【行业案例】张力控制在汽车电机绕线上的应用

 

工艺介绍

电机行业近年来呈现快速上升的趋势，新产品、新技术不断更新迭代，导致电机生产厂商之间的竞争愈发激烈，如何提升设备性能，提高生产力，是目前电机生产厂商亟需解决的课题。

 

电机制造工序

在以上描述的多个工序中，绕线工序是最重要的工序之一，也是提升整体设备性能，提高生产力的关键。

课题

1、绕线品质不稳定

绕线加减速时，即产生剧烈的速度变化时，容易发生电线张力变化，从而导致间隙、重叠等卷绕不均的现象。

 

2、绕线轨迹偏移

5轴做同步控制，由于各轴与主轴相位不同，可能因延迟导致绕线轨迹偏移，发生卷绕不均。

解决方案

1、加减速曲线优化

通过Sysmac Studio的Jerk设定，改变加减速时的曲线（呈S形），抑制了剧烈的速度变化，改善高速时发生的绕线间隙不均问题，使每分钟绕线圈数提升200%。

 

2、 通过延迟补偿实现绕线高速化

根据各轴的延迟时间计算出的补偿量，增加至原来的指令值上进行补偿。并且，通过匹配各轴的延迟时间，同时避免了喷线的内绕、防止与齿轮接触等，最终实现绕线高速化，不良率减少20%，能量密度提升10%。

 

 

控制系统

 

通过机械自动化控制器NX102-1200做5轴的同步控制，Sysmac平台集成电子凸轮和插补功能方便程序编辑，机器界面NA系列可使用标签功能，方便用户进行程序的二次开发，AC伺服系统1S系列惯量满足客户需求，且总线形式响应速度快，抗干扰能力强。

 

实现价值

 

1、绕线速度：

From 300转/min

To 600转/min 

2、绕线品质：

不良率减少20%，能量密度提升10% 

3、维护成本：

程序及控制方案全部开放，减少编程时间，二次开发简便，维修时间及成本缩短20%。

 

【经营层】

• 应对当前电机行业的激烈竞争，通过控制方案的优化以及程序优化，使绕线的效率提升200%，达到600转/min，打造行业Top竞争力。

【管理层】

• 绕线的速度、精度提升，完全建立在控制系统与程序的优化，无需更改机械结构和运动时间，导入时间更快且成本更低。

【工程师层】

• 通过匹配各轴的延迟时间，计算补偿量，避免了喷线内绕、与齿轮接触等，实现绕线高速化，不良率减少20%。

• 程序及控制方案全部开放，减少编程时间，二次开发简便。