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三菱伺服系统在LED分光分色工艺上的应用

发表于:2019-10-19 15:13 作者:新闻小编 来源:新闻小编

  随着国民经济的快速发展,电子元器件制造技术日新月异。在当前的主流市场中,led分光分色技术正越来越成熟,随着成品质量要求的逐步提高以及生产量的大幅提升,在各种分光分色工艺中,产品传输定位技术正越来越受到重视。同时,由于企业间品牌竞争的加剧,利润的降低使得led分光分色设备厂家千方百计降低生产成本,以求立足市场。长期的现场技术服务工作让笔者摸索出了一种具有高性价比的分光分色定位解决方案。

系统介绍

  在如图1的控制系统中,采用三菱mr-j2s系列伺服放大器以及fx2n-plc和fx2n-1pg高速脉冲输出模块作为定位控制系统的核心部件,同时辅以三菱新一代高性能5.7寸触摸屏gt1150作为人机界面。在设备生产过程中,系统操作指令和定位数据由操作员在触摸屏上方便地操作以及数据输入,并通过实时传入plc来控制高速脉冲输出模块,而高速脉冲输出模块则直接控制着伺服放大器的工作,在伺服放大器的驱动下,伺服电机按照指定的速度动作到设定的位置完成led产品的分光分色定位工作。在具体的生产工艺中,定位工作还涉及到逻辑处理或者自动执行等问题,这些都可以通过plc内部程序来实现,三菱fx系列plc高达8000步的程序容量使得目前常见的控制工艺都能轻松的实现。

系统硬件组成及其特点

  fx2n-1pg高速脉冲输出模块

  作为系统定位工作的上位机部件,fx2n-1pg具备以下特征:

  配备有便于定位控制的七种操作模式

  针对定位控制的特点,该模块具有完善的控制参数设定,如定位目标跟踪、运行速度、爬行速度、加减速时间等。这些参数都可通过plc的from/to指令设定。除高速脉冲响应输出外,还有常用的i/o输入输出控制,如正反限位开关、stop、dog(回定位原点开关信号)、pg0(零点信号)等。此外,还内置了相应的定位软元件,如返回原点、向前、向后等。对这些特定的功能以及操作,设计者只要通过设置特定的缓冲单元或者相应的定位软元件就可以现实高速定位动作;

  一个高速脉冲输出模块控制一个轴。fx2n系列plc最可以扩展到8个模块;

  高速脉冲输出模块输出脉冲频率最高达100khz

  fx2n-1pg与三菱fx-plc的其他扩展模块一样,plc可以通过from /

  to指令为其设置工作参数。在led分光分色机的应用中,主要涉及到以下参数的设置:

  [bfm#0]电机运行的脉冲速率:这是放大器使马达旋转一圈所需要的输入脉冲的数目,它不一定是马达每一圈所产生的编码器脉冲数目;

  [bfm#2和bfm#1]伺服电机进给速率:这是马达转动一圈时的机器移动量;

  [bfm#3]伺服系统设置:包含单元系统参数、定位数据倍数、脉冲输出格式、旋转方向、原点返回方向、dog输入极性、计数开始点、stop输入极性和stop输入模式的设置;

  [bfm#5和bfm#4]电机运行最大速度vmax:最大速度vmax即是电机的上限速度设置;

  [bfm#6]基速:这是伺服电机启动时的基速;

  [bfm#10和bfm#9]原点返回高vrt;

  [bfm#11]原点返回爬行速度vcr;

  [bfm#18和bfm#17]设置位置(i)p(i):这是伺服电机目标位置或操作的移动距离;

  [bfm#20和bfm#19]运行速度(i)v(i):这是在基速和最大速度之间范围内的伺服电机实际运行速度。

三菱mr-j2s高性能伺服系统

  plc通过from/to指令来设定fx2n-1pg的脉冲方向和频率、数量,而fx2n-1pg通过脉冲的形式来控制mr-j2s伺服放大器来驱动伺服电机执行定位操作,在fx2n-1pg与mr-j2s伺服放大器之间,需要自己制作一根通讯连接电缆,该通讯连接电缆的接线图如图2所示。

  在led分光分色设备的开发中经常遇到的一个难题就是定位位置的偏差,由于电机来回运转(如图3)累积误差,导致设备在运行中会产生定位的偏差,小小的一点偏差也会阻碍工艺的连续进行。当采用了j2s构筑的伺服系统后,高达131072的编码器分辨率使得这个问题迎仞而解。在实际运转过程中可以通过更改fx1n-1pg的脉冲输出频率或者更改mr-j2s的电子齿轮来更改电机的实际运行速度,无论是低速运转或者高速运转,定位都能达到控制机台的精确。

  mr-j2s伺服放大器可以采用专用的软件进行设置和监视,如图4所示。

  在led分光分色设备上需要涉及到的参数主要有以下:

  no.0 sty:控制模式,再生制动选件选择;

  no.3 cmx:电子齿轮分子;

  no.4 cdv:电子齿轮分母;

  no.7 pst:位置指令的减速时间参数(位置斜坡功能);

  no.19 blk:参数范围选择。

系统控制部分fx2n-plc和人机界面

  在以往的调试工作中,工程师常常为了电脑与触摸屏或者电脑与plc之间的电缆更换而烦恼,同时,电缆的经常插拔也增加了设备损坏的风险,当采用了三菱新一代人机界面gt1150之后,工程师省却了这样的烦恼,三菱触摸屏所特有的透明功能让调试工作容易了很多,如图5所示。在设备的大量生产或者安装过程中,这种便捷带来的是工作效率的大幅提高以及劳动力成本的降低。

  触摸屏的画面采用的是免费的gt designer2来设计开发,gt1150强大的内部功能使得用户可以为其设计出琳琅满目的应用功能。在led分光分色设备上所需要实现的参数设置、报警、配方等功能,采用gt designer2可以轻易实现。

结语

  在led分光分色工艺中,采用三菱fx2n-1pg高速脉冲输出模块以及mr-j2s伺服系统、gt1150触摸屏组成的解决方案不仅提高了设备性能、缩短了设备开发周期,而且提高了整机的性价比。

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