摘要：空调底壳泡沫粘贴包含涂胶工序，为了解决目前人工涂胶带来的质量隐患、劳动强度大、成本浪费等问题，本文介绍一种基于可编程控制系统设计的三轴涂胶机,详细描述了胶机的工作原理、结构组成和电气控制。
关键词：可编程控制器、三轴、涂胶机
Abstract: Air conditioning bottom shell foam paste containing coating process, In order to solve the problems of quality defects, labor intensity and cost waste caused by artificial coating, This paper introduces a three-axis coating machine based on Programmable Logic Controller system design. Describes the working principle, structure and electrical control.
Keywords: Programmable Logic Controller, three-axis, Gluing machine
一、前言
空调分体内机中的底壳部件需要粘贴底壳泡沫，防止因空调在工作时内外温差过大导致底壳凝露漏水，粘贴底壳泡沫工序是必不可少，涂胶的质量直接影响装配的效果。而目前公司采用传统的人工手动涂胶按压装配，涂胶的宽度和时间均为人工判断确定，根据产品回访及现场调研，传统涂胶存在许多问题：
1.涂胶工艺要求均匀的挤出密封胶，手动控制胶枪移动速率、力度大小和力道均匀无法保障；无法有效控制涂胶的饱满度及均匀，引起粘贴质量异常；
2.双重支出：人工成本支出、生产过程不可避免的材料浪费成本支出；
3.手工操作效率低；
4.操作热源设备带来的安全隐患。
二、设计方案
三轴涂胶机系统设计分为自动和手动两种模式。自动模式主要适用于操作人员，通过人机交换界面选择预存的待涂胶底壳的信息，系统通过预定的策略实现全自动涂胶过程。而手动模式主要适用于维护人员，可以通过人机交换界面实现对系统分部控制，方便维修人员调试、检修、保养等工作。
自动模式逻辑控制流程图如下：
自动模式：启动系统，可以启动传送机构，开始运输待涂胶底壳，再执行初始化操作。传送过程中，接收到第一探测信号；判断传送机构是否停线，若停线则返回初始化操作，若未停线，驱动阻挡机构阻挡待涂胶的底壳沿传送机构的运动方向运动。接收到第二探测信号，判断待涂胶底壳是否停滞超时，若超时发出警告信息；若未停线超时，则推动待涂胶底壳在垂直于传送机构运动方向的方向到达预定位置。伺服滑台固定胶枪按照预定脉冲的方式移动轨迹运动并涂胶。判断待涂胶底壳是否停滞超时，若停滞超时发出警告信息；反之，则单个待涂胶的底壳的涂胶过程结束，涂胶完毕，返回等待初始化操作，等待下一个待涂胶底壳的到来。
三、硬件设计
3.1机械结构设计
该设备由底壳传送机构、阻挡定位机构、涂胶主体三轴结构、涂胶系统及人机交换界面等部分构成。
涂胶主体三轴结构：其中涂胶机主体结构采用三轴可手动调节结构：水平手轮能够调整涂胶机与传送机构的水平距离，垂直方向手轮能够在丝杆的配合下调整伺服滑台的高度，以便控制胶枪在合适的高度涂胶。伺服滑台上固定有胶枪，涂胶机控制器能够根据预定策略控制伺服滑台的运动轨迹，从而实现对待涂胶底壳的涂胶操作。三轴结构示意图如下：
图1 三轴结构示意图
3.2关键电气控制设计
3.2.1底壳输送线系统：采用电动力滚筒（380v 6m/min）和无动力滚筒及皮带组成，按钮开关SB7交流接触器吸合得电，电机M1拉动皮带；按下SB8停止按钮，皮带停止。电气接线图如下：
其中Y轴伺服滑台由伺服驱动器mega-fabs ISRAEL驱动伺服马达实现Y轴直线运动精确控制；煞车接线方式采用含Relay接法连接（见CN2端口），滑台配线图如下:
3.2.3人机交换界面： 首页包含生产台数自动计数、开机前注意事项提醒和功能选择页；涂胶机型选择界面具备多种可满足生产机型选择；手动操作界面及涂胶长度调整界面包含涂胶长度参数设置、伺服马达正反转、原点复位等功能；使涂胶机的使用更加方便、灵活。
图2 涂胶机人机交换界面
可以提供待涂胶底壳的型号供用户选择，在用户选择型号后，能够给予预存信息根据待涂胶底壳的型号查找对应的预定策略，包括伺服机构的预定移动轨迹和对胶枪的驱动脉冲等，从而使涂胶机能够适用于多种型号的底壳涂胶，便于充分利用。
图3 机型选择界面
机型选择示例：Q力26空调生产机型，如现要生产这款机型时直接点击触摸屏上的对应机型按钮，程序内部的辅助继电器M10接通程序运行至打胶位置。L分体采用的辅助继电器是M11，选定机型后会更换另一种开关状态，选定后程序会自动调整对应的参数。
图4 机型位置参数设定界面
枪一开始-------程序内部采用的寄存器是D501空调到指定位置开始打胶可以调整参数改变开始位置
枪一停止--------程序内部采用的寄存器是D503空调到指定位置停止打胶可以调整参数改变停止位置
程序内部D501、503作为数字写入寄存器可通过触摸屏填写直接改变内部参数并传送到D7和D9内。根据不同寄存器参数传送的不同D7和D9内的数值也不同，开始打胶和关闭打胶的位置也会改变，从而实现不同产品的生产需求参数设定，参数设定采用脉冲式。
四、结论
本自主研发的三轴涂胶机能够采用较为严谨的逻辑实现整个涂胶过程的控制，也能够兼顾到异常情况发生时的及时发现、处理，还能够实现一个个涂胶过程的循环，具有很好的实用性，能够实现无人监控式的自动化涂胶，节省人力成本，设备可靠性高、通用性好、功能强、使用方便、调试周期短，并且可以满足多种空调内机的生产，生产稳定性强、质量有保证，使生产效率及效益显著提高。
参考文献
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[4]数字化手册编委会，机械设计手册（软件版）V3.0，机械工业出版社，2006.
论文作者:陈源富,李永民,罗木永,曹令意
论文发表刊物:《电力设备》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/12
标签：涂胶论文; 机型论文; 界面论文; 机构论文; 涂胶机论文; 位置论文; 参数论文; 《电力设备》2017年第15期论文;