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        電子設備制造
        英威騰AX70在端子插殼機上的解決方案
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        一、項目背景

        線束行業目前主流的方案以脈沖控制為主,此方案具有接線繁多、布線繁雜、抗干擾性差等缺點??偩€方案因其接線方便、布線美觀、數據交互速度快、狀態監控實時性好等優點,具有較大的技術優勢和市場空白。

        在單端端子插殼機上,其動作軸分為拉線軸、切刀軸、平移軸、夾線軸、平移軸、穿膠殼軸、頭剝軸、尾剝軸、擺臂軸、扭線軸等。各個軸之間動作瑣碎,位置關聯性高,根據不同工藝有不同的動作選擇,要求所有工藝能夠最高效率實現。

        二、客戶需求

        在東莞某端子插殼機現場,客戶要求打端效率高、模式切換多、數據交互快、可支持步進驅動、控制模式靈活,對于設備主要有如下要求:

        1)任意位置回原:設備可能停在任意工藝步,不可避免各種情況的位置干涉,回原功能必須脫離任意軸在任意位置下可能出現的位置干涉,以避免機械碰撞,保護設備安全。

        2)打端高速短行程:打端時平移軸每次進給最低2.5mm,對應電機0.125轉,打端與平移進給同步進行,打端耗時最快要在100ms以內,因此平移軸要在100ms以內完成定位。

        3)多控制模式:設備支持多種控制模式選擇;

        4)最佳運行效率:不同控制模式對應不同的動作需求,系統需根據不同的模式自動屏蔽不必要的動作以提高打端效率。

        5)實時數據交互:可在線觀測運行工藝數據,實現部分核心工藝的自檢。

        6)兼容性好:運動控制器需兼容第三方步進驅動器。

        三、英威騰方案

        基于客戶需求,英威騰推出AX70運動控制器+DA180伺服驅動器+VS070觸摸屏的系統解決方案:

        方案拓撲圖

        該方案優勢如下:

        1)伺服驅動器與第三方步進混合應用,方便客戶兼顧成本和性能。

        2)伺服高響應控制,滿足打端平移軸打端階段高速短行程的控制要求。

        3)Codesys編程平臺,語言類型豐富,方便實現客戶的控制需求和升級改造。

        4)總線伺服數據讀寫周期ms級,可輕松實現關鍵數據讀寫,完成對核心工藝數據的監控操作。

        四、工藝解決方案

        針對整個項目的難點及各個工藝的實現,系統的具體解決方案為:

        4.1 初始化回原

        初始化的原則是能夠脫離任意軸之間的位置干涉,保證順利回原!

        伺服驅動器采用23位多圈絕對值編碼器,初始化過程中伺服走絕對位置為0即可。為解決位置干涉,系統大致的回原順序如下:

        1

        所有氣缸

        復位

        2

        延時

        300ms

        3

        切刀軸 夾線軸 平移軸到安全位

        回零

        4

        拉線軸 頭剝軸 穿膠殼軸 扭線軸

        回零

        5

        頭剝軸到安全位 拉線軸

        回零

        擺臂軸

        回零

        夾膠殼軸

        回零

        穿膠殼軸

        回零

        6

        尾剝軸(擺臂軸完成)

        回零

        4.2 頭剝打端工藝

        頭剝軸將線皮撥開,平移軸主管打端位置。打端N根線束,則有N次打端和N-1個間距。平移軸平移至打端位置根據預設的打端間距位移N-1次,打端N數。為提高生產效率,位移和端子機同時啟動,只要位移動作時間小于打端時間即可。伺服每次打端位移僅需75ms,完全符合工藝需求。

        為了方便調試和觀察,每次啟動前可添加一段延時,觀察每個端子的完成情況。

        平移和打端動作為:“同時啟動--先后完成--延時--同時啟動--先后完成--延時...----結束”。

        4.3 多模式切換

        考慮客戶線材打端功能的多樣性,設備做了多種模式切換,例如:

        1)尾剝沾錫模式開啟選擇;

        2)穿膠殼模式開啟選擇;

        3)打端模式選擇;

        4)沾錫模式開啟選擇;

        5)扭線模式開啟選擇;

        6)故障檢測開啟選擇;

        7)單步運行模式選擇。

        ......

        4.4 最佳效率工藝

        不同模式下的動作時序不同,勢必會導致部分動作不需要執行,此時邏輯上會出現一定的等待時間,降低運行效率。

        本系統可根據客戶實際選擇的運行模式自動優化動作時序,跳過不必要的等待時間和非必要的??课恢?,極大的降低打端周期。

        此外,設備還支持在線更改控制模式,即設備可在工作工程中切換選擇功能,系統根據當前打端階段匹配當周期或下周期進行模式切換,而無需停機或回原再進行模式切換??刂菩蚀蟠筇岣?。

        4.5 實時數據交互

        系統采用Ethercat總線進行數據交互,數據讀寫周期為ms級,通過同步周期對所有軸進行位置、速度、扭矩等實時數據的觀測,完成對核心工藝的優化處理,大大提高了設備的靈活性與穩定性。

        五、總結

        端子插殼機工藝繁多,動作瑣碎,模式多樣,需要完善的控制邏輯和靈活的功能選擇?;谟⑼vAX70系列運動控制器在端子插殼機上的整體解決方案,不僅布線美觀,數據交互快速,能夠滿足所有的工藝需求,還能夠兼顧豐富的控制模式,靈活的模式切換,極高的運行效率等特點,具有很強的行業推廣價值。

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