YASKAWA MP運動控制器在換位導線生產線中的應用

一、YASKAWA機器控制器簡介

　　安川MP2300多軸運動控制器，將電源、CPU 、I/O以及通訊功能集為一體，并同時具有機器運動控制和邏輯順序控制功能，可以高速處理大容量程序、同步控制多伺服軸，是機器實現運動控制的最佳系統。

　　該運動控制器所具有的MECHATROLINK-II (10Mbps)總線，是一種高速實時的運動控制總線，通過該總線可進行位置、速度、轉矩控制，并實現高精度的同步控制，最終可實現各種復雜的機器動作。同時該總線具有良好的網絡組態功能，可以自動判別連接在MECHATROLINK 上的裝置，利用該自動組態功能，可以大幅地縮短機器的調試時間，使自動化工程師可以節省更多的時間來專注于所要解決的機器工藝問題。

　　該運動控制器除MECHATROLINK-II總線外，還可以選配其它很多種工業現場流行的總線，如Ethernet、DeviceNet、PROFIBUS等，綜合了這些得到廣泛應用的總線技術，使得MP2300不僅具有良好的專業運動控制能力，而且具有了更加良好的開放性，使它的應用范圍擴展到了更加寬廣的領域。

二、換位導線生產線系統組成及原理

　　1)、引言

　　在電氣化的今天，變壓器可以說是無處不在，其在幾乎所有的工業和生活領域都有著廣泛的使用，制造變壓器的原材料主要是硅鋼片和銅導線，隨著大功率、高效能變壓器逐漸推廣普及，由銅導線加工而成的換位導線成了變壓器制造行業的首選材料。正是在這樣的背景下，換位導線生產線應運而生并逐步得到了更加廣泛而深入的使用。

　　2)、生產線組成

　　整條換位導線生產線由下述幾部分機器組成：首先是絞龍，該機器負責把所需要加工的銅導線盤按照生產工藝要求安放到相應的搖籃位置上；然后是換位頭，該機器是整條生產線的核心機器，就是由這里所有的銅導線被加工成換位導線并送到生產線的下游；這之后是幾組繞包，這些繞包負責在換位導線的外面纏繞絕緣紙；經過繞包后是牽引，牽引負責把正在加工的換位導線不斷的拉出并送至龍門收線，最后由龍門收線將換位導線收成一卷，至此就是換位導線的整個生產流程。

　　3)、電氣控制原理

　　經過對多種技術方案的討論，此生產線決定采用MP2000系列中的MP2300作為控制器，由MP2300來實現整條生產線的運動控制和邏輯控制。本系統在MP2300插槽中安裝有218IF-01，LIO-01,LIO-04模塊，其中218IF-01用來和觸摸屏做人機數據交換，LIO-01用來接絞龍后面的主軸編碼器，LIO-04接所有的現場開關量。通過MP2300自身所帶的SVB接口，即MECHATROLINK總線接口，把生產線的所有安川伺服都接入到了MP2300的運動總線中。在本系統的控制下，在生產線開車之前，操作工人會在觸摸屏上通過很直觀的畫面來設置生產工藝數據，生產工藝數據確定后，MP2300會相應設置不同伺服軸的電子齒輪參數，當生產線開車生產時，絞龍的主軸編碼器跟隨絞龍旋轉，同時就把絞龍的位置信息經LIO-01傳送到MP2300中，MP2300經過MECHATROLINK就可以控制所有伺服軸的運動，以執行生產。

　　4)、控制系統特點

　　本電氣控制系統從系統控制到傳動驅動均采用YASKAWA產品，不僅使得電氣系統更加的簡潔統一、功能完整，而且對于客戶來說機器也具有了更好的維護性。在本系統中最重要的運動技術就是采用了MECHATROLINK總線。該總線傳送速度可達10Mbps，它不僅具備機器控制所必需的轉矩、速度、位置控制模式，并且實現了高精度的相位控制。本系統所采用的就是相位控制技術，即電子軸技術。傳統的換位導線生產線采用的是機械主軸，這種老式的生產方式不僅機械安裝復雜，維護麻煩，運行時噪音大，而且操作起來很不方便，在生產過程中如果更換不同的導線棵數，操作工在調試生產工藝時既費時又費力。而通過電子軸技術，整條生產線的機械主軸就省掉了，不僅如此，操作工的使用也得到大大簡化，只要在觸摸屏上設置好生產工藝數據，不用去調整任何機械，就可以開始生產了。

　　通過上面兩張不同的系統構成圖可以看出，電子軸技術使得生產線不同位置的機械可以受到單獨電機的控制，這樣這些機械之間的各種復雜運動關系也就在控制系統中得以更好的實現。

　　5)、系統組態說明

　　從上面的介紹可以看出，MP2300控制器加上MECHATROLINK II運動總線是實現多軸同步運動的關鍵所在。所有這些豐富的功能都是通過專用軟件MPE720來對MP2300進行組態和編程的。在該軟件中不僅可以設置系統參數，而且可以設置每個伺服軸的參數。

　　自此圖中可以清晰的反映出當前系統所使用的各類硬件以及硬件安插順序。

　　在SVB處點擊MECHATROLINK總線即可進入到總線配置中

　　通過上圖的組態，就把整條生產線的伺服軸都接入到了MECHATROLINK總線中。

　　配置完伺服軸，雙擊SVB即可進入到每個伺服軸的組態中

　　在這里可以設置每個軸的具體參數，其中Fixed Parameter是固定參數，在系統運行過程中是不必再修改的；Setup Parameter參數是伺服軸的設置參數，在系統運行過程中可以實時去修改，在Setup Parameter參數頁中可以看出每個伺服軸的具體某個控制功能在編寫運動程序和邏輯程序的時候就是一個具體的地址單元，工程人員只要在程序中去控制這些地址，就可以簡單方便的去控制每個伺服軸的運行狀況。至此，主要介紹了和多軸控制有關的組態方法，其它模塊的組態可參考相關幫助文檔。

三、結束語

　　在換位導線生產線的自動化設計方案中，由于采用了安川公司MP2300多軸運動控制器，不僅使得整條生產線的自動化控制水平產生了質的飛躍，而且給客戶的實際生產活動帶來了諸多的好處，正是這些優點使得這種控制方式在該行業正在得到越來越多的關注和應用，由此可見優秀的機器一定要采用優秀的自動化系統，這也是本設計方案的成功所在。