“森創(chuàng)”步進(jìn)和交流伺服系統(tǒng)在繞線機(jī)上的應(yīng)用

摘要：“syntron森創(chuàng)”交流伺服系統(tǒng)應(yīng)用于繞線機(jī)上，利用“森創(chuàng)”產(chǎn)品響應(yīng)快、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，很好地滿足了繞線機(jī)的生產(chǎn)工藝要求，增強(qiáng)了系統(tǒng)性能，節(jié)約了設(shè)備成本。其控制系統(tǒng)的核心由步進(jìn)和交流伺服系統(tǒng)組成。

關(guān)鍵詞：繞線機(jī)，步進(jìn)電機(jī)，伺服，控制，森創(chuàng)

1 設(shè)備介紹
繞線機(jī)是電子電器行業(yè)中廣泛使用的一種重要的加工生產(chǎn)設(shè)備，其用途是使用漆包銅線繞制電感線圈。繞線機(jī)在環(huán)形鐵芯調(diào)壓器、變壓器、電流互感器制造行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。

在繞線機(jī)設(shè)備中，上位機(jī)一般采用自行開(kāi)發(fā)的單片機(jī)，外加文本顯示器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，用角度和圈數(shù)來(lái)設(shè)定磁環(huán)繞制幅度，使用步進(jìn)電機(jī)同步排線。目前，國(guó)內(nèi)多數(shù)繞線機(jī)設(shè)備生產(chǎn)廠家依舊使用變頻調(diào)速的普通異步電機(jī)完成繞線過(guò)程，此類電機(jī)低速時(shí)低扭矩的特性，使得必須選擇較大功率的電機(jī)以保證起步階段電機(jī)具有足夠的扭矩完成拖動(dòng)，而龐大的電機(jī)體積又導(dǎo)致設(shè)備難以實(shí)現(xiàn)小型化。定位功能的缺失在原材料價(jià)格日益上漲的今天，更增加了設(shè)備使用者的隱性成本。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，該驅(qū)動(dòng)方式正在逐漸被具有相同可靠性，然而體積小巧、調(diào)速性能更優(yōu)的伺服或無(wú)刷直流電機(jī)所取代。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
為實(shí)現(xiàn)其高速、穩(wěn)定而且十分精確的線圈繞制，在繞線機(jī)的設(shè)計(jì)中普遍采用單片機(jī)進(jìn)行控制，使用步進(jìn)電機(jī)和調(diào)頻調(diào)速伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)雙電機(jī)旋轉(zhuǎn)繞線，并應(yīng)用紅外和霍爾器件檢測(cè)進(jìn)行精確測(cè)控。

以環(huán)形繞線機(jī)為例，工作中繞線輪高速運(yùn)轉(zhuǎn)使繞線所受沖擊慣量較大，為保證繞線質(zhì)量和避免斷線，要求繞線輪啟動(dòng)和停止時(shí)速度是由慢到快，然后再由快到慢平滑過(guò)渡。上位機(jī)輸出－10V～＋10V的模擬電壓，對(duì)應(yīng)電機(jī)－3000RPM～3000RPM的轉(zhuǎn)速，經(jīng)過(guò)優(yōu)化的上位機(jī)輸出電壓曲線配合“森創(chuàng)”交流伺服電機(jī)具有的高動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，很好地完成了該控制要求。設(shè)備采用同步帶的傳動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)繞線輪，繞線最高速度可達(dá)1800RPM。調(diào)試中，電機(jī)在默認(rèn)增益參數(shù)下的特性可能會(huì)因同步帶安裝松緊程度的不同而表現(xiàn)得剛性過(guò)強(qiáng)，通過(guò)對(duì)增益參數(shù)的簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)，有效提高了電機(jī)的柔性，實(shí)現(xiàn)了繞線動(dòng)作啟停過(guò)程的低噪音和平順化。設(shè)備中的自動(dòng)同步排線系統(tǒng)采用“森創(chuàng)” 56或110系列的步進(jìn)電機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)多組主動(dòng)膠輪，采用H橋雙極恒相流細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)的驅(qū)動(dòng)器使得步進(jìn)電機(jī)不僅定位精準(zhǔn)，而且運(yùn)行噪音很小，從而帶動(dòng)鐵芯或線圈按設(shè)定方向和線距均勻排線。

3 使用效果

通過(guò)與行業(yè)領(lǐng)袖企業(yè)的默契配合，“森創(chuàng)”系列電機(jī)在環(huán)形繞線機(jī)上已經(jīng)成功應(yīng)用多年，產(chǎn)品90％以上供應(yīng)國(guó)外市場(chǎng)。“森創(chuàng)”電機(jī)可靠的品質(zhì)、過(guò)硬的性能以及相對(duì)低廉的價(jià)格裝備出了高性價(jià)比的產(chǎn)品，得到了設(shè)備制造商和用戶的一致認(rèn)同。