基于QD75D4定位模塊點膠圖形的開發

趙乃輝，趙子龍，林 波，侯 宇

(中國電子科技集團公司第二研究所，山西太原 030024)

在觸摸屏行業中，隨著UV膠水技術的不斷成熟，越來越多的廠商在生產中開始使用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，點膠三軸帶動膠桶在上玻璃片畫點膠圖形，由翻轉機構帶動上平臺翻轉180°后，再由上升機構帶動下玻璃片上升，在上升的過程中，兩片玻璃在受力的狀態下逐漸將膠水擠壓開。此處主要介紹點膠圖形的生成，每一個圖形都是由若干組定位數據構成，不同的定位數據組合可以構成不同的圖形。

1 QD75D4定位數據的構成

軸1（X軸）定位數據存儲在QD75D4定位模塊的緩沖存儲器#2000-#7999，每10個緩沖存儲器對應一組定位數據，它的構成如圖1所示。

點膠路徑即定位標志符，它是Da.1-Da.5的十六進制組合（見圖2）。定位地址包括定位地址X和定位地址Y，對應各個點的X坐標和Y坐標。Z軸狀態即M碼。

圖1 定位數據構成

圖2 定位標志符構成

Da.1運行形式

指定是否繼續執行啟動的定位數據后的定位數據。

“運行形式”包括以下三種：

（1）獨立定位控制（運行形式：00）

（2）連續定位控制（運行形式：01）

（3）連續路徑控制（運行形式：11）

連續定位控制同連續軌跡控制區別：

連續定位控制：執行完一個定位數據后，執行下一個定位數據（速度要降為零）

連續軌跡控制：執行完一個定位數據后，執行下一個定位數據（速度不降為零）

以點膠圖形（見圖3）為例，為實現拐角處（第一點到第三點、第四點到第六點）膠量的平滑過渡，必須將運行形式設定為連續軌跡控制。

Da.2控制系統設定

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

Da.3加速時間、Da.4減速時間

設置“加速/減速時間0至3”中哪一組用于定位數據執行期間的加速/減速時間。加速時間0用二進制數00表示，加速時間1用二進制數01表示，加速時間2用二進制數10表示，加速時間3用二進制數11表示。

Da.5要插補的軸

設置在兩軸插補控制中運行的目標軸，此處選擇軸1（X軸）為基準軸，軸2（Y軸）為目標軸，用二進制數01表示。

Da.6定位地址

設置定位控制目標值的地址。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

執行環形插補控制時需要設置的數據。執行兩軸線性插補控制時，弧地址不需要設置。執行兩軸環形插補控制時需要同時寫入定位地址和弧地址。

Da.10 M代碼

當與定位數據組合發布輔助命令時設置該代碼。

“M代碼輸出功能”用于執行與定位數據相關的輔助動作，按時序可分為WITH模式和AFTER模式，在此處使用了AFTER模式，即當定位運行完成時輸出M碼，并且M代碼ON信號變成ON，當定位執行期間M代碼ON信號變為ON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代碼用于點膠Z軸的上升與下降，可為各個定位數據設置不同的M代碼。當接收到M碼1時，Z軸開始下降，下降到位后，點膠器打開，到設定時間，點膠器關閉，同時Z軸上升，M碼1可控制點膠器打點。當接收到M碼2時，Z軸下降，下降到位后，點膠器打開，開始點膠。當接收到M碼3時，點膠器關閉，停止點膠，同時Z軸上升。M碼2與M碼3組合使用可控制點膠器畫線。

2 觸屏界面規劃

以雙Y圖形（圖3）為例，Da.1-Da.10在觸屏界面中規劃如表1。

圖3 點膠圖形（雙Y）

表1 觸屏界面

3 數據生成方式

以點膠圖形（雙Y）為例，圖中的數據按以下順序生成：

讀取X軸、Y軸、Z軸機械進給值（見圖4），機械進給值隨著三軸移動位置不同不斷更新數值。

圖4 讀取X、Y軸機械進給值

D5010、D5020為讀取的X軸和Y軸的機械進給值，默認以0.1μm為位，需要將D5010、D5020除以10 000將單位改變為mm。

點動移動X軸、Y軸、Z軸到點膠圖形（圖3）各點，點動程序如圖5。

圖5 X軸點動程序

在JOG運行中，正向運行JOG START信號（YA8、YAA、YAC） 或反 向 JOG START（YA8、YAA、YAC）信號變為ON時，從QD75D4輸出脈沖到驅動裝置，然后工件以指定方向移動。以點膠X軸點動為例，程序如圖5：

X500為觸屏中點動正向移動按鈕，X501為點動反向移動按鈕，D9050為X軸點動移動速度，當速度設置為零時，點動移動無效，當檢測到點膠X軸對應QD75D4模塊出錯時，點動移動無效，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，點保存按鈕，將X軸、Y軸當前的機械進給值寫入到配方數據中的定位地址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 將機械進給值保存到定位數據

X311為觸屏中定位數據保存按鈕，按下該按鈕可將機械當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，對應觸屏界面中的 1-10，通過更改 D2201的當前值可將機械進給值保存到不同的定位地址中。

為每個定位數據設置不同的M碼，依據運動方式的不同分別設置1、2、3。在指定位置打點時，將觸屏中需要打點的定位地址一行對應的Z軸狀態設置為1。在畫線時，將需要畫線的起始點的定位地址一行對應的Z軸狀態設置為2，將終點的定位地址一行對應的Z軸狀態設置為3。以雙Y圖形第7點到第8點的直線為例，將觸屏中第7點定位數據對應的Z軸狀態設置為2，第8點定位數據對應的Z軸狀態設置為3，當點膠3軸帶動膠桶到達第7點時，接收到M碼2，控制Z軸下降，下降到位后，點膠器打開開始點膠，當運動到第8點時，接收到M碼3，停止點膠，同時Z軸上升。

設置定位標志符號。所畫圖形拐角處對應的點膠路徑設置為A07，如雙Y圖形中第2點和第5點的點膠路徑應設置為A07，最后一點設置為A04，其余設置為A05，A代表直線插補，07代表連續路徑控制，05代表連續定位控制，04代表點膠結束。

分別為每個定位數據設置不同的速度值，速度不同膠量不同，點膠圖形的粗細也不同。

圓弧插補采用分點指定的2軸環形插補控制，通過在起始點地址和終點地址中間指定一個第3點的方式實現。圓形插補的實現可采取與直線插補同樣的方法：在觸屏界面中定位地址旁邊并列規劃一組弧地址數據，以同直線插補相同的方式將第3點的X坐標和Y坐標寫入到觸屏界面中的弧地址數據，即可實現。

4 結束語

本文提到的基于QD75D4定位模塊圖形的生成方式，具有穩定性好，兼容性強的特點，適用于各種不同的圖形構造，同時可根據圖形的復雜程度相應地調整定位數據的數量。

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

[2] 胡佑德.伺服系統原理與設計[M].北京：北京理工大學出版社，2005.

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