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機械設(shè)備

機械設(shè)備精準定位系統(tǒng)設(shè)計,機械設(shè)備精準定位系統(tǒng)設(shè)計方案

2024-07-06 07:38:00 機械設(shè)備 0人已圍觀

大家好,今天小編關(guān)注到一個比較有意思的話題,就是關(guān)于機械設(shè)備精準定位系統(tǒng)設(shè)計的問題,于是小編就整理了2個相關(guān)介紹機械設(shè)備精準定位系統(tǒng)設(shè)計的解答,讓我們一起看看吧。

編碼器怎么實現(xiàn)定位功能,用plc怎么設(shè)計梯形圖?

編碼器怎么實現(xiàn)定位功能,用plc怎么設(shè)計梯形圖,我們知道編碼器的主要功能是測速和定位,定位的原理就是把旋轉(zhuǎn)信號轉(zhuǎn)換成直線位移信號,在我們工控中是很常見的測量元件。

機械設(shè)備精準定位系統(tǒng)設(shè)計,機械設(shè)備精準定位系統(tǒng)設(shè)計方案

1、我們簡單講下編碼器的連接,一般裝在電機軸上或者與電機(減速機)連接的絲杠上,編碼器和軸同步旋轉(zhuǎn)這樣我們就能檢測到工件的旋轉(zhuǎn)信號了。

2、編碼器的旋轉(zhuǎn)信號如何轉(zhuǎn)換成位移數(shù)據(jù),我們需要了解的參數(shù)絲杠的螺紋距,就是轉(zhuǎn)一圈工件移動多少距離如8mm等,另一個參數(shù)就是編碼器的分比率,就是一圈多少個脈沖如1000p/r。知道了這兩個參數(shù),我們就可以計算定位的位置數(shù)據(jù)了,按照比例進行計算一個脈沖的距離就是8絲,下面我們只要使用plc采集到編碼器的脈沖數(shù)量就可以知道工件的定位了。

3、編碼器脈沖的采集,在plc中我們可以采用計數(shù)器來測量脈沖數(shù)量,由于電機轉(zhuǎn)速較高脈沖的頻率肯定很高,普通的計數(shù)器肯定達不到要求,必須采用高速計數(shù)器,原因就是采樣頻率高于脈沖頻率,另外就是具有中斷功能,避免plc周期的影響。編碼器我們一般是雙相雙計數(shù),什么意識呢,就是采集兩相AB脈沖信號,根據(jù)兩相信號的相位滯后或者超前關(guān)系自動進行增減計數(shù)。無論電機正反轉(zhuǎn)編碼器都能自動進行加減定位,很方便,同時plc中的高速計數(shù)器都是掉電保存的,無論是增量式的編碼器,重新上電后位置記憶是不會丟失的。

4、梯形圖的編制包括兩部分,一個是編碼器脈沖采集,一個是脈沖轉(zhuǎn)位置換算,plc梯形圖編程很簡單不是很復(fù)雜,這里我們以三菱plc為例編寫梯形圖如下,采用高速計數(shù)器C251來采集脈沖,經(jīng)過一系列的換算計算出位置。

以上就是編碼器定位功能的原理和plc梯形圖的編程實例,希望能幫到你!

嚴格來講,編碼器只會告訴你改如何定位,要如何執(zhí)行,是需要靠數(shù)控系統(tǒng)(或者PLC之類控制器)控制伺服或者步進電機來實現(xiàn)定位的,編碼器好比人的眼睛,知道電機軸或者負載處于當(dāng)前某個位置,工業(yè)上用的一般是光電類型編碼器,下邊簡單說明一下,請關(guān)注:機電貓

光電編碼器是在一個很薄很輕的圓盤子上,通過緊密儀器來腐蝕雕刻了很多條細小的縫,相當(dāng)于把一個360度,細分成很多等分,比如成1024組,這樣每組之間的角度差是360/1024度=0.3515625度。

然后有個精密的發(fā)光源,安裝在碼盤的一面,碼盤的另外一面,會有個接收器之類的,使用了光敏電阻這些元件加放大和整形電路組成,這樣碼盤轉(zhuǎn)動時候,有縫隙的地方會透光過去,接收器會瞬間收到光脈沖,經(jīng)過電路處理后,輸出一個電脈沖信號,這樣碼盤旋轉(zhuǎn)了一周,會對應(yīng)輸出1024個脈沖,第一個脈沖位置如果是0,第二個脈沖位置就是0.3515625°,第三個脈沖位置是0.3515625°*2,以此類推,這樣只要有儀器能讀到脈沖個數(shù),就可以知道碼盤對應(yīng)在什么位置了,如果把編碼器安裝到電機的軸上,電機軸和碼盤是剛性連接,兩者的位置關(guān)系會一一對應(yīng),通過讀編碼器脈沖,就可以知道電機的軸位置。

而電機軸,比如會通過同步帶,齒輪,鏈條等帶動一些負載,比如控制絲桿,這樣會有個所謂電子齒輪比的關(guān)系,電機轉(zhuǎn)一圈,絲桿會前進多少毫米,這樣讀到了對應(yīng)編碼器上輸出多少給脈沖,通過脈沖數(shù)就可以反推出當(dāng)前絲桿的位置。

但是編碼器是圓的,如果無限制旋轉(zhuǎn)下去,角度會無窮大,所以設(shè)計了一種增量型的編碼器,轉(zhuǎn)一圈,會輸出三組信號ABZ,其中AB是一樣的脈沖,比如上邊說的一圈有1024個脈沖,AB相脈沖對應(yīng)一圈內(nèi)的圓周角度,而且兩種脈沖是處于正交狀態(tài)的,如果是正反轉(zhuǎn),通過判斷AB相脈沖的上升沿和下降沿的先后順序,就可以知道編碼器當(dāng)前是順時針還是逆時針方向旋轉(zhuǎn)的,

另外有個Z相脈沖,是因為圓周雖然會不停轉(zhuǎn)下去,角度會無窮無盡,但是都是一周一周的重復(fù)而已,零相脈沖固定在圓周某個位置,編碼器每轉(zhuǎn)一圈,只輸出一個零相脈沖,這樣如果以Z相脈沖為基準點,這樣每次讀到這個脈沖時候,系統(tǒng)就清零一次,就可以讓角度最大值控制在360°以內(nèi),相當(dāng)于一個零基準點了。這樣即使系統(tǒng)斷掉了,重新上電,只要能找到這個基準點,就可以知道絲桿的初始位置在什么地方了。

以上這種定位叫增量坐標系,所以編碼器就是增量型編碼器,應(yīng)用比較廣泛,因為靈活而且價格便宜。

如果只設(shè)備只需要轉(zhuǎn)一圈的,也就是角度在360°內(nèi)的,編碼器可以細分精密一點,比如有13位,相當(dāng)于2^13次方個脈沖一圈,對應(yīng)著360°,這種脈沖數(shù)和角度一一對應(yīng),不怕系統(tǒng)斷電需要重新調(diào)整零位,這種編碼器叫單圈絕對值編碼器。如果負載需要轉(zhuǎn)多圈的,但是這個圈數(shù)也不能非常多,比如5圈,相當(dāng)于5*360°=1800°,這樣脈沖和1800°一一對應(yīng),這些在一些高檔的數(shù)控機床上應(yīng)用比較多,可以知道絲桿或者一些旋轉(zhuǎn)工作的當(dāng)前精密位置,而且不用擔(dān)心系統(tǒng)斷電歸零問題。

此外,編碼器還有磁電方式的,比如在碼盤上加工了很多個南北間隔的小磁鐵,通過霍爾去讀小磁鐵信號,輸出信號,同樣經(jīng)過放大和整形變成了電脈沖,這點和光電編碼器是類似的,而且價格會便宜點,可靠性會高,但是精度就比光電要差點。

PLC能輸入開關(guān)量,也就是一高一低的電平電壓,而編碼器脈沖信號,可以理解一定時間內(nèi),用極快的速度完成的一組開關(guān)量。但是因為這種開關(guān)量的頻率太高了,所以PLC的普通I/O口是無法準確讀到這些脈沖的個數(shù)的,因為PLC工作過程中存在掃描周期,需要每個一段時間才去刷新一下普通I/O口的數(shù)據(jù),而編碼器的精度太高了,單位時間內(nèi)輸出的脈沖個數(shù)太多,普通I/O是無法勝任的。

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到此,以上就是小編對于機械設(shè)備精準定位系統(tǒng)設(shè)計的問題就介紹到這了,希望介紹關(guān)于機械設(shè)備精準定位系統(tǒng)設(shè)計的2點解答對大家有用。

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