摘 要：本文主要介紹中達(dá)電通的數(shù)控系統(tǒng)PUTNC-H4-4和A系列伺服在手機(jī)塑殼生產(chǎn)線上的重要設(shè)備點(diǎn)膠機(jī)的成功應(yīng)用，數(shù)控系統(tǒng)控制理論、特點(diǎn)和伺服調(diào)試及相關(guān)參數(shù)的講解等。
關(guān)鍵詞：點(diǎn)膠機(jī) 數(shù)控系統(tǒng) 伺服

1 引言

本文所述的電子整機(jī)生產(chǎn)點(diǎn)膠機(jī)在手機(jī)等手持移動(dòng)類電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝中用于按鍵點(diǎn)膠、電池封裝、線圈點(diǎn)膠、PCB板綁定封膠、IC封膠、喇叭外圈點(diǎn)膠、PDA封膠、LCD封膠、IC封裝、IC粘接、機(jī)殼粘接等電子產(chǎn)品加工、光學(xué)器件加工、機(jī)械密封等應(yīng)用。近年市場(chǎng)環(huán)境發(fā)生了巨大的變化，手機(jī)做為時(shí)尚的新產(chǎn)物飛速發(fā)展成為大眾的熱門(mén)需求。手機(jī)外形的美觀程度及質(zhì)量的好壞成為手機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的重要的因素。點(diǎn)膠機(jī)則是手機(jī)塑殼生產(chǎn)線的重要設(shè)備；手機(jī)塑殼生產(chǎn)線要達(dá)到最大的產(chǎn)量，必須要考慮生產(chǎn)線的效率。點(diǎn)膠機(jī)做為手機(jī)塑殼生產(chǎn)線中的重要設(shè)備，提高點(diǎn)膠機(jī)的生產(chǎn)效率具有十分重要的意義。一般意義的點(diǎn)膠機(jī)還是印制電路板PCB表面安裝工藝SMT的基本生產(chǎn)設(shè)備，用途極為廣泛。

2 系統(tǒng)分析與方案設(shè)計(jì)

2.1 技術(shù)需求

（1）數(shù)控系統(tǒng)控制的點(diǎn)膠機(jī)設(shè)備共有四個(gè)軸，使用四臺(tái)伺服控制器和伺服電機(jī)，X軸一臺(tái)、Y軸兩臺(tái)、Z軸一臺(tái)。輸入信號(hào)有急停按鈕、手動(dòng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換按鈕、手動(dòng)點(diǎn)膠按鈕、暫停按鈕、回零按鈕、左右限位輸入信號(hào)及伺服報(bào)警信號(hào)等共計(jì)21個(gè)輸入信號(hào)。控制流程是使用數(shù)控系統(tǒng)控制四個(gè)伺服控制器及伺服電機(jī)、四個(gè)點(diǎn)膠器的開(kāi)關(guān)信號(hào)，自動(dòng)運(yùn)行時(shí)Y軸控制的兩個(gè)平臺(tái)交替工作，X軸和兩個(gè)Y軸需要走直線插補(bǔ)或圓弧插補(bǔ)，Z軸需要走不同高度的點(diǎn)膠面，更換產(chǎn)品比較頻繁，更換產(chǎn)品后需手動(dòng)調(diào)整開(kāi)膠點(diǎn)，然后再進(jìn)行單步動(dòng)作或自動(dòng)運(yùn)行。

（2）功能與特點(diǎn)：所有軸上均采用了滾珠絲杠和伺服電機(jī)，可以確保用戶能夠流暢、精準(zhǔn)、正確地點(diǎn)膠；點(diǎn)膠準(zhǔn)確、均勻；注膠量、點(diǎn)膠速度可任意調(diào)節(jié)；LED中文菜單顯示；5.輕觸式按鍵操作；控制簡(jiǎn)單、方便、直觀。

2.2 方案設(shè)計(jì)

（1）客戶的原控制方案是：5.7寸液晶平＋軸卡控制器＋伺服控制器＋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制方案。這種控制方案的不足之處有：系統(tǒng)的穩(wěn)定性、抗干擾性等非常的差；系統(tǒng)的控制是完全開(kāi)環(huán)的控制即控制板卡直接通過(guò)脈沖來(lái)控制伺服控制器，導(dǎo)致在用戶流暢、精準(zhǔn)、正確地點(diǎn)膠等方面存在不足；G代碼功能、M代碼功能等方面存在不足，不能直接執(zhí)行CAD等圖形編輯軟件生成的代碼程序，用戶使用非常的不方便。

（2）點(diǎn)膠機(jī)設(shè)備需要四個(gè)軸控制即X、Y(2個(gè))、Z，但是X和Y(2個(gè))要進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)行，而插補(bǔ)運(yùn)行時(shí)在G代碼的加工軟件指令中只有X和Y、X和Z、Y和Z,要與CAD等圖形編輯軟件生成的G代碼程序通用就不能使用2個(gè)Y軸，因此解決的方式是使用中達(dá)電通的四軸數(shù)控系統(tǒng)(PUTNC-H4-4)：X軸控制原來(lái)的X軸在橫向運(yùn)動(dòng)，Y軸控制原來(lái)的Y1軸，同橫向的X軸進(jìn)行插補(bǔ)控制第一個(gè)點(diǎn)膠平臺(tái)，Z軸控制原來(lái)的Y2軸，同橫向的X軸進(jìn)行插補(bǔ)控制第二個(gè)點(diǎn)膠平臺(tái)，A軸控制原來(lái)的Z軸走不同高度的點(diǎn)膠面，這樣就可以解決控制系統(tǒng)能直接執(zhí)行CAD等圖形編輯軟件生成的代碼程序。中達(dá)的數(shù)控系統(tǒng)本身具有24個(gè)輸入點(diǎn)、16個(gè)輸出點(diǎn)，設(shè)備的I/O點(diǎn)也夠使用，中達(dá)的A系列伺服使用的控制理論是最先進(jìn)的強(qiáng)健式的控制理論(PDFF),即使在伺服電機(jī)的負(fù)載慣量大范圍的變化時(shí)，伺服系統(tǒng)仍然可以保持優(yōu)異的性能，進(jìn)行流暢、精準(zhǔn)、正確地定位。

通過(guò)客戶的技術(shù)要求和原控制方案的不足我們選擇了中達(dá)電通的數(shù)控系統(tǒng)的控制方案即：數(shù)控系統(tǒng)（PUTNC-H4-4）+ASDA伺服控制系統(tǒng)＋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制方案。

3 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 架構(gòu)特點(diǎn)

圖1 中達(dá)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)架構(gòu)
中達(dá)電通數(shù)控的控制架構(gòu)如圖1所示。中達(dá)電通PUTNC-H4-4的主要功能與特點(diǎn)：開(kāi)放式的系統(tǒng)架構(gòu)，內(nèi)含嵌入式可編程 PLC ，可應(yīng)用各類產(chǎn)業(yè)機(jī)械和自動(dòng)化設(shè)備。高清晰LCD液晶顯示，用戶可以自行規(guī)劃畫(huà)面內(nèi)容，亦可RS232連接更親和的DELTA人機(jī)界面。全功能CNC鍵盤(pán)，配合PLC開(kāi)發(fā)，可自定義按鍵功能，操作更靈活。先進(jìn)機(jī)型最大提供多至4軸的伺服軸接口, 響應(yīng)速度可達(dá)1000Kpps，運(yùn)動(dòng)速度更快。解析度可設(shè)定至 7 位數(shù)，配合不同的檢測(cè)裝置可實(shí)現(xiàn)半閉環(huán)/閉環(huán)控制架構(gòu)，控制精度更高。最大提供2組D/A輸出、A/D輸入。提供標(biāo)準(zhǔn)的24點(diǎn)輸入和16點(diǎn)輸出，如有需要可選配I/O擴(kuò)展單元，可再擴(kuò)充32點(diǎn)輸入，32點(diǎn)輸出。具有主仆模式功能和被動(dòng)ENCODER反饋功能，輕松構(gòu)建主從追隨和同步裁剪功能。除支持標(biāo)準(zhǔn)G代碼NC編程外，更提供變量表格編程和示教功能編程功能，編程更靈活。更具有MACRO宏指令，可以進(jìn)行數(shù)學(xué)、邏輯運(yùn)算，NC編程功能更強(qiáng)大。程序存儲(chǔ)容量 256K byte，NC程序組別高達(dá)1000組。提供RS232C標(biāo)準(zhǔn)接口，可連接個(gè)人電腦（PC）實(shí)現(xiàn)DNC 在線加工功能。

3.2 ASDA伺服控制理論

ASDA伺服采用的是先進(jìn)強(qiáng)健式的伺服控制理論(PDFF)如圖2所示。PDFF系統(tǒng)特點(diǎn)：

圖2 強(qiáng)健式伺服控制(PDFF)系統(tǒng)
（1）在大范圍負(fù)載慣量變化,系統(tǒng)依然保有優(yōu)秀性能。
（2）對(duì)命令和干擾有不同的補(bǔ)償控制。
（3）穩(wěn)定性完全保證。
（4）阻尼剛性優(yōu)良, 低速轉(zhuǎn)動(dòng)特性優(yōu)良。
（5）超越量很小。

由于PDFF控制參數(shù)需由繁復(fù)數(shù)學(xué)計(jì)算而得, 使用者無(wú)法自行調(diào)整。解決的對(duì)策是依阻尼剛性的大小, 驅(qū)動(dòng)器內(nèi)含十組強(qiáng)健控制器, 供使用者選用。

4 電控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

4.1 系統(tǒng)I/O點(diǎn)的規(guī)劃與連接

系統(tǒng)I/O點(diǎn)的規(guī)劃與連接參見(jiàn)表1。
表1 Ｉ／Ｏ點(diǎn)規(guī)劃

4.2 電控原理設(shè)計(jì)

數(shù)控系統(tǒng)基于臺(tái)達(dá)運(yùn)動(dòng)控制集成技術(shù)平臺(tái)：PUTNC-H4-4(1個(gè))、輸入板AB208(1個(gè))、輸出板AB209(1個(gè))。伺服控制系統(tǒng)：ASD-A0121LA(3套)、ASD-A0221LA(1套)。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)電原理
4.3 臺(tái)達(dá)伺服的調(diào)試

（1）手動(dòng)調(diào)試：在整個(gè)系統(tǒng)的機(jī)械安裝和電器的連接完畢后，首先利用上位系統(tǒng)或臺(tái)達(dá)伺服所具有的手動(dòng)控制方式，同時(shí)將所有伺服的參數(shù)P0-02設(shè)置成14，讓機(jī)構(gòu)的X軸和Y軸進(jìn)行往復(fù)的運(yùn)動(dòng)，在伺服的顯示屏上會(huì)顯示伺服在此機(jī)構(gòu)上面應(yīng)用的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JL/JM，我們利用臺(tái)達(dá)伺服的調(diào)試小軟件GAIN.EXE，將伺服顯示的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JL/JM和我們通過(guò)調(diào)試計(jì)算出來(lái)的響應(yīng)頻寬B.W輸入的GAIN.EXE軟件中，在點(diǎn)膠機(jī)中我們測(cè)試出伺服的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JL/JM、響應(yīng)頻寬B.W是80，計(jì)算出來(lái)我們需要的參數(shù)，把這些參數(shù)手動(dòng)輸入的伺服控制器中，點(diǎn)膠機(jī)即可正常運(yùn)行。