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| 臺達機電產品在超聲波全自動清洗設備的應用 |
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1 引言
某超聲波設備有限公司主要生產應用于電子等行業超聲波清洗設備。以前使用的進口品牌的機電產品。因為行業內競爭的日趨激烈，運營成本壓力較大，并且原有的控制系統逐漸在安全保護和控制的便利性上越來越不能滿足客戶的需求，加之在售后服務方面存在很多問題，導致該公司開始尋找新的合作伙伴。臺達機電自動化技術平臺的多樣化、極高的性價比、優質完善的售后服務體系等成為客戶的優秀選擇。項目經過一個月的時間對其全自動超聲波清洗設備開發成功，在其行業里全自動清洗達到行業領先，引起了不小的影響，對臺達工控產品在超聲波清洗行業的推廣打下了良好的基礎。
2 系統組成
超聲波清洗設備是電子行業必不可少的工藝裝備，廣泛應用于硅片清洗等工藝環節。本文介紹的全自動超聲波清洗系統解決方案基于臺達機電一體化自動化技術平臺，自動化系統實現了上料、提拉、搬移、下放、下料工藝操作，提高了設備自動化程度和提高了產品的檔次。超聲波全自動清洗設備由PLC、伺服、機械手、超聲波發生器等部分組成，通過PLC對伺服的控制來達到對機械手的高精度控制，使硅片從第一槽一直到第十槽來達到硅片的清洗。超聲波全自動清洗設備的臺達解決方案自動化系統采用PLC技術。系統由PLC、觸摸屏、運動控制等單元集成，系統架構設計參見框圖1。
圖1 系統架構設計
3 自動化清洗工藝設計
3.1工藝分析
本項目清洗設備由10個清洗槽組成。設計采用兩個機械手操作，第一個機械手分管1-8槽，第二個機械手分8-10槽，其中第8槽為公共槽，下放由第一個機械手完成，提拉由第二個機械手完成。具體工藝如下：
第一個清洗籃從上料架提出，放至第一槽，經過1槽工藝時間，籃子從第一槽放至第二槽等待，然后機械手從第二槽位置挪到上料架位置，再提一籃放至第第一槽，接著機械手挪到第二槽位置，把第二槽中的藍提出放至第三槽，然后退回到第一槽把第一槽中的籃子放至第二槽，在回到上料架，從上料架位置提籃放至第一槽，然后機械手移至第三槽，把籃子從第三槽放到第四槽，然后在第二槽放至第三槽，第一槽放至第二槽，上料架到第一槽，再移至第四槽，第四槽的籃子移至第五槽，然后第三槽到第四槽。。。。。。，以此來推一直到第八槽，然后第二個機械手動作把第八槽移至第九槽，第九槽工藝時間到，然后放到第十槽，同時第一個機械手第7槽放至第八槽，八槽工藝時間到，第八槽放到第九槽，第一個機械手按照前面步驟，一直到上料架放到第一槽，第十槽工藝時間到，第二個機械手把第十槽籃子提出放到下料架，完成一個籃子中硅片的清洗，放好后等待第八槽中籃子的工藝時間，第二個機械手取第八籃放至第九籃……..，第二個機械手與第一個機械手動作邏輯獨立，唯一有關系的就是確保第8槽有籃子的時候，第一個機械手不能過去放籃子，同理沒有籃子的時候，第二個機械手不能去取籃子，兩個機械手不能同時出現在第八籃的上方，否則會出現不可預知的結果，損壞部件。
3.2算法優化設計
可以看出以上如果按平時一般的思路一步一步寫的話，會非常的繁瑣，如果要一步步寫的話，程序量非常的大，而且這只是其中一種模式，如果全都是一步步寫的話，估計程序兩會大于16K，使之出現EH2程序容量不夠寫的情況，所以不得不使用更好的思路來寫程序。經過考慮采用雙循環的思路寫程序，外循環為最前面槽的目標位，內循環為當前槽的目標位，這樣所有邏輯都是以循環中的目標值來確定，這樣程序量大大的減少，程序控制在6000步以內。
（1）正常清洗模式：此模式按前面的工藝處理。
（2）下班處理模式：在正常模式中如果按下下班處理模式，上料架不再上籃，等到第1個籃搬到第二個籃，直接搬第七槽搬到第八槽，以此類推，直到所有籃子全部出槽。
（3）故障處理模式：由于電器或機械出故障發生時，必須有一個故障處理模式，那故障處理首先機械手回到原點位置，然后從第八籃搬到第九籃，然后等待九槽工藝時間，時間到搬第九槽到第十槽，同時第一個機械手第七槽搬到第八槽，然后再調用下班模式，進行故障處理。
（4）數據處理：由于槽的尺寸都是不一樣的，那在編寫程序時數據處理工作量是很大的，在數據處理時相同的依據就是我雙循環的數據。
4 結束語
本項目的技術難點之一就是一些邏輯及數據細節的處理非常的繁瑣。通過重點的分析和對應設計，對于程序空間優化給出比較細致的討論。
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