英威騰AX70運(yùn)動(dòng)控制器在端子插殼機(jī)上的解決方案

一、項(xiàng)目背景

線束行業(yè)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(diǎn)?？偩€方案因其接線方便、布線美觀、數(shù)據(jù)交互速度快、狀態(tài)監(jiān)控實(shí)時(shí)性好等優(yōu)點(diǎn)，具有較大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

在單端端子插殼機(jī)上，其動(dòng)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(gè)軸之間動(dòng)作瑣碎，位置關(guān)聯(lián)性高，根據(jù)不同工藝有不同的動(dòng)作選擇，要求所有工藝能夠最高效率實(shí)現(xiàn)。

二、客戶需求

在東莞某端子插殼機(jī)現(xiàn)場(chǎng)，客戶要求打端效率高、模式切換多、數(shù)據(jù)交互快、可支持步進(jìn)驅(qū)動(dòng)、控制模式靈活，對(duì)于設(shè)備主要有如下要求：

1）任意位置回原：設(shè)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(xiàn)的位置干涉，以避免機(jī)械碰撞，保護(hù)設(shè)備安全。

2）打端高速短行程：打端時(shí)平移軸每次進(jìn)給最低2.5mm，對(duì)應(yīng)電機(jī)0.125轉(zhuǎn)，打端與平移進(jìn)給同步進(jìn)行，打端耗時(shí)最快要在100ms以內(nèi)，因此平移軸要在100ms以內(nèi)完成定位。

3）多控制模式：設(shè)備支持多種控制模式選擇；

4）最佳運(yùn)行效率：不同控制模式對(duì)應(yīng)不同的動(dòng)作需求，系統(tǒng)需根據(jù)不同的模式自動(dòng)屏蔽不必要的動(dòng)作以提高打端效率。

5）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互：可在線觀測(cè)運(yùn)行工藝數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)部分核心工藝的自檢。

6）兼容性好：運(yùn)動(dòng)控制器需兼容第三方步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器。

三、英威騰方案

由此英威騰推出AX70運(yùn)動(dòng)控制器+DA180伺服驅(qū)動(dòng)器+VS070觸摸屏的系統(tǒng)解決方案：

方案拓?fù)鋱D

該方案優(yōu)勢(shì)如下：

1）伺服驅(qū)動(dòng)器與第三方步進(jìn)混合應(yīng)用，方便客戶兼顧成本和性能。

2）伺服高響應(yīng)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(tái)，語言類型豐富，方便實(shí)現(xiàn)客戶的控制需求和升級(jí)改造。

4）總線伺服數(shù)據(jù)讀寫周期ms級(jí)，可輕松實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵數(shù)據(jù)讀寫，完成對(duì)核心工藝數(shù)據(jù)的監(jiān)控操作。

四、工藝解決方案

針對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的難點(diǎn)及各個(gè)工藝的實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)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(qū)動(dòng)器采用23位多圈絕對(duì)值編碼器，初始化過程中伺服走絕對(duì)位置為0即可。為解決位置干涉，系統(tǒng)大致的回原順序如下：

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(gè)間距。平移軸平移至打端位置根據(jù)預(yù)設(shè)的打端間距位移N-1次，打端N數(shù)。為提高生產(chǎn)效率，位移和端子機(jī)同時(shí)啟動(dòng)，只要位移動(dòng)作時(shí)間小于打端時(shí)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(diào)試和觀察，每次啟動(dòng)前可添加一段延時(shí)，觀察每個(gè)端子的完成情況。

平移和打端動(dòng)作為：“同時(shí)啟動(dòng)--先后完成--延時(shí)--同時(shí)啟動(dòng)--先后完成--延時(shí)。。。----結(jié)束”。

4.3多模式切換

考慮客戶線材打端功能的多樣性，設(shè)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(cè)開啟選擇；

7）單步運(yùn)行模式選擇。

……

4.4 最佳效率工藝

不同模式下的動(dòng)作時(shí)序不同，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致部分動(dòng)作不需要執(zhí)行，此時(shí)邏輯上會(huì)出現(xiàn)一定的等待時(shí)間，降低運(yùn)行效率。

本系統(tǒng)可根據(jù)客戶實(shí)際選擇的運(yùn)行模式自動(dòng)優(yōu)化動(dòng)作時(shí)序，跳過不必要的等待時(shí)間和非必要的?？课恢?，極大的降低打端周期。

此外，設(shè)備還支持在線更改控制模式，即設(shè)備可在工作工程中切換選擇功能，系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前打端階段匹配當(dāng)周期或下周期進(jìn)行模式切換，而無需停機(jī)或回原再進(jìn)行模式切換?？刂菩蚀蟠筇岣摺?

4.5 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互

系統(tǒng)采用Ethercat總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，數(shù)據(jù)讀寫周期為ms級(jí)，通過同步周期對(duì)所有軸進(jìn)行位置、速度、扭矩等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的觀測(cè)，完成對(duì)核心工藝的優(yōu)化處理，大大提高了設(shè)備的靈活性與穩(wěn)定性。

五、總結(jié)

端子插殼機(jī)工藝繁多，動(dòng)作瑣碎，模式多樣，需要完善的控制邏輯和靈活的功能選擇?；?a href="/tags/英威騰" target="_blank">英威騰AX70系列運(yùn)動(dòng)控制器在端子插殼機(jī)上的整體解決方案，不僅布線美觀，數(shù)據(jù)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(yùn)行效率等特點(diǎn)，具有很強(qiáng)的行業(yè)推廣價(jià)值。