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1、利用PLC和接近开关测定低速转台及传动比江苏新瑞重工机床工程部蒋立【摘要】本文介绍了一种不用转速表测定低速转台转速的方法，通过档铁块引起接近开关输出状态的2次变化，作为转台旋转一周的标记。利用PLC内置时钟脉冲或者用 定时器组成时钟脉冲，以及计数器来完成旋转计时，从而实现转速测量和传动比计算。 【关键词】时钟脉冲接近开关计数器为了提高设备的利用率，我们通常对一些旧的机床进行数控化升级、改造，这时常常遇到 这么一个困难，因为各种原因导致旧机床技术资料缺乏，很难查到各传动链的传动比，又不太 可能把传动箱等拆开去一一核对、测算，但是正确的传动比设定对机床正常运行是极为重要的。 通常机床数控化改造后，
2、各个运动轴运动由三相交流伺服电机控制，伺服电机内置旋转光电编 码器，我们可以很快地从CNC上看到特定轴电机的转速。但是对于半闭环的控制的传动链，我 们没法直接从CNC上直接知道终端的转速。对于高速旋转的部件，可以通过光电转速表测出转 速，然后计算出整个传动链的传动比。对于低速大型转台（n10r/min），光电转速测得的转速 误差较大，难以得到精确的传动比。同时，为了机床安全使用，也不应该在不知道相关技术参 数情况下就贸然以高速旋转。公司的一只光电转速表的性能如下：SZG-441C王要技术指标测量范围：1 口5WW aAmWlC厂基本误差；仪表的基本误差限应不超过0 5% 乂 Nb显示方式：五位
3、液晶数字显示采样时间：1 3工作湿度范围：5启动力逐：不大于4.9X10-4N.JR供电电源：T号电池三节光电转速表测速的原理并不复杂，在转动部件上贴上一张高反光纸，转速表发射一束激光 照射在反光纸上，转速表接受到两个反射脉冲后，测出时间间隔，进而计算出转速。依此为思 路，我设计了一个测速方案，大致步骤如下：1、在转台边缘安装一档铁，以一个接近开关（也称无触点开关）作为测速元件，当转台转动，档铁遇到接近开关时，接近开关（PNP型）输出高电平信号，当PLC收到 两个脉冲之后，只要知道两个脉冲之间的时间间隔，就可以计算出转速。关P入开入蜘近 Bk-W2、在PLC中用定时器实现时钟脉冲，接近开关发出
4、的第一脉冲使计数开始，第二脉冲（此 时转台旋转一周）使计数结束，计数器记下了收到了时钟脉冲的数量，就可以计算出转台 的转速。下图中的程序是用FANUC公司的Fladder III V5.7编制的，选用10号、11号定时 器是因为9号之后的定时器精度为8ms （18号定时器器精度为48ms），定时时间可以在 CNC的显示器上设定。图中，R100.6产生一个周期为（T1+T2）的时钟脉冲，T1期间为低电 平，T2期间为高电平。X6. 0代表接近开关（PNP型）的输入点地址，它产生的第一个脉冲使R100.1置位，计数回 路接通，时钟脉冲的上升沿使计数器计数。当X6.0产生第二个脉冲时，转台已经旋转一
5、周， R100.1被复位，计数回路断开，计数器的当前值被保留。R9091.1是常“ 1”信号。对于大部分PLC,它们的计数器是16位，最大计数范围215-1=32767。当时钟脉冲周期为20ms时，最大测速时间为：20ms X 32767=655秒；当时钟脉冲周期为50ms时，最大测速时间为：50ms X 32767)=1638秒；当时钟脉冲周期为100ms时，最大测速时间为：100msX32767=3276秒。一般情况下，我们选择时钟脉冲周期为20ms。对于转速为60RPM转台，每转时间为1000ms,20/1000=2%,这个测量误差是允许的。如果时钟脉冲选择过小，会发生计数溢出，就要使用
6、32位计数器，或者把两个16位的计 数器串联使用，把前一个16计数器的输出作为后一个计数器的输入信号，以扩大计数范围。为了简化编程，可以优选使用PLC系统提供的时钟脉冲。例如，三菱Q系列的PLC的SM410， 时钟周期20ms； SM411，时钟周期200ms。如果PLC系统提供的时钟脉冲精度不足，再用PLC 的定时器来实现。为了减少PLC扫描周期引起的计时误差，我们可以把测量程序放在高速扫描的模块中。对FANUC CNC内置的PLC，可以放在一级程序中；对于西门子S7-300/400系列的PLC，测量程序放在OB1 组织块中；对于三菱的FX/Q系列PLC，测量程序所在的程序模块名需要以“H”开头，以表明 该程序模块是高速扫描型的。结语：利用PLC和接近开关测定低速转台及传动比，就地取材非常方便，只要调整时钟脉 冲精度，测量的精度就可以方便地调整，极大地方便在测量仪器缺少的情况下开展工作。
