研控PMC400在壓簧機上的應用

摘 要：本文主要結合深圳研控自動化有限公司四軸控制器PMC400，淺談其在客戶彈簧機上的應用。采用本公司控制器的彈簧機在客戶標準測試程序中加工效率提高了60%。因此大大增強了改進機型的市場競爭力。

1 引言

　　在如今經(jīng)濟不景氣的大環(huán)境下，各行各業(yè)都在尋找降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品效率與質量方法。在此背景下，我們與某客戶公司合作研制的壓簧機系統(tǒng)，在基本沒有增加成本的前提下將客戶公司的某型號的壓簧機生產(chǎn)效率提高了60%。并且在人機交互上更加人性化，操作更加容易。

2 工作原理

　　彈簧機制作彈簧的方式很多，對于壓簧機來說基本方法就是通過調整切刀軸角度帶動凸輪來改變彈簧的直徑。最常用的有如油封圈，電熱絲等。在數(shù)控設備應用前，通過調整機械部分來得到不同直徑和形狀的彈簧，這樣整套設備需要提供太多標準配件，成本很高，但是加工精度不高，而且調試極不方便。

　　數(shù)控系統(tǒng)的應用，使彈簧機的組成有了很大的變化。兩軸協(xié)調不再完全使用機械方式完成，而是通過控制器控制兩軸的進給量來獲得不同樣式的彈簧。當需要彈簧兩不同直徑間平滑過渡時，通過切刀軸與送線軸插補實現(xiàn)。通過彈簧機的這種變徑功能，可以加工出各種形狀和功能的彈簧。

3 技術參數(shù)

　　客戶公司原有兩系列彈簧機系統(tǒng)：一款為基于工控機+板卡的方式，功能很多，能滿足用戶需求，但是成本很高，因此主要控制基于伺服的彈簧機床，在基于步進電機彈簧機控制的應用中由于成本太高市場競爭不強;另一款為基于8051數(shù)控系統(tǒng)由于算法存在一定的問題以及8051計算速度本身的問題，生產(chǎn)效率很低，穩(wěn)定工作標準程序的測試只能達到150次/分。

　　研控公司4軸控制器PMC400是一款基于ARM與FPGA芯片的控制器，運算速度的提升、系統(tǒng)思想的應用以及彈簧機專有算法的改進使得客戶公司的步進系列壓簧機性能有了很大的提高。在動力部分選型時根據(jù)客戶公司彈簧機特點選用了如下表一中的一套配置：

　　表一 彈簧機配置表

　　壓簧機主控界面如下圖：

　　如圖1每屏最多顯示六級數(shù)據(jù)，支持上下翻頁功能，一個流程最多支持98條工序。為提高彈簧精度本系統(tǒng)支持一個探針設置，當探針傳感器檢測到彈簧達到設置長度時系統(tǒng)自動完成當前步驟，完成接下來工序，本功能通過設置順序號前“+”標識。在為客戶做性能測試時，如圖1中參數(shù)為客戶標準測試數(shù)據(jù)，原有控制系統(tǒng)只能達到150次/分，而通過我公司控制器特制彈簧機系統(tǒng)經(jīng)過長時間穩(wěn)定加工次數(shù)超過250次/分，整體性能提高60%以上，大大提高了客戶該系列產(chǎn)品的市場競爭力。

　　原有系統(tǒng)由于段與段間沒有做到速度平滑，在加工過程中出現(xiàn)很在噪音。本系統(tǒng)在工作中在段與段間做了速度平滑處理，在保證加工曲線軌跡不變形的前提下讓電機以合適的速度連續(xù)運行，減小了加工中由于步進電機啟停產(chǎn)生的噪聲。

　　由于該系列產(chǎn)品為非閉環(huán)控制，為解決長時間工作中可能的丟步等異常情況造成的損失，本系統(tǒng)增加了出錯檢測功能，當加工過程中出現(xiàn)丟步等現(xiàn)象時急時處理，減小因此帶來的損失。

4 總結

　　經(jīng)過調試、運行，各項性能達到了用戶要求，控制器易用性上得到了用戶認可。操作界面更加直觀，將步進電機在該系列彈簧機上性能發(fā)揮到最佳，加工速度基本達到極限。研控PMC400四軸控制器在該客戶的應用獲得成功。