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谈谈全自动绕线机控制系统难点分析

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谈谈全自动绕线机控制系统难点分析

发布日期:2018-03-26 作者:威定机械 点击:

    全自动绕线机的电源系统,主要为工业控制计算机与运动控制卡提供电源,为了保护全自动绕线机因为突然掉电对系统和软件造成影响,该部分与设备其余电气部分不公用一组供电线路,而是独立分配供电,并为工控机配备 500W 稳压电源。在突然断电情况下保证工控计算机持续运行半小时以上。伺服驱动器与设备加热系统,共用一套供电系统,系统供电功率为设备设计功率的 1.5 倍。


伺服驱动的控制信号,系统的状态输出信号通过光耦隔离输出;编码器即光栅尺反馈信号,限位信号,主控操作开关信号的输入都通过控制卡上的光耦隔离芯片送入控制卡。实现了工业计算机与设备其余元件的电气隔离。从而最大限度的保证工控计算机与运动控制卡的可靠稳定运行。

另外就是对设备外壳进行安全接地。


全自动绕线机控制系统电气连接包括两部分,一部分为运动控制卡与工控机的连接,另外就是伺服系统与运动控制的卡的连接。


工业计算机与工控机的连接,主要是将运动控制控制卡的金手指插入到工业计算机机箱内的 PCI 插槽中,并用螺钉固定,这一部分需要提示的是,在插入控制卡的时候先用酒精擦拭金手指后再插入。

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控制卡与伺服驱动器,光栅尺,编码器,限位信号,控制开关信号,状态输出信号都是通过固高公司提供的专用转接板进行连接,控制卡与转接板的连接是两个专用的防插错专用屏蔽线缆连接。


其余端子则对应于不同的功能输入端口,这里主要提供电气连接的核心围绕伺服驱动器、光栅尺以及开关量信号与控制卡的电气原理图连接。


伺服驱动器与伺服绕线机之间与编码的连线为专用线缆,但对于伺服驱动器的电气接线给予说明。


在介绍完大致的全自动绕线机和绕制工艺之后,提出了绕线机控制系统需要解决的技术难点, 难点一,就是解决固定座与尾座电机在夹持芯杆旋转时的同步启停问题,除了绕线机结构保证两者的同轴外,即要求二者之间在同步转动过程中不允许产生明显的相对速度,若产生相对运动,严重情况下导致对芯杆的破坏,直接导致绕制失败,轻则对螺旋线的螺距要求不达标,即螺距超差!


难点二,就是滚珠丝杠在水平方向对固定座电机的速度匹配问题,要求水平工作台的直线运动精度,以及对应不同绕制模式时的速度匹配问题,还有就是对应速度的稳定性,即怎么减小速度扰动对绕制螺距的影响。因为速度的不匹配以及运动精度的不精确都直接导致绕制螺旋线圈无法达到工艺误差要求。对于运动精度在这里不得不提到滚珠丝杠自身所具有机械配合误差,在运动过程中的正向误差,回程间隙等带来的种种不利因素。所以这里需要重点考虑丝杠与水平运动工作台的正向补偿技术。还有就是绝对零点的定位技术。为误差补偿提供补偿基准。


难点三,绕制过程中的排线恒张力,因为排线张力的不稳定直接会影响到绕制产品的一致性。从而导致产品无法使用。一方面要求绕线机的设计需要保证在排线过程中保证不出现大的扰动,即通过巧妙的机械设计保证排线过程的平滑,其次就是通过张力传感器监测实时的张力数据,并构建闭环恒张力控制系统,实现恒张力排线。


难点四,因为钨带的硬度比较高,在绕制芯杆接触点瞬间发生较大的形变,极易导致钨带断裂,从而造成了不必要的材料浪费,所以要求系统具有加热功能对钨带进行加热。而加热的温度需要保持恒定,这就需要构建恒温控制系统。


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