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          DMC130A控制器在雙液定量灌注機系統(tǒng)中的應用

          作者: 時間:2017-06-06 來源:網(wǎng)絡 收藏

          1.引言

          實際的工業(yè)生產(chǎn)中,存在大量需要使用AB膠的場合。根據(jù)使用場合的區(qū)別、及不同的AB膠材質(zhì),AB膠的體積比例、重量比例是多種多樣的,但都要求AB兩種膠水混合均勻。雖然這種要求對于來講,并不屬于較高的要求,但在實際的工業(yè)生產(chǎn)中,卻普遍采用純手工操作:手工按比例分別稱/量取兩種膠水,混合在一容器內(nèi),手工攪拌;再裝入注射器或塑膠袋,手工擠/壓出,憑經(jīng)驗或眼睛估計判斷擠出量的多少。這種方法雖然操作簡單、不需要專用設備,但:

          1、效率低,純手工操作,占用大量人工工時。

          2、產(chǎn)品一致型差、不良率高:手工攪拌,很難做到攪拌均勻;手工擠壓,出膠量不能精確控制。

          3、容易產(chǎn)生膠水浪費:一次攪拌混合的膠水必須一次使用完畢,剩余的膠水無法儲存。

          基于解決以上問題,本人同深圳寶安某設備廠商合作開發(fā)的雙液定量灌注機系統(tǒng),通過使用DMC300A控制器,控制兩個,帶動齒輪泵,并且配合自動攪拌,有效的解決了上述問題。

          2.控制器簡介

          科瑞特DMC110A采用高性能“CPU+”主控,系統(tǒng)資源豐富、功能強大、使用簡單:

          1、24K存儲空間:支持1024個參數(shù),

          2、IO接口充足:16個輸入、8個輸出,邏輯關系在程序中確定,功能可完全自定義;

          3、控制三軸:XYZ,每軸帶兩個硬件限位點;

          4、高速高性能:支持100KHz脈沖頻率,標準的梯形加速曲線;

          5、人機交互便捷:內(nèi)嵌鍵盤模塊、128×64點陣液晶顯示,提供顯示指令,用戶可靈活控制顯示;

          6、高性能內(nèi)核模塊:系統(tǒng)提供一套完整的指令系統(tǒng),支持用戶進行便捷的二次編程,對于非標數(shù)控系統(tǒng),完全優(yōu)越于G代碼編程;

          7、編程方便:可在PC機編程下載用戶程序,或在鍵盤上直接編程;

          10.應用的系統(tǒng)分析

          科瑞特自動化控制器在該灌注機系統(tǒng)上的應用,對于DMC系列的高性能、多功能來講,屬于比較簡單的應用。但此要求對于“PLC+文本顯示”或“CNC”或專用系統(tǒng)來講,卻都顯得或復雜、或使用不便、或開發(fā)周期長,換句話講,專業(yè)的,解決運動控制問題,確實簡單。

          利用DMC130A高精準的直線插補指令,實現(xiàn)兩個齒輪泵的同步、高速、定量出膠;配合出膠頭加裝的混合攪拌裝置,實現(xiàn)兩種膠水的均勻攪拌;

          參數(shù)輸入接口設置為:針對不同的產(chǎn)品對膠量的要求,僅需設置出膠量(體積單位);根據(jù)實際膠水的粘稠度,設置具體的出膠速度(單位體積/秒);對于不同的膠水材質(zhì)要求,設置出膠比例(體積比);利用DMC300A豐富簡便的運算指令實現(xiàn)具體單位的參數(shù)向脈沖單位的轉換;

          顯示功能:運行中顯示當前出膠速度、出膠量、加工次數(shù)、當前狀態(tài)等信息;

          啟??刂疲?ldquo;Run”接地有效時運行程序,“IN0”接地有效時啟動加工、“Stop”接地有效時停止加工過程;

          報警檢測:‘IN1’、‘IN2’對膠桶中的總膠量進行檢測,膠水量低于下限,停止出膠動作;

          機械系統(tǒng)需要解決的問題:轉動帶動齒輪泵的實現(xiàn)、出膠槍頭對膠水攪拌的實現(xiàn)、其他膠水膠路、氣閥氣路、膠桶加熱等。

          11.步進電機運動控制功能的實現(xiàn)

          將控制A膠步進電機定義為X軸,B膠步進電機定義為Y軸。AB膠比例決定XY軸直線插補斜率,即X、Y運動脈沖比例;由出膠總量,按AB膠比例,得到X、Y軸的出膠量;根據(jù)實際測算出的出膠量與脈沖數(shù)的系數(shù),計算得到X、Y軸分別應發(fā)的脈沖數(shù);

          速度值計算:由設定的出膠速度(ml/10s),根據(jù)實際測算出的出膠量與脈沖數(shù)的系數(shù),計算得到直線插補的最高速度;當最高速度大于電機的啟動速度時,起始速度取固定的步進電機的啟動速度,當最高速度小于電機的啟動速度時,起始速度取最高速度的一半;加速時間取固定值,在實際中取800ms,基本可以保證高低速出膠的流暢。當然,這里面有個前提,即出膠速度并不要求絕對準確,實際現(xiàn)場使用運行由20%的偏差。但出膠量的準確性要求誤差在5%以內(nèi);

          速度計算程序:(S10:出膠速度,步進電機啟動速度500轉/分,近似對應3000Hz/s)

          MOVMM12,S10

          MULM12,165‘(實際測算的脈沖系數(shù),即0.1ml流量對應脈沖數(shù)多少)

          JLDSP00,M12,3000

          MOVM10,3000

          JMPSP20

          SP00:MOVMM10,M12

          DIVM10,2

          JMPSP20

          SP20:MOVM11,800

          SPEEDM3,M10,M11,M12

          上述代碼完成了脈沖速度值的計算;

          直線插補計算:(S0:出膠量;S20:A膠比例;S21:B膠比例;S22:X軸脈沖系數(shù);S23:Y軸脈沖系數(shù))

          MOVMM0,S20

          ADDMM0,S21

          MOVMM1,S0

          MULMM1,S20

          MULMM1,S22

          DIVMM1,M0

          MOVMM2,S0

          MULMM2,S21

          MULMM2,S23

          DIVMM2,M0

          經(jīng)過計算,指令“LINIM3,M1,M2”即可完成設定的出膠動作。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201706/349507.htm


          12.參數(shù)設置的實現(xiàn)

          系統(tǒng)工作需要設置的參數(shù)為:出膠總量、A膠比例、B膠比例、出膠速度、A膠系數(shù)、B膠系數(shù)等。預先繪制128×64象素圖片:



          將上述兩個圖片分別下載至控制器參數(shù)頁面0、1(圖片需要順時針旋轉90度),下載參數(shù)頁面0時,需要設置四個數(shù)值區(qū)域對應寄存器為:S0,S10,S20,S21;

          下載參數(shù)頁面1時,需要設置四個數(shù)值區(qū)域對應寄存器為:S22,S23,S4,S4;

          圖片下載后,控制器待機狀態(tài)下按參數(shù)鍵,出現(xiàn)可視參數(shù)設置界面,將出現(xiàn)如下界面:


          通過移動光標鍵,可分別對以上參數(shù)進行設置;系統(tǒng)將自動按設置對應的寄存器序號分別對應S型變量:S0,S10,S20,S21,S22,S23,用戶程序中的取值指令將自動獲取你設置的參數(shù)數(shù)值。

          13.狀態(tài)信息顯示的實現(xiàn)

          預先繪制如右圖所示128×64點陣圖片:

          將此圖片下載至控制器狀態(tài)畫面0;

          在程序中使用寄存器/變量:M1,對加工次數(shù)進行計數(shù);

          在程序中,IN0啟動之前,使用如下程序:

          DISPLAY0,0,0

          DISPLAY6,S0,4

          DISPLAY6,S10,5

          DISPLAY4,4,6

          DISPLAY6,M0,6

          運行程序后,在腳踏開關(IN0)按下之前,控制器將顯示如右圖的界面:

          在程序中,IN0啟動之后,使用如下程序:

          DISPLAY4,4,6

          DISPLAY6,M1,6

          DISPLAY4,6,7

          腳踏開關(IN0)按下之后,即灌注工作過程中,

          顯示如下圖的界面:


          14.效果及結論

          在該項目正式立項后,首先確定了步進電機及驅動器選型,進而確定了機械結構;機械的初次定型耗時2周左右,而控制系統(tǒng)軟件在了解灌注機工藝流程之后,編寫程序耗時一個小時左右;在機械初次定型后,花費3個小時左右的調(diào)試,控制系統(tǒng)已基本滿足了設計要求;后來,機械結構進行了部分必須的技術改進(主要為出膠口攪拌技術),經(jīng)在多家工廠的產(chǎn)品批量灌注生產(chǎn)及測試,控制系統(tǒng)可靠、精確。

          因此,對應此類非標應用步進電機的控制系統(tǒng),使用DMC300A控制器,可以做到性能可靠、開發(fā)周期短,使設備廠商可以把精力集中在自己擅長的機械結構上:設備產(chǎn)品早一天上市,就能獲得更多的市場機會;省去了專用控制系統(tǒng)繁雜、長周期的開發(fā)過程,又不會出現(xiàn)使用PLC進行痛苦的編程調(diào)試,步進脈沖定量控制、速度控制捉襟見肘,等等??傊x用了合適的控制系統(tǒng),你的產(chǎn)品就成功了一半。



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