接近開關的通斷信號正常也不能證明它是良好的

接近開關因它結構簡單;反應靈敏;無機械觸點不易損壞;安裝調整方便的特點,被廣泛用於自動化控制中的位置、速度等檢測。

接近開關的通斷信號正常也不能證明它是良好的

通常判斷接近開關好壞,一般觀察其帶的信號指示燈亮與滅,或有顯示接收裝置的系統(如PLC控制器),觀察其信號指示燈亮與滅,或數控系統的顯示器上觀察其“0”與“1”變化等方法。當然在示波器上,可以清楚看到信號的質量。

雖然接近開關的信號通斷髮生變化,但不能證明它發出的通斷信號就良好,外界與內在因素是影響通斷信號的質量根本,本文僅討論其內在因素。

內在因素主要有:元器件參數發生漂移變化,元器件老化,內部連接鬆動等。

由於內在因素髮生變化,接近開關在工作時,導致的結果是通斷信號的質量變差。如相對標準的矩形波的上下沿垂直度下降,變成上下坡較長的梯形波;或在高電位上產生多處鋸齒雜波。這在繼電器控制電路中可能無關緊要,但在微電子組成的控制系統中(PLC、數控),會影響控制系統錯誤判斷。

接近開關的通斷信號正常也不能證明它是良好的

雖然在控制系統中有波形整形電路;及消除干擾、防抖動(抖動會產生鋸齒雜波)的延時措施(硬件電路或軟件實現延時20ms)。但是接近開關在內在因素髮生很大變化時,如梯形波上下坡較長,超過20ms

後才到達高位“1”,錯過了系統的一個或幾個掃描週期,只在一個接近開關信號觸發一項任務時,可能被延時執行,或許無關緊要,但在有幾個接近開關的不同組合,以及先後順序信號觸發一項任務時。錯過系統的一個掃描週期,就會造成系統無法識別,所需的動作不能進行,發出報警等待。

下面以一個示例說明

一臺美國HASE產的加工中心,機械手抓刀發生故障

機械手工作過程:原位(停止與原位信號組合)→旋轉到換刀點(停止與夾緊信號組合)→拔刀(停止與鬆開信號組合且主軸松刀)→旋轉180度(停止與夾緊信號組合)→插刀(停止與鬆開信號組合且主軸拉刀)→旋轉到原位停止。完成一次換刀。

機械手共有三個接近開關;原位檢測;停止位檢測;夾緊鬆開檢測,其中夾緊鬆開為同一個物理位置。

接近開關的通斷信號正常也不能證明它是良好的

機械手內部圖

故障現象; 自動換刀狀態下,旋轉到換刀點(停止與夾緊信號組合且主軸松刀)時,機械手不再往下運行。系統發出報警,提示換刀位置錯誤。但在顯示器的診斷窗口上已反應停止與夾緊信號都到位了。

診斷與處理;首先改為手動換刀並觀察三個接近開關的信號變化,手動換刀順利完成且三個接近開關在不同位置的信號變化符號狀態。排除了機械故障。再次自動換刀,故障依舊。又進行多次手動換刀時,在其中一次換刀中接近停止位時,發現停止的接近開關信號閃爍一下。未引起重視。糾結幾日後,百思不得其解,仍舊採用手動換刀來分析故障。又發現停止的接近開關信號閃爍一下,引起了重視並根據換刀時接近開關組合狀態。懷疑停止的接近開關發出的信號不良。於是把它更換。進行自動換刀,成功,又進行了多次,成功,故障消除了。

總結:這一故障發生說明是因接近開關的信號不良引發的,也是不被引起注意和懷疑的。因此接近開關內在因素髮生變化後,雖然通斷信號從表象來看是正常的,但實際它的信號存在不良且不能被數控系統檢測通過。

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