技術(shù)

摘要：本文介紹了基于控制卡的觸摸屏控制器在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用情況，闡述了其實(shí)現(xiàn)的主要功能以及達(dá)到的主要指標(biāo)，并給出了電氣方面的設(shè)計(jì)方案以及軟件的基本功能。

關(guān)鍵詞：觸摸屏控制器，運(yùn)動控制卡，點(diǎn)膠機(jī)，焊接機(jī)，伺服，PLC，工控主板

引言：
隨著人們生活水平的日益提高，越來越多的行業(yè)對自動化的要求也明顯的有所增加。特別是在點(diǎn)膠機(jī)以及焊接機(jī)行業(yè)，對自動化的要求也是越來越高，對于點(diǎn)膠機(jī)來說，其主要動作有兩種，一種是到達(dá)某一位置后點(diǎn)膠一次例如手機(jī)按鍵的點(diǎn)膠處理，另一種則是實(shí)現(xiàn)軌跡的涂膠處理，即連續(xù)涂膠，例如對繼電器的涂膠處理。對于焊接機(jī)來說其主要的動作過程則為連續(xù)的軌跡運(yùn)動，要求能夠?qū)崿F(xiàn)行走每一段軌跡的勻速運(yùn)行，以達(dá)到良好的焊接效果。
　　 目前在點(diǎn)膠機(jī)領(lǐng)域大多數(shù)的點(diǎn)膠以及涂膠動作均是通過PLC來實(shí)現(xiàn)的，通過PLC來控制各軸電機(jī)協(xié)調(diào)動作，同時(shí)實(shí)現(xiàn)各種輸入輸出的功能，但通過此方法往往使得工件的轉(zhuǎn)換十分的不靈活，如果要換一種工件來加工，則必須要求專門的PLC編程人員來針對此種工件重新編程并下載。如此一來工件的改變受到了很大的限制，針對此種情況我們開發(fā)了基于運(yùn)動控制卡的觸摸屏控制器ADT-TP104的控制系統(tǒng)，在此控制器上可以一次性存儲100個(gè)加工文檔，并且任何人員經(jīng)過簡單的培訓(xùn)后即可自己編程實(shí)現(xiàn)各種工件的自動加工?，F(xiàn)場運(yùn)行表明，該控制器運(yùn)行可靠，自動化程度高，可以有效的提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，同時(shí)不再需要專門的PLC編程人員，僅僅一般的操作員工即可實(shí)現(xiàn)對各種工件的編程加工操作，為企業(yè)節(jié)約了成本。
目前在焊接機(jī)領(lǐng)域多數(shù)為手工焊接以及PLC控制的自動焊接，這些方法不僅自動化程度不高，而且焊接效率以及焊縫的美觀度均難達(dá)到理想的要求。為此我們也采用了基于運(yùn)動控制卡的觸摸屏控制器ADT-TP104來實(shí)現(xiàn)自動焊接，此控制器的各種隔離措施的設(shè)定可以有效的防止焊接過程中的高頻干擾現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)自動化焊接?，F(xiàn)場運(yùn)行結(jié)果表明，該控制器可以實(shí)現(xiàn)許多復(fù)雜工件的自動化焊接。

主要技術(shù)指標(biāo)：
1）系統(tǒng)采用10.4寸夜晶屏，可以實(shí)現(xiàn)16色顯示，保證了界面的美觀漂亮。
2）系統(tǒng)采用PC/104總線的ADT-834控制卡，以及586級工控主板，可以保證現(xiàn)場的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。
3）系統(tǒng)采用10.4寸觸摸屏操作，其操作方法簡單直觀可靠，另外系統(tǒng)亦可通過外接鍵盤來實(shí)現(xiàn)各種操作。
4）脈沖當(dāng)量可小至0.001mm。
5）伺服驅(qū)動器與電機(jī)的距離不大于20m。
6）原點(diǎn)開關(guān)的固定位置應(yīng)穩(wěn)定可靠。
控制器的主要功能：
1）關(guān)機(jī)文檔及參數(shù)自動保存功能，保證下次開機(jī)系統(tǒng)參數(shù)自動恢復(fù)。
2）系統(tǒng)參數(shù)自由設(shè)定功能，系統(tǒng)可以檢測設(shè)備參數(shù)并可根據(jù)用戶需要自由設(shè)定各種參數(shù)，保證系統(tǒng)加工的平穩(wěn)可靠。
3）運(yùn)行狀態(tài)信息提示功能，提供各種數(shù)字信號輸出指示當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)包含屏幕信息提示功能。
4）自動控制功能，加工時(shí)可以根據(jù)用戶要求自由設(shè)定各種信號的開斷功能，故障時(shí)立即停機(jī)，實(shí)現(xiàn)加工時(shí)全線自動化。
5）日期時(shí)間提示功能，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前實(shí)際的日期時(shí)間。
6）密碼保護(hù)功能，對于一些高級的參數(shù)設(shè)定操作提供密碼驗(yàn)證功能，防止一般操作人員隨意更改高級參數(shù)。
7）超限報(bào)警功能，在機(jī)床超出限位開關(guān)限定的位置時(shí)，機(jī)床立即停止并出現(xiàn)報(bào)警界面以及蜂鳴提示。
8）自動統(tǒng)計(jì)功能　加工數(shù)量可以實(shí)現(xiàn)自動統(tǒng)計(jì)之功能，斷電后亦可保存。
控制器的設(shè)計(jì)方案：
硬件設(shè)計(jì)：
本控制器采用工控主板配合我們公司自主研發(fā)的基于PC/104總線的運(yùn)動控制卡來實(shí)現(xiàn)對兩到四臺伺服電機(jī)的控制（采用位置控制方式），所有電機(jī)的脈沖輸出均由控制卡來提供，同時(shí)結(jié)合控制卡的各種插補(bǔ)動作功能可以實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的聯(lián)動控制要求。所有開關(guān)檢測可以選用NPN型的金屬接近開關(guān)或光電開關(guān)以確保各個(gè)位置的準(zhǔn)確性。所有操作通過觸摸來實(shí)現(xiàn)，另外系統(tǒng)也可以外接鍵盤實(shí)現(xiàn)對加工的各種控制操作。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖：
（圖1）
軟件設(shè)計(jì)：
此觸摸屏控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)充分考慮了生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的各種可能情況，如突然斷電后的針頭或焊槍位置恢復(fù)，以及控制器與各種外部設(shè)備如繼電器、電磁閥以及各種信號輸入點(diǎn)的配合問題。程序通過Borland C++ 3.1編程來實(shí)現(xiàn)，在程序中來實(shí)現(xiàn)對各個(gè)軸的位置以及速度的控制，提供給用戶一個(gè)編程界面，使得所有工件軌跡實(shí)現(xiàn)以及對輸入輸出的要求都能通過編程界面的編程來實(shí)現(xiàn)，脫離了必須要專業(yè)人員來更改工件的要求，提高了使用的普及度。每一步加工的位置，速度，加速度可以隨時(shí)設(shè)定，且以毫米為單位的形式給出，僅僅在程序內(nèi)部實(shí)現(xiàn)毫米到脈沖的轉(zhuǎn)換從而來控制各個(gè)電機(jī)來運(yùn)作，提高了系統(tǒng)的可理解性。每當(dāng)一次加工完成后系統(tǒng)加工數(shù)量計(jì)數(shù)器自動加1，其最大加工數(shù)量可以達(dá)到上百萬個(gè)，同時(shí)加工數(shù)量可以隨時(shí)清零以便開始重新計(jì)數(shù)。

結(jié)束語：
觸摸屏控制系統(tǒng)采用可靠的工控主板以及功能強(qiáng)大的運(yùn)動控制卡構(gòu)成功能強(qiáng)大的智能型控制器，控制整個(gè)點(diǎn)膠，涂膠或焊接的全過程，所有的運(yùn)行都是在起始按鈕按下去以后自動進(jìn)行的，在運(yùn)行過程中既可手動控制各個(gè)電磁閥動作亦可按編制好的動作順序自動動作，同時(shí)可以保證故障緊急停機(jī)的要求，真正實(shí)現(xiàn)了全自動化動作要求?，F(xiàn)場運(yùn)行表明，該機(jī)自動化程度高，運(yùn)行可靠，編程操作方便，達(dá)到了生產(chǎn)加工的實(shí)際要求，具有較高的性價(jià)比，適宜在點(diǎn)膠，焊接，噴漆等各個(gè)仿形機(jī)行業(yè)的應(yīng)用。?