自动模组机整体结构的设计
摘 要自动模组机主要为半自动机台，藉由PLC与触摸屏组成的人机控制界面系统、抓取BLU位置的CCD视觉系统和基于压力控制的玻璃贴附系统、操作平台、BLU载台、静电消除模块等主要组成，作业员将POL面板与BL放置到载台后，借由机台进行高精度的组装，由此可将BL与液晶玻璃板，精密的贴合，操作过程中要求人员对机台有一定的了解与故障的解除方法，对人机配合有一定的要求，本机台的生产效率是人工的2-3倍，不仅提高了工作效率，也大大保障了产品的精度与品质。
目录
引言 5
一、自动模组机的整体设计 6
（一）整体结构组成设计 6
（二）机台设计参数 7
二、自动模组机的功能设计 8
（一）自动模组机的主要功能 8
（二）设计工作流程图 11
（三）操作界面功能设计 11
三、 人机界面的操作功能设计 13
（一） 人机界面自动模式设计 13
（二）人机界面手动模式模块设计 13
（三）人机界面参数设定模块设计 14
（四）人机界面监控模式设计 14
四、模组机视觉系统的设计 16
（一） 视觉程式架构设计 16
（二）视觉系统构成 17
（三）CCD的选型 17
（四） 视觉系统部分PLC程序 18
五、压力控制系统的设计 20
（一）压力控制系统工作原理的设计 20
（二）压力变送器的选型 20
结论 21
参考文献 22
致谢 23
引言
在现代化生产领域中，越来越多的新生生产方式正稳步发展，传统的生产方式也越来越不能满足生产的需求，因此为了适应制造业的需求，自动化行业开始蓬勃发展，成了生产制造的主流。随着电子信息技术，特别是电脑的出现和广泛使用，自动化的概念已经扩展到用机器不仅可以代替人的体力劳动，而且还能协助脑力劳动。以自动地完成特定的作业。
本论文所设计 的自动模组机正是在这种情况下所应运而生的，摆脱了以前传统的全人工作业，通过人员与机台的相互合作，使生产效率提高23倍，大大降低了人员生产 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
过程中所造成的精度差异过大，工作效率低下等问题。
一、自动模组机的整体设计
（一）整体结构组成设计
自动模组机藉由PLC与触摸屏组成的人机控制界面系统、抓取BLU位置的CCD视觉系统和基于压力控制的玻璃贴附系统、操作平台、BLU载台、静电消除模块等主要组成，其组成模块，如图11。
图11 整体组成模块图
1、人机界面控制
人机界面控制系统由三菱PLC控制和昆仑通泰触摸屏组成。可编程存储器，简写为PLC，是专为工业而设计的一种基于数字运算的电子操作系统，可以用于本身的内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制等指令，并通过模拟量输入/输出控制各种类型的机械生产过程，它工业生产控制的核心组成部分。触摸屏又称人机接口，简写HMI，其可以PLC、变频器、调速器、工业PC等连接，对工业工程进行监控、数据显示、流程操作等。三菱PLC是国内几大PLC品牌中比较经济实惠、功能齐全的一大品牌，其型号较多、编程简单、稳定性好。昆仑通态触摸屏是今年国内发展起来的一大品牌，虽然相对于西门子等国际品牌来说，其市场占有率没那么大，但是其基本功能齐全、型号多样，性价比较高，因此也比较受工程师喜爱。
2、CCD视觉系统
抓取BLU的CCD控制系统采用多颗CCD工业相机，代替人眼进行检测和判断，将摄取目标转化为图像信号，由PC端的图像处理系统接收处理，从而对现场设备进行动作控制。
3、基于压力控制的玻璃贴附系统
通过压力控制器对整个机台进行实时监控，感应器接收压力信号传送给PC端，PC端接收信号对压力值检验是否符合规定范围，从而做出判断，保证整个工作过程中产品的安全和组装压力在规格之内。
机台设计参数
表11 机台设计参数
形式
SAS组装机
Panel规格
7寸12寸
控制系统
三菱PLC搭配PROFACE10.4人机界面
电源
AC220V 50/60Hz 50A,single phase
空气源
7~5千克/平方厘米，耗气量Max.100/min.
贴合压力值
>=3KG
对位调整机构
Camera 镜头组，光学倍率0.8X 2X
生产速度
11S/PCS
机台尺寸
1250(L)*870(W)*2050(H)mm
重量
Approx.1250KG
机架
东野 铝合金桥型架构
二、自动模组机的功能设计
（一）自动模组机的主要功能
1、人机界面功能
采用昆仑通泰的“10.1”彩色人机界面智慧型设定系统，操作简易迅速而且易学易懂，克服了一般按钮开关的复杂性，但是为保证人机界面屏幕的安全，不可使用尖锐的物品触碰人机界面。
CCD平行校正结构
设计CCD平行矫正结构，能够让使用者更加轻松快速地完成CCD对位功能，并且能够保证每片产品贴合品质。X轴用机密微调结构，可以调整产品X轴的对位；Y轴搭载了高精度线性马达，可以保证机台位置抓取准确；θ角采用推拉式结构。可以调整CCD θ角的对位，如图21。
图21 CCD平行矫正结构图
BLU的CCD组
该功能主要使用搭载CAMCIC200020G 康耐视二百万像素的CCD，配置为0.8倍率以及2倍率的放大镜头可以准确的抓取BLU的位置，如图22。
图22 BL CCD组图
BLU载台功能设计
BLU载台采用三轴直线模组构成，X、Y、Q三轴都采用PLC控制，通过搭载两套线性马达、一颗DD马达和伺服马达进行驱动，这样既可以满足动力需求，又可以保证其工作精度，如图23。
图23 BLU载台图
（1）线性马达
目录
引言 5
一、自动模组机的整体设计 6
（一）整体结构组成设计 6
（二）机台设计参数 7
二、自动模组机的功能设计 8
（一）自动模组机的主要功能 8
（二）设计工作流程图 11
（三）操作界面功能设计 11
三、 人机界面的操作功能设计 13
（一） 人机界面自动模式设计 13
（二）人机界面手动模式模块设计 13
（三）人机界面参数设定模块设计 14
（四）人机界面监控模式设计 14
四、模组机视觉系统的设计 16
（一） 视觉程式架构设计 16
（二）视觉系统构成 17
（三）CCD的选型 17
（四） 视觉系统部分PLC程序 18
五、压力控制系统的设计 20
（一）压力控制系统工作原理的设计 20
（二）压力变送器的选型 20
结论 21
参考文献 22
致谢 23
引言
在现代化生产领域中，越来越多的新生生产方式正稳步发展，传统的生产方式也越来越不能满足生产的需求，因此为了适应制造业的需求，自动化行业开始蓬勃发展，成了生产制造的主流。随着电子信息技术，特别是电脑的出现和广泛使用，自动化的概念已经扩展到用机器不仅可以代替人的体力劳动，而且还能协助脑力劳动。以自动地完成特定的作业。
本论文所设计 的自动模组机正是在这种情况下所应运而生的，摆脱了以前传统的全人工作业，通过人员与机台的相互合作，使生产效率提高23倍，大大降低了人员生产 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
过程中所造成的精度差异过大，工作效率低下等问题。
一、自动模组机的整体设计
（一）整体结构组成设计
自动模组机藉由PLC与触摸屏组成的人机控制界面系统、抓取BLU位置的CCD视觉系统和基于压力控制的玻璃贴附系统、操作平台、BLU载台、静电消除模块等主要组成，其组成模块，如图11。
图11 整体组成模块图
1、人机界面控制
人机界面控制系统由三菱PLC控制和昆仑通泰触摸屏组成。可编程存储器，简写为PLC，是专为工业而设计的一种基于数字运算的电子操作系统，可以用于本身的内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制等指令，并通过模拟量输入/输出控制各种类型的机械生产过程，它工业生产控制的核心组成部分。触摸屏又称人机接口，简写HMI，其可以PLC、变频器、调速器、工业PC等连接，对工业工程进行监控、数据显示、流程操作等。三菱PLC是国内几大PLC品牌中比较经济实惠、功能齐全的一大品牌，其型号较多、编程简单、稳定性好。昆仑通态触摸屏是今年国内发展起来的一大品牌，虽然相对于西门子等国际品牌来说，其市场占有率没那么大，但是其基本功能齐全、型号多样，性价比较高，因此也比较受工程师喜爱。
2、CCD视觉系统
抓取BLU的CCD控制系统采用多颗CCD工业相机，代替人眼进行检测和判断，将摄取目标转化为图像信号，由PC端的图像处理系统接收处理，从而对现场设备进行动作控制。
3、基于压力控制的玻璃贴附系统
通过压力控制器对整个机台进行实时监控，感应器接收压力信号传送给PC端，PC端接收信号对压力值检验是否符合规定范围，从而做出判断，保证整个工作过程中产品的安全和组装压力在规格之内。
机台设计参数
表11 机台设计参数
形式
SAS组装机
Panel规格
7寸12寸
控制系统
三菱PLC搭配PROFACE10.4人机界面
电源
AC220V 50/60Hz 50A,single phase
空气源
7~5千克/平方厘米，耗气量Max.100/min.
贴合压力值
>=3KG
对位调整机构
Camera 镜头组，光学倍率0.8X 2X
生产速度
11S/PCS
机台尺寸
1250(L)*870(W)*2050(H)mm
重量
Approx.1250KG
机架
东野 铝合金桥型架构
二、自动模组机的功能设计
（一）自动模组机的主要功能
1、人机界面功能
采用昆仑通泰的“10.1”彩色人机界面智慧型设定系统，操作简易迅速而且易学易懂，克服了一般按钮开关的复杂性，但是为保证人机界面屏幕的安全，不可使用尖锐的物品触碰人机界面。
CCD平行校正结构
设计CCD平行矫正结构，能够让使用者更加轻松快速地完成CCD对位功能，并且能够保证每片产品贴合品质。X轴用机密微调结构，可以调整产品X轴的对位；Y轴搭载了高精度线性马达，可以保证机台位置抓取准确；θ角采用推拉式结构。可以调整CCD θ角的对位，如图21。
图21 CCD平行矫正结构图
BLU的CCD组
该功能主要使用搭载CAMCIC200020G 康耐视二百万像素的CCD，配置为0.8倍率以及2倍率的放大镜头可以准确的抓取BLU的位置，如图22。
图22 BL CCD组图
BLU载台功能设计
BLU载台采用三轴直线模组构成，X、Y、Q三轴都采用PLC控制，通过搭载两套线性马达、一颗DD马达和伺服马达进行驱动，这样既可以满足动力需求，又可以保证其工作精度，如图23。
图23 BLU载台图
（1）线性马达
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