Automation Program Design of Device for Bending Coaxial Cables

Abstract

Tässä opinnäytetyössä kuvataan Bluefors Oy:lle suunnitellun ja valmistetun koaksiaalikaapelin taivutukseen kehitetyn laitteen toimintaperiaate, automaatio-ohjelmiston suunnittelu ja ohjelmointi sekä käydään läpi ohjelmiston rakenne.

Opinnäytetyön tarkoitus oli kuvata koaksiaalikaapelia taivuttavan laitteen automaatio-ohjelmiston suunnittelu ja ohjelmointi sekä käydä läpi tuotetun ohjelman kannalta keskeiset funktiot. Opinnäytetyön tavoitteena oli luoda laitteelle ohjelmisto, jonka avulla koaksiaalikaapelin leikkaamis- ja taivutusprosessi pystyttiin automatisoimaan kaapeleiden tuotannon kustannustehokkuuden lisäämiseksi ja inhimillisten virheiden minimoimiseksi.

Laitetta ohjataan ohjelmoitavalla logiikalla, ja sen toimintaperiaate on seuraava: Kaksi askelmoottoria pyörittää rullia, jotka liikuttavat koaksiaalikaapelia laitteen läpi. Kolmas askelmoottori taivuttaa kaapelin haluttuun malliin erillisen taivutinlaitteen avulla. Lopuksi lineaariseen toimilaitteeseen kiinnitetty leikkuri leikkaa koaksiaalikaapelin oikeaan mittaan.

Työn alussa suunniteltiin ja luotiin alustava sekvenssiohjelma koneen suunnitelman mukaan. Kun laitteen prototyyppi saatiin rakennettua, ohjelmiston kehitystä jatkettiin niin, että se mahdollisti kaapeleiden taivutuksen vaatimuksien mukaisesti. Testaukset tehtiin aluksi kuparilangalla, jonka mitat olivat lähellä tuotannossa käytettävän koaksiaalikaapelin mittoja. Kun taitokset saatiin lähelle tavoitetta, viimeisteltiin ohjelma testaamalla laitteen toimintaa tuotannossa käytettävällä koaksiaalikaapelilla. Ohjelmiston toteutuksessa otettiin huomioon laitteen asettamat mekaaniset vaatimukset ja rajoitukset sekä Bluefors Oy:n laitteelle asettamat tavoitteet.

Opinnäytetyön tuloksena syntyi koaksiaalikaapelia taivuttavan laitteen ohjaukseen tarkoitettu ohjelmisto, joka mahdollisti taivutusprosessin automatisoinnin.

In this thesis the working principle of a coaxial cable bending device created for Bluefors Oy and the process of designing and programming a control program for that device is described. The purpose of this thesis work was to describe the designing and creation of the control program for the coaxial bending device while explaining the core functionality of the control program. The goal for this thesis work was to create a working control program for the device with which the process of cutting and bending of coaxial cable can be automated, thus making production more cost effective and less prone to human error.

The device is controlled through a programmable logic controller (PLC). Coaxial cable is moved through the device with two stepper motors attached to rollers. Another stepper motor with a bending attachment then bends the cable to the required dimensions. The coaxial cable is then cut to length using a cutter attached to a linear actuator.

The work was carried out by first designing and creating a sequential program based on the device design that should in theory accomplish the required functions of bending and cutting coaxial cables. When the prototype of the device was built the program was refined to be able to create bent cables according to requirements.

Testing was first done using a copper wire with similar dimensions to the actual coaxial cable used in production. When the bends were close to the required dimension the testing and adjusting of the program was finalized using the actual coaxial cable used in production. The goals given by Bluefors Oy and the mechanical constraints and requirements of the device were taken into consideration during programming.

The results of the thesis work area working control program for the coaxial cable bending device that makes the automation of the bending process of coaxial cable possible