VMMORE智能型伺服系统在六段绕线自动出波设备的应用
日期:04-20

1、功能特点
        *内置PLC,布线简洁,4MHZ高速口采集信号,同步响应快速。
        *MSD300根据现场情况,客户工艺要求,专门定制模式。
        *触摸屏的图形化输入提高了人间交互性,可以根据实际情况自由设定参数。
        *表格指令以及运动控制表的使用,简洁易懂,大大减少工程师的工作量。

2、工艺要求
        按照用户产品需求,骨架结构的特殊性,自动绕线机必须分六段绕线。如图1为绕制的产品图。六段绕线自动出波设备要求将直的电阻丝,先通过两个MSD300的伺服电机采用挤压的方式变成波浪形状,并且波深可以设定;再通过主轴和排线轴,将挤压好的电阻丝绕在事先固定在主轴上的骨架上,每段的牙距、圈数、速度都用户可以自由设定。此设备也可以同时绕两根电阻丝,并且可以在一个骨架上自动重复绕制。在整个绕制过程中要求每个波形的一致性要非常好,即使在加减速时也不能出现波形变形的情况。排线轴位置要非常精确,电阻丝绕在骨架上的松紧度要合适。此设备对伺服精度,速度和稳定性都有很高的要求。此外,须增加人机交互界面----------触摸屏,可以手动设置常用参数,如圈数,主轴速度,排线次数等,满足客户常用设置需求。


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图1 绕制的产品

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图2 六段绕线自动出波设备
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图3 触摸屏主画面
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图4 触摸屏参数画面

3、工作原理
        0#主轴,1#排线轴,2#出波上轴,3#出波下轴
        首先在触摸屏上设置每段的牙距,圈数,速度,重复绕制次数和偏移量,当选择“按钮控制”和“左排线”时,按下复位按钮,主轴和排线轴复位运行到指定位置(排线轴运行到左边设定位置停止),再按下回原点按钮,2#、3#轴通过挤压的方式送出指定个数的波形,电阻丝由直线型变成波浪型。挤压方式形成波浪电阻丝,原理如图5,#3轴带动直线电阻丝前行,2#轴控制A、B齿轮挤压电阻丝由直线变成波浪线。A、B齿轮间距即为波浪线的波高,此处波高生产要求为4mm。操作人员将挤压成型的电阻丝挂在固定好的骨架上,按下启动按钮,一次将6段全部绕制完成。如果在没有选择重复绕制的时候,按下回原点按钮,排线轴将运行到复位后的位置并且2#、3#轴通过挤压的方式送出指定个数的波形,等待下一次绕制产品,如果在选择重复绕制的时候,按下回原点按钮,排线轴将运行到偏移设定位置,并且2#、3#轴通过挤压的方式送出指定个数的波形等待继续绕制。
        当选择右排线时,排线轴回原点将运动到右边指定位置。
        当选择脚踏开关控制时,脚踏开关将实现启动,重复绕制,回原点功能。
 

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图5 出波原理图

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图6 流程图


4、系统构成及架构
 
        名称                数量
        触摸屏                1
        伺服MSD300      4


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图7 系统架构


5、工作模式演变
        传统方法之一是用一个PLC控制加定位模块和3个伺服电机,采用MODBUS通信来不断修改3个伺服驱动器的电子此轮比,但问题是响应时间过长,滞后严重,每段绕线完成后都有很明显的停止动作,从整个工艺来说六段不连贯,传统方法中出波工序采用机械齿轮挤压方式完成,不能修改波深大小,并且机械齿轮挤压最大波深不能超过4mm,超过则易被压断,已经不能满足目前市场需要。
采用我们VMMORE伺服PLC运行控制模式来控制和内部DBUS通信,位置模式和同步模式自由切换,使程序编写更加简单灵活,内部DBUS通信减少了通讯程序的编写,减少了编程难度,缩短了程序扫描周期,可以使六段绕线能连贯在一起,不会出现停顿。VMMORE伺服高精度控制,保证了出波的一致性,为整个工艺提供了安全,可靠的保障。

6、主要参数
        此方案使用了MSD300伺服控制器中PLC运行控制模式下的位置模式和同步模式,在运行过程自由切换控制模式。
        数据如下:
                a)4轴均为 400W电机
                b)出波上轴直径D1=18MM;
                c)出波下轴直径D2=62.5MM;
                d)编码器为2500线增量式编码器,AB相;
                e)出波上轴减速比1:10;
                f)出波下轴减速比1:10;
                g)主轴减速比1:8;
                h)程序根据每段的牙距,圈数自动计算每段的电子齿轮比。
   
        参数设置(参数均为触摸屏可改)
                a)    圈数            A段,B段,C段,D段,E段,F段
                b)    波数            A段,B段,C段,D段,E段,F段
                c)    牙距            A段,B段,C段,D段,E段,F段
                d)    主轴速度     A段,B段,C段,D段,E段,F段
                e)    齿数
                f)    波深           
                g)    波半径
                h)    排线次数
                i)    偏移位置
                j)    出波上半径
                k)    出波下半径
                l)    回原点速度
                m)    预送波速度
                n)    预送波脉冲数
                o)    排牙感应原点偏移距离
        用户可以根据触摸屏参数设定,可以绕制各种复杂的产品。


7、结语
        采用VMMORE的智能伺服系统构建的六段绕线自动出波设备方案,具有控制精度高,系统稳定性强,设置参数方便易操作,调试简单,为客户专门定制方案,灵活地解决现场多变性带来的不同问题,自动出波功能解决了目前使用机械齿轮出波波高不超过4mm且易被压断的问题,此设备波深完全可以根据用户需要自由设定,完美地满足客户不同需求。