硕士学位论文基于PLC的自动点胶机控制系统的研究与实现.doc

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1、分类号 密级 UDC 学 位 论 文基于PLC的自动点胶机控制系统的研究与实现作者姓名：指导教师： 教授申请学位级别：硕士学科类别：工程学科专业名称：论文提交日期：论文答辩日期：学位授予日期：答辩委员会主席：评阅人：A Thesis in Mechanical EngineeringResearch and Implementation of Motion Control System of Automatic adhesive injecting machine Based on PLC独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，

2、不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：日 期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年 一年 一年半 两年学位论文作者签名： 导师签名：签字日期： 签字日期：基于PLC的自动点胶机控制系统的研究与实

3、现摘 要随着信息产业的发展，电子封装的要求越来越严格，对点胶机数控系统的控制能力要求越来越高。目前我国电子产品生产企业主要是沿海一些中小型企业，在经济省钱、操作简单、控制精确、更改方便的要求下，经济型的数控系统有极大的发展。本文开发了一种基于PLC的自动点胶机运动控制系统，对于提高企业的生产效率和降低生产成本具有重要意义。本文的主要工作包括以下内容：(1)通过详细分析企业对自动点胶机的要求以及各种类型运动控制系统的结构和应用特点，以及运动控制技术当前国内外发展状况，探讨了当前各种运动控制器的功能与优缺点。(2)论证了采用PLC作为运动控制系统核心的主要优点，深入研究了松下FPX一C60T PL

4、C的步进电机控制功能，建立了采用PC机编写运动程序和以PLC控制步进电机的开环平面运动控制系统。(3)在分析了运动控制系统操作界面的功能要求的基础上，为使用户操作方便、简洁，设计了运动控制系统操作界面.通过触摸屏与PLC的通信，实现了点胶机的运动控制。(4)根据逐点比较法插补原理，进行了基于PLC的直线插补、圆弧插补以及椭圆插补运动程序的开发。使运动控制系统具有了平面点位运动控制和轨迹运动控制功能。在客观上分析国内外成型产品的优缺点，并且考虑各种运动控制方案的经济性和可操作性，进而确定基于PLC的自动点胶机控制系统。根据松下FP系列产品的编程习惯，并结合触摸屏编制出了一套操作简单的控制系统。经

5、过试验台实验，所开发的基于PLC的点胶机运动控制系统能够按照要求正常运行，经过进一步完善，可以在实际中加以应用。关键词：自动点胶机；PLC；触摸屏；插补；运动控制 Research and Implementation of Motion Control System of Automatic adhesive injecting machine based on PLCAbstractBecause of the rapid development of information industry, requirements of electronic packaging are more s

6、trictly. At present, Chinese electronic product manufacturing enterprises are mainly small and medium along the coast. So the economic numerical control system must save money, operate simply and change procedures conveniently. This paper developed a program based on PLC to improve production effici

7、ency and reduce production cost. This papers main work includes the following content:(1)The paper analyses the dispensing requirements of the enterprise and learn the structures and applications of various types of motion control system. Through dissertating the kinds of control systems and the dev

8、eloping status of control techniques in native and foreign countries，I find out the advantages and disadvantages of kinds of motion (2) Demonstrate the advantages of using PLC in this system, and Make deeply study of the control of stepping motor driving technique of FPXC60T. Establish the hardware

9、of new type open loop whose motion control system is based on PLC and the program is compiled on computer.(3) Discuss the requests of interface functionsIn order to program concisely and conveniently, design the interface of control system based on touch screen. PLC can distinguish data from instruc

10、tions via the interface.(4) Develop linear interpolation and arc interpolation programs according to point to point compare interpolation theory, make the system has point to point and track control functions.Objectively analyses the advantages and disadvantages of domestic and foreign molding produ

11、cts。Take into account of all sorts of the economy and maneuverability of motion control scheme, then determines the automatic machine control system based on PLC . According to panasonic FP series products and combining touch-screen, draws up a set of simple operation control system 。After doing exp

12、eriments on testbed .It prove that motion control system of the dispensing machine can meets the requirements.After further perfecting the normal operation, it can be applied in practical production. Key words: Automatic adhesive injecting machine; PLC; touch screen; interpolation; Motion control目 录

13、独创性声明I摘 要IIABSTRACTIII第一章 绪论11.1背景11.2控制系统的内容31.3控制系统的分类41.3.1按位置控制原理分类41.3.2按被控量的性质和运动控制分类61.3.3按驱动方式不同分类61.4课题来源及研究目的71.4.1课题来源71.4.2论文的主要研究内容7第二章 点胶机的控制方案82.1点胶机简介82.2 点胶机的机械结构82.3运动控制系统的控制要求分析102.3.1点位运动102.3.2轮廓控制102.3.3系统操作界面要求112.4运动控制系统控制方案方案确定112.5松下FP系列PLC132.5.1松下FPX特点132.5.2松下FP系列PLC的编程元

14、件152.6小结16第三章点胶机的驱动方案173.1 点胶机的传动方式173.2执行元件分析203.2.1步进电机213.2.2交流伺服电机223.2.3电机的脉冲控制233.3点胶机控制系统硬件25第四章 点胶机运动控制分析284.1点位控制284.2插补运动控制294.2.1插补概念与插补方法的选择294.2.2逐点比较法304. 3插补编程分析314.3.1直线插补314.3.2圆弧插补364.3.3椭圆插补40第五章 软件编程和界面开发465.1PLC程序分析465.1.1点位控制465.1.2插补程序475.2操作界面设计495.2.1界面分析495.2.2触摸屏编程505.3 PL

15、C和触摸屏编程要注意的问题545.3.1运算错误545.3.2语法错误565.3.3设置错误565.3.4方案错误56第六章 结论与展望586.1结论586.2展望58参考文献59致谢62第一章 绪论1.1背景随着科学技术的发展，人类社会已经进入了信息时代，集成电路产业是信息社会经济发展的基石，而集成电路相关制造装备是信息产业发展的驱动力和重要组成部分。当前，无论是个人电脑，信息产业还是汽车电子以及消费类电子产业，还有军事、航空、航天领域都对电子产品的电路封装具有越来越高的要求，这就使得点胶机的应用越来越广泛1。我国是电子产品的出口大国，电子制造业已成为我国东南沿海地区支柱产业之一，电子工业的

16、辉煌成就，令国人振奋，使业界自豪。但是，在电子工业的发展过程中也存在着极不平衡的一面6。一方面，电子工业的发展如火如荼，在轻工业中占的比重越来越大，另一方面，电子工业中自动化程度很低，生产效率低下，工作条件恶劣。因此，虽然我国是电子制造业大国，生产规模庞大，但与发达国家相比，电子产品的质量水平和生产效率都很低，制造装备的落后是一个最主要的原因。目前我国很多制造工序还是由工人手工完成的，工人劳动强度极大，并且环境污染也日益突出，严重影响了我国电子产品的产量和质量2。在所有的制造工序中，涂胶工序不仅占用的工人最多、花费的工时最长，工人的工作条件也是最恶劣的。同时它也是影响电子产品质量的重要因素之一

17、。现阶段，大部分涂胶工作都是由工人手工完成的，无法保证涂胶的质量，不合格的涂胶不仅破坏电子产品的品质、美观，还会造成脱胶，引起事故。为了提高电子产品涂胶的均匀性、一致性、快速性，以及在提高工艺水平的同时进一步提高生产率，应该大力研究和推广提高涂胶工序的自动化程度，于是自动点胶机便应运而生并在生产中得到了广泛应用3。点胶机（又称涂胶机）是专门对流体进行控制，并将液体点滴、涂覆、灌封于产品表面或产品内部的自动化机器。点胶机主要用于产品工艺中的胶水、油漆以及其他液体精确点、灌、注、涂、点滴到每个产品精确位置，可以用来实现打点、画线、圆型或弧型。点胶机是随着汽车工业中密封工艺的改进而产生和发展的。最初

18、变速箱、发动机壳体等密封采用纸垫，随着对密封性能要求的提高，密封工艺的改进，在密封结合面上直接涂胶代替纸垫。在工业生产中，很多地方也都需要用到点胶，比如集成电路、印刷电路板、彩色液晶屏、电子元器件(如继电器、扬声器)等等。传统的点胶是靠工人手工操作的。随着自动化技术的迅猛发展，手工点胶已经远远不能满足工业上的要求6-8。自动点胶机是一种专为满足各种密封要求而研制的自动涂胶设备，适用于点，直线，圆弧以及任意不规则产品的点胶，涂胶，运动参数下载方便，可直接输入运行参数进行编程。自动点胶机的工作效率和工作精度取决于自身的运动控制系统，控制系统向执行机构发送脉冲，接受检测结构回馈的信息，根据预设的程序

19、，控制机械部分做出合适的动作，是点胶机的核心部件。自动点胶机的发展源于美国和欧洲，随着日本电子行业对点胶机的大规模需求，于是出现代工美国点胶机的日本点胶机厂家。中国工业的发展，吸引大批日本企业、台湾企业的进驻，专业的点胶机厂家也涌入中国。目前中国点胶机产品尚未成熟，自动化水平不高，还要大量依赖人力，企业要从国外进口点胶机，为复杂轨迹的工件点胶。其原因在于国内运动控制技术落后于国外，尤其是对精密仪器或是高端产品的精确点胶加工，其运动控制技术的好坏关系到仪器是否能够正常运转。国外点胶机产品性能优越，能够实现各种空间轨迹的点胶，定位精确点胶质量高，但价格过于昂贵，动辄数十万上百万9-13。在国外，对

20、精确点胶的自动点胶设备在技术，硬件结构和软件功能等方面均处于领先地位。随着机器人技术的发展，机器人技术在各行各业中得到了广泛的应用，点胶机器人开始普及应用。机器人作为执行机构，具用控制方便，执行动作灵活，可以实现复杂的空间轨迹控制，特别适用于多品种，变批量的柔性化生产，因此各国先后研制出了点胶机器人。国外的机器人生产厂商各自推出了涂胶机器人，如日本莫托曼机器人、安川机器人、美国ABB机器人等。在国内，一开始没有精确点胶的设备，其点胶位置的确定和出胶量多少都是通过人工手动操作，导致劳动强度大，点胶精度和质量都很低。然后发展到利用通用点胶设备对产品进行点胶，虽然挤出的胶量比手动均匀一致，但其点胶位

21、置确定仍旧由人工手动控制，点胶的质量依然难以保证。我国自动点胶机发展较晚，2002-2007年，中国民营的点胶机厂家开始兴起。最初是代理+自主研发，或者是自动化行业厂家涉足点胶机行业，逐渐发展为专门的点胶机厂家。如今通过引进国外技术，也推出了一些自主品牌的自动点胶机，如世椿、奥松等，国内点胶机相对便宜，在国内市场上占有一席之地3。我国电子厂家众多，多数为中小型企业，经济实力有限，市场上昂贵的点胶机产品不能满足企业的需求。本课题在人工点胶机的基础上，应用运动控制技术，研制出一种价格低廉，能实现直线、圆、椭圆等轨迹密封的点胶机。既能满足企业点胶要求，又不增加企业负担，能够极大地提高我国电子产品的数

22、量和质量，具有深远的意义。1.2控制系统的内容工业控制自动化技术作为20世纪现代制造领域中最重要的技术之一，主要解决生产效率与一致性问题，虽然自动化系统本身并不直接创造效益，但它对企业生产过程有明显的提升作用。机械设备的自动化大幅度带动了电子信息技术的发展，降低生产成本，提高生产效率，提高了我国微电子产业的发展。运动控制(Motion Control)通常是指在复杂条件下，将预定的控制方案、规划指令转变成期望的机械运动，实现机械运动精确的位置控制、速度控制、加速度控制、转矩或力的控制。运动控制的实质是根据预定的方案，将上位控制系统做出的决策命令，变成某种期望的机械运动，以得到确定的位置、速度、

23、加速度或特定的运动形式。运动控制系统多种多样，但从基本结构上看，一个完整的运动控制系统常由上位控制器、执行电机、机械传动机构和位置检测元件等组成。其结构图如图11所示。上位控制器通常是运动控制卡、具有运动控制功能的PLC、数控系统(CNC)或单片机系统等。位置检测上位控制驱动器执行电机机械结构图11 运动控制系统结构框图Fig. 1.1 The chart of motion control system其中的上位控制器是指以中央逻辑控制单元为核心，以传感器为信号敏感元件，以电机或动力装置和执行单元为控制对象的一种控制装置。它的主要任务是根据运动控制的要求和传感器件的信号进行必要的逻辑、数学运

24、算，为电机或其它动力和执行装置提供正确的控制信号。电机通过传动机构带动机械结构运动，便可以得到预期的运动参数和运动形式14-19。1.3控制系统的分类1.3.1按位置控制原理分类运动控制系统根据位置控制原理，即有无检测反馈传感器及其检测部件，可分为开环、半闭环和闭环三种基本的控制方案。(1)开环控制系统无位置检测反馈装置，其执行电机一般采用步进电机。此类系统最大的特点是控制方便，结构简单，价格便宜。控制系统发出的位移指令信号流是单向的，所以不存在稳定性的问题。且由于机械传动误差不经过反馈校正，位置精度一般不高。如图12所示。驱动器执行元件工作台指令脉冲图12开环控制系统结构框图Fig1.2 T

25、he chart of open loop control system (2)半闭环控制系统位置反馈采用转角检测元件，直接安装在伺服电机或丝杠端部。由于具有位置反馈比较控制，可以获得较大的定位精度，大部分机械传动环节未包括在系统闭环环路内，因此可获得较稳定的控制特性。丝杠等机械传动误差不能通过反馈校正，但可采用软件定值补偿的方法来适当提高其精度。如图13所示。位置控制单元速度控制单元执行元件工作台速度检测单元位置检测单元脉冲指令图1.3半闭环控制系统框图Fig1.3 The chart of semi-close loop control system (3)全闭环控制系统采用光栅等检测元件

26、对被控单元进行位置检测，可以消除从电机到被控单元之间整个机械传动链中的传动误差，得到很高的静态定位精度。但由于在整个控制环内，许多机械传动环节的摩擦特性、刚性和间隙均为非线性，动态响应时间又非常大，使得整个闭环系统的稳定性校正很困难，系统的设计和调整也相当复杂。如图14所示。指令位置控制单元速度控制单元执行元件工作台速度检测单元位置检测单元脉冲图14闭环控制系统结构框图Fig14 The chart of close loop control system1.3.2按被控量的性质和运动控制分类(1)位置控制它是指转角位置或直线移动位置的控制。位置控制按数控原理分为点位控制(PTP)和连续轨迹控

27、制(CP)。点位控制是点到点的定位控制，它既不控制点与点之间的运动轨迹，也不在此过程中进行加工或测量。如数控钻床、冲床、镗床、测量机和点焊工业机器人等。连续轨迹控制又分为直线控制和轮廓控制。直线控制是指被控对象以一定速度沿某个方向的直线运动(单轴或多轴联动)，在此过程中要进行加工或测量，如数控镗铣床、大多数加工中心和弧焊工业机器人等。轮廓控制是控制两个或两个以上坐标轴移动的瞬时位置与速度，通过联动形成一个平面或空间的轮廓曲线或曲面。如数控铣床、车床、凸轮磨床、激光切割机和二坐标测量机等。(2)速度控制和加速度控制速度控制既可单独使用，如输送机、工作台、主轴和卷绕机等这样的机械速度控制；也可以与

28、位置控制联合成为双回路控制，但主回路是位置控制，速度控制作为反馈校正，改善系统的动态特性，如各种数控机械的双回路伺服系统。(3)同步控制同步控制是两轴或两轴以上的速度或位置的同步运动控制。如平行物料传送带、整列绕线机、大型印刷机的多轴平行传动等，有的除了同步启动、还要求位置同步，其同步精度要求较高。(4)力和力矩控制塑料薄膜、钢带、布和纸张等卷取机是恒张力控制，自动组装机的拧紧螺母以及自动钻孔等场合，应采用力矩与位置同步控制15。1.3.3按驱动方式不同分类运动控制系统按驱动方式不同可分为电气控制、液压控制和气动控制，它们各有特点和应用范围。由于计算机控制、电力电子器件、伺服电动机和位置检测传

29、感器的迅速发展，电气伺服从机械主传动的电力拖动扩展到机械的伺服进给系统，就是由伺服电动机驱动机械系统的机电伺服系统，它广泛应用于各种运动控制设备。1.4课题来源及研究目的1.4.1课题来源本课题来源于企业协作项目，研究采用运动控制技术实现电子工业中自动涂胶作业，解决涂胶工艺中均匀性、一致性和快速性的问题，可以极大的提高产品质量和生产效率，增加企业利润。同时可以降低工人工作强度，改善工人工作条件，降低劳动力成本。目前公司使用手动点胶机在电子产品上点胶，该工艺方法简单，成本低廉，但是浪费劳动力，速度慢，而且精度差。市场上出售的自动点胶机通过控制系统来控制胶枪运动的轨迹，以达到对不同喷涂对象的喷涂，

30、这减少了因工人技能熟练程度不同造成的精度参差不齐，提高了生产率，但是其价格昂贵且不适合本企业的生产实际。本课题针对企业生产需要，开发一套自动点胶机控制系统，通过运动控制器和高精度的运动平台实现点胶系统的准确定位，使用多组传感器对点胶过程运行状态信息进行测量和采样。实现对点胶系统各运动部件的控制，兼顾经济实用的原则，使点胶机适用于点，直线，圆，椭圆以及方形等规则产品的点胶。1.4.2论文的主要研究内容本论文深入探讨了运动控制系统的关键技术，介绍了运动控制领域的一些新技术、新产品，辩证的选择适合企业需求的运动控制产品。开发了一种基于松下FPX一L60 PLC的平面运动控制系统，提出了研制一种主要实

31、现点位运动控制功能的控制方案，而且在这套运动控制系统中利用PLC程序来编写逐点比较法插补程序，可实现轮廓运动控制。在上位PC机设计操作界面，通过调用PLC的程序，来实现点位运动控制。具体地讲开发本运动控制系统所要进行的主要工作有：(1)分析了各种类型控制系统的结构和应用特点，控制技术当前在国内外发展状况，比较了当前各种运动控制器的功能与优缺点。(2)分析了在本套控制系统中采用PLC的主要优点，建立了以PC机为上位机，PLC为运动控制器来根据PC机输入的用户指令控制步进电机运行的平面开环运动控制系统。(4)解释了点位运动控制和逐点比较法宣线插补与圆弧插补运动的数学函数的建立，重点讲解了PLC运动

32、控制程序对于用户通过操作界面输入的数据的存储与控制应用，详细说明了PLC程序的编制过程。(5)使用松下电工的可编程智能操作面板GT10的画面制作工具软件GTWIN，编制出一套适合界面友好、操作方便、功能强大，运行可靠快捷的触摸屏界面。第二章 点胶机的控制方案2.1点胶机简介点胶机由“机械电机运动控制器”组成。点胶机结构示意图如图2-1所示：通讯接口运动控制器电机机械接收指令图2.1 点胶机结构示意图Fig21 The sketch map of the structure of Adhesive injecting machine机械部分就是一个三自由度的传动机构平台。胶头可以通过机械的移动定

33、位到空间的任意一个（X，Y，Z）坐标。运动控制卡实际上相当于一个智能的电子计算机。它发脉冲给电机的驱动器，使电机带动机械运动。它可以控制机械走出各种各样的轨迹，灵活的控制运动速度、加速度，进行高精度的定位。点胶控制系统是针对点胶加工车间的工人设计的，所以根据实际生产需要，在满足运动性能指标的前提下，适应在点胶过程中的灵活快速的要求，不仅要提高产品的可靠性，有效降低产品成本，还要操作简单快捷。参考市场上的点胶机产品，结合企业实际生产情况，选择合适的运动控制器。2.2 点胶机的机械结构为了防止胶水的固化，目前点胶机形式大都采用AB双液点胶，其中A料桶用于装本胶，B料桶用于装催化剂，当A胶遇到催化剂

34、时，胶水才开始固化。点胶机的机械示意图如3.1所示。带轮电机搅拌器混料罐A混料罐B计量泵A计量泵B同步带工作台图3.1 点胶机的机械示意图Fig3.1The mechanical schemes of Adhesive injecting machine点胶机主要由机床机构，混料机构，传输机构等几大部分组成。（1）机床机构部分 主体为一个XY方向工作平台；工作平台上有一个可纵向运动同步带机构，该同步带机构由步进电机驱动，控制机床的主要纵向运动；纵向同步带机构上带有一个横向可运动的涂胶嘴机构，该机构由伺服电机驱动，控制机床的主要横向运动；涂胶嘴机构由可上下的同步带运动机构和涂胶嘴两部分组成，涂胶

35、嘴的功能是控制涂胶的流量，可上下的运动机构由伺服电机驱动控制涂胶嘴的高度位置，平时默认在最高处，当工作时要按工艺下降一定高度。工作后回到默认位置。（2）传输机构 本部分主要实现：A、B料罐液体混合料分别通过传输管道与一台计量泵连接，通过计量泵分别传输到注胶嘴内直流电机搅拌器内，将两种液体进行充分混合，当涂胶时， 打开注胶口，密封胶从注胶嘴流出。 （3）混料机构 主要由A、B料罐，A、B搅拌器，A、B加热器，A、B液位限定器及直流电机搅拌器组成。A、B料罐由液位限定器控制液体料的容量，不工作时不需要搅拌和加热， 在正式涂胶工作前按照工艺提前搅拌，并按工艺保持恒温，这样，是为了保证液体料在注胶口的

36、充分混合23。2.3运动控制系统的控制要求分析研制这套基于PLC的平面运动控制系统的主要针对点位运动控制的运动控制系统，可实现点胶机的点位运动和运动轨迹的要求。2.3.1点位运动点位运动的特点是移动部件在移动中不进行加工，只要求以最快的速度从一点移动到另一点，并准确定位。至于点与点之间的移动轨迹(路径与方向)并无严格要求,各坐标轴之间的运动并不相关。点胶机的点位控制主要包括胶枪的原点回归和快速移动，以及手动微调设置。要求坐标位置具有较高的定位精度，为了提高生产效率，采用机床设定的最高进给速度进行定位运动，在接近定位点前进行降速，以便低速趋近终点，从而减少运动部件的惯性过冲和因此引起的定位误差，

37、在移动过程中对运动轨迹没有任何要求。2.3.2轮廓控制轮廓控制是能够对两个或两个以上的运动坐标的位移和速度同时进行连续相关控制，使胶枪与工件间的相对运动符合点胶要求，在工件平面进行各种轨迹的点胶。在这类控制方式中，要求数控装置具有插补运算的功能，即根据加工程序输入的基本数据(如直线的终点坐标、圆弧的终点坐标和原系坐标或半径)，通过数控系统的插补运算器的数学处理，把直线或曲线形状的相关坐标点计算出来，并边计算边根据计算结果控制两个或两个以上的坐标轴协调运动。(1)直线插补直线插补用以控制两个坐标轴(或三个坐标轴)以联动的方式，按程序段中规定的合成进给速度插补出任意斜率的平面(或空间)直线。工件相

38、对于胶枪的现时位置是直线的起点，为已知点，因此程序段只要指定终点的坐标分量，就给定了加工直线的必要条件。（2）圆弧插补圆弧插补分在所选择的平面上按顺时针以及逆时针的两种圆弧加工。在圆弧加工程序段除了要指定圆弧终点坐标之外，还必须指定圆弧的圆心相对于圆弧起点在X、Y、Z方向上的相对坐标。因起点是现在已知的，便可以确定圆心的坐标，程序段中又给出了圆弧的终点坐标，这样就能加工圆弧了。(3)椭圆插补椭圆方程的因变量有长短轴以及起点和终点的坐标值，在相对坐标系可以根据前一点的坐标判断下一步的进给方向。因为各个象限需要进给的方向和偏差的递进值不同，并且椭圆方程的因变量比直线和圆要多，更容易发生错误，是本文

39、中的难点。2.3.3系统操作界面要求运动控制系统操作界面是使用者对于本套运动控制系统的最直观的了解，它直接面对用户，接受用户的指令，并把用户的运动控制指令传输到运动控制器PLC中。使用者无需明白整套运动控制器的运动原理，只要了解操作即可。所以这就要求运动控制系统的界面操作简单明了，以降低对使用者或进行培训者的要求。这套运动控制系统有两种运动方式，分别为点位运动、轮廓插补中的直线插补运动和圆弧插补运动，所以运动控制操作界面也要能进行两种运动控制轨迹的选择和控制参数输入。用户应能控制运动控制系统的启动运行，应设置有专用的启动按钮，以使用户能保持对系统运行的控制。根据点胶机的界面要求，本课题选用松下

40、GT30触摸屏进行人际交流，其画面制作工具软件， 简称GTWIN。该触摸屏为黑白机，在明亮、易读的液晶画面上，不仅能显示信息、图形，还可以根据需要自由的显示按键、指示灯、PLC数据、图表、时钟等，使运行状况一目了然。该触摸屏安装方便，机体很紧凑，可安装在很小的空间里。用一根电缆就能与松下FP系列或者三菱电机FX系列的机种直接连接，因此布线时间大幅度减少。液晶和触摸式面板，不但可以清晰的显示画面，只要轻轻触摸，就可以进行开关操作或者输入数据，方便快捷。2.4运动控制系统控制方案方案确定运动控制器是整个点胶机的“心脏”。点胶机的工作情况通过运动控制器调节控制， 每个工作状态都有相应的线路控制， 它

41、直接影响点胶机的工作状态， 影响产品的涂胶质量。其主要功能有：上下位机问通信、传递控制参数、监控状念和故障诊断与报警，以及数据处理等。实现数控系统运动控制的通常方法可以有两种：一是采用全功能的数控装置，这种装置功能十分完善，联动轴数在五轴以上，但其价格却很昂贵，而且许多功能对点位控制来说是多余的，许多企业承担不起高昂的费用；二是经济型数控装置，这种装置功能相对较弱，最多联动轴数为二轴或三轴，抗干扰能力弱，控制精度不高，但其价格较为低廉，适合一些控制要求不高的项目。全功能性的数控系统大致有四种：1、传统数控系统。如FANUCO系统、MITSUBISHI M50系统、Siemens 810系统等，

42、这是一种专门的封闭体系结构的数控系统。人机界面必须使用专门的开发工具，耗时耗力，用户无法进行自主研发，修改不便。2、“PC嵌入NC”结构的开放式数控系统。如FANUCl8i、16i系统、Siemens840D系统、Numl060系统、AB 9360等数控系统。它的NC部分仍然是传统的数控系统，其体系结构还是不开放的，因此用户无法介入数控系统的核心。这类系统结构复杂、功能强大，但价格昂贵。3、“NC嵌入PC”结构的开放式数控系统。它由于开放体系结构运动控制卡+PC机构成。这种运动控制卡通常选用高速DSP作为CPU，具有很强的运动控制能力。可以使用户在WINDOWS平台下自行开发构造所需的控制系统

43、，被广泛应用于制造业自动化控制各个领域。4、SOFT型开放式数控系统。这是一种最新开放体系结构的数控系统。它提供给用户最大的选择和灵活性，它的CNC软件全部装在计算机中，而硬件部分仅是计算机与伺服驱动和外部IO之问的标准化通用接口。与前几种数控系统相比，SOFT型开放式数控系统具有最高的性能价格比，因而最有生命力。在我国微电子封装设备上使用的数控系统中，大多数实力比较强的企业都使用进口的高档数控系统，也有一些企业使用国产数控。纵观这些数控系统，都具有十分强大的功能，能够适应多种生产环境。当然功能越强，造价就越高，并且有很多功能企业根本就没有使用，这就造成了巨大的浪费。中国电子制造业的发展，中小

44、批量生产的占据主流，这就要求点胶机数控系统能满足不同加工需求，迅速高效、低成本，并能大幅度地降低维护和培训的成本，同时还要求新一代数控系统具有方便的修改维护功能，以适应未来车间面向任务和订单的生产组织和管理模式。所以针对我国的中小制造企业来说，发展经济型专用数控系统就显得尤为重要了29。目前，经济型控制系统常用的有两种：一种是采用可编程逻辑控制器（PLC）系统，二是采用单片机控制系统。其性能比较如下：1、PLC 系统不需要附加硬件设计且软件编程简单，易学易用，设计周期短，开发费用低，但是PLC控制器价格昂贵。对单项工程或重复数目极少的项目，采用PLC是明智、快捷的途径，成功率高，可靠性好。单片

45、机控制器成本低， 而且灵活性更好， 功能强大， 体积小， 易于产品化，但抗干扰能力差。对于量大的配套项目，采用单片机具有成本低、效益高的特点，但这要有相当的研发力量和行业经验才能使系统稳定可靠的运行。2、PLC系统配套齐全，功能完善，适用性强。发展到今天，PLC已经形成了大中小各种规模的系列化产品，可以用于各种规模的工业控制场合。不同厂家的PLC具有相同的工作原理，类似的功能指标有一定的互换性，质量有保证。PLC系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造。单片机产生的时间不长，现在是单片机百花齐放，百家争鸣的时期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机。单片机应用系统则是八仙过海各显神通

46、，功能千差万别，质量参差不齐，这造成单片机开发困难，不方便维护。3、由于以单片机控制的数控系统通常是把编写好的程序固化在程序存储器中，这样就缺乏柔性，使得程序修改变的非常不便，而且开发单片机控制系统需要较高的技术和较长的周期。而PLC则编程很方便，特别是修改程序很方便，开发周期大大降低。在单片机中需要编写很多行程序来实现的算法，在PLC中则可以利用梯形图很方便地实现。由于PLC是以循环扫描方式工作，即每一个状态变化需要一个扫描周期，被控对象不能在高频下工作，转速较慢且不能实现复杂的运动关系24-31。本课题研究的点胶机专为扬声器边圈涂胶，扬声器边圈的涂胶是电声厂家的一大难题。随着时代的发展, 扬声器形状趋于多样化, 但形状各异的扬声器要用同一涂胶机来加工却是困难重重, 加上胶水固化、涂胶不均等问题, 使得大多厂家只能采用人工涂胶。鉴于PLC的优点和运动控制功能以及平面运动控制所需控制电机数目少的特点，提出了用PLC控制步进电机实现平面运动控制功能方案，研制一套采用PLC为运动控制器的点胶机运动控制系统。小型PLC的功能越来越强，除了典型的顺序控制外，在点位控制、远程控制等领域的应用越来越多，但由于没有圆弧插补指令，除