工藝介紹
設備主要用于傳統(tǒng)的圓線電機定子的生產過程,可實現(xiàn)定子線包的綁線。圓線電機定子組裝生產過程,主要分兩部分,前段線和后段線,前段包含插紙機、繞線機和嵌線機,后段包含整形機、綁線機、焊接機和檢測機。
其中綁線機是后段線最為關鍵和復雜的設備,尤其是新能源電機定子綁線機,雖與傳統(tǒng)家電的電機定子綁線機機械部分相同,但由于新能源電機定子槽數(shù)多、尺寸大,加之以自動化生產為主,節(jié)拍要求會更高,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、如何突破綁線機的提速瓶頸?
當前多數(shù)的新能源電機定子綁線機,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,是引領市場、把握先機的關鍵所在。
2、如何實現(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,綁線控制相對簡單,采用固定凸輪曲線實現(xiàn)多軸聯(lián)動即可實現(xiàn);特殊定子,指電機定子線包高度不同,可能有一個或多個特殊高度,導致綁線時需采取特殊凸輪曲線進行綁線。
3、容易導致脫線和產品NG。
由于花式綁線存在多張凸輪表,前后切換時容易出現(xiàn)空一個周期再執(zhí)行新凸輪的情況,主要原因是在觸發(fā)新表的時候,已經錯過了進入新表的起始位,最終導致脫線或產品NG。
解決方案
1、電子凸輪--主虛軸帶動實軸運轉
采用主虛軸帶動所有實軸進行電子凸輪的方案,電子凸輪對應不同定子綁線需要,可隨意設置相位和從軸位置。同時對伺服系統(tǒng)進行高級調諧,實現(xiàn)伺服響應的同步,以確保各個實軸跟隨主虛軸的一致性。
2、活用電子凸輪,對應不同綁線方式
由于繞線工藝不同,導致線嵌入定子后,線包高度不同,以及有UVW三相線頭的影響;另外,綁線機在勾線時,勾線高度又會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,控制較為簡單,通過固定凸輪表,每個軸僅有一組凸輪參數(shù)表,綁線前觸發(fā)一次、周期運行凸輪表即可實現(xiàn)。
花式綁線方式,特殊高度線包對應的槽,可以跳過不綁,也可以多次綁線。所以不同高度的線包,每個伺服需要單獨設置一組凸輪參數(shù),每種線包高度均有一組參數(shù)表,程序控制時,在不同線包高度綁線時進入不同的凸輪表即可實現(xiàn)。
3、預先緩存,實現(xiàn)多張凸輪表的無縫切換
采用凸輪Buffer共混模式,在執(zhí)行原本的凸輪表時,即可先觸發(fā)新表進行緩存,執(zhí)行完成后會自動執(zhí)行新表,由此實現(xiàn)多張凸輪表隨時切換,實現(xiàn)花式綁線的要求,提高綁線品質。
控制系統(tǒng)
采用機械自動化控制器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。
實現(xiàn)價值
1、生產效率:綁線速度高達200針/分鐘以上。
2、設備功能:滿足普通定子的逐槽綁線和特殊定子的花式綁線。
【經營層】
● 當前多數(shù)新能源電機定子綁線機,穩(wěn)定綁線速度在90~100針/分鐘,通過電子凸輪控制技術的靈活運用,使綁線速度提升2倍以上,打造行業(yè)Top競爭力。
【管理層】
● 無需在機械端或控制端進行過多的投入,僅僅通過既有設備的控制升級,不僅節(jié)約大量成本,還實現(xiàn)了效率上質的突破。
● 歐姆龍機械自動化控制器 NX系列,可實現(xiàn)現(xiàn)場生產數(shù)據(jù)的采集、存儲、分析,改善管理課題,提高生產效率。
【工程師層】
● 對應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導入,無需復雜編程。
● 原設備要求為提升至120針/分鐘以上,而如今通過電子凸輪控制的活用,實現(xiàn)了綁線速度200針/分鐘以上,大幅提高了設備性能。
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