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              MX2H系列PLC在鍵合絲復繞系統中的應用
              2017-11-08 08:00:00


              一、摘要

                  近幾年來,國產半導體產業不斷發展,半導體投資資金聚集中國,并帶動了IC封裝企業生產規模和封裝技術;成為名副其實的世界芯片封裝中心。鍵合絲作為封裝用內引線,是集成電路和半導體分立器件的制造過程中必不可少的基礎材料之一。鍵合絲的市場需求不斷增長,對鍵合絲系列設備的需求和要求也在不斷提高。

                  本文主要討論了MX系列PLC在鍵合絲復繞系統中的應用。


              二、系統簡介

                  四線L型收放線一體復繞機,廣泛用于貴金屬絲復繞工序。復繞工序是貴金屬絲處理的最后一道工序,復繞完成的產品,直接提供給用戶。如果繞制的質量不好,就會造成夾線、斷線、散線,直接影響到用戶的生產效率,因此對PLC的各項性能要求極高。如DA轉換、高速脈沖輸出的精準度等。經綜合考慮,系統選用麥科電氣(MIKOM)技術有限公司生產的PLC。     本機采用放線與收線復繞組合的結構形式,收放線復繞一體機全部采用伺服驅動、數控張力、PLC可編程控制系統、人機觸摸屏操作界面。繞制平穩精準、線表面平整,可適應用戶各種復繞工作及復繞線型設備。


              三、機器結構

              1中,放線機構由放線控制系統控制放線伺服電機來完成;張力機構由PLC控制D/A模塊來控制張力電機的張力值;收線機構由PLC控制繞排伺服來進行精準繞排線動作。


              四、硬件系統架構

                  根據控制要求,電氣控制系統以麥科電氣(MIKOM技術有限公司MX2H-1616MTPLC為控制核心、以觸摸屏與控制面板按鈕為人機對話界面,控制復繞機的各項功能輸出、用兩路高速輸出控制繞排線雙軸伺服定位。PLC通過MX2H-4DA模塊控制張力電機驅動板來進行張力數字化調節及自動控制。PLC與觸摸屏間使用RS232通訊;PLC對伺服驅動的定位控制采用PLC的高速脈沖功能。整個系統的硬件架構如下圖所示:

              ͼ2.JPG

              1.傳動部分:包括繞線伺服及傳動皮帶、排線伺服及精密絲杠、張力平衡桿機構、各種接近開關及傳感器等。

              2.張力控制部分:采用專門的張力控制電路,由PLC控制D/A模塊改變微張力電機電壓的方式來改變系統張力。

              3PLC控制部分:該部分由PLC主單元及D/A輸出模塊等構成,完成全機繞排線控制,開關量輸入、數據檢測以及計算和過程控制。

              4.人機界面部分:采用WINVIEW公司的MT6070IH2WV觸摸屏與MX2H系列PLC通訊來觀察,設置各種參數數據。 


              五、產品選型

              1.伺服及HMI觸摸屏采用WINVIEW公司的MT6070IH2WV;伺服采用三菱公司的MR-J2S-10A伺服控制器;

              2PLC控制系統

              PLC采用麥科電氣(MIKOM公司MX2H-1616MTMX2H-4DA;其中張力控制采用MX2H-4DA模擬量輸出模塊輸出010V的電壓值進行控制,MX2H-4DA擴展模塊可配合MX2H系列主模塊工作,實現4個模擬信號通道的輸出,電壓輸出至張力控制板控制張力電機的張力。

              采用MX2H-1616MTPLC主要有以下幾個原因:

              1)支持多種接口:MX2H主模塊集成1RS2321RS485接口,可通過配置多種通訊卡增強通訊功能,內置自由口、Modbus、MXLink等協議,可以構建較為完善的通訊網絡,方便的和各種設備通訊。大大提高產品的技術含量和競爭力,有利于系統的擴展和升級。

              2)指令速度快、程序容量大:基本指令處理速度為0.084us/步,綜合指令處理速度為1K/ms,程序容量為24K步。

              3)多種高速輸出指令支持,便于伺服控制。

              4)便捷的主程序分塊和子程序調用指令:程序更有條理,提高編程效率,便于程序維護和升級。

              5)方便的臨時變量:減少雜亂的中間變量的應用,節省編程資源,編程更簡單、快捷。

              6)多種程序保護措施:MX系列PLC具有完善的保護機制,通過設置"禁止格式化"、"禁止上載"、"下載密碼"、"上載密碼"、"監控密碼"、"工程密碼"、"主程序和子程序密碼""指定PLC序列號",有效保護用戶的知識產權。

              7)配置以太網卡,遠程維護更方便。


              六、PLC程序編制

              1程序初始化

              通過SM1指令進行上電初始化,把需賦值的參數通過用戶數據塊設置。采用數據塊,可在不占用程序步數的情況下,設置需要上電設置的參數。

              2繞線、排線定位程序控制

               運行畫面如3

              按啟動鍵啟動繞制程序。

              繞線和排線均采用PLSY指令輸出定位脈沖。

              程序如下:

                  繞線定位脈沖通過M102控制PLSY指令、控制Y0輸出不同的頻率,對應不同的繞線轉速。因為其只作一個方向運行,所以不需方向控制和個數控制,將脈沖個數設置為0,使其一直運行;排線定位脈沖通過M103控制PLSY指令控制Y1輸出不同的頻率,和不同的脈沖個數,來完成排線動作,單獨通過一個方向控制輸出來控制排線的方向,實現往復運動。

                  鍵合絲繞制程序分為60個段,每段都有相應的匝數、速度、位置以及各種參數,采用MX2H系列PLC的間接尋址功能進行處理。當一段繞制段的匝數到后,調用相應的子程序,采用間接尋 址的方式調用下一段參數,通過運算,PLC計算出下一段的繞制速度、繞制匝數等參數,繼續下一段的繞制。

                  復繞的往復運動通過步進程序實現。采用步進程序,能有效的縮短程序運行時間,使控制程序流程明晰,便于程序的升級修改。


                七、張力程序段     

                 張力設置畫面如

                  程序對張力的控制是通過PLC控制4D/A模塊控制張力模塊來實現的,通過這種方法,可以將張力數字化使其直觀,便于靈活控制。張力控制采用MX2H系列PLC控制MX2H-4DA模擬量輸出模塊輸出010V的電壓值進行控制。通過直接向特殊模塊寄存器(Un.b)中寫入數據,來調整張力值。

                八、結束語

                 本系統為微張力控制,微小的電壓波動也可能導致張力不穩,造成絲線抖動,從而產生不合格的產品。實際使用中,針對此項功能進行長時間的觀察測試。采用MX2H系列PLC后,系 統性能有很大提高,可靠性和抗干擾性非常好,能長時間穩定可靠的工作,各項指標都優于同類產品。MX2H-4DA模塊長時間連續運行后依然精準,電壓波形無波動,張力控制平穩可靠。復繞后的產品,表面光潔,繞制質量高,放線性能好,得到了用戶一致好評。








              下載附件PLC在鍵合絲復繞系統的應用


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