陰模

陰模真空成型作為較先進的工藝，推廣時間不長，技術還有待成熟和完善。一種新技術從研製到推廣，一定有其無可替代的優勢。陰模真空成型技術並不複雜，但其技術壁壘卻很高。原因在於模具成型要求很高的加工精度:

(1)模腔間隙的控制應很精確。

(2)皮紋凹凸感和分佈具有很高的均勻性。

(3)為使表皮正面不產生由真空力作用導致的“毛刺”，真空孔的直徑幾乎小到目視不可見的程度(<0. 1mm)。

只有日本KTX等少數幾家公司有此加工能力，並對其加工技術申請了專利。面對如此高的技術壁壘，真空成型設備在做產品時，對設備的自動化控制要求就相對應的增高。由於是新生技術，真空成型機在控制方面的穩定性也需要量進一步提高 ^[1]  。

陰模在生產時，上下合模過程中，壓框上的夾子與模具邊緣有時會發生碰撞，導致傷害模具、兩根夾條彎曲。

1故障發生的原因

合模時壓框的長度及寬度調整到成型位，而成型位具體在哪個位置取決於“成型工位表皮長度/寬度調整”的參數，如果此參數設的過小，模具將與壓框相撞。

2改進措施

陰模在自動生產的過程中，壓框在原位、加熱工位、成型工位的參數各有不同，在原位，壓框張開的尺寸最小，在成型工位壓框張開的尺寸最大。

（1）通過修改PLC程序實現當“成型/加熱工位表皮長度/寬度調整”參數設定的比原位小時，就強制此參數變成原位的參數，即不允許加熱工位和成型工位的參數設的過小，這樣可以從系統中防止因為參數設的過小而導致的撞擊故障。

（2）此次事故是在自動生產過程中發生的，我們分析是與參數有關。而在非生產過程中，手動或換模時也可能有各種原因導致的撞擊事故。因此，我們對自動化控制進行了更深一步的優化:無論是何種原因導致的壓框長度/寬度不大於模具的長度/寬度，都立刻斷掉上下台面動作的使能，即不允許合模。

針對壓框尺寸過小導致的模具撞擊壓框這種現象，我們從兩方面對自動化控制進行了優化，做到了雙重保護 ^[2]  。

由於需要生產不同型號的產品，而生產各種產品的模具不同，因此需要換模來實現。在換完模具後，合模生產有時會發生模具與壓框撞擊，致使壓框嚴重變形，從而造成長時間停機維修。

1撞壓框的原因

原來的控制:陰模換模後，如果操作工忘記調用新換模具的參數，故障報警畫面會報警，但是這個報警只能制約設備循環運行條件，對手動及自動回原位等條件沒有制約，因此如果操作工在換模時忘記調用新參數，同時又沒有注意報警畫面，換完模後，打到自動回零位，然後手動動作，就會撞壓框。

2改進措施

因為像這種致命的錯誤，僅僅制約設備循環運行條件是遠遠不夠的，為了避免因操作工操作不當而損壞設備這種事故發生，我們通過修改控制程序，實現如果操作工忘記調用參數，在非換模模式下，不允許設備運行，必須調用參數且將報警復位後才允許設備運行。這樣可以徹底消除因人為原因而造成的撞擊壓框事故 ^[3]  。

1存在問題

當表皮到達加熱工位後，表皮受熱後會下垂，但不能垂到下加熱板上，否則會引燃表皮。但是最初陰模表皮下垂探測功能不起作用時，陰模正常使用，不報任何故障。

原設計是表皮下垂探測器汽缸伸出指令發出，系統檢測到汽缸已伸出的信號及下加熱板汽缸已伸出的信號後，表皮下垂探測器對射檢測才激活。這種控制方式，當表皮下垂探測器汽缸伸出指令發出後，如果氣閥壞了或者其他原因，汽缸實際沒有伸出，那麼表皮下垂探測器對射檢測就不會激活，系統也不報警，在這種情況下，如果表皮下垂到下加熱板上，就會出現着火事故。另外，此探測器的對射式信號開關由於熱氣干擾，時常會閃，只要下極限信號一閃，設備就會回原位，停止運行。像這種情況每次都會停機一刻鐘左右。

2解決方案

通過修改PLC程序，使表皮下垂探測器汽缸伸出指令一旦發出，必須要有相應，即在短暫的延時後，必須要有汽缸已到申出了的反饋信號，否則就要報警。同樣，表皮下垂探測器汽缸退回指令一旦發出，也必須要有響應，即在短暫的延時後，必須要有汽缸已經縮回了的反饋信號，否則就要報警。並且針對信號閃而產生停機這一情況，我們從程序中做了改動，給此信號加了個濾波，即每次閃動在很短的時間內信號能夠恢復，即認為正常。

通過改造大大減少因表皮下垂功能不好用而引起的着火事故。另外故障一旦報出，維修員將第一時間找到故障的根源，不會浪費不必要的時間去查找停機的原因，將大大節省搶修時間。從程序中給信號增加了濾波後，在不影響控制程序的基礎上，大大減少了故障時間 ^[2]  。

問題描述:陰模上料用兩個超聲波傳感器檢測表皮高度，兩個之間起到相互監督的作用，即二者之間的值相差不能超過允許誤差，否則報警，如果有一個出現故障，機械手將報警，停止工作。

1故障現象

上料機械手在下位，防撞開關動作;表皮堆棧高度檢測故障，報警。

2故障原因

表皮堆棧左、右檢測超聲波傳感器檢測數據出錯，造成下降過位，防撞開關動作。

3故障分析

(1)超聲波傳感器是應用傳感器頭部的壓振陶瓷的振動，產生高頻(人耳聽不見)聲波，碰到了某個物體反射回來，傳感器就能接納到回波。傳感器依據聲波波長和發射及接納回波的時間差來判斷傳感器探頭與物體之間的距離。

(2)我們現場使用的是TURCK超聲波傳感器Q45ULIU64BCRQ6

(3)檢測工藝流程

上料機械手在水平堆棧位置M90.1+上料機械手在垂直堆棧位置M90. 3+防撞動作安全迴路斷開I4.1+上料機械手垂直高位檢測M100.4+時間控制T227，輸出Q28.1表皮堆棧右側超聲波傳感器使能(即供電)，開始檢測;T227時間到+右側超聲波傳感器檢測完成Q28.1，輸出Q28.0表皮堆棧左側超聲波傳感器使能(即供電)，開始檢測。

4故障解決(切忌關電重啓)

(1)確認故障信息;

(2)解除防撞信號，消警恢復乒動操作;

(3)操作界面確認機械手在上料堆棧位置;

(4)手動操作機械手垂直動作，觀察界面顯示高度數值。

(5)若其中某一個顯示“#####”，一種情況是數值檢測值超出顯出範圍，溢出，另一種情況是未檢測到;

(6)手動操作機械手，現察左/右超聲波傳感器工作狀態

(7)檢查PLC ET200S A21 Q28.1、 Q28.0是否有輸出;

(8)再判斷傳感器、信號線好壞。

陰模真空成型機生產緊張，一旦有一個出現故障，當維修時間較長時，就會導致客户停產。這種情況發生了幾次了，每次都會停產幾個小時。

解決方案:考慮到機械手有防撞開關，傳感器產生測量誤差時，動作距離允許距離，有防撞開關保護，所以，從程序中做出一系列改動，實現當一個超聲波傳感器出現故障時，從觸摸屏選擇生模單獨生產或者右模單獨生產，就可以實現將一個超聲波傳感器屏蔽，而不會影響其他任何功能。待週末有休息時間可以排查故障，恢復雙傳感器使用。

改造後不會再出現因一個超聲波傳感器故障而導致陰模停產幾個小時的現象了 ^[2]  。

該項目的實施通過陰模真空成型機工藝及自動化控制的細緻研究和分析，解決了影響設備正常運行的諸多因素，提高了陰模真空成型機設備的作業率，進一步增強了設備穩定性，為今後公司將本增效、提高產能奠定了堅實的基礎 ^[2]  。