自动绕线机控制系统研发与应用

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wuxi_xizi
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绕线机是一种把线状的物体缠绕到特定的工件上的机器,在工业生产中已得到广泛应用。随着电子工业的迅速发展,自动化水平的提高,市场对电机的需求量越来越大,并且对产品的加工质量及生产效率也有了更高的要求,因此自动绕线机的发展也倍受关注。自动绕线机控制系统的优良直接影响着绕线机的整体性能,因此研究开发出一套高效、稳定、可靠的控制系统具有非常重大的实际意义。  绕线机的控制系统是一种典型的实时嵌入式系统。本文经过对目前市场上的绕线机进行调研分析,对绕线机的发展现状做了深入了解,并针对目前市场上多以可编程控制器 PLC为控制核心的绕线机存在许多不足的现状,设计了一套以ARM+CPLD为控制核心的自动绕线机控制系统。本设计的主要研究内容包括绕线机控制系统的硬件设计及软件设计,并对其整体进行调试等工作。系统采用模块化的设计方法,并充分考虑系统的控制性能、可扩展性及成本等方面因素,该系统选择了基于 Cortex-M3内核的STM32系统微处理器为主控制器,并以EPM570T100C5型号的CPLD为协处理器,不仅增强了系统的稳定性,而且有助于产品的更新换代升级。在硬件方面充分考虑了系统的抗干扰和稳定性要求,采用了光耦隔离、区分模拟地与数字地及电路保护等措施,为绕线机控制系统的稳定运行提供坚实的硬件基础。在软件方面为保证自动绕线机对实时性要求,本设计移植了u/COS-II实时操作系统,不仅保证了系统的实时性要求,而且有利于增强系统的稳定性,缩短开发周期。同时本控制系统为客户提供了开放式的应用平台,更有利于产品多样化生产发展的需求。此外本设计采用了触摸屏作为人机交互(HMI),开发了一套人性化的应用界面,使用户的操作更加直观、便捷。然后本文对自动绕线机的张力控制进行深入的研究,提出了一套可行的张力控制方案,并进行实验仿真。  最后,对自动绕线机控制系统进行了综合的性能调试工作,并进行了产品打样生产。结果表明:本自动绕线机控制系统能够较好地完成产品的自动绕线工艺,而且性能稳定、加工效率高、对于产品的多样化生产十分有利,现已广泛应用于实际生产。
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