触屏丝印——自动生产线控制系统

 

随着社会的发展，目前市场上对智能手机、平板电脑、平板电子书的需求越来越多，从而带动了整个智能终端的产业链。目前国内的智能终端触屏丝印设备几乎全部采取人工操作，远远满足不了市场的需求。另丝印工艺因使用了化学药品，会产生极大的刺鼻的味道，因此减少人力，提高产线的自动化生产程度是迫在眉睫。 
针对此种情况，我们给客户提出了一整套智能终端触屏丝印自动生产线的控制系统，该系统目前已经高效、稳定地在为客户生产丝印触屏。现在，我们一起来分享一下这个国内行业内系统首创、技术领先的自动化产线的案例吧。 

1.机械系统

目前TP自动产线的机械系统，因各家生产工艺需求有差异，不过大体生产系统组成不外乎以下两种： 
1.四个单元：分别为上料、丝印、烘烤、下料等。 
2.两个单元：分别为丝印、烘烤等。 
比较以上两种系统，优缺点如下： 
(1)优点： 
第一种系统，从上料设备到丝印完一个工艺，到烘干，到下料，全自动完成，几乎不占用多余人工。 
第二种系统，可以实现“丝印+烘烤…+丝印+烘烤”, 最佳自由组合,最大便利地连续丝印多个工艺。 
(2)缺点： 
第一种系统，从上料到下料，每次只能实现一种丝印工艺图案，上料单元的置料架需要前端设备置满物料。 
第二种系统，产线的首台丝印机需要一个工人上料，末端的烤炉或丝印机出口需要一个工人收料。 
(3)综合： 
两种机械方案，我们都有给不同的客户提供相应的CAN总线控制系统，相对而言，终端代工企业更倾向于第二种方案，所以本篇主要针对目前使用量较多的第二种机械方案系统。 

2.丝印工艺

TP丝印，最重要的工艺指标就是重复丝印精度。目前行业要求的丝印精度普遍要求在0.003mm以内，这就对机械与控制系统提出了较高的要求，为了系统的精度、稳定性，系统必须加入视觉识别系统、对位校正系统。
在CCD识别对位系统中，有些方案供应商采用了在A点用CCD识别对位，然后再到B点处进行丝印工作，这种方案存在二次定位误差，丝印精度不好控制。 
我们方案的优势：如上图所示，在产品送到待丝印工位，系统将产品上升到丝印高度，在该高度上进行CCD识别对位，然后可以根据工艺需要，可以在同一高度立刻进行丝印工作，不存在二次对位所带来的误差。 
电气组成： 
(1).送料、取料机构分别由一个平移伺服和一个升降步进系统组成。 
(2).丝印平台机构由一个升降伺服、一个丝印刮刀伺服系统组成。 
(3).两个产品初步校正机构由一个XY步进系统组成。 
(4).双CCD定位调整机构分别由两个XY步进系统组成。 
(5).送料、取料机构分别由一个平移伺服和一个升降步进系统组成。 
(6).对位平台机构由XXY三轴步进系统组成。 

3.烤炉工艺

丝印完毕的产品，需要在一定的温度下烘干，才能进行下道工艺，如下图，我们给客户提供的控制系统方案如下：
对于烘烤区的产品摆放，我们提供的方案采取自动优化算法，在设定烘烤区的长、宽、行距、列距的情况下，可以自动计算出最佳摆放产品矩阵图
在烘烤区入口，通过进炉XY机械手，把产品放置到自动计算的网带传输带的位置上； 
网带在设定传送等待周期到之后，向一个方向传送一列；在烘烤区出口，通过出炉XY机械手，在网带上吸取产品放置到下一个工艺单元入口； 
电气组成： 
(1).传送带机构由一个带抱闸的伺服系统组成。 
(2).进炉机械手由一个XY伺服系统组成。 
(3).出炉机械手由一个XY伺服系统组成。 

4.系统架构图

目前“丝印机+烤炉….+ 丝印机+烤炉”的整体方案最为灵活，可以自由嵌入或抽离多套设备来满足生产工艺，甚至可以单独作为一个丝印机或一个烤炉使用，非常灵活。 
如下，多套设备拼接的实际生产图： 

系统方案特点： 
1.系统全套CAN总线控制，避免脉冲控制方式带来的接线众多、丢脉冲导致定位精度不准、抗干扰能力差等缺点，具备极高性价比。 
2.系统采用步科电气F1系列总线型PLC控制，自动化程度高。软件采用欧洲主流软件-德国3S公司Codesys软件，其CPU主频高达800M,程序执行扫描周期可以在微秒级别； 
3.系统自带两路隔离CAN总线接口，一路控制丝印设备，一路控制烘烤设备；从站可以扩展多大127个。 
4.系统预留工业以太网接口，支持标准Modbus TCP/UDP等协议，方便接入干部生产线工厂级生产管理，也可支持串口接入生产管理系统； 
5.由于系统采用总线控制，软硬件均易维护，易扩展。