扁平电缆超声波自动焊接工作台的实现
1、前言
扁平电缆超声波焊接早期采用人工方法,工人将扁平电缆与接插件对住放于工作台上,手将之对准焊头,然后脚踩脚踏开关,焊机低头焊一点后抬头,人工再移动扁平电缆与接插件,再脚踩脚踏开关再焊…….这样一一焊接。这种纯手工,除了质量方面出差错率高外,人的劳动强度相当大,容易疲劳操作。
随着目前数控设备进入市场,我们对此类工作也有了数控工作台想法:一次性装夹,一个按钮焊机自动完成焊接工作。这样质量准确率高本文由论文联盟http://收集整理,又降低人的劳动强度。
2、功能
扁平电缆超声波自动焊接工作台主要是用于扁平电缆与接插件之间的自动焊接,并且还可以通过更换夹具的方式来适应扁平电缆与不同接插件之间的焊接,从而达到提高产品生产能力的需求。
3、设备组成与选型
该设备主要包括以下几个部分:电气控制部分、软件部分、伺服电机控制滚珠丝杠传动等机械部分等。
伺服电机选择台达伺服电机ecma-c30807ps（自带转轴编码器,编码器精度为1/10000）,功率为0.75kw,额定电流为5.1a,电机转速为3000r/min;伺服电机驱动器选择台达伺服电机驱动器acs-a0721-ab,具有内部回原点功能。plc模块选用高速脉冲输出型（10hz～200khz）,dvp40eh00t2;7寸触摸屏选用7寸彩色触摸屏dop-b07s211。Www.11665.cOm
4、设备的电气部分工作原理
4.1 伺服驱动系统
由于伺服驱动系统具有良好的速度与位置控制的特点,因此常用于需要精密控制的系统传动中。伺服驱动器本身接受plc脉冲指令即脉冲的个数及频率,分别控制伺服电机旋转的角度和速度。
伺服位置闭环系统:plc来的指令脉冲经过电子齿轮输入到偏差计数器,偏差计数器计算该脉冲个数（作为给定值）,与另一输入反馈脉冲个数（即伺服电机内部转轴编码器输出的脉冲信号）相比较,通过pid闭环控制原理来控制调节伺服电机的运行,直到输入脉冲与反馈脉冲个数相同。
4.2 回原点
台达ab系列伺服系统特有内部回原点功能,伺服马达回零动作规划均由伺服驱动器参数p1-47设定规划,plc不需发送脉冲即可完成,并可以定位于编码器的z相脉冲,定位远比plc回原点精度高。plc只需发出回原点触发信号和等待伺服回原点完成信号,然后将内部脉冲存储器d1336和d1337清零、复位一些中间状态,从而结束回原点过程。
4.3 程序的主要工作过程分析
同样自动设备也要达到人工焊接过程:对准首点焊接,走一步焊机再低头焊接,抬头后再走一步,再焊…..直到全部焊完。
(1)准确走位是第一要素。
针对1、2、3、4四个工位,分为（1、2）和（3、4）两组,一组一组工作。四个工位初点采用绝对定位编程,每个工位各焊点间走位,采用相对走位编程,它们的相对位移值对应接插件的每一种型号,扁平电缆很多种,基本三种距离值,两个宽片间距、宽片和窄片间距和其余等宽的窄片等距离。焊机绝对走位到每一工位初始焊点,再就是相对走位到其他焊点。如果一直采用绝对走位,位移值一直累加,容易出错。不像相对位移值对应接插件的每一种型号,是固定值,简单明了。那么换型号,只要把相对位移值更换即可,每个工
位的绝对位移值基本不变。
自动程序构架:基本从中心点开始运行,分为左启动和右启动。左启动,先到工位1初点,一步一步把工位1焊点焊完,再快速移动到工位2,再一步一步把工位2焊点焊完,最后返回中心点。同样右启动,先到工位3初点,一步一步把工位3焊点焊完,再快速移动到工位4,再一步一步把工位4焊点焊完,最后快速返回中心点。工位间的移动速度,参数画面可人工设定,最高200毫米每秒=200khz;工位内焊点间的移动10khz,由程序内部指定。
(2)反向串动消除滚珠丝杠间隙误差。
(3)上电回原点和复位回原点都为消除累计误差。
(4)保证焊接质量和安全因素更重要。
伺服每走到位后均会发出焊接信号,但何时焊接完成,如何得到这样的信号才是关键,准确得到后才能走下一步。焊机低头不能走位在程序中各处连锁,以保证焊机焊头不被打断,造成安全事故,并且焊机焊头属贵重器件。
(5)除了准确性、可靠性、安全性考虑,还有其他一些智能性。
4.4 屏软件与plc的关系
屏软件主要是显示功能,显示plc运行的中间状态。编程方式就是设定画面。屏软件与plc程序紧密结合,相辅相成,许多功能是二者相结合完成的。屏软件共设计33个画面,分别有不同的功能。特别是5个参数画面是最大亮点,plc必要的间接地址内容值在此完成,它是提供人机交互的平台,甲方工艺人员利用它可以提高工艺质量,还适应多变性,焊点数可变、焊点间距可变,适应各种型号类别,使该设备功能性最大程度的发挥和使用。另外10个配方参数画面,为工艺人员提供了参数存储功能,随时调用。
