CN101244574A - 一种转盘式粘合机旋转定位的方法及其机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种转盘式粘合机旋转定位的方法及其机构。首先原点搜索——初始化进行原点搜索，分别检测原点附近位置和原点位置、可编程序控制器根据输入的这两个信号来控制伺服系统的运动，使得伺服系统的电气零点与机械零点一致；位置控制——采用伺服系统的位置控制模式来实现，可编程序控制器进行脉冲数据运算处理、然后通过高速输出口向伺服驱动器发脉冲、控制着伺服电机每运行一次转盘旋转一定角度；位置环增益——根据机械惯量来调整伺服系统的增益参数，设置适当增益参数能使机器运行平稳、起和停流畅。本发明解决了转盘式粘合机的转盘定位不准、刹车片磨损、定位插销易损以及定位控破坏的缺陷。

Description

一种转盘式粘合机旋转定位的方法及其机构

技术领域

本发明涉及一种转盘式粘合机旋转定位的方法及其机构。

背景技术

现有的转盘热熔平板粘合机是通过气缸推动下模、快到位时进行刹车只动、然后定位销进行定位、到位后合模加压进行粘合。通过各种检测开关、传感器将机器下模的位置信息输入PLC微处理器；下模旋转起动时PLC微处理器控制气缸推动下模、当下模旋转到一定位置时，PLC微处理器关闭气缸同时控制刹车制动、等到下模旋转到位，即正对上模时，PLC微处理器控制定位销进行定位；到位后合模加压进行粘合。由于下模运动是靠气缸推动，因此使得位置控制不会很精确；由于运动的下模是靠刹车制动来停止的，使得刹车制动片易磨损；下模到位后是靠定位销来定位，由于下模到位时经常还未停稳，使得定位孔和定位销易损坏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种克服上述不足、使转盘运行平稳、起动和停止流畅、位置准确的适用于转盘式粘合机的旋转定位的方法及其机构。

本发明的一技术方案是：

一种转盘式粘合机旋转定位的方法，依次包括以下步骤：

1)原点搜索：

PLC微处理器初始化，检查到加压的模板的上、下位置，满足所有旋转条件时，

开始进行零位搜索，转盘以设定速度开始转动、搜索零位；检测到零位信号后，伺服驱动器停下、并将电气零位与机械零位统一起来；

2)数据处理：

设定转盘有n个工位，转盘旋转的机械角度为360°/n，伺服电机与转盘之间设有一个m倍的减速机，伺服驱动器每工作一次，伺服电机则旋转m*360°/n；把伺服电机设定成k个脉冲/转，则伺服驱动器每工作一次，PLC微处理器向伺服驱动器发送k*m*360°/n个脉冲；

3)速度控制：

转盘旋转一个工位所需要的时间取决于伺服驱动器的运行速度，PLC微处理器通过高速脉冲输出口控制发送给伺服驱动器的位置脉冲的频率，实现对伺服电机的速度控制，伺服电机的速度控制包括加速度、减速度以及最大速度的控制；

4)位置环的控制：

通过伺服电机上的编码器检测转盘的实际位置，通过伺服驱动器的运行速度进行位置定位控制和旋转到位后的定位。

本发明的另一实现上述旋转定位方法的技术方案是：

一种转盘式粘合机的旋转定位机构，包括PLC微处理器和与转盘相连的电机，所述电机为伺服电机，该伺服电机通过伺服驱动器与所述PLC微处理器相连。

所述伺服电机与所述转盘之间设有减速机。

所述PLC微处理器内含有高速脉冲输出口。

所述伺服电机内含有编码器。

本发明的有益效果在于：本发明由于采用了原点搜索、速度控制、数据处理、高速脉冲输出以及伺服电机与伺服驱动器之间的位置环控制，解决了定位不准、刹车片磨损、定位插销易损以及定位控破坏的缺陷；并且由于直接将电能转换成机械能，做功效率远高于原有能量环；通过电机将能量传给机械，不象原有的气动元件存在噪音和油腻的污染。另外，本发明以PLC微处理器为基础，具有体积小、功能强、高可靠性和维护方便等优点。

附图说明

现结合一实施例及其附图对本发明作进一步说明。

图1是转盘式粘合机的旋转定位机构的结构原理图；

图2是转盘式粘合机的旋转定位的控制流程；

图3是转盘式粘合机的旋转定位机构的的电气原理图。

具体实施方式

参见附图1，本发明转盘式粘合机的旋转定位机构主要包括由伺服驱动器、PLC微处理器和伺服电机构成的伺服系统。

利用PLC微处理器的位置控制功能，经过PLC微处理器内部的数据运算、数据处理以及逻辑关系的判断、检测伺服系统的运行状态，控制着伺服系统的势能(伺服ON)，通过高速输出口按照一定频率向伺服驱动器发送一定脉冲数，从而实现了转盘的加减速、运行速度以及旋转角度。同时伺服系统本身又是一个闭环控制系统：伺服驱动器根据PLC微处理器送来脉冲的频率和数量来控制伺服电机的运行速度和转动角度，伺服电机再通过其附带的旋转编码器将电机实际运行速度和转动角度送给伺服驱动器来构成一个闭环系统。

根据附图2、3，通电后，PLC微处理器处于初始化状态，搜索各传感器的信号、检测伺服系统的状态；当检测到伺服系统的驱动器工作正常时，PLC微处理器通过输出口104来开启伺服的势能、使伺服系统产生励磁所定电机转子，同时PLC微处理器检查加压的模片是否上升到位、安全该板是否处于正常位置等，当所有旋转条件满足时，按下运行按钮机器开始进行零位搜索，旋转体以设定速度开始转动、搜索零位，一旦检测到零位信号后伺服系统立即停下、并将电气零位与机械零位统一起来；完成归零后，PLC微处理器将旋转的速度、加速度以及每旋转一次要发送的脉冲数运算处理好；PLC微处理器搜索来自各检测点的信号，一旦满足旋转条件时，PLC微处理器立即向伺服驱动器以运算好的加速度、速度来发送旋转一次要发送的脉冲数；PLC微处理器将脉冲发送完后，开始检测机械是否旋转到位，没有到位时就等待，一旦机械运行到位PLC微处理器就启动上模片开始下降、进行粘合与冷却；PLC微处理器根据工艺数据进行粘合与冷却的控制，当PLC微处理器对粘合与冷却的控制结束后，即完成了一个节拍的工作；PLC微处理器完成了一个节拍的工作后，开始等下一个工作节拍的启动命令。

1)原点搜索

当PLC微处理器检查到加压的模片上升到位、安全该板是否处于正常位置等所有旋转条件都满足时，按下运行按钮机器开始进行零位搜索，旋转体以设定速度开始转动、搜索零位；一旦检测到零位信号后伺服系统立即停下、并将电气零位与机械零位统一起来。

2)数据处理

如果转盘粘合机一周有n个工位(工作位置)，即将一周360°n等分，即：伺服系统每工作一次转盘就旋转机械角度360°/n，但在伺服马达前连接了一个m倍的减速机，因此伺服系统每工作一次伺服电机需要旋转m*360°/n，把伺服系统的驱动器设定成k个脉冲/转，那么伺服系统每工作一次就需要PLC微处理器向伺服系统的驱动器发送k*m*360°/n个脉冲；同时根据机械的重量和惯量进行加速度和速度的处理，将发送脉冲的频率控制好，发送脉冲频率就决定了伺服电机的运行速度、发送脉冲频率加减速斜率就决定了伺服电机运行的加速度和减速度。

3)速度控制

机器旋转一次即从一个工位转到下一个工位，所需要的时间取决于伺服系统的运行速度，通过PLC微处理器来控制位置脉冲的发送频率、由PLC微处理器的“00000”高速输出口来将脉冲发送给伺服系统驱动器，同时伺服驱动器将伺服系统的故障信息、伺服马达的到位信息分别通过接插件CN5的14与15号脚传递给PLC微处理器、这两个信号就分别从PLC微处理器的输入口的1.0和1.1端子进入PLC微处理器，当PLC微处理器判断到伺服系统故障时，PLC微处理器从输出口的106向伺服系统发出“运行禁止”信号；同样，当PLC微处理器判断到伺服马达运行到位时，PLC微处理器通过输出口的105向伺服系统发出“数据清零”命令对误差进行清零，这样就避免了系统的积累误差。从而实现了对伺服系统的速度控制。在硬件上选用了东元精电股份有限公司的TSB08751C-2NT3型号的伺服系统，伺服系统的速度控制中包括了加速度、减速度以及最大速度的控制。

4)高速脉冲输出

该伺服系统的位置环控制要求有一个脉冲源、要求脉冲发送的频率较高。根据要求选用日本OMRON公司的CP1H-40DT型号的PLC微处理器来实现集中控制，这款PLC微处理器是晶体管输出的，其具有频率达到1M的高速脉冲输出口，由于在PLC微处理器的系统设置中设定了“方向+脉冲”控制方式，因此电路的“00000”和“00002”口进行脉冲输出，“00000”口的脉冲控制着伺服电机的旋转方置，“00002”的脉冲控制着伺服电机的旋转方向。

5)伺服系统的位置环控制

由于采用了伺服系统的位置环控制，伺服马达编码器经过屏蔽线将位置信号从接插件CN1口输送给伺服马达驱动器，PLC微处理器进行数据运算处理、通过高速脉冲输出口给伺服系统的驱动器发送对应的脉冲；本身闭环的伺服系统通过伺服马达上的编码器检测实际位置、然后进行位置定位控制、旋转到位后进行定位。

Claims (5)

1. 一种转盘式粘合机旋转定位的方法，依次包括以下步骤：

1)原点搜索：

PLC微处理器初始化，检查到加压的模板的上、下位置，满足所有旋转条件时，开始进行零位搜索，转盘以设定速度开始转动、搜索零位；检测到零位信号后，伺服驱动器停下、并将电气零位与机械零位统一起来；

2)数据处理：

设定转盘有n个工位，转盘旋转的机械角度为360°/n，伺服电机与转盘之间设有一个m倍的减速机，伺服驱动器每工作一次，伺服电机则旋转m*360°/n；把伺服电机设定成k个脉冲/转，则伺服驱动器每工作一次，PLC微处理器向伺服驱动器发送k*m*360°/n个脉冲；

3)速度控制：

转盘旋转一个工位所需要的时间取决于伺服驱动器的运行速度，PLC微处理器通过高速脉冲输出口控制发送给伺服驱动器的位置脉冲的频率，实现对伺服电机的速度控制，伺服电机的速度控制包括加速度、减速度以及最大速度的控制；

4)位置环的控制：

通过伺服电机上的编码器检测转盘的实际位置，通过伺服驱动器的运行速度进行位置定位控制和旋转到位后的定位。

2. 一种实现权利要求1所述方法的旋转定位机构，包括PLC微处理器和与转盘相连的电机，其特征在于：所述电机为伺服电机，该伺服电机通过伺服驱动器与所述PLC微处理器相连。

3. 根据权利要求2所述的旋转定位机构，其特征在于：所述伺服电机与所述转盘之间设有减速机。

4. 根据权利要求2所述的旋转定位机构，其特征在于：所述PLC微处理器内含有高速脉冲输出口。

5. 根据权利要求2所述的旋转定位机构，其特征在于：所述伺服电机内含有编码器。

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