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旋转编码器在液压刀库位控中的应用

来源:整理 作者:秩名 2017-05-21 浏览

摘要 介绍旋转编码器在加工中心液压刀库位置控制中的应用,包括选型、调整、程序设计等。

关键词 编码器 液压刀库 位置 PLC

中图分类号 TG502.32 文献标识码 B

1.概述

一台卧式加工中心采用西门子840D系统改造后,刀库位置的检测由旋转变压器改为旋转编码器。刀库传动示意见图1。

 

液压马达带动分度盘通过主驱动齿轮拖动刀链,马达、分度盘每转1圈,刀库转过1个刀套(该刀库共60个刀套)。分度盘控制刀库精确定位,分度臂松开,分度盘高速旋转,刀套接近定位位置时,分度臂夹紧,分度盘改为低速旋转,当分度臂前端落入分度盘定位槽后,将其锁死,此时刀套正好停在定位位置,因此定位槽位置即是刀套精确定位位置,接近开关SL151、SL152检测分度臂松开和夹紧。位置检测轴与主驱动齿轮关联,外接旋转编码器进行刀库计数,刀链完成1个循环(60个刀套),检测轴旋转1周。分度盘、刀库、检测轴旋向均相同。

液压刀库通过PLC控制,实际运行表明,能够确保液压刀库可靠工作。

2.旋转编码器的选择

根据刀库位置的个数选用DC24V、60脉冲/转、有A、B、Z三相信号输出的增量型旋转编码器,接线见图2,正转波形见图3。A、B相作为刀库正、反转的位置检测,Z相作为1号刀套位置标记。A、B相对应每个刀套,刀库高速旋转速度约为2~4个刀套/s,即A、B相信号变化频率<10Hz,满足PLC扫描周期的要求。

 

3.旋转编码器的调整

由于分度盘旋转1周=主驱动齿轮旋转1个刀套位置=1个A、B相信号周期,因此需要仔细调整编码器轴的安装角度,确保编码器信号角度和分度盘实际机械角度准确对应。本例中,刀库顺时针为正转,刀号增加、编码器反转,B相超前,刀库逆时针为反转,刀号减小、编码器正转,A相超前。刀库加计数的条件是刀库正转和B相上升沿信号相与,刀库减计数的条件是刀库反转和A相上升沿信号相与,因Z相与A相相位相同,进行刀库回零(刀库自动回到1号刀位,当前刀套号自动置 1)操作时,令刀库反转回零。

调整编码器初始轴角,考虑动作的实时性,A、B相信号上升沿位置要尽量领先于凸轮定位槽位置,调整方法是:将刀套转到1号刀位,松开编码器,保持编码器轴和联轴节紧固连接,仔细转动编码器,同时观察PLC输入点信号,当A、B、Z三相信号同时为1时,记下这个位置,暂时紧固编码器。然后左右略微旋转刀库,监控A、B相信号,看其分布是否对称,若不对称,再松开编码器微调之,调整后的A、B相信号在分度盘上的角度分布见图4。

 

4.程序控制

(1)刀库计数。建立刀库计数的DB块:DB100.DBW0(刀库容量),DB100.DBW2(当前刀套号)。程序设计采用简单的加1减1操作,可进行最大值和最小值处理,保证刀库动作的实时性,计数结果供PLC其他程序块全局使用,部分程序如下。

//刀库反转,计数减1

A I 35.0 //A相信号

FP M 250.0

A Q 49.6 //刀库反转

AN Q 49.7 //刀库正转

JCN L008

L DB100.DBW 2 //当前刀库刀号

+ 一1

T DB100.DBW 2

//T_CURR=0? 判断刀号是否被减到小于1

L DB100.DBW 2

L W#16#0

= =I

JCN L008

L DB100.DBW 0 //刀库容量

T DB100.DBW 2

L008:NOP 0

//刀库正转,计数加1

A I 35.1 //B相信号

FP M 250.2

A Q 49.7 //刀库正转输出

AN Q 49.6 //刀库反转输出

JCN L009

L DB100.DBW 2 //刀库当前刀号

+ 1

T DB100.DB 2

//T_CURR=T_TOTAL?判断刀号是否被加到大于刀库容量

L DB100.DBW 2

L DB100.DBW 0

>I

JCN L009

L W#l6#1

T DBl00.DBW 2

L009:NOP 0

(2)刀库旋转。分为JOG方式下的手动操作,自动回零和找刀。PLC的DB块具有断电保持功能,只要当前刀号正确,不需要每次开机均回零。自动方式下,刀库旋转至离目标刀套差一个刀套位置时,程序关闭高速阀,刀库减速前进,刀库旋转程序流程见图5。

 

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