1、PAGE 2第一章 緒論1本科畢業設計(shj)（論文）說明書基于(jy)PLC的點膠機控制系統設計 學 院 機械(jxi)工程學院 專業班級 機械工程及自動化6班 學生姓名 葉劍桐 學生學號 201130086502 指導教師 劉其洪 提交日期 2015年5月10日 華南理工大學廣州學院學位論文(lnwn)原創性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經注明引用(ynyng)的內容外，本論文不含任何其他個人或集體已經發表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結果由本

2、人承擔。學位論文(lnwn)作者簽名： 日期：2015年5月10日學位論文版權使用授權書本人完全了解華南理工大學廣州學院關于收集、保存、使用學位論文的規定，即：按照有關要求提交學位論文的印刷本和電子版本；華南理工大學廣州學院圖書館有權保存學位論文的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；可以采用復印、數字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的的前提下，可以公布論文的部分或全部內容。學位論文作者簽名： 日期：2015年5月10日指導教師簽名： 日期：2015年5月10日作者聯系電話： 電子郵箱：PAGE 37摘 要隨著信息產業的發展，人們對電子封裝的要求越來越嚴格，對生產效率也越來越高，從

3、手工勞動力逐漸向機械化趨勢，控制機械的生產速度已經滿足不了現在化的生產，點膠機提高了生產效率和電子封裝的精準穩定性。目前，我國電子產品生產企業主要是沿海一些中小型企業，點膠機的運用經濟(jngj)省錢、操作簡單、控制精準、安全可靠、更改方便，數控型的自動化點膠機系統有極大的發展空間。本文分析的是一種基于PLC的點膠機控制系統(xtng)，使用PLC（即可編程控制器）為系統控制器，控制點膠機各機械部分的運動，保證其精準性與穩定性。本文主要分析(fnx)有以下方面：分析各種類型控制系統的結構和應用特點，控制技術當前在國內外發展狀況，比較當前各種運動控制器的功能與優缺點；設計控制系統的組成方案，由可

4、編程控制器、機械結構以及上位機操作部分組成；分析可編程控制器特點，選取適合型號作為本次分析系統的控制器，因素包括I/O數量及輸入、輸出類型，還有擴展單元；設計點膠機的傳動方式、執行元件和控制系統硬件；分析點膠機的運動控制；軟件編程和觸摸屏軟件界面開發，PLC程序梯形圖和人機操作界面設計；各部分結論分析以及出現問題分析。關鍵詞：自動點膠機；運動控制系統；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(kn zh x tn)的內容 PAGEREF _Toc418036737 h 1 HYPERLINK l _Toc418036738 13控制系統的分類 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按被控量的性質和運動控制方式分類 PAGEREF _Toc418036740 h 4

13、 HYPERLINK l _Toc418036741 133按給定值信號的特點分類 PAGEREF _Toc418036741 h 4 HYPERLINK l _Toc418036742 134按控制系統元件的特性分類 PAGEREF _Toc418036742 h 5 HYPERLINK l _Toc418036743 135按驅動方式不同分類 PAGEREF _Toc418036743 h 5 HYPERLINK l _Toc418036744 14課題研究目的 PAGEREF _Toc418036744 h 5 HYPERLINK l _Toc418036745 第二章 點膠機的控制方案

14、 PAGEREF _Toc418036745 h 7 HYPERLINK l _Toc418036746 21點膠機簡介 PAGEREF _Toc418036746 h 7 HYPERLINK l _Toc418036747 22點膠機的機械結構 PAGEREF _Toc418036747 h 7 HYPERLINK l _Toc418036748 23運動控制系統的控制要求分析 PAGEREF _Toc418036748 h 8 HYPERLINK l _Toc418036749 231點位運動 PAGEREF _Toc418036749 h 8 HYPERLINK l _Toc418036

15、750 232直線插補 PAGEREF _Toc418036750 h 8 HYPERLINK l _Toc418036751 233系統操作界面的設計要求 PAGEREF _Toc418036751 h 8 HYPERLINK l _Toc418036752 234運動控制系統控制方案 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 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 PAGEREF _Toc418036756 h 11 HYPERLINK l _Toc418036757 第三章 點膠機的驅動方案 PAGEREF _Toc418036757 h 12 HYPERLINK l _Toc418036758 31點膠機的傳動方式 PAGEREF _Toc418036758 h 12 HYPERLINK l _Toc418036759 32點膠機執行元件分析

17、PAGEREF _Toc418036759 h 13 HYPERLINK l _Toc418036760 321步進電機 PAGEREF _Toc418036760 h 14 HYPERLINK l _Toc418036761 322電機的脈沖(michng)控制 PAGEREF _Toc418036761 h 15 HYPERLINK l _Toc418036762 33點膠機控制系統(kn zh x tn)硬件 PAGEREF _Toc418036762 h 16 HYPERLINK l _Toc418036763 34本章(bn zhn)小結 PAGEREF _Toc418036763

18、h 19 HYPERLINK l _Toc418036764 第四章 點膠機運動控制分析 PAGEREF _Toc418036764 h 20 HYPERLINK l _Toc418036765 41點位控制 PAGEREF _Toc418036765 h 20 HYPERLINK l _Toc418036766 42插補運動控制 PAGEREF _Toc418036766 h 21 HYPERLINK l _Toc418036767 43本章小結 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 PAGEREF _Toc418036771 h 25 HYPERLINK l _Toc418036772 第六章 操作界面設計 PAGEREF _Toc418036772 h 26 HYPERLINK l _Toc418036773 61界面設計 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 PAGEREF _Toc418036775 h 28 HYPERLINK l _Toc418036776 第七章 結論 PAGEREF _Toc418036776 h 29 HYPERLINK l _Toc418036777 71結論 PAGEREF _Toc418036777 h 29 HYPERLINK l _Toc418036778 71未來展望

21、PAGEREF _Toc418036778 h 29 HYPERLINK l _Toc418036779 參考文獻 PAGEREF _Toc418036779 h 30 HYPERLINK l _Toc418036781 致謝 PAGEREF _Toc418036781 h 32華南理工大學廣州學院本科畢業設計（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)隨著現代科技的發展，電子信息技術越高，人類逐漸步入信息時代，無論是電腦、電視、手機等家用電器電子設備，還是軍事、航空、航天領域(ln y)，都離不開電子產品的的封裝制造，因此，對于電子封裝的要求越來越高

22、，數量越來越多，效率也正在逐步提升，這使得點膠機的運用越來越廣泛。我國是電子產品的生產大國、出口大國，電子制造主要分部在我國東南沿海地區，也是我國沿海地區的支柱產業。因為我國勞動力充足，使得電子生產領先于世界，電子工業也取得較大的成就，但是，隨著電子機械自動化的發展，人工制造的速度遠遠不足以擬補自動化不發達的缺陷，在人口缺乏的地區更是跟不上基本水平，我國在電子工業生產發展中就存在著極度不平衡的現象。因此，我國電子工業有兩個方面，一方面，電子工業的發展如火如荼，在輕工業中占的比重越來越大，另一方面，電子工業中自動化程度很低，生產效率低下，工作條件惡劣。因此，雖然我國是電子制造業大國，生產規模龐大

23、，但與發達國家相比，電子產品的質量水平和生產效率都很低，制造裝備的落后是一個最主要的原因。然而，電子產品的有焊接、貼片、組裝、涂膠，打螺絲等各個環節，這些中涂膠工序的數量大，精細，花費人工多，耗時時間長，減低了一個電子產品的生產效率，同時工人的工作條件，惡劣的環境因素，往往影響電子產品的質量。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，嚴重的導致線路短路，發生設備故障，影響使用者的安全。為了改變現狀，自動點膠機的使用，速度快，噴涂精準，提高產品的品質和生產率，保護人身安全。點膠機主要用于將要噴涂的材料，通過澆口實現點、涂和軌跡的變化，精準到產品每

24、一個位置。軌跡上有直線軌跡、曲線軌跡和橢圓軌跡。自動點膠機是一種為電子精密設備密封要求而研制的自動涂膠設備，以設備硬件為基礎，控制系統技術為核心，根據程序，做點、直線、圓弧等任意不規則的點膠產品。所以，自動點膠機的工作效率和工作質量，主要取決于運動控制系統。12控制系統的內容【運動(yndng)控制(Motion Control)通常是指在復雜(fz)的條件下，通過將指定的方案或動作指令，規劃轉變成有目的性的機械運動，實現機械6運動精準的位置控制、路徑控制、速度控制、加速度控制、力的強度控制和轉矩或力矩的控制，使運動單位以非常準確的的設定速度在規定的時間到達準確的位置的可控運動。】運動控制的定

25、義分析，如表1-1所示。路徑從一個初始位置到一個終點位置，以理想的方式行動。動作有相應快慢和動作穩定性來衡量。位置有絕對位置和相對位置。 表1-1 運動單元(dnyun)的運動特點運動控制系統具有多樣性，但每一種運動控制系統都有一個基本結構，所有結構的離不開由上位控制器、執行電機、機械傳動機構和位置檢測元件，基本結構圖由圖1-1所示。位置檢測上位控制器驅動器執行電機機械結構圖11 運動控制系統結構框圖其中，上位控制器作為整個運動控制系統的核心，如人的大腦，把方案指令控制訊號傳送到下位驅動器中，然后驅動如神經，對數據進行轉換，驅動執行電機則是能量提供動力，電機帶動機械結構為執行單元，最后再通過傳

26、感器等定位設備，如眼睛一般對運動元件的位置、速度等，再反饋到控制器進行分析,為電機或其它動力和執行裝置提供正確的控制信號。電機通過傳動機構帶動機械結構運動，得到預期的動作幅度。13控制系統(kn zh x tn)的分類131按是否型成閉合(b h)回路分類根據(gnj)位置控制系統原理，即有無檢測反饋傳感器及其檢測部件，可分為開環、半閉環和閉環三種基本的控制方案。開環控制系統一個控制系統，輸入信號中不包含輸出端反饋回來的信號時，則為開環控制系統。優點是，結構容易實現，方便和成本低。缺點是精度低，容易受干擾。所以運用在對控制要求不高的小型機器設備，如圖1-2所示。驅動器執行元件工作臺指令脈沖圖1

27、-2開環控制系統結構框圖半閉環控制系統【一個控制系統，在開環控制系統的伺服機構中裝有角位移檢測裝置，通過檢測伺服機構的滾珠絲杠轉角，間接檢測移動部件的位移，然后反饋到 HYPERLINK /view/6626845.htm t _blank 數控裝置的 HYPERLINK /view/421754.htm t _blank 比較器中，與輸入原指令位移值進行比較，用比較后的差值進行控制，使移動部件補充位移，直到差值消除為止的控制系統。】半閉環控制系統穩定性好，使用廣泛，為大多數中小型數控機床所采用。如圖1-3所示。圖1-3半閉環控制系統(xtng)框圖位置控制單元速度控制單元執行元件工作臺速度檢

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

29、作臺速度檢測單元位置檢測單元脈沖圖1-4閉環控制系統結構框圖132按被控量的性質和運動控制方式(fngsh)分類（1）點位運動(yndng)控制即只對終點位置(wi zhi)有要求，起點到終點的過程與軌跡不作要求的運動控制。所以此控制要求點精度要高，運動速度要快，在加速度段與減速度的采用控制迅速準確。（2）連續軌跡運動控制該控制又稱為輪廓控制，主要應用在傳統的數控系統、切割系統的運動輪廓控制。對小線段加工時，有多段程序預處理功能。同步運動控制同步運動控制是實現多個軸一起運動，相互協調控制，以達到運動過程中各個軸的同步性，保證系統的同步控制。133按給定值信號的特點分類（1）恒值控制系統是在生產

30、過程中被控量在保持恒定的值不變。（2）隨動控制系統是給定信號隨時間的變化規律事先不能確定的控制系統，隨動控制系統的任務是在各種情況下快速、準確地使被控量跟蹤給定值的變化。（3）程序控制系統它的給定值按事先預定的規律變化，是一個已知的時間函數，控制的目的是要求被控量按確定的給定值的時間函數來改變。134按控制系統元件的特性分類（1）線性控制系統一個控制系統中，當輸入特性與輸出特性呈線性特性，控制系統的動態過程可以通過線性微分方程來表達出來時，則稱控制系統為線性控制系統。（2）非線性控制系統一個控制系統中，當輸入特性與輸出特性呈非線性特性，系統的動態過程要通過非線性的方程來描述，則稱其控制系統為非

31、線性控制系統內。135按驅動方式不同分類運動控制系統按不同的驅動方式可分為電氣控制、液壓控制和氣壓(qy)控制，不同的驅動方式都有其特點。電氣控制為電氣設備控制的二次回路；液壓控制為用液壓設備進行控制；氣壓可能就是以氣動閥、氣管等氣壓設備控制。14課題研究(ynji)目的本文分析的是自動點膠機中控制系統的關鍵技術，介紹企業運用的點膠機的例子簡單分析其結構，深入分析每個結構涉及到的知識內容，通過模擬設計一種自動點膠機，開發控制系統，使用基于可編程控制器PLC的點膠機控制系統，控制各個(gg)執行元件和運動結構，提出研究一種實現點位運動控制功能的控制方案，在上位PC機中設計控制界面，通過調用PLC

32、的程序，來實現主要功能。主要進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結構；設計控制系統的組成方案，由可編程控制器、機械結構以及上位機操作部分組成；分析可編程控制器特點，選取適合型號作為本次分析系統的控制器，因素包括I/O數量及輸入、輸出類型，還有擴展單元；設計點膠機的傳動方式、執行元件和控制系統硬件；分析點膠機的運動控制；軟件編程和觸摸屏軟件界面開發，PLC程序梯形圖和人機操作界面設計；各部分結論分析以及出現問題分析。第二章 點膠機的控制方案第二章 點膠機的控制(kngzh)方案21點膠機簡介(jin ji)點膠機是由機械部分、驅動電機部分和運動控制器部分組成(z chn)。點膠

33、機結構圖2-1如下所示：通訊接口運動控制器驅動電機機械接收指令圖2-1 點膠機結構示意圖機械部分是一個三軸（三個自由度）傳動機構平臺，膠頭可以通過機械傳動機構移動到平臺空間的（X、Y、Z）坐標的任意一點。運動控制器相當于人的大腦，它把信號發送脈沖給驅動電機，提供動力帶動機械部分。運動控制器根據指令方案控制靈活控制膠頭運動速度、加速度到達期望位置，體現出精準性、高效性和靈活性。企業根據產品的特點，參考市場上的點膠機產品，選擇最適合的型號，在滿足運動性能指標的前提下，適應在點膠過程中的靈活快速的要求，不僅要提高產品的可靠性，有效降低產品成本，還要操作簡單快捷。22點膠機的機械結構點膠機的機械結構主

34、要由機床結構、傳輸結構和點膠機構組成。機床結構機床結構是由主體為XY方向的平臺，具有適當的重量承受機械運動時產生的振動，使得工作不受影響。工作平臺上有一個可縱向運動的同步帶傳動機構，由一個伺服電機提供運動動力，控制機床的縱向運動。橫向運動由橫向放置的同步帶傳動機構控制，也是一個步進電機驅動。點膠口機構上，由一個上下放置的同步帶傳動步進電機驅動，默認最高點為初始狀態，工作時，下降到工件的準確位置，完成動作后，回復初始最高點，等待下一步的執行。傳輸結構傳輸結構的作用是把膠水總儲存罐里的膠水傳輸到點膠機構的注射器中，等待注射動作(dngzu)，當注射器內的膠水用完，自動執行傳輸動作。點膠結構(jig

35、u)點膠結構是符合工件(gngjin)需要的形狀，設置適合大小的點澆口，控制每次點膠的量。23運動控制系統的控制要求分析研制這套基于PLC的平面運動控制系統的主要針對點位運動控制的運動控制系統，主要實現點膠機的點位運動和直線運動軌跡要求。231點位運動點位運動就是是從一點移動到另一點，無軌跡，并且準確定位。至于點與點之間的移動軌跡并無要求，各個坐標之間沒有相互關系，是獨立的。點膠機的點位控制主要包括三個方面，一方面是膠槍的原點回歸，二方面是膠槍的快速移動以及三方面的手動微調設置。要求每一個坐標有較高的定位精準，為了能提高點膠機的工作效率，采用機床設定的最高的進給速度進行點位運動，當移動部件接近

36、定位點時，為了能準確到達定位點，降低進給速度，以至于低速接近至定位點，從而減少因為運動慣性而產生的沖擊力導致定位誤差，在這移動的過程中，對于移動的軌跡沒有任何的要求，只求快速。232直線插補直線插補是輪廓控制的其中一項，輪廓控制是對兩個或兩個以上的的運動坐標進行連續地對位移和速度相關控制，使膠槍與工件間的運動軌跡達到相應的點膠要求。因此對于這種運動控制方式，要求數控裝置具有插補運算的功能，即對加工數據與工件之間的基本運算，通過數控系統進行插補的數學處理，把理論點與實際點相關坐標計算出來，并控制膠頭移動正確的軌跡。233系統操作界面的設計要求系統操作界面是操作人員直接跟運動控制系統的橋梁，操作人

37、員通過界面對機器進行控制，輸入指令，接受指令，讀取數據，將永和的運動控制指令傳輸到運動控制器PLC中。系統操作界面體現的是簡潔性，無需要用戶對機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。所以對設計系統操作界面的要求：簡單、明了、直接、清楚，就能降低使用者的要求，讓更多的人能進行操作，降低技術缺乏的壓力。系統操作界面也有手動控制和自動控制，手動控制是根據操作員的意愿控制部件的移動動作，自動控制是根據上傳程序方案，自動運行運動，記錄數據，自動報警的功能。根據點膠機的界面要求，本研究課題選用(xunyng)三菱G15系列的觸摸屏，因為學校實驗室也使用過進行人機交流，使用起來更加熟悉。其界

38、面設計軟件為GT Designer, 該觸摸屏為黑白機，在明亮、易讀的液晶畫面上，不僅能顯示信息、圖形，還可以根據需要自由的顯示按鍵、指示燈、PLC數據、圖表、時鐘等，使運行狀況一目了然。而且此型號，占用位置小，機體緊湊，安裝方便，可以安裝在任何地方。用一根數據線就能連接三菱fx系列的PLC，也能直接跟電腦連接通訊，操作簡單，節省布線所花的時間(shjin)，不僅畫面清晰，輕輕觸碰就能完成動作，快關明顯容易操作。234運動(yndng)控制系統控制方案這是一個基于PLC的點膠機控制系統的設計，是現代常用的經濟性的控制系統之一，另外一種是采用單片機來控制，單片機控制系統成本雖然會比PLC的便宜，

39、靈活性也好，效益也不錯易于產品化，但是抗干擾性差，穩定性方面會比plc控制系統較差，可能需要長期維修的，使用起來不夠PLC系統安全可靠。PLC系統質量保證，功能齊全，配套完善。PLC發展過程中，越來越多的大中小型企業在開發、生產和產品中運動到PLC為核心控制部分，適用性實用性強。PLC型號系列不斷在更新，適合各種規模的企業工業控制場合使用，同一樣的PLC工作原理，讓廠家能更好的熟悉運用，有一定的互換性。而且，PLC編程方便，容易修改程序，大大減少企業開發修改方案的周期。本課題研究的點膠機是專為小型LED燈涂膠，矩形陣列的LED減低了研究開發的難度，卻更能清晰了解點膠機的運動控制系統，達到一樣的

40、目的。點膠機通過PLC運動控制系統的點位運動，對每一顆LED燈涂膠，重復循環，達到完全自動化。24三菱FX系列PLC241三菱FX系列PLC特點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，近幾年來連續推出了將眾多功能凝集在超小型機殼內的FX0S、FX1S、FX0N、FX1N、FX2N、FX2NC等系列PLC，具有較高的性能價格比，應用廣泛。它們采用整體式和模塊式相結合的疊裝式結構。微型PLC體積小，結構美觀的外部結構，處理反應速度高，功能強大，靈活多變的配置適合開發用戶的不同要求，使用起來也方便。FX1SFX1S體積(tj)雖小，但功能強大： 輸出類型分為(fn wi)晶體管

41、輸出和繼電器輸出，CPU的I/O點數分別有10、14、20、30： 2000步存儲容量(cn ch rn lin)，是以前的FX0S的2.5倍： 定位和脈沖輸出功能： 能通過模塊連接擴展板，增加輸入輸出點數，添加拓展模塊。比如數字量模塊、模擬量模塊，將模擬量轉化成數字量傳送到CPU分析或者講數字量轉化為模擬量傳送到CPU分析和顯示模塊等等。網絡和數據通訊功能FX1NFX1N系列在功能比FX1S更加的強大，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，能普及到各個領域的控制管理上。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點數分別有0，可擴展到128點。 8000步存儲容量定位和脈沖輸出功能能通過模塊連接擴展板，增加輸入輸出點數，添加拓展模塊。比如數字量模塊、模擬量模塊，將模擬量轉化成數字量傳送到CPU分析或者講數字量轉化為模擬量傳送到CPU分析和顯示模塊等等。網絡和數據通信功能通過485/232/422通訊線實現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，但是運行處理速度大大提升，達到0.08s/step的超高運算速度，性能上也

43、比上代有明顯的進步，各種豐富的軟元件，增加控制的多樣化。CPU內置程序容量8000步，可拓展步數增加到16000步，實現更大型的程序編寫。最大IO點數也增加到128個，最大拓展到256個，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，實現在溫度控制領域，定位控制領域等的控制開發。通過FX2N-16CCL及FX2N-32CCL，可充當CC-LINK主站或從站。FX3U 節省空間(kngjin)：其體積僅相當于以前ANS系列PLC的60% 節省配線：優越的模塊插口設置可節省配線時間(shjin)和空間 安裝靈活(ln hu)：有多種主基板和擴展基板供選擇 強大的網絡功能：相

44、比前產品更為支持CC-LINK，在軟件GX-Developer的設置下，可以方便地使用CC-LINK模塊，減小編程時間。并且支持MODBUS，Profibus，DeviceNet，ASi，太網等等。 高性能模塊：提供有多種特殊功能模塊，功能更為強大。并且有相關設置軟件，編程及調試更加方便除了FX系列的PLC以為，三菱PLC還開發一種新的PLC，Q系列的PLC，改變以往的編程方式，設備模塊化，功能強大更方便技術提升與設備維護，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）定時器（T）采用程序儲存器內的常數（K）作為設定值，也用數

45、據寄存器（D）。（4）狀態（S）狀態S是對工序步進控制簡易編程的重要軟元件，經常與步進梯形圖指令STL結合使用。（5）計數器（C）（6）數據寄存器（D）（V）（Z）25本章小結把點膠機的課題分成了兩個部分，簡單了解點膠機的機械結構，深入對點膠機的運動控制系統進行了分析，對市面上的點膠機透徹研究，根據實際對比數控系統，可編程控制系統和單片機控制系統，得出PLC運動控制系統仍然是先進發展的主流，高效、穩定成為自動化生產的重要技術之一。本課題通過開發點膠機的點位運動來研究分析運動控制系統，處理簡單的運動軌跡，有限的產品點膠，正是一些中小型企業的主要選擇。通過分析了各個型號的PLC特點，根據實際使用和

46、機械特點，不同PLC優缺點的比較，也因為本人對三菱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 點膠機的控驅動方案第三章 點膠機的驅動(q dn)方案在進行點膠機驅動設計時，要從總體到每個結構的關系，控制系統與驅動的相互協調。因為，點膠機的動作大部分是由邏輯運算控制組成的，給予多少個脈沖就運動(yndng)多少個距離，所以選擇PLC（可編程控制器）來完成機床的動作控制。點膠機的驅動系統，是通過接受從可編程控制器傳來的信號脈沖來控制電機的轉矩和轉動圈數，從而帶動機械結構的控制膠槍和工件完成理想的目的動作。所以驅動系統就是實現對工作臺的控制，使工作臺根據運動控制按指

47、令執行動作。31點膠機的傳動(chundng)方式在XY平臺上，傳動方式可分為兩種，一種是基于單軸運動模式，另一種是基于多軸協調運動模式。因為本課題只要實現點膠機控制系統的點位控制，所以工作平臺只需要采用單軸運動模式即可。單軸運動模式運用坐標系的方法，描繪出點膠的每個點的位置進行計算。圖3-1 XY工作臺示意圖控制器接口電路執行部件傳動機構XY工作臺一個控制進給系統，一般由運動控制器、驅動器、驅動電機、機械傳動裝置和執行元件組成。每個部分執行著不同(b tn)的工作，其中，機械傳動裝置是將一個力的形式改變成另一種形式的表現，過程中還會有能量的損失。本文所分析的點膠機傳動，就是把驅動電機的旋轉運

48、動轉變為工作臺的直線運動。控制示意圖如圖3-2所示。圖3-2 控制(kngzh)進給示意圖每一臺點膠機工作平面都是由電機為兩軸提供動力達到空間運動。傳動機構就成為將電機旋轉運動轉化為XY方向直線運動的媒介，可以通過絲桿光桿、齒輪齒條(ch tio)，鏈傳動和帶傳動等達到這個目的。不同的傳動方式，也決定了熬能、運動精度、穩定性等因素影響系統的變化。所以根據對比每種常用傳動方式優缺點來決定傳動方式的選用。（1）絲桿螺母傳動：學校很大一部分機床都是使用絲桿螺母來作傳動機構，結構簡單，安裝方便，壽命低成本高，容易受到外來物質影響傳動效率。（2）齒輪齒條傳動：耗能小，可靠，噪音低，傳動功率大，效率高。（

49、3）同步帶傳動：傳動準確，工作時無滑動，具有恒定的傳動比；傳動平穩，具有緩沖、減振能力，噪聲低；傳動效率高，維護費用低；速比范圍大。相對于V型帶傳送，預緊力較小，軸和軸承上所受載荷小；利用齒形帶傳動代替傳統絲杠傳動，相對齒輪齒條傳動中能量損耗較小，可靠，噪音低，傳動功率大，效率高。32點膠機執行元件分析執行元件，是根據上位控制傳達下來的控制信息，將其他能量（常用有電能、液體、氣體等）轉化為機械能的機構或其他不同形式，以達到想要的運動狀態。它直接作用于受控對象。分為三種，電動執行元件、氣動執行元件和液壓執行元件。本課題就是采用電動執行元件，將電能轉換成機械能以實現往復運動或回轉運動的電磁元件。常

50、用的有伺服電動機、 HYPERLINK /view/528900.htm t _blank 步進電動機、繼電器等。321步進電機(dinj)本課題(kt)的點膠機使用的是步進電機，因此對步進電機加以分析。步進 HYPERLINK /view/1930.htm t _blank 電機(dinj)是將電 HYPERLINK /view/107414.htm t _blank 脈沖信號轉變為 HYPERLINK /view/750215.htm t _blank 角位移或 HYPERLINK /view/1433418.htm t _blank 線位移的開環控制元步進電機件。在非超載的情況下，電機的

51、轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的 HYPERLINK /view/30964.htm t _blank 頻率和脈沖數，而不受負載變化的影響，當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的。可以通過控制脈沖個數來控制角位移量，從而達到準確定位的 HYPERLINK /view/652289.htm t _blank 目的；同時可以通過控制 HYPERLINK /view/2761038.htm t _blank 脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調速的目的。步進電機的優勢：電機旋轉角正比于脈沖數；

52、有較好的位置精度和運動重復性；優秀的響應效率；可靠性高；控制簡單，控制使用成本低；轉速范圍比較寬；可以急速同步旋轉。步進電機的缺點是：控制不當容易產生共振，難以運轉到較高的速度和轉矩，能源利用率低，負載超量會破壞同步，高速工作會發出噪音和振動。根據實際情況，控制要求、成本等多個方面，點膠機的運動控制，就是對膠槍的對位移動和上下移動，與數控機床相比，精度要求遠遠降低，步進電機充當點膠機的驅動元件，符合要求。電源脈沖分配功率放大驅動器指令脈沖步進電機圖3-3 步進驅動系統原理框圖322電機(dinj)的脈沖控制選擇(xunz)MIGE米格FHB364，電機體積小，重量小，符合(fh)課題要求。步進

53、電機是一種精密控制位移的旋轉調速專用的電機，控制方法簡單，成本低，在行業上廣泛運用在開環控制。不能直接使用PLC對點擊直接控制，步進電機驅動器是控制步進電機的設備，它通過從PLC傳送過來的脈沖信號，轉化為電機運動所需要的角位移、轉速、方向、制動加載狀態和自由狀態。一個脈沖信號控制電機轉動一個步距角。步進電機的轉速與脈沖信號的頻率成正比。角位移量與脈沖個數相關。脈沖數計算必要脈沖數是指傳動裝置將物體從起始位置傳送到目標位置所需要提供給步進電機的脈沖數。必要脈沖數按下面公式計算： (3-1) N:必要脈沖數 ：物體移動的距離 ：距離電機旋轉一周移動的距離步進角驅動脈沖速度的計算驅動脈沖速度是指在設

54、定的定位時間中電機旋轉過一定角度所需要的脈沖數。驅動脈沖數可以根據必要脈沖數、定位時間和加/減速時間計算得出。自啟動運行方式自啟動運行方式是指在驅動電機旋轉和停止時不經過加速、減速階段，而直接以驅動脈沖速度啟動和停止的運行方式。自啟動運行方式通常在轉速較低的時候使用。同時，因為在啟動/停止時存在一個突然的速度變化，所以這種方式需要較大的加/減速力矩。計算自啟動運行方式的驅動脈沖速度方法如下公式所示： (3-2)V驅動脈沖速度N必要脈沖數T定位時間圖3-4自啟動運行(ynxng)方式33點膠機控制系統(kn zh x tn)硬件點膠機的控制系統硬件(yn jin)選用的好壞直接關系到點膠機控制系

55、統的工作穩定效率，精準效率，具有重要的意義。經過控制系統的選擇、驅動元件的選擇和傳動機構的選擇，結合課題實際情況，得出自動點膠機的主要硬件配置如表3-1所示。點膠機電氣原理圖如圖3-5所示。產品數量類型FX3UC1三菱PLCGT151三菱觸摸屏FHB3642步進電機步進電機驅動器細分差動輸入2步進驅動器同步帶與帶輪2套移動平臺1個4VDC電源1個電源氣桿一個表3-1自動點膠機主要硬件配置3-5點膠機電氣(dinq)原理圖34本章(bn zhn)小結本章分析的是點膠機的驅動方案，也是一臺點膠機能否穩定工作的重要部分，它包括著驅動元件、傳動方式。針對這兩點，深入了解到驅動電機、電機驅動器的選擇，首

56、先(shuxin)正確認識傳動方式中，常用的傳動方法有齒輪齒條，絲桿光桿，帶傳動鏈傳動，同步帶傳動等等，都是為了將電機的旋轉轉化為運動元件的在平臺上的直線運動，對比這些傳動方式的優缺點，根據實際要求，尋求最佳方式。最后采用步進電機和同步帶傳動，還要通過網上查找資料，對步進電機的工作原理以及控制方式分析透徹，根據具體要求尋找合適的電機型號，然后因為是使用PLC可編程控制器作為運動控制系統，通過傳輸脈沖信號和頻率來控制電機工作，而且還要學會脈沖數進行運算，多少的脈沖信號控制多少的電機角位移，使得點膠機能更精準的完成運動，綜上所準備的得出點膠機驅動控制的硬件配置列表。最后為了對整個系統清晰概括，使用

57、電氣CAD對系統作電氣圖，也對電氣知識有了一定的了解。第四章 點膠機的運動控制分析第四章 點膠機運動(yndng)控制分析41點位控制(kngzh)在點膠運動過程中，點位控制一般運用在膠槍的上下、和XY軸上的快速運動，以及(yj)手動微調上，主要實現的一個點精準移動到另一個點的的位置，并沒具有運動軌跡。在本運動控制系統中，分為兩種，一種是自動運行，另一種是手動控制。自動運行，程序開發人員或操作員把機器自動運行的程序上傳到PLC中，通過觸摸屏自動運行按鈕，讓點膠機自行完成復位，上料，點膠，換料所有工序，操作員在一邊檢查。手動控制，通過觸摸屏輸入坐標值，與PLC通訊，存入數據儲存器中，進行程序對比

58、運算，得出脈沖數，再傳送到驅動器中，控制電機的運轉，膠槍到達目的坐標。或者，通過方向鍵，手動控制膠槍位置。手動控制流程圖如圖4-1所示。是否X軸電機運行結束Y軸電機運行計算Y方向所需脈沖數是否到達目標點計算X方向所需脈沖數開始運行數據處理數據輸入圖4-1點位運動控制流程圖42插補運動(yndng)控制因為本課題分析到的點膠機并沒涉及到軌跡運動，但是為了更全面分析點膠機的運動控制系統，所以對插補運動進行(jnxng)一個簡單的概括分析。因為，在點膠過程中，膠槍的移動是通過(tnggu)一定脈沖量開控制電機轉動的，所以，要作出軌跡運動，就要把運動軌跡劃分為一段段小直線，線段越小，直線越多，軌跡就更

59、準確，也就能無限逼近理想軌跡。插補運算所采用的原理和方法很多，目前常用的各種插補算法大致分為基準脈沖插補和數據采樣插補。逐點比較法，每走一步都要和給定軌跡比較一次，根據比較結果來決定下一步的進給方向，使膠槍向減小偏差的方向并趨向終點移動，所走的軌跡應該和給定軌跡相差不大。如圖4-2.開始偏差判別坐標進給偏差計算終點判別結束否是圖4-2 插補過程43本章(bn zhn)小結本章講的是點位控制和插補軌跡控制的深入分析，這兩個作為點膠機控制系統程序的核心內容。點位控制，從數據輸入，經過CPU將數據進行算術處理分析，然后擬定XY坐標軸作比較后，得出最簡捷的路線，得出目的坐標相對位移(wiy)需要的脈沖

60、數，將數據轉化為脈沖信號傳送到電機驅動，驅動電機轉動控制移動元件運動到目的位置。插補運動，使用逐點比較法，沿著軌跡做小距離線段位移，每移動一個坐標點，就對前一個坐標左相對位移的偏差運算或者對起點終點坐標作絕對位移的偏差運算，直到到達目的位置，停止平面移動作下一步動作，精準控制運動元件。這一步一步都需要嚴謹，需要實際去測試。通過對這些知識的分析，使我更加清楚整個控制過程的結構。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)指令對步進電機編程會用到以下運動指