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

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着的作用。
       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