庸博排线机伺服系统
- 关键词：庸博,伺服,排线机
- 摘要：排线机，也可称之为收线机，是指通过丝杆等横移机构，实现将线材的整齐环绕排布的仪器设备。排线伺服系统内置运动控制功能，无需PLC或者运动控制卡即可实现两轴联动功能。用户使用方便，只需在人机界面设置线宽和盘宽参数，系统根据参数自动生成电子凸轮曲线，系统稳定性高，跟随主轴排出的线美观不散乱。适合多种材料，扁平材料和圆柱型材料等，根据材料的不一样，可选择螺旋式、并列式、梯形式绕线方法。伺服内部有多组电子齿轮比，速度可随时进行调整。
1 排线系统介绍
1.1排线机简介
排线机，也可称之为收线机，是指通过丝杆等横移机构，实现将线材的整齐环绕排布的仪器设备。排线伺服系统内置运动控制功能，无需PLC或者运动控制卡即可实现两轴联动功能。用户使用方便，只需在人机界面设置线宽和盘宽参数，系统根据参数自动生成电子凸轮曲线，系统稳定性高，跟随主轴排出的线美观不散乱。适合多种材料，扁平材料和圆柱型材料等，根据材料的不一样，可选择螺旋式、并列式、梯形式绕线方法。伺服内部有多组电子齿轮比，速度可随时进行调整。
图1.1 排线系统简易结构图
如上图所示，整体结构大概可分为两个部分，一个是左侧的丝杆横移控制排线左右移动的排线机构，另一个是右侧以恒定转速运行的收线机构。
收线机构：以恒定的转速做收线的工作，无其他特别的动作；也可以配合张力伺服进行恒张力放卷收卷。
排线机构：排线伺服控制的机构，主要做往返移动的动作，其中往返运动可带加减速，即加速、同步、减速的一个动作。从一端开始，逐渐加速到设定的转速，防止转速突变带来的机械抖动，然后以恒定的转速逐渐移动到另一端，快接近另一端前，做减速、反向加速动作，再次达到设定的转速，原路返回，当接近起始端的时候，再做减速、反向加速，完成一轮的往返运动。
排线机构：按照排线方式可以分为并列式和螺旋式两种模式。螺旋式和并列式都做往返运动，其中螺旋式其中往返运动可带加减速，即加速、同步、减速的一个动作。从一端开始，逐渐加速到设定的转速，防止转速突变带来的机械抖动，然后以恒定的转速逐渐移动到另一端，快接近另一端前，做减速、反向加速动作，再次达到设定的转速，原路返回，当接近起始端的时候，再做减速、反向加速，完成一轮的往返运动，主轴和从轴一起运动，从侧边看排线方式为螺旋方式。并列式运动处于间歇模式，在一定角度跟随主轴一起运动。
其中，起始端开始运行时，可以有一段的等待时长，用于缠绕线材的首圈，结束端同样可以有一段的停止时长，用于等待线材最后一圈的缠绕，以保证单层的线材的缠绕是完整不留缝隙的。
1.2排线机凸轮曲线：
（1）螺旋模式：排线系统的运动，大致可分为两部分，如下图所示，分别为正向行程和返程两个部分。正向行程和返程动作基本一致，其中，一次的形成包括：等待区、加速区、同步区、减速区4个部分。一般情况下，排线伺服是作为从轴使用，接收来自主轴的输入信号，主轴是以恒定转速在运行。下述表述中，我们把主轴输送给从轴的信号，称之为送料长度。
图1.2 螺旋模式排线系统曲线图
等待区：在正向行程的开始或者返程的开始，若送料长度尚未达到指定的等待长度，则驱动器接收主轴脉冲但电机不运行；
加速区：从轴持续接收主轴脉冲，当送料长度达到设定的等待长度，控制电机加速至与主轴运行相同的转速，然后同步跟随主轴运行。
同步区：进入同步状态，从轴跟随送料长度运行，速度均匀，当送料长度达到给定的同步区长度后，开始进入减速区。
减速区：控制伺服电机减速直到完全停止，同时，仍然持续侦测并累计进料长度；当电机停止且存在等待长度（或停止长度）时，则驱动器进入等待区，否则立即进入返程状态。
（2）并列模式：绿色为从轴脉冲-时间曲线；黄色为主轴脉冲-时间曲线；
适合用于小线径，低速两端面平齐度较高场合；
图1.3 并列模式排线系统曲线图
2 排线系统运用场合及其系统构成
2.1传统圆柱线材排线场合，采用螺旋式排线：
图2.1 圆柱型线材排线
图2.2螺旋式排线简易图示
2.2排扁平带状机构，适合用于云母带，麦拉带，棉纸带，铝箔带，阻燃带等材料进行排列，分别有以下两种方式进行排列：
①螺旋式排带：带宽较大，中间换向不容易出现折痕，排出效果两端面有明细纹路和进程返程切换的缝隙；正视图排带效果如图2.2相同，端面效果如下图2.3；打包带采用的是螺旋式模式排线机+收卷伺服采用通用伺服走速度模式。
图2.3排带系统螺旋模式侧面图
图2.4打包带系统
图2.5云母带螺旋排线系统
②并列式排带：适合用于带宽较小，要求两端面没有纹路和缝隙较小；
图2.6并列式排带正视图
图2.7并列式排带侧视图