摘 要：介紹基于臺達PLC系統(tǒng)集成架構(gòu)的SMT印刷機自動化系統(tǒng)。對于錫膏印刷機典型工藝流程給出自動化系統(tǒng)分析。PLC自動化系統(tǒng)設(shè)計概要討論具有通用參考價值。
關(guān)鍵詞：SMT 印刷 PLC
1 引言
上海某精密工業(yè)有限公司是電子生產(chǎn)設(shè)備制造商。該公司具有較高的綜合開發(fā)能力和完善的質(zhì)量保證體系，曾獲得多級科研成果獎和發(fā)明專利。德佳精密產(chǎn)品暢銷全國各地及東南亞、中東地區(qū)，深受客戶好評。主要產(chǎn)品有：SMT（表面安裝印刷電路板）印刷機、自動送板機、自動收板機等電子行業(yè)主體設(shè)備。本文重點介紹的表面安裝印刷電路板錫膏印刷機是其中的核心裝備。
2 SMT印刷機自動化系統(tǒng)
在SMT工藝制造過程中，錫膏印刷工藝是非常關(guān)鍵的一環(huán)，它的品質(zhì)將直接影響于是后段工序的品質(zhì)，要保證整個SMT工藝的品質(zhì)，首先必須保證印刷工藝品質(zhì)。統(tǒng)計表明，PCB（印刷電路板）不能通過測試而須返工的60%原因是由于錫膏印刷質(zhì)量差而造成的。因此錫膏印刷機在電子生產(chǎn)流水線上重要的一環(huán)。
2.1 自動化系統(tǒng)設(shè)計
電控系統(tǒng)基于臺達PLC自動化系統(tǒng)集成。觸摸屏人機界面在PLC驅(qū)動下實現(xiàn)全自動控制，具有操作簡單、學習方便的特點。PCB傳動與輸送機構(gòu)采用精密穩(wěn)定的進口電機，多種運行模式選擇設(shè)定簡單。基于臺達PLC自動化平臺的SMT印刷機系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。DVP-14SS11R是臺達薄型輕巧的單元型PLC，提供最簡易且基礎(chǔ)使用的順序控制功能。DOP-A57BSTD是臺達5.7吋8灰階觸摸屏人機界面。VFD004M21A是臺達M系列低噪音變頻器，體積小價格低，適用于一般要求應(yīng)用環(huán)境。
圖1 SMT印刷機自動化系統(tǒng)架構(gòu)
2.2自動化印刷功能
（1）設(shè)備操作界面由觸摸屏提供。分為全自動、半自動、手動選擇3種運行模式，且在此3種模式下各有LCD、SMT子模式選擇。在SMT模式下還有單向、雙向模式選擇，LCD模式下有停左、停右模式選擇，且各自動作都是不同的，用戶可以根據(jù)自己的需要靈活選擇，觸摸屏典型操作顯示畫面案例如圖2所示。
圖2 典型工藝畫面
（2）上電如在SMT模式下要求判斷籃架中是否離板在上限以及刮刀是否在左右極限，如不在啟動位置，按啟動則會出現(xiàn)報警，提醒用戶需手動調(diào)至啟動所需要的位置。而在LCD模式下則不用判斷刮刀是否在左右限，如不在左右限，則只需在人機上按啟動或者停左、停右選擇時就會自動根據(jù)你的選擇，刮刀停在你選擇的極限，如圖3所示。
圖3 上電偵測畫面
（3）設(shè)備啟動自動判斷刮刀在左極限還是有極限，如在左極限則啟動左極限程序，如在右極限則啟動右極限的動作。
2.3 典型自動化工藝流程
（1）SMT模式下單向模式（初始停在左極限）：離板下降—下降到下限—定時—下左刮刀—定時—刮刀右行—刮刀右極限—定時—收左刮刀—定時—離板上升到上限。
（2）SMT模式下雙向模式（初始停在左極限）：離板下降—下降到下限—定時—下左刮刀—定時—刮刀右行—刮刀右極限—定時—收左刮刀—定時—下右刮刀—定時—刮刀左行—刮刀左極限—定時—收右刮刀—定時—離板上升到上限。
（3）LCD模式下停左模式（初始停在左極限）：離板下降—下降到下限同時下左刮刀右行—到離板下限及刮刀右限—定時—刮刀左行—刮刀左限—定時—收左刮刀—定時—離板上升到上限。
在正常的生產(chǎn)過程中，自動運行和手動運行切換時，系統(tǒng)先全部停機然后再切換到相應(yīng)的工作狀態(tài)，以確保操作的安全性。在設(shè)備動作過程中要進行生產(chǎn)計數(shù)，產(chǎn)量到達以后自動停機，提醒用戶更換板子。
2.4 PLCI/O接口設(shè)計
PLCI/O接口設(shè)計如表1所示。
表1 PLC輸入輸出配置
INPUT | | OUTPUT | |
X0 | 啟動停止 | Y0 | 左刮刀 |
X1 | 左限 | Y1 | 右刮刀 |
X2 | 右限 | Y2 | 刮刀左行 |
X3 | 上限 | Y3 | 刮刀右行 |
X4 | 下限 | Y4 | 離板 |
X5 | 臺板下限 | Y5 | 吸真空 |
3 設(shè)計概要
3.1 編程指導
在編寫程序時首先要把工藝要了解得透徹，要了解到各種情況下，應(yīng)該走得流程動作（根據(jù)你所需要的模式LCD、SMT 單向、雙向、停左、停右、全自動、半自動、手動各種動作，否則就會在編寫程序時會雜亂無章，致使誤動作層出不窮。記住各種警報變量，要把警報變量爛熟于心，調(diào)試時好判斷故障。
3.2 PLC輸出觸點保護
一般正常的情況下,為了保護PLC的輸出觸電,對于直流感性負載如:24V電磁閥,在電磁閥線圈的兩端應(yīng)該加反向續(xù)流二極管.因為在線圈通電失電的瞬間電流變化較大,由此產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢在閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流需要通過反向續(xù)流二極管續(xù)流或者用中間繼電器過渡,否則長時間運行,可能回將PLC的輸出點燒毀.
3.3 重視接地設(shè)計
PLC接地點是為了在整個設(shè)備包括電氣柜在可靠接地的情況下,降低各種干擾對PLC的影響.但在實際客戶端,可靠接地很少引起用戶的足夠重視,導致整個設(shè)備接地形同虛設(shè).在這種情況下,如果將PLC的地與設(shè)備接地端連接起來,反而有時會把設(shè)備和電柜中的電氣干擾引入PLC,使PLC工作不正常,甚至會導致PLC出錯即ERROR燈閃爍,PLC無法運行.解決辦法:建議客戶將設(shè)備可靠接地,如果現(xiàn)場不容易做到,可以將PLC的接地端去掉或?qū)LC的接地端與開關(guān)電源的24V負極連接.
4 結(jié)束語
該精密公司產(chǎn)品過去因為新產(chǎn)品開發(fā)過程中電控系統(tǒng)OEM售前技術(shù)支持和售后服務(wù)問題，影響到公司信譽。本案使用臺達機電自動化平臺全套產(chǎn)品為其成功地開發(fā)了印刷機、送板機、收板機。錫膏印刷機。采用臺達機電產(chǎn)品在錫膏印刷機上的成功的應(yīng)用，實現(xiàn)了全自動控制，較大地提高了印刷機的工作效率，方便了用戶操作。
