SYSMAC NJ系列新一代PLC在16轴直线灌装机上的应用(2)

从图6可以看到，主轴为0的时候，从轴也是0，而根据时序图的要求，从轴的“0”应该在主轴的“285”。显然这样的动作是不正确的。这样编制凸轮表的原因在于，NJ的电子凸轮表的起始点必须为两个“0”，即主轴、从轴都从0开始，如图7所示。

图7 NJ电子凸轮表

解决这个问题的办法是对编制好的凸轮表进行“偏移”，偏移的程序如图8所示

图8 偏移程序

通过MasterOffset将主轴向后偏移280，这时的动作时序和凸轮形状就与工艺要求相符了，但要注意的是，这时的从轴起始位置不为0，会造成起始速度“无穷大”，从而引发伺服报警。将MasterScaling设置为280，就可以将从轴的起始点推迟到“主轴280”的位置，当主轴启动时，从轴并不启动，而是等到主轴到达280位置时再启动，这样就可以实现客户的工艺要求了。

（2）暂停功能

这套系统相比以前用CS、CJ来做的系统而言，一个很重要的亮点就是可以很容易的实现“暂停功能”，具体程序如图9所示。

图9 暂停功能程序1

虚轴的启动采用速度控制指令，以360为周期循环运动，见图10。

图10 暂停功能程序2

当需要暂停设备时，只需执行MC_Stop指令即可。当再次启动时，只需再次执行MC_Velocity指令，设备会从当前停止的位置继续运行。暂停的好处是，当操作人员需要暂时停止设备，做简单处理，后面又需要快速恢复生产状态时，不需要重新寻原点。对生产效率的提高帮助很大。

（3）工位判断

每排模板上应该夹住10个瓶子进行灌装、加盖、整盖、拧盖、判断缺盖等工序，但由于各种客观情况（风道等问题），并不能保证每次都夹满10个瓶子。当少于10个瓶子的时候，整排都不能进行任何操作，否则设备会产生严重故障（比如无瓶加盖会卡住模板）。解决这个问题的办法是，采用位移指令进行工位判断，具体程序如图11所示。

图11 工位判断程序

（4）回零停止

当按下停止按钮后，各轴的最终停止位置必须是自己的“原点”，这样，在下一次启动时，就不需要重新全体寻原点了（全体回零时间较长）。另外一方面，如果各轴都在原点的话，绝对不会出现“撞车”的现象，否则如果其中一根轴不在原点就停止动作，其它的轴在回零过程中很容易撞上它。回零停止的方法采用Cam_Out指令，程序如图12所示。

图12 回零停止程序

如图12程序所示，当需要停止主拖动轴时，必须要等待主拖动当前动作完成后。根据虚轴的位置判断，当虚轴处于90到140之间时，主拖动处于停止状态，这时执行MC_CamOut指令，就可以将这个从轴顺利脱出凸轮表。

在启动和停止过程中，必须特别注意一个问题，那就是回零停止和启动过程一样，必须要按照严格的顺序来执行。例如，停止时，“出瓶”早于“主拖动”，“主拖动”早于“进瓶”，而进瓶时刚好相反。这样才能保证在下次启动时，出瓶工位的瓶子刚好被抓出，而进瓶工位则是空的，刚好可以开始放瓶。如果不按照顺序启动，则会使进瓶工位“有瓶”状态下打开模板，导致瓶子掉落；或者出瓶工位“有瓶”，但不抓瓶，导致瓶子转到机器底下。这些都是不允许的。

（5）急停保护

对于“撞车”的保护，是整个系统设计中非常重要的一部分。如果所有轴都能够严格按照自己凸轮曲线进行运动，并且没有挂进凸轮的轴也能够正常动作的话，“撞车”原则上是不会发生的。但由于伺服故障、气缸故障等诸多因素的产生，会使得“撞车”发生的概率增加。

“撞车”的情况可以分为两大类，一类是“凸轮动作”内部碰撞，另一类是凸轮动作与非凸轮动作之间的碰撞。例如：进瓶抓瓶机构与进瓶皮带之间，由于进瓶抓瓶的原点位于进瓶皮带上方，下移放瓶时需要水平和垂直两根轴同时动作，才能绕过皮带。如果此时进瓶水平轴由于种种原因没有动作，只有垂直轴在动作，气爪将直接砸在皮带上，造成设备严重的损坏。这属于凸轮动作内部撞车。再例如：当拧盖机构进行拧盖时，拧盖爪抓在瓶子上，如果此时拖板提前开始动作，则会将瓶子拉坏，甚至将模板掀翻。这属于凸轮轴与非凸轮轴之间的碰撞。为避免这些问题的产生，编写了一系列程序，部分程序如图13所示。

图13 进、出瓶模板的空间保护程序

图13所示两段程序是对进、出瓶模板的空间保护，当模板被气缸顶起时，模板绝对不能拖动，否则会被掀翻。这里依旧采取通过对主轴位置的判断，来判断从轴。当主轴位置处于320和360之间时，模板被气缸顶起，同时由模板开合轴将模板分开。如果此时气缸突然下降，模板将来不及合拢，而被掀翻。此时可通过MC_ImmediateStop指令完成急停操作。

（6）曲柄的线性处理