射，傳感器會(huì)輸出一個(gè)跳變的信號(hào)。圖3 紅外反射式傳感器物體檢測(cè)2、金屬物體檢測(cè)本實(shí)驗(yàn)采用電渦流接近開(kāi)關(guān)進(jìn)行測(cè)量，探測(cè)距離比較短，一般< 20mm。因此，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，請(qǐng)注意調(diào)節(jié)傳感器探頭與被測(cè)物體之間的距離。為了取得良好的實(shí)驗(yàn)效果，建議調(diào)整到510mm。在傳感器調(diào)整好以后，開(kāi)動(dòng)環(huán)形輸送線(xiàn)。鏈板拖動(dòng)被測(cè)物體經(jīng)過(guò)傳感器探頭前面，當(dāng)金屬材質(zhì)（鋁）的物體經(jīng)過(guò)探頭

4、時(shí)，傳感器會(huì)輸出跳變的信號(hào)。需要說(shuō)明的是，電渦流接近開(kāi)關(guān)在探測(cè)不同材質(zhì)、不同形狀的金屬物體時(shí)，其有效探測(cè)距離會(huì)表現(xiàn)得有一些差異。一般地：鋁材比鐵質(zhì)物體的有效探測(cè)距離要小。本公司隨環(huán)形輸送線(xiàn)提供的測(cè)試樣品有兩種：一種是塑料材質(zhì)的，另一種是鋁的。圖4 電渦流接近開(kāi)關(guān)金屬物體檢測(cè)3、輸送線(xiàn)運(yùn)行速度測(cè)量本實(shí)驗(yàn)使用紅外對(duì)射式傳感器測(cè)量。如圖5所示，紅外對(duì)射式傳感器的發(fā)射和接收窗口被固定在傳動(dòng)鏈條的兩側(cè)，當(dāng)鏈條在電動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)下運(yùn)動(dòng)時(shí)，鏈條的滾子會(huì)有規(guī)律的遮擋傳感器發(fā)出的紅外線(xiàn)，在傳感器的輸出端上就會(huì)得到連續(xù)的脈沖。由于鏈條的滾子之間的距離（即節(jié)距）相等，（節(jié)距：d=12.7mm）所以測(cè)得傳感器輸出的脈沖頻

5、率（F），就可以推算出鏈條的運(yùn)動(dòng)速度SS=d*F（mm/s）。實(shí)驗(yàn)時(shí)，可通過(guò)輸送線(xiàn)的速度開(kāi)關(guān)選擇不同的運(yùn)行速度，觀(guān)察信號(hào)波形的變化。圖5 紅外對(duì)射傳感器運(yùn)動(dòng)速度測(cè)量原理示意圖需要說(shuō)明的是，紅外對(duì)射式傳感器安裝在環(huán)形輸送線(xiàn)的鏈板的下面，在輸送線(xiàn)上部是觀(guān)察不到該傳感器的，使用時(shí)也不需要進(jìn)行調(diào)整。由于鏈條的運(yùn)行速度比較慢：1650mm/s；對(duì)應(yīng)傳感器測(cè)量信號(hào)頻率大約是1.263.94Hz。因此，采樣頻率參數(shù)不能設(shè)置得過(guò)高，可根據(jù)采樣長(zhǎng)度(1024)內(nèi)包含至少2個(gè)脈沖周期來(lái)確定采樣頻率。4、色差傳感器物體表面顏色識(shí)別實(shí)驗(yàn)色差識(shí)別傳感器使用的是紅外反射式色差傳感器（DRSC-12-A），它的工作原理是依

6、據(jù)不同顏色的物體表面對(duì)紅外線(xiàn)的吸收率和反射率。在相同的測(cè)試距離上，黑色的吸收率最高，白色的吸收率最低。因此，可以根據(jù)物體對(duì)紅外線(xiàn)的反射率來(lái)判斷物體的表面顏色。在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試距離上，隨環(huán)形輸送線(xiàn)提供的三種測(cè)試顏色樣品在DRSC-12-A色差傳感器的測(cè)試結(jié)果如下表所示。圖6物體表面顏色識(shí)別原理 在實(shí)際的檢測(cè)中，需要注意傳感器與被測(cè)物體的距離應(yīng)在58mm之間，物體被測(cè)表面應(yīng)為平面且角度與傳感器的工作平面平行。測(cè)量時(shí)由于輸送線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)，檢測(cè)值是一個(gè)波動(dòng)的電壓范圍，而不是精確的某個(gè)值。注意：在傳感器的使用過(guò)程中請(qǐng)注意探頭和被測(cè)物體表面的清潔，根據(jù)光的吸收與反射定律，如果被測(cè)物體表面有污物，會(huì)影響光的反射，也就

7、是影響測(cè)量精度。另外避免光源直射傳感器端面或測(cè)試樣品，否則也會(huì)影響測(cè)試結(jié)果。5、工位定位在本實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，使用霍爾傳感器（DRHG-5-A）進(jìn)行定位，霍爾傳感器在檢測(cè)到磁鋼經(jīng)過(guò)傳感器探頭時(shí)，磁場(chǎng)的變化會(huì)使傳感器輸出脈沖信號(hào)。利用霍爾傳感器的這一特性，我們將磁鋼安裝在某幾個(gè)特定的鏈板上，這樣，當(dāng)這些安裝有磁鋼的鏈板經(jīng)過(guò)傳感器探頭時(shí)，傳感器就會(huì)“認(rèn)出”這些鏈板。當(dāng)環(huán)形輸送線(xiàn)上配有直角坐標(biāo)機(jī)械手時(shí)，霍爾傳感器的輸出與紅外傳感器等工件檢測(cè)傳感器配合，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械手工件抓取位置的控制。下圖是霍爾傳感器及磁鋼等的安裝位置示意圖。圖7 霍爾傳感器定位原理圖注意：由于霍爾傳感器只對(duì)單個(gè)磁極敏感，因此，在鏈板安裝磁

8、鋼時(shí)，請(qǐng)將標(biāo)記有紅色或黑色的一面朝上。另外，探頭與磁鋼之間的距離應(yīng)小于8mm。6、直角坐標(biāo)機(jī)械手物件分撿實(shí)驗(yàn)將傳感器檢測(cè)結(jié)構(gòu)與機(jī)械手控制相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)工件的自動(dòng)分揀。直角坐標(biāo)機(jī)械手控制部分參考機(jī)械手使用手冊(cè)。1)金屬物體分揀實(shí)驗(yàn)：根據(jù)電渦流接近開(kāi)關(guān)（DRDG-12-B）的輸出結(jié)果來(lái)判斷所測(cè)物體是否為金屬物體。通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)控制卡接口芯片的編程，控制直角坐標(biāo)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)，達(dá)到金屬物體分揀目的。2)不同重量物體分揀實(shí)驗(yàn)：與上一個(gè)實(shí)驗(yàn)類(lèi)似，不同的是所使用的傳感器是稱(chēng)重臺(tái)（DRCZ-A）。3)不同色彩物體分揀實(shí)驗(yàn)：本實(shí)驗(yàn)使用紅外反射式色差傳感器（DRSC-12-A）判斷工件顏色，然后，通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)控制卡接口芯片

9、的編程，控制直角坐標(biāo)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)，達(dá)到物體分揀目的。圖8 環(huán)形輸送線(xiàn)、傳感器、稱(chēng)重臺(tái)、以及直角坐標(biāo)機(jī)械手的相對(duì)位置示意圖四. 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備1. 計(jì)算機(jī) 臺(tái) 2. DRVI快速可重組虛擬儀器平臺(tái) 1套 3. 打印機(jī) 1臺(tái) 4. 環(huán)形輸送線(xiàn)試驗(yàn)臺(tái) 1個(gè)4. 直角坐標(biāo)機(jī)械手(選件) 1個(gè)5. USB數(shù)據(jù)采集儀 1臺(tái)五. 實(shí)驗(yàn)步驟1. 關(guān)閉DRDAQ-USB型數(shù)據(jù)采集儀電源，將需使用的傳感器連接到采集儀的數(shù)據(jù)采集通道上。(禁止帶電從采集儀上插拔傳感器，否則會(huì)損壞采集儀和傳感器)2. 開(kāi)啟DRDAQ-USB型數(shù)據(jù)采集儀電源。3. 運(yùn)行DRVI主程序，點(diǎn)擊DRVI快捷工具條上的"聯(lián)機(jī)注冊(cè)"圖標(biāo)，選擇其中的“DRVI采集儀主卡檢測(cè)”或“網(wǎng)