PYO伺服驱动器在弹簧机上应用

PYO伺服驱动器在弹簧机上应用 摘要：介绍PYO的PQMB系列伺服驱动器在电脑弹簧机上的应用案例。对于弹簧制造的高精度制造工艺，PYO的PQM系列伺服驱动器以优良的控制性能实现了弹簧机设备快速度高质量的生产要求。 1．引言 得益于交流伺服驱动系统的应用越来越广泛，性能日渐提高，价格日趋合理。弹簧制造机械（以下简称弹簧机）由过去采用纯机械结构改造为电气伺服结构，采用先进无摇臂设计，真正实现了无需排凸轮片、刀具可重用、 机械部件采用世界先进之设计理念，为生产超精密弹簧量身设计而成，卷芯轴和凸轮轴采用伺服马达后，可以很好地简化调机的工序，减少调机时间，从而大大提高生产效率，制造出来的弹簧性能参数得到较大改善，且设备安装维护极为方便，也避免了因机械部件的长期磨损造成的产品性能下降。 本文以深圳超越弹簧设备用PYO的PQM系列伺服驱动器生产宝塔弹簧、双扭簧等复杂高难度异簧工艺为例，详述了PYO的PQM系列伺服驱动器在弹簧制造机上的使用方法，说明了PYO的PQM系列伺服驱动器优良的控制性能能完全满足弹簧制造工艺上精确、快速、稳定、可靠的要求。 2．弹簧机结构和弹簧成形工艺过程 弹簧机主要由：控制器、伺服驱动器和伺服电机、机械结构部件（如齿轮、凸轮、刀具、压轮等）三部分组成，正面外观图如图1所示。控制器是弹簧机设备的核心大脑所在，伺服驱动器和伺服电机是设备的四肢臂膀所在。控制器采用弹簧机专用电脑系统：可记忆999种不同之弹簧程式，程式资料很容易在键盘上设定及改变。控制器提供编程界面以让用户根据所需要生产的弹簧要求设置工艺过程参数，再根据这些工艺过程参数向伺服驱动器发出运动控制指令，伺服电机在伺服驱动器的控制驱动下带动负载完成符合用户要求的工艺过程。 弹簧是在伺服驱动和机械部件的共同作用下成形的，主要机械部件图如图2所示，电气部分由凸轮轴、送线轴、卷芯轴三部分组成，凸轮轴负责切断刀具的移动，送线轴负责弹簧钢丝的移动。卷芯轴：卷芯除了可以在旋转让开空间来完成一些复杂的形状外，也可用来控制弹簧螺距，于 是螺距便可做到数字化控制来简化调机的工序，因此减少调机时间。 弹簧成形工艺示意框图如图3所示，基本过程描述如下：运行前凸轮轴和卷芯轴先归零，凸轮轴在机械凸轮的作用下带动刀具提刀，凸轮轴在单步设置的起始角度至结束角度这段时间内，送线轴根据设置的单步送线值送线（每一运动单位为0.01mm,每一命令最大为99999.99个运到单位），弹簧钢丝在送线压轮的挤压和其中一刀具顶端细沟槽的导引及另一刀具顶端斜披面导引的共同作用下，钢丝向前卷曲成形，同时，卷芯轴可以通过旋转让开空间来完成一些复杂的形状外，也可用来控制弹簧螺距，当完成一系列动作以后，凸轮轴在机械凸轮的作用下带动刀具落刀切断钢丝便生产出了一个弹簧，接着再进行下一个循环工作周期，这样弹簧便一个接一个生产出来。 工艺要求：批量生产时，弹簧长度误差≤0.1mm，弹簧间距误差≤0.05mm，且能连续生产，中途不能出现钢丝脱槽或切碎弹簧。这就对伺服的定位精度，响应时间有较高的要求，同时也要求送线轴伺服启停要迅速，停止时不能有抖动。 3. 调试过程 　　从弹簧成形工艺过程看，生产出来的弹簧参数，如弹簧长度、节距等，不仅与伺服控制性能密切相关，还与系统参数和刀具深度是有关，我们请经验丰富的师傅调试好刀具和设置好系统参数后，重点进行了针对设备中伺服控制性能的调试。 　　设备有检测模式可供单轴运行调试，按照用户要求将凸轮轴定位控制精度调到0.01°以内，送线轴位移精度调到0.05mm以内，刚性也达到用户要求。之后再进行了凸轮轴、送线轴、卷芯轴的联动调试，效果均达到客户要求。 在设备运行模式下，生产速度为150个/分钟时，生产出来的弹簧各项指标满足用户要求，当将生产速度调高到为400个/分钟时，发现生产过程中出现倒线的现象，即转子位置超过了停止位置，然后向后退回，此现象应该是由于送线轴电机工作在频繁启停的状态，驱动器刚性不够，送线轴电机停止时位置超调较大引起电机抖动，调试位置环、速度环和电流环PI参数，直到消除该现象。设置的伺服驱动器主要参数如下： 送线轴伺服驱动器： 参数序号 参数名称 参数值 Pn001 控制方式选择 7（位置控制） Pn063 位置环增益1 200 Pn064 位置环增益2 200 Pn073 编码器反馈输出分频系数 1 Pn066 脉冲输入类型 1（CW/CCW） Pn060 电子齿轮分子 10 Pn061 电子齿轮分母 10 凸轮轴伺服驱动器： 参数序号 参数名称 参数值 Pn001 控制方式选择 7（位置控制） Pn063 位置环增益1 180 Pn064 位置环增益2 180 Pn073 编码器反馈输出分频系数 1 Pn066 脉冲输入类型 1（CW/CCW） Pn060 电子齿轮分子 10 Pn061 电子齿轮分母 10 卷芯轴伺服驱动器： 参数序号 参数名称 参数值 Pn001 控制方式选择 0（位置控制） Pn063 位置环增益1 150 Pn064 位置环增益2 150 Pn073 编码器反馈输出分频系数 1 Pn066 脉冲输入类型 1（CW/CCW） Pn060 电子齿轮分子 10 Pn061 电子齿轮分母 10 4.PYO伺服简介 PYO系列功率范围为0.2 KW—7.5KW，可广泛应用于车床，铣床，加工中心等各种加工设备，而且还能满足印染，包装以及自动化流水线上的各种机械传动需要，采用DSP芯片，大大加快拉数据的采集与处理速度，使电机性能良好。 技术特点: （1）应用大规模门阵列电路，使产品有很高的可靠性 （2）使用最新的功率器件IPM，使驱动器的体积大为减小 （3）操作简便，仅五个按键就能方便地进行试运行、监视及参数设置 （4）监视功能显示24个参数状态，包括电机回转速度、反馈脉冲、指令脉冲、输入输出端口电平及电机电流等 （5）具有RS485通信功能 （6）具有脉冲位置、模拟量输入速度及转矩控制 （7）可设置位置指令脉冲倍率（电子齿轮输入） （8）可设置位置输出脉冲倍率（电子齿轮输出） 5. 结语 得益于PYO的PQM系列伺服驱动器针对不同场合预置了不同参数，整个参数调试的过程简化了很多。弹簧机工作在频繁启停的状态，对交流伺服来说，这是一种严苛的工作环境。PQM伺服在弹簧机上的成功应用，充分证明了PYO产品的优良品质。PYO的PQM系列伺服驱动器及配套电机应用于弹簧机上，设备所生产出来的弹簧完全符合要求，生产速度最快可达500个/分钟，稳定性和可靠性深得用户肯定。之前该厂家采用的是日本某知名品牌伺服，但成本较高，我司伺服驱动器应用于弹簧机上性能已达到日本品牌水准，处于国内领先地位。