CN102506776A

CN102506776A - X射线轮毂自动检测装置及其控制方法

Info

Publication number: CN102506776A
Application number: CN201110375155XA
Authority: CN
Inventors: 陈立明; 马单冬; 孙明光; 王辉; 孙兰
Original assignee: DANDONG AOLONG RADIATIVE INSTRUMENT Co Ltd
Current assignee: DANDONG AOLONG RADIATIVE INSTRUMENT Co Ltd
Priority date: 2011-11-23
Filing date: 2011-11-23
Publication date: 2012-06-20

Abstract

一种X射线轮毂自动检测装置及其控制方法，以工业PLC为控制中心，对不同轮毂及不同的位置自动调节进行X射线自动检测，它集成化程度高，抗干扰能力强。轮毂的进出均采用PLC自动控制，无需人工操作。在轮毂各个位置的检测过程中，X射线的调节根据预先设定值自动调节，节省了人工调节的时间。检测过程连续可调，整体检测时间缩短，检测时间不会因为操作人员的熟练程度而发生改变。设备的启动和停止采用一键式操作，操作更为简单，并且采用的是触摸屏按钮控制，触摸屏开关增加了设备的使用寿命，减少了机械开关的故障点。

Description

X射线轮毂自动检测装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种X射线检测装置，具体说涉及一种以工业PLC可编程控制器为控制的X射线轮毂自动检测装置及其控制方法。

背景技术

通常的轮毂X射线检测是由人工将轮毂搬运到检测房内进行检测，检测的过程由人手动检测操作，检测的速度与检测人员的熟练度有关。检测完毕后需要人工将轮毂搬出，检测后的轮毂需要检测人员对检测后的轮毂进行人工分类，劳动强度大，工作效率低。由于检测位置的不同需要多次的更换X射线的强度，反复的调整也影响着检测轮毂的检测时间。轮毂生产企业的生产方式采用的是流水线作业，因此轮毂的X光检测需要能连接到流水线上。轮毂能自动进入检测房内，检测的过程根据轮毂的不同及不同的轮毂会根据已经设定的检测方案自动完成检测，检测位置的X射线量可以根据检测厚度提前预置强度并能自动调整，检测速度固定，不会因为检测人员的因素而发生改变是本发明需要解决的课题。

发明内容

针对传统轮毂X射线检测存在的问题，本发明提供一种在检测过程中不需要人工输入X射线电压的调节，PLC控制系统可以直接对不同轮毂及不同的位置进行自动调节的X射线轮毂自动检测装置。

解决上述问题所采取的技术方案是：

一种X射线轮毂自动检测装置，其特征在于：在防护铅房7的底部装有传动机构11，在传动机构11的中间位置上设有π型臂10，在防护房7的后面设有维修门5，在防护铅房7左侧的中间位置上设有进件铅门2，找正机构1安装在进件铅门2上，进件铅门2上装有进件连接件3，防护铅房7顶部的左侧安装的进件门气缸4与进件铅门连接件3连接，在防护铅房7顶部的右侧安装有出件气缸6，在防护铅房7的右侧的中间位置上设有出件铅门9，设置在出件铅门9上部的出件铅门连接件8的一端与出件气缸6连接，另一端与出件铅门9连接，防护铅房7的地面上安装有伺服电机控制器16，π型臂10后端安装有1号π型臂摆动伺服电机12和2号π型臂前后伺服电机13，传动机构11上部安装有3号轮毂旋转伺服电机14，传动机构11右下方安装有4号轮毂行走伺服电机15，伺服电机控制器16右侧装有PLC可编程控制器17，各伺服电机通过信号电缆与伺服电机控制器16连接，伺服电机控制器16通过通讯电缆与PLC可编程控制器17连接；PLC的控制电路之间的连接关系是：PLC电源与PLC主机CPU模块连接，PLC主机CPU模块与I/O模块连接，电机控制模块与PLC主机CPU模块连接，电机控制模块电源与电机控制模块连接，功率模块开关与功率模块电抗器连接，功率模块电抗器与电机功率模块连接，1号驱动模块与2号驱动模块连接并与功率模块并行连接，1号驱动模块与1号π型臂摆动伺服电机12及2号π型臂前后伺服电机13连接，2号驱动模块与3号轮毂旋转伺服电机14及4号轮毂行走伺服电机15连接，电机控制模块与功率模块连接；其控制方法是：程序启动，“打开设备电源”后，设备电源接通，“系统初始化”程序开始，计算机系统及高压控制系统进行初始化，PLC主机CPU模块通电后，对I/O模块发出指令“关闭光闸” ，当系统“与X射线装置通讯”成功后，“系统初始化完毕” ，并提示操作人员进行“启动信号给定” ，信号给定后，PLC主机CPU模块对I/O模块发出“启动流水线进轮毂”信号进轮毂，进轮毂过程中对轮毂的尺寸进行测量并“发送轮毂尺寸信号” 到数据库，进行“轮毂尺寸数据比较” ，轮毂检测过尺寸后，给出预制到位信号，等待轮毂进入指定区域，检测“轮毂进入铅房检测”到位信号和“夹紧轮毂到检测位”到位信号，信号正常后“关闭铅门” ，结束后“打开光闸并开启初始高压” ，通过对轮毂的尺寸测量结果对“X射线的高压进行调节” ，检测过程中更换位置后，将“预置位置信号”发送给X射线控制器，通过对位置信号的接收“执行预置位置”进行“X光电压电流调节” ，以获得更清晰的图片，检测过程中，PLC主机模块不断的对X射线探伤机发送位置信号，X射线探伤机根据预先预制位置，电压电流值对X光机进行调节，“执行检测完成”后，“关闭光闸并将高压降到初始值” ，调节完毕后，“打开铅门出轮毂” ，“判断轮毂出门后对轮毂进行合格与否判断” ，并以此信号作为下一个循环的“启动流水线进轮毂”的信号，下一个待检轮毂重复以上检测流程，以实现轮毂的循环检测。

本发明的有益效果：本发明以工业PLC为控制中心，对不同轮毂及不同的位置自动调节进行X射线自动检测，它集成化程度高，抗干扰能力强。轮毂的进出均采用PLC自动控制，无需人工操作。在轮毂各个位置的检测过程中，X射线的调节根据预先设定值自动调节，节省了人工调节的时间。检测过程连续可调，整体检测时间缩短，检测时间不会因为操作人员的熟练程度而发生改变。设备的启动和停止采用一键式操作，操作更为简单，并且采用的是触摸屏按钮控制，触摸屏开关增加了设备的使用寿命，减少了机械开关的故障点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的左视图；

图4为本发明PLC的电路原理图；

图5为本发明PLC的控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

一种X射线轮毂自动检测装置，如图1、图2和图3所示，在防护铅房7的底部装有传动机构11，在传动机构11的中间位置上设有π型臂10，在防护房7的后面设有维修门5，在防护铅房7左侧的中间位置上设有进件铅门2，找正机构1安装在进件铅门2上，进件铅门2上装有进件连接件3，防护铅房7顶部的左侧安装的进件门气缸4与进件铅门连接件3连接，在防护铅房7顶部的右侧安装有出件气缸6，在防护铅房7的右侧的中间位置上设有出件铅门9，设置在出件铅门9上部的出件铅门连接件8的一端与出件气缸6连接，另一端与出件铅门9连接，防护铅房7的地面上安装有伺服电机控制器16，π型臂10后端安装有1号π型臂摆动伺服电机12和2号π型臂前后伺服电机13，传动机构11上部安装有3号轮毂旋转伺服电机14，传动机构11右下方安装有4号轮毂行走伺服电机15；伺服电机控制器16右侧装有PLC可编程控制器17，各伺服电机通过信号电缆与伺服电机控制器16连接，伺服电机控制器16通过通讯电缆与PLC可编程控制器17连接。

本发明工作时，通过防护铅房7上的进件门气缸4和出件门气缸6打开进件铅门2和出件铅门9，找正机构1安装于进件铅门2上，主要的作用是使被检测轮毂能够在中心位置上。进件门气缸4通过进件铅门连接件3带动进件铅门2将进件门2打开。在进件门2打开的过程中，找正机构1安装在进件铅门2上，当进件铅门2还没有开启的时候，轮毂已经进入到找正机构1内部进行中心找正，当进件铅门2开启后，轮毂已经在中心位置上。轮毂进入进件铅门2后在传动机构11上进行检测，检测过程中，π型臂10通过1号π型臂摆动伺服电机12进行旋转角度，π型臂10的前后移动通过2号π型臂前后伺服电机13完成。轮毂在检测过程中的前后移动通过4号轮毂行走伺服电机15使轮毂在传动机构11上传动，轮毂的旋转通过3号轮毂旋转伺服电机14完成，通过4台伺服电机的联合动作已达到对轮毂的全方位检测。检测完毕后，出件门气缸6带动出件铅门连接件8带动出件铅门9打开，被检测的轮毂出防护铅房7，完成检测过程。当设备需要检测及出现故障后需要从维修铅门5处进入到检测铅房7内。

本发明的PLC电路原理如图4所示： PLC控制电路之间的连接关系是：PLC电源与PLC主机CPU模块连接，PLC主机CPU模块与I/O模块连接，电机控制模块与PLC主机CPU模块连接，电机控制模块电源与电机控制模块连接，功率模块开关与功率模块电抗器连接，功率模块电抗器与电机功率模块连接，1号驱动模块与2号驱动模块连接并与功率模块并行连接，1号驱动模块与1号π型臂摆动伺服电机12及2号π型臂前后伺服电机13连接，2号驱动模块与3号轮毂旋转伺服电机14及4号轮毂行走伺服电机15连接，电机控制模块与功率模块连接。本发明通过PLC主机CPU模块对电机控制模块进行控制，电机控制模块根据PLC主机CPU模块的指令对功率模块进行调节。功率模块对1号驱动模块和2号驱动模块所控制的4台伺服电机进行指令控制，并将接收到位置信号传递给PLC主机CPU模块实现闭环控制。功率模块开关的主要起对功率模块进行安全保护及启停的作用。功率模块电抗器的作用是保护因为电源等原因对功率模块及1号驱动模块、2号驱动模块、伺服电机进行保护。PLC电源对PLC主机CPU模块提供电源。I/O模块的输入端为PLC主机CPU模块提供本发明中的位置检测信号。I/O模块的输出端输出除电机以外的其他被控元件。

本发明的PLC控制方法如图5所示：程序启动，“打开设备电源”后，设备电源接通，“系统初始化”的过程中，保护计算机系统及高压控制系统均进行初始化。PLC主机CPU模块通电后，对I/O模块发出指令“关闭光闸” ，当系统“与X射线装置通讯”成功后，“系统初始化完毕” ，并给予提示等待操作人员进行“启动信号给定” ，给定信号得到后，PLC主机CPU模块对I/O模块发出“启动流水线进轮毂”信号进轮毂。进轮毂过程中对轮毂的尺寸进行测量并“发送轮毂尺寸信号”到数据库，进行“轮毂尺寸数据比较” ，轮毂检测过尺寸后，发出预制到位信号，等待轮毂进入指定区域后，首先进行“轮毂进入铅房检测”后检测到到位信号后，“夹紧轮毂到检测位”到位后，“关闭铅门” ，铅门关闭信号得到后，“打开光闸并开启初始高压” ，通过对轮毂的尺寸进行的测量结果对“X射线的高压进行调节” ，检测过程中更换位置后，将位置信号发送给X射线设备，进行“X光电压电流调节” ，以获得更清晰的图片。检测过程中，PLC主机模块不断的对X射线探伤机发送位置信号，X射线探伤机根据预先预制的位置，电压电流值对X光机进行调节。“执行检测完成”后，“关闭光闸并将高压降到初始值” ，调节完毕后，“打开铅门出轮毂” ，“判断轮毂出门后对轮毂进行合格与否判断” ，并以此信号作为下一个循环的“启动流水线进轮毂”的信号。下一个待检轮毂重复以上检测流程，以实现轮毂的循环检测。

本发明中， PLC主机采用的型号是西门子315-2DP，PLC电源型号是PS307，I/O模块型号是西门子6ES7321-1BH02-0AA0和6ES7322-1BH01-0AA0，电机控制模块电源型号是西门子6EP1334-3BA00，电机控制模块型号是西门子6SL3040-0MA00-0AA1，功率模块开关型号是德力西DZ47-C63，功率模块电抗器型号是西门子6SL3000-0CE21-6AA0，功率模块型号为西门子6SL3130-6TE21-6AA3，1号驱动模块和2号驱动模块的型号为西门子6SL3120-2TE21-0AA3，伺服电机型号为1FK7063-5AF71-1DB3和1FK7063-5AF71-1DH3。

Claims

1.一种X射线轮毂自动检测装置，其特征在于：在防护铅房（7）的底部装有传动机构（11），在传动机构（11）的中间位置上设有π型臂（10），在防护房（7）的后面设有维修门（5），在防护铅房（7）左侧的中间位置上设有进件铅门（2），找正机构（1）安装在进件铅门（2）上，进件铅门（2）上装有进件连接件（3），防护铅房（7）顶部的左侧安装的进件门气缸（4）与进件铅门连接件（3）连接，在防护铅房（7）顶部的右侧安装有出件气缸（6），在防护铅房（7）的右侧的中间位置上设有出件铅门（9），设置在出件铅门（9）上部的出件铅门连接件（8）的一端与出件气缸（6）连接，另一端与出件铅门（9）连接，防护铅房（7）的地面上安装有伺服电机控制器（16），π型臂（10）后端安装有1号π型臂摆动伺服电机（12）和2号π型臂前后伺服电机（13），传动机构（11）上部安装有3号轮毂旋转伺服电机（14），传动机构（11）右下方安装有4号轮毂行走伺服电机（15）；伺服电机控制器（16）右侧装有PLC可编程控制器（17），各伺服电机通过信号电缆与伺服电机控制器（16）连接，伺服电机控制器（16）通过通讯电缆与PLC可编程控制器（17）连接； PLC控制电路之间的连接关系是：PLC电源与PLC主机CPU模块连接，PLC主机CPU模块与I/O模块连接，电机控制模块与PLC主机CPU模块连接，电机控制模块电源与电机控制模块连接，功率模块开关与功率模块电抗器连接，功率模块电抗器与电机功率模块连接，1号驱动模块与2号驱动模块连接并与功率模块并行连接，1号驱动模块与1号π型臂摆动伺服电机12及2号π型臂前后伺服电机13连接，2号驱动模块与3号轮毂旋转伺服电机14及4号轮毂行走伺服电机15连接，电机控制模块与功率模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种X射线轮毂自动检测装置的控制方法是：程序启动，“打开设备电源”后，设备电源接通，“系统初始化”程序开始，计算机系统及高压控制系统进行初始化，PLC主机CPU模块通电后，对I/O模块发出指令“关闭光闸” ，当系统“与X射线装置通讯”成功后，“系统初始化完毕” ，并提示操作人员进行“启动信号给定” ，信号给定后，PLC主机CPU模块对I/O模块发出“启动流水线进轮毂”信号进轮毂，进轮毂过程中对轮毂的尺寸进行测量并“发送轮毂尺寸信号” 到数据库，进行“轮毂尺寸数据比较” ，轮毂检测过尺寸后，给出预制到位信号，等待轮毂进入指定区域，检测“轮毂进入铅房检测”到位信号和“夹紧轮毂到检测位”到位信号，信号正常后“关闭铅门” ，结束后“打开光闸并开启初始高压” ，通过对轮毂的尺寸测量结果对“X射线的高压进行调节” ，检测过程中更换位置后，将“预置位置信号”发送给X射线控制器，通过对位置信号的接收“执行预置位置”进行“X光电压电流调节” ，以获得更清晰的图片，检测过程中，PLC主机模块不断的对X射线探伤机发送位置信号，X射线探伤机根据预先预制位置，电压电流值对X光机进行调节，“执行检测完成”后，“关闭光闸并将高压降到初始值” ，调节完毕后，“打开铅门出轮毂” ，“判断轮毂出门后对轮毂进行合格与否判断” ，并以此信号作为下一个循环的“启动流水线进轮毂”的信号，下一个待检轮毂重复以上检测流程，以实现轮毂的循环检测。