一、YASKAWA機器控制器簡介
安川MP2300多軸運動控制器，將電源、CPU 、I/O以及通訊功能集為一體，并同時具有機器運動控制和邏輯順序控制功能，可以高速處理大容量程序、同步控制多伺服軸，是機器實現(xiàn)運動控制的最佳系統(tǒng)。
該運動控制器所具有的MECHATROLINK-II (10Mbps)總線，是一種高速實時的運動控制總線，通過該總線可進(jìn)行位置、速度、轉(zhuǎn)矩控制，并實現(xiàn)高精度的同步控制，最終可實現(xiàn)各種復(fù)雜的機器動作。同時該總線具有良好的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)功能，可以自動判別連接在MECHATROLINK 上的裝置，利用該自動組態(tài)功能，可以大幅地縮短機器的調(diào)試時間，使自動化工程師可以節(jié)省更多的時間來專注于所要解決的機器工藝問題。
該運動控制器除MECHATROLINK-II總線外，還可以選配其它很多種工業(yè)現(xiàn)場流行的總線，如Ethernet、DeviceNet、PROFIBUS等，綜合了這些得到廣泛應(yīng)用的總線技術(shù)，使得MP2300不僅具有良好的專業(yè)運動控制能力，而且具有了更加良好的開放性，使它的應(yīng)用范圍擴(kuò)展到了更加寬廣的領(lǐng)域。
二、換位導(dǎo)線生產(chǎn)線系統(tǒng)組成及原理
1)、引言
在電氣化的今天，變壓器可以說是無處不在，其在幾乎所有的工業(yè)和生活領(lǐng)域都有著廣泛的使用，制造變壓器的原材料主要是硅鋼片和銅導(dǎo)線，隨著大功率、高效能變壓器逐漸推廣普及，由銅導(dǎo)線加工而成的換位導(dǎo)線成了變壓器制造行業(yè)的首選材料。正是在這樣的背景下，換位導(dǎo)線生產(chǎn)線應(yīng)運而生并逐步得到了更加廣泛而深入的使用。
2)、生產(chǎn)線組成
整條換位導(dǎo)線生產(chǎn)線由下述幾部分機器組成：首先是絞龍，該機器負(fù)責(zé)把所需要加工的銅導(dǎo)線盤按照生產(chǎn)工藝要求安放到相應(yīng)的搖籃位置上；然后是換位頭，該機器是整條生產(chǎn)線的核心機器，就是由這里所有的銅導(dǎo)線被加工成換位導(dǎo)線并送到生產(chǎn)線的下游；這之后是幾組繞包，這些繞包負(fù)責(zé)在換位導(dǎo)線的外面纏繞絕緣紙；經(jīng)過繞包后是牽引，牽引負(fù)責(zé)把正在加工的換位導(dǎo)線不斷的拉出并送至龍門收線，最后由龍門收線將換位導(dǎo)線收成一卷，至此就是換位導(dǎo)線的整個生產(chǎn)流程。
3)、電氣控制原理
經(jīng)過對多種技術(shù)方案的討論，此生產(chǎn)線決定采用MP2000系列中的MP2300作為控制器，由MP2300來實現(xiàn)整條生產(chǎn)線的運動控制和邏輯控制。本系統(tǒng)在MP2300插槽中安裝有218IF-01，LIO-01,LIO-04模塊，其中218IF-01用來和觸摸屏做人機數(shù)據(jù)交換，LIO-01用來接絞龍后面的主軸編碼器，LIO-04接所有的現(xiàn)場開關(guān)量。通過MP2300自身所帶的SVB接口，即MECHATROLINK總線接口，把生產(chǎn)線的所有安川伺服都接入到了MP2300的運動總線中。在本系統(tǒng)的控制下，在生產(chǎn)線開車之前，操作工人會在觸摸屏上通過很直觀的畫面來設(shè)置生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)，生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)確定后，MP2300會相應(yīng)設(shè)置不同伺服軸的電子齒輪參數(shù)，當(dāng)生產(chǎn)線開車生產(chǎn)時，絞龍的主軸編碼器跟隨絞龍旋轉(zhuǎn)，同時就把絞龍的位置信息經(jīng)LIO-01傳送到MP2300中，MP2300經(jīng)過MECHATROLINK就可以控制所有伺服軸的運動，以執(zhí)行生產(chǎn)。
整條生產(chǎn)線的電氣設(shè)計可參見下圖。
換位導(dǎo)線生產(chǎn)線
控制柜內(nèi)
4)、控制系統(tǒng)特點
本電氣控制系統(tǒng)從系統(tǒng)控制到傳動驅(qū)動均采用YASKAWA產(chǎn)品，不僅使得電氣系統(tǒng)更加的簡潔統(tǒng)一、功能完整，而且對于客戶來說機器也具有了更好的維護(hù)性。在本系統(tǒng)中最重要的運動技術(shù)就是采用了MECHATROLINK總線。該總線傳送速度可達(dá)10Mbps，它不僅具備機器控制所必需的轉(zhuǎn)矩、速度、位置控制模式，并且實現(xiàn)了高精度的相位控制。本系統(tǒng)所采用的就是相位控制技術(shù)，即電子軸技術(shù)。傳統(tǒng)的換位導(dǎo)線生產(chǎn)線采用的是機械主軸，這種老式的生產(chǎn)方式不僅機械安裝復(fù)雜，維護(hù)麻煩，運行時噪音大，而且操作起來很不方便，在生產(chǎn)過程中如果更換不同的導(dǎo)線棵數(shù)，操作工在調(diào)試生產(chǎn)工藝時既費時又費力。而通過電子軸技術(shù)，整條生產(chǎn)線的機械主軸就省掉了，不僅如此，操作工的使用也得到大大簡化，只要在觸摸屏上設(shè)置好生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)，不用去調(diào)整任何機械，就可以開始生產(chǎn)了。
傳統(tǒng)的機械主軸生產(chǎn)模式如下圖
最新的電子軸生產(chǎn)模式如下圖
通過上面兩張不同的系統(tǒng)構(gòu)成圖可以看出，電子軸技術(shù)使得生產(chǎn)線不同位置的機械可以受到單獨電機的控制，這樣這些機械之間的各種復(fù)雜運動關(guān)系也就在控制系統(tǒng)中得以更好的實現(xiàn)。
5)、系統(tǒng)組態(tài)說明
從上面的介紹可以看出，MP2300控制器加上MECHATROLINK II運動總線是實現(xiàn)多軸同步運動的關(guān)鍵所在。所有這些豐富的功能都是通過專用軟件MPE720來對MP2300進(jìn)行組態(tài)和編程的。在該軟件中不僅可以設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)，而且可以設(shè)置每個伺服軸的參數(shù)。本系統(tǒng)的硬件組態(tài)如圖所示：
自此圖中可以清晰的反映出當(dāng)前系統(tǒng)所使用的各類硬件以及硬件安插順序。
在SVB處點擊MECHATROLINK總線即可進(jìn)入到總線配置中，參見下圖
通過上圖的組態(tài)，就把整條生產(chǎn)線的伺服軸都接入到了MECHATROLINK總線中。
配置完伺服軸，雙擊SVB即可進(jìn)入到每個伺服軸的組態(tài)中，參加下面兩圖：
在這里可以設(shè)置每個軸的具體參數(shù)，其中Fixed Parameter是固定參數(shù)，在系統(tǒng)運行過程中是不必再修改的；Setup Parameter參數(shù)是伺服軸的設(shè)置參數(shù)，在系統(tǒng)運行過程中可以實時去修改，在Setup Parameter參數(shù)頁中可以看出每個伺服軸的具體某個控制功能在編寫運動程序和邏輯程序的時候就是一個具體的地址單元，工程人員只要在程序中去控制這些地址，就可以簡單方便的去控制每個伺服軸的運行狀況。至此，主要介紹了和多軸控制有關(guān)的組態(tài)方法，其它模塊的組態(tài)可參考相關(guān)幫助文檔。
三、結(jié)束語
在換位導(dǎo)線生產(chǎn)線的自動化設(shè)計方案中，由于采用了安川公司MP2300多軸運動控制器，不僅使得整條生產(chǎn)線的自動化控制水平產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，而且給客戶的實際生產(chǎn)活動帶來了諸多的好處，正是這些優(yōu)點使得這種控制方式在該行業(yè)正在得到越來越多的關(guān)注和應(yīng)用，由此可見優(yōu)秀的機器一定要采用優(yōu)秀的自動化系統(tǒng)，這也是本設(shè)計方案的成功所在。
