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關(guān)鍵詞:PLC; 伺服電機(jī); 角度傳感器; 焊絲排線系統(tǒng)

0 引言

目前國(guó)內(nèi)同類設(shè)備多是垂直層繞(焊絲與收線軸垂直),設(shè)備易受干擾,停車頻繁,焊絲的張力不均。基于滯后角控制的自動(dòng)排線系統(tǒng)可提高排線的精度和性能。通過(guò)可編程控制器PLC進(jìn)行角度閉環(huán)控制,使焊絲以固定的滯后角度 β在工字輪上進(jìn)行高速層繞。PLC檢測(cè)到角度值并與設(shè)定值比較,偏差使PLC發(fā)出脈沖信號(hào)給伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)直線單元運(yùn)動(dòng),使偏差趨于零,以達(dá)到焊絲以固定滯后角層繞。利用人機(jī)界面完成設(shè)備數(shù)據(jù)的輸入和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了在換向區(qū)外正常速度跟蹤,換向開關(guān)動(dòng)作后快速追趕至同步速度跟蹤,焊絲到達(dá)工字輪邊緣后再次形成新的滯后跟蹤的自動(dòng)排線系統(tǒng)的控制,滿足了排線系統(tǒng)自動(dòng)平穩(wěn)排線的要求[1>-[2>。

1 層繞的工藝原理

自動(dòng)排線器的結(jié)構(gòu)如圖1所示。排線器采用滯后角排線,伺服電機(jī)通過(guò)滾軸絲杠及滑軌推動(dòng)排線器以一定的角度排線。在收線工字輪的內(nèi)徑區(qū)域,當(dāng)從一側(cè)向另一側(cè)排線時(shí),整個(gè)區(qū)域分成一般跟蹤和換向跟蹤兩個(gè)區(qū)域。在一般跟蹤區(qū)域采用固定滯后角跟蹤模式,在換向區(qū)內(nèi)采用變角度跟蹤模式。由于焊絲在層繞至工字輪邊緣時(shí),會(huì)自動(dòng)向相反方向?qū)永@,在這個(gè)過(guò)程中,不允許焊絲有超前角度層繞,否則焊絲間會(huì)出現(xiàn)縫隙,下一層將出現(xiàn)瑕疵,層繞將被迫中斷。因此換向區(qū)內(nèi)的角度檢測(cè)與控制至關(guān)重要。

圖1 焊絲層繞機(jī)自動(dòng)排線器

圖2 換向區(qū)內(nèi)角度的變化過(guò)程

通過(guò)換向開關(guān)動(dòng)作自動(dòng)形成直線單元移動(dòng)方向標(biāo)志,左換向開關(guān)置位右行標(biāo)志,復(fù)位左行標(biāo)志;右換向開關(guān)置位左行標(biāo)志,復(fù)位右行標(biāo)志。收線與倒線開關(guān)的上升沿將對(duì)直線單元的左右行走標(biāo)志取反。以收線右換向?yàn)槔?當(dāng)右換向開關(guān)動(dòng)作瞬間,直線單元以6倍基速快速推進(jìn)至β≤0;當(dāng)主電機(jī)繼續(xù)旋轉(zhuǎn),直線單元以基速繼續(xù)跟蹤,當(dāng)焊絲纏繞接近至工字輪的最右邊一圈線時(shí),直線單元停止,同時(shí)復(fù)位直線單元右行標(biāo)志,置位左行標(biāo)志。收線左換向同理于收線右換向。收線左行時(shí),角度α維持≤中心角+滯后角;右行時(shí),角度α維持≥中心角-滯后角。換向區(qū)內(nèi)角度的變化過(guò)程如圖2所示。

2 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及工作原理

2.1控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖3 排線器控制系統(tǒng)