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坐标系统与现场物理标记点的对应关系建立后如何进行误差修正?
发布时间:2026-01-21        浏览次数:4        返回列表

坐标系统与现场物理标记点的对应关系建立后,误差修正的核心是利用校验标记点的固定坐标,实时比对产品的理论计算坐标与现场实际位置,通过程序补偿消除累计误差(如传动打滑、编码器脉冲丢失、机械间隙等导致的偏差)。以下是工业现场可直接落地的误差修正方法、程序逻辑和调试步骤

一、误差的来源与分类

在电镀线位置跟踪中,误差主要分为两类,修正策略不同:

误差类型产生原因特点修正方式
系统误差脉冲转毫米系数计算错误、传感器安装偏移、标记点坐标测量误差固定偏差,可重复出现静态校准,修正参数
随机误差链条打滑、辊道磨损、启停冲击导致的脉冲丢失无规律,随运行时间累计动态校验,实时补偿

二、误差修正的核心方法

误差修正的本质是 **“理论坐标 vs 实际坐标” 的比对与补偿 **,分为 静态校准(解决系统误差)动态补偿(解决随机误差) 两步。

步骤 1:静态校准(消除系统误差)

静态校准在生产线停机状态下进行,目的是修正脉冲转毫米系数标记点坐标参数,确保理论计算与物理位置的基础一致性。

  1. 操作流程① 手动将产品挂具精准移动到基准标记点(如预镀入口 500mm 处,标记点坐标 Mark_Check_1=500.0mm)。② 读取 PLC 中编码器的当前脉冲值,记为 Pulse_Current。③ 计算实际的脉冲转毫米系数 Pulse2MM_Actual,公式如下:\text{Pulse2MM_Actual} = \frac{\text{标记点坐标} - \text{初始坐标}}{\text{当前脉冲} - \text{初始脉冲}}

    若以原点为初始位置(初始坐标 = 0,初始脉冲 = 0),则公式简化为:\text{Pulse2MM_Actual} = \frac{\text{标记点坐标}}{\text{当前脉冲}}④ 对比 Pulse2MM_Actual 与程序中预设的 Pulse2MM,若偏差>0.001 mm / 脉冲,更新 PLC 参数。

  2. PLC 静态校准程序示例

    st

  3. // 静态校准触发(HMI手动触发)
    IF HMI_Calib_Trigger THEN
        // 挂具位于标记点1(500mm)时,读取当前脉冲
        Pulse_Current := DB_PlatingTrack.Encoder_Pulse;
        // 计算实际脉冲系数
        Pulse2MM_Actual := Mark_Check_1 / REAL(Pulse_Current);
        // 更新程序中的脉冲系数
        DB_PlatingTrack.Pulse2MM := Pulse2MM_Actual;
        // 校准完成标志
        Calib_Finish := TRUE;
    END_IF;

步骤 2:动态补偿(消除随机累计误差)

动态补偿在生产线运行状态下进行,利用校验标记点 + 传感器触发补偿逻辑,实时修正产品的理论坐标,核心是 “坐标拉齐”。

  1. 核心逻辑

    • 在每个校验标记点安装光电开关 / RFID 读写头,当产品触发传感器时,判定产品已到达该标记点的固定坐标

    • 计算产品的理论坐标(程序计算值)与实际坐标(标记点固定值)的偏差,若偏差超过阈值,则强制将理论坐标修正为标记点坐标,并同步修正编码器的初始脉冲基准,避免后续误差累计。

  2. PLC 动态补偿程序(ST 语言,西门子 S7-1200/1500)以下程序集成在之前的 FC103: Error_Compensate 中,针对多校验点优化:

    st

  3. FUNCTION_BLOCK FC103
    VAR_INPUT
        CheckPoint_Coord: REAL;  // 校验点固定坐标
        Sensor_Trigger: BOOL;    // 传感器触发信号
        Max_Error: REAL := 20.0; // 最大允许误差(mm)
    END_VAR
    VAR_OUTPUT
        Compensate_Done: BOOL;   // 补偿完成标志
    END_VAR
    VAR
        Error_Value: REAL;       // 理论坐标与实际坐标的偏差
    END_VAR
    
    // 传感器触发时执行补偿
    IF Sensor_Trigger THEN
        // 遍历所有跟踪的产品
        FOR i := 1 TO 50 DO
            IF DB_PlatingTrack.Product_List[i].Is_Valid THEN
                // 计算偏差:理论坐标 - 实际坐标(标记点坐标)
                Error_Value := DB_PlatingTrack.Product_List[i].Current_Coord - CheckPoint_Coord;
                
                // 偏差超限则进行补偿
                IF ABS(Error_Value) > Max_Error THEN
                    // 1. 强制修正产品当前坐标为标记点坐标(拉齐实际位置)
                    DB_PlatingTrack.Product_List[i].Current_Coord := CheckPoint_Coord;
                    
                    // 2. 同步修正初始脉冲基准,避免后续误差累计
                    DB_PlatingTrack.Product_List[i].Init_Pulse := 
                        DB_PlatingTrack.Encoder_Pulse - DINT((CheckPoint_Coord - DB_PlatingTrack.Product_List[i].Init_Coord) / DB_PlatingTrack.Pulse2MM);
                    
                    // 3. 触发补偿完成标志,HMI报警提示
                    Compensate_Done := TRUE;
                    DB_PlatingTrack.Product_List[i].Error_Flag := FALSE; // 清除误差标志
                ELSE
                    Compensate_Done := FALSE;
                END_IF;
            END_IF;
        END_FOR;
    ELSE
        Compensate_Done := FALSE;
    END_IF;
  4. 多校验点的补偿触发(主程序 OB35)针对不同校验点的传感器,分别调用补偿子程序:

    st

  5. // 校验点1(预镀入口,500mm)补偿
    fc103(CheckPoint_Coord:=DB_MarkPoint.Mark_Check_1, 
          Sensor_Trigger:=I0.0, 
          Max_Error:=20.0, 
          Compensate_Done=>M0.0);
    
    // 校验点2(主镀出口,6000mm)补偿
    fc103(CheckPoint_Coord:=DB_MarkPoint.Mark_Check_2, 
          Sensor_Trigger:=I0.1, 
          Max_Error:=20.0, 
          Compensate_Done=>M0.1);

三、误差修正的调试与验证

  1. 单校验点验证

    • 启动生产线,让产品以额定速度运行,观察产品触发校验点传感器时的偏差值。

    • 若补偿后偏差≤±5mm,说明补偿有效;若仍超限,检查传感器安装位置是否与标记点对齐。

  2. 全程跟踪验证

    • 让产品从原点运行到下料口,记录每个校验点的补偿次数和偏差值。

    • 若全程补偿次数≤3 次,且最终坐标偏差≤±10mm,说明坐标系统与物理标记点的对应关系稳定。

  3. 极限工况验证

    • 测试生产线的启停、多段速切换、满载运行等极限工况,验证误差修正逻辑的鲁棒性。

    • 若工况变化时偏差仍在阈值内,说明补偿策略适配现场需求。

四、维护与优化建议

  1. 定期复核标记点每月用激光测距仪复核校验标记点的物理位置,若标记点因设备振动偏移,需重新测量并更新 PLC 中的CheckPoint_Coord参数。

  2. 调整误差阈值根据现场精度要求调整Max_Error:电镀高精度产品时设为 ±10mm,普通产品设为 ±20mm。

  3. 增加冗余校验点若长距离输送(>50m)误差累计过快,可在中间段增加校验点,缩短补偿间隔。

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