中空玻璃自動(dòng)涂膠系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)

 

　　一、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

 

　　原有系統(tǒng)有支撐臺(tái)和支撐梁，涂膠機(jī)托盤(pán)固定在導(dǎo)向支撐梁上，膠槍固定在支撐梁尾端，支撐梁的每次移動(dòng)可完成玻璃的單邊涂膠，同一塊玻璃四條邊的涂膠工作需對(duì)玻璃翻轉(zhuǎn)三次。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的是要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化程度較高的涂膠控制，不但可以避免涂膠的浪費(fèi)、提高涂膠質(zhì)量，還可以降低成本。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的需要和對(duì)操作工人的調(diào)研，綜合分析后確定方案如下： 

　?。?）改造機(jī)械結(jié)構(gòu)完成涂膠槍的兩軸向運(yùn)行 

　　（2）選用PLC控制器提高涂膠的自動(dòng)化程度 

　?。?）選用伺服單元和伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)速度控制 

　　（4）選用傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)出膠和斷膠的準(zhǔn)確控制 

　?。?）開(kāi)發(fā)上位機(jī)監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)涂膠過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控

 

　　二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及硬件選型

 

　　系統(tǒng)主要由機(jī)械和電氣兩部分組成。機(jī)械部分新增托盤(pán)和Y軸向?qū)к墳樾略鼋Y(jié)構(gòu)。如圖1所示。 

　　1.支撐臺(tái) 2.導(dǎo)向支撐梁 3.托盤(pán) 4.膠槍固定柱 5.X軸向?qū)к?6.Y軸向?qū)к? 

　　電氣系統(tǒng)包括控上位機(jī)部分和下位機(jī)。上位機(jī)完成涂膠過(guò)程信息的實(shí)時(shí)顯示和控制。下位機(jī)PLC接受現(xiàn)場(chǎng)傳感器的信號(hào)，執(zhí)行程序處理數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行單元。主要器件選型情況如表1所示。

 

　　三、伺服單元參數(shù)設(shè)置

 

　　伺服單元的正常運(yùn)行需對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置如下： 

　　（一）速度控制方式的設(shè)定 

　　當(dāng)點(diǎn)膠機(jī)的出膠量一定時(shí)，伺服電機(jī)速度穩(wěn)定時(shí)才能涂膠均勻，因此對(duì)伺服單元設(shè)置為速度控制方式，即Pn000.1=0。利用輸入電壓與速度成正比的關(guān)系，對(duì)速度輸入指令進(jìn)行設(shè)定。設(shè)定速度指令輸入為+9V時(shí)，電機(jī)正向轉(zhuǎn)速為1500r/min，輸入為+3V時(shí)，電機(jī)正向轉(zhuǎn)速為500 r/min。Pn300=900，F(xiàn)n009的“rEF_0”屬性設(shè)置為“donE”。 

　　（二）啟停時(shí)間的設(shè)定 

　　為了得到較為平滑的恒定加減速度，需設(shè)定其軟啟動(dòng)功能。如圖2所示。圖中Pn305是電機(jī)從停止?fàn)顟B(tài)達(dá)到最高轉(zhuǎn)速所需要的時(shí)間，Pn306是電機(jī)從最高轉(zhuǎn)速達(dá)到電機(jī)停止時(shí)間，ta為實(shí)際加速的，tb為實(shí)際減速的，nN為最高速度即額定速度，n為實(shí)際運(yùn)行速度。  

　　PLC模擬量輸出信號(hào)的電壓U和轉(zhuǎn)速n滿(mǎn)足： 

　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)調(diào)整加減速的時(shí)間設(shè)定ta=tb=100ms，nN=1500r/min，利用上述公式設(shè)置Pn305和Pn306。 

　?。ㄈ┻\(yùn)行基本功能的設(shè)定 

　　結(jié)合控制要求，伺服單元的控制需滿(mǎn)足伺服ON始終有效、導(dǎo)向支撐梁和托盤(pán)均的正、反轉(zhuǎn)控制；超程保護(hù)；電機(jī)自由運(yùn)行停止和緊急停止。參數(shù)設(shè)定為： 

　　Pn50A.1=0，Pn000.0=0，Pn50A.3=2，Pn50B.0=3，Pn001.1=2，Pn001.0=2。

 

　　（一）PLC軟件的設(shè)計(jì) 

　　PLC程序采用模塊化的設(shè)計(jì)方法，用功能塊來(lái)完成。FC1進(jìn)行初始化，通過(guò)磁傳感器完成托盤(pán)的復(fù)位；FC2采集上位機(jī)信息，根據(jù)上位機(jī)確定的玻璃規(guī)格選擇伺服電機(jī)的運(yùn)行速度；FC3玻璃初始位置的確認(rèn)，通過(guò)光纖傳感器檢測(cè)以此判斷是否進(jìn)入自動(dòng)四邊涂膠過(guò)程；FC4四邊涂膠功能，涂膠過(guò)程有4個(gè)順序狀態(tài)，狀態(tài)1為X軸向，狀態(tài)2為Y軸向，狀態(tài)3為-X軸向，狀態(tài)4為-Y軸向；FC5對(duì)下一玻璃到位情況進(jìn)行檢測(cè)，在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)如果檢測(cè)到玻璃到位，則對(duì)該玻璃的規(guī)格進(jìn)行確認(rèn)，如果未檢測(cè)到下一玻璃則完成控制過(guò)程。 

　?。ǘ㎝CGS組態(tài)軟件設(shè)計(jì) 

　　上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主畫(huà)面包括用戶(hù)登錄，手/自動(dòng)控制，通訊測(cè)試，歷史查詢(xún)和打印四個(gè)子畫(huà)面。在進(jìn)行控制或參數(shù)設(shè)置之前，需先對(duì)PLC和上位機(jī)的通訊連接進(jìn)行檢測(cè)。所有電機(jī)的啟動(dòng)、手動(dòng)、自動(dòng)的檢測(cè)以及傳感器的檢測(cè)用Light控件顯示檢測(cè)狀態(tài)，并以顏色區(qū)分連接狀態(tài)。進(jìn)入手/自動(dòng)控制方式后，先選擇玻璃規(guī)格，確定涂膠量和電機(jī)運(yùn)行速度后進(jìn)入控制模式，每個(gè)伺服電機(jī)均可實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)手/自動(dòng)，二者之間設(shè)有互鎖。此外顯示已涂膠玻璃的規(guī)格、加工時(shí)間、伺服報(bào)警情況，可對(duì)歷史數(shù)據(jù)條件查詢(xún)、打印。

 

　　五、結(jié)論

 

　　自動(dòng)涂膠監(jiān)控系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)調(diào)試后已投入使用，各個(gè)功能均達(dá)到了改造要求，達(dá)到了預(yù)期的效果。