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的應(yīng)用。首先調(diào)查了關(guān)于玻璃機械行業(yè)的現(xiàn)況，然后通過客戶所給予的控制要求對電氣部分進行選型；再者針對加工工藝來確定程序的流程框圖，完成程序的編寫與調(diào)試。同時還分享了調(diào)試過程所遇到問題及解決方法。

關(guān)鍵詞：永宏P(guān)LC；伺服；玻璃磨邊機

一、項目簡介

1.1 行業(yè)介紹

中國的玻璃機械產(chǎn)業(yè)發(fā)展始于上個世紀90年代初，主要由外資（臺資）企業(yè)的遷移開始在國內(nèi)生根發(fā)芽，隨著世界加工廠的地域轉(zhuǎn)移以及中國相關(guān)產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，玻璃機械加工產(chǎn)業(yè)開始在中國迅速發(fā)展。到20世紀初，出現(xiàn)了跟隨玻璃加工企業(yè)的產(chǎn)生而產(chǎn)生的趨勢。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)。從玻璃機械發(fā)展來看，重心一直都是在南部及沿海地區(qū)，對于北方做玻璃機械的企業(yè)并不是很多，在這樣一個現(xiàn)狀下如果北方出現(xiàn)新型的玻璃機械，那將是一個很好的市場開拓。

圖1-1 玻璃磨邊機

1.2 客戶需求

（1）、1#機寬度自動調(diào)整、2#機寬度在1#機加工過程中檢測寬度后，自動調(diào)寬；

（2）、2#機自動調(diào)寬的精度在1mm以內(nèi)；

（3）、傳送帶運行速度動態(tài)可變、具備手動測試功能；

（4）、可進行調(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）、可自動調(diào)寬和手動輸入調(diào)寬模式切換使用。

1.3 解決方案

玻璃磨邊機主要就是對剛切割完的直角玻璃進行倒角的磨削；該項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)備進行加工，1號機通過兩個光電配合檢測自動調(diào)寬；2號機則通過1號機處光電的上升沿到下降沿計數(shù)編碼器的數(shù)值，然后通過聯(lián)機將1號的數(shù)值傳送到2號機進行程序處理轉(zhuǎn)換成伺服需要走的距離實現(xiàn)全程自動調(diào)寬的功能。工作過程中中間玻璃通過一個轉(zhuǎn)片臺將玻璃進行90度的旋轉(zhuǎn)，以讓2號機對另外兩邊進行加工。

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)機兩臺PLC做從站進行控制；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)用該方式主要是因為客戶之前的設(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)使用同樣的方式進行控制。

1.4 方案背景

永宏B1系列的簡易PLC，在自帶一個通訊口和擴展兩個通訊口的能力，在應(yīng)用到通訊方面有很強的兼容性和穩(wěn)定性；PLC的高速計數(shù)應(yīng)用的是硬件高速計數(shù)，并且可以達到50K的脈沖輸入頻率檢測，對于性價比參數(shù)評價是相當(dāng)高的。

二、硬件設(shè)計

本系統(tǒng)控制器選用永宏B1-40MR2-D24主機；設(shè)備的運動平臺控制選用1套FSD-E2-020-2的伺服驅(qū)動器和FSM的伺服電機；觸摸屏選用的是昆侖通態(tài)的7寸觸摸屏—可進行參數(shù)設(shè)置、運行狀態(tài)顯示、控制及監(jiān)視等，1臺設(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，這就為玻璃機械行業(yè)提供了性價比非常好的解決方案；永宏P(guān)LC對走通訊本身具有通訊擴展能力強，通訊速度快、穩(wěn)定等特點，執(zhí)行機構(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)定性能達到最好。

2.2 工作原理

玻璃自動磨邊機是由PLC通過控制伺服驅(qū)動器驅(qū)動伺服電機帶動一個磨頭和傳送機構(gòu)前后調(diào)寬，而后進行玻璃四邊的磨削加工設(shè)備。設(shè)備是一條流水線，有兩臺一樣的運動機構(gòu)，其中1#機傳送機構(gòu)的在玻璃壓到上片開關(guān)后，由檢測玻璃的兩個光電狀態(tài)，來判斷玻璃的位置；如果玻璃小于當(dāng)前機構(gòu)的寬度（兩光電不得點），設(shè)備往小運行，相反如果玻璃大于當(dāng)前寬度（兩光電得電），設(shè)備往大運行。運行過程中通過一個光電上下升沿來檢測玻璃另一邊的寬度，然后將寬度值傳到2#機通過內(nèi)部位置控制進行自動調(diào)寬。這樣玻璃從1#機運行到2#機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

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#機自動調(diào)寬過程：

圖3-2 回原點程序

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，機構(gòu)往正方向運行；待2個開關(guān)都為“0”狀態(tài)（即M52下降沿），設(shè)備延時停下后切到2段速即反向運行，此時當(dāng)檢測到第一個光電后減速（切到3段速），待檢測到第二個光電得電延時一個時間后，調(diào)寬停止完成調(diào)寬動作。第一個往外延時是做一個緩沖作用，第二個延時可調(diào)是用于調(diào)節(jié)靠輪與傳送帶的間隙。

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

3.2.2 2#機自動調(diào)寬過程

2#機的自動調(diào)寬采用的控制方式為內(nèi)部位置控制的絕對值位置控制；采用對當(dāng)前位置進行校正處理，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)機械原點）。

圖3-3 寬度輸入與校正位置比較程序

如圖3-3所示，通過當(dāng)前寬度輸入（手動輸入或自動檢測脈沖值轉(zhuǎn)換后）與寬度校正時所記錄的校正值進行比較，比較后的狀態(tài)用于計算當(dāng)前輸入寬度與校正時之間所差的絕對值位置差，將其轉(zhuǎn)換計算成圈數(shù)和脈沖數(shù)；這邊處理了主要運用3個狀態(tài)主要是因為正反向的齒輪間隙補償不一樣。

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，程序處理是讓自動調(diào)寬過程都是以反方向結(jié)束的動作，如果輸入值與當(dāng)前位置大，程序會在圈數(shù)有個緩沖圈讓機構(gòu)在到達輸入值的那個點多走一段距離再方向運行到設(shè)定值，這樣的處理來客戶齒輪間隙誤差。

3.3 加工模式切換控制程序

加工模式：1、自動調(diào)寬模式；設(shè)備從玻璃上片到加工出片，全程實現(xiàn)自動磨邊和調(diào)寬動作，最后加工成品；

2、手動調(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)行進行手動調(diào)寬；然后再上片進行加工成品。

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，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行，實現(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)備運行圖

圖4-2 電柜接線圖

4.1 通訊燈時慢閃時快閃

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

解決方法：將變頻器的動力線和通訊線分開走槽，同時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口并上一個電容就將該問題解決了。

4.2 伺服常報AL-03、AL-05故障

伺服的AL-03為馬達過負載、AL-05為編碼器異常的故障代碼；報AL-03時發(fā)現(xiàn)在調(diào)寬時機構(gòu)一直頂不過去，傳送帶在運行時會出現(xiàn)“響聲”，經(jīng)過與廠家負責(zé)機械的一起探討應(yīng)該是機械卡殼或運動裝置不平；而AL-05肯定是編碼器線連接出問題。

解決方法：1、AL-05的故障出現(xiàn)是因為客戶由于驅(qū)動器與電機相隔距離較長，自己買了線來延長使用，但是在使用過程中直接將編碼器線通過端子排來連接使用；后面建議買來對接的那種端子焊接2個對接頭，插上使用就不報該故障了。

圖4-3

2、設(shè)備的兩個傳送帶是靠一個六方軸來同步帶動的，如圖4-3紅色箭頭所指；在黑色方框所圈的調(diào)寬機構(gòu)運動過程中，會沿著六方軸來回走；就是由于該處不平滑造成的過載報錯；將其拆下重新打磨設(shè)備再重新裝機，設(shè)備就不報故障了。

五、結(jié)束語

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

機械行業(yè)本身就是一個相對穩(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，穩(wěn)定性強等優(yōu)勢，相信能夠給玻璃機械行業(yè)帶來一個好的發(fā)展。同時，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)做個領(lǐng)航。

參考文獻：

[1]永宏可編程控制器使用手冊I和使用手冊II.臺灣永宏電機股份有限公司

[2]永宏P(guān)LC編程軟件使用手冊.臺灣永宏電機股份有限公司