1引言

隨著汽車工業、電子、家電、通訊、計算機和工業設備等行業的不斷發展，促使線束行業得到快速提升，同時也改變了傳統的配線方式而采用配套線束產品，線束及相關產品也逐步形成了行業標準。線束主要是以金屬端子與導線材料、密封圈等經壓接加工后組裝成線束部件應用于各個行業中。目前，線束作為一種至關重要的行業配套產品（典型的金屬端子與壓接后質量良好的線束成品如圖1-1），已被普遍認為是一種具有廣闊發展前景的大類產品。因此，作為線束端子壓接加工的端子壓接設備的發展前景是非常廣闊的。

圖1-1 典型端子及壓接質量良好的線束

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

圖1-2 國內市場端子壓接機類型

本文介紹的全自動端子壓著機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備。全自動端子壓著機具有加工效率高、加工精度高、運行平穩等特點。該應用中的全自動端子壓著機每分鐘可加工75跟線束，平均不到1s就加工一條線束。剝皮精度可達到0.01ms，運行平穩，噪聲小。要想達到這個要求，關鍵就是選用合適的控制器。

永宏PLC性能穩定、高速、高功能、高性價比；單機最多可以支持四軸高速脈沖輸出，無需擴展定位模塊，符合全自動端子壓著機四軸伺服控制要求，從而減少了設備成本、符合客戶需求。

2硬件設計

2.1產品配置

本系統控制器選用永宏FBs-40MCT,單機支持3軸200K的高速脈沖輸出和1軸20K的中速脈沖輸出。控制界面選用永宏FT-070ST觸摸屏，進行自動/手動控制、參數存儲、運行狀態監視等。執行電機和驅動器選用東能伺服驅動器和伺服電機，具有性能穩定、響應速度快、定位準確、抗干擾強等特點以及三洋步進驅動器和步進電機，具有性能穩定、響應速度快、定位準確等特點（產品配置如圖2-1）。

圖2-1 產品配置

2.2電氣控制

全自動端子壓著機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 伺服電機接線方式

圖2-4 電氣控制柜接線圖

2.3機械結構

全自動端子壓著機機械結構解析平面圖如圖2-5：

圖2-5 機械結構解析

2.4工藝流程

全自動端子壓著機可以根據生產的需要，而設置不同的產品工藝類型。產品生產效果如圖2-6：

圖2-6 產品生產效果

工藝流程（如圖2-7）：（1）送線伺服電機動作，進行送料；（2）收線夾線氣缸夾緊（已加工完成）線束；（3）切刀伺服電機動作，切斷線束；（4）送線伺服回退一段距離、收線伺服前進一段距離，達到線束兩端剝皮位置；（5）切刀伺服電機再次動作，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，收線伺服前進到搓線位置（同時在伺服電機回退和前進過程中將線束兩端外皮剝落）；（7）端子機動作、進行端子壓接，搓線步進電機動作、進行線芯搓合；（8）送線伺服電機動作、前進到線束切斷位置，收線伺服電機動作、前進到收線位置（收線夾線氣缸動作，加工線束掉落）。

圖2-6 產品生產效果

3軟件設計

3.1PLC控制流程圖

3.2伺服電機回原點控制

3.2.1機械回原點

根據本應用來說，當碰到接近開關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（接近開關感應信號由1→0）當作機械原點，程序相對比較麻煩。工作流程如圖3-1：

圖3-1 機械原點復歸

3.2.2指令（DRVZ）回原點

永宏PLC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表指令（FUN141）進行參數設定，才能實現原點復位的控制。

根據本應用來說，使用MD1回原點模式并配合伺服參數表格一起使用。當原點復歸動作一啟動，先以原點復歸速度朝原點復歸方向前進(參數9_1)；當遇到近點感應開關DOGsensor(參數15-0)時，以加/減速時間(參數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8)之斜率做低速反向慢行直至達到原點復歸減速速度(參數6)，當離開近點感應開關DOGsensor(參數15-0)之瞬間（近點感應信號由1→0），歸零清除信號(參數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之ErrorCounter)，最后將機械原點位置值(參數16)搬至目前位置(PS0=DR4088;PS1=DR4090;PS2=DR4092;PS3=DR4094)，歸零動作即算完成。伺服參數表格如圖3-2，工作流程如圖3-3：

圖3-2 伺服參數表格

圖3-3 MOD1模式原點復歸

通過機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。

3.3參數計算

送線伺服電機通過齒輪傳動帶動送線輪工作，送線伺服電機與送線輪的齒輪比為1：2（即送線伺服電機轉動1圈，送線輪轉動2圈），送線輪的周長為100mm（即送線輪轉動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械誤差，實際上送線伺服電機轉動1圈，送線輪轉動達不到2圈；所以需要通過齒輪間隙補正來減小誤差，例如伺服電機轉動1圈需要10000個脈沖，送線輪理論送線長度為200mm，設實際送線長度為S實（通過外部測量獲

取），間隙補正值為P補正。通過公式可算出齒輪間隙補正值：

10000/200=（10000+P補正）/S實

3.4控制畫面

全自動端子壓著機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。同時改變傳統的參數設置模式，讓客戶能夠更加直觀、清晰、方便的讀寫各種參數（如圖3-4）：

圖3-4 線束參數設定

4結束語

隨著線束產品應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器設備需求也會越多；而永宏PLC以穩定的性能、強大的功能、較高的性價比，在端子壓接機行業上的使用，能幫助機械廠商和生產廠商實現更好、更強的功能，從而獲得更大的競爭力和生產力。

【參考文獻】

[1]永宏可編程控制器使用手冊I和使用手冊II.臺灣永宏電機股份有限公司

[2]永宏PLC編程軟件使用手冊.臺灣永宏電機股份有限公司