旋轉編碼器在液壓刀庫位控中的應用

旋轉編碼器    時間:2014-03-11 13:35:57
旋轉編碼器在液壓刀庫位控中的應用簡介
     摘要 介紹旋轉編碼器在加工中心液壓刀庫位置控制中的應用,包括選型、調整、程序設計等。    關鍵詞 編碼器 液……
旋轉編碼器在液壓刀庫位控中的應用正文
  摘要 介紹旋轉編碼器在加工中心液壓刀庫位置控制中的應用,包括選型、調整、程序設計等。
   關鍵詞 編碼器 液壓刀庫 位置 PLC
   中圖分類號 TG502.32 文獻標識碼 B

   1.概述
   一台卧式加工中心採用西門子840D系統改造后,刀庫位置的檢測由旋轉變壓器改為旋轉編碼器。刀庫傳動示意見圖1。

   液壓馬達帶動分度盤通過主驅動齒輪拖動刀鏈,馬達、分度盤每轉1圈,刀庫轉過1個刀套(該刀庫共60個刀套)。分度盤控制刀庫精確定位,分度臂鬆開,分度盤高速旋轉,刀套接近定位位置時,分度臂夾緊,分度盤改為低速旋轉,當分度臂前端落入分度盤定位槽后,將其鎖死,此時刀套正好停在定位位置,因此定位槽位置即是刀套精確定位位置,接近開關SL151、SL152檢測分度臂鬆開和夾緊。位置檢測軸與主驅動齒輪關聯,外接旋轉編碼器進行刀庫計數,刀鏈完成1個循環(60個刀套),檢測軸旋轉1周。分度盤、刀庫、檢測軸旋向均相同。
   液壓刀庫通過PLC控制,實際運行表明,能夠確保液壓刀庫可靠工作。
   2.旋轉編碼器的選擇
   根據刀庫位置的個數選用DC24V、60脈衝/轉、有A、B、Z三相信號輸出的增量型旋轉編碼器,接線見圖2,正轉波形見圖3。A、B相作為刀庫正、反轉的位置檢測,Z相作為1號刀套位置標記。A、B相對應每個刀套,刀庫高速旋轉速度約為2~4個刀套/s,即A、B相信號變化頻率<10Hz,滿足PLC掃描周期的要求。

   3.旋轉編碼器的調整
   由於分度盤旋轉1周=主驅動齒輪旋轉1個刀套位置=1個A、B相信號周期,因此需要仔細調整編碼器軸的安裝角度,確保編碼器信號角度和分度盤實際機械角度準確對應。本例中,刀庫順時針為正轉,刀號增加、編碼器反轉,B相超前,刀庫逆時針為反轉,刀號減小、編碼器正轉,A相超前。刀庫加計數的條件是刀庫正轉和B相上升沿信號相與,刀庫減計數的條件是刀庫反轉和A相上升沿信號相與,因Z相與A相相位相同,進行刀庫回零(刀庫自動回到1號刀位,當前刀套號自動置1)操作時,令刀庫反轉回零。
   調整編碼器初始軸角,考慮動作的實時性,A、B相信號上升沿位置要盡量領先於凸輪定位槽位置,調整方法是:將刀套轉到1號刀位,鬆開編碼器,保持編碼器軸和聯軸節緊固連接,仔細轉動編碼器,同時觀察PLC輸入點信號,當A、B、Z三相信號同時為1時,記下這個位置,暫時緊固編碼器。然後左右略微旋轉刀庫,監控A、B相信號,看其分佈是否對稱,若不對稱,再鬆開編碼器微調之,調整后的A、B相信號在分度盤上的角度分佈見圖4。

   4.程序控制
   (1)刀庫計數。建立刀庫計數的DB塊:DB100.DBW0(刀庫容量),DB100.DBW2(當前刀套號)。程序設計採用簡單的加1減1操作,可進行最大值和最小值處理,保證刀庫動作的實時性,計數結果供PLC其他程序塊全局使用,部分程序如下。
   //刀庫反轉,計數減1
   A   I   35.0   //A相信號
   FP   M   250.0
   A   Q   49.6   //刀庫反轉
   AN   Q   49.7   //刀庫正轉
   JCN   L008
   L   DB100.DBW   2   //當前刀庫刀號
   +   一1
   T   DB100.DBW   2
   //T_CURR=0? 判斷刀號是否被減到小於1
   L   DB100.DBW   2
   L   W#16#0
   = =I
   JCN   L008
   L   DB100.DBW   0   //刀庫容量
   T   DB100.DBW   2
   L008:NOP   0  
   //刀庫正轉,計數加1
   A   I   35.1   //B相信號
   FP   M   250.2
   A   Q   49.7   //刀庫正轉輸出
   AN   Q   49.6   //刀庫反轉輸出
   JCN   L009
   L   DB100.DBW   2   //刀庫當前刀號
   +   1
   T   DB100.DB   2
   //T_CURR=T_TOTAL?判斷刀號是否被加到大於刀庫容量
   L   DB100.DBW   2
   L   DB100.DBW   0
   >I
   JCN   L009
   L   W#l6#1
   T   DBl00.DBW   2
   L009:NOP   0
   (2)刀庫旋轉。分為JOG方式下的手動操作,自動回零和找刀。PLC的DB塊具有斷電保持功能,只要當前刀號正確,不需要每次開機均回零。自動方式下,刀庫旋轉至離目標刀套差一個刀套位置時,程序關閉高速閥,刀庫減速前進,刀庫旋轉程序流程見圖5。

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