被動(dòng)端面測量儀在數(shù)控磨床上的安全使用

張君清

(上海機(jī)床廠有限公司 上海 200093）

在FANUC-0i系統(tǒng)中利用Marposs T18被動(dòng)端面測量儀信號(hào)和接近開關(guān)檢測信號(hào)，通過可編程序控制器(PLC)編程實(shí)現(xiàn)數(shù)控磨床被動(dòng)端面測量儀的安全使用。

下面將以Marposs T18測量儀在數(shù)控磨床上的安全使用為例進(jìn)行介紹。

1 Marposs T18測量儀信號(hào)與接近開關(guān)信號(hào)

怎樣利用Marposs T18被動(dòng)端面測量儀的自身測量信號(hào)和測量儀位置檢測接近開關(guān)信號(hào)在 PLC編程中實(shí)現(xiàn)安全動(dòng)作？首先需要對(duì)Marposs T18測量儀的測量方式和測量信號(hào)進(jìn)行一下說明。Marposs T18測量儀是開關(guān)量信號(hào)，測頭自由狀態(tài)下為常閉信號(hào)，在測量中觸碰Marposs T18測量儀測頭常閉信號(hào)將轉(zhuǎn)變?yōu)槌ｉ_信號(hào)，當(dāng)測量結(jié)束測頭離開測量面后自動(dòng)復(fù)位，此時(shí)常開信號(hào)又轉(zhuǎn)變?yōu)槌ｉ]信號(hào)。接近開關(guān)分別安裝在檢測前后位置，用來調(diào)整測量儀的量程距離。接近開關(guān)同樣是開關(guān)量信號(hào)，在一般情況下以常閉信號(hào)輸出。

其次將Marposs T18測量儀與FANUC系統(tǒng)中的PLC進(jìn)行連接，在Marposs T18測量儀中分出3根電線，分別為紅色、藍(lán)色和金屬屏蔽線，如圖 1所示。

圖1 Marposs T18測量儀中的金屬屏蔽線

向FANUC系統(tǒng)中的PLC輸入信號(hào)時(shí)，可以直接連接PLC的I/O輸入信號(hào)，如圖2所示。

圖2 連接PLC的I/O輸入信號(hào)

將接近開關(guān)與FANUC系統(tǒng)中PLC進(jìn)行連接，接近開關(guān)同樣的也是開關(guān)量信號(hào)（這里以2線制接近開關(guān)為例），如圖3所示。

圖3 2線制接近開關(guān)

在這里假設(shè)測量在前檢測接近開關(guān)連接的 PLC信號(hào)為X0.1，測量在后檢測接近開關(guān)連接的PLC信號(hào)為X0.2，其中1001為公共線連接方式，如圖4所示。

圖4 檢測接近開關(guān)連接的PLC信號(hào)

2 FANUC系統(tǒng)中的PLC梯形圖介紹

FANUC系統(tǒng)中的PLC梯形圖如圖5所示。在圖5中，X2.0為端面測量儀“進(jìn)”按鈕信號(hào)；X2.1為端面測量儀“退”按鈕信號(hào)；R10.0為端面測量儀信號(hào)的中間繼電器；R10.1為測量時(shí)在前接近開關(guān)信號(hào)的中間繼電器；R10.2為測量時(shí)在后接近開關(guān)信號(hào)的中間繼電器；Y0.0為測量前進(jìn)時(shí)油缸控制電磁閥；Y0.1為測量后退時(shí)油缸控制電磁閥；R10.5為測量前進(jìn)時(shí)油缸電磁閥的中間繼電器；R10.6為測量后退時(shí)油缸控制電磁閥的中間繼電器（使用中間繼電器可以比較簡便地實(shí)現(xiàn)連鎖功能）。

圖5 PLC梯形圖

Marposs T18測量儀和工件的安裝位置如圖6所示。

圖6 Marposs T18測量儀和工件的安裝位置

Marposs T18測量儀的工作程序：

先設(shè)定好測量儀進(jìn)退的坐標(biāo)值，能讓測量儀安全地進(jìn)出被測工件表面。按下測量儀“進(jìn)”按鈕，接通測量前進(jìn)油缸控制電磁閥，測量儀上的油缸開始向前運(yùn)行，運(yùn)行到測量位置時(shí)，接近開關(guān)發(fā)出到位信號(hào)；此時(shí)磨床臺(tái)面開始移動(dòng)，將工件靠近測量儀測頭處，測量儀測頭觸碰到工件后測量儀隨即發(fā)出信號(hào)，數(shù)控系統(tǒng)記錄當(dāng)前坐標(biāo)值并開始運(yùn)算進(jìn)行補(bǔ)償，并將當(dāng)前坐標(biāo)偏置；測頭離開工件后，測量儀退出測量位置，由接近開關(guān)發(fā)出后退到位的信號(hào)，磨床開始磨削工件。

在使用端面被動(dòng)測量儀時(shí)發(fā)現(xiàn)，由于用戶提供的工件關(guān)系及操作者的疏忽（沒有控制好端面尺寸，超差過大，在使用中輸入坐標(biāo)發(fā)生錯(cuò)誤等），都會(huì)導(dǎo)致測量儀受損。為了降低維修費(fèi)用和維修時(shí)間，可以在數(shù)控系統(tǒng)和測量儀上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

功能及原理：

Marposs T18測量儀在自由狀態(tài)下信號(hào)控制觸點(diǎn)呈常閉狀態(tài)，因此在梯形圖中為常閉觸點(diǎn)，接近開關(guān)在自由狀態(tài)下呈常開狀態(tài)，在梯形圖中為常開觸點(diǎn)。當(dāng)按下X2.0進(jìn)行測量時(shí)，R10.5被接通測量油缸進(jìn)電磁閥吸合同時(shí)斷開測量退電磁閥油缸，同時(shí)R10.5的常開觸點(diǎn)被接通并自鎖住X2.0信號(hào)；在測量開始前進(jìn)行動(dòng)作，前進(jìn)中碰到異常時(shí)測量儀即發(fā)出信號(hào)，X0.0從常閉狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌ｉ_狀態(tài)并接通R10.0，同時(shí)將R10.7接通，這樣將R10.7的常閉觸點(diǎn)轉(zhuǎn)變成常開觸點(diǎn)時(shí)就斷開了 R10.5，同時(shí)接通了R10.6，油缸向后運(yùn)行，測量儀退出測量位置。其中R10.7線圈前面的常閉信號(hào) R10.1的作用是在Marposs T18測量儀運(yùn)行到位時(shí)，取消自動(dòng)回退功能，以防止測量儀在進(jìn)出工件端面時(shí)，若碰到異常情況就會(huì)自動(dòng)保護(hù)測量儀，避免測量儀受損。當(dāng)Marposs T18測量儀運(yùn)行到正常工作位置時(shí)（測量儀沒有碰到異常情況）不會(huì)回退，待進(jìn)到位后，R10.1從常開信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槌ｉ]信號(hào)，將R10.7線圈斷開，就可以進(jìn)行正常的測量了。

3 結(jié)語

使用Marposs T18端面測量儀可以對(duì)工件進(jìn)行檢測。所提供的方法能避免儀器在操作失誤和對(duì)用戶提供的毛坯工件出現(xiàn)較大變化時(shí)，可以利用接近開關(guān)與PLC編程實(shí)現(xiàn)對(duì)測量儀的保護(hù)，避免了測量儀器在工作中的損壞。在不影響正常使用 Marposs T18端面測量儀的情況下實(shí)現(xiàn)了對(duì)測量儀的保護(hù)，減少了維修時(shí)間，節(jié)約了生產(chǎn)成本。

[1] FANUC公司.BEIJING-FANUC PMC MODEL PA1/SA1/SA3梯形圖語言編程說明書[Z]. 2001.

[2] Marposs公司.Marposs T18用戶使用手冊[Z]. 2001.

[3] 余英良.機(jī)床數(shù)控改造設(shè)計(jì)與實(shí)例[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1998.