FX1N系列PLC應(yīng)用在接近開關(guān)檢測設(shè)備中
一、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：
二.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。
三.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。
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：
二.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。
三.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。
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