QXL直线电机驱动在LED全自动固晶机上的应用
- 关键词：直线电机,固晶机
- 摘要：本文介绍了一款全自动LED高速固晶机的设备构成、工艺流程及QXL直线电机驱动在该设备的控制方案。
一．背景
近年来随着LED市场需求和产能不断的提升，靠人工生产LED已远无法满足市场需求；众多设备厂家也在开发不同品种、不同类型的专用或者通用型全自动固晶机。LED的发展和需求，加大了LED设备的完善，同时也加快了固晶机的完善，各厂家也纷纷加入到LED制造设备的竞争中。本设备是一款全自动LED高速固晶机。
二．固晶机工艺简介及规格说明
固晶机主要有六大部分组成
1、 吸晶摆臂系统：由拾取头组件和焊臂组成
2、 点胶系统：驱动点胶臂旋转及上下运动，驱动胶盘旋转运动。
3、 推頂器系统：由推頂针和分离晶片的真空盘组成
4、 晶片台系统：由两个直线电机驱动XY平台和一个校准机构组成
5、 进出料系统：控制支架进出料。
6、 光学系统：分吸晶光学系统和固晶光学系统，分别用于芯片的吸取和焊接。
设备工作流程大致可以分为以下几步：①取晶；②吸晶；③点胶；④固晶；⑤归位。如下图1所示。具体工作流程见图2.
图1全自动LED高速固晶机设备
图2固晶机工作流程图
三．固晶机工艺要求
1、贴晶片后，胶水覆盖面超过3/4。
2、胶水溢出高度不能超出晶片高度的80% 。
3、晶片的倾斜度±5度。
4、各轴伺服驱动器出现故障时，应将故障信号传输至上位机。上位机发出故障清除信号应能及时清除故障。
5、吸晶、固晶平台驱动器配合要协调，单轴到位时间应小于5ms，且过冲量小于正负5脉冲。
6、摆臂轴往复运动时间尽量短，以提高工作效率。
四．固晶机工艺特点及难点
1、一机适用各种LED固晶作业。
2、利用双视觉定位系统，一旦发现吸晶位有偏差立即补偿，直线电机XY平台驱动器能快速响应小距离的补偿量，使得固晶精确度高。如图3，横轴代表时间s 纵轴为脉冲puls。
图3 视觉定位补偿跟随
3、模组化自动教导，设定简单快速。
图4 自动教导过程中上位机所发脉冲及编码器反馈脉冲对比
4、可逐点定位或两点定位生产多样化。
5、支架整盘上下料，不同产品仅需更换夹具。
6、标准人性化Windows界面设计。
五．QXL搭配固晶机方案介绍
1、LED全自动固晶机共有六大部分，其中对驱动器要求甚高的吸晶直线电机X/Y平台驱动器采用QXL高端伺服驱动器，见下图5；固晶直线电机B/C平台采用QXL高端伺服驱动器，见下图6；摆臂平台摆臂轴W采用DDR配QXL伺服驱动器，见下图7；上下吸合臂采用普通旋转伺服电机配相应驱动器；点胶系统由两个交流伺服马达分别驱动点胶臂做旋转及上下运动，一个步进马达驱动胶盘做旋转运动，见下图8。
图5 吸晶XY平台 图6 固晶BC平台
图7 摆臂DDR平台 图8 点胶平台
2、下图9给出了应用现场。
图9 全自动LED固晶机应用调试现场图片
图9左下角为QXL高端伺服驱动器，QXL搭配直线电机及DDR很完美的实现了LED固晶机对高速高精的要求，下图10给出了应用结果，上位机所发脉冲PDpos及电机实际位置Pos跟随情况。其中横轴代表时间，单位为s，纵轴为脉冲数。
图10 QX配直线电机吸晶、固晶平台响应时间及过冲
六．方案优点
1、吸晶、固晶平台采用直线电机搭配QXL高端伺服驱动器，相比传统的旋转伺服来说，使得生产加工效率提高，直线电机高速高精的性能发挥出来。驱动器响应时间<5ms< span="">，过冲量小于5脉冲。
2、传统的摆臂轴一般采用旋转伺服电机，该款全自动LED固晶机摆臂轴采用DDR力矩电机搭配QXL高端伺服驱动器缩短了单轴摆臂往复运动的时间，大约能缩短15%的时间。使得加工效率有了明显的提高。