1 引言

　　許多電子產品需要具有絕緣性、防振性、防潮性、防水性等特點，導熱灌封膠能解決電子產品“絕緣、散熱、防水、密封、防振”等技術要求，但我國電子產品制造業的很多灌膠工序還是由手工操作完成，人工勞動強度大，精度差，直接影響電子產品的產量和質量。為了提高電子產品灌封膠的快速性、均勻性、一致性和安全性，提高生產效率，研究如何提高灌膠工序的自動化控制系統的品質，已成為灌膠工藝的重要革新項目。本文就是針對灌封膠設備的電氣自動化控制系統進行研究，采用S7—200型PLC控制灌封膠工藝過程。

2 灌封膠工藝過程

　　2.1 機械手運動輸送電子產品操作過程

　　機械手整個程序中運用了主控制器S7—200CPU226，電磁閥，旋轉限位開關，位置限位開關，異步電機，步進電機等。圖1所示機械手將電子產品從A點輸送到B點小車上的工藝過程，上升，下降和左移／右移的直線運動，由雙線圈二位電磁閥推動氣缸完成。當需要執行輸送預灌膠的電子產品時，接通電源，下降電磁閥的線圈通電，機械手執行下降程序，此時程序具有斷電保持作用，即使線圈失電，仍保持下降運行狀態，當上升運動的線圈得電時，下降運行停止。此外，夾緊／放松控制是由電磁閥線圈得電后，機械手執行夾緊動作，當線圈失電時機械手執行放松動作，夾緊／放松動作是由單線圈二位電磁閥推動氣缸來完成。設備裝有左、右限位開關和上、下限位開關，來控制機械手運動極限

　　2.2 雙組溶液混合攪拌成灌封膠的工藝分析

　　一般電子產品所用密封灌封膠是由2組溶液組成，例如：雙液環氧樹脂、雙液聚氨酯、雙液硅橡膠等二液性樹脂材料。目前，許多灌膠機生產廠家采用的方法是將2種不同成份的液體分開放置，由比例泵配比計量。當要灌注時分別自動調出比例，出膠后才進行動態混合，來滿足二液型材料的混合質量。此方法需要2個比例泵，混合膠均勻性不能保證，結構復雜、精度差。而本文選用液位傳感器檢測，傳感器的測量參數連續可調，從而控制混合膠比例，并通過攪拌機調至均勻后直接灌膠。從而定量輸出，精確穩定，同時可以根據實際要求調節比例及設定液體輸出時間限制排出混合膠的輸出量，可以更方便適合2種液料自動灌封。使混合灌膠工序連續化，自動化，節省時間，提高混合后質量，無需經人工配料，混合。

1 引言

　　許多電子產品需要具有絕緣性、防振性、防潮性、防水性等特點，導熱灌封膠能解決電子產品“絕緣、散熱、防水、密封、防振”等技術要求，但我國電子產品制造業的很多灌膠工序還是由手工操作完成，人工勞動強度大，精度差，直接影響電子產品的產量和質量。為了提高電子產品灌封膠的快速性、均勻性、一致性和安全性，提高生產效率，研究如何提高灌膠工序的自動化控制系統的品質，已成為灌膠工藝的重要革新項目。本文就是針對灌封膠設備的電氣自動化控制系統進行研究，采用S7—200型PLC控制灌封膠工藝過程。

2 灌封膠工藝過程

　　2.1 機械手運動輸送電子產品操作過程

　　機械手整個程序中運用了主控制器S7—200CPU226，電磁閥，旋轉限位開關，位置限位開關，異步電機，步進電機等。圖1所示機械手將電子產品從A點輸送到B點小車上的工藝過程，上升，下降和左移／右移的直線運動，由雙線圈二位電磁閥推動氣缸完成。當需要執行輸送預灌膠的電子產品時，接通電源，下降電磁閥的線圈通電，機械手執行下降程序，此時程序具有斷電保持作用，即使線圈失電，仍保持下降運行狀態，當上升運動的線圈得電時，下降運行停止。此外，夾緊／放松控制是由電磁閥線圈得電后，機械手執行夾緊動作，當線圈失電時機械手執行放松動作，夾緊／放松動作是由單線圈二位電磁閥推動氣缸來完成。設備裝有左、右限位開關和上、下限位開關，來控制機械手運動極限。

　　2.2 雙組溶液混合攪拌成灌封膠的工藝分析

　　一般電子產品所用密封灌封膠是由2組溶液組成，例如：雙液環氧樹脂、雙液聚氨酯、雙液硅橡膠等二液性樹脂材料。目前，許多灌膠機生產廠家采用的方法是將2種不同成份的液體分開放置，由比例泵配比計量。當要灌注時分別自動調出比例，出膠后才進行動態混合，來滿足二液型材料的混合質量。此方法需要2個比例泵，混合膠均勻性不能保證，結構復雜、精度差。而本文選用液位傳感器檢測，傳感器的測量參數連續可調，從而控制混合膠比例，并通過攪拌機調至均勻后直接灌膠。從而定量輸出，精確穩定，同時可以根據實際要求調節比例及設定液體輸出時間限制排出混合膠的輸出量，可以更方便適合2種液料自動灌封。使混合灌膠工序連續化，自動化，節省時間，提高混合后質量，無需經人工配料，混合。

3 PLC通信系統

　　本系統需要2臺S7—200 PLC，即CPU226和CPU224聯網通信，通過RS-485通信組成一個使用PPI協議的單主站通信網絡。如圖1所示，2臺S7—200 PLC站的地址設置為CPU224是1號，CPU226是2號，1號是主站，2號是從站，上位機(計算機)地址是0號。2臺PLC與裝有編程軟件的計算機通過RS一485接口和網絡連接器組成一個使PPI協議的單主站通信網絡。用雙絞線分別將連接器的2個A端子連在一起，2個B端子連在一起。其中一臺連接器帶有編程接口，連接PC／PPI電纜。用PC／PPI電纜分別單獨連接各臺PLC，在編程軟件中通過“系統塊”分別將地址設置為1和2，下載到CPU，完成硬件的連接與設置。PC機可用觸摸屏完成人機對話，更簡單、直觀。

圖1 2臺S7—200 PLC(CPU226和CPU224)聯網

4 電氣控制系統分析

　　4.1 機械手電氣控制分析

　　當需要機械手移動電子產品時，開始機械手處于原點位置，按下啟動按鈕，機械手執行下降指令，碰到下限位開關時停止。此刻夾緊線圈得電，機械手執行夾緊指令，將處于A點的預灌封膠電子產品夾住后，上升線圈得電，機械手執行上升指令，碰到上限位開關時停止。此時右移線圈得電，機械手執行右移指令，碰到右限位開關時停止，若此刻B點小車上無電子產品，則光電傳感器接通，下降線圈得電，機械手執行下降指令，碰到下限位開關時停止。此時夾緊線圈失電，機械手執行放松指令，將預灌封膠的電子產品放到B點小車上后，上升線圈得電，機械手再次執行上升指令，碰到上限位開關時停止。同時左移線圈得電，機械手執行左移指令至原點，碰到左限位開關時停止左移。至此，機械手完成了將電子產品從A點移動到B點小車上的全部動作過程，1個循環周期。第1周期與第2周期間隔時間為t5=11 s，表1、表2是CPU226控制機械手輸入、輸出點分配表。

　　4.2 混合灌膠流量電氣控制分析

　　混合灌封膠PLC CPU224硬件連接示意圖如圖2所示。

圖2混合灌封膠PLC機CPU224硬件連接示意圖

　　由圖6可知，本裝置為兩種液體混合裝置，SL1，SL2，SL3為液面傳感器，T為溫度傳感器，液體A，B閥門與混合液閥門由電磁閥YV1，YV2，YV3控制，M為攪拌電動機，控制要求如下：按下啟動按鈕SB1，裝置投入運行時，液體A，B閥門關閉，混合灌封膠溶液閥門打開，將容器放空后關閉；液體A閥門打開，液體A流入容器，當液位達到SL22時，Sk動作A閥門自動關閉，打開液體B閥門(其中SL2傳感器的測量參數可根據混合溶液的比例進行調整，調整比例為1：1，1：2，1：3直至1：10)。液體B流人容器，當液位達到SL1時，SL1動作B閥門自動關閉。攪拌電動機開始攪動。同時溫度傳感器T檢測混合灌封膠的溫度，由此判斷混合溶液的流動性。攪拌電動機工作40 s(攪拌機工作時間可根據要求調整)后停止攪動，混合灌封膠溶液閥門打開t1=5 S，開始放出混合灌封膠溶液，對電子產品灌封膠5 S，其灌膠時間可根據電子產品的實際面積與混合灌封膠的流動性進行調整(PLC機定時器的時間)，灌膠完畢電子產品將被輸送往下一道工序，輸送工具是采用變頻器控制電機正反轉驅動的小車來實現，左右往返時間分別為t2，t3，設t2=t3-4 S，t2+t3-8 S(其送往時間可根據路程進行調整)，中間停止時間t4=2 s(停止時間也可以根據工藝需要進行調整)，灌膠間隔時間為t5，每隔t2=t2+t3+t4+1s=4 s+4 s+2 s+1 s=11 S混合灌封膠溶液閥門打開5 S。當液面下降到SL3時，SL3傳感器由接通變為斷開，再過5 s后，容器放空，混合灌封膠溶液閥門關閉，開始下一周期的循環。在上述灌膠工藝過程中t2，t3，t4，t5均可以根據實際進行調整。小車控制電機可用交流電機，可采用S7—200 PLC CPU224與MM440變頻器采用USS通信協議，控制電動機實現正反轉、啟動、運行、調速、自由停車、快速停車、有故障恢復等功能。

　　停止操作：在當前的混合灌封膠溶液操作完畢后，按下停止按鈕SB，，停止操作。工藝流程如圖4所示，表3為S7—200 PLC型CPU224機輸入、輸出點分配表。

5 結論

　　基于PLC控制的電子產品灌膠機自動化系統與目前市場出售的灌膠機相比其優點如下：1)雙組膠混合比例可從1：1至1：10連續可調；2)灌膠時間可從0調至50 min，根據灌膠產品的體積、面積的不同調整灌膠時間；3)灌膠后的產品由小車送到下一工序，小車行駛路程可根據實際情況調節，真正實現全自動化和灌膠機的通用性，解放勞動力，投資少，精度高，產品質量得到保證。目前，單組份的灌膠技術相對成熟，其發展方向是自動化和高精度。而對于雙組份的混合灌膠設備的開發，還是一個尚未成熟的領域。本研究開發PLC控制的雙液混合自動罐膠機，是電子產品灌封領域的一枝獨秀。通過實驗證明，電子產品自動灌膠機PLC控制系統能夠滿足于企業生產要求，在電子產品的灌膠封裝工藝中，可大大節省勞動力、提高電子產品質量和生產效率，為企業節省大量資金，增強產品的競爭力。