注塑機采集實時狀態處理算法
作者: 發布時間:2018-09-29 閱讀次數:1340次
1、 機臺管理類數據
注塑機采集實時狀態處理算法
包括機臺資產號、機臺位置號、機臺模具號、機臺項目號,此項由人員手動在注塑機觸摸屏上進行維護,人工手動維護好后,上位機系統自動采集數據,并且機臺產品信息有變時人員自動維護,維護一次后只有在信息有變動時才極性數據采集傳送,否則不再進行數據采集傳輸。
現階段對于注塑機機臺管理類數據如下表
子項 | 地址 | 倍率 | 數值格式 | 單位 | 說明 |
機臺資產號 | DM17000 | 1 | ASCII | NULL | |
機臺位置號 | DM17100 | 1 | ASCII | NULL | |
機臺模具號 | DM17200 | 1 | ASCII | NULL | |
機臺項目號 | DM17300 | 1 | ASCII | NULL |
2、 注塑機采集實時狀態監視類數據
這類采集地址明確標識注塑機的實時運行狀態,便于生產管理者對注塑機的運行狀態進行直觀監視管理。注塑機的實時狀態包括注塑機的運行模式、注塑機的運行狀態、模具開合位置狀態、注塑機的模具數量等信息。
注塑機的運行模式包括手動運行模式、半自動運行模式以及機械手運行模式,在現場, 注塑機處于手動運行模式時表示工藝人員在對注塑機進行調機處理,此時注塑機不生產產品, 所有的動作信號僅用于注塑機機構位置監視,不用于計算開機產能;注塑機處于半自動運行 模式時表示注塑機在開機自動生產中,此時人員只用正常上料、下料并按啟動生產鍵注塑機 就可以進行自動生產;注塑機處于機械手運行模式時,實質幾天也是處于半自動作業模式下, 與人工半自動生產模式的唯一區別是此種模式下是機械手完成上下料作業而非人工完成上 下料作業,表現在 IO 信號上是在此種模式下給機械手通訊的五入三出信號有效而已,唯有注塑機處于半自動作業模式時,注塑機的狀態信號等才被處理為有效的加工數據。
注塑機采集的運行狀態包括加工開始狀態、加工完成狀態、待機狀態、離線狀態、報警狀態。其中加工開始狀態與加工完成狀態為注塑機處于半自動運行模式下呈現出來的運行狀態,加工開始狀態指人工按下啟動按鈕,注塑機狀態滿足就可以自動開始生產;加工完成狀態指注塑機把產品加工 OK,并自動移模到裝夾位,機臺自動完成定位與頂針頂出工作,將產品從模腔中頂出,待作業員把產品取走;待機狀態指注塑機處于手動運行模式;離線狀態是脫離于注塑機正常運行狀態的狀態,此狀態指注塑機與上位服務器通訊中斷,發生此種狀況時, 硬件維護人員需確認機臺是否關機或網絡中斷導致機臺通訊中斷;報警狀態指注塑機發生異常報警,此時注塑機運行模式不限。通過注塑機的運行狀態就可以分析注塑機及開機人員的作業效率,通過大數據分析數據可以提升現場人員的管理水平。
模具開合位置狀態用于監視注塑機的模具開合位置。因為注塑機最有價值的信息就是其模具開合狀態信息,注塑機正常做產品時其模具一定要順暢開合,所以對注塑機模具的開合位置狀態進行監視對生產監視有很大的幫助。注塑機在半自動的運行模式中,其模具的開合變化數據就是注塑機的產量數據,同時因注塑材料的化學物理性質,注塑機模具開模時間不可太長,不然就會有流涎導致品質不良的情形,監視了模具開合狀態就可以對模具開時間進行預警,指導生產,避免出現開模時間過長不良狀況。
模具數量的監視就是對注塑機安裝的模具數進行監視,因安裝的模具數量不同,注塑機所呈現的加工周期就是不同的,且對注塑機產量的算法也就是不同的。
注塑機采集實時狀態監視參數地址表如下:
子項 | 地址 | 倍率 | 數值格 式 | 單位 | 說明 |
運行模式監視 | CIO00600 | word | NULL | 數據傳輸時,一個二進制用兩位表示, 600.00 為 1 表手動運行,600.01 為 1 表半自動運行,600.02 為 1 表機械手運行,600.03 為 1 表機臺處于報修狀 態, | |
運行狀態監視 | DM17400 | WORD | NULL | 僅在半自動作業模式時有效,01 表加工開始狀態,02 表加工完成狀態,00 表待機狀態,在單模加工時,加工開始與加工完成均為本產品交給你周期;在雙模加工時,加工開始狀態位當前產品開始加工信號狀態,加工完成狀態位前一產品加工完成信號狀態,在計算產品加工周期時以此地址為參考,且此地址配合運行模式地址用于制作注塑機實 時運行狀態變量。 | |
模具開合位置監視 | DM17501 | WORD | NULL | 在所有的模式下,對模具開合進行監視,合模到位時觸發往DM17501 中寫 01,開模到位觸發往 DM17501 中寫 02, 模具在中間位置時寫 0(不在開模停止 位,不在合模停止位就在中間位) | |
模具數量監視 | DM17502 | 1 | WORD | 個 | 在所有模式下,對安裝的模具數量進行監視,0 表示沒有安裝模具,1 表示安裝了一個模具,注塑機處于單模運行模 式中,2 表示安裝了兩個模具 |
下面對如何從這些狀態信息中提取出有用的生產監視數據的算法進行分析,如下:
a、 人員的裝夾周期時間如何折算?
采用加工完成信號產生時間 t1 與緊隨的加工開始信號產生時間 t2 配合就可以直接
折算出人員的裝夾周期時間 t。計算公式為 t=t2-t1.
適用范圍:單模、雙模加工均適用
b、 加工產品的數量如何折算?
通過統計在半自動模式下加工完成信號的數量就可以得知加工產品的數量,或折算半自動模式下開模合模的周期數據,或折算半自動模式下開始加工信號與加工完成信號的循環次數,或直接使用從機臺上讀取的計數數量。
c、 每 pcs 產品的有效加工周期如何折算?
首先應對產品的有效加工周期進行明確的定義,為生產出合格產品必須的時間消耗稱為加工產品的有效加工周期,比較狹窄的定義就是滿足生產條件后直接創造價值的時間消耗。對于注塑機而言,其有效加工周期有兩種劃分:1> 除去人工操作(裝夾時間),注塑機自身移模入時間+注塑合模時間+定位時間+射膠時間+加料時間+保壓時間+開模時間+移模出時間(也就是等于本產品的加工完成信號時間減去本產品的開始加工信號產生時間);2> 純價值時間,即從合模到開模的周期時間,也就是在半自動作業模式下,開模狀態產生時間減去前一次合模狀態產生時間,這個時間就減去了模具的移模時間等。

不同的有效加工周期劃分方法有不同的處理算法。
2 對于第一種有效加工周期定義方法,其算法如下:
在單模加工時,有效加工周期 T 為加工完成信號產生時間 t1 減去前面給出的加工開始信號狀態產生時間 t0,即計算公式為 Ta=t1-t0;
在雙模加工時,該產品的有效加工周期為本產品的加工完成信號產生時間 t3 減去本產品的加工開始信號產生時間 t0。按照注塑機的加工狀況,其狀態的產生時間羅列如下:A1 產品的開始加工信號 t0---A0 產品的加工完成信號 t1---A2 產品的加工開始信號 t2---A1 產品的加工完成信號 t3---A3 產品的加工開始信號 t4---A2 產品的加工完成信號 t5……以此類推。所以計算公式為 Ta=t3-t0.
在通訊異常時,如果中間有數據沒有傳輸,當使用其它狀態標識量對數據算法進行修正,不能用不是同一個周期的數據進行周期折算,不然折算出來的數據一定是錯誤的。
2 對于第二種有效加工周期定義方法,其算法如下:
在半自動作業模式下,通過折算模具的開模與合模周期時間來折算。
即有效加工周期時間等于開模狀態產生時間 Tk 減去前一次合模狀態產生時間Th。計算公式為加工周期 Tb=Tk-Th
以上公式在單模與雙模加工狀況下均適用。
d、 開模時間如何預警?
因決定注塑品質的因素更多的是塑膠的化學/物理性質,而注塑機開模時會對塑膠料的化學/物理性質帶來直接影響,會直接影響產品品質,所以對注塑機模具的開模時間進行監控預警有很大的意義。在實時狀態監控時,有明確采集注塑機模具的開合模狀態,并且狀態改變則數據立馬采集傳輸。上位機軟件可以依據采集軟件給出的注塑機模具開模時間對開模時間進行預警處理,即當前的時間減去開模狀態產生時間值,如超過一定數值區間就之間報警異常顯示,及時通知生產或品質介入處理, 如此就實現了預警功能。
e、 機臺處于待料狀態如何標識?
在實時狀態采集中有明確的半自動作業模式加工完成信號狀態以及手動待機作業模式狀態,通過此信號就可以對機臺是否處于待料狀態進行標識處理,處理邏輯為機臺長時(時長可以設定)處于半自動加工完成狀態或手動待機狀態時,判定機臺已經處于待料狀態,此時將在系統監視頁面上按警醒顏色進行顯示。提示車間管理人員快速處理物料供給異常問題,以達到快速開機,快速創造利潤的目的。
f、 注塑機采集的毛稼動率如何折算?注塑機的純稼動率如何折算?
毛稼動率就是按照第一種有效加工周期定義方法對稼動率進行折算的稼動率算法, 此時應當用總時間減去統計的裝夾等待時間和除以總的開機時長,即 A = [24H-Σ(t2-t1)]/24H*100%,其中 A 是 activation(稼動率)首字母的大寫。
純稼動率就是按照第二種有效加工周期定義方法進行折算的稼動率算法,此時應當用統計的開合模周期的時間和除以總的開機時長,即 A=ΣTb/24H*100%.
g、 注塑機是否在開機中如何判定?
認為注塑機處于半自動作業模式時注塑機處于開機中。
h、 注塑機故障時,操作人員如何在注塑機上往監控系統報修?
在注塑機觸摸屏的操作界面上有專門的報修按鈕,此時人工只用點選按鈕即可,此時注塑機處于報修作業模式中,注塑機將強制在手動作業模式中,同時取消報修模式時需輸入權限密碼。上位機會自動獲知注塑機模式狀態,并在頁面上進行標紅顯示,此時機修人員當及時維修機臺,維修 OK 后當知會工藝/生產確認,機臺的維修時長將作為機修人員的績效。參考頁面如下:

3、 注塑機采集機臺實際運行類統計數據
這類數據就是為了更精確地修正注塑機的加工狀態而主動從注塑機上采集的數據,現采集的數據為機臺加工計數數據以及機臺統計加工周期數據,地址表如下:
子項 | 地址 | 倍率 | 數值格 式 | 單位 | 說明 |
計數設定地址 | DM00044 | 1 | WORD | 個 | BCD 碼直接為十進制數,注意倍率表示小數點位置 |
周期時間 | DM00072 | 0.1 | WORD | s | BCD 碼直接為十進制數,注意倍率表示小數點位置 |
在注塑機上計數累加的流程點為開模指令有效即預執行開模動作時,此時注塑射膠及保壓冷卻工作已完成,注塑射膠完成準備開模時加工產品有效,則自動累加 1;
在注塑機上計算注塑周期時間的流程點為當前產品的注塑動作以及前一產品頂針頂出動作執行時間點位注塑機計算加工周期流程點。

