台达数控定子绕线机伺服系统应用实例(doc9)(1).docx

台达数控定子绕线机伺服系统应用实例利用中达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以及系统操作界面和I/O的规划。一、前言图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：ASDB400W*1颗、ASDB750W*2颗做为下位控制器。四、功能设计1、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：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。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。图5手动模式画面自动模式：在自动模式下当程式正在运行时可以观察到目前的各轴的行进情况目前的加工程式号参数组别号当前加工至第几极以及完成一个工件所需时间。并且可以根据自己的需要可以实现程式暂停、单步