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FX1N系列PLC在接近開關(guān)檢測設(shè)備中的應(yīng)用

時(shí)間:2008-07-09 16:39:00來源:dujing

導(dǎo)語:?本文介紹了由Fx1N系列PLC,GOT1000系列人機(jī)界面和MR-J3系列交流伺服系統(tǒng)構(gòu)成的接近開關(guān)檢測設(shè)備中的應(yīng)用,詳細(xì)介紹了整個(gè)系統(tǒng)的性能
摘要:本文介紹了由Fx1N系列PLC,GOT1000系列人機(jī)界面和MR-J3系列交流伺服系統(tǒng)構(gòu)成的接近開關(guān)檢測設(shè)備中的應(yīng)用,詳細(xì)介紹了整個(gè)系統(tǒng)的性能。 關(guān)鍵詞:HMI PLC 交流伺服系統(tǒng) 接近開關(guān) 一. 概述: 接近開關(guān)是一種常用的傳感器件,有時(shí)用在特殊的場合,例如:數(shù)控雕銑機(jī),數(shù)控機(jī)床,對刀裝置等場合。對其重復(fù)定位的精度要求很高,穩(wěn)定性好。用在此場合的器件往往需要對其進(jìn)行篩選,對檢測接近開關(guān)的設(shè)備的定位精度要求高,可靠的穩(wěn)定性,操作簡單,響應(yīng)速度快,于是我們就采用由Fx1N系列PLC,GOT1000系列人機(jī)界面和MR-J3系列交流伺服系統(tǒng)組成的檢測系統(tǒng)就能滿足該應(yīng)用需求。 二.接近開關(guān)設(shè)備的結(jié)構(gòu) 該設(shè)備的結(jié)構(gòu)主要由X,Y兩軸高精度的滾珠絲杠,接近開關(guān)的夾具組成。 X軸主要帶動Y軸系統(tǒng)做水平方向的移動。 Y軸系統(tǒng)帶動感應(yīng)頭和光柵尺做垂直方向的運(yùn)動,對移動的精度要求高,響應(yīng)要快。 接近開關(guān)的夾具采用氣動夾緊,實(shí)現(xiàn)快速夾緊,提高檢測的效率,夾具系統(tǒng)不能采用鐵質(zhì)的材料。以免對接近開關(guān)產(chǎn)生影響,且接近開關(guān)之間的距離需要按照接近開關(guān)說明書的安裝距離進(jìn)行安裝,否則,接近開關(guān)之間產(chǎn)生相互干擾,產(chǎn)生誤動作,影響測量的精度。該設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖如下:
三.檢測設(shè)備的工作原理 該設(shè)備工作原理完全是按照實(shí)際的工作狀況進(jìn)行測試接近開關(guān),將接近開關(guān)輸出信號接到PLC,利用PLC輸入中斷功能使Y軸進(jìn)行停止,由安裝在Y軸上的光柵尺將定位長度轉(zhuǎn)換為脈沖,利用PLC的高速計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù),轉(zhuǎn)換為實(shí)際的長度。通過多次采樣,多次測量,測量出其重復(fù)定位的誤差。測量時(shí),需要進(jìn)行一次試運(yùn)行,確保被測接近開關(guān)每個(gè)都能感應(yīng)到。先進(jìn)行回零,再測量一次,使用HMI取得參考值,然后進(jìn)行測量,經(jīng)過兩個(gè)周期的測量后,需要對傳感器進(jìn)行斷電(注意:光柵尺和其他的不能斷電,否則,測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確)一段時(shí)間,再進(jìn)行測量。在性能比較好的接近開關(guān),一般在上電后50~100ms的時(shí)間就能進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài),有一些性能差的接近開關(guān)需要5~10分鐘才能穩(wěn)定。整個(gè)測量過程通過軟件全自動完成。 四.控制系統(tǒng)簡介 1.控制系統(tǒng)由一個(gè)HMI(人機(jī)界面)進(jìn)行人機(jī)對話,兩個(gè)交流伺服傳動系統(tǒng)(伺服放大器和伺服電機(jī)),光柵尺和PLC構(gòu)成。 2.控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu): GOT1150-QBBD-C+Fx1N-40MT+MR-J3-10A+HF-KP13 3.控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì): 1)HMI的設(shè)計(jì): 畫面由HMI運(yùn)行控制,參數(shù)設(shè)置,數(shù)據(jù)顯示,輸入監(jiān)測,輸出監(jiān)測,報(bào)警畫面,檢測報(bào)告等畫面組成。 運(yùn)行控制畫面:測量系統(tǒng)的手動控制,自動控制,回零,定位功能。 參數(shù)設(shè)置畫面:螺距設(shè)定,移動距離,回零距離,測量范圍,最小報(bào)警誤差,最大報(bào)警誤差,機(jī)械誤差校正。 數(shù)據(jù)顯示畫面:當(dāng)前測量的位置,各個(gè)接近開關(guān)的參考值,最小誤差,最大誤差。 輸入監(jiān)測畫面:對輸入顯示實(shí)時(shí)監(jiān)測。 輸出監(jiān)測畫面:對輸出顯示實(shí)時(shí)監(jiān)測。 報(bào)警畫面: 顯示當(dāng)前的報(bào)警,報(bào)警復(fù)位。 檢測報(bào)告畫面:對檢測的時(shí)間,參考值,最小誤差,最大誤差,誤差范圍,測量次數(shù),測量結(jié)果。誤差平均值。 2)PLC的程序設(shè)計(jì) 三菱Fx1N系列PLC單體可以同時(shí)輸出2個(gè)1相100KHZ的脈沖輸出,具有原點(diǎn)回歸和單速定位運(yùn)行等指令,可以用來控制伺服電機(jī)的運(yùn)行,定位位置由其輸出高速脈沖進(jìn)行精確定位。 利用Fx1N系列PLC單體具有1個(gè)高速2相30KHZ的高速計(jì)數(shù)功能,用來將光柵尺的輸出脈沖轉(zhuǎn)換為實(shí)際的測量位置。 利用Fx1N系列PLC輸入中斷功能實(shí)現(xiàn)在測量過程中伺服的停止和換向。 位置控制的開關(guān)信號由GOT1150人機(jī)界面來實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話,通過人工回零和定位,整個(gè)的測量過程由系統(tǒng)全自動完成。在測量的過程中,Y軸運(yùn)行速度對測量精度產(chǎn)生重要影響,速度越慢,測量精度就越高,速度可根據(jù)實(shí)際安裝系統(tǒng)的回零速度來確定。速度在HMI中進(jìn)行設(shè)定,更接近實(shí)際應(yīng)用。 測量過程:開始進(jìn)行回零,試運(yùn)行一次,確保與每個(gè)接近開關(guān)可靠的感應(yīng),防撞措施通過設(shè)定軟件中數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)。如果沒有什么問題,就可以開始進(jìn)行測量,需要測量一次,為以后測量提供參考值。然后,就可以進(jìn)行測量,每采集一次數(shù)據(jù),超過誤差發(fā)生警告,當(dāng)測量系統(tǒng)發(fā)生故障和誤差報(bào)警范圍停止工作。在測量兩個(gè)工作周期后,在軟件中設(shè)定對傳感器斷電30分鐘,然后,進(jìn)行下個(gè)周期的測量,當(dāng)測量過程結(jié)束后,自動生成一個(gè)測量的報(bào)告。 在本系統(tǒng)中,測量接近開關(guān)的重復(fù)定位精度時(shí),可以通過軟件設(shè)定對系統(tǒng)進(jìn)行校正,保證對系統(tǒng)的高精度需求。 五.結(jié)束語 本系統(tǒng)已經(jīng)通過實(shí)際運(yùn)行,所檢測的接近開關(guān)能夠滿足數(shù)控雕銑機(jī)的回零精度,這是運(yùn)用了三菱PLC的一些特殊的功能實(shí)現(xiàn)簡易的高精度系統(tǒng),可以通過對夾具改裝和軟件設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)在其他領(lǐng)域的運(yùn)用。

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