凸轮定位器在机床中的应用与调试

杨涛

( 格劳博机床( 大连) 有限公司，辽宁大连116600)

伴随着21 世纪的到来，人类进入了信息化时代，同时工业也进入了更快、更精的时期。凸轮定位器作为数控机床中测量部分的关键部件，它有着举足轻重的作用。

1 凸轮定位器工作原理

凸轮定位器又称凸轮测量器，它采用测量器直接与普通电动机联结或皮带轮联结。当电动机旋转时，测量器测量电机旋转的角度，并通过测量器内部串联的凸轮结构输出一组数据信号。它在工程实际中常常用在拖链传动机构上，作用是在拖链运动时测量实际位置并且定位。

2 凸轮定位器的实际应用

图1 为数控机床中拖链式交换工作台的示意图。

图1 数控机床交换工作台示意图

拖链式交换工作台凸轮定位器与电动机皮带轮连接，并测量电动机的角度。当数控设备进入到交换动作时，如图1 所示，加工区有工作台1，交换区有工作台2。工作台1 会被搬运销从机床的加工区拉动到交换区的指定位置，并将在交换区内等待的工作台2拉到机床加工区内，完成交换动作。在这些动作中，凸轮定位器准确地定位角度，通过凸轮组形成一组数据及时地反馈给系统，辅助系统判断上一动作是否完成，何时指令下一动作提供数据服务。这种控制过程使凸轮定位器的实效性突显出来，并且成本较低，操作简单，充分发挥人的主导作用，提高了自动化程度，是国内广大机床生产厂商开发、应用的产品。

3 凸轮定位器的调试方法

由于凸轮定位器有很多种类，下面详细介绍欧姆龙H8PS 的调试方法。

3.1 介绍各功能键

欧姆龙H8PS 功能界面如图2 所示。

图2 欧姆龙H8PS 功能界面

显示部:

(1)显示现在值

运转模式时亮灯。

(2)显示设定值

设定模式及试运行模式时亮灯。

(3)输出显示

显示输出状态凸轮号。

(4)旋转显示监视器

以旋转角度位置、速度、方向为基准进行显示。

(5)设定凸轮排序

显示设定时的凸轮号。

(6)模式显示

PRG:设定模式;

TST:试运转模式;

RUN:运转模式。

(7)显示动作步骤

显示各凸轮号内的动作步骤。

(8)显示角度记录确定完ON 角度、OFF 角度设定值时，调出确认时的设定内容。

(9)角度显示

(10)显示“度”

在显示角360°选择时灯亮。

(11)显示角256°/360°的显示

(12)显示设定模式

TCH:选择示教设定时，灯点亮;

MAN:选择手设定时，灯点亮。

操作部:

(13)设定模式指定开关

TCH:来自机床实际动作的［模拟］设定;

MAN:可用角度键设定角度。

(14)模式切换开关

PRGM:设定模式;

TEST:试运行模式;

RUN;运转模式。

(15)旋转速度指定开关

FAST:60 ～330 min－1;

SLOW:60 min－1。

(16)旋转方向切换开关

切换旋转数显示监视器的旋转方向和编码器旋转方向的关系。

(17)256/360 切换开关

256:0 ～255°/旋转显示指定;

360:0 ～359°/旋转显示指定。

(18)确认键

调出设定内容。

(19)凸轮号键

指定选择凸轮号。

(20)步骤键

选择指定各凸轮号的动作步骤。

(21)ON/OFF 键

选择指定ON 角度和OFF 角度。

(22)设定键

设定内容。

(23)原点指定键

将机床任意角度位置设为原点“0”。

(24)删除键

删除全部设定内容。

(25)角度键

+:角度值增加;

－:角度值减少。

3.2 调试方法

3.2.1 调整所需凸轮输出

H8PS 型凸轮位置是以专用绝对值的角度记号预先设定控制输出(凸轮NO.1 ～8)之ON/OFF 角度输出。凸轮定位器定位角度见表1，凸轮定位器输出时序图见图3。

表1 凸轮定位器定位角度

图3 凸轮定位器输出时序图

注意设定显示角和设备(编码器)的分解度，确认设备(编码器)的旋转方向。

3.2.2 调整原点位置

(1)将(14)模式切换开关置［PRGM］ 侧时，在显示部显示［PRG］;

(2)按(23)原点指定键［ORIGIN］;

(3)显示部的角度被设定成零度;

(4)将(14)模式切换开关置［RUN］ 侧时，显示部位显示［RUN］;

(5)按机床主体侧的［RESET］ 和［ALARM RESET］键，解除报警。

3.2.3 设定和变更角度

(1)将(14)模式切换开关置［PRGM］ 侧时，显示画面会显示出［PRG］;

(2)用(19)凸轮号键［OUT NO.］;选择设定的凸轮号，每按一次，凸轮号就按［1］， ［2］，……，［8］的顺序切换;

(3)用(20)步骤键［STEP］选择步骤号，每按一次［STP1］、［STP2］的显示就进行切换;

(4)用 (21)ON/OFF 键，选择ON 侧、OFF侧，每按一次ON 的［－↑］ 和OFF 的［－↓］ 的箭头显示就进行切换;

(5)用 (25)角度键［ANGLE］，设定数值，按［+］侧或［－］侧，变更数值内容;

(6)按(22)设定键［WRITE］，登录设定值;

(7)设定其他的凸轮号时，反复上述步骤(2)— (6);

(8)将(14)模式切换开关置［RUN］ 侧，显示画面会出现［RUN］;

(9)按机床主体侧的［RESET］键后，按［ALRM RESET］键，解除报警。

3.2.4 报警及处理

发生异常状况时，请依表2 处理。

表2 凸轮定位器报警与处理表

4 结语

凸轮定位器作为一种新兴的测量定位仪器，不仅在实践中起到重要作用，得到多方肯定，而且它的出现帮助设计、调试人员拓宽了视野，增加对异步电动机“启，调，停”控制的手段与方法。在未来生产、设计中，随着科学技术的不断进步、自动化水平不断的提高，其使用也会越来越多，越来越广泛的。

【1】张根保.自动化制造系统［M］.北京:机械工业出版社，2007.

【2】孔凡才.自动控制原理与系统［M］.北京:机械工业出版社，1999.

【3】欧姆龙. (中国)有限公司欧姆龙H8PS 凸轮定位器［M］，2007.