1 引言
在如今經(jīng)濟(jì)不景氣的大環(huán)境下，各行各業(yè)都在尋找降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品效率與質(zhì)量方法。在此背景下，我們與某客戶公司合作研制的壓簧機(jī)系統(tǒng)，在基本沒有增加成本的前提下將客戶公司的某型號(hào)的壓簧機(jī)生產(chǎn)效率提高了60%。并且在人機(jī)交互上更加人性化，操作更加容易。
2 工作原理
彈簧機(jī)制作彈簧的方式很多，對(duì)于壓簧機(jī)來說基本方法就是通過調(diào)整切刀軸角度帶動(dòng)凸輪來改變彈簧的直徑。最常用的有如油封圈，電熱絲等。在數(shù)控設(shè)備應(yīng)用前，通過調(diào)整機(jī)械部分來得到不同直徑和形狀的彈簧，這樣整套設(shè)備需要提供太多標(biāo)準(zhǔn)配件，成本很高，但是加工精度不高，而且調(diào)試極不方便。
數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用，使彈簧機(jī)的組成有了很大的變化。兩軸協(xié)調(diào)不再完全使用機(jī)械方式完成，而是通過控制器控制兩軸的進(jìn)給量來獲得不同樣式的彈簧。當(dāng)需要彈簧兩不同直徑間平滑過渡時(shí)，通過切刀軸與送線軸插補(bǔ)實(shí)現(xiàn)。通過彈簧機(jī)的這種變徑功能，可以加工出各種形狀和功能的彈簧。
3 技術(shù)參數(shù)
客戶公司原有兩系列彈簧機(jī)系統(tǒng)：一款為基于工控機(jī)+板卡的方式，功能很多，能滿足用戶需求，但是成本很高，因此主要控制基于伺服的彈簧機(jī)床，在基于步進(jìn)電機(jī)彈簧機(jī)控制的應(yīng)用中由于成本太高市場(chǎng)競爭不強(qiáng);另一款為基于8051數(shù)控系統(tǒng)由于算法存在一定的問題以及8051計(jì)算速度本身的問題，生產(chǎn)效率很低，穩(wěn)定工作標(biāo)準(zhǔn)程序的測(cè)試只能達(dá)到150次/分。
研控公司4軸控制器PMC400是一款基于ARM與FPGA芯片的控制器，運(yùn)算速度的提升、系統(tǒng)思想的應(yīng)用以及彈簧機(jī)專有算法的改進(jìn)使得客戶公司的步進(jìn)系列壓簧機(jī)性能有了很大的提高。在動(dòng)力部分選型時(shí)根據(jù)客戶公司彈簧機(jī)特點(diǎn)選用了如下表一中的一套配置：
表一 彈簧機(jī)配置表
壓簧機(jī)主控界面如下圖：
圖1 控制器加工文件參數(shù)界面
如圖1每屏最多顯示六級(jí)數(shù)據(jù)，支持上下翻頁功能，一個(gè)流程最多支持98條工序。為提高彈簧精度本系統(tǒng)支持一個(gè)探針設(shè)置，當(dāng)探針傳感器檢測(cè)到彈簧達(dá)到設(shè)置長度時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)完成當(dāng)前步驟，完成接下來工序，本功能通過設(shè)置順序號(hào)前“+”標(biāo)識(shí)。在為客戶做性能測(cè)試時(shí)，如圖1中參數(shù)為客戶標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試數(shù)據(jù)，原有控制系統(tǒng)只能達(dá)到150次/分，而通過我公司控制器特制彈簧機(jī)系統(tǒng)經(jīng)過長時(shí)間穩(wěn)定加工次數(shù)超過250次/分，整體性能提高60%以上，大大提高了客戶該系列產(chǎn)品的市場(chǎng)競爭力。
原有系統(tǒng)由于段與段間沒有做到速度平滑，在加工過程中出現(xiàn)很在噪音。本系統(tǒng)在工作中在段與段間做了速度平滑處理，在保證加工曲線軌跡不變形的前提下讓電機(jī)以合適的速度連續(xù)運(yùn)行，減小了加工中由于步進(jìn)電機(jī)啟停產(chǎn)生的噪聲。
由于該系列產(chǎn)品為非閉環(huán)控制，為解決長時(shí)間工作中可能的丟步等異常情況造成的損失，本系統(tǒng)增加了出錯(cuò)檢測(cè)功能，當(dāng)加工過程中出現(xiàn)丟步等現(xiàn)象時(shí)急時(shí)處理，減小因此帶來的損失。
4 總結(jié)
經(jīng)過調(diào)試、運(yùn)行，各項(xiàng)性能達(dá)到了用戶要求，控制器易用性上得到了用戶認(rèn)可。操作界面更加直觀，將步進(jìn)電機(jī)在該系列彈簧機(jī)上性能發(fā)揮到最佳，加工速度基本達(dá)到極限。研控PMC400四軸控制器在該客戶的應(yīng)用獲得成功。
（轉(zhuǎn)載）
