基于臺達運動(dòng)控制型PLC 電子凸輪功能的高速繞線(xiàn)機
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2.3電氣系統配置
電氣控制主要包括繞排線(xiàn)部分、步進(jìn)分度部分、氣缸動(dòng)作控制部分。具體配置如表1所示。
表1繞線(xiàn)機電控配置
3臺達PLC電子凸輪功能
高速繞線(xiàn)機的主要控制功能基于臺達20PM電子凸輪的應用，使繞制產(chǎn)品的成品品質(zhì)及效率大大提高。以下對電子凸輪功能作簡(jiǎn)單介紹：
3.1什么是電子凸輪
參見(jiàn)圖5，凸輪是用于實(shí)現機械三維空間聯(lián)動(dòng)傳動(dòng)關(guān)系與控制的機械結構。自動(dòng)化運動(dòng)控制系統用軟件程序與伺服電機實(shí)現三維空間聯(lián)動(dòng)傳動(dòng)關(guān)系與控制的軟件系統就是電子凸輪功能。從圖5可以看到，左邊是我們常見(jiàn)的機械式凸輪方式，而右邊就是電子凸輪方式。也就是說(shuō)利用程序的方式（配合伺服單元）完成機械凸輪控制所需要的軌跡，實(shí)現主軸和從軸的嚙合運動(dòng)。
圖4電子凸輪功能
3.2電子凸輪的實(shí)現
（1）獲取主軸位置。獲取主軸位置有多種方法：一是采用虛擬軸，計算簡(jiǎn)單準確；二是從主軸編碼器或伺服脈沖獲取，將主軸編碼器信號進(jìn)行處理；三是從測量編碼器獲取。獲得編碼器信號之后，將其換算成主軸位置。
（2）實(shí)現主從軸的嚙合。實(shí)際上是定義主從軸之間的關(guān)系（稱(chēng)之為camtable）。camtable有兩種方法表述：一是采用X、Y的點(diǎn)對點(diǎn)關(guān)系；二是采用兩者的函數關(guān)系。camtable的獲取也有多種途徑：根據實(shí)際工作中測量到的點(diǎn)與點(diǎn)之間的對應關(guān)系，根據主從軸的標準函數關(guān)系。 camtable可以定義多個(gè)cam曲線(xiàn)。關(guān)系確定和實(shí)現后，根據主軸的位置，就能得到從軸的位置。
3.3臺達運動(dòng)控制型PLC的電子凸輪
臺達20PM運動(dòng)控制器除了實(shí)現直線(xiàn)/圓弧插補以及定位功能之外，內嵌了電子凸輪功能，使其可以應用在多種運動(dòng)控制場(chǎng)合。20PM為2軸運動(dòng)控制器，具有2路500KHz的輸入與輸出，在電子凸輪功能中定義X軸為從軸，Y軸為主軸，當定義好camtable后，從軸依據定義的曲線(xiàn)跟隨主軸運動(dòng)。圖6是電子凸輪圖形化定義軟件主界面。
圖6臺達電子凸輪軟件圖形化定義主界面
在軟件中我們可以清楚地利用圖形方式設定、修改電子凸輪曲線(xiàn)。當我們點(diǎn)擊進(jìn)入資料表單設定按鈕時(shí)會(huì )彈出下面的區段設置表。使用者需先設定 StartAng,EndAng,Stroke以及透過(guò)下拉式選單選取CAMcurve（具有連續、正弦、勻加速等6種曲線(xiàn)，并可加入其它標準曲線(xiàn)和自定義曲線(xiàn)）,在設定完成后按下Settingcompleted按鈕,即可在主畫(huà)面繪制位移,速度,加速度坐標圖7所示。
圖7臺達電子凸輪軟件圖形化定義分界面
圖8是以高速繞線(xiàn)機為例的電子凸輪曲線(xiàn)圖，采用CYCLIC模式排線(xiàn)從軸根據繞線(xiàn)主軸連續正反排線(xiàn)。以下是計算主從軸關(guān)系算式：
主軸轉一圈所出線(xiàn)的距離（圓周長(cháng)）=π＊D（mm）Or繞線(xiàn)模具一圈的出線(xiàn)的距離（圓周長(cháng)）=π＊D（mm）；
排線(xiàn)從軸轉一圈所需脈波數=10000P/R=>相對應轉一圈滾珠螺桿移動(dòng)之距離=10mm；
主軸旋轉一圈所需脈波=3600P/R=>從軸相對應主軸旋轉一圈所轉動(dòng)的圈數所需脈波=100P/R=>相對應滾珠螺桿移動(dòng)之距離=0.1mm
Master/Slave關(guān)系式=（主軸旋轉一圈所需脈波＊凸輪一周期的匝數）/（從軸相對應主軸旋轉一圈所轉動(dòng)的圈數所需脈波＊線(xiàn)徑＊排線(xiàn)寬度的匝數）
圖8高速繞線(xiàn)機電子凸輪曲線(xiàn)圖
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