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在傳統(tǒng)人工操作的擰緊作業(yè)中，由于擰緊扭力及作用力不能精確控制，會(huì)導(dǎo)致壓緊力或小或大，當(dāng)壓緊力過(guò)小時(shí)，螺栓可能由于振動(dòng)或者循環(huán)載荷而導(dǎo)致松脫，而壓緊力過(guò)大時(shí)，又容易導(dǎo)致連接構(gòu)件的斷裂或變形，故此擰緊機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。 擰緊機(jī)依靠伺服電機(jī)的控制能力，實(shí)現(xiàn)壓緊力大小的自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，確保產(chǎn)品在擰緊裝配中壓緊力精確控制。 目前傳統(tǒng)的擰緊機(jī)控制方案如圖1所示，包括：PLC+觸摸屏+伺服驅(qū)動(dòng)器+伺服電機(jī)+減速器+力矩傳感器。
該模式是通過(guò)PLC控制器向伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)送位置脈沖，同時(shí)接收力矩傳感器反饋的模擬量信號(hào)，控制電機(jī)啟停。 傳統(tǒng)方案模式比較成熟，使用范圍也比較廣。但隨著設(shè)備用量的增加，如何進(jìn)一步提高產(chǎn)品性能并降低成本，是客戶面臨的新問(wèn)題。 北京和利時(shí)電機(jī)技術(shù)有限公司針對(duì)市場(chǎng)需求，提出控制器和伺服驅(qū)動(dòng)器功能二合一的一體化方案級(jí)產(chǎn)品，將PLC的所有功能集成到伺服驅(qū)動(dòng)器中完成，省去PLC軟硬件，力矩傳感器的模擬量信號(hào)直接反饋給伺服驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器采用內(nèi)部位置模式和速度模式控制電機(jī)的位置、轉(zhuǎn)速、啟動(dòng)、停止。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性強(qiáng)，性價(jià)比高等特點(diǎn)。 內(nèi)部位置模式是在伺服驅(qū)動(dòng)器中設(shè)計(jì)多段位置，通過(guò)參數(shù)來(lái)設(shè)定各段位置運(yùn)行方式，包括：運(yùn)行圈數(shù)、運(yùn)行速度、加減速時(shí)間、跳轉(zhuǎn)路徑等，根據(jù)外部I/O端口的觸發(fā)信號(hào)依次運(yùn)行各段位置。 本控制方案結(jié)構(gòu)如圖2所示:
方案確定后，需要結(jié)合著現(xiàn)場(chǎng)的具體要求來(lái)進(jìn)行量身定制的工藝參數(shù)設(shè)計(jì)，如加減速度、運(yùn)行速度、運(yùn)行長(zhǎng)度、轉(zhuǎn)矩都要進(jìn)行準(zhǔn)確的設(shè)置。 圖3和圖4分別是擰緊和卸下螺絲時(shí)的電機(jī)速度曲線圖。 本方案系統(tǒng)經(jīng)客戶現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，并經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試顯示，力矩控制精度能達(dá)到國(guó)外先進(jìn)水平。本設(shè)計(jì)方案控制精度高，可靠性強(qiáng)，為用戶提高了產(chǎn)品質(zhì)量，提升了生產(chǎn)效率，贏得了客戶的贊譽(yù)。 本方案與傳統(tǒng)方案比較具有如下優(yōu)勢(shì)： <1>省去PLC或板卡等運(yùn)動(dòng)控制器，擰緊機(jī)整機(jī)成本大幅降低。 <2>扭矩傳感器的信號(hào)直接反饋至驅(qū)動(dòng)器，中間環(huán)節(jié)更少，布線更為簡(jiǎn)潔，整機(jī)抗噪能力更強(qiáng)。
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