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　　當前，全球制造業格局正在發生深刻變化，中國制造業正面臨著發達國家蓄勢占優和新興經濟體追趕比拼的雙頭擠壓和雙重挑戰。

　　設備智能化作為智能制造技術的關鍵內核，正成為制造企業轉型升級的必經之路。針對不同行業，如何破解設備智能化過程中的難點，打通生產的各個環節，逐步向智能工廠、數字工廠方向過渡?研華整合了3C、電子制造、半導體、食品加工等行業的智能設備典型案例，為用戶的設備智能化轉型提供參考。

　　文/研華科技

　　精密高速點膠控制解決方案

　　1 項目背景

　　精密高速點膠機是一種自動化設備，專門用于控制流體并將其涂覆到產品表面或內部。與普通點膠機相比，精密高速點膠機需要精密的軸控制。

　　首先，需要通過DIO輸出來控制閥門，在軸運動過程中高速涂膠于準確位置。機械手在拐角處會減速，軸卡必須具有軸向運動的減速功能。由于機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附加功能，可以精確測量膠水軌跡并進行重量控制。

　　2 系統要求

　　研華的一位客戶在使用點膠機時遇到以下情況：

　　l 系統偶爾崩潰;

　　l 機器使用一段時間后出現位置偏移，造成錯位;

　　l 機器實際運行速度較慢，與廠家要求的速度不同;

　　l 機器的承載能力比較弱;

　　l 客戶對技術服務的響應時間和供應商的技術能力有較高的要求。

　　研華已在點膠機領域運營多年，擁有一支合格的工程師團隊，致力于開發成熟的解決方案。憑借這一經驗，研華能夠滿足這些客戶的迫切需求。

　　通過內置3D圓弧插補、2軸位置觸發、拐角減速、平面誤差補償等功能，研華的運動控制卡可以解決客戶現有機器中的各種問題。

　　此外，研華不僅為工控機、向后兼容可編程和功能調試軸卡提供了質量保證，還提供了及時的現場指導技術服務，從而確保服務的及時性。

　　3 系統說明

　　點膠設備分為四個獨立的工位：兩個雙閥點膠位置和兩個單閥點膠位置。

　　雙閥點膠位置由五個軸組成：X軸、Y軸、Z軸，以及控制閥門的兩個軸：A軸和B軸，由研華的PCI-1285運動控制卡控制。

　　單閥點膠位置包括四個軸：X軸、Y軸、Z軸，以及控制閥門的A軸，由研華的PCI-1245運動控制卡控制。

　　除了每個工位的點膠動作外，客戶還使用了PLC來控制裝載和卸載動作。因此，點膠位置必須通過DIO與PLC進行通信，從而確保點膠過程中不包含有關裝載和卸載動作的指令。

　　點膠設備的速度至少達到800mm/s。這需要在導航通過三個XYZ軸的路徑時降低拐角速度。觸發器尖端必須在正確位置準確點膠。因此，需要具備兩軸高速相對觸發功能。

　　由于各工位的點膠模塊獨立嵌入安裝在設備上，而且產品固定軸由PLC控制，不與點膠模塊共用同一系統。點膠控制系統和產品定位系統存在一定的平面誤差，因此點膠系統需要采用平面度補償算法。

　　4 系統架構(見圖1)

　　圖1研華精密高速點膠控制系統結構圖

　　5 核心產品

　　PCI-1245和PCI-1285控制電機按照要求路徑高速高精度地運動。同時該卡具有多軸高速相對位置輸出、平面度誤差補償、每組軌跡插補存儲8000條路徑、拐角減速等功能，解決了現有設備存在的問題。此外，運動控制卡的內置DIO滿足了客戶對通用DIO的需求，為點膠模塊和PLC之間提供了可靠的信號通信。

　　研華的運動控制卡采用共同運動API統一API調用編程模式。客戶可以使用相同的編程方法對不同的卡片進行編程，節省了客戶的編碼量和編程時間。而且，今后客戶在升級到EtherCAT總線控制卡時不再需要更改編碼，為客戶提供了一個高度兼容的選擇。

　　研華的IPC-510工控機配備了所有必要的控制接口，為整個點膠機提供了一個可靠、流暢的操作平臺，客戶不再抱怨工業計算機常見的系統崩潰。

　　研華的IPC和運動控制卡產品類型齊全，可以保證運行可靠，軟件編程更加簡單，客戶無需因為產品繁多、問題繁雜而聯系多家廠商。

　　此外，研華為其易于維護的產品提供了全面的售后技術支持，同時整體價格仍然非常具有競爭力。

　　最后，研華行業解決方案團隊針對各種工業場景下的點膠應用，推出了完整的軟硬一體點膠控制系統解決方案，更方便快捷完成點膠方案部署。

　　五軸跟隨控制算法，

　　大幅提升PCB高元器件加固點膠生產效率

　　1 項目背景

　　電子產品在移動、安裝、工作時會產生一些振動。當電子產品中的PCB板上有一些較高、較重的元器件時，振動就很可能會造成這些高元器件的引腳斷裂或從PCB板脫落，從而造成產品損壞。為了避免這個問題，生產商引入點膠加固工藝，對元器件底部或引腳處進行加固點膠，使元器件與 PCB的連接更加牢固，避免振動帶來的晃動，提高了產品出廠后的良率和可靠性。

　　2 項目要求

　　PCB高元器件加固點膠工藝主要應用于汽車電子、電源模塊、電動工具、通信設備等行業。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面加固，系統就需要機械臂調整點膠姿態進行傾斜點膠。

　　為適應大幅面加工和各種姿態傾斜點膠，軸臺多采用擺臂式五軸機構，設備控制器需要進行五軸跟隨控制。

　　為適應各種產品的快速加工，讓操作員簡單快速地操作設備，系統需要有快速的膠路編輯方法和工單管理功能。另外，系統通常還需要結合視覺進行上料糾偏、引導定位，以便滿足在線式設備的全自動快速加工。

　　3 系統說明

　　針對PCB上高元器件加固點膠的應用，研華控制方案采用PC型架構，搭配研華8軸的運動控制卡，接入相機，很方便的整合了設備的運動控制和視覺圖像處理需求。

　　系統結合了相關的點膠工藝和現場需求，提供了五軸跟隨控制算法，控制5個軸高效靈活的實現各種姿態的傾斜點膠。同時，五軸機構點膠應用中包含多坐標系位置轉換、換針標定、軸旋轉中心標定、出膠一致性等功能。

　　研華的控制器提供相關接口供客戶使用，協助客戶快速完成設備調試。此外，該設備通常是產線中的其中一臺設備，除了需要控制送料軸、調寬軸以及氣缸等完成整個上下料動作，還需要對接上下游設備的信號，以完成整條產線的順暢運作。

　　4 系統架構(見圖2)

圖2 系統結構圖

　　5 核心產品

　　研華控制方案的PC型架構，很好地整合了運動控制和機器視覺的應用需求，豐富的硬件接口可以很方便的對接各種外設和系統，充分滿足了線體設備的自動化控制和信息化處理需求。

　　該方案硬件產品主要包括：配備第6代Intel? Core? i CPU的緊湊型工業計算機系統AIMC-3202、8軸高性能運動控制卡點膠應用軟件ESRP-DSC01-1285、0.3~15-MP PoE工業相機QCAM-GC1300。

　　該應用中，研華運動控制卡的五軸控制算法可以高效靈活的實現復雜軌跡控制和規劃，客戶使用簡單的接口調用即可完成相關的運動控制功能。

　　在實際的點膠設備開發中，研華不僅提供穩定可靠的控制器產品，還可以借助多年在點膠領域的設備控制和 應用經驗，協助客戶快速完成點膠工藝的調試和設備的開發。