某电子产品性能测试与分拣系统的设计与实现

作     者：汪淦埴 

作者单位：哈尔滨工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：崔贤玉

授予年度：2020年

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 080706[工学-化工过程机械] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 082003[工学-油气储运工程] 0802[工学-机械工程] 0835[工学-软件工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：可燃气体警示器 自动检测 PLC 故障树分析 

摘      要：随着天然气在国民生活中应用越来越广泛,燃气警示器作为保障安全使用燃气的一道防线也逐渐走进了千家万户。在实际的工厂生产中,需要工厂高效的产出合格的产品,但是现如今行业生产仍然是以人工手动生产为主,生产能力不足。本文针对燃气警示器的生产流程,结合PLC技术、故障树分析技术等,研发一种自动化性能测试和分拣平台代替人工检测燃气警示器的性能,有效的提升了检测效率和准确度。本文所做的研究工作如下:首先,本文对目标燃气警示器进行外形尺寸信息和工厂实际生产警示器的情况进行了调研,根据实际调查情况设计了自动化平台的连续生产机构以及整体支架、检测组件、电路板检测载体三个部分,并且对关键容易发生折弯的部位利用Solidworks中的Simulation组件进行了静力学分析,并根据分析结果对机械结构进行了改进。另外本文也对需要使用的电子元器件包括PLC、继电器、四轴机械手及其控制器等根据实际要求进行了选型,保证在电气元件的配合下机械结构可以执行预定的工作任务。其次,按照实际需求,着重对静态故障树的分析方式包括定性分析、定量计算和重要度分析进行研究,基于故障树分析法,对功能测试部分数据进行了定性分析和定量分析,为下文功能测试的实现提供一种有效且科学的方法。再次,依照生产情况提出了简易性、鲁棒性、安全性的生产要求和控制流程,进一步对连续生产机构即电动分度盘旋转的控制、对检测组件中电动推杆的控制和电信号测试控制方案的设计与优劣比较,选定控制方案。然后按照已经设计好的控制方案,对各个部分控制流程进一步细化。使用西门子公司的Step7软件中的运动控制模块实现了电动分度盘和电动推杆的电机控制。利用数模转换原理,编写了数值转换函数,实现了对PLC采集的模拟量的处理,并提出电路板采集的电信号判定策略,然后对已经处理好的数据进一步分析其是否合格,同时实现了程序烧写功能。根据功能测试的故障树分析结果对判断策略进行了简化和具体实现。最后对已经检测过后的电路板标记错误类型并对分拣程序进行调用。最后,本文按照实际生产情况,以实际电路板为对象进行了连续生产机构的实验、测试组件的实验和联调实验,针对在检测过程中可能会发生的由于操作人员操作不当电路板插反的情况进行了模拟,加装了蜂鸣器和继电器解决了存在的问题;针对引脚容易脱落的情况提出了加装DB插头转接的解决办法。同时对程序烧写和检测部分进行了准确度检测,保证设备能够准确有效的完成工作任务。