多功能插座質量檢測系統設計與實現

毛行標 梁厚超

順德職業技術學院 廣東順德 528300

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多功能插座質量檢測系統設計與實現

毛行標 梁厚超

順德職業技術學院 廣東順德 528300

摘 要：介紹了一種新型多功能插座質量檢測系統，闡述了該系統在開關插座行業中對插座進行質量自動檢測的過程，并給出了系統工作流程圖、子系統工作流程圖和電路控制系統。

關鍵詞：插座；檢測系統；質量檢測

開關插座行業近十年發展速度特別快，年均增長率超過20%。企業生產規模不斷擴大，年銷售額超過億元的有15家企業，超過5千萬元的有36家企業。這些企業已具規模效益，是本行業的骨干企業。全國開關插座共有2 000多家左右。據統計每年室內裝飾工程市場需求量超2 000億，假如以電工行業占5%計算，也將有100億。（其中高檔30億元，中檔40億，低檔30億元），已形成珠三角、長三角、溫州和北京等幾大生產基地。高、中、低檔次的120，86，118，明裝四種款式。其中118系列以家裝較多，86系列以工程為多，明裝系列在三線城市和農村較多，120系列則以浙江為多，并且地區差異較大。珠三角電工品牌有TCL國際電工、奇勝、朗能、天朗、華藝、雷士、IDV、歐普、松本、錦力、天基等。長三角電工品牌有羅格郎、西門子、松下、西蒙、飛雕、龍勝泰力、正泰、豪意等。其中不少中國電工企業做得風生水起，涌現了諸如TCL國際電工、松本、朗能、鴻雁、飛雕等一大批著名電工國內品牌。然而2 000家多開關廠的產品質量可謂良莠不齊，特別是那些小型企業，在激烈的市場競爭環境中，既沒有優秀完整的管理隊伍，也沒有先進的生產設備，又面臨不斷攀升的勞動力成本的壓力，怎么保證產品的品質，降低成本，提高企業利潤是許多企業管理者面臨的一個嚴峻考驗。

1 五孔插座的行業質量標準

1.1 手感測試

不能出現通規插入及拔出不順暢，止規能插入的現象。

1.2 產品防單極插入測試

（1）插頭不應插入插座內插孔里，使用標準的單插片插頭，施加到保護門上。

（2）使用的20 N力度探針，不應接觸到帶電部件為之合格，探針施加到保護門最不利的位置，在同一位置依次在不同的方向施加，施加力度維持20 N，每個方向施加的時間5 s；探針不應旋轉。

（3）使用的1 N力度探針，不應接觸到帶電部件為之合格；將探針施加到保護門最不利的位置，在同一位置依次在不同的方向施加，施加力度維持1 N，每個方向施加的時間5 s，探針不應旋轉。

（1）10 A～16 A三插單極地極標準值為5 N～15 N。

（2）10 A～16 A三插單極L/N極標準值為7 N～15 N。

（3）10 A～16 A三插多極標準值為30 N～50 N。

2 系統方案設計

五孔插座多功能測試系統是二三型插座生產過程中的產品在線測試設備，可實現二三型插座在生產過程中的撥出力測試、短路檢測、通斷檢測、擋板及其彈簧漏裝的檢測，填補了二三型插座生產過程自動測試設備的空白。

圖1 多功能測試系統的結構框圖

多功能測試系統的結構框圖如圖1所示。多功能測試系統由機械傳導系統、電控系統、觸摸屏輸入顯示系統以及電源系統4個功能模塊構成，各功能模塊的組成作用分述如下。

機械傳導系統由機架、送料機構、導通測試機構、拔力測試機構以及保護門漏裝測試機構五部分組成，完成待檢產品的送入、測試和已測產品的分檢輸出工作。

電控系統由傳感器、AD轉換器、驅動電路以及主控電路四部分組成，完成位置信號的檢測和力敏傳感器信號的檢測、放大與轉換后送主控電路處理，然后經驅動電路輸出各種信號。

夏商周時期的陶瓷作品多作為日常生活用品而存在和發展的，直到宋朝時期才逐漸的作為陳設出現于空間之中，然后經歷了元明清的不斷變化發展之后，幾乎成為了生活中最為常見與平常的陳設物品。陶藝對工藝技法、形態、釉色等都有十分嚴格的要求，它是被視作一種品味和地位的代表，一般涵蓋了花瓶、文具、瓷板畫等器物，它們在空間陳設中起著重要的作用。

輸入顯示系統采用大型號觸摸屏，可以完成系統參數的輸入、測量數據的顯示、運動部件的調試及傳感器參數的檢查校驗等工作。

電源系統為各功能模塊提供220 V交流、+24 V直流和+5V 直流電能。

3 硬件電路設計

3.1 硬件電路系統結構框圖

電控系統的結構框圖如圖2所示，電控系統由傳感器、AD轉換器、驅動電路和主控電路四部分組成，完成位置信號的檢測和壓力傳感器信號的檢測、放大與轉換后送主控電路處理，然后經驅動電路輸出各種信號。

圖2 多功能測試系統的結構框圖

3.2 主控電路

主控電路如圖3所示，選擇MSP430F149IPM作為控制芯片，MSP430F149IPM具有超低功耗、系統工作穩定、處理能力強大、具有豐富的片內外圍模塊、方便高效的開發環境等特點。

圖3 主控CPU電路

3.3 電源電路

電源電路如圖4所示，電源電路由開關穩壓電路提供+24 V和+5 V兩路直流電輸入，經隔離、濾波、穩壓后向電控系統提供+24 V、+5 V、3.3 V三路直流電源。

圖4 電源電路

3.4 壓力傳感器電路

壓力傳感器電路如圖5所示，壓力傳感器電路由J4口輸入壓力傳感器轉換輸出的電信號，經由AD1電路模塊中的信號放大電路放大后送模數轉換電路進行模數轉換，輸出12位的數字信號送主控電路。

圖5 壓力傳感器模塊

3.5 位置傳感器電路

位置傳感器電路如圖6所示，位置傳感器電路的功能是把氣缸工作位置通過磁感應開關轉換成相應的邏輯電平送到主控電路，使氣缸按預定的要求動作以控制機械傳導系統的運動。

圖6 位置傳感器電路

3.6 外設驅動電路

外設驅動電路如圖7所示。外設驅動電路由8位輸出鎖存移位寄存器74LS595和兩片L298N電機驅動芯片組成，電路由主控電路提供控制信號，經由兩片L298N電路組成的功率放大后輸出信號分別控制氣缸和電機的工作。

圖7 外設驅動電路

3.7 RS232顯示系統

RS232串口電路如圖8所示。RS232是一個串行通信接口電路，電路的作用是把TTL電平轉換成RS232電平，可以實現雙工通信。輸入顯示系統如圖9所示，輸入顯示系統采用大型號觸摸屏，可以完成系統參數的輸入、測量數據的顯示、運動部件的調試及傳感器參數的檢查校驗等工作，是系統人機對話的主要途徑。

圖8 RS232串口電路

圖9 輸入顯示系統

4 系統程序設計

程序流程如圖10所示，設備有3種運行狀態：暫停、自動運行、調試；其中調試包括：在屏幕上控制設備各個部件的基本動作，顯示壓力傳感器的實時值，插拔一次獲取最大力值。可通過屏幕切換3種狀態（如圖10所示）。

圖10 程序主流程圖

5 結束語

面臨不斷攀升的勞動力成本的壓力，怎么保證產品的品質，降低成本，提高企業利潤是許多企業管理者面臨的一個嚴峻考驗。多功能插座質量檢測系統的開發，有效地替代了目前中小開關插座生產企業中質量手工檢測環節，在企業生產實際應用中，不僅提高了產品品質，還提高了生產效率，目前在全國上百家企業應用，獲得了良好的效益。

參考文獻

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Design of Multi-socket Quality Inspection System

Mao Xingbiao， Liang Houchao
Shunde Vocational and Technical College， Shunde， 528300， China

Abstract:This paper introduces a new multi-socket quality inspection system and describes the workfow of this system，The fow charts of the system ， subsystems and circuit control system are provided in this paper.

Key words:socket； detection system； mass detection

收稿日期：2015-12-01

作者簡介：毛行標，本科，講師。梁厚超，本科，副教授。

基金項目：多功能開關在線檢測關鍵技術研究（編號：2015-KJZX135）。