高速插針機控制系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn).pdf

1、插針機是連接器制造業(yè)中的常用機型，插針機速度的提升可以起到提高效率，減少人力，降低成本的效果，因此世界主要的幾個連接器制造商在插針機速度提升方面都花費了大量的人力和物力。本人有幸參加了高速插針機這個設(shè)計項目，并在其中承擔(dān)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)的工作。 本課題的主要目的是設(shè)計開發(fā)一臺標(biāo)準(zhǔn)的高速插針機，設(shè)計速度要求為800RPM。本設(shè)備中的凸輪主軸和兩個滾珠絲桿承座分別由三個交流同步伺服馬達傳動實現(xiàn)，分別命名為主軸，從軸1和從軸2。設(shè)備運

2、行時，由主軸完成端子送料、端子裁切、端子插針動作；從軸1和從軸2完成塑膠的交替送料。 本文對高速插針機控制系統(tǒng)進行了設(shè)計與實現(xiàn)，主要工作如下：1.本文首先對插針機及插針機的傳統(tǒng)控制方法進行了研究，并詳細(xì)研究了插針機的一種傳統(tǒng)控制方法---高速計數(shù)器中斷法。對其硬件系統(tǒng)和軟件平臺的搭建和PLC及伺服驅(qū)動器的設(shè)置做了較詳細(xì)的說明，對利用高速計數(shù)器方法在控制方面造成時間浪費做了具體分析，得出利用傳統(tǒng)的控制方法不可能實現(xiàn)插針機800RPM的結(jié)論

3、。 2.本文根據(jù)控制要求進行了控制方案設(shè)計，據(jù)此確定了控制器、觸摸屏、I/O模塊及同步伺服馬達模組。然后分別對系統(tǒng)及運動控制部分進行了可行性評估，評估確認(rèn)選用這套系統(tǒng)可以實現(xiàn)插針機800RPM。 3.利用貝加萊(B&R) PCC的軟件工作平臺Automation Studio完成了控制程序的設(shè)計。由于貝加萊PCC采用分時多任務(wù)操作系統(tǒng)，控制程序采用模塊化設(shè)計，用不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，并依據(jù)其重要程度采用不同的掃描周期。根據(jù)高速插針機

4、的主軸和從軸的關(guān)系進行了凸輪跟隨配置設(shè)計。在此軟件平臺上用ANSI C編程并完成了人機界面設(shè)計，實現(xiàn)了對高速插針機的整體控制，經(jīng)過實踐檢驗，完全滿足設(shè)計要求。 4.插針機提速對伺服馬達提出了較高的控制要求，因此對伺服控制系統(tǒng)進行了整體研究，分析了位置環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán)三閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)。伺服系統(tǒng)的性能要求主要表現(xiàn)在穩(wěn)態(tài)跟蹤的精確性、動態(tài)響應(yīng)的穩(wěn)定性與快速性、對系統(tǒng)參數(shù)變化和不確定干擾的魯棒性。高性能的獲得主要是通過對執(zhí)行機構(gòu)、測量裝置以及控