咪头自动分选设备的制作方法

本发明涉及驻极体传声器(咪头)的测试设备技术领域，具体涉及一种咪头自动分选设备。

背景技术：

当前，咪头(驻极体传声器)已被广泛应用于mp3、mp4、数码相机、电话机等多种电子数码产品上。随着技术的进步、需求的不断更新，咪头的种类也越来越多：单向咪、双向咪、抗噪咪、硅晶咪、超声咪、次声咪、标准咪不胜枚举。

在咪头的生产过程中，针对于咪头的测试分选是其中极为重要的工序之一，目前咪头测试有三种测试方式：采用灵敏度测试仪进行手工测试；浙大扫频仪手工测试；目前市场上自动测试仪。传统检测方法是用人工对每个驻极体传声器根据其1khz和70hz灵敏度值、频率响应、工作电流等指标进行分类。这种方法工作效率偏低，劳动成本较高，而且容易引入操作人员的主观误差，使得产品的总体质量、竞争力受到影响。浙大扫频仪测试时间长，对测试环境要求高，只适合特殊产品检测和试验室测量，不适合产品批量检查；目前市场上自动测试仪是以浙大测试系统为基础上改为自动的测量，由于采用扫频的方式进行测量，环境对测量结果影响大，造成其测量结果不准确；经常有漏判、误判的情况出现；同时对漏气产品无法检查出来。此外，现有市场自动测试仪检查出来的产品还需要人工检测，因而已不能完全满足日益提升的客户要求，不具有市场竞争力。

技术实现要素：

有鉴于此，为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种咪头自动分选设备，其采用完全智能化操作作业，不但效率高，而且精度高。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：

一种咪头自动分选设备，包括机械部分和电气部分，该机械部分包括有机械送料系统、机械测试系统和机械分选系统；该电气部分包括有检测模块、ad采集模块和plc运算控制模块；其中

该机械测试系统包括有分度转盘、测试探针和给定声源，分度转盘上设置有周向分布的多个用于收纳和带动咪头转动的定位槽，机械测试系统按该分度转盘的转动方向至少依次设置有一进料区、一测试区和一出料区；前述机械送料系统的输出端连接该进料区，该测试探针和给定声源相对该测试区设置；测试探针的一端用于伸入测试区中扎到咪头的极性接点上，测试探针的另一端连接该检测模块；给定声源用于输出70hz/1khz/5khz三路频率声音对测试区中的咪头发声，使咪头输出的电压或电流信号通过测试探针输送至检测模块；

该检测模块的输出端连接于ad采集模块，用于将电压或电流信号进行选频、放大、积分后输出给ad采集模块；ad采集模块的输出端连接于plc运算控制模块，该plc运算控制模块用于对ad采集模块所采集的数据进行运算，并分析出每一咪头的产品特性；

该机械分选系统的输入端连接前述分度转盘的出料区，机械分选系统包括有依咪头之产品特性设置的收料盒。

优选地，所述给定声源包括第一单片机，第一单片机输出端连接70hz幅度电位器，70hz幅度电位器的输出端连接70hz选频模块，70hz选频模块的输出端连接70hz校准模块，70hz校准模块的输出端连接功率驱动模块，该第一单片机用于发出70hz的固定方波频率，经70hz幅度电位器控制后送入70hz选频模块进行选频高低通放大后再经过70hz校准模块校准转换为正弦波信号送至功率驱动模块；

第一单片机输出端还连接1khz幅度电位器，1khz幅度电位器的输出端连接1khz选频模块，1khz选频模块的输出端连接1khz校准模块，1khz校准模块的输出端连接功率驱动模块，该第一单片机还用于发出1khz的固定方波频率，经1khz幅度电位器控制后送入1khz选频模块进行选频高低通放大后再经过1khz校准模块校准转换为正弦波信号送至功率驱动模块；

所述给定声源还包括第二单片机，第二单片机输出端连接5khz幅度电位器，5khz幅度电位器的输出端连接5khz选频模块，5khz选频模块的输出端连接5khz校准模块，5khz校准模块的输出端连接功率驱动模块，该第二单片机用于发出5khz的固定方波频率，经5khz幅度电位器控制后送入5khz选频模块进行选频高低通放大后再经过5khz校准模块校准转换为正弦波信号送至功率驱动模块；

该功率驱动模块的输出端连接扬声器，用于驱动扬声器发出声音。

优选地，所述检测模块包括依次连接的电流信号采集单元、电流信号缓冲单元、单片机io口，还包括依次连接的电子换针组件、电子换针模块、电子开关单元，被测咪头的电流信号通过电流信号采集单元、电流信号缓冲单元后通过单片机io口送到plc运算控制模块，plc运算控制模块识别该电流是否与工厂设定电流相同，如有误差则给出电子换针指令，控制电子换针组件对被测咪头进行电子换针，直至电流达到正确值；

该检测模块还包括国标94db标准单元，国标94db标准单元的输出端连接标准前级单元，标准前级单元的输出端连接电子开关单元，该国标94db标准单元感应到给定声源三路频率声音信号后，经过标准前级单元放大，送入电子开关单元，与经过正确电子换针后的被测咪头在厂家给定的比较参数下进行比较，误差值超过厂家设定值时，设备将停止工作并报警提示工作人员；

该电子开关单元的输出端连接公共放大单元，公共放大单元的输出端分别连接70hz分频积分模块、1khz分频积分模块、5khz分频积分模块，70hz分频积分模块的输出端连接70hz幅度缓冲单元，70hz幅度缓冲单元的输出端连接70hz/ad输出模块，1khz分频积分模块的输出端连接1khz幅度缓冲单元，1khz幅度缓冲单元的输出端连接1khz/ad输出模块，5khz分频积分模块的输出端连接5khz幅度缓冲单元，5khz幅度缓冲单元的输出端连接5khz/ad输出模块，单片机io口分别连接70hz/ad输出模块的输出端、1khz/ad输出模块的输出端、5khz/ad输出模块的输出端；

被测咪头与国标94db标准单元比较后，电压信号送入公共放大单元进行电压放大，被测咪头经过前面过程并电压放大后具备一定幅度的db值，该幅度的db值分别进入70hz/1khz/5khz分频积分模块进行稳频修正处理，再经过三路70hz/1khz/5khz幅度缓冲单元转换成ad采集模块所需的参数要求分别通过70hz/1khz/5khz/ad输出模块输出。

优选地，所述分度转盘为360度四等分的圆形转盘，分度转盘上的进料区与测试区之间进一步设置有待料区；

所述定位槽为于分度转盘的侧向上开口的缺槽；

所述测试探针系安装于上下气缸上。

优选地，所述分度转盘的转动系通过一步进电机控制。

优选地，所述机械部分进一步包括有一人机界面操作系统，该人机界面操作系统包括有开关按钮和触摸屏。

优选地，所述机械送料系统包括有振动盘和直线振动装置，振动盘的输出端连接于直线振动装置的输入端，直线振动装置的输出端连接于前述分度转盘的进料区；

所述机械送料系统还包括有吸头和左右气缸，吸头系安装于左右气缸上。

优选地，所述plc运算控制模块连接于前述机械送料系统、机械测试系统、机械分选系统，用于控制机械送料系统的送料、分度转盘的转动、测试探针的移动。

优选地，所述机械分选系统包括有分料盘和拨料头，分料盘与上方的分度转盘之间通过一下料管连接，下料管的上端连接于分度转盘的出料区，下料管下端安装于拨料头上，该拨料头设置于分料盘上，该拨料头由一下料电机带动着转动；分料盘上设置有多个下料孔，该多个下料孔围绕该拨料头的转轴周向分布，每个下料孔分别通过一分料管与下方的收料盒连接。

优选地，所述plc运算控制模块包括单片机主模块，单片机主模块分别连接到料检测模块、下料寻位模块、测量失败报警模块、测量上下气缸缓冲模块、吸放料左右气缸模块、电子换针单元、下料电机脉冲模块、通讯读写模块、大容量存储模块，电子换针单元的输出端连接电子换针输出模块；

该到料检测模块用于识别有无咪头到达测试区，当咪头到达测试区时，到料检测模块发出指令到单片机主模块，单片机主模块发出指令到测量上下气缸缓冲模块，该测量上下气缸缓冲模块履行上下气缸带动测试探针下移任务，单片机主模块接收到测量结果后，发出指令使测量上下气缸缓冲模块履行上下气缸带动测试探针上移任务，同时给出吸放料左右气缸模块指令，该吸放料左右气缸模块履行左右气缸带动吸头吸料任务，同时发出下料电机脉冲信号至下料电机脉冲模块，该下料电机脉冲模块启动下料电机，同时给出下料寻位指令至下料寻位模块，使下料电机带动着拨料头转动将测量完成的咪头按工厂设定的数据丢入相应的收料盒里；

单片机主模块还用于识别被测咪头的电流信号是否与工厂设定电流相同，如有误差则给出电子换针指令至电子换针单元，通过电子换针输出模块输送电子换针指令，控制电子换针组件对被测咪头进行电子换针，直至电流达到正确值；

单片机主模块还用于将测量结果送入大容量存储模块中进行暂行存储，以便工厂随时查阅测量结果，同时该存储数据在缓存后由通讯读写模块经过usb与触摸屏连接，显示测量结果；

单片机主模块还用于当测量失败时通过测量失败报警模块发出报警提醒工作人员。

与现有技术相比，本发明主要是采用分度转盘对咪头进行旋转式精确进料与出料控制，并结合测试探针、给定声源来对咪头进行性能测试，以获取咪头的产品性能信息，以及利用检测模块、ad采集模块和plc运算控制模块来对这些信息进行自动判断、处理与分析，进而得出每一咪头的产品特性，再利用机械分选系统依据其产品特性进行分选，从而实现咪头的自动测试分选功能。其整个测试过程采用完全智能化自动操作，可有效避免人为因素带来的不良，不但具有极佳之测试精确性，而且测试分选速度快、效率高，整个单颗咪头自动分选过程小于2秒，节约生产成本，降低了工厂管理费用，减少了用工投资成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的机械结构立体示图；

图2是本发明机械测试系统与机械分选系统的立体结构示图；

图3是本发明机械送料系统与机械测试系统的立体结构示图；

图4是本发明的方框原理图；

图5是本发明给定声源的方框原理图；

图6是本发明检测模块的方框原理图；

图7是本发明plc运算控制模块的方框原理图。

附图标识说明：

10、机械送料系统31、分料盘

11、振动盘311、下料孔

12、直线振动装置32、拨料头

20、机械测试系统33、收料盒

21、分度转盘34、下料管

22、测试探针35、分料管

23、给定声源36、下料电机

25、步进电机50、检测模块

261、进料区60、ad采集模块

262、待料区70、plc运算控制模块

263、测试区80、人机界面操作系统

264、出料区81、开关按钮

27、上下气缸82、触摸屏

30、机械分选系统90、机架

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合附图和具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。需要指出的是，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

首先，请参照图1至图4所示，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构，该咪头自动分选设备包括有两大部分，分别是：机械部分和电气部分。该机械部分包括有机架90和设置于机架90上的机械送料系统10、机械测试系统20机械分选系统30和人机界面操作系统80；该电气部分包括有检测模块50、ad采集模块60和plc运算控制模块70。

其中，该机械送料系统10用于将咪头进行翻转排队后逐一地送入后序的机械测试系统20中。机械送料系统10包括有振动盘11和直线振动装置12，振动盘11的输出端连接于直线振动装置12的输入端，直线振动装置12的输出端连接于下述分度转盘21的进料区261。由于不同型号的咪头外形各不相同，因此振动盘11的设计系依据其外形或重心不同可相应调整与变化。机械送料系统10还包括有吸头和左右气缸，吸头系安装于左右气缸上。

该机械测试系统20包括有分度转盘21、测试探针22和给定声源23，本实施例的分度转盘21为360度四等分的圆形转盘，分度转盘21的转动系通过步进电机25控制，分度转盘21上设置有周向分布的多个用于收纳和带动咪头转动的定位槽，本实施例中的定位槽为于分度转盘的侧向上开口的缺槽。按该分度转盘21的转动方向依次设置有进料区261、待料区262、测试区263和出料区264，前述直线振动装置12的输出端连接该进料区261，咪头被送入该进料区后，在分度转盘21上之定位槽的带动作用下，咪头被依次输送至进料区261、待料区262、测试区263和出料区264。

该测试探针22和给定声源23相对于该测试区263设置。其中，该测试探针22被安装于一位于前述分度转盘21上方的上下气缸27上，由气缸实现测试探针22的升降。测试探针22的下端用于伸入测试区263中扎到咪头的极性接点上，测试探针22的另一端连接该检测模块50。

该给定声源23用于对测试区263中的咪头发声，使咪头输出70hz/1khz/5khz电流信号通过测试探针22输送至检测模块50。

该检测模块50的输出端连接于ad采集模块60，用于将电压或电流信号进行选频、放大、积分后输出给ad采集模块60。

该ad采集模块60的输出端连接该plc运算控制模块70，用于将采集到的电压或电流数字信号传输给plc运算控制模块70。

该plc运算控制模块70具有高速运算比对和控制功能，一方面用于对ad采集模块60所采集的数据进行运算和比对并分析出产品特性，得出精确的70hz/1khz/5khz的灵敏度值(db)及电流值(ua)传输给人机界面80显示；另一方面plc运算控制模块70连接于前述机械送料系统10、机械测试系统20和机械分选系统30，还用于控制机械送料系统10的送料、分度转盘21的转动、测试探针22的移动、机械分选系统30的分料等每个机械动作，并相应也对整机台动作进行顺控控制。

该机械分选系统30包括有分料盘31、拨料头32和收料盒33，分料盘31位于前述分度转盘21的正下方，本实施例中的分料盘31上设置有十个下料孔311，分料盘31与上方的分度转盘21之间通过一下料管34连接。下料管34的上端连接于分度转盘21的出料区264，下料管34的下端安装于拨料头32上，该拨料头32设置于分料盘31上，该拨料头32则由一下料电机36带动着转动，该十个下料孔311围绕该拨料头32的转轴周向分布。由plc运算控制模块70发出指令控制下料电机36带动拨料头32转动，以将对应产品特性的咪头拨入对应的下料孔311中。

该收料盒位于该分料盘的下方，本实施例依产品特性的不同共设置有十个收料盒33，分别是待机盒①、良品盒②、良品盒③、良品盒④、良品盒⑤、良品盒⑥、良品盒⑦、高频漏气盒⑧、大电流盒⑨和不良品盒⑩，这些收料盒分别通过各自的分料管35连接于前述分料盘31的十个下料孔311。掉入该下料孔311中的咪头通过各自的分料管35落入对应产品特性的收料盒33中，藉而实现咪头的分选功能。

该人机界面操作系统80包括有开关按钮81和触摸屏82，开关按钮81用于电源的开关和机台的启动停止控制，触摸屏82则用于手动动作的操纵，产品参数的显示及plc内部参数的变更等。具有使用方便、安全、人机触控简单等特点，从而解决了机台操控繁琐的问题，同时其画面真彩展现，参数信息一目了然，而极具人性化。

接下来，详述本实施例的工作原理、使用方法或工作过程如下：

使用时，首先由该plc运算控制模块70发出指令，使机械送料系统10中的振动盘11、直线振动装置12自动向机械测试系统20进行送料，待直线振动装置12将一咪头送进分度转盘21的进料区261后，该分度转盘21被步进电机25带动旋转90度，再次进料，以此类推分别经过了待料区262、测试区263和出料区264。当咪头被转至测试区263时，上下气缸27上的气缸开始使力做功，测试探针22下降扎到咪头的极性接点上。

然后开始测试，由给定声源23进行发声调试，使测试探针22输出70hz/1khz/5khz和电流信号至检测模块50，并通过ad采集模块60将信号采集传输给plc运算控制模块70进行数字逻辑运算，根据测试的db值和电流值分析出产品特性。依据该产品特性，plc运算控制模块70再驱动下料电机36、分料盘31和拨料头32将咪头分选到对应的收料盒33中，完成一个测试周期。

如图5所示，所述给定声源23包括第一单片机(at89c2051)，第一单片机输出端连接70hz幅度电位器，70hz幅度电位器的输出端连接70hz选频模块，70hz选频模块的输出端连接70hz校准模块，70hz校准模块的输出端连接功率驱动模块，该第一单片机用于发出70hz的固定方波频率，经70hz幅度电位器控制后送入70hz选频模块进行选频高低通放大后再经过70hz校准模块校准转换为正弦波信号送至功率驱动模块；

第一单片机输出端还连接1khz幅度电位器，1khz幅度电位器的输出端连接1khz选频模块，1khz选频模块的输出端连接1khz校准模块，1khz校准模块的输出端连接功率驱动模块，该第一单片机还用于发出1khz的固定方波频率，经1khz幅度电位器控制后送入1khz选频模块进行选频高低通放大后再经过1khz校准模块校准转换为正弦波信号送至功率驱动模块；

所述给定声源23还包括第二单片机(at89c2051)，第二单片机输出端连接5khz幅度电位器，5khz幅度电位器的输出端连接5khz选频模块，5khz选频模块的输出端连接5khz校准模块，5khz校准模块的输出端连接功率驱动模块，该第二单片机用于发出5khz的固定方波频率，经5khz幅度电位器控制后送入5khz选频模块进行选频高低通放大后再经过5khz校准模块校准转换为正弦波信号送至功率驱动模块；

该功率驱动模块的输出端连接扬声器，用于驱动扬声器发出声音。

当被测咪头感应到该三种频率声音后，将该声音转换成微量的电压信号，输送到下一级检测模块。

如图6所示，所述检测模块50包括依次连接的电流信号采集单元、电流信号缓冲单元、单片机io口，还包括依次连接的电子换针组件、电子换针模块、电子开关单元，由于被测咪头通过振动盘、直线震动装置到达分度转盘时，虽然电极方向是向上的，但两电极的位置是混乱的，被测咪头的电流信号通过电流信号采集单元、电流信号缓冲单元后通过单片机io口送到plc运算控制模块，plc运算控制模块识别该电流是否与工厂设定电流相同，如有误差则给出电子换针指令，控制电子换针组件对被测咪头进行电子换针，直至电流达到正确值；

该检测模块还包括国标94db标准单元，国标94db标准单元的输出端连接标准前级单元，标准前级单元的输出端连接电子开关单元，该国标94db标准单元感应到给定声源三路频率声音信号后，经过标准前级单元放大，送入电子开关单元，与经过正确电子换针后的被测咪头在厂家给定的比较参数下进行比较，误差值超过厂家设定值时，设备将停止工作并报警提示工作人员；

该电子开关单元的输出端连接公共放大单元，公共放大单元的输出端分别连接70hz分频积分模块、1khz分频积分模块、5khz分频积分模块，70hz分频积分模块的输出端连接70hz幅度缓冲单元，70hz幅度缓冲单元的输出端连接70hz/ad输出模块，1khz分频积分模块的输出端连接1khz幅度缓冲单元，1khz幅度缓冲单元的输出端连接1khz/ad输出模块，5khz分频积分模块的输出端连接5khz幅度缓冲单元，5khz幅度缓冲单元的输出端连接5khz/ad输出模块，单片机io口分别连接70hz/ad输出模块的输出端、1khz/ad输出模块的输出端、5khz/ad输出模块的输出端；

被测咪头与国标94db标准单元比较后，电压信号送入公共放大单元进行电压放大，被测咪头经过前面过程并电压放大后具备一定幅度的db值，该幅度的db值分别进入70hz/1khz/5khz分频积分模块进行稳频修正处理，再经过三路70hz/1khz/5khz幅度缓冲单元转换成ad采集模块所需的参数要求分别通过70hz/1khz/5khz/ad输出模块输出。

该70hz/1khz/5khz三路信号经过幅度缓冲单元后进入70hz/1khz/5khz/ad输出模块处理后，将该测量直接送入单片机io口，plc运算控制模块将该结果通过通讯端口usb送至触摸屏，最终在触摸屏上显示出被测咪头的db数据，并在软件支持自动分档。单颗咪头测量自动测量时间小于2秒。

被测咪头的电流信号通过电流信号采集单元、电流信号缓冲单元后送入单片机io口，同样的方式显示在触摸屏上。

以上是单颗咪头的测量过程，在软件的支持下，进入自动化测量模式。

如图7所示，所述plc运算控制模块70包括单片机主模块(c8051f120)，单片机主模块分别连接到料检测模块、下料寻位模块、测量失败报警模块、测量上下气缸缓冲模块、吸放料左右气缸模块、电子换针单元、下料电机脉冲模块、通讯读写模块(ch372b)、大容量存储模块(fm18l08256g)，电子换针单元的输出端连接电子换针输出模块；

该到料检测模块用于识别有无咪头到达测试区，如不在测试区，到料检测模块给出一个低电平信号传回于单片机主模块，单片机主模块发出振动盘和直线震动装置同时启动的信号，直至被测咪头到达测试区时停止震动，否则开启，当咪头到达测试区时，到料检测模块发出指令到单片机主模块，单片机主模块发出指令到测量上下气缸缓冲模块，该测量上下气缸缓冲模块履行上下气缸带动测试探针下移任务，单片机主模块接收到测量结果后，发出指令使测量上下气缸缓冲模块履行上下气缸带动测试探针上移任务，同时给出吸放料左右气缸模块指令，该吸放料左右气缸模块履行左右气缸带动吸头吸料任务，同时发出下料电机脉冲信号至下料电机脉冲模块，该下料电机脉冲模块启动下料电机，同时给出下料寻位指令至下料寻位模块，使下料电机带动着拨料头转动将测量完成的咪头按工厂设定的数据丢入相应的收料盒里；

单片机主模块还用于识别被测咪头的电流信号是否与工厂设定电流相同，如有误差则给出电子换针指令至电子换针单元，通过电子换针输出模块输送电子换针指令，控制电子换针组件对被测咪头进行电子换针，直至电流达到正确值；

单片机主模块还用于将测量结果送入大容量存储模块中进行暂行存储，以便工厂随时查阅测量结果，同时该存储数据在缓存后由通讯读写模块经过usb与触摸屏连接，显示测量结果；

单片机主模块还用于当测量失败时通过测量失败报警模块发出报警提醒工作人员。

综上所述，本发明主要是采用分度转盘对咪头进行旋转式精确进料与出料控制，并结合测试探针、给定声源来对咪头进行性能测试，以获取咪头的产品性能信息，以及利用检测模块、ad采集模块和plc运算控制模块来对这些信息进行自动判断、处理与分析，进而得出每一咪头的产品特性，再利用机械分选系统依据其产品特性进行分选，从而实现咪头的自动测试分选功能。其整个测试过程采用完全智能化自动操作，可有效避免人为因素带来的不良，不但具有极佳之测试精确性，而且测试分选速度快、效率高，整个单颗咪头自动分选过程小于2秒，节约生产成本，降低了工厂管理费用，减少了用工投资成本。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。