使用 凸輪機構 的時候,常常需要一些信號 來表示 “主軸的角度” 位置,並連接到 PLC,作為某些動作的觸發時機!在 機械凸輪 系統中,常見的做法是在主軸上安裝一些 擋塊(或螺絲),用 近接開關 來感測,以得到相應的角度信號,如下圖所示:
主軸角度信號 常見的用途有哪些?
當凸輪位於 “指定的角度 ” 時,輸出的信號可以用來:
- 觸發周邊裝置:例如 包裝機,觸發打印 製造日期.
- 檢查 是否空料:如圖,檢測 有無料的感測器,也會照到 送料鍊鈎,因此須在 特定角度 範圍,才能參考 此信號,以免誤判!
- 檢查 是否夾料:在特定角度 檢查 伺服電流 [註1] 是否過大,可以藉此判斷 是否發生 夾料 或是 撞機!
- 計算 運轉週數:由於凸輪一周會有一次角度信號,PLC 可計數出凸輪運轉幾周.在包裝膜 的 標記對位 應用中,凸輪每周應該會有一次 對標信號,若發現 凸輪已經好幾周 都 沒有出現 標記信號,可能是 包裝膜已經走偏了,就可以發警報並停機了!
主軸角度信號 的分類與差異?
角度信號 的產生分為 機械式 與 電子式 二類:
- 機械信號:由機械凸輪主軸,利用擋塊與感測器得到(如上圖),其特性為:
- 不怕斷電 重新上電後 凸輪角度保持正確!
- 需要成本 主要為 感測器 的購置費用
- 占用空間 擋塊安裝需要空間,組數受限
- 調整不易 調整角度 需要 移動擋塊
- 電汽信號:利用 電子凸輪 輸出的角度信號
- 斷電遺失 重新上電後角度可能遺失,必須重新嚙合凸輪,或利用 絕對型編碼器 還原主軸角度!
- 成本較低 不需額外購置 感測器,由主軸脈波自動計算
- 不占空間 不需任何機構,擴充較容易
- 調整方便 透過 人機介面 修改參數即可!
在 電子凸輪 日漸普及的今天,利用 運動控制器 來產生 凸輪角度信號 相當方便,例如:台達智能伺服 A2 與 M-R 系列,內建的電子凸輪 均包含 “凸輪角度輸出“,即 DO.CAM_Area,每軸提供2組,使用方式請參考下列文章:
參考:台達伺服 凸輪角度 DO.CAM_Area 使用說明,台達伺服 DO 輸出功能 對照表
[註1] 台達A2伺服 可利用 DO.Zon1(0x2C)設定 P0-17 = 54 來比較 伺服額定扭力 並輸出 DO,PLC 不需要直接讀回電流!