一、产品特色

顺应业界多轴运动控制技术的发展，台达推出全新通讯型PCI总线高速运动控制轴卡（PCI_DMC_A01），配合台达20Bit高精度与高性能的ASDA-A2-F伺服系统，将是业界无与伦比的最佳组合。

多样化的运动控制模式

可同时实现任意三轴直线插补、任意两周圆弧插补及任意螺旋插补与连续插补功能。

支持通讯后备功能

除了提供主从交换功能，并内建通讯备援的专用资料传递格式。可有效避免通讯受干扰情况下的无效通讯流，并确保讯号传递的稳定性。

二、应用场合

木工设备、玻璃机械、电子设备、非标设备

三、台达运动控制卡系统在太阳能串焊机上的应用

1 前言

太阳能分布普遍，没有地域限制，无须开采和运输，清洁环保，永不枯竭。
利用太阳能的最佳方式是光伏转换，就是利用光伏效应发电。太阳能发电系统（如图1）主要包括：太阳能电池光伏组件（阵列）、控制器、蓄电池、逆变器、用户负载等组成。其中，太阳能电池组件和蓄电池为电源系统，控制器和逆变器为控制保护系统，负载为系统终端。

图1 太阳能发电系统示意图

在整个系统中，太阳能电池（如图2）光伏组件是最基本也是最重要的部分。太阳光照射到电池半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，光生空穴由n区流向p区，光生电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能发电的工作原理。

图2 太阳能电池示意图

为提高发电效率，需要将多个太阳能电池进行串联，形成最终使用的太阳能电池光伏组件，如图3。

图3 太阳能电池光伏组件（阵列）

全自动串焊机与手工串焊相比较具有很多优势。全自动串焊机焊接速度快、质量一致性好，表面美观，没有手工焊接的焊锡不均匀现象，可以减少操作人员及检验人员的数量，降低管理难度及制造成本，焊接效果图如图4。

图4 焊接效果图

DMCNET（Delta Motion Control Network），简称DMC Net，是台达自主研发的工业自动化运动控制协议。最远通信距离可达30米，完全可以满足串焊机设备体积大的需求。采用总线方式，降低了串焊机的配线难度；采用双路不同CRC校验码进行通信，可以保证串焊机运行的可靠度和稳定性。
台达运动控制卡系统，基于DMCNET，以A01运动控制卡为核心，整合A2-F伺服驱动器马达，GA01网关模组，GE04集合式模拟量输入输出模组，GE16集合式数字量输入输出模组，GE01PI脉冲输出模组，GE01PG手摇轮输入模组，RM32远程数字量输入输出模组，RM64远程数字量输入输出模组，RM04PI远程脉冲输入输出模组等一系列运动控制产品，可以构成完整的串焊机运动控制解决方案，如图5。

图5 采用台达运动控制卡系统的串焊机

2 运动控制系统架构

太阳能串焊机的运动控制系统架构，如图6，采用A01軸卡*2，750WA2*1，400WA2*3，200WA2*4，64點輸入模組*5，64點輸出模組*3，脉衝輸出模組*1。

图6 运动控制架构示意图


图7 配线图

3 软件系统架构

软件系统分系统初始化、自动模式、单步模式、参数配置、运动配置、状态监视、报警输出等模块。软件界面如图8和图9。

图8 软件截图


图9 程序源码示意图

4 系统工艺

通过系统软件与硬件的协同工作，控制取电池片料，电池片外观及栅线检测，喷涂助焊剂，升温，焊带拉取及铺设，放电池片，高频电磁感应焊接，降温，电池串翻面收集等动作。
取电池片料：为保证轻柔地将料盒内的电池片取出，采用压缩空气分层，配合橡胶吸盘，在精准的机械手动作下，可靠地将电池片送入工作区。
电池片外观及栅线检测：在检测环节中，可将外观缺陷及主栅线印刷异常的电池片移出。
喷涂助焊剂：采用无接触的助焊剂喷涂方式，可使助焊剂准确喷涂到预定的位置，为可靠焊接提供保障。
升温：通过逐渐升温，准备接下的焊接。
焊带拉取及铺设：：由机械臂拉取裁切预定长度的焊带，并由机械臂精确的放置到加工位置。
放电池片：由机械臂抓取下一片电池，并精准的轻放到焊带上。
高频电磁感应焊接：降低焊机平台到达指定高度，控制焊接温度，进行无接触式的电池片焊接。
降温：将焊接完新电池片的电池串向前移动，进行降温。
电池串翻面：在一个电池串焊接完成后，有机械臂抓取，反面，并精准轻放到玻璃板上，准备进入下一道工序。

5 结束语

台达高速通信运动控制系统，具有架构完善，高速通信，控制精准，配线简单，维护方便等诸多优点。应用于太阳能串焊机设备，可以方便系统的整体规划配置，极大提高设备的整理运行效能。

四、台达运动控制卡在非标IPAD平板电脑压合机上应用

1、项目背景
随着数控技术及装备工业自动化水平不断提高,运动控制卡被广泛应用到工业自动化控制的各个领域。非标设备的上位控制器采用PC+运动控制卡的形式,具有通用性特点的开放式数控系统。 台达总线型多轴运动控制卡设计了用于非标数字装备的用户编程语言和编译系统，并结合了非标设备自身特点。运动控制卡程序编译系统软件采用模块化思想设计,主要包括代码解释模块、操作模块、机器视觉模块、运动学参数库调用模块、系统初始化自检模块、运动控制卡接口模块。运动控制卡在上位机提供给用户的是一个功能全面的人机交互界面。这部分是操作者与数字装备进行通信的主要方式,可以实现程序的编写、译码、调试、运行、设备的初始化、状态监测等多种操作。

2、应用效果
台达运动控制卡主要应用于IPAD平板电脑压合机，主要工作是将“电源/通信”接口部件涂胶后压合在IPad下壳的底部。结合了运动和视觉两个部份。运动部份6个轴，分别是两组压头的X、Y、Z。视觉部分进行定位和压合结果确认。由于该设备融合了运动控制和机器视觉部分，构成高整合性的电控系统，因此台达总线型的轴卡系统对于此设备的系统提升和性能优化起到了决定性的作用。

3、设备示意图

五、台达多轴运动控制卡在自动PCB印刷机上的应用

1、项目背景
全自动锡膏印刷机是SMT(表面贴装技术)生产线的关键设备之一。作为表面贴装生产线的第一道工序，锡膏印刷质量的好坏对SMT产品的合格率有着极其重大的影响。影响锡膏印刷质量的一个重要因素是印刷机各部分的运动控制精度，目前SMT产品的生产向高产出率和“零缺陷”方向发展，在生产中，印刷机需要长时间稳定不间断地高速运行，这对其运动控制系统的运行速度、稳定性及可靠性提出了很高的要求。

自动PCB印刷机的工作原理
锡膏印刷机主要包括以下几个部件：视觉系统、刮刀模组、PCB传送轨道和纠偏定位平台。控制各部件运动的共有8个驱动轴，其中，板宽调整控制动导轨前后移动，将PCB传送轨道调整到与待加工PCB相应的宽度；相机X、相机Y控制相机移动到MARK点位置；平台X、平台Y1、平台Y2控制纠偏定位平台前后、左右移动并旋转角度，使PCB与钢网准确对齐；平台升降控制纠偏定位平台升降，完成平台工作位置切换；刮刀拖动控制刮刀模组前后移动，完成印刷。各驱动轴运动均为点位运动，无联动要求。

印刷机的工作流程为：
■ PCB通过PCB传送轨道进入印刷机后，安装在PCB传送轨道上的PCB夹紧装置将PCB固定。
■ 视觉系统依次根据PCB及钢网上各自两个MARK点发出位置反馈信号。
■ 调整平台纠正PCB与钢网间的位置及角度偏差，将PCB与钢网准确对齐。
■ 纠偏定位平台上升到印刷位置，刮刀模组上的刮刀前后移动将锡膏均匀的印刷到PCB的焊盘上。
■ 纠偏定位平台下降到原位，PCB夹紧装置松开，PCB 建立和绝对位置定位的实现。传送带将PCB送出印刷机，完成一个工作循环。

2、台达控制方案
台达多轴运动控制卡电控系统硬件结构如下图所示

台达运动控制卡电控系统组成：

台达多轴运动控制卡电控系统软件编程通过对锡膏印刷机工作方式进行分析，可知印刷机各轴有着相同的基本运动方式：原点搜索(REFERENCE)、绝对位置定位(ABS)和点动控制(JoG)。其中，点动控制(JOG)用于印刷机的手动调试，在正常运行中将被禁止使用；原点搜索(REFER—ENCE)用于建立各轴运动的坐标原点；绝对位置定位(ASS)用于在原点建立后完成运动定位。由于各轴有着相同的基本运动方式，在编写控制程序时可以采用相同的程序结构。按照功能的不同将程序划分为4个模块：初始化、通信校验、运动控制及故障处理。在初始化中，程序回到初始状态，各参数恢复到初始值；通信校验中，对从上位机接受到的命令进行校验，并对错误命令进行处理；运动控制包括上述三种基本运动方式的实现；故障处理中对运行过程中发生的故障进行处理。
3、项目特点
采用台达运动控制卡具有以下优势：
■ 配线简单，独特的台达DMC-NET, 大大减少控制端配线，减少了系统的可靠性，降低了维护成本，如下图。

■ 稳定的系统网络架构，拥有高稳定度的DMCNET通讯网络，有效地降低无效的数据流, 大幅度地提高了系统的稳定度，如下图。

4、项目效果
随着电子产品向微型化、便携式、网络化和多媒体方向迅速发展，SMT（表面贴装技术）在电子工业中正得到越来越广泛的应用，并且在许多领域部分或全部取代了传统电子装配技术，SMT的出现使传统电子装配技术发生了根本的、革命性的变革。在SMT装备研制过程中，涉及到两项关键技术：其一是视觉位置误差反馈信号的计算与获取，另一个是运动控制系统的精确定位。采用台达多轴运动控制卡的方案，大大缩短了工控机IPC的CPU占用时间，提高了系统响应的实时性，并且提高了自动PCB印刷机系统的定位精度和响应速度，使得自动PCB印刷机取得了很好的经济效益。