摘要：琴弦是弦樂器最重要的組成部分，琴弦自動纏繞機(jī)不僅大大提高了產(chǎn)量，還使琴弦音質(zhì)的一致性得以提高。本文以琴弦纏繞機(jī)的實(shí)際應(yīng)用為例，介紹Lenze 自動化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行的特點(diǎn)。
關(guān)鍵字：Lenze自動化系統(tǒng) 琴弦纏繞機(jī) PackML模板 FAST技術(shù)模塊
1 前言
一段優(yōu)美的弦樂背后，除了音樂人的技藝，樂器的質(zhì)量尤其是其中琴弦的音質(zhì)是非常重要的。早期的琴弦制作工藝中，操作者的經(jīng)驗(yàn)以及手法起到了關(guān)鍵作用，導(dǎo)致的結(jié)果就是操作者很難培養(yǎng)，琴弦的音質(zhì)一致性差，同時(shí)給音樂人的音樂制作過程帶來困擾。Lenze整體自動化系統(tǒng)在新型琴弦纏繞機(jī)上的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)琴弦成型的高速穩(wěn)定控制，本文介紹Lenze在琴弦纏繞機(jī)上的解決方案以及應(yīng)用特點(diǎn)。
2 琴弦纏繞機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)
機(jī)械上，該設(shè)備分為左右纏繞軸，以及排線軸，支撐氣缸，扶手氣缸等;設(shè)備采用上下兩層結(jié)構(gòu)，可以獨(dú)立運(yùn)行;根據(jù)實(shí)際的加工琴弦不同，纏繞軸的速度在4000~8000rpm之間不等。
電氣上，p500運(yùn)動控制器和i700伺服系統(tǒng)以及IO1000系統(tǒng)采用高速EtherCAT總線通信;左右纏繞軸在程序編制時(shí)，采用Lenze特有的FAST技術(shù)模塊，使其位置一直跟隨一個(gè)虛軸做位置同步;而排線系統(tǒng)則根據(jù)實(shí)際選擇的產(chǎn)品配方進(jìn)行定位。下圖為系統(tǒng)整體示意圖。
圖1 系統(tǒng)整體示意圖
3 Lenze解決方案及特點(diǎn)
Lenze自動化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的琴弦纏繞機(jī)解決方案，如下圖2所示。配置產(chǎn)品主要包括：P500運(yùn)動控制器、MCA伺服電機(jī)以及MCS伺服減速電機(jī)、遠(yuǎn)程IO等。
圖2 系統(tǒng)配置結(jié)構(gòu)示意圖
3.1 PackML模板
PackML模板是OMAC組織的“包裝設(shè)備語言”;它為自動化系統(tǒng)提供了一種標(biāo)準(zhǔn)，遵循這種標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備可以方便的進(jìn)行設(shè)備管理，故障診斷以及和其他設(shè)備進(jìn)行通信;圖3是在Lenze的運(yùn)動控制器上實(shí)現(xiàn)的PackML狀態(tài)機(jī)示例;開發(fā)者可以根據(jù)需求，進(jìn)行框架內(nèi)的編程，達(dá)到軟件程序的模塊化，流程化。
圖3 Lenze運(yùn)動控制器實(shí)現(xiàn)的PackML狀態(tài)機(jī)
3.2 p500運(yùn)動控制器
p500運(yùn)動控制器是集邏輯控制，運(yùn)動控制，以及人機(jī)界面的一體機(jī)。無風(fēng)扇以及無電池的設(shè)計(jì)保證了其緊湊的尺寸;內(nèi)置高速EtherCAT總線，可以與伺服系統(tǒng)以及IO系統(tǒng)互聯(lián);LAN口用于計(jì)算機(jī)的診斷以及和其他運(yùn)動控制器的通信;可插拔的SD卡可以實(shí)現(xiàn)程序?qū)懭氲撵`活性。支持IEC61131-3的編程方式。下圖是p500運(yùn)動控制器的圖例。
圖4 p500運(yùn)動控制器視圖
3.3 i700伺服驅(qū)動器
i700伺服驅(qū)動器器采用共直流母線設(shè)計(jì)，分為單軸和雙軸兩種結(jié)構(gòu)形式，單軸最大輸出電流可達(dá)64A，雙軸可以達(dá)到每個(gè)32A。i700本身無需編程，所有程序及參數(shù)保存于上位P500中，這樣可以保證i700更換時(shí)的靈活性。下圖為i700伺服驅(qū)動器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5 i700伺服驅(qū)動器結(jié)構(gòu)示意圖
3.4 FAST技術(shù)模塊
為了讓工程設(shè)計(jì)更為簡單，工程師以及客戶希望把更多的時(shí)間花在其生產(chǎn)工藝的優(yōu)化上?；诖?，Lenze開發(fā)了各種典型應(yīng)用的FAST技術(shù)模塊，它經(jīng)過Lenze大量的實(shí)踐驗(yàn)證，擁有豐富的接口，可以讓應(yīng)用者快速有效的實(shí)現(xiàn)期望的運(yùn)動控制形式;在此琴弦纏繞機(jī)上用到的FAST技術(shù)模板包括：虛擬主軸模塊，電子軸位置跟隨模塊，以及定位模塊。
4 小結(jié)
Lenze 自動化系統(tǒng)以其強(qiáng)大的編程能力，快速高效的FAST技術(shù)模塊，以及對PackML模板的完美支持，保證了琴弦纏繞機(jī)在現(xiàn)場的高速穩(wěn)定運(yùn)行。
（轉(zhuǎn)載）
