1、實驗三十二 環形輸送線實驗臺綜合實驗一. 實驗目的通過本實驗讓學生了解自動生產線上常用傳感器的檢測原理和應用方法。二. 實驗臺簡介DRCSX-12-B型環形輸送線試驗臺是國內首家推出的小型多用途環形輸送線實驗臺，它可以模擬自動生產線上物料的輸送、檢測工作。具有體積小、結構合理、功能強、使用方便、開設的實驗項目多等特點，圖1是該實驗臺的結構圖。圖1 DRCSX-12-B型環形輸送線試驗臺結構圖實驗臺由外殼、鏈板（測試物品的載板）、鏈條、鏈輪、直流減速電機、傳感器支架、鏈條張緊裝置、傳動裝置、6個測試樣品（金屬、塑料各三個，三種顏色）和傳感器組成。其運行線速度為：45cm/s（12V）； 1.62

2、.2cm/s（5V），外形尺寸：650×370×110mm；重量：5.5kg。圖2是實物照片。圖2 DRCSX-12-B型環形輸送線試驗臺外觀DRCSX-12-B型環形輸送線試驗臺可以開設光電對射傳感器運行速度測量實驗、紅外傳感器物品計數實驗、電渦流傳感器金屬物體檢測實驗、超聲波傳感器物體距離探測實驗、色差傳感器物體表面顏色識別實驗、應變力傳感器物體質量測量實驗、霍爾傳感器工位定位實驗、直角坐標機械手物件分撿實驗。三. 實驗內容1、物體檢測本實驗采用紅外反射式傳感器（DRHF-12-A）檢測物體，在進行實驗之前要確認傳感器的反光板已經正確安裝，否則，傳感器檢測不到信號。紅外

3、反射式傳感器及反光板的安裝方法是將傳感器固定在支架上，調整安裝螺釘使傳感器的下邊沿平行于輸送線的頂蓋板。反光板固定在傳感器發射面的前面，使反光面中心正對著傳感器。開動環形輸送線，當測試樣品隨鏈板運動經過傳感器時，由于物體遮擋了紅外線的反射，傳感器會輸出一個跳變的信號。圖3 紅外反射式傳感器物體檢測2、金屬物體檢測本實驗采用電渦流接近開關進行測量，探測距離比較短，一般< 20mm。因此，在進行實驗之前，請注意調節傳感器探頭與被測物體之間的距離。為了取得良好的實驗效果，建議調整到510mm。在傳感器調整好以后，開動環形輸送線。鏈板拖動被測物體經過傳感器探頭前面，當金屬材質（鋁）的物體經過探頭

4、時，傳感器會輸出跳變的信號。需要說明的是，電渦流接近開關在探測不同材質、不同形狀的金屬物體時，其有效探測距離會表現得有一些差異。一般地：鋁材比鐵質物體的有效探測距離要小。本公司隨環形輸送線提供的測試樣品有兩種：一種是塑料材質的，另一種是鋁的。圖4 電渦流接近開關金屬物體檢測3、輸送線運行速度測量本實驗使用紅外對射式傳感器測量。如圖5所示，紅外對射式傳感器的發射和接收窗口被固定在傳動鏈條的兩側，當鏈條在電動機的拖動下運動時，鏈條的滾子會有規律的遮擋傳感器發出的紅外線，在傳感器的輸出端上就會得到連續的脈沖。由于鏈條的滾子之間的距離（即節距）相等，（節距：d=12.7mm）所以測得傳感器輸出的脈沖頻

5、率（F），就可以推算出鏈條的運動速度SS=d*F（mm/s）。實驗時，可通過輸送線的速度開關選擇不同的運行速度，觀察信號波形的變化。圖5 紅外對射傳感器運動速度測量原理示意圖需要說明的是，紅外對射式傳感器安裝在環形輸送線的鏈板的下面，在輸送線上部是觀察不到該傳感器的，使用時也不需要進行調整。由于鏈條的運行速度比較慢：1650mm/s；對應傳感器測量信號頻率大約是1.263.94Hz。因此，采樣頻率參數不能設置得過高，可根據采樣長度(1024)內包含至少2個脈沖周期來確定采樣頻率。4、色差傳感器物體表面顏色識別實驗色差識別傳感器使用的是紅外反射式色差傳感器（DRSC-12-A），它的工作原理是依

6、據不同顏色的物體表面對紅外線的吸收率和反射率。在相同的測試距離上，黑色的吸收率最高，白色的吸收率最低。因此，可以根據物體對紅外線的反射率來判斷物體的表面顏色。在標準測試距離上，隨環形輸送線提供的三種測試顏色樣品在DRSC-12-A色差傳感器的測試結果如下表所示。圖6物體表面顏色識別原理 在實際的檢測中，需要注意傳感器與被測物體的距離應在58mm之間，物體被測表面應為平面且角度與傳感器的工作平面平行。測量時由于輸送線的運動，檢測值是一個波動的電壓范圍，而不是精確的某個值。注意：在傳感器的使用過程中請注意探頭和被測物體表面的清潔，根據光的吸收與反射定律，如果被測物體表面有污物，會影響光的反射，也就

7、是影響測量精度。另外避免光源直射傳感器端面或測試樣品，否則也會影響測試結果。5、工位定位在本實驗當中，使用霍爾傳感器（DRHG-5-A）進行定位，霍爾傳感器在檢測到磁鋼經過傳感器探頭時，磁場的變化會使傳感器輸出脈沖信號。利用霍爾傳感器的這一特性，我們將磁鋼安裝在某幾個特定的鏈板上，這樣，當這些安裝有磁鋼的鏈板經過傳感器探頭時，傳感器就會“認出”這些鏈板。當環形輸送線上配有直角坐標機械手時，霍爾傳感器的輸出與紅外傳感器等工件檢測傳感器配合，可以實現機械手工件抓取位置的控制。下圖是霍爾傳感器及磁鋼等的安裝位置示意圖。圖7 霍爾傳感器定位原理圖注意：由于霍爾傳感器只對單個磁極敏感，因此，在鏈板安裝磁

8、鋼時，請將標記有紅色或黑色的一面朝上。另外，探頭與磁鋼之間的距離應小于8mm。6、直角坐標機械手物件分撿實驗將傳感器檢測結構與機械手控制相結合，實現工件的自動分揀。直角坐標機械手控制部分參考機械手使用手冊。1)金屬物體分揀實驗：根據電渦流接近開關（DRDG-12-B）的輸出結果來判斷所測物體是否為金屬物體。通過對運動控制卡接口芯片的編程，控制直角坐標機械手運動，達到金屬物體分揀目的。2)不同重量物體分揀實驗：與上一個實驗類似，不同的是所使用的傳感器是稱重臺（DRCZ-A）。3)不同色彩物體分揀實驗：本實驗使用紅外反射式色差傳感器（DRSC-12-A）判斷工件顏色，然后，通過對運動控制卡接口芯片

9、的編程，控制直角坐標機械手運動，達到物體分揀目的。圖8 環形輸送線、傳感器、稱重臺、以及直角坐標機械手的相對位置示意圖四. 實驗儀器和設備1. 計算機 臺 2. DRVI快速可重組虛擬儀器平臺 1套 3. 打印機 1臺 4. 環形輸送線試驗臺 1個4. 直角坐標機械手(選件) 1個5. USB數據采集儀 1臺五. 實驗步驟1. 關閉DRDAQ-USB型數據采集儀電源，將需使用的傳感器連接到采集儀的數據采集通道上。(禁止帶電從采集儀上插拔傳感器，否則會損壞采集儀和傳感器)2. 開啟DRDAQ-USB型數據采集儀電源。3. 運行DRVI主程序，點擊DRVI快捷工具條上的"聯機注冊"圖標，選擇其中的“DRVI采集儀主卡檢測”或“網