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Q系列定位模块在高速高精度定位系统中的应用 |
[摘要] 本文主要讲述了伺服系统的定位模块与影像处理系统相结合在高精度、高速度运动定位系统中的应用, 还详细的介绍了系统的组成和工作原理。
二. 系统组成与工作原理
图3是本系统整个控制系统的原理图,本系统采用Q06H CPU为控制单元,QD75D4和QD75D2为伺服系统的定位单元,还采用了两个QJ74C24通讯模块单元,其中一个与人机界面(A970GOT)连接,另外一个和画像处理系统连接,画像系统主要用于Mark点(也就是标记点)的识别,然后产生一个偏差的补正值。另外与QJ74C24相连接的PC1机是系统机械参数、工作参数设定以及切断程序编制的专用机。PC1与PLC之间的通讯使用的是专门的通讯程序软件。本系统的工作方式是采用偏差补正的方式。对于一个新的品种,首先要进行Mark点的识别,登录,MARK点的形状可以随意,但一般采用的是’十’字为Mark点标记,如图4所示,就是画像处理系统对Mark点的认识过程,认识后产生一个偏差补正量,根据偏差量计算出基准位置。 2.2 软件设计 本系统采用的是A970GOT人机界面,在本系统中人机界面起了非常重要的角色,是其他任何器件都代替不了的。人机界面总共有218个画面组成,主要分两大部分:一是正常的操作人员操作的主画面,二是设备维修、调试人员进入的特殊功能画面,此画面只有工程师级身份人员才能进入,它的参数直接影响设备的正常工作,图6为特殊功能画面的结构图,其中主要是参数设定方面,这里主要介绍轴的位置参数设定,在本系统中最主要的部分就是伺服系统,它是保证系统精度的核心,伺服系统的参数、数据设定是非常复杂的,图6为伺服系统参数设定的基本框架结构图,基本参数主要是单位设定、1脉冲的相当移动量、脉冲输出模式、转动方向、速度限制值、加减速时间、马达选择。详细设定除了对上面叙述中一些进行了详细设定以外,还对其他的功能进行了设定,如M代码的取码模式、速度模式、JOG运转、手动脉冲的选择、圆弧误差补正等等。原点复位参数设定主要是复归的方式、方向、原点地址、速度。定位用数据就是我们所要求系统如何去工作、工作的步骤、数据等内容。伺服系统的工作主要是对内部寄存器的地址进行操作,主要分为参数区、监视区、制御数据区、定位数据区、PLC的CPU内存区、块传送区几个部分。在图5系统图中对各个位置的设定(QD75)主要是对基本定位数据的设定,包括定位识别子、M代码、指令速度、定位地址/移动量、突停减速时间、圆弧地址,其中每轴共设定了30点位置,这样可以有效的适应系统切割复杂程度不同的基板。在人机界面的软件设计中,把与伺服系统相关的定位数据参数直接编写在画面中,可以有效的对系统进行调整,改变,在系统中不仅仅上面的这些数据,另外与定位有关的参数设定还有很多,在这里就不一一列举,本系统是一个非常复杂的系统。 2.3 系统的工作原理 系统在机械参数设定好后,首先根据基板的划线数据进行编程,确定划线的数据、MARK点的数据、使用刀的数量、每把刀划每条线的压力、划线的次数等, 以上参数有专门的软件进行编辑。编辑完成后再通过PC1输入PLC 的CPU,在完成数据的编辑后,软件回自动生成切割的模拟画面,确定基板划线的每一步由哪几把刀去做,在完成这一系列的工作后,就要放入基板试作划线,根据系统设定,在放入基板后按下启动按钮,基板平台会自动把基板送到影像处理系统的CCD的下面,在监视器上面看到的就如图4所示,在MARK识别中与系统设定会有一个的偏差,根据这个偏差系统进行补正,现介绍一下补正过程,如图7, 以第一把刀为例,刀1原点与CCD原点的X向距离D1在系统中设定为一定值,刀1与刀1原点的距离D2为在编制程序是产生,也为一定值,CCD原点与现在CCD之间的距离D3,在编制程序时有一个MARK的坐标值,D3即为基板的X向MARK坐标,D4为MARK点与刀1划基板第一道线X向距离,在理想状态下为一定值。即可以得出D1+D2=D3+D4,其中D1、D2为固定值,假设D5为CCD识别MARK点的动态坐标,偏差补正为△d,可以得出D5=D3±△d,如在理想状态,CCD识别MARK点的X向坐标刚好为D3,即D5=D3,而每块基板在放置的时候位置绝对会不一样,所以都会有一个偏差△d,根据△d每次在CCD识别MARK点后向刀1移动的距离为D4±△d,这就是偏差补正的过程,其他的刀原理也是这样,在偏转划线时也是根据CCD第一次MARK识别的坐标了确定的。在划完了TFT面后,在 CF面对TFT面进行剖断,然后在CF面划线,再在TFT面对CF进行剖断,这样就完成了对基板的划线。 |
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