杜保國(guó) 馮捷逾 牛愛(ài)芳

摘 要：磨邊倒角機(jī)設(shè)備改造后，伺服電機(jī)在查找原點(diǎn)時(shí)無(wú)效造成越過(guò)原點(diǎn)報(bào)警，分析原因并進(jìn)行對(duì)策解決。

關(guān)鍵詞：伺服查找原點(diǎn) 報(bào)警 對(duì)策

1 引言

安彩高科光伏新材料磨邊倒角機(jī)采用德國(guó)的ISMOTION伺服控制系統(tǒng)，備件老化嚴(yán)重且備件工廠關(guān)閉無(wú)法采購(gòu)，2021年改造完成了9臺(tái)倒角機(jī)，改造后無(wú)規(guī)律出現(xiàn)查找原點(diǎn)時(shí)，直接越過(guò)原點(diǎn)超限報(bào)警，對(duì)正常生產(chǎn)造成較大影響，必須對(duì)策解決。

2 磨邊機(jī)設(shè)備伺服工作原理

2.1設(shè)備簡(jiǎn)介：

磨邊機(jī)改造后采用獨(dú)立的控制系統(tǒng)，其中PLC采用OMRON公司的CP系列，型號(hào)為CP1H-X40DT-D，具有4軸脈沖輸出功能，通過(guò)直接脈沖輸出到伺服驅(qū)動(dòng)器，由兩側(cè)的倒角檢測(cè)開關(guān)分別觸發(fā)控制固定側(cè)和移動(dòng)側(cè)的X軸和Y軸伺服電機(jī)，由精密滾珠絲桿進(jìn)給，實(shí)現(xiàn)倒角功能。伺服控制系統(tǒng)為松下A6系列，其中伺服驅(qū)動(dòng)器為MDDLN55SE，伺服電機(jī)為MSMF102L1G6M。

2.1倒角原理：

倒角動(dòng)作原理：首先兩側(cè)伺服通過(guò)觸摸屏操作或按鈕操作找到X、Y軸伺服原點(diǎn)，原點(diǎn)使用的接近開關(guān)檢測(cè)，啟動(dòng)設(shè)備，此時(shí)4個(gè)伺服軸按照觸摸屏設(shè)定的位置定位到倒前角的位置，當(dāng)?shù)菇菣z測(cè)開關(guān)上升沿觸發(fā)時(shí)，進(jìn)行倒前角，隨后X軸加速前進(jìn)，Y軸后退到倒后角位置，倒角開關(guān)下升沿觸發(fā)時(shí)，進(jìn)行倒后角，完成后X、Y軸都回到絕對(duì)位置0，為了防止累計(jì)誤差，下一步程序重新自動(dòng)執(zhí)行查找原點(diǎn)動(dòng)作，一般情況此時(shí)就在原點(diǎn)，兩側(cè)X、Y軸離開原點(diǎn)再等待查找原點(diǎn)，找到后X、Y軸前進(jìn)到倒前角位置，等待下一個(gè)產(chǎn)品。

3.故障現(xiàn)象與對(duì)策方法

3.1 故障現(xiàn)象：設(shè)備改造運(yùn)行一段時(shí)間后，在設(shè)備運(yùn)行中，一側(cè)X軸伺服機(jī)構(gòu)越過(guò)原點(diǎn)，達(dá)到硬極限報(bào)警過(guò)負(fù)荷停機(jī)，起初頻次不高，4個(gè)小時(shí)左右出現(xiàn)一次，復(fù)位后能正常開機(jī)，通過(guò)觀察記錄現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)每次都是在倒完后角位置后，查找原點(diǎn)時(shí)出現(xiàn)故障。隨后頻次增加，通過(guò)安裝視頻監(jiān)控查看，在倒完后角X、Y軸都回絕對(duì)位置0時(shí)，故障側(cè)X軸原點(diǎn)接近開關(guān)指示燈已經(jīng)亮，但機(jī)構(gòu)沒(méi)有停止后反向運(yùn)動(dòng)到離開原點(diǎn)再回來(lái)查找原點(diǎn)，而是繼續(xù)前進(jìn)越位，直到過(guò)負(fù)荷報(bào)警停機(jī)。

3.2 對(duì)策方法：

通過(guò)故障現(xiàn)象分析，懷疑是故障側(cè)X軸原點(diǎn)接近開關(guān)沒(méi)有檢測(cè)到接近體，調(diào)近接近開關(guān)與檢測(cè)接近體的距離，但問(wèn)題仍然存在。通過(guò)持續(xù)觀察，接近開關(guān)指示燈亮，也有故障產(chǎn)生，分析可能沒(méi)有輸出信號(hào)，但通過(guò)測(cè)量接近開關(guān)指示燈亮?xí)r有高電平，PLC輸入點(diǎn)也有指示，嘗試更換了相同的接近開關(guān)和從接近開關(guān)到控制柜的4芯電纜，運(yùn)行一段時(shí)間后故障沒(méi)有解決。基本的檢測(cè)手段和處理方法無(wú)法解決問(wèn)題，于是通過(guò)查看程序，分析原點(diǎn)接近開關(guān)信號(hào)異常的原因，原程序增加了監(jiān)控程序，如圖：

正常情況下，每一個(gè)產(chǎn)品兩側(cè)接近開關(guān)I0.00和I0.02分別觸發(fā)的D242和D244的值應(yīng)該完全相同，但是從監(jiān)控程序中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)加工一定數(shù)量產(chǎn)品后，兩側(cè)原點(diǎn)開關(guān)信號(hào)上升沿次數(shù)不同，其中D242的值大于D244的值，經(jīng)過(guò)多次測(cè)試，都是這樣的結(jié)果，分析I0.0信號(hào)有閃爍的現(xiàn)象。問(wèn)題找到了，下一步就是如何解決。首先懷疑信號(hào)干擾問(wèn)題，將接近開關(guān)信號(hào)線更換為帶屏蔽層的電纜，并將屏蔽層接地，故障沒(méi)有得到改善，但故障產(chǎn)生的頻次有所減少，于是將進(jìn)控制柜的電源重新單獨(dú)穿金屬管并良好地線，伺服驅(qū)動(dòng)器的地線，變頻器和電機(jī)的地線檢查處理，并沒(méi)有徹底解決故障出現(xiàn);考慮從程序上增加一個(gè)過(guò)濾，因程序原點(diǎn)信號(hào)沒(méi)有獨(dú)立的設(shè)定，只能將0通道過(guò)濾，影響其他輸入信號(hào)，所以嘗試其他方法;觀察接近體為鋁材料制作，矩形形狀且邊部倒角45°，估計(jì)會(huì)影響開關(guān)效果，但不能確定，嘗試用鐵材料臨時(shí)測(cè)試，效果不明顯;通過(guò)修改程序增加延時(shí)，讓倒角機(jī)構(gòu)停穩(wěn)后再去執(zhí)行查找原點(diǎn)，也沒(méi)有達(dá)到預(yù)期效果;通過(guò)上述方法問(wèn)題都沒(méi)有徹底解決，分析查找原點(diǎn)的設(shè)定方法，上傳PLC設(shè)定，在PLC設(shè)置脈沖輸出選項(xiàng)時(shí)，主要選擇以下選項(xiàng)：

其中，偵測(cè)模式使用的“方法2” 選項(xiàng)，在不使用原點(diǎn)接近輸入信號(hào)的情況下，接受原點(diǎn)輸入信號(hào)。僅原點(diǎn)搜索接近速度可作為原點(diǎn)搜索速度。查找操作使用的“反轉(zhuǎn)1”選項(xiàng)，當(dāng)以原點(diǎn)搜索方向移動(dòng)的過(guò)程中接收到限位輸入信號(hào)時(shí)，方向反轉(zhuǎn)。操作模式使用的“模式 0” 選項(xiàng)，連接到不具有定位完成信號(hào)的步進(jìn)電機(jī)時(shí)，使用該模式。PLC程序中，查找原點(diǎn)使用了“原點(diǎn)搜索ORG”指令，通過(guò)倒角原理，在倒完后角后回到定義的原點(diǎn)再執(zhí)行查找原點(diǎn)，如果此時(shí)接近開關(guān)信號(hào)閃爍，就會(huì)造成此次故障。如果將倒完后角不回到絕對(duì)位置0，而是接近原點(diǎn)位置，這樣再去查找原點(diǎn)，即減少了動(dòng)作時(shí)間，也提高了查找原點(diǎn)的可靠性。

通過(guò)修改程序數(shù)據(jù)設(shè)定，將MOVL #0 D1804改為將MOVL #200 D1804，就是倒完后角停在離原點(diǎn)開關(guān)200mm的位置，在這個(gè)位置再去查找原點(diǎn)，即使接近開關(guān)信號(hào)有閃爍，但位置精度在工藝可以接受范圍內(nèi)，經(jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)試，沒(méi)有再出現(xiàn)過(guò)此故障現(xiàn)象。梯形圖如下：

于是對(duì)其他設(shè)備都按照這個(gè)方法進(jìn)行了修改，解決了設(shè)備頻繁停機(jī)的故障。

4. 結(jié)束語(yǔ)

這次故障較為特殊，主要原因是利舊設(shè)備改造不完善，存在設(shè)計(jì)的缺陷，通過(guò)觀察分析原因，使用改變動(dòng)作時(shí)序解決異常故障，也作為類似設(shè)備問(wèn)題的參考。

參考文獻(xiàn)

[1]OMRON公司的《SYSMAC CP系列 CP1H CPU單元 編程手冊(cè)》

[2]OMRON公司的《SYSMAC CP系列 CP1H CPU單元 操作手冊(cè)》