中达电通数控在点胶机上的应用

中达电通数控和伺服在点胶机上的应用摘要：本文主要介绍中达电通的数控系统PUTNC-H4-4和A系列伺服在手机塑壳生产线上的重要设备点胶机的成功应用，数控系统控制理论、特点和伺服调试及相关参数的讲解等。关键词：点胶机数控系统伺服一、前言21世纪开始初期，市场环境发生了巨大的变化。手机做为时尚的新产物飞速发展成为大众的热门需求；手机外形的美观程度及质量的好坏又成为我们选择手机的一个比较重要的因素，而点胶机则是手机塑壳生产线的重要设备；手机塑壳生产线要达到最大的产量，必须要考虑生产线的效率。点胶机做为手机塑壳生产线中的重要设备，因此提高点胶机的生产效率具有十分重要的意义。二、点胶机设备的技术需求、方案的分析及系统的构成2-1、技术需求数控系统控制的点胶机设备共有四个轴，使用四台伺服控制器和伺服电机，X轴一台、Y轴两台、Z轴一台；输入信号有急停按钮、手动自动转换按钮、手动点胶按钮、暂停按钮、回零按钮、左右限位输入信号及伺服报警信号等共计21个输入信号；控制流程是使用数控系统控制四个伺服控制器及伺服电机、四个点胶器的开关信号，自动运行时Y轴控制的两个平台交替工作，X轴和两个Y轴需要走直线插补或圆弧插补，Z轴需要走不同高度的点胶面，更换产品比较频繁，更换产品后需手动调整开胶点，然后在进行单步动作或自动运行；功能与特点：1.所有轴上均采用了滚珠丝杠和伺服电机，可以确保用户能够流畅、精准、正确地点胶；2.点胶准确、均匀；3.注胶量、点胶速度可任意调节；4.LED中文菜单显示；5.轻触式按键操作；6.控制简单、方便、直观。2-2、方案的分析客户的原控制方案是：5.7寸液晶平＋轴卡控制器＋伺服控制器＋执行机构的控制方案，这种控制方案的不足之处有：1、系统的稳定性、抗干扰性等非常的差；2、系统的控制是完全开环的控制即控制板卡直接通过脉冲来控制伺服控制器；在用户流畅、精准、正确地点胶等方面存在不足；3、G代码功能、M代码功能等方面存在不足，不能直接执行CAD等图形编辑软件生成的代码程序，用户使用非常的不方便；点胶机设备需要四个轴控制即X、Y(2个)、Z，但是X和Y(2个)要进行插补运行，而插补运行时在G代码的加工软件指令中只有X和Y、X和Z、Y和Z,要与CAD等图形编辑软件生成的G代码程序通用就不能使用2个Y轴；因此我们解决的方式是使用中达电通的四轴数控系统(PUTNC-H4-4)：X轴控制原来的X轴在横向运动；Y轴控制原来的Y1轴，同横向的X轴进行插补控制第一个点胶平台；Z轴控制原来的Y2轴，同横向的X轴进行插补控制第二个点胶平台；A轴控制原来的Z轴走不同高度的点胶面；这样就可以解决控制系统能直接执行CAD等图形编辑软件生成的代码程序；中达的数控系统本身具有24个输入点、16个输出点，设备的I/O点也够使用；中达的A系列伺服使用的控制理论是最先进的强健式的控制理论(PDFF),即使在伺服电机的负载惯量大范围的变化时，伺服系统仍然可以保持优异的性能，进行流畅、精准、正确地定位；通过客户的技术要求和原控制方案的不足我们选择了中达电通的数控系统的控制方案即：数控系统（PUTNC-H4-4）+ASDA伺服控制系统＋执行机构的控制方案；2-3、系统的构成数控系统：PUTNC-H4-4(1个)、输入板AB208(1个)、输出板AB209(1个),伺服控制系统：ASD-A0121LA(3套)、ASD-A0221LA(1套)系统连接图如下：三、中达电通数控系统的控制框架、主要特点及ASDA伺服控制理论3-1、中达电通数控的控制框架如下图：3-2、中达电通PUTNC-H4-4的主要功能与特点：(一)、开放式的系统架构，內含嵌入式可编程PLC，可应用各类产业机械和自动化设备。(二)、高清晰LCD液晶显示，用户可以自行规划画面内容，亦可RS232连接DELTA人机，界面更亲和。(三)、全功能CNC键盘，配合PLC开发，可自定义按键功能，操作更灵活。(四)、先进机型最大提供多至4轴的伺服轴接口,响应速度可达1000Kpps，运动速度更快。(五)、解析度可设定至7位数，配合不同的检测装置可实现半闭环/闭环控制架构，控制精度更高。(六)、最大提供2组D/A输出、A/D输入。(七)、提供标准的24点输入和16点输出，如有需要可选配I/O扩展单元，可再扩充32点输入，32点输出。(八)、具有主仆模式功能和被动ENCODER反馈功能，轻松构建主从追随和同步裁剪功能。(九)、除支持标准G代码NC编程外，更提供变量表格编程和示教功能编程功能，编程更灵活。(十)、更具有MACRO宏指令，可以进行数学、逻辑运算，NC编程功能更强大。(十一)、程序存储容量256Kbyte，NC程序组别高达1000组。(十二)、提供RS232C标准接口，可连接个人电脑（PC）实现DNC在线加工功能3-3、ASDA伺服控制理论(一)、ASDA伺服采用的是先进强健式的控制理论(PDFF)如下图ThumbSwitch(指撥開關)Skip(跳躍信號)ZDriverACServoADriver(驅動器)ACServoMPG(手搖輪)DI/DOBoard(繼電器)HUSTH44AxisCNCInternalPLC(FlashRom)YDriverACServoD/A（±10V輸出）RS232CPC個人電腦XDriverACServo(二)、强健式控制理论的优缺点优点：在大范围负载惯量变化,系统依然保有优秀性能对命令和干扰有不同的补偿控制稳定性完全保证阻尼刚性优良,低速转动特性优良超越量很小缺点：控制参数需由繁复数学计算而得,使用者无法自行调整对策：依阻尼刚性的大小,驱动器内含十组强健控制器,供使用者选用四、数控点胶机系统的应用4-1、数控系统I/O点的规划与连接电控柜2-1电控柜2-2Ｉ／Ｏ点规划INPUT信号说明OUPUT信号说明I00EM-STOPO00X轴伺服ONI01程序暂停O01Y轴伺服ONI02程序启动O02Z轴伺服ONI03排胶O03A轴伺服ONI04回零O04点胶器开关I05X轴原点信号I06Y轴原点信号I07Z轴原点信号I08A轴原点信号I09X轴左限位I10X轴右限位I11Y轴前限位I12Y轴后限位I13Z轴前限位I14Z轴后限位I15A轴上限位I16A轴下限位4-2、台达伺服的调试手动调试：在整个系统的机械安装和电器的连接完毕后，首先利用上位系统或台达伺服所具有的手动控制方式，同时将所有伺服的参数P0-02设置成14，让机构的X轴和Y轴进行往复的运动，在伺服的显示屏上会显示伺服在此机构上面应用的转动惯量JL/JM，我们利用台达伺服的调试小软件GAIN.EXE，将伺服显示的转动惯量JL/JM和我们通过调试计算出来的响应频宽B.W输入的GAIN.EXE软件中，在点胶机中我们测试出伺服的转动惯量JL/JM、响应频宽B.W是80，计算出来我们需要的参数，把这些参数手动输入的伺服控制器中，点胶机即可正常运行。自动调试：这种调试比手动要简单了，首先也要像手动那样先将转动惯量JL/JM测试出来，把这个值输入到参数P1-37中，再把参数P2-31设置成64、P2-32设置成5，这样点胶机就可以正常运行了。手动调整比自动调整要精确的多，可以通过多次的加工测试来测试出一组最适合整个机构的参数；但是手动调整的时间要比较长，花费的工期也比较多，同时在成批量生产的过程中，伺服参数的输入等也都非常的不方便；台达A系列伺服的高性能、整定时间短、在点胶机应用中的调频参数比较宽等等，所以我们在点胶机的正常应用中使用自动调整比较多一点。4-3、数控系统参数的说明中达电通的数控系统在点胶机应用中需要更改的参数说明：0093:00000256：主仆式功能设定；256＝设定单节间不停顿模式0118:00000100：X轴解析度分母设定（编码器一转脉冲数）0119:00000120：X轴解析度分子设定（导螺杆的螺距）0120:00000100：Y轴解析度分母设定（编码器一转脉冲数）0121:00000120：Y轴解析度分子设定（导螺杆的螺距）0122:00000100：Z轴解析度分母设定（编码器一转脉冲数）0123:00000120：Z轴解析度分子设定（导螺杆的螺距）0124:00000100：A轴解析度分母设定（编码器一转脉冲数）0125:00000120：A轴解析度分子设定（导螺杆的螺距）0130:00000001：X轴设定回机械原点的方向；0＝正向、1＝负向0131:00000001：Y轴设定回机械原点的方向；0＝正向、1＝负向0132:00000001：Z轴设定回机械原点的方向；0＝正向、1＝负向0133:00000001：A轴设定回机械原点的方向；0＝正向、1＝负向0154:00000001：X轴设定伺服电机的旋转方向；0＝正向、1＝负向0156:00000001：X轴设定伺服电机的旋转方向；0＝正向、1＝负向4-4、ASDA伺服参数的说明ASDA伺服在点胶机应用中需要更改的参数说明，这里我们以X轴的参数为例P0-02:14驱动器的状态的显示；用来显示机构的转动惯量P1-01:2控制模式及控制命令输入源的设定P1-37:11伺服电机的负载惯量比；在自动模式下用来设定伺服电机的负载惯量比P1-44:12、P1-45:10电子齿轮比的分子、分母；使伺服电机带动的滚珠丝杠等机构运动的距离与上位机要求的距离相同P2-00:125位置控制增益；主要控制伺服位置环回路的应答性P2-04:5526速度控制增益；主要控制伺服速度环回路的应答性P2-06:80速度积分补偿；控制伺服电机、机构的固定偏差和整个机构的抖动P2-25:3共振抑制低通滤波；用来设定共振抑制低通滤波的时间常数P2-26:14外部干扰抵抗增益；用来增加对外力的抵抗能力并降低加减速的过冲现象P2-31:64自动及简易模式设定；在自动模式时用来设定响应的频宽P2-32:5增益调整方式；设定伺服的调整模式为PDFF自动模式即负载惯量比固定，伺服的响应频宽可调整五、结束语点胶机是一种具有广泛应用前景的手机塑壳生产线、PCB板生产线、SMT混装生产线等中的重要设备。使用中达数控的点胶机可以在一定程度上减少生产线的生产周期时间，但对于生产效率和设备的稳定性的提高来说，这仅仅是其中的一部分，更多的时候要依靠科学的管理，优秀的操作工，良好的设备维护与保养来实现，这些更是应该引起我们注意的地方；随着市场竞争的日趋激烈，该设备将会被越来越多的企业所应用，对企业的发展，发挥越来越重要的作用，并将给企业带来巨大的经济效益。北京鞠凤军