CP1H PLC在自动刺孔机中的应用

毛建

（南通海立电子有限公司 江苏省南通市 226361）

自动刺孔机是实现华司移送，芯包引线的刺孔、切断等过程的设备。它是铝电解电容器生产过程的重要设备。由于本公司在国内同行业中起步较早，及这种特殊设备的使用客户太少，暂时没有国内厂家能够提供。但是进口设备太贵，而且以后无法升级改造，公司与外协企业共同开发了这套设备。它更换规格方便，克服原来手工机器，华司移送不准确，刺孔位置不居中、华司浪费严重，生产效率低等特点。

1 工艺参数及调节范围及控制精度要求

1.1 工艺参数

（1）华司规格：φ4.6×9×1mm，φ5.0×9×1mm，5.5×10×1mm

（2）刺孔上规格：φ3.2mm、φ3.7mm、φ4.2mm。

（3）引线宽度：8mm

1.2 调节范围及控制精度要求

（1）华司震动盘及震动平时速度连续可调。

（2）分别对模具冲压次数进行计数，到达设定次数报警提示更换。

（3）对机器生产数量进行计数，到达设定次数停机报警。

2 系统构成

PLC 采用欧姆龙公司小型可编程序控制器CP1H PLC。

CP 系列包括价格低廉且搭载了2 轴脉冲输出的CP1E-N 型、搭载了4 轴脉冲输出的CP1H 型。

另外，CP1L 包含标配Ethernet 端口的CP1L-EM/EL 型在内，可进行2 轴脉冲输出。可以根据装置所需伺服电机的轴数选择相应的CPU 通过程序文件、通信命令的加密，加强了工具及PLC 主体的安全性，确保无法破解密码。不但有种类丰富的I/O 单元，还新增了高性能、多点模拟单元和温度传感器单元。

线性模组由欧姆龙公司的R88D-KT04H-Z 交流伺服放大器与R88M-K40030H-S2-Z 伺服电机构成。

威纶通公司的TK6071iQ 触摸屏构成人机的交换窗口。

3 控制原理与控制方案

如图1，华司由震动盘1 输送到两路震动平送装置2，再由导针涨紧机构移3 送到下模4，下模移动到刺孔工作位后等待操作。人工装入芯包5，触动开关后6，引线对位，线性模组7 带动下模到达刺孔位，刺孔气液增压缸动作，带动刺孔模8 实现刺孔动作。刺孔气缸复位后，移开芯包，开关复位后，进行下一个准备工作。

刺孔模具两组同时工作，配备顶出引线装置，配备引线切刀及铝屑吹吸引装置。

3.1 吸华司

图1：设备示意图

图2：PLC 部分控制程序

图3

图4

图5

图6

配备2 个震动盘，一个9mm，一个10mm，各有两路输出，不需要换华司。移动通过导针涨紧机构移送。

3.2 下模移动

通过直线导轨滚轴丝杆机构，伺服电机驱动，精确定位，达到不同规格华司输送功能。

3.3 装芯包

手工放入芯包，到芯包到位后，触动开关，刺孔启动。

3.4 刺孔

配备双路刺孔模，采用气液增压缸。

3.5 取芯包

手工取出芯包，开关复位后，下模移动，准备下一个循环。

4 程序设计

4.1 PLC的I/O分配

输入部分：

1、0.01-紧急停止；2、0.02-启动；3、0.03-停止；4、0.04-单次启动；5、0.05-有芯包；6、0.06-原点接近开关；7、0.07-CW界限；8、0.08-CCW 界限；9、0.10-原点开关；10、1.00-10 华司平移前磁性；11、1.01-10 华司平移后磁性；12、1.02-10 华司1 步下磁性；13、1.03-10 华司1 步上磁性；14、1.04-10 华司2 步下磁性；15、1.05-10 华司2 步上磁性；16、1.06-9 华司平移前磁性；17、1.07-9华司平移后磁性；18、1.08-9 华司1 步下磁性；19、1.09-9 华司1步上磁性；20、1.10-9 华司2 步下磁性；21、1.11-9 华司2 步上磁性；22、2.05-10mm 有华司；23、2.06-10mm 有华司；24、2.07-9mm 有华司；25、2.08-9mm 有华司；26、2.09-刺铆上磁性；27、2.10-刺铆下磁性；28、2.11-刺铆保护。

输出部分：

1、100.04-9华司1 步气缸；2、100.05-顶出；3、100.06-伺服启动；4、100.07-10 华司1 步气缸；5、101.00-刺铆气缸；6、101.01-顶出气缸；7、101.02-9 华司2 步气缸；8、101.03-9mm 平移气缸；9、101.04-10 华司2 步气缸；10、101.05-夹紧气缸；11、102.00-10mm 平移气缸；12、102.03-9 华司震动盘；13、102.05-10 华司震动盘；14、102.06-风机；15、102.07-伺服供电。

4.2 PLC部分控制程序

如图2 所示。

4.3 人机交换作了6个画面

如图3 所示。

4.3.1 主画面

如图4，主画面主要功能包括对华司直径及刺铆针直径进行选择；对生产数量进行计数，进行自动运行的控制等等。

4.3.2 功能开关画面

功能开关画面可以进入输入输出IO 监控画面，伺服参数设定画面，参数设定画面。

4.3.3 输入输出IO 监控画面

输入输出IO 监控画面用于监控开关量输入输出的状态。

4.3.4 伺服参数设定画面和参数设定画面

如图5，伺服参数设定画面方便修改线性模组的运动参数。参数设定画面用于显示总计生产数量和分别对φ3.7mm、φ4.2mm 进行计数，便于更换模具。

4.3.5 手动画面

如图6，手动画面可以执行各个步骤的单独动作。主要用于维修确认使用。

5 结束语

经过近三年的使用证明采用PLC 控制的自动刺孔机，不仅大大的降低了人员劳动强度，减少中间环节，而且提高了产品成品率。采用人机介面，不必太多控制按钮便可实现手动、自动等多种功能，增进了人员与设备的信息交流，数据的修改、故障报警的识别变得易如反掌。