一種多軸線束加工控制系統的製作方法
2023-11-30 14:37:11 1
專利名稱：一種多軸線束加工控制系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種線束產品加工設備，尤其是涉及一種用於多軸線束剪切、剝皮、端 頭壓接的自動線束加工數控系統。
背景技術：
線束產品主要是以金屬端子與導線線材經壓接加工並組裝而成的，廣泛用於汽 車、家電、通訊、計算機、工業設備以及各種消費類電子產品中，是整機產品的神經系統，線 束產品已被普遍認為具有廣闊發展前景的大類產品。隨著數控技術的不斷發展和線束加工 數控系統應用的不斷擴大，如何提高線束加工數控系統的加工效率和質量，如何保證其加 工精度，是線束加工數控系統在實際應用中的關鍵問題。解決該問題的主要方式是將在線檢測技術應用於數控加工的過程之中，實現自動 化的生產過程。目前線束專用加工裝備已經從線束專用工具為主階段過渡到集成單機自動 化裝備為主階段，但生產組織方式還是勞動力密集型的單機組合方式，即採用開線、剝頭、 壓接、組裝、檢測等人工監控工藝來完成線束產品的生產過程，限制了線束加工生產線向低 成本、高效率、快速反應、全過程質量控制等方面發展，已成為行業發展的瓶頸([1]方林 中.基於PDM平臺現代集成線束製造系統研究[J].新技術新工藝，2008,8:11-12)。為提 高線束加技術水平和行業的國際競爭力，充分利用現代化信息技術、自動化技術和數控技 術，建立現代集成線束製造系統，已成為線束製造業的重要發展方向。採用在線檢驗測量的方式，能使操作者及時發現被加工工件存在的問題，並反饋 給數控系統。據有關調查資料顯示，目前我國因產品質量問題，如廢品、次品、返修品等，所 造成的經濟損失約為產值的10% 15%，而在線測量技術應用於數控系統，其最直接的經 濟效益就在於既節省了工時，提高了測量精度，同時也提高了成品率([2]張曉峰.數控機 床在線檢測技術[J].CAD/CAM與製造業信息化，2005，12:69-71)。利用工具機數控系統的反 饋伺服功能，使得數控系統能及時得到檢測系統所反饋的信息，發現加工工件存在的問題， 以改變工具機的運動參數，更好地保證加工質量，促進加工測量一體化的發展。可見，在線測 量技術在數控工具機中的應用未來具有廣闊的前景。
發明內容
本發明的目的在於針對現有的多軸線束加工控制系統加工精度和生產效率較低 等問題，提供一種穩定性好、可靠性高的多軸線束加工控制系統。本發明設有傳感器、伺服驅動器、運動控制器、壓力管理器(Crimp Force Administrator, CFA)的壓接控制器(以下將「壓力管理器(Crimp Force Administrator, CFA)的壓接控制器」簡稱為CFA壓接控制器)和工控計算機，工控計算機採用線束加工控 制軟體。傳感器安裝在多軸線束加工設備的各加工軸上，可隨加工軸一起運動，傳感器的 採集數據輸出端一路經伺服驅動器接運動控制器，運動控制器的輸出端接工控計算機的錯誤代碼輸入埠 ；傳感器的採集數據輸出端另一路接CFA壓接控制器的輸入端，CFA壓接控 制器的輸出端通過串行接口，與工控計算機的加工數據採集輸入埠連接；工控計算機的 加工工藝程序輸出埠經運動控制器接伺服驅動器，伺服驅動器的輸出端接伺服電機，伺 服電機外接多軸線來加工設備。本發明的工作原理是工控計算機與運動控制器相連，系統啟動運行後，由線束加 工控制軟體生成線束加工工藝程序，工控計算機將線束加工工藝程序傳送給運動控制器， 運動控制器根據工藝程序要求，分別控制多軸伺服驅動器，以驅動相應加工軸的伺服電機， 從而實現多軸線束加工。由於傳感器安裝在各加工軸上，可隨加工軸一起運動。加工軸的位置狀態信息通 過傳感器進行採集，傳感器採集的位置信息經伺服驅動器，傳送給運動控制器，運動控制器 對位置信號數據進行判斷、處理，若判斷結果與預設值不一致，則產生相應的錯誤代碼，錯 誤代碼由運動控制器發送到工控計算機，並由錯誤處理模塊對錯誤代碼進行處理，生成錯 誤詳細信息，顯示在加工控制軟體主界面上。CFA壓接控制器與工控計算機通過串行接口連接，CFA壓接控制器實現線束端子 與接頭的壓接控制和線束端子壓接數據採集，採集得到的數據經CFA壓接控制器通過串行 接口傳送給工控計算機，由線束加工控制軟體中的CFA壓接管理模塊對數據進行分析、處 理，判斷壓接曲線是否在正常的範圍內，如果超出正常範圍，將向系統報錯，要求系統重新 控制壓接曲線，保證線束端子壓接的壓接質量。本發明所述線束加工控制軟體設有系統設置模塊，線束加工工藝程序生成模塊， 通信模塊，數據處理模塊，錯誤處理模塊，在線幫助模塊，CFA壓接管理模塊，顯示模塊等，同 時實現人機互動功能。軟體中各模塊的主要功能如下1)系統設置模塊。用於設定線束加工系統各項系統參數，包括，各運動軸初始狀態 的設定，導線信息的設定，加工速度比例的設定等。2)加工工藝程序生成模塊。此模塊主要完成加工工藝信息的輸入，生成加工工藝 程序。3)通訊模塊。完成將工控計算機的線束加工系統通過雙絞線傳送給運動控制器， 以及完成對CFA壓接控制器壓接信息的接收。4)數據處理模塊。用來完成對輸入的數值進行處理，完成各種工藝尺寸及加工速 度計算。通過讀取線束加工系統資料庫文件，獲得各運動軸的運動參數，運動控制器的工作 狀態的計算與分析等預處理。5)錯誤處理模塊。主要對CFA壓接管理裝置和運動控制器所報送的錯誤進行分析 與處理，保證線束加工系統高效、順利、可靠地運行。6)在線幫助模塊。以文檔形式對軟體各部分操作進行詳細解釋，方便用戶使用。7)CFA壓接管理模塊。主要功能是對實際端子壓接曲線與機器學習得到的理想曲 線進行比較，從而判斷出不良的端子，及時報送錯誤處理模塊，保證生產的可靠性。8)顯示模塊。主要將當前的線束加工系統的生產狀態顯示在主界面上。必要時， 彈出錯誤對話框供用戶選擇處理，並把錯誤的詳細信息以一定的組織關係，顯示在獨立的 頁面上，供用戶進行必要的分析與統計。
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線束加工中心系統軟體工作流程如下首先，進入系統設置模塊設定好初始加工系統參數，由加工工藝程序生成模塊生 成加工工藝程序；其次，運行通訊模塊將加工工藝程序通過傳送給運動控制器，運動控制器 收到加工工藝程序後開始加工生產；第三，運動控制器在生產的過程中，將自身的運行狀態 或產生的錯誤代碼傳回至工控計算機。與此同時，CFA端子壓接控制器通過串行接口，將採 集到的壓力信息數據傳送給工控計算機。工控計算機通過數據處理模塊對當前的各種數據進行處理，包括運動控制器的工 作狀態分析、線束加工系統資料庫的存取等。工控計算機通過CFA壓接管理模塊，對CFA端子壓接控制器所採集到的壓力信息 數據進行分析比較，判斷不良端子，報送錯誤處理模塊。錯誤處理模塊在接收到數據處理模 塊或CFA壓接管理模塊所匯報的錯誤信息後，對錯誤信息分析、處理。顯示模塊實時的將得 到的生產狀態和錯誤信息處理結果顯示在主界面上，必要時彈出錯誤或者警告對話框，尋 問操作人員對錯誤信息的選擇處理。
圖1為本發明實施例的結構組成示意圖。圖2為本發明實施例的伺服系統結構組成示意圖。圖3為本發明實施例的多軸線束加工中心系統軟體總體結構圖。圖4為本發明實施例的多軸線束加工中心系統軟體流程圖。以下給出圖1 4中的各主要配件的代號1多軸線束加工設備，2伺服電機，3伺服驅動器，4運動控制器，5CFA壓接控制器， 6傳感器，7工控計算機。21，22擺動軸電機；23，24拉拔軸電機；25，26CFA壓接軸電機；27送線軸電機；28 切刀軸電機。31，32擺動軸伺服驅動器；33，34拉拔軸伺服驅動器；35，36壓接軸伺服驅動器； 37送線軸伺服驅動器；38切刀軸伺服驅動器。A多軸線束加工控制軟體；B系統設置模塊；C加工工藝程序生成模塊；D通信模 塊；E數據處理模塊；F錯誤處理模塊；G在線幫助模塊；H CFA壓接管理模塊；I顯示模塊。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明作進一步的說明。參見圖1 4，本發明實施例設有多軸線束加工設備1、伺服電機2、伺服驅動器3、 運動控制器4、CFA壓接控制器5、傳感器6和工控計算機7，以及線束加工控制軟體A。線束加工控制軟體A運行於工控計算機7上，工控計算機7與運動控制器4相連， 線束加工控制軟體A根據加工參數生成線束加工工藝程序，工控計算機7將線束加工工藝 程序傳送給運動控制器4，運動控制器4通過伺服驅動器3驅動伺服電機2，從而實現線束 加工生產。傳感器6安裝在多軸線束加工設備1的各加工軸上，可隨加工軸一起運動。加工 軸的位置狀態信息通過傳感器6檢測採集，採集的位置信息經伺服驅動器3，傳送給運動控制器4，運動控制器對位置信息數據進行處理、判斷。若判斷結果與預設值不一致，則產生相 應的錯誤代碼，錯誤代碼由運動控制器4發送到工控計算機7，並由錯誤處理模塊對錯誤代 碼進行處理，生成錯誤詳細信息，顯示在加工控制軟體主界面上。工控計算機7與CFA壓接控制器5通過串行接口進行通訊，CFA壓接控制器5通 過傳感器6進行數據採集，傳感器6採集得到的數據經CFA壓接控制器5傳送給工控計算 機7，由線束加工控制軟體A中的CFA壓接管理模塊H對數據進行分析、處理。線束加工控制軟體A設有系統設置模塊B、線束加工工藝程序生成模塊C、通信模 塊D、數據處理模塊E、錯誤處理模塊F、在線幫助模塊G、CFA壓接管理模塊H和顯示模塊I。 軟體中各模塊的主要功能如下1)系統設置模塊B。用於設定線束加工系統各項系統參數，包括，各運動軸初始狀 態的設定，導線信息的設定，加工速度比例的設定等。2)加工工藝程序生成模塊C。主要用於完成加工工藝信息的輸入，生成加工工藝 程序。3)通訊模塊D。用於完成將工控計算機的線束加工系統通過雙絞線傳送給運動控 制器，以及完成對CFA壓接控制器壓接信息的接收。4)數據處理模塊E。用於完成對輸入的數值進行處理，完成各種工藝尺寸及加工 速度計算。通過讀取線束加工系統資料庫文件，獲得各運動軸的運動參數，運動控制器的工 作狀態的計算與分析等預處理。5)錯誤處理模塊F。主要用於對CFA壓接控制器和運動控制器所報送的錯誤進行 分析與處理，保證線束加工系統高效、順利、可靠地運行。6)在線幫助模塊G。主要用於以文檔形式對軟體各部分操作進行詳細解釋，方便 用戶使用。7) CFA壓接管理模塊H。主要功能是對實際端子壓接的結果與理想值進行比較，從 而判斷出不良的端子，及時報送錯誤處理模塊，保證生產的可靠性。8)顯示模塊I。主要用於將當前的線束加工系統的生產狀態顯示在主界面上。必 要時，彈出錯誤對話框供用戶選擇處理，並把錯誤的詳細信息以一定的組織關係，顯示在獨 立的頁面上，供用戶進行必要的分析與統計。線束加工中心系統軟體工作流程為首先，進入系統設置模塊B，設定好初始加工 系統參數，由加工工藝程序生成模塊C生成加工工藝程序；其次，運行通訊模塊D將加工工 藝程序傳送給運動控制器，運動控制器收到加工工藝程序後開始加工生產。運動控制器在 生產的過程中，將自身的運行狀態和產生的錯誤代碼傳回至工控計算機。同時，CFA端子壓接控制器通過串行接口，將採集到的壓力信息傳送給工控計算 機。工控計算機通過數據處理模塊E對當前的各種數據進行處理，包括運動控制器的工作 狀態分析、線束加工系統資料庫的存取等。同時工控計算機通過CFA壓接管理模塊H，對CFA 端子壓接控制器所採集到的壓力信息進行分析比較，判斷不良端子，報送錯誤處理模塊F。 錯誤處理模塊F在接收到數據處理模塊E或CFA壓接管理模塊H所匯報的錯誤信息後，對 錯誤信息分析、處理，顯示模塊I實時的將得到的機器運行狀態和錯誤信息處理結果顯示 在主界面上，必要時彈出錯誤或者警告對話框，尋問操作者對錯誤信息的選擇處理。
權利要求
一種多軸線束加工控制系統，其特徵在於設有傳感器、伺服驅動器、運動控制器、壓力管理器的壓接控制器和工控計算機；傳感器安裝在多軸線束加工設備的各加工軸上，可隨加工軸一起運動，傳感器的採集數據輸出端一路經伺服驅動器接運動控制器，運動控制器的輸出端接工控計算機的錯誤代碼輸入埠；傳感器的採集數據輸出端另一路接壓力管理器的壓接控制器的輸入端，壓力管理器的壓接控制器的輸出端通過串行接口，與工控計算機的加工數據採集輸入埠連接；工控計算機的加工工藝程序輸出埠經運動控制器接伺服驅動器，伺服驅動器的輸出端接伺服電機，伺服電機外接多軸線來加工設備。
全文摘要
一種多軸線束加工控制系統，涉及一種線束產品加工設備。提供一種穩定性好、可靠性高的多軸線束加工控制系統。設有傳感器、伺服驅動器、運動控制器、CFA壓接控制器和工控計算機。傳感器安裝在多軸線束加工設備的各加工軸上，可隨加工軸一起運動，傳感器的採集數據輸出端一路經伺服驅動器接運動控制器，運動控制器的輸出端接工控計算機的錯誤代碼輸入埠；傳感器的採集數據輸出端另一路接CFA壓接控制器的輸入端，CFA壓接控制器的輸出端通過串行接口，與工控計算機的加工數據採集輸入埠連接；工控計算機的加工工藝程序輸出埠經運動控制器接伺服驅動器，伺服驅動器的輸出端接伺服電機，伺服電機外接多軸線來加工設備。
文檔編號G05B19/414GK101901002SQ20101024309
公開日2010年12月1日 申請日期2010年7月30日 優先權日2010年7月30日
發明者戴世界, 羅瑋, 郭隱彪, 韓春光 申請人:廈門大學