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细线径线圈绕线机控制系统的研发

翟迎迎  
【摘要】:细线径线圈是线圈天线的主要组成部分,线圈天线在各种非接触式自动识别技术中广泛应用,如RIFD技术、小区门禁技术、汽车防盗技术、PKE系统等。细线径线圈线径较细,工作场合要求信号耦合性高,因此线圈质量要求较高。但绕线速度较高,且绕线过程中随着线圈绕制层数增加,线嘴与电磁线之间摩擦力变化导致张力波动平衡点变大,会造成断线和绕线不均匀等现象,上述因素均会对线圈的绕制质量形成影响,所以对绕线机控制系统的设计提出了更高的要求。 本文针对细线径线圈绕线机的控制系统进行研究,包括排线轴高速折返运动控制算法研究,细线径线圈绕制工艺的研究与设计,整机控制流程的制定,控制系统硬件选型和电路设计,控制系统下位机PLC的设计与编程,以及控制系统上位机界面的设计与编程。 首先针对绕线过程中电磁线与线嘴之间摩擦力不断增大对张力控制带来的不良影响而极易导致断线的问题,本文以控制绕线过程中电磁线与线嘴之间夹角基本恒定为目标,提出排线轴高速折返运动控制算法,能够较大提高绕线过程中张力控制精度,保证绕线质量。 其次,对细线径线圈绕制工艺要求进行研究,结合产品具体技术要求和线圈绕制工艺,确定线圈绕制工艺路线,在此基础上设计了整机生产控制流程。根据设备控制性能的要求,确定控制系统的总体框架为PLC+PC机的二级控制系统。 然后,实现下位机控制的设计与编程,下位机控制系统分为对硬件和软件两部分,硬件方面主要进行了设备选型和总体配置,并完成控制系统硬件电路的连接,包括伺服驱动的电路连接、系统强电连接等;软件方面分析了参数设置、故障报警、直线/曲线插补等控制功能,设计了系统控制流程,并进行控制系统PLC编程。 最后,实现上位机控制的设计与编程,上位机控制基于VC++6.0开发平台进行上位机人机界面设计,实现绕线机的运动控制、参数设置、状态监控等功能。


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