CN105045199A - 一种基于plc的丝杆回程误差检测补偿方法 - Google Patents

一种基于plc的丝杆回程误差检测补偿方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及梯形丝杆螺母传动的回程误差技术领域，具体为一种基于PLC的丝杆回程误差检测补偿方法，一种基于PLC的丝杆回程误差检测补偿方法，其能够方便地检测出回程误差，并根据回程误差调节程序参数达到弥补误差的作用，实现精确定位，成本低，将需要检测的丝杆连接步进电机的输出端，步进电机输入端通过步进电机驱动器连接PLC控制器，在丝杆一侧安装可滑动的检测微动开关，检测微动开关电控连接PLC控制器，在丝杆螺母上安装与检测微动开关接触配合的滑座，然后开始回程误差检测补偿步骤。

Description

一种基于PLC的丝杆回程误差检测补偿方法
技术领域
本发明涉及梯形丝杆螺母传动的回程误差技术领域，具体为一种基于PLC的丝杆回程误差检测补偿方法。
背景技术
梯形丝杆螺母传动是较常用的传动形式，虽然存在不可避免的回程误差，但由于价格便宜，总体性价比高，在机电设备中应用广泛。在实际操作过程中可以采用增加机械调整装置的方法弥补回程误差，调整装置机械结构比较复杂，而且成本较高。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种基于PLC的丝杆回程误差检测补偿方法，其能够方便地检测出回程误差，并根据回程误差调节程序参数达到弥补误差的作用，实现精确定位，成本低。
其技术方案是这样的：一种基于PLC的丝杆回程误差检测补偿方法，其特征在于，将需要检测的丝杆连接步进电机的输出端，步进电机输入端通过步进电机驱动器连接PLC控制器，在丝杆一侧安装可滑动的检测微动开关，检测微动开关电控连接PLC控制器，在丝杆螺母上安装与检测微动开关接触配合的滑座，回程误差检测补偿步骤如下所述：
（1）启动步进电机正向运行，步进电机工作驱动滑座移动至梯形丝杆螺母需要检测回程误差的检测点处，将检测微动开关移动至其滚轮与滑座接触，检测微动开关的动作簧片不处于压下的临界点，触点开关不闭合，记录检测微动开关的滚轮与滑座的接触点和此时PLC控制器输出的脉冲值n1；
（2）启动步进电机反向运行，步进电机继续工作驱动滑座反向移动，当滑座压下检测微动开关的动作簧片使触点开关闭合时，检测微动开关控制步进电机停止工作，记录此时PLC控制器输出的脉冲值n2，并计算脉冲值n2与脉冲值n1的差值n3；
（3）将检测微动开关从检测点处移走，启动步进电机正向运行，步进电机工作驱动滑座向前移动越过检测点一定距离，然后启动步进电机使其反向工作，步进电机驱动滑座反向移动至检测点处，移动检测微动开关使其滚轮与滑座接触，接触点与步骤（1）中接触点为同一位置，检测微动开关的动作簧片不处于压下的临界点，触点开关不闭合，记录此时PLC控制器输出的脉冲值n4；
（4）启动步进电机反向运行，步进电机工作驱动滑座反向移动，当滑座压下检测微动开关的动作簧片使触点开关闭合时，检测微动开关控制步进电机停止工作，记录此时PLC控制器输出的脉冲值n5，并计算脉冲值n5与脉冲值n4的差值n6；
（5）回程误差△计算公式为△=（n3-n6）/B*L，其中B为步进电机每转步数，L为丝杆导程；
（6）步进电机驱动梯形丝杆螺母改变运动方向时通过PLC控制器增加或减少回程误差所对应的脉冲值来进行补偿。
其进一步特征在于，所述丝杆一侧还设置有与检测微动开关对应的原点定位微动开关；
所述PLC控制器连接触摸显示屏；
所述滑座下端刻有定位刻度。
采用本发明的方法后，可以方便地得出梯形丝杆回程误差，根据回程误差调节程序参数达到弥补误差的作用，实现精确定位，无需其他机械装置等，成本低。
附图说明
图1为本发明方法实现的装置示意图；
图2为本发明检测补偿步骤流程示意图；
图3为本发明检测点A处示意图；
图4为Q0_0_CTRL示意图；
图5为使用本发明进行物料取料放料示意图；
图6为自动定位程序部分示意图。
具体实施方式
见图1，图2，图3所示，一种基于PLC的丝杆回程误差检测补偿方法，将需要检测的丝杆1连接步进电机2的输出端，步进电机2输入端通过步进电机驱动器3连接PLC控制器4，PLC控制器4连接触摸显示屏5，可以实时显示状态，PLC控制器4采用西门子S7-200系列PLC作为控制器，S7-200系列PLC控制器本体PTO提供了应用库MAPSERVQ0.0和MAPSERVQ0.1，分别用于Q0.0和Q0.1的脉冲串输出，MAP库各个块的功能简要介绍如下：Q0_X_CTRL，参数定义和控制；Q0_X_MoveRelative，执行一次相对位移运动；Q0_X_MoveAbsolute，执行一次绝对位移运动；Q0_X_MoveVelocity，按预设速度运动；Q0_X_Home，寻找参考点位置，Q0_X_Stop，停止运动；编程调试时，首先编写手动程序对机械手X轴进行定位移动，X轴的传动由梯形丝杆螺母带动，在Q0_0_CTRL中定义X轴当前位置C-Pos对应脉冲值存在VD1000中，具体见图4所示，触摸显示屏实时显示VD1000中的脉冲值，将需要检测的每个X轴的坐标位置记录下来；
在丝杆1一侧安装可滑动的检测微动开关6，丝杆1端部还设置有与检测微动开关6对应的原点定位微动开关7，检测微动开关、原点定位微动开关7分别电控连接PLC控制器4，其中检测微动开关6常开触点连接PLC控制器4的输入口I1.0，在梯形丝杆螺母上安装与检测微动开关6接触配合的滑座8，滑座8上刻有刻度，精度为1mm，设梯形丝杆螺母从右往左移动方向为正向移动，回程误差检测补偿步骤如下：
（1）启动步进电机2正向运行，步进电机2工作驱动滑座8移动至梯形丝杆螺母需要检测回程误差的检测点A处，移动检测微动开关6使其滚轮与滑座8接触，检测微动开关6的动作簧片不处于压下的临界点，触点开关不闭合，记录检测微动开关6的滚轮与滑座8的接触点和此时PLC控制器4输出的脉冲值n1，脉冲值n1存于VD1000；
（2）启动步进电机2反向运行，步进电机2工作驱动滑座8反向移动，当滑座8压下检测微动开关的动作簧片使触点开关闭合时，输入口I1.0有信号时调用Q0_0_Stop，让X轴停止运动，即检测微动开关6控制步进电机2停止工作，记录此时PLC控制器4输出的脉冲值n2，脉冲值n2存于VD1000，并计算脉冲值n2与脉冲值n1的差值n3；
（3）将检测微动开关6从检测点A处移走，启动步进电机2正向运行，步进电机2工作驱动滑座8正向移动越过检测点A一定距离，然后启动步进电机2使其反向工作，步进电机2驱动滑座8从左向右，即反向移动至检测点A处，移动检测微动开关6使其的滚轮与滑座8接触，接触点与步骤（1）中接触点为同一点，检测微动开关6的动作簧片不处于压下的临界点，触点开关不闭合，记录此时PLC控制器4输出的脉冲值n4，脉冲值n4存于VD1000；
（4）启动步进电机2反向运行，步进电机2继续工作驱动滑座8反向移动，当滑座8压下检测微动开关6的动作簧片使触点开关闭合时，检测微动开关6控制步进电机2停止工作，记录此时PLC控制器4输出的脉冲值n5，脉冲值n5存于VD1000，并计算脉冲值n5与脉冲值n4的差值n6；
（5）回程误差△计算公式为△=（n3-n6）/B*L，其中B为步进电机2每转步数，L为丝杆导程；
（6）步进电机2驱动梯形丝杆螺母改变运动方向时通过PLC控制器4增加或减少回程误差所对应的脉冲值来进行补偿；具体补偿方法如下所述：设右侧的原点定位微动开关7作为坐标原点，从右往左移动方向为正向移动，从左往右移动方向为反向移动，如果某一点M处对应脉冲值为N1，回程误差的对应脉冲值为N2，从正向切换到反向运动移至M点时，通过PLC控制器设定的脉冲值为（N1-N2），从反向切换到正向运动移至M点时，通过PLC控制器设定的脉冲值为（N1+N2）。
下面具体举例说明：见图5，图6所示，丝杆螺母需从坐标原点移至物料站9取料，再返回二号仓位B点放料，以右侧原点定位微动开关7处为坐标原点，测得二号仓位B点对应的脉冲值为18600，在正向切换到反向运行时设定存储位X轴坐标VD500值为18600-100=18500，反向多退回100脉冲的位置以弥补回程误差。如果是由反向切换到正向，则VD500应设定为18600+100=18700。
这边只是说明了X轴向上的回程误差的检测补偿，与X轴垂直的Z轴同样可以采用上述方法实现，图6中有Z轴自动定位程序部分。

Claims (4)

1.一种基于PLC的丝杆回程误差检测补偿方法，其特征在于，将需要检测的丝杆连接步进电机的输出端，步进电机输入端通过步进电机驱动器连接PLC控制器，在丝杆一侧安装可滑动的检测微动开关，检测微动开关电控连接PLC控制器，在丝杆螺母上安装与检测微动开关接触配合的滑座，回程误差检测补偿步骤如下所述：
（1）启动步进电机正向运行，步进电机工作驱动滑座移动至梯形丝杆螺母需要检测回程误差的检测点处，将检测微动开关移动至其滚轮与滑座接触，检测微动开关的动作簧片不处于压下的临界点，触点开关不闭合，记录检测微动开关的滚轮与滑座的接触点和此时PLC控制器输出的脉冲值n1；
（2）启动步进电机反向运行，步进电机继续工作驱动滑座反向移动，当滑座压下检测微动开关的动作簧片使触点开关闭合时，检测微动开关控制步进电机停止工作，记录此时PLC控制器输出的脉冲值n2，并计算脉冲值n2与脉冲值n1的差值n3；
（3）将检测微动开关从检测点处移走，启动步进电机正向运行，步进电机工作驱动滑座向前移动越过检测点一定距离，然后启动步进电机使其反向工作，步进电机驱动滑座反向移动至检测点处，移动检测微动开关使其滚轮与滑座接触，接触点与步骤（1）中接触点为同一位置，检测微动开关的动作簧片不处于压下的临界点，触点开关不闭合，记录此时PLC控制器输出的脉冲值n4；
（4）启动步进电机反向运行，步进电机工作驱动滑座反向移动，当滑座压下检测微动开关的动作簧片使触点开关闭合时，检测微动开关控制步进电机停止工作，记录此时PLC控制器输出的脉冲值n5，并计算脉冲值n5与脉冲值n4的差值n6；
（5）回程误差△计算公式为△=（n3-n6）/B*L，其中B为步进电机每转步数，L为丝杆导程；
（6）步进电机驱动梯形丝杆螺母改变运动方向时通过PLC控制器增加或减少回程误差所对应的脉冲值来进行补偿。
2.根据权利要求1所述的一种基于PLC的丝杆回程误差检测补偿方法，其特征在于，所述丝杆一侧还设置有与检测微动开关对应的原点定位微动开关。
3.根据权利要求1所述的一种基于PLC的丝杆回程误差检测补偿方法，其特征在于，所述PLC控制器连接触摸显示屏。
4.根据权利要求1所述的一种基于PLC的丝杆回程误差检测补偿方法，其特征在于，所述滑座下端刻有定位刻度。
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