用户中心

资讯 > 电动机与运动控制

数控定子绕线机伺服系统应用实例

作者:解 刚,中达电通股份有限公司南京分公司2009.03.12阅读 10519

   利用中达CNC数控系统强大的轴控功能和台达伺服系统快速精准的运动响应,使绕线机的工作效率得到了很大的提高。
  本文主要介绍了数控定子绕线机功能的需求CONTROL ENGINEERING China版权所有,以及系统操作界面和I/O的规划。
  一、前言

数控定子绕线机外观


  图1   数控定子绕线机外观

  目前绕线机的市场可谓庞大,品种繁多,有平行绕线机、环型绕线机、定转子绕线机、纺织绕线机等。本文主要介绍的是利用中达CNC数控系统和伺服产品构建出的设备:数控定子绕线机。他的最大特点是可以自动变换绕线方向,所绕的线圈整齐且圈数准确。操作简便,节省人工,提高产量,产品品质好,其绕线、排线、停车、换槽,完全按程序自动执行。排线宽幅可调,圈数准确。生产速度快,并大量节省线材。下面概述如何利用中达的数控和台达的伺服整合此方案。
  二、技术和精度要求
  客户原用PLC+伺服控制整台设备,因其加工出来的产品的合格率较低,且一些功能无法实现,满足不了市场上需求CONTROL ENGINEERING China版权所有,故提出开发数控定子绕线机,并且需要控制系统和伺服满足如下条件:
  1.伺服运动轴
  在机械上,需要三轴的控制坐标系。其中CONTROL ENGINEERING China版权所有,排线X轴采用伺服电机直接驱动螺距为4mm的滚珠

丝杠,在连接工作台做直线运动;飞叉Y轴采用伺服电机驱动1:2的齿轮箱间接传动,做360度的圆周运动;分度Z轴采用伺服电机驱动1:9的齿轮箱间接传动,做360度的圆周运动。这3个轴要求能够联动。
  此外,对于飞叉轴来说,由于在运动过程中,机械负载惯量会因为绕线的速度的不同而发生较大的变化,这就要求伺服系统具有优异的稳定性、相应性和对负载变化自适应能力。
  2.精度要求
  机械回零精度:排线轴0.005mm 飞叉轴+/-1度 分度轴+/-1度
  定位精度:0.02mm   +/-1度
  要求控制系统和伺服系统能够具有检测反馈,来保证机械运动精度。
  3.CNC控制系统
  因定子绕线机不仅讲究绕的匝数要准确,而且排线出来的密度要均匀,即最少需要两轴之间做插补运算,实现联动;画面可以自由规划;要给客户方便传输加工程序,并且可以对NC程序编辑和存储;控制系统要提供一个D/A口CONTROL ENGINEERING China版权所有,实现恒张力控制功能。
  另外,客户希望数控系统再开放一个轴,以备后用。
  三、方案可行性分析
  通过对机械设计和控制技术的要求分析,确定采用一台中达电通通用的四轴H4-4上位机控制系统+3套台达B系列交流伺服ASD-B做下位机控制的控制架构。
  具体分析如下:
  1.中达电通通用数控H4的主要特点:
  (1)独立的伺服接口,可以实现多轴联动。
  (2)电压命令型(V-Comnand)伺服接口,最小解析精度0.001mm,可配合光栅尺或旋转编码器实现闭环、半闭环控制,能够满足精度要求。
  (3)最大响应速度500KPPS编码器反馈CONTROL ENGINEERING China版权所有,能够满足快速定位的要求。
  (4)控制器内存512K的存储空间,可存储1000个NC加工程序,配合标准的CNC键盘可以轻松的编写加工程序。
  (5)通过CNC简易I/O控制命令和内制PLC开发,能够灵活的实现辅助机能。
  (6)内置可编程PLC,标准配置为24INPUT/16OUTPUT,最大可以在增加32INPUT/32OUTPUT。
  (7)2组D/A输出,2组A/D输入,完全可以满足实现恒张力的控制要求。
  通过比较分析,完全可以满足做为上位机的控制要求。
  2.台达交流伺服系统的主要特点:
  (1)具有多种控制模式,可与上位控制器灵活配合,应用广泛。
  (2)具有位置P-CURVE和速度S-CURVE功能。
  (3)强健式的控制模式,在负载惯量大范围的变化时,系统仍然可以保持优异的性能。
  (4)丰富的软件功能,方便用户调试。
  通过比较分析,台达交流伺服系统完全可以满足做为下位机的控制要求。通过对机械结构、负载惯量、输出扭矩的分析计算,故选用:ASDB 400W*1颗、ASDB 750W*2颗做为下位控制器。
  四、功能设计
  1、系统架构

系统架构
  图2 系统架构

  2、外观和功能需求
  绕线机具有寻原点、点动模式、单次模式、自动模式、编程模式、参数设定、测试输出点功能等多项功能。
  (1)系统操作界面规划
  操作界面主要分为以下几个功能区块:
  开机画面:

 开机画面
  图3 开机画面

  系统在上电后,进入此画面。此时为待机状态,画面的最下一排是功能显示区。
  原点模式:
  当画面在原点模式下,分别按下X、Y、Z功能键,在按下启动键
  可以顺次执行回原点;或者可以按下X&Y&Z功能键,在按下启动键三轴同时回原点。

原点模式画面
  图4 原点模式画面

  手动模式:
  到进入手动模式后,可以分别按下X、Y、Z三轴按键,在按下   可以实现前后移动或正反转。速度值的大小可以设定。

手动模式画面
  图5 手动模式画面

版权声明:版权归控制工程网所有,转载请注明出处!
联系厂商

通过本站与本文涉及的厂商 中达电通股份有限公司 联系,本站注册会员请登录后填写更便捷。 登录注册

  • 您的姓名:
  • 单位名称:
  • 联系电话:
  • 电子邮件:
  • 我想得到贵公司详细的技术资料
  • 我想得到贵公司的价格信息
  • 我想让贵公司销售人员和我联系
  • 我想让贵公司技术支持人员和我联系
其他意向:

频道推荐

关于我们

控制工程网 & CONTROL ENGINEERING China 全球工业控制、自动化和仪器仪表领域的先锋媒体

CE全球

联系我们

商务及广告合作
任小姐(北京)                 夏小姐(上海)
电话:010-82053688      电话:18616877918
rendongxue@cechina.cn      xiashuxian@cechina.cn
新闻投稿:王小姐

关注我们的微信

关于我们 | 网站地图 | 联系我们
© 2003-2018    经营许可编号:京ICP证120335号
公安机关备案号:110102002318  服务热线:010-82053688