上海步科自动化有限公司

    关键词：伺服驱动器、总线、调节轮、卷绕轮、摆丝轮、跟随
 
    绕线机系统是一个对速度、精度的控制要求高的一种机械设备，要求控制系统能够提供非常精确、平滑的线速度和灵活的换向能力。我们所做的这套系统是用来绕制耳机里面的音圈的，因此系统的各方面要求更高。整个系统比较复杂，控制设备繁多，各个电机之间要求很高的协调性，该系统采用2套伺服电机控制，而每套伺服电机间均有数据交换，且数据通讯也要求很强的实时性，也就是要求系统具有总线通讯能力。这样就要求伺服驱动器拥有非常强大的功能才能满足控制要求。而我们的伺服驱动器则能满足此类系统控制要求，下面是我们驱动器的一些功能特点：
    
    1、全数字化的速度和位置控制功能，并提供位置、速度和扭矩的控制功能；
 
    2、灵活多变的跟踪控制方式，提供高灵敏度的跟踪效果；
 
    3、可编程控制的数字输入输出；
 
    4、可监控电机短路、电压、温度、编码器、位置跟踪和电流过高等故障；
 
    5、可通过RS232、RS485、Profibus、CAN通讯口进行参数设定；
 
    因此我们的伺服驱动器完全有能力胜任这份工作，下面大致介绍下这套系统：

    一、系统框图

    说明：100W伺服为排线电机，200W伺服为绕线电机。上图为从绕线机截来的排绕线部分，这为该机械设备的主要部分，其他部分省略了，这样简化出来原理图。原有伺服系统为日系的专用运动控制系统，通过总线来带两套伺服，虽然功能好,但成本太高.

    二、工艺说明
 
    该机械设备为绕耳机里面音圈的设备，被绕的金属丝线最细为2丝，设备启动后，所有汽缸都复位，此时Guide气缸带动的排线机构通过滑轨平台整体右移到排线初始位置，排线电机回原点，同时绕线电机转动到开始角位置。把线穿好引在排线轮上和绕线轴上,这时绕线电机启动持续运转，同时排线电机跟随排线进行缠绕，绕制的圈数达到设定的数值之后，排线电机反相绕线，直到绕线的层数达到设定值，排线和绕线伺服电机停止；

    三、工艺要求
 
    1：产品绕制要求，金属丝线要一根紧靠一根，完成后到显微镜下观看要像一面镜子，每圈之间的金属丝不能有叠绕。边缘要齐整，起始丝的位置和截断的丝要在同一边缘。
 
    2：系统要可自动，可手动一步步操作，要进行复位操作，所有汽缸也要求能单独操作。
 
    3：触摸屏上要能设置所有电机参数，显示对应数据；

    四、技术难点和重点
 
    1：绕线精度高，排线要紧密，换向不能停顿，不过冲，边缘要齐整
 
    2：整套系统逻辑动作要严谨配合，丝毫差错就会影响到精度及元器件损坏
 
    3：产品稳定性好，动作可靠。
 
    五、kinco解决方案配置
 
    绕线电机采用性能更好的三相伺服ED430带CAN总线的驱动器+60S-0020-30AA-4LG排线电机采用二相伺服 ED100带CAN总线的驱动器+23S21-0560-808N7(80000分辨率)，HMI采用5.7寸真彩显示的MT4300C，PLC采用Kinco K406CN,该PLC带1个CAN通讯接口，还有1个232通讯口和一个485通讯口，功能强大，通讯能力强，另外还采用一个远程总线I/O模块，用于连接远程IO，减少设备接线复杂度。可以视系统复杂度添加更多这样的模块。
 
    六、Kinco提供的解决方案原理
 
    1：绕线电机采用上电或者复位时候采用32号模式回原点，运转过程总采用绝对定位模式，以保证不积累误差，所有的工艺角度都是针对INDEX信号为原点的，以确保精度。绕线的时候采取第一圈不绕线处理，以保证边缘平整。排线电机采用采用上电或者复位时候采用5号模式回原点，绕线过程总采用ED伺服良好的主从跟随功能，跟随绕线电机，到位换向时候直接采取更改齿轮比为负数方法换向，这样不停顿，不过冲，边缘也齐整。
 
    2：PLC控制系统采用的CAN 总线方案，通讯速度快，抗干扰性能好，可靠性高，丰富用户的各种参数设置，易维护。

    七、系统电气框图        
 

    八、结语
 
    1、该系统完全能够满足客户对绕线精度和平整度的要求，同时也降低了系统综合成本，完全能够取代以前的日系控制方案；
伺服内部算法自动计算自身转速，系统响应及时，跟随控制得当，不会出现塔边的情况
   
    2、系统采用CAN总线通讯，增强了系统的抗干扰能力；