1 引言
在美国玩具标准ASTM F963-03中,玩具主轴线定义为:一条连接产品上最远的部分或端点的距离最长的直线。一个产品可以有一条以上的主轴线,但它们的长度必须相等。对塑胶玩具和毛绒玩具进行整体易燃性测试,往往要花费大量的时间来确定玩具主轴线的方向和尺寸。而玩具主轴的方向、尺寸及燃烧尺寸的确定目前是通过人的肉眼和钢直尺来判断的,玩具燃烧前后外形差别较大,用肉眼无法准确测量燃烧的尺寸,这样测试结果就会受到较多人为因素的影响,效率低、误差大、重复性差,严重影响玩具易燃性测试合格与否的判定。
随着计算机控制技术的发展,PLC(可编程控制器)以其模块化的结构,高抗干扰的I/O处理元件、硬件配置的灵活性,可扩展和稳定性等特点,为在不同的场所的应用提供了稳定的平台,已广泛使用在自动控制装置领域。
本玩具整体燃烧自动测试仪采用先进的PLC控制技术和高性能的细分型驱动装置控制技术,可满足美国玩具标准ASTM F963-03中相关条款的要求,自动测量玩具的主轴线尺寸,自动记录燃烧时间并计算燃烧速度,且精度高,效率高,稳定性好为玩具的安全测试提供了保证。
2 工作过程
燃烧自动测试仪为平台结构,由人机交互部分、控制部分、驱动部分和支撑定位部分四部分组成,
人机交互部分:采用日本三菱公司的F920型操作面板,通过操作按钮可以进行各种操作功能的设置,并可将测试参数和测试结果显示在屏幕上。操作简单、方便,显示及时准确。
控制部分:控制器采用日本三菱公司的FX1S-10MT型PLC,具有精度高、速度快、可靠稳定的特性。主要作用是接受输入信息,并根据信息进行判定和数据处理,进而输出控制信号到测试仪的驱动部分。并且可以进行计时功能。
驱动部分:包括三个步进电机,采用美国WJT先进的JQF-MD808步进电机驱动器,接受脉冲输出信号,控制步进电机的旋转角度和旋转方向,完成测试过程中的各种驱动任务。
支撑定位部分:自动测试仪的机械部分,主要由底座,支撑杆,定位杆,刻度标等部分组成。
其工作过程如下:
(1)确定样品的主轴线方向:玩具样品放置在可旋转的工作台上,步进电机驱动支撑杆旋转,带动支撑杆上的定位杆使其与玩具主轴线方向一致,通过微调旋转工作台、定位杆的方向及位置,确定样品的主轴线方向。
(2)准确测量样品主轴线尺寸及燃烧尺寸 :使用步进电机带动丝杆上的刻度标从玩具主轴线的一端开始移动到另一端,移动的距离即为玩具主轴线尺寸;将定位杆移开,将玩具点火测试,待火焰熄灭后,再将定位杆移回到点火前的初始位置,此时,定位杆方向又与玩具主轴线方向一致,该位置通过PLC控制步进电机来保证;移动刻度标从玩具主轴线一端移动到玩具烧毁边缘,记录移动距离,则两次移动距离之差就为玩具在主轴方向被烧毁的尺寸。