台达人机界面在点胶机器人上的应用

1 引 言

　　随着自动化水平的日益提高，基于触摸屏技术的人机界面（HMI）技术应用日益深入到装备制造业的各个领域。同时，随着HMI的功能和配置升级，原来较为复杂的一些控制领域也得到应用，呈现触摸屏技术出特有的人性化友好和信息化人机工程优势。本文的把HMI应用到点胶机器人上的控制监控管理，就是典型的案例。

　　电路板表面贴装技术（SMT）工艺流程由丝印（或点胶）； 贴装 （固化）；回流焊接；清洗；检测等工艺环节组成。丝印或点胶工艺作用是将焊膏或贴片胶漏印到PCB的焊盘上，为元器件的焊接做准备。所用设备为丝印机（丝网印刷机），位于SMT生产线的最前端。点胶是将胶水滴到PCB的的固定位置上，其主要作用是将元器件固定到PCB板上。所用设备为点胶机，位于SMT生产线的最前端或检测设备的后面。因此关键工艺设备点胶机器人得到越来越广泛的应用。

2 系统分析

　　对于自动化点胶机器人来说，其主要动作有两种：一种是到达每一位置点后点胶一次，例如按键类的点胶处理，此种处理容易控制，仅仅需要点到点的点位控制即可；另一种则是实现轨迹运动的处理，如直线、圆弧、点线等。此种点胶要求比较高，必须确保点到点的插补联动要求。

　　点胶机工艺在人机交互的这个方面，应用较为多的是传统的按键操作配合LED显示，可操作性、扩展性比较差。自动化程度更高的是采用专用运动控制器的机器人方式。点胶机器人的成本较高，并且集成的运动控制器可开发性比较差。针对此种情况，项目使用人机界面作为人机交互的窗口，实现M型桌面机器人的控制器。台达DOP系列触摸屏人机界面以其丰富灵活的组态方式、功能强大的宏旨令能够很好的满足系统的要求。

3 系统设计

　　M型桌面机器人的控制器由三台伺服电机带动传动机构与胶枪进行X/Y/Z轴的点线运动来完成点胶工作。机器人的控制器是在运动板卡上采用VC++语言进行二次开发，集成了日本三菱A系列PLC的协议（此协议的集成是为了更好的匹配DOP人机界面）。由于采用了运动板卡，存贮介质一般选用为电子盘。但考虑到使用了人机界面，一些重要的数据、参数与工艺要求存贮在HMI中。

　　3.1 HMI功能设计

　　（1）实现50套工艺参数存储要求，包括单轴，多轴完成MOVE ARC LINE等参数的字符存贮。

　　（2）在人机界面上需要完成较为复杂的功能（目前很多人机界面做不到）包括：下拉列表的选择；自由点选字符命令参数并记忆选择的参数；由选择到的参数组合成工艺。

　　（3）字符信息实时反馈机构的执行情况等。

　　3.2 下拉列表编程

　　以下拉列表的实现，可以达到如图1所示的效果。

图1 工艺参数下拉列表

　　通过对测箭头按键的点击来选择不同的编号工艺，而且只可以在一个画面操作，不可以用换画面来实现。同时，点击任意工艺内容，可以轻松的修改工艺。

　　由于DOP系列触摸屏组态软件中并没有这样的下拉列表组件。最终用简易指示灯、切换子画面、数值显示、设常数值、指针并配合控制器程序实现，达到了通常只有桌面形计算机才能完成的功能。
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　　3.3 自由点选命令编程

　　要将如图2所示的这些命令点选后组成工艺参数，然后下达给控制器。难点在于“数字”与“字符”的转换处理。这一难点的实现得益与DOP内部丰富的宏指令。

图2 自由点选功能

　　3.4 系统信息实时DOP显示

　　系统信息实时DOP显示难点在于要显示长字符串，长字符串中还要由“随时可变”的字符。这一技术要点的实现最终靠*$指针来实现，“随时可变”的字符也用指针变量。单然，程序上还要做一些运算和处理来显示正确的信息。

　　以上介绍的只是程序上众多技巧的一部分，由于篇幅的关系和基于可以技术产权的关系，本文并不能详述更多。客户的技术人员特别聘请了韩国很有声望的工程师，这位工程师对于DOP强大的功能赞不绝口。

　　3.5 界面装饰

　　界面的装饰是常经常被自动化研发工程师忽视的一个问题。人机界面的使用不仅在操作的方便性上，同时也会显示更多的信息。界面的装饰对人的视觉感观影响很大，一个好的界面会对人产生强烈的冲击，所以一个好的人机界面程序一定包含美的视觉。本程序在美化界面方面做了很多工作，很多按键都是用图形软件精心处理过的。几幅程序美化的截图如图3所示。

图3  人性化界面装饰

4 结束语

　　现代机电装备人机界面技术和过去已经有很大不同，突出的表示就是功能的强大。某些领域完全可以替代“工控机”＋“组态软件”的惯用架构。台达DOP系列触摸屏性能在M型桌面机器人的控制器系统表现的灵活实用，无论是与台达机电产品和其它主流自动化产品集成应用，台达DOP的兼容性都非常出色。同时友好的界面，强大的软件，人性化的设计，都会让您在严肃的设计中体会到别样的乐趣。