HENGSTLER編碼器在移載設(shè)備中控制定位

移載設(shè)備（見圖1）通常用于汽車工廠，在兩個(gè)移載設(shè)備之間移載車輛部件和車身。典型的移載系統(tǒng)是伸縮叉式移載機(jī)（簡(jiǎn)稱移載機(jī)），它使用電機(jī)通過皮帶或鏈條驅(qū)動(dòng)移載叉，在兩側(cè)的移載機(jī)之間推送、接收和釋放工件。該設(shè)備的特點(diǎn)是HENGSTLER編碼器對(duì)定位精度要求很高，傳動(dòng)機(jī)上下兩側(cè)伸出和縮回位置的重復(fù)定位精度必須小于±3mm。隨著現(xiàn)代汽車工廠生產(chǎn)速度的不斷提高（通常每輛車90-120秒），該設(shè)備既具有高速運(yùn)行和精確定位的特點(diǎn)，又具有根據(jù)車型和應(yīng)用情況自動(dòng)調(diào)整位置的靈活功能。在傳統(tǒng)法規(guī)中，定位通常使用接近開關(guān)或行程開關(guān)，這使得開關(guān)安裝不舒適，精度很難。針對(duì)這種情況，我們采用絕對(duì)HENGSTLER編碼器來確定和控制轉(zhuǎn)移機(jī)的位置。


圖1傳輸設(shè)備

編碼器設(shè)備的選擇和連接

要完成移載機(jī)的位置控制，首先需要正確選擇HENGSTLER編碼器。在選擇亨士樂編碼器時(shí)，應(yīng)特別注意其輸出模式、最大速度數(shù)NOR和單圈分辨率STR（每圈步數(shù)），以便于PLC通信并確保控制精度。由于使用主控PLC，并且編碼器和PLC之間的距離很大，以避免信號(hào)衰減和偏差，我們?cè)谠O(shè)計(jì)中采用了帶有DeviceNet接口的絕對(duì)編碼器，該編碼器直接連接到總線，并通過總線配置和I/O映射將編碼器步進(jìn)數(shù)據(jù)收集到程序中。

在比較了產(chǎn)品的不同方面后，最終選擇了亨士樂絕對(duì)式編碼器，該HENGSTLER編碼器具有DeviceNet接口、8192速度的最大速度和可自由配置的單一速度（步驟1至8192）。

該產(chǎn)品的總步數(shù)ASP=NOR×STR8192×8192=67108864（226）步，由于傳輸設(shè)備的路徑通常在3米以內(nèi)，不需要使用過高的分辨率，因此在編碼器配置中選擇了1024步/旋轉(zhuǎn)。實(shí)際總步數(shù)：NOR×STR＝8 192×1 024＝8 388 608（223）步。

亨士樂編碼器通過聯(lián)軸器連接到電機(jī)減速器的后輸出軸，并與其同步旋轉(zhuǎn)；編碼器總線通過帶有M12快速連接器的分支電纜連接到總線主電纜，地址和通信速率通過dip開關(guān)設(shè)置。我們將HENGSTLER編碼器通信速率設(shè)置為125bps，節(jié)點(diǎn)地址為數(shù)字50。連接到總線后，編碼器的狀態(tài)燈閃爍綠色，如圖2所示。

圖2編碼器硬件連接

編碼器通信設(shè)置

由于使用DeviceNet總線協(xié)議，有必要首先配置編碼器。HENGSTLER編碼器的總線配置信息如圖3所示。連接總線后，通過軟件讀取編碼器參數(shù)，單圈分辨率STR（每圈步數(shù)）設(shè)置為1024圈。其他參數(shù)無需調(diào)整。

圖3編碼器總線配置信息

設(shè)置分辨率后，上述參數(shù)表中的第六個(gè)參數(shù)“位置值”是當(dāng)前位置的步長(zhǎng)值。PLC失效后，該值隨電機(jī)旋轉(zhuǎn)而實(shí)時(shí)變化，并通過總線上傳至PLC（見圖4）。


圖4輸送機(jī)之間的距離計(jì)算

PLC工程量轉(zhuǎn)換與PLC邏輯

PLC記錄的HENGSTLER編碼器級(jí)值不能直接用于程序，必須轉(zhuǎn)換為實(shí)際技術(shù)量，以便于控制、觀察和校準(zhǔn)。在某些應(yīng)用中，我們使用厘米作為技術(shù)變量，通過除以轉(zhuǎn)印機(jī)相對(duì)中間位置的位移大小（L1在上部側(cè)，L2在下部側(cè)）和步長(zhǎng)值之間的差，我們可以獲得每厘米的分辨率（K.rcm，單位：cm/stp）。將該系數(shù)乘以運(yùn)行階差（Rstp1在上部側(cè)，Rstp2在下部側(cè)），得到實(shí)際PLC工程量（RsL1在上部側(cè)和RsL2在下部側(cè)。

頂部PLC工程量：RsL1=Rstp1×K.rcm；

部分SPS工程量：RsL2=Rstp2×K.rcm。

在PLC完成技術(shù)量的實(shí)際轉(zhuǎn)換后，該參數(shù)可用于確定移載機(jī)膨脹裝置的實(shí)際位置。例如，上述部分已到位并延遲（見圖4）：

如果Lb≤RsL1＜La：移載機(jī)以降低的速度運(yùn)行；

如果RsL1=La：停止移載機(jī)；

在RsL1>La時(shí)：移載機(jī)停止并報(bào)告一個(gè)過位錯(cuò)誤。

PLC中的邏輯是基于上述原理編譯的，所有位置的評(píng)估和動(dòng)作邏輯僅在RsL1的極限值設(shè)置上有所不同。經(jīng)過實(shí)際審計(jì)，每個(gè)職位的定位狀態(tài)都很好。

結(jié)論

使用HENGSTLER編碼器控制傳動(dòng)機(jī)的定位，大大提高了整體性能，大大提高重復(fù)定位的精度，具有控制靈活的特點(diǎn)；根據(jù)工件的不同轉(zhuǎn)移位置，可以調(diào)整不同的減速和定位距離值；能夠適應(yīng)不同的車型和應(yīng)用場(chǎng)景；大規(guī)模生產(chǎn)的測(cè)試為車間未來的擴(kuò)張和柔性生產(chǎn)奠定了良好的基礎(chǔ)。

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