數(shù)控定子繞線機(jī)伺服系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

數(shù)控定子繞線機(jī)伺服系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

ＨYPEＲLＩNK"http://ｗｗw．gkong.cｏm/comm/uｓerdｅｔail.asp?nａmｅ＝deltａ1"\t"_bｌaｎk"中達(dá)電通股份有限公司

利用中達(dá)CＮC數(shù)控系統(tǒng)強(qiáng)大的軸控功能和臺(tái)達(dá)伺服系統(tǒng)快速精準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)，使繞線機(jī)的工作效率得到了很大的提高。

本文主要介紹了數(shù)控定子繞線機(jī)功能的需求,以及系統(tǒng)操作界面和I/O的規(guī)劃。

一、前言?圖1

數(shù)控定子繞線機(jī)外觀

目前繞線機(jī)的市場(chǎng)可謂龐大,品種繁多，有平行繞線機(jī)、環(huán)型繞線機(jī)、定轉(zhuǎn)子繞線機(jī)、紡織繞線機(jī)等。本文主要介紹的是利用中達(dá)CNC數(shù)控系統(tǒng)和伺服產(chǎn)品構(gòu)建出的設(shè)備：數(shù)控定子繞線機(jī)。他的最大特點(diǎn)是可以自動(dòng)變換繞線方向，所繞的線圈整齊且圈數(shù)準(zhǔn)確。操作簡(jiǎn)便，節(jié)省人工，提高產(chǎn)量，產(chǎn)品品質(zhì)好，其繞線、排線、停車、換槽，完全按程序自動(dòng)執(zhí)行。排線寬幅可調(diào),圈數(shù)準(zhǔn)確。生產(chǎn)速度快，并大量節(jié)省線材。下面概述如何利用中達(dá)的數(shù)控和臺(tái)達(dá)的伺服整合此方案。

二、技術(shù)和精度要求

客戶原用ＰLC+伺服控制整臺(tái)設(shè)備,因其加工出來(lái)的產(chǎn)品的合格率較低，且一些功能無(wú)法實(shí)現(xiàn)，滿足不了市場(chǎng)上需求,故提出開發(fā)數(shù)控定子繞線機(jī),并且需要控制系統(tǒng)和伺服滿足如下條件:1．伺服運(yùn)動(dòng)軸

在機(jī)械上，需要三軸的控制坐標(biāo)系。其中，排線X軸采用伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)螺距為４mｍ的滾珠絲杠,在連接工作臺(tái)做直線運(yùn)動(dòng)；飛叉Y軸采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)１：2的齒輪箱間接傳動(dòng)，做３60度的圓周運(yùn)動(dòng)；分度Z軸采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)１：9的齒輪箱間接傳動(dòng)，做３６0度的圓周運(yùn)動(dòng)。這３個(gè)軸要求能夠聯(lián)動(dòng)。

此外，對(duì)于飛叉軸來(lái)說(shuō),由于在運(yùn)動(dòng)過程中,機(jī)械負(fù)載慣量會(huì)因?yàn)槔@線的速度的不同而發(fā)生較大的變化，這就要求伺服系統(tǒng)具有優(yōu)異的穩(wěn)定性、相應(yīng)性和對(duì)負(fù)載變化自適應(yīng)能力。2.精度要求

機(jī)械回零精度：排線軸０．０0５ｍm飛叉軸+／-1度分度軸+/－1度

定位精度：0．02mm

＋/-1度

要求控制系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)能夠具有檢測(cè)反饋,來(lái)保證機(jī)械運(yùn)動(dòng)精度。3．ＣNC控制系統(tǒng)

因定子繞線機(jī)不僅講究繞的匝數(shù)要準(zhǔn)確,而且排線出來(lái)的密度要均勻,即最少需要兩軸之間做插補(bǔ)運(yùn)算,實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)；畫面可以自由規(guī)劃；要給客戶方便傳輸加工程序,并且可以對(duì)ＮＣ程序編輯和存儲(chǔ)；控制系統(tǒng)要提供一個(gè)D/A口，實(shí)現(xiàn)恒張力控制功能。

另外，客戶希望數(shù)控系統(tǒng)再開放一個(gè)軸,以備后用。

三、方案可行性分析

通過對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)和控制技術(shù)的要求分析，確定采用一臺(tái)中達(dá)電通通用的四軸H4-4上位機(jī)控制系統(tǒng)+3套臺(tái)達(dá)Ｂ系列交流伺服ＡSD-B做下位機(jī)控制的控制架構(gòu)。具體分析如下:１．中達(dá)電通通用數(shù)控H4的主要特點(diǎn):

(1）

獨(dú)立的伺服接口，可以實(shí)現(xiàn)多軸聯(lián)動(dòng)。

（2）

電壓命令型(V-Comnand）伺服接口,最小解析精度0．0０１mm,可配合光柵尺或旋轉(zhuǎn)編碼器實(shí)現(xiàn)閉環(huán)、半閉環(huán)控制，能夠滿足精度要求。

（3)

最大響應(yīng)速度500ＫPPＳ編碼器反饋,能夠滿足快速定位的要求。

（4)

控制器內(nèi)存512K的存儲(chǔ)空間，可存儲(chǔ)10００個(gè)NC加工程序，配合標(biāo)準(zhǔn)的CNC鍵盤可以輕松的編寫加工程序。

（５）

通過ＣNC簡(jiǎn)易I/Ｏ控制命令和內(nèi)制PLＣ開發(fā),能夠靈活的實(shí)現(xiàn)輔助機(jī)能。

（6）

內(nèi)置可編程PLＣ，標(biāo)準(zhǔn)配置為２4INＰＵＴ/1６ＯUTPUT,最大可以在增加３2ＩNPUＴ/３2OUTＰUT。

(７）

２組Ｄ/A輸出，2組A/Ｄ輸入，完全可以滿足實(shí)現(xiàn)恒張力的控制要求。

通過比較分析,完全可以滿足做為上位機(jī)的控制要求。２.臺(tái)達(dá)交流伺服系統(tǒng)的主要特點(diǎn):

（1）

具有多種控制模式，可與上位控制器靈活配合，應(yīng)用廣泛。

(2)

具有位置Ｐ-CURVＥ和速度Ｓ-CURVＥ功能。

（3）

強(qiáng)健式的控制模式，在負(fù)載慣量大范圍的變化時(shí),系統(tǒng)仍然可以保持優(yōu)異的性能。

(4）

豐富的軟件功能，方便用戶調(diào)試。

通過比較分析，臺(tái)達(dá)交流伺服系統(tǒng)完全可以滿足做為下位機(jī)的控制要求。通過對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)、負(fù)載慣量、輸出扭矩的分析計(jì)算,故選用：ASDB40０Ｗ＊1顆、ＡＳDＢ750W*２顆做為下位控制器。

四、功能設(shè)計(jì)1、系統(tǒng)架構(gòu)2、外觀和功能需求

繞線機(jī)具有尋原點(diǎn)、點(diǎn)動(dòng)模式、單次模式、自動(dòng)模式、編程模式、參數(shù)設(shè)定、測(cè)試輸出點(diǎn)功能等多項(xiàng)功能。(1)

系統(tǒng)操作界面規(guī)劃

操作界面主要分為以下幾個(gè)功能區(qū)塊:開機(jī)畫面:

系統(tǒng)在上電后,進(jìn)入此畫面。此時(shí)為待機(jī)狀態(tài),畫面的最下一排是功能顯示區(qū)。

原點(diǎn)模式：

當(dāng)畫面在原點(diǎn)模式下,分別按下X、Y、Z功能鍵，在按下啟動(dòng)鍵可以順次執(zhí)行回原點(diǎn);或者可以按下X&Y&Z功能鍵，在按下啟動(dòng)鍵三軸同時(shí)回原點(diǎn)。手動(dòng)模式:

到進(jìn)入手動(dòng)模式后,可以分別按下Ｘ、Y、Z三軸按鍵，在按

可以實(shí)現(xiàn)前后移動(dòng)或正反轉(zhuǎn)。速度值的大小可以設(shè)定。自動(dòng)模式:

在自動(dòng)模式下，當(dāng)程式正在運(yùn)行時(shí)，可以觀察到目前的各軸的行進(jìn)情況,目前的加工程式號(hào)，參數(shù)組別號(hào),當(dāng)前加工至第幾極，以及完成一個(gè)工件所需時(shí)間。并且可以根據(jù)自己的需要,可以實(shí)現(xiàn)程式暫停、單步執(zhí)行。報(bào)警畫面:

當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警故障出現(xiàn)時(shí),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)停止運(yùn)行，并且畫面會(huì)進(jìn)入到報(bào)警畫面,故障警號(hào)會(huì)反白顯示出來(lái)。只有當(dāng)把故障排除后，才可以執(zhí)行其他動(dòng)作。設(shè)參數(shù)功能:

在此功能下,客戶會(huì)根據(jù)實(shí)際的工件需要設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，并且保存于當(dāng)前的參數(shù)組別下,共可以保存1２個(gè)工件參數(shù),有6頁(yè)畫面的參數(shù)可設(shè)。客戶也可以根據(jù)自己的需要,將參數(shù)讀出來(lái)。

(２)

重要功能的實(shí)現(xiàn)急停:

當(dāng)設(shè)備在使用時(shí),出現(xiàn)任何問題時(shí),按下急停,即可阻止危險(xiǎn)動(dòng)作的發(fā)生。松開急停后，系統(tǒng)會(huì)按規(guī)定的動(dòng)作程序執(zhí)行歸位。以下為動(dòng)作流程圖。程序見主控制程式。

讀、寫參數(shù)功能的實(shí)現(xiàn)：

客戶可根據(jù)實(shí)際工件規(guī)格要求設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，并將參數(shù)儲(chǔ)存于控制器中，目前開放了12個(gè)工件參數(shù),同時(shí)方便客戶直接讀參數(shù)。程序見主控制程式。

極繞與層繞功能的實(shí)現(xiàn)：

不同的工件要求不同的繞制方式,目前有兩種:極繞和層繞。極繞根據(jù)每個(gè)極的總匝數(shù),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排線,自動(dòng)分層，直至繞制完成。層繞要求每個(gè)層的匝數(shù)可設(shè),根據(jù)總匝數(shù)分成好多層，一般線徑較粗的用此方式加工。程序見主控制程式。

工件程式的編制:

由于每個(gè)工件的極數(shù)，繞制方式,以及每個(gè)汽缸的動(dòng)作順序都有可能不一樣，所以要求可以用G代碼編寫出來(lái)，這樣從而可以節(jié)省不必要的環(huán)節(jié),大量節(jié)約時(shí)間。工件程式的存儲(chǔ)個(gè)數(shù)可以達(dá)到900多個(gè)，完全可以滿足所有工件形式的加工。3、I/O點(diǎn)規(guī)劃及接線

五、結(jié)束語(yǔ)