1 前 言
碼垛機(jī)是包裝碼垛生產(chǎn)線上的重要設(shè)備，它對于提高整條線的處理速度起著關(guān)鍵的作用。隨著企業(yè)集團(tuán)化，生產(chǎn)規(guī)模化，要求碼垛機(jī)具有較高的處理速度， 1000 袋 /h 的碼垛機(jī)不再能夠滿足生產(chǎn)的需要，在這種情況下，一方面需要研制新型的高速碼垛機(jī)，另一方面需要對傳統(tǒng)的碼垛機(jī)進(jìn)行高速化改造。
在對傳統(tǒng)碼垛機(jī)的改造過程中，需要在無包的情況下，對其過程時間參數(shù)進(jìn)行測量，以便對原碼垛機(jī)的這些參數(shù)有個正確的認(rèn)識。出于程序保護(hù)的原因，往往原有程序是不允許改動的，在這種情況下，只能另外采用一個可編程控制器，通過采集原過程的始末信號來測定過程時間。然而，在無包的情況下，采用這種測量方法測量開關(guān)門時間卻得不到正確的結(jié)果，原因在于在有包的情況下和在無包的情況下運(yùn)行的過程是不同的，本文將分析這兩種過程不同的原因，并提出一種新的測量方法即模擬輸入信號測量法。
2 高位碼垛機(jī)開關(guān)門時間的物理意義
所謂開關(guān)門時間是指滑板門從開始開到關(guān)至關(guān)位所經(jīng)歷的時間，該參數(shù)是計(jì)算換垛時間的一個非常重要的參數(shù)。圖 1 表示了與測量開關(guān)門時間有關(guān)的機(jī)械結(jié)構(gòu)簡圖。
在有包運(yùn)行的情況下，當(dāng)門開至開位時，壓板壓包到托盤上并隨升降臺的層降而繼續(xù)下降，當(dāng)下位信號點(diǎn)燃時，升降臺停止下降且氣缸回程，當(dāng)上位信號點(diǎn)燃時，門關(guān)至關(guān)位，因而開關(guān)門時間包括 4 部分：開門時間、層降時間、程時間和關(guān)門時間。然而測量是在無包的情況下進(jìn)行的，在這種情況下，當(dāng)門開至開位時，氣缸迅速下降，在極短的時間內(nèi)點(diǎn)燃下位信號而回程，而液壓升降臺層降需要一個啟動時間，不可能在這極短的時間內(nèi)完成啟動動作，導(dǎo)致層降過程無法進(jìn)行， 因而這時的開關(guān)門時間只包括 3 部分：開門時間、回程時間和關(guān)門時間，而沒有層降時間這一部分，無法再現(xiàn)所測的開關(guān)門時間內(nèi)的真實(shí)的運(yùn)行過程，使我們試圖空包測量開關(guān)門時間的實(shí)驗(yàn)限于困境。
3 開關(guān)門時間的模擬輸入測量原理
由上可知，開關(guān)門時間空包測量的困難的根源在于氣缸的下位信號過早點(diǎn)燃，使得升降臺還來不及層降氣缸便回程了。在這種情況下，不得不取消這一阻礙再現(xiàn)真實(shí)運(yùn)行過程的輸入信號，然后模擬一個這樣的信號取而代之，這就存在一個如何模擬的問題。
在有包運(yùn)行的情況下，氣缸是在升降臺層降一定距離點(diǎn)燃下位信號后才回程的。如果我們能夠在有包的情況下測得升降臺的層降時間 t，那么在無包運(yùn)行且取消了下位信號的情況下，當(dāng)門開至開位時，壓板壓在托盤上并隨升降臺下降， 同時啟動定時器，當(dāng)定時器的定時時間為 t 時，便讓測量, PLC 發(fā)出一個輸出信號驅(qū)動一個中間繼電器，通過讓該中間繼電器的觸點(diǎn)信號模擬氣缸下位信號的方法，使得氣缸在升降臺層降所要求的距離后才回程。這樣，在空包運(yùn)行的情況下， 克服了液壓啟動的滯后性的限制，實(shí)現(xiàn)了真實(shí)的運(yùn)行過程，獲得了所需要的開關(guān)門時間，具體實(shí)現(xiàn)電路，如圖2示。
從圖 2 可以看出，為了測得開關(guān)門時間，由開門信號 Q6.1 驅(qū)動中間繼電器 KA50,S7–214 測量 PLC 采集 KA50 的觸點(diǎn)信號作為計(jì)量的起點(diǎn)信號，采集高位碼垛機(jī) PLC 有 D11 輸入模塊的滑板關(guān)位信號 10.3 作為計(jì)時的終點(diǎn)信號，從而測得開關(guān)門時間。在空包運(yùn)行的情況下，當(dāng)液壓升降臺層降時， Q6.2 輸出位為 1，中間繼電器 KA52 通電，這時，S7 – 214 測量 PLC 的輸入信號 10.1 有效，在 10.1 有效所需要的時間后， 給測量 PLC 的輸出端 Q 0.1 以輸出信號，從而驅(qū)動中間繼電器 KA51,KA51的觸點(diǎn)信號被采集入高位碼垛機(jī) PLC 的 D12 輸入模塊的 11.3端口。在連線時，必須拆除高位碼垛機(jī) PLC 的輸入模塊 D12 上的下位信號線 11.3,這樣，便用模擬的輸入信號取代了實(shí)際的輸入信號。當(dāng) 11.3 有效時，在原程序的控制下，壓緊氣缸回升，回升到位后，滑板門關(guān)閉，達(dá)關(guān)位時，S7-214 的輸入端口 10.3 有效，從 10.2 有效到 10.3 有效所經(jīng)歷的時間，就是所測的開關(guān)門時間，具體測量程序，如圖3示。
4 結(jié) 論
介紹了一種時間參量的測量方法即模擬輸入測量法，這種測量方法是在高位碼垛機(jī)高速化改造的實(shí)踐基礎(chǔ)上提出的，測量在空包運(yùn)行的條件下進(jìn)行，由于液壓啟動的滯后性，導(dǎo)致下位信號成為再現(xiàn)有包運(yùn)行過程的障礙，在這種情況下，取消該輸入信號，用模擬信號取而之代，從而測得真實(shí)的時間參數(shù)。
