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论编码器在电池注芯机高速线中的应用

--论编码器在电池注芯机高速线中的应用

供稿:陈艺宏 2009/7/24 0:00:00

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  • 关键词: 编码器
  • 摘要:工业控制中的定位,接近开关、光电开关的应用已经相当成熟了,而且很好用。可是,随着工控的不断发展,又有了新的要求,这样,选用旋转编码器的应用优点就突出了。编码器除了定位,还可以远传当前位置,换算运动速度。对于多个控制工位,只需一个旋转编码器的成本,以及更主要的安装、维护、损耗成本降低,使用寿命增长,其经济化逐渐突显出来。编码器在工业自动化中的应用越来越广泛,它在很多机台中占据着主导地位,它自身的精度影响着产品的精度和质量。

摘要:工业控制中的定位,接近开关、光电开关的应用已经相当成熟了,而且很好用。可是,随着工控的不断发展,又有了新的要求,这样,选用旋转编码器的应用优点就突出了。编码器除了定位,还可以远传当前位置,换算运动速度。对于多个控制工位,只需一个旋转编码器的成本,以及更主要的安装、维护、损耗成本降低,使用寿命增长,其经济化逐渐突显出来。编码器在工业自动化中的应用越来越广泛,它在很多机台中占据着主导地位,它自身的精度影响着产品的精度和质量。
关键词:编码器   凸轮   
 

正文:编码器是将信号(如比特流)或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器在自动工业中的不断应用,使自己的安装方式不断变化,有实心轴的,中空轴的,还有贯空轴的安装方式。而这么多的编码器根据工作原理又可以分为绝对型和增量型。
      在实际应用中,编码器又不可以单独使用,一般需要和控制器配合使用,如:PLC及其编码器模块,还可以和变频器、伺服电机组合使用,还有和OMRON的凸轮角度测量器一起使用,以及计数器等。
       在电池行业中,由于个体电池利润低,对每分钟产量的要求越来越高,而旧一代的机台每分钟的产量才200—300个,明显满足不了现代电池行业的发展需求,在这种形势下我公司引进了新一代的RO3电池生产线。新生产线每分钟产量达600只,比旧机台的产量提高了一倍多,大大降低了生产成本,提高了的产品的竞争力。在这套生产线上,多处使用了编码器,对机台自动化的程度的提高起了显著的作用。
       在这套生产线中,其中的一道工艺——电池注芯,编码器使用的非常巧妙,对机台自动化控制起了很大的帮助。编码器的安装方式为实心轴,和轴套配合使用。应用型态为绝对型,由凸轮角度测量器控制。在这里有必要简单介绍一下凸轮角度测量器,外观如下所示:

 


       它以1°为设定单位,备有编码器回转方向之切换,编码器之原点指示等便利机能,预先设定控制输出(凸轮NO.1~8)之ON/OFF角度输出,输出为电晶集极开路输出,这样便于和PLC的信号连接。
1.应用一,自动下杆。注芯机在待机生产状态下,注芯杆沿着待机的固定槽轨运行,这时注芯杆县空状态。当要投入生产时,气缸挡块下打,把生产的槽轨道口打开,使注芯杆沿着这个轨道走,进行注芯。整个过程有点类似于火车轨的换轨。形态如下所示:
     

                                             

      整个下杆的自动过程具体描述:当入口传感器检测到电池进入时,PLC开始利用凸轮角度测量器预先设定好的角度的ON/OFF信号,进行电池计数,到设定的电池个数时,下杆的气缸挡块下来,引导注芯杆进入生产的轨道,注芯机继续慢慢旋转,编码器的角度信号继续计电池进入的个数,到达另一设定电池个数时,另一气缸挡块下来,让注芯杆出去,进入到原来的轨道,注芯机还是慢慢旋转,利用编码器计算出旋转一周后,开始高速运转。整个自动下杆的过程,平稳,精确,快速。
2.应用二,自动收杆。自动收杆的过程和自动下杆差不多,只是动作相反。当入口传感器检测到没有电池时,产生一个下降沿,PLC利用凸轮角度测量器的角度ON/OFF信号开始计数,到设定第一次收杆次数时,气缸挡块收回,把轨道口堵住不让其它的杆进入,再继续运行计数到第二次收杆次数时,另一个气缸挡块收回,整机再继续运转一周,把剩余的电池带走,机台自动停下来处于待机状态,自动收杆完成。
3.应用三,自动采样。在注芯机这道工艺中,现场专检人员一般要进行3~4次抽检。如果要用手工进行抽取,势必要把机子停下来,再把注芯的电池一个个取出来,这样做的话,不仅效率低,而且严重影响机台的的产量,因为高速线一分钟就600个电池,所以自动采样抽取就显得很有必要。整个自动采样的功能是这样实现的:在人机界面中上设定采样数量,选择自动采样功能,这时采样传感器起作用,PLC利用凸轮角度测量器设定的ON/OFF角度信号开始计数,计数一定的电池数量后,采样机构开始工作把电池打到采样槽里,电池数量到达采样数量时,采样机构自动退回,电池往原来的输送槽流到下一道工艺。这样的抽取方式不影响生产,而且很快,准确。
下表是设定的样例,可以参考一下
 

结语
       由上面的几个作用可以看出,这个机台的自动运转与这个编码器有很重要关系。由于有编码器的存在,就不会发生注芯时,底下没有电池而造成电池原料泄漏,机台被腐蚀。
由于编码器的精确性和广泛性,在许多定长,角度,速度采样的场合都有它的身影存在。

 

 

参考资料
1.H8PS型凸轮角度测量器

 

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