永宏P(guān)LC在LED燈管焊接機的改造

1. 引言
當前很多簡(jiǎn)單的邏輯控制設備都采用單片來(lái)實(shí)現，但隨著(zhù)現場(chǎng)環(huán)境的日益復雜化，單片機受環(huán)境的干擾也逐漸提升，造成設備的運轉不穩定。這里就以L(fǎng)ED霓虹燈焊接機為例，焊接過(guò)程容易導致錯誤判斷LED的好壞以及焊接質(zhì)量的降低。因為霓虹燈為一串的LED串聯(lián)焊接，只要有一盞LED損壞。要么花費較大的人力來(lái)返工，要么造成整條霓虹鄧的報廢。這里就針對該設備改造為PLC的控制。根據控制方式，主要介紹控制的重點(diǎn)部分內容。
2. LED焊接設備介紹
LED焊接設備的工做原理如下所釋。
LED供料轉盤(pán)：
有一個(gè)LED供料盤(pán)，共16個(gè)工位；震動(dòng)盤(pán)提供原始焊接LED到轉盤(pán)；開(kāi)始有做引腳處理的工位，以及極性的調整工位。這些工位為凸輪控制。從LED檢測好壞開(kāi)始，由PLC來(lái)控制。PLC控制汽缸來(lái)實(shí)現動(dòng)作是否執行或者關(guān)閉。LED開(kāi)始的工藝如下：

由LED的判斷好壞，決定工序走哪個(gè)過(guò)程。LED正常時(shí)的工序在每個(gè)工位中都有執行汽缸。在LED轉盤(pán)的凸輪控制軸上安裝有檢測光電輸入。
另外還有一個(gè)供導線(xiàn)的轉盤(pán)，從導線(xiàn)進(jìn)入到焊接點(diǎn)有14個(gè)工位，這個(gè)在初始化時(shí)，必須先裁剪好14段導線(xiàn)，并移位到焊接工位。在凸輪轉軸上安裝有計數輸入開(kāi)關(guān)。做移位的計數，在距離焊接工位第7個(gè)工位是做安裝工字塑膠。工字塑膠主要是防止引腳接觸。再移動(dòng)4個(gè)工位，安裝熱縮管。到此處。PLC控制汽缸完畢。送工字塑膠與套管工藝如下：

原有的機械設備是采用整合的單片機控制箱控制，總共控制8個(gè)汽缸，來(lái)完成LED的檢測，修腳，焊電阻，焊接導線(xiàn)直到封裝完畢。其他單元由凸輪來(lái)控制傳動(dòng)。但在正控制過(guò)程中，往往會(huì )因環(huán)境的因素，干擾單片機，使得動(dòng)作出現問(wèn)題，從而導致產(chǎn)品不合格率提高。影響效率。就這里我們采用臺灣永宏P(guān)LC對單片機控制進(jìn)行改造。PLC的抗干擾能力比單片機好，對環(huán)境的適應能力也很好。在成本上，簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)量控制與單片機相差不大。同時(shí)PLC的程序編程比單片機靈活，對程序的修正等更好的做修改。
3. 永宏P(guān)LC簡(jiǎn)介與PLC選型
永宏P(guān)LC有17年的歷史，在臺灣由一群高級技術(shù)人員專(zhuān)門(mén)研制與開(kāi)發(fā)。硬件上整合為一塊SoC芯片，集高速計數器，高速脈沖，多通訊端口以及中斷控制等為一體，是的產(chǎn)品的性能與穩定性在小型PLC中獨立一幟。
永宏P(guān)LC主推FBs系列，有經(jīng)濟型FBs-MA,高功能型FBs-MC和NC定位型FBs-MN3個(gè)檔次PLC。根據不同的應用場(chǎng)合，客戶(hù)可以選擇不同檔次的PLC來(lái)實(shí)現設備的控制要求。
在這里我們改造的設備主要控制汽缸的打開(kāi)與關(guān)閉，為簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)量控制。所以我們選擇經(jīng)濟型主機。因為有8個(gè)汽缸閥門(mén)控制。輸入點(diǎn)有啟動(dòng)與關(guān)閉，以及3個(gè)檢測輸入。所以選擇FBs-24MAT機型，外部接有中間繼電器。I/O配置如下表

4. PLC程序控制
4.1啟動(dòng)與停止控制要求。
在啟動(dòng)中有啟動(dòng)按鈕X3，為常開(kāi)狀態(tài)，按下按鈕即可啟動(dòng)電機。另有停止按鈕X4，狀態(tài)為常閉狀態(tài)。同時(shí)要求停止按鈕在設備停止運轉時(shí)可以實(shí)現點(diǎn)動(dòng)輸入程序控制如下圖。

1 通訊線(xiàn)接線(xiàn)示意圖
4.2LED檢測輸入程序。
LED檢測方式是通過(guò)機械結構來(lái)點(diǎn)亮LED來(lái)判斷LED的好壞。這是再配合外界電子線(xiàn)路向PLC的X0提供一個(gè)開(kāi)關(guān)信號。LED亮，有信號輸入，判斷為好的LED；LED不亮則判斷為壞的LED。這時(shí)工作的重點(diǎn)是要將LED的好與壞位置記錄起來(lái)，以現實(shí)下一步的動(dòng)作。
如果好的LED將在下一步切腳、供助焊劑和送電阻焊接；若壞的LED則切腳等動(dòng)作不動(dòng)作；知道轉動(dòng)LED供料盤(pán)到吹廢料工位時(shí)，實(shí)現吹廢料。
記憶LED好壞使用對位寫(xiě)入指令。即若是好的LED對寄存器WM16寫(xiě)入1，反之則為0。因為凸輪控制在轉動(dòng)時(shí)要考慮其位置，根據X1的導通與關(guān)閉時(shí)序來(lái)判斷。X1有導通240度角，另外120度角為關(guān)閉狀態(tài)。通過(guò)上下緣來(lái)控制LED好壞置位的時(shí)間和位移的時(shí)間。程序如下：

圖4.2 一般數據鏈路程序

在LED檢測正常時(shí)，FUN41將對WM16進(jìn)行置位。在電機帶動(dòng)下，X1來(lái)判斷位置，當到X1為ON時(shí)，一個(gè)LED檢測將向左一個(gè)移位。再進(jìn)行下一個(gè)LED檢測。這時(shí)LED檢測信號將有M16送至M17。M17的狀態(tài)將有M16來(lái)決定，以此類(lèi)推。因為吹廢料狀態(tài)正好是置位為0時(shí)才吹料。所以 M21去反狀態(tài)。

將以上中間繼電器直接送至Y點(diǎn)輸出，即可以實(shí)現汽缸閥門(mén)的控制。但在機械結構上要求吹廢料時(shí)汽缸頂起只能保持一段時(shí)間。因為L(cháng)ED在一下個(gè) LED送料時(shí)要轉動(dòng)，此時(shí)吹料頂起汽缸要下來(lái)。經(jīng)過(guò)調試，頂起吹料汽缸保持0.4秒，可以保證廢料被除掉，以及LED送料轉盤(pán)轉動(dòng)不卡住。

4.3 導線(xiàn)轉盤(pán)的離合控制。
當檢測到有壞的LED時(shí)，在吹料工位時(shí)，將吹掉廢料，這時(shí)將有一個(gè)工位是空的。這時(shí)當空工位移到焊接焊接導線(xiàn)工位時(shí)，導線(xiàn)轉盤(pán)必須要離合，等待下一個(gè)LED的到來(lái)，才能焊接導線(xiàn)以及轉動(dòng)開(kāi)始另外的焊接工作。轉盤(pán)離合控制程序如下：

M10信號來(lái)之吹廢料，在有吹廢料時(shí)，M10導通，這時(shí)同時(shí)對D50的第一位寫(xiě)入“1”，表示要離合氣缸。所以在間隔一個(gè)機械工位后，若無(wú)LED，則這時(shí)離合氣缸。
4.4 送工字塑膠與套管控制。
其中在導線(xiàn)轉盤(pán)中送工字塑膠與套管的原理，重點(diǎn)也是要采用FUN41來(lái)記錄移動(dòng)工位數，開(kāi)始送工字塑膠與套管，主要輸入信號來(lái)自X2的計數輸入；計數在 14位后即送工字塑膠工位。在過(guò)4個(gè)工位位送套管工位。因為這里送導線(xiàn)轉盤(pán)有焊接肯定會(huì )計數，若是廢料則離合，所以直接對X2信號做處理。簡(jiǎn)單程序如下：

這里注意的是采用32位寄存器，因為從開(kāi)始計數到送套管工位時(shí)為18個(gè)工位。
5. 結束語(yǔ)
通過(guò)上文，主要對常規的LED成型設備作改造，在復雜的設備中還會(huì )涉及到分段的問(wèn)題。本章節重點(diǎn)講常規控制要領(lǐng)，其他額衍生功能，讀者可以在這個(gè)基礎上進(jìn)行添加。這里不再做介紹。