CN105551833B - 铝电解电容器盖板铆接机控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明铝电解电容器盖板铆接机控制系统，用于多规格电容器盖板自动铆接机，包括：线性模组驱动控制模块、盖板铆接控制模块、盖板脱模控制模块和流程控制模块及其应用控制软件。线性模组驱动控制模块实现对盖板在盖板放置工位、铆接工位、翻转工位的精确定位控制；盖板铆接控制模块实现对盖板进行自动铆接；盖板脱模控制模块实现对盖板进行自动脱模，防止盖板未脱离模具，造成翻转不到位或翻转卡位等现象；流程控制模块及其应用控制软件实现对整个控制系统的参数设定、实时监测和自动化控制。本发明使铝电解电容器盖板铆接机按要求实行自动控制，适应多规格电容器盖板的自动铆接，提高了电容器自动铆接的生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制系统，具体涉及一种针对铝电解电容器盖板铆接机的控制系统。
背景技术
铝电解电容器的制造工艺主要包括电极箔和电解纸的钉接卷绕、电解液浸渍、引脚刺孔、盖板铆接、铝壳灌胶、芯包入壳、铝壳封口、高温老化、套管包覆等工序。电容器芯包引脚进行刺孔裁切后，需要进行盖板铆接，盖板材料为酚醛树脂，端子材料为铝。铝电解电容器有多种规格，相应的电容器芯包和盖板规格也不一样，盖板是电容器的重要组成部分，要求铆接完成后不能出现变形、断裂等问题。
目前，铝电解电容器铆接工序的生产流程主要为人工单机铆接方式，没有实现自动化生产，产品质量难以保证，生产效率低。
为提高电容器盖板铆接生产制造效率和质量，研制开发了铝电解电容器盖板铆接机，由盖板放置机构、盖板铆接模块、盖板脱模模块、线性模组驱动模块、翻转机构等组成。为实现电容器盖板铆接机的自动化控制，设计了铝电解电容器盖板铆接机控制系统。
发明内容
本发明针对新设计的铝电解电容器盖板铆接机，提出和设计了自动控制系统，以解决铝电解电容器盖板铆接自动化程度低、更换规格不灵活、生产效率低、生产工序不连贯、噪声大等难题。
为了解决上述问题，本发明公开了如下技术方案：
铝电解电容器盖板铆接机控制系统，包括线性模组驱动控制模块、盖板铆接控制模块、盖板脱模控制模块、流程控制模块及其应用控制软件。线性模组驱动控制模块实现对盖板在盖板放置工位、铆接工位、翻转工位的定位控制；盖板铆接控制模块实现对盖板进行自动铆接；盖板脱模控制模块实现对盖板进行自动脱模，防止盖板未脱离模具，造成翻转不到位或翻转卡位等现象；流程控制模块及其应用控制软件实现对各控制模块的参数设定、实时监测和精确控制，控制器由可编程控制器和触摸屏构成，应用控制软件包括设备调试单元、设备状态监测单元、盖板端子中心距设定单元、盖板铆接时间设定单元、全自动程序控制单元。
所述线性模组驱动控制模块包括：步进电机，与步进电机驱动器相连；步进电机驱动器，接入可编程控制器输出端，实现对步进电机的转速、方向和位置的控制；3个位置传感器，分别接入可编程控制器输入端，检测V型块和盖板放置模具在原位位置、减速位置和极限位置的信号。
所述盖板铆接控制模块包括：两位五通电磁阀线圈，接入可编程控制器输出端，控制电磁阀线圈得电与失电，实现铆接气缸的动作；铆接气缸磁性开关，接入可编程控制器输入端，实现判断铆接气缸是否到达上限位或下限位。
所述盖板脱模控制模块包括：两位五通电磁阀线圈，接入可编程控制器输出端，控制电磁阀线圈得电与失电，实现脱模气缸的动作；脱模气缸磁性开关，接入可编程控制器输入端，实现判断脱模气缸是否到达上限位或下限位。
所述流程控制模块及其应用控制软件包括：可编程控制器，实现对各控制模块的精确控制；触摸屏通过RS422通讯接口与可编程控制器相连，人机交互利用触摸屏控制可编程控制器，实现系统参数设定及系统状态监测；三色灯，接入可编程控制器输出端，能够在系统出现故障时发出报警、警示信号。
其中，所述应用控制软件包括：设备调试单元，实现对铆接机各个子控单元进行点动控制，包括步进电机调试子控单元、铆接气缸调试子控单元、脱模气缸调试子控单元、三色灯调试子控单元；设备状态监测单元，能够实时显示步进电机是否开启及是否正常，若为否则字体呈红色并闪烁；盖板端子中心距设定单元，实现设定并显示当前盖板端子中心距，电容器有多种规格，相应的盖板端子中心距亦有多种规格，当更换被铆接盖板时，在触摸屏中输入盖板端子中心距后，系统自动将输入盖板端子中心距与上述多种规格参数逐一比较，若输入盖板端子中心距不是设定的上述多种规格参数之一，将无法进行参数设定，自动控制系统不会运行，从而避免因盖板端子中心距输入错误造成铆针断裂及不合格品的出现；盖板铆接时间设定单元，可根据不同规格的盖板所需铆接时间进行参数设定；全自动程序控制单元，根据铝电解电容器盖板铆接机控制完整流程，编制可编程控制器梯形图，实现铝电解电容器盖板铆接机自动铆接、自动脱模、自动翻转落料全自动控制。
本发明的有益效果：
本发明设计的铝电解电容器盖板铆接机控制系统，系统运行可靠平稳，操作简单，作业安全，可有效实现对铆接机的自动控制、多种规格的参数设定等功能，满足了生产线高柔性化、高效率、高质量的自动化加工要求。
附图说明
图1为盖板外形示意图；
图2为盖板铆接前示意图；
图3为盖板铆接后示意图；
图4为铝电解电容器铆接机工作示意图；
图5为线性模组驱动模块示意图；
图6为盖板铆接模块气动系统原理图；
图7为盖板脱模模块气动系统原理图；
图8为铝电解电容器铆接机控制系统组成框图；
图9为铝电解电容器铆接机控制系统接线图；
图10为系统工作流程图。
具体实施方式
结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
铝电解电容器的制造工艺主要包括电极箔和电解纸的钉接卷绕、电解液浸渍、引脚刺孔、盖板铆接、铝壳灌胶、芯包入壳、铝壳封口、高温老化、套管包覆等工序。电容器芯包引脚刺孔裁切完成后，需要进行盖板铆接。盖板材料为酚醛树脂，端子材料为铝，盖板主体01与两个端子02成型为一体，如图1所示，电容器有多种规格，相应的电容器芯包03和盖板规格也不一样，盖板端子中心距随之变化；刺孔裁切完成后的电容器引脚04按照对应阳极、阴极安装在盖板端子02上，如图2示；通过新设计的铆接机对盖板端子02进行逐个铆接，铆接完成后的效果如图3示。
如图4所示，铝电解电容器盖板铆接机包括：线性模组驱动模块1、盖板铆接模块2、盖板脱模模块3。如图4、5所示，线性模组驱动模块1由步进电机101、步进电机驱动器、丝杠102、盖板放置模具106、V型块107、防护盖110、联轴器111、导轨112、滑块113组成；线性模组装有3个位置传感器，分别为原位传感器103、近位传感器104和极限位置传感器109。如图6所示，盖板铆接模块由气动三联件201、储气罐202、减压阀203、电磁阀204、调速阀205、铆接气缸206组成。如图7所示，盖板脱模模块由气动三联件301、电磁阀302、调速阀303、脱模气缸304组成。
如图8所示，铝电解电容器盖板铆接机控制系统，包括线性模组驱动控制模块、盖板铆接控制模块、盖板脱模控制模块、流程控制模块及其应用控制软件。线性模组驱动控制模块实现对盖板在盖板放置工位、铆接工位、翻转工位的定位控制；盖板铆接控制模块实现对盖板进行自动铆接；盖板脱模控制模块实现对盖板进行自动脱模，防止盖板未脱离模具，造成翻转不到位或翻转卡位等现象；流程控制模块及其应用控制软件实现对各控制模块的参数设定、实时监测和精确控制，控制器由可编程控制器和触摸屏构成，应用控制软件包括设备调试单元、设备状态监测单元、盖板端子中心距设定单元、盖板铆接时间设定单元、全自动程序控制单元。
所述线性模组驱动控制模块包括：步进电机101，与步进电机驱动器相连；步进电机驱动器，接入可编程控制器输出端，实现对步进电机101的转速、方向和位置的控制；原位传感器103、近位传感器104和极限位置传感器109，分别接入可编程控制器输入端，检测V型块107和盖板放置模具106在原位位置、减速位置和极限位置的信号。
所述盖板铆接控制模块包括：两位五通电磁阀204线圈YA1，接入可编程控制器输出端，控制电磁阀线圈得电与失电，实现铆接气缸206的动作；铆接气缸206磁性开关SQ1和SQ2，分别接入可编程控制器输入端，实现判断铆接气缸206是否到达上限位或下限位。
所述盖板脱模控制模块包括：两位五通电磁阀302线圈YA2，接入可编程控制器输出端，控制电磁阀线圈得电与失电，实现脱模气缸304的动作；脱模气缸304磁性开关SQ3和SQ4，分别接入可编程控制器输入端，实现判断脱模气缸304是否到达上限位或下限位。
所述流程控制模块及其应用控制软件包括：可编程控制器，实现对各控制模块的精确控制；触摸屏通过RS422通讯接口与可编程控制器相连，人机交互利用触摸屏控制可编程控制器，实现系统参数设定及系统状态监测；三色灯，分别接入可编程控制器输出端，能够在系统出现故障时发出报警、警示信号。
其中，所述应用控制软件包括：设备调试单元，实现对铆接机各个子控单元进行点动控制，包括步进电机调试子控单元、铆接气缸调试子控单元、脱模气缸调试子控单元、三色灯调试子控单元；设备状态监测单元，能够实时显示步进电机是否开启及是否正常，若为否则字体呈红色并闪烁；盖板端子中心距设定单元，实现设定并显示当前盖板端子中心距，电容器有多种规格，相应的盖板端子中心距亦有多种规格，当更换被铆接的盖板时，在触摸屏中输入盖板端子中心距后，系统自动将输入盖板端子中心距与上述多种规格参数逐一比较，若输入盖板端子中心距不是设定的多种规格参数之一，将无法进行参数设定，自动控制系统不会运行，从而避免因盖板端子中心距输入错误造成铆针断裂及不合格品的出现；盖板铆接时间设定单元，可根据不同规格的盖板所需铆接时间进行参数设定；全自动程序控制单元，根据铝电解电容器盖板铆接机控制完整流程，编制可编程控制器梯形图，实现铝电解电容器盖板铆接机自动铆接、自动脱模、自动翻转落料全自动控制。
本发明的工作原理：
如图10所示，设备接通电源后，在运行之前通过气缸的磁性开关、线性模组的位置传感器分别检测气缸和线性模组的位置，确保其处于初始位置，若不在初始位置，可在触摸屏中点动控制，使其回原位。
根据盖板的规格，更换相应的盖板放置模具106，在触摸屏上设定对应的盖板端子中心距和铆接保持时间，按“确定”键。
在盖板放置模具106中放置盖板105，在V型块107中放置刺孔完成后的芯包108，并将芯包108引脚孔与盖板105的端子装配在一起。按下“运行”按钮SB1，线性模组驱动控制模块工作，步进电机101带动盖板105和芯包108移动至铆接位置，到达盖板的右铆接位后，两位五通电磁阀204线圈YA1得电，控制铆接气缸206向下运动；当铆接气缸206到达下限位磁性开关SQ2处，按照设定的铆接保持时间停留在铆接位，到达设定的铆接保持时间后，两位五通电磁阀204线圈YA1失电，铆接气缸206向上运动；当铆接气缸206到达上限位磁性开关SQ1处时，步进电机101带动盖板105和芯包108移动至盖板的左铆接位，此时两位五通电磁阀204线圈YA1得电，控制铆接气缸206向下运动；当铆接气缸206到达下限位磁性开关SQ2处，按照设定的铆接保持时间停留在铆接位，到达设定的铆接保持时间后，两位五通电磁阀204线圈YA1失电，铆接气缸206向上运动。
当铆接气缸206到达上限位磁性开关SQ1处时，盖板脱模控制模块工作。两位五通电磁阀302线圈YA2得电，控制脱模气缸304向上运动使盖板105脱离模具；当脱模气缸304到达上限位磁性开关SQ3处，脱模到位，两位五通电磁阀302线圈YA2失电，脱模气缸304向下运动；当脱模气缸304到达下限位磁性开关SQ4处，步进电机101带动盖板105和芯包108移动至翻转位进行翻转。
翻转完成后回原位，在到达近点位置传感器104时开始减速，至原位传感器103位置时停止，至此一个周期结束。
若停机，按下“停止”按钮即可；若继续工作，在盖板放置模具106中放置盖板105，在V型块107中放置刺孔完成后的芯包108，并将芯包108引脚孔与盖板105的端子装配在一起，按下“运行”按钮SB1，开始新的铆接周期。
以上结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均在本发明的专利保护范围内。
Claims (6)
1.铝电解电容器盖板铆接机控制系统，用于多规格电容器盖板自动铆接机，其特征在于：包括线性模组驱动控制模块、盖板铆接控制模块、盖板脱模控制模块和流程控制模块及其应用控制软件；
所述线性模组驱动控制模块，与流程控制模块相连，实现对盖板在盖板放置工位、铆接工位、翻转工位的精确定位控制；
所述盖板铆接控制模块，与流程控制模块相连，实现对盖板进行自动铆接；
所述盖板脱模控制模块，与流程控制模块相连，实现对盖板进行自动脱模，防止盖板未脱离模具，造成翻转不到位或翻转卡位现象；
所述流程控制模块及其应用控制软件，人机交互通过触摸屏和可编程控制器实现对各控制模块的参数设定、实时监测和自动化控制，应用控制软件包括设备调试单元、设备状态监测单元、盖板端子中心距设定单元、盖板铆接时间设定单元、全自动程序控制单元；更换盖板规格后，人机交互通过触摸屏进行相应参数设定，经可编程控制器实现电容器盖板铆接机自动铆接、自动脱模、自动翻转落料功能。
2.根据权利要求1所述的铝电解电容器盖板铆接机控制系统，其特征在于：所述线性模组驱动控制模块包括：
步进电机(101)，与步进电机驱动器相连；
步进电机驱动器，接入可编程控制器输出端，实现对步进电机(101)的转速、方向和位置的控制；
3个位置传感器(103、104、109)，分别接入可编程控制器输入端，检测V型块(107)和盖板放置模具(106)在原位位置、减速位置和极限位置的信号。
3.根据权利要求1所述的铝电解电容器盖板铆接机控制系统，其特征在于：所述盖板铆接控制模块包括：
两位五通电磁阀(204)线圈(YA1)，接入可编程控制器输出端，控制电磁阀线圈得电与失电，实现铆接气缸(206)的动作；
铆接气缸(206)磁性开关(SQ1、SQ2)，分别接入可编程控制器输入端，实现判断铆接气缸(206)是否到达上限位或下限位。
4.根据权利要求1所述的铝电解电容器盖板铆接机控制系统，其特征在于：所述盖板脱模控制模块包括：
两位五通电磁阀(302)线圈(YA2)，接入可编程控制器输出端，控制电磁阀线圈得电与失电，实现脱模气缸(304)的动作；
脱模气缸(304)磁性开关(SQ3、SQ4)，分别接入可编程控制器输入端，实现判断脱模气缸(304)是否到达上限位或下限位。
5.根据权利要求1所述的铝电解电容器盖板铆接机控制系统，其特征在于：所述流程控制模块及其应用控制软件包括：
可编程控制器，完成对各控制模块的精确控制，实现铝电解电容器盖板铆接机的自动化控制；
触摸屏通过RS422通讯接口与可编程控制器相连，人机交互经触摸屏控制可编程控制器，实现系统参数设定及系统状态监测；
三色灯，分别接入可编程控制器输出端，实现在系统出现故障时发出报警、警示信号。
6.根据权利要求5所述的铝电解电容器盖板铆接机控制系统，其特征在于：所述应用控制软件包括：
设备调试单元，实现对铆接机各个子控单元进行点动控制，包括步进电机调试子控单元、铆接气缸调试子控单元、脱模气缸调试子控单元、三色灯调试子控单元；
设备状态监测单元，能够实时显示步进电机是否开启及是否正常，若为否则字体呈红色并闪烁；
盖板端子中心距设定单元，实现设定并显示当前盖板端子中心距，电容器有多种规格，相应的盖板端子中心距亦有多种规格，当更换被铆接盖板时，在触摸屏中输入盖板端子中心距后，系统自动将输入盖板端子中心距与上述多种规格参数逐一比较，若输入盖板端子中心距不是设定的上述多种规格参数之一，将无法进行参数设定，自动控制系统不会运行，从而避免因盖板端子中心距输入错误造成铆针断裂及不合格品的出现；
盖板铆接时间设定单元，可根据不同规格的盖板所需铆接时间进行参数设定；
全自动程序控制单元，根据铝电解电容器盖板铆接机控制完整流程，编制可编程控制器梯形图，实现铝电解电容器盖板铆接机自动铆接、自动脱模、自动翻转落料全自动控制。
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