阴模

冶金工程术语

阴模真空成型作为较先进的工艺，推广时间不长，技术还有待成熟和完善。一种新技术从研制到推广，一定有其无可替代的优势。阴模真空成型技术并不复杂，但其技术壁垒却很高。面对如此高的技术壁垒，真空成型设备在做产品时，对设备的自动化控制要求就相对应的增高。由于是新生技术，真空成型机在控制方面的稳定性也需要量进一步提高。

定义

阴模真空成型作为较先进的工艺，推广时间不长，技术还有待成熟和完善。一种新技术从研制到推广，一定有其无可替代的优势。阴模真空成型技术并不复杂，但其技术壁垒却很高。原因在于模具成型要求很高的加工精度:

(1)模腔间隙的控制应很精确。

(2)皮纹凹凸感和分布具有很高的均匀性。

(3)为使表皮正面不产生由真空力作用导致的“毛刺”，真空孔的直径几乎小到目视不可见的程度(<0. 1mm)。

只有日本KTX等少数几家公司有此加工能力，并对其加工技术申请了专利。面对如此高的技术壁垒，真空成型设备在做产品时，对设备的自动化控制要求就相对应的增高。由于是新生技术，真空成型机在控制方面的稳定性也需要量进一步提高。

阴模压框调整

阴模在生产时，上下合模过程中，压框上的夹子与模具边缘有时会发生碰撞，导致伤害模具、两根夹条弯曲。

1故障发生的原因

合模时压框的长度及宽度调整到成型位，而成型位具体在哪个位置取决于“成型工位表皮长度/宽度调整”的参数，如果此参数设的过小，模具将与压框相撞。

2改进措施

阴模在自动生产的过程中，压框在原位、加热工位、成型工位的参数各有不同，在原位，压框张开的尺寸最小，在成型工位压框张开的尺寸最大。

（1）通过修改PLC程序实现当“成型/加热工位表皮长度/宽度调整”参数设定的比原位小时，就强制此参数变成原位的参数，即不允许加热工位和成型工位的参数设的过小，这样可以从系统中防止因为参数设的过小而导致的撞击故障。

（2）此次事故是在自动生产过程中发生的，我们分析是与参数有关。而在非生产过程中，手动或换模时也可能有各种原因导致的撞击事故。因此，我们对自动化控制进行了更深一步的优化:无论是何种原因导致的压框长度/宽度不大于模具的长度/宽度，都立刻断掉上下台面动作的使能，即不允许合模。

针对压框尺寸过小导致的模具撞击压框这种现象，我们从两方面对自动化控制进行了优化，做到了双重保护。

阴模换模

由于需要生产不同型号的产品，而生产各种产品的模具不同，因此需要换模来实现。在换完模具后，合模生产有时会发生模具与压框撞击，致使压框严重变形，从而造成长时间停机维修。

1撞压框的原因

原来的控制:阴模换模后，如果操作工忘记调用新换模具的参数，故障报警画面会报警，但是这个报警只能制约设备循环运行条件，对手动及自动回原位等条件没有制约，因此如果操作工在换模时忘记调用新参数，同时又没有注意报警画面，换完模后，打到自动回零位，然后手动动作，就会撞压框。

2改进措施

因为像这种致命的错误，仅仅制约设备循环运行条件是远远不够的，为了避免因操作工操作不当而损坏设备这种事故发生，我们通过修改控制程序，实现如果操作工忘记调用参数，在非换模模式下，不允许设备运行，必须调用参数且将报警复位后才允许设备运行。这样可以彻底消除因人为原因而造成的撞击压框事故。

表皮下垂检测

1存在问题

当表皮到达加热工位后，表皮受热后会下垂，但不能垂到下加热板上，否则会引燃表皮。但是最初阴模表皮下垂探测功能不起作用时，阴模正常使用，不报任何故障。

原设计是表皮下垂探测器汽缸伸出指令发出，系统检测到汽缸已伸出的信号及下加热板汽缸已伸出的信号后，表皮下垂探测器对射检测才激活。这种控制方式，当表皮下垂探测器汽缸伸出指令发出后，如果气阀坏了或者其他原因，汽缸实际没有伸出，那么表皮下垂探测器对射检测就不会激活，系统也不报警，在这种情况下，如果表皮下垂到下加热板上，就会出现着火事故。另外，此探测器的对射式信号开关由于热气干扰，时常会闪，只要下极限信号一闪，设备就会回原位，停止运行。像这种情况每次都会停机一刻钟左右。

2解决方案

通过修改PLC程序，使表皮下垂探测器汽缸伸出指令一旦发出，必须要有相应，即在短暂的延时后，必须要有汽缸已到申出了的反馈信号，否则就要报警。同样，表皮下垂探测器汽缸退回指令一旦发出，也必须要有响应，即在短暂的延时后，必须要有汽缸已经缩回了的反馈信号，否则就要报警。并且针对信号闪而产生停机这一情况，我们从程序中做了改动，给此信号加了个滤波，即每次闪动在很短的时间内信号能够恢复，即认为正常。

通过改造大大减少因表皮下垂功能不好用而引起的着火事故。另外故障一旦报出，维修员将第一时间找到故障的根源，不会浪费不必要的时间去查找停机的原因，将大大节省抢修时间。从程序中给信号增加了滤波后，在不影响控制程序的基础上，大大减少了故障时间。

上料机械手

问题描述:阴模上料用两个超声波传感器检测表皮高度，两个之间起到相互监督的作用，即二者之间的值相差不能超过允许误差，否则报警，如果有一个出现故障，机械手将报警，停止工作。

1故障现象

上料机械手在下位，防撞开关动作;表皮堆栈高度检测故障，报警。

2故障原因

表皮堆栈左、右检测超声波传感器检测数据出错，造成下降过位，防撞开关动作。

3故障分析

(1)超声波传感器是应用传感器头部的压振陶瓷的振动，产生高频(人耳听不见)声波，碰到了某个物体反射回来，传感器就能接纳到回波。传感器依据声波波长和发射及接纳回波的时间差来判断传感器探头与物体之间的距离。

(2)我们现场使用的是TURCK超声波传感器Q45ULIU64BCRQ6

(3)检测工艺流程

上料机械手在水平堆栈位置M90.1+上料机械手在垂直堆栈位置M90. 3+防撞动作安全回路断开I4.1+上料机械手垂直高位检测M100.4+时间控制T227，输出Q28.1表皮堆栈右侧超声波传感器使能(即供电)，开始检测;T227时间到+右侧超声波传感器检测完成Q28.1，输出Q28.0表皮堆栈左侧超声波传感器使能(即供电)，开始检测。

4故障解决(切忌关电重启)

(1)确认故障信息;

(2)解除防撞信号，消警恢复乒动操作;

(3)操作界面确认机械手在上料堆栈位置;

(4)手动操作机械手垂直动作，观察界面显示高度数值。

(5)若其中某一个显示“#####”，一种情况是数值检测值超出显出范围，溢出，另一种情况是未检测到;

(6)手动操作机械手，现察左/右超声波传感器工作状态

(7)检查PLC ET200S A21 Q28.1、 Q28.0是否有输出;

(8)再判断传感器、信号线好坏。

阴模真空成型机生产紧张，一旦有一个出现故障，当维修时间较长时，就会导致客户停产。这种情况发生了几次了，每次都会停产几个小时。

解决方案:考虑到机械手有防撞开关，传感器产生测量误差时，动作距离允许距离，有防撞开关保护，所以，从程序中做出一系列改动，实现当一个超声波传感器出现故障时，从触摸屏选择生模单独生产或者右模单独生产，就可以实现将一个超声波传感器屏蔽，而不会影响其他任何功能。待周末有休息时间可以排查故障，恢复双传感器使用。

改造后不会再出现因一个超声波传感器故障而导致阴模停产几个小时的现象了。

总结

该项目的实施通过阴模真空成型机工艺及自动化控制的细致研究和分析，解决了影响设备正常运行的诸多因素，提高了阴模真空成型机设备的作业率，进一步增强了设备稳定性，为今后公司将本增效、提高产能奠定了坚实的基础。

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