摘要：本文主要內(nèi)容為介紹永宏P(guān)LC及伺服在玻璃磨邊機(jī)的應(yīng)用。首先調(diào)查了關(guān)于玻璃機(jī)械行業(yè)的現(xiàn)況，然后通過(guò)客戶所給予的控制要求對(duì)電氣部分進(jìn)行選型；再者針對(duì)加工工藝來(lái)確定程序的流程框圖，完成程序的編寫與調(diào)試。同時(shí)還分享了調(diào)試過(guò)程所遇到問(wèn)題及解決方法。

關(guān)鍵詞：永宏P(guān)LC；伺服；玻璃磨邊機(jī)

一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介

1.1 行業(yè)介紹

中國(guó)的玻璃機(jī)械產(chǎn)業(yè)發(fā)展始于上個(gè)世紀(jì)90年代初，主要由外資（臺(tái)資）企業(yè)的遷移開始在國(guó)內(nèi)生根發(fā)芽，隨著世界加工廠的地域轉(zhuǎn)移以及中國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，玻璃機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)開始在中國(guó)迅速發(fā)展。到20世紀(jì)初，出現(xiàn)了跟隨玻璃加工企業(yè)的產(chǎn)生而產(chǎn)生的趨勢(shì)。出現(xiàn)了佛山，深圳，廣州，上海，杭州，蘇州，張家港等比較集中的產(chǎn)業(yè)區(qū)。從玻璃機(jī)械發(fā)展來(lái)看，重心一直都是在南部及沿海地區(qū)，對(duì)于北方做玻璃機(jī)械的企業(yè)并不是很多，在這樣一個(gè)現(xiàn)狀下如果北方出現(xiàn)新型的玻璃機(jī)械，那將是一個(gè)很好的市場(chǎng)開拓。

圖1-1 玻璃磨邊機(jī)

1.2 客戶需求

（1）、1#機(jī)寬度自動(dòng)調(diào)整、2#機(jī)寬度在1#機(jī)加工過(guò)程中檢測(cè)寬度后，自動(dòng)調(diào)寬；

（2）、2#機(jī)自動(dòng)調(diào)寬的精度在1mm以內(nèi)；

（3）、傳送帶運(yùn)行速度動(dòng)態(tài)可變、具備手動(dòng)測(cè)試功能；

（4）、可進(jìn)行調(diào)寬與不調(diào)寬模式切換（即該批次規(guī)格一樣，直走就可以）；

（5）、可自動(dòng)調(diào)寬和手動(dòng)輸入調(diào)寬模式切換使用。

1.3 解決方案

玻璃磨邊機(jī)主要就是對(duì)剛切割完的直角玻璃進(jìn)行倒角的磨削；該項(xiàng)目主要用于加工方形的玻璃的生產(chǎn)。設(shè)備采用2套磨邊設(shè)備進(jìn)行加工，1號(hào)機(jī)通過(guò)兩個(gè)光電配合檢測(cè)自動(dòng)調(diào)寬；2號(hào)機(jī)則通過(guò)1號(hào)機(jī)處光電的上升沿到下降沿計(jì)數(shù)編碼器的數(shù)值，然后通過(guò)聯(lián)機(jī)將1號(hào)的數(shù)值傳送到2號(hào)機(jī)進(jìn)行程序處理轉(zhuǎn)換成伺服需要走的距離實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)調(diào)寬的功能。工作過(guò)程中中間玻璃通過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)片臺(tái)將玻璃進(jìn)行90度的旋轉(zhuǎn)，以讓2號(hào)機(jī)對(duì)另外兩邊進(jìn)行加工。

1-2 設(shè)備結(jié)構(gòu)圖

設(shè)備的控制方式是由觸摸屏做主站，聯(lián)機(jī)兩臺(tái)PLC做從站進(jìn)行控制；再者PLC做主站，外圍的伺服和變頻器做從站的通訊控制方式。應(yīng)用該方式主要是因?yàn)榭蛻糁暗脑O(shè)備使用的其它產(chǎn)品的品牌主要以該方式控制，其廠家技術(shù)也比較熟悉該方式，但是用之前品牌做的時(shí)候設(shè)備通訊不穩(wěn)定；改用我們產(chǎn)品后繼續(xù)使用同樣的方式進(jìn)行控制。

1.4 方案背景

永宏B1系列的簡(jiǎn)易PLC，在自帶一個(gè)通訊口和擴(kuò)展兩個(gè)通訊口的能力，在應(yīng)用到通訊方面有很強(qiáng)的兼容性和穩(wěn)定性；PLC的高速計(jì)數(shù)應(yīng)用的是硬件高速計(jì)數(shù)，并且可以達(dá)到50K的脈沖輸入頻率檢測(cè)，對(duì)于性價(jià)比參數(shù)評(píng)價(jià)是相當(dāng)高的。

二、硬件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)控制器選用永宏B1-40MR2-D24主機(jī)；設(shè)備的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制選用1套FSD-E2-020-2的伺服驅(qū)動(dòng)器和FSM的伺服電機(jī)；觸摸屏選用的是昆侖通態(tài)的7寸觸摸屏—可進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、運(yùn)行狀態(tài)顯示、控制及監(jiān)視等，1臺(tái)設(shè)備選用2套，具體如結(jié)構(gòu)圖示。

2.1 硬件結(jié)構(gòu)圖

圖2-1

如圖2-1所示，整個(gè)系統(tǒng)的電控部分、執(zhí)行部分核心都采用永宏產(chǎn)品，這就為玻璃機(jī)械行業(yè)提供了性價(jià)比非常好的解決方案；永宏P(guān)LC對(duì)走通訊本身具有通訊擴(kuò)展能力強(qiáng)，通訊速度快、穩(wěn)定等特點(diǎn)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)伺服定位準(zhǔn)、精度高；成套產(chǎn)品都使用永宏的產(chǎn)品使設(shè)備的穩(wěn)定性能達(dá)到最好。

2.2 工作原理

玻璃自動(dòng)磨邊機(jī)是由PLC通過(guò)控制伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)帶動(dòng)一個(gè)磨頭和傳送機(jī)構(gòu)前后調(diào)寬，而后進(jìn)行玻璃四邊的磨削加工設(shè)備。設(shè)備是一條流水線，有兩臺(tái)一樣的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中1#機(jī)傳送機(jī)構(gòu)的在玻璃壓到上片開關(guān)后，由檢測(cè)玻璃的兩個(gè)光電狀態(tài)，來(lái)判斷玻璃的位置；如果玻璃小于當(dāng)前機(jī)構(gòu)的寬度（兩光電不得點(diǎn)），設(shè)備往小運(yùn)行，相反如果玻璃大于當(dāng)前寬度（兩光電得電），設(shè)備往大運(yùn)行。運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)一個(gè)光電上下升沿來(lái)檢測(cè)玻璃另一邊的寬度，然后將寬度值傳到2#機(jī)通過(guò)內(nèi)部位置控制進(jìn)行自動(dòng)調(diào)寬。這樣玻璃從1#機(jī)運(yùn)行到2#機(jī)的出去就完成了四邊磨。

2.3 PLC電氣接線圖

圖2-2 PLC輸出控制部分電氣接線圖

圖2-3 PLC輸入控制部分電氣接線圖

三、軟件設(shè)計(jì)

3.1 PLC控制流程圖

圖3-1 控制流程圖

3.2 程序分析介紹

3.2.1 1#機(jī)自動(dòng)調(diào)寬過(guò)程：

圖3-2 回原點(diǎn)程序

如圖3-2所示，程序中的M52是判斷光電開關(guān)X5、X6的狀態(tài)；如果有開關(guān)得電（即M52狀態(tài)為“1”），表示當(dāng)前位置比上片的玻璃寬度要小，那么調(diào)寬機(jī)構(gòu)就應(yīng)該往大走，如N033網(wǎng)絡(luò)輸出M306控制速度模式的多段速1段速使能，機(jī)構(gòu)往正方向運(yùn)行；待2個(gè)開關(guān)都為“0”狀態(tài)（即M52下降沿），設(shè)備延時(shí)停下后切到2段速即反向運(yùn)行，此時(shí)當(dāng)檢測(cè)到第一個(gè)光電后減速（切到3段速），待檢測(cè)到第二個(gè)光電得電延時(shí)一個(gè)時(shí)間后，調(diào)寬停止完成調(diào)寬動(dòng)作。第一個(gè)往外延時(shí)是做一個(gè)緩沖作用，第二個(gè)延時(shí)可調(diào)是用于調(diào)節(jié)靠輪與傳送帶的間隙。

如果上片開關(guān)得電后檢測(cè)到M52的狀態(tài)為“0”，則直接使能速度模式2段速反向運(yùn)行；待檢測(cè)到第一個(gè)光電就減速到第二個(gè)光電延時(shí)停止完成調(diào)寬動(dòng)作。

3.2.2 2#機(jī)自動(dòng)調(diào)寬過(guò)程

2#機(jī)的自動(dòng)調(diào)寬采用的控制方式為內(nèi)部位置控制的絕對(duì)值位置控制；采用對(duì)當(dāng)前位置進(jìn)行校正處理，即記錄當(dāng)前的位置寬度，并且將伺服的當(dāng)前位置清除，多功能引腳的清除脈沖誤差量使能（脈沖誤差量清除模式設(shè)為重設(shè)機(jī)械原點(diǎn)）。

圖3-3 寬度輸入與校正位置比較程序

如圖3-3所示，通過(guò)當(dāng)前寬度輸入（手動(dòng)輸入或自動(dòng)檢測(cè)脈沖值轉(zhuǎn)換后）與寬度校正時(shí)所記錄的校正值進(jìn)行比較，比較后的狀態(tài)用于計(jì)算當(dāng)前輸入寬度與校正時(shí)之間所差的絕對(duì)值位置差，將其轉(zhuǎn)換計(jì)算成圈數(shù)和脈沖數(shù)；這邊處理了主要運(yùn)用3個(gè)狀態(tài)主要是因?yàn)檎聪虻凝X輪間隙補(bǔ)償不一樣。

圖3-4 寬度輸入與當(dāng)前位置比較程序

如圖3-4所示為寬度輸入與當(dāng)前位置比較差值的狀態(tài)，由圖3-3所知為了克服設(shè)備所存在的齒輪間隙誤差，程序處理是讓自動(dòng)調(diào)寬過(guò)程都是以反方向結(jié)束的動(dòng)作，如果輸入值與當(dāng)前位置大，程序會(huì)在圈數(shù)有個(gè)緩沖圈讓機(jī)構(gòu)在到達(dá)輸入值的那個(gè)點(diǎn)多走一段距離再方向運(yùn)行到設(shè)定值，這樣的處理來(lái)客戶齒輪間隙誤差。

3.3 加工模式切換控制程序

加工模式：1、自動(dòng)調(diào)寬模式；設(shè)備從玻璃上片到加工出片，全程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)磨邊和調(diào)寬動(dòng)作，最后加工成品；

2、手動(dòng)調(diào)寬模式；設(shè)備在玻璃上片前要先量好玻璃的尺寸，并且在觸摸屏上操作輸入寬度值，并按執(zhí)行進(jìn)行手動(dòng)調(diào)寬；然后再上片進(jìn)行加工成品。

兩種模式如果都是成批量的加工相同尺寸的玻璃，有一個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)控制是否調(diào)寬的功能，如果開關(guān)打在不調(diào)寬的狀態(tài)，直接正常連續(xù)送片即可加工。

圖3-5 調(diào)寬選擇程序

如圖3-5所示，當(dāng)X12得電時(shí)，寬度調(diào)整使能；而當(dāng)切換成“0”狀態(tài)就不執(zhí)行寬度調(diào)整程序功能，但是加工流程正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)連續(xù)加工。

3.4 觸摸屏主界面

圖3-6 觸摸屏主界面圖

四、設(shè)備調(diào)試

圖4-1 設(shè)備運(yùn)行圖

圖4-2 電柜接線圖

4.1 通訊燈時(shí)慢閃時(shí)快閃

在設(shè)備過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)PLC的通訊燈時(shí)而快閃時(shí)而慢閃，但是在線監(jiān)控通訊是能夠通訊上，偶爾會(huì)丟一兩筆通訊數(shù)據(jù)；有時(shí)需要立即響應(yīng)的動(dòng)作因?yàn)閬G筆造成動(dòng)作延誤，使得加工誤差變大。

解決方法：將變頻器的動(dòng)力線和通訊線分開走槽，同時(shí)通訊線改用屏蔽線且屏蔽層接地，這樣處理效果就好多了；再者485口并上一個(gè)電容就將該問(wèn)題解決了。

4.2 伺服常報(bào)AL-03、AL-05故障

伺服的AL-03為馬達(dá)過(guò)負(fù)載、AL-05為編碼器異常的故障代碼；報(bào)AL-03時(shí)發(fā)現(xiàn)在調(diào)寬時(shí)機(jī)構(gòu)一直頂不過(guò)去，傳送帶在運(yùn)行時(shí)會(huì)出現(xiàn)“響聲”，經(jīng)過(guò)與廠家負(fù)責(zé)機(jī)械的一起探討應(yīng)該是機(jī)械卡殼或運(yùn)動(dòng)裝置不平；而AL-05肯定是編碼器線連接出問(wèn)題。

解決方法：1、AL-05的故障出現(xiàn)是因?yàn)榭蛻粲捎隍?qū)動(dòng)器與電機(jī)相隔距離較長(zhǎng)，自己買了線來(lái)延長(zhǎng)使用，但是在使用過(guò)程中直接將編碼器線通過(guò)端子排來(lái)連接使用；后面建議買來(lái)對(duì)接的那種端子焊接2個(gè)對(duì)接頭，插上使用就不報(bào)該故障了。

圖4-3

2、設(shè)備的兩個(gè)傳送帶是靠一個(gè)六方軸來(lái)同步帶動(dòng)的，如圖4-3紅色箭頭所指；在黑色方框所圈的調(diào)寬機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，會(huì)沿著六方軸來(lái)回走；就是由于該處不平滑造成的過(guò)載報(bào)錯(cuò)；將其拆下重新打磨設(shè)備再重新裝機(jī)，設(shè)備就不報(bào)故障了。

五、結(jié)束語(yǔ)

目前，我國(guó)玻璃機(jī)械的發(fā)展高度依賴國(guó)際市場(chǎng)。玻璃細(xì)加工行業(yè)的良好發(fā)展前景將使中國(guó)玻璃磨邊機(jī)行業(yè)保持一個(gè)快速發(fā)展的趨勢(shì)。汽車和建筑夾膠安全玻璃在中國(guó)市場(chǎng)的需求逐年增加。這意味著，玻璃機(jī)械行業(yè)在中國(guó)有巨大的發(fā)展?jié)摿湍土Α?/span>

機(jī)械行業(yè)本身就是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的行業(yè)，隨著利用永宏P(guān)LC定位精度高，通訊能力強(qiáng)，穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，相信能夠給玻璃機(jī)械行業(yè)帶來(lái)一個(gè)好的發(fā)展。同時(shí)，應(yīng)該利用我們的產(chǎn)品在該行業(yè)做出比較有代表性的作品，為打入該行業(yè)做個(gè)領(lǐng)航。

參考文獻(xiàn)：

[1]永宏可編程控制器使用手冊(cè)I和使用手冊(cè)II.臺(tái)灣永宏電機(jī)股份有限公司

[2]永宏P(guān)LC編程軟件使用手冊(cè).臺(tái)灣永宏電機(jī)股份有限公司