汽車線束丨合信 A4 伺服應用于 全自動插殼端子機

文:深圳市合信自動化技術有限公司2020年第二期

一 行業(yè)與設備簡介

電的發(fā)明使人類進入現(xiàn)代化的文明史,圍繞電而產生的方方面面是對電的繼續(xù)創(chuàng)造,其中代表性的就是電子線、端子線等線束產業(yè)。線材的使用是電子行業(yè)繁榮的基本征兆,而全自動端子插殼機則是圍繞著線束行業(yè)進化而來。

全自動雙頭插殼端子機相對傳統(tǒng)手工壓接端子插殼給工廠工人以及公司老板帶來了極大的方便,節(jié)約了人工,降低了成本,同時減少了報廢率。線材從裁斷、剝皮、壓接端子、線材端子檢測,雙頭插殼一次完成。

根據對雙頭插殼端子機控制需求的了解與分析,合信技術推出全套基于自主產品的雙頭插殼端子機控制和驅動系統(tǒng),這個系統(tǒng)由CTH300系列EtherCAT總線主站PLC和具備EtherCAT通信功能的A4N伺服驅動器組成。

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圖1:三大核心優(yōu)勢

快準穩(wěn):采用高精度的17位A4N伺服系統(tǒng),每圈高達131072個脈沖,定位精度高達0.01mm;使用高速EtherCAT總線,更短的通訊周期使得控制更加得心應手;生產效率高,裁斷、剝皮、兩端壓接端子、兩端插殼一次完成,較人工操作而言極大提高了生產速度,可達1800PIN/小時(50mm長);

功能多:功能包含:線長定位剪切、前后端剝皮、前后端打端子、端子壓力檢測、扭線機構轉線、端子線材視覺檢測、前端插殼、后端插殼、可選雙層插殼、插殼拉拔力檢測、成品區(qū)分;

易操作:布線簡易,控制器與驅動器之間可通過網線連接,不再需要繁瑣的接線;參數(shù)設置簡單,點動功能方便客戶調試機器,自動停機功能清除機器線材;

錯誤報警細致:送線有無檢測、氣壓低下、端子有無、打端壓力、氣缸卡住、馬達異常、剝皮不良、沖模不良、膠殼有無、插殼拉力等,異常時能自動停機并將檢出狀況顯示于控制面板上,方便迅速排除狀況以減短停機時間。調整技術性少,廢品少,調適時間短,操作簡單又方便。

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圖2:工藝流程圖

二 工藝流程圖

三 控制系統(tǒng)

在打端插殼機控制系統(tǒng)中,核心控制部分主要分為五部分:選線工位、前端工位、后端工位、移線工位和插殼工位。

1 選線工位

選線工位主要是對用戶膠殼不同PIN位置的線材進行選擇,通過編號對應的不同的線材,一共可以放置七種線材。

選線功能配合定長伺服和拉線伺服,制作出用戶設定的線材長度,七種線材可根據選擇循序、交互使用、適用性強,并擁有送線缺線報警裝置,缺線時,會報警提示停止機器,換好線材,會記憶重新拉當前PIN線材。

2 前端工位

前端工位主要是對線材前端進行加工,包括剝皮、打端和換向等;剝皮有收集膠皮裝置,保證剝皮處不會有膠皮堆積;打端設有壓力檢測裝置,實時檢測打端壓力,打端壓力不正常后系統(tǒng)將會自動棄線;同時打端設有視覺裝置,打端完成后可選擇進行拍照檢測,檢查端子是否壓緊,端子是否與線芯接觸壓緊等等;可根據上下層,選擇是否需要換向,換向使用伺服完成,定位快速準確。

3 后端工位

后端工位與前端一樣,主要是對線材后端進行加工,包括剝皮、打端和換向等;剝皮有收集膠皮裝置,保證剝皮處不會有膠皮堆積;打端設有壓力檢測裝置,實時檢測打端壓力,打端壓力不正常后系統(tǒng)將會自動棄線;同時打端設有視覺裝置,打端完成后可選擇進行拍照檢測,檢查端子是否壓緊,端子是否與線芯接觸壓緊等等;可根據上下層,選擇是否需要換向,換向使用伺服完成,定位快速準確。

4 移線工位

移線工位,主要前后兩端的線材端子搬運的作用。保證前后兩端同時動作完成,前、后移線夾1跟升降1裝置,完成前端線材剪切和后端線皮剝線,前端線皮剝線和后端線材打端子,中間轉換機構,由前、后移線夾2跟升降2裝置,完成前端線材打端子,前、后端拍照檢測,一起送至換向夾等待插殼。

5 插殼工位

插殼工位主要進行插殼動作、多功能選擇單層或雙層,用戶自定義插殼PIN位置和篩選成品等;插殼動作主要有插殼左右,插殼進退,插殼上下三個伺服完成動作,可以絲的單位進行微調位置,保證每根線都能正確插入膠殼中,加入插殼上提功能,減少對端子表面的損傷;設有插入壓力和拉出拉力檢測裝置,壓力異?;蛘呃Ξ惓6寄軝z測到,確保端子正確插入膠殼,并且卡扣正常卡住。

成品區(qū)分,只有沒有任何異常的產品才能進入成品倉;送膠殼使用振動盤裝置,需要保證振動盤無反殼現(xiàn)象,并且速度能跟得上設備的運行速度。

四 合信控制系統(tǒng)架構

合信技術針對插殼端子機的控制需求進行分析,推出了全套基于自主產品的控制和驅動系統(tǒng)。(控制系統(tǒng)架構如圖3所示)。

系統(tǒng)組成:控制系統(tǒng)采用CTH300-C35、高性能伺服A4N及合信SCADA與CCD采集卡以太網組成。

1 EtherCAT總線主站PLC:CTH300-C35;

2 具備EtherCAT通信功能的A4N伺服驅動器(14套完成14個平移與動作);

3 合信Copanel系列TP以太網觸摸屏。

五 觸摸屏系統(tǒng)

本系統(tǒng)可選觸摸屏或者一體機作為輸入顯示裝置,采用合信HMI產品的SCADA軟件,如有視覺系統(tǒng),可與視覺共用一個PC,節(jié)省成本,同時界面更大更清晰。(觸摸屏系統(tǒng)如圖4、圖5所示)。

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圖3:合信控制系統(tǒng)架構

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圖4:畫面直觀簡潔,設置功能,操作方便;擁有點動,自動功能選擇;擁有IO點查詢,報警提示;手動操作,速度設定,位置功能設定

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圖5:提供用戶根據線材加工的不同,設置線束中不同PIN位置和PIN位置上的不同線材,單層膠殼PIN數(shù)多達15PIN,雙層膠殼PIN數(shù)總共有30PIN供用戶使用

六 總結

本方案采用Ethercat總線通訊控制方式,系統(tǒng)運行速度快,效率高,接線簡易,功能更加齊全,滿足用戶不同要求,控制簡單易操作,報警提示便于排除故障,而且可以實時反饋位置、速度等狀態(tài),控制更加精確。

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圖6:應用場景

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