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DMC130A控制器在双液定量灌注机系统中的应用

作者:时间:2017-06-06来源:网络

1.引言

实际的工业生产中,存在大量需要使用AB胶的场合。根据使用场合的区别、及不同的AB胶材质,AB胶的体积比例、重量比例是多种多样的,但都要求AB两种胶水混合均匀。虽然这种要求对于来讲,并不属于较高的要求,但在实际的工业生产中,却普遍采用纯手工操作:手工按比例分别称/量取两种胶水,混合在一容器内,手工搅拌;再装入注射器或塑胶袋,手工挤/压出,凭经验或眼睛估计判断挤出量的多少。这种方法虽然操作简单、不需要专用设备,但:

1、效率低,纯手工操作,占用大量人工工时。

2、产品一致型差、不良率高:手工搅拌,很难做到搅拌均匀;手工挤压,出胶量不能精确控制。

3、容易产生胶水浪费:一次搅拌混合的胶水必须一次使用完毕,剩余的胶水无法储存。

基于解决以上问题,本人同深圳宝安某设备厂商合作开发的双液定量灌注机系统,通过使用DMC300A控制器,控制两个,带动齿轮泵,并且配合自动搅拌,有效的解决了上述问题。

2.控制器简介

科瑞特DMC110A采用高性能“CPU+”主控,系统资源丰富、功能强大、使用简单:

1、24K存储空间:支持1024个参数,

2、IO接口充足:16个输入、8个输出,逻辑关系在程序中确定,功能可完全自定义;

3、控制三轴:XYZ,每轴带两个硬件限位点;

4、高速高性能:支持100KHz脉冲频率,标准的梯形加速曲线;

5、人机交互便捷:内嵌键盘模块、128×64点阵液晶显示,提供显示指令,用户可灵活控制显示;

6、高性能内核模块:系统提供一套完整的指令系统,支持用户进行便捷的二次编程,对于非标数控系统,完全优越于G代码编程;

7、编程方便:可在PC机编程下载用户程序,或在键盘上直接编程;

10.应用的系统分析

科瑞特自动化控制器在该灌注机系统上的应用,对于DMC系列的高性能、多功能来讲,属于比较简单的应用。但此要求对于“PLC+文本显示”或“CNC”或专用系统来讲,却都显得或复杂、或使用不便、或开发周期长,换句话讲,专业的,解决运动控制问题,确实简单。

利用DMC130A高精准的直线插补指令,实现两个齿轮泵的同步、高速、定量出胶;配合出胶头加装的混合搅拌装置,实现两种胶水的均匀搅拌;

参数输入接口设置为:针对不同的产品对胶量的要求,仅需设置出胶量(体积单位);根据实际胶水的粘稠度,设置具体的出胶速度(单位体积/秒);对于不同的胶水材质要求,设置出胶比例(体积比);利用DMC300A丰富简便的运算指令实现具体单位的参数向脉冲单位的转换;

显示功能:运行中显示当前出胶速度、出胶量、加工次数、当前状态等信息;

启停控制:“Run”接地有效时运行程序,“IN0”接地有效时启动加工、“Stop”接地有效时停止加工过程;

报警检测:‘IN1’、‘IN2’对胶桶中的总胶量进行检测,胶水量低于下限,停止出胶动作;

机械系统需要解决的问题:转动带动齿轮泵的实现、出胶枪头对胶水搅拌的实现、其他胶水胶路、气阀气路、胶桶加热等。

11.步进电机运动控制功能的实现

将控制A胶步进电机定义为X轴,B胶步进电机定义为Y轴。AB胶比例决定XY轴直线插补斜率,即X、Y运动脉冲比例;由出胶总量,按AB胶比例,得到X、Y轴的出胶量;根据实际测算出的出胶量与脉冲数的系数,计算得到X、Y轴分别应发的脉冲数;

速度值计算:由设定的出胶速度(ml/10s),根据实际测算出的出胶量与脉冲数的系数,计算得到直线插补的最高速度;当最高速度大于电机的启动速度时,起始速度取固定的步进电机的启动速度,当最高速度小于电机的启动速度时,起始速度取最高速度的一半;加速时间取固定值,在实际中取800ms,基本可以保证高低速出胶的流畅。当然,这里面有个前提,即出胶速度并不要求绝对准确,实际现场使用运行由20%的偏差。但出胶量的准确性要求误差在5%以内;

速度计算程序:(S10:出胶速度,步进电机启动速度500转/分,近似对应3000Hz/s)

MOVMM12,S10

MULM12,165‘(实际测算的脉冲系数,即0.1ml流量对应脉冲数多少)

JLDSP00,M12,3000

MOVM10,3000

JMPSP20

SP00:MOVMM10,M12

DIVM10,2

JMPSP20

SP20:MOVM11,800

SPEEDM3,M10,M11,M12

上述代码完成了脉冲速度值的计算;

直线插补计算:(S0:出胶量;S20:A胶比例;S21:B胶比例;S22:X轴脉冲系数;S23:Y轴脉冲系数)

MOVMM0,S20

ADDMM0,S21

MOVMM1,S0

MULMM1,S20

MULMM1,S22

DIVMM1,M0

MOVMM2,S0

MULMM2,S21

MULMM2,S23

DIVMM2,M0

经过计算,指令“LINIM3,M1,M2”即可完成设定的出胶动作。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201706/349507.htm


12.参数设置的实现

系统工作需要设置的参数为:出胶总量、A胶比例、B胶比例、出胶速度、A胶系数、B胶系数等。预先绘制128×64象素图片:



将上述两个图片分别下载至控制器参数页面0、1(图片需要顺时针旋转90度),下载参数页面0时,需要设置四个数值区域对应寄存器为:S0,S10,S20,S21;

下载参数页面1时,需要设置四个数值区域对应寄存器为:S22,S23,S4,S4;

图片下载后,控制器待机状态下按参数键,出现可视参数设置界面,将出现如下界面:


通过移动光标键,可分别对以上参数进行设置;系统将自动按设置对应的寄存器序号分别对应S型变量:S0,S10,S20,S21,S22,S23,用户程序中的取值指令将自动获取你设置的参数数值。

13.状态信息显示的实现

预先绘制如右图所示128×64点阵图片:

将此图片下载至控制器状态画面0;

在程序中使用寄存器/变量:M1,对加工次数进行计数;

在程序中,IN0启动之前,使用如下程序:

DISPLAY0,0,0

DISPLAY6,S0,4

DISPLAY6,S10,5

DISPLAY4,4,6

DISPLAY6,M0,6

运行程序后,在脚踏开关(IN0)按下之前,控制器将显示如右图的界面:

在程序中,IN0启动之后,使用如下程序:

DISPLAY4,4,6

DISPLAY6,M1,6

DISPLAY4,6,7

脚踏开关(IN0)按下之后,即灌注工作过程中,

显示如下图的界面:


14.效果及结论

在该项目正式立项后,首先确定了步进电机及驱动器选型,进而确定了机械结构;机械的初次定型耗时2周左右,而控制系统软件在了解灌注机工艺流程之后,编写程序耗时一个小时左右;在机械初次定型后,花费3个小时左右的调试,控制系统已基本满足了设计要求;后来,机械结构进行了部分必须的技术改进(主要为出胶口搅拌技术),经在多家工厂的产品批量灌注生产及测试,控制系统可靠、精确。

因此,对应此类非标应用步进电机的控制系统,使用DMC300A控制器,可以做到性能可靠、开发周期短,使设备厂商可以把精力集中在自己擅长的机械结构上:设备产品早一天上市,就能获得更多的市场机会;省去了专用控制系统繁杂、长周期的开发过程,又不会出现使用PLC进行痛苦的编程调试,步进脉冲定量控制、速度控制捉襟见肘,等等。总之,选用了合适的控制系统,你的产品就成功了一半。



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