【摘要】本文主要介紹了臺(tái)達(dá)總線型運(yùn)動(dòng)控制器10MC的特點(diǎn)，并介紹了臺(tái)達(dá)針對(duì)高速繞線機(jī)提供的解決方案?？偩€型運(yùn)動(dòng)控制器10MC適合在繞線機(jī)上應(yīng)用，它不但能滿足高速數(shù)據(jù)處理的要求，而且有很高的響應(yīng)速度。
【Abstract】This article mainly introduces the characteristics of Delta’s bus Topology motion controller 10MC, and introduced Detla’s solution for high speed winding machine,it not only can satisfy the requirement of high speed data processing,also has high response speed.
【關(guān)鍵字】繞線機(jī)；電子凸輪
【Keywords】winding machine; Electronic CAM

      顧名思義，繞線機(jī)就是把現(xiàn)狀的物體纏繞到固定工件上的機(jī)器。主要以漆包線為主，廣泛應(yīng)用在各種電子類線圈行業(yè)；如繼電器、各種微電機(jī)、電子變壓器、電感線圈、高壓點(diǎn)火線圈、空心線圈、磁石定子電機(jī)、充電鐵芯等。
      對(duì)于目前繞線機(jī)這個(gè)行業(yè)來說，有著很光明的前景，因?yàn)槲覀冇玫降南喈?dāng)多的電子產(chǎn)品都需要用到線圈，小到一個(gè)耳機(jī)，大到汽車電子，都離不開線圈這個(gè)必不可少的電子部件。隨著對(duì)產(chǎn)品卓越性能的不斷追求，對(duì)各個(gè)部件質(zhì)量的要求也在不斷提高，那就需要加工部件的機(jī)械加工出來的產(chǎn)品不但要符合應(yīng)用上的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也要美觀。
      臺(tái)達(dá)目前生產(chǎn)的總線型運(yùn)動(dòng)控制器10MC就很適合在繞線機(jī)上應(yīng)用，它不但能滿足高速數(shù)據(jù)處理的要求，而且有很高的響應(yīng)速度，其主要特點(diǎn)如下：
內(nèi)建高速總線（CANOPEN），可控制高達(dá)16實(shí)軸；
內(nèi)部可構(gòu)建虛軸以及外部編碼器虛主軸（虛軸及外部編碼器主軸范圍為1~18，不可與實(shí)軸編號(hào)重復(fù)）；
強(qiáng)大的現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)支持（DeviceNet主從站，CanOpen主從站以及Profibus-DP從站），可組建功能復(fù)雜的控制系統(tǒng)；
支持眾多的I/O擴(kuò)展（左側(cè)高速AIAO,右側(cè)低速AIAO以及DIDO,溫度模塊等）；
使用簡(jiǎn)單，功能完整，方便應(yīng)用的軟件界面；
提供標(biāo)準(zhǔn)的總線電纜，中斷電阻等，配線簡(jiǎn)單，即插即用，無需用戶自己加工。
1  繞線機(jī)臺(tái)達(dá)方案
1.1系統(tǒng)架構(gòu)
 

1.2實(shí)物照以及產(chǎn)品照片

1.3繞線功能實(shí)現(xiàn)
      在繞線功能的實(shí)現(xiàn)中，首先要能準(zhǔn)確的計(jì)算出每一層需要繞線的圈數(shù)，不同的骨架，對(duì)應(yīng)的繞線圈數(shù)也不同；其次要保證在繞線的過程中讓機(jī)器能暫停，重啟之后在原來的基礎(chǔ)上繼續(xù)運(yùn)行；最后，要保證繞出來的線圈的美觀性以及線圈表面的平整度。
      在這個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中，繞線功能是通過10MC強(qiáng)大的電子凸輪來實(shí)現(xiàn)的，為保證繞線的精度以及穩(wěn)定性，通過10MC內(nèi)建虛軸的功能，讓兩個(gè)繞線軸依照凸輪表的關(guān)系，跟隨虛主軸動(dòng)作，這樣能在很大程度上降低系統(tǒng)誤差。
      假設(shè)：骨架長(zhǎng)度為L(zhǎng)、漆包線線徑為R、每層繞線圈數(shù)為N，則N=L/R。
      凸輪曲線如圖4和圖5所示。
 

根據(jù)以上凸輪表的關(guān)系，在10MC電子凸輪關(guān)系指令（MC_CanIn）中填入已經(jīng)計(jì)算好的主軸放大倍率（MasterScaling）和從軸放大倍率（SlaveScaling）,可以輕松實(shí)現(xiàn)繞線功能，相應(yīng)MC運(yùn)動(dòng)程序如下圖。

繞線過程中的暫停以及重啟，可以通過絕對(duì)位移指令（MC_MoveAbsolute）,停止指令（MC_Stop）以及使能指令（MC_Power）來輕松實(shí)現(xiàn)，相應(yīng)MC運(yùn)動(dòng)程序如下圖所示：

暫停時(shí)，使用MC_Stop,使建立的虛主軸停止運(yùn)行，那么跟它建立了凸輪關(guān)系的兩個(gè)繞線的從軸也將停止運(yùn)行。
      啟動(dòng)時(shí)，使用MC_Power使能伺服驅(qū)動(dòng)器，然后再用它的完成未去使能絕對(duì)位移指令，那么伺服會(huì)從暫停的位置開始，重新跑完未完成的距離。
1.4纏腳功能的實(shí)現(xiàn)
      在繞線開始時(shí)和繞線結(jié)束后，要把漆包線纏繞在相應(yīng)骨架的Pin腳上，那么就需要進(jìn)行纏腳的動(dòng)作，此功能也是通過電子凸輪來實(shí)現(xiàn)，首先建立一個(gè)虛軸，讓這個(gè)虛軸作為主軸，以X,Y,Z三個(gè)實(shí)軸作為從軸，從軸與主軸之間通過凸輪表建立相應(yīng)關(guān)系，主軸運(yùn)動(dòng)時(shí)，從軸跟隨主軸做相關(guān)動(dòng)作。
      纏腳的模式分為兩種，一種是以Z軸為纏繞軸，以X,Y軸作為平面軸進(jìn)行纏腳；一種是以X軸作為纏繞軸，以Y,Z軸作為平面軸進(jìn)行纏腳，纏腳的框圖如圖9所示。

當(dāng)以Z軸作為纏繞軸，以X、Y軸作為平面軸時(shí)，各個(gè)軸相對(duì)應(yīng)的凸輪曲線如圖10、圖11以及圖12所示。

當(dāng)以X軸作為纏繞軸，以Y、Z軸作為平面軸時(shí)，各個(gè)軸相對(duì)應(yīng)的凸輪曲線如下圖所示。

纏腳動(dòng)作對(duì)應(yīng)的MC程序如下所示：
      虛軸建立之后，讓其進(jìn)行絕對(duì)位移，各從軸會(huì)跟隨這個(gè)虛軸進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。

在虛軸建立完成之后，開始進(jìn)行纏腳時(shí)，各從軸要和虛軸建立凸輪關(guān)系，這部分的執(zhí)行就是通過圖17中的程序來完成。

圖17 從軸和虛軸建立凸輪關(guān)系執(zhí)行程序

纏腳的第二種方式在程序上的實(shí)現(xiàn)，與上面的程序類似，只是將軸號(hào)稍做修改，這里就不再重復(fù)說明了。
2 總結(jié)
      在繞線機(jī)行業(yè)里面，采用的Solution主要是以YASKAWA，MITSUBISHI等廠家的為主，相信在以后的發(fā)展中，臺(tái)達(dá)的Solution在這個(gè)行業(yè)里面也會(huì)有其一片廣闊的天空。