广东省东莞市西门子（中国）有限公司授权一级代理商-SIEMENS华南MBP授权分销商

本文主要介绍了西门子SINAMICS V90PN在插槽机上的应用，项目中选用S7-1500作为控制单元，通过PROFINET总线将设备中主要工艺环节的V90伺服驱动器连接起来，实现了绝缘纸成型裁剪插入，并且无漏插多插的技术要求。 

二、设备工艺

本设备的主要工艺是人工上料至组装工位根据高度标识进行叠高操作，叠高完成后，通过气动装置将产品推入叠高测量位，然后操作员按下双手按钮，托盘被锁紧，Z轴机械手下压完成测高并反馈增减信息，然后由Z轴机械手抓取定子，由X轴电机送到绝缘纸成型及插入工位。接下来系统将卷料绝缘纸进行裁剪成型并依次插入至叠高合格的定子总成中，过程完成后，定子总成通过翻转机构水平下料。工作流程如图所示：

工艺流程图

三、方案选型

1.方案配置

项目中选用CPU 1511-1PN作为控制核心，5KW的V90电机作为主轴，分度轴和送纸轴电机都是0.75KW，机械手X轴电机是1.5KW，机械手Z轴电机是2KW。项目当中使用的西门子自动化产品如表所示：

项目配置表

2.系统拓扑图

系统拓扑图

四、控制实现

项目中主要的工艺环节包括两个部分，一是定子叠高测量，看定子总成是否合格；二是绝缘纸的折边裁剪并插入到定子槽中，这个过程要求折边的宽度要满足要求，送纸的长度要满足要求，插入到定子槽中要准确，无漏插多插。首先，定子叠高测量的实现是通过Z轴电机带动机械手完成的，这里面运用了V90在EPOS控制方式中的程序步功能；其次，绝缘纸的折边是靠机械结构实现的，裁剪以及插入定子是靠主轴电机带动的一套凸轮机械结构实现的，凸轮机构动作一圈会给送纸电机和分度电机发出信号，送纸电机送进定长的绝缘纸，分度电机带动定子转动固定角度，每个插纸的动作循环都是如此。

定子叠高测量过程中，需要由定位模式转为转矩模式，在这里使用的是固定停止点功能。通过运行到固定停止点的功能可以使电机运行到一个固定点，在达到该点时持续保持设定的转矩而不报告故障。PLC通过PROFINET通信控制V90 PN，在EPOS 模式下，设置如下。

1. 在程序段中，设定动态参数如位置、速度、加速度倍率和减速度倍率

2.点击任务设置，进入“EPOS运行程序段的任务设置”画面：

EPOS程序段任务设置

3.在该程序段的“任务P2621”中选择“2：固定挡块”。在该程序段的“参数(P2622)”中设置扭矩限制值，单位为 0.01 Nm，本例设置为2Nm。

这样，在机械手顶住定子的时候达到设定的扭矩值就停止运动，此时，也能读取到机械手的实际位置，从而算出定子的实际高度。设备照片如图所示：

定子叠高测量

五、项目运行

EPOS模式下的“运行至固定停止点”功能在插槽机定子叠高测量上的应用得到客户的赞许，对于有拧紧或者夹紧需求的场合， V90的固定停止点功能可以完美应对这种工艺需求。设备也实现了绝缘纸成型裁剪插入，并且无漏插多插的技术要求，下图是实际加工过程中的照片。