基于臺達(dá)運(yùn)動(dòng)控制型PLC 電子凸輪功能的高速繞線機(jī)

1引言

本文介紹的全自動(dòng)無骨架系列空心電磁線圈高速繞線機(jī)，可以繞制傳動(dòng)線圈，揚(yáng)聲器線圈，天線線圈以及各種無骨架通用線圈。設(shè)備具有性能可靠，高速高效率，自動(dòng)化程度高，適合于線圈制造業(yè)的批量生產(chǎn)，如圖1所示。


圖1空心電磁線圈

一般普通繞線機(jī)采用內(nèi)置脈沖功能的小型PLC，通過繞線軸編碼器速度輸出到PLC內(nèi)置高速輸入點(diǎn)，將繞線軸與排線軸的速比進(jìn)行簡單速度同步，這種方法受 PLC運(yùn)算影響，同步精度差，計(jì)算量大，CPU處理時(shí)間較長，因此會出現(xiàn)繞線不均勻，堆積，塌陷等問題，嚴(yán)重影響繞線成品的質(zhì)量，舉例來說，PLC對繞線軸編碼器作高速計(jì)數(shù)，當(dāng)?shù)竭_(dá)計(jì)數(shù)值時(shí)利用中斷方式控制排線軸電機(jī)反向繞制，但受CPU運(yùn)算處理時(shí)間的影響會出現(xiàn)滯后產(chǎn)生誤差，在低速的情況下尚可基本達(dá)到繞制要求，但是對于高速繞制多層線圈時(shí)就會出現(xiàn)線圈端面不齊整，成品品質(zhì)下降。

臺達(dá)DVP-20PM00D是一款專用運(yùn)動(dòng)控制型PLC，采用高速雙CPU結(jié)構(gòu)形式，利用獨(dú)立CPU處理運(yùn)動(dòng)控制算法，可以很好地實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)軌跡控制、邏輯動(dòng)作控制，直線/圓弧插補(bǔ)控制等，在高速繞線機(jī)中利用了20PM運(yùn)動(dòng)控制器的電子凸輪功能很好的解決了繞線換向出現(xiàn)的繞制不均勻、堆積、不平整等問題，如圖2所示。



圖2運(yùn)動(dòng)控制器DVP-20PM00D

2高速繞線機(jī)

2.1設(shè)備結(jié)構(gòu)簡介

高速繞線機(jī)共包含九部分機(jī)構(gòu)，如圖3所示。



圖3高速繞線機(jī)

（1）機(jī)架。機(jī)架由角鋼框架及不銹鋼臺面組成，并設(shè)置腳輪便于移動(dòng)，當(dāng)設(shè)備到位后可將支腳調(diào)低作為穩(wěn)定支撐。

（2）張力機(jī)構(gòu)。安裝于進(jìn)線部分，作為繞線張力調(diào)節(jié)，保證線圈繞制時(shí)維持張力恒定，張力調(diào)節(jié)器具有調(diào)節(jié)旋鈕可針對不同需求進(jìn)行張力調(diào)節(jié)設(shè)定，調(diào)整完畢后，張力調(diào)節(jié)器自動(dòng)控制繞線張力。

（3）繞線機(jī)構(gòu)。主要由臺達(dá)B系列200W伺服電機(jī)、同步齒形帶、繞線飛叉組成，是電子凸輪運(yùn)動(dòng)中的繞制主軸，銅線經(jīng)過飛叉旋轉(zhuǎn)繞制于繞線模頭上，是繞線機(jī)主要運(yùn)動(dòng)部件之一。

（4）排線機(jī)構(gòu)。包括臺達(dá)B系列100W伺服電機(jī)、精密直線螺桿、精密導(dǎo)軌、氣動(dòng)滑叉等，是電子凸輪運(yùn)動(dòng)中的排線從軸，在繞線運(yùn)動(dòng)中跟隨繞線主軸正反向往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)排線動(dòng)作，是繞線機(jī)主要運(yùn)動(dòng)部件之一。

（5）工作轉(zhuǎn)臺

由分度步進(jìn)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)臺、線叉、繞線模頭組成，該設(shè)備為多任務(wù)位繞線機(jī)，在繞線同時(shí)執(zhí)行模頭預(yù)熱、剪線、加熱、脫模等工藝動(dòng)作，這需要工作轉(zhuǎn)臺按不同工位動(dòng)作完成。

（6）剪線機(jī)構(gòu)。為氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，主要是將繞制完成的線圈兩端引線剪斷。

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

（8）熱風(fēng)系統(tǒng)。設(shè)備配置兩個(gè)可調(diào)溫度220V熱風(fēng)槍，在繞線前將模頭預(yù)熱，繞線后對線圈進(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(yùn)動(dòng)控制器作為控制核心，觸摸屏作為人機(jī)交換，伺服電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸與排線的精確控制，從而保證繞線的精度。電氣控制系統(tǒng)框圖如圖4所示。



圖4電氣控制系統(tǒng)框圖

2.2工藝流程

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