摘要：本文介紹了由Fx1N係列PLC，GOT1000係列人機界麵和MR-J3係列交流伺服係統構成的接近開關(guan) 檢測設備中的應用，詳細介紹了整個(ge) 係統的性能。

關(guan) 鍵詞：HMI PLC 交流伺服係統 接近開關(guan)

一． 概述：

接近開關(guan) 是一種常用的傳(chuan) 感器件，有時用在特殊的場合，例如：數控雕銑機，數控機床，對刀裝置等場合。對其重複定位的精度要求很高，穩定性好。用在此場合的器件往往需要對其進行篩選，對檢測接近開關(guan) 的設備的定位精度要求高，可靠的穩定性，操作簡單，響應速度快，於(yu) 是我們(men) 就采用由Fx1N係列PLC，GOT1000係列人機界麵和MR-J3係列交流伺服係統組成的檢測係統就能滿足該應用需求。

二．接近開關(guan) 設備的結構

該設備的結構主要由X，Y兩(liang) 軸高精度的滾珠絲(si) 杠，接近開關(guan) 的夾具組成。

X軸主要帶動Y軸係統做水平方向的移動。

Y軸係統帶動感應頭和光柵尺做垂直方向的運動，對移動的精度要求高，響應要快。

接近開關(guan) 的夾具采用氣動夾緊，實現快速夾緊，提高檢測的效率，夾具係統不能采用鐵質的材料。以免對接近開關(guan) 產(chan) 生影響，且接近開關(guan) 之間的距離需要按照接近開關(guan) 說明書(shu) 的安裝距離進行安裝，否則，接近開關(guan) 之間產(chan) 生相互幹擾，產(chan) 生誤動作，影響測量的精度。該設備的結構示意圖如下：

三．檢測設備的工作原理

該設備工作原理完全是按照實際的工作狀況進行測試接近開關(guan) ，將接近開關(guan) 輸出信號接到PLC，利用PLC輸入中斷功能使Y軸進行停止，由安裝在Y軸上的光柵尺將定位長度轉換為(wei) 脈衝(chong) ，利用PLC的高速計數器進行計數，轉換為(wei) 實際的長度。通過多次采樣，多次測量，測量出其重複定位的誤差。測量時，需要進行一次試運行，確保被測接近開關(guan) 每個(ge) 都能感應到。先進行回零，再測量一次，使用HMI取得參考值，然後進行測量，經過兩(liang) 個(ge) 周期的測量後，需要對傳(chuan) 感器進行斷電（注意：光柵尺和其他的不能斷電，否則，測量數據不準確）一段時間，再進行測量。在性能比較好的接近開關(guan) ，一般在上電後50～100ms的時間就能進入穩定狀態，有一些性能差的接近開關(guan) 需要5～10分鍾才能穩定。整個(ge) 測量過程通過軟件全自動完成。

四．控製係統簡介

1.控製係統由一個(ge) HMI（人機界麵）進行人機對話，兩(liang) 個(ge) 交流伺服傳(chuan) 動係統（伺服放大器和伺服電機），光柵尺和PLC構成。

2.控製係統的硬件結構：

GOT1150-QBBD-C+Fx1N-40MT+MR-J3-10A+HF-KP13

3.控製係統的軟件設計：

1）HMI的設計：

畫麵由HMI運行控製，參數設置，數據顯示，輸入監測，輸出監測，報警畫麵，檢測報告等畫麵組成。

運行控製畫麵：測量係統的手動控製，自動控製，回零，定位功能。

參數設置畫麵：螺距設定，移動距離，回零距離，測量範圍，最小報警誤差，最大報警誤差，機械誤差校正。

數據顯示畫麵：當前測量的位置，各個(ge) 接近開關(guan) 的參考值，最小誤差，最大誤差。

輸入監測畫麵：對輸入顯示實時監測。

輸出監測畫麵：對輸出顯示實時監測。

報警畫麵： 顯示當前的報警，報警複位。

檢測報告畫麵：對檢測的時間，參考值，最小誤差，最大誤差，誤差範圍，測量次數，測量結果。誤差平均值。

2）PLC的程序設計

三菱Fx1N係列PLC單體(ti) 可以同時輸出2個(ge) 1相100KHZ的脈衝(chong) 輸出，具有原點回歸和單速定位運行等指令，可以用來控製伺服電機的運行，定位位置由其輸出高速脈衝(chong) 進行精確定位。

利用Fx1N係列PLC單體(ti) 具有1個(ge) 高速2相30KHZ的高速計數功能，用來將光柵尺的輸出脈衝(chong) 轉換為(wei) 實際的測量位置。

利用Fx1N係列PLC輸入中斷功能實現在測量過程中伺服的停止和換向。

位置控製的開關(guan) 信號由GOT1150人機界麵來實現人機對話，通過人工回零和定位，整個(ge) 的測量過程由係統全自動完成。在測量的過程中，Y軸運行速度對測量精度產(chan) 生重要影響，速度越慢，測量精度就越高，速度可根據實際安裝係統的回零速度來確定。速度在HMI中進行設定，更接近實際應用。

測量過程：開始進行回零，試運行一次，確保與(yu) 每個(ge) 接近開關(guan) 可靠的感應，防撞措施通過設定軟件中數據實現。如果沒有什麽(me) 問題，就可以開始進行測量，需要測量一次，為(wei) 以後測量提供參考值。然後，就可以進行測量，每采集一次數據，超過誤差發生警告，當測量係統發生故障和誤差報警範圍停止工作。在測量兩(liang) 個(ge) 工作周期後，在軟件中設定對傳(chuan) 感器斷電30分鍾，然後，進行下個(ge) 周期的測量，當測量過程結束後，自動生成一個(ge) 測量的報告。

在本係統中，測量接近開關(guan) 的重複定位精度時，可以通過軟件設定對係統進行校正，保證對係統的高精度需求。

五．結束語

本係統已經通過實際運行，所檢測的接近開關(guan) 能夠滿足數控雕銑機的回零精度，這是運用了三菱PLC的一些特殊的功能實現簡易的高精度係統，可以通過對夾具改裝和軟件設計，實現在其他領域的運用。