1、 导言
在美国玩具规范ASTM F963-03中，玩具主轴线界说为：一条衔接产品上最远的部分或端点的间隔最长的直线。一个产品能够有一条以上的主轴线，但它们的长度有必要持平。对塑胶玩具和毛绒玩具进行全体易燃性测验，往往要花费很多的时刻来确认玩具主轴线的方向和尺度。而玩具主轴的方向、尺度及焚烧尺度的确认现在是经过人的肉眼和钢直尺来判别的，玩具焚烧前后外形不同较大，用肉眼无法精确丈量焚烧的尺度，这样测验成果就会遭到较多人为因素的影响，功率低、差错大、重复性差，严重影响玩具易燃性测验合格与否的断定。
跟着核算机操控技能的开展，PLC（可编程操控器）以其模块化的结构，高抗搅扰的I/O处理元件、硬件装备的灵敏性，可扩展和安稳性等特色，为在不同的场所的运用供给了安稳的渠道，已广泛运用在主动操控设备范畴。
本玩具全体焚烧主动测验仪选用先进的PLC操控技能和高性能的细分型驱动设备操控技能，可满意美国玩具规范ASTM F963-03中相关条款的要求，主动丈量玩具的主轴线尺度，主动记载焚烧时刻并核算焚烧速度，且精度高，功率高，安稳性好为玩具的安全测验供给了确保。
2、 作业进程
焚烧主动测验仪为渠道结构，由人机交互部分、操控部分、驱动部分和支撑定位部分四部分组成，如图1所示。
人机交互部分：选用日本三菱公司的F920型操作面板，经过操作按钮能够进行各种操作功用的设置，并可将测验参数和测验成果显现在屏幕上。操作简略、便利，显现及时精确。
操控部分：操控器选用日本三菱公司的FX1S-10MT型PLC，具有精度高、速度快、牢靠安稳的特性。首要效果是承受输入信息，并依据信息进行断定和数据处理，从而输出操控信号到测验仪的驱动部分。而且能够进行计时功用。
驱动部分：包含三个步进电机，选用美国WJT先进的JQF－MD808步进电机驱动器，承受脉冲输出信号，操控步进电机的旋转视点和旋转方向，完结测验进程中的各种驱动使命。
支撑定位部分：主动测验仪的机械部分，首要由底座，支撑杆，定位杆，刻度标等部分组成。
玩具焚烧主动测验仪的机械结构示意图如图2所示：
其作业进程如下：
（1）确认样品的主轴线方向：玩具样品放置在可旋转的作业台上，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共同，经过微调旋转作业台、定位杆的方向及方位，确认样品的主轴线方向。
（2）精确丈量样品主轴线尺度及焚烧尺度 ：运用步进电机带动丝杆上的刻度标从玩具主轴线的一端开端移动到另一端，移动的间隔即为玩具主轴线尺度；将定位杆移开，将玩具焚烧测验，待火焰平息后，再将定位杆移回到焚烧前的初始方位，此刻，定位杆方向又与玩具主轴线方向共同，该方位经过PLC操控步进电机来确保；移动刻度标从玩具主轴线一端移动到玩具焚毁边际，记载移动间隔，则两次移动间隔之差就为玩具在主轴方向被焚毁的尺度。
（3）测验成果的显现与打印设备：当玩具焚烧焚烧时，按下计时按钮，火焰平息后中止计时，用PLC主动记载玩具焚烧的时刻，玩具焚烧速度＝玩具焚烧尺度/焚烧时刻，将丈量数据核算得出焚烧速度，并将玩具主轴线尺度、焚烧尺度、焚烧时刻、焚烧速度及环境状况显现打印。
3、 作业原理
玩具主动焚烧测验仪的中心部分是PLC和三个步进电机组成的驱动部分，测验仪的作业原理如图2示。
依据美国玩具规范焚烧测验要求，在操作面板上经过按钮设定定位杆上升的高度。PLC接纳所有这些信息，经过剖析和相应的数据处理后输出发动信号，操控步进电机发动。步进电机接到PLC的输出信号后以设定的高度完结相应的操作。经过面板上的正转按钮当作PLC的输入信号，操控步进电机带动定位杆滚动必定的视点抵达玩具的主轴线方向。PLC主动记载该视点当作后续操作的基准视点。然后发动行进丈量按钮，PLC接纳到此输入信号后，操控定位杆上的步进电机带动刻度标丈量玩具主轴线尺度L1。PLC主动记载此数据显现到面板上。确认好玩具的主轴线尺度后，发动回转按钮使定位杆回到原始方位。
当确认好玩具主轴线方向和尺度后，将玩具焚烧焚烧，此刻按下面板上的计时按钮，PLC接纳此信号作为一个数字输入信号；当玩具焚烧平息后按下中止按钮，PLC接纳此信号作为另一个数字输入信号，便输出信号到面板显现玩具的焚烧时刻T。发动恢复键按钮，PLC操控步进电机带动定位杆回到最初记载的旋转视点，使定位杆从头与玩具主轴线重合；发动撤退按钮，使刻度标抵达玩具焚毁边际，面板上会显现刻度标撤退的间隔L2，则玩具焚烧尺度L＝玩具主轴线尺度L1－撤退间隔L2，并将玩具焚烧尺度显现到面板上，PLC依据焚烧尺度和焚烧时刻主动核算玩具的焚烧速度，当发动打印按钮后，PLC输出操控信号到微型打印机，主动打印其成果。
一起，依据不同玩具的高度，能够在面板上设定高度，使定位杆上升到必定的高度便于刻度标上的指针定位玩具的主轴线边际。也能够经过设定必定的视点，先将定位杆转到必定的视点上，再将玩具放置到渠道上，使其主轴线方向与定位杆方向共同，当有必定误差时，经过渠道的微调功用，使其保持共同。
4、 功用特性
⑴ 测验精度高，呼应速度快。FX1S-10MT型PLC为12位机，具有精度高、速度快的特色使测验仪具有优秀的测验精度和呼应时刻。又因为MC－808MDE细分型高性能步进电机驱动器选用了新式的双极性横流载波驱动技能，最高256倍细分，使步进电机能够到达更高的速度和更大的高速转矩，细分功用使电机作业精度更高，振荡更小，噪声更低。
⑵ 操作简略，运用便利。只需在操作面板上按键操作即可，一起显现屏将相关滚动视点，丈量尺度明晰的显现出来，简略，便利、精确。测验仪的运用极大的下降了作业强度，提高了作业功率。
⑶ 牢靠性高、安稳性强。因为PLC具有牢靠性高，安稳性强的特色，MC-808MDE细分型高性能步进电机驱动器具有先进的过流维护（峰值超越10A）、过压维护（超越85VDC）、过热维护（≥70℃中止作业，≤50℃恢复作业）和错相维护功用使测验仪运转更牢靠、更安全，很好地具有了电气安稳性和牢靠性。
⑷ 测验仪结构规划合理。测验仪为渠道结构，操作面板安装在底座上，步进电机封装在支撑杆和支座里边，不易触摸。一起测验仪的各个部件选用了防锈处理，各部件充分考虑了加工工艺的合理性，调试和修理便利。
⑸ 灵敏的预设置功用。可预设测验速度和时刻，设定规模广。预设视点为0－180°，预设速度规模为0－6000m/s，焚烧时刻0－90s。
⑹ 技能指标为：定位杆上升高度为0－500mm，滚动视点为0－90°。定位杆原始方位为0°。
⑺ 抗搅扰性强。因为本测验仪的PLC元件具有对数字信号有光电阻隔效果，可很好的将误动作信号搅扰过滤掉。而MC－808MDE细分型高性能步进电机驱动器具有对输入信号光阻隔，输入信号TTL兼容、可承受差分信号，具有杰出的散热功用和细分功用，对振荡搅扰、电磁搅扰、环境搅扰等有很好的抑制效果。
5、 操控体系的软件规划
玩具易燃性主动测验仪的I/O变量分为数字量输入信号，数字量输出信号和中心变量三类。其间数字量输入信号有：运转发动信号，恢复信号，开端计时信号，中止计时信号，上升信号，下降信号，行进信号，撤退信号，正转信号，回转信号；数字量输出信号有：运转操控信号，打印操控信号；中心变量有：高度设定，视点设定。
PLC依据接纳到的数字量输入信号和中心变量，发动并操控测验仪运转，操控程序如图4所示。首要确认玩具主轴线方向，接着丈量主轴线尺度。确认好这些后，定位杆回到原始方位，焚烧焚烧玩具，发动计时器。玩具焚烧后，中止计时器，定位杆回到记载方位，丈量玩具焚烧尺度。核算焚烧时刻并发动打印设备，输出测验成果，完毕测验进程。
6、完毕语
本主动测验仪选用先进的日本三菱公司的FX1S-10MT型PLC操控器和美国WJT先进的JQF－MD808步进电机驱动器，确保了测验仪运转安稳，呼应速度快，精度高。运用本测验仪不只能够下降检测作业的劳动强度，还大大提高了检测的功率，提高了检测成果的精确性，提高了查验作业的主动化水平。该产品在玩具安全检测中具有宽广的运用远景。
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