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全自動錫膏印刷機(jī)是SMT(表面貼裝技術(shù))生產(chǎn)線的關(guān)鍵設(shè)備之一。作為表面貼裝生產(chǎn)線的頭一道工序,錫膏印刷質(zhì)量的好壞對SMT產(chǎn)品的合格率有著重大的影響。影響錫膏印刷質(zhì)量的一個重要因素是印刷機(jī)各部分的運動控制精度,目前SMT產(chǎn)品的生產(chǎn)向高產(chǎn)出率和"零缺陷"方向發(fā)展,在生產(chǎn)中,印刷機(jī)需要長時間穩(wěn)定不間斷地高速運行,這對其運動控制系統(tǒng)的運行速度、穩(wěn)定性及可靠性提出了很高的要求。
圖1全自動錫膏印刷機(jī)
1自動PCB印刷機(jī)的工作原理
錫膏印刷機(jī)主要包括以下幾個部件:視覺系統(tǒng)、刮刀模組、PCB傳送軌道和糾偏定位平臺。控制各部件運動的共有8個驅(qū)動軸,其中,板寬調(diào)整控制動導(dǎo)軌前后移動,將PCB傳送軌道調(diào)整到與待加工PCB相應(yīng)的寬度;相機(jī)X、相機(jī)Y控制相機(jī)移動到MARK點位置;平臺X、平臺Y1、平臺Y2控制糾偏定位平臺前后、左右移動并旋轉(zhuǎn)角度,使PCB與鋼網(wǎng)準(zhǔn)確對齊;平臺升降控制糾偏定位平臺升降,完成平臺工作位置切換;刮刀拖動控制刮刀模組前后移動,完成印刷。各驅(qū)動軸運動均為點位運動,無聯(lián)動要求。
印刷機(jī)的工作流程為:先,PCB通過PCB傳送軌道進(jìn)入印刷機(jī)后,安裝在PCB傳送軌道上的PCB夾緊裝置將PCB固定;其次,視覺系統(tǒng)依次根據(jù)PCB及鋼網(wǎng)上各自兩個MARK點發(fā)出位置反饋信號;再次,調(diào)整平臺糾正PCB與鋼網(wǎng)間的位置及角度偏差,將PCB與鋼網(wǎng)準(zhǔn)確對齊;然后,糾偏定位平臺上升到印刷位置,刮刀模組上的刮刀前后移動將錫膏均勻的印刷到PCB的焊盤上;較后,糾偏定位平臺下降到原位,PCB夾緊裝置松開,PCB建立和絕對位置定位的實現(xiàn)。傳送帶將PCB送出印刷機(jī),完成一個工作循環(huán)。
2臺達(dá)控制方案
臺達(dá)運動控制卡系統(tǒng)組成如圖2所示。
圖2運動控制卡系統(tǒng)組成
臺達(dá)多軸運動控制卡電控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖3所示
圖3多軸運動控制卡電控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
臺達(dá)運動控制卡電控系統(tǒng)由1片多軸運動控制卡PCI-DMC-A01、2臺4路脈沖輸出模塊ASD-DMC-04PI,以及1臺200WASD-A2-0221-F、1臺400WASD-A2-0421-F、2臺750WASD-A2-0721-F伺服驅(qū)動器,搭配1臺64點輸入模塊ASD-DMC-64MN和1臺64點輸出模塊ASD-DMC-64NT組成。
臺達(dá)多軸運動控制卡電控系統(tǒng)軟件編程:
通過對錫膏印刷機(jī)工作方式進(jìn)行分析,可知印刷機(jī)各軸有著相同的基本運動方式:原點搜索(REFERENCE)、絕對位置定位(ABS)和點動控制(JoG)。其中,點動控制(JOG)用于印刷機(jī)的手動調(diào)試,在正常運行中將被禁止使用;原點搜索(REFER-ENCE)用于建立各軸運動的坐標(biāo)原點;絕對位置定位(ASS)用于在原點建立后完成運動定位。由于各軸有著相同的基本運動方式,在編寫控制程序時可以采用相同的程序結(jié)構(gòu)。按照功能的不同將程序劃分為4個模塊:初始化、通信校驗、運動控制及故障處理。在初始化中,程序回到初始狀態(tài),各參數(shù)恢復(fù)到初始值;通信校驗中,對從上位機(jī)接受到的命令進(jìn)行校驗,并對錯誤命令進(jìn)行處理;運動控制包括上述三種基本運動方式的實現(xiàn);故障處理中對運行過程中發(fā)生的故障進(jìn)行處理。
3臺達(dá)運動控制卡的優(yōu)勢
采用臺達(dá)運動控制卡具有以下優(yōu)勢:
?。?)配線簡單,獨特的臺達(dá)DMC-NET,大大減少控制端配線,提高了系統(tǒng)的可靠性,降低了維護(hù)成本,如圖4。
圖4DMC-NET總線運動控制卡減少配線
?。?)穩(wěn)定的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),擁有高穩(wěn)定度的DMCNET通訊網(wǎng)絡(luò),有效地降低無效的數(shù)據(jù)流,大幅度地提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定度,如圖5。
圖5DMC-NET總線運動控制卡提高系統(tǒng)穩(wěn)定性
隨著電子產(chǎn)品向微型化、便攜式、網(wǎng)絡(luò)化和多媒體方向迅速發(fā)展,SMT(表面貼裝技術(shù))在電子工業(yè)中正得到越來越廣泛的應(yīng)用,并且在許多領(lǐng)域部分或全部取代了傳統(tǒng)電子裝配技術(shù),SMT的出現(xiàn)使傳統(tǒng)電子裝配技術(shù)發(fā)生了根本的、革命性的變革。在SMT裝備研制過程中,涉及到兩項關(guān)鍵技術(shù):其一是視覺位置誤差反饋信號的計算與獲取,另一個是運動控制系統(tǒng)的精確定位。采用臺達(dá)多軸運動控制卡的方案,大大縮短了工控機(jī)IPC的CPU占用時間,提高了系統(tǒng)響應(yīng)的實時性,并且提高了自動PCB印刷機(jī)系統(tǒng)的定位精度和響應(yīng)速度,使得自動PCB印刷機(jī)取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。
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