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。
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：asdb 400w*1颗、asdb 750w*2颗做为下位控制器。 一、前言


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