3D贴片电感线圈绕制关键技术与装备的研发

摘要

本文结合国家火炬计划“SKR-XDQ多轴全自动数控绕线机项目”项目(2008GH040905),与杭州奥士玛数控设备有限公司合作,针对3D贴片电感线圈生产设备控制系统进行研究。其中包括排线轴折返运动速度加减混合算法的研究,3D贴片电感线圈绕制工艺的研究与设计,整机控制流程的制定,实现了设备硬件电路的设计,设备软件的研究与设置,完成了PLC和运动控制程序的设计,实现了设备的整机调试与生产。
　　 首先研究3D贴片电感线圈生产设备的关键技术。在分析3D贴片电感线圈绕制工艺的基础上,针对绕线过程中的排线轴高速折返运动容易导致设备振动的问题,采用加减速曲线的多项式构造方法,结合加减速过程中加加速不连续的问题分析,提出高速折返运动速度混合算法,保证排线轴高速折返运动时加减速平滑,提高绕线精度。
　　 其次,研究3D贴片电感线圈生产设备的机械组成,阐述设备的关键功能部件。在此基础上,结合产品具体技术要求,研究3D贴片电感线圈绕制的工艺方法,确定线圈绕制工艺路线。根据工艺路线,设计系统整机生产控制流程。根据设备控制性能的要求,设计控制系统的硬件总体框架,选择控制系统类型及电子元件具体型号,完成了系统的硬件电路设计与调试。
　　 最后,基于3D贴片电感线圈生产设备控制系统的硬件电路设计,结合3D线圈绕制的工艺要求和控制流程,设计控制系统软件,其中包括PLC开发的逻辑控制、运动控制器开发的电机运动控制、VC开发的上位机人机界面等等。完成了系统的软件设计与调试。
　　 经过联机调试运行,3D贴片电感线圈生产设备控制系统满足生产要求,高速折返运动速度混合算法的提出,保证排线轴高速折返运动时加减速平滑,提高绕线精度,硬件电路运行可靠,控制软件运行稳定。