0引言
在光學鏡片的加工過程中，作為原材料的玻璃塊,其重量對鏡片的性能以及加工工藝有十分重要的影響。目前,國內大多數生產廠家，分揀的玻璃塊仍然由人工逐個稱重並進行分組⑴。由於光學玻璃塊易碎，所以要求輕拿輕放，人工效率較低。釆用人工分組，由於分組精度高，工作量大,所以難以保證分選的準確性。國內也有釆用光學玻璃塊自動稱重分揀機，由於節拍慢,連續運行時零漂嚴重,所以特研製了光學玻璃塊滾筒式稱重自動分揀機。
1稱重原理及稱重裝置結構

圖1稱重原理示意圖

采用差動稱重原理,在一個數據采集周期T內，先稱滾筒的重量然後稱滾筒+玻璃塊的重量q,兩者相減(差動原理)，得到光學玻璃塊的重量G.
G=G、-G。
實現差動稱重原理的裝置如圖2所示，差動稱重過程如下：
(1)稱滾筒:分揀機啟動，電子天平開啟，直流電機帶動滾筒轉動，下料門關閉，電子天平顯示空運行狀態下穩定值。
(2)稱滾筒+玻璃塊:光學玻璃塊從上滑道落下，電磁鐵響應，下料門打開，玻璃塊落入滾筒V型槽中，電子天平示值在滾筒轉動中逐漸穩定，得到加料後的穩定值,即滾筒+玻璃塊的重量4。
2分揀機結構
分揀機由機械部分和控製係統組成。機械部分實現上料、稱重和分選;控製係統由PLC實現分揀機的全部動作過程，工控機通過串口和數據釆集卡分別與電子天平和PLC通信，實現測量信號的采集及處理。
2.1機械部分
機械部分包括上料裝置、滾筒式稱重裝置和分選裝置，如圖3所示。
其工作過程如下：

圖3分揀機機械結構
稱滾筒:滾筒連續轉動將玻璃塊通過滑道送到分選裝置,工控機釆樣電子天平,得到滾筒的重量；
上料:振動料鬥和直線送料器工作，光電開關檢測到光學玻璃塊，開啟下料門，玻璃塊通過滑道落入滾筒，振動料鬥和直線送料器停止工作；
稱滾筒+玻璃塊:玻璃塊落入滾筒，逐漸平穩,工控機釆樣電子天平，得到滾筒+玻璃塊的重量；
分選:滾筒轉動，將玻璃塊通過滑道送到到分選同步帶上，工控機將處理結果通知PLC.PLC啟動步進電機，帶動同步帶將玻璃塊向前傳送，到達預定料盒,PLC啟動電磁閥觸發信號，吹料器工作，玻璃塊落入料盒。
2.2控製係統
分揀機控製係統硬件主要由電子天平、工控機、PLC、光電開關、電磁鐵、步進電機及接口電路等組成⑷，硬件結構框圖如圖4所示。

各部分功能簡介如下：
(1)工作過程控製:根據節拍要求PLC實現了機械部分工作過程［5］。
(2)稱重:電子天平測量滾筒及玻璃塊的重量，數據通過RS-232C接口傳送給工控機麵;工控機對數據進行分析處理,得到測量值，並與設定值比較，得到分組結果,由數字I/O卡將分組結果通知PLC.PLC根據分組結果將光學玻璃塊送到規定的料盒內。
2.3係統軟件
係統軟件主要包括基於PLC完成的過程控製軟件和基於工控機完成的數據采集及處理的測量軟件兩部分。
(DPLC過程控製軟件。PLC控製分揀機動作，其控製流程圖如圖5所示。選擇“手動調整”時，可以調整各運動部件的狀態;選擇“自動方式”時,依照圖示順序依次完成相應動作。

圖5PLC控製流程圖
(2)工控機測量軟件。采用虛擬儀器技術，基於LabVIEW開發完成⑺，其工作流程圖如圖6所示。
數據釆集程序如圖7所示。首先對串口參數進行設置，設置要求與電子天平串口參數一致,然後按照節拍要求進行數據采集。

根據表1數據可得算術平均值
係統釆用差動原理準確得出光學玻璃塊的重量。釆集數據取第1~5個的算術平均值為滾筒的重量，取第10~14個的算術平均值為滾筒+玻璃塊的重量，兩者的差值為玻璃塊的重量。數據處理程序如圖8所示。

3結果與誤差分析
計量室用0.01g精度電子天平稱某光學玻璃塊,重量為
0.86g.采用以上分揀機對該光學玻璃塊進行20次重複測量實驗。實驗結果如表1所示。

J-Z=0.01g
取顯著度a=0.05,極限誤差為
=±ttf(r=±1.7247x0.01=±0.017g
實驗表明，單次稱重誤差和極限誤差均在土0.02g之內，該分揀機滿足精度要求。
4結束語
該分揀機采用滾筒式稱重裝置,利用差動測量原理準確得到光學玻璃塊重量。稱重過程連續、平穩，有效實現高精度稱重，同時，有效地抑製零漂現象，充分保證分揀機連續工作的可靠性。采用同步傳送帶傳送光學玻璃塊,傳送距離可靠，有效減小落差，分選可靠。采用氣動吹料方式，簡單，穩定，經濟性高。應用證明,該分揀機稱重精度高、可靠性好、操作簡單，分揀敬率為2"件，滿足客戶要求。

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