CN103712995B - X射线铸件自动检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种X射线铸件自动检测装置，以PLC总线控制为中心，处理器效率高，抗干扰能力强，数据传输安全可靠，对不同的铸件及不同位置自动调节进行X射线自动检测。铸件的传动均采用了PLC总线控制，在工件各个位置的检测过程中，X射线的调节根据预先设定自动调节，不仅节省了人工调节的时间而且还大大提高了工件的整体检测时间，受人工熟练程度的限制大大减小，设备在运行过程中发生任何异常现象，外部有紧急暂停按钮，可以使系统停止，进行排查之后再继续进行或者重新开始。而且在触摸屏上对每个故障点进行监控，设备的启动和停止采用一键式操作，采用触摸屏按钮控制，增加了设备的使用寿命，减少了机械开关的故障点。
Description
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可编程控制为主的X射线铸件自动检测装置。
背景技术
在我国铸件生产已经批量化，传统的检测方式已经满足不了现代企业的工作步伐，所以自动化检测已经成为发展方向。传统的铸件检测是由人工将工件放在检测转盘上，检测过程是由人工手动检测，检测后工件是否合格是需要人工自行分类，工作量大，工作效率也很低，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铸件的检测时间。而且检测时间与操作人员的检测熟练程度有着密切的关系。铸件流水生产作业方式推动了铸件X射线的自动检测，一次也需要将铸件的X射线自动检测连接到流水线上，被检铸件自动进入检测铅房内，检测过程中，根据工件的不同和检测位置的不同，按照已经设定好的检测方案完成自动检测。同时，根据被检工件的位置不同和所用的X射线量的不同，可以提前预置计量并且可以自动调整。
发明内容
针对传统的铸件X射线检测所存在的问题，本发明提供了一种将提前预置好的工件检测方案直接提取便可以进行自动检测，而且在检测过程中不需要人工调节X射线的计量，PLC控制系统可以直接对不同铸件及不同的位置进行自动调节的X射线自动检测装置。
解决上述问题所采取的技术方案是：
一种X射线铸件自动检测装置，特征在于：在防护铅房1上防护铅门2正对面装有π型臂机构3，在π型臂机构3的左上角装有1#π型臂升降伺服电机11，在π型臂机构3的右下角装有2#π型臂偏角伺服电机12，在π型臂机构3的臂两端分别设有射线管装置16和平板装置17，在π型臂机构3的下方设有工作台左右机构4，在靠近π型臂机构3底部的位置设有3#工作台左右伺服电机13，在工作台左右机构4上设有工作台前后机构5、4#工作台前后伺服电机14及工作台进出气缸机构7，在工作台前后机构5上设有工作台旋转机构6和5#工作台旋转伺服电机15，在防护铅门2的左侧设有进件机构8，在进件机构8上设有进件光电传感器8.1，正对防护铅门2外设有找正运件气缸10，防护铅门2外设有出件机构9，出件机构9上设有出件光电传感器9.1，可编程控制器PLC-CPU模块、输入模块I/O-1、输入模块I/O-2、输出模块Y、1#伺服驱动器、2#伺服驱动器、3#伺服驱动器、4#伺服驱动器、5#伺服驱动器安装在与防护铅房1集成为一体的配电柜18中，配电柜18设置在防护铅房1的右面；可编程控制器PLC-CPU模块通过数据总线依次与输入模块I/O-1、输入模块I/O-2及输出模块Y相连接，可编程控制器PLC-CPU模块的接口CAN通过PLC-CAN总线与1#伺服驱动器的接口SF1-CN6相连，1#伺服驱动器通过SF1-CN6总线与2#伺服驱动器的接口SF2-CN6相连，2#伺服驱动器通过SF2-CN6总线与3#伺服驱动器的接口SF3-CN6相连，3#伺服驱动器通过SF3-CN6总线与4#伺服驱动器的接口SF4-CN6相连，4#伺服驱动器通过SF4-CN6总线与5#驱动器的接口SF5-CN6相连，QF1电源断路器的输入端与电源相连，QF1电源断路器输出端的接口R和接口S与1#伺服驱动器的输入端相连，1#伺服驱动器的接口U、接口V、接口W、接口PE和接口CN2分别通过电机电缆和编码器电缆与1#π型臂升降伺服电机11相连，1#伺服驱动器的接口CN1-6与外接24V电源负极V-相连，1#伺服驱动器的接口CN1-7与中间继电器线圈KA1相连，中间继电器线圈KA1的另一端与外接24V电源V+相连构成回路，1#π型臂升降伺服电机抱闸通过中间继电器线圈KA1的常开触点与1#伺服驱动器相连，QF2电源断路器的输入端与电源相连，QF2电源断路器的输出端的接口R和接口S与2#伺服驱动器的输入端相连，2#伺服驱动器的接口U、接口V、接口W、接口PE和接口CN2分别通过电机电缆和编码器电缆与2#π型臂偏角伺服电机12相连，2#伺服驱动器的接口CN1-6与外接24V电源负极V-相连，2#伺服驱动器的接口CN1-7与中间继电器线圈KA2相连，中间继电器线圈KA2的另一端与外接24V电源V+相连构成回路，2#π型臂偏角伺服电机抱闸通过中间继电器线圈KA2的常开触点与2#伺服驱动器相连，QF3电源断路器的输入端与电源相连，QF3电源断路器输出端的接口R和接口S与3#伺服驱动器输入端相连，3#伺服驱动器的接口U、接口V、接口W、接口PE和接口CN2分别通过电机电缆和编码器电缆与3#工作台左右伺服电机13相连，QF4电源断路器的输入端与电源相连，QF4电源断路器输出端的接口R和接口S与4#伺服驱动器输入端相连，4#伺服驱动器的接口U、接口V、接口W、接口PE和接口CN2分别通过电机电缆和编码器电缆与4#工作台前后伺服电机14相连，QF5电源断路器的输入端与电源相连，QF5电源断路器输出端的接口R和接口S与5#伺服驱动器输入端相连，5#伺服驱动器的接口U、接口V、接口W、接口PE和接口CN2分别通过电机电缆和编码器电缆与5#工作台旋转伺服电机15相连，触摸屏通过以太网的通讯方式与编程控制器PLC-CPU模块连接，编程控制器PLC-CPU模块与上位机通过RS485的方式通讯连接。
本发明的有益效果：本发明以PLC总线控制为中心，处理器是PLC+MC双核并行处理各自任务的处理器，效率极高，而且CANopen总线控制配线简单高速可靠，强大的抗干扰能力，数据传输安全可靠，对不同的铸件及不同位置自动调节进行X射线自动检测。铸件的传动均采用了PLC总线控制，在工件各个位置的检测过程中，X射线的调节根据预先设定自动调节，不仅节省了人工调节的时间而且还大大提高了工件的整体检测时间，受人工熟练程度的限制大大减小，设备在运行过程中发生任何异常现象，外部有紧急暂停按钮，可以使系统停止，进行排查之后再继续进行或者重新开始。而且在触摸屏上对每个故障点进行监控，如有任意一点出现异常即刻便可发现。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为本发明中工作台机构的结构示意图；
图3为本发明中π型臂机构的结构示意图；
图4为本发明的电路原理图；
图5为本发明中PLC的控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细说明。
一种X射线铸件自动检测装置，如图1、图2、图3所示，利用X射线对铸件进行自动流水线检测，特别适用于产量多，因检测速度慢而产量低的企业。其具体结构是：在防护铅房1上防护铅门2正对面装有π型臂机构3，在π型臂机构3的左上角装有1#π型臂升降伺服电机11，在π型臂机构3的右下角装有2#π型臂偏角伺服电机12，在π型臂机构3的臂两端分别设有射线管装置16和平板装置17，在π型臂机构3的下方设有工作台左右机构4，在靠近π型臂机构3底部的位置设有3#工作台左右伺服电机13，在工作台左右机构4上设有工作台前后机构5、4#工作台前后伺服电机14及工作台进出气缸机构7，在工作台前后机构5上设有工作台旋转机构6和5#工作台旋转伺服电机15，在防护铅门2的左侧设有进件机构8，在进件机构8上设有进件光电传感器8.1，正对防护铅门2外设有找正运件气缸10，防护铅门2外设有出件机构9，出件机构9上设有出件光电传感器9.1，可编程控制器PLC-CPU模块、输入模块I/O-1、输入模块I/O-2、输出模块Y、1#伺服驱动器、2#伺服驱动器、3#伺服驱动器、4#伺服驱动器、5#伺服驱动器安装在与防护铅房1集成为一体的配电柜18中，配电柜18设置在防护铅房1的右面。
本发明的电路原理如图4所示：可编程控制器PLC-CPU模块通过数据总线依次与输入模块I/O-1、输入模块I/O-2及输出模块Y相连接，可编程控制器PLC-CPU模块的接口CAN通过PLC-CAN线与1#伺服驱动器的接口SF1-CN6相连，1#伺服驱动器通过SF1-CN6总线与2#伺服驱动器的接口SF2-CN6相连，2#伺服驱动器通过SF2-CN6总线与3#伺服驱动器的接口SF3-CN6相连，3#伺服驱动器通过SF3-CN6总线与4#伺服驱动器的接口SF4-CN6相连，4#伺服驱动器通过SF4-CN6总线与5#驱动器的接口SF5-CN6相连，QF1电源断路器的输入端与电源相连，QF1电源断路器输出端的接口R和接口S与1#伺服驱动器的输入端相连，1#伺服驱动器的接口U、接口V、接口W、接口PE和接口CN2分别通过电机电缆和编码器电缆与1#π型臂升降伺服电机11相连，1#伺服驱动器的接口CN1-6与外接24V电源负极V-相连，1#伺服驱动器的接口CN1-7与中间继电器线圈KA1相连，中间继电器线圈KA1的另一端与外接24V电源V+相连构成回路，1#π型臂升降伺服电机抱闸通过中间继电器线圈KA1的常开触点与1#伺服驱动器相连，QF2电源断路器的输入端与电源相连，QF2电源断路器的输出端的接口R和接口S与2#伺服驱动器的输入端相连，2#伺服驱动器的接口U、接口V、接口W、接口PE和接口CN2分别通过电机电缆和编码器电缆与2#π型臂偏角伺服电机12相连，2#伺服驱动器的接口CN1-6与外接24V电源负极V-相连，2#伺服驱动器的接口CN1-7与中间继电器线圈KA2相连，中间继电器线圈KA2的另一端与外接24V电源V+相连构成回路，2#π型臂偏角伺服电机抱闸通过中间继电器线圈KA2的常开触点与2#伺服驱动器相连，QF3电源断路器的输入端与电源相连，QF3电源断路器输出端的接口R和接口S与3#伺服驱动器输入端相连，3#伺服驱动器的接口U、接口V、接口W、接口PE和接口CN2分别通过电机电缆和编码器电缆与3#工作台左右伺服电机13相连，QF4电源断路器的输入端与电源相连，QF4电源断路器输出端的接口R和接口S与4#伺服驱动器输入端相连，4#伺服驱动器的接口U、接口V、接口W、接口PE和接口CN2分别通过电机电缆和编码器电缆与4#工作台前后伺服电机14相连，QF5电源断路器的输入端与电源相连，QF5电源断路器输出端的接口R和接口S与5#伺服驱动器输入端相连，5#伺服驱动器的接口U、接口V、接口W、接口PE和接口CN2分别通过电机电缆和编码器电缆与5#工作台旋转伺服电机15相连，触摸屏通过以太网的通讯方式与编程控制器PLC-CPU模块连接，编程控制器PLC-CPU模块与上位机通过RS485的方式通讯连接。
本发明的PLC的控制流程如图5所示：程序启动，“打开设备电源”，“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，系统“与X射线装置通讯”成功后，“系统初始化完毕”，PLC主机CPU模块分别以总线通讯方式、以太网和RS485的通讯方式建立PLC、伺服驱动器、触摸屏三者之间的关系，触摸屏对PLC主机CPU模块发出指令选择检测工件型号，PLC接到触摸屏的指令,对I/O模块发出启动信号，“启动信号给定”后 ，PLC主机对I/O模块发出“启动流水线运工件”，工件达到进件光电传感器8.1之后关闭防护铅门2，工件进入防护铅房1后关闭防护铅门2，进行工件的各个位置的检测，检测完毕开防护铅门2，送工件出防护铅房1的同时进行判断是否合格，接下来进行下一个流水作业。初始化状态是防护铅门2开，π型臂机构3在上端，并且是水平位置，工作台左右机构4在与门口保持在一条直线的位置，工作台前后机构5在靠近门口等待接件的位置，以上便是此设备的原点位置；其中每个位置都有相应的原点信号来确保系统是否归位。本系统通过利用PLC+MC“双核”高效处理器接收到由I/O点发出的指令，启动进件机构8进行工件运输，工件通过找正运件气缸10运动到位运输机位置等待，其中等待的时间长短可以根据实际要求输入到触摸屏中设定等待，找正运件气缸10将工件放在工作台上，工作台前后机构5，运动到指定位置的同时工作台左右机构4运动到指定位置，防护铅门2关闭铅门，π型臂机构3下降并摆角到指定位置进行检测，根据工件的需求检测位置进行检测，检测时每个检测位置所用的X射线量自行调节并进行保存，检测完毕，开开防护铅门2，首先是π型臂机构3回原点，接下来是工作台旋转机构6、工作台左右机构4和工作台前后机构5依次回到原点，按照这样顺序回原点可以避免机械装置与被检工件发生碰撞还保证了工件进出状态一致，出件机构9出件，在这一套检测流程每个动作所走的位置、时间和所用X射线计量在完成检测流程之后，全部保存。等待同样的工件的检测既可以直接调用工件序号，进行自动检测而且在检测过程速度是可以按照检测要求自行调节，不仅机械传动如此，对于X射线也是如此，完全实现了自动化检测。
本发明中的控制系统采用的是以PLC+MC“双核”的并行处理的高效率多功能控制器，不仅可以实现PLC的使用功能，同时MC运动控制模块通过CANopen总线，对伺服驱动器位置控制设备进行精密的控制，可以完成用户所期望的速度控制、位置控制等功能，采用高效可靠地CAN为底层的通讯系统配线简单，运动可靠速度高，是自动化运动控制发挥的淋漓尽致。
Claims (1)
1.一种X射线铸件自动检测装置，特征在于：在防护铅房(1)上防护铅门(2)正对面装有π型臂机构(3)，在π型臂机构(3)的左上角装有1#π型臂升降伺服电机(11)，在π型臂机构(3)的右下角装有2#π型臂偏角伺服电机(12)，在π型臂机构(3)的臂两端分别设有射线管装置(16)和平板装置(17)，在π型臂机构(3)的下方设有工作台左右机构(4)，在靠近π型臂机构(3)底部的位置设有3#工作台左右伺服电机(13)，在工作台左右机构(4)上设有工作台前后机构(5)、4#工作台前后伺服电机(14)及工作台进出气缸机构(7)，在工作台前后机构(5)上设有工作台旋转机构(6)和5#工作台旋转伺服电机(15)，在防护铅门(2)的左侧设有进件机构(8)，在进件机构(8)上设有进件光电传感器(8.1)，正对防护铅门(2)外设有找正运件气缸(10)，防护铅门(2)外设有出件机构(9)，出件机构(9)上设有出件光电传感器(9.1)，可编程控制器PLC-CPU模块、输入模块I/O-1、输入模块I/O-2、输出模块Y、1#伺服驱动器、2#伺服驱动器、3#伺服驱动器、4#伺服驱动器、5#伺服驱动器安装在与防护铅房(1)集成为一体的配电柜(18)中，配电柜(18)设置在防护铅房(1)的右面；可编程控制器PLC-CPU模块通过数据总线依次与输入模块I/O-1、输入模块I/O-2及输出模块Y相连接，可编程控制器PLC-CPU模块的接口CAN通过PLC-CAN线与1#伺服驱动器的接口SF1-CN6相连，1#伺服驱动器通过SF1-CN6总线与2#伺服驱动器的接口SF2-CN6相连，2#伺服驱动器通过SF2-CN6总线与3#伺服驱动器的接口SF3-CN6相连，3#伺服驱动器通过SF3-CN6总线与4#伺服驱动器的接口SF4-CN6相连，4#伺服驱动器通过SF4-CN6总线与5#驱动器的接口SF5-CN6相连，QF1电源断路器的输入端与电源相连，QF1电源断路器输出端的接口R和接口S与1#伺服驱动器的输入端相连，1#伺服驱动器的接口U、接口V、接口W、接口PE和接口CN2分别通过电机电缆和编码器电缆与1#π型臂升降伺服电机(11)相连，1#伺服驱动器的接口CN1-6与外接24V电源负极V-相连，1#伺服驱动器的接口CN1-7与中间继电器线圈KA1相连，中间继电器线圈KA1的另一端与外接24V电源V+相连构成回路，1#π型臂升降伺服电机抱闸通过中间继电器线圈KA1的常开触点与1#伺服驱动器相连，QF2电源断路器的输入端与电源相连，QF2电源断路器的输出端的接口R和接口S与2#伺服驱动器的输入端相连，2#伺服驱动器的接口U、接口V、接口W、接口PE和接口CN2分别通过电机电缆和编码器电缆与2#π型臂偏角伺服电机(12)相连，2#伺服驱动器的接口CN1-6与外接24V电源负极V-相连，2#伺服驱动器的接口CN1-7与中间继电器线圈KA2相连，中间继电器线圈KA2的另一端与外接24V电源V+相连构成回路，2#π型臂偏角伺服电机抱闸通过中间继电器线圈KA2的常开触点与2#伺服驱动器相连，QF3电源断路器的输入端与电源相连，QF3电源断路器输出端的接口R和接口S与3#伺服驱动器输入端相连，3#伺服驱动器的接口U、接口V、接口W、接口PE和接口CN2分别通过电机电缆和编码器电缆与3#工作台左右伺服电机(13)相连，QF4电源断路器的输入端与电源相连，QF4电源断路器输出端的接口R和接口S与4#伺服驱动器输入端相连，4#伺服驱动器的接口U、接口V、接口W、接口PE和接口CN2分别通过电机电缆和编码器电缆与4#工作台前后伺服电机(14)相连，QF5电源断路器的输入端与电源相连，QF5电源断路器输出端的接口R和接口S与5#伺服驱动器输入端相连，5#伺服驱动器的接口U、接口V、接口W、接口PE和接口CN2分别通过电机电缆和编码器电缆与5#工作台旋转伺服电机(15)相连，触摸屏通过以太网的通讯方式与编程控制器PLC-CPU模块连接，编程控制器PLC-CPU模块与上位机通过RS485的方式通讯连接。
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