基于PLC石英晶體諧振器自動送料檢測機(jī)的設(shè)計(jì)

谷瑞光

1 背景

圖1 晶體諧振器

河源某電子廠主要生產(chǎn)晶體諧振器（如圖1所示），為了保障品質(zhì)要求，每一個必須要進(jìn)行功能檢測，常規(guī)的方法是人工使用一個留有空穴位平板的盤子插入晶體諧振器容器，讓晶體諧振器進(jìn)入盤子的空穴位，再逐個進(jìn)行人工使用儀表檢測晶體諧振器是否好壞，效率很低下，人工勞動強(qiáng)度比較大。

圖2 插板盤子

2 原來生產(chǎn)工藝分析

為了改善該工序，筆者到該廠進(jìn)行調(diào)研分析，進(jìn)行該工序工藝分析，并提出改進(jìn)方案。該工序存在問題：第一，石英晶體諧振器是一個電子器件，在使用插板時會損壞石英晶體諧振器產(chǎn)品；第二，石英晶體諧振器容易卡在插板上，位置不正；第三，石英晶體諧振器檢測平板下壓時，由于位置關(guān)系，使用儀表檢測時容易出錯。第四，插板數(shù)量太多，人工檢測容易漏檢，將不良品放到下一個工序。為此筆者提出一個諧振器自動排料檢測機(jī)設(shè)計(jì)方案

3 石英晶體諧振器自動送料檢測機(jī)設(shè)計(jì)方案[1]

（1）為了解決插板損壞石英諧振器，不采用插板，改為使用振動盤，設(shè)計(jì)一個合理的石英諧振器的振動盤，用一個類似橢圓的弧形設(shè)計(jì)合理的導(dǎo)槽，讓石英在振動盤的作用下，沿著導(dǎo)槽逐步移動，代替插板插入石英晶體諧振器，減少對石英諧振器的損壞，也不容易出現(xiàn)卡死的現(xiàn)象和位置不正的問題。

（2）設(shè)計(jì)一個氣缸檢測裝置[2]，分別使用2個小型氣缸分別帶著平板、檢測儀表表針，振動盤自動送石英諧振器，用光電開關(guān)檢測數(shù)量，檢測到10個，頂針氣缸卡住送料的振動盤，然后帶著平板的小型氣缸先行下壓，到位后帶著檢測儀表表針的一個氣缸上升，壓緊后對石英晶體諧振器進(jìn)行檢測，如檢測NG，使用推出氣缸將次品推下廢料盒；檢測裝置圖如圖3所示。

（3）使用PLC、光電檢測開關(guān)等代替人工去控制設(shè)備；使用光電開關(guān)代替人眼去檢測是否存在石英晶體諧振器，使用磁性開關(guān)判斷氣缸行程是否到位，使用PLC代替人腦去控制整個設(shè)備。

圖3 檢測裝置

（4）檢測方案的選擇，測量電阻法用萬用表R×10k檔測量石英晶體振蕩器的正、反向電阻值，正常時均應(yīng)為∞（無窮大）[3]。若測得石英晶體振蕩器有一定的阻值或?yàn)?，則說明該石英晶體振蕩器已漏電或擊穿損壞[4]。

4 石英晶體諧振器自動送料檢測機(jī)設(shè)備選型

（1）I/O點(diǎn)的確認(rèn)

見表1。

（2）邏輯控制圖設(shè)計(jì)

見圖4。

（3）PLC的選型

石英晶體諧振器檢測機(jī)使用到比較多的氣缸以及磁性開關(guān)，光電開關(guān)，一共使用了12個開關(guān)類，所以需要至少18個點(diǎn)輸入以上的PLC；另外由于石英晶體諧振器自動送料檢測機(jī)所需要的動作比較簡單，不需要太多功能指令和網(wǎng)絡(luò)控制功能，選擇國產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型PLC，臺達(dá)DVP-EC3系列DVP30EC00R3。

表1 石英晶體諧振器自動送料檢測機(jī)I/O表

圖4 石英晶體諧振器自動送料檢測機(jī)

（4）光電開關(guān)的選型

由于石英晶體諧振器是普通材料，使用普通的光電開關(guān)可以進(jìn)行檢測有無，由于石英晶體諧振器高度很小，只有3 mm，所以光電開關(guān)檢測范圍必須在這個范圍以上。根據(jù)《新編傳感器技術(shù)手冊》[5]選擇E3JK-R4M型號就可以滿足。

（5）振動盤的選型

一般每次生產(chǎn)的時候大概有1 000～2 000個石英晶體諧振器，只需要考慮將盛石英晶體諧振器的容器做大一點(diǎn)，功率相對大一點(diǎn)就可以。博榮生產(chǎn)的FN115振動盤就可以滿足。

5 設(shè)備調(diào)試及總結(jié)

設(shè)備方案經(jīng)過與企業(yè)討論后，確定無誤，購買備件進(jìn)行安裝調(diào)試。設(shè)備初步安裝完畢后進(jìn)行測試，測試分為三個階段：機(jī)械部分測試、機(jī)電聯(lián)調(diào)、上線測試。

第一階段機(jī)械測試，由于本臺設(shè)備是第一次制作，部分尺寸有點(diǎn)不合適，尤其振動盤與流水線的連接處；進(jìn)行修改后無誤。

第二階段機(jī)電聯(lián)調(diào)：

（1）手動測試各控制按鈕動作是否到位；

（2）檢查各控制信號是否正常；

（3）檢查急停是否正常；

（4）全自動空負(fù)載運(yùn)行檢測；

第三階段上線測試，把設(shè)備放在生產(chǎn)線進(jìn)行生產(chǎn)產(chǎn)品，經(jīng)過一周的上線測試，主要出現(xiàn)振動盤不穩(wěn)定，經(jīng)?？?，第二氣缸檢測時，物料的位置停不是那么精確，偶爾出錯。對振動盤的導(dǎo)槽重新修正，后面出錯就很少。

一臺石英晶體諧振器自動送料檢測機(jī)的實(shí)現(xiàn)，為該電子廠減少了3～4名員工的用工成本，產(chǎn)品100%檢測，提高了10%左右的生產(chǎn)效率，達(dá)到每個小時可以檢測4 000左右的產(chǎn)品（10秒10個的設(shè)計(jì)速度），提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

［1］于振歡，李東，王艷林.石英晶體自動測試及分選系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.計(jì)算機(jī)測量與控制，2011，19（06）：1284-1286.

［2］李雪梅，曾德懷，丁峰.真空吸盤的設(shè)計(jì)與應(yīng)用［J］.液壓與氣動，2004（3）：23-27.

［3］熊壯，唐彬.I～2形MEMS諧振器的電阻差分檢測方法［J］.傳感技術(shù)學(xué)報，2014，27（09）：1174-1177.

［4］鄭敏，李平，文玉梅，等.聲表面波諧振器無源無線傳感虛擬儀器系統(tǒng)［J］.傳感器技術(shù)，2004（11）：86-88.

［5］李科杰.新編傳感器技術(shù)手冊［M］.北京：國防產(chǎn)業(yè)出版社，2003.