劉吉霞,鄭義祥,胡 健
(江蘇揚力集團有限公司,江蘇 揚州 225127)
機械壓力機裝模高度直接影響沖壓件的成形效果,因此其精度要求較高,且要求斷電保持,通常都采用編碼器來測量。調(diào)模電機帶動蝸輪旋轉,蝸輪帶動蝸桿,蝸桿帶動球頭螺桿,球頭螺桿的上下運動,最終實現(xiàn)裝模高度的調(diào)整。編碼器安裝在蝸桿上,蝸桿旋轉一周,編碼器旋轉一周,編碼器讀數(shù)通過一定的傳動比和裝模高度實現(xiàn)互應。
一般機械壓力機裝模高度大都選用絕對值多圈編碼器來實現(xiàn)測量功能,直接讀取編碼器的脈沖數(shù),轉換為當前裝模高度,但有時候,滑塊調(diào)節(jié)范圍較長或傳動比較大,導致多圈編碼器周數(shù)不夠,這就需要我們考慮絕對值多圈編碼器的超行程使用。
本文以JD39-2000F閉式四點機械壓力機裝模高度調(diào)整系統(tǒng)為例,介紹絕對值編碼器在超行程測量時的解決辦法。本機采用DEVICENET網(wǎng)絡通信,控制系統(tǒng)選型如下:CPU選用日本OMRON公司生產(chǎn)的CJ2M-CPU33、網(wǎng)絡控制模塊選用CJ1WDRM21、編碼器選用德國KU¨BLER公司生產(chǎn)的8.5860.1212.1001。
該型號編碼器每旋轉一圈,最多能發(fā)出8192個脈沖信號,它能記錄編碼器旋轉的0~4096周,當記錄到4096周后恢復到0周,再繼續(xù)記錄編碼器旋轉周數(shù)。該設備模高調(diào)整范圍800mm,編碼器每旋轉一周裝模高度改變0.1mm,因此至少共需8000周,方可實現(xiàn)全行程檢測,超過了編碼器本身的旋轉周數(shù),需要對其進行處理。
解決辦法有兩種:一種是把多圈編碼器作為單圈編碼器使用,然后在程序中做一個虛擬的多圈編碼器;第二種是編碼器仍作為多圈編碼器使用,通過程序判斷其旋轉周數(shù)是否超過4096,從而確定一個設定的存儲器(設為D100)為0還是1,通過公式(8192×4096×D100+當前脈沖數(shù))來獲取實際位置。
下面以第一種方法為例,作詳細介紹。
在編碼器參數(shù)設置頁面,把編碼器總脈沖分辨率設置為單圈脈沖分辨率,即單圈編碼器,本例中采用默認設置8192PPR,在PLC程序中設置兩個數(shù)據(jù)寄存器,一個存儲編碼器當前虛擬值D7100,一個存儲當前虛擬旋轉周數(shù) D7010,D7010×8192+D7100=D7020即為總脈沖數(shù),無符號雙字存儲器D7020范圍為0~4294967295,遠遠大于需要的總脈沖數(shù) 65536000(8000×8192),完全可以滿足全行程測量的要求。編程方法如圖1所示。
圖1 PLC相關程序圖之一
程序的重點在于,如何判斷旋轉周數(shù)的變化和當前脈沖數(shù)的使用?;赑LC的掃描式工作原理,并不能保證編碼器在每次旋轉完一周時掃描到該信號,為了確保準確,可以定義一個虛擬的旋轉周數(shù)結束點,本文中定義脈沖數(shù)4096為虛擬結束點,計算虛擬旋轉周數(shù)程序如圖2所示。
圖2 PLC相關程序圖之二
圖3 PLC相關程序圖之三
此時,因為周數(shù)結束點發(fā)生變化,當前脈沖讀數(shù)就不能再直接使用,必須經(jīng)過如圖3所示程序處理。通過上述PLC程序的處理,編碼器原來的旋轉曲線已經(jīng)發(fā)生了改變,旋轉了180°,變?yōu)槌绦蚩煽氐臄?shù)值,這樣,既實現(xiàn)了絕對值多圈編碼器的功能,又增大了編碼器的檢測范圍,應用起來更加靈活方便。
在實際工作中,超出當前編碼器測量范圍的情況并不少見,以前往往直接選用更大測量范圍的絕對值多圈編碼器,更甚者用兩個編碼器連在一起使用,直接增加了生產(chǎn)成本,用本文所述方法,使用單圈編碼器即可實現(xiàn)多圈編碼器的功能,而且因為PLC數(shù)據(jù)存儲器的柔性,數(shù)值范圍更寬,極大地增加了編碼器的檢測范圍,且單圈編碼器的價格比多圈編碼器更易于接受,可為企業(yè)帶來更高效益。
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