基于臺達運動(dòng)控制型PLC 電子凸輪功能的高速繞線(xiàn)機

1引言

本文介紹的全自動(dòng)無(wú)骨架系列空心電磁線(xiàn)圈高速繞線(xiàn)機，可以繞制傳動(dòng)線(xiàn)圈，揚聲器線(xiàn)圈，天線(xiàn)線(xiàn)圈以及各種無(wú)骨架通用線(xiàn)圈。設備具有性能可靠，高速高效率，自動(dòng)化程度高，適合于線(xiàn)圈制造業(yè)的批量生產(chǎn)，如圖1所示。


圖1空心電磁線(xiàn)圈

一般普通繞線(xiàn)機采用內置脈沖功能的小型PLC，通過(guò)繞線(xiàn)軸編碼器速度輸出到PLC內置高速輸入點(diǎn)，將繞線(xiàn)軸與排線(xiàn)軸的速比進(jìn)行簡(jiǎn)單速度同步，這種方法受 PLC運算影響，同步精度差，計算量大，CPU處理時(shí)間較長(cháng)，因此會(huì )出現繞線(xiàn)不均勻，堆積，塌陷等問(wèn)題，嚴重影響繞線(xiàn)成品的質(zhì)量，舉例來(lái)說(shuō)，PLC對繞線(xiàn)軸編碼器作高速計數，當到達計數值時(shí)利用中斷方式控制排線(xiàn)軸電機反向繞制，但受CPU運算處理時(shí)間的影響會(huì )出現滯后產(chǎn)生誤差，在低速的情況下尚可基本達到繞制要求，但是對于高速繞制多層線(xiàn)圈時(shí)就會(huì )出現線(xiàn)圈端面不齊整，成品品質(zhì)下降。

臺達DVP-20PM00D是一款專(zhuān)用運動(dòng)控制型PLC，采用高速雙CPU結構形式，利用獨立CPU處理運動(dòng)控制算法，可以很好地實(shí)現各種運動(dòng)軌跡控制、邏輯動(dòng)作控制，直線(xiàn)/圓弧插補控制等，在高速繞線(xiàn)機中利用了20PM運動(dòng)控制器的電子凸輪功能很好的解決了繞線(xiàn)換向出現的繞制不均勻、堆積、不平整等問(wèn)題，如圖2所示。



圖2運動(dòng)控制器DVP-20PM00D

2高速繞線(xiàn)機

2.1設備結構簡(jiǎn)介

高速繞線(xiàn)機共包含九部分機構，如圖3所示。



圖3高速繞線(xiàn)機

（1）機架。機架由角鋼框架及不銹鋼臺面組成，并設置腳輪便于移動(dòng)，當設備到位后可將支腳調低作為穩定支撐。

（2）張力機構。安裝于進(jìn)線(xiàn)部分，作為繞線(xiàn)張力調節，保證線(xiàn)圈繞制時(shí)維持張力恒定，張力調節器具有調節旋鈕可針對不同需求進(jìn)行張力調節設定，調整完畢后，張力調節器自動(dòng)控制繞線(xiàn)張力。

（3）繞線(xiàn)機構。主要由臺達B系列200W伺服電機、同步齒形帶、繞線(xiàn)飛叉組成，是電子凸輪運動(dòng)中的繞制主軸，銅線(xiàn)經(jīng)過(guò)飛叉旋轉繞制于繞線(xiàn)模頭上，是繞線(xiàn)機主要運動(dòng)部件之一。

（4）排線(xiàn)機構。包括臺達B系列100W伺服電機、精密直線(xiàn)螺桿、精密導軌、氣動(dòng)滑叉等，是電子凸輪運動(dòng)中的排線(xiàn)從軸，在繞線(xiàn)運動(dòng)中跟隨繞線(xiàn)主軸正反向往復運動(dòng)實(shí)現排線(xiàn)動(dòng)作，是繞線(xiàn)機主要運動(dòng)部件之一。

（5）工作轉臺

由分度步進(jìn)電機、旋轉臺、線(xiàn)叉、繞線(xiàn)模頭組成，該設備為多任務(wù)位繞線(xiàn)機，在繞線(xiàn)同時(shí)執行模頭預熱、剪線(xiàn)、加熱、脫模等工藝動(dòng)作，這需要工作轉臺按不同工位動(dòng)作完成。

（6）剪線(xiàn)機構。為氣動(dòng)執行機構，主要是將繞制完成的線(xiàn)圈兩端引線(xiàn)剪斷。

（7）脫模機構。由分度步進(jìn)電機、氣動(dòng)脫模組成，將繞制完成的成品從繞線(xiàn)模頭取下。

（8）熱風(fēng)系統。設備配置兩個(gè)可調溫度220V熱風(fēng)槍?zhuān)诶@線(xiàn)前將模頭預熱，繞線(xiàn)后對線(xiàn)圈進(jìn)行熱風(fēng)處理便于脫模。

（9）電氣控制。包含電氣控制箱、觸摸屏操作盒。采用DVP-20PM00D運動(dòng)控制器作為控制核心，觸摸屏作為人機交換，伺服電機作為執行機構，實(shí)現轉軸與排線(xiàn)的精確控制，從而保證繞線(xiàn)的精度。電氣控制系統框圖如圖4所示。



圖4電氣控制系統框圖

2.2工藝流程

繞線(xiàn)頭回原點(diǎn)→進(jìn)給至起繞點(diǎn)→張力調節→模頭預熱→繞線(xiàn)、排線(xiàn)→加熱→剪線(xiàn)→脫?！善贰酥撩撃｜c(diǎn)→進(jìn)給至起繞點(diǎn)循環(huán)生產(chǎn)。