基于台达机电产品的锡膏印刷机

摘  要：介绍基于台达PLC系统集成架构的SMT印刷机自动化系统。对于锡膏印刷机典型工艺流程给出自动化系统分析。PLC自动化系统设计概要讨论具有通用参考价值。

关键词：SMT  印刷 PLC 

1 引言

上海某精密工业有限公司是电子生产设备制造商。该公司具有较高的综合开发能力和完善的质量保证体系，曾获得多级科研成果奖和发明专利。德佳精密产品畅销全国各地及东南亚、中东地区，深受客户好评。主要产品有：SMT（表面安装印刷电路板）印刷机、自动送板机、自动收板机等电子行业主体设备。本文重点介绍的表面安装印刷电路板锡膏印刷机是其中的核心装备。

2 SMT印刷机自动化系统

在SMT工艺制造过程中，锡膏印刷工艺是非常关键的一环，它的品质将直接影响于是后段工序的品质，要保证整个SMT工艺的品质，首先必须保证印刷工艺品质。统计表明，PCB（印刷电路板）不能通过测试而须返工的60%原因是由于锡膏印刷质量差而造成的。因此锡膏印刷机在电子生产流水线上重要的一环。

2.1 自动化系统设计

电控系统基于台达PLC自动化系统集成。触摸屏人机界面在PLC驱动下实现全自动控制，具有操作简单、学习方便的特点。PCB传动与输送机构采用精密稳定的进口电机，多种运行模式选择设定简单。基于台达PLC自动化平台的SMT印刷机系统架构如图1所示。DVP-14SS11R是台达薄型輕巧的单元型PLC，提供最簡易且基礎使用的順序控制功能。DOP-A57BSTD是台达5.7吋8灰阶触摸屏人机界面。VFD004M21A是台达M系列低噪音变频器，体积小价格低，适用于一般要求应用环境。

 

图1 SMT印刷机自动化系统架构

2.2 自动化印刷功能

（1）设备操作界面由触摸屏提供。分为全自动、半自动、手动选择3种运行模式，且在此3种模式下各有LCD、SMT子模式选择。在SMT模式下还有单向、双向模式选择，LCD模式下有停左、停右模式选择，且各自动作都是不同的，用户可以根据自己的需要灵活选择，触摸屏典型操作显示画面案例如图2所示。

（a ）

（b）

图2 典型工艺画面

nextpage（2）上电如在SMT模式下要求判断篮架中是否离板在上限以及刮刀是否在左右极限，如不在启动位置，按启动则会出现报警，提醒用户需手动调至启动所需要的位置。而在LCD模式下则不用判断刮刀是否在左右限，如不在左右限，则只需在人机上按启动或者停左、停右选择时就会自动根据你的选择，刮刀停在你选择的极限，如图3所示。

 

图3 上电侦测画面

（3）设备启动自动判断刮刀在左极限还是有极限，如在左极限则启动左极限程序，如在右极限则启动右极限的动作。

2.3 典型自动化工艺流程

（1）SMT模式下单向模式（初始停在左极限）：离板下降—下降到下限—定时—下左刮刀—定时—刮刀右行—刮刀右极限—定时—收左刮刀—定时—离板上升到上限。

（2）SMT模式下双向模式（初始停在左极限）：离板下降—下降到下限—定时—下左刮刀—定时—刮刀右行—刮刀右极限—定时—收左刮刀—定时—下右刮刀—定时—刮刀左行—刮刀左极限—定时—收右刮刀—定时—离板上升到上限。

（3）LCD模式下停左模式（初始停在左极限）：离板下降—下降到下限同时下左刮刀右行—到离板下限及刮刀右限—定时—刮刀左行—刮刀左限—定时—收左刮刀—定时—离板上升到上限。

在正常的生产过程中，自动运行和手动运行切换时，系统先全部停机然后再切换到相应的工作状态，以确保操作的安全性。在设备动作过程中要进行生产计数，产量到达以后自动停机，提醒用户更换板子。

2.4 PLCI/O接口设计

PLCI/O接口设计如下表所示。

PLC输入输出配置表

normal style="MARGIN-LEFT: 7.3pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>INPUT

normal style="MARGIN-LEFT: 7.3pt; TEXT-ALIGN: center" align=center> 

normal style="MARGIN-LEFT: 7.3pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>OUTPUT

normal style="MARGIN-LEFT: 7.3pt; TEXT-ALIGN: center" align=center> 

normal style="MARGIN-LEFT: 7.3pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>X0

normal style="MARGIN-LEFT: 7.3pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>启动停止

normal style="MARGIN-LEFT: 7.3pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>Y0

normal style="MARGIN-LEFT: 7.3pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>左刮刀

normal style="MARGIN-LEFT: 7.3pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>X1

normal style="MARGIN-LEFT: 7.3pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>左限

normal style="MARGIN-LEFT: 7.3pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>Y1

normal style="MARGIN-LEFT: 7.3pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>右刮刀

normal style="MARGIN-LEFT: 7.3pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>X2

normal style="MARGIN-LEFT: 7.3pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>右限

normal style="MARGIN-LEFT: 7.3pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>Y2

normal style="MARGIN-LEFT: 7.3pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>刮刀左行

normal style="MARGIN-LEFT: 7.3pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>X3

normal style="MARGIN-LEFT: 7.3pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>上限

normal style="MARGIN-LEFT: 7.3pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>Y3

normal style="MARGIN-LEFT: 7.3pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>刮刀右行

normal style="MARGIN-LEFT: 7.3pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>X4

normal style="MARGIN-LEFT: 7.3pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>下限

normal style="MARGIN-LEFT: 7.3pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>Y4

normal style="MARGIN-LEFT: 7.3pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>离板

normal style="MARGIN-LEFT: 7.3pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>X5

normal style="MARGIN-LEFT: 7.3pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>台板下限

normal style="MARGIN-LEFT: 7.3pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>Y5

normal style="MARGIN-LEFT: 7.3pt; TEXT-ALIGN: center" align=center>吸真空

3 设计概要

3.1 编程指导

在编写程序时首先要把工艺要了解得透彻，要了解到各种情况下，应该走得流程动作（根据你所需要的模式LCD、SMT 单向、双向、停左、停右、全自动、半自动、手动各种动作，否则就会在编写程序时会杂乱无章，致使误动作层出不穷。记住各种警报变量，要把警报变量烂熟于心，调试时好判断故障。

3.2 PLC输出触点保护

一般正常的情况下,为了保护PLC的输出触电,对于直流感性负载如:24V电磁阀,在电磁阀线圈的两端应该加反向续流二极管.因为在线圈通电失电的瞬间电流变化较大,由此产生的感应电动势在闭合回路中产生的感应电流需要通过反向续流二极管续流或者用中间继电器过渡,否则长时间运行,可能回将PLC的输出点烧毁.

3.3 重视接地设计

PLC接地点是为了在整个设备包括电气柜在可靠接地的情况下,降低各种干扰对PLC的影响.但在实际客户端,可靠接地很少引起用户的足够重视,导致整个设备接地形同虚设.在这种情况下,如果将PLC的地与设备接地端连接起来,反而有时会把设备和电柜中的电气干扰引入PLC,使PLC工作不正常,甚至会导致PLC出错即ERROR灯闪烁,PLC无法运行.解决办法:建议客户将设备可靠接地,如果现场不容易做到,可以将PLC的接地端去掉或将PLC的接地端与开关电源的24V负极连接.

4 结束语

该精密公司产品过去因为新产品开发过程中电控系统OEM售前技术支持和售后服务问题，影响到公司信誉。本案使用台达机电自动化平台全套产品为其成功地开发了印刷机、送板机、收板机。锡膏印刷机。采用台达机电产品在锡膏印刷机上的成功的应用，实现了全自动控制，较大地提高了印刷机的工作效率，方便了用户操作。