全自動FOG邦定機軟件系統的設計

周宏艷，李 鐵，郭曉妮，馮志祥

(太原風華信息裝備股份有限公司，山西太原030024)

全自動FOG邦定機軟件系統的設計

周宏艷，李 鐵，郭曉妮，馮志祥

(太原風華信息裝備股份有限公司，山西太原030024)

設備的穩定可靠運行，直接依賴于設備軟件系統的穩定可靠。通過對設備輸入輸出點的邏輯關系、電機運行、圖像系統、操作安全等方面的控制，系統地介紹了全自動FOG邦定機軟件設計，旨在能對自動設備軟件控制上有一定的借鑒作用。

可編程控制器；柔性電路板邦定至玻璃；全自動邦定機；軟件系統；安全設計

隨著電子、通訊產業的高速發展，液晶面板顯示器的需求不斷增長，液晶顯示模塊是液晶顯示器必不可少的組成部分，中小尺寸產品如手機、數碼產品，大尺寸如液晶顯示器、液晶電視等。這些產品都以薄、輕為發展趨勢，這就要求有相關配套的工藝技術支持。邦定技術是驅動軟性電路FPC (film on glass）和液晶玻璃或觸摸屏進行電氣和機械連接的一種工藝技術。全自動FOG（film on glass）邦定機即是實現這種工藝技術的相應設備。

全自動FOG邦定機是一種用于將TCP或FPC（柔性電路板）與玻璃面板之間建立穩定的機械和電氣連接的生產設備，其可以用于面板與FPC的邦定生產，同時兼容LCM（液晶顯示模塊）或觸屏的生產，可與自動涂膠機或全自動COG連線使用。其主要完成功能有：LCD自動上料、FPC自動上料（FPC手動上料可選）、定位、ACF預貼、自動對位、預壓、主壓、自動下料。外形布局圖如圖1所示。

圖1 全自動FOG邦定機外形布局圖

邦定機由玻璃上料部件、ACF部件、預壓部件、FPC上料、主壓部件、傳輸部件、下料部件、圖像系統、電氣控制系統等組成。控制系統由PLC來完成。

1 邦定機軟件系統的總體結構

自動化設備的硬件系統和軟件系統是不可分割的整體，邦定機的軟件系統在實現邦定機需要的一些功能基礎上，還要完成對機器操作的規劃，并實現操作功能。

全自動FOG邦定機的軟件系統應用可編程控制器（PLC）梯形圖開發，通過觸摸屏進行人機交互，從界面上操作整個軟件系統，實現各種功能。界面上顯示信息有關鍵性參數，如壓接時間，溫度，壓力等，以及FPC待料、上下游連線待料、搬運、壓接模式等輔助性信息。

1.1 軟件系統的組成

全自動FOG邦定機軟件系統分塊編制，主要分為如下幾個部分：手動操作（電機調試）、參數設定、自動運行、一鍵化操作、報警信息互動、快速換型、模塊化設計等：

1）手動操作（電機調試）的功能包含：單獨設定各個電機工作位，接料位，下料位，氣缸，負壓等的單獨操作。

2）參數設定功能包含：溫度通過485通訊，在觸摸屏上進行設定；壓力通過電氣比例閥控制，觸摸屏設定；邦定時間；電機速度等。

3）自動運行：主要是設備自動完成從上料、定位、ACF、預壓、主壓、下料等一系列動作。采用"傻瓜"模式設計思路，具有隨時啟動，隨時停止功能，極大地方便了用戶。

4）一鍵化操作：針對設備臺數較多，開發出大量一鍵化操作動作，可以通過一鍵操作，實現玻璃在各平臺之間的隨意搬送。

5）報警信息互動：增加更多的人機交互，在報警信息處理過程中，可以實現多種選擇，確保設備更加順暢的運行。

6）快速換型：針對客戶現場換型頻繁的情況，結合圖像系統，開發出快速換型程序，通過輸入玻璃及FPC尺寸，一鍵化換型。

7）模塊化設計：因為整個邦定系列機型較多，設計過程中運用大量局部變量，以縮短后續設備的開發周期。

1.2 軟件的總體框圖

全自動FOG邦定機設備運行流程是液晶玻璃的傳輸流程，通過設備上五支傳送機械手進行。下面按傳輸流程順序給出程序框圖。

1.3 邦定機I/O點的管理

圖2 傳送1機械手動作流程

全自動FOG邦定機屬于大型高精度自動化設備，I/O點數眾多，對各I/O點進行方便的管理與控制，是對方便設備調試及方便維護的一個前提。為縮短調試時間，將所有I/O點集中在觸屏上，狀態一目了然。同時，為了方便硬件的維護，在程序中將I/O地址全部替換為內部地址，這樣更換某一個I/O點時，只需要在I/O轉換程序模塊中更改即可，不需要全部程序內替換，減少遺漏風險，方便程序調試。

2 邦定機電機軸的控制

2.1 電機單獨控制

電機是設備控制系統中的執行部件，在全自動FOG邦定機中，我們運用伺服電機和步進電機來實現運動。電機傳動是邦定機高速度、高精度運行的基礎結構件，電機運行的穩定性會直接影響到邦定機的工作性能。所以，軟件上要對各電機軸的初始化、點動、步進單動、定位運行進行控制，并對各電機軸的位置傳感器進行管理。

圖3 傳送2機械手動作流程

2.2 電機回零

電機位置的初始化就是對電機進行零點歸位，初始化完成后，設定當前位置為零點，并設定好電機運行方向，在運動過程中的其它位置就有了相對于零點位置的固定坐標。全自動邦定機的設計中，初始化零點是讀取位置傳感器的狀態變化來確定。傳感器固定在設備的固定件上，歸位零件固定在電機通過絲桿傳動的運動件上，隨著電機的轉動，呈直線運行，直到到達檢測位置傳感器。初始化電機的示意圖如圖7初始化電機示意圖。

圖4 傳送3機械手動作流程

圖5 傳送4機械手動作流程

圖6 傳送5機械手動作流程

圖7 初始化電機示意圖

初始化電機系統程序首先讀取傳感器狀態，根據傳感器狀態，判斷電機的運行方向。傳感器在被歸位零件遮擋住時，狀態為“1”，反之為“0”。當程序讀取到傳感器狀態為“1”時，電機帶動歸位零件往左移動特定距離后設定為零點。當序讀取到傳感器狀態為“0”時，電機首先帶動歸位零件右移動，直到狀態為“1”后，再往左移動特定距離后設定為零點。

3 圖像系統的通訊與管理

圖像系統與PLC之間通過232串口通訊，格式如圖8傳送格式、圖9傳輸代碼說明。

圖8 傳送格式

依據通訊格式，編制程序代碼，完成玻璃初始定位，預壓部分對位，主壓定位的圖像系統功能。

4 自動運行中安全設計

全自動FOG邦定機因為運行速度較快，傳輸部件較多，所以在運行過程中對安全性提出了更高的要求。結合該設備的具體情況，主要是針對安全門鎖，安全光柵，手動拾取FPC時的細節處理。

4.1 安全門鎖的處理遙

所有安全門鎖在生產過程中全部強制有效，有效避免了人為誤操作帶來的安全隱患。

4.2 FPC上料安全光柵的處理

針對操作人員會頻繁遮擋光柵的原因，采用即擋即停設計，具體細節設計為，遮擋住光柵時，FPC上料臺部分立即停止，而當光柵不被遮擋住時，FPC上料臺部分會繼續動作。

圖9 傳輸代碼說明

4.3 手動拾取FPC的處理

因為在生產過程中，難免有FPC掉落至設備內部，此時如果想去拾取FPC，則需要在觸屏上進行選擇。此辦法有效的保證了人員的安全，同時保證對設備效率沒有影響。

5 結束語

軟件系統是自動化設備的重要組成部分，設備的良好性能也需要在軟件系統的工作中體現出來，設備的所有操作和控制都基于軟件系統來實現。全自動FOG邦定機已經大量應用于液晶行業中面板和觸屏的生產，系統軟件穩定可靠。目前全自動FOG邦定機可以達到每3.5 s生產一片，在速度上還待提升。

[

1] 張俊萍，朱小冬，張魯，等.軟件可靠性測試流程設計及其應用[J].計算機測量與控制，2011(4)：796-799. [

2] 黃會雄，陳開文.軟件的可靠性設計研究與應用[J].山西電子技術，2006(4)：68-70.

周宏艷（1971.4-）女，高級工程師，1994年畢業于太原理工大學。畢業后一直從事專用設備的自動化控制工作。

李鐵（1982.11-）男，工程師，2006年畢業于太原科技大學。畢業后一直從事專用設備的自動化控制工作。

郭曉妮（1982.2-）女，助理工程師，2011年畢業于內蒙古科技大學。畢業后一直從事專用設備的自動化控制工作。

馮志祥（1985.2-)男，工程師，2008年畢業于南開大學濱海學院。畢業后一直從事專用設備的自動化控制工作。

The Software System Design of the Automatic FOG Binding Machine

ZHOU Hongyan，LI Tie，GUO Xiaoni，FENG Zhixiang

(Taiyuan Fenghua Information Equipment Co.，Ltd.，Taiyuan 030024，shanxi)

Stable and reliable operation of the equipment，the stability and reliability of the software system is directly dependent on the equipment.Through the equipment input control output logic relationship，motor operation，image system，safe operation，etc.，systematically introduced automatic fog bonding machine software design，in order to have certain reference function to the automatic control system equipment.

The programmable controller；FPC On Glass；Automatic binding machine；The software system；Safety design

TN605

：B

：1004-4507(2015)07-0043-06

2015-05-14