YASKAWA MP運(yùn)動(dòng)控制器在換位導(dǎo)線生產(chǎn)線中的應(yīng)用

　　一、YASKAWA機(jī)器控制器簡(jiǎn)介

安川MP2300多軸運(yùn)動(dòng)控制器，將電源、CPU 、I/O以及通訊功能集為一體，并同時(shí)具有機(jī)器運(yùn)動(dòng)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(jī)器實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制的最佳系統(tǒng)。

該運(yùn)動(dòng)控制器所具有的MECHATROLINK-II (10Mbps)總線，是一種高速實(shí)時(shí)的運(yùn)動(dòng)控制總線，通過(guò)該總線可進(jìn)行位置、速度、轉(zhuǎn)矩控制，并實(shí)現(xiàn)高精度的同步控制，最終可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的機(jī)器動(dòng)作。同時(shí)該總線具有良好的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)功能，可以自動(dòng)判別連接在MECHATROLINK 上的裝置，利用該自動(dòng)組態(tài)功能，可以大幅地縮短機(jī)器的調(diào)試時(shí)間，使自動(dòng)化工程師可以節(jié)省更多的時(shí)間來(lái)專注于所要解決的機(jī)器工藝問(wèn)題。

該運(yùn)動(dòng)控制器除MECHATROLINK-II總線外，還可以選配其它很多種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)流行的總線，如Ethernet、DeviceNet、PROFIBUS等，綜合了這些得到廣泛應(yīng)用的總線技術(shù)，使得MP2300不僅具有良好的專業(yè)運(yùn)動(dòng)控制能力，而且具有了更加良好的開(kāi)放性，使它的應(yīng)用范圍擴(kuò)展到了更加寬廣的領(lǐng)域。

二、換位導(dǎo)線生產(chǎn)線系統(tǒng)組成及原理

　　1) 引言

在電氣化的今天，變壓器可以說(shuō)是無(wú)處不在，其在幾乎所有的工業(yè)和生活領(lǐng)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(dǎo)線，隨著大功率、高效能變壓器逐漸推廣普及，由銅導(dǎo)線加工而成的換位導(dǎo)線成了變壓器制造行業(yè)的首選材料。正是在這樣的背景下，換位導(dǎo)線生產(chǎn)線應(yīng)運(yùn)而生并逐步得到了更加廣泛而深入的使用。

　　2) 生產(chǎn)線組成

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

　　3) 電氣控制原理

經(jīng)過(guò)對(duì)多種技術(shù)方案的討論，此生產(chǎn)線決定采用MP2000系列中的MP2300作為控制器，由MP2300來(lái)實(shí)現(xiàn)整條生產(chǎn)線的運(yùn)動(dòng)控制和邏輯控制。本系統(tǒng)在MP2300插槽中安裝有218IF-01，LIO-01,LIO-04模塊，其中218IF-01用來(lái)和觸摸屏做人機(jī)數(shù)據(jù)交換，LIO-01用來(lái)接絞龍后面的主軸編碼器，LIO-04接所有的現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)量。通過(guò)MP2300自身所帶的SVB接口，即MECHATROLINK總線接口，把生產(chǎn)線的所有安川伺服都接入到了MP2300的運(yùn)動(dòng)總線中。在本系統(tǒng)的控制下，在生產(chǎn)線開(kāi)車之前，操作工人會(huì)在觸摸屏上通過(guò)很直觀的畫面來(lái)設(shè)置生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)，生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)確定后，MP2300會(huì)相應(yīng)設(shè)置不同伺服軸的電子齒輪參數(shù)，當(dāng)生產(chǎn)線開(kāi)車生產(chǎn)時(shí)，絞龍的主軸編碼器跟隨絞龍旋轉(zhuǎn)，同時(shí)就把絞龍的位置信息經(jīng)LIO-01傳送到MP2300中，MP2300經(jīng)過(guò)MECHATROLINK就可以控制所有伺服軸的運(yùn)動(dòng)，以執(zhí)行生產(chǎn)。

　　整條生產(chǎn)線的電氣設(shè)計(jì)可參見(jiàn)下圖。

換位導(dǎo)線生產(chǎn)線

控制柜內(nèi)

　　4) 控制系統(tǒng)特點(diǎn)

本電氣控制系統(tǒng)從系統(tǒng)控制到傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)均采用YASKAWA產(chǎn)品，不僅使得電氣系統(tǒng)更加的簡(jiǎn)潔統(tǒng)一、功能完整，而且對(duì)于客戶來(lái)說(shuō)機(jī)器也具有了更好的維護(hù)性。在本系統(tǒng)中最重要的運(yùn)動(dòng)技術(shù)就是采用了MECHATROLINK總線。該總線傳送速度可達(dá)10Mbps，它不僅具備機(jī)器控制所必需的轉(zhuǎn)矩、速度、位置控制模式，并且實(shí)現(xiàn)了高精度的相位控制。本系統(tǒng)所采用的就是相位控制技術(shù)，即電子軸技術(shù)。傳統(tǒng)的換位導(dǎo)線生產(chǎn)線采用的是機(jī)械主軸，這種老式的生產(chǎn)方式不僅機(jī)械安裝復(fù)雜，維護(hù)麻煩，運(yùn)行時(shí)噪音大，而且操作起來(lái)很不方便，在生產(chǎn)過(guò)程中如果更換不同的導(dǎo)線棵數(shù)，操作工在調(diào)試生產(chǎn)工藝時(shí)既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。而通過(guò)電子軸技術(shù)，整條生產(chǎn)線的機(jī)械主軸就省掉了，不僅如此，操作工的使用也得到大大簡(jiǎn)化，只要在觸摸屏上設(shè)置好生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)，不用去調(diào)整任何機(jī)械，就可以開(kāi)始生產(chǎn)了。

　　傳統(tǒng)的機(jī)械主軸生產(chǎn)模式如下圖

　　最新的電子軸生產(chǎn)模式如下圖

　　通過(guò)上面兩張不同的系統(tǒng)構(gòu)成圖可以看出，電子軸技術(shù)使得生產(chǎn)線不同位置的機(jī)械可以受到單獨(dú)電機(jī)的控制，這樣這些機(jī)械之間的各種復(fù)雜運(yùn)動(dòng)關(guān)系也就在控制系統(tǒng)中得以更好的實(shí)現(xiàn)。

　　5) 系統(tǒng)組態(tài)說(shuō)明

從上面的介紹可以看出，MP2300控制器加上MECHATROLINK II運(yùn)動(dòng)總線是實(shí)現(xiàn)多軸同步運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵所在。所有這些豐富的功能都是通過(guò)專用軟件MPE720來(lái)對(duì)MP2300進(jìn)行組態(tài)和編程的。在該軟件中不僅可以設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)，而且可以設(shè)置每個(gè)伺服軸的參數(shù)。本系統(tǒng)的硬件組態(tài)如圖所示：

　　自此圖中可以清晰的反映出當(dāng)前系統(tǒng)所使用的各類硬件以及硬件安插順序。

　　在SVB處點(diǎn)擊MECHATROLINK總線即可進(jìn)入到總線配置中，參見(jiàn)下圖

　　通過(guò)上圖的組態(tài)，就把整條生產(chǎn)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(jìn)入到每個(gè)伺服軸的組態(tài)中，參加下面兩圖：