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臺達10MC運動控制器在4頭超聲波焊機上的應用

時間:2025-01-15    作者:津信變頻    點擊:
超聲波焊機是現代汽車工業中的關鍵電工設備,主要用于汽車內飾件焊接中的應用,比如汽車的遮陽板、儀表板、車門板、座椅背板、后荷板,地毯等汽車內飾的焊接。原先采用膠粘劑粘接,粘接工藝生產效率低并且膠粘劑都有一定的毒性,很容易危害生產人員的身體健康以及引起環境污染等問題。所以塑料焊機工藝得到了越來越廣泛的應用。臺達10MC控制器是具有電子凸輪控制功能的新一代運動控制器,能夠通過CANopen總線控制多達16臺伺服,其內置PLC功能齊全,I/O擴展靈活方便。10MC應用于超聲波焊機控制,能很好地滿足設備快速響應的運動控制性能要求,電氣控制系統整體性價比很高,操作簡便,安全可靠,競爭優勢明顯。

一、超聲波焊機介紹:
4頭超聲波焊機用于汽車內飾焊接上,有4個獨立的焊頭,每個焊頭上有X、Y、Z三個運動軸。主要有回零、示教、焊點定位、及焊點測試等功能,設有焊頭防撞保護、光柵保護、伺服報警保護,設備暫停等保護功能。設備如圖一所示:



電氣控制系統配置及控制結構:
1.主要電氣控制部件清單:


2.控制結構
10MC運動控制器的COM2口與DOP-B10E615觸摸屏通過RS485通訊,通過觸摸屏可以設置用戶工藝參數;控制器的CAN端口與A2伺服進行CANopen通訊,通過CAN總線控制伺服的運動及讀取伺服的狀態。
10MC的PLC部分控制每個焊頭3根軸的運動邏輯及4個焊頭的動作邏輯,比如焊頭的開啟與關閉。通過10MC的公共交互區PLC同時監控每個運動軸的當前位置,若相鄰兩個焊頭的X軸或者Y軸的位置間隙小于設定的安全距離時,系統發出報警并停機,這就是系統的防撞功能。
10MC的MC部分控制每個焊頭的運動,通過PLC傳遞過來的啟動信號、速度、目標位置等數據,來執行各個焊頭各個軸的定位動作。


二、四頭超聲波焊機控制要求:

1、回零控制:
在設備第一次上電或者發生故障重新上電后,設備各個軸需要執行回零動作。
根據客戶要求,選擇的回零方式為:回零時反轉,找到零位信號后,伺服開始正轉,找到第一個Z相脈沖后再偏移一定的原點偏移量,回零方式如圖三所示。



程序中調用“MC_PassiveHome”回零指令,在M500有信號時,當前軸開始執行回零動作,回零動作執行完后,調用“MC_MoveAbsolute”絕對定位指令,完成原點偏移動作。

在執行回零的過程中,如發生故障或按下急停,則調用“MC_Stop”指令來使當前軸停止回零動作。程序如圖四所示:



 
2、 設備配方功能:
因設備所焊接的門板多達十幾種,而每個門板的焊接孔位置是不一樣的,所以需要使用配方功能,來實現同一臺設備焊接不同門板。設備配方所包含的功能如下:
A.     各個焊頭的X、Y軸坐標設定
B.     各個焊頭的Z軸焊接深度
C.     各個焊頭的焊接時間、冷卻時間、吹氣時間
D.    每個焊點的跳焊功能開啟與關閉
配方畫面如圖五所示:



3、設備示教功能
示教功能主要用于門板焊點的位置確定,保存至PLC中,然后再傳遞至HMI配方中,以便自動工作時使用。示意圖如圖六所示:



4.設備單點校準功能

設備的單點校準功能,主要用于校驗設備某個焊點的位置及動作是否正確。設備單點檢驗功能畫面如圖七所示



操作步驟如下:

  1. 開啟焊頭
  2. 設置點號
  3. 按下“單點定位”按鈕,設備的當前焊頭會自動定位到對應點的X\Y位置。若系統檢測到當前Z軸不是處于零位,則先會提升Z軸至零位,然后再定位X\Y位置。
  4. 按下“Z軸下”按鈕,設備當前焊頭的Z軸會定位到對應的深度。如系統檢測到當前X\Y軸不在對應的位置時,則不會動作。
  5. 按下“鉚接焊點”按鈕,設備執行配方中當前點對應的焊接時間、冷卻時間、吹氣時間。
  6. 按下“Z軸上”按鈕,則設備返回Z軸原點。

用數控系統價格高,且邏輯部分編程不方便。用普通PLC運行速度和精度都會受到掃描周期影響。10MC很好的解決了這些問題。
現場實際運行過程中,完善的參數設置選項和監控功能保證了設備運行平穩高效。10MC運動控制器的CANopen總線通訊大大簡化了客戶電氣柜中的繁瑣接線,友好的編程環境,使客戶能夠很快的掌握整個系統,后續維護方便。得到客戶的一致好評。





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