1  前言

一段優(yōu)美的弦樂(lè)背后，除了音樂(lè)人的技藝，樂(lè)器的質(zhì)量尤其是其中琴弦的音質(zhì)是非常 重要的。

早期的琴弦制作工藝中，操作者的經(jīng)驗(yàn)以及手法起到了關(guān)鍵作用，導(dǎo)致的結(jié)果就是操 作者很難培養(yǎng)，琴弦的音質(zhì)一致性差，同時(shí)給音樂(lè)人的音樂(lè)制作過(guò)程帶來(lái)困擾。

Lenze 整體自動(dòng)化系統(tǒng)在新型琴弦纏繞機(jī)上的應(yīng)用，可以達(dá)到琴弦成型的高速穩(wěn)定控 制，本文介紹 Lenze 在琴弦纏繞機(jī)上的解決方案以及應(yīng)用特點(diǎn)。

2  琴弦纏繞機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)

機(jī)械上，分為左右纏繞軸，以及排線軸，支撐氣缸，扶手氣缸等；設(shè)備采用上下兩層 結(jié)構(gòu)，可以獨(dú)立運(yùn)行； 根據(jù)實(shí)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(yùn)動(dòng)控制器和 i700 伺服系統(tǒng)以及 IO1000 系統(tǒng)采用高速 EtherCAT 總 線通信；左右纏繞軸在程序編制時(shí)，采用 Lenze 特有的 FAST 技術(shù)模塊，使其位置一直跟 隨一個(gè)虛軸做位置同步；而排線系統(tǒng)則根據(jù)實(shí)際選擇的產(chǎn)品配方進(jìn)行定位。下圖為系統(tǒng)整 體示意圖。

圖 1 系統(tǒng)整體示意圖

3  Lenze 解決方案及特點(diǎn)

Lenze 自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的琴弦纏繞機(jī)解決方案，如下圖 2 所示。配置產(chǎn)品主要包括： P500 運(yùn)動(dòng)控制器、MCA 伺服電機(jī)以及 MCS 伺服減速電機(jī)、遠(yuǎn)程 IO 等。

圖 2 系統(tǒng)配置結(jié)構(gòu)示意圖

3.1PackML模板

PackML 模板是 OMAC 組織的“包裝設(shè)備語(yǔ)言”；它為自動(dòng)化系統(tǒng)提供了一種標(biāo)準(zhǔn)， 遵循這種標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備可以方便的進(jìn)行設(shè)備管理，故障診斷以及和其他設(shè)備進(jìn)行通信；圖 3 是在 Lenze 的運(yùn)動(dòng)控制器上實(shí)現(xiàn)的 PackML 狀態(tài)機(jī)示例；開(kāi)發(fā)者可以根據(jù)需求，進(jìn)行框架 內(nèi)的編程，達(dá)到軟件程序的模塊化，流程化；

圖 3 Lenze 運(yùn)動(dòng)控制器實(shí)現(xiàn)的 PackML 狀態(tài)機(jī)

3.2 P500 運(yùn)動(dòng)控制器

P500 運(yùn)動(dòng)控制器是集邏輯控制，運(yùn)動(dòng)控制，以及人機(jī)界面的一體機(jī)。無(wú)風(fēng)扇以及無(wú)電 池的設(shè)計(jì)保證了其緊湊的尺寸；內(nèi)置高速 EtherCAT 總線，可以與伺服系統(tǒng)以及 IO 系統(tǒng)互 聯(lián)；LAN 口用于計(jì)算機(jī)的診斷以及和其他運(yùn)動(dòng)控制器的通信；可插拔的 SD 卡可以實(shí)現(xiàn)程 序?qū)懭氲撵`活性。支持 IEC61131-3 的編程方式。下圖是 P500 運(yùn)動(dòng)控制器的圖例。

圖 4 P500 運(yùn)動(dòng)控制器視圖

3.3 i700 伺服放大器

i700 伺服放大器采用共直流母線設(shè)計(jì)，分為單軸和雙軸兩種結(jié)構(gòu)形式，單軸最大輸出 電流可達(dá) 64A，雙軸可以達(dá)到每個(gè) 32A。i700 本身無(wú)需編程，所有程序及參數(shù)保存于上位 P500 中，這樣可以保證 i700 更換時(shí)的靈活性。下圖為 i700 伺服放大器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖 5 i700 伺服放大器結(jié)構(gòu)示意圖

3.4 FAST 技術(shù)模塊

為了讓工程設(shè)計(jì)更為簡(jiǎn)單，工程師以及客戶希望把更多的時(shí)間花在其生產(chǎn)工藝的優(yōu)化上。 基于此，Lenze 開(kāi)發(fā)了各種典型應(yīng)用的 FAST 技術(shù)模塊，它經(jīng)過(guò) Lenze 大量的實(shí)踐驗(yàn)證， 擁有豐富的接口，可以讓?xiě)?yīng)用者快速有效的實(shí)現(xiàn)期望的運(yùn)動(dòng)控制形式；在此琴弦纏繞機(jī)上 用到的 FAST 技術(shù)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(jié)

Lenze 自動(dòng)化系統(tǒng)以其強(qiáng)大的編程能力，快速高效的 FAST 技術(shù)模塊，以及對(duì) PackML 模板的完美支持，保證了琴弦纏繞機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)的高速穩(wěn)定運(yùn)行。