可編程控制器 - CJ1 / CJ2系列
CJ1
以高速、超小型和無間隙的信息傳送優勢,極大提高機器的附加值.
* 綜合的快速處理,將機器的性能提高到最大限度:
有兩種類型的CPU: 標準型CJ1和超高速型CJ1-H。對于基本指令,最快速度可達20ns(0.02us)。
* 超小型/超薄型尺寸:
高90mm×厚65mm的緊湊尺寸,并提供了寬度僅為20mm薄型I/O單元。
* 無間隙的數據交換:
機器內部、機器之間、機器與上位機之間、機器和遠程設備之間實現無縫的數據交換,使Ethernet、Controller Link、DeviceNet各層網絡間通訊更為暢通。
CJ2
最適合高端設備控制的CJ2H CPU單元特別加強了從讀取輸入指令到進行運算、輸出前的“系統總處理能力”。支持高速、大容量網絡,同時提高編程、調試的效率。
此次,基本的設備控制產品中又添CJ2M CPU單元系列。備有豐富齊全的CPU單元,無論控制規模如何,都可在CJ2中選擇最合適的CPU單元。CJ2支持從小型到高速、高精度等各種設備控制,確保用戶安全、放心地使用。

串焊機 案例
代理店:佛山奇創
發表人:區展煊
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2個ZX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X和Y的值
可以直接讀出,那么h=X-Y;
L=2個ZX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X和Y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2和3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 | CJ2M-CPU15 | 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S7-300和V80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?。?00000),也就是誤差不得超過0.1轉
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NO和NC,Contact A為 NC,Contact B為 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。