隨著集成電路、印刷電路板、彩色液晶屏、電子元器件（如繼電器、揚聲器）、光學鏡頭、汽車部件、醫(yī)療用品等產(chǎn)品的廣泛使用，其中的關鍵工藝設備點膠機器人也得到越來越廣泛的應用，本文主要介紹了樂創(chuàng)自動化技術有限公司研制生產(chǎn)的基于MPC05獨立運動控制器的點膠機器人控制系統(tǒng)的組成及其特點。

1 引言

隨著集成電路、印刷電路板、彩色液晶屏、電子元器件（如繼電器、揚聲器）、光學鏡頭、汽車部件、醫(yī)療用品等產(chǎn)品的廣泛使用，其中的關鍵工藝設備點膠機器人也得到越來越廣泛的應用。

為了適應工業(yè)點膠設備向自動化、快速化方向發(fā)展，樂創(chuàng)自動化技術有限公司在多年運動控制技術研究成果基礎上，研制生產(chǎn)了基于MPC05獨立運動控制器的點膠機器人控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)是集數(shù)碼控制、精密機械、自動點膠于一體的高科技產(chǎn)品，滿足點膠過程中的靈活快速的要求，具有高度的可靠性和擴展性，同時有效降低了產(chǎn)品成本。

2 系統(tǒng)組成及工藝流程

2.1 系統(tǒng)組成

點膠機機器人控制系統(tǒng)主要由MPC05運動控制器、步進電機及驅(qū)動器、示教盒等部件組成，如圖1所示。串口A與計算機相連，用于系統(tǒng)調(diào)試；串口B與專業(yè)示教控制盒相連，可以對任意圖形進行示教、修改、配置、加工；USB接口用于下載MPC05運動控制器的固件，也可以用于下載加工文件。

2.2 工藝流程

基于MPC05運動控制器的點膠機器人系統(tǒng)的基本工作流程如圖2所示： 客戶可根據(jù)實際需求直接示教或進行CAD圖形轉(zhuǎn)換，設計出自己所需的點膠圖形，通過軟件系統(tǒng)將點膠圖形轉(zhuǎn)換為運動指令傳送給MPC05運動控制器，再通過驅(qū)動執(zhí)行機構、控制膠頭，最終實現(xiàn)點膠控制。

3 MPC05運動控制器的設計

點膠機器人控制系統(tǒng)的核心單元MPC05運動控制器采用“FPGA+DSP”的方案，圖3為控制器的結(jié)構框圖。FLASH用于存儲DSP程序，多余的空間可以用來存儲配置程序或加工程序以及系統(tǒng)工藝參數(shù)和現(xiàn)場數(shù)據(jù)，NAND FLASH大規(guī)模板上存儲器用于存儲配置數(shù)據(jù)、加工數(shù)據(jù)等?？刂破鞯暮诵氖荄SP和FPGA，DSP實現(xiàn)CPU功能，F(xiàn)PGA實現(xiàn)控制功能和I/O功能。

該控制器的加工文件可以通過RS232下載，或通過U盤拷貝，輸出的脈沖方向信號用于控制步進或伺服驅(qū)動器，I/O口接停機信號或開機信號等。

MPC05運動控制器共有兩個串行通訊口：其中串口A用于與PC機通訊，采用類似松下伺服的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議通訊；串口B為人機界面通訊接口，采用標準的Modbus協(xié)議通訊。

4 系統(tǒng)的特點及功能

4.1 完整的解決方案

基于MPC05的點膠機提供從CAD軟件、控制系統(tǒng)到執(zhí)行機構的完整解決方案，滿足任意精簡或復雜的需求： 專業(yè)軌跡編程器（示教控制盒）：用于點膠軌跡的示教和規(guī)劃。

中文操作界面，操作簡單方便，很快就可以熟練使用進行操作，可以對任意圖形的示教、修改、配置、加工；

免示教盒嵌入式轉(zhuǎn)接卡：在脫離示教盒的情況下提供加工能力，在多臺設備中可以只配一個示教盒仍可以滿足需求，這樣可以降低成本；

專業(yè)CAD控制軟件：支持AutoCAD格式、G代碼轉(zhuǎn)為MPC05運動控制器可識別的加工文件；

MPC05運動控制器：高性能4 軸運動控制，支持步進、伺服電機控制； 步進電機、伺服電機及驅(qū)動器。

4.2 復雜圖形加工能力

以專業(yè)運動控制器為核心，配合友好方便的用戶界面，點膠機器人控制系統(tǒng)可以勝任非常復雜的圖形加工。

支持兩種加工類型：直接示教或CAD圖紙轉(zhuǎn)換方式；

支持點、線段、圓弧、橢圓弧的示教編輯，任意平面選擇切換；

支持任意延時、支持運動中變速，自動連續(xù)插補控制；

支持開膠延時、提前關膠等工藝控制；

支持陣列加工，支持模擬輸出；

支持直接CAD文件、G代碼文件讀取，支持倒角、圓角處理；

自帶CAD繪制能力，支持自動路徑選擇、自定義加工次序。

4.3 CAD 軟件功能

自帶CAD處理功能，方便通過CAD 圖紙實現(xiàn)加工控制。

支持AutoCAD DXF文件讀取，支持DXF2000至DXF2006的多種文件格式；

支持G代碼編輯，并支持G代碼、圖形、DXF文件之間的任意轉(zhuǎn)換；

直接將圖形、DXF文件或G代碼輸出為點膠機加工文件；

自帶點、線、多線段、矩形、多邊形、圓、弧、橢圓、橢圓弧、跑道等圖形編輯能力；

可自定義原點、加工次序、任意圖形方向；

自動軌跡優(yōu)化、環(huán)形檢測。支持圓角、倒角處理。

4.4 適應與擴展能力

不對機械系統(tǒng)做任何限制，可任意選擇傳動機構、執(zhí)行電機、平臺結(jié)構；

MPC05運動控制器的脈沖輸出頻率達7.5Mhz，可滿足高速加工要求；

具有16路輸入、16路輸出能力，可任意擴展控制能力；

可選原點、正負限位信號，提供精確控制能力；

可自定義脈沖當量、平臺尺寸、速度限制、沖擊等參數(shù)；

可選控制器尺寸、用戶界面定制；

可選文件復制，一次設計，無限使用；支持USB文件下載等。

4.5 其他功能

首先，操作簡單方便，系統(tǒng)在設計中充分考慮到使用的簡單化，在不影響功能的前提下，使按鍵的數(shù)量減少到最少，簡化操作過程，工人培訓簡單，節(jié)約培訓時間和培訓費用。

其次，具有軌跡存儲的功能，在點膠機控制系統(tǒng)中，可以同時存儲 99 個工作軌跡圖形于示教盒中，可存儲32個于MPC05運動控制器中，只需進行簡單的選擇操作，可以快速適應不同的工件；一次下載以后可以脫離示教盒。

再次，噴膠針頭可調(diào)，可以在一定范圍內(nèi)適應不同高度工件的要求，并可以保證在更換點膠機針筒的時候，不需要對運動軌跡進行重新校正。

最后，關鍵部件精心選用零部件，在保證較高的速度、精度的同時，滿足自動化生產(chǎn)條件下的高可靠性要求。

5 總結(jié)

基于MPC05獨立運動控制器的點膠機機器人控制系統(tǒng)具有使用方便、操作簡單、人機界面友好等特點，運動軌跡平滑，涂膠均勻，功能強大，可靠性和穩(wěn)定性高，并有效地降低了產(chǎn)品成本，目前已廣泛應用于多種點膠機器人設備。