KincoCAN總線(xiàn)解決方案在自動(dòng)鎖付設備上的應用

自動(dòng)送鎖螺絲機又稱(chēng)自動(dòng)螺絲鎖緊機、自動(dòng)螺絲鎖付機、工業(yè)擰緊系統等，是用自動(dòng)化機構代替人手完成螺絲的取、放、擰緊的自動(dòng)化裝置，稍加改變也可以用于柱壯小零件的自動(dòng)組裝。由于自動(dòng)鎖付機具有自動(dòng)化程度高、鎖付效率高、鎖付精度高等特點(diǎn)，在國內外得到較為廣泛的應用，應用前景十分廣闊，主要應用于汽車(chē)零部件生產(chǎn)、電腦、顯示屏、電機、燈具、手機、打印機、電路板、電池、儀表等的自動(dòng)組裝，可以大大提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，尤其是人工成本，提高鎖付的可靠性。
一臺自動(dòng)鎖付機，應該具備自動(dòng)測量扭力的功能，鎖付電機根據設定的扭力來(lái)控制鎖付的扭力，從而達到高精度控制；其次應該具備高效率的鎖付性能，自動(dòng)鎖付機送料及收料系統采用伺服電機系統，具備快速及定位精準等特點(diǎn)，可以大大提高工作效率；相較于人工鎖付，自動(dòng)鎖付在精度控制及人力成本節約方面具有無(wú)可比擬的優(yōu)越性。即便如此，由于自動(dòng)鎖付機一次性投入成本較大，所以并沒(méi)有得到非常廣泛的應用。
基于某業(yè)內廠(chǎng)家的要求，步科為其開(kāi)發(fā)了基于MT6000控制器的多軸CAN總線(xiàn)解決方案，并成功應用于某知名品牌的自動(dòng)滾筒洗衣機裝配生產(chǎn)線(xiàn)上。此系統對實(shí)時(shí)性要求較高，14軸鎖付電機同時(shí)動(dòng)作，并要求在鎖付過(guò)程中高速采樣電流值并以數據形式存儲?；贙inco MT6000的CAN總線(xiàn)控制器及Kinco總線(xiàn)型伺服系統解決方案成為這個(gè)系統的首選方案。
二、Kinco控制系統具備如下特點(diǎn)：
1、 Kinco MT6000開(kāi)放式人機界面，具備CANopen總線(xiàn)主站及從站功能，具備顯示與控制的能力；同時(shí)開(kāi)放的USB及SD卡接口，具備數據快速拷貝及存儲的功能；其次MT6000還具備雙串口及以太網(wǎng)通訊接口，方便連接外圍設備，接口較為豐富。
2、 配備德國CoDeSys軟件組成了基于軟件的邏輯控制器，CoDeSys軟件的PLC功能有多種PLC編程語(yǔ)言如LD、SFC、ST、IL、CFC、FBD等，而且不同的語(yǔ)言可以相互調用，這對于不同的應用具有很大的便利性。
3、 帶CANopen總線(xiàn)通訊功能的Kinco ED系列智能伺服，用于控制螺絲的鎖付，用戶(hù)可以在利用伺服驅動(dòng)器的內部編程功能，通過(guò)外部信號進(jìn)行自控制，同時(shí)可以根據伺服驅動(dòng)器檢測的扭力與鎖付需要的扭力進(jìn)行比較，從而對鎖付的扭力進(jìn)行準確控制。
4、 系統采用CANopen總線(xiàn)連接各個(gè)節點(diǎn)，參與外圍邏輯控制的IO節點(diǎn)也連接到CANopen總線(xiàn)上，所有節點(diǎn)的狀態(tài)及IO狀態(tài)均可在MT6000控制器上顯示，操作員工可以快速檢查各個(gè)控制點(diǎn)的運行情況。
三、系統連接圖

四、系統工藝說(shuō)明
整個(gè)系統包含以下幾個(gè)部分：
1） 送料系統，送料系統將洗衣機的滾筒通過(guò)傳動(dòng)系統運送到鎖付的工位，傳動(dòng)系統通過(guò)伺服電機配合絲桿進(jìn)行定位，鎖付的螺絲與螺孔需要剛好對上，才能保證鎖付時(shí)不會(huì )出現鎖偏的情況，所以伺服定位一定要準確。
2） 固定系統，鎖付時(shí)鎖付電機會(huì )產(chǎn)生比較大的反沖力，所以在鎖付之前需要對洗衣機的滾筒進(jìn)行固定，確保鎖付時(shí)不會(huì )因為反沖力導致螺絲滑牙等情況。
3） 鎖付系統，鎖付軸由14套ED伺服系統控制，鎖付時(shí)先通過(guò)氣缸控制鎖付軸向下移動(dòng)，在移動(dòng)的同時(shí)伺服電機轉動(dòng)，伺服電機帶動(dòng)鎖付六角套筒轉動(dòng)并與六角螺絲套上；當帶著(zhù)螺絲的套筒剛好接觸到鎖付的螺孔時(shí)，伺服電機切換到力矩模式進(jìn)行鎖付，直到鎖付完畢，鎖付的過(guò)程較為復雜，在這里不便進(jìn)行詳細的描述。
4） 排料系統，排料系統指的是將螺絲按照一定的規則排好，并通過(guò)壓縮空氣在合適的時(shí)機將螺絲吹到固定孔，只有螺絲就位后才能進(jìn)行鎖付動(dòng)作。
5） 收料系統，收料系統與送料系統是一個(gè)整體，送料的同時(shí)收料平臺也跟著(zhù)移動(dòng)并把鎖付好的料筒推出。
五、鎖付要求
對于鎖付系統來(lái)說(shuō)，最重要的是鎖付的質(zhì)量，14個(gè)鎖付孔位只要有一個(gè)不合格，整個(gè)料筒就報廢了，料筒的成本較高，所以必須對鎖付的質(zhì)量進(jìn)行嚴格的控制。鎖付是否合格我們一般通過(guò)以下條件來(lái)判斷：
1） 鎖付的扭力，MT6000控制器通過(guò)對CANopen總線(xiàn)采樣回來(lái)的各軸伺服的扭力進(jìn)行判斷，如果采樣回來(lái)的扭力在設置的范圍之內，我們就認為其合格，否則此桶就報廢。
2） 鎖付的深度，如果鎖付的深度過(guò)深，那么就可能出現問(wèn)題，可能螺孔被打壞了，這時(shí)候我們就需要結合采樣回來(lái)的扭力進(jìn)行比較，如果采樣的扭力偏小，那說(shuō)明此工位滑絲，系統就要發(fā)出警報信號，提示操作人員此桶報廢；如果鎖付的深度過(guò)淺，那就說(shuō)明此工位浮鎖，系統也要發(fā)出警報信號，提示操作人員此桶報廢。
六、系統的編程實(shí)現
系統選用10.4″的MT6500T面板型PLC做為CANopen總線(xiàn)的主控制器，用來(lái)配置和管理ED伺服從站以及CANopen輸入輸出模塊，用同步報文的方式來(lái)實(shí)現毫秒級的電流采樣；鎖付伺服選用14套三相伺服驅動(dòng)器ED430-0400-AA+SMH60S-0040-30AAK，外圍數字量輸入輸出點(diǎn)采用5個(gè)CANopen-D0808模塊。
根據工藝要求，我們確定了用速度模式讓螺絲與套筒套好，用位置模塊將伺螺絲推入螺絲孔處，用力矩模塊來(lái)實(shí)現鎖付；
1、主站配置
在CoDeSys軟件中配置總線(xiàn)參數，總線(xiàn)PDO接收和發(fā)送的對象字典映射等等；

考慮到整個(gè)通訊距離較遠，因此將系統的總線(xiàn)波特率設置為500K/s，下面介紹一下PDO的配置：
－－伺服接收PDO：控制字、控制模式、目標速度、最大速度、目標位置、seq_add
－－伺服發(fā)送PDO：狀態(tài)字、錯誤代碼、實(shí)際位置、實(shí)際電流。