（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(cè)機(jī)

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(cè)機(jī)的構(gòu)成及作用，闡述了三菱PLC及松下CCD視覺(jué)系統(tǒng)在設(shè)備中的應(yīng)用，利用FX-3U完成伺服入料傳動(dòng)控制，良品與不良品下料控制，利用松下CCD視覺(jué)系統(tǒng)完成座板的形狀及尺寸檢測(cè)。在座板檢測(cè)過(guò)程中,該設(shè)備對(duì)不良品的不合格項(xiàng)次進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和顯示，利用這些數(shù)據(jù)可以及時(shí)反饋?zhàn)遄⑺苓^(guò)程中的問(wèn)題點(diǎn)，便于管理人員及時(shí)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(guò)注塑機(jī)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(tái)注塑機(jī)日產(chǎn)量可達(dá)到500K-1000K PCS。人工檢測(cè)產(chǎn)品難度較大,無(wú)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(kāi)發(fā)貼片電解電容器座板檢測(cè)機(jī)，利用CCD機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，及時(shí)發(fā)現(xiàn)座板的不良項(xiàng)次，指導(dǎo)注塑生產(chǎn)管理，提高了產(chǎn)品的出廠合格率。

1 機(jī)械構(gòu)成

1.1 總體結(jié)構(gòu)

貼片電解電容座板檢測(cè)機(jī)分為三個(gè)部分：振動(dòng)盤入料機(jī)構(gòu)，座板檢測(cè)機(jī)構(gòu)，下料打包機(jī)構(gòu)（見(jiàn)圖1）。

1.2 振動(dòng)盤入料機(jī)構(gòu)

該機(jī)構(gòu)由下料倉(cāng)、圓振、直線送料器、控制器組成，使座板按照設(shè)定的方向逐一輸送到檢測(cè)機(jī)構(gòu)中。當(dāng)圓振中的產(chǎn)品減少到一定數(shù)量時(shí)，下料倉(cāng)自動(dòng)將產(chǎn)品送入圓振中進(jìn)行定向排序。圓振及直振的振動(dòng)源為電磁式，可以通過(guò)控制器調(diào)節(jié)振動(dòng)頻率，從而達(dá)到座板輸送速度可控的目的。

1.3 座板檢測(cè)機(jī)構(gòu)

該機(jī)構(gòu)設(shè)置為6個(gè)圓周分布的工位，分別為座板定位工位、A面CCD1檢測(cè)工位、B面CCD2檢測(cè)工位、不良品下料工位、良品下料工位、重測(cè)品下料工位。檢測(cè)機(jī)構(gòu)是該設(shè)備的核心部分，采用連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，座板檢測(cè)時(shí)不需要停頓，提高了檢測(cè)效率。各工位調(diào)整機(jī)構(gòu)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(jìn)入CCD工位時(shí)處于拍攝視野內(nèi)。座板定位工位由直流無(wú)刷電機(jī)、排料輪、橫向調(diào)整機(jī)構(gòu)及縱向調(diào)整機(jī)構(gòu)組成（見(jiàn)圖2）。

使用直流無(wú)刷電機(jī)，在控制時(shí)進(jìn)行無(wú)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(jī)構(gòu)采用凹、凸燕尾槽，利用齒輪和齒條進(jìn)行位置調(diào)整，以便適應(yīng)多種尺寸規(guī)格的座板。該機(jī)構(gòu)加工重點(diǎn)是排料輪的同心度和軸向跳動(dòng)。

圖1 總體機(jī)構(gòu)

圖2 座板定位工位

1.4 下料打包機(jī)構(gòu)

針對(duì)良品設(shè)置了自動(dòng)打包機(jī)構(gòu)，由12個(gè)接料箱進(jìn)行循環(huán)接料，根據(jù)客戶要求設(shè)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(jī)構(gòu)連續(xù)可以完成12-16小時(shí)下料產(chǎn)量，中途無(wú)需進(jìn)行人工干預(yù)。

2 軟件構(gòu)成

2.1 控制程序

座板在傳動(dòng)盤面的位置精度直接影響到設(shè)備的檢測(cè)精度。采用安川伺服SJMJV-04AAA61作為盤面的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，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(jī)的運(yùn)行。程序運(yùn)行時(shí)C251實(shí)時(shí)記錄伺服電機(jī)編碼器的數(shù)值，C251為硬件高速計(jì)數(shù)器，32位雙向雙計(jì)數(shù)，響應(yīng)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。控制流程圖如圖3所示。

在控制程序中，其重點(diǎn)是座板位置的存儲(chǔ)和計(jì)算。利用FX-3U的擴(kuò)展寄存器R與變址寄存器Z進(jìn)行座板位置的存儲(chǔ)。以1工位排料和2工位CCD1檢測(cè)為例。當(dāng)座板1通過(guò)第1工位，到達(dá)第2工位時(shí)，程序需要觸發(fā)CCD1進(jìn)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(guò)第1工位的光電檢測(cè)傳感器時(shí)，擴(kuò)張寄存器R0Z0對(duì)座板1的位置進(jìn)行存儲(chǔ)，此時(shí)Z0==0，存儲(chǔ)位置指向R0。待座板1位置存儲(chǔ)完成后，Z0=Z0+2，存儲(chǔ)位置指向R2，等待座板2通過(guò)光電檢測(cè)傳感器時(shí)，將位置數(shù)值保存到R0寄存器內(nèi)。當(dāng)Z0==1000時(shí)，座板1已經(jīng)完成檢測(cè)，此時(shí)MOV KO Z0,重新進(jìn)行下一輪存儲(chǔ)。

圖3 控制流程圖

FX-3U輸入點(diǎn)分配如下：

X-3U輸出點(diǎn)分配如下：

圖4 外邊緣毛刺檢測(cè)

圖5 表面缺料檢測(cè)

2.2 CCD檢測(cè)程序

本文采用松下PV200作為本體進(jìn)行圖像分析處理，30萬(wàn)像素相機(jī)進(jìn)行座板拍攝。主要檢測(cè)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(shí)產(chǎn)生的外邊緣毛刺，在程序中在該位置設(shè)置了邊緣直線度，當(dāng)直線度超過(guò)范圍時(shí)判定為毛刺過(guò)大，屬于不良品。

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

3 結(jié)論

本文通過(guò)PLC系統(tǒng)和CCD視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)完成了貼片電解電容座板的自動(dòng)檢測(cè)，系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)可以通過(guò)觸摸屏進(jìn)行設(shè)置。CCD顯示屏可以將座板的質(zhì)量狀況直觀出來(lái)。通過(guò)樣機(jī)試驗(yàn)驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的可行性和有效性。

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[1]松下電工神視株式會(huì)社, PV200使用手冊(cè), 2012.

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