基于QD75D4定位模塊點(diǎn)膠圖形的開發(fā)

趙乃輝，趙子龍，林 波，侯 宇

(中國電子科技集團(tuán)公司第二研究所，山西太原 030024)

在觸摸屏行業(yè)中，隨著UV膠水技術(shù)的不斷成熟，越來越多的廠商在生產(chǎn)中開始使用UV膠替代OCA膜。具體做法是將上、下玻璃片分別固定在上、下平臺，點(diǎn)膠三軸帶動膠桶在上玻璃片畫點(diǎn)膠圖形，由翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動上平臺翻轉(zhuǎn)180°后，再由上升機(jī)構(gòu)帶動下玻璃片上升，在上升的過程中，兩片玻璃在受力的狀態(tài)下逐漸將膠水?dāng)D壓開。此處主要介紹點(diǎn)膠圖形的生成，每一個圖形都是由若干組定位數(shù)據(jù)構(gòu)成，不同的定位數(shù)據(jù)組合可以構(gòu)成不同的圖形。

1 QD75D4定位數(shù)據(jù)的構(gòu)成

軸1（X軸）定位數(shù)據(jù)存儲在QD75D4定位模塊的緩沖存儲器#2000-#7999，每10個緩沖存儲器對應(yīng)一組定位數(shù)據(jù)，它的構(gòu)成如圖1所示。

點(diǎn)膠路徑即定位標(biāo)志符，它是Da.1-Da.5的十六進(jìn)制組合（見圖2）。定位地址包括定位地址X和定位地址Y，對應(yīng)各個點(diǎn)的X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)。Z軸狀態(tài)即M碼。

圖1 定位數(shù)據(jù)構(gòu)成

圖2 定位標(biāo)志符構(gòu)成

Da.1運(yùn)行形式

指定是否繼續(xù)執(zhí)行啟動的定位數(shù)據(jù)后的定位數(shù)據(jù)。

“運(yùn)行形式”包括以下三種：

（1）獨(dú)立定位控制（運(yùn)行形式：00）

（2）連續(xù)定位控制（運(yùn)行形式：01）

（3）連續(xù)路徑控制（運(yùn)行形式：11）

連續(xù)定位控制同連續(xù)軌跡控制區(qū)別：

連續(xù)定位控制：執(zhí)行完一個定位數(shù)據(jù)后，執(zhí)行下一個定位數(shù)據(jù)（速度要降為零）

連續(xù)軌跡控制：執(zhí)行完一個定位數(shù)據(jù)后，執(zhí)行下一個定位數(shù)據(jù)（速度不降為零）

以點(diǎn)膠圖形（見圖3）為例，為實(shí)現(xiàn)拐角處（第一點(diǎn)到第三點(diǎn)、第四點(diǎn)到第六點(diǎn)）膠量的平滑過渡，必須將運(yùn)行形式設(shè)定為連續(xù)軌跡控制。

Da.2控制系統(tǒng)設(shè)定

在此處指定兩軸線性插補(bǔ)控制或圓弧插補(bǔ)控制。A代表兩軸線性插補(bǔ)，C代表圓弧插補(bǔ)（A、C為十六進(jìn)制數(shù)）。

Da.3加速時間、Da.4減速時間

設(shè)置“加速/減速時間0至3”中哪一組用于定位數(shù)據(jù)執(zhí)行期間的加速/減速時間。加速時間0用二進(jìn)制數(shù)00表示，加速時間1用二進(jìn)制數(shù)01表示，加速時間2用二進(jìn)制數(shù)10表示，加速時間3用二進(jìn)制數(shù)11表示。

Da.5要插補(bǔ)的軸

設(shè)置在兩軸插補(bǔ)控制中運(yùn)行的目標(biāo)軸，此處選擇軸1（X軸）為基準(zhǔn)軸，軸2（Y軸）為目標(biāo)軸，用二進(jìn)制數(shù)01表示。

Da.6定位地址

設(shè)置定位控制目標(biāo)值的地址。以雙Y圖形（見圖3）為例，需要8組定位地址，包括定位地址X、定位地址Y。

Da.8弧地址

執(zhí)行環(huán)形插補(bǔ)控制時需要設(shè)置的數(shù)據(jù)。執(zhí)行兩軸線性插補(bǔ)控制時，弧地址不需要設(shè)置。執(zhí)行兩軸環(huán)形插補(bǔ)控制時需要同時寫入定位地址和弧地址。

Da.10 M代碼

當(dāng)與定位數(shù)據(jù)組合發(fā)布輔助命令時設(shè)置該代碼。

“M代碼輸出功能”用于執(zhí)行與定位數(shù)據(jù)相關(guān)的輔助動作，按時序可分為WITH模式和AFTER模式，在此處使用了AFTER模式，即當(dāng)定位運(yùn)行完成時輸出M碼，并且M代碼ON信號變成ON，當(dāng)定位執(zhí)行期間M代碼ON信號變?yōu)镺N時，M代碼編號以“Md25有效M代碼”的形式存儲，從PLC CPU讀取這些“Md.25有效M代碼”可用于命令輔助動作。在此處M代碼用于點(diǎn)膠Z軸的上升與下降，可為各個定位數(shù)據(jù)設(shè)置不同的M代碼。當(dāng)接收到M碼1時，Z軸開始下降，下降到位后，點(diǎn)膠器打開，到設(shè)定時間，點(diǎn)膠器關(guān)閉，同時Z軸上升，M碼1可控制點(diǎn)膠器打點(diǎn)。當(dāng)接收到M碼2時，Z軸下降，下降到位后，點(diǎn)膠器打開，開始點(diǎn)膠。當(dāng)接收到M碼3時，點(diǎn)膠器關(guān)閉，停止點(diǎn)膠，同時Z軸上升。M碼2與M碼3組合使用可控制點(diǎn)膠器畫線。

2 觸屏界面規(guī)劃

以雙Y圖形（圖3）為例，Da.1-Da.10在觸屏界面中規(guī)劃如表1。

圖3 點(diǎn)膠圖形（雙Y）

表1 觸屏界面

3 數(shù)據(jù)生成方式

以點(diǎn)膠圖形（雙Y）為例，圖中的數(shù)據(jù)按以下順序生成：

讀取X軸、Y軸、Z軸機(jī)械進(jìn)給值（見圖4），機(jī)械進(jìn)給值隨著三軸移動位置不同不斷更新數(shù)值。

圖4 讀取X、Y軸機(jī)械進(jìn)給值

D5010、D5020為讀取的X軸和Y軸的機(jī)械進(jìn)給值，默認(rèn)以0.1μm為位，需要將D5010、D5020除以10 000將單位改變?yōu)閙m。

點(diǎn)動移動X軸、Y軸、Z軸到點(diǎn)膠圖形（圖3）各點(diǎn)，點(diǎn)動程序如圖5。

圖5 X軸點(diǎn)動程序

在JOG運(yùn)行中，正向運(yùn)行JOG START信號（YA8、YAA、YAC） 或反 向 JOG START（YA8、YAA、YAC）信號變?yōu)镺N時，從QD75D4輸出脈沖到驅(qū)動裝置，然后工件以指定方向移動。以點(diǎn)膠X軸點(diǎn)動為例，程序如圖5：

X500為觸屏中點(diǎn)動正向移動按鈕，X501為點(diǎn)動反向移動按鈕，D9050為X軸點(diǎn)動移動速度，當(dāng)速度設(shè)置為零時，點(diǎn)動移動無效，當(dāng)檢測到點(diǎn)膠X軸對應(yīng)QD75D4模塊出錯時，點(diǎn)動移動無效，Y0A8為X軸正向移動JOG啟動輸出，Y0A9為X軸反向移動JOG啟動輸出。Y、Z軸點(diǎn)動可采用同樣的方式。

將定位地址分別保存。移動到指定位置后，點(diǎn)保存按鈕，將X軸、Y軸當(dāng)前的機(jī)械進(jìn)給值寫入到配方數(shù)據(jù)中的定位地址X和定位地址Y（見圖6），對雙Y圖形而言，需要8組定位地址，即需要保存8次。

圖6 將機(jī)械進(jìn)給值保存到定位數(shù)據(jù)

X311為觸屏中定位數(shù)據(jù)保存按鈕，按下該按鈕可將機(jī)械當(dāng)前值保存到觸屏配方中的定位地址中，D2201為欲保存的定位地址的編號，對應(yīng)觸屏界面中的 1-10，通過更改 D2201的當(dāng)前值可將機(jī)械進(jìn)給值保存到不同的定位地址中。

為每個定位數(shù)據(jù)設(shè)置不同的M碼，依據(jù)運(yùn)動方式的不同分別設(shè)置1、2、3。在指定位置打點(diǎn)時，將觸屏中需要打點(diǎn)的定位地址一行對應(yīng)的Z軸狀態(tài)設(shè)置為1。在畫線時，將需要畫線的起始點(diǎn)的定位地址一行對應(yīng)的Z軸狀態(tài)設(shè)置為2，將終點(diǎn)的定位地址一行對應(yīng)的Z軸狀態(tài)設(shè)置為3。以雙Y圖形第7點(diǎn)到第8點(diǎn)的直線為例，將觸屏中第7點(diǎn)定位數(shù)據(jù)對應(yīng)的Z軸狀態(tài)設(shè)置為2，第8點(diǎn)定位數(shù)據(jù)對應(yīng)的Z軸狀態(tài)設(shè)置為3，當(dāng)點(diǎn)膠3軸帶動膠桶到達(dá)第7點(diǎn)時，接收到M碼2，控制Z軸下降，下降到位后，點(diǎn)膠器打開開始點(diǎn)膠，當(dāng)運(yùn)動到第8點(diǎn)時，接收到M碼3，停止點(diǎn)膠，同時Z軸上升。

設(shè)置定位標(biāo)志符號。所畫圖形拐角處對應(yīng)的點(diǎn)膠路徑設(shè)置為A07，如雙Y圖形中第2點(diǎn)和第5點(diǎn)的點(diǎn)膠路徑應(yīng)設(shè)置為A07，最后一點(diǎn)設(shè)置為A04，其余設(shè)置為A05，A代表直線插補(bǔ)，07代表連續(xù)路徑控制，05代表連續(xù)定位控制，04代表點(diǎn)膠結(jié)束。

分別為每個定位數(shù)據(jù)設(shè)置不同的速度值，速度不同膠量不同，點(diǎn)膠圖形的粗細(xì)也不同。

圓弧插補(bǔ)采用分點(diǎn)指定的2軸環(huán)形插補(bǔ)控制，通過在起始點(diǎn)地址和終點(diǎn)地址中間指定一個第3點(diǎn)的方式實(shí)現(xiàn)。圓形插補(bǔ)的實(shí)現(xiàn)可采取與直線插補(bǔ)同樣的方法：在觸屏界面中定位地址旁邊并列規(guī)劃一組弧地址數(shù)據(jù)，以同直線插補(bǔ)相同的方式將第3點(diǎn)的X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)寫入到觸屏界面中的弧地址數(shù)據(jù)，即可實(shí)現(xiàn)。

4 結(jié)束語

本文提到的基于QD75D4定位模塊圖形的生成方式，具有穩(wěn)定性好，兼容性強(qiáng)的特點(diǎn)，適用于各種不同的圖形構(gòu)造，同時可根據(jù)圖形的復(fù)雜程度相應(yīng)地調(diào)整定位數(shù)據(jù)的數(shù)量。

[1] MITSUBISHI.Q系列定位模塊[M].QD75P/D用戶手冊，2003.

[2] 胡佑德.伺服系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2005.

[3] 廖常初.可編程控制器的編程方法與工程應(yīng)用[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2006.