一、項目介紹

本文主要介紹了西門子SINAMICS V90PN在插槽機上的應用，項目中選用S7-1500作為控制單元，通過PROFINET總線將設備中主要工藝環節的V90伺服驅動器連接起來，實現了絕緣紙成型裁剪插入，并且無漏插多插的技術要求。 

二、設備工藝

本設備的主要工藝是人工上料至組裝工位根據高度標識進行疊高操作，疊高完成后，通過氣動裝置將產品推入疊高測量位，然后操作員按下雙手按鈕，托盤被鎖緊，Z軸機械手下壓完成測高并反饋增減信息，然后由Z軸機械手抓取定子，由X軸電機送到絕緣紙成型及插入工位。接下來系統將卷料絕緣紙進行裁剪成型并依次插入至疊高合格的定子總成中，過程完成后，定子總成通過翻轉機構水平下料。工作流程如圖所示：

工藝流程圖

三、方案選型

1.方案配置

項目中選用CPU 1511-1PN作為控制核心，5KW的V90電機作為主軸，分度軸和送紙軸電機都是0.75KW，機械手X軸電機是1.5KW，機械手Z軸電機是2KW。項目當中使用的西門子自動化產品如表所示：

項目配置表

2.系統拓撲圖

系統拓撲圖

四、控制實現

項目中主要的工藝環節包括兩個部分，一是定子疊高測量，看定子總成是否合格；二是絕緣紙的折邊裁剪并插入到定子槽中，這個過程要求折邊的寬度要滿足要求，送紙的長度要滿足要求，插入到定子槽中要準確，無漏插多插。首先，定子疊高測量的實現是通過Z軸電機帶動機械手完成的，這里面運用了V90在EPOS控制方式中的程序步功能；其次，絕緣紙的折邊是靠機械結構實現的，裁剪以及插入定子是靠主軸電機帶動的一套凸輪機械結構實現的，凸輪機構動作一圈會給送紙電機和分度電機發出信號，送紙電機送進定長的絕緣紙，分度電機帶動定子轉動固定角度，每個插紙的動作循環都是如此。

定子疊高測量過程中，需要由定位模式轉為轉矩模式，在這里使用的是固定停止點功能。通過運行到固定停止點的功能可以使電機運行到一個固定點，在達到該點時持續保持設定的轉矩而不報告故障。PLC通過PROFINET通信控制V90 PN，在EPOS 模式下，設置如下。

1. 在程序段中，設定動態參數如位置、速度、加速度倍率和減速度倍率

2.點擊任務設置，進入“EPOS運行程序段的任務設置”畫面：

EPOS程序段任務設置

3.在該程序段的“任務P2621”中選擇“2：固定擋塊”。在該程序段的“參數(P2622)”中設置扭矩限制值，單位為 0.01 Nm，本例設置為2Nm。

這樣，在機械手頂住定子的時候達到設定的扭矩值就停止運動，此時，也能讀取到機械手的實際位置，從而算出定子的實際高度。設備照片如圖所示：

定子疊高測量

五、項目運行

EPOS模式下的“運行至固定停止點”功能在插槽機定子疊高測量上的應用得到客戶的贊許，對于有擰緊或者夾緊需求的場合， V90的固定停止點功能可以完美應對這種工藝需求。設備也實現了絕緣紙成型裁剪插入，并且無漏插多插的技術要求，下圖是實際加工過程中的照片。