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在zai機ji械xie壓ya力li機ji安an全quan控kong製zhi係xi統tong中zhong,對dui於yu壓ya機ji凸tu輪lun的de監jian控kong往wang往wang是shi必bi須xu的de。凸tu輪lun監jian控kong主zhu要yao用yong於yu監jian視shi滑hua塊kuai的de位wei置zhi。當dang前qian大da多duo數shu衝chong壓ya設she備bei采cai用yong的de是shi機ji械xie式shi凸tu輪lun加jia上shang接jie近jin開kai關guan的de方fang式shi實shi現xian凸tu輪lun監jian控kong,這zhe樣yang會hui存cun在zai潛qian在zai的de風feng險xian,即ji一yi旦dan某mou個ge接jie近jin開kai關guan——如用於監控超程位置的接近開關——出現故障,那麼滑塊的位置便無法正確監控,從而發生滑塊超過預期位置而導致人身傷害或衝壓產品損壞的情況。
為wei了le避bi免mian這zhe種zhong情qing況kuang,通tong常chang可ke以yi采cai用yong冗rong餘yu相xiang異yi的de技ji術shu,即ji同tong時shi采cai用yong兩liang個ge不bu同tong的de接jie近jin開kai關guan對dui一yi個ge位wei置zhi進jin行xing監jian控kong。采cai用yong這zhe種zhong方fang式shi雖sui然ran能neng解jie決jue單dan個ge元yuan件jian的de故gu障zhang失shi效xiao問wen題ti,但dan是shi由you於yu凸tu輪lun跳tiao變bian而er產chan生sheng的de錯cuo誤wu信xin號hao的de問wen題ti(如壓機處在凸輪切換點,在啟動時稍稍向後回退一點角度而導致的錯誤信號)依然無法解決,且采用這種方式無法進行正反轉方向監控。更好的方式是采用冗餘的編碼器實現壓機的凸輪監控,使用皮爾磁的PSEN enco安全編碼器結合PSS 4000安全控製係統便可很好的實現安全的凸輪監控功能。

圖1:PSEN enco安全編碼器與PSS 4000安全控製器
PSEN enco是(shi)一(yi)款(kuan)安(an)全(quan)編(bian)碼(ma)器(qi),又(you)可(ke)稱(cheng)為(wei)電(dian)子(zi)凸(tu)輪(lun),其(qi)內(nei)部(bu)采(cai)用(yong)了(le)冗(rong)餘(yu)相(xiang)異(yi)的(de)元(yuan)件(jian)結(jie)構(gou),一(yi)個(ge)光(guang)學(xue)掃(sao)描(miao)係(xi)統(tong)及(ji)一(yi)個(ge)磁(ci)感(gan)應(ying)掃(sao)描(miao)係(xi)統(tong)共(gong)同(tong)測(ce)量(liang)位(wei)置(zhi)和(he)方(fang)向(xiang),可(ke)實(shi)現(xian)EN ISO 13849 PL e安全等級。當然光有安全傳感器還不足以使係統達到必要的安全要求,還需結合安全控製器共同使用。本次應用中采用的是皮爾磁PSS 4000安全控製器,其內部具有眾多經認證的安全功能塊用於對外圍信號進行評估。在凸輪監控方麵也不例外。PSS 4000處理凸輪信號的流程如下圖所示:

圖2:PSS 4000 凸輪監控原理
首先,PSS 4000采用兩個絕對值編碼器功能塊FS_Absolute_Encoder處理絕對值編碼器的信號。當然如果實際應用中使用增量式編碼器,PSS 4000中也有FS_Incremental_Encoder增量式編碼器模塊與之對應。這兩種功能塊將信號轉換為32位無符號雙整型傳遞給雙通道計數模塊FS_CounterDual,該功能塊用於判斷雙通道采集的位置數據是否在允許的容差之內、是否靜止及正反方向。之後將比較得出的安全位置信號傳遞給安全位置角度轉換功能塊 FS_PositionToAngle,用於將絕對位置轉換為角度。最後該角度將結合壓機安全閥信號,由凸輪控製功能塊FS_CamController判斷當前壓機滑塊是否處在下行階段還是上行階段,且是否超程。在程序中模塊的調用方式如下圖所示:

圖2:PSS 4000凸輪監控程序
ciwai,xianzaidaduoyajijundaiyoubiansugongneng,kezaicaozuoguochengzhongtiaozhengchongyasudu。zaibiansuqingkuangxia,youyuhuakuaishacheweizhiyejiangchuxianbianhua,yinciwufacaiyonggudingdejixietulunshishitiaozhengbianhuadeshachedian(即超程信號)位置。為此一般采用額外加裝一個編碼器,並通過普通PLC計算後給出刹車位置信號的方式來實現動態凸輪的功能。這樣做一方麵增加成本,另一方麵需要在普通PLC中進行複雜計算。而PSS 4000內nei部bu的de安an全quan功gong能neng塊kuai已yi經jing集ji成cheng了le動dong態tai凸tu輪lun的de功gong能neng,它ta通tong過guo測ce量liang速su度du並bing且qie在zai設she定ding值zhi之zhi間jian進jin行xing插cha補bu的de方fang式shi實shi現xian動dong態tai凸tu輪lun角jiao度du的de計ji算suan,從cong而er避bi免mian增zeng加jia額e外wai的de凸tu輪lun和he複fu雜za的de計ji算suan程cheng序xu。
根據上述應用不難看出,使用電子凸輪監控取代傳統的機械凸輪有眾多好處:
1. 無機械磨損
2. 可以避免由於信號跳變產生的錯誤信號
3. 簡化機械設計
4. 無需繁瑣的機械凸輪設置
5. 無需額外的凸輪和複雜的PLC計算過程實現動態凸輪功能。即使衝壓速度變化,滑塊也可安全準確停在上限位
6. 持續性的超程監控,無需手動檢查超程
相信如此多的優勢勢必會使電子凸輪的應用在今後成為主流,使機械壓機變得更安全,更高效,更易於維護。
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