旋转编码器在数控珩磨机中应用

《旋转编码器在数控珩磨机中应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、旋转编码器在数控珩磨机中的应用　　摘要：本文介绍了旋转编码器在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。数控珩磨机的开发奠定了基础、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　　珩磨机的往复行程精度控制一直是制约珩磨机高速化发展的瓶颈。本文介绍一种利用旋转编码器发出的脉冲做CPU计数脉冲方法来实现对珩磨机往复行程的精确控制，从而对珩磨机床品质的提高发生质的飞跃。　　以往的珩磨机行程控制是靠机械链轮将直线运动转化为

2、旋转撞块的碰撞或滑块的碰撞来改变珩磨机往复的换向，往复的行程是靠调整滑块、撞块的位置来实现的，它有诸多不便：　　(1)由于人工操作，往复行程很难调整到理想的位置，调整起来也不方便。(2)加之滑块碰撞有磨损、松动之嫌，往复反向时容易引起重复定位精度偏差过大。(3)需要经常校正撞块的位置。(4)往复要求小行程时，无法设置。(5)由于接触式碰撞容易损坏器件，造成维护成本过高。为此我们在数控珩磨机中采用旋转编码器来做控制元件，成功地克服了上述缺点。　　2.编码器的选型　　大家知道旋转编码器发出的脉冲分A相脉

3、冲和B相脉冲，有了A、B两相脉冲，PLC的CPU高速计数输入端就可根据A、B两相脉冲到来的顺序，判断旋转编码器是正向旋转还是反向旋转。若设定旋转编码器正向旋转为加计数，那么反向旋转就为减计数，由于本机床使用的是欧姆龙CJ1M可编程序控制器，它带有一个100kHz的高数计数单元，这就对它的接收脉冲频率要给予限制，以此为依据对编码器选型。一般珩磨机的往复速度在3～30m/min，即最大往复速度为500mm/s，假设编码器由带轮直联带动，编码器带轮直径为60mm，编码器带轮周长L=πD=3.14×60=1

4、88.4mm，则编码器最高转速为500mm/188.4mm/s=2.65r/s，若编码器每转输出脉冲为10000P/R，则编码器最高频率为2.65?10000P/R=26.5kHz，远小于100kHz，本机床选用编码器为OMRONE6B2-CWZ6C-2000P/R，每转能输出2000个A、B脉冲，而CJ1M的CPU对高速输入端的脉冲取上升沿和下降沿的跳变信号做计数信号，这相当于对旋转编码器发出的脉冲信号有四倍频的作用，即旋转编码器旋转一转，CPU的高速计数单元按2000P/R×4=8000P/R计

5、数，即使这样也不会超出CPU的最高计数频率，因此不需要另加其它高速计数单元硬件。　　3.高速计数单元的设置　　CJ1M型可编程序控制器的高速计数输入端有线性和循环计数方式之分，本机床计数输入端按差相线性计数方式设置。　　4.原理　　将珩磨机往复全行程上、下换向点，水圈位置的坐标数值分别以十进制数(16进制需转化)放置在CJ1M数据寄存区不同的DM地址中，以这些数值为目标值，高速计数输入端传送来的累加计数或累减计数值为当前值，用当前值与几个目标值进行比较，比较的结果发出中断，控制主轴往复是向下换向还是

6、向上换向。(示意图见附图)　　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

7、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

8、，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