基于plc的扁平電纜超聲波自動焊接工作臺的制作方法
【專利說明】
[0001]技術領域:
[0002]本實用新型涉及電纜焊接工作臺，尤其是一種基于PLC的扁平電纜超聲波自動焊接工作臺。
[0003]【背景技術】:
[0004]扁平電纜超聲波焊接早期采用人工方法，工人將扁平電纜與接插件對住放于工作臺上，手工將之對準焊頭，然后腳踩腳踏開關，焊機低頭焊一個焊點后抬頭，人工移動扁平電纜與接插件，再踩腳踏開關再焊，重復操作以實現焊接目的。這種純手工焊接，除了質量方面出差錯率高外，人的勞動強度相當大，容易疲勞操作。
[0005]【實用新型內容】:
[0006]本實用新型的目的在于提供一種基于PLC的扁平電纜超聲波自動焊接工作臺，PLC觸摸屏伺服系統應用于扁平電纜超聲波焊接工作臺，大大提高自動化水平和降低人的勞動強度。
[0007]本實用新型所采用的技術方案是:提供一種基于PLC的扁平電纜超聲波自動焊接工作臺，整體機架分三部分，上部分觸摸屏顯示和超聲波焊機控制器，中部為焊接工作區，下部為電氣控制箱及焊接氣路，其特征在于，將PLC觸摸屏伺服系統應用于扁平電纜超聲波焊接工作臺。
[0008]設備結構包括:電氣控制部分、軟件部分、伺服電機控制滾珠絲杠傳動機械部分及超聲波焊機部分；其中電氣控制部分包括:PLC模塊、觸摸屏、伺服電機驅動器、伺服電機(自帶轉軸編碼器)以及其它電氣控制元件；軟件部分包括:PLC模塊軟件和觸摸屏軟件；超聲波焊機以及控制焊機部分、氣路元件等由定制專業廠家提供。
[0009]所述PLC與超聲波焊機控制器有三處連接:焊接信號、復位信號和故障信號，采用屏蔽線中的幾根控制線焊接于九針插頭上，分別與超聲波焊機控制器相對接；PLC控制伺服電機帶動絲杠準確走位停頓，隨后發出焊接信號只會焊機焊接；等待焊機焊接，在焊機靠近焊頭上不地方搭支架用來安裝接近開關，接近開關檢測焊機焊頭抬頭信號，PLC接到焊機焊接完畢抬頭信號方可繼續走位，直到設定的焊點數到達返回中心點工位；若PLC接收焊機檢測的故障信號，PLC控制伺服電機停機。
[0010]所述觸摸屏畫面軟件共設計31個畫面，分別有不同的功能。其中包括5個參數畫面，即參數設定畫面和工位I?4焊點間距設定畫面，以及10個配方參數畫面。參數設定:可人為改變PLC程序的運行指令，包括焊點距離、焊點個數、移動速度以及工位1、工位2、工位3、工位4的初始焊點和中心定位點的絕對位移等，那么設定值通過程序計算達到等量綱，從而達到人機交互的準確性。設立左右安全極限、設立左右限位，比安全極限近。采用雙按鈕啟動，防止誤碰操作。觸摸屏操作設計手動操作，除了用于維修調試，還是自動程序的分解。
[0011]扁平電纜超聲波自動焊接工作臺由PLC控制伺服電機帶動滾珠絲杠做定位左右運動，從而將轉動變為直線運動，超聲波焊機放置于滾珠絲杠螺母上固定。
[0012]本設計的設備具有1、2、3、4四個工位，分為(1、2)和(3、4)兩組，起初超聲波焊機放置于兩組工位中間；準備焊接左右移動時采用點焊機移動，工位不動工作方式，機械設計四個工位夾具固定于工作臺上，通過PLC及觸摸屏來進行自動/手動控制，可以在觸摸屏上對每一組工位進行編程，PLC發出指令脈沖，伺服驅動器、伺服電機(自帶轉軸編碼器)自身閉環達到準確定位。
[0013]編程主要采用應用指令的絕對定位和相對定位指令，工位之間走位采用絕對定位，工位內焊點間移動走位采用相對定位，這樣走位值就和參數設定的各工位定位點以及工位I?4焊點間距設定還有配方參數達到一一對應和準確找位。
[0014]PLC除了給伺服驅動器發送脈沖指令即脈沖的個數及頻率，分別控制伺服電機帶動滾珠絲杠左右移動定位外，還和伺服驅動器輸入輸出關聯以及面板按鈕指示燈關聯，從而達到自動控制目的。程序自動分左邊啟動和右邊啟動，每啟動一周期，均完成兩個工位的焊接，假設只焊一個工位，通過設定焊點數為零達到；觸摸屏除了顯示功能還用于操作，操作分為手動、左邊自動和右邊自動，手動畫面主要用于調試，可以一鍵到達各定位點停止，還可以設定“焊接位置”相對距離點動(點擊焊接定位)，達到各工位其他焊點；觸摸屏畫面設計了 5個參數畫面，即參數設定畫面、工位I?4焊點間距設定畫面，還設計了十個配方畫面，從而提高人機交互能力。
[0015]操作中:首先送電后回原點，用于消除累積誤差，選用臺達AB系列伺服系統就是因為其特有的內部回原點功能；打開氣源充氣閥，為超聲波焊機氣路提供氣壓，超聲波焊機控制器被送電送氣并檢測壓力，超聲波焊機低頭抬頭是氣缸運行；PLC會接到來自焊機控制器檢測到氣路故障報警而停機。
[0016]將扁平電纜和接插件對位固定于工位的工裝針座上，根據需要更換不同的工裝夾具針座，選擇相應參數配方才能將使程序運行于相對的參數值；準備焊接左右移動之時，PLC控制伺服電機帶動滾珠絲杠和超聲波焊機左右移動，從而將轉動變為直線運動，按照參數設定準確定位于扁平電纜每一焊點下停頓，伺服電機驅動器、伺服電機(自帶轉軸編碼器)自身閉環達到準確定位，PLC控制伺服電機帶動絲杠準確走位停頓后發出焊接信號指揮焊機焊接，等待焊機抬頭信號反饋PLC再讓絲杠帶動焊機繼續走位，直到設定的焊點數到達返回中心點工位。程序自動分左邊啟動和右邊啟動，每啟動一周期，均完成兩個工位內各焊點的焊接，假設只焊一個工位，通過設定該工位焊點數為零達到。
[0017]觸摸屏畫面操作，首先對參數設定畫面和工位I?4焊點間距設定畫面的參數設定或者調出成熟配方，從而參數應用于程序運行中。初始調試時，除了首先回原點，確定原點位置外，主要利用手動畫面和參數設定畫面對各工位初始焊點準確找位；手動2畫面提供了各工位其他焊點準確找位。開機后，面板上選擇手動或者自動開關，只能選擇其中之
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[0018]選擇自動，開機后觸摸屏畫面進入主畫面，按觸摸屏上左邊自動按鍵或者臺面上雙按鈕，(臺面上安裝三個按鈕，分別兩兩起作用達到左啟動或右啟動，采用兩個按鈕是防止誤碰)進入左邊自動畫面，左邊自動運行，畫面可以監控運行狀態。工作起點由中心定位點開始(第一次由原點起始工作)左右啟動工作結束均停在中心定位點，等一天工作結束再回原點，用于消除累計誤差。在選擇開關打到自動前，安裝好扁平電纜于針座上，查觸摸屏上參數畫面參數值是否和扁平電纜安裝類型一致。
[0019]自動程序構架:基本從中心點開始運行，分為左邊啟動和右邊啟動。左啟動，先到工位I的偏差再到工位I初點，一步一步把工位I焊點焊完，再快速移動到工位2，再一步一步把工位2焊點焊完，最后返回中心點。同樣右啟動，先到工位3初點，一步一步把工位3焊點焊完，再快速移動到工位4，再一步一步把工位4焊點焊完，最后快速返回中心點。左邊自動中，從中心位先到工位I的偏差再到工位I第一焊點，是為了反響串動消除絲杠滾珠間隙的偏差。
[0020]工位間的移動速度，參數畫面可人工設定，最高200毫米每秒=200KHZ ;工位內焊點間的移動10KHZ，由程序內部指定。
[0021]本實用新型的有益效果是:通過更換夾具的方式來適應扁平電纜與