串焊机 案例

客户/项目信息：

串焊机的作用：

如右图：是一个成品，可以看到每一列光伏板上面都有2条银色的线，这些就是光伏板上面的电极；每一片光伏板的正面和背面都有2条电极，正面为正极，背面为负极，串焊机的作用，就是将每一片的光伏板的正极与下一片的负极连接起来，实现电压的叠加。

串焊机的组成：

串焊机有3个部分组成：
1.取料部分
2.截取极片，焊接
3.光学检测
目前，项目只进行前面2个部分

取料部分：使用机械手，将光伏板从料库当中取出，然后整齐的放在输送带上面

焊接部分：从电极片卷中拉出适当的长度，截取，然后送到输送带上光伏板上方，然后焊头移动进行焊接

光学检测：检测极片的焊接是否合格

取料部分：

一、取料部分使用EPSON的机械手，从料库中取出摆放不规则的光伏板，然后整齐的摆放在输送带上面。

要求：每一片光伏板上面的电极线，都要在同一条直线上

难点分析：
1.因为机械手从料库中取出光伏板时，无法得知光伏板的旋转角度，这样就需要机械手取出光伏板后，进行角度检测，调整角度后再送到输送带，这样能保证光伏板在输送带上面极线是在水平的。

2.因为机械手取光伏板时不可能都取光伏板的中心点，要是每一片光伏板的极线都在一条直线上，机械手还需要位移量的偏差调整。

二、机械手需要旋转光伏板，首先要知道旋转角度，要知道旋转角度，可以根据光伏板某一条边与水平线的夹角。
根据三角函数原理：要知道一条边的夹角，只需要取这条边上面任意2个点的坐标
OMRON的解决方案：采用ZX-GTC11+ZX-GT28S11 ，ZX-GT的检测原理如下

ZX-GT传感器，可以检测出物件遮挡光束的长度L
输出方式：模拟量或者通信，通信需要加模块，所以选择了模拟量模块来采集长度数据

三、取料部分

1.机械手从料库中取料
2.机械手旋转固定角度，进入2个ZX传感器检测区域
3.ZX检测，计算倾斜角度
4.旋转完成后，需要计算位移补偿量，以ZX传感器中心到输送带放置水平线距离h1，机械手完成旋转后，通过测量h2的值，就可以计算出光伏板偏离ZX中心线的距离△h，这样机械手就得知移动距离为h1- △h

过程：黑色为原来的角度，红色为需要的
角度，根据ZX的检测原理，图中X和Y的值
可以直接读出，那么h=X-Y;
L=2个ZX传感器的安装间距（固定为28mm）
那么角度a就可以根据反三角函数求出
旋转方向的选择：小于45度的方向

整个取料动作步骤：
1.机械手取料，旋转进入检测区
2.ZX检测，计算旋转角度
3.通过RS232发送角度以及旋转方向数据到机械手，机械手进行旋转调整
4.再次检测X和Y的值，将其发送给机械手，机械手通过计算位移补偿量△h，完成最后的摆放运动过程

焊接部分：

因为极片是2条一起焊的，而且要将2片太阳板正负焊在一起，所以取极片也是需要取2条，取的长度为2片太阳板的长度，如下图：

动作流程：
1.伺服4，调整极片的间距=当前光伏板的极线间距；其它伺服回起始位置；
2.伺服1，拉出2片光伏板长度的极片；
3.伺服3向前移动，将吸盘2移动值电极条上方，伺服2下降，真空打开，吸取极片，气缸动作切断极片；
4.伺服3回位，伺服2回位，伺服1重复拉出动作；
5.伺服2和3重复之前动作，只是换做是吸盘1取极条；
6.2条极片取出后，伺服2往后移动值光伏板正上方，伺服3下降，将极片贴在光伏板上的极线，伺服3回位，焊头进行焊接。

动作相对比较简单，但对速度的要求比较高，伺服1和伺服3在空间上需要无所，必须保证伺服1完全拉出极片后，伺服3才可以向前取极片，否则会发生机械碰撞，采用G5网络伺服可以实时知道伺服的绝对位置，保证机械位置不碰撞。同时有些动作又可以根据伺服实际位置提前动作，不需要等待定位完成信号，可以提高动作的效率。

OMRON配置：

竞争对手：

1.西门子S7-300和V80伺服，走的脉冲控制方式
2.三菱Q系列以及QD75MH4 ，4轴的总线模块

一开始客户比较倾向于使用西门子，因为客户工程师只会用西门子的PLC，而且OMRON的方案没有一点价格优势，但最后客户还是选择了OMRON，因为OMRON方案有以下优势：
1.采用先进的Ethercat总线伺服，配线方便；可以实时的监控伺服上面的数据，状态信息，可以更好的保护机械以及提升动作衔接效率。
2.开放性的总线，还可以挂IO模块，可以保持电气的持续升级的可能性也是客户很看重的。
3.在角度检测以及后续的视觉检测方面，OMRON有很好的解决方案，我们的一整套解决方案是另外2家竞争对手所不具备的，这是我们最大的优势

这里要感谢华南AS部分，在做方案时给予了我们极大的支持，让客户有信心选择OMRON。

一点经验分享：

1.Ethercat的通信周期，最好设定为1000us
2.切记一定要用非常好的网线才行，否则会让你很头疼的。
3.使用V2.0以上版本的伺服驱动器，驱动里面的电子齿轮比参数不再起效，而是通过NCF81的设置软件里面来设置:
   Command pulse count per motor ratation (伺服电机编码器分辨率)=1048576
    Work Travel Distance per motor ratation(转换单位)
    如果电机转一圈，产生2000um的形成，那么转换单位=2000
4. 因为电机的编码器精度很高，如果电机运转得快就很容易出Err21，这是因为驱动起参数Pn739出厂默认值太小（100000），也就是误差不得超过0.1转
      Pn739（Following error wind）= 10000000 这样就肯定不会再出21报警了
5.因为G5网络伺服的原点接近、限位、急停等信号是直接接在驱动器上面的，所以每一台驱动器都要设定信号是否需要，不需要的必须屏蔽掉，还有选择NO和NC，Contact A为 NC，Contact B为 NO
6.因为NCF81的接收命令的额形式是边沿触发，一开始直接用上升沿触发命令，发现有时侯触发不了，后面发现每个命令，模块都有1个命令反馈信号，以及状态信号。所以对于每个轴，首先判断通信情况，命令发送需要判断轴是否Busy，是否Error，然后通过读取命令反馈来确定伺服是否接收到命令。

7.当前运行状态监控设置：

8.还发现了一个与本项目无关的功能，就是Latch功能，这个功能用在包装行业非常好用，将色标信号接入到驱动器的Latch输入点，可以测量2个色标信号之间的脉冲数，可用来做色标位置修正。