隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展,目前全自動繞線機(jī)的機(jī)械精度和控制系統(tǒng)算法都取得了很大的進(jìn)步,并已成為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分。機(jī)械精度的提高主要通過優(yōu)質(zhì)精密耐磨的材料,研制出機(jī)械精度較高的繞線機(jī);而繞線精度卻主要依賴于采用的控制系統(tǒng)和控制算法?v觀繞線機(jī)行業(yè),目前基本都是根據(jù)企業(yè)定制的PLC工業(yè)控制方法實(shí)現(xiàn)繞線。但是在繞制粗線徑漆包線線圈時,并不會出現(xiàn)如圖1. 2所示的理想排線情況。
而是在骨架邊緣處出現(xiàn)跳線和疊線等的問題,每層線圈并非剛好壓在下層線圈上,究其原因有主要有以下幾點(diǎn):
(1)漆包線之間具有相互擠壓的作用力,因此,在排線過程中,漆包線之間會發(fā)生相對的位移;
(2)隨著主軸的轉(zhuǎn)動,漆包線受到的張力也是不斷改變的;
(3)隨著線圈層數(shù)的增加,同層線圈漆包線之間以及不同線圈層漆包線之間的作用力也會發(fā)生變化;
(4)排線并不是剛好滿足整數(shù)圈;
(5)主軸轉(zhuǎn)動過程由于機(jī)械振動,會發(fā)生相對的應(yīng)力和應(yīng)變。
因此會出現(xiàn)如圖1. 3所示的實(shí)際排線情況。
假設(shè)漆包線徑為1mm,線圈骨架寬度為30mm,總共繞制圈數(shù)為300圈,那么根據(jù)傳統(tǒng)的繞線方法,很容易得出:每層排線圈數(shù)二30mm/1mm=30圈,總共繞制10層。但是從圖1. 3可以發(fā)現(xiàn),漆包線并不是平行于骨架邊緣排線,而是有一定的傾斜角度,假設(shè)傾斜角度剛好能跳過一格線圈,那么第一層排線9格后,漆包線已到達(dá)骨架邊緣,于是再繞制一格時,下層線圈就會被擠壓,出現(xiàn)跳線的可能,于是采用傳統(tǒng)的繞線機(jī)來回按整數(shù)圈排線,并且每層都以相同的速度和圈數(shù)來排線就會出現(xiàn)跳線和疊線的問題。
針對上述的問題,主要有以下的研究:有的在骨架邊緣處增設(shè)傳感器,動態(tài)的跟蹤排線過程,準(zhǔn)確的定位排線位置,并與主控設(shè)備通信,改變排線的策略,達(dá)到提高排線的目的,目前主流的繞線機(jī)廠商都是采用這種繞線方式,有的通過安裝視頻監(jiān)控,捕捉繞線的實(shí)際位置,反饋給主控系統(tǒng),動態(tài)的改變排線方式。這些方法的實(shí)現(xiàn)都比較的復(fù)雜,而且成本相對較高。因此,本文提出了內(nèi)嵌PLC的數(shù)控指令的方式實(shí)現(xiàn)非線性算法,即線圈繞制過程中可以實(shí)現(xiàn)非整數(shù)圈繞線,而且每次繞制的速度都可動態(tài)設(shè)定,通過數(shù)控指令的組合來實(shí)現(xiàn)繞線的功能,提高繞線的精度和速度。