歐姆龍定位器及旋轉(zhuǎn)編碼器在舊電池生產(chǎn)機(jī)臺改造中的應(yīng)用
由于電池生產(chǎn)工藝的特殊需求,電池在裝配盤上不同位置需要進(jìn)行相對應(yīng)的加工動作;即不同的工位需要設(shè)備上的plc產(chǎn)生不同的輸入輸出,要求設(shè)備能夠較準(zhǔn)確的定位。一般情況下一臺設(shè)備要求有5-6個工位的輸出,角度精度要求5°以下,所以在改造過程選型中選用了歐姆龍公司的h8ps8位輸出型及分辨率256的旋轉(zhuǎn)編碼器就完全可以滿足設(shè)備需求。由于該生產(chǎn)線設(shè)備使用的是很老eberla pls511s型plc,更換plc的話,布線編程都比較麻煩,而且成本較高;所以筆者直接選用配套的歐姆龍凸輪定位器,總的改造成本在6000-7000元之間,并最終達(dá)到很好的效果,提高了生產(chǎn)效率。
改造老式凸輪定位器過程
由于老式定位器的工作原理是依靠帶滾輪的開關(guān)在凸輪上滾動,從而產(chǎn)生通斷的控制信號交給plc處理,因此在生產(chǎn)環(huán)境油污粉塵較多的電池生產(chǎn)車間中使用年限較長會導(dǎo)致輪盤及開關(guān)磨損嚴(yán)重,定位不準(zhǔn)確,造成通斷信號不穩(wěn)定,不準(zhǔn)確;而且存在進(jìn)行維修調(diào)機(jī)時操作不方便,不直觀等問題,且調(diào)機(jī)完成后無法記錄備份,造成恢復(fù)困難。
首先旋轉(zhuǎn)編碼器的安裝需制作相應(yīng)的固定件,根據(jù)產(chǎn)品手冊提供尺寸圖設(shè)計好固定件后的安裝圖如圖1所示,可以看出前后整體空間多出很多。

h8ps定位器的安裝采用pnp輸出的表面安裝形式,線路上的改造很容易,電源接入24dc,編碼器是與定位器相配套的快插接頭;信號線連接只需將原來凸輪定位開關(guān)上的輸入給plc的信號線接到h8ps定位器相對應(yīng)的輸出點上即可。
h8ps定位器
該型號定位器有精巧的8,16,32點輸出形式,尺寸僅為96×96mm,便于安裝。1600r/min的告訴操作以及可達(dá)0.5°的高精度設(shè)定,可使用與很廣泛的應(yīng)用場合。一個鍵完成一個設(shè)定動作的設(shè)計方式是的設(shè)定變得更簡單,大型的lcd,紅色表示現(xiàn)在值,綠色代表設(shè)定值,可顯示大量的作業(yè)資訊,只需看一眼即可了解設(shè)備工作狀態(tài)。如圖2、3所示的是面板介紹以及切換功能介紹。

改造中h8ps定位器的設(shè)定流程
定位器解析度及旋轉(zhuǎn)方向設(shè)定
根據(jù)所選編碼器型號設(shè)定解析度為256,顯示角度為360;根據(jù)設(shè)備實際旋轉(zhuǎn)方向選擇cw方向。
定位器原點設(shè)定
模式切換到設(shè)定模式(prg),再將設(shè)備調(diào)整到機(jī)器的原點位置,略有不準(zhǔn)沒有關(guān)系,后續(xù)調(diào)機(jī)時還可以做微調(diào)。按住origin鍵一秒鐘以上,這時原來顯示的角度就會變成0,即完成了原點設(shè)定。
在手動模式下設(shè)定各凸輪的on/off范圍
切換到設(shè)定模式(prg),將設(shè)定模式開關(guān)打到man(手動),按動cam(凸輪)下面的+或-鍵來選擇需要設(shè)定的凸輪,on/off鍵切換on點設(shè)定和off點設(shè)定,angle(角度)下面的+或-鍵用來增加和減少角度值,設(shè)定好的角度值通過write(寫入)鍵寫入到內(nèi)存中。如圖4所示。

根據(jù)如圖5中的工作時序圖設(shè)定完全部凸輪角度的on/off值。

設(shè)定值檢查
可以通過按check(檢查)鍵,循環(huán)檢查各凸輪設(shè)定值是否與時序圖一致,避免前面的操作失誤。
定位器的測試操作
將模式選擇到test(測試)處,旋轉(zhuǎn)編碼器(或機(jī)器低速轉(zhuǎn)動)檢查操作輸出是否正常,這時定位器是有輸出顯示而不會有實際到plc的輸出,從而可以避免因為設(shè)定不當(dāng)而造成的事故。如果on/off角度值設(shè)定不正確則返回到前面的設(shè)定步驟重新設(shè)定相對應(yīng)的凸輪。
完成以上定位器的設(shè)定調(diào)試以后就可以進(jìn)行運轉(zhuǎn)模式下的操作了,將模式選擇到run(運轉(zhuǎn))模式。機(jī)器低速運轉(zhuǎn)時確認(rèn)定位器的輸出,以及plc輸入輸出的工作情況,觀察機(jī)器是否運轉(zhuǎn)正常,生產(chǎn)的產(chǎn)品是否正常,檢查工藝流程是否合格。
試運轉(zhuǎn)期間如發(fā)現(xiàn)相對應(yīng)的動作時機(jī)不對,可再返回到定位器設(shè)定流程中修改對應(yīng)的凸輪on/off設(shè)定值。
定位器及編碼器的故障處理
在長時間復(fù)雜,臟污環(huán)境下長時間使用易造成編碼器的損壞,特別是信號不穩(wěn)定,編碼不正確等狀況,這時定位器都會有報警信息輸出。可參照手冊上的處理流程對故障進(jìn)行處理。
該改造方案完成后,歐姆龍h8ps定位器以及旋轉(zhuǎn)編碼器使用狀況非常好,而且因為其精度及穩(wěn)定性可靠,不僅提高了產(chǎn)品品質(zhì),降低了停機(jī)時間,而且我們還提高了設(shè)備的運轉(zhuǎn)速度,從而使整體生產(chǎn)效率提高約15%。改造取得巨大成功。
結(jié)語
選用歐姆龍的定位器和旋轉(zhuǎn)編碼器的應(yīng)用優(yōu)點突出的表現(xiàn)在:信息化:除了定位,可以從控制器上知道其具體位置;柔性化:定位可以在控制器柔性調(diào)整;操作十分方便;經(jīng)濟(jì)化:對于多個控制工位,只需一個旋轉(zhuǎn)編碼器的成本,以及更主要的安裝、維護(hù)、損耗成本降低,使用壽命增長,其經(jīng)濟(jì)化逐漸突顯出來;現(xiàn)場安裝的方便和安全、長壽:拳頭大小的一個旋轉(zhuǎn)編碼器,可以測量從幾分的角度,幾個μ到幾十、幾百米的距離,n個工位,只要解決一個旋轉(zhuǎn)編碼器的安全安裝問題,可以避免諸多接近開關(guān)、光電開關(guān)在現(xiàn)場機(jī)械安裝麻煩,容易被撞壞和遭高溫、水氣困擾等問題。由于是光電碼盤,無機(jī)械損耗,只要安裝位置準(zhǔn)確,其使用壽命也可以很長。
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