铜带镀锡机收卷电控系统的设计

时间：2024-09-06 16:45:20 机电毕业论文我要投稿

相关推荐

铜带镀锡机收卷电控系统的设计

　　摘要：本文介绍了铜带镀锡机收卷的电气控制方法，以及PLC和触摸屏在控制系统中的应用，并介绍了PLC编程和触摸屏的组态。

　　关键词：触摸屏;控制系统;可编程控制器

　　引言

　　随着国内光伏产业的快速发展，对光伏焊带需求量日益增大，开发光伏焊带绕制设备迫在眉睫。为了满足市场的需求，我们在参考进口设备的基础上，开发出了铜带镀锡机，同时收卷中应用PLC和伺服控制技术，使该机能够在中、低速范围满足收卷精度要求，而且在高速运行时依然能够保证收卷误差在允许范围内，解决了收线速度低、排线误差大等问题，满足了中、高端设备的要求。

　　一、铜带镀锡机简介

　　按照工艺要求，设计的铜带镀锡机包括五个部分，即放卷取料、镀锡、牵引、储线、收卷。前四个部分中，通过驱动轮实线带材的前移，有电动机作为动力来实现驱动。最后的收卷部分由卷绕部分和排线部分组成，卷绕电机带动收线盘的旋转，排线电机带动滚轴丝杠水平运动进行排线，绕指一周排线前进一个线宽。卷绕电机和排线电机均采用伺服电机，反应快，精度高，并采用误差较小的同步控制方式，故适用于镀锡铜带轴装收线方式和对精度要求高的场合。

　　二、收线系统原理

　　收线系统主要部件原理图如图1，收卷动力，采用交流伺服电机，以保证良好的调速性能。该电机通过减速机将动力传递到收卷机头，收卷电机伺服驱动器和PLC进行485通讯，将收卷电机速度传递到PLC，根据此速度控制排线伺服电机带动滚轴丝杠做水平运动，从而实现变速下的节距匹配。

　　三、电控系统及配置

　　图1

　　由图1可知，该收卷系统主要控制对象为卷绕电机、水平排线电机和竖直提升电机，要完成卷绕电机的启、停、自动以及排线控制和提升控制，还要提高产品的可靠性。为此本系统采用PLC作为主控制单元，用触摸屏显示、设定工艺参数。系统要求PLC具有较高的脉冲输出，通过比较，选用台达PLC DEP-40EH00T3。

　　伺服电机选型时从能否满足系统需要，再从价格、体积、质量、重量等经济指标下考虑，收卷伺服型号为ECMA-E21310SS，排线伺服型号为ECMAC20807AS，提升伺服为ECMA-C20604AS。

　　图2为PLC电路图，图中X12为旋转编码器输入口，用于对卷绕镀锡铜带的准确记长，其它输入口用于卷绕电机的启动、停止、排线手动控制以及系统初始化等。Y0，Y1高速脉冲输出口分别控制排线伺服的排线频率和排线方向，Y2，Y3高速口分别控制提升伺服的频率和方向。

　　图2

　　同时，对于镀锡铜带来说，厚度一般为0.2～0.25，屈服强度在55～65，即薄又软，绕制过程中容易变形，易拉断，故启动必须平缓启动，启动后速度可加快，停止时为防止乱线，必须缓慢停止。在排线接近两边轴端时，排线如果立即转向，则在轴端一个线宽度内容易形成出现少绕和漏绕现象。为解决此问题，当排线器在轴端反向信号出现时，排线不立即反转，直接绕制适当角度再反向排线，在程序中实现。排线电机运行频率的计算公式为：f=nxdxmxi/60D，式中：n为收卷电机速度，d为节距设定，m为排线伺服电机转一圈所需脉冲数，i为收卷电机轴到排线轴的减速比，D为排线丝杆螺距。

　　从上式可知，m、i、D的值在设备设计完成后为固定值，排线节距d为镀锡铜带的宽度加上排线间隙，镀锡铜带的宽度和排线间隙在系统启动前在触摸屏上设定，也是固定值，只有n值随前道工序出线速度在变化，故f随n的变化成正比例变化，从而实现恒节距排线。

　　四、控制程序设计

　　铜带镀锡机收卷机能实现自动(和前道工序机器联机控制)、手动(本机单独运行即铜带整卷)、初始化等。部分程序如下：

　　排线频率计算程序

　　LD M1000

　　DADD D56 D48 D628

　　DMUL D614 D628 D624

　　DMUL D624 K1 D60

　　DDIV D60 K180 D632

　　MPS

　　AND= C10 K0

　　DMUL D632 K1 D636