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UniCon A3系列经济型伺服系统  （点击图片放大） UniCon A3系列经济型伺服系统 容量范围:0.1KW-7.5KW 输入电压:AC 220V/AC380V,单相/三相或三相输入 增量型旋转编码器17bit/2500PPR，适用于多种场合 支持位置/速度/转矩控制模式，满足不同行业要求 最大500Hz脉宽响应频率 整定时间小于1ms 支持Modbus通讯协议（RS485） 永宏PLC在全自动LED点胶机上的应用摘要：本文主要阐述了永宏PLC在全自动LED点胶机上的应用，该设备主要适用于各种SMD LED的荧光粉点胶；通过现场反复调试，该设备的工作精度可达到±5um,生产效率可达到100K每小时。 关键词：永宏PLC；SMD LED；点胶机 1 引 言 全自动LED点胶机在LED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（如图1-1），另一类是SMDLED点胶机（如图1-2）。本文主要阐述的是永宏PLC在全自动 SMD LED点胶机上的应用；通过现场反复调试，该设备的工作精度可达到±5um,生产效率可达到100K每小时。 图1-1 大功率LED点胶机 图1-2 SMD LED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。LED点胶机设计参数如表2-1；LED点胶机实物图如图2-1。 设计参数 设计参数 实物效果图设计参数 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 表2-1 LED点胶机设计参数 图2-1 LED点胶机实物效 基于上述各项技术指标，LED点胶机系统架构如图2-2；本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。 图2-2 LED点胶机系统架构图 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台 永宏通讯模板 2台 永宏I/O模块 1台 永宏触摸屏 1台 永宏伺服 3套 雷赛步进 3套 传感器 若干 电气部件 若干 机械部件 若干 表3-1 LED点胶机硬件明细表 图3-1 LED点胶机硬件配置图 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。LED点胶机整体结构解析如图3-2。 图3-2 LED点胶机整体结构解析图 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。胶道气缸处于点胶位置如图3-3；胶道气缸处于吸胶位置如图3-4。 图3-3 胶道处于点胶位置示意图 图3-4胶道处于吸胶位置示意图 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。LED点胶机PLC接线原理如图3-5，PLC电气控制柜接线如图3-6。伺服&步进电气控制柜接线如图3-7。 图3-5 电气控制原理图 图3-6 PLC电气控制柜接线图 图3-7 伺服&步进电气控制柜接线图 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。LED点胶机控制流程如图4-1。 图4-1 LED点胶机控制流程图 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；永宏PLC输入点配置如表4-1，输出点配置表如表4-2。 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 YO X轴脉冲信号 YO 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） … … … 表4-3 伺服I/0点引脚配置表 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。永宏PLC设置参数如表4-4，永宏PLC设置参数程序如图4-2，永宏触摸屏设置参数界面如图4-3。 永宏PLC参数设置 名称 数值 名称 数值 每圈脉冲数 4000ps/r 一般加速速度 120ms 每圈移动量 10mm/r 一般减速速度 150ms 最高速度设定 200KHz 补间加减速度 200ms 起始结束设定 141Hz 软行程极限 200mm … … … … 表4-4 永宏PLC设置参数表 图4-2 永宏PLC设置参数程序 图4-3 永宏触摸屏设置参数界面 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） … … … 表4-5 永宏伺服设置参数表 图4-4 永宏伺服设置参数软件 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。永宏PLC脉冲输出控制程序如图4-5，永宏PLC脉冲输出控制设置表格如图4-6。 图4-5 脉冲输出控制程序 图4-6 脉冲输出控制表格 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。永宏PLC高速联机控制程序如图4-7，永宏PLC高速联机控制设置表格如图4-8。 |
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