基于臺達運動控制型PLC 電子凸輪功能的高速繞線機

1引言

本文介紹的全自動無骨架系列空心電磁線圈高速繞線機，可以繞制傳動線圈，揚聲器線圈，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，將繞線軸與排線軸的速比進行簡單速度同步，這種方法受 PLC運算影響，同步精度差，計算量大，CPU處理時間較長，因此會出現(xiàn)繞線不均勻，堆積，塌陷等問題，嚴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數(shù)，當(dāng)?shù)竭_計數(shù)值時利用中斷方式控制排線軸電機反向繞制，但受CPU運算處理時間的影響會出現(xiàn)滯后產(chǎn)生誤差，在低速的情況下尚可基本達到繞制要求，但是對于高速繞制多層線圈時就會出現(xiàn)線圈端面不齊整，成品品質(zhì)下降。

臺達DVP-20PM00D是一款專用運動控制型PLC，采用高速雙CPU結(jié)構(gòu)形式，利用獨立CPU處理運動控制算法，可以很好地實現(xiàn)各種運動軌跡控制、邏輯動作控制，直線/圓弧插補控制等，在高速繞線機中利用了20PM運動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運動控制器DVP-20PM00D

2高速繞線機

2.1設(shè)備結(jié)構(gòu)簡介

高速繞線機共包含九部分機構(gòu)，如圖3所示。



圖3高速繞線機

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

（2）張力機構(gòu)。安裝于進線部分，作為繞線張力調(diào)節(jié)，保證線圈繞制時維持張力恒定，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)器自動控制繞線張力。

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

（4）排線機構(gòu)。包括臺達B系列100W伺服電機、精密直線螺桿、精密導(dǎo)軌、氣動滑叉等，是電子凸輪運動中的排線從軸，在繞線運動中跟隨繞線主軸正反向往復(fù)運動實現(xiàn)排線動作，是繞線機主要運動部件之一。

（5）工作轉(zhuǎn)臺

由分度步進電機、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，在繞線同時執(zhí)行模頭預(yù)熱、剪線、加熱、脫模等工藝動作，這需要工作轉(zhuǎn)臺按不同工位動作完成。

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

（7）脫模機構(gòu)。由分度步進電機、氣動脫模組成，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(zhí)行機構(gòu)，實現(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→進給至起繞點→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→進給至起繞點循環(huán)生產(chǎn)。