Lenze自動化系統在琴弦纏繞機上的應用

1 前言

一段優美的弦樂背后，除了音樂人的技藝，樂器的質量尤其是其中琴弦的音質是非常重要的。

早期的琴弦制作工藝中，操作者的經驗以及手法起到了關鍵作用，導致的結果就是操作者很難培養，琴弦的音質一致性差，同時給音樂人的音樂制作過程帶來困擾。

Lenze整體自動化系統在新型琴弦纏繞機上的應用，可以達到琴弦成型的高速穩定控制，本文介紹Lenze在琴弦纏繞機上的解決方案以及應用特點。

2 琴弦纏繞機設備結構

機械上，分為左右纏繞軸，以及排線軸，支撐氣缸，扶手氣缸等；設備采用上下兩層結構，可以獨立運行；根據實際的加工琴弦不同，纏繞軸的速度在4000——8000rpm之間不等。

電氣上，P500運動控制器和i700伺服系統以及IO1000系統采用高速EtherCAT總線通信；左右纏繞軸在程序編制時，采用Lenze特有的FAST技術模塊，使其位置一直跟隨一個虛軸做位置同步；而排線系統則根據實際選擇的產品配方進行定位。下圖為系統整體示意圖。

3 Lenze 解決方案及特點

Lenze 自動化系統實現的琴弦纏繞機解決方案，如下圖2 所示。配置產品主要包括：

P500 運動控制器、MCA 伺服電機以及MCS 伺服減速電機、遠程IO 等。

3.1 PackML模板

PackML模板是OMAC組織的“包裝設備語言”；它為自動化系統提供了一種標準，遵循這種標準的設備可以方便的進行設備管理，故障診斷以及和其他設備進行通信；圖3是在Lenze的運動控制器上實現的PackML狀態機示例；開發者可以根據需求，進行框架內的編程，達到軟件程序的模塊化，流程化；

3.2 P500運動控制器

P500運動控制器是集邏輯控制，運動控制，以及人機界面的一體機。無風扇以及無電池的設計保證了其緊湊的尺寸；內置高速EtherCAT總線，可以與伺服系統以及IO系統互聯；LAN口用于計算機的診斷以及和其他運動控制器的通信；可插拔的SD卡可以實現程序寫入的靈活性。支持IEC61131-3的編程方式。下圖是P500運動控制器的圖例。

3.3 i700伺服放大器

i700伺服放大器采用共直流母線設計，分為單軸和雙軸兩種結構形式，單軸最大輸出電流可達64A，雙軸可以達到每個32A。i700本身無需編程，所有程序及參數保存于上位P500中，這樣可以保證i700更換時的靈活性。下圖為i700伺服放大器結構示意圖。

3.4 FAST技術模塊

為了讓工程設計更為簡單，工程師以及客戶希望把更多的時間花在其生產工藝的優化上?；诖?，Lenze開發了各種典型應用的FAST技術模塊，它經過Lenze大量的實踐驗證，擁有豐富的接口，可以讓應用者快速有效的實現期望的運動控制形式；在此琴弦纏繞機上用到的FAST技術模板包括：虛擬主軸模塊，電子軸位置跟隨模塊，以及定位模塊；

4 小結

Lenze 自動化系統以其強大的編程能力，快速高效的FAST技術模塊，以及對PackML模板的完美支持，保證了琴弦纏繞機在現場的高速穩定運行。