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運(yùn)動(dòng)控制

【行業(yè)案例】新能源汽車電機(jī)定子綁線機(jī)解決方案 | 電子凸輪控制的活用,實(shí)現(xiàn)綁線速度的飛躍

2025China.cn   2021年09月17日

  工藝介紹

  設(shè)備主要用于傳統(tǒng)的圓線電機(jī)定子的生產(chǎn)過程,可實(shí)現(xiàn)定子線包的綁線。圓線電機(jī)定子組裝生產(chǎn)過程,主要分兩部分,前段線和后段線,前段包含插紙機(jī)、繞線機(jī)和嵌線機(jī),后段包含整形機(jī)、綁線機(jī)、焊接機(jī)和檢測(cè)機(jī)。

  其中綁線機(jī)是后段線最為關(guān)鍵和復(fù)雜的設(shè)備,尤其是新能源電機(jī)定子綁線機(jī),雖與傳統(tǒng)家電的電機(jī)定子綁線機(jī)機(jī)械部分相同,但由于新能源電機(jī)定子槽數(shù)多、尺寸大,加之以自動(dòng)化生產(chǎn)為主,節(jié)拍要求會(huì)更高,并且需要滿足不同定子的不同綁線方式(逐槽綁線和花式綁線等)。

  課題

  1、如何突破綁線機(jī)的提速瓶頸?

  當(dāng)前多數(shù)的新能源電機(jī)定子綁線機(jī),穩(wěn)定綁線速度在90~100針/分鐘,如何突破瓶頸,將綁線速度提升至120針/分鐘以上,是引領(lǐng)市場(chǎng)、把握先機(jī)的關(guān)鍵所在。

  2、如何實(shí)現(xiàn)普通定子的逐槽綁線和特殊定子的花式綁線?

  普通定子,指定子的線包高度相同,綁線控制相對(duì)簡(jiǎn)單,采用固定凸輪曲線實(shí)現(xiàn)多軸聯(lián)動(dòng)即可實(shí)現(xiàn);特殊定子,指電機(jī)定子線包高度不同,可能有一個(gè)或多個(gè)特殊高度,導(dǎo)致綁線時(shí)需采取特殊凸輪曲線進(jìn)行綁線。

  3、容易導(dǎo)致脫線和產(chǎn)品NG。

  由于花式綁線存在多張凸輪表,前后切換時(shí)容易出現(xiàn)空一個(gè)周期再執(zhí)行新凸輪的情況,主要原因是在觸發(fā)新表的時(shí)候,已經(jīng)錯(cuò)過了進(jìn)入新表的起始位,最終導(dǎo)致脫線或產(chǎn)品NG。

  解決方案

  1、電子凸輪--主虛軸帶動(dòng)實(shí)軸運(yùn)轉(zhuǎn)

  采用主虛軸帶動(dòng)所有實(shí)軸進(jìn)行電子凸輪的方案,電子凸輪對(duì)應(yīng)不同定子綁線需要,可隨意設(shè)置相位和從軸位置。同時(shí)對(duì)伺服系統(tǒng)進(jìn)行高級(jí)調(diào)諧,實(shí)現(xiàn)伺服響應(yīng)的同步,以確保各個(gè)實(shí)軸跟隨主虛軸的一致性。

  2、活用電子凸輪,對(duì)應(yīng)不同綁線方式

  由于繞線工藝不同,導(dǎo)致線嵌入定子后,線包高度不同,以及有UVW三相線頭的影響;另外,綁線機(jī)在勾線時(shí),勾線高度又會(huì)直接影響綁線的松緊,需要盡可能貼緊線包表面勾線,所以需要線包高度相同的普通定子逐槽綁線方式,以及線包高度不同的花式綁線方式。

  逐槽綁線方式,即每槽綁一針,控制較為簡(jiǎn)單,通過固定凸輪表,每個(gè)軸僅有一組凸輪參數(shù)表,綁線前觸發(fā)一次、周期運(yùn)行凸輪表即可實(shí)現(xiàn)。

  花式綁線方式,特殊高度線包對(duì)應(yīng)的槽,可以跳過不綁,也可以多次綁線。所以不同高度的線包,每個(gè)伺服需要單獨(dú)設(shè)置一組凸輪參數(shù),每種線包高度均有一組參數(shù)表,程序控制時(shí),在不同線包高度綁線時(shí)進(jìn)入不同的凸輪表即可實(shí)現(xiàn)。

  3、預(yù)先緩存,實(shí)現(xiàn)多張凸輪表的無(wú)縫切換

  采用凸輪Buffer共混模式,在執(zhí)行原本的凸輪表時(shí),即可先觸發(fā)新表進(jìn)行緩存,執(zhí)行完成后會(huì)自動(dòng)執(zhí)行新表,由此實(shí)現(xiàn)多張凸輪表隨時(shí)切換,實(shí)現(xiàn)花式綁線的要求,提高綁線品質(zhì)。

  控制系統(tǒng)

  采用機(jī)械自動(dòng)化控制器NX102系列 +AC伺服系統(tǒng)1S系列 + 可編程終端NB系列的整體方案。

  實(shí)現(xiàn)價(jià)值

  1、生產(chǎn)效率:綁線速度高達(dá)200針/分鐘以上。

  2、設(shè)備功能:滿足普通定子的逐槽綁線和特殊定子的花式綁線。

  【經(jīng)營(yíng)層】

  ● 當(dāng)前多數(shù)新能源電機(jī)定子綁線機(jī),穩(wěn)定綁線速度在90~100針/分鐘,通過電子凸輪控制技術(shù)的靈活運(yùn)用,使綁線速度提升2倍以上,打造行業(yè)Top競(jìng)爭(zhēng)力。

  【管理層】

  ● 無(wú)需在機(jī)械端或控制端進(jìn)行過多的投入,僅僅通過既有設(shè)備的控制升級(jí),不僅節(jié)約大量成本,還實(shí)現(xiàn)了效率上質(zhì)的突破。

  ● 歐姆龍機(jī)械自動(dòng)化控制器 NX系列,可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、分析,改善管理課題,提高生產(chǎn)效率。

  【工程師層】

  ● 對(duì)應(yīng)逐槽綁線和花式綁線的多種電子凸輪控制,可直接通過控制器FB導(dǎo)入,無(wú)需復(fù)雜編程。

  ● 原設(shè)備要求為提升至120針/分鐘以上,而如今通過電子凸輪控制的活用,實(shí)現(xiàn)了綁線速度200針/分鐘以上,大幅提高了設(shè)備性能。

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標(biāo)簽:歐姆龍 我要反饋 
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