一种基于plc 全自动点胶机控制系统设计

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1、一种基于PLC全自动点胶机控制系统设计刘振昌天津电子信息职业技术学院300350【文章】本文主要介绍一种应用在太阳能电池板行业的自动点胶机的设备，本设备根据工艺要求能自动完成点胶需求，保证胶量分布均匀，同时解决了三轴协同控制、分时复用、实时坐标显示的技术难点，并且每次生产能对多个产品进行加工，可大大提高生产效率，确保设备使用的稼动率。【关键词】点胶机；控制；触摸屏；伺服电缸；PLC点胶机是属于非标自动化产品，是需要考虑被加工产品的形状以及更换产品时通用性的特点，所以要具备设备具有即专一又通用的特点

2、，那就需要所编写的一定的程序，并且该程序架构能够满足不同产品换型时简便操作，设备由控制系统来控制设备的伺服机械手臂和供胶系统使其相互配合，完成点胶工作。现在很多的进口点胶机设备，采用机械手臂和计量泵控制出胶,出胶具有稳定快速,对外界因素有较好的抗干扰能力。整体工作原理是：通过伺服机械手臂来实现所需点胶位置点定位，当到位后触发点胶机控制器一个开始工作信号，点胶机控制器接收信号并控制电磁阀打开，开始涂胶。机械手臂是已经把伺服电机，驱动器，控制单元等等已经集成在一起，成为一种专用的工业自动化产品。但这种

3、直接采用机械手臂的方案缺点是成本高，维护性差，每次换型都要重新矫正机械手臂的运行轨迹，对设备厂商依赖性很强，不便于自身系统产品升级。同时国内针对该设备设计，通常采用基于工控机的运动板卡、数字量卡、模拟量卡、工控机、伺服电机等，这样方案具有成本高、设备控制多、需要长期调试和试运行才能确定软硬件设备的稳定性等问题，并且设备具有单一化的不足。对此提出采用PLC+伺服电缸+触摸屏+点胶机的全自动模式。这种方案的特点是，将运动控制和点胶机集成在一起，不仅成本降低，便于日后维护，电气线路相对，由于采用电缸本身

4、就是将伺服电机和丝杠的集成，这样既减少了机械设计的工作量，同时精度上也大大保障，确保了系统的运行可靠。1控制系统硬件设备本文主要控制器采用的PLC，PLC是广泛应用在工业场合控制执行器件，在设备调试过程中可以根据工艺或客户的要求修改程序，所以本设备采用PLC来作为控制器能大大提升了设备的通用性。本系统中的伺服电缸位置信息的显示和参数设定、报警信息的显示采用工业触摸屏，工业用触摸屏是能与PLC配套使用，便于人们及时了解设备的运行信息。图1为本系统控制部分主要硬件示意图。图1控制系统主要硬件示意图2工

5、艺分析分析设备使用方提出的工艺要求得出：点胶机设备在每次进行点胶时，能对八个需加工制品进行点胶作业，当八个产品加工品完成后算为一次工作循环结束，然后迅速回到原点，等待下一下工作开始命令（其中每次待加工产品的数目可以根据触摸屏参数设定进行动作调整），设备在进行点胶时，运动上不但能速度可调，还要保证运行平稳，点胶头迅速下降到接触工件时，在吐胶一瞬，需往反向有一个位移，目的是不要产生胶体推挤情况。然后纵向伺服电缸带着点胶头位移到安全位置后，水平方向伺服电缸系统快速移动到待机位，等待下一次开始动作命令。3

6、解决方案本设备采用的方案是：采用三套伺服电缸轴，其中X、Y轴为水平方向的伺服系统，Z轴为纵向的伺服系统。X,Y伺服电缸是同时可以运动，提升设备的稼动率，Z轴伺服电缸是选取带抱闸型的，保障设备紧急停止的情况时不让胶头自然滑落，造成损伤。主控单元采用三菱FX3U系列PLC和FX3U-485ADP-MBMODBUS通信模块，该模块作用是与IAI伺服电缸进行通讯作用。并采用Proface-GC4000系列的触摸屏，所有点胶位置点参数的设定和显示和设备报警信息均通过触摸屏完成；而PLC需要分析、运算由触摸屏

7、获得的各点位置参数，然后控制伺服电缸系统完成坐标定位和点胶运动。该设备需要一个PLC同时对3套伺服电缸系统进行控制。一个FX3U-PLC本身只有2个高脉冲输出口，如果采用利用脉冲输出的模式来控制伺服电缸显然硬件本身无法满足。所以本设备采用的IAI伺服控制器和PLC之间的通讯采用的是Modbus通讯协议，因为目前Modbus工业通讯协议已近得到了很多家PLC生产厂家和工业自动化产品支持、应用。本系统采用MODBUS协议中RTU模式即当控制器设为在ModbusX络上以RTU(远程终端单元)模式通信,在

8、消息中的每个8位字节包含两个4位的十六进制字符。IAI伺服控制起有详细的关于ModbusRTU编码说明作为程序设计人员首先要熟悉了解RTU码制编写的规则如下表1：表1编码编写规则4IAI伺服电缸控制器接线图该部分电路接线图如图2所示。5PLC程序设计由前面工艺要求分析可以知道,整个点胶过程需要对八个工件进行加工。完整的动作过程如下:上料完成以后,检测门禁1、门禁2是否关闭，夹紧气虹是否锁紧到位,判断是否满足设备启动条件。然后水平方向的伺服电缸从待机位快速移动到点胶位，纵向的伺服电缸