基于PLC和DSP的电子灌胶机控制系统设计

从分析国内市场上电子灌胶机控制系统普遍存在的问题出发,介绍了一种采用PLC和DSP相结合的电子灌胶机控制系统设计方案,文中详细论述了电子灌胶机的工作原理、控制系统的设计结构,以及PLC和DSP的工作流程和设计思路。由于PLC具有控制功能强、可靠性高等优点,保证了电子灌胶机整体的控制协调性和监控能力;而DSP的高速、强数据处理、高运算精度特点有效地提高了系统在加热和出胶控制上的精度和实时性,两者的结合大大提高了电子灌胶机控制系统的性能。     

高精密点胶螺杆泵的参数分析与性能研究

针对电子封装对胶液分配具有高精度的控制要求,基于单螺杆泵的运动学特性建立边界条件,采用三维计算流体力学软件对精密螺杆泵流场模型进行数值分析,研究了螺距、偏心距、转速和压差等参数对高精密点胶螺杆泵压力和流量稳定性的影响,得到使螺杆泵性能较优的T/D,T/e区间和适宜的转速区间,为确定合理的高精密点胶螺杆泵的结构参数和运行参数提供了理论依据。     

新能源动力锂电池灌胶模组检测系统设计

设计了一种动力锂电池灌胶模组自动检测系统,介绍了检测系统的检测原理,检测方法及设备之间的通讯方式,并研究了减少测量误差的方法。该系统以西门子可编程控制器为核心,采用扫码器、称重传感器、测距仪、电池检测仪与安规检测仪分别对电池模组的条码、重量、外观、电压内阻和绝缘性能进行检测,数据采集完成后采用合理的通讯方式传送给主控制器。利用该系统可以快速精确地对模组参数进行采集,在动力锂电池模组检测自动化集成方面具有重要意义。     

柔性制造系统多工作台精度一致性的工艺解决方案

本文提出采用新的工艺流程,基于研制精密灌胶夹具,对工作台两定位孔实施精密灌胶的创新工艺方法,保证多工作台两定位孔的孔距精度一致性及其与两侧基准面的尺寸精度一致性,保证多工作台下导轨面与大面间的精度一致性要求,为柔性制造系统多工作台的精密制造提供了一种实用可行的工艺解决方案。     

自动灌胶机控制系统设计

研究采用小型可编程逻辑控制器(PLC)控制的自动灌胶机路径插补计算和胶水自动配比控制。对直线和圆弧路径进行了插补原理分析,针对灌胶机的按配比混合,采用步进电动机驱动齿轮泵来实现。自动灌胶机控制系统采用信捷XC5系列PLC,产生四路脉冲信号控制二维平台和齿轮泵,对实际的灌胶机进行路径插补、浇注调试。灌胶机浇注时定位走线正确、移动速度均匀、没有停顿,胶水固化质量好和出胶量可控。实践证明,小型PLC应用于灌胶机的二维自动化控制平台,进行直线、圆弧和椭圆弧等各种曲线的实时插补运算,控制精度高,运行速度快,抗干扰性能好,系统出胶量大,能满足生产的需求。该控制系统成本低,性价比高,具有良好的应用前景。     

全面屏触控显示模组防漏光技术研究

智能终端全面屏显示模组在追求超窄边框极致屏占比过程中容易产生漏光现象,传统的显示模组精密加工技术、加工装备及材料技术都难以快速解决.针对此问题,对全面屏显示模组制造全过程中可能造成漏光的问题进行系统性分析,初步确定了全面屏显示模组的精密加工工艺技术、精密加工设备及制造过程等几个重要关键点.选用最优解的涂布胶水,采用二道胶的精密涂布技术,结合单孔、双孔偏贴对位技术、背光组装对位技术,确保精密涂胶宽度控制在0.35 mm以内.同时通过CCD视觉系统及算法构建了不同的产品定位模型数据库,并采用高精度的五轴连动加工方式,辅以高性能运动控制器及五轴运动算法、多重坐标系换算的五轴插补运动、圆心偏移检测、边缘超出检测等,控制复杂三维空间轨迹,实现了空间直线、圆、椭圆等轨迹密封的360°位加工,实现±5μm的全自动、多角度、非接触式、多工位、准确度达99％以上、最快速度1500 mm/s的喷胶施胶控制技术,最小喷胶量控制在2 nL以内.通过员工技能岗位的培训,结合高分辨率的CCD识别系统、高精度的测高系统、EMS产品追溯系统等技术,实现对产品的信息化、智能化、高效化的检测,并最终实现了全面屏显示模组超窄边框的高效率、高良率的制造工艺技术,从而实现了防漏光的效果.     

光学防抖模组ϕ0.5mm钢球自动焊接设备

市场上新型手机镜头光学防抖模组THB制品钢球的焊接基本以人工加简易设备与治具为主,为半自动作业,故其生产效率低下,产品品质不稳定.针对上述问题,设计开发了光学防抖模组THB制品钢球自动焊接设备.通过结合现阶段工业高新技术,采用高精度分度盘、精密气动元气件、高精准视觉影像判别系统以及高精度激光焊接设备,研究光学防抖模组THB制品钢球自动焊接的方法.独特的双分度盘机构及专用钢球顶针治具的设计,实现了光学防抖模组THB制品的钢球自动焊接,减少了企业成本,提升了光学防抖模组THB制品钢球焊接的品质.     

超精密飞切二维转鼓用伺服分度装置的研制

针对光学应用领域中二维转鼓的超精密飞切装卡与自动定位需求,设计开发了一套二维转台伺服分度装置。其中二维转台采用方位轴和横滚轴相结合的运动方式来实现二维转鼓超精密飞切时的精密分度调控,然后开发了伺服控制系统并采用一种特殊结构形式的锁紧方式来实现单轴位置分辨率小于2″、重复定位精度小于5″的精确锁紧定位,最后通过连接夹具和胶接工艺的采用综合实现二维转鼓超精密飞切加工负载及精度需要。基于电子经纬仪和超精密机床配套电子拷表对该伺服分度装置进行了测试和分析,表明该装置可以应用于二维转鼓的超精密飞切加工。     

基于视觉的激光振镜精密焊接系统研究

新能源动力锂电池模组焊接是新能源电池模组装配工艺中十分关键的一环,焊接质量的好坏将直接影响产品质量。以实际项目为例,提出一种基于新能源动力电池模组的激光振镜精密焊接系统。该系统集成视觉系统进行位置纠偏,提高焊接系统的焊接精度,采用振镜提高焊接效率,自定义选择焊接参数,进行焊接性能优化。研究的主要内容包括整体机械结构设计、控制系统设计以及焊接参数优化等。     

基于坐标法的环面蜗杆测量系统

针对现有测量方法存在的问题,基于测量状态与加工状态一致的检测原理,设计了环面蜗杆精度测量原理。通过设置自动标定程序和高精密时栅转台使系统自动建立三维空间的测量坐标系,并利用坐标旋转法测得测头的回转半径。采用随动控制方式来测量环面蜗杆各齿面的点在测量坐标系中的坐标值,从而得到环面蜗杆的精度。系统采用金字塔式的结构使系统更稳定、可靠性强。通过实验,验证了本方案的可行性,测得环面蜗杆螺旋线的误差为±4μm。对系统进行等精度重复性实验,系统的极差为0.9μm,方差分析说明各测量点的误差值无显著差异。     

一种液晶模组缺陷检测设备的PLC控制实现

以3～8寸手机液晶模组缺陷检测设备为应用对象,能够兼容高解析度的液晶模组;以机器视觉为基础,图像处理算法为核心,并集成视觉定位系统,能够实现模组各种类型缺陷的全自动化检测.设计并实现PLC运动控制方案,利用二维电动平台实现液晶模组的全自动化检测方式,实现自动出入料、自动对接、自动点灯和视觉自动检测.利用高分辨率相机拍摄点亮不同颜色的多幅图像,并采用三菱FX3G系列PLC,编程实现对液晶显示屏缺陷的检测.通过软、硬件设计,对设备传感器采集到的图像数据进行运算处理,以及对设备旋转平台的电机速度、位移的控制,实现四工位液晶模组表面缺陷检测工艺流程.测试结果表明,液晶屏幕缺陷自动检测PLC控制系统符合设计要求,降低生产成本和退货率,简化生产线流程.     

精密点胶螺杆泵胶液流动分析与数值仿真

分析了胶液在精密点胶螺杆泵内的流动过程。把胶液在螺杆泵内的流动分成入口段、螺杆段和针头段三段进行分析;建立三维几何模型,利用流体仿真软件FLUENT对胶液在螺杆旋转条件下的流动过程进行数值模拟,得到了螺杆转速、螺槽尺寸、入口压力和针头大小等参数对挤胶量的影响规律。通过试验验证了仿真结果的合理性。研究结果为确定合理的螺杆泵几何参数及外部条件提供了理论依据。     

一种高压光纤气密封转接装置的设计

在进行某种密闭容器精密光学实验时,要求光纤贯穿密封转接装置能抵抗近2 MPa的高压冲击波。采用裸光纤直接灌胶密封方式设计一种光纤气密封转接装置,通过在装置内设置多个灌胶筒并合理选择灌胶筒的内径和灌胶密封段长度,使转接装置的密封抗压能力得到明显增强。检测结果表明:设计光纤气密封转接装置漏率小于1×10-9Pa·m3/s,能够抗2 MPa的超压气体冲击,且光信号传输衰减小于1 dB。     

手机摄像模组测试设备调校效率的优化

随着手机拍照要求和性能的提升,相位检测自动对焦(PDAF)类模组广受关注。由于手动方式测试此类模组测试效率低、测量精度低、工人劳动强度大等不足,结合实际生产情况,综合机械设计、机械理论、工程材料等相关知识,通过理论计算与实际模拟相结合的方式,设计并制造了1台三工位自动对焦设备,其实际生产效率能够达到210片/h。为了更好地提高工作效率,进一步将三工位自动对焦测试设备改造成六工位自动对焦设备,改造后生产效率能够达到360片/h,测试效率提升了70%左右。     

基于FPGA+DSP的全自动灯检机图像识别系统设计

针对全自动灯检机对精度、鲁棒性和实时性的要求,设计一种基于数字信号处理器(DSP)和现场可编程阵列(FPGA)数字图像处理的全自动灯检机图像识别系统。该系统采用FPGA对CMOS图像传感器采集的图像信息进行预处理,并采用高性能的DSP作为图像处理的核心部分,保证了系统性能的要求。详细介绍了系统的原理和实现方案,并在硬件系统上进行了算法验证及仿真实验。试验结果表明:该系统满足精度、实时性和适应性的设计要求。     

DSP在超精密CNC系统中的应用

超精密数控系统由于极高的精度指标和大量的插补运算,对伺服控制系统的运算能力提出了很高的要求。数字信号处理器(DSP)基于高效的运算能力、良好的开发环境支持,在超精密数控系统中获得了成功的应用。现对超精密数控系统中DSP的应用进行了分析研究。     

跨尺度微管微球三维半自动装配点胶系统

设计和搭建了一个3D半自动装配点胶系统,用于完成跨尺度零件微管与微球的三维装配点胶任务。系统主要由体视显微镜、变焦金相显微镜、发光二极管(LED)背光源、pL级点胶机、微操作手和零件夹持器组成。采用显微镜高低倍转换的方式实现了零件跨尺度特征的检测。基于提出的半自动装配点胶策略,并配合人工引导和显微视觉伺服技术,快速完成了跨尺度零件的半自动高精度对准和插入点胶。在搭建完成的系统上开展微管与微球的装配点胶实验,对提出的方法和装配精度进行了实验验证。结果表明,系统的位置对准误差优于1μm,角度对准误差优于0.5°,可以实现末端直径10μm的微管与孔径12μm的微球之间的装配和胶接,基本满足对该组件的装配精度和成功率要求。     

一种高精密全自动轴承外圈径向钻孔机

针对高精密非标轴承外圈径向钻孔工序存在的加工精度低、表面质量差等问题,设计开发了一种高精密全自动轴承外圈径向钻孔机。通过设置自动上料检测装置、伺服夹持分度装置、伺服钻孔装置、伺服倒角装置、气动铰孔装置及采用PLC系统控制,实现了上料检测→装夹分度→自动钻孔→内边倒角→内孔铰削等多工序连续自动加工,并通过实践验证,提升了生产效率和产品加工品质。     

2Z-V型电动潜油螺杆泵采油系统用行星减速器优化设计

电动潜油螺杆泵采油系统(ESPCPS)的设计关键是要解决螺杆泵低转速、高扭矩的动力输入要求,研究实验结果发现机械减速器是整个机组系统的难点所在。根据胜利油田某油井工况对电动潜油螺杆泵采油系统用减速器的设计要求,采用2Z-V型少齿差行星齿轮传动进行优化设计。根据所建立的数学模型,选用可靠性高、搜索速度较快的分层网络法进行寻优,性能参数良好、优化效果明显。首次提出了潜油螺杆泵减速器综合性能系数R,解决了不同机组、不同工况下、不同结构潜油螺杆泵减速器的性能比较问题。     

基于FPGA的异步电动机变频调速系统

针对传统的单片机(MCU)或数字信号处理器(DSP)以软件方式实现的控制系统普遍存在速度慢、稳定性差等问题,以实现全数字电机控制器的集成化为背景,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)硬件设计方案,并结合EDA模块化的设计方法和Verilog HDL硬件描述语言,在一片FPGA芯片中得到了验证和实现;采用"top-down"设计思想,对系统按功能划分模块进行了设计;首先对各功能模块进行了设计、仿真、验证,然后将整个系统组合起来进行了仿真、验证,最后利用FPGA进行了硬件验证;在此基础上,完成了异步电机SVPWM调制方式的V/F开环变频调速系统的实验。研究结果表明,该系统稳定性高、占用资源少、复用性高,在实时性、灵活性等方面有着MCU、DSP无法比拟的优越性,为设计高性能的电机控制专用芯片奠定了基础。