當(dāng)前，全球制造業(yè)格局正在發(fā)生深刻變化，中國(guó)制造業(yè)正面臨著發(fā)達(dá)國(guó)家蓄勢(shì)占優(yōu)和新興經(jīng)濟(jì)體追趕比拼的雙頭擠壓和雙重挑戰(zhàn)。

　　設(shè)備智能化作為智能制造技術(shù)的關(guān)鍵內(nèi)核，正成為制造企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必經(jīng)之路。針對(duì)不同行業(yè)，如何破解設(shè)備智能化過(guò)程中的難點(diǎn)，打通生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，逐步向智能工廠、數(shù)字工廠方向過(guò)渡?研華整合了3C、電子制造、半導(dǎo)體、食品加工等行業(yè)的智能設(shè)備典型案例，為用戶的設(shè)備智能化轉(zhuǎn)型提供參考。

　　文/研華科技

　　精密高速點(diǎn)膠控制解決方案

　　1 項(xiàng)目背景

　　精密高速點(diǎn)膠機(jī)是一種自動(dòng)化設(shè)備，專門用于控制流體并將其涂覆到產(chǎn)品表面或內(nèi)部。與普通點(diǎn)膠機(jī)相比，精密高速點(diǎn)膠機(jī)需要精密的軸控制。

　　首先，需要通過(guò)DIO輸出來(lái)控制閥門，在軸運(yùn)動(dòng)過(guò)程中高速涂膠于準(zhǔn)確位置。機(jī)械手在拐角處會(huì)減速，軸卡必須具有軸向運(yùn)動(dòng)的減速功能。由于機(jī)械手存在平面度誤差，因此需要具備偏移功能。

　　借助研華軸卡的這三個(gè)附加功能，可以精確測(cè)量膠水軌跡并進(jìn)行重量控制。

　　2 系統(tǒng)要求

　　研華的一位客戶在使用點(diǎn)膠機(jī)時(shí)遇到以下情況：

　　l 系統(tǒng)偶爾崩潰;

　　l 機(jī)器使用一段時(shí)間后出現(xiàn)位置偏移，造成錯(cuò)位;

　　l 機(jī)器實(shí)際運(yùn)行速度較慢，與廠家要求的速度不同;

　　l 機(jī)器的承載能力比較弱;

　　l 客戶對(duì)技術(shù)服務(wù)的響應(yīng)時(shí)間和供應(yīng)商的技術(shù)能力有較高的要求。

　　研華已在點(diǎn)膠機(jī)領(lǐng)域運(yùn)營(yíng)多年，擁有一支合格的工程師團(tuán)隊(duì)，致力于開(kāi)發(fā)成熟的解決方案。憑借這一經(jīng)驗(yàn)，研華能夠滿足這些客戶的迫切需求。

　　通過(guò)內(nèi)置3D圓弧插補(bǔ)、2軸位置觸發(fā)、拐角減速、平面誤差補(bǔ)償?shù)裙δ?，研華的運(yùn)動(dòng)控制卡可以解決客戶現(xiàn)有機(jī)器中的各種問(wèn)題。

　　此外，研華不僅為工控機(jī)、向后兼容可編程和功能調(diào)試軸卡提供了質(zhì)量保證，還提供了及時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)技術(shù)服務(wù)，從而確保服務(wù)的及時(shí)性。

　　3 系統(tǒng)說(shuō)明

　　點(diǎn)膠設(shè)備分為四個(gè)獨(dú)立的工位：兩個(gè)雙閥點(diǎn)膠位置和兩個(gè)單閥點(diǎn)膠位置。

　　雙閥點(diǎn)膠位置由五個(gè)軸組成：X軸、Y軸、Z軸，以及控制閥門的兩個(gè)軸：A軸和B軸，由研華的PCI-1285運(yùn)動(dòng)控制卡控制。

　　單閥點(diǎn)膠位置包括四個(gè)軸：X軸、Y軸、Z軸，以及控制閥門的A軸，由研華的PCI-1245運(yùn)動(dòng)控制卡控制。

　　除了每個(gè)工位的點(diǎn)膠動(dòng)作外，客戶還使用了PLC來(lái)控制裝載和卸載動(dòng)作。因此，點(diǎn)膠位置必須通過(guò)DIO與PLC進(jìn)行通信，從而確保點(diǎn)膠過(guò)程中不包含有關(guān)裝載和卸載動(dòng)作的指令。

　　點(diǎn)膠設(shè)備的速度至少達(dá)到800mm/s。這需要在導(dǎo)航通過(guò)三個(gè)XYZ軸的路徑時(shí)降低拐角速度。觸發(fā)器尖端必須在正確位置準(zhǔn)確點(diǎn)膠。因此，需要具備兩軸高速相對(duì)觸發(fā)功能。

　　由于各工位的點(diǎn)膠模塊獨(dú)立嵌入安裝在設(shè)備上，而且產(chǎn)品固定軸由PLC控制，不與點(diǎn)膠模塊共用同一系統(tǒng)。點(diǎn)膠控制系統(tǒng)和產(chǎn)品定位系統(tǒng)存在一定的平面誤差，因此點(diǎn)膠系統(tǒng)需要采用平面度補(bǔ)償算法。

　　4 系統(tǒng)架構(gòu)(見(jiàn)圖1)

　　圖1研華精密高速點(diǎn)膠控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　5 核心產(chǎn)品

　　PCI-1245和PCI-1285控制電機(jī)按照要求路徑高速高精度地運(yùn)動(dòng)。同時(shí)該卡具有多軸高速相對(duì)位置輸出、平面度誤差補(bǔ)償、每組軌跡插補(bǔ)存儲(chǔ)8000條路徑、拐角減速等功能，解決了現(xiàn)有設(shè)備存在的問(wèn)題。此外，運(yùn)動(dòng)控制卡的內(nèi)置DIO滿足了客戶對(duì)通用DIO的需求，為點(diǎn)膠模塊和PLC之間提供了可靠的信號(hào)通信。

　　研華的運(yùn)動(dòng)控制卡采用共同運(yùn)動(dòng)API統(tǒng)一API調(diào)用編程模式?？蛻艨梢允褂孟嗤木幊谭椒▽?duì)不同的卡片進(jìn)行編程，節(jié)省了客戶的編碼量和編程時(shí)間。而且，今后客戶在升級(jí)到EtherCAT總線控制卡時(shí)不再需要更改編碼，為客戶提供了一個(gè)高度兼容的選擇。

　　研華的IPC-510工控機(jī)配備了所有必要的控制接口，為整個(gè)點(diǎn)膠機(jī)提供了一個(gè)可靠、流暢的操作平臺(tái)，客戶不再抱怨工業(yè)計(jì)算機(jī)常見(jiàn)的系統(tǒng)崩潰。

　　研華的IPC和運(yùn)動(dòng)控制卡產(chǎn)品類型齊全，可以保證運(yùn)行可靠，軟件編程更加簡(jiǎn)單，客戶無(wú)需因?yàn)楫a(chǎn)品繁多、問(wèn)題繁雜而聯(lián)系多家廠商。

　　此外，研華為其易于維護(hù)的產(chǎn)品提供了全面的售后技術(shù)支持，同時(shí)整體價(jià)格仍然非常具有競(jìng)爭(zhēng)力。

　　最后，研華行業(yè)解決方案團(tuán)隊(duì)針對(duì)各種工業(yè)場(chǎng)景下的點(diǎn)膠應(yīng)用，推出了完整的軟硬一體點(diǎn)膠控制系統(tǒng)解決方案，更方便快捷完成點(diǎn)膠方案部署。

　　五軸跟隨控制算法，

　　大幅提升PCB高元器件加固點(diǎn)膠生產(chǎn)效率

　　1 項(xiàng)目背景

　　電子產(chǎn)品在移動(dòng)、安裝、工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些振動(dòng)。當(dāng)電子產(chǎn)品中的PCB板上有一些較高、較重的元器件時(shí)，振動(dòng)就很可能會(huì)造成這些高元器件的引腳斷裂或從PCB板脫落，從而造成產(chǎn)品損壞。為了避免這個(gè)問(wèn)題，生產(chǎn)商引入點(diǎn)膠加固工藝，對(duì)元器件底部或引腳處進(jìn)行加固點(diǎn)膠，使元器件與 PCB的連接更加牢固，避免振動(dòng)帶來(lái)的晃動(dòng)，提高了產(chǎn)品出廠后的良率和可靠性。

　　2 項(xiàng)目要求

　　PCB高元器件加固點(diǎn)膠工藝主要應(yīng)用于汽車電子、電源模塊、電動(dòng)工具、通信設(shè)備等行業(yè)。由于PCB上電子元器件種類多樣，為滿足各種元器件底部或側(cè)面加固，系統(tǒng)就需要機(jī)械臂調(diào)整點(diǎn)膠姿態(tài)進(jìn)行傾斜點(diǎn)膠。

　　為適應(yīng)大幅面加工和各種姿態(tài)傾斜點(diǎn)膠，軸臺(tái)多采用擺臂式五軸機(jī)構(gòu)，設(shè)備控制器需要進(jìn)行五軸跟隨控制。

　　為適應(yīng)各種產(chǎn)品的快速加工，讓操作員簡(jiǎn)單快速地操作設(shè)備，系統(tǒng)需要有快速的膠路編輯方法和工單管理功能。另外，系統(tǒng)通常還需要結(jié)合視覺(jué)進(jìn)行上料糾偏、引導(dǎo)定位，以便滿足在線式設(shè)備的全自動(dòng)快速加工。

　　3 系統(tǒng)說(shuō)明

　　針對(duì)PCB上高元器件加固點(diǎn)膠的應(yīng)用，研華控制方案采用PC型架構(gòu)，搭配研華8軸的運(yùn)動(dòng)控制卡，接入相機(jī)，很方便的整合了設(shè)備的運(yùn)動(dòng)控制和視覺(jué)圖像處理需求。

　　系統(tǒng)結(jié)合了相關(guān)的點(diǎn)膠工藝和現(xiàn)場(chǎng)需求，提供了五軸跟隨控制算法，控制5個(gè)軸高效靈活的實(shí)現(xiàn)各種姿態(tài)的傾斜點(diǎn)膠。同時(shí)，五軸機(jī)構(gòu)點(diǎn)膠應(yīng)用中包含多坐標(biāo)系位置轉(zhuǎn)換、換針標(biāo)定、軸旋轉(zhuǎn)中心標(biāo)定、出膠一致性等功能。

　　研華的控制器提供相關(guān)接口供客戶使用，協(xié)助客戶快速完成設(shè)備調(diào)試。此外，該設(shè)備通常是產(chǎn)線中的其中一臺(tái)設(shè)備，除了需要控制送料軸、調(diào)寬軸以及氣缸等完成整個(gè)上下料動(dòng)作，還需要對(duì)接上下游設(shè)備的信號(hào)，以完成整條產(chǎn)線的順暢運(yùn)作。

　　4 系統(tǒng)架構(gòu)(見(jiàn)圖2)

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　5 核心產(chǎn)品

　　研華控制方案的PC型架構(gòu)，很好地整合了運(yùn)動(dòng)控制和機(jī)器視覺(jué)的應(yīng)用需求，豐富的硬件接口可以很方便的對(duì)接各種外設(shè)和系統(tǒng)，充分滿足了線體設(shè)備的自動(dòng)化控制和信息化處理需求。

　　該方案硬件產(chǎn)品主要包括：配備第6代Intel? Core? i CPU的緊湊型工業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)AIMC-3202、8軸高性能運(yùn)動(dòng)控制卡點(diǎn)膠應(yīng)用軟件ESRP-DSC01-1285、0.3~15-MP PoE工業(yè)相機(jī)QCAM-GC1300。

　　該應(yīng)用中，研華運(yùn)動(dòng)控制卡的五軸控制算法可以高效靈活的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜軌跡控制和規(guī)劃，客戶使用簡(jiǎn)單的接口調(diào)用即可完成相關(guān)的運(yùn)動(dòng)控制功能。

　　在實(shí)際的點(diǎn)膠設(shè)備開(kāi)發(fā)中，研華不僅提供穩(wěn)定可靠的控制器產(chǎn)品，還可以借助多年在點(diǎn)膠領(lǐng)域的設(shè)備控制和 應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，協(xié)助客戶快速完成點(diǎn)膠工藝的調(diào)試和設(shè)備的開(kāi)發(fā)。