點(diǎn)膠機(jī)畢業(yè)論文(共42頁(yè))

1、PAGE 2第一章 緒論1本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(shj)（論文）說明書基于(jy)PLC的點(diǎn)膠機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 院 機(jī)械(jxi)工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 機(jī)械工程及自動(dòng)化6班 學(xué)生姓名 葉劍桐 學(xué)生學(xué)號(hào) 201130086502 指導(dǎo)教師 劉其洪 提交日期 2015年5月10日 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院學(xué)位論文(lnwn)原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用(ynyng)的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本

2、人承擔(dān)。學(xué)位論文(lnwn)作者簽名： 日期：2015年5月10日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本人完全了解華南理工大學(xué)廣州學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：按照有關(guān)要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版本；華南理工大學(xué)廣州學(xué)院圖書館有權(quán)保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；可以采用復(fù)印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的的前提下，可以公布論文的部分或全部?jī)?nèi)容。學(xué)位論文作者簽名： 日期：2015年5月10日指導(dǎo)教師簽名： 日期：2015年5月10日作者聯(lián)系電話： 電子郵箱：PAGE 37摘 要隨著信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)電子封裝的要求越來越嚴(yán)格，對(duì)生產(chǎn)效率也越來越高，從

3、手工勞動(dòng)力逐漸向機(jī)械化趨勢(shì)，控制機(jī)械的生產(chǎn)速度已經(jīng)滿足不了現(xiàn)在化的生產(chǎn)，點(diǎn)膠機(jī)提高了生產(chǎn)效率和電子封裝的精準(zhǔn)穩(wěn)定性。目前，我國(guó)電子產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)主要是沿海一些中小型企業(yè)，點(diǎn)膠機(jī)的運(yùn)用經(jīng)濟(jì)(jngj)省錢、操作簡(jiǎn)單、控制精準(zhǔn)、安全可靠、更改方便，數(shù)控型的自動(dòng)化點(diǎn)膠機(jī)系統(tǒng)有極大的發(fā)展空間。本文分析的是一種基于PLC的點(diǎn)膠機(jī)控制系統(tǒng)(xtng)，使用PLC（即可編程控制器）為系統(tǒng)控制器，控制點(diǎn)膠機(jī)各機(jī)械部分的運(yùn)動(dòng)，保證其精準(zhǔn)性與穩(wěn)定性。本文主要分析(fnx)有以下方面：分析各種類型控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特點(diǎn)，控制技術(shù)當(dāng)前在國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r，比較當(dāng)前各種運(yùn)動(dòng)控制器的功能與優(yōu)缺點(diǎn)；設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的組成方案，由可

4、編程控制器、機(jī)械結(jié)構(gòu)以及上位機(jī)操作部分組成；分析可編程控制器特點(diǎn)，選取適合型號(hào)作為本次分析系統(tǒng)的控制器，因素包括I/O數(shù)量及輸入、輸出類型，還有擴(kuò)展單元；設(shè)計(jì)點(diǎn)膠機(jī)的傳動(dòng)方式、執(zhí)行元件和控制系統(tǒng)硬件；分析點(diǎn)膠機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制；軟件編程和觸摸屏軟件界面開發(fā)，PLC程序梯形圖和人機(jī)操作界面設(shè)計(jì)；各部分結(jié)論分析以及出現(xiàn)問題分析。關(guān)鍵詞：自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)；運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)；PLC（可編程控制器）；觸摸屏Abstract With the development of information industry, people in electronic packaging requirements more stri

5、ngent, the production efficiency is more and more high, from manual labor to machine gradually trend, control of mechanical production speed has not satisfied the present production, dispensing machine improves the precision production efficiency and stability of electronic packaging. At present, Ch

6、inas electronic products manufacturing enterprises are mainly small and medium enterprises in coastal areas, dispensing with economic saving, simple operation, accurate control, convenient change, automatic dispensing system for NC type has great development space.The analysis in this paper is a kin

7、d of control system for dispensing machine based on PLC, using the PLC (programmable controller) as the controller, control each mechanical part dispensing machine movement, ensure the accuracy and stability.1) analysis of the structure and application characteristics of various types of control sys

8、tem, control technology currently in development at home and abroad, comparison of various current motion controller function and advantages and disadvantages;2) composed of scheme design of the control system, composed of a programmable controller, the mechanical structure and the upper computer op

9、erating parts;3) analysis of the programmable controller features, select the appropriate model as the analysis of the system factors including I/O type controller, the number and the input, output, and the expansion unit;4) transmission mode, design dispensing machine execution of hardware componen

10、ts and control system;5) analysis of dispensing machine motion control;6) software programming and touch screen interface software, the PLC program of ladder diagram and the man-machine interface design;7) the study analysis and problem analysis.Key words: automatic dispensing machine; motion contro

11、l system; PLC (programmable logic controller); touch screen目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc418036733 摘 要 PAGEREF _Toc418036733 h I HYPERLINK l _Toc418036734 Abstract PAGEREF _Toc418036734 h II HYPERLINK l _Toc418036735 第一章 緒論(xln) PAGEREF _Toc418036735 h 1 HYPERLINK l _Toc418036736 1.1背景(bijng)

12、PAGEREF _Toc418036736 h 1 HYPERLINK l _Toc418036737 12控制系統(tǒng)(kn zh x tn)的內(nèi)容 PAGEREF _Toc418036737 h 1 HYPERLINK l _Toc418036738 13控制系統(tǒng)的分類 PAGEREF _Toc418036738 h 2 HYPERLINK l _Toc418036739 131按是否型成閉合回路分類 PAGEREF _Toc418036739 h 2 HYPERLINK l _Toc418036740 132按被控量的性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)控制方式分類 PAGEREF _Toc418036740 h 4

13、 HYPERLINK l _Toc418036741 133按給定值信號(hào)的特點(diǎn)分類 PAGEREF _Toc418036741 h 4 HYPERLINK l _Toc418036742 134按控制系統(tǒng)元件的特性分類 PAGEREF _Toc418036742 h 5 HYPERLINK l _Toc418036743 135按驅(qū)動(dòng)方式不同分類 PAGEREF _Toc418036743 h 5 HYPERLINK l _Toc418036744 14課題研究目的 PAGEREF _Toc418036744 h 5 HYPERLINK l _Toc418036745 第二章 點(diǎn)膠機(jī)的控制方案

14、 PAGEREF _Toc418036745 h 7 HYPERLINK l _Toc418036746 21點(diǎn)膠機(jī)簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc418036746 h 7 HYPERLINK l _Toc418036747 22點(diǎn)膠機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc418036747 h 7 HYPERLINK l _Toc418036748 23運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的控制要求分析 PAGEREF _Toc418036748 h 8 HYPERLINK l _Toc418036749 231點(diǎn)位運(yùn)動(dòng) PAGEREF _Toc418036749 h 8 HYPERLINK l _Toc418036

15、750 232直線插補(bǔ) PAGEREF _Toc418036750 h 8 HYPERLINK l _Toc418036751 233系統(tǒng)操作界面的設(shè)計(jì)要求 PAGEREF _Toc418036751 h 8 HYPERLINK l _Toc418036752 234運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)控制方案 PAGEREF _Toc418036752 h 9 HYPERLINK l _Toc418036753 24三菱FX系列PLC PAGEREF _Toc418036753 h 9 HYPERLINK l _Toc418036754 241三菱FX系列PLC特點(diǎn) PAGEREF _Toc418036754 h

16、9 HYPERLINK l _Toc418036755 242三菱FX系列PLC編程元件 PAGEREF _Toc418036755 h 11 HYPERLINK l _Toc418036756 25本章小結(jié) PAGEREF _Toc418036756 h 11 HYPERLINK l _Toc418036757 第三章 點(diǎn)膠機(jī)的驅(qū)動(dòng)方案 PAGEREF _Toc418036757 h 12 HYPERLINK l _Toc418036758 31點(diǎn)膠機(jī)的傳動(dòng)方式 PAGEREF _Toc418036758 h 12 HYPERLINK l _Toc418036759 32點(diǎn)膠機(jī)執(zhí)行元件分析

17、PAGEREF _Toc418036759 h 13 HYPERLINK l _Toc418036760 321步進(jìn)電機(jī) PAGEREF _Toc418036760 h 14 HYPERLINK l _Toc418036761 322電機(jī)的脈沖(michng)控制 PAGEREF _Toc418036761 h 15 HYPERLINK l _Toc418036762 33點(diǎn)膠機(jī)控制系統(tǒng)(kn zh x tn)硬件 PAGEREF _Toc418036762 h 16 HYPERLINK l _Toc418036763 34本章(bn zhn)小結(jié) PAGEREF _Toc418036763

18、h 19 HYPERLINK l _Toc418036764 第四章 點(diǎn)膠機(jī)運(yùn)動(dòng)控制分析 PAGEREF _Toc418036764 h 20 HYPERLINK l _Toc418036765 41點(diǎn)位控制 PAGEREF _Toc418036765 h 20 HYPERLINK l _Toc418036766 42插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)控制 PAGEREF _Toc418036766 h 21 HYPERLINK l _Toc418036767 43本章小結(jié) PAGEREF _Toc418036767 h 22 HYPERLINK l _Toc418036768 第五章 軟件編程 PAGEREF _To

19、c418036768 h 23 HYPERLINK l _Toc418036769 51脈沖指令 PAGEREF _Toc418036769 h 23 HYPERLINK l _Toc418036770 52梯形圖 PAGEREF _Toc418036770 h 23 HYPERLINK l _Toc418036771 53本章小結(jié) PAGEREF _Toc418036771 h 25 HYPERLINK l _Toc418036772 第六章 操作界面設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc418036772 h 26 HYPERLINK l _Toc418036773 61界面設(shè)計(jì) PAGEREF

20、_Toc418036773 h 26 HYPERLINK l _Toc418036774 62 PLC與觸摸屏要注意的問題 PAGEREF _Toc418036774 h 28 HYPERLINK l _Toc418036775 63本章小結(jié) PAGEREF _Toc418036775 h 28 HYPERLINK l _Toc418036776 第七章 結(jié)論 PAGEREF _Toc418036776 h 29 HYPERLINK l _Toc418036777 71結(jié)論 PAGEREF _Toc418036777 h 29 HYPERLINK l _Toc418036778 71未來展望

21、PAGEREF _Toc418036778 h 29 HYPERLINK l _Toc418036779 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc418036779 h 30 HYPERLINK l _Toc418036781 致謝 PAGEREF _Toc418036781 h 32華南理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書第一章 緒論第一章 緒論1第一章 緒論(xln)1.1背景(bijng)隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，電子信息技術(shù)越高，人類逐漸步入信息時(shí)代，無論是電腦、電視、手機(jī)等家用電器電子設(shè)備，還是軍事、航空、航天領(lǐng)域(ln y)，都離不開電子產(chǎn)品的的封裝制造，因此，對(duì)于電子封裝的要求越來越高

22、，數(shù)量越來越多，效率也正在逐步提升，這使得點(diǎn)膠機(jī)的運(yùn)用越來越廣泛。我國(guó)是電子產(chǎn)品的生產(chǎn)大國(guó)、出口大國(guó)，電子制造主要分部在我國(guó)東南沿海地區(qū)，也是我國(guó)沿海地區(qū)的支柱產(chǎn)業(yè)。因?yàn)槲覈?guó)勞動(dòng)力充足，使得電子生產(chǎn)領(lǐng)先于世界，電子工業(yè)也取得較大的成就，但是，隨著電子機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展，人工制造的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以擬補(bǔ)自動(dòng)化不發(fā)達(dá)的缺陷，在人口缺乏的地區(qū)更是跟不上基本水平，我國(guó)在電子工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中就存在著極度不平衡的現(xiàn)象。因此，我國(guó)電子工業(yè)有兩個(gè)方面，一方面，電子工業(yè)的發(fā)展如火如荼，在輕工業(yè)中占的比重越來越大，另一方面，電子工業(yè)中自動(dòng)化程度很低，生產(chǎn)效率低下，工作條件惡劣。因此，雖然我國(guó)是電子制造業(yè)大國(guó)，生產(chǎn)規(guī)模龐大

23、，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，電子產(chǎn)品的質(zhì)量水平和生產(chǎn)效率都很低，制造裝備的落后是一個(gè)最主要的原因。然而，電子產(chǎn)品的有焊接、貼片、組裝、涂膠，打螺絲等各個(gè)環(huán)節(jié)，這些中涂膠工序的數(shù)量大，精細(xì)，花費(fèi)人工多，耗時(shí)時(shí)間長(zhǎng)，減低了一個(gè)電子產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，同時(shí)工人的工作條件，惡劣的環(huán)境因素，往往影響電子產(chǎn)品的質(zhì)量。一大部分的涂膠都是由人工去完成，人工涂膠速度慢，完成率低，噴涂效果不均勻，層度輕的影響美觀，嚴(yán)重的導(dǎo)致線路短路，發(fā)生設(shè)備故障，影響使用者的安全。為了改變現(xiàn)狀，自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)的使用，速度快，噴涂精準(zhǔn)，提高產(chǎn)品的品質(zhì)和生產(chǎn)率，保護(hù)人身安全。點(diǎn)膠機(jī)主要用于將要噴涂的材料，通過澆口實(shí)現(xiàn)點(diǎn)、涂和軌跡的變化，精準(zhǔn)到產(chǎn)品每

24、一個(gè)位置。軌跡上有直線軌跡、曲線軌跡和橢圓軌跡。自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)是一種為電子精密設(shè)備密封要求而研制的自動(dòng)涂膠設(shè)備，以設(shè)備硬件為基礎(chǔ)，控制系統(tǒng)技術(shù)為核心，根據(jù)程序，做點(diǎn)、直線、圓弧等任意不規(guī)則的點(diǎn)膠產(chǎn)品。所以，自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)的工作效率和工作質(zhì)量，主要取決于運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。12控制系統(tǒng)的內(nèi)容【運(yùn)動(dòng)(yndng)控制(Motion Control)通常是指在復(fù)雜(fz)的條件下，通過將指定的方案或動(dòng)作指令，規(guī)劃轉(zhuǎn)變成有目的性的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械6運(yùn)動(dòng)精準(zhǔn)的位置控制、路徑控制、速度控制、加速度控制、力的強(qiáng)度控制和轉(zhuǎn)矩或力矩的控制，使運(yùn)動(dòng)單位以非常準(zhǔn)確的的設(shè)定速度在規(guī)定的時(shí)間到達(dá)準(zhǔn)確的位置的可控運(yùn)動(dòng)?！窟\(yùn)動(dòng)控制的定

25、義分析，如表1-1所示。路徑從一個(gè)初始位置到一個(gè)終點(diǎn)位置，以理想的方式行動(dòng)。動(dòng)作有相應(yīng)快慢和動(dòng)作穩(wěn)定性來衡量。位置有絕對(duì)位置和相對(duì)位置。 表1-1 運(yùn)動(dòng)單元(dnyun)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)具有多樣性，但每一種運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)都有一個(gè)基本結(jié)構(gòu)，所有結(jié)構(gòu)的離不開由上位控制器、執(zhí)行電機(jī)、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和位置檢測(cè)元件，基本結(jié)構(gòu)圖由圖1-1所示。位置檢測(cè)上位控制器驅(qū)動(dòng)器執(zhí)行電機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)圖11 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖其中，上位控制器作為整個(gè)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的核心，如人的大腦，把方案指令控制訊號(hào)傳送到下位驅(qū)動(dòng)器中，然后驅(qū)動(dòng)如神經(jīng)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行電機(jī)則是能量提供動(dòng)力，電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)為執(zhí)行單元，最后再通過傳

26、感器等定位設(shè)備，如眼睛一般對(duì)運(yùn)動(dòng)元件的位置、速度等，再反饋到控制器進(jìn)行分析,為電機(jī)或其它動(dòng)力和執(zhí)行裝置提供正確的控制信號(hào)。電機(jī)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，得到預(yù)期的動(dòng)作幅度。13控制系統(tǒng)(kn zh x tn)的分類131按是否型成閉合(b h)回路分類根據(jù)(gnj)位置控制系統(tǒng)原理，即有無檢測(cè)反饋傳感器及其檢測(cè)部件，可分為開環(huán)、半閉環(huán)和閉環(huán)三種基本的控制方案。開環(huán)控制系統(tǒng)一個(gè)控制系統(tǒng)，輸入信號(hào)中不包含輸出端反饋回來的信號(hào)時(shí)，則為開環(huán)控制系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)容易實(shí)現(xiàn)，方便和成本低。缺點(diǎn)是精度低，容易受干擾。所以運(yùn)用在對(duì)控制要求不高的小型機(jī)器設(shè)備，如圖1-2所示。驅(qū)動(dòng)器執(zhí)行元件工作臺(tái)指令脈沖圖1

27、-2開環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖半閉環(huán)控制系統(tǒng)【一個(gè)控制系統(tǒng)，在開環(huán)控制系統(tǒng)的伺服機(jī)構(gòu)中裝有角位移檢測(cè)裝置，通過檢測(cè)伺服機(jī)構(gòu)的滾珠絲杠轉(zhuǎn)角，間接檢測(cè)移動(dòng)部件的位移，然后反饋到 HYPERLINK /view/6626845.htm t _blank 數(shù)控裝置的 HYPERLINK /view/421754.htm t _blank 比較器中，與輸入原指令位移值進(jìn)行比較，用比較后的差值進(jìn)行控制，使移動(dòng)部件補(bǔ)充位移，直到差值消除為止的控制系統(tǒng)?！堪腴]環(huán)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性好，使用廣泛，為大多數(shù)中小型數(shù)控機(jī)床所采用。如圖1-3所示。圖1-3半閉環(huán)控制系統(tǒng)(xtng)框圖位置控制單元速度控制單元執(zhí)行元件工作臺(tái)速度檢

28、測(cè)單元位置檢測(cè)單元脈沖指令閉環(huán)控制系統(tǒng)(xtng)一個(gè)控制系統(tǒng)，輸入信號(hào)中包含(bohn)有輸出端反饋回來的信號(hào)，則為閉環(huán)控制系統(tǒng)，或稱為反饋控制系統(tǒng)。如圖1-4所示。這是一種自動(dòng)控制系統(tǒng)，其中包括功率放大和反饋，使輸出變量的值響應(yīng)輸入變量的值。通過傳感器的元件，測(cè)量運(yùn)動(dòng)部件的位置、速度和加速度等，反饋到控制器中進(jìn)行分許，以相對(duì)和絕對(duì)量與理想位置進(jìn)行比較，得出差值，在再控制運(yùn)動(dòng)元件運(yùn)動(dòng)至完全到達(dá)理想位置。同開環(huán)、半閉環(huán)控制系統(tǒng)相比較，閉環(huán)控制系統(tǒng)有防干擾性、精準(zhǔn)性，能改善系統(tǒng)的的響應(yīng)特性。但是對(duì)測(cè)量元件要求較高，以至于成本也較高，適用于要求精度高的機(jī)床所使用。位置控制單元速度控制單元執(zhí)行元件工

29、作臺(tái)速度檢測(cè)單元位置檢測(cè)單元脈沖圖1-4閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖132按被控量的性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)控制方式(fngsh)分類（1）點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)(yndng)控制即只對(duì)終點(diǎn)位置(wi zhi)有要求，起點(diǎn)到終點(diǎn)的過程與軌跡不作要求的運(yùn)動(dòng)控制。所以此控制要求點(diǎn)精度要高，運(yùn)動(dòng)速度要快，在加速度段與減速度的采用控制迅速準(zhǔn)確。（2）連續(xù)軌跡運(yùn)動(dòng)控制該控制又稱為輪廓控制，主要應(yīng)用在傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)、切割系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)輪廓控制。對(duì)小線段加工時(shí)，有多段程序預(yù)處理功能。同步運(yùn)動(dòng)控制同步運(yùn)動(dòng)控制是實(shí)現(xiàn)多個(gè)軸一起運(yùn)動(dòng)，相互協(xié)調(diào)控制，以達(dá)到運(yùn)動(dòng)過程中各個(gè)軸的同步性，保證系統(tǒng)的同步控制。133按給定值信號(hào)的特點(diǎn)分類（1）恒值控制系統(tǒng)是在生產(chǎn)

30、過程中被控量在保持恒定的值不變。（2）隨動(dòng)控制系統(tǒng)是給定信號(hào)隨時(shí)間的變化規(guī)律事先不能確定的控制系統(tǒng)，隨動(dòng)控制系統(tǒng)的任務(wù)是在各種情況下快速、準(zhǔn)確地使被控量跟蹤給定值的變化。（3）程序控制系統(tǒng)它的給定值按事先預(yù)定的規(guī)律變化，是一個(gè)已知的時(shí)間函數(shù)，控制的目的是要求被控量按確定的給定值的時(shí)間函數(shù)來改變。134按控制系統(tǒng)元件的特性分類（1）線性控制系統(tǒng)一個(gè)控制系統(tǒng)中，當(dāng)輸入特性與輸出特性呈線性特性，控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過程可以通過線性微分方程來表達(dá)出來時(shí)，則稱控制系統(tǒng)為線性控制系統(tǒng)。（2）非線性控制系統(tǒng)一個(gè)控制系統(tǒng)中，當(dāng)輸入特性與輸出特性呈非線性特性，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過程要通過非線性的方程來描述，則稱其控制系統(tǒng)為非

31、線性控制系統(tǒng)內(nèi)。135按驅(qū)動(dòng)方式不同分類運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)按不同的驅(qū)動(dòng)方式可分為電氣控制、液壓控制和氣壓(qy)控制，不同的驅(qū)動(dòng)方式都有其特點(diǎn)。電氣控制為電氣設(shè)備控制的二次回路；液壓控制為用液壓設(shè)備進(jìn)行控制；氣壓可能就是以氣動(dòng)閥、氣管等氣壓設(shè)備控制。14課題研究(ynji)目的本文分析的是自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)中控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，介紹企業(yè)運(yùn)用的點(diǎn)膠機(jī)的例子簡(jiǎn)單分析其結(jié)構(gòu)，深入分析每個(gè)結(jié)構(gòu)涉及到的知識(shí)內(nèi)容，通過模擬設(shè)計(jì)一種自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)，開發(fā)控制系統(tǒng)，使用基于可編程控制器PLC的點(diǎn)膠機(jī)控制系統(tǒng)，控制各個(gè)(gg)執(zhí)行元件和運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，提出研究一種實(shí)現(xiàn)點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)控制功能的控制方案，在上位PC機(jī)中設(shè)計(jì)控制界面，通過調(diào)用PLC

32、的程序，來實(shí)現(xiàn)主要功能。主要進(jìn)行的工作有以下方面：分析以不同角度分類的各種控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的組成方案，由可編程控制器、機(jī)械結(jié)構(gòu)以及上位機(jī)操作部分組成；分析可編程控制器特點(diǎn)，選取適合型號(hào)作為本次分析系統(tǒng)的控制器，因素包括I/O數(shù)量及輸入、輸出類型，還有擴(kuò)展單元；設(shè)計(jì)點(diǎn)膠機(jī)的傳動(dòng)方式、執(zhí)行元件和控制系統(tǒng)硬件；分析點(diǎn)膠機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制；軟件編程和觸摸屏軟件界面開發(fā)，PLC程序梯形圖和人機(jī)操作界面設(shè)計(jì)；各部分結(jié)論分析以及出現(xiàn)問題分析。第二章 點(diǎn)膠機(jī)的控制方案第二章 點(diǎn)膠機(jī)的控制(kngzh)方案21點(diǎn)膠機(jī)簡(jiǎn)介(jin ji)點(diǎn)膠機(jī)是由機(jī)械部分、驅(qū)動(dòng)電機(jī)部分和運(yùn)動(dòng)控制器部分組成(z chn)。點(diǎn)膠

33、機(jī)結(jié)構(gòu)圖2-1如下所示：通訊接口運(yùn)動(dòng)控制器驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)械接收指令圖2-1 點(diǎn)膠機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖機(jī)械部分是一個(gè)三軸（三個(gè)自由度）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)平臺(tái)，膠頭可以通過機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)移動(dòng)到平臺(tái)空間的（X、Y、Z）坐標(biāo)的任意一點(diǎn)。運(yùn)動(dòng)控制器相當(dāng)于人的大腦，它把信號(hào)發(fā)送脈沖給驅(qū)動(dòng)電機(jī)，提供動(dòng)力帶動(dòng)機(jī)械部分。運(yùn)動(dòng)控制器根據(jù)指令方案控制靈活控制膠頭運(yùn)動(dòng)速度、加速度到達(dá)期望位置，體現(xiàn)出精準(zhǔn)性、高效性和靈活性。企業(yè)根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)，參考市場(chǎng)上的點(diǎn)膠機(jī)產(chǎn)品，選擇最適合的型號(hào)，在滿足運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)的前提下，適應(yīng)在點(diǎn)膠過程中的靈活快速的要求，不僅要提高產(chǎn)品的可靠性，有效降低產(chǎn)品成本，還要操作簡(jiǎn)單快捷。22點(diǎn)膠機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)點(diǎn)膠機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)主

34、要由機(jī)床結(jié)構(gòu)、傳輸結(jié)構(gòu)和點(diǎn)膠機(jī)構(gòu)組成。機(jī)床結(jié)構(gòu)機(jī)床結(jié)構(gòu)是由主體為XY方向的平臺(tái)，具有適當(dāng)?shù)闹亓砍惺軝C(jī)械運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)，使得工作不受影響。工作平臺(tái)上有一個(gè)可縱向運(yùn)動(dòng)的同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，由一個(gè)伺服電機(jī)提供運(yùn)動(dòng)動(dòng)力，控制機(jī)床的縱向運(yùn)動(dòng)。橫向運(yùn)動(dòng)由橫向放置的同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)控制，也是一個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。點(diǎn)膠口機(jī)構(gòu)上，由一個(gè)上下放置的同步帶傳動(dòng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，默認(rèn)最高點(diǎn)為初始狀態(tài)，工作時(shí)，下降到工件的準(zhǔn)確位置，完成動(dòng)作后，回復(fù)初始最高點(diǎn)，等待下一步的執(zhí)行。傳輸結(jié)構(gòu)傳輸結(jié)構(gòu)的作用是把膠水總儲(chǔ)存罐里的膠水傳輸?shù)近c(diǎn)膠機(jī)構(gòu)的注射器中，等待注射動(dòng)作(dngzu)，當(dāng)注射器內(nèi)的膠水用完，自動(dòng)執(zhí)行傳輸動(dòng)作。點(diǎn)膠結(jié)構(gòu)(jig

35、u)點(diǎn)膠結(jié)構(gòu)是符合工件(gngjin)需要的形狀，設(shè)置適合大小的點(diǎn)澆口，控制每次點(diǎn)膠的量。23運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的控制要求分析研制這套基于PLC的平面運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的主要針對(duì)點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)控制的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)點(diǎn)膠機(jī)的點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)軌跡要求。231點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)就是是從一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)，無軌跡，并且準(zhǔn)確定位。至于點(diǎn)與點(diǎn)之間的移動(dòng)軌跡并無要求，各個(gè)坐標(biāo)之間沒有相互關(guān)系，是獨(dú)立的。點(diǎn)膠機(jī)的點(diǎn)位控制主要包括三個(gè)方面，一方面是膠槍的原點(diǎn)回歸，二方面是膠槍的快速移動(dòng)以及三方面的手動(dòng)微調(diào)設(shè)置。要求每一個(gè)坐標(biāo)有較高的定位精準(zhǔn)，為了能提高點(diǎn)膠機(jī)的工作效率，采用機(jī)床設(shè)定的最高的進(jìn)給速度進(jìn)行點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)部件接近

36、定位點(diǎn)時(shí)，為了能準(zhǔn)確到達(dá)定位點(diǎn)，降低進(jìn)給速度，以至于低速接近至定位點(diǎn)，從而減少因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)慣性而產(chǎn)生的沖擊力導(dǎo)致定位誤差，在這移動(dòng)的過程中，對(duì)于移動(dòng)的軌跡沒有任何的要求，只求快速。232直線插補(bǔ)直線插補(bǔ)是輪廓控制的其中一項(xiàng)，輪廓控制是對(duì)兩個(gè)或兩個(gè)以上的的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)進(jìn)行連續(xù)地對(duì)位移和速度相關(guān)控制，使膠槍與工件間的運(yùn)動(dòng)軌跡達(dá)到相應(yīng)的點(diǎn)膠要求。因此對(duì)于這種運(yùn)動(dòng)控制方式，要求數(shù)控裝置具有插補(bǔ)運(yùn)算的功能，即對(duì)加工數(shù)據(jù)與工件之間的基本運(yùn)算，通過數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行插補(bǔ)的數(shù)學(xué)處理，把理論點(diǎn)與實(shí)際點(diǎn)相關(guān)坐標(biāo)計(jì)算出來，并控制膠頭移動(dòng)正確的軌跡。233系統(tǒng)操作界面的設(shè)計(jì)要求系統(tǒng)操作界面是操作人員直接跟運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的橋梁，操作人

37、員通過界面對(duì)機(jī)器進(jìn)行控制，輸入指令，接受指令，讀取數(shù)據(jù)，將永和的運(yùn)動(dòng)控制指令傳輸?shù)竭\(yùn)動(dòng)控制器PLC中。系統(tǒng)操作界面體現(xiàn)的是簡(jiǎn)潔性，無需要用戶對(duì)機(jī)器控制原理充分了解，只要清楚操作方法即可完成工作工序。所以對(duì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)操作界面的要求：簡(jiǎn)單、明了、直接、清楚，就能降低使用者的要求，讓更多的人能進(jìn)行操作，降低技術(shù)缺乏的壓力。系統(tǒng)操作界面也有手動(dòng)控制和自動(dòng)控制，手動(dòng)控制是根據(jù)操作員的意愿控制部件的移動(dòng)動(dòng)作，自動(dòng)控制是根據(jù)上傳程序方案，自動(dòng)運(yùn)行運(yùn)動(dòng)，記錄數(shù)據(jù)，自動(dòng)報(bào)警的功能。根據(jù)點(diǎn)膠機(jī)的界面要求，本研究課題選用(xunyng)三菱G15系列的觸摸屏，因?yàn)閷W(xué)校實(shí)驗(yàn)室也使用過進(jìn)行人機(jī)交流，使用起來更加熟悉。其界

38、面設(shè)計(jì)軟件為GT Designer, 該觸摸屏為黑白機(jī)，在明亮、易讀的液晶畫面上，不僅能顯示信息、圖形，還可以根據(jù)需要自由的顯示按鍵、指示燈、PLC數(shù)據(jù)、圖表、時(shí)鐘等，使運(yùn)行狀況一目了然。而且此型號(hào)，占用位置小，機(jī)體緊湊，安裝方便，可以安裝在任何地方。用一根數(shù)據(jù)線就能連接三菱fx系列的PLC，也能直接跟電腦連接通訊，操作簡(jiǎn)單，節(jié)省布線所花的時(shí)間(shjin)，不僅畫面清晰，輕輕觸碰就能完成動(dòng)作，快關(guān)明顯容易操作。234運(yùn)動(dòng)(yndng)控制系統(tǒng)控制方案這是一個(gè)基于PLC的點(diǎn)膠機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是現(xiàn)代常用的經(jīng)濟(jì)性的控制系統(tǒng)之一，另外一種是采用單片機(jī)來控制，單片機(jī)控制系統(tǒng)成本雖然會(huì)比PLC的便宜，

39、靈活性也好，效益也不錯(cuò)易于產(chǎn)品化，但是抗干擾性差，穩(wěn)定性方面會(huì)比plc控制系統(tǒng)較差，可能需要長(zhǎng)期維修的，使用起來不夠PLC系統(tǒng)安全可靠。PLC系統(tǒng)質(zhì)量保證，功能齊全，配套完善。PLC發(fā)展過程中，越來越多的大中小型企業(yè)在開發(fā)、生產(chǎn)和產(chǎn)品中運(yùn)動(dòng)到PLC為核心控制部分，適用性實(shí)用性強(qiáng)。PLC型號(hào)系列不斷在更新，適合各種規(guī)模的企業(yè)工業(yè)控制場(chǎng)合使用，同一樣的PLC工作原理，讓廠家能更好的熟悉運(yùn)用，有一定的互換性。而且，PLC編程方便，容易修改程序，大大減少企業(yè)開發(fā)修改方案的周期。本課題研究的點(diǎn)膠機(jī)是專為小型LED燈涂膠，矩形陣列的LED減低了研究開發(fā)的難度，卻更能清晰了解點(diǎn)膠機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，達(dá)到一樣的

40、目的。點(diǎn)膠機(jī)通過PLC運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)，對(duì)每一顆LED燈涂膠，重復(fù)循環(huán)，達(dá)到完全自動(dòng)化。24三菱FX系列PLC241三菱FX系列PLC特點(diǎn)FX系列PLC是由三菱公司近年來推出的高性能小型可編程控制器，近幾年來連續(xù)推出了將眾多功能凝集在超小型機(jī)殼內(nèi)的FX0S、FX1S、FX0N、FX1N、FX2N、FX2NC等系列PLC，具有較高的性能價(jià)格比，應(yīng)用廣泛。它們采用整體式和模塊式相結(jié)合的疊裝式結(jié)構(gòu)。微型PLC體積小，結(jié)構(gòu)美觀的外部結(jié)構(gòu)，處理反應(yīng)速度高，功能強(qiáng)大，靈活多變的配置適合開發(fā)用戶的不同要求，使用起來也方便。FX1SFX1S體積(tj)雖小，但功能強(qiáng)大： 輸出類型分為(fn wi)晶體管

41、輸出和繼電器輸出，CPU的I/O點(diǎn)數(shù)分別有10、14、20、30： 2000步存儲(chǔ)容量(cn ch rn lin)，是以前的FX0S的2.5倍： 定位和脈沖輸出功能： 能通過模塊連接擴(kuò)展板，增加輸入輸出點(diǎn)數(shù)，添加拓展模塊。比如數(shù)字量模塊、模擬量模塊，將模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字量傳送到CPU分析或者講數(shù)字量轉(zhuǎn)化為模擬量傳送到CPU分析和顯示模塊等等。網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)通訊功能FX1NFX1N系列在功能比FX1S更加的強(qiáng)大，處理速度更快，更添加了特殊功能模塊和拓展板，使得PLC用得范圍更廣，能普及到各個(gè)領(lǐng)域的控制管理上。微小的體積，方便安裝攜帶，通信鏈接和特殊功能模塊得到提升。輸出類型分為晶體管輸出和繼電器輸出，

42、CPU的I/O點(diǎn)數(shù)分別有0，可擴(kuò)展到128點(diǎn)。 8000步存儲(chǔ)容量定位和脈沖輸出功能能通過模塊連接擴(kuò)展板，增加輸入輸出點(diǎn)數(shù)，添加拓展模塊。比如數(shù)字量模塊、模擬量模塊，將模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字量傳送到CPU分析或者講數(shù)字量轉(zhuǎn)化為模擬量傳送到CPU分析和顯示模塊等等。網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)通信功能通過485/232/422通訊線實(shí)現(xiàn)PLC與PLC，PLC與電腦，PLC與變頻器等通訊鏈接。CC-LINK通過FX2N-16CCL及FX2N-32CCL，可充當(dāng)CC-LINK主站或從站。（3）FX2NFX2N系列PLC體積上是FX1N系列的兩倍左右，但是運(yùn)行處理速度大大提升，達(dá)到0.08s/step的超高運(yùn)算速度，性能上也

43、比上代有明顯的進(jìn)步，各種豐富的軟元件，增加控制的多樣化。CPU內(nèi)置程序容量8000步，可拓展步數(shù)增加到16000步，實(shí)現(xiàn)更大型的程序編寫。最大IO點(diǎn)數(shù)也增加到128個(gè)，最大拓展到256個(gè)，輸出類型依舊分為晶體管輸出和繼電器輸出。能采用多種不同的特殊功能模塊，實(shí)現(xiàn)在溫度控制領(lǐng)域，定位控制領(lǐng)域等的控制開發(fā)。通過FX2N-16CCL及FX2N-32CCL，可充當(dāng)CC-LINK主站或從站。FX3U 節(jié)省空間(kngjin)：其體積僅相當(dāng)于以前ANS系列PLC的60% 節(jié)省配線：優(yōu)越的模塊插口設(shè)置可節(jié)省配線時(shí)間(shjin)和空間 安裝靈活(ln hu)：有多種主基板和擴(kuò)展基板供選擇 強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能：相

44、比前產(chǎn)品更為支持CC-LINK，在軟件GX-Developer的設(shè)置下，可以方便地使用CC-LINK模塊，減小編程時(shí)間。并且支持MODBUS，Profibus，DeviceNet，ASi，太網(wǎng)等等。 高性能模塊：提供有多種特殊功能模塊，功能更為強(qiáng)大。并且有相關(guān)設(shè)置軟件，編程及調(diào)試更加方便除了FX系列的PLC以為，三菱PLC還開發(fā)一種新的PLC，Q系列的PLC，改變以往的編程方式，設(shè)備模塊化，功能強(qiáng)大更方便技術(shù)提升與設(shè)備維護(hù)，適合大型的PLC控制。242三菱FX系列PLC編程元件（1）輸入（X）輸出（Y）繼電器（2）輔助繼電器（M）（3）定時(shí)器（T）采用程序儲(chǔ)存器內(nèi)的常數(shù)（K）作為設(shè)定值，也用數(shù)

45、據(jù)寄存器（D）。（4）狀態(tài)（S）狀態(tài)S是對(duì)工序步進(jìn)控制簡(jiǎn)易編程的重要軟元件，經(jīng)常與步進(jìn)梯形圖指令STL結(jié)合使用。（5）計(jì)數(shù)器（C）（6）數(shù)據(jù)寄存器（D）（V）（Z）25本章小結(jié)把點(diǎn)膠機(jī)的課題分成了兩個(gè)部分，簡(jiǎn)單了解點(diǎn)膠機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，深入對(duì)點(diǎn)膠機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析，對(duì)市面上的點(diǎn)膠機(jī)透徹研究，根據(jù)實(shí)際對(duì)比數(shù)控系統(tǒng)，可編程控制系統(tǒng)和單片機(jī)控制系統(tǒng)，得出PLC運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)仍然是先進(jìn)發(fā)展的主流，高效、穩(wěn)定成為自動(dòng)化生產(chǎn)的重要技術(shù)之一。本課題通過開發(fā)點(diǎn)膠機(jī)的點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)來研究分析運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，處理簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)軌跡，有限的產(chǎn)品點(diǎn)膠，正是一些中小型企業(yè)的主要選擇。通過分析了各個(gè)型號(hào)的PLC特點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際使用和

46、機(jī)械特點(diǎn)，不同PLC優(yōu)缺點(diǎn)的比較，也因?yàn)楸救藢?duì)三菱PLC最為熟悉，最后決定使用三菱FX3UPLC 和三菱G15的觸摸屏。第三章 點(diǎn)膠機(jī)的控驅(qū)動(dòng)方案第三章 點(diǎn)膠機(jī)的驅(qū)動(dòng)(q dn)方案在進(jìn)行點(diǎn)膠機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，要從總體到每個(gè)結(jié)構(gòu)的關(guān)系，控制系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)的相互協(xié)調(diào)。因?yàn)?，點(diǎn)膠機(jī)的動(dòng)作大部分是由邏輯運(yùn)算控制組成的，給予多少個(gè)脈沖就運(yùn)動(dòng)(yndng)多少個(gè)距離，所以選擇PLC（可編程控制器）來完成機(jī)床的動(dòng)作控制。點(diǎn)膠機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，是通過接受從可編程控制器傳來的信號(hào)脈沖來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)，從而帶動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)的控制膠槍和工件完成理想的目的動(dòng)作。所以驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)就是實(shí)現(xiàn)對(duì)工作臺(tái)的控制，使工作臺(tái)根據(jù)運(yùn)動(dòng)控制按指

47、令執(zhí)行動(dòng)作。31點(diǎn)膠機(jī)的傳動(dòng)(chundng)方式在XY平臺(tái)上，傳動(dòng)方式可分為兩種，一種是基于單軸運(yùn)動(dòng)模式，另一種是基于多軸協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)模式。因?yàn)楸菊n題只要實(shí)現(xiàn)點(diǎn)膠機(jī)控制系統(tǒng)的點(diǎn)位控制，所以工作平臺(tái)只需要采用單軸運(yùn)動(dòng)模式即可。單軸運(yùn)動(dòng)模式運(yùn)用坐標(biāo)系的方法，描繪出點(diǎn)膠的每個(gè)點(diǎn)的位置進(jìn)行計(jì)算。圖3-1 XY工作臺(tái)示意圖控制器接口電路執(zhí)行部件傳動(dòng)機(jī)構(gòu)XY工作臺(tái)一個(gè)控制進(jìn)給系統(tǒng)，一般由運(yùn)動(dòng)控制器、驅(qū)動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、機(jī)械傳動(dòng)裝置和執(zhí)行元件組成。每個(gè)部分執(zhí)行著不同(b tn)的工作，其中，機(jī)械傳動(dòng)裝置是將一個(gè)力的形式改變成另一種形式的表現(xiàn)，過程中還會(huì)有能量的損失。本文所分析的點(diǎn)膠機(jī)傳動(dòng)，就是把驅(qū)動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)

48、動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぷ髋_(tái)的直線運(yùn)動(dòng)?？刂剖疽鈭D如圖3-2所示。圖3-2 控制(kngzh)進(jìn)給示意圖每一臺(tái)點(diǎn)膠機(jī)工作平面都是由電機(jī)為兩軸提供動(dòng)力達(dá)到空間運(yùn)動(dòng)。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)就成為將電機(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為XY方向直線運(yùn)動(dòng)的媒介，可以通過絲桿光桿、齒輪齒條(ch tio)，鏈傳動(dòng)和帶傳動(dòng)等達(dá)到這個(gè)目的。不同的傳動(dòng)方式，也決定了熬能、運(yùn)動(dòng)精度、穩(wěn)定性等因素影響系統(tǒng)的變化。所以根據(jù)對(duì)比每種常用傳動(dòng)方式優(yōu)缺點(diǎn)來決定傳動(dòng)方式的選用。（1）絲桿螺母?jìng)鲃?dòng)：學(xué)校很大一部分機(jī)床都是使用絲桿螺母來作傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，壽命低成本高，容易受到外來物質(zhì)影響傳動(dòng)效率。（2）齒輪齒條傳動(dòng)：耗能小，可靠，噪音低，傳動(dòng)功率大，效率高。（

49、3）同步帶傳動(dòng)：傳動(dòng)準(zhǔn)確，工作時(shí)無滑動(dòng)，具有恒定的傳動(dòng)比；傳動(dòng)平穩(wěn)，具有緩沖、減振能力，噪聲低；傳動(dòng)效率高，維護(hù)費(fèi)用低；速比范圍大。相對(duì)于V型帶傳送，預(yù)緊力較小，軸和軸承上所受載荷??；利用齒形帶傳動(dòng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)絲杠傳動(dòng)，相對(duì)齒輪齒條傳動(dòng)中能量損耗較小，可靠，噪音低，傳動(dòng)功率大，效率高。32點(diǎn)膠機(jī)執(zhí)行元件分析執(zhí)行元件，是根據(jù)上位控制傳達(dá)下來的控制信息，將其他能量（常用有電能、液體、氣體等）轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)構(gòu)或其他不同形式，以達(dá)到想要的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。它直接作用于受控對(duì)象。分為三種，電動(dòng)執(zhí)行元件、氣動(dòng)執(zhí)行元件和液壓執(zhí)行元件。本課題就是采用電動(dòng)執(zhí)行元件，將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能以實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的電磁元件。常

50、用的有伺服電動(dòng)機(jī)、 HYPERLINK /view/528900.htm t _blank 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、繼電器等。321步進(jìn)電機(jī)(dinj)本課題(kt)的點(diǎn)膠機(jī)使用的是步進(jìn)電機(jī)，因此對(duì)步進(jìn)電機(jī)加以分析。步進(jìn) HYPERLINK /view/1930.htm t _blank 電機(jī)(dinj)是將電 HYPERLINK /view/107414.htm t _blank 脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)?HYPERLINK /view/750215.htm t _blank 角位移或 HYPERLINK /view/1433418.htm t _blank 線位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。在非超載的情況下，電機(jī)的

51、轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的 HYPERLINK /view/30964.htm t _blank 頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的 HYPERLINK /view/652289.htm t _blank 目的；同時(shí)可以通過控制 HYPERLINK /view/2761038.htm t _blank 脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)勢(shì)：電機(jī)旋轉(zhuǎn)角正比于脈沖數(shù)；

52、有較好的位置精度和運(yùn)動(dòng)重復(fù)性；優(yōu)秀的響應(yīng)效率；可靠性高；控制簡(jiǎn)單，控制使用成本低；轉(zhuǎn)速范圍比較寬；可以急速同步旋轉(zhuǎn)。步進(jìn)電機(jī)的缺點(diǎn)是：控制不當(dāng)容易產(chǎn)生共振，難以運(yùn)轉(zhuǎn)到較高的速度和轉(zhuǎn)矩，能源利用率低，負(fù)載超量會(huì)破壞同步，高速工作會(huì)發(fā)出噪音和振動(dòng)。根據(jù)實(shí)際情況，控制要求、成本等多個(gè)方面，點(diǎn)膠機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制，就是對(duì)膠槍的對(duì)位移動(dòng)和上下移動(dòng)，與數(shù)控機(jī)床相比，精度要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)降低，步進(jìn)電機(jī)充當(dāng)點(diǎn)膠機(jī)的驅(qū)動(dòng)元件，符合要求。電源脈沖分配功率放大驅(qū)動(dòng)器指令脈沖步進(jìn)電機(jī)圖3-3 步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)原理框圖322電機(jī)(dinj)的脈沖控制選擇(xunz)MIGE米格FHB364，電機(jī)體積小，重量小，符合(fh)課題要求。步進(jìn)

53、電機(jī)是一種精密控制位移的旋轉(zhuǎn)調(diào)速專用的電機(jī)，控制方法簡(jiǎn)單，成本低，在行業(yè)上廣泛運(yùn)用在開環(huán)控制。不能直接使用PLC對(duì)點(diǎn)擊直接控制，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器是控制步進(jìn)電機(jī)的設(shè)備，它通過從PLC傳送過來的脈沖信號(hào)，轉(zhuǎn)化為電機(jī)運(yùn)動(dòng)所需要的角位移、轉(zhuǎn)速、方向、制動(dòng)加載狀態(tài)和自由狀態(tài)。一個(gè)脈沖信號(hào)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)步距角。步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖信號(hào)的頻率成正比。角位移量與脈沖個(gè)數(shù)相關(guān)。脈沖數(shù)計(jì)算必要脈沖數(shù)是指?jìng)鲃?dòng)裝置將物體從起始位置傳送到目標(biāo)位置所需要提供給步進(jìn)電機(jī)的脈沖數(shù)。必要脈沖數(shù)按下面公式計(jì)算： (3-1) N:必要脈沖數(shù) ：物體移動(dòng)的距離 ：距離電機(jī)旋轉(zhuǎn)一周移動(dòng)的距離步進(jìn)角驅(qū)動(dòng)脈沖速度的計(jì)算驅(qū)動(dòng)脈沖速度是指在設(shè)

54、定的定位時(shí)間中電機(jī)旋轉(zhuǎn)過一定角度所需要的脈沖數(shù)。驅(qū)動(dòng)脈沖數(shù)可以根據(jù)必要脈沖數(shù)、定位時(shí)間和加/減速時(shí)間計(jì)算得出。自啟動(dòng)運(yùn)行方式自啟動(dòng)運(yùn)行方式是指在驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)和停止時(shí)不經(jīng)過加速、減速階段，而直接以驅(qū)動(dòng)脈沖速度啟動(dòng)和停止的運(yùn)行方式。自啟動(dòng)運(yùn)行方式通常在轉(zhuǎn)速較低的時(shí)候使用。同時(shí)，因?yàn)樵趩?dòng)/停止時(shí)存在一個(gè)突然的速度變化，所以這種方式需要較大的加/減速力矩。計(jì)算自啟動(dòng)運(yùn)行方式的驅(qū)動(dòng)脈沖速度方法如下公式所示： (3-2)V驅(qū)動(dòng)脈沖速度N必要脈沖數(shù)T定位時(shí)間圖3-4自啟動(dòng)運(yùn)行(ynxng)方式33點(diǎn)膠機(jī)控制系統(tǒng)(kn zh x tn)硬件點(diǎn)膠機(jī)的控制系統(tǒng)硬件(yn jin)選用的好壞直接關(guān)系到點(diǎn)膠機(jī)控制系

55、統(tǒng)的工作穩(wěn)定效率，精準(zhǔn)效率，具有重要的意義。經(jīng)過控制系統(tǒng)的選擇、驅(qū)動(dòng)元件的選擇和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇，結(jié)合課題實(shí)際情況，得出自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)的主要硬件配置如表3-1所示。點(diǎn)膠機(jī)電氣原理圖如圖3-5所示。產(chǎn)品數(shù)量類型FX3UC1三菱PLCGT151三菱觸摸屏FHB3642步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器細(xì)分差動(dòng)輸入2步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器同步帶與帶輪2套移動(dòng)平臺(tái)1個(gè)4VDC電源1個(gè)電源氣桿一個(gè)表3-1自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)主要硬件配置3-5點(diǎn)膠機(jī)電氣(dinq)原理圖34本章(bn zhn)小結(jié)本章分析的是點(diǎn)膠機(jī)的驅(qū)動(dòng)方案，也是一臺(tái)點(diǎn)膠機(jī)能否穩(wěn)定工作的重要部分，它包括著驅(qū)動(dòng)元件、傳動(dòng)方式。針對(duì)這兩點(diǎn)，深入了解到驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的選擇，首

56、先(shuxin)正確認(rèn)識(shí)傳動(dòng)方式中，常用的傳動(dòng)方法有齒輪齒條，絲桿光桿，帶傳動(dòng)鏈傳動(dòng)，同步帶傳動(dòng)等等，都是為了將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)元件的在平臺(tái)上的直線運(yùn)動(dòng)，對(duì)比這些傳動(dòng)方式的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際要求，尋求最佳方式。最后采用步進(jìn)電機(jī)和同步帶傳動(dòng)，還要通過網(wǎng)上查找資料，對(duì)步進(jìn)電機(jī)的工作原理以及控制方式分析透徹，根據(jù)具體要求尋找合適的電機(jī)型號(hào)，然后因?yàn)槭鞘褂肞LC可編程控制器作為運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，通過傳輸脈沖信號(hào)和頻率來控制電機(jī)工作，而且還要學(xué)會(huì)脈沖數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，多少的脈沖信號(hào)控制多少的電機(jī)角位移，使得點(diǎn)膠機(jī)能更精準(zhǔn)的完成運(yùn)動(dòng)，綜上所準(zhǔn)備的得出點(diǎn)膠機(jī)驅(qū)動(dòng)控制的硬件配置列表。最后為了對(duì)整個(gè)系統(tǒng)清晰概括，使用

57、電氣CAD對(duì)系統(tǒng)作電氣圖，也對(duì)電氣知識(shí)有了一定的了解。第四章 點(diǎn)膠機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制分析第四章 點(diǎn)膠機(jī)運(yùn)動(dòng)(yndng)控制分析41點(diǎn)位控制(kngzh)在點(diǎn)膠運(yùn)動(dòng)過程中，點(diǎn)位控制一般運(yùn)用在膠槍的上下、和XY軸上的快速運(yùn)動(dòng)，以及(yj)手動(dòng)微調(diào)上，主要實(shí)現(xiàn)的一個(gè)點(diǎn)精準(zhǔn)移動(dòng)到另一個(gè)點(diǎn)的的位置，并沒具有運(yùn)動(dòng)軌跡。在本運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，分為兩種，一種是自動(dòng)運(yùn)行，另一種是手動(dòng)控制。自動(dòng)運(yùn)行，程序開發(fā)人員或操作員把機(jī)器自動(dòng)運(yùn)行的程序上傳到PLC中，通過觸摸屏自動(dòng)運(yùn)行按鈕，讓點(diǎn)膠機(jī)自行完成復(fù)位，上料，點(diǎn)膠，換料所有工序，操作員在一邊檢查。手動(dòng)控制，通過觸摸屏輸入坐標(biāo)值，與PLC通訊，存入數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器中，進(jìn)行程序?qū)Ρ?/p>

58、運(yùn)算，得出脈沖數(shù)，再傳送到驅(qū)動(dòng)器中，控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，膠槍到達(dá)目的坐標(biāo)?；蛘撸ㄟ^方向鍵，手動(dòng)控制膠槍位置。手動(dòng)控制流程圖如圖4-1所示。是否X軸電機(jī)運(yùn)行結(jié)束Y軸電機(jī)運(yùn)行計(jì)算Y方向所需脈沖數(shù)是否到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)計(jì)算X方向所需脈沖數(shù)開始運(yùn)行數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)輸入圖4-1點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)控制流程圖42插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)(yndng)控制因?yàn)楸菊n題分析到的點(diǎn)膠機(jī)并沒涉及到軌跡運(yùn)動(dòng)，但是為了更全面分析點(diǎn)膠機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，所以對(duì)插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行(jnxng)一個(gè)簡(jiǎn)單的概括分析。因?yàn)椋邳c(diǎn)膠過程中，膠槍的移動(dòng)是通過(tnggu)一定脈沖量開控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的，所以，要作出軌跡運(yùn)動(dòng)，就要把運(yùn)動(dòng)軌跡劃分為一段段小直線，線段越小，直線越多，軌跡就更

59、準(zhǔn)確，也就能無限逼近理想軌跡。插補(bǔ)運(yùn)算所采用的原理和方法很多，目前常用的各種插補(bǔ)算法大致分為基準(zhǔn)脈沖插補(bǔ)和數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)。逐點(diǎn)比較法，每走一步都要和給定軌跡比較一次，根據(jù)比較結(jié)果來決定下一步的進(jìn)給方向，使膠槍向減小偏差的方向并趨向終點(diǎn)移動(dòng)，所走的軌跡應(yīng)該和給定軌跡相差不大。如圖4-2.開始偏差判別坐標(biāo)進(jìn)給偏差計(jì)算終點(diǎn)判別結(jié)束否是圖4-2 插補(bǔ)過程43本章(bn zhn)小結(jié)本章講的是點(diǎn)位控制和插補(bǔ)軌跡控制的深入分析，這兩個(gè)作為點(diǎn)膠機(jī)控制系統(tǒng)程序的核心內(nèi)容。點(diǎn)位控制，從數(shù)據(jù)輸入，經(jīng)過CPU將數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)處理分析，然后擬定XY坐標(biāo)軸作比較后，得出最簡(jiǎn)捷的路線，得出目的坐標(biāo)相對(duì)位移(wiy)需要的脈沖

60、數(shù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào)傳送到電機(jī)驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制移動(dòng)元件運(yùn)動(dòng)到目的位置。插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，使用逐點(diǎn)比較法，沿著軌跡做小距離線段位移，每移動(dòng)一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，就對(duì)前一個(gè)坐標(biāo)左相對(duì)位移的偏差運(yùn)算或者對(duì)起點(diǎn)終點(diǎn)坐標(biāo)作絕對(duì)位移的偏差運(yùn)算，直到到達(dá)目的位置，停止平面移動(dòng)作下一步動(dòng)作，精準(zhǔn)控制運(yùn)動(dòng)元件。這一步一步都需要嚴(yán)謹(jǐn)，需要實(shí)際去測(cè)試。通過對(duì)這些知識(shí)的分析，使我更加清楚整個(gè)控制過程的結(jié)構(gòu)。第五章 軟件編程第五章 軟件(run jin)編程使用三菱編程軟件GX DEVELOPER編程，一般分為兩種編程方式(fngsh)，一種是梯形圖，另一種是SFC圖。51脈沖(michng)指令對(duì)步進(jìn)電機(jī)編程會(huì)用到以下運(yùn)動(dòng)指