隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電子元器件制造技術(shù)日新月異。在當(dāng)前的主流市場(chǎng)中，led分光分色技術(shù)正越來(lái)越成熟，隨著成品質(zhì)量要求的逐步提高以及生產(chǎn)量的大幅提升，在各種分光分色工藝中，產(chǎn)品傳輸定位技術(shù)正越來(lái)越受到重視。同時(shí)，由于企業(yè)間品牌競(jìng)爭(zhēng)的加劇，利潤(rùn)的降低使得led分光分色設(shè)備廠家千方百計(jì)降低生產(chǎn)成本，以求立足市場(chǎng)。長(zhǎng)期的現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)服務(wù)工作讓筆者摸索出了一種具有高性?xún)r(jià)比的分光分色定位解決方案。

系統(tǒng)介紹

在如圖1的控制系統(tǒng)中，采用三菱mr-j2s系列伺服放大器以及fx2n-plc和fx2n-1pg高速脈沖輸出模塊作為定位控制系統(tǒng)的核心部件，同時(shí)輔以三菱新一代高性能5.7寸觸摸屏gt1150作為人機(jī)界面。在設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程中，系統(tǒng)操作指令和定位數(shù)據(jù)由操作員在觸摸屏上方便地操作以及數(shù)據(jù)輸入，并通過(guò)實(shí)時(shí)傳入plc來(lái)控制高速脈沖輸出模塊，而高速脈沖輸出模塊則直接控制著伺服放大器的工作，在伺服放大器的驅(qū)動(dòng)下，伺服電機(jī)按照指定的速度動(dòng)作到設(shè)定的位置完成led產(chǎn)品的分光分色定位工作。在具體的生產(chǎn)工藝中，定位工作還涉及到邏輯處理或者自動(dòng)執(zhí)行等問(wèn)題，這些都可以通過(guò)plc內(nèi)部程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，三菱fx系列plc高達(dá)8000步的程序容量使得目前常見(jiàn)的控制工藝都能輕松的實(shí)現(xiàn)。

系統(tǒng)硬件組成及其特點(diǎn)

fx2n-1pg高速脈沖輸出模塊

作為系統(tǒng)定位工作的上位機(jī)部件，fx2n-1pg具備以下特征：

配備有便于定位控制的七種操作模式

針對(duì)定位控制的特點(diǎn)，該模塊具有完善的控制參數(shù)設(shè)定，如定位目標(biāo)跟蹤、運(yùn)行速度、爬行速度、加減速時(shí)間等。這些參數(shù)都可通過(guò)plc的from／to指令設(shè)定。除高速脈沖響應(yīng)輸出外，還有常用的i/o輸入輸出控制，如正反限位開(kāi)關(guān)、stop、dog（回定位原點(diǎn)開(kāi)關(guān)信號(hào)）、pg0（零點(diǎn)信號(hào)）等。此外，還內(nèi)置了相應(yīng)的定位軟元件，如返回原點(diǎn)、向前、向后等。對(duì)這些特定的功能以及操作，設(shè)計(jì)者只要通過(guò)設(shè)置特定的緩沖單元或者相應(yīng)的定位軟元件就可以現(xiàn)實(shí)高速定位動(dòng)作；

一個(gè)高速脈沖輸出模塊控制一個(gè)軸。fx2n系列plc最可以擴(kuò)展到8個(gè)模塊；

高速脈沖輸出模塊輸出脈沖頻率最高達(dá)100khz

fx2n-1pg與三菱fx-plc的其他擴(kuò)展模塊一樣，plc可以通過(guò)from/

to指令為其設(shè)置工作參數(shù)。在led分光分色機(jī)的應(yīng)用中，主要涉及到以下參數(shù)的設(shè)置：

［bfm#0］電機(jī)運(yùn)行的脈沖速率：這是放大器使馬達(dá)旋轉(zhuǎn)一圈所需要的輸入脈沖的數(shù)目，它不一定是馬達(dá)每一圈所產(chǎn)生的編碼器脈沖數(shù)目；

［bfm#2和bfm#1］伺服電機(jī)進(jìn)給速率：這是馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)的機(jī)器移動(dòng)量；

bfm#3］伺服系統(tǒng)設(shè)置：包含單元系統(tǒng)參數(shù)、定位數(shù)據(jù)倍數(shù)、脈沖輸出格式、旋轉(zhuǎn)方向、原點(diǎn)返回方向、dog輸入極性、計(jì)數(shù)開(kāi)始點(diǎn)、stop輸入極性和stop輸入模式的設(shè)置；

［bfm#5和bfm#4］電機(jī)運(yùn)行最大速度vmax：最大速度vmax即是電機(jī)的上限速度設(shè)置；

［bfm#6］基速：這是伺服電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的基速；

［bfm#10和bfm#9］原點(diǎn)返回高vrt；

［bfm#11］原點(diǎn)返回爬行速度vcr；

［bfm#18和bfm#17］設(shè)置位置（i）p（i）：這是伺服電機(jī)目標(biāo)位置或操作的移動(dòng)距離；

［bfm#20和bfm#19］運(yùn)行速度（i）v（i）：這是在基速和最大速度之間范圍內(nèi)的伺服電機(jī)實(shí)際運(yùn)行速度。

三菱mr-j2s高性能伺服系統(tǒng)

plc通過(guò)from/to指令來(lái)設(shè)定fx2n-1pg的脈沖方向和頻率、數(shù)量，而fx2n-1pg通過(guò)脈沖的形式來(lái)控制mr-j2s伺服放大器來(lái)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)執(zhí)行定位操作，在fx2n-1pg與mr-j2s伺服放大器之間，需要自己制作一根通訊連接電纜，該通訊連接電纜的接線圖如圖2所示。

在led分光分色設(shè)備的開(kāi)發(fā)中經(jīng)常遇到的一個(gè)難題就是定位位置的偏差，由于電機(jī)來(lái)回運(yùn)轉(zhuǎn)（如圖3）累積誤差，導(dǎo)致設(shè)備在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生定位的偏差，小小的一點(diǎn)偏差也會(huì)阻礙工藝的連續(xù)進(jìn)行。當(dāng)采用了j2s構(gòu)筑的伺服系統(tǒng)后，高達(dá)131072的編碼器分辨率使得這個(gè)問(wèn)題迎仞而解。在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中可以通過(guò)更改fx1n-1pg的脈沖輸出頻率或者更改mr-j2s的電子齒輪來(lái)更改電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行速度，無(wú)論是低速運(yùn)轉(zhuǎn)或者高速運(yùn)轉(zhuǎn)，定位都能達(dá)到控制機(jī)臺(tái)的精確。

mr-j2s伺服放大器可以采用專(zhuān)用的軟件進(jìn)行設(shè)置和監(jiān)視，如圖4所示。

在led分光分色設(shè)備上需要涉及到的參數(shù)主要有以下：

no.0sty：控制模式，再生制動(dòng)選件選擇；

no.3cmx：電子齒輪分子；

no.4cdv：電子齒輪分母；

no.7pst：位置指令的減速時(shí)間參數(shù)（位置斜坡功能）；

no.19blk：參數(shù)范圍選擇。

系統(tǒng)控制部分fx2n-plc和人機(jī)界面

在以往的調(diào)試工作中，工程師常常為了電腦與觸摸屏或者電腦與plc之間的電纜更換而煩惱，同時(shí)，電纜的經(jīng)常插拔也增加了設(shè)備損壞的風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)采用了三菱新一代人機(jī)界面gt1150之后，工程師省卻了這樣的煩惱，三菱觸摸屏所特有的透明功能讓調(diào)試工作容易了很多，如圖5所示。在設(shè)備的大量生產(chǎn)或者安裝過(guò)程中，這種便捷帶來(lái)的是工作效率的大幅提高以及勞動(dòng)力成本的降低。

觸摸屏的畫(huà)面采用的是免費(fèi)的gtdesigner2來(lái)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，gt1150強(qiáng)大的內(nèi)部功能使得用戶(hù)可以為其設(shè)計(jì)出琳瑯滿(mǎn)目的應(yīng)用功能。在led分光分色設(shè)備上所需要實(shí)現(xiàn)的參數(shù)設(shè)置、報(bào)警、配方等功能，采用gtdesigner2可以輕易實(shí)現(xiàn)。

結(jié)語(yǔ)

在led分光分色工藝中，采用三菱fx2n-1pg高速脈沖輸出模塊以及mr-j2s伺服系統(tǒng)、gt1150觸摸屏組成的解決方案不僅提高了設(shè)備性能、縮短了設(shè)備開(kāi)發(fā)周期，而且提高了整機(jī)的性?xún)r(jià)比。