【摘要】本文主要介紹了臺達總線型運動控制器10MC的特點，并介紹了臺達針對高速繞線機提供的解決方案。總線型運動控制器10MC適合在繞線機上應用，它不但能滿足高速數據處理的要求，而且有很高的響應速度。
【Abstract】This article mainly introduces the characteristics of Delta’s bus Topology motion controller 10MC, and introduced Detla’s solution for high speed winding machine,it not only can satisfy the requirement of high speed data processing,also has high response speed.
【關鍵字】繞線機；電子凸輪
【Keywords】winding machine; Electronic CAM

      顧名思義，繞線機就是把現狀的物體纏繞到固定工件上的機器。主要以漆包線為主，廣泛應用在各種電子類線圈行業；如繼電器、各種微電機、電子變壓器、電感線圈、高壓點火線圈、空心線圈、磁石定子電機、充電鐵芯等。
      對于目前繞線機這個行業來說，有著很光明的前景，因為我們用到的相當多的電子產品都需要用到線圈，小到一個耳機，大到汽車電子，都離不開線圈這個必不可少的電子部件。隨著對產品卓越性能的不斷追求，對各個部件質量的要求也在不斷提高，那就需要加工部件的機械加工出來的產品不但要符合應用上的標準，同時也要美觀。
      臺達目前生產的總線型運動控制器10MC就很適合在繞線機上應用，它不但能滿足高速數據處理的要求，而且有很高的響應速度，其主要特點如下：
內建高速總線（CANOPEN），可控制高達16實軸；
內部可構建虛軸以及外部編碼器虛主軸（虛軸及外部編碼器主軸范圍為1~18，不可與實軸編號重復）；
強大的現場網絡支持（DeviceNet主從站，CanOpen主從站以及Profibus-DP從站），可組建功能復雜的控制系統；
支持眾多的I/O擴展（左側高速AIAO,右側低速AIAO以及DIDO,溫度模塊等）；
使用簡單，功能完整，方便應用的軟件界面；
提供標準的總線電纜，中斷電阻等，配線簡單，即插即用，無需用戶自己加工。
1  繞線機臺達方案
1.1系統架構
 

1.2實物照以及產品照片

1.3繞線功能實現
      在繞線功能的實現中，首先要能準確的計算出每一層需要繞線的圈數，不同的骨架，對應的繞線圈數也不同；其次要保證在繞線的過程中讓機器能暫停，重啟之后在原來的基礎上繼續運行；最后，要保證繞出來的線圈的美觀性以及線圈表面的平整度。
      在這個系統當中，繞線功能是通過10MC強大的電子凸輪來實現的，為保證繞線的精度以及穩定性，通過10MC內建虛軸的功能，讓兩個繞線軸依照凸輪表的關系，跟隨虛主軸動作，這樣能在很大程度上降低系統誤差。
      假設：骨架長度為L、漆包線線徑為R、每層繞線圈數為N，則N=L/R。
      凸輪曲線如圖4和圖5所示。
 

根據以上凸輪表的關系，在10MC電子凸輪關系指令（MC_CanIn）中填入已經計算好的主軸放大倍率（MasterScaling）和從軸放大倍率（SlaveScaling）,可以輕松實現繞線功能，相應MC運動程序如下圖。

繞線過程中的暫停以及重啟，可以通過絕對位移指令（MC_MoveAbsolute）,停止指令（MC_Stop）以及使能指令（MC_Power）來輕松實現，相應MC運動程序如下圖所示：

暫停時，使用MC_Stop,使建立的虛主軸停止運行，那么跟它建立了凸輪關系的兩個繞線的從軸也將停止運行。
      啟動時，使用MC_Power使能伺服驅動器，然后再用它的完成未去使能絕對位移指令，那么伺服會從暫停的位置開始，重新跑完未完成的距離。
1.4纏腳功能的實現
      在繞線開始時和繞線結束后，要把漆包線纏繞在相應骨架的Pin腳上，那么就需要進行纏腳的動作，此功能也是通過電子凸輪來實現，首先建立一個虛軸，讓這個虛軸作為主軸，以X,Y,Z三個實軸作為從軸，從軸與主軸之間通過凸輪表建立相應關系，主軸運動時，從軸跟隨主軸做相關動作。
      纏腳的模式分為兩種，一種是以Z軸為纏繞軸，以X,Y軸作為平面軸進行纏腳；一種是以X軸作為纏繞軸，以Y,Z軸作為平面軸進行纏腳，纏腳的框圖如圖9所示。

當以Z軸作為纏繞軸，以X、Y軸作為平面軸時，各個軸相對應的凸輪曲線如圖10、圖11以及圖12所示。

當以X軸作為纏繞軸，以Y、Z軸作為平面軸時，各個軸相對應的凸輪曲線如下圖所示。

纏腳動作對應的MC程序如下所示：
      虛軸建立之后，讓其進行絕對位移，各從軸會跟隨這個虛軸進行運動。

在虛軸建立完成之后，開始進行纏腳時，各從軸要和虛軸建立凸輪關系，這部分的執行就是通過圖17中的程序來完成。

圖17 從軸和虛軸建立凸輪關系執行程序

纏腳的第二種方式在程序上的實現，與上面的程序類似，只是將軸號稍做修改，這里就不再重復說明了。
2 總結
      在繞線機行業里面，采用的Solution主要是以YASKAWA，MITSUBISHI等廠家的為主，相信在以后的發展中，臺達的Solution在這個行業里面也會有其一片廣闊的天空。