文档介绍：RAKE切管机的光栅尺改造
曹磊
(包钢钢联无缝钢管厂,内蒙古包头 014010)
摘要:文章主要介绍了RAKE切管机的光栅尺的改造,使用BALLUF位置传感器代替光栅尺,主要改造内容包括:RAKE切管机PLC的软硬件改造,840D数控系统概述,BALLUF位置传感器和光栅尺的基本技术数据等
关键词: SIENENS PLC 300 840D 位置检测元件
Chang Of The Raster Ruler Of The RAKE Machine
Cao lei
(seamless Tube plant of BaoTou Steel(Group) Corporation,BaoTou , 014010, Nei Monggol, China)
Abstract: This article introduces the raster ruler of the RAKE machine chang. Use the BALLUF position encode instead of the HEIDENHAIN raster ruler. It include SIEMENS PLC of the RAKE machine’ hardware and software chang .840D system summarize . basic data of the BALLUF position encode and HEIDENHAI raster ruler.
Key words: SIEMENS PLC 300 840D position encode
尊敬的各位评审老师,我的论文是RAKE切管机中光栅尺的代替改造。这里我先大概介绍一下RAKE切管机的构成及工作原理。
RAKE切管机是由德国RAKE公司设计制造的。它的作用是将钢管切成指定长度的管箍,为后面的车丝做准备。2004年RAKE切管机在我厂投入生产使用。RAKE切管机的电气控制系统主要由SIEMENS公司的电气控制系统实现,它主要包括SIEMENS 840D数字控制系统,SIEMENS伺服电机,HEIDENHAIN位置检测元件(包括光栅尺和旋转编码器)和其他信号检测元件。RAKE切管机的工作原理如下:首先钢管在台架上由上料机构翻入切管机工作线上,V轴小车(伺服驱动)推动钢管向前运动,在此过程中完成测长工作,此后根据操作员设定的切割接箍长度,V轴小车将钢管推动到指定长度,然后主轴卡盘将钢管夹紧,U轴前卡小车(伺服驱动)前进将待切管箍夹紧,此时主轴开始旋转同时X轴进刀轴(伺服驱动)驱动切割刀将管箍在指定位置切下。此后前卡小车后退,将管箍运送到翻板上,翻板翻转,将接箍翻入料筐。此后各机构回位开始下一个接箍切割。
在RAKE切管机的实际生产中,前卡的位置检测元件(光栅尺)由于不适应实际的生产情况,对切管机的正常运行造成了很大的影响。HEIDENHAIN光栅尺存在的主要问题是:光栅尺要求的安装精度很高,要求激光头在往返运动中保持很高的水平度,但由于前卡的机械运动部件在运动中不能保持水平,特别是在启动和停止的时候机械机构有明显的上下移动,造成光
栅尺的损坏严重,前卡的位置数据经常丢失,RAKE切管机经常处于停机装态。对于这种情况,最初我们更换过几根光栅尺,但由于根本问题没有解决,新安装的光栅尺损坏过快。而且由于光栅尺造价昂贵,严重增加了生产成本,给生产造成了很大影响。
鉴于RAKE切管机前卡光栅尺存在的上述问题,我们考虑使用其他位置检测元件来代替光栅尺,对此我们选取了几种其他的位置检测元件,并做了多次试验。这其中包括SONY传感器,BALLUF微脉冲位移传感器。考虑到测量长度,测量精度和移动速度等方面,最终我们决定使用BALLUF公司的直线型(封闭式)磁栅位置检测元件来代替光栅尺。
要用其他位置检测检测元件代替光栅尺,我们首先要了解光栅尺的详细技术数据和它的工作特点。在RAKE切管机上使用的光栅尺为HEIDENHAIN绝对值光栅尺LC481,测量长度为100mm ,精确度为±5um,信号周期为20um,数据接口为EnDat同步串行信号。RAKE切管机上使用的PLC为840D集成的软PLC,CPU为314C-2DP,由于光栅尺反馈的位置信号为EnDat信号,SIEMENS PLC要直接读取这种信号需要专门的模板,但由于RAKE切管机PLC没有安装专用模板。所以在RAKE切管机上使用HEIDENHAIN 的Gateway做信号转换,将EnDat信号转变为脉动的矩形波信号。HEIDENHAIN光栅尺LC481的外形和基本数据如下:
技术参数
LC481
测量基准
玻璃标尺带上的绝对光栅刻道
最大移动速度
180m/min