中心議題：

• 電連接器檢測機原理介紹和限製速度的分析
• 改進方案的硬件設計
• 改進方案的軟件設計及其實現

dianlianjieqishizaidianzixitongzhongqijianyuqijianzhijianjinxingdianqilianjiehexinhaochuandidezhuyaobujian
，qizhiliangdehaohuaijiangzhijieyingxiangdianzixitongdezhengchanggongzuo
，tebieshiyingyongzaihangkongxitongshangdedianlianjieqiyaoqiuyougenggaodezhiliangbaozheng
，weizhonghangjituanzhuanyeshengchandianlianjieqidemougongsikaifaleyitaizidongduidianlianjieqizhiliangjinxingjiancedeshebei
，yibaozhengdianlianjieqidezhiliang，yingyongliangnian 多(duo)來(lai)很(hen)好(hao)地(di)保(bao)證(zheng)了(le)產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)
，但(dan)隨(sui)著(zhe)製(zhi)造(zao)業(ye)規(gui)模(mo)化(hua)係(xi)統(tong)化(hua)的(de)轉(zhuan)型(xing)，電(dian)連(lian)接(jie)器(qi)的(de)需(xu)求(qiu)量(liang)大(da)量(liang)增(zeng)加(jia)，隨(sui)著(zhe)電(dian)連(lian)接(jie)器(qi)產(chan)量(liang)的(de)增(zeng)加(jia)
，要(yao)求(qiu)對(dui)檢(jian)測(ce)速(su)率(lv)進(jin)行(xing)提(ti)高(gao)

，以(yi)適(shi)應(ying)生(sheng)產(chan)的(de)要(yao)求(qiu)。

1 電連接器檢測機原理介紹和限製速度的分析
　　
自動檢測機檢測機構簡圖如圖1所示
，通過把直徑為600 mm的回轉工作台均分為16個工位，間斷工作。

                                         
其(qi)具(ju)體(ti)工(gong)作(zuo)過(guo)程(cheng)為(wei)當(dang)工(gong)件(jian)被(bei)放(fang)到(dao)模(mo)具(ju)中(zhong)，由(you)伺(si)服(fu)帶(dai)動(dong)回(hui)轉(zhuan)機(ji)構(gou)把(ba)工(gong)件(jian)轉(zhuan)到(dao)攝(she)像(xiang)係(xi)統(tong)的(de)下(xia)方(fang)，停(ting)止(zhi)後(hou)由(you)消(xiao)隙(xi)機(ji)構(gou)進(jin)行(xing)消(xiao)隙(xi)
，然(ran)後(hou)由(you)攝(she)像(xiang)係(xi)統(tong)進(jin)行(xing)檢(jian)測(ce)，檢(jian)測(ce) 結果由攝像係統返回到控製係統，控製係統進行係統地協同控製。

因為電連接器的檢測主要是檢測連接器壓板中連接簧片的變形、缺失和鍍銅暗淡等
，所以係統中采用的檢測傳感器為OMRON的F500視 覺傳感器
，由照相機拍照後對檢測區域進行檢測。

由其工作原理可知影響檢測機檢測速率的因素主要有：

(1)回(hui)轉(zhuan)盤(pan)轉(zhuan)動(dong)一(yi)個(ge)工(gong)位(wei)的(de)時(shi)間(jian)。回(hui)轉(zhuan)時(shi)間(jian)為(wei)從(cong)一(yi)個(ge)工(gong)位(wei)轉(zhuan)動(dong)到(dao)另(ling)一(yi)個(ge)工(gong)位(wei)的(de)時(shi)間(jian)，這(zhe)段(duan)時(shi)間(jian)主(zhu)要(yao)由(you)伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)所(suo)用(yong)的(de)控(kong)製(zhi)曲(qu)線(xian)和(he)最(zui)高(gao)速(su)度(du)決(jue)定(ding)，但(dan)是(shi)由(you) 於回轉盤的轉動慣量較大，回轉速度越高，停止時衝擊越大，造成機器的震動也越大。

(2)xiaoxijigoudegongzuoshijian。youyuhuizhuanpantingzhishidechongjizaochenghuizhuanjigouzhongwolunyuwoganzhijianchanshenglejianxi，suoyizheduanshijianzhuyaoshixiaoxijigouxiaochujianxideshijian。

(3)shexiangxitongchulishijian。zhuyaoshishexiangxitongyoupaizhaodaochulichujieguodeshijian，zhezhuyaoyoujianceshidepanduandemobanshulianghejiancefangfajueding
，suoyiduiyutongyizhongchanpinruguocai 用相同的檢測方案，處理時間是固定的。

(4)檢測的誤檢率。檢測誤檢率為在檢測中把合格產品判斷為不合格產品的概率
，對於電連接器的檢測公司要求檢測誤差率要控製在3%以內。影響誤 檢率的因素中有攝像係統中檢測策略的製定

、模版製作和檢測時機器震動，當模版製作完成後，主要的因素就是機器的震動造成的攝像係統誤判。

從(cong)以(yi)上(shang)分(fen)析(xi)可(ke)知(zhi)，要(yao)提(ti)高(gao)檢(jian)測(ce)速(su)率(lv)，需(xu)要(yao)減(jian)小(xiao)回(hui)轉(zhuan)時(shi)間(jian)和(he)消(xiao)隙(xi)時(shi)間(jian)，如(ru)果(guo)隻(zhi)是(shi)簡(jian)單(dan)地(di)提(ti)高(gao)轉(zhuan)速(su)來(lai)減(jian)少(shao)回(hui)轉(zhuan)時(shi)間(jian)又(you)會(hui)造(zao)成(cheng)檢(jian)測(ce)率(lv)的(de)加(jia)大(da)
，所(suo)以(yi)對(dui)於(yu)這(zhe)樣(yang)一(yi)個(ge) 互相牽連的係統，在提高轉速的同時需要一個好的控製策略，如果可以減小機器停止時的衝擊
，可以去除消隙機構。

2 改進方案的硬件設計
　　
根據以上的分析
，對控製係統在硬件進行了改進設計

，把原來的PLC控製的伺 服驅動係統改為用單獨的一塊由高速DSP控 製芯片TMS320F2812構成的伺服控製係統來代替。由於TMS320F2812主要是用於電機控製的控製芯片，所以它有豐富的控製模塊
，如EVA和EVB模 塊，這兩個事件管理模塊帶有正交輸入接 口，所以采用這種芯片可以簡化硬件設計，保證電路的穩定。其硬件電路功能模塊如圖2所示。
 
                                                           
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通過通訊接口伺服控製板與PLC進行通訊
，協同實施控製
，伺服控 製電路完成對伺服電機驅動器的驅動，數字量輸入電路主要接收一些開關信 號
，如原點搜索信號和限位開關信號，調試接口電路主要是接按鍵和LCD顯 示，為電路板在現場調試時使用，驅動接口主要是驅動伺服電機和接收伺服電機碼盤的輸入信號，實現閉環控製。
　　
3 改進方案的軟件設計及其實現
　　
3.1 軟件的主要功能模塊

軟件功能模塊如圖3所示。軟件設計中，為了提高控製精度
，對功能模塊進行了改進
，對用於控製的模塊以中斷的形式運行
，主要有DA驅動程序和控製 算法程序

，對於實時性不強的程序放到主循環中，進行定時運行，這樣可以減少伺服控製周期，提高實時性，從而保證控製高精度。
 
                                                               
3.2 控製算法的設計

由於回轉盤作間歇運動，並且由於回轉盤是采用高精度的數控加工中心完成的，所以回轉盤上16個工位的模具均分在圓周上
，各模具之間有很小的誤 差
，所以伺服電機每工位的旋轉碼數相差隻有一個dti

，這使得伺服電機的控製曲線可以預先規劃好
，並計算出各工位相差dti把數據存儲於DSP的內部FLASH中。

伺服電機的控製曲線常用的有梯形曲線和多項式的S形曲線，梯形控製曲線在加速度變化處的加加速度為無窮大，所以梯形控製曲線在控製電機時
，起動 和停止會有很大的衝擊和震動。3次多項式S形曲線的加速度是有一定階躍

，但其應用於電機的控製時
，已經能夠很好的減小衝擊和震動。

在本設計中，由於回轉盤轉動慣量較大，並且具有間歇運動的特點
，在設計中
，除了設計了常用的梯形控製曲線和3次多項式S形曲線外，又設計有三角函數構成的S形曲線。

其加加速度設計為：
                                              

其圖形如圖4所示。
 
                                            
這樣的加加速度曲線能夠很好地減少啟動的衝擊、超調和振動。

所以以此設計完整的S曲線的加加速度為：
 
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其圖形如圖5所示。
 
                                     
速度為加速度的積分，即：
 
                                         
由於回轉盤上各工位是等分的，所以在設計控製算法時，讓t1-0=t2-t3=t5-t4=t7-t8=k
，t2-t1=t6-t5=p，這裏 把k和p作為常數，對於回轉盤加工誤差的補償，可以調整t=t4-t3;

3.3 控製算法的實現

TMS320F2812的引導ROM存 儲器中保留48KB供IQMath表使用，其中有1 282個字的空間存儲的是正弦/餘弦表，采用Q浮點格式，能夠快速、高精度地完成三角函數的計算，所以用DSP這個特有的功能編寫三角函數S曲線，能夠滿 足高精度和高速的的要求。

在CCS工程中應該做的有：

在*.c文件中添加

       #include''''''''''''''''''''''''''''''''IQmathLib.h''''''''''''''''''''''''''''''''
#define GLOBAL_Q 10
在庫文件夾中添加IQmath.lib，並且在配置文件中添加
IQmathTables       : > BOOTROM

，     PAGE = 0
IQmath             : > PRAMH0，      PAGE = 0
編寫程序時
，對sin( )和cos( )函數應調用_IQsin()和_IQcos()函數，乘積和除法應調用_IQmpy( )和_IQdiv( )。

4 實驗效果
　　
在應用現場分別對三種控製曲線進行了實驗，實驗得出的圖表如圖6所示。
 
                                             
從上圖可知當采用梯形控製曲線進行控製時，當檢測速率到30 件/min時，檢測誤檢率就達到了3%，而3次多項式S曲線和三角函數S曲線分別是在36 件/min和42 件/min
，所以三角函數S曲線在檢測中更能很好地減小衝擊和震動
，所以采用此種方案，可以提高檢測速率，為企業創造更大的效益。