永宏PLC在LED燈管焊接機的改造

1. 引言
當前很多簡單的邏輯控制設備都采用單片來實現，但隨著現場環(huán)境的日益復雜化，單片機受環(huán)境的干擾也逐漸提升，造成設備的運轉不穩(wěn)定。這里就以LED霓虹燈焊接機為例，焊接過程容易導致錯誤判斷LED的好壞以及焊接質量的降低。因為霓虹燈為一串的LED串聯(lián)焊接，只要有一盞LED損壞。要么花費較大的人力來返工，要么造成整條霓虹鄧的報廢。這里就針對該設備改造為PLC的控制。根據控制方式，主要介紹控制的重點部分內容。
2. LED焊接設備介紹
LED焊接設備的工做原理如下所釋。
LED供料轉盤：
有一個LED供料盤，共16個工位；震動盤提供原始焊接LED到轉盤；開始有做引腳處理的工位，以及極性的調整工位。這些工位為凸輪控制。從LED檢測好壞開始，由PLC來控制。PLC控制汽缸來實現動作是否執(zhí)行或者關閉。LED開始的工藝如下：

由LED的判斷好壞，決定工序走哪個過程。LED正常時的工序在每個工位中都有執(zhí)行汽缸。在LED轉盤的凸輪控制軸上安裝有檢測光電輸入。
另外還有一個供導線的轉盤，從導線進入到焊接點有14個工位，這個在初始化時，必須先裁剪好14段導線，并移位到焊接工位。在凸輪轉軸上安裝有計數輸入開關。做移位的計數，在距離焊接工位第7個工位是做安裝工字塑膠。工字塑膠主要是防止引腳接觸。再移動4個工位，安裝熱縮管。到此處。PLC控制汽缸完畢。送工字塑膠與套管工藝如下：

原有的機械設備是采用整合的單片機控制箱控制，總共控制8個汽缸，來完成LED的檢測，修腳，焊電阻，焊接導線直到封裝完畢。其他單元由凸輪來控制傳動。但在正控制過程中，往往會因環(huán)境的因素，干擾單片機，使得動作出現問題，從而導致產品不合格率提高。影響效率。就這里我們采用臺灣永宏PLC對單片機控制進行改造。PLC的抗干擾能力比單片機好，對環(huán)境的適應能力也很好。在成本上，簡單的開關量控制與單片機相差不大。同時PLC的程序編程比單片機靈活，對程序的修正等更好的做修改。
3. 永宏PLC簡介與PLC選型
永宏PLC有17年的歷史，在臺灣由一群高級技術人員專門研制與開發(fā)。硬件上整合為一塊SoC芯片，集高速計數器，高速脈沖，多通訊端口以及中斷控制等為一體，是的產品的性能與穩(wěn)定性在小型PLC中獨立一幟。
永宏PLC主推FBs系列，有經濟型FBs-MA,高功能型FBs-MC和NC定位型FBs-MN3個檔次PLC。根據不同的應用場合，客戶可以選擇不同檔次的PLC來實現設備的控制要求。
在這里我們改造的設備主要控制汽缸的打開與關閉，為簡單的開關量控制。所以我們選擇經濟型主機。因為有8個汽缸閥門控制。輸入點有啟動與關閉，以及3個檢測輸入。所以選擇FBs-24MAT機型，外部接有中間繼電器。I/O配置如下表

4. PLC程序控制
4.1啟動與停止控制要求。
在啟動中有啟動按鈕X3，為常開狀態(tài)，按下按鈕即可啟動電機。另有停止按鈕X4，狀態(tài)為常閉狀態(tài)。同時要求停止按鈕在設備停止運轉時可以實現點動輸入程序控制如下圖。

1 通訊線接線示意圖
4.2LED檢測輸入程序。
LED檢測方式是通過機械結構來點亮LED來判斷LED的好壞。這是再配合外界電子線路向PLC的X0提供一個開關信號。LED亮，有信號輸入，判斷為好的LED；LED不亮則判斷為壞的LED。這時工作的重點是要將LED的好與壞位置記錄起來，以現實下一步的動作。
如果好的LED將在下一步切腳、供助焊劑和送電阻焊接；若壞的LED則切腳等動作不動作；知道轉動LED供料盤到吹廢料工位時，實現吹廢料。
記憶LED好壞使用對位寫入指令。即若是好的LED對寄存器WM16寫入1，反之則為0。因為凸輪控制在轉動時要考慮其位置，根據X1的導通與關閉時序來判斷。X1有導通240度角，另外120度角為關閉狀態(tài)。通過上下緣來控制LED好壞置位的時間和位移的時間。程序如下：

圖4.2 一般數據鏈路程序

在LED檢測正常時，FUN41將對WM16進行置位。在電機帶動下，X1來判斷位置，當到X1為ON時，一個LED檢測將向左一個移位。再進行下一個LED檢測。這時LED檢測信號將有M16送至M17。M17的狀態(tài)將有M16來決定，以此類推。因為吹廢料狀態(tài)正好是置位為0時才吹料。所以 M21去反狀態(tài)。

將以上中間繼電器直接送至Y點輸出，即可以實現汽缸閥門的控制。但在機械結構上要求吹廢料時汽缸頂起只能保持一段時間。因為LED在一下個 LED送料時要轉動，此時吹料頂起汽缸要下來。經過調試，頂起吹料汽缸保持0.4秒，可以保證廢料被除掉，以及LED送料轉盤轉動不卡住。

4.3 導線轉盤的離合控制。
當檢測到有壞的LED時，在吹料工位時，將吹掉廢料，這時將有一個工位是空的。這時當空工位移到焊接焊接導線工位時，導線轉盤必須要離合，等待下一個LED的到來，才能焊接導線以及轉動開始另外的焊接工作。轉盤離合控制程序如下：

M10信號來之吹廢料，在有吹廢料時，M10導通，這時同時對D50的第一位寫入“1”，表示要離合氣缸。所以在間隔一個機械工位后，若無LED，則這時離合氣缸。
4.4 送工字塑膠與套管控制。
其中在導線轉盤中送工字塑膠與套管的原理，重點也是要采用FUN41來記錄移動工位數，開始送工字塑膠與套管，主要輸入信號來自X2的計數輸入；計數在 14位后即送工字塑膠工位。在過4個工位位送套管工位。因為這里送導線轉盤有焊接肯定會計數，若是廢料則離合，所以直接對X2信號做處理。簡單程序如下：