Khắc phục sự cố homing trên máy chấn CNC

Công tắc nhà cung cấp thông tin cho hệ thống điều khiển để đặt trục vào vị trí mong muốn. Loại công tắc này có thể rất chính xác, nhưng nó cũng bị suy giảm hiệu suất khi tiếp xúc với nhiệt độ hoặc độ ẩm khắc nghiệt hoặc bị mài mòn quá nhiều, nếu được sử dụng trong ứng dụng cơ khí.

Homing và hệ thống điều khiển

Để vận hành an toàn máy uốn ống CNC, hệ thống điều khiển phải biết vị trí của bất kỳ thứ gì di chuyển trên máy — khuôn kẹp, khuôn áp lực, tay uốn, bộ phận vận chuyển, ống kẹp. Quá trình của nó để xác định vị trí chính xác của mỗi thiết bị chuyển động được gọi là homing.

Trong quá trình di chuyển, các thiết bị định hướng (còn được gọi là Bang-Bang) được di chuyển đến vị trí mà chúng có nhiều khả năng hơn tất cả các thiết bị khác. Ví dụ, ống kẹp, khuôn kẹp và khuôn áp suất sẽ được di chuyển đến vị trí mở hoàn toàn của chúng.

Việc điều khiển có thể sử dụng nhiều phương pháp khác nhau để xác định vị trí của một thiết bị. Ở dạng đơn giản nhất, hệ thống điều khiển di chuyển một thiết bị có hướng trong một khoảng thời gian nhất định, giả sử khi thời gian đó trôi qua, thiết bị đã hoàn toàn di chuyển đến vị trí mong muốn (thường là toàn bộ chiều dài chuyển động của nó).

Hệ thống điều khiển cũng có thể sử dụng một loạt công tắc để xác định vị trí của thiết bị định hướng, nhưng điều này có thể không chính xác. Ví dụ, một khuôn áp suất có thể có một công tắc mở và một công tắc đóng nhưng tổng hành trình là vài inch. Nếu hành trình đó đi được nửa chặng đường, công tắc đóng hoặc mở sẽ không bật và bộ điều khiển không còn biết vị trí của khuôn nữa. Người điều khiển sẽ phải di chuyển con súc sắc đến vị trí này hay vị trí khác để xác định chính xác vị trí của nó.

Trên trục servo, hệ thống điều khiển sử dụng phản hồi vị trí chính xác để xác định vị trí, hướng di chuyển và vận tốc. Thông tin đó sau đó được sử dụng để điều khiển trục. Trong khi hầu hết mọi thứ chuyển động trên máy uốn ống CNC đều có thể được thiết kế để điều khiển bằng servo, điển hình nhất là tay uốn, bộ phận vận chuyển ống và xoay ống.

Vai trò của bộ mã hóa

Phản hồi cho trục servo được cung cấp bởi một bộ mã hóa, bộ mã hóa này chuyển tiếp thông tin chuyển động đến hệ thống điều khiển dưới dạng số lượng. Khi máy lần đầu tiên được thiết lập, kỹ thuật viên xác định số lần đếm trên một đơn vị chuyển động. Trên trục tuyến tính, đây có thể là số đếm trên inch hoặc số đếm trên milimét; trên một trục quay, nó được tính trên mỗi độ quay.

Bộ mã hóa có thể là tuyệt đối hoặc tăng dần. Bộ mã hóa tuyệt đối lưu trữ dữ liệu đếm của nó bất kể máy đang bật hay tắt, hoặc ngay cả khi trục được di chuyển trong khi tắt nguồn. Khi máy được bật, hệ thống điều khiển sử dụng dữ liệu đã lưu trữ này để xác định vị trí thực của trục mà không nhất thiết phải trải qua một quá trình vận hành mới. Bộ mã hóa gia tăng cung cấp số lượng trong quá trình di chuyển và không có bộ nhớ dữ liệu. Hệ thống điều khiển phải xác định vị trí thực tế và sau đó duy trì dữ liệu vị trí bằng cách liên tục theo kịp sự thay đổi của số đếm theo một trong hai hướng di chuyển. Trong khi di chuyển, trục được di chuyển từ từ đến một vị trí đã biết, sau đó bộ điều khiển duy trì tất cả dữ liệu vị trí dựa trên sự thay đổi của số đếm.

Với bộ mã hóa gia tăng, vị trí đã biết cho trục servo có thể được xác định theo một số cách khác nhau:

• Công tắc nhà —Có thể di chuyển trục cho đến khi công tắc nhà được thực hiện. Công tắc nhà cung cấp đầu vào cho hệ thống điều khiển khi trục ở vị trí đã biết. Để làm cho điều này chính xác hơn, hệ thống điều khiển có thể di chuyển trục cho đến khi đầu vào được bật, sau đó di chuyển rất chậm theo hướng ngược lại cho đến khi đầu vào tắt, tìm “cạnh” của nơi công tắc thay đổi trạng thái. Điều này có thể rất chính xác, nhưng bất cứ điều gì từ điều kiện môi trường thay đổi (nhiệt độ, độ ẩm) đến mài mòn (nếu sử dụng công tắc cơ học) có thể gây ra những thay đổi nhỏ về vị trí khi công tắc được bật.
• Stall — Trục được chuyển động từ từ cho đến khi nó chống lại một điểm dừng cứng, giới hạn vật lý của chuyển động của nó. Khi bộ điều khiển xác định rằng chuyển động đã dừng lại, nó sẽ đặt vị trí đã biết. Phương pháp này cũng có thể rất chính xác, nhưng có nguy cơ một thứ gì đó không phải là điểm dừng cứng — một vật cản đường di chuyển, mài mòn cơ học hoặc một trục khác đang trên đường chuyển động — có thể gây ra lỗi sai và điều đó sẽ khiến việc điều khiển xác định vị trí không chính xác. Do đó, một công tắc cũng có thể được sử dụng để xác nhận rằng trục đang ở đúng điểm dừng. Theo thời gian, sự mài mòn từ hành động di chuyển so với điểm dừng cứng có thể làm thay đổi một chút vị trí này.
• Xung đánh dấu —Một số bộ mã hóa gia tăng có xung đánh dấu hoặc xung chỉ mục. Đây là một tín hiệu tách biệt với số đếm của bộ mã hóa ghi nhận một vị trí rất chính xác trong quá trình di chuyển của nó. Trên bộ mã hóa quay, tín hiệu này thường có thể được tìm thấy ở một điểm chính xác trên mỗi vòng quay của trục bộ mã hóa. Trên bộ mã hóa tuyến tính, tín hiệu này có thể được tìm thấy ở khoảng cách rất chính xác. Khi di chuyển homing được thực hiện bằng cách sử dụng xung đánh dấu, trục được di chuyển cho đến khi tìm thấy một công tắc gần điểm cuối của hành trình hoặc điểm dừng. Trục sẽ dừng lại, sau đó di chuyển rất chậm (thường là theo hướng ngược lại) cho đến khi tìm thấy điểm đánh dấu. Đôi khi điều khiển sẽ di chuyển trục qua lại nhiều lần để tìm cạnh của điểm đánh dấu. Phương pháp này rất chính xác và có khả năng thay đổi do mài mòn hoặc các yếu tố môi trường thấp hơn nhiều.

Máy uốn ống CNC có thể có hỗn hợp các trục servo có bộ mã hóa gia tăng hoặc tuyệt đối và mỗi trục servo có thể sử dụng một phương pháp khác nhau để xác định vị trí. Ví dụ: cánh tay uốn cong có thể về nhà bằng cách dừng được xác nhận bởi một công tắc và bộ phận vận chuyển có thể sử dụng một xung đánh dấu sau khi chuyển đến một công tắc gần cuối hành trình toàn bộ của nó. Trong quá trình di chuyển, mỗi trục được di chuyển theo một trình tự cụ thể để đảm bảo chuyển động của một trục không làm hỏng trục khác. Thiết kế vật lý của máy xác định trình tự an toàn nhất và hướng chuyển động. Các thiết bị định hướng thường di chuyển đến vị trí mở hoàn toàn của chúng, các trục tuyệt đối có thể di chuyển đến vị trí an toàn và các trục tăng dần di chuyển qua quá trình di chuyển tương ứng của chúng bằng cách sử dụng công tắc, dừng hoặc xung đánh dấu. Sau khi toàn bộ trình tự hoàn tất, máy sẽ hoạt động.

Khắc phục sự cố

Trên chiếc máy sẽ không hoàn thành trình tự homing của nó và do đó không thể chạy trong hoạt động tự động hóa, vấn đề là một trục di chuyển theo chiều dọc bằng cách sử dụng động cơ servo điện và cung cấp phản hồi cho bộ điều khiển thông qua bộ mã hóa gia tăng. Vị trí của nó trong quá trình di chuyển được xác định bằng cách tìm một xung đánh dấu sau khi chuyển động đến một công tắc gần cuối hành trình đi xuống có thể có của nó. Trong khi di chuyển, trục thẳng đứng là trục cuối cùng trong chuỗi được di chuyển để tìm vị trí chính của nó, nhưng ổ đĩa của nó cuối cùng sẽ hiển thị rằng động cơ đang bị quá tải, khiến nó bị lỗi. Bởi vì nó là trục cuối cùng trong chuỗi di chuyển, chúng tôi tin rằng đó là nguyên nhân duy nhất khiến việc di chuyển không hoàn thành.

Làm việc từ xa với người vận hành máy, chúng tôi giải thích các hành động mà máy phải thực hiện trong quá trình di chuyển trục tung: di chuyển xuống cho đến khi nó đi qua trước công tắc tiệm cận, dừng lại trong một giây ngắn, sau đó di chuyển lên trên một khoảng cách ngắn trong khi nó tìm kiếm xung đánh dấu. Khi nó tìm thấy điểm đánh dấu, điều khiển sẽ chỉ định vị trí chính xác và việc di chuyển sẽ hoàn tất. Nhà sản xuất ống xả có thể dễ dàng tìm thấy công tắc bằng cách đi theo đường trục di chuyển.

Sau khi xóa lỗi quá tải trên ổ đĩa (chúng tôi phải tắt nguồn toàn bộ máy và bật lại), chúng tôi xác định rằng trục có thể được chạy theo cách thủ công lên trên. Khi cố gắng di chuyển một lần nữa, như mong đợi, trục di chuyển xuống phía dưới về giới hạn hành trình, nhưng thay vì dừng lại khi nó vượt qua công tắc, nó tiếp tục di chuyển xuống cho đến khi kết thúc hành trình, cuối cùng chạm vào một điểm dừng cứng. Biết mong đợi trục dừng lại và đổi hướng khi nó đi qua trước công tắc tiệm cận, người vận hành nhanh nhạy đã dừng máy bằng cách nhấn vào nút dừng khẩn cấp, tránh cho động cơ khác bị quá tải.

Hóa ra, công tắc không báo hiệu cho bộ điều khiển rằng trục đã gần kết thúc hành trình của nó, vì vậy bộ điều khiển không bao giờ đảo ngược hướng để bắt đầu tìm kiếm xung đánh dấu. Một trong những đai ốc giữ công tắc tại chỗ đã rung và công tắc đã di chuyển. Sau một sự điều chỉnh đơn giản về vị trí công tắc và màn hình khởi động lại của máy, nhà sản xuất đã quay trở lại sản xuất.

Công Ty Cổ Phần Thiết Bị và Giải Pháp Cơ Khí Automech – nhà cung cấp các dòng máy gia công kim loại tấm, hàn laser, giải pháp tự động từ những nhà cung cấp nổi tiếng JFY – member of TRUMPF group, Han’s laser, EKO, Yadon, ABB…. Automech đã hợp tác với nhiều đối tác thương mại lớn ở trong và ngoài nước nhằm phục vụ nhu cầu sản xuất đa dạng. Hệ sinh thái sản phẩm đa dạng cùng mức giá hợp lí là điểm cộng to lớn giúp Automech ngày càng chiếm được lòng tin của khách hàng.