塑胶管材计量系统的研制

　　随着塑胶管材需求量的不断增长,精确截取满足用户长度要求的管材已经成为一项越来越重要的指标。目前,工厂内主要采用人工方法测量塑胶管材长度的做法,效率低,误差大,采取多计量长度的方法来消除长度不足的可能性,这样严重的影响了经济效益。为了克服以上的缺点,本文简要介绍了一种简单实用的管材测长系统,分析和消除了误差产生的因素,较大程度上消除了测量的误差,测量精度可以达到±2mm。

　　1　长度测量系统

　　长度测量的机械系统如图1所示,主要是由输送挤出部分、增量式光电编码器和控制部分组成。压辊轴承座的上部与支架之间设置调整弹簧,可以对60mm~90mm管径进行适应性的调节。输送辊和压辊之间通过一对齿轮来连接传递动力。编码器安装在驱动辊的轴上,通过对转速的测量,获得长度数值。光电编码器输出正比于管材行程的脉冲,在处理尾数长度时采用四舍五入的计算方式。在长度计量中,输送辊的阻尼力和编码器的分辨率都会影响测量的精度。在调试过程中阻尼力过大会使管材变形,增加步进电机的负荷,影响测量精度;阻尼力过小会因为惯性影响测量的精度。因此在满足要求的情况下要尽量减小阻尼力,并且及时的校正辊子的中心位置。编码器的分辨率的选择,如果输出的脉冲过少,则脉冲代表的长度距离会增加,如果在测量中脉冲数目的小误差会引起较大的误差。实验中我们选用的编码器分辨率为1000p/r,完全满足精度的要求。

　　2　系统硬件设计

　　长度测量系统可以灵活的安装在生产线上,为了防止现场的干扰,主机选用以STC89C52RC为核心的工控机,同时旋转编码器的数据线及其接口作好屏蔽和接地。系统的硬件原理示意图如图2所示。

　　测试的结果可以实时的传送到数码管显示,为下步的定长切割做准备,也可以同时使用上位机控制,利用Visual Basic制作界面,使用VB ActiveX控件实现串口通信,将所有数据观测和保存,并且实现实时的控制,图3为串行通信的硬件电路图。本设计中同时使用了简单的6个七段LED来显示测得的数据。采用74HC164驱动和共阴极的接法,当相应的阳极段为高电平时,则发光显示。

　　3　软件实现

　　系统在软件上不仅能实时测量,显示计数及状态指示,而且可以存储每次的测量的长度结果。上位机可以提供方便的查询功能, 利用Visual basic6·0开发了相应的工作界面,为现场的生产管理及核算带来了极大的方便。长度测量的程序流程图如图4所示:

　　为了提高计量的精度,我们还考虑到程序中的延时时间的控制,采用了中断的方式和性能优良的STC系列单片机,尽可能的提高了硬件和软件的执行效率。