解析自動繞線機電氣控制系統(tǒng)原理

無獨有偶

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高速化技術-要實現(xiàn)繞線機的數(shù)控高速化,，首先要求數(shù)控系統(tǒng)能對由微小程序段構成的繞線程序進行高速處理,，以計算出伺服電機的移動量,，同時要求伺服電機能高速度地作出反應,。采用32位/64位微處理器,，是提高繞線機數(shù)控系統(tǒng)高速處理能力的有效手段,。在數(shù)控繞線機的高速化中,，提高主軸轉速占有重要地位,。主軸高速化的手段是直接把電機與主軸通過聯(lián)接器，聯(lián)接成一體,，聯(lián)接器的變速功能可將主軸轉速大大提高,。排線部份則采用直線電機技術來替代目前繞線機排線傳動中常用的滾珠絲杠技術，在提高排線精度的同時,，提高了加速度,。除在繞線機上不斷采用新型功能部件外，還需在以下幾個方面進行深入研究：    1.高速繞線必要的工裝模具的跳動及同心度在系統(tǒng)控制的高速運動下,，需要專業(yè)合理的設計需要高精度的加工,，方能滿足高質量的線圈繞制需求。數(shù)控系統(tǒng)方面的問題也不再能歸結為簡單的排線幾何動作問題或靜力學問題,。新型排線架控制作為一個動態(tài)對象,，它并不是“亦步亦趨”地跟隨主軸的轉動對所施加線圈進行排線控制，而力圖表現(xiàn)出它的“柔性前瞻和智能性”,；另一方面,，所施加的控制必須充分顧及被控制對象的動態(tài)特性，才能得到預期的控制效果,。因此,，已經不能像傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)那樣，可以將控制系統(tǒng)與被控制對象分開來研究和制造,，而必須作為一個整體來處理,，研究其在高速狀態(tài)下的動力學問題，以及超高速運動控制條件下光,、電信號的時滯影響及其消除的問題,。在高速情況下，必須研究集數(shù)控系統(tǒng)與控制對象為一體的整體聯(lián)動,、基于整體動力點的非線性控制策略,、智能化控制方法等。
    2.機電特性參數(shù)的辨識、分析與控制優(yōu)化高速控制的核心在于實現(xiàn)高加速度,，為此需要使伺服機構處于最佳工作狀態(tài),，從而獲得系統(tǒng)最大運動加速度。因此,，基于系統(tǒng)整體的加速度控制曲線選擇,、伺服機電參數(shù)的辨識優(yōu)化、多軸增益的協(xié)調控制等是當前繞線機親型數(shù)控化研究的熱點,。
    3.高速,、高精插補運算和控制算法高速、高精插補是將復雜的全自動繞線機運動軌跡按控制規(guī)律分解成伺服控制指令,。繞制高度復雜化的線圈時,，繞線程序由大量細微調整程序構成，繞線機的高速運行除需保證微段程序連續(xù)執(zhí)行外,，還需根據(jù)主軸的變化及時預測線圈當前狀態(tài),，實現(xiàn)高加速度運行要求。這就要求對微段程序的高速,、高精插補,、高速預處理，微段程序的加減速控制,，超前的位置預測,，復雜軌跡的直接插補以及高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)冗M行深入的研究。
    4.面向高速高精線圈繞制的數(shù)控編程原理及方法,傳統(tǒng)的數(shù)控編程解決了中低速運動中的排線架隨軸移動的問題,，但是繞線程序的高速化卻對數(shù)控編程從原理與方法上提出了更高的要求,。為此．必須在研究高速繞線工藝機理的基礎上，研究適用于高速高精度繞線的數(shù)控編程原理及方法,。在這方面,，繞線機高速運動工藝機理、高速繞線參數(shù)知識庫,、基于繞線機高速非線性運動誤差補償?shù)囊?guī)劃,、程序速度變化的平滑過渡、基于STEP的速度標準,、面向特征繞線程序的高級C語言等都是需要研究的內容,。

    高精度化技術提高數(shù)控繞線機的運行精度，一般可通過減少數(shù)控系統(tǒng)的誤差和采用機器前瞻性的誤差補償技術來實現(xiàn),。在減少CNC系統(tǒng)控制誤差方面,，通常采取提高數(shù)控系統(tǒng)的分辨率，提高位置檢測精度的方法,。然而在高速,、高精繞線的情況下,，在線動態(tài)測量和補償存在著高精度與大量程幾何量之間的矛盾，是傳統(tǒng)檢測方法難以完成的,。因此,，需要研究新的測量和補償機理,，即進行高精度,、大量程幾何量的在線動態(tài)檢測原理研究，以及控制誤差的在線和實時檢測,、預報和補償方法等研究,，在位置伺服系統(tǒng)中采用前饋控制與非線性控制等方法。為解決繞線機在高速,、高精度運行中的小步長與大行程之間的矛盾,，需要研究新的高速驅動原理及機構。在繞線機誤差補償技術方面,，除采用齒隙補償,、絲杠螺距誤差補償和夾具補償?shù)燃夹g外，近年來對設備熱變形誤差補償和空間誤差綜合補償技術的研究已成為全行業(yè)范圍的研究課題,。