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廈門(mén)莫格電氣自動(dòng)化有限公司

本公司擁有所有產(chǎn)品專業(yè)檢測(cè)平臺(tái)，產(chǎn)品質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)

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目前，在點(diǎn)膠機(jī)領(lǐng)域，大多數(shù)的點(diǎn)點(diǎn)以及點(diǎn)線動(dòng)作均是通過(guò)PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了多種輸進(jìn)輸出的功能。但此種控制方法存在一個(gè)非常大的缺陷，那就是更換加工工件十分不便，須有專門(mén)的PLC編程職員來(lái)針對(duì)新工件進(jìn)行編程下載，既嚴(yán)重影響工作效率，也輕易出錯(cuò)，同時(shí)大大增加了生產(chǎn)本錢。

針對(duì)此種情況，我們使用深圳眾為興數(shù)控技術(shù)有限公司的基于運(yùn)動(dòng)控制卡的觸摸屏控制器ADT-TP104來(lái)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)。在此控制器中有一個(gè)16MB~256MB容量可選的DOM電子硬盤(pán)，可以一次性存儲(chǔ)100個(gè)或更多的工件加工文檔，所有加工文檔的天生通過(guò)導(dǎo)進(jìn)CAD圖形形成表格式數(shù)據(jù)或直接進(jìn)行表格式示教編程來(lái)實(shí)現(xiàn)，示教式編程方法簡(jiǎn)單直觀快速可靠，既可以通過(guò)觸摸屏或鍵盤(pán)手動(dòng)輸進(jìn)數(shù)據(jù)亦可以通過(guò)單獨(dú)移動(dòng)各個(gè)軸來(lái)實(shí)現(xiàn)教導(dǎo)式數(shù)據(jù)輸進(jìn)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)圖形的動(dòng)態(tài)更新功能，隨時(shí)跟蹤用戶輸進(jìn)的數(shù)據(jù)，同時(shí)可以設(shè)定加工組數(shù)、拐角、以及出發(fā)點(diǎn)終點(diǎn)參數(shù)以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)膠動(dòng)作的完全自動(dòng)化，任何職員經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的培訓(xùn)后即可自己編程實(shí)現(xiàn)各種工件的自動(dòng)加工。

1 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

1.1 系統(tǒng)組成

1）TP104控制器，內(nèi)帶P5級(jí)工控主板，以及10.4寸觸摸屏；
2）ADT-834控制卡，負(fù)責(zé)對(duì)各種動(dòng)作的控制操縱，包括馬達(dá)驅(qū)動(dòng)控制，點(diǎn)膠開(kāi)關(guān)控制以及各種狀態(tài)檢測(cè)控制等操縱；
3）伺服驅(qū)動(dòng)器及電機(jī)，負(fù)責(zé)帶動(dòng)膠槍進(jìn)行動(dòng)作執(zhí)行。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：

1.2 系統(tǒng)工作原理

1）工程概述

以上是實(shí)際的加工的工件陣列，在此僅針對(duì)點(diǎn)線加工進(jìn)行說(shuō)明，對(duì)于點(diǎn)點(diǎn)操縱相對(duì)簡(jiǎn)單一些，在此就不再說(shuō)明了，系統(tǒng)可以通過(guò)參數(shù)設(shè)定來(lái)選擇是點(diǎn)點(diǎn)還是點(diǎn)線操縱。系統(tǒng)可以自由設(shè)定加工的行列數(shù)（X方向或Y方向），以實(shí)現(xiàn)教導(dǎo)編輯一組工件，進(jìn)行多組加工的目的。

a)系統(tǒng)上電回機(jī)械原點(diǎn)，確定機(jī)床的初始工作位置。
b)安裝需加工的工件，選擇加工的文檔，進(jìn)進(jìn)原點(diǎn)設(shè)定界面，設(shè)定系統(tǒng)的工作原點(diǎn)（加工數(shù)據(jù)的坐標(biāo)位置均是參考此原點(diǎn)的位置）
c)進(jìn)進(jìn)教導(dǎo)界面進(jìn)行工件的軌跡教導(dǎo)編程或直接導(dǎo)進(jìn)CAD圖形，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)把CAD圖形轉(zhuǎn)換為我們標(biāo)準(zhǔn)的表格式數(shù)據(jù)以便于用戶再對(duì)其進(jìn)行靈活的編輯操縱。
d)數(shù)據(jù)教導(dǎo)編輯完成后，可以進(jìn)行單步校準(zhǔn)操縱以檢測(cè)教導(dǎo)位置的正確性，同時(shí)系統(tǒng)亦可以進(jìn)行模擬運(yùn)行操縱。
e)根據(jù)您的模具尺寸進(jìn)行X,Y偏移位置設(shè)定，以實(shí)現(xiàn)在加工時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行陣列加工。
f)選擇加工界面，按“啟動(dòng)”即可開(kāi)始加工，加工過(guò)程中可以隨時(shí)選擇暫停加工，以及停止加工操縱，便于您對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行控制操縱。

2）開(kāi)發(fā)要點(diǎn)

如圖2所示的為實(shí)際的點(diǎn)膠軌跡外形，其外形可能為任意形式，并且可能是多組工件陣列加工，對(duì)同一組工件亦有可能某些位置為連續(xù)涂膠，而某些位置僅僅起一過(guò)渡作用（此段之間不進(jìn)行點(diǎn)膠動(dòng)作，此時(shí)膠槍要先抬高再移動(dòng)），其目的是移動(dòng)到下一位置重新開(kāi)始點(diǎn)膠工作，同時(shí)系統(tǒng)對(duì)每一拐角位置又有比較高的要求（現(xiàn)在的大多數(shù)系統(tǒng)均是通過(guò)人為的在拐角位置加進(jìn)一行程序來(lái)避免加工時(shí)圓弧的出現(xiàn)），另外由于此類機(jī)器對(duì)加工精度要求比較高，所以如何滿足高精度以及處理過(guò)渡線段和拐角的加工要求，就成為了此系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的難點(diǎn)以及重點(diǎn)。

在精度方面我們采用了尋找原點(diǎn)位置時(shí)，先尋找接近開(kāi)關(guān)或光電開(kāi)關(guān)等的原點(diǎn)位置，之后再尋找電機(jī)零點(diǎn)的位置，以使機(jī)械原點(diǎn)的位置精度達(dá)到0.001mm的精度，同時(shí)系統(tǒng)采取了間隙補(bǔ)償方式來(lái)對(duì)絲杠的正反轉(zhuǎn)誤差進(jìn)行補(bǔ)償，使得加工精度得到了滿足。

在處理過(guò)渡線段方面我們采用了分組加工的方式來(lái)進(jìn)行，即每一個(gè)連續(xù)的線段為一組，在每一組之間的線段不進(jìn)行加工，如此以來(lái)不僅解決了過(guò)渡線段的處理，也為我們來(lái)選擇分組加工提供了可能，即我們可以選擇某幾個(gè)組進(jìn)行加工其他組可以不參與加工，同時(shí)在每一組加工的出發(fā)點(diǎn)以及終點(diǎn)位置均可進(jìn)行不同的出發(fā)點(diǎn)以及終點(diǎn)參數(shù)的設(shè)定，從而使得特殊的出發(fā)點(diǎn)以及終點(diǎn)的加工成為可能。

在處理拐角的題目上，我們采用了加工時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算拐角參數(shù)的方式，即在加工每一段線段之前，首先判定其下一線段的位置，經(jīng)過(guò)計(jì)算來(lái)獲得這兩條線段之間的夾角，對(duì)夾角大于90度的不予處理（此時(shí)不需考慮過(guò)渡圓弧的影響），對(duì)于小于即是90度的情況，我們采用了插進(jìn)兩條直線段的方式來(lái)避免加工圓角的出現(xiàn)，如圖3所示，同時(shí)我們加進(jìn)了拐角參數(shù)的設(shè)定，即拐角偏移量以及拐角加工參考速度參數(shù)設(shè)定，其中拐角偏移量為在拐角加工參考速度時(shí)的偏移位置，而實(shí)際加工時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)當(dāng)前的速度對(duì)其進(jìn)行縮放操縱。

2 控制系統(tǒng)的軟件功能

此觸摸屏控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)充分考慮了生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的各種可能情況，如忽然斷電后的針頭的位置恢復(fù)，以及控制器與各種外部設(shè)備如繼電器、電磁閥以及各種信號(hào)輸進(jìn)點(diǎn)的配合題目。所有程序均通過(guò)C++編程來(lái)實(shí)現(xiàn)，在程序中來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)軸的位置以及速度的控制，提供給用戶一個(gè)編程界面，使得所有工件軌跡的實(shí)現(xiàn)以及對(duì)輸進(jìn)輸出的要求都能通過(guò)編程界面的編程來(lái)實(shí)現(xiàn)，脫離了必須要專業(yè)職員來(lái)更改工件的要求，進(jìn)步了使用的普及度。每一步加工的位置，速度，加速度可以隨時(shí)設(shè)定，且以毫米為單位的形式給出，僅僅在程序內(nèi)部實(shí)現(xiàn)毫米到脈沖的轉(zhuǎn)換從而來(lái)控制各個(gè)電機(jī)來(lái)運(yùn)作，進(jìn)步了系統(tǒng)的可理解性。每當(dāng)一次加工完成后系統(tǒng)加工數(shù)目計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1，其最大加工數(shù)目可以達(dá)到上百萬(wàn)個(gè)，同時(shí)加工數(shù)目可以隨時(shí)清零以便開(kāi)始重新計(jì)數(shù)。

2.1 主要技術(shù)指標(biāo)

1）系統(tǒng)采用10.4寸液晶屏，可以實(shí)現(xiàn)16色顯示，保證了界面的美觀漂亮。
2）系統(tǒng)采用基于PC/104總線的ADT-834控制卡，以及P級(jí)工控主板，可以保證現(xiàn)場(chǎng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。
3）系統(tǒng)采用10.4寸觸摸屏操縱，其操縱方法簡(jiǎn)單直觀可靠，另外系統(tǒng)亦可通過(guò)外接鍵盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn)各種操縱。
4）兩軸或三軸伺服控制操縱。
5）脈沖當(dāng)量可小至0.001mm。
6）伺服驅(qū)動(dòng)器與電機(jī)的間隔不大于20m。
7）原點(diǎn)開(kāi)關(guān)的固定位置應(yīng)穩(wěn)定可靠。

2.2 控制器的主要功能

1）線段以及圓弧教導(dǎo)編輯功能，便于圓弧的加工操縱。
2）關(guān)機(jī)文檔及參數(shù)自動(dòng)保存功能，保證下次開(kāi)機(jī)系統(tǒng)參數(shù)自動(dòng)恢復(fù)。
3）系統(tǒng)參數(shù)自由設(shè)定功能，系統(tǒng)可以檢測(cè)設(shè)備參數(shù)并可根據(jù)用戶需要自由設(shè)定各種參數(shù)，保證系統(tǒng)加工的平穩(wěn)可靠。
4）運(yùn)行狀態(tài)信息提示功能，提供各種數(shù)字信號(hào)輸出指示當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)包完善的屏幕信息提示功能。
5）自動(dòng)控制功能，加工時(shí)可以根據(jù)用戶要求自由設(shè)定各種信號(hào)的開(kāi)斷功能，故障時(shí)立即停機(jī)，實(shí)現(xiàn)加工時(shí)全線自動(dòng)化。
6）日期時(shí)間提示功能，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前實(shí)際的日期時(shí)間。
7）密碼保護(hù)功能，對(duì)于一些高級(jí)的參數(shù)設(shè)定操縱提供密碼驗(yàn)證功能，防止一般操縱職員隨意更改高級(jí)參數(shù)。
8）超限報(bào)警功能，在機(jī)床超出限位開(kāi)關(guān)限定的位置時(shí)，機(jī)床立即停止并出現(xiàn)報(bào)警界面以及蜂叫提示。
9）自動(dòng)統(tǒng)計(jì)功能，加工數(shù)目可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)之功能，斷電后亦可保存。

3 結(jié)束語(yǔ)

觸摸屏控制系統(tǒng)采用可靠的工控主板以及功能強(qiáng)大的運(yùn)動(dòng)控制卡構(gòu)成功能強(qiáng)大的智能型控制器，控制整個(gè)點(diǎn)膠的全過(guò)程，所有的運(yùn)行都是在“啟動(dòng)”按鈕按下往以后自動(dòng)進(jìn)行的，在運(yùn)行過(guò)程中既可手動(dòng)控制各個(gè)電磁閥動(dòng)作亦可按編制好的動(dòng)作順序自動(dòng)動(dòng)作，同時(shí)可以保證故障緊急停機(jī)的要求，真正實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化動(dòng)作要求。現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行表明，該機(jī)自動(dòng)化程度高，運(yùn)行可靠，編程操縱方便，達(dá)到了生產(chǎn)加工的實(shí)際要求，具有較高的性價(jià)比。 (end)