【應用案例】繞線機控制方案—新時達SC30運動控制器

繞線機就是把線狀的物體纏繞到特定的工件上的機器。凡是電器產品大多需要用漆包銅線(簡稱漆包線)繞制成電感線圈。繞線機從線圈設計、參數分析、數控編程、到自動補償技術的實現、整個繞線工藝過程自適應診斷及控制、排線部分運動自適應干涉的檢測等，直到繞制出合格的線圈，每一環節都離不開自動化控制，材料學，力學、堆砌理論、測試理論的支持。

繞線機具有一切數控裝備的高速度、高精度、高柔性和高自動化程度等優點，電子產業的進步也逐步向繞線機的數控系統和伺服驅動系統提出了更高要求。高速、高精插補運算是將復雜的全自動繞線機運動軌跡按控制規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執行外，還需根據主軸的變化及時預測線圈當前狀態，實現高加速度運行要求。這就要求控制器能夠完成對微段程序的高速、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據傳輸等。

CODESYS 可開發復雜運動控制器。CODESYS 將運動控制和邏輯控制合二為一，集成在IEC 61131-3標準的 CODESYS 編程系統和 CODESYS 實時內核運行軟件中，形成了 CODESYS Motion CNC Robotics 工具包，從簡單的單軸控制到復雜的 CNC 控制和機器人控制，都可通過工具包實現。

CODESYS 復雜運動控制功能包含了圖形化的DIN 66025編輯器（支持G代碼），CNC庫以及所有用于 CNC 編輯的功能塊，支持從線性到樣條插補的綜合插補功能等。CODESYS 的運動控制具有強大的路徑規劃能力，包括 CNC 刀具半徑補償等。同時，支持虛擬軸和邏輯軸。并支持可視化，在線顯示和規劃3D路徑。

CODESYS 提供完全開放的接口和庫的編程模板，方便用戶基于自己的行業 know-how 進行深入的二次開發，集成自己的算法。

有很多控制器制造商，基于 CODESYS 軟件開發了繞線機控制器。以下，我們分享來自上海新時達的SC系列運動控制器+伺服系統形成的繞線機控制方案：

新時達繞線系統方案

全自動繞線機是近年發展起來的新機種，為了適應高效率、高產量的要求，全自動機種一般都采用多頭聯動設計，新時達繞線機控制方案采用 SC 系列運動控制器和伺服系統作為設備的控制核心，配合機械手、氣動控制元件和執行附件來完成自動排線、自動纏腳、自動剪線、自動裝卸骨架等功能。新時達 SC 系列運動控制器基于 CODESYS 軟件平臺開發，接口結構豐富，綜合性能出眾，能滿足多種場合的需求。

新時達運控繞線機方案支持多工位同時動作，通過控制軟件設置加工工藝類參數，伺服系統響應 SC 系列運動控制器的運動規劃指令，旋轉軸精確定位，飛叉軸快速旋轉，將銅線繞在需加工的鐵芯上。在繞線圈的同時，通過子程序進行上下料，及剝漆皮動作，避免傳統的單一操作模式，有利的提高了機臺的工作效率。

繞線機控制軟件界面

新時達繞線機方案主要由運動控制器、伺服驅動器、伺服電機、HMI、擴展IO、手搖脈沖發生器等組成，系統拓撲如下所示：

新時達運控繞線機方案拓撲

本次方案控制核心由 SC 運動控制器及Sigriner Ω6s系列交流伺服系統組成，應用優勢如下:

            1.集成工藝程序，指令豐富，編程簡便

            2.總線控制，運行穩，效率高，精度準

            3.伺服系統自整定，去共振

加工成品

基于 CODESYS 軟件編程平臺開發的SC 30運動控制器產品被廣泛應用于通用的工業控制場合，除了此次分享的繞線機方案應用效果得到客戶認可之外，還在工業機器人、雕刻機、激光切割、包裝、點膠等領域都得到了良好的應用效果和一致的用戶好評，能成功幫助用戶解決方案復雜、維護成本高等諸多難題。