CN113880402A - 一种制瓶机的控制方法与装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种制瓶机的控制方法与装置，该方法包括：实时监测伺服电机的扭矩和速度是否超过阈值；若超过所述阈值，则确定所述伺服电机发生堵转故障；开启堵转故障处理程序，并在接收到下一操作启动信号后，结束堵转故障处理程序，实现在伺服电机产生堵转故障时，及时开启堵转故障处理程序来减小伺服电机的扭矩，从而减小由于堵转故障为制瓶机的各种机构带来损坏，也可以有效预防产生过载警报而引起停机。

Description

一种制瓶机的控制方法与装置

技术领域

本申请涉及制瓶机设备控制技术领域，尤其涉及一种制瓶机的控制方法与装置

背景技术

在玻璃瓶罐制造行业，根据玻璃制品的产品类型不同，对生产机速的要求不同，同时为了进一步提高生产效率，节能、降耗、环保都提出了要求。传统的制瓶机主要是以气动为主，这主要表现不节能，噪音大，精度不高，只能够通过硬件调整，可变距离调整困难，并且调整精度不易控制。并且每一台制瓶机独立控制操作，管理起来非常不方便。

如今采用伺服电机对制瓶机的各个机构进行控制。在制瓶机工作过程中各个机构可能产生碰撞，产生后碰撞后各机构无法正常运行，但是各机的伺服电机依旧继续正常运行就会导致电机堵转故障，如果电机堵转故障长时间无法及时解决，制瓶机会发出故障警报，导致整个制瓶机停机，并且容易导致制瓶机各个机构的损坏。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种制瓶机的控制方法与装置，旨在解决由于制瓶机的各个机构产生碰撞，伺服电机会产生堵转故障，堵转故障为制瓶机的各种机构带来损坏，甚至会产生过载警报而引起停机的技术问题。

第一方面，本申请提供一种制瓶机的控制方法，所述方法包括以下步骤：

实时监测伺服电机的扭矩和速度是否超过阈值；

若超过所述阈值，则确定所述伺服电机发生堵转故障；

开启堵转故障处理程序，并在接收到下一操作启动信号后，结束堵转故障处理程序。

一些实施例中，所述开启堵转故障处理程序，并在接收到下一操作启动信号后，结束堵转故障处理程序，包括：

减小所述伺服电机的扭矩，并检测是否接收到所述下一操作启动信号；

若未接收到所述下一操作启动信号，则继续减小所述伺服电机的扭矩；

若接收到所述下一操作启动信号，则停止减小所述伺服电机的扭矩，并执行所述下一次操作；

所述下一次操作为与本次操作方向相反的操作。

一些实施例中，所述若超过所述阈值后，还包括：超过预设时间。

一些实施例中，采用增量位置控制方式控制制瓶机转盘的伺服电机的位置，并根据物理原点进行校位，以使所述制瓶机断电后再次开机后能够按照设定程序寻找零点位置；

采用绝对位置控制方式控制所述制瓶机所有所述伺服电机的往返运动位置，以使所述伺服电机断电后再次开机时不用重新校位。

一些实施例中，上位机接收控制指令，所述上位机通过EtherCAT总线将所述控制指令发送给主控PLC；

所述主控PLC通过所述EtherCAT总线将所述控制指令发送给与其连接的若干个段控PLC；

一个所述段控PLC控制根据所述控制指令控制一台所述制瓶机中的所有所述伺服电机。

一些实施例中，所述实时监测伺服电机的扭矩和速度是否超过阈值，包括：

所述段控PLC实时监测所述伺服电机的扭矩和速度。

第二方面，本申请还提供一种制瓶机的控制装置，所述装置包括：

监测装置，其用于实时监测伺服电机的扭矩和速度是否超过阈值；

故障确定装置，其用于在超过所述阈值后，确定所述伺服发生堵转故障；

故障处理装置，其用于确定发生堵转故障后，开启堵转故障处理程序，并在接收到下一操作启动信号后，结束堵转故障处理程序。

一些实施例中，所述故障处理装置还用于：

减小所述伺服电机的扭矩，并检测是否接收到所述下一操作启动信号；

若未接收到所述下一操作启动信号，则继续减小所述伺服电机的扭矩；

若接收到所述下一操作启动信号，则停止减小所述伺服电机的扭矩，并执行所述下一次操作；

所述下一次操作为与本次操作方向相反的操作。

一些实施例中，所述故障确定装置还用于：

在确定超过所述阈值后，并确定超过预设时间。

一些实施例中，所述装置还包括位置控制装置，其用于：

采用增量位置控制方式控制制瓶机转盘的伺服电机的位置，并根据物理原点进行校位，以使所述制瓶机断电后再次开机后能够按照设定程序寻找零点位置；

采用绝对位置控制方式控制所述制瓶机所有所述伺服电机的往返运动位置，以使所述伺服电机断电后再次开机时不用重新校位。

本申请提供一种制瓶机的控制方法与装置，通过实时监测伺服电机的扭矩和速度是否超过阈值；若超过所述阈值，则确定所述伺服电机发生堵转故障；开启堵转故障处理程序，并在接收到下一操作启动信号后，结束堵转故障处理程序，实现在伺服电机产生堵转故障时，及时开启堵转故障处理程序来减小伺服电机的扭矩，从而减小由于堵转故障为制瓶机各个机构带来的损坏，也可以有效预防产生过载警报而引起停机。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种制瓶机的控制方法的流程示意图；

图2为制瓶机的总体控制示意图；

图3为制瓶机的控制示意图；

图4为本申请实施例提供的一种制瓶机的控制装置的示意性框图。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

附图中所示的流程图仅是示例说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参照图1，图1为本申请实施例提供的一种制瓶机的控制方法的流程示意图。

如图1所示，该方法包括步骤S1至步骤S3。

步骤S1、实时监测伺服电机的扭矩和速度是否超过阈值；

值得说明的是，这里的伺服电机的扭矩和速度是否超过阈值包括：伺服电机的扭矩大于设定阈值，伺服电机的速度小于设定阈值。

步骤S2、若超过所述阈值，则确定所述伺服电机发生堵转故障。

具体地，伺服电机的扭矩大于设定阈值，速度小于设定阈值之后，开始计时，如果超过阈值的时间超过预设的时间，就可以确定伺服电机发生了堵转故障。因为伺服电机在控制制瓶机的各个机构运行时，会有较为稳定的扭矩和速度，如果制瓶机的机构产生碰撞，制瓶机的机构就被卡住无法向前运行，但是伺服电机依旧在运行，伺服电机使用正常的扭矩运行无法使制品机构运行时，就会增大扭矩以使制瓶机的机构运行，但是因为被制瓶机的机构碰撞卡住，所以虽然伺服电机的扭矩增大，但是速度反而会减小。所以在扭矩增大超过设定的阈值，速度减小到超过设定的阈值时判定制瓶机的机构产生碰撞，伺服电机产生堵转故障。

进一步的，在伺服电机的扭矩和速度都超过阈值后，还要超过设定时间，是为了防止在制瓶机的机构运行过程中产生次小卡顿导致扭矩和速度超过阈值被误判为产生了堵转故障，保证堵转故障判定的准确性。

步骤S3、开启堵转故障处理程序，并在接收到下一操作启动信号后，结束堵转故障处理程序。

作为一种优选的实施方式，开启堵转故障处理程序的具体方法为减小伺服电机的扭矩，在制瓶机的机构被碰撞卡住的情况下，如果不控制伺服电机的扭矩，伺服电机持续增大扭矩对制瓶机的机构产生更大的控制力，会使碰撞更加严重，会对制瓶机的各个机构造成损坏，甚至回然后制瓶机误判为过载而导致发生过载警报而引起停机，所以需要减小伺服电机的扭矩。在减小所述伺服电机的扭矩后，检测是否接收到下一操作启动信号，如果没有接收到下一操作启动信号就继续减小扭矩，如果接收到下一操作启动信号就停止减小伺服电机的扭矩，并且执行下一操作。下一操作是与本次操作方向相反的操作。因为制瓶机的机构运行时都是通过往返运行，例如在制瓶机的机构在向前方向运行的操作中产生了碰撞，就减小发动机扭矩，来保护机构，下一操作的信号就是控制制瓶机的机构向后返回的方向运行，此时自然碰撞就会取消了。

值得说明的，在制瓶机重新启动时，制瓶机转盘的伺服电机的位置信号可能会丢失，本申请中采用增量位置控制方式控制制瓶机转盘的伺服电机的位置，并根据物理原点进行校位，在所述制瓶机的断电后，再次开机时会自动根据物理原点按照设定程序寻找零点位置，在自动寻找零点位置后，启动系统，可以快速恢复生产提高生产效率。

进一步地，采用绝对位置控制方式控制所述制瓶机所有伺服电机的往返运动位置，在出现停机或者断电的情况下不用重新校位，可以立即开机运行。

作为一种优选地实施，如图2和图3所示，对制瓶机的整体控制方法为，由上位机接收控制指令，上位机通过EtherCAT总线与主控PLC连接,PLC为可编程逻辑控制器，并通过EtherCAT总线将控制指令发送给主控PLC，所述主控PLC将控制指令发送给段控PLC，段控PLC根据指令控制制瓶机。主控PLC通过EtherCAT总线与多个段控PLC连接，每个段控PLC一台制瓶机所有机构的伺服电机。这样就能通过向上位机输入控制指令通过主控PLC同步控制多台制瓶机。也可以通过段控PLC协调控制一台制瓶机上的所有的机构。

值得说明的是，由段控PLC实时监测伺服电机的扭矩和速度是否超过阈值。

请参照图4，图4为本申请实施例提供的一种制瓶机的控制装置的示意性框图。

如图4所示，该装置包括：监测装置、故障确定装置、故障处理装置、位置控制装置。

监测装置，用于实时监测伺服电机的扭矩和速度是超过到阈值。

值得说明的是，这里的伺服电机的扭矩和速度是否超过阈值包括：监测装置，用于实时监测伺服电机的扭矩大于设定阈值，伺服电机的速度小于设定阈值。

故障确定装置，其用于在超过所述阈值后，确定所述伺服发生堵转故障。

具体地，伺服电机的扭矩大于设定阈值，速度小于设定阈值之后，开始计时，如果超过阈值的时间超过预设的时间，就可以确定伺服电机发生了堵转故障。因为伺服电机在控制制瓶机的各个机构运行时，会有较为稳定的扭矩和速度，如果制瓶机的机构产生碰撞，制瓶机的机构就被卡住无法向前运行，但是伺服电机依旧在运行，伺服电机使用正常的扭矩运行无法使制品机构运行时，就会增大扭矩以使制瓶机的机构运行，但是因为被制瓶机的机构碰撞卡住，所以虽然伺服电机的扭矩增大，但是速度反而会减小。所以在扭矩增大超过设定的阈值，速度减小到超过设定的阈值时判定制瓶机的机构产生碰撞，伺服电机产生堵转故障。

进一步的，故障确定装置还用于：在伺服电机的扭矩和速度都超过阈值后，还要超过设定时间，是为了防止在制瓶机的机构运行过程中产生次小卡顿导致扭矩和速度超过阈值被误判为产生了堵转故障，保证堵转故障判定的准确性。

故障处理装置，其用于确定发生堵转故障后，开启堵转故障处理程序，并在接收到下一操作启动信号后，结束堵转故障处理程序。

其中，开启堵转故障处理程序的具体方法为减小伺服电机的扭矩，在制瓶机的机构被碰撞卡住的情况下，如果不控制伺服电机的扭矩，伺服电机持续增大扭矩对制瓶机的机构产生更大的控制力，会使碰撞更加严重，也会因为堵转故障会对制瓶机的各个机构造成损坏，甚至回然后制瓶机误判为过载而导致发生过载警报而引起停机，所以需要减小伺服电机的扭矩。在减小所述伺服电机的扭矩后，检测是否接收到下一操作启动信号，如果没有接收到下一操作启动信号就继续减小扭矩，如果接收到下一操作启动信号就停止减小伺服电机的扭矩，并且执行下一操作。下一操作是与本次操作方向相反的操作。因为制瓶机的机构运行时都是通过往返运行，例如在制瓶机的机构在向前方向运行的操作中产生了碰撞，就减小发动机扭矩，来保护制瓶机的各个机构，下一操作的信号就是控制制瓶机的机构向后返回的方向运行，此时自然碰撞就会取消了。

位置控制装置，其用于：确定制瓶机转盘的伺服电机的位置信号，在制瓶机重新启动时，制瓶机转盘的伺服电机的位置信号可能会丢失，本申请中采用增量位置控制方式控制制瓶机转盘的伺服电机的位置，

并根据物理原点进行校位，在所述制瓶机的断电后，再次开机时会自动根据物理原点按照设定程序寻找零点位置，在自动寻找零点位置后，启动系统，可以快速恢复生产提高生产效率。

进一步地，位置控制装置还用于，采用绝对位置控制方式控制所述制瓶机所有伺服电机的往返运动位置，在出现停机或者断电的情况下不用重新校位，可以立即开机运行。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种制瓶机的控制方法，其特征在于，包括：

实时监测伺服电机的扭矩和速度是否超过阈值；

若超过所述阈值，则确定所述伺服电机发生堵转故障；

开启堵转故障处理程序，并在接收到下一操作启动信号后，结束堵转故障处理程序。

2.按照权利要求1所述的制瓶机的控制方法，其特征在于，所述开启堵转故障处理程序，并在接收到下一操作启动信号后，结束堵转故障处理程序，包括：

减小所述伺服电机的扭矩，并检测是否接收到所述下一操作启动信号；

若未接收到所述下一操作启动信号，则继续减小所述伺服电机的扭矩；

若接收到所述下一操作启动信号，则停止减小所述伺服电机的扭矩，并执行所述下一次操作；

所述下一次操作为与本次操作方向相反的操作。

3.按照权利要求1所述的制瓶机的控制方法，其特征在于，所述若超过所述阈值后，还包括：超过预设时间。

4.按照权利要求1所述的制瓶机的控制方法，其特征在于，包括：

采用增量位置控制方式控制制瓶机转盘的伺服电机的位置，并根据物理原点进行校位，以使所述制瓶机断电后再次开机后能够按照设定程序寻找零点位置；

采用绝对位置控制方式控制所述制瓶机所有所述伺服电机的往返运动位置，以使所述伺服电机断电后再次开机时不用重新校位。

5.按照权利要求1所述的制瓶机的控制方法，其特征在于，

上位机接收控制指令，所述上位机通过EtherCAT总线将所述控制指令发送给主控PLC；

所述主控PLC通过所述EtherCAT总线将所述控制指令发送给与其连接的若干个段控PLC；

一个所述段控PLC控制根据所述控制指令控制一台所述制瓶机中的所有所述伺服电机。

6.按照权利要求5所述的制瓶机的控制方法，其特征在于，所述实时监测伺服电机的扭矩和速度是否超过阈值，包括：

所述段控PLC实时监测所述伺服电机的扭矩和速度。

7.一种制瓶机的控制装置，其特征在于，包括：

监测装置，其用于实时监测伺服电机的扭矩和速度是超过到阈值；

故障确定装置，其用于在超过所述阈值后，确定所述伺服发生堵转故障；

故障处理装置，其用于确定发生堵转故障后，开启堵转故障处理程序，并在接收到下一操作启动信号后，结束堵转故障处理程序。

8.按照权利要求7所述的一种制瓶机的控制装置，其特征在于，所述故障处理装置还用于：

减小所述伺服电机的扭矩，并检测是否接收到所述下一操作启动信号；

若未接收到所述下一操作启动信号，则继续减小所述伺服电机的扭矩；

若接收到所述下一操作启动信号，则停止减小所述伺服电机的扭矩，并执行所述下一次操作；

所述下一次操作为与本次操作方向相反的操作。

9.按照权利要求7所述的一种制瓶机的控制装置，其特征在于，所述故障确定装置还用于：

在确定超过所述阈值后，并确定超过预设时间。

10.按照权利要求7所述的一种制瓶机的控制装置，其特征在于，所述装置还包括位置控制装置，其用于：

采用增量位置控制方式控制制瓶机转盘的伺服电机的位置，并根据物理原点进行校位，以使所述制瓶机断电后再次开机后能够按照设定程序寻找零点位置；

采用绝对位置控制方式控制所述制瓶机所有所述伺服电机的往返运动位置，以使所述伺服电机断电后再次开机时不用重新校位。

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