基于信捷一體機(jī)的電機(jī)定轉(zhuǎn)子沖壓的新扭槽自動(dòng)控制系統(tǒng)

洪 磊，封 峰，沈 浩

（揚(yáng)力集團(tuán)股份有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225127）

電機(jī)定轉(zhuǎn)子沖片是電機(jī)的重要部件，定轉(zhuǎn)子沖片的質(zhì)量對(duì)電機(jī)性能有直接影響。定轉(zhuǎn)子沖片是由導(dǎo)磁率高、損耗低的硅鋼片制成。

傳統(tǒng)的電機(jī)定轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝效率低、成本高，一般都是基于單工位模具用普通壓力機(jī)沖出定、轉(zhuǎn)子單沖片，再經(jīng)過(guò)機(jī)械齊片，鉚接、扣片等工藝，最終制成鐵芯。電機(jī)定轉(zhuǎn)子沖壓工藝生產(chǎn)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制，形成定轉(zhuǎn)子沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)線[1]。而且已廣泛采用基于多工位級(jí)進(jìn)模具，采用高速機(jī)密壓力機(jī)生產(chǎn)自動(dòng)疊片結(jié)構(gòu)的鐵芯，根據(jù)定轉(zhuǎn)子工藝需求實(shí)現(xiàn)扭槽功能，即可自動(dòng)調(diào)整定轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)和扭斜疊斜槽的角度。因此，在高速精密壓力機(jī)沖壓電機(jī)定轉(zhuǎn)子時(shí)，需要設(shè)計(jì)一種控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)扭槽功能，在沖壓時(shí)以一定的角度同步扭轉(zhuǎn)電機(jī)定轉(zhuǎn)子，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)疊鉚定、轉(zhuǎn)子散片[2]。

1 控制系統(tǒng)組成

本文介紹的電機(jī)定轉(zhuǎn)子沖壓控制系統(tǒng)包括兩部分：P2H系列高速精密壓力機(jī)控制系統(tǒng)，電機(jī)定轉(zhuǎn)子帶回轉(zhuǎn)和扭斜控制裝置子系統(tǒng)兩部分。

1.1 壓力機(jī)控制系統(tǒng)

揚(yáng)力P2H型閉式雙點(diǎn)高速精密壓力機(jī)具有三高特點(diǎn)：精度高、強(qiáng)度高和剛度高。整機(jī)采用齒輪驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)軸左右方向布置，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，耐沖擊磨損，運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲低。齒輪采用高強(qiáng)度齒輪傳遞，高強(qiáng)度齒輪具有齒輪精度高、齒面硬度大，齒面淬火后經(jīng)磨齒處理、承受載荷大等優(yōu)點(diǎn)，且重量輕、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、外形美觀。適用于沖裁、沖孔、落料等工藝，特別適合于大尺寸或多排高精密定轉(zhuǎn)子等高強(qiáng)度薄板類(lèi)連續(xù)沖壓工作，可大大提高生產(chǎn)效率。

如圖1所示，壓力機(jī)控制系統(tǒng)包括Omron NJ控制器、昆侖通態(tài)嵌入式觸摸屏、匯川變頻器、主電機(jī)、電子凸輪編碼器以及其他壓力機(jī)設(shè)備，如光電保護(hù)、快速換模裝置等?？刂破髋c觸摸屏直接以網(wǎng)線實(shí)時(shí)通訊，觸摸屏通過(guò)模擬量模塊控制并反饋?zhàn)冾l器輸出的頻率、電流、電壓。電子凸輪角度編碼器安裝在壓力機(jī)曲軸端部，其信號(hào)線接入電子凸輪CAM335控制器，并將曲軸轉(zhuǎn)過(guò)的角度信號(hào)提供給NJ控制器，同時(shí)將實(shí)時(shí)角度位置顯示在操作面板的跑馬燈上。

圖1 壓力機(jī)控制系統(tǒng)

1.2 扭槽控制系統(tǒng)

本文重點(diǎn)介紹的扭槽控制系統(tǒng)是基于信捷一體機(jī)的新控制系統(tǒng)，其由信捷一體機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器組成。在壓力機(jī)運(yùn)行時(shí)，取電子凸輪角度信號(hào)作為壓力機(jī)與扭槽控制系統(tǒng)的同步型號(hào)，同時(shí)自動(dòng)送料和出料裝置也一起同步運(yùn)行，根據(jù)模具工藝要求，在信捷一體機(jī)觸摸屏畫(huà)面中設(shè)定步進(jìn)電機(jī)脈沖數(shù)，控制器輸出脈沖信號(hào)給步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器提供動(dòng)力輸出給步進(jìn)電機(jī)。

高速精密壓力機(jī)每沖壓一次，控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)一次，步進(jìn)電機(jī)的具體角度數(shù)由脈沖數(shù)決定。控制定轉(zhuǎn)子扭斜的步進(jìn)電機(jī)動(dòng)力輸出由步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器提供，步進(jìn)電機(jī)的輸出軸與模具內(nèi)定轉(zhuǎn)子沖片回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)硬性連接。圖2所示為電機(jī)定轉(zhuǎn)子沖壓控制裝置原理圖。

圖2 新扭槽控制系統(tǒng)原理圖

本文介紹的新扭槽控制系統(tǒng)比舊系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單、便捷。舊扭槽控制系統(tǒng)原理圖如圖3所示，其從PLC要經(jīng)過(guò)工業(yè)交換機(jī)與MCGSE觸摸屏畫(huà)面和主PLC進(jìn)行通訊，此系統(tǒng)成本是新系統(tǒng)的兩倍，而且接線、安裝都比較繁雜，新系統(tǒng)只要在壓力機(jī)機(jī)身上開(kāi)一小孔，將其安裝上即可，接線也簡(jiǎn)單，PLC與觸摸屏集成在一起，無(wú)需另外編寫(xiě)程序，維護(hù)也方便。

2 結(jié)束語(yǔ)

圖3 舊扭槽控制系統(tǒng)原理圖

本文設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的新電機(jī)定轉(zhuǎn)子扭槽控制系統(tǒng)，以P2H系列閉式雙點(diǎn)高速精密壓力機(jī)為主體，配套電機(jī)定轉(zhuǎn)子帶扭槽控制裝置的定轉(zhuǎn)子多工位級(jí)進(jìn)模具，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)定轉(zhuǎn)子自動(dòng)化生產(chǎn)，不僅使客戶生產(chǎn)各型號(hào)電機(jī)能力大大提高，而且相比之前的扭槽控制系統(tǒng)，新扭槽控制系統(tǒng)不僅保證了電機(jī)的高穩(wěn)定技術(shù)性能，滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需要，而且更加簡(jiǎn)潔方便，更具競(jìng)爭(zhēng)力。

[1]湯世松，仲太生，王寅飛，等.電機(jī)定轉(zhuǎn)子沖壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2015，50（5）：44-46.

[2]胡 超，魏國(guó)勇，竇 磊，等.調(diào)速壓力機(jī)自動(dòng)停準(zhǔn)上死點(diǎn)方法[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2010，45（3）：27-28.

[4]陽(yáng)憲惠.現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，1999：56-100.

[5]OMRON技術(shù)控制中心.SYSMAC CS/CJ系列可編程序控制器指令參考手冊(cè).OMRON，2003.