串焊機 案例

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點擊次數:1697 更新時間:2016年05月27日11:28:07 打印此頁 關閉
 

串焊機 案例

  

 

客戶/項目信息:

 

串焊機的作用:

如右圖:是一個成品,可以看到每一列光伏板上面都有2條銀色的線,這些就是光伏板上面的電極;每一片光伏板的正面和背面都有2條電極,正面為正極,背面為負極,串焊機的作用,就是將每一片的光伏板的正極與下一片的負極連接起來,實現電壓的疊加。

 

 

串焊機的組成:

 

串焊機有3個部分組成:
1.
取料部分
2.
截取極片,焊接
3.
光學檢測
目前,項目只進行前面2個部分

取料部分:使用機械手,將光伏板從料庫當中取出,然后整齊的放在輸送帶上面

焊接部分:從電極片卷中拉出適當的長度,截取,然后送到輸送帶上光伏板上方,然后焊頭移動進行焊接

光學檢測:檢測極片的焊接是否合格


取料部分:

一、取料部分使用EPSON的機械手,從料庫中取出擺放不規則的光伏板,然后整齊的擺放在輸送帶上面。

要求:每一片光伏板上面的電極線,都要在同一條直線上

難點分析:
1.
因為機械手從料庫中取出光伏板時,無法得知光伏板的旋轉角度,這樣就需要機械手取出光伏板后,進行角度檢測,調整角度后再送到輸送帶,這樣能保證光伏板在輸送帶上面極線是在水平的。

 

2.因為機械手取光伏板時不可能都取光伏板的中心點,要是每一片光伏板的極線都在一條直線上,機械手還需要位移量的偏差調整。

 

 

二、機械手需要旋轉光伏板,首先要知道旋轉角度,要知道旋轉角度,可以根據光伏板某一條邊與水平線的夾角。
根據三角函數原理:要知道一條邊的夾角,只需要取這條邊上面任意2個點的坐標
OMRON的解決方案:采用ZX-GTC11+ZX-GT28S11 ,ZX-GT的檢測原理如下

ZX-GT傳感器,可以檢測出物件遮擋光束的長度L
輸出方式:模擬量或者通信,通信需要加模塊,所以選擇了模擬量模塊來采集長度數據

三、取料部分

1.機械手從料庫中取料
2.
機械手旋轉固定角度,進入2ZX傳感器檢測區域
3.ZX
檢測,計算傾斜角度
4.
旋轉完成后,需要計算位移補償量,以ZX傳感器中心到輸送帶放置水平線距離h1,機械手完成旋轉后,通過測量h2的值,就可以計算出光伏板偏離ZX中心線的距離h,這樣機械手就得知移動距離為h1- h

 


 

 



 

 

過程:黑色為原來的角度,紅色為需要的
角度,根據ZX的檢測原理,圖中XY的值
可以直接讀出,那么h=X-Y;
L=2ZX傳感器的安裝間距(固定為28mm
那么角度a就可以根據反三角函數求出
旋轉方向的選擇:小于45度的方向

整個取料動作步驟:
1.
機械手取料,旋轉進入檢測區
2.ZX
檢測,計算旋轉角度
3.
通過RS232發送角度以及旋轉方向數據到機械手,機械手進行旋轉調整
4.
再次檢測XY的值,將其發送給機械手,機械手通過計算位移補償量h,完成最后的擺放運動過程

焊接部分:

因為極片是2條一起焊的,而且要將2片太陽板正負焊在一起,所以取極片也是需要取2條,取的長度為2片太陽板的長度,如下圖:


動作流程:
1.
伺服4,調整極片的間距=當前光伏板的極線間距;其它伺服回起始位置;
2.
伺服1,拉出2片光伏板長度的極片;
3.
伺服3向前移動,將吸盤2移動值電極條上方,伺服2下降,真空打開,吸取極片,氣缸動作切斷極片;
4.
伺服3回位,伺服2回位,伺服1重復拉出動作;
5.
伺服23重復之前動作,只是換做是吸盤1取極條;
6.2
條極片取出后,伺服2往后移動值光伏板正上方,伺服3下降,將極片貼在光伏板上的極線,伺服3回位,焊頭進行焊接。

動作相對比較簡單,但對速度的要求比較高,伺服1和伺服3在空間上需要無所,必須保證伺服1完全拉出極片后,伺服3才可以向前取極片,否則會發生機械碰撞,采用G5網絡伺服可以實時知道伺服的絕對位置,保證機械位置不碰撞。同時有些動作又可以根據伺服實際位置提前動作,不需要等待定位完成信號,可以提高動作的效率。

OMRON配置:

名稱

型號

個數

備注

觸摸屏

NB10

1

電源

CJ1W-PA205R

1

CPU

CJ2MCPU15

1

脈沖輸出模塊

CJ2M-MD211

2

驅動外圍輔機的步進電機

輸入模塊

CJ1W-ID261

2

輸出模塊

CJ1W-OD261

1

伺服模塊

CJ1W-NCF81

1

200W伺服驅動

R88D-KN02H-ECT-Z

2

電極間距調整以及后續檢測工序用

400W伺服驅動

R88D-KN04H-ECT-Z

7

輸送帶等

200W電機

R88M-K20030H-S2-Z

2

400W電機

R88M-K40030H-S2-Z

5

400W電機帶剎車

R88M-K40030H-BS2-Z

2

40點端子臺

XW2D-40G6

8

20點端子臺

XW2D-20G5

9

伺服接外部限位急停等信號

傳感器

ZX-GTC11+ZX-GT28S11

2

檢測極片角度

 

競爭對手:

1.西門子S7-300V80伺服,走的脈沖控制方式
2.
三菱Q系列以及QD75MH4 ,4軸的總線模塊

一開始客戶比較傾向于使用西門子,因為客戶工程師只會用西門子的PLC,而且OMRON的方案沒有一點價格優勢,但最后客戶還是選擇了OMRON,因為OMRON方案有以下優勢:
1.
采用先進的Ethercat總線伺服,配線方便;可以實時的監控伺服上面的數據,狀態信息,可以更好的保護機械以及提升動作銜接效率。
2.
開放性的總線,還可以掛IO模塊,可以保持電氣的持續升級的可能性也是客戶很看重的。
3.
在角度檢測以及后續的視覺檢測方面,OMRON有很好的解決方案,我們的一整套解決方案是另外2家競爭對手所不具備的,這是我們最大的優勢

這里要感謝華南AS部分,在做方案時給予了我們極大的支持,讓客戶有信心選擇OMRON。

 

一點經驗分享:

1.Ethercat的通信周期,最好設定為1000us
2.
切記一定要用非常好的網線才行,否則會讓你很頭疼的。
3.
使用V2.0以上版本的伺服驅動器,驅動里面的電子齒輪比參數不再起效,而是通過NCF81的設置軟件里面來設置:
   Command pulse count per motor ratation (伺服電機編碼器分辨率)=1048576
    Work Travel Distance per motor ratation(
轉換單位)
   
如果電機轉一圈,產生2000um的形成,那么轉換單位=2000
4. 因為電機的編碼器精度很高,如果電機運轉得快就很容易出Err21,這是因為驅動起參數Pn739出廠默認值太?。?/span>100000),也就是誤差不得超過0.1
      Pn739
Following error wind= 10000000 這樣就肯定不會再出21報警了
5.
因為G5網絡伺服的原點接近、限位、急停等信號是直接接在驅動器上面的,所以每一臺驅動器都要設定信號是否需要,不需要的必須屏蔽掉,還有選擇NONC,Contact A NC,Contact B NO
6.
因為NCF81的接收命令的額形式是邊沿觸發,一開始直接用上升沿觸發命令,發現有時侯觸發不了,后面發現每個命令,模塊都有1個命令反饋信號,以及狀態信號。所以對于每個軸,首先判斷通信情況,命令發送需要判斷軸是否Busy,是否Error,然后通過讀取命令反饋來確定伺服是否接收到命令。



7.
當前運行狀態監控設置:



8.
還發現了一個與本項目無關的功能,就是Latch功能,這個功能用在包裝行業非常好用,將色標信號接入到驅動器的Latch輸入點,可以測量2個色標信號之間的脈沖數,可用來做色標位置修正。

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