一 行業(yè)與設(shè)備簡(jiǎn)介

電的發(fā)明使人類進(jìn)入現(xiàn)代化的文明史，圍繞電而產(chǎn)生的方方面面是對(duì)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(chǎn)業(yè)。線材的使用是電子行業(yè)繁榮的基本征兆，而全自動(dòng)端子插殼機(jī)則是圍繞著線束行業(yè)進(jìn)化而來(lái)。

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

根據(jù)對(duì)雙頭插殼端子機(jī)控制需求的了解與分析，合信技術(shù)推出全套基于自主產(chǎn)品的雙頭插殼端子機(jī)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，這個(gè)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(qū)動(dòng)器組成。

圖1：三大核心優(yōu)勢(shì)

快準(zhǔn)穩(wěn)：采用高精度的17位A4N伺服系統(tǒng)，每圈高達(dá)131072個(gè)脈沖，定位精度高達(dá)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(yīng)手；生產(chǎn)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(chǎn)速度，可達(dá)1800PIN/小時(shí)(50mm長(zhǎng))；

功能多：功能包含：線長(zhǎng)定位剪切、前后端剝皮、前后端打端子、端子壓力檢測(cè)、扭線機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)線、端子線材視覺(jué)檢測(cè)、前端插殼、后端插殼、可選雙層插殼、插殼拉拔力檢測(cè)、成品區(qū)分；

易操作：布線簡(jiǎn)易，控制器與驅(qū)動(dòng)器之間可通過(guò)網(wǎng)線連接，不再需要繁瑣的接線；參數(shù)設(shè)置簡(jiǎn)單，點(diǎn)動(dòng)功能方便客戶調(diào)試機(jī)器，自動(dòng)停機(jī)功能清除機(jī)器線材；

錯(cuò)誤報(bào)警細(xì)致：送線有無(wú)檢測(cè)、氣壓低下、端子有無(wú)、打端壓力、氣缸卡住、馬達(dá)異常、剝皮不良、沖模不良、膠殼有無(wú)、插殼拉力等，異常時(shí)能自動(dòng)停機(jī)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(jī)時(shí)間。調(diào)整技術(shù)性少，廢品少，調(diào)適時(shí)間短，操作簡(jiǎn)單又方便。

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(jī)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(duì)用戶膠殼不同PIN位置的線材進(jìn)行選擇，通過(guò)編號(hào)對(duì)應(yīng)的不同的線材，一共可以放置七種線材。

選線功能配合定長(zhǎng)伺服和拉線伺服，制作出用戶設(shè)定的線材長(zhǎng)度，七種線材可根據(jù)選擇循序、交互使用、適用性強(qiáng)，并擁有送線缺線報(bào)警裝置，缺線時(shí)，會(huì)報(bào)警提示停止機(jī)器，換好線材，會(huì)記憶重新拉當(dāng)前PIN線材。

2 前端工位

前端工位主要是對(duì)線材前端進(jìn)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(huì)有膠皮堆積；打端設(shè)有壓力檢測(cè)裝置，實(shí)時(shí)檢測(cè)打端壓力，打端壓力不正常后系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)棄線；同時(shí)打端設(shè)有視覺(jué)裝置，打端完成后可選擇進(jìn)行拍照檢測(cè)，檢查端子是否壓緊，端子是否與線芯接觸壓緊等等；可根據(jù)上下層，選擇是否需要換向，換向使用伺服完成，定位快速準(zhǔn)確。

3 后端工位

后端工位與前端一樣，主要是對(duì)線材后端進(jìn)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(huì)有膠皮堆積；打端設(shè)有壓力檢測(cè)裝置，實(shí)時(shí)檢測(cè)打端壓力，打端壓力不正常后系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)棄線；同時(shí)打端設(shè)有視覺(jué)裝置，打端完成后可選擇進(jìn)行拍照檢測(cè)，檢查端子是否壓緊，端子是否與線芯接觸壓緊等等；可根據(jù)上下層，選擇是否需要換向，換向使用伺服完成，定位快速準(zhǔn)確。

4 移線工位

移線工位，主要前后兩端的線材端子搬運(yùn)的作用。保證前后兩端同時(shí)動(dòng)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(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，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(cè)，一起送至換向夾等待插殼。

5 插殼工位

插殼工位主要進(jìn)行插殼動(dòng)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(dòng)作主要有插殼左右，插殼進(jìn)退，插殼上下三個(gè)伺服完成動(dòng)作，可以絲的單位進(jìn)行微調(diào)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(duì)端子表面的損傷；設(shè)有插入壓力和拉出拉力檢測(cè)裝置，壓力異常或者拉力異常都能檢測(cè)到，確保端子正確插入膠殼，并且卡扣正?？ㄗ?。

成品區(qū)分，只有沒(méi)有任何異常的產(chǎn)品才能進(jìn)入成品倉(cāng)；送膠殼使用振動(dòng)盤(pán)裝置，需要保證振動(dòng)盤(pán)無(wú)反殼現(xiàn)象，并且速度能跟得上設(shè)備的運(yùn)行速度。

四 合信控制系統(tǒng)架構(gòu)

合信技術(shù)針對(duì)插殼端子機(jī)的控制需求進(jìn)行分析，推出了全套基于自主產(chǎn)品的控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。（控制系統(tǒng)架構(gòu)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(wǎng)組成。

1 EtherCAT總線主站PLC：CTH300-C35；

2 具備EtherCAT通信功能的A4N伺服驅(qū)動(dòng)器(14套完成14個(gè)平移與動(dòng)作)；

3 合信Copanel系列TP以太網(wǎng)觸摸屏。

五 觸摸屏系統(tǒng)

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

圖3：合信控制系統(tǒng)架構(gòu)

圖4：畫(huà)面直觀簡(jiǎn)潔，設(shè)置功能，操作方便；擁有點(diǎn)動(dòng)，自動(dòng)功能選擇；擁有IO點(diǎn)查詢，報(bào)警提示；手動(dòng)操作，速度設(shè)定，位置功能設(shè)定

圖5：提供用戶根據(jù)線材加工的不同，設(shè)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(dá)15PIN，雙層膠殼PIN數(shù)總共有30PIN供用戶使用

六 總結(jié)

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

圖6：應(yīng)用場(chǎng)景