周宏艷，李 鐵，郭曉妮，馮志祥

(太原風(fēng)華信息裝備股份有限公司，山西太原030024)

全自動FOG邦定機軟件系統(tǒng)的設(shè)計

周宏艷，李 鐵，郭曉妮，馮志祥

(太原風(fēng)華信息裝備股份有限公司，山西太原030024)

設(shè)備的穩(wěn)定可靠運行，直接依賴于設(shè)備軟件系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠。通過對設(shè)備輸入輸出點的邏輯關(guān)系、電機運行、圖像系統(tǒng)、操作安全等方面的控制，系統(tǒng)地介紹了全自動FOG邦定機軟件設(shè)計，旨在能對自動設(shè)備軟件控制上有一定的借鑒作用。

可編程控制器；柔性電路板邦定至玻璃；全自動邦定機；軟件系統(tǒng)；安全設(shè)計

隨著電子、通訊產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，液晶面板顯示器的需求不斷增長，液晶顯示模塊是液晶顯示器必不可少的組成部分，中小尺寸產(chǎn)品如手機、數(shù)碼產(chǎn)品，大尺寸如液晶顯示器、液晶電視等。這些產(chǎn)品都以薄、輕為發(fā)展趨勢，這就要求有相關(guān)配套的工藝技術(shù)支持。邦定技術(shù)是驅(qū)動軟性電路FPC (film on glass）和液晶玻璃或觸摸屏進行電氣和機械連接的一種工藝技術(shù)。全自動FOG（film on glass）邦定機即是實現(xiàn)這種工藝技術(shù)的相應(yīng)設(shè)備。

全自動FOG邦定機是一種用于將TCP或FPC（柔性電路板）與玻璃面板之間建立穩(wěn)定的機械和電氣連接的生產(chǎn)設(shè)備，其可以用于面板與FPC的邦定生產(chǎn)，同時兼容LCM（液晶顯示模塊）或觸屏的生產(chǎn)，可與自動涂膠機或全自動COG連線使用。其主要完成功能有：LCD自動上料、FPC自動上料（FPC手動上料可選）、定位、ACF預(yù)貼、自動對位、預(yù)壓、主壓、自動下料。外形布局圖如圖1所示。

圖1 全自動FOG邦定機外形布局圖

邦定機由玻璃上料部件、ACF部件、預(yù)壓部件、FPC上料、主壓部件、傳輸部件、下料部件、圖像系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等組成?？刂葡到y(tǒng)由PLC來完成。

1 邦定機軟件系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

自動化設(shè)備的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)是不可分割的整體，邦定機的軟件系統(tǒng)在實現(xiàn)邦定機需要的一些功能基礎(chǔ)上，還要完成對機器操作的規(guī)劃，并實現(xiàn)操作功能。

全自動FOG邦定機的軟件系統(tǒng)應(yīng)用可編程控制器（PLC）梯形圖開發(fā)，通過觸摸屏進行人機交互，從界面上操作整個軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)各種功能。界面上顯示信息有關(guān)鍵性參數(shù)，如壓接時間，溫度，壓力等，以及FPC待料、上下游連線待料、搬運、壓接模式等輔助性信息。

1.1 軟件系統(tǒng)的組成

全自動FOG邦定機軟件系統(tǒng)分塊編制，主要分為如下幾個部分：手動操作（電機調(diào)試）、參數(shù)設(shè)定、自動運行、一鍵化操作、報警信息互動、快速換型、模塊化設(shè)計等：

1）手動操作（電機調(diào)試）的功能包含：單獨設(shè)定各個電機工作位，接料位，下料位，氣缸，負壓等的單獨操作。

2）參數(shù)設(shè)定功能包含：溫度通過485通訊，在觸摸屏上進行設(shè)定；壓力通過電氣比例閥控制，觸摸屏設(shè)定；邦定時間；電機速度等。

3）自動運行：主要是設(shè)備自動完成從上料、定位、ACF、預(yù)壓、主壓、下料等一系列動作。采用"傻瓜"模式設(shè)計思路，具有隨時啟動，隨時停止功能，極大地方便了用戶。

4）一鍵化操作：針對設(shè)備臺數(shù)較多，開發(fā)出大量一鍵化操作動作，可以通過一鍵操作，實現(xiàn)玻璃在各平臺之間的隨意搬送。

5）報警信息互動：增加更多的人機交互，在報警信息處理過程中，可以實現(xiàn)多種選擇，確保設(shè)備更加順暢的運行。

6）快速換型：針對客戶現(xiàn)場換型頻繁的情況，結(jié)合圖像系統(tǒng)，開發(fā)出快速換型程序，通過輸入玻璃及FPC尺寸，一鍵化換型。

7）模塊化設(shè)計：因為整個邦定系列機型較多，設(shè)計過程中運用大量局部變量，以縮短后續(xù)設(shè)備的開發(fā)周期。

1.2 軟件的總體框圖

全自動FOG邦定機設(shè)備運行流程是液晶玻璃的傳輸流程，通過設(shè)備上五支傳送機械手進行。下面按傳輸流程順序給出程序框圖。

1.3 邦定機I/O點的管理

圖2 傳送1機械手動作流程

全自動FOG邦定機屬于大型高精度自動化設(shè)備，I/O點數(shù)眾多，對各I/O點進行方便的管理與控制，是對方便設(shè)備調(diào)試及方便維護的一個前提。為縮短調(diào)試時間，將所有I/O點集中在觸屏上，狀態(tài)一目了然。同時，為了方便硬件的維護，在程序中將I/O地址全部替換為內(nèi)部地址，這樣更換某一個I/O點時，只需要在I/O轉(zhuǎn)換程序模塊中更改即可，不需要全部程序內(nèi)替換，減少遺漏風(fēng)險，方便程序調(diào)試。

2 邦定機電機軸的控制

2.1 電機單獨控制

電機是設(shè)備控制系統(tǒng)中的執(zhí)行部件，在全自動FOG邦定機中，我們運用伺服電機和步進電機來實現(xiàn)運動。電機傳動是邦定機高速度、高精度運行的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)件，電機運行的穩(wěn)定性會直接影響到邦定機的工作性能。所以，軟件上要對各電機軸的初始化、點動、步進單動、定位運行進行控制，并對各電機軸的位置傳感器進行管理。

圖3 傳送2機械手動作流程

2.2 電機回零

電機位置的初始化就是對電機進行零點歸位，初始化完成后，設(shè)定當(dāng)前位置為零點，并設(shè)定好電機運行方向，在運動過程中的其它位置就有了相對于零點位置的固定坐標(biāo)。全自動邦定機的設(shè)計中，初始化零點是讀取位置傳感器的狀態(tài)變化來確定。傳感器固定在設(shè)備的固定件上，歸位零件固定在電機通過絲桿傳動的運動件上，隨著電機的轉(zhuǎn)動，呈直線運行，直到到達檢測位置傳感器。初始化電機的示意圖如圖7初始化電機示意圖。

圖4 傳送3機械手動作流程

圖5 傳送4機械手動作流程

圖6 傳送5機械手動作流程

圖7 初始化電機示意圖

初始化電機系統(tǒng)程序首先讀取傳感器狀態(tài)，根據(jù)傳感器狀態(tài)，判斷電機的運行方向。傳感器在被歸位零件遮擋住時，狀態(tài)為“1”，反之為“0”。當(dāng)程序讀取到傳感器狀態(tài)為“1”時，電機帶動歸位零件往左移動特定距離后設(shè)定為零點。當(dāng)序讀取到傳感器狀態(tài)為“0”時，電機首先帶動歸位零件右移動，直到狀態(tài)為“1”后，再往左移動特定距離后設(shè)定為零點。

3 圖像系統(tǒng)的通訊與管理

圖像系統(tǒng)與PLC之間通過232串口通訊，格式如圖8傳送格式、圖9傳輸代碼說明。

圖8 傳送格式

依據(jù)通訊格式，編制程序代碼，完成玻璃初始定位，預(yù)壓部分對位，主壓定位的圖像系統(tǒng)功能。

4 自動運行中安全設(shè)計

全自動FOG邦定機因為運行速度較快，傳輸部件較多，所以在運行過程中對安全性提出了更高的要求。結(jié)合該設(shè)備的具體情況，主要是針對安全門鎖，安全光柵，手動拾取FPC時的細節(jié)處理。

4.1 安全門鎖的處理遙

所有安全門鎖在生產(chǎn)過程中全部強制有效，有效避免了人為誤操作帶來的安全隱患。

4.2 FPC上料安全光柵的處理

針對操作人員會頻繁遮擋光柵的原因，采用即擋即停設(shè)計，具體細節(jié)設(shè)計為，遮擋住光柵時，F(xiàn)PC上料臺部分立即停止，而當(dāng)光柵不被遮擋住時，F(xiàn)PC上料臺部分會繼續(xù)動作。

圖9 傳輸代碼說明

4.3 手動拾取FPC的處理

因為在生產(chǎn)過程中，難免有FPC掉落至設(shè)備內(nèi)部，此時如果想去拾取FPC，則需要在觸屏上進行選擇。此辦法有效的保證了人員的安全，同時保證對設(shè)備效率沒有影響。

5 結(jié)束語

軟件系統(tǒng)是自動化設(shè)備的重要組成部分，設(shè)備的良好性能也需要在軟件系統(tǒng)的工作中體現(xiàn)出來，設(shè)備的所有操作和控制都基于軟件系統(tǒng)來實現(xiàn)。全自動FOG邦定機已經(jīng)大量應(yīng)用于液晶行業(yè)中面板和觸屏的生產(chǎn)，系統(tǒng)軟件穩(wěn)定可靠。目前全自動FOG邦定機可以達到每3.5 s生產(chǎn)一片，在速度上還待提升。

[

1] 張俊萍，朱小冬，張魯，等.軟件可靠性測試流程設(shè)計及其應(yīng)用[J].計算機測量與控制，2011(4)：796-799. [

2] 黃會雄，陳開文.軟件的可靠性設(shè)計研究與應(yīng)用[J].山西電子技術(shù)，2006(4)：68-70.

周宏艷（1971.4-）女，高級工程師，1994年畢業(yè)于太原理工大學(xué)。畢業(yè)后一直從事專用設(shè)備的自動化控制工作。

李鐵（1982.11-）男，工程師，2006年畢業(yè)于太原科技大學(xué)。畢業(yè)后一直從事專用設(shè)備的自動化控制工作。

郭曉妮（1982.2-）女，助理工程師，2011年畢業(yè)于內(nèi)蒙古科技大學(xué)。畢業(yè)后一直從事專用設(shè)備的自動化控制工作。

馮志祥（1985.2-)男，工程師，2008年畢業(yè)于南開大學(xué)濱海學(xué)院。畢業(yè)后一直從事專用設(shè)備的自動化控制工作。

The Software System Design of the Automatic FOG Binding Machine

ZHOU Hongyan，LI Tie，GUO Xiaoni，F(xiàn)ENG Zhixiang

(Taiyuan Fenghua Information Equipment Co.，Ltd.，Taiyuan 030024，shanxi)

Stable and reliable operation of the equipment，the stability and reliability of the software system is directly dependent on the equipment.Through the equipment input control output logic relationship，motor operation，image system，safe operation，etc.，systematically introduced automatic fog bonding machine software design，in order to have certain reference function to the automatic control system equipment.

The programmable controller；FPC On Glass；Automatic binding machine；The software system；Safety design

TN605

：B

：1004-4507(2015)07-0043-06

2015-05-14