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摘要：本文主要结合深圳研控自动化有限公司四轴控制器PMC400，浅谈其在客户弹簧机上的应用。采用本公司控制器的弹簧机在客户标准测试程序中加工效率提高了60%。因此大大增强了改进机型的市场竞争力。
1 引言
在如今经济不景气的大环境下，各行各业都在寻找降低生产成本，提高产品效率与质量方法。在此背景下，我们与某客户公司合作研制的压簧机系统，在基本没有增加成本的前提下将客户公司的某型号的压簧机生产效率提高了60%。并且在人机交互上更加人性化，操作更加容易。
2 工作原理
弹簧机制作弹簧的方式很多，对于压簧机来说基本方法就是通过调整切刀轴角度带动凸轮来改变弹簧的直径。最常用的有如油封圈，电热丝等。在数控设备应用前，通过调整机械部分来得到不同直径和形状的弹簧，这样整套设备需要提供太多标准配件，成本很高，但是加工精度不高，而且调试极不方便。
数控系统的应用，使弹簧机的组成有了很大的变化。两轴协调不再完全使用机械方式完成，而是通过控制器控制两轴的进给量来获得不同样式的弹簧。当需要弹簧两不同直径间平滑过渡时，通过切刀轴与送线轴插补实现。通过弹簧机的这种变径功能，可以加工出各种形状和功能的弹簧。
3 技术参数
客户公司原有两系列弹簧机系统：一款为基于工控机+板卡的方式，功能很多，能满足用户需求，但是成本很高，因此主要控制基于伺服的弹簧机床，在基于步进电机弹簧机控制的应用中由于成本太高市场竞争不强；另一款为基于8051数控系统由于算法存在一定的问题以及8051计算速度本身的问题，生产效率很低，稳定工作标准程序的测试只能达到150次/分。
研控公司4轴控制器PMC400是一款基于ARM与FPGA芯片的控制器，运算速度的提升、系统思想的应用以及弹簧机专有算法的改进使得客户公司的步进系列压簧机性能有了很大的提高。在动力部分选型时根据客户公司弹簧机特点选用了如下表一中的一套配置：
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名称 |
型号 |
数量 |
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控制器 |
研控4轴控制器PMC400 |
1 |
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步进驱动 |
YKB3722/YKB3422(针对不同机型) |
2 |
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电机 |
YK3112A |
2 |
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开关电源 |
24V(控制器供电) |
1 |
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隔离变压器 |
H0200-0890 |
1 |
表一，弹簧机配置表
压簧机主控界面如下图：
图1 控制器加工文件参数界面
如图1每屏最多显示六级数据，支持上下翻页功能，一个流程最多支持98条工序。为提高弹簧精度本系统支持一个探针设置，当探针传感器检测到弹簧达到设置长度时系统自动完成当前步骤，完成接下来工序，本功能通过设置顺序号前“+”标识。在为客户做性能测试时，如图1中参数为客户标准测试数据，原有控制系统只能达到150次/分，而通过我公司控制器特制弹簧机系统经过长时间稳定加工次数超过250次/分，整体性能提高60%以上，大大提高了客户该系列产品的市场竞争力。
原有系统由于段与段间没有做到速度平滑，在加工过程中出现很在噪音。本系统在工作中在段与段间做了速度平滑处理，在保证加工曲线轨迹不变形的前提下让电机以合适的速度连续运行，减小了加工中由于步进电机启停产生的噪声。
由于该系列产品为非闭环控制，为解决长时间工作中可能的丟步等异常情况造成的损失，本系统增加了出错检测功能，当加工过程中出现丟步等现象时急时处理，减小因此带来的损失。
4 总结
经过调试、运行，各项性能达到了用户要求，控制器易用性上得到了用户认可。操作界面更加直观，将步进电机在该系列弹簧机上性能发挥到最佳，加工速度基本达到极限。研控PMC400四轴控制器在该客户的应用获得成功。
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