高速插針機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn).pdf

1、插針機(jī)是連接器制造業(yè)中的常用機(jī)型，插針機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)，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(dá)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(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計與實現(xiàn)，主要工作如下：1.本文首先對插針機(jī)及插針機(jī)的傳統(tǒng)控制方法進(jìn)行了研究，并詳細(xì)研究了插針機(jī)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(jī)800RPM的結(jié)論

3、。 2.本文根據(jù)控制要求進(jìn)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(dá)模組。然后分別對系統(tǒng)及運動控制部分進(jìn)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(jī)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(jī)

4、的主軸和從軸的關(guān)系進(jìn)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(jī)界面設(shè)計，實現(xiàn)了對高速插針機(jī)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(jī)提速對伺服馬達(dá)提出了較高的控制要求，因此對伺服控制系統(tǒng)進(jìn)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(jī)構(gòu)、測量裝置以及控