1引言

隨著汽車工業(yè)、電子、家電、通訊、計算機(jī)和工業(yè)設(shè)備等行業(yè)的不斷發(fā)展，促使線束行業(yè)得到快速提升，同時也改變了傳統(tǒng)的配線方式而采用配套線束產(chǎn)品，線束及相關(guān)產(chǎn)品也逐步形成了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。線束主要是以金屬端子與導(dǎo)線材料、密封圈等經(jīng)壓接加工后組裝成線束部件應(yīng)用于各個行業(yè)中。目前，線束作為一種至關(guān)重要的行業(yè)配套產(chǎn)品（典型的金屬端子與壓接后質(zhì)量良好的線束成品如圖1-1），已被普遍認(rèn)為是一種具有廣闊發(fā)展前景的大類產(chǎn)品。因此，作為線束端子壓接加工的端子壓接設(shè)備的發(fā)展前景是非常廣闊的。

圖1-1 典型端子及壓接質(zhì)量良好的線束

目前，國內(nèi)市場有手動壓接鉗、機(jī)械（飛輪式）端子壓接機(jī)、氣動端子壓接機(jī)、液壓式端子壓接機(jī)和全自動線束機(jī)等（如圖1-2）；絕大部分端子壓接機(jī)都是對剝好的線束進(jìn)行壓接（全自動端子壓接機(jī)還具有自動剝線功能）。手動、氣動和液壓式端子壓接機(jī)僅能滿足日產(chǎn)量在幾千根以下的小廠或個體需求，機(jī)械（飛輪式）端子壓接機(jī)性能不穩(wěn)定、噪聲大、效率低，而全自動端子壓接機(jī)能適應(yīng)那些大型線束企業(yè)，而且性能穩(wěn)定、效率高、操作簡單、安全可靠，日產(chǎn)量在8-10萬根左右，滿足該群體的需要。

圖1-2 國內(nèi)市場端子壓接機(jī)類型

本文介紹的全自動端子壓著機(jī)是一種將線束的切斷、剝皮與端子壓著等三個主要的線束末端加工工序集成于一體完成的設(shè)備。全自動端子壓著機(jī)具有加工效率高、加工精度高、運(yùn)行平穩(wěn)等特點。該應(yīng)用中的全自動端子壓著機(jī)每分鐘可加工75跟線束，平均不到1s就加工一條線束。剝皮精度可達(dá)到0.01ms，運(yùn)行平穩(wěn)，噪聲小。要想達(dá)到這個要求，關(guān)鍵就是選用合適的控制器。

永宏P(guān)LC性能穩(wěn)定、高速、高功能、高性價比；單機(jī)最多可以支持四軸高速脈沖輸出，無需擴(kuò)展定位模塊，符合全自動端子壓著機(jī)四軸伺服控制要求，從而減少了設(shè)備成本、符合客戶需求。

2硬件設(shè)計

2.1產(chǎn)品配置

本系統(tǒng)控制器選用永宏FBs-40MCT,單機(jī)支持3軸200K的高速脈沖輸出和1軸20K的中速脈沖輸出?？刂平缑孢x用永宏FT-070ST觸摸屏，進(jìn)行自動/手動控制、參數(shù)存儲、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視等。執(zhí)行電機(jī)和驅(qū)動器選用東能伺服驅(qū)動器和伺服電機(jī)，具有性能穩(wěn)定、響應(yīng)速度快、定位準(zhǔn)確、抗干擾強(qiáng)等特點以及三洋步進(jìn)驅(qū)動器和步進(jìn)電機(jī)，具有性能穩(wěn)定、響應(yīng)速度快、定位準(zhǔn)確等特點（產(chǎn)品配置如圖2-1）。

圖2-1 產(chǎn)品配置

2.2電氣控制

全自動端子壓著機(jī)電氣控制原理圖如圖2-2、圖2-3；電氣控制柜如圖2-4：

圖2-2 PLC接線方式

圖2-3 伺服電機(jī)接線方式

圖2-4 電氣控制柜接線圖

2.3機(jī)械結(jié)構(gòu)

全自動端子壓著機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)解析平面圖如圖2-5：

圖2-5 機(jī)械結(jié)構(gòu)解析

2.4工藝流程

全自動端子壓著機(jī)可以根據(jù)生產(chǎn)的需要，而設(shè)置不同的產(chǎn)品工藝類型。產(chǎn)品生產(chǎn)效果如圖2-6：

圖2-6 產(chǎn)品生產(chǎn)效果

工藝流程（如圖2-7）：（1）送線伺服電機(jī)動作，進(jìn)行送料；（2）收線夾線氣缸夾緊（已加工完成）線束；（3）切刀伺服電機(jī)動作，切斷線束；（4）送線伺服回退一段距離、收線伺服前進(jìn)一段距離，達(dá)到線束兩端剝皮位置；（5）切刀伺服電機(jī)再次動作，切到剝皮深度、回退0.1mm（防止線芯拉斷）；（6）送線伺服回退到端子壓接位置，收線伺服前進(jìn)到搓線位置（同時在伺服電機(jī)回退和前進(jìn)過程中將線束兩端外皮剝落）；（7）端子機(jī)動作、進(jìn)行端子壓接，搓線步進(jìn)電機(jī)動作、進(jìn)行線芯搓合；（8）送線伺服電機(jī)動作、前進(jìn)到線束切斷位置，收線伺服電機(jī)動作、前進(jìn)到收線位置（收線夾線氣缸動作，加工線束掉落）。

圖2-6 產(chǎn)品生產(chǎn)效果

3軟件設(shè)計

3.1PLC控制流程圖

3.2伺服電機(jī)回原點控制

3.2.1機(jī)械回原點

根據(jù)本應(yīng)用來說，當(dāng)碰到接近開關(guān)信號時減速慢行停止；然后以低速反向慢行，離開接近信號的瞬間（接近開關(guān)感應(yīng)信號由1→0）當(dāng)作機(jī)械原點，程序相對比較麻煩。工作流程如圖3-1：

圖3-1 機(jī)械原點復(fù)歸

3.2.2指令（DRVZ）回原點

永宏P(guān)LC有專門的高速定位指令（FUN140）,提供三種原點返回方式：MD0、MD1和MD2，同時要配合使用專門的伺服參數(shù)表指令（FUN141）進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，才能實現(xiàn)原點復(fù)位的控制。

根據(jù)本應(yīng)用來說，使用MD1回原點模式并配合伺服參數(shù)表格一起使用。當(dāng)原點復(fù)歸動作一啟動，先以原點復(fù)歸速度朝原點復(fù)歸方向前進(jìn)(參數(shù)9_1)；當(dāng)遇到近點感應(yīng)開關(guān)DOGsensor(參數(shù)15-0)時，以加/減速時間(參數(shù)8)之斜率作減速動作，直到完全靜止為止(頻率=0)；延遲了0.5秒鐘后，再以加/減速時間(參數(shù)8)之斜率做低速反向慢行直至達(dá)到原點復(fù)歸減速速度(參數(shù)6)，當(dāng)離開近點感應(yīng)開關(guān)DOGsensor(參數(shù)15-0)之瞬間（近點感應(yīng)信號由1→0），歸零清除信號(參數(shù)15_3)立即輸出(“ON”≧20mS+1次掃描時間，可以用此輸出點來清除伺服馬達(dá)之ErrorCounter)，最后將機(jī)械原點位置值(參數(shù)16)搬至目前位置(PS0=DR4088;PS1=DR4090;PS2=DR4092;PS3=DR4094)，歸零動作即算完成。伺服參數(shù)表格如圖3-2，工作流程如圖3-3：

圖3-2 伺服參數(shù)表格

圖3-3 MOD1模式原點復(fù)歸

通過機(jī)械回原點和指令回原點比較，指令回原點配合伺服命令表格和伺服參數(shù)表格一起使用，程序比較簡單，能提供程序的易讀性以及控制操作的便利性。

3.3參數(shù)計算

送線伺服電機(jī)通過齒輪傳動帶動送線輪工作，送線伺服電機(jī)與送線輪的齒輪比為1：2（即送線伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動1圈，送線輪轉(zhuǎn)動2圈），送線輪的周長為100mm（即送線輪轉(zhuǎn)動1圈，將送線100mm）；由于齒輪之間存在間隙，在齒輪傳動過程中存在一定的機(jī)械誤差，實際上送線伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動1圈，送線輪轉(zhuǎn)動達(dá)不到2圈；所以需要通過齒輪間隙補(bǔ)正來減小誤差，例如伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動1圈需要10000個脈沖，送線輪理論送線長度為200mm，設(shè)實際送線長度為S實（通過外部測量獲

?。?，間隙補(bǔ)正值為P補(bǔ)正。通過公式可算出齒輪間隙補(bǔ)正值：

10000/200=（10000+P補(bǔ)正）/S實

3.4控制畫面

全自動端子壓著機(jī)使用永宏觸摸屏作為操作界面，為客戶提供方便、快捷、簡單的操作系統(tǒng)。同時改變傳統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置模式，讓客戶能夠更加直觀、清晰、方便的讀寫各種參數(shù)（如圖3-4）：

圖3-4 線束參數(shù)設(shè)定

4結(jié)束語

隨著線束產(chǎn)品應(yīng)用及范圍的越來越廣泛，對線束切斷、剝皮和端子壓接于一體的機(jī)器設(shè)備需求也會越多；而永宏P(guān)LC以穩(wěn)定的性能、強(qiáng)大的功能、較高的性價比，在端子壓接機(jī)行業(yè)上的使用，能幫助機(jī)械廠商和生產(chǎn)廠商實現(xiàn)更好、更強(qiáng)的功能，從而獲得更大的競爭力和生產(chǎn)力。

【參考文獻(xiàn)】

[1]永宏可編程控制器使用手冊I和使用手冊II.臺灣永宏電機(jī)股份有限公司

[2]永宏P(guān)LC編程軟件使用手冊.臺灣永宏電機(jī)股份有限公司