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    目前，在點膠機領域，大多數的點點以及點線動作均是通過PLC來實現的，同時也實現了多種輸入輸出的功能。但此種控制方法存在一個非常大的缺陷，那就是更換加工工件十分不便，須有專門的PLC編程人員來針對新工件進行編程下載，既嚴重影響工作效率，也容易出錯，同時大大增加了生產成本。

    針對此種情況，我們使用深圳眾為興數控技術有限公司的基于運動控制卡的觸摸屏控制器ADT-TP104來設計控制系統。在此控制器中有一個16MB~256MB容量可選的DOM電子硬盤，可以一次性存儲100個或更多的工件加工文檔，所有加工文檔的生成通過導入CAD圖形形成表格式數據或直接進行表格式示教編程來實現，示教式編程方法簡單直觀快速可靠，既可以通過觸摸屏或鍵盤手動輸入數據亦可以通過單獨移動各個軸來實現教導式數據輸入，并且能夠實現圖形的動態更新功能，隨時跟蹤用戶輸入的數據，同時可以設定加工組數、拐角、以及起點終點參數以實現點膠動作的完全自動化，任何人員經過簡單的培訓后即可自己編程實現各種工件的自動加工。

    1 控制系統的設計方案

    1.1 系統組成

    1）TP104控制器，內帶P5級工控主板，以及10.4寸觸摸屏；

    2）ADT-834控制卡，負責對各種動作的控制操作，包括馬達驅動控制，點膠開關控制以及各種狀態檢測控制等操作；

    3）伺服驅動器及電機，負責帶動膠槍進行動作執行。

    系統結構圖如下:

圖1

    1.2 系統工作原理

圖2

    1）工程概述

    以上是實際的加工的工件陣列，在此僅針對點線加工進行說明，對于點點操作相對簡單一些，在此就不再說明了，系統可以通過參數設定來選擇是點點還是點線操作。系統可以自由設定加工的行列數（X方向或Y方向），以實現教導編輯一組工件，進行多組加工的目的。

    a)系統上電回機械原點，確定機床的初始工作位置。

    b)安裝需加工的工件，選擇加工的文檔，進入原點設定界面，設定系統的工作原點（加工數據的坐標位置均是參考此原點的位置）

    c)進入教導界面進行工件的軌跡教導編程或直接導入CAD圖形，系統會自動把CAD圖形轉換為我們標準的表格式數據以便于用戶再對其進行靈活的編輯操作。

    d)數據教導編輯完成后，可以進行單步校準操作以檢測教導位置的準確性，同時系統亦可以進行模擬運行操作。

    e)根據您的模具尺寸進行X,Y偏移位置設定，以實現在加工時系統自動進行陣列加工。

    f)選擇加工界面，按“啟動”即可開始加工，加工過程中可以隨時選擇暫停加工，以及停止加工操作，便于您對加工過程進行控制操作。

    2）開發要點

    如圖2所示的為實際的點膠軌跡形狀，其形狀可能為任意形式，并且可能是多組工件陣列加工，對同一組工件亦有可能某些位置為連續涂膠，而某些位置僅僅起一過渡作用（此段之間不進行點膠動作，此時膠槍要先抬高再移動），其目的是移動到下一位置重新開始點膠工作，同時系統對每一拐角位置又有比較高的要求（現在的大多數系統均是通過人為的在拐角位置加入一行程序來避免加工時圓弧的出現），另外因為此類機器對加工精度要求比較高，所以如何滿足高精度以及處理過渡線段和拐角的加工要求，就成為了此系統開發的難點以及重點。

    在精度方面我們采用了尋找原點位置時，先尋找接近開關或光電開關等的原點位置，之后再尋找電機零點的位置，以使機械原點的位置精度達到0.001mm的精度，同時系統采取了間隙補償方式來對絲杠的正反轉誤差進行補償，使得加工精度得到了滿足。

    在處理過渡線段方面我們采用了分組加工的方式來進行，即每一個連續的線段為一組，在每一組之間的線段不進行加工，如此以來不僅解決了過渡線段的處理，也為我們來選擇分組加工提供了可能，即我們可以選擇某幾個組進行加工其他組可以不參與加工，同時在每一組加工的起點以及終點位置均可進行不同的起點以及終點參數的設定，從而使得特殊的起點以及終點的加工成為可能。

    在處理拐角的問題上，我們采用了加工時系統自動計算拐角參數的方式，即在加工每一段線段之前，首先判斷其下一線段的位置，經過計算來獲得這兩條線段之間的夾角，對夾角大于90度的不予處理（此時不需考慮過渡圓弧的影響），對于小于等于90度的情況，我們采用了插入兩條直線段的方式來避免加工圓角的出現，如圖3所示，同時我們加入了拐角參數的設定，即拐角偏移量以及拐角加工參考速度參數設定，其中拐角偏移量為在拐角加工參考速度時的偏移位置，而實際加工時，系統會自動根據當前的速度對其進行縮放操作。

圖3

    2 控制系統的軟件功能

    此觸摸屏控制系統的軟件設計充分考慮了生產中可能出現的各種可能情況，如突然斷電后的針頭的位置恢復，以及控制器與各種外部設備如繼電器、電磁閥以及各種信號輸入點的配合問題。所有程序均通過C++編程來實現，在程序中來實現對各個軸的位置以及速度的控制，提供給用戶一個編程界面，使得所有工件軌跡的實現以及對輸入輸出的要求都能通過編程界面的編程來實現，脫離了必須要專業人員來更改工件的要求，提高了使用的普及度。每一步加工的位置，速度，加速度可以隨時設定，且以毫米為單位的形式給出，僅僅在程序內部實現毫米到脈沖的轉換從而來控制各個電機來運作，提高了系統的可理解性。每當一次加工完成后系統加工數量計數器自動加1，其最大加工數量可以達到上百萬個，同時加工數量可以隨時清零以便開始重新計數。

    2.1 主要技術指標

    1）系統采用10.4寸液晶屏，可以實現16色顯示，保證了界面的美觀漂亮。

    2）系統采用基于PC/104總線的ADT-834控制卡，以及P級工控主板，可以保證現場的穩定可靠運行。

    3）系統采用10.4寸觸摸屏操作，其操作方法簡單直觀可靠，另外系統亦可通過外接鍵盤來實現各種操作。

    4）兩軸或三軸伺服控制操作。

    5）脈沖當量可小至0.001mm。

    6）伺服驅動器與電機的距離不大于20m。

    7）原點開關的固定位置應穩定可靠。

    2.2 控制器的主要功能

    1）線段以及圓弧教導編輯功能，便于圓弧的加工操作。

    2）關機文檔及參數自動保存功能，保證下次開機系統參數自動恢復。

    3）系統參數自由設定功能，系統可以檢測設備參數并可根據用戶需要自由設定各種參數，保證系統加工的平穩可靠。

    4）運行狀態信息提示功能，提供各種數字信號輸出指示當前的運行狀態，同時包完善的屏幕信息提示功能。

    5）自動控制功能，加工時可以根據用戶要求自由設定各種信號的開斷功能，故障時立即停機，實現加工時全線自動化。

    6）日期時間提示功能，實時顯示當前實際的日期時間。

    7）密碼保護功能，對于一些高級的參數設定操作提供密碼驗證功能，防止一般操作人員隨意更改高級參數。

    8）超限報警功能，在機床超出限位開關限定的位置時，機床立即停止并出現報警界面以及蜂鳴提示。

    9）自動統計功能，加工數量可以實現自動統計之功能，斷電后亦可保存。

    3 結束語

    觸摸屏控制系統采用可靠的工控主板以及功能強大的運動控制卡構成功能強大的智能型控制器，控制整個點膠的全過程，所有的運行都是在“啟動”按鈕按下去以后自動進行的，在運行過程中既可手動控制各個電磁閥動作亦可按編制好的動作順序自動動作，同時可以保證故障緊急停機的要求，真正實現了全自動化動作要求。現場運行表明，該機自動化程度高，運行可靠，編程操作方便，達到了生產加工的實際要求，具有較高的性價比。