摘要：本文介紹了由Fx1N系列PLC交印，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)用伯顶，詳細(xì)介紹了整個(gè)系統(tǒng)的性能勾疏。
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江掩，有時(shí)用在特殊的場合庄吼，例如：數(shù)控雕銑機(jī)馅袁，數(shù)控機(jī)床域慷，對刀裝置等場合。對其重復(fù)定位的精度要求很高汗销，穩(wěn)定性好犹褒。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弛针，可靠的穩(wěn)定性叠骑，操作簡單，響應(yīng)速度快削茁，于是我們就采用由Fx1N系列PLC座云，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付材，Y兩軸高精度的滾珠絲杠离春，接近開關(guān)的夾具組成。

X軸主要帶動(dòng)Y軸系統(tǒng)做水平方向的移動(dòng)帜焰。

Y軸系統(tǒng)帶動(dòng)感應(yīng)頭和光柵尺做垂直方向的運(yùn)動(dòng)集圈，對移動(dòng)的精度要求高，響應(yīng)要快味爷。

接近開關(guān)的夾具采用氣動(dòng)夾緊恩奢，實(shí)現(xiàn)快速夾緊，提高檢測的效率嫩属，夾具系統(tǒng)不能采用鐵質(zhì)的材料阎恒。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)行安裝瞄惑，否則棺厚，接近開關(guān)之間產(chǎn)生相互干擾，產(chǎn)生誤動(dòng)作漓楣，影響測量的精度离钱。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(hào)接到PLC，利用PLC輸入中斷功能使Y軸進(jìn)行停止巧鸭，由安裝在Y軸上的光柵尺將定位長度轉(zhuǎn)換為脈沖瓶您，利用PLC的高速計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，轉(zhuǎn)換為實(shí)際的長度纲仍。通過多次采樣呀袱，多次測量，測量出其重復(fù)定位的誤差郑叠。測量時(shí)夜赵，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)到锻拘。先進(jìn)行回零油吭，再測量一次击蹲，使用HMI取得參考值署拟，然后進(jìn)行測量，經(jīng)過兩個(gè)周期的測量后歌豺，需要對傳感器進(jìn)行斷電（注意：光柵尺和其他的不能斷電推穷，否則，測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確）一段時(shí)間宁路，再進(jìn)行測量酵抚。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)猩肪，有一些性能差的接近開關(guān)需要5～10分鐘才能穩(wěn)定遣睦。整個(gè)測量過程通過軟件全自動(dòng)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)對話旷糟，兩個(gè)交流伺服傳動(dòng)系統(tǒng)（伺服放大器和伺服電機(jī)）芜醉，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)行控制巾鹰，參數(shù)設(shè)置屠睡，數(shù)據(jù)顯示，輸入監(jiān)測其摘，輸出監(jiān)測受二，報(bào)警畫面，檢測報(bào)告等畫面組成均天。

運(yùn)行控制畫面：測量系統(tǒng)的手動(dòng)控制画鉴，自動(dòng)控制，回零恢着，定位功能掸屡。

參數(shù)設(shè)置畫面：螺距設(shè)定，移動(dòng)距離，回零距離仅财，測量范圍狈究，最小報(bào)警誤差，最大報(bào)警誤差盏求，機(jī)械誤差校正抖锥。

數(shù)據(jù)顯示畫面：當(dāng)前測量的位置，各個(gè)接近開關(guān)的參考值碎罚，最小誤差磅废，最大誤差。

輸入監(jiān)測畫面：對輸入顯示實(shí)時(shí)監(jiān)測荆烈。

輸出監(jiān)測畫面：對輸出顯示實(shí)時(shí)監(jiān)測拯勉。

報(bào)警畫面： 顯示當(dāng)前的報(bào)警，報(bào)警復(fù)位憔购。

檢測報(bào)告畫面：對檢測的時(shí)間宫峦，參考值，最小誤差罚琅，最大誤差涮舔，誤差范圍，測量次數(shù)南谈，測量結(jié)果骂蒙。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的脈沖輸出国谬，具有原點(diǎn)回歸和單速定位運(yùn)行等指令殷缝，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)行精確定位程堤。

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)功能蝇盖，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人度。

位置控制的開關(guān)信號(hào)由GOT1150人機(jī)界面來實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話遂撮，通過人工回零和定位，整個(gè)的測量過程由系統(tǒng)全自動(dòng)完成拉氧。在測量的過程中壳坪，Y軸運(yùn)行速度對測量精度產(chǎn)生重要影響，速度越慢掰烟，測量精度就越高爽蝴，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)定纫骑，更接近實(shí)際應(yīng)用蝎亚。

測量過程：開始進(jìn)行回零九孩，試運(yùn)行一次，確保與每個(gè)接近開關(guān)可靠的感應(yīng)发框，防撞措施通過設(shè)定軟件中數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)躺彬。如果沒有什么問題，就可以開始進(jìn)行測量梅惯，需要測量一次宪拥，為以后測量提供參考值。然后铣减，就可以進(jìn)行測量她君，每采集一次數(shù)據(jù)，超過誤差發(fā)生警告葫哗，當(dāng)測量系統(tǒng)發(fā)生故障和誤差報(bào)警范圍停止工作狈合。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分鐘笤吵，然后捏描，進(jìn)行下個(gè)周期的測量，當(dāng)測量過程結(jié)束后跃躯，自動(dòng)生成一個(gè)測量的報(bào)告岳扒。

在本系統(tǒng)中需天，測量接近開關(guān)的重復(fù)定位精度時(shí)唯久，可以通過軟件設(shè)定對系統(tǒng)進(jìn)行校正，保證對系統(tǒng)的高精度需求猩禀。

五．結(jié)束語

本系統(tǒng)已經(jīng)通過實(shí)際運(yùn)行吕罩，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)躯橡，可以通過對夾具改裝和軟件設(shè)計(jì)等跳，實(shí)現(xiàn)在其他領(lǐng)域的運(yùn)用。
 
 
 

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