威廉希尔

一、概述

自动套脚机是一种将热缩管自动套入同轴卧式元件如二极管、色码电感、电阻、磁珠、磁环电感、晶体管、保险丝等电子元件本体上，经过加热处理，热缩管收缩在电子元件本体的机械设备。对电子元件起到良好的保护作用，广泛应用用电子产品行业。

元件加工后的效果如下图1所示：

图1 成品效果图

二、自动套脚机的工作原理
电子元件如电阻由送料步进电机装载到物料传送单元，物料传送单元将物料送入八个工位的套管工位单元，同时热缩管由送套管步进电机输送相等的设定长度，然后由切套管气缸将套管切断，套管夹持机构将切好的热缩管转移相应工位的电子元件，进入下一工位经过下压气缸的下压动作将热缩管下压至规定位置，热吹风电磁阀打开将热风吹送至电子元件将热缩管收缩在电子元件本体，进入下一工位由打料气缸将其打入成品箱。如此一个加工周期完成。工作流程见图2.

图2 工作流程

三、自动套脚机的控制原理
自动套脚机的控制系统由UniMAT PLC系统、触摸屏、电磁阀（驱动气缸）步进驱动器、变频器、温控仪表、热电偶、步进电机、变频电机和其他低压电器元件等组成。控制工艺见图3.

图3 控制工艺图

1、UniMAT PLC系统
UniMAT PLC系统配置如下：

UniMAT CPU224高度兼容西门子CPU,用户可通过Step7 MicroWIN上、下载程序。本体具有两个串口，在该项目中，其中一个串口通过PPI连接至触摸屏，一个串口备用。用户可在设备调试时通过备用串口通过MicroWIN软件监控程序运行，方便调试。本机集成14DI/10DO,两个高速脉冲输出通道(Q0.0和Q0.1)，输出频率高达20KHZ。UniMAT CPU224布局图见图4.

图4 CPU224 结构图

2、触摸屏系统

用户可通过触摸屏设置相应参数，如套管设定数量，套管长度，吹气时间等，可查看套管完成个数，也可起停设备。设备异常时报警信息及时传送至触摸屏，提醒操作人员进行紧急处理。触摸屏监控画面见图5.

图5 触摸屏监控

3、步进电机控制系统
为保证送料系统的准确定位和套管切割长度的一致性，本系统引入步进电机控制系统。其工作流程是：CPU的脉冲输出点Q0.0和Q0.1发送设定数额的脉冲至步进控制器，步进控制器驱动步进电机。在送料机构逐步送料时，位移误差逐步积累。为消除误差，加入刹车检测开关，保证了送料的准确定位。在下位机编程中用到MAP的子程序。程序片段见图6.

图6 MAP库子程序调用

4、编码器系统
由编码器采集主轴电机运行角度，由此产生工作时序。按照工艺要求，PLC控制数字量输出点在不同的时序完成相应的动作。编码器的A/B/Z三个输出点分别接入到PLC的I0.3/I0.4/I0.5。PLC高速计数选择HC4，,工作模式为10。高速计数器初始化见图7。

图7 HC4初始化

四、结束语
UniMAT PLC应用于自动套脚机设备中，用到高数计数、脉冲输出等指令，调用了西门子运动控制库。在调试运行中没有出现任何问题，表现出了与西门子PLC的高度兼容性，和性能稳定的优异特性。UniMAT PLC可完全替代西门子产品，在保证产品的稳定性的同时降低了制造商的生产成本。