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浔之漫智控技术(上海)有限公司
主营：西门子DP电缆代理商
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西门子6ES7322-1BH01-0AA0功能参数
一． 概述
随着现代工业的发展，对于产品制造加工所要求的精度越来越高，特别是在电子工业中，所要求生产加工的精度要求很高，在现代日常生活中，许多日用电子产品的新换代特别快，所用的研制开发、生产周期特别短，而在此环节中，生产环节就显得尤为重要，所以就对生产设备的要求也就越来越高，生产设备要能够适应多种不同产品的生产，特别是新产品的生产适应能力，还要能够保证产品的精度。在TFT生产中，在基板完成电路印刷等一系列的工作以后有一道工序，就是基板的切割，因为在前道生产根据设备和工艺的要求是一块比较大的基板，在一块大的基板上可能有好多块小的基板组成，这根据制造面板本身的用途来定。如手机面板，目前在生产的一块大的基板上有30到104块不等的小的基板组成，这还要根据手机面板的尺寸来定，如图1所示。经过切割以后，变成一片一片小的基板，如图2所示。从图2可以看出，基板由两层玻璃组合而成，在两层之间有印刷电路，而且在切割的时候上下不是在一条线上，而是成一个阶梯状，在TFT面的A处有印刷电路端子，切断过程中不能碰伤端子。，A-F中5个尺寸精度要全部达到±0.1mm，并且切断后在基板的边缘不能有毛边，这样就要在切断过程中要很好的控制压力、切入量，根据不同玻璃材质就要设定不同的压力和切入量，另外切断的步骤也是比较重要的，一般都采用的步骤是：①CF面 切②TFT面 剖③TFT面 切④C F面 剖。在现在划线设备中都是采用的多把（以前都是单作业），一般在5-7把，此系统中采用了5把，在此系统中的切入量和左右运动都采用伺服系统来控制，而且都采用了高速运动，这样能够大大提高工作的效率。
二． 系统组成与工作原理
2.1 系统的硬件组成
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，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，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，在本系统中主要的部分就是伺服系统，它是保证系统精度的，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。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、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）主要是对基本数据的设定，包括定位识别子、M代码、指令速度、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，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、使用的数量、每把划每条线的压力、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， 以把为例，1原点与CCD原点的X向距离D1在系统中设定为一定值，1与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1划基板道线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，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1移动的距离为D4±△d，这就是偏差补正的过程，其他的原理也是这样，在偏转划线时也是根据CCD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。
三． 技术性能和特点
1. 系统采用了与人机界面相结合，使得系统的布线简单、简洁。
2. 采用了QD75系列的伺服系统定位单元，系统的度精能够达到0.01um。
3. 伺服系统的输出系统具有集电开路输出和差分输出两种工作方式，在应用时可以根据需要进行选择。
4. 系统的定位范围比较宽，单位可以用um、英寸、度设定。控制系统也比较多样化，能够实现PTP控制、跟踪控制、速度控制、速度-位置控制、位置-速度控制，根据系统的需要可以选择不同的控制系统，另外，还具有圆弧插补功能。
5. 系统响应的时间比较短，因而减少了不同步产生的机会。
6. 系统采用了影像处理系统，这样就提高了系统的精度，对于一些要求不高的场合，系统在工作时影像系统可以选择不使用，但这样可以减少时间，增加工作的效率。
7. 本系统采用了多工作方式 ，这样大大的提高了工作的效率，但同时增加了系统在设计时的复杂性，
8. 另外，QD75系列的伺服定位单元具有预读起始功能，这样可以减少定位起始的时间，可以保证多种应用的定位。对于QD75系列的定位单元还专门设计了设置/软件——QP（GX-Configurator）这样便于定位参数的设定，数据的生成和监控。
四． 结束语
本系统是一个比较复杂的系统，在定位方面要求比较高，它的主要工作部件就是伺服系统，对于伺服系统与PLC的编程是比较复杂的，而系统完成后，对于操作人员来说操作是非常简单的。
随着国民经济的快速发展，电子元器件制造技术日新月异。在当前的主流市场中，led分光分色技术正越来越成熟，随着成品质量要求的逐步提高以及生产量的大幅提升，在各种分光分色工艺中，产品传输定位技术正越来越受视。同时，由于企业间竞争的加剧，利润的降低使得led分光分色设备厂家千方百计降低生产成本，以求立足市场。长期的现场技术服务工作让笔者摸索出了一种具有高性价比的分光分色定位解决方案。
系统介绍
在如图1的控制系统中，采用三菱mr-j2s系列伺服放大器以及fx2n-plc和fx2n-1pg高速脉冲输出模块作为定位控制系统的部件，同时辅以三菱新一代5.7寸触摸屏gt1150作为人机界面。在设备生产过程中，系统操作指令和数据由操作员在触摸屏上方便地操作以及数据输入，并通过实时传入plc来控制高速脉冲输出模块，而高速脉冲输出模块则直接控制着伺服放大器的工作，在伺服放大器的驱动下，伺服电机按照的速度动作到设定的位置完成led产品的分光分色定位工作。在具体的生产工艺中，定位工作还涉及到逻辑处理或者自动执行等问题，这些都可以通过plc内部程序来实现，三菱fx系列plc高达8000步的程序容量使得目前常见的控制工艺都能轻松的实现。
系统硬件组成及其特点
fx2n-1pg高速脉冲输出模块
作为系统定位工作的上位机部件，fx2n-1pg具备以下特征：
配备有便于定位控制的七种操作模式
针对定位控制的特点，该模块具有完善的控制参数设定，如目标跟踪、运行速度、爬行速度、加减速时间等。这些参数都可通过plc的from／to指令设定。除高速脉冲响应输出外，还有常用的i/o输入输出控制，如正反限位开关、stop、dog（回定位原点开关信号）、pg0（零点信号）等。此外，还内置了相应的定位软元件，如返回原点、向前、向后等。对这些特定的功能以及操作，设计者只要通过设置特定的缓冲单元或者相应的定位软元件就可以现实高速定位动作；
一个高速脉冲输出模块控制一个轴。fx2n系列plc可以扩展到8个模块；
高速脉冲输出模块输出脉冲频率达100khz
fx2n-1pg与三菱fx-plc的其他扩展模块一样，plc可以通过from /
to指令为其设置工作参数。在led分光分色机的应用中，主要涉及到以下参数的设置：
［bfm#0］电机运行的脉冲速率：这是放大器使马达旋转一圈所需要的输入脉冲的数目，它不一定是马达每一圈所产生的编码器脉冲数目；
［bfm#2和bfm#1］伺服电机进给速率：这是马达转动一圈时的机器移动量；
［bfm#3］伺服系统设置：包含单元系统参数、数据倍数、脉冲输出格式、旋转方向、原点返回方向、dog输入性、计数开始点、stop输入性和stop输入模式的设置；
［bfm#5和bfm#4］电机运行大速度vmax：大速度vmax即是电机的上限速度设置；
［bfm#6］基速：这是伺服电机启动时的基速；
［bfm#10和bfm#9］原点返回高vrt；
［bfm#11］原点返回爬行速度vcr；
［bfm#18和bfm#17］设置位置（i）p（i）：这是伺服电机目标位置或操作的移动距离；
［bfm#20和bfm#19］运行速度（i）v（i）：这是在基速和大速度之间范围内的伺服电机实际运行速度。
三菱mr-j2s伺服系统
plc通过from/to指令来设定fx2n-1pg的脉冲方向和频率、数量，而fx2n-1pg通过脉冲的形式来控制mr-j2s伺服放大器来驱动伺服电机执行定位操作，在fx2n-1pg与mr-j2s伺服放大器之间，需要自己制作一根通讯连接电缆，该通讯连接电缆的接线图如图2所示。
在led分光分色设备的开发中经常遇到的一个难题就是定位位置的偏差，由于电机来回运转累积误差，导致设备在运行中会产生定位的偏差，小小的一点偏差也会阻碍工艺的连续进行。当采用了j2s构筑的伺服系统后，高达131072的编码器分辨率使得这个问题迎仞而解。在实际运转过程中可以通过改fx1n-1pg的脉冲输出频率或者改mr-j2s的电子齿轮来改电机的实际运行速度，无论是低速运转或者高速运转，定位都能达到控制机台的。
mr-j2s伺服放大器可以采用的软件进行设置和监视，
在led分光分色设备上需要涉及到的参数主要有以下：
no.0 sty：控制模式，再生制动选件选择；
no.3 cmx：电子齿轮分子；
no.4 cdv：电子齿轮分母；
no.7 pst：位置指令的减速时间参数（位置斜坡功能）；
no.19 blk：参数范围选择。
系统控制部分fx2n-plc和人机界面
在以往的调试工作中，工程师常常为了电脑与触摸屏或者电脑与plc之间的电缆换而烦恼，同时，电缆的经常插拔也增加了设备损坏的风险，当采用了三菱新一代人机界面gt1150之后，工程师省却了这样的烦恼，三菱触摸屏所特有的透明功能让调试工作了很多。在设备的大量生产或者安装过程中，这种便捷带来的是工作效率的大幅提高以及劳动力成本的降低。
触摸屏的画面采用的是的gt designer2来设计开发，gt1150强大的内部功能使得用户可以为其设计出琳琅满目的应用功能。在led分光分色设备上所需要实现的参数设置、报警、配方等功能，采用gt designer2可以轻易实现。
结语
在led分光分色工艺中，采用三菱fx2n-1pg高速脉冲输出模块以及mr-j2s伺服系统、gt1150触摸屏组成的解决方案不仅提高了设备性能、缩短了设备开发周期，而且提高了整机的性价比。
三菱PLC系列和三菱PLC型号主要有：FX0系列、FX0S系列、FX0N系列、FX1S系列、FX1N系列、FX1NC系列、FX2N系列、FX2NC系列、FX3G系列、FX3UC系列、FX3U系列、A系列PLC、Q系列PLC。
FX系列PLC是由三菱公司近年来推出的小型可编程控制器，以逐步替代三菱公司原F、F1、F2系列PLC产品。其中FX2是近年推出的产品，FX2n系列是FX系列PLC家族中的系列，FX0是在FX2之后推出的小型PLC，近几年来又连续推出了将众多功能凝集在小型机壳内的FX1S、FX1N、FX2N、FX2NC等系列PLC。FX3G、FX3U、FX3UC系列是三菱电机公司新近推出的新型三代三菱PLC。称得上是小型产品，具有较高的性能价格比。Q系列PLC是三菱公司从原A系列PLC基础上发展过来的中、大型PLC系列产品。它们采用整体式和模块式相结合的叠装式结构。
FX2N系列三菱可编程控制器特点：
●控制规模：16~256点
●内置8K容量的RAM存储器，大可以扩展到16K
●CPU运算处理速度0.08μS/基本指令
●在FX2N系列右侧可连接输入输出扩展模块和特殊功能模块
●基本单元内置2轴立20kHz定位功能(晶体管输出型）
FX3G、3U、3UC系列三菱可编程控制器特点：
●微型可编程控制器
●基本单元自带两路高速通讯接口（RS422&USB）
●内置高达32K大容量存储器
●标准模式时基本指令处理速度可达0.21μs
●控制规模：14~256点（包括CC-bbbb网络I/O）
●定位功能设置简便（多三轴）
●基本单元左侧多可连接4台FX3U特殊适配器
●可实现浮点数运算
●可设置两级密码，每级16字符，增强密码保护功能
PLC广泛应用于农业、渔业、交通、食品工业，制造业，业、、环保、能源等行业！PLC是在继电器控制基础上以微处理器为，将自动控制技术，计算机技术和通信技术融为一体而发展起来的一种新型工业自动控制装置。目前PLC已基本替代了传统的继电器控制系统，成为工业自动化领域中重要、应用多的控制装置，居工业生产自动化三大支柱（可编程控制器、机器人、计算机辅助设计与制造）的。