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利用中達CNC數控係統強大的軸控功能和台達伺服係統快速精準的運動響應，使繞線機的工作效率得到了很大的提高。
本文主要介紹了數控定子繞線機功能的需求，以及係統操作界麵和I/O的規劃。
一、前言
圖1 數控定子繞線機外觀
目前繞線機的市場可謂龐大，品種繁多，有平行繞線機、環型繞線機、定轉子繞線機、紡織繞線機等。本文主要介紹的是利用中達CNC數控係統和伺服產品構建出的設備：數shu控kong定ding子zi繞rao線xian機ji。他ta的de最zui大da特te點dian是shi可ke以yi自zi動dong變bian換huan繞rao線xian方fang向xiang，所suo繞rao的de線xian圈quan整zheng齊qi且qie圈quan數shu準zhun確que。操cao作zuo簡jian便bian，節jie省sheng人ren工gong，提ti高gao產chan量liang，產chan品pin品pin質zhi好hao，其qi繞rao線xian、排線、停車、換(huan)槽(cao)，完(wan)全(quan)按(an)程(cheng)序(xu)自(zi)動(dong)執(zhi)行(xing)。排(pai)線(xian)寬(kuan)幅(fu)可(ke)調(tiao)，圈(quan)數(shu)準(zhun)確(que)。生(sheng)產(chan)速(su)度(du)快(kuai)，並(bing)大(da)量(liang)節(jie)省(sheng)線(xian)材(cai)。下(xia)麵(mian)概(gai)述(shu)如(ru)何(he)利(li)用(yong)中(zhong)達(da)的(de)數(shu)控(kong)和(he)台(tai)達(da)的(de)伺(si)服(fu)整(zheng)合(he)此(ci)方(fang)案(an)。
二、技術和精度要求
客戶原用PLC+sifukongzhizhengtaishebei，yinqijiagongchulaidechanpindehegelvjiaodi，qieyixiegongnengwufashixian，manzubuleshichangshangxuqiu，gutichukaifashukongdingziraoxianji，bingqiexuyaokongzhixitonghesifumanzuruxiatiaojian：
1．伺服運動軸
在機械上，需要三軸的控製坐標係。其中，排線X軸采用伺服電機直接驅動螺距為4mm的滾珠絲杠，在連接工作台做直線運動；飛叉Y軸采用伺服電機驅動1：2的齒輪箱間接傳動，做360度的圓周運動；分度Z軸采用伺服電機驅動1：9的齒輪箱間接傳動，做360度的圓周運動。這3個軸要求能夠聯動。
此(ci)外(wai)，對(dui)於(yu)飛(fei)叉(cha)軸(zhou)來(lai)說(shuo)，由(you)於(yu)在(zai)運(yun)動(dong)過(guo)程(cheng)中(zhong)，機(ji)械(xie)負(fu)載(zai)慣(guan)量(liang)會(hui)因(yin)為(wei)繞(rao)線(xian)的(de)速(su)度(du)的(de)不(bu)同(tong)而(er)發(fa)生(sheng)較(jiao)大(da)的(de)變(bian)化(hua)，這(zhe)就(jiu)要(yao)求(qiu)伺(si)服(fu)係(xi)統(tong)具(ju)有(you)優(you)異(yi)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)、相應性和對負載變化自適應能力。
2．精度要求
機械回零精度：排線軸0.005mm 飛叉軸+/-1度 分度軸+/-1度
定位精度：0.02mm +/-1度
要求控製係統和伺服係統能夠具有檢測反饋，來保證機械運動精度。
3．CNC控製係統
因定子繞線機不僅講究繞的匝數要準確，而且排線出來的密度要均勻，即最少需要兩軸之間做插補運算，實現聯動；畫麵可以自由規劃；要給客戶方便傳輸加工程序，並且可以對NC程序編輯和存儲；控製係統要提供一個D/A口，實現恒張力控製功能。
另外，客戶希望數控係統再開放一個軸，以備後用。
三、方案可行性分析
通過對機械設計和控製技術的要求分析，確定采用一台中達電通通用的四軸H4-4上位機控製係統+3套台達B係列交流伺服ASD-B做下位機控製的控製架構。
具體分析如下：
1．中達電通通用數控H4的主要特點：
（1） 獨立的伺服接口，可以實現多軸聯動。
（2） 電壓命令型（V-Comnand）伺服接口，最小解析精度0.001mm，可配合光柵尺或旋轉編碼器實現閉環、半閉環控製，能夠滿足精度要求。
（3） 最大響應速度500KPPS編碼器反饋，能夠滿足快速定位的要求。
（4） 控製器內存512K的存儲空間，可存儲1000個NC加工程序，配合標準的CNC鍵盤可以輕鬆的編寫加工程序。
（5） 通過CNC簡易I/O控製命令和內製PLC開發，能夠靈活的實現輔助機能。
（6） 內置可編程PLC，標準配置為24INPUT/16OUTPUT，最大可以在增加32INPUT/32OUTPUT。
（7） 2組D/A輸出，2組A/D輸入，完全可以滿足實現恒張力的控製要求。
通過比較分析，完全可以滿足做為上位機的控製要求。
2．台達交流伺服係統的主要特點：
（1） 具有多種控製模式，可與上位控製器靈活配合，應用廣泛。
（2） 具有位置P-CURVE和速度S-CURVE功能。
（3） 強健式的控製模式，在負載慣量大範圍的變化時，係統仍然可以保持優異的性能。
（4） 豐富的軟件功能，方便用戶調試。
通過比較分析，台達交流伺服係統完全可以滿足做為下位機的控製要求。通過對機械結構、負載慣量、輸出扭矩的分析計算，故選用：ASDB 400W*1顆、ASDB 750W*2顆做為下位控製器。
四、功能設計
1、係統架構
2、外觀和功能需求
繞線機具有尋原點、點動模式、單次模式、自動模式、編程模式、參數設定、測試輸出點功能等多項功能。
（1） 係統操作界麵規劃
操作界麵主要分為以下幾個功能區塊：
開機畫麵：
係統在上電後，進入此畫麵。此時為待機狀態，畫麵的最下一排是功能顯示區。
原點模式：
當畫麵在原點模式下，分別按下X、Y、Z功能鍵，在按下啟動鍵可以順次執行回原點；或者可以按下X&Y&Z功能鍵，在按下啟動鍵三軸同時回原點。
手動模式：
到進入手動模式後，可以分別按下X、Y、Z三軸按鍵，在按 可以實現前後移動或正反轉。速度值的大小可以設定。
自動模式：
在zai自zi動dong模mo式shi下xia，當dang程cheng式shi正zheng在zai運yun行xing時shi，可ke以yi觀guan察cha到dao目mu前qian的de各ge軸zhou的de行xing進jin情qing況kuang，目mu前qian的de加jia工gong程cheng式shi號hao，參can數shu組zu別bie號hao，當dang前qian加jia工gong至zhi第di幾ji極ji，以yi及ji完wan成cheng一yi個ge工gong件jian所suo需xu時shi間jian。並bing且qie可ke以yi根gen據ju自zi己ji的de需xu要yao，可ke以yi實shi現xian程cheng式shi暫zan停ting、單步執行。
報警畫麵：
dangchuxianbaojingguzhangchuxianshi，xitonghuizidongtingzhiyunxing，bingqiehuamianhuijinrudaobaojinghuamian，guzhangjinghaohuifanbaixianshichulai。zhiyoudangbaguzhangpaichuhou，caikeyizhixingqitadongzuo。
設參數功能：
在此功能下，客戶會根據實際的工件需要設置相應的參數，並且保存於當前的參數組別下，共可以保存12個工件參數，有6頁畫麵的參數可設。客戶也可以根據自己的需要，將參數讀出來。
（2） 重要功能的實現
急停：
當dang設she備bei在zai使shi用yong時shi，出chu現xian任ren何he問wen題ti時shi，按an下xia急ji停ting，即ji可ke阻zu止zhi危wei險xian動dong作zuo的de發fa生sheng。鬆song開kai急ji停ting後hou，係xi統tong會hui按an規gui定ding的de動dong作zuo程cheng序xu執zhi行xing歸gui位wei。以yi下xia為wei動dong作zuo流liu程cheng圖tu。
程序見主控製程式。
讀、寫參數功能的實現：
客戶可根據實際工件規格要求設置相應的參數，並將參數儲存於控製器中，目前開放了12個工件參數，同時方便客戶直接讀參數。程序見主控製程式。
極繞與層繞功能的實現：
不同的工件要求不同的繞製方式，目前有兩種：極(ji)繞(rao)和(he)層(ceng)繞(rao)。極(ji)繞(rao)根(gen)據(ju)每(mei)個(ge)極(ji)的(de)總(zong)匝(za)數(shu)，實(shi)現(xian)自(zi)動(dong)排(pai)線(xian)，自(zi)動(dong)分(fen)層(ceng)，直(zhi)至(zhi)繞(rao)製(zhi)完(wan)成(cheng)。層(ceng)繞(rao)要(yao)求(qiu)每(mei)個(ge)層(ceng)的(de)匝(za)數(shu)可(ke)設(she)，根(gen)據(ju)總(zong)匝(za)數(shu)分(fen)成(cheng)好(hao)多(duo)層(ceng)，一(yi)般(ban)線(xian)徑(jing)較(jiao)粗(cu)的(de)用(yong)此(ci)方(fang)式(shi)加(jia)工(gong)。程(cheng)序(xu)見(jian)主(zhu)控(kong)製(zhi)程(cheng)式(shi)。
工件程式的編製：
由於每個工件的極數，繞製方式，以及每個汽缸的動作順序都有可能不一樣，所以要求可以用G代碼編寫出來，這樣從而可以節省不必要的環節，大量節約時間。工件程式的存儲個數可以達到900多個，完全可以滿足所有工件形式的加工。
3、I/O點規劃及接線
五、結束語
該數控定子繞線機控製方案具有控製精度高，係統穩定性強，用戶操作靈活的特點，為利用中達CNC係統和台達伺服在繞線機行業上的典型案例。
利用中達電通開放式、quangongnengtongyongshukongxitong，peihetaidasifuxitongyouyidexingneng，keyilinghuodizhenghechuzhuanyongdekongzhixitong，tigonggengyoujiazhidezhenghefanganyimanzubutongkehuyuxingyedeteshuyaoqiu。
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