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旋转编码器在数控珩磨机中的应用
jiang_0514 发表于 2009/4/13 9:20:09 443 查看 0 回复 [上一主题] [下一主题]
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旋转编码器在数控珩磨机中的应用 |
| 中卫大河机床有限责任公司研究所 左光耀 供稿 |
| 摘要：本文介绍了旋转编码器在我厂珩磨机试造中的首次应用，阐述了采用旋转编码器做珩磨机往复行程和换向控制的方法。为我厂（国内）数控珩磨机的开发（提高）奠定了基础、积累了经验，具有一定（较高）的推广价值。 关键词：旋转编码器 数控珩磨机 复行程精度 1.引 言  由前所述，编码器带轮直径D=60mm，编码器带轮周长L=188.4mm，编码器每转一圈发出的脉冲数：2000×4倍频=8000个，编码器的每个脉冲代表往复移动的距离即脉冲当量，脉冲当量=188.4/8000=0.02356mm/P，根据此脉冲当量可计算出水圈零点位置分别到往复上换向点、下换向点以及上极限点的距离（脉冲数），这些距离的数值可做为它们目标值的坐标，上下换向点的坐标之差即为往复行程的距离。当主轴往复的行程确定后，改变上、下换向点的坐标值，可改变主轴往复的行程区间。这些值的设定可通过触摸屏来直接设定。根据触摸屏和CJ1M的通讯协议传送到CJ1M的DM区寄存器（触摸屏与CJ1M的通讯不再说明）。 5.调试 水圈位置零点的确定：要想往复控制精确，必须找出一个珩磨开始往复的唯一起始基准点—水圈零点，才能确保精确，这就提出了一个难点，如何使水圈位置零点唯一不变。由于无触点接近开关的感应发讯是在一个区域范围内，若在机床上电的一瞬间，感应块在水圈无触点开关发讯范围内的任一位置上，此时CPU读取水圈零点的数值，其位置在空间不是一个固定点，上、下范围内最大可差十几毫米，这就无法唯一确定水圈位置、更无法实现准确控制。 若机床在上电一瞬间，感应块不在水圈无触点开关发讯范围内，这样有两种情况：一种感应块位置在水圈开关之上；另一种感应块位置在水圈开关之下。要使CPU读取水圈零点的数值，必先使感应块逼近水圈开关发讯的范围，那么，它们又有上逼近点和下逼近点，二者之间又相差十几毫米，结果也不是唯一的。 如果把零点放在上极限位，虽然主轴往复向上到最高点上极限位置不能继续上移，主轴向上移动到上极限位置也只有下逼近，但每次机床上电往复前必须把主轴上移至上极限位置，从上极限位置开始起始工作，这样即麻烦，又影响工作效率， 很不凑效，无法突破.在后来调试中，经认真观察分析，总结出主轴在机床上电的一瞬间，停止位置无非有三种情况（见附图）： （1） 停在上极限和水圈开关上方不发讯的范围A区内； （2） 停在水圈开关发讯的范围B区内； （3） 停在水圈开关下方不发讯的范围C区内。 第一种情况要想使主轴正常往复，感应块必须通过水圈开关发讯范围B区，第二种情况感应块本身就在水圈开关发讯范围B区，第三种情况要想使主轴正常往复，必须使主轴在往复区域内受控。要使其受控必须建立一个唯一坐标基准水圈位置零点，那么往复前必先使主轴向上达到水圈开关发讯范围B区，这样将第一种和第三种情况都归纳为第二种情况——坐标数值零点登记。从零点登记后到主轴进入往复区域内正常往复，主轴必须得到一个向下往复的指令。综合上述三种情况，主轴进入正常往复区域往复，必须有一个离开水圈开关位置向下从发讯到不发讯的一个过程，我们取这个发讯到失讯的下沿信号做为零点登记赋值信号，这个结果是唯一的。不考虑主轴是从上或从下逼近水圈开关，只取其“向下”离开水圈开关失讯的那一时刻为基准，因为我们知道同一个无触点接近开关，在其它条件相同的情况下，发讯检测距离从发讯到失讯是一定的，即只要开关的位置不变，则感应块向下离开水圈开关使开关失讯的空间位置是一定的，这就顺利地解决了水圈位置零点是唯一的问题，使其有一个突破。 如果把主轴在水圈位置零点的坐标定为0，主轴向下旋转编码器计数为正值，那么在往复区内的计数值均为正值，而当主轴上升到水圈开关位置上方至上极限区域内，计数值为负值，这给数据处理带来不便。为保证其数据均为正值，将零点登记时坐标赋值设为5000，即5000×脉冲当量=5000×0.02356=118mm。本机床水圈开关到上极限开关的距离小于100mm，即使主轴上升到上极限位置停止，其计数结果也不会出现负值。例如水圈开关零点登记赋值5000，上换向点坐标设6300，下换向点坐标设18000，则上换向点距水圈开关的距离为：（6300-5000）×0.02356=30.6mm 下换向点距水圈开关的距离为：（18000-5000）×0.02356=306mm主轴的往复行程为：（18000-6300）×0.02356=275mm，改变其上、下换向点的坐标设置，即可调节主轴往复行程的大小和往复区域。 6.结束语 使用旋转编码器做珩磨机往复行程的控制，控制灵活，效率提高。可以克服撞块碰撞或滑块碰撞控制珩磨机往复换向的诸多缺点，使用起来极其方便，往复程行区域、上下换向位置在规定的范围内可以任意设定，由于采用非接触式、无撞块控制，可实现免维护。为此，使用旋转编码器做珩磨机的控制元件，可以为珩磨机的高速化发展奠定一定的基础。 |