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

洪 磊，封 峰，沈 浩

（揚力集團股份有限公司，江蘇 揚州 225127）

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

傳統(tǒng)的電機定轉(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沖出定、轉(zhuǎn)子單沖片，再經(jīng)過機械齊片，鉚接、扣片等工藝，最終制成鐵芯。電機定轉(zhuǎn)子沖壓工藝生產(chǎn)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動控制，形成定轉(zhuǎn)子沖壓自動化生產(chǎn)線[1]。而且已廣泛采用基于多工位級進模具，采用高速機密壓力機生產(chǎn)自動疊片結(jié)構(gòu)的鐵芯，根據(jù)定轉(zhuǎn)子工藝需求實現(xiàn)扭槽功能，即可自動調(diào)整定轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)和扭斜疊斜槽的角度。因此，在高速精密壓力機沖壓電機定轉(zhuǎn)子時，需要設(shè)計一種控制系統(tǒng)實現(xiàn)扭槽功能，在沖壓時以一定的角度同步扭轉(zhuǎn)電機定轉(zhuǎn)子，以實現(xiàn)自動疊鉚定、轉(zhuǎn)子散片[2]。

1 控制系統(tǒng)組成

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

1.1 壓力機控制系統(tǒng)

揚力P2H型閉式雙點高速精密壓力機具有三高特點：精度高、強度高和剛度高。整機采用齒輪驅(qū)動，傳動軸左右方向布置，傳動結(jié)構(gòu)緊湊，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，耐沖擊磨損，運轉(zhuǎn)噪聲低。齒輪采用高強度齒輪傳遞，高強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，且重量輕、轉(zhuǎn)動慣量小、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)子等高強度薄板類連續(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、電子凸輪編碼器以及其他壓力機設(shè)備，如光電保護、快速換模裝置等。控制器與觸摸屏直接以網(wǎng)線實時通訊，觸摸屏通過模擬量模塊控制并反饋變頻器輸出的頻率、電流、電壓。電子凸輪角度編碼器安裝在壓力機曲軸端部，其信號線接入電子凸輪CAM335控制器，并將曲軸轉(zhuǎn)過的角度信號提供給NJ控制器，同時將實時角度位置顯示在操作面板的跑馬燈上。

圖1 壓力機控制系統(tǒng)

1.2 扭槽控制系統(tǒng)

本文重點介紹的扭槽控制系統(tǒng)是基于信捷一體機的新控制系統(tǒng)，其由信捷一體機、步進電機驅(qū)動器組成。在壓力機運行時，取電子凸輪角度信號作為壓力機與扭槽控制系統(tǒng)的同步型號，同時自動送料和出料裝置也一起同步運行，根據(jù)模具工藝要求，在信捷一體機觸摸屏畫面中設(shè)定步進電機脈沖數(shù)，控制器輸出脈沖信號給步進驅(qū)動器，步進驅(qū)動器提供動力輸出給步進電機。

高速精密壓力機每沖壓一次，控制步進電機轉(zhuǎn)一次，步進電機的具體角度數(shù)由脈沖數(shù)決定。控制定轉(zhuǎn)子扭斜的步進電機動力輸出由步進驅(qū)動器提供，步進電機的輸出軸與模具內(nèi)定轉(zhuǎn)子沖片回轉(zhuǎn)機構(gòu)硬性連接。圖2所示為電機定轉(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)過工業(yè)交換機與MCGSE觸摸屏畫面和主PLC進行通訊，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)只要在壓力機機身上開一小孔，將其安裝上即可，接線也簡單，PLC與觸摸屏集成在一起，無需另外編寫程序，維護也方便。

2 結(jié)束語

圖3 舊扭槽控制系統(tǒng)原理圖

本文設(shè)計開發(fā)的新電機定轉(zhuǎn)子扭槽控制系統(tǒng)，以P2H系列閉式雙點高速精密壓力機為主體，配套電機定轉(zhuǎn)子帶扭槽控制裝置的定轉(zhuǎn)子多工位級進模具，實現(xiàn)了電機定轉(zhuǎn)子自動化生產(chǎn)，不僅使客戶生產(chǎn)各型號電機能力大大提高，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，而且更加簡潔方便，更具競爭力。

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

[2]胡 超，魏國勇，竇 磊，等.調(diào)速壓力機自動停準上死點方法[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2010，45（3）：27-28.

[4]陽憲惠.現(xiàn)場總線技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京：清華大學出版社，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.OMRON，2003.