HENGSTLER编码器在移载设备中控制定位

HENGSTLER编码器在移载设备中控制定位

移载设备（见图1）通常用于汽车工厂，在两个移载设备之间移载车辆部件和车身。典型的移载系统是伸缩叉式移载机（简称移载机），它使用电机通过皮带或链条驱动移载叉，在两侧的移载机之间推送、接收和释放工件。该设备的特点是HENGSTLER编码器对定位精度要求很高，传动机上下两侧伸出和缩回位置的重复定位精度必须小于±3mm。随着现代汽车工厂生产速度的不断提高（通常每辆车90-120秒），该设备既具有高速运行和精确定位的特点，又具有根据车型和应用情况自动调整位置的灵活功能。在传统法规中，定位通常使用接近开关或行程开关，这使得开关安装不舒适，精度很难。针对这种情况，我们采用绝对HENGSTLER编码器来确定和控制转移机的位置。


图1传输设备

编码器设备的选择和连接

要完成移载机的位置控制，首先需要正确选择HENGSTLER编码器。在选择亨士乐编码器时，应特别注意其输出模式、最大速度数NOR和单圈分辨率STR（每圈步数），以便于PLC通信并确保控制精度。由于使用主控PLC，并且编码器和PLC之间的距离很大，以避免信号衰减和偏差，我们在设计中采用了带有DeviceNet接口的绝对编码器，该编码器直接连接到总线，并通过总线配置和I/O映射将编码器步进数据收集到程序中。

在比较了产品的不同方面后，最终选择了亨士乐绝对式编码器，该HENGSTLER编码器具有DeviceNet接口、8192速度的最大速度和可自由配置的单一速度（步骤1至8192）。

该产品的总步数ASP=NOR×STR8192×8192=67108864（226）步，由于传输设备的路径通常在3米以内，不需要使用过高的分辨率，因此在编码器配置中选择了1024步/旋转。实际总步数：NOR×STR＝8 192×1 024＝8 388 608（223）步。

亨士乐编码器通过联轴器连接到电机减速器的后输出轴，并与其同步旋转；编码器总线通过带有M12快速连接器的分支电缆连接到总线主电缆，地址和通信速率通过dip开关设置。我们将HENGSTLER编码器通信速率设置为125bps，节点地址为数字50。连接到总线后，编码器的状态灯闪烁绿色，如图2所示。

图2编码器硬件连接

编码器通信设置

由于使用DeviceNet总线协议，有必要首先配置编码器。HENGSTLER编码器的总线配置信息如图3所示。连接总线后，通过软件读取编码器参数，单圈分辨率STR（每圈步数）设置为1024圈。其他参数无需调整。

图3编码器总线配置信息

设置分辨率后，上述参数表中的第六个参数“位置值”是当前位置的步长值。PLC失效后，该值随电机旋转而实时变化，并通过总线上传至PLC（见图4）。


图4输送机之间的距离计算

PLC工程量转换与PLC逻辑

PLC记录的HENGSTLER编码器级值不能直接用于程序，必须转换为实际技术量，以便于控制、观察和校准。在某些应用中，我们使用厘米作为技术变量，通过除以转印机相对中间位置的位移大小（L1在上部侧，L2在下部侧）和步长值之间的差，我们可以获得每厘米的分辨率（K.rcm，单位：cm/stp）。将该系数乘以运行阶差（Rstp1在上部侧，Rstp2在下部侧），得到实际PLC工程量（RsL1在上部侧和RsL2在下部侧。

顶部PLC工程量：RsL1=Rstp1×K.rcm；

部分SPS工程量：RsL2=Rstp2×K.rcm。

在PLC完成技术量的实际转换后，该参数可用于确定移载机膨胀装置的实际位置。例如，上述部分已到位并延迟（见图4）：

如果Lb≤RsL1＜La：移载机以降低的速度运行；

如果RsL1=La：停止移载机；

在RsL1>La时：移载机停止并报告一个过位错误。

PLC中的逻辑是基于上述原理编译的，所有位置的评估和动作逻辑仅在RsL1的极限值设置上有所不同。经过实际审计，每个职位的定位状态都很好。

结论

使用HENGSTLER编码器控制传动机的定位，大大提高了整体性能，大大提高重复定位的精度，具有控制灵活的特点；根据工件的不同转移位置，可以调整不同的减速和定位距离值；能够适应不同的车型和应用场景；大规模生产的测试为车间未来的扩张和柔性生产奠定了良好的基础。

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