摘 要：文章研制了接近開(kāi)關(guān)綜合測(cè)試系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠完成接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作距離、操作頻率、接通和分?jǐn)嗄芰Φ臋z測(cè)。該系統(tǒng)已處于試驗(yàn)階段，并取得了良好的測(cè)試結(jié)果，有效的提高了接近開(kāi)關(guān)的檢測(cè)效率。

關(guān)鍵詞：綜合測(cè)試系統(tǒng)；接近開(kāi)關(guān)；動(dòng)作距離；操作頻率

1 概述

接近開(kāi)關(guān)是一種與運(yùn)動(dòng)部件無(wú)機(jī)械接觸而能動(dòng)作的位置開(kāi)關(guān)，無(wú)需物體接觸開(kāi)關(guān)及施加壓力，只需物體運(yùn)動(dòng)至接近開(kāi)關(guān)感應(yīng)面動(dòng)作距離時(shí)即可觸發(fā)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，從而發(fā)送控制指令給電器或控制裝置。接近開(kāi)關(guān)具有普通開(kāi)關(guān)的特性，同時(shí)還具有傳感特性，是一種開(kāi)關(guān)型傳感器，具有動(dòng)作穩(wěn)定，響應(yīng)速度快，應(yīng)用方便，壽命長(zhǎng)，抗干擾等特性。目前在機(jī)床、化工、食品、紡織服裝制作業(yè)等行業(yè)中廣泛應(yīng)用的接近開(kāi)關(guān)主要有電感式接近開(kāi)關(guān)、電容式接近開(kāi)關(guān)、超聲波接近開(kāi)關(guān)、光電式接近開(kāi)關(guān)這四類(lèi)。

各個(gè)生產(chǎn)廠家和各個(gè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)目前普遍采用的傳統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行分步、分項(xiàng)的對(duì)接近開(kāi)關(guān)進(jìn)行出產(chǎn)檢測(cè)，有些生產(chǎn)企業(yè)自己制造試驗(yàn)設(shè)備，需要人工讀取數(shù)字，準(zhǔn)確性、效率性低。文章提出研制能夠完成接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作距離、操作頻率、接通和分?jǐn)嗄芰Φ仍囼?yàn)的綜合測(cè)試系統(tǒng)，是符合當(dāng)前技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的。

2 系統(tǒng)構(gòu)成

綜合檢測(cè)系統(tǒng)主要由3部分組成，即機(jī)械系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、人機(jī)交互（HMI）系統(tǒng)。其中機(jī)械系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)接近開(kāi)關(guān)的裝配、定位、操作執(zhí)行及檢測(cè)時(shí)的零位調(diào)整；電氣控制系統(tǒng)則是根據(jù)它接收人機(jī)交互（HMI）系統(tǒng)發(fā)出的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)PLC來(lái)控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速以實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)靶盤(pán)轉(zhuǎn)速的控制并采樣接近開(kāi)關(guān)信號(hào)；人機(jī)交互（HMI）系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)控制數(shù)據(jù)傳輸設(shè)置與顯示。

2.1 機(jī)械系統(tǒng)

機(jī)械系統(tǒng)由標(biāo)靶轉(zhuǎn)盤(pán)、裝夾機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)三部分組成，對(duì)試樣進(jìn)行安裝與夾緊、零位確定時(shí)的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)及操作執(zhí)行等動(dòng)作。

由于電感式、電容式接近開(kāi)關(guān)都能檢測(cè)金屬材質(zhì)，所有我們選用鐵作為標(biāo)靶的原材料，將4種常用規(guī)格的40個(gè)金屬感應(yīng)標(biāo)靶嵌入高強(qiáng)度PVC板中，使得一個(gè)標(biāo)靶盤(pán)可以同時(shí)滿(mǎn)足4種常用規(guī)格接近開(kāi)關(guān)的檢測(cè)。每種規(guī)格10個(gè)標(biāo)靶均勻分布在標(biāo)靶盤(pán)圓環(huán)中，標(biāo)靶盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)一周就能感覺(jué)到10個(gè)信號(hào)。

裝配機(jī)構(gòu)采用多種夾具互換模式，根據(jù)被測(cè)品的外形特征不同，設(shè)計(jì)多套夾具。根據(jù)接近開(kāi)關(guān)的類(lèi)型及尺寸規(guī)格大小調(diào)整或跟換夾具，使得安裝正確位置，以準(zhǔn)確接受標(biāo)靶盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)接近開(kāi)關(guān)感應(yīng)面的感應(yīng)。

定位機(jī)構(gòu)利用雙軸聯(lián)動(dòng)技術(shù)來(lái)調(diào)整被測(cè)接近開(kāi)關(guān)的位置，使得感應(yīng)面的中心位置與標(biāo)靶對(duì)齊。其中，通過(guò)細(xì)紋螺桿來(lái)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)單軸位置的精確調(diào)整，其位移精度可達(dá)0.1mm。測(cè)試前通過(guò)調(diào)節(jié)螺桿使得接近開(kāi)關(guān)的感應(yīng)面與靶盤(pán)正面接觸后清零位移距離，從而確定零位。

2.2 電氣控制系統(tǒng)

電氣控制系統(tǒng)主要包括兩大部分：一是電機(jī)控制模塊，根據(jù)它接收人機(jī)交互系統(tǒng)發(fā)出的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)PLC來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速以實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)靶盤(pán)轉(zhuǎn)速的控制，電機(jī)的轉(zhuǎn)速為10～1000轉(zhuǎn)/分可調(diào)，電機(jī)帶動(dòng)標(biāo)靶轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)，使得開(kāi)關(guān)不斷接收到感應(yīng)信號(hào)做出動(dòng)作響應(yīng)。二是信號(hào)采集模塊，不同類(lèi)型的被測(cè)接近開(kāi)關(guān)按對(duì)應(yīng)接線座連接（圖2），使用外接電源供電，產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)過(guò)光電耦合器轉(zhuǎn)換后傳送給PLC，然后根據(jù)接近開(kāi)關(guān)信號(hào)的丟失情況來(lái)判斷接近開(kāi)關(guān)的好壞。

2.3 人機(jī)交互（HMI）系統(tǒng)

該功能模塊主要負(fù)責(zé)對(duì)測(cè)試參數(shù)的設(shè)置和對(duì)伺服電機(jī)的控制，并讀取各個(gè)傳感器的測(cè)試結(jié)果并顯示。其中設(shè)置參數(shù)包括接近開(kāi)關(guān)類(lèi)型、標(biāo)靶盤(pán)轉(zhuǎn)速和模式等；測(cè)試結(jié)果顯示包括被測(cè)接近開(kāi)關(guān)每圈的信號(hào)觸發(fā)個(gè)數(shù)和總觸發(fā)個(gè)數(shù)等。

為了方便測(cè)試人員直觀準(zhǔn)確的對(duì)試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)驗(yàn)前可使用點(diǎn)動(dòng)功能調(diào)整接近開(kāi)關(guān)的位置確保試驗(yàn)正常進(jìn)行。

3 結(jié)束語(yǔ)

文章研制的接近開(kāi)關(guān)測(cè)試系統(tǒng)可以幫助企業(yè)進(jìn)行接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作距離、釋放距離、動(dòng)作頻率、接通和分?jǐn)嗄芰Φ仍囼?yàn)，大大減少了試驗(yàn)費(fèi)用的投入，降低了試驗(yàn)成本，提高了檢測(cè)效率和精度，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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