中空玻璃自動涂膠系統(tǒng)的開發(fā)

 

　　一、系統(tǒng)總體設(shè)計

 

　　原有系統(tǒng)有支撐臺和支撐梁，涂膠機托盤固定在導(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玻璃翻轉(zhuǎn)三次。系統(tǒng)設(shè)計的目的是要實現(xiàn)自動化程度較高的涂膠控制，不但可以避免涂膠的浪費、提高涂膠質(zhì)量，還可以降低成本。根據(jù)現(xiàn)場的需要和對操作工人的調(diào)研，綜合分析后確定方案如下： 

　?。?）改造機械結(jié)構(gòu)完成涂膠槍的兩軸向運行 

　?。?）選用PLC控制器提高涂膠的自動化程度 

　　（3）選用伺服單元和伺服電機實現(xiàn)速度控制 

　?。?）選用傳感器實現(xiàn)對出膠和斷膠的準確控制 

　　（5）開發(fā)上位機監(jiān)控軟件實現(xiàn)涂膠過程的實時監(jiān)控

 

　　二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及硬件選型

 

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

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

　　電氣系統(tǒng)包括控上位機部分和下位機。上位機完成涂膠過程信息的實時顯示和控制。下位機PLC接受現(xiàn)場傳感器的信號，執(zhí)行程序處理數(shù)據(jù)，驅(qū)動執(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

 

　　伺服單元的正常運行需對相關(guān)參數(shù)進行設(shè)置如下： 

　?。ㄒ唬┧俣瓤刂品绞降脑O(shè)定 

　　當點膠機的出膠量一定時，伺服電機速度穩(wěn)定時才能涂膠均勻，因此對伺服單元設(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，對速度輸入指令進行設(shè)定。設(shè)定速度指令輸入為+9V時，電機正向轉(zhuǎn)速為1500r/min，輸入為+3V時，電機正向轉(zhuǎn)速為500 r/min。Pn300=900，F(xiàn)n009的“rEF_0”屬性設(shè)置為“donE”。 

　?。ǘ﹩⑼r間的設(shè)定 

　　為了得到較為平滑的恒定加減速度，需設(shè)定其軟啟動功能。如圖2所示。圖中Pn305是電機從停止狀態(tài)達到最高轉(zhuǎn)速所需要的時間，Pn306是電機從最高轉(zhuǎn)速達到電機停止時間，ta為實際加速的，tb為實際減速的，nN為最高速度即額定速度，n為實際運行速度。  

　　PLC模擬量輸出信號的電壓U和轉(zhuǎn)速n滿足： 

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

　?。ㄈ┻\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足伺服ON始終有效、導(dǎo)向支撐梁和托盤均的正、反轉(zhuǎn)控制；超程保護；電機自由運行停止和緊急停止。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。

 

　?。ㄒ唬㏄LC軟件的設(shè)計 

　　PLC程序采用模塊化的設(shè)計方法，用功能塊來完成。FC1進行初始化，通過磁傳感器完成托盤的復(fù)位；FC2采集上位機信息，根據(jù)上位機確定的玻璃規(guī)格選擇伺服電機的運行速度；FC3玻璃初始位置的確認，通過光纖傳感器檢測以此判斷是否進入自動四邊涂膠過程；FC4四邊涂膠功能，涂膠過程有4個順序狀態(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對下一玻璃到位情況進行檢測，在設(shè)定的時間內(nèi)如果檢測到玻璃到位，則對該玻璃的規(guī)格進行確認，如果未檢測到下一玻璃則完成控制過程。 

　?。ǘ㎝CGS組態(tài)軟件設(shè)計 

　　上位機監(jiān)控系統(tǒng)主畫面包括用戶登錄，手/自動控制，通訊測試，歷史查詢和打印四個子畫面。在進行控制或參數(shù)設(shè)置之前，需先對PLC和上位機的通訊連接進行檢測。所有電機的啟動、手動、自動的檢測以及傳感器的檢測用Light控件顯示檢測狀態(tài)，并以顏色區(qū)分連接狀態(tài)。進入手/自動控制方式后，先選擇玻璃規(guī)格，確定涂膠量和電機運行速度后進入控制模式，每個伺服電機均可實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)手/自動，二者之間設(shè)有互鎖。此外顯示已涂膠玻璃的規(guī)格、加工時間、伺服報警情況，可對歷史數(shù)據(jù)條件查詢、打印。

 

　　五、結(jié)論

 

　　自動涂膠監(jiān)控系統(tǒng)。經(jīng)過調(diào)試后已投入使用，各個功能均達到了改造要求，達到了預(yù)期的效果。