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鑫锐智能半自动插脚机上的应用

文章来源:未知 人气: 发表时间:2016-12-09 17:01

1 引 言

半自动插脚机在电子行业中应用的十分普遍,是LED生产制造关键性的环节;直接影响着LED荧光粉点胶的精度和产品品质的优良。该设备是集自动上下料和自动点胶于一体的LED点胶设备,专用于LED生产过程中的荧光粉点胶;该设备从功能上大致分为两类:一类是大功率LED点胶机,另一类是SMDLED点胶机。

 

2 系统设计方案

全自动LED点胶机(以下全文简称LED点胶机)主要用于完成上料、定位、点胶和下料等功能;主要包括伺服系统、步进系统、气动系统和电气系统等四个部分。

设计参数

实物效果图

控制系统

永宏PLC

 

操作界面

永宏HMI

伺服驱动

永宏伺服

步进驱动

雷赛步进

气动驱动

SMC 气缸

工作效率

100K/小时

工作精度

±0.005mm

工作气压

0.4MPa-0.6MPa

工作电源

220VAC 50Hz 360W

工作环境

温度5-40℃

湿度20-90%

机台重量

220kg

机台尺寸

L900*W620*H1450

 

方案控制系统采用永宏FBs系列PLC控制器,主要控制整体设备的动作流程;伺服系统采用永宏A3系列伺服驱动器,主要控制XYZ三轴定点定位;步进系统采用雷赛步进驱动器,主要控制定量点胶、上料和下料;气动系统采用SMC 气缸,主要控制胶道切换、推料和顶料;上位机采用永宏HF系列触摸屏,提供自动操作、手动调试和配方参数等界面,用户可根据自身需求进行各项操作和参数设置。

 

3 系统硬件设计

3.1 硬件配置

LED点胶机的系统硬件由永宏FBs-24MCT2-AC/FBs-24MAT2-AC控制器、永宏FBs-CB55通讯板、永宏FBs-8YT输出模块、永宏HF070L-00触摸屏、永宏USDA3-0221PB00伺服驱动器/USMA3-02M30H40A伺服电机、雷赛步进驱动器/雷赛步进电机和外围输入输出线路(包括按钮、指示灯、色标传感器和编码器等)组成。LED点胶机系统硬件清单如表3-1;LED点胶机系统硬件配置如图3-1。

硬件明细表

硬件配置图

永宏PLC主机

2


 

永宏通讯模板

2

永宏I/O模块

1

永宏触摸屏

1

永宏伺服

3

雷赛步进

3

传感器

若干

电气部件

若干

机械部件

若干

 

3.2 机械结构

LED点胶机的机械结构主要分为上料机构、定位机构、点胶机构和下料机构共四个部分;上料机构主要功能是将未点胶的SMD LED支架送至点胶位置,定位机构主要功能是将点胶机构送至定点点胶处,点胶机构主要功能是对未点胶的SMD LED支架进行点胶,下料机构主要功能是将点胶完的SMD LED支架送出点胶位置。
 

3.3 气动控制

LED点胶机的气动控制主要分为调压阀、电磁阀、气缸共三部分。通过PLC控制信号来控制电磁阀内部活塞换向,以此来实现对气缸的动作控制,从而实现点胶机构中胶道位置的切换。点胶头在进行点胶、收胶和排胶工作时,胶道处于点胶位置;当点胶头在进行吸胶工作时,胶道处于吸胶位置。
 

3.4 电气控制:LED点胶机的电气控制采用永宏PLC作为设备核心控制单元,实现对伺服、步进和气动元件等执行单元的控制。
 

4系统软件设计

4.1 控制流程

LED点胶机的控制流程主要分为上/下料控制和点胶控制共两部分;上/下料控制流程主要控制SMD LED支架的上料和下料,点胶控制流程主要控制XYZ轴定点定位和点胶轴点胶。然而上/下料控制流程和点胶控制流程不是相互独立的,而是相互关联的;上/下料控制流程中的上料完成信号是触发点胶控制流程中点胶控制的条件,点胶控制流程中的点胶完成信号又是触发上/下料控制流程中下料控制的条件。


4.2 I/O点配置

4.2.1 PLC I/O点配置

根据LED点胶机控制流程要求,进行了永宏PLC程序I/O点配置;

主站PLC输入配置

从站PLC输入配置

编号

批注

编号

批注

X0

X轴原点感应

X1

上下料轴原点感应

X1

Y轴原点感应

X2

进料感应1

X2

Z轴原点感应

X3

进料感应2

X3

吸胶原点感应

X4

到料感应1

表4-1 PLC输入点配置表

主站PLC输出配置

从站PLC输出配置

编号

批注

编号

批注

Y0

X轴脉冲信号

Y0

上下料轴脉冲信号

Y1

X轴方向信号

Y1

上下料轴方向信号

Y2

Y轴脉冲信号

Y2

送料轴脉冲信号

Y3

Y轴方向信号

Y3

送料轴方向信号

表4-2 PLC输出点配置表

4.2.2 伺服 I/O点配置

根据LED点胶机控制流程要求,进行了永宏伺服I/O点引脚配置;伺服I/O点引脚配置如表4-3。

XYZ轴伺服I/O点引脚配置

引脚

引脚代码

批注

16

OPC1

+24V输入信号

18

PULS1

X轴脉冲信号(Y0/Y2/Y4)

42

OPC2

+24V输入信号

44

PULS2

X轴方向信号(Y1/Y3/Y5)

4.3 参数设置

4.3.1 PLC参数设置

永宏PLC脉冲输出的参数设置有专门的参数设置指令(FUN141);永宏FUN141指令的参数设置方式采用表格的形式进行参数编辑;并且程序编辑简单,只需要编辑一步永宏FUN141指令即可,并结合永宏触摸屏中的【系统参数】界面一起使用;从而让客户能够更加快速、便捷和直观的进行程序编辑及参数设置。


4.3.2 伺服参数设置

永宏伺服驱动器的参数设置有专门的参数设置软件(UNICON SERVO);通过伺服参数设置软件可以让客户能够更加快速、便捷和直观的进行伺服参数设置。永宏伺服设置参数如表4-5,永宏伺服设置参数软件如图4-4。

永宏伺服参数设置

地址

参数名称

参数设置

Pr001

控制模式设置

0(位置控制)

Pr020

第1位置环增益

800

Pr021

第1速度环增益

4000

Pr022

第1速度环积分时间常数

1500

Pr023

第1速度检测滤波时间常数

15

Pr030

速度前馈

60

Pr031

速度前馈滤波时间常数

15

Pr040

惯量比

120

Pr069

指令脉冲方向设置

0(顺时针方向)

Pr070

指令脉冲输入方式

3(脉冲+方向)

Pr071

指令脉冲分倍频第1分子

1250

Pr072

指令脉冲分倍频分母

16384

Pr117

输入口逻辑电平设置

008C(外部使能)

 

4.4 功能设置

4.4.1 脉冲输出控制

永宏PLC脉冲输出控制有专门的命令设置指令(FUN140);永宏FUN140指令的命令设置方式同样是采用表格的形式进行命令编辑,每一个定位点称为一步(含输出频率、工作行程、转移条件),一个FUN140指令最多可编250步定位点;并且程序编辑简单,只需要一个永宏FUN140指令即可完成相对定位、绝对定位、多段速定位和回原点定位等脉冲输出定位,从而让客户能够更好的使用永宏FUN140指令来实现脉冲输出定位功能。

 

4.4.2 高速联机控制

永宏PLC高速联机控制有专门的高速联机指令(FUN151);通过永宏PLC的Port2通讯口和MD3通讯模式可以很好的实现两台PLC之间的数据共享,最高通讯速度可以达到921.6Kbps。永宏FUN151指令的通讯设置方式同样是采用表格的形式进行命令编辑,只需要一个FUN151即可完成PLC之间高速联机通讯,从而让客户能够更好的使用永宏FUN151指令来实现PLC之间高速联机功能。
 

4.4.3 配方数据读写

配方数据的读写可以通过永宏PLC专用指令(FUN160)来完成,永宏FUN160指令是专门用于系统内部档案缓存器F(F0-F8191)读写功能所用,并结合永宏触摸屏【配方参数】界面进行操作,从而可以让客户更便捷的进行配方参数的存储及读取。
 

5 结论

通过现场调试,LED点胶机具有点胶重复精度高(百万分之一的控制精度),稳定性好,可24小时不间断作业;同时LED点胶机操作简单,点胶一致性95%、集中在2个bin内;非常适合SMD LED的定量点胶。


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