臺(tái)達(dá)20PM電子凸輪在5軸涂膠機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用

引言
        涂膠機(jī)不同與點(diǎn)膠，對(duì)軌跡與涂膠速度有較高的要求，用普通的運(yùn)動(dòng)指令實(shí)現(xiàn)過程中，雖然可實(shí)現(xiàn)軌跡的精確，但是運(yùn)動(dòng)指令與指令之間會(huì)出現(xiàn)速度的停頓，導(dǎo)致涂膠不均勻，厚度不一。利用臺(tái)達(dá)DVP-20PM00D運(yùn)動(dòng)控制器電子凸輪（CAM）功能，實(shí)現(xiàn)流暢精確的涂膠。

        點(diǎn)膠機(jī)是專門對(duì)液體體進(jìn)行控制，將液體點(diǎn)滴、涂覆、灌封于產(chǎn)品表面或產(chǎn)品內(nèi)部的自動(dòng)化機(jī)器。點(diǎn)膠機(jī)主要用于產(chǎn)品工藝中的膠水、油以及其他液體的粘接、灌注、涂層、密封、填充、點(diǎn)滴、線形/弧形/圓形涂膠等。自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)在工業(yè)制造中越來(lái)越得到廣泛的應(yīng)用，小到手機(jī)、鏡頭、IC封裝、LCD、LED、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)、SCP、BGA、二極管、三極管、精密機(jī)械等；大到飛機(jī)、汽車、機(jī)械制造等，都需要精密的點(diǎn)膠設(shè)備支持。
1 設(shè)備控制工藝

圖1 設(shè)備控制示意圖

        該設(shè)備主要控制5個(gè)軸，X、Y軸用于水平平面的軌跡控制；Z軸位于X與Y軸水平平面之上，控制軸的上下運(yùn)動(dòng)；U軸可控制涂槍正反方向旋轉(zhuǎn)。此外，一個(gè)控制送紙部分為單動(dòng)，整個(gè)控制流程動(dòng)作為所有軸歸原點(diǎn)，所有軸到達(dá)工作位，XZW軸配合，畫出X方向的直線。然后Y方向行走，最后再重復(fù)第一步XZW配合畫出X方向的直線。整體動(dòng)作的邏輯非常簡(jiǎn)單，但控制難點(diǎn)在于：
        （1）畫出X方向的直線，需要XZW配合。在X軸往前行走的過程中需要Z軸往上提升，同時(shí)W軸旋轉(zhuǎn)，保證涂膠筆與紙面垂直。而且必須連續(xù)。
        （2）從X切向Y方向行走必須速度連續(xù)，不能有滯后。
        （3）機(jī)構(gòu)本身有四軸參與連續(xù)插補(bǔ)，用臺(tái)達(dá)現(xiàn)有三軸20PM00M，難以實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)有20PM00M具有點(diǎn)膠機(jī)模式最多只能控制三軸。采用10PM六軸插補(bǔ)模式，測(cè)試，從一個(gè)指令到另一個(gè)運(yùn)動(dòng)指令之間會(huì)有微小的速度變化，導(dǎo)致涂膠會(huì)有厚度變化。

2 臺(tái)達(dá)控制電氣建構(gòu)

        基于控制的連續(xù)性與對(duì)速度的嚴(yán)格性，以下方案無(wú)疑能滿足要求。采用2臺(tái)20PM作為控制核心，一臺(tái)作為主機(jī)，一臺(tái)作為從機(jī)，主機(jī)的第二個(gè)軸輸出，作為虛擬主軸，其它四軸輸出作為電子凸輪軸。臺(tái)達(dá)控制電氣建構(gòu)和系統(tǒng)配置如圖2、表1所示。

圖2 臺(tái)達(dá)控制電氣建構(gòu)

表1 系統(tǒng)配置

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3  控制及20PM運(yùn)動(dòng)控制器多組電子凸輪功能應(yīng)用介紹

        多軸凸輪模式?jīng)]有像單凸輪模式有區(qū)分周期和非周期模式，僅以連續(xù)周期的方式運(yùn)作。在使用多凸輪功能時(shí)，凸輪軸只能固定使用一組CAM表，即PMsoft之CAM Chart 0、 1 、2 分別對(duì)應(yīng)x、y、z三軸，如圖3所示。

圖3 多軸凸輪運(yùn)作模式

        多凸輪啟動(dòng)與單凸輪相同，由X軸運(yùn)動(dòng)命令D1846寄存器來(lái)啟動(dòng)。然而，不同的是要設(shè)定各凸輪軸的運(yùn)動(dòng)模式并開啟C200計(jì)數(shù)器以計(jì)算主軸脈沖數(shù)，以下先針對(duì)這三項(xiàng)做說明:
        （1）D1846，D1846=H’2000啟動(dòng)多凸輪運(yùn)動(dòng)，與啟動(dòng)單凸輪周期模式相同。
        （2）工作模式設(shè)定(X-D1847 Y-D1927Z-D2007)。在多凸輪時(shí)，須先將X軸之D1847之Bit12..11設(shè)定為01，而D1927與D2007則視Y、Z凸輪軸是否啟動(dòng)來(lái)設(shè)定寄存器之Bit11。
        （3）C200/C204計(jì)數(shù)器，設(shè)定并啟動(dòng)C200/C204，多軸中斷插入電子凸輪會(huì)使C200/C20做為主軸的輸入信號(hào)，計(jì)數(shù)模式設(shè)定需配合主軸信號(hào)之脈沖形式。C200/C204計(jì)數(shù)模式設(shè)定如表2所示。

表2 C200/C204計(jì)數(shù)模式設(shè)定

       第二臺(tái)20PM與第一臺(tái)的之間采用虛擬主軸方式連接，如圖4所示。

圖4  虛軸處理示意圖

        通過以上可以知道實(shí)現(xiàn)方式用一個(gè)虛擬主軸，(第一個(gè)20PM的Y軸），實(shí)現(xiàn)四個(gè)從軸無(wú)速度延遲同步。第一個(gè)20PM，兩個(gè)從軸，第二個(gè)20PM兩個(gè)從軸。第二個(gè)20PM一軸單獨(dú)動(dòng)作。這樣可完全達(dá)到客戶四軸之間聯(lián)動(dòng)，速度無(wú)延遲的絕佳效果。下面通過程序介紹具體實(shí)現(xiàn)方法及難點(diǎn)解決方案。

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4 程序?qū)崿F(xiàn)及難點(diǎn)解決
        由上可知，通過一個(gè)虛擬主軸，多個(gè)從軸的方式這樣可完全達(dá)到客戶四軸之間聯(lián)動(dòng)，速度無(wú)延遲的功能。但是曲線如何實(shí)現(xiàn)，下面通過程序介紹具體實(shí)現(xiàn)方法及難點(diǎn)解決方案。
        軌跡如何示教。由于采用的虛擬主軸模式，而客戶常用的習(xí)慣是對(duì)實(shí)軸模式，即X、Y、Z、R到達(dá)每一位置后，采樣一點(diǎn)。而現(xiàn)在的模式是所有從軸模式必須跟蹤虛擬主軸來(lái)運(yùn)行，  
        虛擬主軸確定。采用方法為這四軸運(yùn)動(dòng)是必須與X或Y同步，在程序里，示教時(shí)把X或Y的坐標(biāo)輸入到主軸作為虛擬主軸位置。其中，P1是示教子程序，P2為寫入凸輪表子程序。以下結(jié)合圖片具體講解如何保證程序的實(shí)現(xiàn)。圖5為P1、P2示意圖。

圖5 P1、P2示意圖

        （1）記錄子程序里每軸點(diǎn)動(dòng)，如圖6所示。

圖6  子程序里每軸點(diǎn)動(dòng)示意

        （2）把示教得到的值寫到放在D500-D900里，如圖7所示

圖9  示教及運(yùn)行人機(jī)界面

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3 相關(guān)實(shí)物照片
        3.1  設(shè)備整體外觀如圖11所示

圖10 設(shè)備整體外觀

        3.2  設(shè)備側(cè)面如圖11所示

圖12 電氣控制示意圖

4系統(tǒng)應(yīng)用情況
        目前，應(yīng)用速度連續(xù)定位的系統(tǒng)越來(lái)越多，遍布各行業(yè)，20PM均有了大量成功案例，過去對(duì)于三軸有專門點(diǎn)膠機(jī)模式，通過這個(gè)案例可擴(kuò)展到對(duì)多軸需要速度連續(xù)與位置準(zhǔn)確的場(chǎng)合。

（轉(zhuǎn)載）