關(guān)于某家用電器靜電彈簧控制板一拖多自動檢測裝置的研究與應(yīng)用

葛 彬 王漢文 葉小波 張 寒 吳夢龍 吳伯溫

（格力大松（宿遷）生活電器有限公司 宿遷 223800）

引言

隨著人民生活質(zhì)量水平的不斷提高，各類家用電器控制方式由普通實體按鍵控制，轉(zhuǎn)變?yōu)橛|碰按鍵控制，而觸碰按鍵控制其核心為靜電彈簧控制板。但小家電企業(yè)在批量生產(chǎn)靜電彈簧控制板過程中，靜電彈簧控制板因其特殊的工作原理，在觸碰功能檢測中時間長，人力投入多，勞動強度大、操作繁瑣等因素，嚴(yán)重影響家電企業(yè)對靜電彈簧控制板檢測效率和檢測穩(wěn)定性。因此如何實現(xiàn)靜電彈簧控制板自動檢測成為了各家電企業(yè)的重點研究課題。本文正是在上述背景下和需求下，研究并設(shè)計出一種靜電彈簧控制板一拖多自動檢測裝置，實現(xiàn)靜電彈簧控制板的高效測試、低人力投入及檢測結(jié)果一致性高的效果。

1 靜電彈簧控制板結(jié)構(gòu)及檢測裝置設(shè)計難點分析

1.1 靜電彈簧控制板結(jié)構(gòu)分析

靜電彈簧控制板主要由電源模塊板、邏輯控制模塊，靜電彈簧三個部分組成。在靜電彈簧控制板的控制邏輯為，靜電彈簧控制板正常接入DC5V 電源，當(dāng)靜電彈簧上的電荷流失時，邏輯電路就會通過放大電路將邏輯電路導(dǎo)通，邏輯電路輸出對應(yīng)信號，從而實現(xiàn)該靜電彈簧控制板的電路導(dǎo)通，即可實現(xiàn)觸碰靜電彈簧控制輸出對應(yīng)信號。

靜電彈簧控制板實物如圖1 所示。

1.2 檢測裝置設(shè)計難點分析

1）供電難點，原有的供電方式為電源PCB 板將AC220 V 電源轉(zhuǎn)化為DC12 V 和DC5 V 電源，通過專用的電源排線，將DC12 V 和DC5 V 電源引入靜電彈簧控制板上。因為專用電源PCB 板需要人工接插電源插頭，員工存在觸電風(fēng)險和電源接插件磨損后穩(wěn)定性變差風(fēng)險。

2）檢測難點，傳統(tǒng)檢測方式人工接插單個產(chǎn)品電源線插頭，再用手逐個去觸碰靜電彈簧，存在操作繁瑣和動作單一性，員工容易疲勞，檢測效率較差。

2 檢測裝置方案設(shè)計

2.1 檢測裝置硬件組成

靜電彈簧控制板一拖多自動檢測裝置，硬件主要分為測試治具架、主氣缸、天板針床、靜電彈簧控制板托盤、檢測電路、PLC 邏輯控制電路六個部分構(gòu)成。PLC 邏輯控制電路，通過對主氣缸及檢測線路的系統(tǒng)控制，實現(xiàn)靜電彈簧控制板自動供電、檢測等動作[1]。

裝置硬件配置清單如表1，整體構(gòu)造如圖2 所示

圖2 整體構(gòu)造

2.2 主要硬件設(shè)計

2.2.1 測試治具架、靜電彈簧控制板托盤設(shè)計

針對不同尺寸靜電彈簧控制板，專門設(shè)計機架和專用的靜電彈簧控制板定位板，通過更換天板針床及靜電彈簧控制板托盤，來實現(xiàn)兼容不同尺寸靜電彈簧控制板；本次以某型號靜電彈簧控制板為例設(shè)計1 模4 穴定位板，實現(xiàn)4 片靜電彈簧控制板的定位及天板針床的安全供電[2]。測試治具架、控制板托盤見圖3。

圖3 測試治具架、靜電彈簧控制板托盤

2.2.2 靜電彈簧控制板檢測電路設(shè)計[3]

針對不同尺寸靜電彈簧控制板，專門設(shè)計靜電彈簧控制板的硬件電路，通過探針對靜電彈簧控制板進行電源供給，根據(jù)不同的靜電彈簧控制板檢測需求，在控制箱內(nèi)部設(shè)計可以撥動的撥碼開關(guān)，實現(xiàn)選擇1 ～8 個產(chǎn)品的1 ～9 個信號同時檢測，靜電彈簧控制板檢測電路見圖4 所示。

圖4 靜電彈簧控制板檢測電路

3 軟件設(shè)計

PLC 邏輯控制電路，集成并密封在控制面板底部，自動檢測按鈕設(shè)置一個。按自動檢測按鈕，主氣缸帶動上置式壓板下壓，完成靜電彈簧控制板與天板針床貼合，下降到位后氣缸上的傳感器觸發(fā)程序開始自動程序運行[4]。

PLC 預(yù)讀當(dāng)前撥碼器設(shè)置靜電彈簧控制板數(shù)量，及靜電彈簧所需檢測信號數(shù)量，然后按照PLC 內(nèi)部程序開始運行。在運行過程中會有數(shù)顯管顯示當(dāng)前檢測數(shù)據(jù)，如果未顯示則表示檢測NG，如果所有都顯示則表示OK，當(dāng)檢測完成后主氣缸帶動上置式壓板上升，等到上壓板上升到頂部時，人工就可以手動取出靜電彈簧控制板，并重新投入新的靜電彈簧控制板，此時按自動檢測按鈕，檢測循環(huán)就可以重新啟動，PLC 邏輯運算指令[5]如圖5 所示。

圖5 PLC 邏輯運算指令

4 設(shè)計驗證及使用維護

4.1 設(shè)計驗證

根據(jù)上文設(shè)計原理，對靜電彈簧控制板一拖多自動檢測裝置進行制作、驗證。檢測效率由人工單個測試的30 s/PCS 提升至4 PCS，檢測周期僅需25 s，效率提升約10 倍以上，單人、單套裝置即可滿足班組單日18000 PCS 生產(chǎn)檢測需求，人力投入成本降低顯著。員工操作流程從10 余步降至3 步，勞動強度明顯減輕。該裝置運行可靠，各硬件匹配良好，異常檢出有效，滿足設(shè)計要求。

4.2 日常使用維護

靜電彈簧控制板一拖多自動檢測裝置，使用前必須在控制面板內(nèi)部，撥動撥碼開關(guān)，確定靜電彈簧控制板檢測個數(shù)及單個靜電彈簧控制板檢測信號數(shù)量。接入壓縮空氣，調(diào)整氣壓在0.5 MPa 左右。接入AC220 V 電源，查看PLC 電源指示燈是否亮起，放入驗證靜電彈簧控制板測件,啟動靜電彈簧控制板檢測設(shè)備，對裝置邏輯運行點檢，靜電彈簧控制板托盤內(nèi)部多個穴位監(jiān)測無異常后，即可用于正常生產(chǎn)檢測工作。

使用完畢后，需將靜電彈簧控制板托盤及天板針床分別取出，并用發(fā)泡袋包裹存放，不能磕碰天板針床，避免天板針床探針損壞。長時間不使用時，需要將測試治具架氣管及電源線穩(wěn)妥收好，表面包裹防塵袋，并將其收入治具間進行穩(wěn)妥收藏，避免丟失和損壞。

5 總結(jié)

靜電彈簧控制板自動檢測裝置一拖多自動檢測裝置[6]，實現(xiàn)了多型號靜電彈簧控制板自動供電、多工位，多信號柔性檢測等功能，且安全性高，裝置操作簡單運行可靠，具有良好的通用性和推廣性。通過以上軟硬件的設(shè)計，不僅大大降低了靜電彈簧控制板檢測的人力投入成本及勞動強度，而且有效的規(guī)避可能造成的電氣安全隱患，同時對家電企業(yè)靜電彈簧控制板自動檢測自動化推進具有較高的指導(dǎo)意義。